一种红外变焦镜头的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种红外变焦镜头，从被摄物的方向开始向焦点方向沿光轴依次配置前固定镜组、聚焦镜组、光阑、后固定镜组、变倍镜组和光电传感器，所述的聚焦镜组设置在所述的固定镜组和光阑之间，沿光轴在所述的固定镜组和光阑之间运动；所述的变倍镜组设置在所述的后固定镜组和光电传感器之间，沿光轴在所述的后固定镜组和光电传感器之间运动；本实用新型中，通过聚焦镜组沿光轴在所述的固定镜组和光阑之间运动和变倍镜组沿光轴在后固定镜组和光电传感器之间运动实现变焦。
【专利说明】一种红外变焦镜头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及照相机、摄像机等的镜头领域，特别涉及一种8-80_红外线变焦镜头。
【背景技术】
[0002]随着安防监控技术的广泛应用和智能交通，平安城市的创建。镜头成像和功能的要求越来越高。这对光学系统的设计提出了新的要求。人们对镜头的光谱范围、变焦范围和分辨率要求也越来越高，目前的镜头不能满足需要。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是针对目前变焦镜头变焦范围和光谱比较窄，成像靶面较小不能满足消费者对大变焦镜头的要求，提供一种8-80_红外变焦镜头。
[0004]本实用新型采用两个固定镜组和两个沿光轴方向运动的运动镜组，通过调节运动镜组的位置可以实现焦距的变化。
[0005]具体的技术方案是:一种8_80mm变焦镜头，从被摄物的方向开始向焦点方向沿光轴依次配置前固定镜组、聚焦镜组、光阑、后固定镜组、变倍镜组和光电传感器，
[0006]所述的聚焦镜组设置在所述的固定镜组和光阑之间，沿光轴在所述的固定镜组和光阑之间运动；
[0007]所述的变倍镜组设置在所述的后固定镜组和光电传感器之间，沿光轴在所述的后固定镜组和光电传感器之间运动；
[0008]在最短焦距状态下，前固定镜组与聚焦镜组之间的距离SI为9.5mm，聚焦镜组与后固定镜组之间的距离S2为50.78mm，后固定镜组与变倍镜组之间的距离S3为13.82mm ；
[0009]在最长焦距状态下，前固定镜组与聚焦镜组之间的距离SI为47.5mm,聚焦镜组与后固定镜组之间的距离S2为14.5643mm，后固定镜组与变倍镜组之间的距离S3为
11.9869mm。
[0010]本实用新型中，通过聚焦镜组沿光轴在所述的固定镜组和光阑之间运动和变倍镜组沿光轴在后固定镜组和光电传感器之间运动实现变焦。
[0011]本实用新型的优选方案是:所述的前固定镜组包括从被摄物的方向开始向焦点方向沿光轴依次配置的双胶合透镜LI和单凸透镜L2 ;其中，双胶合透镜LI的第二片镜和单凸透镜L2为低色散玻璃。其中，凸凹负透镜L3为高折射率的镧火石玻璃，双凹负透镜L4为高折射率的镧冕玻璃，凸平正透镜L5为高折射率的重火石玻璃。前固定镜组总光焦度为0.0155，其中，双胶合透镜LI的光焦度为0.00482，单凸透镜L2的光焦度为0.1124。所述的聚焦镜组可沿光轴方向在前固定镜组与光阑之间移动，包括从前固定镜组向光阑方向沿光轴依次配置的凸凹负透镜L3，双凹负透镜L4，凸平正透镜L5 ;总光焦度为-0.0764，其中，凸凹负透镜L3的光焦度为-0.0445，双凹负透镜L4的光焦度为-0.0738，凸平正透镜L5的光焦度为0.0418。
[0012]所述的后固定镜组为双胶合透镜L6 ;所述的变倍镜组可沿光轴方向在后固定镜组与光电传感器之间移动，包括从后固定镜组到光电传感器方向沿光轴依次配置的双凸透镜L7，双胶合透镜L8，双凸透镜L9，凹凸透镜L10。其中，所述的后固定镜组的胶合透镜L6由双凸透镜在前和凹凸透镜在后构成，在前的双凸透镜为低色散玻璃，在后的凹凸透镜为重镧火石玻璃；所述的变倍镜组中，双凸透镜L7，双胶合透镜L8中的前片和双凸透镜L9为低色散玻璃，凹凸透镜LlO为轻冕玻璃。总光焦度为0.0359，其中双凸透镜L7的光焦度为
0.0368，双胶合透镜L8的光焦度为-0.037，双凸透镜L9的光焦度为0.0552，凹凸透镜LlO的光焦度为-0.0252。
[0013]光阑的光圈数在Fl.4到F2.2之间变化。光电传感器为CXD或者CMOS光电传感器。光电传感器的设计波长480nm到950nm。
[0014]下面结合具体实施例对本实用新型作较为详细的描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的镜头短焦距状态图。
[0016]图2为本实用新型的镜头长焦距状态图。
【具体实施方式】
[0017]实施例1，本实施例是一种具有百万高清分辨率，大光圈，大靶面，宽光谱(480nnT950nm)的变焦光学系统，其变焦范围为8mm(最短焦距)到80mm(最长焦距)。
[0018]本实施例中，从被摄物的方向开始向焦点方向沿光轴依次配置前固定镜组1，聚焦镜组2，可变光阑5，后固定镜组3，变倍镜组4。前固定镜组1、可变光阑5、后固定镜组3固定在镜头框架内，聚焦镜组2和变倍镜组4活动安装在镜头框架内。具有四组十三片。如图1和图2所示。
[0019]前固定镜组I从被摄物的方向开始向焦点方向沿光轴布置双胶合透镜LI和单凸透镜L2。前固定组总光焦度为0.0155。双胶合透镜LI的光焦度为0.00482，单凸透镜L2的光焦度为0.1124。且双胶合透镜LI中第二片与单凸透镜L2为低色散玻璃(Ndl.497Vd81.5765)。双胶合透镜LI中第一片是为重火石玻璃.
[0020]聚焦镜组2从被摄物的方向开始向焦点方向沿光轴布置凸凹负透镜L3，双凹负透镜L4，凸平正透镜L5。其中聚焦镜组2总光焦度为-0.0764，凸凹负透镜L3的光焦度为-0.0445，双凹负透镜L4的光焦度为-0.0738，凸平正透镜L5的光焦度为0.0418。且凸凹负透镜L3为高折射率的镧火石玻璃，双凹负透镜L4为高折射率的镧冕玻璃，凸平正透镜L5为高折射率的重火石玻璃。
[0021]可变光阑5位于聚焦镜组2与后固定组3之间，在于在8mm聚焦段时其大小为17.3mm对应此时入瞳为5.58mm。其光圈F数
= =1-43 实现了大光圈。在80mm焦距段时其光阑大小为12.5mm对应此时入 D 5_58
瞳为36mm。其光圈F数为F = L = H焦距在8mm到80mm变焦时F数在Fl.4到F2.2变
B
化，即整个变焦过程都实现了较大的光圈。
[0022]后固定镜组3为双胶合透镜L6，总光焦度为0.0164。双胶合透镜L6由双凸透镜在前凹凸透镜在后的结构组成。且双凸透镜为低色散(Ndl.497Vd81.5765)玻璃，凹凸透镜为重镧火石玻璃。
[0023]变倍镜组4至从固定镜组3至传感器之间沿光轴运动，依次布置双凸透镜L7，双胶合透镜L8，双凸透镜L9，凹凸透镜L10。变倍镜组4的总光焦度为0.0359，双凸透镜L7的光焦度为0.0368，双胶合透镜L8的光焦度为-0.037，L9的光焦度为0.0552，凹凸透镜LlO的光焦度为-0.0252。且凹凸透镜LlO为轻冕玻璃。双凸透镜L7，双胶合透镜L8中的前片和双凸透镜L9为低色散(Ndl.497Vd81.5765)玻璃。
[0024]在变倍镜组4的后固定镜组3的反射为C⑶或CMOS光电传感器6，光学系统在CXD(CMOS)上的成像高度为4.6即所述光学系统的成像靶面为1/1.8英寸。所示光学系统的设计波长为480nnT950nm。可以在可见光和近红外下成像。
[0025]本实施例的光学系统的前固定镜组I和后固定镜组3在变倍过程中位置不发生变化，8mm到80mm的焦距变化是依赖聚焦镜组2和变倍镜组4在沿光轴方向上位置改变而产生的焦距变化。具体各组之间的位置关系如下:在8_时前固定镜组I与聚焦镜组2之间的距离为Sl=9.5mm。聚焦镜组2与后固定镜组之3间的距离为S2=50.78mm。后固定镜组3与变倍镜组4之间的距离为S3=13.82mm。在80mm时前固定镜组I与聚焦镜组2之间的距离为Sl=47.5mm。聚焦镜组2与后固定镜组3之间的距离为S2=14.5643mm。后固定镜组3与变倍镜组4之间的距离为S3=ll.9869mm。
[0026]具体实施过程如下:
[0027]本实施例中的光学系统的前固定镜组I的光焦度为科=0—0155 ；聚焦镜组2的光焦度为朽=~0-.；后固定镜组3的光焦度为朽=0_0164 ；变倍镜组4的光焦度为Ψ气=0_的59。
[0028]在状态I下前固定镜组I与聚焦镜组之2间的距离Sl=9.5mm，聚焦镜组2与后固定镜组之3间的距离S2=50.78mm，后固定镜组3与变倍镜组4之间的距离S3=13.82mm，可变光阑5的入瞳D=5.58mm。
[0029]通过光路追迹计算:前固定组上追迹:*? =免\ =—ul=0 ;
Λβ
[0030]聚焦组上的追迹:A7=Ajl^1 ；?2 =V ;?2'= ?3 +feJx?*?;
[0031 ]后固定组上的追迹:\ = \: **3 = U3 ; W3 — if3 + X(Pj ;
[0032]变倍组的追迹:A4= A3 -U31JCi3 ； U4 =Ui' ； u4'= U4 +? x灼 ?
[0033]式中:?为前固定镜组I与聚焦镜组2之间的距离；
[0034]S2为聚焦镜组2与后固定镜组3之间的距离；
[0035]Ss为后固定镜组3与变倍镜组4之间的距离；
[0036]美为光线在前固定镜组I上的投射高；
[0037]H2为光线在聚焦镜组2上的投射高；
[0038]As为光线在后固定镜组3上的投射高；
[0039]\为光线在变倍镜组4上的投射高；
[0040]表示前固定镜组I物方孔径角；
[0041]表示前固定镜组I像方孔径角；
[0042]U2表示聚焦镜组2物方孔径角；
[0043]表示聚焦镜组2像方孔径角；
[0044]U5表示后固定镜组3物方孔径角；
[0045]表示后固定镜组3像方孔径角；
[0046]M4表示变倍镜组4物方孔径角；
[0047]?4.表示变倍镜组4像方孔径角；
[0048]朽、朽、朽、免4分别为前固定镜组1、聚焦镜组2、固定镜组3、变倍镜组4的光焦度。
[0049]在状态2下:
[0050]前固定镜组I与聚焦镜组2之间的距离S 1=47.5mm,聚焦镜组2与后固定镜组3之间的距离S2=14.5643mm，后固定镜组3与变倍镜组4之间的距离S3=ll.9869mm，通过以上追迹后光学系统的焦距为尸=-;计算焦距为80.9mm,如示意图2所示。
Ψ
【权利要求】
1.一种红外变焦镜头，从被摄物的方向开始向焦点方向沿光轴依次配置前固定镜组、聚焦镜组、光阑、后固定镜组和变倍镜组，其特征在于:所述的聚焦镜组(2)设置在所述的固定镜组⑴和光阑(5)之间，沿光轴在所述的固定镜组⑴和光阑(5)之间运动； 所述的变倍镜组(4)设置在所述的后固定镜组(3)和光电传感器(6)之间，沿光轴在所述的后固定镜组⑶和光电传感器(6)之间运动； 在最短焦距状态下，前固定镜组(I)与聚焦镜组(2)之间的距离SI为9.5mm，聚焦镜组⑵与后固定镜组⑶之间的距离S2为50.78mm，后固定镜组(3)与变倍镜组⑷之间的距离S3为13.82mm ； 在最长焦距状态下，前固定镜组(I)与聚焦镜组(2)之间的距离SI为47.5mm，聚焦镜组(2)与后固定镜组(3)之间的距离S2为14.5643mm，后固定镜组(3)与变倍镜组(4)之间的距离S3为11.9869mm。
2.根据权利要求1所述的红外变焦镜头，其特征在于:所述的前固定镜组(I)包括从被摄物的方向开始向焦点方向沿光轴依次配置的双胶合透镜LI和单凸透镜L2 ； 所述的聚焦镜组(2)可沿光轴方向在前固定镜组(I)与光阑(5)之间移动，包括从前固定镜组(I)向光阑(5)方向沿光轴依次配置的凸凹负透镜L3，双凹负透镜L4，凸平正透镜L5 ； 所述的后固定镜组(3)为双胶合透镜L6 ； 所述的变倍镜组(4)可沿光轴方向在后固定镜组(3)与光电传感器(6)之间移动，包括从后固定镜组(3)到光电传感器(6)方向沿光轴依次配置的双凸透镜L7，双胶合透镜L8，双凸透镜L9，凹凸透镜L10。
3.根据权利要求2所述的红外变焦镜头，其特征在于: 所述的前固定镜组(I)总光焦度为0.0155，其中，双胶合透镜LI的光焦度为0.00482，单凸透镜L2的光焦度为0.1124 ； 所述的聚焦镜组(2)总光焦度为-0.0764，其中，凸凹负透镜L3的光焦度为-0.0445，双凹负透镜L4的光焦度为-0.0738，凸平正透镜L5的光焦度为0.0418 ； 所述的后固定镜组(3)的总光焦度为0.0164 ； 所述的变倍镜组(4)的总光焦度为0.0359，其中双凸透镜L7的光焦度为0.0368，双胶合透镜L8的光焦度为-0.037，双凸透镜L9的光焦度为0.0552，凹凸透镜LlO的光焦度为-0.0252。
4.根据权利要求1所述的红外变焦镜头，其特征在于:所述的前固定镜组(I)中，双胶合透镜LI的第二片镜和单凸透镜L2为低色散玻璃；所述的聚焦镜组(2)中，凸凹负透镜L3为高折射率的镧火石玻璃，双凹负透镜L4为高折射率的镧冕玻璃，凸平正透镜L5为高折射率的重火石玻璃；所述的后固定镜组(3)的胶合透镜L6由双凸透镜在前和凹凸透镜在后构成，在前的双凸透镜为低色散玻璃，在后的凹凸透镜为重镧火石玻璃；所述的变倍镜组(4)中，双凸透镜L7，双胶合透镜L8中的前片和双凸透镜L9为低色散玻璃，凹凸透镜LlO为轻冕玻璃。
5.根据权利要求1至4中任一所述的红外变焦镜头，其特征在于:所述的光阑的光圈数在Fl.4到F2.2之间变化。
6.根据权利要求5所述的红外变焦镜头，其特征在于:所述的光电传感器(6)为CCD或者CMOS光电传感器。
7.根据权利要求6所述的红外变焦镜头，其特征在于:所述的光电传感器￠)的设计波长 480nm 到 950nm。
【文档编号】G02B15/16GK204028450SQ201420450554
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】王东 申请人:深圳银星精工科技发展有限公司