電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭及其控制方法，該鏡頭包括前組鏡座和后組鏡座，所述前組鏡座活動安裝于前組鏡筒內(nèi)，所述前組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動前組鏡座前后移動的前組扇形凸輪，所述后組鏡座活動安裝于后組鏡筒內(nèi)，所述后組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動后組鏡座前后移動的后凸輪，所述前組鏡筒和后組鏡筒分別通過兩個主體導(dǎo)釘與減速箱相連接；所述減速箱內(nèi)設(shè)置有聚焦步進(jìn)電機(jī)和變焦步進(jìn)電機(jī)，所述前組扇形凸輪上一體制作有與聚焦步進(jìn)電機(jī)輸出齒輪相嚙合的聚焦齒輪，節(jié)省大量人力、物力；所述聚焦步進(jìn)電機(jī)和變焦步進(jìn)電機(jī)設(shè)置于減速箱的同一側(cè)，解決了結(jié)構(gòu)干涉問題；兩個步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為3400步，使得聚焦精度高、結(jié)構(gòu)合理且生產(chǎn)容易。
【專利說明】電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及監(jiān)控系統(tǒng)的攝像鏡頭裝置，特別是一種電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展、人們安全意識的逐漸提高，對鏡頭品質(zhì)的要求也越來越高，如要求高強(qiáng)度、高抗沖擊、運(yùn)用溫度范圍廣、機(jī)電一體控制。隨著模具的不斷成熟化，鏡頭也相應(yīng)的容易被塑料化。對于鏡頭生產(chǎn)商來說，批量生產(chǎn)的鏡頭要一致性好、良率高、后焦一致性好，塑膠是很好的材質(zhì)選擇。
[0003]在監(jiān)控行業(yè)中，常規(guī)MFZ鏡頭雖然也是采用電動變焦、電動聚焦，但其步數(shù)少、聚焦精度不高、結(jié)構(gòu)的不足、生產(chǎn)繁雜等問題。如:1、MFZ電機(jī)步數(shù)1000步；2、MFZ采用的聚焦組的齒輪與凸輪獨立的，靠螺絲鎖附固定一體，需大量人力、物力；3、聚焦電機(jī)和變焦電機(jī)分開兩側(cè)，結(jié)構(gòu)容易干涉等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種步數(shù)多、聚焦精度高、結(jié)構(gòu)合理且生產(chǎn)容易的電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭及其控制方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案一是:一種電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，所述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括用于安裝前組A的前組鏡座和用于安裝后組B的后組鏡座，所述前組鏡座活動安裝于前組鏡筒內(nèi)，所述前組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動前組鏡座前后移動的前組扇形凸輪，所述后組鏡座活動安裝于后組鏡筒內(nèi)，所述后組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動后組鏡座前后移動的后凸輪，所述前組鏡筒和后組鏡筒分別通過兩個主體導(dǎo)釘與減速箱相連接；所述減速箱內(nèi)設(shè)置有聚焦步進(jìn)電機(jī)和變焦步進(jìn)電機(jī)，所述前組扇形凸輪上一體制作有與聚焦步進(jìn)電機(jī)輸出齒輪相嚙合的聚焦齒輪，所述前組扇形凸輪內(nèi)側(cè)均勻開設(shè)有三個螺旋槽，所述前組鏡座上具有伸入相應(yīng)螺旋槽內(nèi)的凸銷；所述后凸輪外側(cè)設(shè)置有與變焦步進(jìn)電機(jī)輸出齒輪相嚙合的后組扇形齒輪，所述后凸輪內(nèi)側(cè)均勻開設(shè)有三個螺旋槽，所述后組鏡座上具有伸入相應(yīng)螺旋槽內(nèi)的凸銷；所述聚焦步進(jìn)電機(jī)和變焦步進(jìn)電機(jī)設(shè)置于減速箱的同一側(cè)，兩個步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為3400步；所述鏡頭的焦距為2.8?12mm。
[0006]進(jìn)一步的，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)沿光線入射方向依次設(shè)有光焦度為負(fù)的前組A、可變光欄C和光焦度為正的后組B，所述前組A依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡A-1以及由雙凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3密接的第一膠合組，所述后組B依次設(shè)有雙凸透鏡B-1、負(fù)月牙型透鏡B-2、由雙凸透鏡B-3和雙凹透鏡B-4密接的第二膠合組、雙凸透鏡B-5以及雙凸透鏡B-6。
[0007]進(jìn)一步的，所述前組A和后組B之間的空氣間隔是20.653^2.3mm。
[0008]進(jìn)一步的，所述前組A中的負(fù)月牙型透鏡A-1和第一膠合組之間的空氣間隔是3.354mm。
[0009]進(jìn)一步的，所述前組A中的第一膠合組和可變光欄C之間的空氣間隔是12.045^1.88mm。
[0010]進(jìn)一步的，所述可變光欄C和后組B中的雙凸透鏡B-1之間的空氣間隔是6.959^0.42mm。
[0011]進(jìn)一步的，所述后組B中的雙凸透鏡B-1和負(fù)月牙型透鏡B-2之間的空氣間隔是1.010mm，所述負(fù)月牙型透鏡B-2和第二膠合組之間的空氣間隔是0.925mm，所述第二膠合組和雙凸透鏡B-5之間的空氣間隔是1.632_，所述雙凸透鏡B-5和雙凸透鏡B-6之間的空氣間隔是0.342mm。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案二是:一種電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭控制方法，采用如上所述的電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，通過兩個步進(jìn)電機(jī)分別帶動前組扇形凸輪和后組扇形齒輪，使得前組A和后組B前后移動，進(jìn)而實現(xiàn)鏡頭的電動聚焦和變焦。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)在反遠(yuǎn)距型的光學(xué)系統(tǒng)中合理分配了前組A和后組B的光焦度；在后組B中，把三片式柯克型結(jié)構(gòu)的第三組鏡片改為雙膠合透鏡組，以分擔(dān)后組的光焦度，利于提高鏡頭相對孔徑，利于鏡頭的象差校正，尤其是寬光譜色差的校正，使鏡頭達(dá)到大相對孔徑、廣角、結(jié)構(gòu)長度短的性能指標(biāo)。
[0014](2)通過合理選配前、后兩組九片七組的光學(xué)玻璃材料，盡量選用高折射率、低色散的光學(xué)玻璃材料；通過計算機(jī)輔助光學(xué)設(shè)計和優(yōu)化，完善地校正了光學(xué)鏡頭的各種象差，使鏡頭的分辨率高，能適應(yīng)300萬像素高清晰度視頻攝像的要求。
[0015](3)在光學(xué)設(shè)計時，對480nm?850nm的寬光譜范圍進(jìn)行象差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都有優(yōu)良的像質(zhì)，實現(xiàn)了寬光譜共焦；使得鏡頭不僅能在白晝的光照環(huán)境下清晰成像，在夜間極低照度或零照度的環(huán)境下通過紅外補(bǔ)光也能清晰成像，實現(xiàn)了 24小時連續(xù)監(jiān)控，而且在日夜切換時不偏焦，無需現(xiàn)場調(diào)焦。
[0016](4)該鏡頭使用增強(qiáng)塑料，具有高強(qiáng)度、高沖擊、使用溫度范圍廣的優(yōu)點，機(jī)電一體控制，批量生產(chǎn)的一致性好、良率高、后焦一致性好。
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的闡述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例的光學(xué)系統(tǒng)圖。
[0019]圖2為本發(fā)明實施例的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖中:A-前組A，A-1-負(fù)月牙型透鏡Α-1，Α-2-雙凹透鏡A-2，A-3-雙凸透鏡A-3，B-后組B，B-1-雙凸透鏡B-1，B-2-負(fù)月牙型透鏡B_2，B-3-雙凸透鏡B_3，B-4-雙凹透鏡B-4，B-5-雙凸透鏡B-5，B-6-雙凸透鏡B_6，C-可變光欄C ; 1-前組鏡筒，2-前組鏡座，3-前組扇形凸輪，4-光驅(qū)，5-后凸輪，6-后組鏡座，7-后組鏡筒，8-減速箱，9-后組扇形齒輪。

【具體實施方式】
[0021]如圖廣2所示，一種電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，所述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括用于安裝前組A的前組鏡座2和用于安裝后組B的后組鏡座6，即將九片七組的鏡片分別熔著于前組鏡座2和后組鏡座6內(nèi)，所述前組鏡座2活動安裝于前組鏡筒I內(nèi)，所述前組鏡筒I外側(cè)套設(shè)有帶動前組鏡座2前后移動的前組扇形凸輪3，所述后組鏡座6活動安裝于后組鏡筒7內(nèi)，所述后組鏡筒7外側(cè)套設(shè)有帶動后組鏡座6前后移動的后凸輪5,所述前組鏡筒I和后組鏡筒7分別通過兩個主體導(dǎo)釘與減速箱8相連接；所述減速箱8內(nèi)設(shè)置有聚焦步進(jìn)電機(jī)和變焦步進(jìn)電機(jī)，所述前組扇形凸輪3上一體制作有與聚焦步進(jìn)電機(jī)輸出齒輪相嚙合的聚焦齒輪，所述前組扇形凸輪3內(nèi)側(cè)均勻開設(shè)有三個螺旋槽，所述前組鏡座2上具有伸入相應(yīng)螺旋槽內(nèi)的凸銷；所述后凸輪5外側(cè)設(shè)置有與變焦步進(jìn)電機(jī)輸出齒輪相哨合的后組扇形齒輪9，所述后凸輪5內(nèi)側(cè)均勻開設(shè)有三個螺旋槽，所述后組鏡座6上具有伸入相應(yīng)螺旋槽內(nèi)的凸銷；所述聚焦步進(jìn)電機(jī)和變焦步進(jìn)電機(jī)設(shè)置于減速箱8的同一側(cè)，兩個步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為3400步；所述鏡頭的焦距為2.8?12mm。
[0022]在本實施例中，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負(fù)的前組A、可變光欄C和光焦度為正的后組B，所述前組A依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡A-1以及由雙凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3密接的第一膠合組，所述后組B依次設(shè)有雙凸透鏡B-1、負(fù)月牙型透鏡B-2、由雙凸透鏡B-3和雙凹透鏡B-4密接的第二膠合組、雙凸透鏡B-5以及雙凸透鏡B-6。
[0023]在本實施例中，所述前組A和后組B之間的空氣間隔是20.653^2.3mm，所述前組A中的第一膠合組和可變光欄C之間的空氣間隔是12.045^1.88mm，所述可變光欄C和后組B中的雙凸透鏡B-1之間的空氣間隔是6.959?0.42mm。
[0024]在本實施例中，所述前組A中的負(fù)月牙型透鏡A-1和第一膠合組之間的空氣間隔是3.354mm ;所述后組B中的雙凸透鏡B-1和負(fù)月牙型透鏡B-2之間的空氣間隔是1.0lOmm,所述負(fù)月牙型透鏡B-2和第二膠合組之間的空氣間隔是0.925_，所述第二膠合組和雙凸透鏡B-5之間的空氣間隔是1.632mm，所述雙凸透鏡B-5和雙凸透鏡B-6之間的空氣間隔是0.342mm。
[0025]在本實施例中，該鏡頭實現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)如下:(1)焦距:f' =2.8?12mm ; (2)相對孔徑:D/F=1/1.4 ;(3)視場角2ω:106°?32° (有效成像面η'彡Φ 6.72mm) ; (4)適用光譜范圍:480nm?850nm ；(5)分辨率:與200萬像素的高清晰度攝像機(jī)適配；(6)光路總長Σ L ^ 50mm。
[0026]由于該鏡頭的分辨率很高，且邊緣視場與中心市場的分辨率不允許有很大的區(qū)另IJ，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要確保系統(tǒng)各組元的同心度及調(diào)焦等動作的精確、平穩(wěn)和手感好。
[0027]本反遠(yuǎn)距型的光學(xué)系統(tǒng)中合理分配了前組A和后組B的光焦度；機(jī)械設(shè)計上使用增強(qiáng)塑料(包含鏡筒、鏡座、凸輪和減速箱)，提高鏡頭良率、后焦一致性，并使用兩個步進(jìn)電機(jī)分別帶動鏡頭進(jìn)行電動變焦、聚焦；光學(xué)和機(jī)械的配合，真正實現(xiàn)百萬高清鏡頭的電動變
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[0028]本發(fā)明是由MFZ鏡頭升級為MFZ2.0鏡頭，MFZ2.0鏡頭步數(shù)是MFZ的三倍多、聚焦精度高、也改善了 MFZ結(jié)構(gòu)不足、生產(chǎn)繁雜問題，具有以下優(yōu)點:1、兩個步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為3400步；2、聚焦的齒輪與凸輪是一體的，節(jié)省的大量人力、物力；3、聚焦步進(jìn)電機(jī)和變焦步進(jìn)電機(jī)放在同一側(cè)，解決了結(jié)構(gòu)干涉問題。
[0029]如圖2所示，一種電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭控制方法，采用如上所述的電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，通過兩個步進(jìn)電機(jī)分別帶動前組扇形凸輪3和后組扇形齒輪9，使得前組A和后組B前后移動，進(jìn)而實現(xiàn)鏡頭的電動聚焦和變焦。若再通過后端485等通訊協(xié)議軟件，則可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程電動精確控制，真正實現(xiàn)鏡頭變焦功能。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括用于安裝前組八的前組鏡座和用于安裝后組8的后組鏡座，所述前組鏡座活動安裝于前組鏡筒內(nèi)，所述前組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動前組鏡座前后移動的前組扇形凸輪，所述后組鏡座活動安裝于后組鏡筒內(nèi)，所述后組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動后組鏡座前后移動的后凸輪，所述前組鏡筒和后組鏡筒分別通過兩個主體導(dǎo)釘與減速箱相連接；所述減速箱內(nèi)設(shè)置有聚焦步進(jìn)電機(jī)和變焦步進(jìn)電機(jī)，所述前組扇形凸輪上一體制作有與聚焦步進(jìn)電機(jī)輸出齒輪相嚙合的聚焦齒輪，所述前組扇形凸輪內(nèi)側(cè)均勻開設(shè)有三個螺旋槽，所述前組鏡座上具有伸入相應(yīng)螺旋槽內(nèi)的凸銷；所述后凸輪外側(cè)設(shè)置有與變焦步進(jìn)電機(jī)輸出齒輪相嚙合的后組扇形齒輪，所述后凸輪內(nèi)側(cè)均勻開設(shè)有三個螺旋槽，所述后組鏡座上具有伸入相應(yīng)螺旋槽內(nèi)的凸銷；所述聚焦步進(jìn)電機(jī)和變焦步進(jìn)電機(jī)設(shè)置于減速箱的同一側(cè)，兩個步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為3400步；所述鏡頭的焦距為2.8?12111111。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)沿光線入射方向依次設(shè)有光焦度為負(fù)的前組八、可變光欄和光焦度為正的后組8，所述前組八依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡八-1以及由雙凹透鏡八-2和雙凸透鏡八-3密接的第一膠合組，所述后組8依次設(shè)有雙凸透鏡8-1、負(fù)月牙型透鏡8-2、由雙凸透鏡8-3和雙凹透鏡8-4密接的第二膠合組、雙凸透鏡8-5以及雙凸透鏡8-6。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述前組八和后組8之間的空氣間隔是20.653^2.3臟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述前組八中的負(fù)月牙型透鏡八-1和第一膠合組之間的空氣間隔是3.354皿。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述前組八中的第一膠合組和可變光欄之間的空氣間隔是12.045^1.88臟。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述可變光欄和后組8中的雙凸透鏡8-1之間的空氣間隔是6.959^0.42臟。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述后組8中的雙凸透鏡8-1和負(fù)月牙型透鏡8-2之間的空氣間隔是1.010皿，所述負(fù)月牙型透鏡8-2和第二膠合組之間的空氣間隔是0.925皿，所述第二膠合組和雙凸透鏡8-5之間的空氣間隔是1.632臟，所述雙凸透鏡8-5和雙凸透鏡8-6之間的空氣間隔是0.342臟。
8.一種電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭控制方法，其特征在于:采用如權(quán)利要求1所述的電動2.8-12變焦、電動聚焦監(jiān)控鏡頭，通過兩個步進(jìn)電機(jī)分別帶動前組扇形凸輪和后組扇形齒輪，使得前組八和后組8前后移動，進(jìn)而實現(xiàn)鏡頭的電動聚焦和變焦。
【文檔編號】G02B27/00GK104459962SQ201410776031
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】吳志良, 肖維軍, 楊樟洪, 蔣日明 申請人:福建福光數(shù)碼科技有限公司