后组调距的视频摄像高清变焦镜头及该镜头的后组调距方法_2

文档序号:9248700阅读:来源:国知局
线图;图化是近摄距为500mm、f' = 65mm、F2.6、像面大小C6.6mm 时后组调焦方法的主要像差曲线图和MTF曲线图。其中,色球差和像散曲线(t,s分别为子 午和弧矢场曲)的横坐标单位为mm;弥散盘曲线的纵坐标最大值为+/-100微米;MTF曲线 的横坐标单位是线对/mm。
[0050] 图6是不同近摄物距和不同焦距与后截距位移量之间关系的示意曲线图。其中, 横坐标是变焦镜头从短焦至长焦端的焦距值。纵坐标是后调距组的位移量。两坐标的单位 均为mm;A、B、C、D、E、F、G分别为近摄距离 350、500、650、750、1000、1500、2000 (mm)的曲线 图。C粗实线为选取的位移量模拟特征曲线,可W用投影办法让它涵盖不同近摄距离的位移 量。
[0051]图7是本发明光学变焦镜头装置在物距为-时的MTF曲线图。其中,图7a、7b、7c 分别为焦距f' = 64、35、8 (mm) ;F2. 4~2. 1 ;像面大小C6.6mm的MTF曲线图。
[0052]MTF曲线的横坐标单位是线对/mm。其中a、b、c、d分别为0、0. 5、0. 7、1视场的MTF 曲线;
[005引 图8是焦距为f' = 35臟、F2. 6、近摄距离350臟、像面大小06.6臟时后组调焦 方法的主要像差曲线图和MTF曲线图。其中,色球差和像散曲线(t,s分别为子午和弧矢场 曲)的横坐标单位为mm;弥散盘曲线的纵坐标最大值为+/-100微米;MTF曲线的横坐标单 位是线对/mm。
[0054] 图中符号说明;1、第一透镜,2、第二透镜,3、第S透镜,4、第四透镜,5、第五透镜, 6、第六透镜,7、第^;:透镜,8、第八透镜,9、第九透镜,10、第十透镜,ll、第^^一透镜,12、第 十二透镜,13、第十立透镜,14、第十四透镜,15、第十五透镜,16、保护玻璃,A、前固定镜组, B、变倍镜组,C、补偿镜组,D、光栏,E、后固定镜组,F、后调距镜组,G、像面,H、反射镜面。
【具体实施方式】
[0055] 下面结合说明书附图和具体实施例对本
【发明内容】
进行详细说明:
[0056] 实施方式(一);
[0057] 如图2 -图4所示,为本发明提供的一种后组调距的视频摄像高清变焦镜头,其特 征在于:该镜头包括沿光线入射方向依次设置于主光轴上的焦距为正的前固定镜组A、焦 距为负的变倍镜组B、焦距为正或负的补偿镜组C、光栏DW及焦距为正的后固定镜组E,该 镜头还包括位于后固定镜组E和像面G之间的后调距镜组F,所述后调距镜组F焦距为正且 能在后固定镜组E和像面G之间前后移动W在物距变化时对物体成的像进行调整使呈现在 像面G位置的图像清晰,所述变倍镜组B和补偿镜组C联动实现镜头焦距的变化,构成镜头 的各组光学元件需满足w下条件:
[0058] If'前 3/LI< 30……①
[0059]dl9+d26 =C......②
[0060] 其中,f'前3为前S组即前固定镜组A、变倍镜组B和补偿镜组C的焦距,L为最 近摄距离,dl9为后固定镜组E最后一面与后调距镜组F第一个镜片面的距离,d26为后调 距镜组F最后一面到像面的距离,C为根据实际使用要求而设定的固定值。
[0061] 所述后调距镜组F设置于前四组镜组所在主光轴上或与主光轴偏折了设定角度 的第二光轴上;当后调距镜组设置于与主光轴偏折的第二光轴上时,所述视频摄像高清变 焦镜头还包括使主光轴光线偏折到第二光轴上的反射镜面H,各组光学元件需满足W下条 件:
[0062] 3.8<f'后/f'短< 5......⑨
[0063] 3. 5 <dl9/f'短< 4. 9......④
[0064] 其中,f'后为后固定镜组的焦距,f'短为该镜头在短焦时的焦距,dl9为后固定 镜组最后一面与后调距镜组第一个镜片面的距离。
[0065] 各组光学元件需满足W下条件:
[0066] 7. 5 <f'前/f'短< 9......⑥
[0067] 1.8<1f'变/f'短 |<2. 3......⑧
[006引其中,f'前为前固定镜组的焦距,f'变为变倍镜组的焦距,f'短为该镜头在短 焦时的焦距。
[0069] 各组光学元件需满足W下条件:
[0070] 40<1' 19/f'短......⑦
[0071] 其中,r19为后固定镜组最后一面的轴上光束像截距,f'短为该镜头在短焦时 的焦距。
[0072] 所述前固定镜组由第一透镜1、第二透镜2和第=透镜3沿光线入射方向依次排列 组成,其中第一透镜1为凸凹负透镜,第二透镜2为双凸正透镜,第=透镜3为凸凹正透镜, 且第一透镜1和第二透镜2组成密接的胶合组;
[0073] 所述变倍镜组由第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6沿光线入射方向依次排列组 成,其中第四透镜4凸凹负透镜,第五透镜5为双凹负透镜,第六透镜6为双凸正透镜,且第 五透镜5和第六透镜6组成密接的胶合组;
[0074] 所述补偿镜组由第走透镜7和第八透镜8沿光线入射方向依次排列组成,其中第 走透镜7为双凹负透镜,第八透镜8为凸凹正透镜,且第走透镜7和第八透镜8组成密接的 胶合组;
[00巧]所述后固定镜组由第九透镜9、第十透镜10和第十一透镜11沿光线入射方向依次 排列组成,其中第九透镜9为凸凹正透镜,第十透镜10为双凸正透镜,第^^一透镜11为凹 凸负透镜,且第十透镜10和第十一透镜11组成密接的胶合组;
[0076] 所述后调距镜组由第十二透镜12、第十=透镜13、第十四透镜14和第十五透镜15 沿光线入射方向依次排列组成,其中第十二透镜12为双凸正透镜,第十=透镜13为凸凹正 透镜,第十四透镜14为凸凹负透镜,第十五透镜15为凸凹正透镜,且第十四透镜14和第 十五透镜15组成密接的胶合组。
[0077] 所述第=透镜3、第走透镜7和第十透镜10需满足W下光学条件:
[0078] 1. 61 <n3<1. 64, 55<v3<62......⑨
[0079] 1. 72 <n7<1. 75, 51<v7<54......⑨
[0080] 1. 45 <nlO< 1. 51,70 <vlO< 90......⑩
[0081] 其中,n3、n7、nl0 分别为第S透镜、第^ig镜和第十透镜的折射率,v3、v7、vl0分 别为第=透镜、第走透镜和第十透镜的阿贝系数。
[0082] 所述前固定镜组的第一透镜1、第二透镜2和第=透镜3采用的材料分别为 H-ZF7、H-ZK21和H-Z脚;所述变倍镜组的第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6采用的材料 分别为H-LAK54、H-LAK54和H-ZF7 ;所述补偿镜组的第^;:透镜7和第八透镜8采用的材料 分别为H-LAK6和H-ZF6;所述后固定镜组的第九透镜9、第十透镜10和第^^一透镜11采用 的材料分别为H-BAK3、H-FK61和H-ZF5;所述后调距镜组的第十二透镜12、第十S透镜13、 第十四透镜14和第十五透镜15采用的材料分别为H-BAK3、H-BAK3、H-Z巧和H-QK化。
[0083] 所述光栏为可变光栏。
[0084] 设定上述必须满足的目的是:
[0085] 设置条件①的目的是:通过控制前3组的焦距的大小,使物距调到近距离时,由于 偏角较小,因此近入后固定后组的光束像点还是比较远的,对已平衡好的各焦距在-的像 差影响较小,因此可W用后固定后组的移动来调焦使图像清晰。
[0086] 设置条件②的目的是:确保观察的物距改变时,通过后调距组进行调焦时像面的 位置始终保持不变。
[0087] 设置条件⑨的目的是:通过控制变倍组的焦距在一定范围内可使它的前焦点能在 补偿组像方后截距的附近,保证后固定组能产生较大的后截距。
[0088] 设置条件④的目的是:保证能实现光路偏折又能使调距组对近距离物距成像时像 质不迅速变坏。
[0089] 设置条件⑥的目的是;通过控制前组的焦距的大小,使前组承担的孔径偏角不致 于过大,利于变倍镜头在长焦时,轴上光束不产生大的高级像差,特别是高级球差和色球 差.同时,也防止在短焦时,轴外高级像差过大。
[0090] 设置条件⑧的目的是:通过控制变倍组的焦距在一定范围内可使它能适应各焦距 段的像差的平衡,控制它和补偿组的移动长度,利于镜头的小型化。
[0091] 设置条件⑦的目的是;保证能实现在极近物距进行后组调距时有较好的像质。
[0092] 设置条件⑨的目的是:同时控制短焦和次短焦的倍率色差和长焦的色球差。
[0093] 设置条件⑨的目的是:使第走透镜产生较大的初级球差系数W平衡各段焦距产生 的色球差。
[0094] 设置条件⑩的目的是;降低系统产生的二级光谱。
[009引 实施例:
[0096] 如图3所示,5组镜组的焦距分别为f'前= 62. 100mm、f'变=-16. 398mm、f'补 =-32. 02mm、f'后=29. 814mm、f'调=28. 525mm。光学总长L= 128. 75mm。相对孔径D/f= 1:2.1(短焦~1:2.4长焦,通过可变光栏调节。像面大小0 6.6mml/2.7"摄像器件。 表2是本发明光学变焦镜头装置的光学结构数据,其中R表示各个透镜表面的半径、d表示 各个透镜的厚度或各个透镜之间的空气间隔。表3是不同焦距变倍和补偿组的空气间隔位 移量。
[0097]
[0098]
[0099」

[0104]
[0107]表 4
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