千万像素超长焦日夜共焦镜头的制作方法

本实用新型涉及一种千万像素超长焦日夜共焦镜头，应用在上。

背景技术：

对于大型的比赛场所，如世界杯、奥运会等，由于其场所范围都很大，需要布置的监控位置也多。对看台位置，大型比赛场地上的监控很难对其做到时时监控，或者安装在看台上距离观众太近的监控设备容易遭到破坏，因此，导致一些突发情况大赛组委会和安保部门不能够及时掌控。另外，其所需要安装监控设备的数量太多、成本太高也是一个问题。基于这方面问题的考虑，官方需要安装一些超长焦距的镜头的设备，以保证能够实时监控大赛情况，并应对突发情况的发生。

现有世面上的镜头(较大倍数的变焦镜头或者电影摄影镜头)，要么焦距太短，监控范围太小；要么由于镜头倍数太大，导致镜头的成像靶面很难做到大靶面，分辨率太低；要么分辨率及靶面都够，但是体积超大，成本极为高昂(如用于拍摄电影的长焦镜头)。且这些镜头基本没有红外共焦性能，也没有考虑到无热化使用。

因此提供一种高分辨率、超长焦、日夜共焦、无热化的千万像素超长焦日夜共焦镜头己成为当务之亟。

技术实现要素：

为了克服现有镜头无法同时具备高分辨率、超长焦、日夜共焦、无热化的缺点，本实用新型提供一种千万像素超长焦日夜共焦镜头，通过特别设计的由第一透镜-第六透镜组成的前主镜组以及由第七透镜-第九透镜组成的后主镜组配合，具有高分辨率、超长焦、日夜共焦、无热化的优点。

本实用新型的技术方案如下：

一种千万像素超长焦日夜共焦镜头，包括主镜筒以及沿着光线入射方向依次间隔设置在主镜筒内的前主镜组、光阑以及后主镜组；

所述前主镜组包括沿着光线入射方向依次排列设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜；该前主镜组的光焦度为正，焦距范围为60-150mm；

所述后主镜组包括沿着光线入射方向依次排列设置的第七透镜、第八透镜和第九透镜，第七透镜与第八透镜间隔设置，第八透镜和第九透镜组成密接的胶合组；该后主镜组的光焦度为负，焦距范围为-110--200mm；

所述前主镜组和后主镜组的透镜满足以下的光学条件：

1.9<n1<2.1,17<v1<22；

1.43<n2<1.5,80<v2<96；

1.65<n3<1.72,30<v3<42；

1.76<n4<1.85,22<v4<28；

1.45<n5<1.56,70<v5<95；

1.6<n6<1.66,50<v6<65；

1.6<n7<1.67,55<v7<62；

1.58<n8<1.65,30<v8<42；

1.5<n9<1.6,65<v9<85；

其中n1-n9为第一透镜到第九透镜的折射率，v1-v9为第一透镜到第九透镜的阿贝系数。

本申请的镜头通过设置特别设计的九个透镜配合，同时具有高分辨率、超长焦、日夜共焦、无热化的优点。该镜头参数具体为：焦距：160-180mm，光圈f值：4-4.4，光学总长：120-160mm，红外离焦(850mm)：0.01-0.03mm，边缘相对照度：>78％以上，视场角度：dfov>5.6度，设计靶面：>φ17mm，适配1inch以上的sensor，使用环境温度：-30-+80摄氏度。

第一透镜为正弯月形透镜，其第二个面的r值为1000-1500mm；第二透镜为双凸型透镜，第三透镜为双凹型透镜，该第二透镜与第三透镜组成密接的胶合组；第四透镜为双凹型透镜，第五透镜双凸型透镜，该第四透镜与第五透镜组成密接的胶合组；第六透镜为双凸型透镜；第七透镜为正弯月形透镜；第八透镜为双凸型透镜，第九透镜为双凹型透镜。

该优选的千万像素超长焦日夜共焦镜头能进一步提升日夜共焦、无热化的性能。第一透镜承担长焦系统大部分正球差，有利于减少镜头的整体长度。第二透镜与第三透镜密接的胶合组，承担了长焦系统的大部分球差，有效保证了系统从400-950nm的色差性能。所述第三透镜形状和第四透镜靠近光阑一面为凹面，目的是减少系统的慧差，并降低系统的敏感性，保证系统的实际量产能力。所述第五透镜进一步保证系统从400-950nm的色差性能。第五透镜与第六透镜镜承担了绝大部分系统的正球差，有利于提升系统的整体分辨率。所述第九透镜进一步保证系统从400-950nm的色差，并进一步保证系统在-30℃-+80℃无热化效果。第六透镜背离光阑一面为凸面，第七透镜背离光阑一面为凹面，便于减少镜头长度。

所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为0.1-0.25mm，所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为4.2-5mm，所述第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为0.1-0.25mm，所述第六透镜与光阑之间的空气间隔为10-13mm，所述光阑与第七透镜之间的空气间隔为15-20mm，所述第七透镜与第八透镜之间的空气间隔为35-45mm。

该优选的千万像素超长焦日夜共焦镜头能进一步提升分辨率、日夜共焦、无热化的性能。

所述第一透镜为高折射率玻璃透镜，所述第三透镜为火石玻璃透镜，所述第二透镜、第五透镜和第九透镜均为ed玻璃透镜。

优选的第一透镜能进一步减小镜头长度。优选的第三透镜能进一步提升日夜共焦、无热化的性能。优选的所述第二透镜、第五透镜和第九透镜能提升镜头的分辨率。

第一透镜与第二透镜之间采用隔圈a隔开，隔圈a的截面为由一对对称的l型构成；第五透镜与第六透镜采用隔圈b隔开，第七透镜与第八透镜之间依次设置有隔圈c、隔圈d和隔圈e，三者的内壁上均设有消光螺纹，其中隔圈c的截面由一对对称的l型构成。

优选隔圈a能减少系统的杂光影响。优选隔圈b利于镜头装配。隔圈c、隔圈d和隔圈e的组合使用避免了隔圈一体加工所易导致的隔圈变形，保证了影响的系统性能。优选的隔圈c、隔圈d和隔圈e能提升系统装配效果，减少系统杂光影响。

所述光阑为手动光圈、dc自动光圈或p-iris光圈。

由于本申请的镜头大概率都架设在高空中，优选采用p-iris光圈。p-iris光圈相比dc自动光圈而言，可以保证系统在部件故障后能够依旧保持工作，且能够自由控制光圈大小。而dc自动光圈需要考虑维修成本，手动光圈则不能够实时调整镜头的进光量，使用受限。该p-iris光圈可通过将后主镜筒让位后，通过螺钉固定在后主镜筒上。

所述主镜筒包括通过法兰连接的前主镜筒与后主镜筒，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜安装在前主镜筒内，第七透镜、第八透镜和第九透镜安装在后主镜筒内。

前主镜筒与后主镜筒通过法兰并用螺钉固定的连接方法能有效保证前后镜组的同心度以及系统的牢固度，以保证系统能够在较为恶劣的环境下工作。

所述主镜筒的外壁上设有拉花。

该设计既能保证系统美观的同时，手持镜头时不打滑，又能减轻系统的整体重量，保证系统的外观美观性及镜身的整体协调性。

调距手轮外壁上也可以设有拉花。

该镜头可采用c接口设计以与外部系统连接。

c接口设计提升了镜头使用的方便度。

与现有技术相比，本实用新型申请具有以下优点：

本申请的千万像素超长焦日夜共焦镜头同时具备高分辨率、超长焦、日夜共焦、无热化的优点。

附图说明

图1是本实用新型所述的千万像素超长焦日夜共焦镜头示意图；

图2是本实用新型所述的千万像素超长焦日夜共焦镜头的结构剖视图；

图3是本实用新型所述的千万像素超长焦日夜共焦镜头的光学系统结构示意图；

图4是本实用新型所述的千万像素超长焦日夜共焦镜头的光学系统点列图；

图5是本实用新型所述的千万像素超长焦日夜共焦镜头的光学系统mtf图；

图6是本实用新型所述的千万像素超长焦日夜共焦镜头的光学系统场曲及畸变图；

图7是本实用新型所述的千万像素超长焦日夜共焦镜头的光学系统相对照度图；

图8是本实用新型所述的千万像素超长焦日夜共焦镜头的光学系统赛德尔图；

图9是本实用新型所述的千万像素超长焦日夜共焦镜头的光学系统相差图。

标号说明：

第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、、第四透镜4、、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、、第八透镜8、第九透镜9、主镜筒10、隔圈a11、隔圈b12、隔圈c13、隔圈d14、隔圈e15、调焦机构16、主镜座17、光阑20、拉花10-1、前主镜筒10-2、后主镜筒10-3。

具体实施方式

下面结合说明书附图1-9对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1-9所示，本实用新型所述的一种千万像素超长焦日夜共焦镜头，包括主镜筒10以及沿着光线入射方向依次间隔设置在主镜筒10内的前主镜组、光阑20以及后主镜组；

所述前主镜组包括沿着光线入射方向依次排列设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5以及第六透镜6；该前主镜组的光焦度为正，焦距范围为60-150mm；

所述后主镜组包括沿着光线入射方向依次排列设置的第七透镜7、第八透镜8和第九透镜9，第七透镜7与第八透镜8间隔设置，第八透镜8和第九透镜9组成密接的胶合组；该后主镜组的光焦度为负，焦距范围为-110--200mm；

所述前主镜组和后主镜组的透镜满足以下的光学条件：

1.9<n1<2.1,17<v1<22；

1.43<n2<1.5,80<v2<96；

1.65<n3<1.72,30<v3<42；

1.76<n4<1.85,22<v4<28；

1.45<n5<1.56,70<v5<95；

1.6<n6<1.66,50<v6<65；

1.6<n7<1.67,55<v7<62；

1.58<n8<1.65,30<v8<42；

1.5<n9<1.6,65<v9<85；

其中n1-n9为第一透镜1到第九透镜9的折射率，v1-v9为第一透镜1到第九透镜9的阿贝系数。

第一透镜1为正弯月形透镜，其第二个面的r值为1000-1500mm；第二透镜2为双凸型透镜，第三透镜3为双凹型透镜，该第二透镜2与第三透镜3组成密接的胶合组；第四透镜4为双凹型透镜，第五透镜5双凸型透镜，该第四透镜4与第五透镜5组成密接的胶合组；第六透镜6为双凸型透镜；第七透镜7为正弯月形透镜；第八透镜8为双凸型透镜，第九透镜9为双凹型透镜。

所述第一透镜1与第二透镜2之间的空气间隔为0.1-0.25mm，所述第三透镜3与第四透镜4之间的空气间隔为4.2-5mm，所述第五透镜5与第六透镜6之间的空气间隔为0.1-0.25mm，所述第六透镜6与光阑20之间的空气间隔为10-13mm，所述光阑20与第七透镜7之间的空气间隔为15-20mm，所述第七透镜7与第八透镜8之间的空气间隔为35-45mm。

所述第一透镜1为高折射率玻璃透镜，所述第三透镜3为火石玻璃透镜，所述第二透镜2、第五透镜5和第九透镜9均为ed玻璃透镜。

第一透镜1与第二透镜2之间采用隔圈a11隔开，隔圈a11的截面为由一对对称的l型构成；第五透镜5与第六透镜6采用隔圈b12隔开，第七透镜7与第八透镜8之间依次设置有隔圈c13、隔圈d14和隔圈e15，三者的内壁上均设有消光螺纹，其中隔圈c13的截面由一对对称的l型构成。

所述光阑20为手动光圈、dc自动光圈或p-iris光圈。

所述主镜筒10包括通过法兰连接的前主镜筒10-2与后主镜筒10-3，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5以及第六透镜6安装在前主镜筒10-2内，第七透镜7、第八透镜8和第九透镜9安装在后主镜筒10-3内。

所述主镜筒10的外壁上设有拉花10-1。

千万像素超长焦日夜共焦镜头还包括主镜座17和调焦机构16，调焦机构16包括调距手轮和调距内环，主镜筒10外壁上设有外螺纹，调距内环前端内壁上设有内螺纹，调距内环套设在主镜筒10外壁上且能通过螺纹配合能沿镜头中心轴方向前后移动；调距手轮套设在主镜筒10外壁上且后端位于调距内环前端外旁侧，调距手轮后端与调距内环前端固定连接，调距手轮前端设有锁紧钉，该锁紧钉沿与镜头中心轴垂直的方向贯通调距手轮前端内外壁，能固定住调距手轮与主镜筒10的相互位置。

主镜座17活动套设在主镜筒10外壁上且前端位于调距内环后端外旁侧。调距内环后端外壁上设有外螺纹，主镜座17前端内壁上设有内螺纹，通过螺纹配合，通过转动调距手轮，调距内环能带动主镜筒10沿镜头中心轴方向相对主镜座17前后移动，以用于调整主镜筒10与靶面之间的距离。主镜筒10外壁上还设有用于对主镜座17向后运动起限位作用的凸起状的限位部件，该限位部件设在主镜筒10后端和主镜座17之间，限位部件的露出主镜筒10外壁的高度大于主镜座17后端与主镜筒10外壁之间的间距。

本申请千万像素超长焦日夜共焦镜头的光学系统分析结果：

从图4点列图中可以看出系统分辨率满足千万像素要求，日夜共焦良好；

从图5mtf图中可以看出系统分辨率满足千万像素要求；

从图6场曲及畸变图中可以看出系统场曲较小及畸变小于0.3％；

从图7相对照度图中可以看出边缘照度大于78％；

从图8赛德尔图中可以看出系统像差分布均匀，便于调整系统的敏感度良好；

从图9相差图中可以看出整体系统的像差分布均匀，敏感性良好；

由以上基本参数及图4-9可知，本申请千万像素超长焦日夜共焦镜头同时具备高分辨率、超长焦、日夜共焦、无热化的优点。

本实用新型所述的千万像素超长焦日夜共焦镜头并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本实用新型原理的任何改进或替换，均应在本实用新型的保护范围之内。