專利名稱：雙波段共焦光學(xué)變焦鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于光機(jī)電一體化領(lǐng)域，涉及一種變焦鏡頭，尤其是指一種實(shí)現(xiàn)可見 光與紅外光雙波段共焦的光學(xué)變焦鏡頭。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的安全防范意識(shí)不斷提高，夜間的監(jiān)控逐漸被人們重視。普 通的監(jiān)控鏡頭主要是以白天可見光條件設(shè)計(jì)的，只要在可見光條件下能夠看到監(jiān)視目標(biāo)就 滿足要求了。然而，在很多監(jiān)控場(chǎng)合，夜晚并沒有可見燈光或是可見光的光強(qiáng)太低不能滿足 成像要求，這就要求配備紅外光幫助成像。由于紅外光的波長(zhǎng)與可見光的波長(zhǎng)不同，普通鏡 頭在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有對(duì)紅外光波段的成像進(jìn)行優(yōu)化，這使在紅外光條件下成像的像面位置與 可見光下的不一致，導(dǎo)致紅外光條件下成像模糊、成像質(zhì)量差。因此，為了實(shí)現(xiàn)白天和夜間 都能監(jiān)控就要求設(shè)計(jì)鏡頭時(shí)頭不僅要考慮可見光，同時(shí)也要考慮紅外光，對(duì)兩個(gè)波段的成 像都進(jìn)行優(yōu)化?？梢?，設(shè)計(jì)出可見光與紅外光雙波段共焦的，實(shí)現(xiàn)日夜兩用光學(xué)變焦鏡頭，是符合 監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的是設(shè)計(jì)一種在可見光波段與紅外光波段成像能夠共焦，并在兩 個(gè)波段都對(duì)成像進(jìn)行優(yōu)化的光學(xué)變焦鏡頭。本發(fā)明專利的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種變焦鏡頭，其從物方到像方 依次包括正光焦度的第一透鏡組G1，負(fù)光焦度的第二透鏡組G2，光闌，正光焦度的第三透 鏡組G3和正光焦度的第四透鏡組G4。其中，第一透鏡組Gl與第三透鏡組G3固定不動(dòng)，第 二透鏡組G2徑向設(shè)有三個(gè)導(dǎo)釘?shù)那敖M鏡筒(5)內(nèi)，第四透鏡組G4裝在徑向設(shè)有三個(gè)導(dǎo)釘 的后組鏡筒(22)內(nèi)。前組鏡筒通過導(dǎo)釘與主筒連接，后組鏡筒裝在補(bǔ)償組移動(dòng)座(16)上， 從而使前、后組鏡筒能在主筒內(nèi)螺旋上下滑動(dòng)。使用時(shí)，通過調(diào)節(jié)前調(diào)整凸輪(8)改變第二 透鏡組的位置實(shí)現(xiàn)8. 5-51mm的變焦，調(diào)節(jié)后調(diào)整凸輪(14)改變第四透鏡組的位置來補(bǔ)償 變焦后像面位置的變化，從而保證變焦過程中像面的位置能夠固定不變。產(chǎn)品的主要光學(xué)指標(biāo)焦距f = 8.5-51mm，視場(chǎng)角2W=38.9° -6.7°，相對(duì)孔徑 F = 1. 8。按照上述方案制成的高分辨率鏡頭光學(xué)傳遞函數(shù)MTF值在1201p/mm時(shí)，中心達(dá)到 0. 5，邊緣達(dá)到0. 3。本發(fā)明專利采用正、負(fù)、正、正四組透鏡組結(jié)構(gòu)，整個(gè)鏡頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，操作便 捷，當(dāng)配合匹配的攝像機(jī)時(shí)，可以在白天可見光條件下清晰地顯示監(jiān)控目標(biāo)，不需要另外調(diào) 節(jié)鏡頭的聚焦，在夜晚使用紅外光照明的條件下，也能清晰地顯示監(jiān)控目標(biāo)，不會(huì)出現(xiàn)模糊 現(xiàn)象。
附

圖1是鏡頭組件結(jié)構(gòu)圖。附圖2是本發(fā)明專利的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。附圖3是焦距在8. 5mm時(shí)的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。附圖4是焦距在51mm時(shí)的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)附圖2、3，本專利由四個(gè)透鏡組組成，依次包括正光焦度第一透鏡組G1、負(fù)光 焦度第二透鏡組G2、正光焦度第三透鏡組G3和正光焦度第四透鏡組G4。其中第一透鏡組具 有按物體一側(cè)順序排列的第一透鏡為凸凹鏡片Ll，第二透鏡為凸凹鏡片L2和凸凹的第三 透鏡L3。其中，所述的第一透鏡Ll和第二透鏡L2為膠合組件。第二透鏡組具有按物體一 側(cè)順序排列的第四透鏡為凸凹鏡片L4，第五透鏡為雙凹鏡片L5，第六透鏡為凸凹鏡片L6。 其中，所述的第五透鏡L5和第六透鏡L6為膠合組件。第三透鏡組具有按物體一側(cè)順序排列 的第七透鏡為雙凸鏡片L7，第八透鏡為雙凸鏡片L8，第九透鏡為雙凹鏡片L9。第四透鏡組 具有按物體一側(cè)順序排列的第十透鏡為雙凸鏡片L10，第十一透鏡為凸凹鏡片L11，第十二 透鏡為凸凹鏡片L12。根據(jù)附圖1、2，本專利光學(xué)系統(tǒng)中的九個(gè)光學(xué)透鏡的焦距和折射率及其十八個(gè)面 的曲率半徑分別滿足以下條件-38 < fl < -461.6 < nl < 1.835 < Rl < 5310<R2<2524<f2<311.6<n2< 1.810<R2<25220 < R3 < 28037 < β < 44 -18< f4< -27 -5 < f5 < -1210< f6< 18光闌
權(quán)利要求
1.雙波段共焦光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于變焦鏡頭從物方到像方依次包括正光焦度的 第一透鏡組G1，負(fù)光焦度的第二透鏡組G2，光闌，正光焦度的第三透鏡組G3和正光焦度的 第四透鏡組G4，其中第一透鏡組Gl和第三透鏡組G3位置固定，第二透鏡組G2和第四透鏡 組G4可移動(dòng)，改變第二透鏡組G2與第一透鏡組Gl之間的距離實(shí)現(xiàn)焦距在8. 5-51mm的變 化，改變第四透鏡組G4的位置補(bǔ)償變焦后像面的移動(dòng)，從而使像面的位置保持不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的雙波段共焦光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于所述變焦鏡頭能 夠在可見光與紅外光兩個(gè)波段成像共焦，并且兩個(gè)波段的成像都得到優(yōu)化。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的雙波段共焦光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于光學(xué)系統(tǒng)的焦距f =8. 5-51mm，視場(chǎng)角2W = 38. 9° -6.7°，相對(duì)孔徑F = 1. 8，后截距大于7. 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的雙波段共焦光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于所述的正光焦度第 一透鏡組Gl具有按物體一側(cè)順序排列的第一透鏡為凸凹鏡片Li，第二透鏡為凸凹鏡片L2 和凸凹的第三透鏡L3，其中所述的第一透鏡Ll和第二透鏡L2為膠合組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的雙波段共焦光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于所述的負(fù)光焦度第 二透鏡組G2具有按物體一側(cè)順序排列的第四透鏡為凸凹鏡片L4，第五透鏡為雙凹鏡片L5， 第六透鏡為凸凹鏡片L6，其中所述的第五透鏡L5和第六透鏡L6為膠合組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的雙波段共焦光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于所述的正光焦度第 三透鏡組G3具有按物體一側(cè)順序排列的第七透鏡為雙凸鏡片L7，第八透鏡為雙凸鏡片L8， 第九透鏡為雙凹鏡片L9。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的雙波段共焦光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于所述的正光焦度第 四透鏡組G4具有按物體一側(cè)順序排列的第十透鏡為雙凸鏡片L10，第十一透鏡為凸凹鏡片 L11，第十二透鏡為凸凹鏡片L12。
8.根據(jù)權(quán)利要求書4或權(quán)利要求書5或權(quán)利要求書6或權(quán)利要求書7所述的透鏡組， 其特征在于光學(xué)系統(tǒng)中的十二個(gè)光學(xué)透鏡的焦距和折射率及其二十四個(gè)面的曲率半徑分 別滿足以下條件·-38 < fl < -46 24< f2< 31 37 < β < 44 -18<f4<-27 -5 < f5 < -12·10< f6< 18光闌·1.6 <nl < 1.8 1.6<n2< 1.8 1.5 <n3 < 1.7 1.7<n4< 1.9 1.6<n5< 1.8 1.7<n6< 1.9·35 < Rl < 53 10<R2<25 15 < R4 < 28 10<R6< 18 -17 < R8 < -8 6<R9< 11·10<R2<25 220 < R3 < 280 80<R5<100 5 < R7 < 13 6<R9< 11 30 < RlO <50
全文摘要
雙波段共焦光學(xué)變焦鏡頭在可見光波段與紅外光波段均能清晰成像，同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)波段成像共焦，具有正光焦度的第一透鏡組G1，負(fù)光焦度的第二透鏡組G2，光闌，正光焦度的第三透鏡組G3和正光焦度的第四透鏡組G4，利用改變第二透鏡組和第四透鏡組的位置實(shí)現(xiàn)8.5-51mm的變焦，產(chǎn)品光學(xué)傳遞函數(shù)MTF值在120lp/mm時(shí)，中心可達(dá)到0.5，邊緣可達(dá)到0.3，該鏡頭匹配相應(yīng)的攝像機(jī)，在白天可見光與夜間紅外光照明的條件下清晰監(jiān)控遠(yuǎn)近不同距離的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)日夜兩用。
文檔編號(hào)G02B15/16GK102043233SQ20091011266
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者付瑞斯, 周明東, 鄭志明, 陳金發(fā) 申請(qǐng)人:福州開發(fā)區(qū)鴻發(fā)光電子技術(shù)有限公司