CN106094168B - 实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，所述镜头光学装置由镜头前组A、镜头后组B以及位于镜头前组A和镜头后组B之间的光栏C组成，保持镜头光学装置的光学总长和后截距不变，逐一选取镜头后组B中除最后一片镜片外的任意一片镜片进行轴向微位移，并保持所要移动的镜片与前后镜片的空气间隔总和不变，通过轴向前后移动镜片以获得较好像质，然后比较移动不同镜片所获得的像质，选取最佳像质所对应移动的镜片，并以该镜片的位移量作为镜头光学装置实现高清日夜共焦所需要移动的轴向位移量。本发明不采用昂贵的玻璃材料和非球面，能在可见光和近红外光谱区实现共焦面，并且成像性能满足高清晰度要求。

Description

实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法

技术领域

本发明涉及光学镜头装置，具体涉及一种实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，适用于配套高清日夜型视频监控摄像系统，特别适用于配套高清日夜型视频监控摄像系统的中长焦距摄像镜头。

背景技术

随着摄像器件性能的大幅提高和辅助照明条件的日愈完善，安防视频监控摄像系统向高清晰度、日夜彩色化、大孔径、大靶面、高透雨雾发展的趋势日愈明显。因此，对与它配套的镜头光学装置提出许多新的要求。如要求在宽光谱范围时(0.486～0.9μm)、全口径、全视场在特征频率很高(125～150lp/mm)的条件下获得较高的MTF值(>0.35)及尽量避免多采用特殊光学材料和非球面以降低镜头光学装置加工的生产成本，但这样大大增加了镜头光学装置设计的难度。

根据光学理论分析，光线通过光学介质的的波长不同，其折射的光线不交在一起；同样，通过镜头光学装置的光波不同，其折射后的各色的焦点也不交在一点，由此便产生了二级光谱色差的问题。

如何消除二级光谱色差以提升在白天和夜间宽光谱范围的成像的问题一直是困扰安防光学镜头行业的难点。它随着焦距增长和选择的谱线宽度的扩展而迅速增大，显然，要在可见光谱区和近红外光谱区同时获得高清的图像是比较困难的。

目前，解决的方法主要有这几种：

第一，采用特殊的光学玻璃(如FK、PSK、融熔石英、ZLAF、ZF62等)的优化组合与非球面技术的结合，这比较成功的解决了中短焦距范围内的宽光谱存在的二级光谱色差(专利号：US 2010/0039710 A1)，但这一方法加工成本较高，不利于推广采用。

第二，把(0.486～0.9μm)较宽的光谱区域分解为可见光和近红外区两个区域，选取合适的共焦面分别对其进行像差校正，这种方法简化了设计(专利号：ZL200420048615.3；ZL201010182785.0)，特别是近红外区采用LED灯照明后，由于它的谱宽很窄(0.85±0.01μm)，问题又简化成可见光区和单光谱线的共焦。这一方法是目前安防行业的主流，设计者可以集中精力解决可见光谱区的像差问题。

第三，根据计算出来的红外离焦量，在镜头光学装置合适的位置(如附在自动光栏)上插入正光焦度很小的补偿透镜，使白天夜间监控处在共焦最佳的位置(专利号：201010565777.4)。这个方法使用效果不错，但要把补偿透镜胶在自动光栏装置的准确位置上有一定的难度。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供一种不采用昂贵的玻璃材料和非球面镜片，能在可见光和近红外光谱区实现共焦面，并且成像性能满足高清晰度要求的实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法。

一般固定焦距镜头光学装置都可以分成前组和后组。对于口径大的长焦距镜头，因镜头长又重，很少采用整体调焦方式。同时，前组口径较大，也很少用于固定镜头调后截距用。后组的口径较小，可以用于调清晰图像用。后组可以是两片透镜、也可以是两片以上透镜的组合。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：一种实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，所述镜头光学装置由镜头前组A、镜头后组B以及位于镜头前组A和镜头后组B之间的光栏C组成，将所述镜头光学装置在可见光谱区校正好像差，将可见光谱区改为近红外光谱区，保持镜头光学装置的光学总长和后截距不变，逐一选取镜头后组B中除最后一片镜片外的任意一片镜片进行轴向微位移，并保持所要移动的镜片与前后镜片的空气间隔总和不变，通过轴向前后移动镜片以获得近红外光谱区的较好像质，然后比较移动不同镜片所获得的像质，选取最佳像质所对应移动的镜片，并以该镜片的位移量作为镜头光学装置实现高清日夜共焦所需要移动的轴向位移量。

本发明要实现镜头光学装置的高清日夜共焦所需要对镜片进行移动的轴向位移量可由光学软件程序计算得出，所述轴向位移量通过光学程序方法进行获取的具体过程为：首先在Zemax光学软件程序进行设计，将在可见光谱区校正好像差的镜头光学装置，通过Zemax光学软件程序将已校正好可见光谱区像差的镜头光学装置的变量取消，把光谱区的波长由d(F、C)改为0.85±0.01μm，逐一选取镜头后组B中除最后一片镜片外的任意一片镜片进行轴向移动，移动前，分别测量所要移动的镜片与前一片镜片以及后一片镜片的空气间隔，由于各镜组的前、后主面都是定值，在用Zemax光学软件程序计算时，可直接用相应各片的空气间隔计算，使用Zemax光学软件程序的镜片空气间隔可连动的pick up菜单，保持所要移动的镜片与前后镜片的空气间隔总和不变，然后比较移动不同镜片所获得的近红外光谱区的像质，选取最佳像质所对应移动的镜片，并以Zemax光学软件程序计算出的该镜片的位移量作为最终镜头光学装置中对应镜片实现高清日夜共焦所需要移动的轴向位移量。

本发明要实现镜头光学装置的高清日夜共焦所需要对镜片进行移动的轴向位移量也可由公式计算得出，为阐述本发明使用公式进行计算位移量的原理，以镜头后组由三片镜片组成为例，但不局限于镜头后组仅由三片镜片组成，所有镜头结构中镜头后组由两个或两个以上镜片组成均可通过该方式实现高清日夜共焦；所述轴向位移量通过以下公式法进行获取：所述镜头前组A由沿光线入射方向依次设置的双凸正透镜A-1、双凹负透镜A-2和凸凹正透镜A-3组成，所述镜头后组B由沿光线入射方向依次设置的双凸正透镜B-1、凹凸负透镜B-2、凹凸正透镜B-3和凹凸正透镜B-4组成，其中双凸正透镜B-1、凹凸负透镜B-2组成胶合组；所述镜头光学装置的焦距为f′＝180mm、相对孔径D/f′＝1/2、像面大小为￠11mm(2/3")；所述镜头光学满足以下光学条件：

1.1<f1′/f′<1.5； ……(1)

1.5<n1<1.56；56<v1<65； ……(2)

1.53<n4<1.67；43<v4<52； ……(3)

1.71<n6<1.78；25.5<v6<31； ……(4)

0.5<d6/(d6+d7)<2； ……(5)

其中，f′表示所述镜头的合焦距，f1′表示镜头前组A的焦距，n1、n4、n6分别表示双凸正透镜A-1、双凸正透镜B-1、凹凸负透镜B-3的折射率，v1、v4、v6分别表示双凸正透镜A-1、双凸正透镜B-1、凹凸负透镜B-3的阿贝系数，d6表示光栏C到凸凹正透镜A-3的空气间距，d7表示光栏C到双凸正透镜B-1的空气间距；

如果对胶合组进行轴向移动，其微位移量设为△D1，在满足D1-△D1+D2+△D1＝D1+D2是定值的条件下，镜头光学装置的其他几何尺寸都一样的情况下，通过位移量△D1与l4′(e)、f1′(0.85)、f2′(0.85)、f3′(0.85)、f4′(0.85)、D1、D2之间的关系式来推导计算位移量△D1：

(△D1)2+(A+l3′(0.85)+D2)△D1+f2′(0.85)〔l3′(0.85)+D2-A]+[l3′(0.85)+D2]*A＝0………(a)；

其中，A＝f1′(0.85)-D1；l3′(0.85)＝(H+D3)*f3′(0.85)/[f3′(0.85)-H-D3]；H＝f4′(0.85)*l4′(0.85)/﹝f4′(0.85)-l4′(0.85)﹞；

如果对凹凸正透镜B-3进行轴向位移，其微位移量设为△D2，在满足D2+△D2+D3-△D2＝D2+D3是定值的条件下，所述凹凸正透镜B-3的轴向位移量△D2通过以下公式进行推导计算：

(△D2)2+(B-D2+D3+H)△D2+D3[f3′(0.85)+B-D2]+f3′(0.85)(H+D2-B)+(B-D2)H＝0………(b)

其中，A＝f1′(0.85)-D1，B＝f2′(0.85)*A/[f2′(0.85)+A]；H＝f4′(0.85)*l4′(0.85)/﹝f4′(0.85)-l4′(0.85)﹞；

其中，D1表示镜头前组A的后主面与胶合组前主面的空气间距，D2表示胶合组后主面与凹凸正透镜B-3前主面的空气间距，D3表示凹凸正透镜B-3后主面与凹凸正透镜B-4前主面的空气间距，△D1表示胶合组在近红外光谱区获得较好像质所发生的轴向位移量，△D2表示凹凸正透镜B-3在近红外光谱区获得较好像质所发生的轴向位移量，胶合组、凹凸正透镜B-3和凹凸正透镜B-4的焦距分别为f2′、f3′和f4′，白天和夜间的中心波长分别选在e和0.85μm的谱线，则镜头前组A、镜头后组B各镜片在两个谱区的焦距分别为f1′(e)、f2′(e)、f3′(e)、f4′(e)、镜头光学装置的后截距l4′(e)以及f1′(0.85)、f2′(0.85)、f3′(0.85)、f4′(0.85)、镜头光学装置的后截距l4′(0.85)；

计算出胶合组的位移量△D1和凹凸正透镜B-3的位移量△D2后，保持镜头光学装置的光学总长和后截距不变，并保持所要移动的镜片与前后镜片的空气间隔总和不变，将胶合组移动△D1个位移量后记录获得的像质，恢复移动后，再将凹凸正透镜B-3移动△D2个位移量后记录获得的像质，对比移动胶合组和凹凸正透镜B-3时所获得的像质的不同，将最佳像质所对应移动的镜片作为最终的移动方案，该镜片的位移量即为镜头光学装置实现高清日夜共焦所需要进行移动的轴向位移量。

在用厚透镜计算时应考虑镜片间的主面位置，这时l4′(0.85)＝l4′(e)-O4′H4′(0.85)。O4′H4′(0.85)是波长为0.85μm时镜头的最后一面的顶点到该镜片组后主面的距离。

由于用最后一片镜片进行位移时，其位移量为△D3，为保证共轭距不变，应满足D3+△D3+l4′(0.85)-△D3是定值的要求，因此不能保证后截距不变的要求，本发明不予以采用。

由于通过光学玻璃介质的光线波长不同，折射率n也不同，因此，可见光和近红外光的各焦距值和后截距值也不同，即l4′(e)≠l4′(0.85)，它们的差值以△l4′表示。为了实现两个光谱区共焦面，△l4′必须为0，或l4′(e)＝l4′(0.85)。我们发现，只要用镜头后组(除最后一片外)的任何一片进行单独的微位移，就可以把l4′(0.85)调整成和l4′(e)一样。从上两个方程式说明，通过沿轴方向位移镜头后组中某一片的位置，在其他片的位置不变、镜头共轭距不变、后截距不变的情况下，可以实现日夜共焦面的最佳效果的原理从理论上是可行的。采用哪一片镜片进行位移，由最后的成像质量和该片可移动的空间确定。显然，微位移量△D1、△D2的大小不等于△l4′，而且它们也不是线性关系。由于移动是沿轴方向微位移，同时没有过程的精度要求，因此，用微型电控磁性材料吸开装置或用压电陶瓷位移装置即可实现。

该镜头的组成镜片采用普通镜片即可，不需要采用特殊镜片，降低制造成本；所述镜头前组A的双凸正透镜A-1采用的材料为H-K9L，双凹负透镜A-2采用的材料为H-ZF6，凸凹正透镜A-3采用的材料为H-ZK9B。

该镜头的组成镜片采用普通镜片即可，不需要采用特殊镜片，降低制造成本；所述镜头后组B的双凸正透镜B-1采用的材料为TF3，凹凸负透镜B-2采用的材料为H-ZBAF1，凹凸正透镜B-3采用的材料为H-Zf4，凹凸正透镜B-4采用的材料为H-ZLAF50B。

进一步的，所述光栏C为电动可变光栏。

进一步的，所述镜头后组B的后端设有保护玻璃，所述保护玻璃为平行平板镜片。

较之现有技术而言，本发明具有以下优点：

(1)本发明设计原理简单，不采用昂贵的玻璃材料和非球面、能在可见光和近红外光谱区(用LED灯辅助照明)实现共焦面、成像性能满足高清晰度要求，大大降低了镜头的制造成本，提高经济效益；

(2)本发明镜片的移动是沿轴方向微位移，没有过程的精度要求，因此，用微型电控磁性材料吸开装置或用压电陶瓷位移装置即可实现，操作简便；

(3)本发明把设计的重点由难于解决的二级光谱(特别是中、长焦镜头光学装置)问题，转变为如何解决提高可见光光谱区的光学成像质量问题，有利于性价比高的大孔径日夜彩色化新镜头的发展，并且成像性能均能满足大孔径、中、长焦距高清晰度要求。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明厚透镜形式的光学结构示意图；

图3是本发明实施例色球差分布曲线图，其中。横坐标单位是：mm，c、d、e、f为可见光光谱，I为0.85μm谱线；

图4是本发明实施例在可见光光谱区的MTF曲线图，其中，横坐标单位是：线对/mm，A、B、C、D为0、0.5、0.7、1视场的子午(左边线)和弧矢(右边线)MTF曲线；

图5是本发明实施例不离焦时在0.85±0.01μm光谱区的MTF曲线图，其中，横坐标单位是：线对/mm，A、B、C、D为0、0.5、0.7、1视场的子午(左边线)和弧矢(右边线)MTF曲线；

图6是移动镜头后组B的胶合组时在0.85±0.01μm光谱区的MTF曲线图，其中，横坐标单位是：线对/mm，A、B、C、D为0、0.5、0.7、1视场的子午(左边线)和弧矢(右边线)MTF曲线；

图7是凹凸正透镜B-3位移时在0.85±0.01μm区的MTF曲线图，其中，横坐标单位是：线对/mm，A、B、C、D为0、0.5、0.7、1视场的子午(左边线)和弧矢(右边线)MTF曲线。

图中：

A-镜头前组；A-1-双凸正透镜；A-2-双凹负透镜；A-3-凸凹正透镜；B-镜头后组；B-1-双凸正透镜；B-1-凹凸负透镜；B-3-凹凸正透镜；B-4-凹凸正透镜；C-光栏。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明：

一种实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，所述镜头光学装置由镜头前组A、镜头后组B以及位于镜头前组A和镜头后组B之间的光栏C组成，将所述镜头光学装置在可见光谱区校正好像差，将可见光谱区改为近红外光谱区，保持镜头光学装置的光学总长和后截距不变，逐一选取镜头后组B中除最后一片镜片外的任意一片镜片进行轴向微位移，并保持所要移动的镜片与前后镜片的空气间隔总和不变，通过轴向前后移动镜片以获得近红外光谱区的较好像质，然后比较移动不同镜片所获得的像质，选取最佳像质所对应移动的镜片，并以该镜片的位移量作为镜头光学装置实现高清日夜共焦所需要移动的轴向位移量。

根据上述方法，可以把日夜成像清晰度由普通标清提升到高清的质量水平。本发明提供了一个高清日夜共焦面型的长焦距镜头的实施例:

实施例：

本发明提供的实施例为一高清日夜共焦镜头，该高清日夜共焦镜头是一个焦距为f′＝180mm、相对孔径D/f′＝1/2、像面大小为￠11mm(2/3")的日夜高清安防视频摄像镜头。它由五个全球面单透镜片、一个双胶合片和一个电动光栏C组成。其中，镜头前组A由三个单片透镜组成，其可见光的合焦距设为f1′(e)，在近红外区的合焦距设为f1′(0.85)。三个透镜的形状分别为双凸正透镜A-1、双凹负透镜A-2和凸凹正透镜A-3，所用的材料分别为H-K9L(折射率n1、阿贝系数v1)、H-ZF6(折射率n2、阿贝系数v2)和H-ZK9B(折射率n3、阿贝系数v3)。f1′(0.85)等于方程式(a)和(b)中的f1′(0.85)。镜头后组B由一个胶合组和二个单片透镜组成，四个镜片分别为由双凸正透镜B-1、凹凸负透镜B-2、凹凸正透镜B-3和凹凸正透镜B-4，前两片透镜组成胶合组。其可见光的合焦距设为f后′(e)，在近红外区的合焦距设为f后′(0.85)。所用的采料分别为TF3(折射率n4、阿贝系数v4)、H-ZBAF1(折射率n5、阿贝系数v6)、H-Zf4(折射率n6、阿贝系数v6)和H-ZLAF50B(折射率n7、阿贝系数v7)，最后一片平板玻璃是CMOS摄像器件上的保护玻璃。为了使l4′(0.85)＝l4′(e)，我们分别用单独移动镜头后组第一片或第二片的方式来实现。移动时必须满足：D1-△D1+D2+△D1＝D1+D2或D2+△D2+D3-△D2＝D2+D3是定值的条件，这样就能保证，通过沿轴方向位移镜头镜头后组中某一片的位置△D1或△D2，在其他片的位置不变、镜头共轭距不变、后截距不变的情况下，可以实现日夜共焦面的最佳效果。

在本实施例中，先用公式计算位移量，表1是该镜头各光学结构参量的具体数据。如图1所示，R1～R13是各面的半径、d1～d13是各镜片的厚度或镜片间空气间隔、n(e)和v(e)是光学玻璃在e谱线时的折射率和阿贝系数。

表1：

我们将表1的数据带入方程式(a)与(b)和Zemax光学软件程序中以计算了它们位移量数据情况。

按方程(a)与(b)计算的位移量：

f1′(e)＝222.944mm；f后′(e)＝650.294mm；l4′(e)＝15.3574mm；

f1′(0.85)＝222.5713mm；f后′(0.85)＝655.831mm；l4′(0.85)＝14.8309mm；

按方程计算镜头后组B各镜片的焦距为：f2′(0.85)＝129.835mm；f3′(0.85)＝-63.5581mm；f4′(0.85)＝150.538mm；

如图2所示，按厚透镜计算(涉及主面间的关系)各镜片间的间隔:

D1＝135.1964mm；D2＝33.9404mm；D3＝20.6313mm；l4′(0.85)＝4.3528mm。

由此可得:A＝87.3749mm；B＝52.2235mm；H＝4.4824mm；l3′(0.85)＝18.001mm；

代入方程(a)可得移动镜头后组第一片(胶合组)的位移量为△D1＝0.4446mm(向后移)。

代入方程(b)可得移动镜头后组第二片(凹凸正透镜B-3)的位移量为△D2＝-0.5846mm(向前移)。

此时，l4′(0.85)＝4.3528mm，换成实际后截距是15.3574mm，△l4′＝0。

在本实施例中，也可采用Zemax光学软件程序计算位移量：

首先，在Zemax光学软件程序上把已校正好可见光谱区像差的镜头光学装置的变量取消。同时，把光谱区的波长由d(F、C)改为0.85±0.01μm。

接着选用程序中处理厚度方式中的联动项(pick up)菜单，镜头后组B第一组合(胶合组)进行移动时，让第10个(d10＝27.927)和第7个(d7＝43.009)间隔联动，并要求其总和d10+d7＝70.936在胶合组移动时保持不变，向前或向后移动胶合组，直到近红外光谱区的像质满足要求。这时可得：d7+△D1+d10-△D1＝70.936(向前移)，或d7-△D1+d10+△D1＝70.936(向后移)，△D1即为所求的位移量。

同样的方法，若要第二组合(凹凸正透镜B-3)作为移动单元，则让第12个(d12＝4.150)和第10个(d10＝27.927)间隔联动，并要求其总和d12+d10＝32.077在凹凸正透镜B-3移动时保持不变，向前或向后移动凹凸正透镜B-3，直到近红外光谱区的像质满足要求。这时可得：d12+△D2+d10-△D2＝32.077(向前移)，或d7-△D2+d10+△D2＝32.077(向后移)，△D2即为所求的位移量。

根据上述方法，计算了两个单元移动的最佳位移量，它们分别为△D1＝0.437mm和△D2＝-0.536mm，加上离焦量后，△D1＝0.463mm，△D2＝-0.579mm。

采用哪一片镜片进行位移，由最后的近红外成像质量和该镜片可移动的空间确定。本实施例根据结果采用镜头后组第一组合(胶合组)进行移动的方案。

由于计算时，镜头光学装置的变量都取消，而且移动单元的前后的空气间隔总和保持不变，因此，通过沿轴方向位移镜头镜头后组中某一片的位置，在其他镜片的位置不变、镜头共轭距不变、后截距不变的情况下，可以实现日夜共焦面的最佳效果。图3是本发明实施例色球差分布曲线图，图4是本发明实施例在可见光光谱区的MTF曲线图，图5是本发明实施例不离焦时在0.85±0.01μm光谱区的MTF曲线图，图6是移动镜头后组B的胶合组时在0.85±0.01μm光谱区的MTF曲线图，图7是凹凸正透镜B-3位移时在0.85±0.01μm区的MTF曲线图，结果表明本发明在可见光和近红外成像效果比常规设计方法好得多。

我们采用上述方法对焦距f′大于16mm的各类光学镜头装置进行计算，同样得到较好的日夜共焦面高清成像效果。

镜头光学装置必须满足的条件如下：

D1-△D1+D2+△D1＝D1+D2是定值； ……(1)

D2+△D2+D3-△D2＝D2+D3是定值； ……(2)

1.1<f1′/f′<1.5； ……(3)

1.5<n1<1.56；56<v1<65； ……(4)

1.53<n4<1.67；43<v4<52； ……(5)

1.71<n6<1.78；25.5<v6<31； ……(6)

0.5<d6/(d6+d7)<2； ……(7)

这个条件的提出，前提是镜片组成为8片镜片，无法适用于多种镜片组合,设定上述必须满足的条件的目的是:

条件(1)设定的目的是保证通过沿轴方向移动镜头后组B中第一片镜片的△D1个位移量，在其他镜片的位置不变、镜头共轭距不变、后截距不变的情况下，可以实现日夜共焦面的最佳效果。

条件(2)设定的目的是保证通过沿轴方向移动镜头后组B中第一片镜片的△D2个位移量，在其他镜片的位置不变、镜头共轭距不变、后截距不变的情况下，可以实现日夜共焦面的最佳效果。

条件(3)设定的目的是尽量使镜头前组A承担的孔径角小一点，以降低镜头前组A可能产生的轴上高级像差。但如果太长，除了会增加镜头前组A与镜头后组B间的长度外(不利于镜头的小型化)，还会缩短镜头的后截距。

条件(4)设定的目的是保证镜头在环境较差时(如海边、森林、沙漠等)能有较好的耐酸、耐碱、耐划的前片材料性能，增长镜头使用的寿命。

条件(5)设定的目的是能产生较大的初级位置色差系数-C1值，以平衡镜头前组A产生的剩余的+C1值。同时，该范围内的光学玻璃偏离阿贝正常色散分布直线较远，也起减少二级光谱的作用。

条件(6)设定的目的是进入镜片凹凸负透镜B-3的轴上和轴外的光束相对较大，偏角也较大，为降低可能产生的轴上和轴外高级像差，选用折射率较高的光学材料比较有利。

条件(7)设定的目的是一方面尽量缩小光栏C大小的同时又不使镜头前组A或镜头后组B承担过大的轴外光束的偏角，减小轴外像差。

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)

1.一种实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，所述镜头光学装置由镜头前组A、镜头后组B以及位于镜头前组A和镜头后组B之间的光栏C组成，其特征在于：将所述镜头光学装置在可见光谱区校正好像差，将可见光谱区改为近红外光谱区，保持镜头光学装置的光学总长和后截距不变，逐一选取镜头后组B中除最后一片镜片外的任意一片镜片进行轴向微位移，并保持所要移动的镜片与前后镜片的空气间隔总和不变，通过轴向前后移动镜片以获得近红外光谱区的较好像质，然后比较移动不同镜片所获得的像质，选取最佳像质所对应移动的镜片，并以该镜片的位移量作为镜头光学装置实现高清日夜共焦所需要移动的轴向位移量。

2.根据权利要求1所述的实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，其特征在于：所述轴向位移量通过以下程序法进行获取：首先在Zemax光学软件程序进行理论设计，将在可见光谱区校正好像差的镜头光学装置,通过Zemax光学软件程序将已校正好像差的镜头光学装置的变量取消，把光谱区的波长由d(F、C)改为0.85±0.01μm，逐一选取镜头后组B中除最后一片镜片外的任意一片镜片进行轴向移动，移动前，分别算出所要移动的镜片与前一片镜片以及后一片镜片的空气间隔，使用Zemax光学软件程序的镜片空气间隔可连动的pick up菜单，保持所要移动的镜片与前后镜片的空气间隔总和不变，然后比较移动不同镜片所获得的像质，选取最佳像质所对应移动的镜片，并以Zemax光学软件程序计算出的该镜片的位移量作为最终镜头光学装置中对应镜片实现高清日夜共焦所需要移动的轴向位移量。

3.根据权利要求1所述的实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，其特征在于：所述轴向位移量通过以下公式法进行获取：所述镜头前组A由沿光线入射方向依次设置的双凸正透镜A-1、双凹负透镜A-2和凸凹正透镜A-3组成，所述镜头后组B由沿光线入射方向依次设置的双凸正透镜B-1、凹凸负透镜B-2、凹凸正透镜B-3和凹凸正透镜B-4组成，其中双凸正透镜B-1、凹凸负透镜B-2组成胶合组；所述镜头光学装置的焦距为f′＝180mm、相对孔径D/f′＝1/2、像面大小为￠11mm(2/3")；所述镜头光学装置满足以下光学条件：

1.1<f1′/f′<1.5；……(1)

1.5<n1<1.56；56<v1<65；……(2)

1.53<n4<1.67；43<v4<52；……(3)

1.71<n6<1.78；25.5<v6<31；……(4)

0.5<d6/(d6+d7)<2；……(5)

其中，f′表示所述镜头的合焦距，f1′表示镜头前组A的焦距，n1、n4、n6分别表示双凸正透镜A-1、双凸正透镜B-1、凹凸负透镜B-3的折射率，v1、v4、v6分别表示双凸正透镜A-1、双凸正透镜B-1、凹凸负透镜B-3的阿贝系数，d6表示光栏C到凸凹正透镜A-3的空气间距，d7表示光栏C到双凸正透镜B-1的空气间距；

在满足D1-△D1+D2+△D1＝D1+D2是定值的条件下，所述胶合组的轴向位移量△D1通过以下公式进行推导计算：

(△D1)²+(A+l3′(0.85)+D2)△D1+f2′(0.85)〔l3′(0.85)+D2-A]+[l3′(0.85)+D2]*A＝0………(a)；

其中，A＝f1′(0.85)-D1；l3′(0.85)＝(H+D3)*f3′(0.85)/[f3′(0.85)-H-D3]；H＝f4′(0.85)*l4′(0.85)/﹝f4′(0.85)-l4′(0.85)﹞；

在满足D2+△D2+D3-△D2＝D2+D3是定值的条件下，所述凹凸正透镜B-3的轴向位移量△D2通过以下公式进行推导计算：

(△D2)2+(B-D2+D3+H)△D2+D3[f3′(0.85)+B-D2]+f3′(0.85)(H+D2-B)+(B-D2)H＝0………(b)

其中，A＝f1′(0.85)-D1，B＝f2′(0.85)*A/[f2′(0.85)+A]；H＝f4′(0.85)*l4′(0.85)/﹝f4′(0.85)-l4′(0.85)﹞；

其中，D1表示镜头前组A的后主面与胶合组前主面的空气间距，D2表示胶合组后主面与凹凸正透镜B-3前主面的空气间距，D3表示凹凸正透镜B-3后主面与凹凸正透镜B-4前主面的空气间距，△D1表示胶合组在近红外光谱区获得较好像质所发生的轴向位移量，△D2表示凹凸正透镜B-3在近红外光谱区获得较好像质所发生的轴向位移量，胶合组、凹凸正透镜B-3和凹凸正透镜B-4的焦距分别为f2′、f3′和f4′，白天和夜间的中心波长分别选在e和0.85μm的谱线，则镜头前组A、镜头后组B各镜片在两个谱区的焦距分别为f1′(e)、f2′(e)、f3′(e)、f4′(e)、镜头光学装置的后截距l4′(e)以及f1′(0.85)、f2′(0.85)、f3′(0.85)、f4′(0，85)、镜头光学装置的后截距l4′(0.85)；

计算出胶合组的位移量△D1和凹凸正透镜B-3的位移量△D2后，保持镜头光学装置的光学总长和后截距不变，并保持所要移动的镜片与前后镜片的空气间隔总和不变，将胶合组移动△D1个位移量后记录获得的像质，恢复移动后，再将凹凸正透镜B-3移动△D2个位移量后记录获得的像质，对比移动胶合组和凹凸正透镜B-3时所获得的像质的不同，将最佳像质所对应移动的镜片作为最终的移动方案，该镜片的位移量即为镜头光学装置实现高清日夜共焦所需要进行移动的轴向位移量。

4.根据权利要求3所述的实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，其特征在于：所述镜头前组A的双凸正透镜A-1采用的材料为H-K9L，双凹负透镜A-2采用的材料为H-ZF6，凸凹正透镜A-3采用的材料为H-ZK9B。

5.根据权利要求3所述的实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，其特征在于：所述镜头后组B的双凸正透镜B-1采用的材料为TF3，凹凸负透镜B-2采用的材料为H-ZBAF1，凹凸正透镜B-3采用的材料为H-Zf4，凹凸正透镜B-4采用的材料为H-ZLAF50B。

6.根据权利要求1所述的实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，其特征在于：所述光栏C为电动可变光栏。

7.根据权利要求1所述的实现镜头光学装置高清日夜共焦的方法，其特征在于：所述镜头后组B的后端设有保护玻璃，所述保护玻璃为平行平板镜片。