本發(fā)明涉及一種寬光動態(tài)范圍寬光譜攝像鏡頭。

背景技術：

光動態(tài)范圍是指攝像機對拍攝場景中景物光照反射的適應能力，具體指亮度及色溫的變化范圍。在強光源照射下的高亮度區(qū)域及陰影、逆光等相對亮度較低的區(qū)域在圖像中同時存在時，攝像機輸出的圖像會出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過度成為白色，而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，嚴重影響圖像質量。攝像機在同一場景中對最亮區(qū)域及較暗區(qū)域的表現(xiàn)是存在局限的，這種局限表現(xiàn)為動態(tài)范圍不足?，F(xiàn)有的常規(guī)攝像鏡頭光動態(tài)范圍通常由光圈調節(jié)，通過關大或關小光圈，調整鏡頭的進光能力，調光倍數低，光動態(tài)范圍小，特別是在強背景光環(huán)境下，關小光圈降低了系統(tǒng)的極限分辨率，嚴重制約系統(tǒng)的監(jiān)測能力。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種寬光動態(tài)范圍寬光譜攝像鏡頭。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：一種寬光動態(tài)范圍寬光譜攝像鏡頭，包括鏡筒、設置在鏡筒內的光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)包括沿光線自左向右入射方向依次設置的可變光欄a、光焦度為正的鏡組b、光焦度為負的鏡組c、光焦度為正的鏡組d、調光組e，可變光欄a為可變光圈，鏡組b為雙凸透鏡b-1，鏡組c為正月牙透鏡c-1與雙凹透鏡c-2密接的膠合組，鏡組d為雙凸透鏡d-1，調光組e包括依次設置的變光密度盤e-1、變光密度盤e-2，變光密度盤e-1、變光密度盤e-2的透過率由99%到0.99%均勻漸變。

進一步的，所述可變光欄a和鏡組b之間的空氣間隔是2mm，所述鏡組b和鏡組c之間的空氣間隔是2.4mm，所述鏡組c和鏡組d之間的空氣間隔是2.6mm，所述鏡組d和調光組件e之間的空氣間隔是10mm。

進一步的，所述鏡筒包括前組鏡筒，可變光欄a設置于前組鏡筒前端，鏡組b、鏡組c、鏡組d依次設置于前組鏡筒內，前組鏡筒后端與法蘭盤固定連接，法蘭盤后部設置有調光盤座，調光盤座與法蘭盤轉動連接，所述調光組e設置于調光盤座內并與調光盤座軸承連接。

進一步的，所述法蘭盤上設置有光欄電機、調光電機，光欄電機經其輸出軸上的光欄電機齒輪與可變光欄a傳動，調光電機經其輸出軸上的調光電機齒輪與調光盤座嚙合傳動。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：結構簡單，設計合理，通過調光組，調整光學系統(tǒng)的透過率，避免圖像出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過度而發(fā)白，黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，或因光圈關小導致的衍射極限分辨率降低而造成像質模糊的情況，具有寬光動態(tài)范圍適應能力，適應大漠、水面等復雜光照環(huán)境，在強光背景時的圖像清晰度不下降，適應光照強弱、雨、雪、薄霧等各種特殊環(huán)境，有效地提高了監(jiān)測能力。

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的光學系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例的鏡頭機械結構示意圖。

圖3為為本發(fā)明實施例的鏡頭結構左視圖。

圖4為本發(fā)明實施例的鏡頭結構右視圖。

圖中：

a-可變光欄a；b-1-雙凸透鏡b-1；c-1-正月牙透鏡c-1；c-2-雙凹透鏡c-2；d-1-雙凸透鏡d-1；e-1-變光密度盤e-1；e-2-變光密度盤e-2；f-像面；1-光欄鉚釘；2-光欄片；3-光欄座；4-光欄動環(huán)；5-光欄調節(jié)環(huán)壓圈；6-光欄調節(jié)環(huán)；7-光欄撥釘；8-光欄動環(huán)壓圈；9-法蘭盤；10-調光微動開關；11-調光電機；12-調光電機架；13-調光電機齒輪；14-調光電機過輪；15-調光電機過輪軸；16-調光盤座；17-變光密度盤e-1；18-變光密度盤e-2；19-調光壓圈2；20-調光鏡座2；21-鋼珠；22-鋼珠壓圈2；23-調光壓圈1；24-調光鏡座1；25-鋼珠壓圈1；26-前組壓圈；27-透鏡d-1；28-隔圈2；29-透鏡c-2；30-透鏡c-1；31-隔圈1；32-前組鏡筒；33-透鏡b-1；34-光欄電機齒輪；35-光欄電機；36-光欄電機架；37-光欄過輪軸；38-光欄過輪；39-光欄開關架；40-光欄微動開關；41-光欄限位釘。

具體實施方式

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

如圖1~4所示，一種寬光動態(tài)范圍寬光譜攝像鏡頭，包括鏡筒、設置在鏡筒內的光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)包括沿光線自左向右入射方向依次設置的可變光欄a、光焦度為正的鏡組b、光焦度為負的鏡組c、光焦度為正的鏡組d、調光組e，可變光欄a為可變光圈，鏡組b為雙凸透鏡b-1，鏡組c為正月牙透鏡c-1與雙凹透鏡c-2密接的膠合組，鏡組d為雙凸透鏡d-1，調光組e包括依次設置的變光密度盤e-1、變光密度盤e-2，變光密度盤e-1、變光密度盤e-2的透過率由99%到0.99%均勻漸變。

在本實施例中，所述可變光欄a和鏡組b之間的空氣間隔是2mm，所述鏡組b和鏡組c之間的空氣間隔是2.4mm，所述鏡組c和鏡組d之間的空氣間隔是2.6mm，所述鏡組d和調光組件e之間的空氣間隔是10mm。

在本實施例中，所述鏡筒包括前組鏡筒，可變光欄a設置于前組鏡筒前端，鏡組b、鏡組c、鏡組d依次設置于前組鏡筒內，前組鏡筒后端與法蘭盤固定連接，法蘭盤后部設置有調光盤座，調光盤座與法蘭盤轉動連接，所述調光組e設置于調光盤座內并與調光盤座軸承連接。

在本實施例中，所述法蘭盤上設置有光欄電機、調光電機，光欄電機經其輸出軸上的光欄電機齒輪與可變光欄a傳動，調光電機經其輸出軸上的調光電機齒輪與調光盤座嚙合傳動。

如圖2~4所示，所述鏡頭的機械結構前面設置有電動可變光欄機構，后面設有電動調光密度盤機構。所述八片光欄片（2）通過光欄鉚釘（1）分別活動安裝在光欄座（3）上。所述光欄動環(huán)（4）通過光欄動環(huán)壓圈（8）安裝在光欄座（3）上并和光欄鉚釘（1）連接在一起。所述光欄調節(jié)環(huán)（6）通過光欄撥釘（7）和光欄調節(jié)環(huán)壓圈（5）安裝在光欄座（3）上。所述光欄座（3）通過螺紋連接在法蘭盤（9）上。所述光欄過輪（38）通過光欄過輪軸（37）安裝在光欄電機架（36）上，所述光欄電機（35）通過螺紋安裝在光欄電機架（36）上，所述光欄電機架（36）通過螺釘安裝在法蘭盤（9）上。所述兩個光欄微動開關（40）安裝于光欄開關架（39）上，所述光欄開關架（39）通過螺釘圓弧安裝在光欄座（3）上。當光欄電機（35）工作時，轉子的旋轉運動通過光欄電機齒輪（34）和光欄過輪（38）傳遞給光欄調節(jié)環(huán)（6），并通過光欄撥釘（7）帶動光欄動環(huán)（4）轉動，從而實現(xiàn)光欄的關大關小，調整鏡頭的進光能力。

所述透鏡b-1（33）、隔圈1（31）、透鏡c-1（30）和透鏡c-2（29）的膠合組、隔圈2（28）、透鏡d-1（27）依次安裝于前組鏡筒（32）內并通過前組壓圈（26）壓緊固定。所述前組鏡筒（32）通過螺紋安裝與法蘭盤（9）上。

所述變光密度盤e-1（17）通過調光壓圈1（23）安裝在調光鏡座1（24）上，所述變光密度盤e-2（18）通過調光壓圈2（19）安裝在調光鏡座2（20）上，所述調光鏡座1（24）和調光鏡座2（20）通過鋼珠安裝在調光盤座（16）上，并用鋼珠壓圈1（25）和鋼珠壓圈2（22）壓緊形成滾動軸承結構。所述調光電機過輪（14）通過調光電機過輪軸（15）安裝在調光盤座（16）上。所述調光電機（11）固定在調光電機架（12）上，所述調光電機架（12）通過螺釘安裝在調光盤座（16）上。當調光電機（11）工作時，轉折的旋轉運動通過調光電機齒輪（13）和調光電機過輪（14）傳遞給調光鏡座1（24）和調光鏡座2（20），并通過兩個調光微動開關（10）限定在270°之間轉動，從而實現(xiàn)變光密度盤調光的目的。

在本實施例中，所述各個鏡片需滿足下表所示的參數要求。

在本實施例中，由上述鏡片組構成的光學結構達到了以下光學指標：

1.調光倍數：10000倍；

2.適應光譜范圍：400nm～1060nm；

3.視場角：8.8°×6.6°；

4.相對孔徑：1/4.5。

本發(fā)明提出了一種在-40℃～+60℃的寬溫度范圍內具有寬光動態(tài)范圍寬光譜攝像鏡頭，通過調節(jié)調光組件e中所設置的透過率由99%到0.99%均勻漸變的變光密度盤e-1和e-2不同透過率在光路中的位置，即調整光學系統(tǒng)的透過率，使系統(tǒng)具有10000倍連續(xù)調光能力，即在不降低系統(tǒng)的極限分辨率的條件下調節(jié)圖像的亮暗，使得明亮區(qū)域不會因曝光過度成為白色，黑暗區(qū)域不會因曝光不足成為黑色，輸出清晰的圖像。同時，本發(fā)明在400nm到1060nm的寬光譜范圍都有高解像力，適應在雨、雪、薄霧等各種特殊環(huán)境使用不同的光譜，提高監(jiān)測能力。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。