CN103926682B - 高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头，其机械结构中设有两个分别进行电动变焦、聚焦的步进电机，其光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设有光焦度为负的前组A、可变光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1以及由双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的第一胶合组，所述后组B依次设有双凸透镜B-1、负月牙型透镜B-2、由负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的第二胶合组、负月牙型透镜B-5以及由双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的第三胶合组。该镜头合理分配了前组A和后组B的光焦度，提高镜头良率、后焦一致性，真正实现百万高清镜头的电动变焦、聚焦。
Description
技术领域
本发明涉及一种视频技术的光学摄像装置，特别是一种高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展、人们安全意识的逐渐提高，监控意识也随之提高。而镜头的作为监控行业的最前端产品，要求也随之提高。目前，在监控行业中，常规板机镜头是通过镜头手动变焦、聚焦，达到客户理想的视场后，锁紧钉锁紧，变焦镜头最终也只是实现定焦镜头的功能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，即本发明要解决的技术问题是提供一种高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头，所述镜头的机械结构中设有两个分别进行电动变焦、聚焦的步进电机，所述镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设有光焦度为负的前组A、可变光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1以及由双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的第一胶合组，所述后组B依次设有双凸透镜B-1、负月牙型透镜B-2、由负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的第二胶合组、负月牙型透镜B-5以及由双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的第三胶合组。
进一步的，所述前组A中的负月牙型透镜A-1和第一胶合组之间的空气间隔是5.867~5.870mm。
进一步的，所述前组A中的第一胶合组和可变光阑C之间的空气间隔是10.957~197mm，所述可变光阑C和后组B中的双凸透镜B-1之间的空气间隔是7.279~0.653mm。
进一步的，所述后组B中的双凸透镜B-1和负月牙型透镜B-2之间的空气间隔是1.517~1.52mm，所述负月牙型透镜B-2和第二胶合组之间的空气间隔是0.9~0.92mm，所述第二胶合组和负月牙型透镜B-5之间的空气间隔是0.9~0.92mm，所述负月牙型透镜B-5和第三胶合组之间的空气间隔是1.37~1.372mm。
进一步的，所述前组A固定安装在前组镜座内，所述后组B固定安装在后组镜座内，所述前组镜座和后组镜座分别活动安装在箱体的前后两端内，所述箱体内设置有集成多个电机和电路板块的FPC软板，所述电机包含调节红外滤光片切换的第一电机、调节光圈的第二电机以及两个分别带动前组镜座和后组镜座的马达，其中第一马达带动FPC软板上的第一螺杆旋转，所述第一螺杆带动装配在前组镜座上的前拨杆进而保证前组镜座的移动，其中第二马达带动FPC软板上的第二螺杆旋转，所述第二螺杆带动装配在后组镜座上的后拨杆进而保证后组镜座的移动。
进一步的，所述箱体内还设置有第一导杆和第二导杆，所述第一导杆支撑前组镜座移动时的行程路线，所述第二导杆支撑后组镜座移动时的行程路线。
与现有技术相比，具有以下有益效果：
（1）该镜头在反远距型的光学结构中，合理分配了前组A和后组B的光焦度；在后组B中，把三片式结构的第三组镜片改为双胶合透镜组，以分担后组B的光焦度，使镜头达到大相对孔径、广角、结构长度短的性能指标，有利于镜头的象差校正，尤其是宽光谱色差的校正。
（2）该镜头在机械设计上可使用增强塑料，具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广，电气特性优，容易被塑制成，且镜头批量生产的一致性好、良率高、后焦一致性好。
（3）该镜头可使用电路板块的PI定位，避免了齿轮在转动的时候，一直撞壁而损伤，有效地保证了齿轮的寿命及精度，延长了镜头的使用寿命。
（4）该镜头使用两个步进电机分别进行电动变焦、聚焦，光学和机械的配合真正实现百万高清镜头的电动变焦、聚焦；可使用霍尔元件，精确控制电机的转速，达到精确控制光圈的大小。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的光学系统图。
图2为本发明实施例的机械结构半剖视图。
图3为本发明实施例的机械结构立体图。
图中：1-前组镜座，2-后组镜座，3-箱体，4-FPC软板，5-第一电机，6-第二电机，7-第一马达，8-第一螺杆，9-前拨杆，10-第二马达，11-第一导杆，12-第二导杆，13-箱盖，14-电路板块；A-前组，A-1-负月牙型透镜，A-2-双凹透镜，A-3-双凸透镜，B-后组，B-1-双凸透镜，B-2-负月牙型透镜，B-3-负月牙型透镜，B-4-双凸透镜，B-5-负月牙型透镜，B-6-双凸透镜，B-7-负月牙型透镜，C-可变光阑。
具体实施方式
如图1所示，一种高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头，所述镜头的机械结构中设有两个分别进行电动变焦、聚焦的步进电机，所述镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设有光焦度为负的前组A、可变光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1以及由双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的第一胶合组，所述后组B依次设有双凸透镜B-1、负月牙型透镜B-2、由负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的第二胶合组、负月牙型透镜B-5以及由双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的第三胶合组。
在本实施例中，所述前组A中的负月牙型透镜A-1和第一胶合组之间的空气间隔是5.867~5.870mm；所述前组A中的第一胶合组和可变光阑C之间的空气间隔是10.957~197mm，所述可变光阑C和后组B中的双凸透镜B-1之间的空气间隔是7.279~0.653mm；所述后组B中的双凸透镜B-1和负月牙型透镜B-2之间的空气间隔是1.517~1.52mm，所述负月牙型透镜B-2和第二胶合组之间的空气间隔是0.9~0.92mm，所述第二胶合组和负月牙型透镜B-5之间的空气间隔是0.9~0.92mm，所述负月牙型透镜B-5和第三胶合组之间的空气间隔是1.37~1.372mm。
本发明由上述镜片组构成的光学系统达到了如下的光学指标：（1）焦距：f′=3.0～10.5mm；（2）相对孔径D/F=1/1.4；（3）视场角：2w=132°～35.5°（有效成像面n′≥φ6.72mm）；（4）分辨率：与300万像素的高清晰度摄像机适配；（5）光路总长∑L≤50mm；（6）适用谱线范围：480nm~850nm。
由于该镜头的分辨率很高，且边缘视场与中心市场的分辨率不允许有很大的区别，所以在结构设计中要确保系统各组元的同心度及调焦等动作的精确、平稳和手感好。
如图2~3所示，所述前组A固定安装在前组镜座1内，所述后组B固定安装在后组镜座2内，所述前组镜座1和后组镜座2分别活动安装在箱体3的前后两端内；所述箱体3内设置有集成多个电机和电路板块14的FPC软板4，所述电机包含调节红外滤光片切换的第一电机5、调节光圈的第二电机6以及两个分别带动前组镜座1和后组镜座2的马达，其中第一马达7带动FPC软板4上的第一螺杆8旋转，所述第一螺杆8带动装配在前组镜座1上的前拨杆9进而保证前组镜座1的移动，第二马达10带动FPC软板4上的第二螺杆旋转，所述第二螺杆带动装配在后组镜座2上的后拨杆进而保证后组镜座2的移动。
在本实施例中，所述箱体3内还设置有第一导杆11和第二导杆12，所述第一导杆11支撑前组镜座1移动时的行程路线，所述第二导杆12支撑后组镜座2移动时的行程路线。所述箱体3后端通过若干个定位孔与箱盖13进行精密配合，并用自攻钉锁紧。两根导杆通过箱体3与箱盖13的紧密配合，保证了自身的垂直度。所述箱盖13上设计有多处螺钉孔和合理的让位面，以便产品和摄像机的配合。
制作时：利用FPC部品的柔软性，将FPC部品包覆在箱体3上，减少了产品的空间；并通过若干自攻钉，将其固定住，保证整个产品的体积小、外观简洁美观等特性。两个马达与相应的螺杆合为一体，工作时，两根螺杆旋转运动分别调动前、后组镜座2移动，并通过电路板块14的PI定位达到精密控制前、后组镜座2的移动量，每步的精密度可达7μm。所述箱体3、箱盖13、前组镜座1、后组镜座2等采用高精度模具成型，保证产品的一致性和精密性。同时，为了减小FPC部品的体积，前、后组镜座2移动的限位应错开位置，保证在有限的空间内完成设计。
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 (6)
1.一种高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头，其特征在于：所述镜头的机械结构中设有两个分别进行电动变焦、聚焦的步进电机，所述镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设有光焦度为负的前组A、可变光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1以及由双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的第一胶合组，所述后组B依次设有双凸透镜B-1、负月牙型透镜B-2、由负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的第二胶合组、负月牙型透镜B-5以及由双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的第三胶合组。
2.根据权利要求1所述的高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头，其特征在于：所述前组A中的负月牙型透镜A-1和第一胶合组之间的空气间隔是5.867~5.870mm。
3.根据权利要求1所述的高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头，其特征在于：所述前组A中的第一胶合组和可变光阑C之间的空气间隔是10.957~197mm，所述可变光阑C和后组B中的双凸透镜B-1之间的空气间隔是7.279~0.653mm。
4.根据权利要求1所述的高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头，其特征在于：所述后组B中的双凸透镜B-1和负月牙型透镜B-2之间的空气间隔是1.517~1.52mm，所述负月牙型透镜B-2和第二胶合组之间的空气间隔是0.9~0.92mm，所述第二胶合组和负月牙型透镜B-5之间的空气间隔是0.9~0.92mm，所述负月牙型透镜B-5和第三胶合组之间的空气间隔是1.37~1.372mm。
5.根据权利要求1所述的高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头，其特征在于：所述前组A固定安装在前组镜座内，所述后组B固定安装在后组镜座内，所述前组镜座和后组镜座分别活动安装在箱体的前后两端内，所述箱体内设置有集成多个电机和电路板块的FPC软板，所述电机包含调节红外滤光片切换的第一电机、调节光圈的第二电机以及两个分别带动前组镜座和后组镜座的马达，其中第一马达带动FPC软板上的第一螺杆旋转，所述第一螺杆带动装配在前组镜座上的前拨杆进而保证前组镜座的移动，其中第二马达带动FPC软板上的第二螺杆旋转，所述第二螺杆带动装配在后组镜座上的后拨杆进而保证后组镜座的移动。
6.根据权利要求5所述的高精度电动变焦电动聚焦三百万像素日夜两用镜头，其特征在于：所述箱体内还设置有第一导杆和第二导杆，所述第一导杆支撑前组镜座移动时的行程路线，所述第二导杆支撑后组镜座移动时的行程路线。
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