专利名称：大变焦比光学变焦镜头的制作方法
技术领域：
本发明专利属于光机电一体化领域，涉及一种大变焦比光学变焦镜头。特
别是关于一种从短焦、中焦到长焦的16倍大光学变焦距范围的光学变焦镜头。
背景技术：
普通的监控定焦镜头是针对比较稳定的场合使用，不需要去改变监控镜头的焦距和视场角就能满足一般的监控需要。但是，在一些监控目标活动范围比较大的场合下，就要求监控系统能够在像面上获得不同放大率的像以清晰分辨远近不同距离的目标。根据成像原理，对于定焦镜头，想要在像面上获得不同放大率的像，必须改变目标到镜头的距离，而监控镜头通常都是固定不动的，同时监控目标不会主动靠近监控镜头，所以对于监控定焦镜头是难于满足监控目标活动范围比较大的'监控要求。而本发明专利大变焦比光学变焦镜头，通过机械补偿的方法改变光学系统的焦距从而在像面上获得不同放大率的像，并且具有16倍大变焦比的变焦能力，同时，在整个变焦过程中，像质都达到了定焦镜头的成f质量。可见，发明专利大变焦比光学变焦镜头具有广泛的应用前景，顺应了监控行业的发展趋势，市场潜力巨大。
发明内容
本发明专利的目的是设计一种具有大变焦比能力的光学变焦镜头。该镜头匹配相应的摄像机，可以通过改变光学变焦镜头的焦距从而清晰的监控远近不同距离的目标。该镜头具有16倍大变焦比能力，.像质也达到了定焦镜头的成像质量，且结构紧凑，操作便捷，运用前景广。
本发明专利包括若干个透镜组，这些透镜组自物面至像面依次包括一个正光焦度的前固定透镜组G1，和配置于前固定透镜组G1的像侧的具有负光焦度的
变焦透镜组G2，光阑，配置于光阑像侧的具有正光焦度的后固定透镜组G3，以及配置于像侧的最后一组变焦补偿透镜组G4。利用负光焦度的变焦透镜组G2和正光焦度的变焦补偿透镜组G4之间的相对位置变化来实现焦距6-96mm的16倍光学变焦。所述前固定淳镜组G1装在主筒[7]前部，用一个前压圈(1)于主筒固定(7);所述变焦透镜组G2装在径向设有三个导钉的前组镜筒(4)内；所述的后固定组装在主筒(7)的后部，用一个后压圈(6)固定；所述的变焦补偿透镜组G4装在径向设有三个导钉的后组镜筒(18)内，前组镜筒[4]和后组镜筒(18)装在有螺旋形通槽的主筒(7)内，前、后组镜筒通过导钉与主筒连接，使前、后组镜筒能在主筒内螺旋上下滑动，通过分别调整前后组的各具有三个直槽的前调整凸轮(8)和后调整凸轮(9)，实现改变变焦透镜组G2和变焦补偿透镜组G4之间的相.对位置，从而达到变焦的目的。
产品的主要光学指标焦距f=6-96跳视场角2W二56.8。 -3.6。，相对孔径F二l. 95。
按照上述方案制成的高分辨率镜头光学传递函数MTF值在601p/mm时，中心达到O. 65，边缘达到O. 5。
附图1是镜头组件fe构图
附图2是焦距在6mm时的光学系统示意图
6附图3是焦距在96mm时的光学系统示意图
附图4是光学系统玻璃镜片的曲率半径和折射率的示意图
具体实施、方式
根据附图l、 2、 3，本专利中的前固定透镜组G1具有按物体一侧顺序排列 的第一透镜为凸凹负镜片Ll、第二透镜为双凹正镜片L2和凸凹的第三正透镜 L3，所述的第一透镜L1和第二透镜L2为胶合组件。本专利中的变焦透镜组G2 具有按物体一侧顺序排列的第四透镜为凸凹负镜片L4，第五透镜为双凹负镜片 L5，第六透镜为凸凹正镜片L6，所述的第五透镜L5和等六透镜L6为胶合组件。 本专利中的后固定透镜组G3具有按物体一侧顺序排列的第七透镜为双凸正镜 片L7，第八透镜为双凸正镜片L8，第九透镜为双凹负镜片L9。本专利中的变 焦补偿透镜组G4具有按物体一侧顺序排列的第十透镜为凹凸正镜片LIO，第十 一透镜为凸凹负镜片Lll，第十二透镜为双凸正镜片L12。
根据附图4，本专利光学系统中的十二个光学透镜的焦距和折射率及其二十 四个面的曲率半径分别满足以下条件
-75 < fl < -50
1.72 <nl < 1.92
45 < Rl < 65
18<R2<38
35 < f2< 55
1.61 < n2 < 1.81
18<R2< 38 300<R3<500
51 < f3 < 71
1.61 <n3 < 1.81
19 < R4 < 29
50 < R5 < 70
光阑
-25 < f4 < -15
1.65 < n4 < 1.85
10<R6< 205 <R7<13
15 < f5 <々
1.65 < n5 < 1.85
18<R8<-9 5.5<R9<16.
7.5 < f6 < 20
1.73 <n6< 1.93
;.5<R9< 16.5350 <謂<55018< f7< 38
1.55 <n7< 1.75
35<R11< 60 -35 <R12<-15
16< fB< 35
1.62 <n8< 1.8215<R13< 35 -30 < R14 <-20
-31 < < -12
1.70<n9<l"0 -35<R15<-15 80 < R16 < 130
42 < fl0< 62
1.65 <nl0< 1.80 -35 <R17<-15 -30<R18<-10
-31<fll,<-13 1.70 < nil <1.卯 14<R19< 25 6.5 < R20 < 12.5
9 < fl2 < 22
1.65 < nl2 < 1.85 7.5 < R21 < 14.5 R22=°o
按照上述方案制成的大变焦比光学变焦镜头，能够实现焦距在6-96mm范围 内的16倍变焦，在整个变焦过程中各焦距点成像质量良好。而且该变焦镜头中 各镜片的基本参数合理，易于加工，适合大批量生产，'具有广阔的市场前景。
权利要求
1.大变焦比光学变焦镜头，其特征在于具有的透镜组自物面至像面依次为一个正光焦度的前固定透镜组G1，和配置于前固定透镜组G1的像侧的具有负光焦度的变焦透镜组G2，配置于光阑像侧的具有正光焦度的后固定透镜组G3，以及配置于像侧的补偿透镜组G4，通过变焦透镜组G2和补偿透镜组G4之间的相对位置的变化实现焦距6-96mm的16倍光学变焦。
2. 根据权利要求书1所述的大变焦比光学变焦镜头，其特征在于其16倍光学变 焦系统的焦距范围f=6-96mm，视场角2W二56.8。 -3.6° ，相对孔径F二1.95， 后截距大于6.8醒，.光学传递函数MTF值在601p/mm时，中心达到0.65，边 缘达到O. 5。
3. 根据权利要求书l.所述的大变焦比光学变焦镜头，真特征在于所述的前固定 透镜组G1具有按物体一侧顺序排列的第一透镜为凸凹负镜片L1、第二透镜 为双凹正镜片L2和凸凹的第三正透镜L3，所述的第一透镜Ll和第二透镜 L2为胶合组件。
4. 根据权利要求书1所述的大变焦比光学变焦镜头，，其特征在于所述的变焦透 镜组G2具有按物体"侧顺序排列的第四透镜为凸凹负镜片L4，第五透镜为 双凹负镜片L5，第六透镜为凸凹正镜片L6，所述的第五透镜L5和第六透镜 L6为胶合组件。
5. 根据权,利要求书1所述的大变焦比光学变焦镜头，其特征在于所述的后固定 透镜组G3具有按物体一侧顺序排列的第七透镜为双凸正镜片L7，第八透镜 为双凸正镜片L8，第九透镜为双凹负镜片L9。
6. 根据权利要求书1所述的大变焦比光学变焦镜头，其特征在于所述的补偿透 镜组G4具有按物体^侧顺序排列的第十透镜为凹凸正镜片LIO，第十一透镜 为凸凹负镜片Lll，第十二透镜为双凸正镜片L12。
7.根据权利要求书3所述的透镜组，其特征在于光学系统中的十二个光学透镜 的焦距和折射率及其二十四个面的曲率半径自物面至像面依次分别满足以下 条件-75 < fl < -501.72 < nl < 1.9245 < Rl < 6518 < R2 < 3835 < f2 < 551.61 < n2 < 1.8118 < R2 < 38300 < R3 < 50051 < f3 < 711.61 < n3 < 1.8119 < R4 < 2950 < R5 < 70光阑-25 < f4 < -151.65 < n4 < 1.8510<R6<205 < R7 < 13-15 < f5 < -51.65 < n5 < 1.85-18<R8<-95.5 <R9< 16.57.5 < f6 < 201.73 < n6 < 1.935.5 <R9< 16.5-350 < RIO < 55018< f7< 381.55 < n7 < 1.7535 < Rll < 60-35 < R12 < -1516< f8 < 351.62 < n8 < 1.8215 < R13 < 35-30 < R14 < -20-31 < f9< -121.70 <n9< 1.90-35 <R15 < -1580<R16< 13042 < f10 < 621.65 < n10 < 1.80-35 < R17 < -15-30 < R18 < -10-31 < fll < -13L7d < nil < 1.9014<R19< 256.5 < R20 < 12.59<fl2<221.65 < n12 < 1.857.5 < R21 < 14.5R22=°° 。
8.根据权利要求书1所述的大变焦比光学变焦镜头，其主要特征在于所述前 固定透.镜组Gl装在主筒(7)前部，用一个前压圈(1)于主筒固定(7); 所述变焦透镜组G2装在径向设有三个导钉的前组镜筒(4)内；所述的后固定组装在主筒(7)的后部，用一个后压圈(6)固定；所述的补偿透镜组G4 装在径向设有三个导钉的后组镜筒(18)内，前组镜筒(4)和后组镜筒(18) 装在有螺旋形通槽的主筒(7)内，前、后组镜筒通过导钉与主筒连接，使前、后组镜筒能在主筒内螺旋上下滑动，通过分别调整前后组的各具有三个直槽 的前调整凸轮(8)和后调整凸轮(9)，实现改变变焦透镜组G2和补偿透镜组G4之间的相对位置，从而实现变焦。
全文摘要
大变焦比光学变焦镜头具有一个正光焦度的前固定透镜组G1，和配置于前固定透镜组G1的像侧的具有负光焦度的变焦透镜组G2，光阑，配置于光阑像侧的具有正光焦度的后固定透镜组G3，以及配置于像侧的最后一组变焦补偿透镜组G4。利用负光焦度的变焦透镜组G2和正光焦度的变焦补偿透镜组G4之间的相对位置变化来实现焦距6-96mm的16倍光学变焦。产品可以实现焦距f＝6-96mm，视场角2W＝56.8°-3.6°，相对孔径F＝1.95，是一种从短焦、中焦到长焦焦距可变的16倍大变焦比光学变焦镜头。该镜头匹配相应的摄像机，可以通过改变光学变焦镜头的焦距清晰监控远近不同距离的目标。
文档编号G02B15/163GK101666905SQ200910112598
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者付瑞斯, 郑志明, 陈俊杰, 陈金发 申请人:福州开发区鸿发光电子技术有限公司