专利名称：日夜两用大变倍比高分辨率变焦镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变焦镜头，尤其涉及一种日夜两用大变倍比高分辨率变焦镜头。
背景技术：
近年来，随着人们安防意识的逐渐增强、国家对社会公共安全的日益重视以及社会安全问题的日益复杂，安防就显得日益重要。因此人们对安防技术提出更高要求。在视频监控安防技术领域，许多厂家开始推出高清百万像素级摄像机，而且越来越多的工程商在工程中也采用高清摄像机。而高清摄像机所匹配的光学镜头直接决定的成像画面的质量和清晰程度；同时，随着现代监控技术的发展，要求可监控的范围也越来越大，而镜头的焦距直接决定了摄取图像的大小和远近，这就要求摄像机所匹配的镜头必须满足一定的变焦比；还有就是要能·够实现白天夜晚的全天候实时监控，所以选用的光学镜头也必须满足可见光和红外的宽光谱共焦。因此，大变焦比、宽光谱共焦、高清晰度也成为了光学镜头的主要发展趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种日夜两用大变倍比高分辨率变焦镜头，它具有高变焦t匕、高分辨率、宽光谱共焦的特点，可以匹配现代高清百万像素摄像机，通过镜头焦距的变化对远、近物体都能够实现实时监控，并且所产生的图像画质清晰。为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案它包含前固定组I、变倍组2、可变光阑3、后固定组4、补偿组5、主镜筒6、第一紧固环7、前镜筒8、第二紧固环9、第三紧固环10、后镜筒14、第四紧固环15、第一螺旋槽16、变倍组导钉17、前旋转环18、第一直线槽19、第二螺旋槽20、后旋转环24、补偿组导钉25、第二直线槽26、前紧固钉27、中紧固钉28、后紧固钉29、光阑旋转环30和第五紧固环34，从物面到像面依次设置有前固定组I、变倍组2、可变光阑3、后固定组4和补偿组5，前固定组I通过第一紧固环7固定在主镜筒6的前部内侧，变倍组2前端通过第二紧固环9设置在前镜筒8内，前镜筒8设置在主镜筒6内，主镜筒6中部内侧均匀设置有数个第一螺旋槽16，主镜筒6中部外侧设置有前旋转环18，前旋转环18内侧均与设置有第一直线槽19，变倍组导钉17 —端通过第一螺旋槽16与前镜筒8外侧的螺钉孔相配合，变倍组导钉17另一端嵌在第一直线槽19内，后固定组4通过第三紧固环10固定在主镜筒6后部内侧，补偿组5通过第四紧固环15设置在后镜筒14内，第二螺旋槽20设置在主镜筒6后部内侧,镜筒6后部外侧设置有后旋转环24，后旋转环24内侧均匀设置有数个第二直线槽26，后旋转环24与前旋转环18之间设置有光阑旋转环30，前旋转环18、光阑旋转环30和后旋转环24分布通过前紧固钉27、中紧固钉28、后紧固钉29与主镜筒6外侧的螺钉孔相旋接，后旋转环24后侧通过第二弹簧垫片36设置有第五紧固环34，补偿组导钉25 —端通过第二螺旋槽20与后镜筒14外侧的螺钉孔相旋接，补偿组导钉25另一端嵌在第二直线槽26内。所述的前固定组I中依次设置有第一月牙型镜片11、第一平凸型镜片12和第二月牙型镜片13 ;其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第一月牙型镜片11 :60 < R1 < 80 30 < R2 <50 I. 7 < N < I. 9 20
<Vd < 401 < D < 3 ;第一平凸型镜片 12 :30 < R1 < 50 R2 =⑴ I. 5 < N < I. 750 < Vd
<70 7 < D < 9 ;第二月牙型镜片 13 :30 < R1 < 50 70 < R2 < 901. 5 < N < I. 7 50
<Vd < 70 5 < D < 7 ;且第一月牙型镜片11和第一平凸型镜片12胶合，第一平凸型镜片12和第二月牙型镜片13之间隔有垫圈，间距为O. 08-1. 02mm。所述的变倍组2中依次设置有第三月牙型镜片21、第一双凹型镜片22和第四月牙型镜片23，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第三月牙型镜片21 :70 < R1 < 90 5 < R2 <25 I. 5 < N < I. 7 50 < Vd
<701 < D < 3 ;第一双凹型镜片 22 -30 < R1 < -10 20 < R2 < 401. 5 < N < I. 7 50·<Vd < 70 I < D < 3 ;第四月牙型镜片 23 :10 < R1 < 3060 < R2 < 80 I. 7 < N < I. 920 < Vd < 40 4 < D < 6 ;且第三月牙型镜片21与第一双凹型镜片22、第一双凹型镜片22和第四月牙型镜片23之间均隔有垫圈，间距分别为5. 5-6mm和O. 08-1. 02mm。所述的后固定组4中依次设置有第一双凸型镜片41、第二双凸型镜片42以及第二双凹型镜片43，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第一双凸型镜片41 :110 < R1 < 130 -60 < R2 <-40 I. 5 < N < I. 750
<Vd < 70 I < D < 3 ;第二双凸型镜片 42 :10 < R1 < 30-80 < R2 <-60 I. 5 < N < I. 750 < Vd < 70 5 < D < 7 ;第二双凹型镜片 43 -40 < R1 < -20 60 < R2 < 80 I. 7 < N
<1.9 20 < Vd < 400. 5 < D < 2. 5 ;且第一双凸型镜片41与第二双凸型镜片42、第二双凸型镜片42与第二双凹型镜片43之间均隔有垫圈，间距分别为0. 08-1. 02mm和2_2. 2mm。所述的补偿组5中依次设置有第五月牙型镜片51、第三双凸型镜片52以及第二平凸型镜片53，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第五月牙型镜片51 :30 < R1 < 50 10 < R2 <30 I. 6 < N < I. 8 20 < Vd
<404 < D < 6 ;第三双凸型镜片 52 20 < R1 < 40 -40 < R2 < -20 I. 5 < N < I. 750
<Vd < 70 I < D < 3 ;第二平凸型镜片 53 :10 < R1 < 30 30 < R2 < 501. 5 < N < I. 750 < Vd < 70 5 < D < 7 ;且第五月牙型镜片51与第三双凸型镜片52、第三双凸型镜片52与第二平凸型镜片53之间均隔有垫圈，间距分别为0. 4-0. 5mm和O. 08-1. 02mm。本发明由于三个变倍组导钉17的链接作用，使得前镜筒8可以在主镜筒6内部沿着光轴方向实现前后移动；同样，由于补偿组导钉25的链接作用，使得后镜筒14也可以在主镜筒6内部沿着光轴方向实现前后移动；这样就实现了前镜筒8和后镜筒14两者之间相对位置的变化，即实现了变倍组2和补偿组5之间的相对位置的变化，最终使得光学镜头的焦距发生改变，实现光学变焦效果。本发明在该镜头与摄像机匹配后对监控目标所成的图像大小适宜、画质清晰的情况下，即完成变倍和聚焦这一过程；为了保证焦距不变，必须使得完成变倍和聚焦之后的变倍组2和补偿组5的位置固定不动。因此，在本专利中，前旋转环18的外侧设有一个螺钉孔，前紧固钉27通过该螺钉孔旋紧在主镜筒6的外侧上，从而紧固住前旋转环18，保证变倍组位置不动；同理，后旋转环24的外侧也设有一个螺钉孔，后紧固钉29通过该螺钉孔旋紧在主镜筒6的外侧上，从而紧固住后旋转环24，保证补偿组位置不动。本发明变倍和聚焦过程中，为了防止前旋转环18、后旋转环24以及光阑旋转环30出现上下震动，即三者之间的两两配合间隙过大，在前旋转环18与光阑旋转环30之间、光阑旋转环30与后旋转环24之间、后旋转环24与紧固环34之间分别装置有一个弹簧垫环。本发明具有高变焦比、高分辨率、宽光谱共焦的特点，可以匹配现代高清百万像素摄像机，通过镜头焦距的变化对远、近物体都能够实现实时监控，并且所产生的图像画质清晰。
图I为本发明的结构示意图；图2为本发明的光学系统的结构示意图。
具体实施例方式参照图1-2，本具体实施方式
采用以下技术方案它包含前固定组I、变倍组2、可 变光阑3、后固定组4、补偿组5、主镜筒6、第一紧固环7、前镜筒8、第二紧固环9、第三紧固环10、后镜筒14、第四紧固环15、第一螺旋槽16、变倍组导钉17、前旋转环18、第一直线槽19、第二螺旋槽20、后旋转环24、补偿组导钉25、第二直线槽26、前紧固钉27、中紧固钉28、后紧固钉29、光阑旋转环30和第五紧固环34，从物面到像面依次设置有前固定组I、变倍组
2、可变光阑3、后固定组4和补偿组5，前固定组I通过第一紧固环7固定在主镜筒6的前部内侧，变倍组2前端通过第二紧固环9设置在前镜筒8内，前镜筒8设置在主镜筒6内，主镜筒6中部内侧均匀设置有数个第一螺旋槽16，主镜筒6中部外侧设置有前旋转环18，前旋转环18内侧均与设置有第一直线槽19，变倍组导钉17 —端通过第一螺旋槽16与前镜筒8外侧的螺钉孔相配合，变倍组导钉17另一端嵌在第一直线槽19内，后固定组4通过第三紧固环10固定在主镜筒6后部内侧，补偿组5通过第四紧固环15设置在后镜筒14内，第二螺旋槽20设置在主镜筒6后部内侧,镜筒6后部外侧设置有后旋转环24,后旋转环24内侧均匀设置有数个第二直线槽26，后旋转环24与前旋转环18之间设置有光阑旋转环30，前旋转环18、光阑旋转环30和后旋转环24分布通过前紧固钉27、中紧固钉28、后紧固钉29与主镜筒6外侧的螺钉孔相旋接，后旋转环24后侧通过第二弹簧垫片36设置有第五紧固环34，补偿组导钉25 —端通过第二螺旋槽20与后镜筒14外侧的螺钉孔相旋接，补偿组导钉25另一端嵌在第二直线槽26内。所述的前固定组I中依次设置有第一月牙型镜片11、第一平凸型镜片12和第二月牙型镜片13 ;其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第一月牙型镜片11 :60 < R1 < 80 30 < R2 <50 I. 7 < N < I. 9 20
<Vd < 401 < D < 3 ;第一平凸型镜片 12 :30 < R1 < 50 R2 =⑴ I. 5 < N < I. 750 < Vd
<70 7 < D < 9 ;第二月牙型镜片 13 :30 < R1 < 50 70 < R2 < 901. 5 < N < I. 7 50
<Vd < 70 5 < D < 7 ;且第一月牙型镜片11和第一平凸型镜片12胶合，第一平凸型镜片12和第二月牙型镜片13之间隔有垫圈，间距为O. Imm ;。所述的变倍组2中依次设置有第三月牙型镜片21、第一双凹型镜片22和第四月牙型镜片23，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第三月牙型镜片21 :70 < R1 < 90 5 < R2 <25 I. 5 < N < I. 7 50 < Vd
<701 < D < 3 ;第一双凹型镜片 22 -30 < R1 < -10 20 < R2 < 401. 5 < N < I. 7 50<Vd < 70 I < D < 3 ;第四月牙型镜片 23 :10 < R1 < 3060 < R2 < 80 I. 7 < N < I. 920 < Vd < 40 4 < D < 6 ;且第三月牙型镜片21与第一双凹型镜片22、第一双凹型镜片22和第四月牙型镜片23之间均隔有垫圈，间距分别为5. 85mm和O. 1mm。所述的后固定组4中依次设置有第一双凸型镜片41、第二双凸型镜片42以及第二双凹型镜片43，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第一双凸型镜片41 :110 < R1 < 130 -60 < R2 <-40 I. 5 < N < I. 750
<Vd < 70 I < D < 3 ;第二双凸型镜片 42 :10 < R1 < 30-80 < R2 <-60 I. 5 < N < I. 750 < Vd < 70 5 < D < 7 ;第二双凹型镜片 43 -40 < R1 < -20 60 < R2 < 80 I. 7 < N
<1.9 20 < Vd < 400. 5 < D < 2. 5 ;且第一双凸型镜片41与第二双凸型镜片42、第二双凸型镜片42与第二双凹型镜片43之间均隔有垫圈，间距分别为0. Imm和2. 13mm。所述的补偿组5中依次设置有第五月牙型镜片51、第三双凸型镜片52以及第二平 凸型镜片53，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第五月牙型镜片51 :30 < R1 < 50 10 < R2 <30 I. 6 < N < I. 8 20 < Vd
<404 < D < 6 ;第三双凸型镜片 52 20 < R1 < 40 -40 < R2 < -20 I. 5 < N < I. 750
<Vd < 70 I < D < 3 ;第二平凸型镜片 53 :10 < R1 < 30 30 < R2 < 501. 5 < N < I. 750 < Vd < 70 5 < D < 7 ;且第五月牙型镜片51与第三双凸型镜片52、第三双凸型镜片52与第二平凸型镜片53之间均隔有垫圈，间距分别为0. 45mm和O. 1mm。本具体实施方式
由于三个变倍组导钉17的链接作用，使得前镜筒8可以在主镜筒6内部沿着光轴方向实现前后移动；同样，由于补偿组导钉25的链接作用，使得后镜筒14也可以在主镜筒6内部沿着光轴方向实现前后移动；这样就实现了前镜筒8和后镜筒14两者之间相对位置的变化，即实现了变倍组2和补偿组5之间的相对位置的变化，最终使得光学镜头的焦距发生改变，实现光学变焦效果。本具体实施方式
在该镜头与摄像机匹配后对监控目标所成的图像大小适宜、画质清晰的情况下，即完成变倍和聚焦这一过程；为了保证焦距不变，必须使得完成变倍和聚焦之后的变倍组2和补偿组5的位置固定不动。因此，在本专利中，前旋转环18的外侧设有一个螺钉孔，前紧固钉27通过该螺钉孔旋紧在主镜筒6的外侧上，从而紧固住前旋转环18，保证变倍组位置不动；同理，后旋转环24的外侧也设有一个螺钉孔，后紧固钉29通过该螺钉孔旋紧在主镜筒6的外侧上，从而紧固住后旋转环24，保证补偿组位置不动。本具体实施方式
变倍和聚焦过程中，为了防止前旋转环18、后旋转环24以及光阑旋转环30出现上下震动，即三者之间的两两配合间隙过大，在前旋转环18与光阑旋转环30之间、光阑旋转环30与后旋转环24之间、后旋转环24与紧固环34之间分别装置有一个弹簧垫环。本具体实施方式
具有高变焦比、高分辨率、宽光谱共焦的特点，可以匹配现代高清百万像素摄像机，通过镜头焦距的变化对远、近物体都能够实现实时监控，并且所产生的图像画质清晰。
权利要求
1.日夜两用大变倍比高分辨率变焦镜头，其特征在于它包含前固定组(I)、变倍组(2)、可变光阑(3)、后固定组(4)、补偿组(5)、主镜筒(6)、第一紧固环(7)、前镜筒(8)、第二紧固环(9)、第三紧固环(10)、后镜筒(14)、第四紧固环(15)、第一螺旋槽(16)、变倍组导钉(17)、前旋转环(18)、第一直线槽(19)、第二螺旋槽(20)、后旋转环(24)、补偿组导钉(25)、第二直线槽(26)、前紧固钉(27)、中紧固钉(28)、后紧固钉(29)、光阑旋转环(30)和第五紧固环(34)，从物面到像面依次设置有前固定组(I)、变倍组(2)、可变光阑(3)、后固定组(4)和补偿组(5)，前固定组(I)通过第一紧固环(7)固定在主镜筒￠)的前部内侧，变倍组(2)前端通过第二紧固环(9)设置在前镜筒(8)内，前镜筒(8)设置在主镜筒(6)内，主镜筒(6)中部内侧均匀设置有数个第一螺旋槽(16),主镜筒(6)中部外侧设置有前旋转环(18)，前旋转环(18)内侧均与设置有第一直线槽(19)，变倍组导钉(17) —端通过第一螺旋槽(16)与前镜筒(8)外侧的螺钉孔相配合，变倍组导钉(17)另一端嵌在第一直线槽(19)内，后固定组(4)通过第三紧固环(10)固定在主镜筒(6)后部内侧，补偿组(5)通过第四紧固环(15)设置在后镜筒(14)内，第二螺旋槽(20)设置在主镜筒(6)后部内侧，镜筒(6)后部外侧设置有后旋转环(24)，后旋转环(24)内侧均匀设置有数个第二直线槽(26)，后旋转环(24)与前旋转环(18)之间设置有光阑旋转环(30)，前旋转环(18)、光阑旋转环(30)和后旋转环(24)分布通过前紧固钉(27)、中紧固钉(28)、后紧固钉(29)与主镜筒(6)外侧的螺钉孔相旋接，后旋转环(24)后侧通过第二弹簧垫片(36)设置有第五紧固环(34)，补偿组导钉(25) —端通过第二螺旋槽(20)与后镜筒(14)外侧的螺钉孔相旋接，补偿组导钉(25)另一端嵌在第二直线槽(26)内。
2.根据权利要求I所述的日夜两用大变倍比高分辨率变焦镜头，其特征在于所述的前固定组(I)中依次设置有第一月牙型镜片(11)、第一平凸型镜片(12)和第二月牙型镜片(13);其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第一月牙型镜片(11) :60 < R1 < 80 30 < R2 < 50 I. 7 < N < I. 920 < Vd < 40I< D < 3 ;第一平凸型镜片(12) :30 < R1 < 50 R2 =⑴ I. 5 < N < I. 7 50 < Vd < 707 < D < 9 ;第二月牙型镜片(13) :30 < R1 < 5070 < R2 < 90 I. 5 < N < I. 7 50 < Vd<70 5 < D < 7 ;且第一月牙型镜片(11)和第一平凸型镜片(12)胶合，第一平凸型镜片(12)和第二月牙型镜片(13)之间隔有垫圈，间距为O. 08-1. 02mm。
3.根据权利要求I所述的日夜两用大变倍比高分辨率变焦镜头，其特征在于所述的变倍组(2)中依次设置有第三月牙型镜片(21)、第一双凹型镜片(22)和第四月牙型镜片(23)，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第三月牙型镜片(21) :70 < R1 < 90 5 < R2 <25 I. 5 < N < I. 750 < Vd < 70 I<D < 3 ;第一双凹型镜片(22) :-30 < R1 < -1020 < R2 < 40 I. 5 < N < I. 7 50 < Vd<70 I < D < 3 ;第四月牙型镜片(23) :10 < R1 < 30 60 < R2 < 80 I. 7 < N < I. 920 < Vd < 404 < D < 6 ;且第三月牙型镜片(21)与第一双凹型镜片(22)、第一双凹型镜片(22)和第四月牙型镜片(23)之间均隔有垫圈，间距分别为5. 5-6mm和O. 08-1. 02mm。
4.根据权利要求I所述的日夜两用大变倍比高分辨率变焦镜头，其特征在于所述的后固定组(4)中依次设置有第一双凸型镜片(41)、第二双凸型镜片(42)以及第二双凹型镜片(43)，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第一双凸型镜片(41) :110 < R1 < 130 -60 < R2 <-40 I. 5 < N < I. 750 < Vd<70 I < D < 3 ;第二双凸型镜片(42) : 10 < R1 < 30 -80 < R2 < -601. 5 < N < I. 750 < Vd < 70 5 < D < 7 ;第二双凹型镜片(43) -40 < R1 < -20 60 < R2 < 80 I. 7 < N<1.9 20 < Vd <40 O. 5 < D < 2. 5 ;且第一双凸型镜片(41)与第二双凸型镜片(42)、第二双凸型镜片(42)与第二双凹型镜片(43)之间均隔有垫圈，间距分别为0. 08-1. 02mm和2_2· 2臟。
5.根据权利要求I所述的日夜两用大变倍比高分辨率变焦镜头，其特征在于所述的补偿组(5)中依次设置有第五月牙型镜片(51)、第三双凸型镜片(52)以及第二平凸型镜片(53)，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及镜片厚度D沿光线入射方向依次满足第五月牙型镜片(51) :30 < R1 < 50 10 < R2 <30 I. 6 < N < I. 820 < Vd < 404< D < 6 ;第三双凸型镜片(52) :20 < R1 < 40-40 < R2 <-20 I. 5 < N < I. 7 50 < Vd<70 I < D < 3 ;第二平凸型镜片(53) :10 < R1 < 30 30 < R2 < 50 I. 5 < N < I. 750 < Vd < 705 < D < 7 ;且第五月牙型镜片(51)与第三双凸型镜片(52)、第三双凸型镜片(52)与第二平凸型镜片(53)之间均隔有垫圈，间距分别为0. 4-0. 5mm和O. 08-102mm。
全文摘要
日夜两用大变倍比高分辨率变焦镜头，它涉及一种变焦镜头。它从物面到像面依次设置有前固定组(1)、变倍组(2)、可变光阑(3)、后固定组(4)和补偿组(5)，前固定组(1)通过第一紧固环(7)固定在主镜筒(6)的前部内侧，变倍组(2)前端通过第二紧固环(9)设置在前镜筒(8)内，前镜筒(8)设置在主镜筒(6)内，主镜筒(6)中部内侧均匀设置有数个第一螺旋槽(16)，主镜筒(6)中部外侧设置有前旋转环(18)，前旋转环(18)内侧均与设置有第一直线槽(19)，变倍组导钉(17)一端通过第一螺旋槽(16)与前镜筒(8)外侧的螺钉孔相配合。它具有高变焦比、高分辨率、宽光谱共焦的特点。
文档编号G02B7/04GK102914854SQ20111022129
公开日2013年2月6日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者吴连平, 连建英, 陈艺敏 申请人:苏州莱能士光电科技有限公司