CN105022146A - 电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头及其调焦方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为负的镜片组前组A和光焦度为正的镜片组后组B，所述前组A和后组B之间设置有可变光栏C，所述前组A包括从左向右依次设置的负月牙型透镜A-1、双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的胶合组；所述后组B包括从左向右依次设置的双凸透镜B-1、负月牙型透镜B-2、负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的胶合组、负月牙型透镜B-5、双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的胶合组，使用两个马达分别带动镜头变焦聚焦，实现镜头变焦功能的升级，同时利用PI定位镜座，避免了齿轮在转动时撞壁，造成齿轮的损伤，延长了镜头的使用寿命，体积小，更适合摄像机装配。

Description

电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头及其调焦方法

技术领域

本发明涉及监控镜头技术领域，是一种电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头及其调焦方法。

背景技术

常规板机镜头：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，并且镜头体积大，结构不紧凑。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头及其调焦方法。

本发明的技术方案是，一种电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为负的镜片组前组A和光焦度为正的镜片组后组B，所述前组A和后组B之间设置有可变光栏C，所述前组A包括从左向右依次设置的负月牙型透镜A-1、双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的胶合组；所述后组B包括从左向右依次设置的双凸透镜B-1、负月牙型透镜B-2、负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的胶合组、负月牙型透镜B-5、双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的胶合组。

进一步的，所述前组A中负月牙型透镜A-1与双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的胶合组的空气间隔为5.867～5.870mm，所述双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的胶合组与可变光栏C的空气间隔为10.957～197mm, 所述可变光栏C和双凸透镜B-1的空气间隔为7.279～0.653mm,所述双凸透镜B-1与负月牙型透镜B-2之间的空气间隔为1.517～1.52mm,所述负月牙型透镜B-2与负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的胶合组之间的空气间隔为0.9～0.92mm,所述负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的胶合组与负月牙型透镜B-5之间的空气间隔为0.9～0.92mm,所述负月牙型透镜B-5与双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的胶合组之间的空气间隔为1.37～1.372mm。

进一步的，所述镜头的机械结构包括箱体，所述箱体的内腔经前组镜座安装有镜片组前组A，所述箱体的内腔还经后组镜座安装有镜片组后组B,所述箱体的内腔在前组A与后组B之间还包覆并设置有FPC柔性电路板。

进一步的，所述前组镜座与箱体的衔接端经电动机构A驱动实现轴向往复滑移调节运动,所述后组镜座与箱体的衔接端经电动机构B驱动实现轴向往复滑移调节运动,所述箱体的端部固连有端盖。

进一步的，所述电动机构A与电动机构B均包括马达,所述马达的输出端均连接有螺杆,所述螺杆上均设置有可相对螺杆进行轴向滑移的拨杆,所述拨杆均与前组镜座、后组镜座固连，所述前组镜座与后组镜座上均穿设有用于支撑并进行滑移导向的导杆。

进一步的，所述箱体内还设置有用于精密控制前、后组镜座的移动量的电路板块，所述电路板块为PI定位镜座，所述箱体内还设置有用于调节光圈的电机A、用于调节红外滤光片切换的电机B。

一种电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头的调焦方法，包括以下步骤：

（1）电动机构A与电动机构B上的马达正常工作，马达带动螺杆进行旋转；

（2）位于螺杆上的拨杆随着螺杆的旋转进行轴向滑移；

（3）前组镜座、后组镜座随着拨杆在PI定位镜座的精密控制下,沿着导杆进行轴向滑移调节。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本光学系统中合理分配了前组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，使镜头达到大相对孔径、广角、结构长度短的性能指标；镜头使用增强塑料，具有高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广、电气特性优、容易制成，且镜头批量生产的一致性好、良率高、后焦一致性好；使用PI定位镜座，避免了齿轮在转动的时候撞壁，有效的保证了齿轮的寿命及精度；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；体型与之前的精确电动变焦电动聚焦镜头上有明显的缩小，更方便与摄像机装配。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为该发明的光学系统示意图；

图2为该发明的机械结构示意图一；

图3为该发明的机械结构示意图二；

图4为普通像素镜头的光路图；

图中：

A-前组A；B-后组B；A-1负月牙型透镜A-1；A-2双凹透镜A-2；A-3双凸透镜A-3；C-可变光栏C；B-1双凸透镜B-1；B-2负月牙型透镜B-2；B-3负月牙型透镜B-3；B-4双凸透镜B-4；B-5负月牙型透镜B-5；B-6双凸透镜B-6；B-7负月牙型透镜B-7；1-箱体；2-前组镜座；3-后组镜座；4-FPC柔性电路板；5-端盖；6-马达；7-螺杆；8-拨杆；9-导杆；10-电路板块；11-电机A；12-电机B。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1～4所示，一种电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为负的镜片组前组A和光焦度为正的镜片组后组B，所述前组A和后组B之间设置有可变光栏C，所述前组A包括从左向右依次设置的负月牙型透镜A-1、双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的胶合组；所述后组B包括从左向右依次设置的双凸透镜B-1、负月牙型透镜B-2、负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的胶合组、负月牙型透镜B-5、双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的胶合组。

在本实施例中，所述前组A中负月牙型透镜A-1与双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的胶合组的空气间隔为5.867～5.870mm，所述双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的胶合组与可变光栏C的空气间隔为10.957～197mm, 所述可变光栏C和双凸透镜B-1的空气间隔为7.279～0.653mm,所述双凸透镜B-1与负月牙型透镜B-2之间的空气间隔为1.517～1.52mm,所述负月牙型透镜B-2与负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的胶合组之间的空气间隔为0.9～0.92mm,所述负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的胶合组与负月牙型透镜B-5之间的空气间隔为0.9～0.92mm,所述负月牙型透镜B-5与双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的胶合组之间的空气间隔为1.37～1.372mm。

在本实施例中，所述镜头的机械结构包括箱体1，所述箱体的内腔经前组镜座2安装有镜片组前组A，所述箱体的内腔还经后组镜座3安装有镜片组后组B,所述箱体的内腔在前组A与后组B之间还包覆并设置有FPC柔性电路板4，集成多个板块，利用FPC部品的柔软性，将FPC部品包覆在箱体上，减少了产品的空间，通过若干自攻螺钉将其固定住，保证整个产品的体积小外观简洁美观等特性。

在本实施例中，所述前组镜座与箱体的衔接端经电动机构A驱动实现轴向往复滑移调节运动,所述后组镜座与箱体的衔接端经电动机构B驱动实现轴向往复滑移调节运动,所述箱体的端部固连有端盖5。

在本实施例中，所述电动机构A与电动机构B均包括马达6,所述马达的输出端均连接有螺杆7, 两个马达与螺杆合为一体，所述螺杆上均设置有可相对螺杆进行轴向滑移的拨杆8,所述拨杆均与前组镜座、后组镜座固连，所述前组镜座与后组镜座上均穿设有用于支撑并进行滑移导向的导杆9。

在本实施例中，所述箱体内还设置有用于精密控制前、后组镜座的移动量的电路板块10，所述电路板块为PI定位镜座，前组A每步的精密度可达6.25um，后组B每步的精密度可达10um，所述箱体内还设置有用于调节光圈的电机A11、用于调节红外滤光片切换的电机B12。

在本实施例中，PI为聚酰亚胺，电路板块为聚酰亚胺板。

在本实施例中，所述镜头的光学系统为反远距型的光学结构，所述后组B在三片式柯克型结构的原型上，把第三片镜片改为双胶合透镜组，以分担后组的光焦度，利于提高镜头相对孔径，利于镜头的象差校正，尤其是宽光谱色差的校正，机械结构上使用增强塑料，提高镜头良率、后焦一致性，并使用两个马达分别带动镜头进行电动变焦、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。

在本实施例中，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，视场角2ω：132°～35.5°（有效成像面 n′≥φ6.72mm）

3、适用光谱范围：480nm～850nm；

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。

一种电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头的调焦方法，包括以下步骤：

（1）电动机构A与电动机构B上的马达正常工作，马达带动螺杆进行旋转；

（2）位于螺杆上的拨杆随着螺杆的旋转进行轴向滑移；

（3）前组镜座、后组镜座随着拨杆在PI定位镜座的精密控制下,沿着导杆进行轴向滑移调节。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为负的镜片组前组A和光焦度为正的镜片组后组B，所述前组A和后组B之间设置有可变光栏C，所述前组A包括从左向右依次设置的负月牙型透镜A-1、双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的胶合组；所述后组B包括从左向右依次设置的双凸透镜B-1、负月牙型透镜B-2、负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的胶合组、负月牙型透镜B-5、双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的胶合组。

2.根据权利要求1所述的电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头，其特征在于：所述前组A中负月牙型透镜A-1与双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的胶合组的空气间隔为5.867～5.870mm，所述双凹透镜A-2和双凸透镜A-3密接的胶合组与可变光栏C的空气间隔为10.957～197mm, 所述可变光栏C和双凸透镜B-1的空气间隔为7.279～0.653mm,所述双凸透镜B-1与负月牙型透镜B-2之间的空气间隔为1.517～1.52mm,所述负月牙型透镜B-2与负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的胶合组之间的空气间隔为0.9～0.92mm,所述负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4密接的胶合组与负月牙型透镜B-5之间的空气间隔为0.9～0.92mm,所述负月牙型透镜B-5与双凸透镜B-6和负月牙型透镜B-7密接的胶合组之间的空气间隔为1.37～1.372mm。

3.根据权利要求2所述的电动变焦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包括箱体，所述箱体的内腔经前组镜座安装有镜片组前组A，所述箱体的内腔还经后组镜座安装有镜片组后组B,所述箱体的内腔在前组A与后组B之间还包覆并设置有FPC柔性电路板。

4.根据权利要求3所述的电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头，其特征在于：所述前组镜座与箱体的衔接端经电动机构A驱动实现轴向往复滑移调节运动,所述后组镜座与箱体的衔接端经电动机构B驱动实现轴向往复滑移调节运动,所述箱体的端部固连有端盖。

5.根据权利要求4所述的电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头，其特征在于：所述电动机构A与电动机构B均包括马达,所述马达的输出端均连接有螺杆,所述螺杆上均设置有可相对螺杆进行轴向滑移的拨杆,所述拨杆均与前组镜座、后组镜座固连，所述前组镜座与后组镜座上均穿设有用于支撑并进行滑移导向的导杆。

6.根据权利要求5所述的电动变焦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用于精密控制前、后组镜座的移动量的电路板块，所述电路板块为PI定位镜座，所述箱体内还设置有用于调节光圈的电机A、用于调节红外滤光片切换的电机B。

7.一种电动变焦聚焦三百万像素日夜两用镜头的调焦方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）电动机构A与电动机构B上的马达正常工作，马达带动螺杆进行旋转；

（2）位于螺杆上的拨杆随着螺杆的旋转进行轴向滑移；

（3）前组镜座、后组镜座随着拨杆在PI定位镜座的精密控制下,沿着导杆进行轴向滑移调节。