专利名称：大视场小型化连续变焦距摄像镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大视场小型化连续变焦距摄像镜头。
背景技术：
目前，适用于中短距离的监测摄像镜头要求观测范围大、体积小、质量轻、高清晰度，对目标既能作大区域小倍率的全景观测，又能作小区域大倍率的放大观察。传统的机械补偿式变焦距镜头的光学结构形式由前固定组、变倍组、补偿组和后固定组四个组元构成，但是普遍存在着体积较大、视场较小、变倍比小、分辨率较低、与高精度摄像机不匹配等缺点，观测能力很有限。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种大视场小型化连续变焦距摄像镜头。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种大视场小型化连续变焦距摄像镜头，所述镜头的光学结构中沿光线自左向右入射方向分别设有光焦度为正的前固定组A、光焦度为负的变倍组B、可变光栏组件C、光焦度为正的后固定组D以及光焦度为正的补偿组E，所述前固定组A依次设有负月牙透镜A-1、双凸透镜A-2以及正月牙透镜A-3，所述变倍组B依次设有双凹透镜B-1以及由双凹透镜B-2和正月牙透镜B-3密接的第一胶合组，所述后固定组D依次设有双凸透镜D-1和负月牙透镜D-2，所述补偿组E依次设有双凸透镜E-1以及由双凸透镜E-2和双凹透镜E-3密接的第二胶合组。在上述技术方案中，所述前固定组A和变倍组B之间的空气间隔是1. 0mnT24. 7mm,所述变倍组B和可变光栏组件C之间的空气间隔是25. OmnTl. 3mm，所述可变光栏组件C和后固定组D之间的空气间隔是1. 2mm，所述后固定组D和补偿组E之间的空气间隔是9. 5mm^4. 3mm。在上述技术方案中，所述前固定组A中的负月牙透镜A-1和双凸透镜A-2之间的空气间隔是6. 8mm，所述双凸透镜A-2和正月牙透镜A-3之间的空气间隔是O.1mm ;所述变倍组B中的双凹透镜B-1和第一胶合组之间的空气间隔是3. Omm,所述后固定组D中的双凸透镜D-1和负月牙透镜D-2之间的空气间隔是O.1mm,所述补偿组E中的双凸透镜E-1和第二胶合组之间的空气间隔是O. 1mm。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果该镜头具有较大的视场角、体积较小等优点，其广角端视场角2ω=89.6°，其望远端视场角2 ω =12°，具有连续电动变焦、电动调焦、电动调光等功能，各电动机构动作灵活可靠，各焦距段成像不离焦，变焦全过程光轴共轴性好，图像清晰，像面不跳动。下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1为光学系统的结构图。图2为电动变焦机构的结构图。图3为电动调焦机构的结构图。图4为可变光栏组件的结构图。图5为本发明整机的结构图。图中1_变倍移动座，2-变倍镜组，3-导杆，4-变焦主动轮，5-凸轮，6-补偿移动座，7-补偿镜组，8-变焦电机，9-调焦座，10-前固定镜组，11-主镜筒，12-调焦导钉，13-调焦电机，14-调焦主动轮，15-光栏座，16-光栏片，17-光栏动环，18-光栏过渡轮，19-调光主动轮，20-调光电机，21-外罩,22-光栏组，23-后固定镜组，A-如固定组，A-1-负月牙透镜，A-2-双凸透镜，A-3-正月牙透镜，B-变倍组，B-1-双凹透镜，B-2-双凹透镜，B-3-正月牙透镜，C-可变光栏组件，D-后固定组，D-1-双凸透镜，D-2-负月牙透镜，E-补偿组，E-1-双凸透镜，E-2-双凸透镜，E-3-双凹透镜，F-靶面。
具体实施例方式如图1所示，一种大视场小型化连续变焦距摄像镜头，所述镜头的光学结构中沿光线自左向右入射方向分别设有光焦度为正的前固定组A、光焦度为负的变倍组B、可变光栏组件C、光焦度为正的后固定组D以及光焦度为正的补偿组E，所述前固定组A依次设有负月牙透镜A-1、双凸透镜A-2以及正月牙透镜A-3，所述变倍组B依次设有双凹透镜B-1以及由双凹透镜B-2和正月牙透镜B-3密接的第一胶合组，所述后固定组D依次设有双凸透镜D-1和负月牙透镜D-2，所述补偿组E依次设有双凸透镜E-1以及由双凸透镜E-2和双凹透镜E-3密接的第二胶合组，各组镜片安装在相应组的镜筒内组成了镜组。
在本实施例中，所述前固定组A和变倍组B之间的空气间隔是1. 0mnT24. 7mm,所述变倍组B和可变光栏组件C之间的空气间隔是25. OmnTl. 3mm,所述可变光栏组件C和后固定组D之间的空气间隔是1. 2mm，所述后固定组D和补偿组E之间的空气间隔是9. 5mm^4. 3mm。在本实施例中，所述前固定组A中的负月牙透镜A-1和双凸透镜A-2之间的空气间隔是6. 8mm,所述双凸透镜A-2和正月牙透镜A-3之间的空气间隔是O.1mm ;所述变倍组B中的双凹透镜B-1和第一胶合组之间的空气间隔是3. 0_，所述后固定组D中的双凸透镜D-1和负月牙透镜D-2之间的空气间隔是O. 1mm，所述补偿组E中的双凸透镜E-1和第二胶合组之间的空气间隔是O. 1mm。在本实施例中，所述镜头的光学结构达到了以下光学指标(1)视场角短焦 2ω=89.6°，长焦 2ω=12° ;(2)焦距f' =3. 55mnT30mm ; (3)相对孔径短焦 D/f' =1/1.8，长焦0/广优于1/2. 7;(4)光学传递函数传递函数空间频率701 /111111时，MTF彡30% ；(5)光学总长小于80mm。如图2和图5所示，所述镜头的电动变焦机构包括变焦电机8、安装变倍镜组2的变倍移动座I以及安装补偿镜组7的补偿移动座6，所述变倍移动座I和补偿移动座6均可在两导杆3上滑动，所述变焦电机8的电机轴上安装有变焦主动轮4，所述变焦主动轮4为精密齿轮，所述变焦主动轮4啮合带动凸轮5，所述凸轮5上开设有按照优化设计的变倍曲线槽和补偿曲线槽，所述变倍移动座I上固定有与变倍曲线槽相配合的变倍导钉，所述补偿座上固定有与补偿曲线槽相配合的补偿导钉。本发明采用导杆式传动形式来实现镜头的电动变焦所述变焦电机8通过变焦主动轮4带动凸轮5转动，所述凸轮5通过在变倍曲线槽内滑动的变倍导钉、在补偿曲线槽内滑动的补偿导钉分别带动变倍移动座I和补偿移动座6沿导杆3前后移动，进而实现电动变焦功能。为了减小变倍过程中凸轮5转动时的提升角，本发明还可以把变倍镜组2的线性运动轨迹改为非线性运动曲线。如图3和图5所示，所述镜头的电动调焦机构包括调焦电机13、安装前固定镜组10的调焦座9以及位于调焦座9后端外侧的主镜筒11，所述调焦电机13的电机轴上安装有与调焦座9相啮合的调焦主动轮14,所述调焦主动轮14为精密齿轮,所述主镜筒11上开设有精密铣制的导槽，所述调焦座9上固定有与导槽相配合以引导其相对主镜筒11作螺旋运动的调焦导钉12。本发明通过导钉滑动机构实现镜头的电动调焦所述调焦电机13通过调焦主动轮14带动调焦座9螺旋运动，同时通过调焦导钉12在主镜筒11上的导槽内滑动，保证了调焦座9 (即前固定组A)运动的稳定性。该电动调焦机构具有调焦快速、灵活、空回小、精度高、结构件少等优点。如图4和图5所示，所述可变光栏组件包括光栏座15、光栏片16、光栏动环17以及调光电机20,所述光栏片16的一端前侧面设有插入光栏座15的孔内的固定销钉,所述光栏片16的另一端后侧面铆接有在光栏动环17的槽内滑动的活动销钉，所述调光电机20的电机轴上安装有调光主动轮19，所述调光主动轮19为精密齿轮，所述调光主动轮19啮合带动与光栏动环17相啮合的光栏过渡轮18。本发明通过调光电机等电动调光机构实现可变光栏组件的光栏孔调节当调光电机20通过调光主动轮19带动光栏过渡轮18转动，所述光栏过渡轮18就带动光栏动环17转动，进而推动光栏片16上的活动销钉在光栏动环17的槽内滑动，所述光栏片16则以固定销钉为支点进行摆动，光栏孔就随着光栏片16的转动而改变直径。该电动调光机构具有快速、灵活、空回小、精度高等优点。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种大视场小型化连续变焦距摄像镜头，其特征在于所述镜头的光学结构中沿光线自左向右入射方向分别设有光焦度为正的前固定组A、光焦度为负的变倍组B、可变光栏组件C、光焦度为正的后固定组D以及光焦度为正的补偿组E，所述前固定组A依次设有负月牙透镜A-1、双凸透镜A-2以及正月牙透镜A-3，所述变倍组B依次设有双凹透镜B-1以及由双凹透镜B-2和正月牙透镜B-3密接的第一胶合组，所述后固定组D依次设有双凸透镜D-1和负月牙透镜D-2，所述补偿组E依次设有双凸透镜E-1以及由双凸透镜E-2和双凹透镜E-3密接的第二胶合组。
2.根据权利要求1所述的大视场小型化连续变焦距摄像镜头，其特征在于所述前固定组A和变倍组B之间的空气间隔是1. 0mnT24. 7mm,所述变倍组B和可变光栏组件C之间的空气间隔是25. OmnTl. 3_，所述可变光栏组件C和后固定组D之间的空气间隔是1. 2mm,所述后固定组D和补偿组E之间的空气间隔是9. 5mnT4. 3mm。
3.根据权利要求1或2所述的大视场小型化连续变焦距摄像镜头，其特征在于所述前固定组A中的负月牙透镜A-1和双凸透镜A-2之间的空气间隔是6. 8mm,所述双凸透镜A-2和正月牙透镜A-3之间的空气间隔是O. 1mm。
4.根据权利要求1或2所述的大视场小型化连续变焦距摄像镜头，其特征在于所述变倍组B中的双凹透镜B-1和第一胶合组之间的空气间隔是3. 0mm。
5.根据权利要求1或2所述的大视场小型化连续变焦距摄像镜头，其特征在于所述后固定组D中的双凸透镜D-1和负月牙透镜D-2之间的空气间隔是O. 1mm。
6.根据权利要求1或2所述的大视场小型化连续变焦距摄像镜头，其特征在于所述补偿组E中的双凸透镜E-1和第二胶合组之间的空气间隔是O. 1mm。
7.根据权利要求1所述的大视场小型化连续变焦距摄像镜头，其特征在于所述镜头的电动变焦机构包括变焦电机、安装变倍镜组的变倍移动座以及安装补偿镜组的补偿移动座，所述变倍移动座和补偿移动座均与两导杆滑动配合，所述变焦电机的电机轴上安装有变焦主动轮，所述变焦主动轮啮合带动凸轮，所述凸轮上开设有变倍曲线槽和补偿曲线槽，所述变倍移动座上固定有与变倍曲线槽相配合的变倍导钉，所述补偿座上固定有与补偿曲线槽相配合的补偿导钉。
8.根据权利要求1所述的大视场小型化连续变焦距摄像镜头，其特征在于所述镜头的电动调焦机构包括调焦电机、安装前固定镜组的调焦座以及位于调焦座后端外侧的主镜筒，所述调焦电机的电机轴上安装有与调焦座相啮合的调焦主动轮，所述主镜筒上开设有导槽，所述调焦座上固定有与导槽相配合以引导其相对主镜筒作螺旋运动的调焦导钉。
9.根据权利要求1所述的大视场小型化连续变焦距摄像镜头，其特征在于所述可变光栏组件包括光栏座、光栏片、光栏动环以及调光电机，所述光栏片的一端前侧面设有插入光栏座的孔内的固定销钉，所述光栏片的另一端后侧面设有在光栏动环的槽内滑动的活动销钉，所述调光电机的电机轴上安装有调光主动轮，所述调光主动轮啮合带动与光栏动环相哨合的光栏过渡轮。
全文摘要
本发明涉及一种大视场小型化连续变焦距摄像镜头，所述镜头的光学结构中沿光线自左向右入射方向分别设有光焦度为正的前固定组A、光焦度为负的变倍组B、可变光栏组件C、光焦度为正的后固定组D以及光焦度为正的补偿组E，所述前固定组A依次设有负月牙透镜A-1、双凸透镜A-2以及正月牙透镜A-3，所述变倍组B依次设有双凹透镜B-1以及由双凹透镜B-2和正月牙透镜B-3密接的第一胶合组，所述后固定组D依次设有双凸透镜D-1和负月牙透镜D-2，所述补偿组E依次设有双凸透镜E-1以及由双凸透镜E-2和双凹透镜E-3密接的第二胶合组。该镜头具有较大的视场角、体积较小等优点，具有连续电动变焦、电动调焦、电动调光等功能。
文档编号G02B15/173GK103033914SQ20131000465
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者刘辉, 张清苏, 苏魏华 申请人:福建福光数码科技有限公司