一种变焦监控镜头及监控设备制造技术

一种变焦监控镜头及监控设备，该镜头包括沿入射光束的传输方向依次共轴设置的第一至十三透镜(L1-L13)；第一、八、十、十二透镜(L1、L8、L10、L12)为双凸正透镜，第二、九、十一透镜(L2、L9、L11)为弯月形负透镜，第三、四、六、十三透镜(L3、L4、L6、L13)为弯月形正透镜，第五透镜(L5)为双凹负透镜，第七透镜(L7)为平凹负透镜；第二、三透镜(L2、L3)之间相互贴合，第六、第七透镜(L6、L7)之间相互贴合；第二、三、四、十三透镜(L2、L3、L4、L13)的中间部分均逆向入射光束的传输方向凸出；第六、九、十一透镜(L6、L9、L11)的中间部分均朝向入射光束的传输方向凸出；第五、六和七透镜(L5、L6、L7)可沿光轴方向同步移动。该镜头可实现全天候、大范围、变焦距监控。其成像清晰度较高，并且具有简单的结构，材料成本低，进而有效控制了制造成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种变焦监控镜头及监控设备
本专利技术属于光学
，特别涉及一种变焦监控镜头及监控设备。
技术介绍
随着监控电视的广泛应用，人们对监控时间、监控范围的要求越来越高，例如要求能够日夜监控，不受天气影响，且要有更大的监控范围，减小监控空间的局限性，而目前常用监控电视的功能已不能满足要求，急需改进升级，而监控设备的功能升级主要取决于其采用的监控镜头的改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变焦监控镜头，使之可以进行全天候、大范围、变焦距监控。本专利技术是这样实现的，一种变焦监控镜头，包括沿入射光束的传输方向依次共轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜及第十三透镜；所述第一、第八、第十、第十二透镜为双凸正透镜，所述第二、第九、第十一透镜为弯月形负透镜，所述第三、第四、第六、第十三透镜为弯月形正透镜，所述第五透镜为双凹负透镜，所述第七透镜为平凹负透镜；所述第二透镜与第三透镜之间相互贴合，所述第六透镜与第七透镜之间相互贴合；所述第二、第三、第四、第十三透镜的中间部分均逆向所述入射光束的传输方向凸出；所述第六、第九、第十一透镜的中间部分均朝向所述入射光束的传输方向凸出；所述第五、第六和第七透镜可沿光轴方向同步移动。本专利技术的另一目的在于提供一种监控设备，包括监控镜头及位于所述监控镜头的像方空间的成像装置，所述监控镜头采用所述的变焦监控镜头。本专利技术通过对上述各透镜的形状和相对位置进行上述设计后，可进行宽光谱成清晰像，除了能透过常用可见光成像外，还可以透过红外光成清晰的像，因此采用该镜头的监控设备不仅可在白天监控得到彩色图像，还可以在夜晚全黑的环境下执行监控任务，实现全天候监控。并且，该镜头的焦距可调，视场角可变范围大，有效监控距离可达到0～500m，实现了大范围、变焦距监控。另外，该镜头成像清晰度较高，并且各透镜均可使用相对较低成本的光学玻璃制作，从而大大地降低了制造成本。附图说明图1是本专利技术提供的变焦监控镜头的结构示意图；图1-1是本专利技术实施例中短焦距变焦监控镜头的结构示意图；图1-2是本专利技术实施例中短焦距变焦监控镜头的几何像差示意图；图1-3是本专利技术实施例中短焦距变焦监控镜头的畸变示意图；图1-4是本专利技术实施例中短焦距变焦监控镜头的光学传递函数O.T.F曲线图；图1-5是本专利技术实施例中短焦距变焦监控镜头的传递函数M.T.F曲线图；图2-1是本专利技术实施例中中焦距变焦监控镜头的结构示意图；图2-2是本专利技术实施例中中焦距变焦监控镜头的几何像差示意图；图2-3是本专利技术实施例中中焦距变焦监控镜头的畸变示意图；图2-4是本专利技术实施例中中焦距变焦监控镜头的光学传递函数O.T.F曲线图；图2-5是本专利技术实施例中中焦距变焦监控镜头的传递函数M.T.F曲线图；图3-1是本专利技术实施例中长焦距变焦监控镜头的结构示意图；图3-2是本专利技术实施例中长焦距变焦监控镜头的几何像差示意图；图3-3是本专利技术实施例中长焦距变焦监控镜头的畸变示意图；图3-4是本专利技术实施例中长焦距变焦监控镜头的光学传递函数O.T.F曲线图；图3-5是本专利技术实施例中长焦距变焦监控镜头的传递函数M.T.F曲线图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行更加详细的描述：图1示出了本专利技术实施例提供的变焦监控镜头的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。该变焦监控镜头包括至少十三枚透镜，即第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、第十透镜L10、第十一透镜L11、第十二透镜L12及第十三透镜L13，这十三枚透镜沿入射激光的传输方向依次共轴设置。其中，第一至第四透镜组成补偿镜组；第五、第六、第七透镜组成变焦镜组，第五、第六和第七透镜可沿光轴方向同步移动以改变焦距，其变焦倍率与其浮动距离成线性比例，而补偿镜组可在变焦镜组进行初步大范围调焦后进行焦距微调。如图1-1、2-1、3-1，分别为短焦距、中焦距及长焦距变焦监控镜头的结构示意图，通过改变变焦镜组在光轴方向的位置并通过补偿镜组进行焦距微调，可对焦距进行精确调节，获得短、中、长焦距的镜头。第八至第十三透镜组成固定镜组，其中后工作距离在f＝10～240mm时为17.5mm，相当于长工作距离物镜。另外，第一透镜L1、第八透镜L8、第十透镜L10、第十二透镜L12为双凸正透镜，第二透镜L2、第九透镜L9、第十一透镜L11为弯月形负透镜，第三透镜L3、第四透镜L4、第六透镜L6、第十三透镜L13为弯月形正透镜，第五透镜L5为双凹负透镜，第七透镜L7为平凹负透镜。另外，第二透镜L2与第三透镜L3之间相互贴合，第六透镜L6与第七透镜L7之间相互贴合，具体可采用高透光的胶体胶合。并且，第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第十三透镜L13的中间部分均逆向入射光束的传输方向凸出，即向物方突出。第六透镜L6、第九透镜L9、第十一透镜L11的中间部分均朝向入射光束的传输方向凸出，即向像方突出。进一步的，本实施例对各透镜的表面曲率及透镜厚度等参数进行了优化设计。具体的，第一透镜L1包括第一曲面S1和第二曲面S2，曲率半径分别为600mm，-400mm；第二透镜L2包括第三曲面S3和第四曲面S4，曲率半径分别为100mm，60mm；第三透镜L3包括第五曲面S5和第六曲面S6，曲率半径分别为60mm，180mm；第四透镜L4包括第七曲面S7和第八曲面S8，曲率半径分别为70mm，100mm；第五透镜L5包括第九曲面S9和第十曲面S10，曲率半径分别为-100mm，20mm；第六透镜L6包括第十一曲面S11和第十二曲面S12，曲率半径分别为-30mm，-12mm；第七透镜L7包括第十三曲面S13和第十四曲面S14，曲率半径分别为-12mm，∞；第八透镜L8包括第十五曲面S15和第十六曲面S16，曲率半径分别为40mm，-200mm；第九透镜L9包括第十七曲面S17和第十八曲面S18，曲率半径分别为-32mm，-100mm；第十透镜L10包括第十九曲面S19和第二十曲面S20，曲率半径分别为50mm，-70mm；第十一透镜L11包括第二十一曲面S21和第二十二曲面S22，曲率半径分别为-15mm，-28mm；第十二透镜L12包括第二十三曲面S23和第二十四曲面S24，曲率半径分别为150mm，-65mm；第十三透镜L13包括第二十五曲面S25和第二十六曲面S26，曲率半径分别为20mm，144mm。上述参数中的负号代表曲面的球心位于物方空间，未带有正、负号的视为正号，代表曲面的球心位于像方空间，上述第一至第二十六曲面沿激光传输方向依次排布，且上述各曲面的曲率半径并不是唯一的选择，均存在5％的公差范围。进一步的，本实施例还对第一至第十三透镜的中心厚度D及各曲面间距d进行了设计，具体的，第一至第十三透镜的中心厚度D1、D2、D3、D4……D13分别为6mm，2mm，12mm，5mm，2m本文档来自技高网...

【技术保护点】
PCT国内申请，权利要求书已公开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种变焦监控镜头，其特征在于，包括沿入射光束的传输方向依次共轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜及第十三透镜；所述第一、第八、第十、第十二透镜为双凸正透镜，所述第二、第九、第十一透镜为弯月形负透镜，所述第三、第四、第六、第十三透镜为弯月形正透镜，所述第五透镜为双凹负透镜，所述第七透镜为平凹负透镜；所述第二透镜与第三透镜之间相互贴合，所述第六透镜与第七透镜之间相互贴合；所述第二、第三、第四、第十三透镜的中间部分均逆向所述入射光束的传输方向凸出；所述第六、第九、第十一透镜的中间部分均朝向所述入射光束的传输方向凸出；所述第五、第六和第七透镜可沿光轴方向同步移动。2.如权利要求1所述的变焦监控镜头，其特征在于，所述第一透镜包括第一曲面和第二曲面，所述第二透镜包括第三曲面和第四曲面，所述第三透镜包括第五曲面和第六曲面，所述第四透镜包括第七曲面和第八曲面，所述第五透镜包括第九曲面和第十曲面，所述第六透镜包括第十一曲面和第十二曲面，所述第七透镜包括第十三曲面和第十四曲面，所述第八透镜包括第十五曲面和第十六曲面，所述第九透镜包括第十七曲面和第十八曲面，所述第十透镜包括第十九曲面和第二十曲面，所述第十一透镜包括第二十一曲面和第二十二曲面，所述第十二透镜包括第二十三曲面和第二十四曲面，所述第十三透镜包括第二十五曲面和第二十六曲面，所述第一至第二十六曲面沿所述入射光束的传输方向依次排布；所述第一至第二十六曲面的曲率半径依次为：600mm，-400mm，100mm，60mm，60mm，180mm，70mm，100mm，-100mm，20mm，-30mm，-12mm，-12mm，∞，40mm，-200mm，-32mm，-100mm，50mm，-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家英，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，深圳市大族数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44