自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头及其控制方法，镜头的光学结构包括沿光线入射方向依次间隔设置的光焦度为正的前固定透镜组A、光焦度为负的变倍透镜组B、光焦度为负的补偿透镜组C、可变光栏D和光焦度为正的后固定透镜组E；镜头的机械结构包括方形舱体，舱体的前端和后端分别经前法兰和后法兰连接有一遮光罩和CCD固定组件，遮光罩前端面且位于前保护片的前侧还盖设有一镜片盖，所述镜片盖经一手动自动一体的开盖机构控制开盖。本发明专利技术的有益效果在于：实现镜头的分辨率显著提高，可与高清晰度的摄像机适配，提高了摄像系统在雨、雪、薄雾等阴霾气候条件下对远距离目标的探测能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电
，尤其涉及一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头及其控制方法。
技术介绍
普通摄像镜头仅限于一般照明条件的应用场合，当应用于如雨、雪、薄雾等阴霾气候条件下时，系统探测距离将严重降低，特别是信号本身很弱时，会导致目标信号淹没于背景信号当中，无法正常使用。在不同地域条件、同一地域不同时段，外界照明环境有可能发生较大的改变，采用电子快门调光的方式在一些特殊场合并不足以让摄像设备适应环境的改变而正常工作，需要其他辅助方式进行自动调光。另外，传统的光路结构在外形体积受限而聚光能力要求较高时，也普遍存在变倍倍数小、分辨率不高的特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上不足之处，提供了一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头及其控制方法，提高镜头的分辨率，与高清晰度的摄像机适配，提高了摄像系统在雨、雪、薄雾等阴霾气候条件下对远距离目标的探测能力。本专利技术解决技术问题所采用的方案是：一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，所述镜头的光学结构包括沿光线入射方向依次间隔设置的光焦度为正的前固定透镜组A、光焦度为负的变倍透镜组B、光焦度为负的补偿透镜组C、可变光栏D和光焦度为正的后固定透镜组E；所述前固定透镜组A由沿光线入射方向依次间隔设置的双凸透镜A-1、正月牙透镜A-2、负月牙透镜A-3和正月牙透镜A-4组成；所述变倍透镜组B由沿光线入射方向双凹透镜B-1和正月牙透镜B-2与双凹透镜B-3密接的胶合组组成；所述补偿透镜组C由正月牙透镜C-1与双凹透镜C-2密接的胶合组组成；所述后固定透镜组E包括沿光线入射方向依次间隔设置的中心衰减片E-1、双凸透镜E-2、双凸透镜E-3与双凹镜组E-4密接的胶合组、正月牙透镜E-5、滤色片组E-6、分光棱镜E-7和保护片E-9，所述后固定透镜组E还包括设置于分光棱镜正上方或正下方的聚光镜E-8。进一步的，所述前固定透镜组A和变倍透镜组B之间的空气间隔是3.60～58.96mm，所述变倍透镜组B与补偿透镜组C之间的空气间隔是9.82～35.40mm，所述补偿透镜组C与后固定透镜组E之间的空气间隔是2.82～44.32mm。进一步的，所述前固定透镜组A中，双凸透镜A-1与正月牙透镜A-2之间的空气间隔是0.2mm，正月牙透镜A-2与负月牙透镜A-3之间的空气间隔是2.03mm，负月牙透镜A-3与正月牙透镜A-4之间的空气间隔是0.35mm；所述变倍透镜组B中，双凹透镜B-1与由正月牙透镜B-2和双凹透镜B-3密接的胶合组之间的空气间隔是1.25mm；所述后固定透镜组E中，中心衰减片E-1与双凸透镜E-2之间的空气间隔为2.2mm，双凸透镜E-2与由双凸透镜E-3和双凹镜组E-4密接的胶合组之间的空气间隔为0.2mm，由双凸透镜E-3和双凹镜组E-4密接的胶合组与正月牙透镜E-5之间的空气间隔为0.1mm，正月牙透镜E-5与滤色片组E-6之间的空气间隔为5mm，滤色片E-6组与分光棱镜E-7之间的空气间隔为5mm，分光棱镜E-7与聚光镜E-8之间的空气间隔为4mm，聚光镜E-8与保护片E-9之间空气间隔为4mm。进一步的，所述正月牙透镜A-2、正月牙透镜A-4由超低色散材料H-FK61制成；所述近红外滤色片组E-6工作波长为750nm～900nm；所述中心衰减片E-1的中心透过率为15%。进一步的，所述镜头的机械结构包括用于容置镜头的光学结构的方形舱体，所述舱体的前端和后端分别经前法兰和后法兰连接有一遮光罩和CCD固定组件，所述遮光罩的前端面以及舱体的后端面分别竖向设有实现舱体左右密封的前保护片和后保护片，所述CCD固定组件经一固定架与后法兰连接；所述舱体上端还经一隔板分隔呈一电子舱，所述电子舱内设有一控制电路板；所述遮光罩前端面且位于前保护片的前侧还盖设有一镜片盖，所述镜片盖经一手动自动一体的开盖机构控制开盖，所述开盖机构与所述控制电路板电连。进一步的，所述开盖机构包括一与所述镜片盖固定连接的转动臂、用于驱动转动臂的涡轮、与所述涡轮配合啮合的蜗杆以及与所述蜗杆一端配合连接用于驱动蜗杆的开盖电机，所述开盖电机与所述控制电路板电连，所述蜗杆另一端还固定连接有一用于手动转动的手轮。进一步的，所述前固定透镜组A、变倍透镜组B、补偿透镜组C、可变光栏D和后固定透镜组E沿入射方向依次间隔设置于一主镜筒内，所述主镜筒经位于前端的连接法兰和位于后端的辅助支撑架与所述舱体内壁配合连接；所述主镜筒的前部设有一调焦机构，所述调焦机构包括套设于前固定透镜组A处的前组镜筒，所述前组镜筒经一调焦座与所述主镜筒配合活动连接，所述主镜筒外侧套设有一调焦环，所述调焦环分别经与主镜筒相连接的右旋螺纹和与前组镜筒相连接的左旋螺纹带动前组镜筒配合进行调焦，所述调焦环经一调焦电机驱动旋转，所述调焦环内上设有与所述调焦电机相啮合的齿轮，所述主镜筒上还开设有用于安装两个调焦微动开关和调焦电机的槽孔，所述调焦座上还沿周向均匀布设有三个调焦导钉；所述调焦电机与所述控制电路板电连。进一步的，所述滤色片组E-6由四片滤色片和滤色片盘组成，四片滤色片通过压圈安装在滤色片盘上，所述滤色片盘经一立柱固定于所述主镜筒上，所述滤色片盘经一滤色片电机驱动，所述滤色片组还包括用于定位滤色片的霍尔元件，所述霍尔元件固定于所述立柱上；所述滤色片电机与所述控制电路板电连。进一步的，所述分光棱镜E-7经一分光棱镜机构固定，所述分光棱镜机构包括一用于固定分光棱镜E-7的分光棱镜座上，所述分光棱镜座与分光棱镜固定架固定，分光棱镜固定架通过螺钉固定在主镜筒内壁；所述聚光镜E-8经一聚光镜机构固定，所述聚光镜机构包括用于固定聚光镜E-8的二光路聚光镜座上、光电三极管和用于固定光电三极管的光电三级管座，所述光电三级管上下两面分别设有绝缘片，所述光电三极管座与二光路聚光镜座螺纹连接设置于所述二光路聚光镜座的上侧或下侧；所述CCD固定组件经固定螺钉设置于一托板上方，所述托板固定于所述固定架上，所述CCD固定组件上方经一盖板压紧，并且所述CCD固定组件上下端面分别设有绝缘板，所述固定螺钉上还套设有绝缘螺套。本专利技术还提供一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头的控制方法，首先将镜头与经CCD固定组件与摄像机配合进行摄像；摄像时，通过分光棱镜E-7及聚光镜E-8检测摄像环境照度，并根据摄像环境照度的检测结果切换相应的滤色片组E-6、中心衰减片E-1，结合孔径光阑，实现自动调光。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：首先将镜头与经CCD固定组件与摄像机配合进行摄像，与高清晰度的摄像机适配；提高了摄像系统在雨、雪、薄雾等阴霾气候条件下对远距离目标的探测能力；通过分光棱镜及聚光镜检测环境照度，并根据检测结果切换相应的滤色片、衰减片，结合孔径光阑，实现宽动态范围的自动调光功能；整个镜头结构紧凑，体积小。通过开盖机构实现自动或者手动开盖或关盖；通过调焦电机驱动调焦环实现调焦，通过滤色片电机带动滤色片盘实现滤色片组E-6中滤色片的切换，同时通过霍尔元件反馈定位滤色片的位置。附图说明下面结合附图对本专利技术专利进一步说明。图1为本专利技术实施例的镜头光学结构的结构示意图。图2为本专利技术实施例的镜头机械结构的结构示意图。图3为本专利技术实施例的镜头光学结构与机械结构配合的装配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述镜头的光学结构包括沿光线入射方向依次间隔设置的光焦度为正的前固定透镜组A、光焦度为负的变倍透镜组B、光焦度为负的补偿透镜组C、可变光栏D和光焦度为正的后固定透镜组E；所述前固定透镜组A由沿光线入射方向依次间隔设置的双凸透镜A‑1、正月牙透镜A‑2、负月牙透镜A‑3和正月牙透镜A‑4组成；所述变倍透镜组B由沿光线入射方向双凹透镜B‑1和正月牙透镜B‑2与双凹透镜B‑3密接的胶合组组成；所述补偿透镜组C由正月牙透镜C‑1与双凹透镜C‑2密接的胶合组组成；所述后固定透镜组E包括沿光线入射方向依次间隔设置的中心衰减片E‑1、双凸透镜E‑2、双凸透镜E‑3与双凹镜组E‑4密接的胶合组、正月牙透镜E‑5、滤色片组E‑6、分光棱镜E‑7和保护片E‑9，所述后固定透镜组E还包括设置于分光棱镜正上方或正下方的聚光镜E‑8。

【技术特征摘要】
1.一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述镜头的光学结构包括沿光线入射方向依次间隔设置的光焦度为正的前固定透镜组A、光焦度为负的变倍透镜组B、光焦度为负的补偿透镜组C、可变光栏D和光焦度为正的后固定透镜组E；所述前固定透镜组A由沿光线入射方向依次间隔设置的双凸透镜A-1、正月牙透镜A-2、负月牙透镜A-3和正月牙透镜A-4组成；所述变倍透镜组B由沿光线入射方向双凹透镜B-1和正月牙透镜B-2与双凹透镜B-3密接的胶合组组成；所述补偿透镜组C由正月牙透镜C-1与双凹透镜C-2密接的胶合组组成；所述后固定透镜组E包括沿光线入射方向依次间隔设置的中心衰减片E-1、双凸透镜E-2、双凸透镜E-3与双凹镜组E-4密接的胶合组、正月牙透镜E-5、滤色片组E-6、分光棱镜E-7和保护片E-9，所述后固定透镜组E还包括设置于分光棱镜正上方或正下方的聚光镜E-8。2.根据权利要求1所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述前固定透镜组A和变倍透镜组B之间的空气间隔是3.60～58.96mm，所述变倍透镜组B与补偿透镜组C之间的空气间隔是9.82～35.40mm，所述补偿透镜组C与后固定透镜组E之间的空气间隔是2.82～44.32mm。3.根据权利要求1或2所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述前固定透镜组A中，双凸透镜A-1与正月牙透镜A-2之间的空气间隔是0.2mm，正月牙透镜A-2与负月牙透镜A-3之间的空气间隔是2.03mm，负月牙透镜A-3与正月牙透镜A-4之间的空气间隔是0.35mm；所述变倍透镜组B中，双凹透镜B-1与由正月牙透镜B-2和双凹透镜B-3密接的胶合组之间的空气间隔是1.25mm；所述后固定透镜组E中，中心衰减片E-1与双凸透镜E-2之间的空气间隔为2.2mm，双凸透镜E-2与由双凸透镜E-3和双凹镜组E-4密接的胶合组之间的空气间隔为0.2mm，由双凸透镜E-3和双凹镜组E-4密接的胶合组与正月牙透镜E-5之间的空气间隔为0.1mm，正月牙透镜E-5与滤色片组E-6之间的空气间隔为5mm，滤色片E-6组与分光棱镜E-7之间的空气间隔为5mm，分光棱镜E-7与聚光镜E-8之间的空气间隔为4mm，聚光镜E-8与保护片E-9之间空气间隔为4mm。4.根据权利要求1所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述正月牙透镜A-2、正月牙透镜A-4由超低色散材料H-FK61制成；所述近红外滤色片组E-6工作波长为750nm～900nm；所述中心衰减片E-1的中心透过率为15%。5.根据权利要求1所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述镜头的机械结构包括用于容置镜头的光学结构的方形舱体，所述舱体的前端和后端分别经前法兰和后法兰连接有一遮光罩和CCD 固定组件，所述遮光罩的前端面以及舱体的后端面分别竖向设有实现舱体左右密封的前保护片和后保护片，所述CCD固定组件经一固定架与后法兰连接；所述舱体上端还经一隔板分隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈立辉，陈鹏，肖维军，林春生，
申请(专利权)人：福建福光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35