攝遠型超大像面高清鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種攝遠型超大像面高清鏡頭，屬于光電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]攝遠型光學(xué)系統(tǒng)因其特有的結(jié)構(gòu)緊湊的特點，在對系統(tǒng)提出嚴(yán)格幾何外形限制要求的場合得到了廣泛的應(yīng)用。但是這種系統(tǒng)也有固有的缺點，比如系統(tǒng)主要光焦度集中在系統(tǒng)前部分，增加了球差、色差尤其是二級光譜等軸向像差的校正難度;光焦度前后分離現(xiàn)象比較嚴(yán)重，軸外像差尤其是垂軸色差、畸變等嚴(yán)重限制了攝遠型系統(tǒng)的視場角，難于在大靶面系統(tǒng)中應(yīng)用；當(dāng)要求大通光量時，其光學(xué)總長與系統(tǒng)焦距的比值也難于進一步減小，一般的攝遠型折射系統(tǒng)比值約為0.75?0.85;特別是當(dāng)要求這類系統(tǒng)與高清相機適配時，更增加了設(shè)計難度。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種攝遠型超大像面高清鏡頭。該鏡頭成像靶面達到了 44mm，光學(xué)總長與系統(tǒng)焦距的比值小于0.56，通光量大，且具有高分辨率的特點，能與高清相機適配，中間鏡組可調(diào)焦，能滿足極端溫度環(huán)境下的應(yīng)用要求。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是，一種攝遠型超大像面高清鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的機械結(jié)構(gòu)包括自左向右依次安裝連接在底板上的主鏡筒、后組鏡筒和CCD組件，所述主鏡筒和后組鏡筒之間通過光欄座相連接，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)包括沿光路自左向右入射方向分別設(shè)置有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負(fù)的調(diào)焦組B、可變光闌C、光焦度為正的后固定組D，所述前固定組A和調(diào)焦組B設(shè)置在主鏡筒內(nèi)，所述后固定組D設(shè)置在后組鏡筒內(nèi)。
[0005]進一步的，所述前固定組A包括依次設(shè)置的平凸透鏡A-1、正月牙型透鏡A-2、負(fù)月牙型透鏡A-3、正月牙透鏡A-4，所述調(diào)焦組B包括依次設(shè)置的由雙凸透鏡B-1和雙凹透鏡B-2密接的調(diào)焦膠合組、平凹透鏡B-3;所述后固定組D包括依次設(shè)置的由雙凹透鏡D-1和平凸透鏡D-2密接的固定膠合組、雙凸透鏡D-3。
[0006]進一步的，沿光線入射方向，所述前固定組A與調(diào)焦組B之間的空氣間隔為21.50mm，調(diào)焦組B與光闌C之間的空氣間隔為34.0Omm，光闌C與后固定組D之間的空氣間隔為50.0Omm0
[0007]進一步的，沿光線入射方向，所述平凸透鏡A-1與正月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔為0.20mm，正月牙型透鏡A-2與負(fù)月牙型透鏡A-3之間的空氣間隔為0.20mm，負(fù)月牙型透鏡A-3與正月牙透鏡A-4之間的空氣間隔為0.80mm;所述調(diào)焦膠合組與平凹透鏡B-3之間的空氣間隔為4.0Omm ；所述固定膠合組與雙凸透鏡D-3之間的空氣間隔為53.0Omm。
[0008]進一步的，所述平凸透鏡A-2、正月牙透鏡A-4均由H-FK61超低色散材料制成。
[0009]進一步的，所述光欄座的內(nèi)壁設(shè)置有諾干條齒紋并涂覆有消光漆。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:光學(xué)總長與系統(tǒng)焦距的比值小于0.56，遠低于一般的攝遠型折射系統(tǒng)(0.75?0.85)，克服了攝遠型結(jié)構(gòu)軸外像差難于校正、難以適應(yīng)大靶面成像的缺點，其成像靶面達到了44mm，使得光信息收集能力大大增強；克服了攝遠型結(jié)構(gòu)光焦度分配中前后分離嚴(yán)重、難以校正軸上像差的缺點，具有通光量大、高分辨率的特點，能與高清相機適配；中間鏡組可調(diào)焦，能滿足極端溫度環(huán)境下的應(yīng)用要求。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細(xì)的闡述。
[0012]圖1為本實用新型的光學(xué)系統(tǒng)圖；
[0013]圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0014]圖中:
[0015]A-前固定組A; A-1-平凸透鏡A-1; A_2_正月牙型透鏡A_2 ; A_3_負(fù)月牙型透鏡A-3 ;A-4-正月牙透鏡A-4; B-調(diào)焦組B; B-1-雙凸透鏡B-1; B-2-雙凹透鏡B_2 ; B-3-平凹透鏡B-3 ;C-可變光闌C ; D-后固定組D; D-1-雙凹透鏡D-1; D-2-平凸透鏡D-2 ; D-3-雙凸透鏡D-3; 1-主鏡筒;2-底板;3-光欄座;4-側(cè)板;5-后組鏡筒;6-C⑶組件。
【具體實施方式】
[0016]如圖1?2所示，一種攝遠型超大像面高清鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的機械結(jié)構(gòu)包括自左向右依次安裝連接在底板上的主鏡筒、后組鏡筒和C⑶組件，所述主鏡筒和后組鏡筒之間通過光欄座相連接，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)包括沿光路自左向右入射方向分別設(shè)置有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負(fù)的調(diào)焦組B、可變光闌C、光焦度為正的后固定組D，所述前固定組A和調(diào)焦組B設(shè)置在主鏡筒內(nèi)，所述后固定組D設(shè)置在后組鏡筒內(nèi)。
[0017]在本實施例中，所述前固定組A包括依次設(shè)置的平凸透鏡A-1、正月牙型透鏡A-2、負(fù)月牙型透鏡A-3、正月牙透鏡A-4，所述調(diào)焦組B包括依次設(shè)置的由雙凸透鏡B-1和雙凹透鏡B-2密接的調(diào)焦膠合組、平凹透鏡B-3;所述后固定組D包括依次設(shè)置的由雙凹透鏡D-1和平凸透鏡D-2密接的固定膠合組、雙凸透鏡D-3。
[0018]在本實施例中，沿光線入射方向，所述前固定組A與調(diào)焦組B之間的空氣間隔為21.50mm，調(diào)焦組B與光闌C之間的空氣間隔為34.0Omm，光闌C與后固定組D之間的空氣間隔為50.0Omm0
[0019]在本實施例中，沿光線入射方向，所述平凸透鏡A-1與正月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔為0.20mm，正月牙型透鏡A-2與負(fù)月牙型透鏡A-3之間的空氣間隔為0.20mm，負(fù)月牙型透鏡A-3與正月牙透鏡A-4之間的空氣間隔為0.80mm;所述調(diào)焦膠合組與平凹透鏡B-3之間的空氣間隔為4.0Omm ；所述固定膠合組與雙凸透鏡D-3之間的空氣間隔為53.0Omm。
[0020]在本實施例中，所述平凸透鏡A-2、正月牙透鏡A-4均由H-FK61超低色散材料制成。
[0021]在本實施例中，在光路設(shè)計時，選用攝遠型初始結(jié)構(gòu)，合理排布光焦度分布，使光學(xué)系統(tǒng)總長與系統(tǒng)焦距值之比盡量減?。挥捎谙到y(tǒng)主要光焦度集中在前部分，增加了球差、軸上色差尤其是二級光譜等軸向像差的校正難度，特別是前固定組，承擔(dān)了大部分校正系統(tǒng)軸上像差的任務(wù)，因此使用了兩片超低色散的光學(xué)玻璃，使鏡頭的分辨率大幅提高，中間調(diào)焦組用于對遠近不同目標(biāo)進行聚焦，彌補了大口徑鏡頭景深小的缺陷；同時利用該調(diào)焦組對溫度引起的像面漂移進行溫度調(diào)焦，使得鏡頭在極端溫度環(huán)境下仍能良好成像。
[0022]在本實施例中，為了承受振動及力學(xué)沖擊要求，采用采用側(cè)板連接和底板輔助連接的方式固定，有效提高鏡頭整體抗振性能和可靠性。同時盡可能降低系統(tǒng)的重心，以增加鏡頭的諧振頻率，避免低頻處產(chǎn)生共振，從而提高了鏡頭的抗振性能。此樣機裝調(diào)后，進行振動、沖擊實驗。實驗結(jié)果在振動頻率段沒有產(chǎn)生共振現(xiàn)象，各項技術(shù)指標(biāo)符合技術(shù)條件要求。
[0023]在本實施例中，鏡頭前組鏡片口徑較大，最大口徑為114mm。為了滿足-40°C~+65°C的工作溫度要求，通過計算適當(dāng)加大鏡片與鏡筒之間的間隙，保證在高溫差情況下鏡頭的成像質(zhì)量，提高鏡頭可靠性。
[0024]在本實施例中，前固定組A和調(diào)焦組B設(shè)計成前后裝入方式，前固定組A通過前組鏡筒左側(cè)按順序裝入，調(diào)焦組B通過前組鏡筒右側(cè)按順序裝入，保證機裝、光裝、調(diào)試的方便性，同時方便后期的維修和故障排查。
[0025]在本實施例中，光欄座及各壓圈、隔圈等內(nèi)壁處均加工諾干條寬度適當(dāng)?shù)凝X紋，并涂上消光漆，利用鏡筒內(nèi)壁對雜散光輻射的散射和吸收，從而達到抑制雜散光的目的。
[0026]在本實施例中，該鏡頭實現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)如下:焦距:f7=550mm;相對孔徑D/F=l/5;視場角2ω:4.52° ;適用光譜范圍:450nm?700nm;分辨率:與千萬像素的高清攝像機適配；光路總長Σ < 308mm;工作溫度:-40°C~+65°C ；工作相對濕度:< 95%;振動:1/2半正弦波，三軸方向5Hz-1000Hz，3g;沖擊:三軸方15g，20ms，每軸3次。。
[0027]在本實施例中，通過膜系優(yōu)化設(shè)計，使鏡頭在450-700nm波段范圍內(nèi)有優(yōu)于85%的透過率，提高對遠距離目標(biāo)的探測能力。
[0028]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種攝遠型超大像面高清鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的機械結(jié)構(gòu)包括自左向右依次安裝連接在底板上的主鏡筒、后組鏡筒和C⑶組件，所述主鏡筒和后組鏡筒之間通過光欄座相連接，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)包括沿光路自左向右入射方向分別設(shè)置有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負(fù)的調(diào)焦組B、可變光闌C、光焦度為正的后固定組D，所述前固定組A和調(diào)焦組B設(shè)置在主鏡筒內(nèi)，所述后固定組D設(shè)置在后組鏡筒內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝遠型超大像面高清鏡頭，其特征在于:所述前固定組A包括依次設(shè)置的平凸透鏡A-1、正月牙型透鏡A-2、負(fù)月牙型透鏡A-3、正月牙透鏡A-4，所述調(diào)焦組B包括依次設(shè)置的由雙凸透鏡B-1和雙凹透鏡B-2密接的調(diào)焦膠合組、平凹透鏡B-3;所述后固定組D包括依次設(shè)置的由雙凹透鏡D-1和平凸透鏡D-2密接的固定膠合組、雙凸透鏡D-3。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝遠型超大像面高清鏡頭，其特征在于:沿光線入射方向，所述前固定組A與調(diào)焦組B之間的空氣間隔為21.50mm，調(diào)焦組B與光闌C之間的空氣間隔為34.00mm，光闌C與后固定組D之間的空氣間隔為50.00mm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝遠型超大像面高清鏡頭，其特征在于:沿光線入射方向，所述平凸透鏡A-1與正月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔為0.20mm，正月牙型透鏡A-2與負(fù)月牙型透鏡A-3之間的空氣間隔為0.20mm，負(fù)月牙型透鏡A-3與正月牙透鏡A-4之間的空氣間隔為0.80mm;所述調(diào)焦膠合組與平凹透鏡B-3之間的空氣間隔為4.0Omm;所述固定膠合組與雙凸透鏡D-3之間的空氣間隔為53.0Omm。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝遠型超大像面高清鏡頭，其特征在于:所述平凸透鏡A-2、正月牙透鏡A-4均由H-FK61超低色散材料制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝遠型超大像面高清鏡頭，其特征在于:所述光欄座的內(nèi)壁設(shè)置有諾干條齒紋并涂覆有消光漆。
【專利摘要】本實用新型涉及一種攝遠型超大像面高清鏡頭，鏡頭的機械結(jié)構(gòu)包括自左向右依次安裝連接在底板上的主鏡筒、后組鏡筒和CCD組件，主鏡筒和后組鏡筒之間通過光欄座相連接，鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)包括沿光路自左向右入射方向分別設(shè)置有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負(fù)的調(diào)焦組B、可變光闌C、光焦度為正的后固定組D，前固定組A和調(diào)焦組B設(shè)置在主鏡筒內(nèi)，所述后固定組D設(shè)置在后組鏡筒內(nèi)，本實用新型光學(xué)總長與系統(tǒng)焦距的比值小于0.56，遠低于一般的攝遠型折射系統(tǒng)，克服了攝遠型結(jié)構(gòu)軸外像差難于校正、難以適應(yīng)大靶面成像的缺點，成像靶面達到了44mm，使得光信息收集能力大大增強，具有通光量大、高分辨率的特點，能與高清相機適配。
【IPC分類】G02B13/02, G02B13/00
【公開號】CN205193340
【申請?zhí)枴緾N201520941956
【發(fā)明人】屈立輝, 陳鵬, 劉輝, 周寶藏, 張清蘇
【申請人】福建福光股份有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年11月24日