CN102269862B - 变焦距针孔摄像镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变焦距针孔摄像镜头，其特征在于：沿光线自左向右入射方向分别设置光焦度都是正的前组A、中继Ⅰ组B、中继Ⅱ组C。所述前组A依次设有正月牙型透镜A-1与负月牙型透镜A-2密接的胶合组和正月牙型透镜A-3；所述中继Ⅰ组依次设有双凸透镜B-1、正月牙型透镜B-2、平凸透镜B-3和负月牙型透镜B-4；所述中继Ⅱ组依次设有双凸透镜C-1、双凸透镜C-2、双凸透镜C-3和双凸透镜C-4。本发明具有变焦功能，能适应不同环境的需要，并且方便于安装时的工程施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种变焦距针孔摄像镜头，应用于家庭防盗、公安预审、狱政、医用高压氧仓装备等特殊环境下的视频监控摄像。
背景技术
“针孔”镜头的出现和实际应用已有几十年的历史了，至今大量使用的仍是如图3结构的定焦距针孔镜头。它的光路由前组和一个中继组构成，是定焦距镜头。显然，在同一物距时，镜头只有一种固定的倍率，给观测和图像处理带来不便。如若要对不同远近的目标、不同视野范围的景物进行观测，则需更换不同焦距的镜头，给观测、工程安装带来极大的不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变焦距针孔摄像镜头，有利于克服定焦距针孔摄像镜头的缺陷，提高镜头性能指标，并给使用者带来方便。
本发明的特征在于：一种变焦距针孔摄像镜头，其特征在于：沿光线自左向右入射方向分别设置光焦度都是正的前组A、中继Ⅰ组B、中继Ⅱ组C；所述前组A依次设有正月牙型透镜A-1与负月牙型透镜A-2密接的胶合组和正月牙型透镜A-3；所述中继Ⅰ组依次设有双凸透镜B-1、正月牙型透镜B-2、平凸透镜B-3和负月牙型透镜B-4；所述中继Ⅱ组依次设有双凸透镜C-1、双凸透镜C-2、双凸透镜C-3和双凸透镜C-4；所述前组A与中继Ⅰ组B之间的空气间隔为3.96 mm～22.72 mm；所述中继Ⅰ组B与中继Ⅱ组C之间的空气间隔为29.53 mm～5.36 mm；所述中继Ⅱ组C与像面之间的空气间隔是：8.19 mm～13.6 mm。
本发明的优点：
1．发明者通过合理分配前组A、中继Ⅰ组B、中继Ⅱ组C的焦距：f ′A＝31.8 mm，f ′B＝23.4 mm，f ′C＝13.7 mm；合理计算中继Ⅰ组B和中继Ⅱ组C的放大率范围，使针孔镜头的结构长度既满足特殊场合的使用要求，又简约紧凑。
2．发明者在光学设计时，采用二次成像方法，在前组A与中继Ⅰ组B之间有一中间像面，使中继Ⅰ组B中的B-2透镜处于中间像面附近，起着场镜的作用。在广角端，原本很高的轴外光线经过场镜的“偏折”后，降低I′角值，也即降低了场镜后面镜片的通光高，从而使针孔镜头的整体匀称，便于特殊环境下的工程安装。
3．发明者对前组A保持了面向入瞳的同心的光学设计，增大了镜头的视场角。在A、B、C三个组元中，合理应用高折射率、低色散以及低折射率、高色散玻璃材料的组合，校正了镜头的各种像差，提高了镜头的分辨率。
4．发明者通过基于幂函数的复合凸轮曲线设计，使凸轮曲线显得平稳、准确，压力角均匀，在变焦过程中运转平稳、不卡滞，像面稳定不漂移。凸轮的机加工采用精密加工设备，保证精度。
5．镜筒后部设计了拉花状的手动聚焦环，使用者根据监控现场的不同远近的目标、不同视野范围的景物，能够方便聚焦。
6．把镜筒和外罩作为一体化设计，使结构紧凑、美观大方。
附图说明
图1为本发明实施例光路结构示意图。
图2为本发明实施例镜头机构示意图。
图3为目前常用针孔镜头的光路结构示意图。
其中，图2中，1-镜筒，2-手动聚焦环，3-外罩，4-变焦电机。
具体实施方式
参考图1和图2，一种变焦距针孔摄像镜头，沿光线自左向右入射方向分别设置光焦度都是正的前组A、中继Ⅰ组B、中继Ⅱ组C；所述前组A依次设有正月牙型透镜A-1与负月牙型透镜A-2密接的胶合组和正月牙型透镜A-3；所述中继Ⅰ组依次设有双凸透镜B-1、正月牙型透镜B-2、平凸透镜B-3和负月牙型透镜B-4；所述中继Ⅱ组依次设有双凸透镜C-1、双凸透镜C-2、双凸透镜C-3和双凸透镜C-4。
上述前组A与中继Ⅰ组B之间的空气间隔为3.96 mm～22.72 mm；所述中继Ⅰ组B与中继Ⅱ组C之间的空气间隔为29.53 mm～5.36 mm；所述中继Ⅱ组C与像面之间的空气间隔是：8.19 mm～13.6 mm。
上述前组A中，胶合组与正月牙型透镜A-3之间的空气间隔为0.32 mm；所述中继Ⅰ组B中，双凸透镜B-1与正月牙型透镜B-2之间的空气间隔为23.08 mm，正月牙型透镜B-2与平凸透镜B-3之间的空气间隔为21.89 mm，平凸透镜B-3与负月牙型透镜B-4之间的空气间隔为0.11 mm；所述中继Ⅱ组C中，双凸透镜C-1与双凸透镜C-2之间的空气间隔为0.12 mm，双凸透镜C-2与双凸透镜C-3之间的空气间隔为0.45 mm，双凸透镜C-3与双凸透镜C-4之间的空气间隔为1.28 mm。
本发明达到的光学指标：
1．焦距：f ′＝4 mm～12 mm连续可变；
2．相对孔径：D/f ′＝1/2.5～1/7.5；
3．视场角：2ω≥28°～73.7°；
4．光路总长：ΣL≥127 mm。
本发明结合上述光路结构，设计了如下的具体镜头机械机构：
镜头的整体结构见图2。
镜头的前端设置较长的镜筒，同时镜筒的前部设计成锥形，利于针孔镜头的隐蔽安装。
镜筒后部设计了拉花状的手动聚焦环，使用者根据监控现场的不同远近的目标、不同视野范围的景物，能够方便聚焦。
从镜头的整体考虑，把镜筒和外罩作为一体化设计，变焦电机设置在塑料外罩内部，使结构紧凑、美观大方。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (2)
1.一种变焦距针孔摄像镜头，其特征在于：沿光线自左向右入射方向分别设置光焦度都是正的前组A、中继Ⅰ组B、中继Ⅱ组C；所述前组A依次设有正月牙型透镜A-1与负月牙型透镜A-2密接的胶合组和正月牙型透镜A-3；所述中继Ⅰ组依次设有双凸透镜B-1、正月牙型透镜B-2、平凸透镜B-3和负月牙型透镜B-4；所述中继Ⅱ组依次设有双凸透镜C-1、双凸透镜C-2、双凸透镜C-3和双凸透镜C-4；所述前组A与中继Ⅰ组B之间的空气间隔为3.96 mm～22.72 mm；所述中继Ⅰ组B与中继Ⅱ组C之间的空气间隔为29.53 mm～5.36 mm；所述中继Ⅱ组C与像面之间的空气间隔是：8.19 mm～13.6 mm。
2.根据权利要求1所述的变焦距针孔摄像镜头，其特征在于：所述前组A中，胶合组与正月牙型透镜A-3之间的空气间隔为0.32 mm；所述中继Ⅰ组B中，双凸透镜B-1与正月牙型透镜B-2之间的空气间隔为23.08 mm，正月牙型透镜B-2与平凸透镜B-3之间的空气间隔为21.89 mm，平凸透镜B-3与负月牙型透镜B-4之间的空气间隔为0.11 mm；所述中继Ⅱ组C中，双凸透镜C-1与双凸透镜C-2之间的空气间隔为0.12 mm，双凸透镜C-2与双凸透镜C-3之间的空气间隔为0.45 mm，双凸透镜C-3与双凸透镜C-4之间的空气间隔为1.28 mm。
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