專利名稱：一種大光圈變焦監控鏡頭的制作方法
一種大光圈變焦監控鏡頭本發明涉及一種光學鏡頭，尤其是應用于CCTV監控設備的鏡頭。 [技術背景]CCTV監控鏡頭是近年興起的一種全新的光學裝置，在各個領域得到了廣泛的應 用，由于監控鏡頭不同于一般的光學鏡頭的特殊用途，一般對成像質量要求不高，而對監控 范圍和對光線環境的適應性要求很高，對于很多領域的監控鏡頭都要求在黑暗的環境中長 時間成像，因此高通光量是必須的，應用在不具備夜視功能的成像終端上時，比較常用的辦 法就是使用大光圈鏡頭，而大光圈就必然使鏡頭的直徑增加，從而限制了鏡頭的小體積要 求。另一方面，監控鏡頭一般要求較大的變焦范圍，以獲取較大場景的圖像和較遠距 離的細節，而大視角鏡頭就必須使用較大口徑的鏡頭，同樣限制鏡頭的小型化。第三，現有使用兩組透鏡組的監控鏡頭，其軸向長度一般是根據變焦范圍要求，略 大于兩組透鏡組變焦距離之和，加上光圈組件的軸向寬度，再加上固定機構，接口等的軸向 寬度，其鏡頭的總軸向長度往往很難控制到理想的水平，特別是在大光圈的情況下，光圈組 件往往需要占據很大的徑向長度，如果將長度控制得比較小，那么變焦比和調焦精度，以及 大通光量又很難保證。本發明的目的在于提供一種在大光圈和變焦比一定的情況下體積較小的監控鏡 頭。為實現上述目的，本發明的技術方案如下一種大光圈變焦監控鏡頭，它包括曲線導筒，其上設有光圈容置腔，該光圈容置腔將曲線導筒分隔成位于該光圈容 置腔左側的第一導向框架和位于該光圈容置腔右側的第二導向框架，曲線導筒于光圈容置 腔頂端設有一用于固定光圈組件的凸臺，光圈組件設置于光圈容置腔內，并固定在該凸臺 上；安裝有第一透鏡組的第一透鏡框，該第一透鏡框安裝在第一導向框架中；安裝有第二透鏡組的第二透鏡框，該第二透鏡框安裝在第二導向框架中，且第一 透鏡組與第二透鏡組位于同一光軸上；第一導向裝置，包括形成于第一透鏡框上的第一導向突起部，形成在第一導向框 架表面上傾斜的第一導向槽，以及第一調焦環，該第一調焦環套設在第一導向框架上，該第 一調焦環內側表面上設有與第一導向突起部對應的沿軸向排列的第一滑槽，該第一導向突 起部穿過第一導向槽而連接著第一滑槽；第二導向裝置，包括形成于第二透鏡框上的第二導向突起部，形成在第二導向框 架表面上傾斜的第二導向槽，以及第二調焦環，該第二調焦環套設在第二導向框架上，該第
4二調焦環內側表面上設有與第二導向突起部對應的沿軸向排列的第二滑槽，該第二導向突 起部穿過第二導向槽而連接著第二滑槽；所述的第二調焦環對應光圈容置腔的一端套設在所述光圈容置腔的外壁上，并在 該第二調焦環對應于凸臺處設有一第一開口，所述第一開口周向的寬度大于該凸臺的寬度。通過在第二調焦環上增設一對應于光圈容置腔頂端凸臺的第一開口，使第二調焦 環能夠避開凸臺而套設在光圈容置腔的外壁上，這樣就在軸向上節省了光圈容置腔所占用 的寬度，從而在變焦比一定的情況下，縮短了整個鏡頭的長度。同時，由于第一開口周向的 寬度大于凸臺的寬度，因此，第二調焦環可以在一定的角度范圍內旋轉，起到相同的調焦作 用。作為上述技術方案的改良，本發明的進一步技術方案如下上述第一開口周向的寬度滿足第二調焦環在自由轉動極限內能夠驅動第二導向 突起部運動完第二導向槽的全程。由于凸臺對第二調焦環第一開口端面的止擋作用，導致第二調焦環只能夠在一個 有限的角度范圍內旋轉，通過進一步約束第一開口周向的寬度，使第二調焦環能夠驅動第 二導向突起部運動完第二導向槽的全程，因此對調焦行程沒有影響。上述的第二導向框架遠離光圈容置腔的一端設有DC固定座，以限制第二調焦環 的軸向移動。為了防止第二調焦環在工作的過程中軸向滑脫，增設起止擋作用的DC固定座，以 限制第二調焦環的軸向移動。上述的DC固定座和第二導向框架采用花鍵連接，第二導向框架遠離光圈容置腔 的一端外壁上設有陽齒狀嚙合部，DC固定座的中心位置設有開孔，開孔上設有與陽齒狀嚙 合部相對應的陰齒狀嚙合部，陽齒狀嚙合部和陰齒狀嚙合部彼此嚙合。采用花鍵連接的結構設計，使DC固定座完全套設在第二導向框架上，因此不會額 外的增加軸向上的寬度。上述的DC固定座右側還依次設有CS接口和壓板，所述的CS接口抵壓在DC固定 座右側，所述的壓板抵壓在該CS接口右側，該壓板通過螺釘連接在第二導向框架右側的端 面上，以防止DC固定座和CS接口的軸向移動。CS接口是為了連接周邊設備，通過壓板固定在第二導向框架右側，從而將第二調 焦環，DC固定座，CS接口等部件擠壓在一起，避免了上述部件軸向移動，同時一定程度上減 小了軸向的長度。上述的第一導向框架端部設有鎖壓環，以限制第一調焦環的軸向移動，該鎖壓環 與第一導向框架螺紋連接。通過螺紋連接，更加利于裝配和拆卸，且可充分利用空間，將鏡頭的體積控制到最 小。上述的第一調焦環和第二調焦環上均設有鎖緊螺釘，該鎖緊螺釘與第一導向框架 和第二導向框架相配合，用于鎖定第一調焦環相對第一導向框架的運動狀態以及第二調焦 環相對第二導向框架的運動狀態。鎖緊螺釘能夠將調好焦距的第一調焦環和第二調焦環的位置固定下來，避免第一調焦環和第二調焦環意外運動而產生的對焦不準，因此增加了對焦的精度。
上述光圈組件的光圈值小于或等于1. 0。當光圈值為小于或等于1. 0情況下，光圈通光孔的口徑更大，相應的光圈容置腔 頂端的凸臺需要占用更大的空間，因此，在第二調焦環上設置第一開口能夠更有效的利用 光圈容置腔的體積，進一步縮小鏡頭的長度。上述的第二調焦環在軸向上從靠近光圈容置腔的一端到遠離光圈容置腔的一端 作臺階狀收縮，將第二調焦環劃分成套設在光圈容置腔外壁的第一區段和套設在第二導向 框架外壁的第二區段。由于第二導向框架和光圈容置腔之間有一階梯，因此，將第二調焦環在軸向上從 靠近光圈容置腔的一端到遠離光圈容置腔的一端作臺階狀收縮，可以使第二調焦環和光圈 容置腔外壁和第二導向框架外壁配合更加緊密。上述的第一開口設于第一區段上，在第二區段上設有與第一開口貫通的第二開 口，以避開設于光圈組件上端的電機，該第二開口周向的寬度滿足第二調焦環在自由轉動 極限內能夠驅動第二導向突起部運動完第二導向槽的全程。由于大部分自動光圈頂端都設有電機，因此會止擋住第二調焦環的調焦行程，因 此在第二區段設置第二開口，以避開設于光圈組件上端的電機，第二開口周向的寬度滿足 第二調焦環在自由轉動極限內能夠驅動第二導向突起部運動完第二導向槽的全程，因此， 第二開口的設置不會止擋住第二調焦環的有效調焦范圍。
圖1是本發明一個實施例的整體結構示意圖；圖2是本實施例的裝配結構示意圖(不含光圈組件)；圖3是本實施例曲線導筒部件的結構示意圖；圖4是本實施例曲線同部件和DC固定座部件的結構示意圖；圖5是本實施例第一調焦環的結構示意圖；圖6是本實施例第二調焦環的結構示意圖；圖7是本實施例調焦環部件的展開示意圖。以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，但不作為對本發明的限定。如圖1所示，透鏡1、透鏡2、透鏡3和透鏡4組成的第一透鏡組疊合在一起安裝在 第一透鏡框6內，第一透鏡框6的外表面設有三個第一導向突起部5。透鏡7、隔圈8、透鏡9、隔圈10、透鏡11、透鏡12、隔圈13、透鏡14從左至右疊合在 一起組成第二透鏡組安裝在第二透鏡框15內，第二透鏡框15的外表面上設有一個第二導 向突起部16。曲線導筒23被光圈容置腔23-1分隔成位于光圈容置腔23_1左側的第一導向框 架23-2和位于光圈容置腔23-1右側的第二導向框架23-3，第一透鏡框6設于第一導向框 架23-2內部，第二透鏡框15設于第二導向框架23-3內部，第一導向框架23_2上設有三條與第一導向突起部5相對應的第一導向槽23-4，第二導向框架23-3上設有一條與第二導 向突起部16相對應的第二導向槽23-5，第一導向槽23-4和第二導向槽23_5分別是沿著 第一導向框架23-2和第二導向框架23-3表面形成的鏤空區，第一導向突起部5和第二導 向突起部16分別連接在第一導向槽23-4和第二導向槽23-5中，并可分別沿著第一導向槽
23-4和第二導向槽23-5滑動。在第一導向框架23-2的 外表面上套設有第一調焦環18，第一調焦環18的內側表 面上設有與第一導向突起部5相配合的三條第一滑槽18-1，第一導向突起部5穿過第一導 向槽23-4連接在第一滑槽18-1中，并可沿著第一滑槽18-1軸向移動。當周向旋轉第一調焦環18時，第一調焦環18上的第一滑槽18-1驅動第一導向突 起部5在第一導向槽23-4中滑動，因此，第一透鏡框6產生軸向運動，在第一滑槽18-1、第 一導向突起部5和第一導向槽23-4的相互干涉作用下，第一調焦環18周向的旋轉運動轉 換成第一透鏡框6的軸向移動。同理，在第二導向框架23-3的外表面上套設有第二調焦環24，第二調焦環24的內 側表面上設有與第二導向突起部16相配合的一條第二滑槽24-1，第二導向突起部16穿過 第二導向槽23-5連接在第二滑槽24-1中，并可沿著第二滑槽24-1軸向移動。當周向旋轉第二調焦環24時，第二調焦環24上的第二滑槽24_1驅動第二導向突 起部16在第二導向槽23-5中滑動，因此，第二透鏡框15產生軸向運動，在第二滑槽24-1、 第二導向突起部16和第二導向槽23-5的相互干涉作用下，第二調焦環24周向的旋轉運動 轉換成第二透鏡框15的軸向移動。本實施例的光圈組件采用光圈值小于或等于1. 0的大光圈，光圈容置腔23-1的頂 端設有用來固定光圈組件22的凸臺23-1-1，光圈組件22從光圈容置腔23_1頂端生成于 凸臺23-1-1上的第一開口 23-1-2插入光圈容置腔23-1，并用螺釘21固定在凸臺23_1_1上。與第一調焦環18不同的是，第二調焦環24靠近光圈容置腔23-1的一端設有一段 第一開口，其目的是為了避讓光圈容置腔23-1頂部的凸臺23-1-1，該設計方式充分的利用 了光圈容置腔23-1的空間來布局第二導向框架23-3，進一步縮小了鏡頭的長度。由于第二 調焦環24需要旋轉一定的角度來實現變焦，因此，第一開口的寬度要大于凸臺23-1-1的寬 度，第一開口的寬度以第二調焦環24在自由轉動極限內能夠驅動第二導向突起部16運動 完第二導向槽23-5的全程為限。第二調焦環24在軸向上從靠近光圈容置腔23-1的一端到遠離光圈容置腔23_1 的一端作臺階狀收縮，將第二調焦環24劃分成套設在光圈容置腔23-1外壁的第一區段
24-3和套設在第二導向框架23-3外壁的第二區段24-4。由于第二導向框架23-3和光圈容置腔23-1之間有一階梯，因此，將第二調焦環24 在軸向上從靠近光圈容置腔23-1的一端到遠離光圈容置腔23-1的一端作臺階狀收縮，可 以使第二調焦環24和光圈容置腔23-1外壁和第二導向框架23-3外壁配合更加緊密。第一開口設于第一區段24-3上，在第二區段24-4上設有與第一開口貫通的第二 開口，以避開設于光圈組件22上端的電機22-1，該第二開口周向的寬度滿足第二調焦環24 在自由轉動極限內能夠驅動第二導向突起部16運動完第二導向槽23-5的全程。由于大部分自動光圈頂端都設有電機，因此會止擋住第二調焦環24的調焦行程，因此在第二區段24-4設置第二開口，以避開設于光圈組件22上端的電機22-1，第二開口周 向的寬度滿足第二調焦環24在自由轉動極限內能夠驅動第二導向突起部16運動完第二導 向槽23-5的全程，因此，第二開口的設置不會止擋住第二調焦環24的有效調焦范圍。第一導向框架23-2遠離光圈容置腔23-1的一段安裝有鎖壓環17，鎖壓環17通過 螺紋連接方式固定在第一導向框架23-2上，鎖壓環17上設有凸緣，其直徑大于第一導向框 架23-2的直徑，因此能夠止擋第一調焦環18，防止第一調焦環18的軸向移動。 第二導向框架23-3和光圈容置腔23-1以及光圈組件22外部整體套設有DC蓋 19，DC蓋19左側內壁設有凸緣，止擋于第一導向框架23-2和光圈容置腔23_1交界面形成 的凸緣，DC蓋19右側封裝有DC固定座25，DC固定座25通過三顆DC蓋固定螺釘20連接 在DC蓋19上。DC固定座25和第二導向框架23-3之間采用花鍵連接，如圖4所示，在第二 導向框架23-3遠離光圈容置腔23-1的一端外壁上設有陽齒狀嚙合部23-3-1，所述DC固定 座25的中心位置設有開孔，所述開孔上設有與陽齒狀嚙合部23-3-1相對應的陰齒狀嚙合 部25-1，所述的陽齒狀嚙合部23-3-1和陰齒狀嚙合部25-1彼此嚙合。通過這種結構設計，使DC固定座25在軸向上所占據的空間與第二導向框架23-3 右端重合，而不會在軸向上增加額外的長度，同時，花鍵的連接方式減少了螺釘的使用，提 高了可靠性，且其到了很好的防止DC固定座25周向轉動。另外，DC固定座25也起到了防 止第二調焦環24軸向移動的作用。在DC固定座25的右端還裝配有CS接口 26，CS接口 26通過壓板27，用螺釘28固 定在第二導向框架23-3的右端，CS接口 26主要作用是外接設備接口。圖2是本實施例裝配結構示意圖(不含光圈組件)，本實施例的裝配過程如下a)透鏡4、透鏡3、透鏡2、透鏡1依次單向裝入第一透鏡框6，用旋鉚方式進行封 裝；b)透鏡14、隔圈13、透鏡12、透鏡11、隔圈10、透鏡9、隔圈8、透鏡7依次單向裝 入第二透鏡框15，用旋鉚方式進行封裝；c)將第一透鏡框6、第二透鏡框15分別裝入第一導向框架23-2和第二導向框架 23-3，再將第一導向突起部5穿過第一導向框架23-2的第一導向槽23_4固定在第一導向 框架23-2上，將第二導向突起部16穿過第二導向框架23-3的第二導向槽23_5固定在第 二導向框架23-3上，這樣使第一透鏡框6和第二透鏡框15能分別沿著第一導向框架23-2 上的第一導向槽23-4和第二導向框架23-3上的第二導向槽23-5運動。d)接著將光圈組件22插入生成于光圈容置腔23-1頂部凸臺23_1_1上的第一開 口 23-1-2，用螺釘21固定在光圈容置腔23-1頂部的凸臺23-1-1上。第一調焦環18從第一 導向框架23-2的左端裝入，將第一導向突起部5卡入第一調焦環18內表面上的滑槽18-1 中，再把鎖壓環17旋接在第一導向框架23-2的左端，鎖壓環17可限制第一調焦環18的軸 向移動；e)第二調焦環24、DC固定座25、CS接口 26、壓板27從第二導向框架23-3的右端 依次裝入，然后用螺釘28固定在第二導向框架23-3上，第二調焦環24的裝配方式與第一 調焦環18的裝配方式類似；f)最后裝配DC蓋19，用螺釘20固定在DC固定座25上。如圖3和圖7所示，調焦時，需要調節第一透鏡框6、第二透鏡框15、攝影成像面的相對距離。當第一透鏡框6和第二透鏡框15分別運動到第一導向槽23-4的23a處和第二 導向槽23-5的23b處時，鏡頭處于長焦狀態，能拍攝最遠處的景物；當第一透鏡框6和第二 透鏡框15分別運動到第一導向槽23-4的23c處和第二導向槽23_5的23d處時，鏡頭處于 廣角狀態鏡頭的調焦主要通過手動形式實現。鎖緊螺釘29和31分別擰在第二調焦環24和 第一調焦環18的螺紋通孔24-2和18-2上，撥動鎖緊螺釘31帶動第一調焦環18旋轉，同 時通過第一調焦環18內壁上的三個滑槽18-1帶動第一透鏡框6沿第一導向框架23-2的 第一導向槽23-4運動，從而調節第一透鏡框6的軸向位置，調節完后把鎖緊螺釘31擰緊定 位，第二透鏡框15的工作原理相同。上述實施例僅為本發明的一較佳實施方式，但本發明的實施方式并不僅僅受上述 實施例的限制，其他的任何未背離本發明創新點所作的改變、替代、組合或簡化，都應視為 等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種大光圈變焦監控鏡頭，它包括曲線導筒，其上設有光圈容置腔，所述的光圈容置腔將曲線導筒分隔成位于該光圈容置腔左側的第一導向框架和位于該光圈容置腔右側的第二導向框架，所述的曲線導筒于光圈容置腔頂端設有一用于固定光圈組件的凸臺，所述的光圈組件設置于光圈容置腔內，并固定在該凸臺上；安裝有第一透鏡組的第一透鏡框，該第一透鏡框安裝在第一導向框架中；安裝有第二透鏡組的第二透鏡框，該第二透鏡框安裝在第二導向框架中，且第一透鏡組與第二透鏡組位于同一光軸上；第一導向裝置，包括形成于第一透鏡框上的第一導向突起部，形成在第一導向框架表面上傾斜的第一導向槽，以及第一調焦環，該第一調焦環套設在第一導向框架上，該第一調焦環內側表面上設有與第一導向突起部對應的沿軸向排列的第一滑槽，該第一導向突起部穿過第一導向槽而連接著第一滑槽；第二導向裝置，包括形成于第二透鏡框上的第二導向突起部，形成在第二導向框架表面上傾斜的第二導向槽，以及第二調焦環，該第二調焦環套設在第二導向框架上，該第二調焦環內側表面上設有與第二導向突起部對應的沿軸向排列的第二滑槽，該第二導向突起部穿過第二導向槽而連接著第二滑槽；其特征在于，所述的第二調焦環對應光圈容置腔的一端套設在所述光圈容置腔的外壁上，并在該第二調焦環對應于凸臺處設有第一開口，所述第一開口周向的寬度大于該凸臺的寬度。
2.根據權利要求1所述的一種大光圈變焦監控鏡頭，其特征在于所述第一開口周向 的寬度滿足第二調焦環在自由轉動極限內能夠驅動第二導向突起部運動完第二導向槽的 全程。
3.根據權利要求1或2任一項所述的一種大光圈變焦監控鏡頭，其特征在于所述的 第二導向框架遠離光圈容置腔的一端設有DC固定座，以限制第二調焦環的軸向移動。
4.根據權利要求3所述的一種大光圈變焦監控鏡頭，其特征在于所述的DC固定座和 第二導向框架采用花鍵連接，所述第二導向框架遠離光圈容置腔的一端外壁上設有陽齒狀 嚙合部，所述DC固定座的中心位置設有開孔，所述開孔上設有與陽齒狀嚙合部相對應的陰 齒狀嚙合部，所述的陽齒狀嚙合部和陰齒狀嚙合部彼此嚙合。
5.根據權利要求4所述的一種大光圈變焦監控鏡頭，其特征在于所述的DC固定座右 側還依次設有CS接口和壓板，所述的CS接口抵壓在DC固定座右側，所述的壓板抵壓在該 CS接口右側，該壓板通過螺釘連接在第二導向框架右側的端面上，以防止DC固定座和CS接 口的軸向移動。
6.根據權利要求1所述的一種大光圈變焦監控鏡頭，其特征在于所述的第一導向框 架端部設有鎖壓環，以限制第一調焦環的軸向移動，該鎖壓環與第一導向框架螺紋連接。
7.根據權利要求1所述的一種大光圈變焦監控鏡頭，其特征在于所述的第一調焦環 和第二調焦環上均設有鎖緊螺釘，該鎖緊螺釘與第一導向框架和第二導向框架相配合，用 于鎖定第一調焦環相對第一導向框架的運動狀態以及第二調焦環相對第二導向框架的運 動狀態。
8.根據權利要求1所述的一種大光圈變焦監控鏡頭，其特征在于所述光圈組件的光圈值小于或等于1.0。
9.根據權利要求1或2任一項所述的一種大光圈變焦監控鏡頭，其特征在于所述的 第二調焦環在軸向上從靠近光圈容置腔的一端到遠離光圈容置腔的一端作臺階狀收縮，將 第二調焦環劃分成套設在光圈容置腔外壁的第一區段和套設在第二導向框架外壁的第二 區段。
10.根據權利要求9所述的一種大光圈變焦監控鏡頭，其特征在于所述的第一開口設 于第一區段上，在第二區段上設有與第一開口貫通的第二開口，以避開設于光圈組件上端 的電機，該第二開口周向的寬度滿足第二調焦環在自由轉動極限內能夠驅動第二導向突起 部運動完第二導向槽的全程。
全文摘要
本發明公開了一種大光圈變焦監控鏡頭，包括曲線導筒，其上設有光圈容置腔，第一導向框架和第二導向框架，曲線導筒于光圈容置腔頂端設有一用于固定光圈組件的凸臺；安裝有第一透鏡組的第一透鏡框；安裝有第二透鏡組的第二透鏡框；第一導向裝置，包括第一導向突起部，第一導向槽，以及第一調焦環；第二導向裝置，包括第二導向突起部，第二導向槽，以及第二調焦環；第二調焦環對應光圈容置腔的一端套設在光圈容置腔的外壁上，并在該第二調焦環對應于凸臺處設有一第一開口，所述第一開口周向的寬度大于凸臺的寬度。本發明具有在通光量和變焦比一定的前提下，擁有較小的體積和較高的調焦精度。
文檔編號G02B7/04GK101943785SQ20091004099
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月9日 優先權日2009年7月9日
發明者張曉鋒, 鮑海江, 黃少海 申請人:鳳凰光學(廣東)有限公司