大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭的製作方法

2023-10-20 07:43:37

專利名稱：大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭。
背景技術：
目前，適用於中短距離的監測攝像鏡頭要求觀測範圍大、體積小、質量輕、高清晰度，對目標既能作大區域小倍率的全景觀測，又能作小區域大倍率的放大觀察。傳統的機械補償式變焦距鏡頭的光學結構形式由前固定組、變倍組、補償組和後固定組四個組元構成，但是普遍存在著體積較大、視場較小、變倍比小、解析度較低、與高精度攝像機不匹配等缺點，觀測能力很有限。

實用新型內容本實用新型針對上述現有技術存在的問題作出改進，即本實用新型要解決的技術問題是提供一種大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭。為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，所述鏡頭的光學結構中沿光線自左向右入射方向分別設有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負的變倍組B、可變光欄組件C、光焦度為正的後固定組D以及光焦度為正的補償組E，所述前固定組A依次設有負月牙透鏡A-1、雙凸透鏡A-2以及正月牙透鏡A-3，所述變倍組B依次設有雙凹透鏡B-1以及由雙凹透鏡B-2和正月牙透鏡B-3密接的第一膠合組，所述後固定組D依次設有雙凸透鏡D-1和負月牙透鏡D-2，所述補償組E依次設有雙凸透鏡E-1以及由雙凸 透鏡E-2和雙凹透鏡E-3密接的第二膠合組。在上述技術方案中，所述前固定組A和變倍組B之間的空氣間隔是1.0mnT24.7mm,所述變倍組B和可變光欄組件C之間的空氣間隔是25.0mnTl.3mm，所述可變光欄組件C和後固定組D之間的空氣間隔是1.2mm，所述後固定組D和補償組E之間的空氣間隔是9.5mm^4.3mm。在上述技術方案中，所述前固定組A中的負月牙透鏡A-1和雙凸透鏡A-2之間的空氣間隔是6.8mm，所述雙凸透鏡A-2和正月牙透鏡A-3之間的空氣間隔是0.1mm ;所述變倍組B中的雙凹透鏡B-1和第一膠合組之間的空氣間隔是3.0mm,所述後固定組D中的雙凸透鏡D-1和負月牙透鏡D-2之間的空氣間隔是0.1mm,所述補償組E中的雙凸透鏡E-1和第二膠合組之間的空氣間隔是0.1mm。與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:該鏡頭具有較大的視場角、體積較小等優點，其廣角端視場角2ω=89.6°，其望遠端視場角2 ω =12°，具有連續電動變焦、電動調焦、電動調光等功能，各電動機構動作靈活可靠，各焦距段成像不離焦，變焦全過程光軸共軸性好，圖像清晰，像面不跳動。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。

[0009]圖1為光學系統的結構圖。圖2為電動變焦機構的結構圖。圖3為電動調焦機構的結構圖。圖4為電動調光機構的結構圖。圖5為本實用新型整機的結構圖。圖中:1_變倍移動座，2-變倍鏡組，3-導杆，4-變焦主動輪，5-凸輪，6-補償移動座，7-補償鏡組，8-變焦電機，9-調焦座，10-前固定鏡組，11-主鏡筒，12-調焦導釘，13-調焦電機，14-調焦主動輪，15-光欄座，16-光欄片，17-光欄動環，18-光欄過渡輪，19-調光主動輪，20-調光電機，21-外罩,22-光欄組，23-後固定鏡組，A-如固定組，A-1-負月牙透鏡，A-2-雙凸透鏡，A-3-正月牙透鏡，B-變倍組，B-1-雙凹透鏡，B-2-雙凹透鏡，B-3-正月牙透鏡，C-可變光欄組件，D-後固定組，D-1-雙凸透鏡，D-2-負月牙透鏡，E-補償組，E-1-雙凸透鏡，E-2-雙凸透鏡，E-3-雙凹透鏡，F-靶面。
具體實施方式
如圖1所示，一種大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，所述鏡頭的光學結構中沿光線自左向右入射方向分別設有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負的變倍組B、可變光欄組件C、光焦度為正的後固定組D以及光焦度為正的補償組E，所述前固定組A依次設有負月牙透鏡A-1、雙凸透鏡A-2以及正月牙透鏡A-3，所述變倍組B依次設有雙凹透鏡B-1以及由雙凹透鏡B-2和正月牙透鏡B-3密接的第一膠合組，所述後固定組D依次設有雙凸透鏡D-1和負月牙透鏡D-2，所述補償組E依次設有雙凸透鏡E-1以及由雙凸透鏡E-2和雙凹透鏡E-3密接的第二膠合組，各組鏡片安裝在相應組的鏡筒內組成了鏡組。在本實施例中，所述前固定組A和變倍組B之間的空氣間隔是1.0mnT24.7mm,所述變倍組B和可變光欄組件C之間的空氣間隔是25.0mnTl.3mm,所述可變光欄組件C和後固定組D之間的空氣間隔是1.2mm，所述後固定組D和補償組E之間的空氣間隔是
9.5mm^4.3mm。在本實施例中，所述前固定組A中的負月牙透鏡A-1和雙凸透鏡A-2之間的空氣間隔是6.8mm,所述雙凸透鏡A-2和正月牙透鏡A-3之間的空氣間隔是0.1mm ;所述變倍組B中的雙凹透鏡B-1和第一膠合組之間的空氣間隔是3.0_，所述後固定組D中的雙凸透鏡D-1和負月牙透鏡D-2之間的空氣間隔是0.1mm，所述補償組E中的雙凸透鏡E-1和第二膠合組之間的空氣間隔是0.1mm。在本實施例中，所述鏡頭的光學結構達到了以下光學指標:(1)視場角:短焦 2ω=89.6°，長焦 2ω=12° ;(2)焦距:f' =3.55mnT30mm ; (3)相對孔徑:短焦 D/f' =1/1.8，長焦0/廣優於1/2.7;(4)光學傳遞函數:傳遞函數空間頻率701 /111111時，MTF彡30% ；(5)光學總長小於80mm。如圖2和圖5所示，所述鏡頭的電動變焦機構包括變焦電機8、安裝變倍鏡組2的變倍移動座I以及安裝補償鏡組7的補償移動座6，所述變倍移動座I和補償移動座6均可在兩導杆3上滑動，所述變焦電機8的電機軸上安裝有變焦主動輪4，所述變焦主動輪4為精密齒輪，所 述變焦主動輪4嚙合帶動凸輪5，所述凸輪5上開設有按照優化設計的變倍曲線槽和補償曲線槽，所述變倍移動座I上固定有與變倍曲線槽相配合的變倍導釘，所述補償座上固定有與補償曲線槽相配合的補償導釘。本實用新型採用導杆式傳動形式來實現鏡頭的電動變焦:所述變焦電機8通過變焦主動輪4帶動凸輪5轉動，所述凸輪5通過在變倍曲線槽內滑動的變倍導釘、在補償曲線槽內滑動的補償導釘分別帶動變倍移動座I和補償移動座6沿導杆3前後移動，進而實現電動變焦功能。為了減小變倍過程中凸輪5轉動時的提升角，本實用新型還可以把變倍鏡組2的線性運動軌跡改為非線性運動曲線。如圖3和圖5所示，所述鏡頭的電動調焦機構包括調焦電機13、安裝前固定鏡組10的調焦座9以及位於調焦座9後端外側的主鏡筒11，所述調焦電機13的電機軸上安裝有與調焦座9相嚙合的調焦主動輪14,所述調焦主動輪14為精密齒輪,所述主鏡筒11上開設有精密銑制的導槽，所述調焦座9上固定有與導槽相配合以引導其相對主鏡筒11作螺旋運動的調焦導釘12。本實用新型通過導釘滑動機構實現鏡頭的電動調焦:所述調焦電機13通過調焦主動輪14帶動調焦座9螺旋運動，同時通過調焦導釘12在主鏡筒11上的導槽內滑動，保證了調焦座9 (即前固定組A)運動的穩定性。該電動調焦機構具有調焦快速、靈活、空回小、精度高、結構件少等優點。如圖4和圖5所示，所述可變光欄組件包括光欄座15、光欄片16、光欄動環17以及調光電機20,所述光欄片16的一端前側面設有插入光欄座15的孔內的固定銷釘,所述光欄片16的另一端後側面鉚接有在光欄動環17的槽內滑動的活動銷釘，所述調光電機20的電機軸上安裝有調光主動輪19，所述調光主動輪19為精密齒輪，所述調光主動輪19嚙合帶動與光欄動環17相嚙合 的光欄過渡輪18。本實用新型通過調光電機等電動調光機構實現可變光欄組件的光欄孔調節:當調光電機20通過調光主動輪19帶動光欄過渡輪18轉動，所述光欄過渡輪18就帶動光欄動環17轉動，進而推動光欄片16上的活動銷釘在光欄動環17的槽內滑動，所述光欄片16則以固定銷釘為支點進行擺動，光欄孔就隨著光欄片16的轉動而改變直徑。該電動調光機構具有快速、靈活、空回小、精度高等優點。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋範圍。
權利要求1.一種大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，其特徵在於:所述鏡頭的光學結構中沿光線自左向右入射方向分別設有光焦度為正的前固定組(A)、光焦度為負的變倍組(B)、可變光欄組件(C)、光焦度為正的後固定組(D)以及光焦度為正的補償組(E)，所述前固定組(A)依次設有負月牙透鏡(A-1)、雙凸透鏡(A-2)以及正月牙透鏡(A-3)，所述變倍組(B)依次設有雙凹透鏡(B-1)以及由雙凹透鏡(B-2)和正月牙透鏡(B-3)密接的第一膠合組，所述後固定組(D)依次設有雙凸透鏡(D-1)和負月牙透鏡(D-2)，所述補償組(E)依次設有雙凸透鏡(E-1)以及由雙凸透鏡(E-2)和雙凹透鏡(E-3)密接的第二膠合組。
2.根據權利要求1所述的大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，其特徵在於:所述前固定組(A)和變倍組(B)之間的空氣間隔是1.0mnT24.7mm，所述變倍組(B)和可變光欄組件(C)之間的空氣間隔是25.0mnTl.3_，所述可變光欄組件(C)和後固定組(D)之間的空氣間隔是1.2mm,所述後固定組(D)和補償組(E)之間的空氣間隔是9.5mnT4.3mm。
3.根據權利要求1或2所述的大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，其特徵在於:所述前固定組(A)中的負月牙透鏡(A-1)和雙凸透鏡(A-2 )之間的空氣間隔是6.8mm，所述雙凸透鏡(A-2 )和正月牙透鏡(A-3 )之間的空氣間隔是0.1mm。
4.根據權利要求1或2所述的大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，其特徵在於:所述變倍組(B)中的雙凹透鏡(B -1)和第一膠合組之間的空氣間隔是3.0_。
5.根據權利要求1或2所述的大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，其特徵在於:所述後固定組(D)中的雙凸透鏡(D-1)和負月牙透鏡(D-2)之間的空氣間隔是0.1mm。
6.根據權利要求1或2所述的大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，其特徵在於:所述補償組(E)中的雙凸透鏡(E-1)和第二膠合組之間的空氣間隔是0.1_。
7.根據權利要求1所述的大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，其特徵在於:所述鏡頭的電動變焦機構包括變焦電機、安裝變倍鏡組的變倍移動座以及安裝補償鏡組的補償移動座，所述變倍移動座和補償移動座均與兩導杆滑動配合，所述變焦電機的電機軸上安裝有變焦主動輪，所述變焦主動輪嚙合帶動凸輪，所述凸輪上開設有變倍曲線槽和補償曲線槽，所述變倍移動座上固定有與變倍曲線槽相配合的變倍導釘，所述補償座上固定有與補償曲線槽相配合的補償導釘。
8.根據權利要求1所述的大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，其特徵在於:所述鏡頭的電動調焦機構包括調焦電機、安裝前固定鏡組的調焦座以及位於調焦座後端外側的主鏡筒，所述調焦電機的電機軸上安裝有與調焦座相嚙合的調焦主動輪，所述主鏡筒上開設有導槽，所述調焦座上固定有與導槽相配合以引導其相對主鏡筒作螺旋運動的調焦導釘。
9.根據權利要求1所述的大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，其特徵在於:所述可變光欄組件包括光欄座、光欄片、光欄動環以及調光電機，所述光欄片的一端前側面設有插入光欄座的孔內的固定銷釘，所述光欄片的另一端後側面設有在光欄動環的槽內滑動的活動銷釘，所述調光電機的電機軸上安裝有調光主動輪，所述調光主動輪嚙合帶動與光欄動環相哨合的光欄過渡輪。
專利摘要本實用新型涉及一種大視場小型化連續變焦距攝像鏡頭，所述鏡頭的光學結構中沿光線自左向右入射方向分別設有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負的變倍組B、可變光欄組件C、光焦度為正的後固定組D以及光焦度為正的補償組E，所述前固定組A依次設有負月牙透鏡A-1、雙凸透鏡A-2以及正月牙透鏡A-3，所述變倍組B依次設有雙凹透鏡B-1以及由雙凹透鏡B-2和正月牙透鏡B-3密接的第一膠合組，所述後固定組D依次設有雙凸透鏡D-1和負月牙透鏡D-2，所述補償組E依次設有雙凸透鏡E-1以及由雙凸透鏡E-2和雙凹透鏡E-3密接的第二膠合組。該鏡頭具有大視場角、體積較小等優點，具有連續電動變焦、電動調焦、電動調光等功能。
文檔編號G02B15/173GK203117507SQ20132000600
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月7日 優先權日2013年1月7日
發明者劉輝, 張清蘇, 蘇魏華 申請人:福建福光數碼科技有限公司