CN112394500A - 一种8k超清变焦可见光电视摄像机镜头 - Google Patents

一种8k超清变焦可见光电视摄像机镜头 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光学仪器领域，尤其涉及一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，其中前固定组由正第一双凸透镜、第一负弯月透镜与第一正弯月透镜密接的第一胶合组、第二正弯月透镜、第三正弯月透镜组成；所述变倍组由第二负弯月透镜、第一双凹透镜与第二双凸透镜密接的第二胶合组、第三负弯月透镜组成；所述补偿组由第四正弯月透镜、第四负弯月透镜与第三双凸透镜密接的第三胶合组、第四双凸透镜组成；所述后固定组由第五正弯月透镜与第二双凹透镜密接的第四胶合组、第六正弯月透镜、第五负弯月透镜与第五双凸透镜密接的第五胶合组、第六负弯月透镜、第七负弯月透镜、第八负弯月透镜与第六双凸透镜密接的第六胶合组组成。该镜头具有大靶面、大光圈、小畸变的特点，能够匹配8k（4000万像素）的超高清摄像机。

Description

一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头
技术领域
本发明涉及光学仪器领域，尤其涉及一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头。
背景技术
在即将到来的5G时代，目前8K超高清产业正在高速发展。但是现有的镜头无法满足全温度范围内正常工作的需求，并且镜头结构复杂、径向体积较大，重量重、成本高，信息密度承载能力低，无法满足安防、医疗、教育、科研等领域的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，该镜头具有大靶面、大光圈、小畸变的特点，能够匹配8k（4000万像素）的超高清摄像机。
本发明的技术方案在于：一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，所述镜头的光学系统包括沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为正的前固定组、光焦度为负的变倍组、光焦度为正的补偿组、光阑以及光焦度为负的后固定组；所述前固定组由正第一双凸透镜、第一负弯月透镜与第一正弯月透镜密接的第一胶合组、第二正弯月透镜、第三正弯月透镜组成；所述变倍组由第二负弯月透镜、第一双凹透镜与第二双凸透镜密接的第二胶合组、第三负弯月透镜组成；所述补偿组由第四正弯月透镜、第四负弯月透镜与第三双凸透镜密接的第三胶合组、第四双凸透镜组成；所述后固定组由第五正弯月透镜与第二双凹透镜密接的第四胶合组、第六正弯月透镜、第五负弯月透镜与第五双凸透镜密接的第五胶合组、第六负弯月透镜、第七负弯月透镜、第八负弯月透镜与第六双凸透镜密接的第六胶合组组成。
进一步地，所述前固定组与变倍组之间的空气间隔为3.00～80.82mm，所述变倍组与补偿组之间的空气间隔为3.14～111.24mm，所述补偿组与后固定组之间的空气间隔为4.20～36.49mm。
进一步地，所述第一正双凸透镜和第一胶合组之间的空气间隔为0.15mm，第一胶合组与第二正弯月透镜之间的空气间隔为0.15mm，第二正弯月透镜与第三正弯月透镜之间的空气间隔为0.16mm。
进一步地，所述第二负弯月透镜与第二胶合组之间的空气间隔为9.23mm；第二胶合组与第三负弯月透镜之间的空气间隔为1.75mm。
进一步地，所述第四正弯月透镜与第三胶合组之间的空气间隔为0.15mm；第三胶合组与第四双凸透镜之间的空气间隔为0.15mm。
进一步地，所述第四胶合组与第六正弯月透镜之间的空气间隔为0.91mm；第六正弯月透镜与第五胶合组之间的空气间隔为3.56mm；第五胶合组与第六负弯月透镜之间的空气间隔为6.00mm；第六负弯月透镜与第七负弯月透镜之间的空气间隔为29.88mm；第七负弯月透镜与第六胶合组之间的空气间隔为0.86mm。
进一步地，位于第六胶合组与像面之间设置有滤色片，所述第六胶合组与滤色片之间的距离为2.00mm。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
1. 该镜头具有大靶面、大光圈、小畸变的特点，能够匹配8k（4000万像素）的超高清摄像机。
2. 该镜头为后组调焦，前组实现无热化，可满足在特殊环境要求：-45℃到+65℃的全温度范围内实现匹配8K（4000万像素）超高清摄像机。
3. 该镜头采用后组温度、距离调焦，使前组机械机构、电子元器件得到明显优化，极大地缩小了系统径向体积。相较而言，后组调焦的机械设计更灵活。因此，后组调焦整体有效地优化了该镜头的结构，减少了体积和重量。
4. 该镜头通过滤光片切换可见、近红外波段实现了透雾功能，具有更强的细节呈现力、更强的信息密度承载能力，能更好的节省成本，可用于安防、医疗、教育、科研等领域。
附图说明
图1为本发明的光学系统示意图；
图中：A-前固定组；A1-第一正双凸透镜、A2-第一负弯月透镜、A3-第一正弯月透镜、A4第二-正弯月透镜、A5-第三正弯月透镜；
B-变倍组；B1-第二负弯月透镜、B2-第一双凹透镜、B3-第二双凸透镜、B4-第三负弯月透镜；
C-补偿组；C1-第四正弯月透镜、C2-第四负弯月透镜、C3-第三双凸透镜、C4-第四双凸透镜；
D-固定光阑；
E-后固定组； E1-第五正弯月透镜、E2-第二双凹透镜、E3-第六正弯月透镜、E4-第五负弯月透镜、E5-第五双凸透镜、E6-第六负弯月透镜、E7-地第七负弯月透镜、E8-第八负弯月透镜、E9-第六双凸透镜；
F-滤色片。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。
参考图1
一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，所述镜头的光学系统包括沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为正的前固定组A、光焦度为负的变倍组B、光焦度为正的补偿组C、光阑D以及光焦度为负的后固定组E；所述前固定组A由正第一双凸透镜A1、第一负弯月透镜A2与第一正弯月透镜A3密接的第一胶合组、第二正弯月透镜A4、第三正弯月透镜A5组成；所述变倍组B由第二负弯月透镜B1、第一双凹透镜B2与第二双凸透镜B3密接的第二胶合组、第三负弯月透镜B4组成；所述补偿组C由第四正弯月透镜C1、第四负弯月透镜C2与第三双凸透镜C3密接的第三胶合组、第四双凸透镜C4组成；所述后固定组E由第五正弯月透镜E1与第二双凹透镜E2密接的第四胶合组、第六正弯月透镜E3、第五负弯月透镜E4与第五双凸透镜E5密接的第五胶合组、第六负弯月透镜E6、第七负弯月透镜E7、第八负弯月透镜E8与第六双凸透镜E9密接的第六胶合组组成。
本实施例中，所述前固定组A与变倍组B之间的空气间隔为3.00～80.82mm，所述变倍组B与补偿组C之间的空气间隔为3.14～111.24mm，所述补偿组C与后固定组E之间的空气间隔为4.20～36.49mm。
本实施例中，所述第一正双凸透镜A1和第一胶合组之间的空气间隔为0.15mm，第一胶合组与第二正弯月透镜A4之间的空气间隔为0.15mm，第二正弯月透镜A4与第三正弯月透镜A5之间的空气间隔为0.16mm。
本实施例中，所述第二负弯月透镜B1与第二胶合组之间的空气间隔为9.23mm；第二胶合组与第三负弯月透镜B4之间的空气间隔为1.75mm。
本实施例中，所述第四正弯月透镜C1与第三胶合组之间的空气间隔为0.15mm；第三胶合组与第四双凸透镜C4之间的空气间隔为0.15mm。
本实施例中，所述第四胶合组与第六正弯月透镜E3之间的空气间隔为0.91mm；第六正弯月透镜E3与第五胶合组之间的空气间隔为3.56mm；第五胶合组与第六负弯月透镜E6之间的空气间隔为6.00mm；第六负弯月透镜E6与第七负弯月透镜E7之间的空气间隔为29.88mm；第七负弯月透镜E7与第六胶合组之间的空气间隔为0.86mm。
本实施例中，位于第六胶合组与像面之间设置有滤色片，所述第六胶合组与滤色片之间的距离为2.00mm。
本实施例中，各个镜片的物理参数如下表1所示。
表面 曲率半径（mm） 厚度（mm） 折射率
S1 300≤R≤400 6.45 1.72
S2 -2150≤R≤-1850 — —
S3 750≤R≤850 4.00 1.76
S4 100≤R≤155 10.22 1.58
S5 470≤R≤550 — —
S6 150≤R≤195 8.36 1.44
S7 1500≤R≤3000 — —
S8 50≤R≤100 10.84 1.44
S9 250≤R≤350 — —
S10 250≤R≤350 1.60 1.92
S11 20≤R≤50 — —
S12 -90≤R≤-50 1.50 1.58
S13 30≤R≤70 6.90 1.93
S14 -230≤R≤-150 — —
S15 -100≤R≤-60 1.50 1.86
S16 290≤R≤350 — —
S17 -1100≤R≤-800 2.56 1.68
S18 -110≤R≤-70 — —
S19 90≤R≤120 1.50 1.81
S20 30≤R≤60 5.61 1.44
S21 -110≤R≤-80 — —
S22 35≤R≤65 5.09 1.44
S23 -135≤R≤-98 — —
S24 -55≤R≤-20 1.96 1.64
S25 -40≤R≤-10 1.15 1.49
S26 180≤R≤280 — —
S27 10≤R≤30 2.50 1.57
S28 20≤R≤50 — —
S29 590≤R≤680 1.15 1.91
S30 10≤R≤25 3.98 1.61
S31 -75≤R≤-40 — —
S32 50≤R≤90 1.20 1.58
S33 15≤R≤35 — —
S34 -25≤R≤-10 1.20 1.79
S35 -40≤R≤-10 — —
S36 10≤R≤40 1.25 1.94
S37 15≤R≤35 7.64 1.71
S38 -180≤R≤-130 — —
本实施例中，所述滤色片盘通过可见光滤色片与透雾滤色片之间的来回切换，最终达到透雾要求。
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、工作波段：450nm～680nm，700nm～900nm，通过滤光片切换；
2、焦距：25mm～310mm；
3、视场角：25mm短焦：47.81°×33.86°；
310mm长焦：0.99°×0.56°；
4、摄像机：1.7〞CCD,像元数7915×5436，像元大小2.8um；
5、光学传递函数：长焦特征频率：178lp/mm,中心MTF≥0.2，0.7视场传函MTF≥0.1。 中心视场与0.8视场光学传递函数在同一焦平面上；
6、光轴漂移：≤1＇；
7、要求在全温度范围内，变倍、调焦、可变光阑机构运动舒适，无卡滞；
8、重量：≤2.5kg；
9、工作温度：-40℃～65℃，要求在全温度范围内，实现匹配8K（4000万像素）超高清摄像机。具有滤光片切换可见、近红外波段图像及图像输出功能，达到透雾功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的8K超清变焦可见光电视摄像机镜头并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，其特征在于，所述镜头的光学系统包括沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为正的前固定组、光焦度为负的变倍组、光焦度为正的补偿组、光阑以及光焦度为负的后固定组；所述前固定组由正第一双凸透镜、第一负弯月透镜与第一正弯月透镜密接的第一胶合组、第二正弯月透镜、第三正弯月透镜组成；所述变倍组由第二负弯月透镜、第一双凹透镜与第二双凸透镜密接的第二胶合组、第三负弯月透镜组成；所述补偿组由第四正弯月透镜、第四负弯月透镜与第三双凸透镜密接的第三胶合组、第四双凸透镜组成；所述后固定组由第五正弯月透镜与第二双凹透镜密接的第四胶合组、第六正弯月透镜、第五负弯月透镜与第五双凸透镜密接的第五胶合组、第六负弯月透镜、第七负弯月透镜、第八负弯月透镜与第六双凸透镜密接的第六胶合组组成。
2.根据权利要求1所述的一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，其特征在于，所述前固定组与变倍组之间的空气间隔为3.00～80.82mm，所述变倍组与补偿组之间的空气间隔为3.14～111.24mm，所述补偿组与后固定组之间的空气间隔为4.20～36.49mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，其特征在于，所述第一正双凸透镜和第一胶合组之间的空气间隔为0.15mm，第一胶合组与第二正弯月透镜之间的空气间隔为0.15mm，第二正弯月透镜与第三正弯月透镜之间的空气间隔为0.16mm。
4.根据权利要求3所述的一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，其特征在于，所述第二负弯月透镜与第二胶合组之间的空气间隔为9.23mm；第二胶合组与第三负弯月透镜之间的空气间隔为1.75mm。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，其特征在于，所述第四正弯月透镜与第三胶合组之间的空气间隔为0.15mm；第三胶合组与第四双凸透镜之间的空气间隔为0.15mm。
6.根据权利要求5所述的一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，其特征在于，所述第四胶合组与第六正弯月透镜之间的空气间隔为0.91mm；第六正弯月透镜与第五胶合组之间的空气间隔为3.56mm；第五胶合组与第六负弯月透镜之间的空气间隔为6.00mm；第六负弯月透镜与第七负弯月透镜之间的空气间隔为29.88mm；第七负弯月透镜与第六胶合组之间的空气间隔为0.86mm。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种8K超清变焦可见光电视摄像机镜头，其特征在于，位于第六胶合组与像面之间设置有滤色片，所述第六胶合组与滤色片之间的距离为2.00mm。
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