[发明专利]一种小型化大变焦比双波段光学镜头

说明书

技术领域

本专利技术属于光机一体化领域，涉及一种昼夜两用安防监控镜头，特别是关于一种10倍大光学变焦距范围，适用于板机接口的小型化昼夜两用光学变焦镜头。

技术背景

目前，已经有了许多适用于板机接口的变焦镜头，板机镜头在结构上要求其尽量的小型化。在其中，变焦系统的变焦比约为二至四倍的变焦系统比较多，而大变焦比的板机接口镜头却很少见。板机镜头一般应用于监控场合比较固定的场所，镜头安装调整好后焦距就不再改变，比如银行、工厂、学校等。大变焦比的板机接口镜头相对于普通的二至四倍的小变焦比镜头有更大的调整范围，能更方便的安装应用于不同场合。而且近年来，随着安全防范意识和自动化程度不断提高，具备红外功能的日夜两用镜头已经具有相当广泛的用途，可以完成全天24小时、昼夜不间断的监控任务，这就要求镜头在设计上就要考虑红外光和可见光波段的成像质量都能达到清晰成像的要求。本专利技术通过机械补偿的方法实现光学系统焦距的变化从而在像面上获得不同放大率的像，并且具有10倍大变焦比的变焦能力，而且在红外和可见光双波段的成像质量同时得到了优化，产品顺应了监控行业的发展趋势，市场潜力巨大，具有广泛的应用前景。

发明内容

本专利技术的目的是设计一种具有小型化大变焦比，同时具有双波段共焦能力的光学变焦镜头。该镜头匹配相应的板机接口的摄像机，可以通过改变光学变焦镜头的焦距从而方便的适用于不同监控距离和范围的场合，再匹配上红外灯，更能实现昼夜不间断的监控。该镜头具有10倍大变焦比能力，像质也达到了定焦镜头的成像质量，且结构紧凑小巧，操作便捷，运用前景广。

参见附图1是本专利技术光学镜头结构图、附图2是光学系统示意图，包括四个透镜组，自物面至像面I依次包括一个正光焦度的前固定透镜组G1，和配置于前固定透镜组G1的像侧的具有负光焦度的变焦透镜组G2，光阑S，配置于光阑S像侧的具有正光焦度的后固定透镜组G3，以及配置于像侧的最后一组具有正光焦度的补偿透镜组G4。利用负光焦度的变焦透镜组G2和正光焦度的补偿透镜组G4之间的相对位置变化来实现焦距5-50mm的10倍光学变焦。

参见图2、3、4光学系统示意图，本专利技术中的前固定透镜组G1具有按物体一侧顺序排列的第一透镜为凸凹负镜片L1、第二透镜为凸凹正镜片L2和凸凹的第三正透镜L3。本专利技术中的变焦透镜组G2具有按物体一侧顺序排列的第四透镜为凸凹负镜片L4，第五透镜为双凹负镜片L5，第六透镜为凸凹正镜片L6。本专利技术中的后固定透镜组G3具有按物体一侧顺序排列的第七透镜为双凸正镜片L7，第八透镜为双凸正镜片L8，第九透镜为双凹负镜片L9。本专利技术中的补偿透镜组G4具有按物体一侧顺序排列的第十透镜为凸凹正镜片L10，第十一透镜为双凸正镜片L11。本专利技术中的四个透镜组满足以下条件：

0.55＜|f_G1/fl|＜0.69

0.12＜|f_G2/fl|＜0.23

0.29＜|f_G3/fl|＜0.41

0.31＜|f_G4/fl|＜0.43

其中，f_G1是前固定透镜组G1的焦距；

f_G2是变焦透镜组G2的焦距；

f_G3是后固定透镜组G3的焦距；

f_G4是补偿透镜组G4的焦距；

fl是整个光学镜头长焦焦距；

f1，f_G1，f_G2，f_G3，f_G4的单位是：mm。

参见附图5是本专利技术光学系统玻璃镜片的曲率半径和折射率的示意图，包括十一个光学透镜的焦距f1～f11(单位：mm)和折射率n1～n11及其十九个面的曲率半径R1～R19(单位：mm)分别满足以下条件：

90＜f1＜110     1.72＜n1＜1.92     35＜R1＜55     16＜R2＜28

-99＜f2＜-79    1.51＜n2＜1.71     16＜R2＜28     150＜R3＜500

36＜f3＜56      1.51＜n3＜1.71     12＜R4＜29     40＜R5＜65

-9.5＜f4＜-8    1.65＜n4＜1.85     61＜R6＜100    5＜R7＜9

26.3＜f5＜46.3  1.42＜n5＜1.62     -40＜R8＜-22   5.5＜R9＜12.5