高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，適用于為實(shí)現(xiàn)消像旋高清晰度 觀察和透霧觀察的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 自從人類發(fā)明了電視，就一直在追求高清晰度畫面的道路上努力拼搏，高清電視 較標(biāo)清電視具有高像質(zhì)、大視角、多信息量的優(yōu)勢(shì)，正引領(lǐng)著一場(chǎng)新的視覺革命。作為電視 的眼睛一光學(xué)鏡頭直接影響著成像的效果，未來電視鏡頭市場(chǎng)的爭(zhēng)奪中，高清鏡頭市場(chǎng)將 會(huì)成為主要競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)，能否跟上高清監(jiān)控的腳步，將會(huì)決定在競(jìng)爭(zhēng)中的勝負(fù)。
[0003] 對(duì)于具有二維掃描功能的觀測(cè)、跟蹤系統(tǒng)，像旋會(huì)影響跟蹤精度或目標(biāo)丟失，因此 消像旋是必須解決的關(guān)鍵技術(shù)。消像旋的方法有光學(xué)消像旋、旋轉(zhuǎn)探測(cè)器消像旋、圖像處理 消像旋=種方法，本申請(qǐng)采用光學(xué)消像旋的方法。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)裝置均無光學(xué)消像旋功能，且焦距短、普遍適 配1/3英寸、1/2英寸CCD，工作溫度范圍為-20°c~+60°C;焦距長(zhǎng)，且能適配2/3英寸及更 大像面CCD，工作溫度范圍為-30°C~+65°C的光學(xué)裝置很難實(shí)現(xiàn)，該是由于該類光學(xué)裝置 要求分辨目標(biāo)細(xì)節(jié)的特點(diǎn)，決定了光學(xué)系統(tǒng)的像差校正必須在空間頻率0~1201p/mm范圍 進(jìn)行，而標(biāo)清透霧電視要求在空間頻率0~601p/mm范圍內(nèi)校正像差。像面尺寸越大，空間 頻率的高頻越高，無論是軸上像差還是軸外像差，也無論是初級(jí)像差還是高級(jí)像差，均難W 校正，特別是高級(jí)像差，它不僅難W校正，而且對(duì)中、高頻的影響十分突出，即使是微量的剩 余高級(jí)像差也會(huì)使傳遞函數(shù)曲線急劇下降，甚至截止。
[0005] 工作波段寬，為400皿~1000皿，因系統(tǒng)像質(zhì)要求高，全波段像差校正難度太大、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也高；分波段一根據(jù)適配的CCD的光譜響應(yīng)曲線，將400nm~1000 nm 的波段范圍分為可見光和近紅外兩個(gè)波段校正像差又存在不齊焦問題?，F(xiàn)有技術(shù)廣泛使用 的齊焦方式有兩種，一是增加補(bǔ)償鏡，二是改變?yōu)V光鏡的厚度，方式一的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝調(diào)難 度大，方式二的互換性差。
[0006] 工作溫度范圍寬，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，反之，環(huán)境適應(yīng)性就差，較寬的工作溫度范圍，要 求高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)裝置運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合公差既要能保證光軸一致性和齊焦性，還要 能在該溫度范圍內(nèi)變、調(diào)焦機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活無卡滯現(xiàn)象。
[0007] 概括地說，現(xiàn)有技術(shù)廣泛使用的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)裝置存在W下主要缺陷：
[000引 1、無光學(xué)消像旋功能。
[0009] 2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、溫度適應(yīng)性差、齊焦性差。現(xiàn)有技術(shù)長(zhǎng)焦距高清透霧連續(xù)變焦光學(xué) 裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鏡片數(shù)多；現(xiàn)有高清透霧鏡頭的工作溫度范圍為-20°c~+60°C，若工作 在-30°C~+65°C時(shí)會(huì)出現(xiàn)調(diào)焦或變焦卡滯，運(yùn)動(dòng)不靈活；分波段像差設(shè)計(jì)會(huì)使高清觀察和 透霧觀察不齊焦，必須用增加補(bǔ)償鏡組或改變?yōu)V光鏡中屯、厚度的方法齊焦，該方法結(jié)構(gòu)復(fù) 雜、通用性差。
[0010] 3、焦距短、像面尺寸小。高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)裝置的焦距范圍普遍在IOmm~ 320mm之間，15. 6mm~500mm只有一款，它們均適配1/3英寸或1/2英寸CCD,適配2/3英寸 及更大像面CCD的該類光學(xué)裝置很難實(shí)現(xiàn)，因該類光學(xué)裝置像差校正十分困難。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種高清透 霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置。
[0012] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0013] 提供一種高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，包括安裝于同一光軸上依次排列的前 透鏡組、變倍組、補(bǔ)償組、可變光闊組、后固定前組、消旋棱鏡組、后固定后組W及濾光鏡組； 其中：
[0014] 所述前透鏡組、所述變倍組和所述補(bǔ)償組均可沿光軸方向運(yùn)動(dòng)；
[0015] 所述后固定前組和所述后固定后組均固定在光軸上；
[0016] 所述消旋棱鏡組置于所述后固定前組和所述后固定后組的會(huì)聚光路中，所述消旋 棱鏡組繞光軸旋轉(zhuǎn)；
[0017] 所述可變光闊組和所述濾光鏡組均垂直于光軸安裝，且均在垂直于光軸方向上運(yùn) 動(dòng)。
[0018] 本實(shí)用新型所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置中，所述前透鏡組為單單雙結(jié) 構(gòu)的正光焦度組，從前至后依次為；兩片低色散晶體材料的雙凸透鏡，一片高折射率重銅火 石雙凹透鏡與一片低色散的重冕雙凸透鏡組成的雙膠合透鏡。
[0019] 本實(shí)用新型所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置中，所述的變倍組為雙單單結(jié) 構(gòu)的負(fù)光焦度組，從前至后依次為；一片高折射率重火石正彎月透鏡與一片中等色散銅冕 雙凹透鏡組成的雙膠合透鏡、一片高色散重領(lǐng)火石正彎月透鏡、一片低色散輕冕雙凹透鏡。
[0020] 本實(shí)用新型所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置中，所述的補(bǔ)償組為雙雙結(jié)構(gòu) 的正光焦度組，從前至后依次為；一片低色散輕冕雙凸透鏡與一片高色散重火石負(fù)彎月透 鏡組成的雙膠合透鏡，一片低色散輕冕雙凸透鏡和一片高色散的重領(lǐng)火石負(fù)彎月透鏡組成 的雙膠合透鏡。
[0021] 本實(shí)用新型所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置中，所述的可變光闊組位于補(bǔ) 償組和后固定前組之間的一固定位置，通光口徑可變。
[0022] 本實(shí)用新型所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置中，所述的后固定前組為單雙 雙結(jié)構(gòu)的負(fù)光焦度組，從前至后依次為；一片高折射率重銅火石負(fù)彎月透鏡、一片高色散重 領(lǐng)火石正彎月透鏡和一片低色散輕冕正彎月透鏡組成的雙膠合透鏡、一片中等折射率銅火 石雙凹透鏡和一片高色散重火石正彎月透鏡組成的雙膠合透鏡。
[0023] 本實(shí)用新型所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置中，所述的消旋棱鏡組為別漢 棱鏡。
[0024] 本實(shí)用新型所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置中，所述的后固定后組為單單 單結(jié)構(gòu)的正光焦度組，從前至后依次為；一片高折射率重火石負(fù)彎月透鏡、一片低色散輕 冕雙凸透鏡、一片低色散輕冕正彎月透鏡。
[0025] 本實(shí)用新型所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置中，所述的濾光鏡組位于后固 定后組與像面之間，包含兩片在同一平面上排列的不同波段的平面濾光鏡。
[0026] 本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是；本實(shí)用新型的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置采 用分波段校正像差的方法進(jìn)行像差設(shè)計(jì)，在不增加補(bǔ)償組、不改變?yōu)V光鏡厚度、不復(fù)雜結(jié)構(gòu) 的前提下，使高清觀察和透霧觀察齊焦，且能在-30°C~+65°C的溫度范圍內(nèi)工作。
【附圖說明】
[0027] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中：
[002引圖1為本實(shí)用新型光學(xué)裝置示意圖，山、d23、d34為可變間隔；
[0029] 圖2. 1為本實(shí)用新型變焦運(yùn)動(dòng)示意圖，di2s、cU、CU為短焦時(shí)的間隔；
[0030] 圖2. 2為本實(shí)用新型變焦擔(dān)動(dòng)不意圖，di2L、dgsL、dsAL為長(zhǎng)焦時(shí)的間隔；
[0031] 圖3. 1為本實(shí)用新型光學(xué)裝置的變倍曲線和補(bǔ)償曲線凸輪槽的示意圖一；
[0032] 圖3. 2為本實(shí)用新型光學(xué)裝置的變倍曲線和補(bǔ)償曲線凸輪槽的示意圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用W解釋本 實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0034] 本實(shí)用新型的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，在保證系統(tǒng)光學(xué)性能和高質(zhì)量像 質(zhì)的前提下，實(shí)現(xiàn)消像旋條件下的高清觀察和透霧觀察齊焦及2/3英寸，長(zhǎng)寬比16 ;9的像 面CCD適配。本實(shí)用新型通過研究變倍曲線和補(bǔ)償曲線不規(guī)則度對(duì)總長(zhǎng)控制和像差校正的 影響W及分波段像差校正、光學(xué)材料配對(duì)等設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了空間頻率0~1201p/mm范圍， 工作波段400皿~700皿和760皿~1000皿范圍的像差校正，像質(zhì)優(yōu)良，是能實(shí)現(xiàn)不同變 倍比和不同像面尺寸CCD適配的高清透霧光學(xué)消旋裝置。
[0035] 本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，本實(shí)用新型的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué) 消旋裝置包括安裝于同一光軸O-O上的=個(gè)沿光軸方向運(yùn)動(dòng)、兩個(gè)垂直于光軸方向運(yùn)動(dòng)、 一個(gè)繞光軸旋轉(zhuǎn)、兩個(gè)固定在光軸上的8個(gè)組件；W光進(jìn)入的前透鏡組1 一端為前端，像面 9 一端為后端，從前至后依次排列為：前透鏡組1、變倍組2、補(bǔ)償組3、可變光闊組4、后固定 前組5、消旋棱鏡組6、后固定后組7W及濾光鏡組8。
[0036] 前透鏡組1、變倍組2和補(bǔ)償組3均可沿光軸方向運(yùn)動(dòng)；圖1所示，di2、d23、d34為可 變間隔；如圖2. 1所示，為本實(shí)用新型變焦運(yùn)動(dòng)示意圖，di2,、d23,、d34,為短焦時(shí)的間隔；如圖 2. 2所示，為本實(shí)用新型變焦運(yùn)動(dòng)示意圖，di2L、d23L、ds&為長(zhǎng)焦時(shí)的間隔。
[0037] 前透鏡組1、變倍組2和補(bǔ)償組3均可沿光軸方向運(yùn)動(dòng)；后固定前組5和后固定后 組7均固定在光軸上；消旋棱鏡組6置于后固定前組5和后固定后組7的會(huì)聚光路中，消旋 棱鏡組6繞光軸旋轉(zhuǎn)。消旋棱鏡組6置于后固定前組5和后固定后組7的會(huì)聚光路中?？?變光闊組4和濾光鏡組8均垂直于光軸安裝，且均在垂直于光軸方向上運(yùn)動(dòng)。
[003引本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，可變光闊組4垂直于光軸安裝，在垂直于光軸方向 上運(yùn)動(dòng)，距離后固定組5的第一片透鏡前頂點(diǎn)2. 14mm;濾光鏡組6垂直于光軸安裝，在垂直 于光軸方向上運(yùn)動(dòng)，兩片等厚的濾光鏡分別工作于400nm~700nm和760nm~1000 nm的不 同波段。
[0039] 本實(shí)用新型中，前透鏡組1的作用是將平行光成的像作為變倍組的物，它對(duì)變倍 比不起作用，只影響總焦距的大小，承擔(dān)調(diào)焦任務(wù)，為正光焦度組。前透鏡組的焦距越長(zhǎng)， 越有利于像差校正，但前透鏡組的焦距越大，則系統(tǒng)的總長(zhǎng)就越長(zhǎng)，該對(duì)減小系統(tǒng)的外形尺 寸不利。因此，前透鏡組的相對(duì)孔徑應(yīng)控制在1/2左右，本組件的相對(duì)孔徑IVf為1/1. 9,考 慮到組內(nèi)長(zhǎng)焦時(shí)有較為突出球差、色差，采用單單雙的結(jié)構(gòu)形