[实用新型]大变焦比光学变焦镜头

说明书

技术领域

本实用新型属于光机电一体化领域，涉及一种大变焦比光学变焦镜头。特别是关于一种从短焦、中焦到长焦的16倍大光学变焦距范围的光学变焦镜头。 

技术背景

普通的监控定焦镜头是针对比较稳定的场合使用，不需要去改变监控镜头的焦距和视场角就能满足一般的监控需要。但是，在一些监控目标活动范围比较大的场合下，就要求监控系统能够在像面上获得不同放大率的像以清晰分辨远近不同距离的目标。根据成像原理，对于定焦镜头，想要在像面上获得不同放大率的像，必须改变目标到镜头的距离，而监控镜头通常都是固定不动的，同时监控目标不会主动靠近监控镜头，所以对于监控定焦镜头是难于满足监控目标活动范围比较大的监控要求。而本实用新型大变焦比光学变焦镜头，通过机械补偿的方法改变光学系统的焦距从而在像面上获得不同放大率的像，并且具有16倍大变焦比的变焦能力，同时，在整个变焦过程中，像质都达到了定焦镜头的成像质量。可见，实用新型大变焦比光学变焦镜头具有广泛的应用前景，顺应了监控行业的发展趋势，市场潜力巨大。 

发明内容

本实用新型的目的是设计一种具有大变焦比能力的光学变焦镜头。该镜头匹配相应的摄像机，可以通过改变光学变焦镜头的焦距从而清晰的监控远近不同距离的目标。该镜头具有16倍大变焦比能力，像质也达到了定焦镜头的成像 质量，且结构紧凑，操作便捷，运用前景广。 

本实用新型包括若干个透镜组，这些透镜组自物面至像面依次包括一个正光焦度的前固定透镜组G1，和配置于前固定透镜组G1的像侧的具有负光焦度的变焦透镜组G2，光阑，配置于光阑像侧的具有正光焦度的后固定透镜组G3，以及配置于像侧的最后一组变焦补偿透镜组G4。利用负光焦度的变焦透镜组G2和正光焦度的变焦补偿透镜组G4之间的相对位置变化来实现焦距6-96mm的16倍光学变焦。所述前固定透镜组G1装在主筒[7]前部，用一个前压圈[1]于主筒固定[7]；所述变焦透镜组G2装在径向设有三个导钉的前组镜筒[4]内；所述的后固定组装在主筒[7]的后部，用一个后压圈[6]固定；所述的变焦补偿透镜组G4装在径向设有三个导钉的后组镜筒[18]内，前组镜筒[4]和后组镜筒[18]装在有螺旋形通槽的主筒[7]内，前、后组镜筒通过导钉与主筒连接，使前、后组镜筒能在主筒内螺旋上下滑动，通过分别调整前后组的各具有三个直槽的前调整凸轮[8]和后调整凸轮[9]，实现改变变焦透镜组G2和变焦补偿透镜组G4之间的相对位置，从而达到变焦的目的。 

产品的主要光学指标：焦距f＝6-96mm，视场角2W＝56.8°-3.6°，相对孔径F＝1.95，成像大小对应1/3寸CCD。 

按照上述方案制成的高分辨率镜头光学调制传递函数MTF在60lp/m时，中心视场调制度达到0.65，边缘视场调制度达到0.5。 

附图说明

附图1是镜头组件结构图 

附图2是焦距在6mm时的光学系统示意图 

附图3是焦距在96mm时的光学系统示意图 

附图4是光学系统玻璃镜片的曲率半径和折射率的示意图 

具体实施方式

参见附图1、2、3，本专利中的前固定透镜组G1具有按物体一侧顺序排列的第一透镜为凸凹负镜片L1、第二透镜为双凹正镜片L2和凸凹的第三正透镜L3，所述的第一透镜L1和第二透镜L2为胶合组件。本专利中的变焦透镜组G2具有按物体一侧顺序排列的第四透镜为凸凹负镜片L4，第五透镜为双凹负镜片L5，第六透镜为凸凹正镜片L6，所述的第五透镜L5和第六透镜L6为胶合组件。本专利中的后固定透镜组G3具有按物体一侧顺序排列的第七透镜为双凸正镜片L7，第八透镜为双凸正镜片L8，第九透镜为双凹负镜片L9。本专利中的变焦补偿透镜组G4具有按物体一侧顺序排列的第十透镜为凹凸正镜片L10，第十一透镜为凸凹负镜片L11，第十二透镜为双凸正镜片L12。 

参见附图4，本专利光学系统中的十二个光学透镜的焦距和折射率及其二十二个曲率半径分别满足以下条件： 

-75＜f1＜-50  1.72＜n1＜1.92  45＜R1＜65  18＜R2＜38 

35＜f2＜55    1.61＜n2＜1.81  18＜R2＜38  300＜R3＜500 

51＜f3＜71    1.61＜n3＜1.81  19＜R4＜29  50＜R5＜70 

光阑 

-25＜f4＜-15  1.65＜n4＜1.85  10＜R6＜20     5＜R7＜13