色數(shù)字 CCD ;(4)視場角:2° X1.5° ?22。X 16.5° ; (5)相對孔徑 D/ f':優(yōu)于 1/4.5; (6)光學體積:120mmX43.5mmX43.5mm (長 X 寬 X 高)。
[0030]在光路設(shè)計方面，采用前固定組A ( + )、變倍組B (_)、補償組C (_)和后固定組D(+ )四個組元。用變倍組B的前后移動實現(xiàn)了系統(tǒng)焦距的變化，并由補償組C來補償變倍組B移動時像點的移動，使后固定組D的物距不變，從而使系統(tǒng)的像面位置不變。其中，前固定組A除了實現(xiàn)系統(tǒng)的長焦距外，同時可通過前固定組A的前后移動來實現(xiàn)調(diào)焦。在光學設(shè)計中合理分配前固定組A、變倍組B、補償組C和后固定組D四個組元的焦距，使變焦距鏡頭達到了長焦距、高變倍比，尤其是縮短變倍組B的焦距。
[0031]為了實現(xiàn)光學系統(tǒng)11.8倍的大變倍比，所述鏡頭采用最速變焦凸輪曲線設(shè)計，當變倍組B的倍率m2= -1時，補償組C的倍率I m3 I按最速變焦路線運動，通過上述措施，使得變焦過程的導程最小，光學總長最短，使整個系統(tǒng)的體積小巧。為了追求更高的分辨率，光學設(shè)計時在前固定組A中設(shè)置了第一膠合組和正月牙透鏡A-1，兩片彎向光欄面的正月牙透鏡A-1、A-3不僅提高了光線高度最高的前固定組A的光焦度承擔能力，而且有效地降低了光學鏡頭二級光譜等像差，使鏡頭的分辨率顯著提高，達到百萬像素，可與高清攝像機適配。
[0032]如圖2~3所示，所述鏡頭的機械結(jié)構(gòu)從左往右依次為前固定組件2-1、變倍組件
2-2、變焦凸輪組件2-3、補償組件2-4、后固定組件2-5和攝像機組件2_6，所述鏡頭的中部設(shè)有電動變焦機構(gòu)2-7，所述電動變焦機構(gòu)2-7環(huán)繞分布在鏡頭的周側(cè)。所述電動變焦機構(gòu)2-7設(shè)置有一個實現(xiàn)焦距預(yù)置功能的變焦電位器3-14，所述變焦電位器3-14為精密電位器。
[0033]如圖4~5所示，所述變倍鏡組組件3-2通過連接螺紋安置在變倍移動座3_6上組成變倍組件2-2 ;補償鏡組組件3-13通過連接螺紋安置在補償移動座3-9上組成補償組件
2-4ο所述變倍移動座3-6與補償移動座3-13均安裝在3根導桿3-7上并滑動配合，所述3根導桿3-7通過凸輪蓋板3-3固定在主鏡筒3-1上，變倍凸輪3-12通過前排精密鋼球3_4和后排精密鋼球3-11安置在主鏡筒3-1上，并用變倍凸輪壓圈3-10壓緊，形成滾動軸承結(jié)構(gòu)，把變倍凸輪3-12旋轉(zhuǎn)時的滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，以減少變倍凸輪3-12運動時的摩擦力。所述變倍凸輪3-12按光學變焦運動方程的要求加工兩條變倍、補償曲線槽，分別用變倍導釘組件3-5和補償導釘組件3-8把變倍凸輪3-12與變倍組件2-2、補償組件2_4聯(lián)接在一起，嚴格控制變倍導釘組件3-5和補償導釘組件3-8與兩條曲線槽的配合間隙，保證變倍組件2-2、補償組件2-4滑動平穩(wěn)舒適、無卡滯。
[0034]如圖4~5所示，所述電動變焦機構(gòu)2-7由變焦電機3_20、變焦電位器3_14、磁鐵
3-18以及霍爾元件3-16組成，所述變焦電機3-20通過變倍電機支架3_19安置在主鏡筒3-1上，所述霍爾元件3-16通過變倍限位支架3-17安置在變倍凸輪壓圈3-10上，所述變焦電位器3-14通過變倍電機支架3-19安置在主鏡筒3-1上。變倍電機齒輪3-21分別與電位器齒輪3-15和變倍凸輪3-12齒輪嚙合。
[0035]當變焦電機3-20轉(zhuǎn)子作正負旋轉(zhuǎn)運動時，使變焦電位器3-14轉(zhuǎn)子與變倍凸輪3-12同步轉(zhuǎn)動。通過變倍、補償曲線槽及變倍導釘組件3-5、補償導釘組件3-8帶動變倍組件2-2、補償組件2-4按變倍、補償曲線槽的路徑運動。嚴格控制變倍導釘組件3-5和補償導釘組件3-8與變倍凸輪3-12的曲線槽之間的配合間隙，保證變倍組件2-2和補償組件2-4滑動平穩(wěn)舒適、無卡滯。這樣通過電機旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)變倍組件2-2和補償組件2-4按變焦運動方程要求作前后直線運動，從而實現(xiàn)系統(tǒng)焦距的連續(xù)可變功能。當系統(tǒng)的焦距發(fā)生變化時，電位器齒輪3-15通過與變倍凸輪3-12齒輪嚙合使變焦電位器3-14旋轉(zhuǎn)，此時變焦電位器3-14的阻值發(fā)生變化，通過相應(yīng)的取樣電路可以取出變焦電位器3-14的變化值，并傳給控制中心，從而實現(xiàn)變焦值的顯示；反之，通過控制中心給出命令，可實現(xiàn)焦距的實時控制。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的光學系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設(shè)有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負的變倍組B、光焦度為負的補償組C和光焦度為正的后固定組D，所述前固定組A依次設(shè)有正月牙透鏡A-1和由負月牙透鏡A-2與正月牙透鏡A-3密接的第一膠合組；所述變倍組B依次設(shè)有雙凹透鏡B-1和由雙凹透鏡B-2與正月牙透鏡B-3密接的第二膠合組；所述補償組C依次設(shè)有由雙凹透鏡C-1與正月牙透鏡C-2密接的第三膠合組；所述后固定組D依次設(shè)有雙凸透鏡D-1、正月牙透鏡D-2、由雙凸透鏡D-3與雙凹透鏡D-4密接的第四膠合組、正月牙透鏡D-5和由雙凸透鏡D-6與負月牙透鏡D-7密接的第五膠合組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭，其特征在于:所述前固定組A與變倍組B之間的空氣間隔是1~46_，所述變倍組B與補償組C之間的空氣間隔是3.9-41.5mm，所述補償組C與后固定組D之間的空氣間隔是2.5-10.6mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭，其特征在于:所述前固定組A中的正月牙透鏡A-1與第一膠合組之間的空氣間隔是0.1_。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭，其特征在于:所述變倍組B中的雙凹透鏡B-1與第二膠合組之間的空氣間隔是0.52_。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭，其特征在于:所述后固定組D中的雙凸透鏡D-1與正月牙透鏡D-2之間的空氣間隔是0.1mm，所述正月牙透鏡D-2與第四膠合組之間的空氣間隔是0.75_，所述第四膠合組與正月牙透鏡D-5之間的空氣間隔是0.1mm，所述正月牙透鏡D-5與第五膠合組之間的空氣間隔是3.95mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的機械結(jié)構(gòu)包括沿光線入射方向依次設(shè)置的前固定組件、變倍組件、變焦凸輪組件、補償組件、后固定組件和攝像機組件，所述鏡頭的周側(cè)中部設(shè)有電動變焦機構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭，其特征在于:所述變倍組件由變倍移動座和安置在變倍移動座上的變倍鏡組組件組成，所述補償組件由補償移動座和安置在補償移動座上的補償鏡組組件組成，所述變倍移動座與補償移動座均安裝在多根導桿上并滑動配合，所述多根導桿通過凸輪蓋板固定在主鏡筒上，所述主鏡筒上通過前排精密鋼球和后排精密鋼球安置有由變倍凸輪壓圈壓緊的變倍凸輪，所述變倍凸輪上加工有兩條變倍、補償曲線槽，所述變倍凸輪通過變倍導釘組件和補償導釘組件分別與變倍組件、補償組件聯(lián)接在一起，所述變倍導釘組件和補償導釘組件分別與兩條變倍、補償曲線槽間隙配合。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭，其特征在于:所述電動變焦機構(gòu)由變焦電機、變焦電位器、磁鐵以及霍爾元件組成，所述變焦電機通過變倍電機支架安置在主鏡筒上，所述霍爾元件通過變倍限位支架安置在變倍凸輪壓圈上，所述變焦電位器通過變倍電機支架安置在主鏡筒上；所述變倍電機齒輪分別與電位器齒輪和變倍凸輪齒輪嚙合。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭，其特征在于:所述變焦電位器為精密電位器。10.一種高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭的控制方法，其特征在于:采用權(quán)利要求8或9的高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭，當變焦電機轉(zhuǎn)子作正負旋轉(zhuǎn)運動時，變焦電位器轉(zhuǎn)子與變倍凸輪同步轉(zhuǎn)動，通過變倍、補償曲線槽及變倍導釘組件、補償導釘組件帶動變倍組件、補償組件按變倍、補償曲線槽的路徑運動，實現(xiàn)變倍組件和補償組件按變焦運動方程要求作前后直線運動，從而實現(xiàn)系統(tǒng)焦距的連續(xù)可變功能；當系統(tǒng)的焦距發(fā)生變化時，電位器齒輪通過與變倍凸輪齒輪嚙合使變焦電位器旋轉(zhuǎn)，此時變焦電位器的阻值發(fā)生變化，通過相應(yīng)的取樣電路取出變焦電位器的變化值，并傳給控制中心，從而實現(xiàn)變焦值的顯示；反之，通過控制中心給出命令，實現(xiàn)焦距的實時控制。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高變倍比連續(xù)變焦電視攝像鏡頭及其控制方法，其光學系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設(shè)有前固定組A、變倍組B、補償組C和后固定組D，前固定組A依次設(shè)有正月牙透鏡A-1和由負月牙透鏡A-2與正月牙透鏡A-3密接的膠合組；變倍組B依次設(shè)有雙凹透鏡B-1和由雙凹透鏡B-2與正月牙透鏡B-3密接的膠合組；補償組C設(shè)有由雙凹透鏡C-1與正月牙透鏡C-2密接的膠合組；后固定組D依次設(shè)有雙凸透鏡D-1、正月牙透鏡D-2、由雙凸透鏡D-3與雙凹透鏡D-4密接的膠合組、正月牙透鏡D-5和由雙凸透鏡D-6與負月牙透鏡D-7密接的膠合組。該鏡頭具有結(jié)構(gòu)緊湊、觀測視場大、變倍比大、探測距離遠、分辨率高等特點。
【IPC分類】G03B13/34, G02B7/04, G02B15/17
【公開號】CN105116526
【申請?zhí)枴緾N201510602622
【發(fā)明人】肖維軍, 陳瀟, 周寶藏, 屈立輝, 劉輝
【申請人】福建福光股份有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月21日