電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(jiān)控鏡頭及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(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(dòng)安裝于前組鏡筒內(nèi)，所述前組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動(dòng)前組鏡座前后移動(dòng)的前組扇形凸輪，所述后組鏡座活動(dòng)安裝于后組鏡筒內(nèi)，所述后組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動(dòng)后組鏡座前后移動(dòng)的后凸輪，所述前組鏡筒和后組鏡筒分別通過(guò)兩個(gè)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(wèn)題；兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為3400步，使得步數(shù)多、聚焦精度高、結(jié)構(gòu)合理且生產(chǎn)容易。
【專利說(shuō)明】電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(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(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(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(shí)的逐漸提高，對(duì)鏡頭品質(zhì)的要求也越來(lái)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(duì)于鏡頭生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，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(dòng)變焦、電動(dòng)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(wèn)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(dú)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(kāi)兩側(cè)，結(jié)構(gòu)容易干涉等問(wèn)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(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(jiān)控鏡頭及其控制方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(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(dòng)安裝于前組鏡筒內(nèi)，所述前組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動(dòng)前組鏡座前后移動(dòng)的前組扇形凸輪，所述后組鏡座活動(dòng)安裝于后組鏡筒內(nèi)，所述后組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動(dòng)后組鏡座前后移動(dòng)的后凸輪，所述前組鏡筒和后組鏡筒分別通過(guò)兩個(gè)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(kāi)設(shè)有三個(gè)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(kāi)設(shè)有三個(gè)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(gè)步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為3400步,所述鏡頭的焦距為7?22mm。
[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和光焦度為正的后組B，在前組A和后組B之間設(shè)置可變光欄C，所述前組A依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡A-1、以及雙凹透鏡A-2和負(fù)月牙型透鏡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、雙凸透鏡B-3、由負(fù)月牙型透鏡B-4和雙凸透鏡B-5密接的第二膠合組、以及負(fù)月牙型透鏡B-6。
[0007]進(jìn)一步的，所述前組A與后組B之間的空氣間隔是20.523mm,所述前組中負(fù)月牙型透鏡A-1與膠合透鏡組之間的空氣間隔是:2.026mm，所述前組中膠合透鏡組與光欄C之間的空氣間隔是:12.325mm，所述后組B中光欄C和雙凸透鏡B-1之間的空氣間隔是:6.579_，雙凸透鏡B-1與負(fù)月牙型透鏡B_2之間的空氣間隔是1.217_，負(fù)月牙型透鏡B-2與雙凸透鏡B-3之間的空氣間隔是:1.324_，雙凸透鏡B-3與膠合透鏡組之間的空氣間隔是:2.143mm，膠合透鏡組與負(fù)月牙型透鏡組之間的空氣間隔是:1.370mm。
[0008]一種電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(jiān)控鏡頭的控制方法，其特征在于:采用如上所述的電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(jiān)控鏡頭，通過(guò)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別帶動(dòng)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(dòng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鏡頭的電動(dòng)聚焦和變焦。
[0009]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)結(jié)構(gòu)中合理分配了前組A和后組B的光焦度。在后組B中，把三片式結(jié)構(gòu)的第四組鏡片改為雙膠合透鏡組，使鏡頭達(dá)到大相對(duì)孔徑、廣角、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短的性能指標(biāo)。
[0010](2)通過(guò)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(guò)計(jì)算機(jī)輔助光學(xué)設(shè)計(jì)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(wàn)像素高清晰度視頻攝像的要求。
[0011](3)在光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)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(shí)現(xiàn)了寬光譜共焦。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(guò)紅外補(bǔ)光也能清晰成像，實(shí)現(xiàn)了 24小時(shí)連續(xù)監(jiān)控，且在日夜切換時(shí)不偏焦，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)焦。
[0012](4)鏡頭使用增強(qiáng)塑料，具高強(qiáng)度、高沖擊、使用溫度范圍廣，機(jī)電一體控制，鏡頭批量生產(chǎn)的一致性好、良率高、后焦一致性好。
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的闡述。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)圖。
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖中:A-前組A，A-1-負(fù)月牙型透鏡A-1，A_2-雙凹透鏡A-2，A_3-負(fù)月牙型透鏡A-3，B-后組BB-1 -雙凸透鏡Β-1，Β-2-負(fù)月牙型透鏡B-2，B-3-雙凸透鏡B-3，B-4-負(fù)月牙型透鏡B-4，B-5-雙凸透鏡B-5，B-6負(fù)月牙型透鏡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(shí)施方式】
[0017]如圖f 2所示，一種電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(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，所述前組鏡座2活動(dòng)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(dòng)前組鏡座2前后移動(dòng)的前組扇形凸輪3,所述后組鏡座6活動(dòng)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(dòng)后組鏡座6前后移動(dòng)的后凸輪5，所述前組鏡筒I和后組鏡筒7分別通過(guò)兩個(gè)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(kāi)設(shè)有三個(gè)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(kāi)設(shè)有三個(gè)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(gè)步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為3400步,所述鏡頭的焦距為7?22mm。
[0018]在本實(shí)施例中，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和光焦度為正的后組B，在前組A和后組B之間設(shè)置可變光欄C，所述前組A依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡A-1、以及雙凹透鏡A-2和負(fù)月牙型透鏡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、雙凸透鏡B-3、由負(fù)月牙型透鏡B-4和雙凸透鏡B-5密接的第二膠合組、以及負(fù)月牙型透鏡B-6。
[0019]在本實(shí)施例中，所述前組A與后組B之間的空氣間隔是20.523_，所述前組中負(fù)月牙型透鏡A-1與膠合透鏡組之間的空氣間隔是:2.026_，所述前組中膠合透鏡組與光欄C之間的空氣間隔是:12.325mm，所述后組B中光欄C和雙凸透鏡B-1之間的空氣間隔是:6.579_，雙凸透鏡B-1與負(fù)月牙型透鏡B-2之間的空氣間隔是1.217_，負(fù)月牙型透鏡B-2與雙凸透鏡B-3之間的空氣間隔是:1.324_，雙凸透鏡B-3與膠合透鏡組之間的空氣間隔是:2.143mm，膠合透鏡組與負(fù)月牙型透鏡組之間的空氣間隔是:1.370mm。
[0020]在本實(shí)施例中，該鏡頭實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)如下:(1)焦距:f' =7?22mm ; (2)相對(duì)孔徑D/F=l/1.4 ;(3)視場(chǎng)角2ω:43°?14。(有效成像面n'彡Φ 6.674mm) ; (4)適用光譜范圍:480nm?850nm ；(5)分辨率:與300萬(wàn)像素的高清晰度攝像機(jī)適配；(6)光路總長(zhǎng)Σ L < 50mmo
[0021]由于該鏡頭的分辨率很高，且邊緣視場(chǎng)與中心市場(chǎng)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(jì)中要確保系統(tǒng)各組元的同心度及調(diào)焦等動(dòng)作的精確、平穩(wěn)和手感好。
[0022]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(jì)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(gè)步進(jìn)電機(jī)分別帶動(dòng)鏡頭進(jìn)行電動(dòng)變焦、聚焦；光學(xué)和機(jī)械的配合，真正實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)高清鏡頭的電動(dòng)變
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[0023]本發(fā)明是由MFZ鏡頭升級(jí)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(wèn)題，具有以下優(yōu)點(diǎn):兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為3400步；聚焦的齒輪與凸輪是一體的，節(jié)省的大量人力、物力；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(wèn)題。
[0024]如圖2所示，一種電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(jiān)控鏡頭控制方法，采用如上所述的電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(jiān)控鏡頭，通過(guò)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別帶動(dòng)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(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鏡頭的電動(dòng)聚焦和變焦，若再通過(guò)后端485等通訊協(xié)議軟件，則可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電動(dòng)精確控制，真正實(shí)現(xiàn)鏡頭變焦功能。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)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(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(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(dòng)安裝于前組鏡筒內(nèi)，所述前組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動(dòng)前組鏡座前后移動(dòng)的前組扇形凸輪，所述后組鏡座活動(dòng)安裝于后組鏡筒內(nèi)，所述后組鏡筒外側(cè)套設(shè)有帶動(dòng)后組鏡座前后移動(dòng)的后凸輪，所述前組鏡筒和后組鏡筒分別通過(guò)兩個(gè)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(kāi)設(shè)有三個(gè)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(kāi)設(shè)有三個(gè)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(gè)步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為3400步，所述鏡頭的焦距為7?22mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(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A和光焦度為正的后組B，在前組A和后組B之間設(shè)置可變光欄C，所述前組A依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡A-1、以及雙凹透鏡A-2和負(fù)月牙型透鏡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、雙凸透鏡B-3、由負(fù)月牙型透鏡B-4和雙凸透鏡B-5密接的第二膠合組、以及負(fù)月牙型透鏡B-6。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述前組A與后組B之間的空氣間隔是20.523mm，所述前組中負(fù)月牙型透鏡A-1與膠合透鏡組之間的空氣間隔是:2.026_，所述前組中膠合透鏡組與光欄C之間的空氣間隔是:12.325_，所述后組B中光欄C和雙凸透鏡B-1之間的空氣間隔是:6.579_，雙凸透鏡B-1與負(fù)月牙型透鏡B-2之間的空氣間隔是1.217mm,負(fù)月牙型透鏡B-2與雙凸透鏡B-3之間的空氣間隔是:1.324mm，雙凸透鏡B-3與膠合透鏡組之間的空氣間隔是:2.143mm，膠合透鏡組與負(fù)月牙型透鏡組之間的空氣間隔是:1.370mm。
4.一種電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(jiān)控鏡頭的控制方法，其特征在于:采用如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)變焦、聚焦7-22變焦監(jiān)控鏡頭，通過(guò)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別帶動(dòng)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(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鏡頭的電動(dòng)聚焦和變焦。
【文檔編號(hào)】G02B7/10GK104459933SQ201410776976
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)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, 林平 申請(qǐng)人:福建福光數(shù)碼科技有限公司