經濟型日夜兩用高清變焦鏡頭及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種經濟型日夜兩用高清變焦鏡頭及其控制方法，屬于鏡頭技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著交通路網日益密集、交通日益繁忙，為了維護交通安全、防止交通堵塞、實現繁忙路況下的秩序井然，為發展智能交通系統提供一款高分辨率日夜共焦的鏡頭具有現實意義。早期的定焦鏡頭結構簡單、性能指標低，在圖像的清晰度上只能與20?30萬像素的標清CCD或CMOS攝像機適配，拍攝效果一般，圖片價值不大，只能適應監控領域“看”之需要，甚至讀取不了車牌號碼、看不清楚人物特征。這樣的分辨率已經遠遠滿足不了現在高清攝像機的要求和社會對監控系統質量上的需求。
【發明內容】
[0003]與監控攝像機所追求的目標一致，作為監控圖像采集的關鍵部件，廠商在提升鏡頭品質的同時也開發新技術，如非球面鏡片的誕生、紅外鏡頭的推廣、百萬像素對應鏡頭的興起等，其目標只有一個:提升圖像清晰度，改善圖像畫質。更好的圖像質量，更高的清晰度，不僅是當前各鏡頭廠家要求技術的關鍵詞，更是鏡頭產品永恒的追求目標。
[0004]本發明旨在適應上述的發展趨勢，為智能安防視頻攝像系統提供一種光學指標高、光學靶面大、分辨率不低于三百萬像素的經濟型日夜兩用高清變焦鏡頭及其控制方法，該鏡頭可以與16:9制式1/3"高清晰度的攝像機配套使用，使攝像系統能夠滿足對景物在高光動態變化范圍環境的高清晰度攝像的要求。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案一是:一種經濟型日夜兩用高清變焦鏡頭，所述鏡頭的光學系統中沿光線入射方向依次設置有光焦度為負的前組A和光焦度為正的后組B，所述前組A和后組B之間設置有可變光欄C，所述前組A依次設置有負月牙透鏡A-1、雙凹非球面透鏡A-2和雙凸透鏡A-3，所述后組B依次設置有正月牙非球面透鏡B-1、雙凸透鏡B-2、平凹透鏡B-3和雙凸非球面透鏡B-4。
[0006]在進一步的技術方案中，所述前組A與后組B之間的空氣間隔是21.69mm。
[0007]在進一步的技術方案中，所述前組A中的負月牙透鏡A-1與雙凹非球面透鏡A-2之間的空氣間隔是5.27mm，所述雙凹非球面透鏡A-2與雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是0.1mm0
[0008]在進一步的技術方案中，所述前組A中的雙凸透鏡A-3與光欄C之間的空氣間隔是13.14mm，所述后組B中的正月牙非球面透鏡B-1和光欄C之間的空氣間隔是8.55mm。
[0009]在進一步的技術方案中，所述后組B中的正月牙非球面透鏡B-1與雙凸透鏡B-2之間的空氣間隔是0.11_，所述雙凸透鏡B-2與平凹透鏡B-3之間的空氣間隔是0.1_，所述平凹透鏡B-3與雙凸非球面透鏡B-4之間的空氣間隔1.09mm。
[0010]在進一步的技術方案中，所述鏡頭的機械結構包括沿光線入射方向依次設置的前主筒和后主筒，所述前主筒與后主筒固定連接，所述前主筒與后主筒之間設置有自動光圈組件，所述前主筒內放置有用于安置負月牙透鏡A-1、雙凹非球面透鏡A-2和雙凸透鏡A-3的前鏡座，所述后主筒內放置有用于安置正月牙非球面透鏡B-1、雙凸透鏡B-2、平凹透鏡B-3和雙凸非球面透鏡B-4的后鏡座，所述前主筒上套設有可帶動前鏡座移動的前凸輪，所述后主筒上套設有可帶動后鏡座移動的后凸輪，所述前凸輪上設置有可將前凸輪鎖緊于前主筒上的前撥釘，所述后凸輪上設置有可將后凸輪鎖緊于后主筒上的后撥釘。
[0011]在進一步的技術方案中，所述前鏡座設置有三個保持前組鏡片同軸度的臺階，所述前鏡座的前端內緣加設一段省去負月牙透鏡A-ι壓圈的熔著段，所述雙凹非球面透鏡A-2后端邊緣加設有保證雙凹非球面透鏡A-2與雙凸透鏡A-3之間空氣間隔的小臺階，所述雙凸透鏡A-3后端由前鏡座后端的臺階定位。
[0012]在進一步的技術方案中，所述后鏡座設置有四個保證后組鏡片同軸度的臺階，所述后鏡座的前端內緣加設一段省去正月牙非球面透鏡B-1壓圈的熔著段，所述正月牙非球面透鏡B-1的后端邊緣加設有保證正月牙非球面透鏡B-1與雙凸透鏡B-2之間空氣間隔的小臺階，所述雙凸透鏡B-2和平凹透鏡B-3之間設置有保證二者之間空氣間隔的第一隔圈，所述平凹透鏡B-3和雙凸非球面透鏡B-4之間設置有保證二者之間空氣間隔的第二隔圈，所述雙凸非球面透鏡B-4后端由后鏡座后端的臺階定位。
[0013]在進一步的技術方案中，所述前主筒與后主筒的中間接觸面上分別設置有一個方形孔位和定位柱，所述前凸輪與后凸輪的側邊均設置有限制相應鏡座運動行程的限位槽。
[0014]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案二是:一種經濟型日夜兩用高清變焦鏡頭的控制方法，采用上述的經濟型日夜兩用高清變焦鏡頭，先通過轉動前凸輪、后凸輪分別帶動前鏡座、后鏡座移動，當調節到預定的焦距時，再通過前撥釘、后撥釘分別鎖緊前凸輪、后凸輪，防止焦距變化。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
(I)該鏡頭在反遠距型的光學結構中合理分配了前組A和后組B的光焦度，使得整個光學結構不敏感；可通過合理選配前、后兩組七片的光學玻璃材料，盡量選用高折率、低色散的光學玻璃材料，使鏡頭的色差盡量的小。
[0016](2)前組A的第一鏡片采用負月牙結構，擴大了鏡頭整體的視場角；前組A的第二鏡片采用雙凹非球面鏡片，擴大了視場角并矯正鏡頭部分的像差；后組B的第一鏡片和第四鏡片均可采用材料為E48R的非球面鏡片，使用非球面的設計，矯正了鏡頭的整體的球差、慧差等像差，使得鏡頭的解像力大大地得到提升；能適應300萬像素高清晰度視頻攝像的要求。由于加入了非球面鏡片的使用，減少了鏡片數量，大大地節省了鏡頭的成本，更適合于批量生產。
[0017](3)在光學設計時對480nm?850nm的寬光譜范圍進行象差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都有優良的像質，實現了寬光譜共焦。該鏡頭不僅能在白晝的光照環境下清晰成像，在夜間極低照度或零照度的環境下通過紅外補光也能清晰成像，實現了 24小時連續監控，且在日夜切換時不偏焦，無需現場調焦。
[0018](4)前組A的第二鏡片和后組B的第一鏡片均在邊緣加設一定厚度的整平臺階，優化了兩處隔圈的設計。整體鏡頭的機械件材料可采用PC材料，結構簡單，機械件數量少，也使鏡頭的小型化、輕量化成為可能。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例的光學系統圖。
[0020]圖2為本發明實施例的機械結構圖。
[0021]圖1中標記:A.前組A，A-1.負月牙透鏡A-1，A-2.雙凹非球面透鏡A_2，A_3.雙凸透鏡A-3 ；B.后組B，B-1.正月牙非球面透鏡B-1，B-2.雙凸透鏡B_2，B_3.平凹透鏡B_3，B-4.雙凸非球面透鏡B-4 ;C.可變光欄C。
[0022]圖2中標記:1.負月牙透鏡A-l，2.雙凹非球面透鏡A_2，3.雙凸透鏡A_3，4.前鏡座，5.前主筒，6.前凸輪，7.自動光圈組件，8.后凸輪，9.后鏡座，10.后主筒，11.第一隔圈，12.第二隔圈，13.雙凸非球面透鏡B-4，14.平凹透鏡B-3，15.雙凸透鏡B_2，16.正月牙非球面透鏡B-l，17.后釘，18.前撥釘。
【具體實施方式】
[0023]為了讓本發明的上述特征和優點更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
[0024]如圖1所示，一種經濟型日夜兩用高清變焦鏡頭，所述鏡頭的光學系統中沿光線自左向右入射方向依次設置有光焦度為負的前組A和光焦度為正的后組B，所述前組A和后組B之間設置有可變光欄C，所述前組A依次設置有負月牙透鏡A-1、雙凹非球面透鏡A-2和雙凸透鏡A-3，所述后組B依次設置有正月牙非球面透鏡B-1、雙凸透鏡B-2、平凹透鏡B-3和雙凸非球面透鏡B-4。
[0025]在本發明實施例中，所述前組A與后組B之間的空氣間隔是21.69mm ;所述前組A中的負月牙透鏡A-1與雙凹非球面透鏡A-2之間的空氣間隔是5.27mm，所述雙凹非球面透鏡A-2與雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是0.1mm ;所述前組A中的雙凸透鏡A-3與光欄C之間的空氣間隔是13.14mm，所述后組B中的正月牙非球面透鏡B-1和光欄C之間的空氣間隔是8.55mm ;所述后組B中的正月牙非球面透鏡B-1與雙凸透鏡B-2之間的空氣間隔是0.11mm，所述雙凸透鏡B-2與平凹透鏡B-3之間的空氣間隔是0.1mm，所述平凹透鏡B-3與雙凸非球面透鏡B-4之間的空氣間隔1.09mm。