專利名稱：一種小型化大變焦比雙波段光學(xué)鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利技術(shù)屬于光機一體化領(lǐng)域，涉及一種晝夜兩用安防監(jiān)控鏡頭，特別是關(guān)于 一種10倍大光學(xué)變焦距范圍，適用于板機接口的小型化晝夜兩用光學(xué)變焦鏡頭。
背景技術(shù)：
目前，已經(jīng)有了許多適用于板機接口的變焦鏡頭，板機鏡頭在結(jié)構(gòu)上要求其盡量 的小型化。在其中，變焦系統(tǒng)的變焦比約為二至四倍的變焦系統(tǒng)比較多，而大變焦比的板機 接口鏡頭卻很少見。板機鏡頭一般應(yīng)用于監(jiān)控場合比較固定的場所，鏡頭安裝調(diào)整好后焦 距就不再改變，比如銀行、工廠、學(xué)校等。大變焦比的板機接口鏡頭相對于普通的二至四倍 的小變焦比鏡頭有更大的調(diào)整范圍，能更方便的安裝應(yīng)用于不同場合。而且近年來，隨著安 全防范意識和自動化程度不斷提高，具備紅外功能的日夜兩用鏡頭已經(jīng)具有相當廣泛的用 途，可以完成全天M小時、晝夜不間斷的監(jiān)控任務(wù)，這就要求鏡頭在設(shè)計上就要考慮紅外 光和可見光波段的成像質(zhì)量都能達到清晰成像的要求。本專利技術(shù)通過機械補償?shù)姆椒▽?現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)焦距的變化從而在像面上獲得不同放大率的像，并且具有10倍大變焦比的變 焦能力，而且在紅外和可見光雙波段的成像質(zhì)量同時得到了優(yōu)化，產(chǎn)品順應(yīng)了監(jiān)控行業(yè)的 發(fā)展趨勢，市場潛力巨大，具有廣泛的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容本專利技術(shù)的目的是設(shè)計一種具有小型化大變焦比，同時具有雙波段共焦能力的 光學(xué)變焦鏡頭。該鏡頭匹配相應(yīng)的板機接口的攝像機，可以通過改變光學(xué)變焦鏡頭的焦距 從而方便的適用于不同監(jiān)控距離和范圍的場合，再匹配上紅外燈，更能實現(xiàn)晝夜不間斷的 監(jiān)控。該鏡頭具有10倍大變焦比能力，像質(zhì)也達到了定焦鏡頭的成像質(zhì)量，且結(jié)構(gòu)緊湊小 巧，操作便捷，運用前景廣。參見附


圖1是本專利技術(shù)光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)圖、附圖2是光學(xué)系統(tǒng)示意圖，包括四個透 鏡組，自物面至像面I依次包括一個正光焦度的前固定透鏡組G1，和配置于前固定透鏡組 Gl的像側(cè)的具有負光焦度的變焦透鏡組G2，光闌S，配置于光闌S像側(cè)的具有正光焦度的后 固定透鏡組G3，以及配置于像側(cè)的最后一組具有正光焦度的補償透鏡組G4。利用負光焦度 的變焦透鏡組G2和正光焦度的補償透鏡組G4之間的相對位置變化來實現(xiàn)焦距5-50mm的 10倍光學(xué)變焦。參見圖2、3、4光學(xué)系統(tǒng)示意圖，本專利技術(shù)中的前固定透鏡組Gl具有按物體一側(cè) 順序排列的第一透鏡Li、第二透鏡L2和第三透鏡L3。本專利技術(shù)中的變焦透鏡組G2具有 按物體一側(cè)順序排列的第四透鏡L4，第五透鏡L5，第六透鏡L6。本專利技術(shù)中的后固定透 鏡組G3具有按物體一側(cè)順序排列的第七透鏡L7，第八透鏡L8，第九透鏡L9。本專利技術(shù)中 的補償透鏡組G4具有按物體一側(cè)順序排列的第十透鏡L10，第十一透鏡L11。本專利技術(shù) 中的四個透鏡組滿足以下條件0. 55 < I fG1/fl I < 0. 69
4[o007] 0．12< f．，／f1 <0．23[o008] 0．29< fc，／f1 <0．4l[o009] 0．3l<fcd／f1 <0．43[ool0] 其中，L1是前固定透鏡組Gl的焦距；[ool1] f．，是變焦透鏡組G2的焦距；[ool2] f．，是后固定透鏡組G3的焦距；[ool3] f．。是補償透鏡組G4的焦距；[oo14] fl是整個光學(xué)鏡頭長焦焦距；[oo15] fl，fcl，fc，fcs，fc+的單位是mm。[ool6] 參見附圖5是本專利技術(shù)光學(xué)系統(tǒng)玻璃鏡片的曲率半徑和折射率的示意圖，包括十一個光學(xué)透鏡的焦距fl—f11(單位mm)和折射率nl—n11及其十九個面的曲率半徑Rl—R19(單位mm)分別滿足以下條件[ool7]
權(quán)利要求1.一種小型化大變焦比雙波段光學(xué)鏡頭，其包括四個透鏡組，自物面至像面依次為一 個正光焦度的前固定透鏡組G1，和配置于前固定透鏡組Gl的像側(cè)的具有負光焦度的變焦 透鏡組G2，光闌S，配置于光闌S像側(cè)的具有正光焦度的后固定透鏡組G3，以及配置于像 側(cè)的補償透鏡組G4，其特征在于前固定透鏡組Gl和后固定透鏡組G3是固定不動的，利用 負光焦度的變焦透鏡組G2和正光焦度的補償透鏡組G4之間的相對位置變化來實現(xiàn)焦距 5-50mm的10倍光學(xué)變焦，同時整個鏡頭具有三組高反差色散系數(shù)的膠合透鏡組件校正色 差，實現(xiàn)可見光波段和紅外光波段共焦成像，光學(xué)系統(tǒng)的焦距范圍f = 5-50mm，視場角2 ω =60.0° -7.2°，相對孔徑D f = 1 1.95，其中D為光學(xué)鏡頭的入瞳直徑，后截距大于 6. 5mm，光學(xué)傳遞函數(shù)MTF值在701p/mm時，中心達到0. 55，邊緣達到0. 45。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種小型化大變焦比雙波段光學(xué)鏡頭，其特征在于在變焦 結(jié)構(gòu)型式上，變焦核采用兩移動組分G2和G4被后固定組G3隔開的型式，補償透鏡組G4采 用迂回補償，短焦時，補償透鏡組G4向物面方向移動，當變焦透鏡組G2的放大倍率達到-1 時，G2往長焦端變焦，G4開始迂回向像面I方向移動，縮短了補償透鏡組G4的相對移動量， 縮小了整個鏡頭的結(jié)構(gòu)，配合M14X0. 5型式的板機鏡頭接口，實現(xiàn)了其小型化。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種小型化大變焦比雙波段光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的 前固定透鏡組Gl具有按物體一側(cè)順序排列的第一透鏡Li、第二透鏡L2和第三透鏡L3，對 無窮遠聚焦成像，提供一個初始像和焦距fei，0.55 < fG1/fl <0.69，所述的第一透鏡Ll 和第二透鏡L2為膠合組件，Ll的色散系數(shù)20 < Vl < 30，L2的色散系數(shù)45 < v2 < 60。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種小型化大變焦比雙波段光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的 變焦透鏡組G2具有按物體一側(cè)順序排列的第四透鏡L4，第五透鏡L5，第六透鏡L6，從靠近 Gl移動到靠近像面I的位置，改變了 G2物距，從而改變了 G2的成像放大倍率，其放大倍率 m2變化范圍為-0. 4 -1 -4. 16，所述的第五透鏡L5和第六透鏡L6為膠合組件，L5的 色散系數(shù)20 < v5 < 30，L6的色散系數(shù)55 < v6 < 75。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種小型化大變焦比雙波段光學(xué)鏡頭，其特征在于所 述的后固定透鏡組G3具有按物體一側(cè)順序排列的第七透鏡L7，第八透鏡L8，第九透鏡 L9，靠近光闌S固定不動，對經(jīng)過G2所成的像進一步的變倍，其放大倍率m3變化范圍 為-0. 96 -1. 72 -0. 7，G2, G3總放大倍率m2*m3變化范圍為0. 38 1 2. 91。
6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種小型化大變焦比雙波段光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的 補償透鏡組G4具有按物體一側(cè)順序排列的第十透鏡LlO，第十一透鏡Ll 1，根據(jù)變焦透鏡組 G3變焦所產(chǎn)生的像面漂移進行補償，使像面I保持穩(wěn)定，其放大率m4變化范圍為0. 45 0. 32 0. 58，補償后G2，G3，G4總的倍率mQ = m2*m3*m4變化范圍為0. 17 1 1. 69，鏡 頭的總焦距變化范圍為fc^iv變焦比1. 69/0. 17為10倍，所述的第十透鏡LlO和第十一透 鏡Lll為膠合組件，LlO的色散系數(shù)20 < VlO < 30，Lll的色散系數(shù)45 < vll < 60。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種小型化大變焦比雙波段光學(xué)鏡頭，其特征在于所述四 個透鏡組滿足以下條件.0.55 <fGl//fl< 0.69.0.12 <fGl//fl< 0.23.0.29 <fG2//fl< 0.41.0.31 < θ2//fl< 0.43其中，fei是前固定透鏡組Gl的焦距，fG2是變焦透鏡組G2的焦距，fG3是后固定透鏡組 G3的焦距，fG4是補償透鏡組G4的焦距，fl是整個光學(xué)鏡頭長焦焦距，fl,fG1, fG2, fG3, fG4的 單位是mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種小型化大變焦比雙波段光學(xué)鏡頭，其特征在于所述前 固定透鏡組G1、變焦透鏡組G2、后固定透鏡組G3及補償透鏡組G4，包括十一個光學(xué)透鏡的 焦距fl fll和折射率nl nil及其十九個面的曲率半徑Rl R19，焦距和曲率半徑的 單位為mm，分別滿足以下條件光闌·90<fl< 110 -99 < f2 < -79 36 < f3 < 56 -9.5 < f4 < -8 26.3 <f5< 46.3 58 < f6 < 78·12 < f7 < 22 10 < f8 < 20 -15<f9< -7 21 <fl0<41 560 < fll < 580·1.72< nl < 1.92 1.51 <n2< 1.71 1.51 <n3< 1.71 1.65 <n4< 1.85 1.42 <n5< 1.62·1.73<n6< 1.93·1.55 <n7< 1.75 1.54 <n8< 1.74 1.65 <n9< 1.85 1.76 <nl0< 1.90 1.55 < nil < 1.75·35 < Rl < 55 16<R2<28 12 < R4 < 29 61 < R6 < 100 -40 <R8< -22 5.5 <R9< 12.5·12 < Rll <30 7< R13< 15 -35<R15<-15 10 < R17 < 22 5 < Rl 8 < 12.5·16 < R2 < 28 150 < R3 < 500 40 < R5 < 65 5 < R7 < 9 5.5 <R9< 12.5 18 < RlO <35·-30 < R12<-12·-200 < R14 < -80 7<R16< 15 5<R18< 12.5 -35<R19<-18
專利摘要一種小型化大變焦比雙波段光學(xué)鏡頭，屬于光機一體化領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種10倍大光學(xué)變焦距范圍，適用于板機接口的日夜兩用光學(xué)變焦鏡頭。該鏡頭具有一個正光焦度的前固定透鏡組G1，和配置于前固定透鏡組G1的像側(cè)的具有負光焦度的變焦透鏡組G2，光闌S，配置于光闌像側(cè)的具有正光焦度的后固定透鏡組G3，以及配置于像側(cè)的最后一組補償透鏡組G4。利用變焦透鏡組G2和補償透鏡組G4之間的相對位置變化來實現(xiàn)焦距5-50mm的10倍光學(xué)變焦，同時兼顧優(yōu)化可見光和紅外光成像，且結(jié)構(gòu)緊湊小巧。產(chǎn)品的主要光學(xué)指標焦距f＝5-50mm，視場角2ω＝60.0°-7.2°，相對孔徑D∶f＝1∶:1.95。
文檔編號G02B15/16GK201867532SQ201020251338
公開日2011年6月15日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者鄭志明, 陳俊杰, 陳金發(fā) 申請人:福州開發(fā)區(qū)鴻發(fā)光電子技術(shù)有限公司