日夜两用迷你广角变焦镜头系统技术方案

本实用新型专利技术涉及日夜两用广角变焦镜头系统，应用于各种安防监控场所摄像机内的高清晰光学成像镜头。它沿着光轴方向依次包括负光焦度的第一透镜组、正光焦度的第二透镜组，以及位于第一透镜组和第二透镜组之间的光阑，其特征是第一透镜组由凹面朝向像面的弯月形负光焦度的第一透镜、双面凹形负光焦度的第二透镜、弯月形正光焦度的第三透镜依序排列组合而成；正光焦度的第二透镜组由双面凸形正光焦度的第四透镜、双面凸形正光焦度的第五透镜、双面凹形负光焦度的第六透镜、双面凸形正光焦度的第七透镜和双面凸形正光焦度的第八透镜依序排列组合而成。它具有提高了变焦比，拓展了动目标清晰成像的空间范围，变焦范围可达４～１１ｍｍ等优点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及日夜两用广角变焦镜头系统，应用于各种安防监控场所摄像机内 的高清晰光学成像镜头。
技术介绍
在安防监控领域，由于监控场合的多样性，人们对日夜不间断摄像监控的需求以 及高解析球罩摄像机的普及，对监控用的光学镜头系统的变焦比、宽光谱清晰成像和结构 体积等性能指标提出了越来越高的要求。通常，变焦镜头系统主要有三种结构形式四组元、三组元和两组元。两组元的多 焦点变焦镜头系统，由于其光机结构简单，易于装配调试，良品率高，制造成本低廉，大量地 应用于安防电视监控系统，市场占有率高。但同时，由于受组元和镜片数的限制，它的光学 系统难以在大变焦比、宽光谱高分辨率和紧凑结构等性能指标方面取得较好的平衡。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种变焦比大于2. 65，短焦视场角大于 90°，光学系统总长度小于11. 5倍短焦焦矩，短焦后截矩大于1. 6倍短焦焦矩的日夜两用 广角变焦镜头系统。本技术所要解决的另一个技术问题是提供一种在整个变焦范围内 可见谱段和近红外谱段可以同时校正像差的日夜两用广角变焦镜头系统。本技术解决技术问题的技术方案是(A)日夜两用广角变焦镜头系统，沿着 光轴方向依次包括负光焦度的第一透镜组、正光焦度的第二透镜组，以及位于第一透镜组 和第二透镜组之间的光阑，其特征是第一透镜组由凹面朝向像面的弯月形负光焦度的第一 透镜、双面凹形负光焦度的第二透镜、弯月形正光焦度的第三透镜依序排列组合而成；正光 焦度的第二透镜组由双面凸形正光焦度的第四透镜、双面凸形正光焦度的第五透镜、双面 凹形负光焦度的第六透镜、双面凸形正光焦度的第七透镜和双面凸形正光焦度的第八透镜 依序排列组合而成。(B) A所述的日夜两用广角变焦镜头系统，其特征是第二透镜、第三透镜相胶合组 成胶合镜；第六透镜、第七透镜相胶合组成另一胶合镜。(C)A或B所述的日夜两用广角变焦镜头系统，其特征是满足下列条件(i)f' ！ < f' 2 ；(ii)2. 65 < f' T/f' ff < 3. 1 ；(iii)2. 15 < -f' Jf ff < 2. 55 ；(iv) 1. 2 < dd1/(f' T-f' ff) < 1. 4 ；(v) 60 < y2,60 < Y7 ；(vi) 10. 5 < Lw/f' w < 11. 8 ；(vii) 1. 65 < fbw/f' w< 1.8;其中，f'工是第一透镜组焦距；f' 2是第二透镜组焦距；f' τ是变焦镜头系统在望远端的焦距；f' w是变焦镜头系统在广角端的焦距；Cld1是变焦时第一透镜组的移动距离；Y2是第二透镜的阿贝系数；γ 7是第七透镜的阿贝系数；Lw是变焦镜头系统位于广角端时，其第一透镜入射表面到像面沿光轴方向的距 罔；fbw是变焦镜头系统位于广角端的后截距。本技术具有如下优点1、通过小型化设计和合理的光学结构选取，提高了光学镜头的变焦比，拓展了动 目标清晰成像的空间范围，应用于1/3寸摄像机，其变焦范围可达4 11mm。2、有效地减小了常规二组元变焦镜头的结构尺寸，使之适用于大多数小型化球形 摄像机系统。3、通过合理的材料参数匹配，拓宽了其应用谱线范围，在近红外辅助照明条件下， 亦能获得良好的成像表现力，满足了 24小时不间断日夜监控的需求。附图说明附图1是本技术变焦镜头系统以通过光轴线的竖直平面为剖切面剖切开的 剖视图。 图中1是第一透镜，2是第二透镜，3是第三透镜，4是光阑，5是第四透镜，7是第五 透镜，9是第六透镜，11是第七透镜，13是第八透镜。图2是图1所示变焦镜头系统在具体实施例中沿着光轴OO1方向以曲率R(i)表 示的各图元素面序号i。图3A是本技术变焦镜头系统实施例广角端球差特性曲线图。图3B是本技术变焦镜头系统实施例望远端球差特性曲线图。图4A是本技术变焦镜头系统实施例广角端场曲特性曲线图。图4B是本技术变焦镜头系统实施例望远端场曲特性曲线图。图5A是本技术变焦镜头系统实施例广角端畸变特性曲线图。图5B是本技术变焦镜头系统实施例望远端畸变特性曲线图。具体实施方式作为实施例，本技术沿着光轴OO1方向依次包括负光焦度的第一透镜组和正 光焦度的第二透镜组以及位于两透镜组之间的光阑(4)。第一透镜组包括三个透镜第一透镜(1)是负光焦度，为凹面朝向像面的弯月形 透镜；第二透镜(2)是负光焦度，为双面凹形透镜；第三透镜(3)是凹面朝向像面的弯月形 透镜，为正光焦度。第二透镜组包括五个透镜第四透镜(5)是正光焦度，为双面凸形透镜；第五透镜 (7)是正光焦度，为双面凸形透镜；第六透镜(9)是负光焦度，为双面凹形透镜；第七透镜 (11)是正光焦度，为双面凸形透镜；第八透镜(13)是正光焦度，为双面凸形透镜。为了取得消除色差的良好效果，第二透镜(2)第三透镜(3)可以相互胶成一胶合镜；第六透镜(9)和第七透镜(11)可以相互胶合成另一胶合透镜。本技术变焦镜头系统各参数满足下列条件(i)f' ！ < 0 < f' 2(ii) 2. 65 < f，T/f，ff < 3. 1(iii) 2. 15 < -f，Jf' ff < 2. 55(iv) 1. 2 < ,/if' T-f' ff) < 1. 4(ν) 60 < y2,60 < Y2(vi) 10. 5 < Lff/f' ff < 11. 8(vii) 1. 65 < fbff/f' ff < 1. 8其中，f ’工是第一透镜组焦距；f ’ 2是第一透镜组焦距；f ’ τ是变焦镜头系统在望远端的焦距；f w是变焦镜头系统在广角端的焦距；Cld1是变焦时第一透镜组的移动距离；Y2是二透镜的阿贝系数；γ 7是第七透镜的阿贝系数；Lw是变焦镜头系统位于广角端时，其第一透镜入射表面到像面沿光轴方向的距 罔；fbff是变焦镜头系统位于广角端的后截距。条件(i)涉及两个镜组的光焦度分配，负光焦度的第一透镜组产生的虚像有利于 拉长第二透镜组的像距，从而保证了系统在广角端的反远距结构。条件(ii)与变焦比有关，二组元变焦镜头的变焦比主要决定于变焦过程中后组 的成像倍率的变化幅度。条件(iii)涉及第一透镜组光焦度的比重，如果焦距太长，将导致变焦行程增加， 不利于系统的小型化；如果焦距太短，则增加系统高级像差，需要更多的镜片，更复杂的结 构，来抑制像差的增长。条件(iv)涉及第一透镜组的变焦行程，适当的变焦行程有利于在变焦比、系统体 积和成像评价中取得合理的平衡，过小的变焦行程将难以保证合适的变焦比，而过大的行 程则不利于外形尺寸的控制。条件(ν)涉及第二透镜和第七透镜的材料选取，较高的阿贝系数有利于控制系统 的位置色差，有效地保证系统在总长焦位置近红外谱线的成像表现。条件(vi)与广角端变焦镜头系统的长度有关，该比值太小将显著地增加系统的 高级像差，进而限制了系统的通光量，而该比值太大则不利于镜头的小型化。条件(vii)与广角端变焦镜头系统的后截距有关，该比值太小将限制镜头的通用 性，而该比值太大不利于轴外本文档来自技高网...

【技术保护点】
日夜两用广角变焦镜头系统，沿着光轴方向００１依次包括负光焦度的第一透镜组、正光焦度的第二透镜组，以及位于第一透镜组和第二透镜组之间的光阑（４），其特征是第一透镜组由凹面朝向像面的弯月形负光焦度的第一透镜（１）、双面凹形负光焦度的第二透镜（２）、弯月形正光焦度第三透镜（３）依序排列组合而成；正光焦度的第二透镜组由双面凸形正光焦度的第四透镜（５）、双面凸形正光焦度的第五透镜（７）、双面凹形负光焦度的第六透镜（９）；双面凸形正光焦度的第七透镜（１１）和双面凸形正光焦度的第八透镜（１３）依序排列组合而成。

【技术特征摘要】
日夜两用广角变焦镜头系统，沿着光轴方向001依次包括负光焦度的第一透镜组、正光焦度的第二透镜组，以及位于第一透镜组和第二透镜组之间的光阑(4)，其特征是第一透镜组由凹面朝向像面的弯月形负光焦度的第一透镜(1)、双面凹形负光焦度的第二透镜(2)、弯月形正光焦度第三透镜(3)依序排列组合而成；正光焦度的第二透镜组由双面凸形正光焦度的第四透镜(5)、双面凸形正光焦度的第五透镜(7)、双面凹形负光焦度的第六透镜(9)；双面凸形正光焦度的第七透镜(11)和双面凸形正光焦度的第八透镜(13)依序排列组合而成。2.根据权利要求1所述的日夜两用广角变焦镜头系统，其特征是第二透镜(2)、第三透 镜(3)相胶合组成胶合镜；第六透镜(9)、第七透镜(11)相胶合组成另一胶合镜。3.根据权利要求1或2所述的日夜两用广角变焦镜头系统，其特征是满足下列条件 (i)f' !<f' 2;(ii)<formula>formula see original document page 2</formula>(iii)<formula>formula see ori...

【专利技术属性】
技术研发人员：林峰，姚金龙，
申请(专利权)人：福建师范大学，姚金龙，
类型：实用新型
国别省市：35[中国|福建]