CN103197409B - 光学补偿变焦镜头 - Google Patents

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一种光学补偿变焦镜头，包括一补偿镜组及一变倍镜组，通过改变补偿镜组和变倍镜组的相对位置来调节整个镜头的焦距变化，该补偿镜组包括按物体一侧排列的第一透镜为凸凹负光焦度透镜、第二透镜为双凹负光焦度透镜、第三透镜为双凸正光焦度透镜；所述变倍镜组包括按物体一侧排列的第四透镜为双凸的正光焦度透镜、第五透镜为凹凸的负光焦度透镜、第六透镜为双凸的正光角度透镜、第七透镜为凸凹的负光焦度透镜、第八透镜为双凸的正光焦度透镜、第九透镜为凹凸的负光焦度透镜。本发明光学补偿变焦镜头通过各透镜的结构及参数设置，实现可见光成像与红外光成像共焦。

Description

光学补偿变焦镜头
技术领域
本发明属于光电一体化领域，涉及一种光学补偿变焦镜头。
背景技术
随着安全防范意识和自动化程度不断提高，夜间的监控越来越显得重要。普通的监控镜头主要是针对白天可见光条件设计的，人们只要在可见光条件下能够看到监视目标就满足要求。然而在有的监控场合中，晚上只能配备人眼不可见的红外光，由于红外光与可见光的波长不同，而普通的镜头在设计上没有考虑红外光，它们所成像的像面位置会发生偏移，出现红外离焦，表现出来的现象就是在红外光条件下成像模糊、成像质量差。另外，由于昼夜温差较大，普通的透镜因为温度的变化亦容易产生折射率的变化而产生成像偏移。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种紧凑装配的、在白天可见光条件下可以清晰地显示监控目标、同时亦可以在夜晚使用红外光下清晰地显示监控目标。
一种光学补偿变焦镜头，包括一补偿镜组及一变倍镜组，通过改变补偿镜组和变倍镜组的相对位置来调节整个镜头的焦距变化，该补偿镜组包括按物体一侧排列的第一透镜为凸凹负光焦度透镜、第二透镜为双凹负光焦度透镜、第三透镜为双凸正光焦度透镜；所述变倍镜组包括按物体一侧排列的第四透镜为双凸的正光焦度透镜、第五透镜为凹凸的负光焦度透镜、第六透镜为双凸的正光焦度透镜、第七透镜为凸凹的负光焦度透镜、第八透镜为双凸的正光焦度透镜、第九透镜为凹凸的负光焦度透镜，该九片透镜的各个焦距、折射率及共十八个面的半径分别满足以下条件：
-15＜f1＜-10 1.6＜n1＜1.8 50＜R1＜60 6＜R2＜8
-13＜f2＜-8 1.5＜n2＜1.7 -21＜R3＜-15 8＜R4＜14
11＜f3＜16 1.5＜n3＜1.8 9＜R5＜14 -530＜R6＜-320
光阑
10＜f4＜16 1.6＜n4＜1.8 10＜R7＜20 -27＜R8＜-16
-22＜f5＜-15 1.6＜n5＜1.8 -15＜R9＜-8 -60＜R10＜-45
10＜f6＜15 1.5＜n6＜1.7 5＜R11＜12 -45＜R12＜-35
-20＜f7＜-15 1.6＜n7＜1.8 8＜R13＜12 4＜R14＜10
3＜f8＜7 1.5＜n8＜1.7 7＜R15＜12 -8＜R16＜-3
-8＜f9＜-5 1.6＜n9＜1.8 -8＜R17＜-3 -25＜R18＜-15
进一步地，所述九片透镜中至少有一片为超低色散透镜。
进一步地，所述变倍镜组的第六透镜为超低色散透镜。
进一步地，所述补偿镜组的第一片透镜与第二片透镜直接靠紧装配，所述第二片透镜与第三片透镜之间由一个垫圈隔开。
进一步地，所述变倍镜组的第八透镜与第九透镜是胶合透镜，该第八透镜与第九透镜组成的胶合透镜与所述第七透镜直接紧靠装配。
进一步地，所述变倍镜组的第四透镜与第五透镜直接紧靠，该第五透镜与所述第六透镜通过一垫圈隔开设置，该第六透镜与所述第七透镜通过一垫圈隔开设置。
进一步地，所述光学补偿变焦镜头的整个光学系统的焦距的范围为2.9mm～15mm。
本发明光学补偿变焦镜头通过各透镜的结构及参数设置，实现可见光成像与红外光成像共焦，使得该光学补偿变焦镜头无需另外调节镜头的聚焦即可分别在白天可见光照明和晚上红外光照射的条件下清晰显示监控目标。
附图说明
图1为本发明的光学补偿变焦镜头的各透镜的组装图。
图2为图1的光学补偿变焦镜头的光学系统图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案能更清晰地表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。
请参照图1及图2，本发明的一种光学补偿变焦镜头，包括一补偿镜组10及一变倍镜组20。该补偿镜组10设置在一前镜筒(图未示)中，该变倍镜组20设置在一后镜筒(图未示)中，该前镜筒与后镜筒分离设置在一主镜筒(图未示)中，通过该前镜筒与后镜筒在主镜筒中的相对移动，从而改变补偿镜组10与变倍镜组20的相对位置来调整整个镜头的焦距变化，焦距变倍比范围是：2～5倍。
所述补偿镜组10总光焦度为负。该补偿镜组10包括按物体一侧顺序排列的一第一片透镜L1、第二片透镜L2、第三片透镜L3。该第一片透镜L1是一片凸凹负光焦度透镜；第二片透镜L2是一片双凹负光焦度透镜；第三片透镜L3是双凸正光焦度透镜。第一片透镜L1与第二片透镜L2直接靠紧装配，第二片透镜L2与第三片透镜L3之间由一个垫圈(图未示)隔开。
所述变倍镜组20总光焦度为正。该变倍镜组20包括按物体一侧顺序排列的一第四片透镜L4、第五片透镜L5、六片透镜L6、第七片透镜L7、第八片透镜L8、第九片透镜L9。该第四透镜L4是一片双凸的正光焦度透镜，第五透镜L5是一片凹凸的负光焦度透镜，第六透镜L6是一片双凸的正光焦度透镜，第七透镜L7是一片凸凹的负光焦度透镜，第八透镜L8是一片双凸的正光焦度透镜，第九透镜L9是一片凹凸的负光焦度透镜。该第四透镜L4与第五透镜L5直接紧靠，该第五透镜L5与第六透镜L6通过一垫圈(图未示)隔开设置，该第六透镜L6与第七透镜L7通过一垫圈(图未示)隔开设置，该第八透镜L8与第九透镜L9是胶合透镜即用通过光学胶粘合在一起，该第八透镜L8与第九透镜L9组成的胶合透镜与第七透镜L7直接紧靠装配。
所述各透镜中至少有一个透镜是超低色散透镜(即ED透镜，Extra-lowDispersion的简称)。在本实施例中，所述第六透镜L6为超低色散透镜。
所述第一片透镜L1、第二片透镜L2、第三片透镜L3、第四片透镜L4、第五片透镜L5、六片透镜L6、第七片透镜L7、第八片透镜L8、第九片透镜L9的各个焦距、折射率及共十八个面的半径分别满足以下条件：
-15＜f1＜-10 1.6＜n1＜1.8 50＜R1＜60 6＜R2＜8
-13＜f2＜-8 1.5＜n2＜1.7 -21＜R3＜-15 8＜R4＜14
11＜f3＜16 1.5＜n3＜1.8 9＜R5＜14 -530＜R6＜-320
光阑
10＜f4＜16 1.6＜n4＜1.8 10＜R7＜20 -27＜R8＜-16
-22＜f5＜-15 1.6＜n5＜1.8 -15＜R9＜-8 -60＜R10＜-45
10＜f6＜15 1.5＜n6＜1.7 5＜R11＜12 -45＜R12＜-35
-20＜f7＜-15 1.6＜n7＜1.8 8＜R13＜12 4＜R14＜10
3＜f8＜7 1.5＜n8＜1.7 7＜R15＜12 -8＜R16＜-3
-8＜f9＜-5 1.6＜n9＜1.8 -8＜R17＜-3 -25＜R18＜-15
按照上述方案制成的光学补偿变焦镜头，能够实现可见光成像与红外光成像共焦，使得该光学补偿变焦镜头无需另外调节镜头的聚焦即可分别在白天可见光照明和晚上红外光照射的条件下清晰显示监控目标。另外，通过设置至少一片透镜为超低色散透镜及与其他玻璃透镜的组合实现该光学补偿变焦镜头在-20℃至80℃之间不离焦。其中整个光学系统的焦距f的范围为2.9mm～15mm。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种光学补偿变焦镜头，包括一补偿镜组及一变倍镜组，通过改变该补偿镜组和变倍镜组的相对位置来调节整个镜头的焦距变化，其特征在于：该补偿镜组包括的按物体一侧排列的第一透镜为凸凹负光焦度透镜、第二透镜为双凹负光焦度透镜、第三透镜为双凸正光焦度透镜；所述变倍镜组包括的按物体一侧排列的第四透镜为双凸的正光焦度透镜、第五透镜为凹凸的负光焦度透镜、第六透镜为双凸的正光焦度透镜、第七透镜为凸凹的负光焦度透镜、第八透镜为双凸的正光焦度透镜、第九透镜为凹凸的负光焦度透镜，该九片透镜的各个焦距、折射率及共十八个面的半径分别满足以下条件：
光阑
所述光学补偿变焦镜头的整个光学系统的焦距的范围为2.9mm～15mm；
其中，其中，f1至f9分别对应于第一透镜至第九透镜的焦距；n1至n9分别对应于第一透镜至第九透镜的折射率；R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15和R17分别对应于第一透镜至第九透镜的靠近物方的一面的曲率半径，R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16和R18分别对应于第一透镜至第九透镜的远离物方的一面的曲率半径。
2.根据权利要求1所述的光学补偿变焦镜头，其特征在于：所述九片透镜中至少有一片透镜为超低色散透镜。
3.根据权利要求2所述的光学补偿变焦镜头，其特征在于：所述变倍镜组的第六透镜为超低色散透镜。
4.根据权利要求1所述的光学补偿变焦镜头，其特征在于：所述补偿镜组的第一片透镜与第二片透镜直接靠紧装配，所述第二片透镜与第三片透镜之间通过一个垫圈隔开设置。
5.根据权利要求1所述的光学补偿变焦镜头，其特征在于：所述变倍镜组的第八透镜与第九透镜是胶合透镜，该第八透镜与第九透镜组成的胶合透镜与所述第七透镜直接紧靠装配。
6.根据权利要求5所述的光学补偿变焦镜头，其特征在于：所述变倍镜组的第四透镜与第五透镜直接紧靠，该第五透镜与所述第六透镜通过一垫圈隔开设置，该第六透镜与所述第七透镜通过一垫圈隔开设置。
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