一種日夜兩用大變倍鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本專利屬于光機電一體化領(lǐng)域，涉及一種日夜兩用大變倍鏡頭，尤其是指變倍比 范圍為6-12倍的變焦鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著高清C⑶或CMOS傳感器價格大幅下降，以及人們對監(jiān)控圖像質(zhì)量要 求提升，高清監(jiān)控系統(tǒng)使用更加廣泛。這就需要鏡頭的成像質(zhì)量與之同步提升。雖然有些 監(jiān)控高清變焦鏡頭提高了白天效果，但夜間效果差強人意，尤其是長焦部分夜間效果較差。 本方案解決了該問題，以達到日夜使用條件下，全部焦距段均能很好地匹配高清傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本專利的目的是設(shè)計一種日夜兩用大變倍鏡頭，成像面積能達到1/2. 7"以上，變 倍比范圍為6-12倍，白光分辨率滿足兩百萬像素攝像機的要求，且在日夜共焦條件下，實 現(xiàn)夜間全部焦距段的分辨率不低于百萬像素。為了同時滿足這幾項技術(shù)指標，本專利所述 的變焦鏡頭采用了四個透鏡組，合理布局各個透鏡組以及各個鏡片的焦距，以達到大靶面、 大變倍比的要求；為使得全部焦距段均達到高分辨率指標，合理地布局反常色散玻璃和高 折射率的玻璃。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本專利采用的技術(shù)方案是： 一種日夜兩用大變倍鏡頭，包括固定透鏡組和移動透鏡組，其特征在于從物方到像方 依次為： 第一透鏡組（G1)，具有正焦距且位置固定； 第二透鏡組（G2)，具有負焦距且位置可以移動； 第三透鏡組（G3)，具有正焦距且位置固定； 第四透鏡組（G4)，具有正焦距且位置可以移動； 上述透鏡組同時滿足：l〈fg3/fg4〈2 其中，fg3、fg4分別代表第三組、第四組的焦距。
[0005] 第一透鏡組由雙膠合鏡組和單鏡片組成，焦距均為正值；第二透鏡組包含了單鏡 片和雙膠合鏡組，均為負焦距；第三透鏡組由正焦距的單鏡片和負焦距的雙膠合鏡組構(gòu)成； 第四透鏡組由單鏡片和雙膠合鏡組，焦距皆為正值；系統(tǒng)的光闌位于第二、三透鏡組之間且 位置固定。
[0006] 第一透鏡組中：ν12>65、ν13>65、1· 42〈η12〈1· 61、1· 42〈η13〈1· 61。其中，vl2、vl3 和nl2、nl3分別為該透鏡組中雙膠合鏡組的正透鏡L2以及單鏡片L3的阿貝數(shù)、折射率； 第二透鏡組中：v21>32、v23〈27、l. 78〈η21〈2· 0、1· 85〈η23〈2· 10。其中，v21、v23 和n21、n23分別為該透鏡組中單鏡片L4以及雙膠合鏡組的正透鏡L6的阿貝數(shù)、折射率； 第三透鏡組中：v32>65、l. 42〈n32〈l. 61。其中，v32、n32分別為該透鏡組中雙膠合鏡組 的正透鏡L8的阿貝數(shù)、折射率。
[0007] 從廣角端到攝遠端的變焦過程中，第二透鏡組往像方移動；第四組在廣角端向中 焦端變化過程中由像方朝物方移動，在中焦端向攝遠端變化過程中由物方朝像方移動。
[0008] 根據(jù)本專利，在全部焦段都能良好地校正可見光主波長d(約587nm)與夜間紅外 補光燈的主波長850nm的離焦。
[0009] 根據(jù)本專利，所起到的效果是，能夠提供一種倍比為6-12倍，在日夜共焦情況下， 實現(xiàn)白光分辨率達兩百萬像素，夜間分辨率不低于百萬像素，能夠很好地滿足高清攝像機 對日夜共焦的成像要求。
【附圖說明】
[0010] 附圖1是本專利的實施例1在變焦廣角端時的光學系統(tǒng)示意圖 附圖2是本專利的實施例1在變焦中焦端時的光學系統(tǒng)示意圖 附圖3是本專利的實施例1在變焦攝遠端時的光學系統(tǒng)示意圖 附圖4是本專利的實施例1在變焦廣角端時的球差、像散、畸變曲線圖 附圖5是本專利的實施例1在變焦中焦端時的球差、像散、畸變曲線圖 附圖6是本專利的實施例1在變焦攝遠端時的球差、像散、畸變曲線圖 附圖7是本專利的實施例2在變焦廣角端時的光學系統(tǒng)示意圖 附圖8是本專利的實施例2在變焦中焦端時的光學系統(tǒng)示意圖 附圖9是本專利的實施例2在變焦攝遠端時的光學系統(tǒng)示意圖 附圖10是本專利的實施例2在變焦廣角端時的球差、像散、畸變曲線圖 附圖11是本專利的實施例2在變焦中焦端時的球差、像散、畸變曲線圖 附圖12是本專利的實施例2在變焦攝遠端時的球差、像散、畸變曲線圖 附圖13是本專利的實施例3在變焦廣角端時的光學系統(tǒng)示意圖 附圖14是本專利的實施例3在變焦中焦端時的光學系統(tǒng)示意圖 附圖15是本專利的實施例3在變焦攝遠端時的光學系統(tǒng)示意圖 附圖16是本專利的實施例3在變焦廣角端時的球差、像散、畸變曲線圖 附圖17是本專利的實施例3在變焦中焦端時的球差、像散、畸變曲線圖 附圖18是本專利的實施例3在變焦攝遠端時的球差、像散、畸變曲線圖 符號說明： G1、G2、G3、G4 表示第 1、2、3、4 透鏡組； d表不可見光主波長587nm;850表不紅外補光燈的主波長850nm; S表τκ弧矢方向的場曲，T表τκ子午方向的場曲。
【具體實施方式】
[0011] 本專利的變焦鏡頭具備：物方到像方依次分布了四個透鏡組，第一透鏡組（G1)， 具有正焦距且位置固定；第二透鏡組（G2)，具有負焦距且位置可以移動；第三透鏡組（G3)， 具有正焦距且位置固定；第四透鏡組（G4)，具有正焦距且位置可以移動。系統(tǒng)的光闌位于 第二組與第三組之間，位置固定不變。由第二透鏡組（G2)實現(xiàn)變焦功能，第四透鏡組（G4) 來相應(yīng)的補償運動實現(xiàn)像面保持穩(wěn)定不動。G2、G4兩個透鏡組的運動，在Gl、G3透鏡組保 持不動情況下，沿透鏡的中心線即光軸移動，以實現(xiàn)像面不動情況下改變系統(tǒng)焦距。從廣角 端到攝遠端的變焦過程中，第二透鏡組只往像方移動，不朝物方移動；第四組在廣角端向中 焦端變化過程中由像方朝物方移動，如附圖2、8、14所示；第四組在中焦端向攝遠端變化過 程中，由物方朝像方移，如附圖3、9、15所示。
[0012] 第一透鏡組G1從物方到像方依次分布雙膠合透鏡L1和L2、凸透鏡L3。其中，膠 合透鏡中的凸透鏡L2和凸透鏡L3,使用了滿足關(guān)系式：ν12>65、ν13>65、1. 42〈nl2〈l. 61、 1.42〈nl3〈l. 61的反常色散系數(shù)的光學玻璃，不但可以降低了鏡頭攝遠端可見光的色差影 響，而且對鏡頭攝遠端減少d光與850nm紅外光的離焦起到至關(guān)重要的作用，大大提升攝遠 端的夜間分辨率。
[0013] 第二透鏡組G2自物方至像方依次包含了凹透鏡L3,包含凹透鏡L5和凸透鏡L6 的負焦距膠合雙透鏡。凹透鏡L3滿足關(guān)系式1.78〈n21〈2.0可以大大降低廣角端軸外光 束的單色像差，且滿足v21>32下能有效防止L3鏡片帶來較大的色差。凸透鏡L6滿足式 1. 85〈n23〈2. 10減小高級像差，且在滿足v23〈27關(guān)系下，可以大幅度消減色差，提升該透鏡 組的夜間分辨率。
[0014] 第三透鏡組G3自物方到像方依次包括了凸透鏡L7,由凸透鏡L8和凹透鏡L9構(gòu) 成的雙膠合鏡組。適當?shù)剡x取較高折射率、較低折率的玻璃