本發(fā)明涉及一種大靶面高分辨率變焦數(shù)碼相機(jī)鏡頭，屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于機(jī)載等無(wú)人偵查攝照領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

適用于機(jī)載等無(wú)人偵查的鏡頭不僅要求體積小、重量輕，而且要求對(duì)目標(biāo)能作大范圍的搜索和小范圍的觀察識(shí)別，并能在雨、雪、霧等惡劣天氣條件下實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀察、拍照。因此，該類(lèi)鏡頭還應(yīng)具有高分辨率、長(zhǎng)焦距、大視場(chǎng)等要求?，F(xiàn)有的機(jī)載等無(wú)人偵查變焦鏡頭靶面小、焦距短，圖像質(zhì)量不佳，對(duì)目標(biāo)的搜索和識(shí)別能力有限，其應(yīng)用范圍受到了很大的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種具有長(zhǎng)焦距、大視場(chǎng)、高分辨率、適用于機(jī)載等無(wú)人偵查領(lǐng)域的大靶面高分辨率變焦數(shù)碼相機(jī)鏡頭，能在小尺寸鏡頭上解決現(xiàn)有小鏡頭系統(tǒng)靶面小，分辨率低的問(wèn)題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

大靶面高分辨率變焦數(shù)碼相機(jī)鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設(shè)有光焦度為正的前固定組、光焦度為負(fù)的變倍組、光焦度為正的補(bǔ)償組、可變光闌組件和光焦度為正的后固定組。

所述前固定組在光路方向上依次設(shè)有前固定組負(fù)月牙透鏡與前固定組第一正月牙透鏡密接的前固定組膠合鏡、前固定組雙凸透鏡以及前固定組第二正月牙透鏡。

所述變倍組在光路方向上依次設(shè)有由變倍組第一雙凹透鏡、變倍組雙凸透鏡與變倍組第二雙凹透鏡三片密接膠合的變倍組膠合鏡以及變倍組負(fù)彎月透鏡。

所述補(bǔ)償組在光路方向上設(shè)有由補(bǔ)償組負(fù)月牙透鏡與補(bǔ)償組雙凸透鏡密接的補(bǔ)償組膠合鏡以及補(bǔ)償組正月牙透鏡。

所述后固定組在光路方向上依次設(shè)有由后固定組第一雙凹透鏡、后固定組第一正月牙透鏡、后固定組反射鏡、由后固定組第二雙凹透鏡與后固定組第二正月牙透鏡密接的后固定組膠合鏡、后固定組第一雙凸透鏡、后固定組負(fù)月牙透鏡以及后固定組第二雙凸透鏡。

所述前固定組和變倍組之間的空氣間隔是3.85～77.23mm，所述變倍組和補(bǔ)償組之間的空氣間隔是131.89～6.64mm，所述補(bǔ)償組和后固定組之間的空氣間隔是3.5～55.37mm。

所述前固定組中的前固定組膠合鏡和前固定組雙凸透鏡之間的空氣間隔是0.71mm，前固定組雙凸透鏡與前固定組第二正月牙透鏡之間的空氣間隔是0.5mm。

所述變倍組中的變倍組膠合鏡與變倍組負(fù)彎月透鏡之間的空氣間隔是4.55mm。

所述補(bǔ)償組中補(bǔ)償組膠合鏡與補(bǔ)償組正月牙透鏡之間的空氣間隔是0.44mm。

所述后固定組中的后固定組第一雙凹透鏡與后固定組第一正月牙透鏡之間的空氣間隔是0.58mm，后固定組第一正月牙透鏡與后固定組反射鏡之間的空氣間隔是47.44mm，后固定組反射鏡與后固定組膠合鏡之間的空氣間隔是13.44mm，所述后固定組膠合鏡和后固定組第一雙凸透鏡之間的空氣間隔是0.15mm，后固定組第一雙凸透鏡與后固定組負(fù)月牙透鏡之間的空氣間隔是1.13mm，后固定組負(fù)月牙透鏡與后固定組第二雙凸透鏡之間的空氣間隔是12.51mm。

所述鏡頭的前部設(shè)有電動(dòng)聚焦機(jī)構(gòu)，所述鏡頭的中部設(shè)有電動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，所述鏡頭的后部設(shè)有可變光闌組件。

鏡頭焦距為70mm~560mm，光路在后固定組反射鏡處90度轉(zhuǎn)折。

所述電動(dòng)聚焦機(jī)構(gòu)設(shè)置有聚焦電位器用于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)聚焦功能。

所述電動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)設(shè)置有變焦電位器用于實(shí)現(xiàn)焦距預(yù)置功能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、該鏡頭焦距為70mm~560mm，可與像元數(shù)為6576×4384、像元大小為5.5um的大靶面探測(cè)器相匹配，具有長(zhǎng)焦距、大視場(chǎng)角、高分辨率等優(yōu)點(diǎn)。

2、通過(guò)在光路上設(shè)置后固定組反射鏡，對(duì)光路進(jìn)行90度轉(zhuǎn)折，實(shí)現(xiàn)小巧、緊湊的外型結(jié)構(gòu)，適合機(jī)載設(shè)備的尺寸要求，而且使得光路功能模塊化，易于檢修。

3、鏡頭設(shè)置有變焦電位器用于實(shí)現(xiàn)焦距預(yù)置功能，使得該鏡頭能方便地實(shí)現(xiàn)攝照一體化的功能，適用于機(jī)載等無(wú)人偵查攝照領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

附圖1為本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)圖；

附圖2為機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配總圖；

附圖3為調(diào)焦機(jī)構(gòu)圖；

附圖3a為調(diào)焦機(jī)構(gòu)右視圖；

附圖3b為調(diào)焦機(jī)構(gòu)立體圖；

附圖4為變倍機(jī)構(gòu)圖；

附圖4a為變倍機(jī)構(gòu)左視圖；

附圖4b為變倍機(jī)構(gòu)立體圖。

圖中：

A.前固定組；

11.前固定組負(fù)月牙透鏡，12.前固定組第一正月牙透鏡，13.前固定組雙凸透鏡，14.前固定組第二正月牙透鏡；

B.變倍組；

201.變倍組第一雙凹透鏡透鏡，202.變倍組雙凸透鏡，203.變倍組第二雙凹透鏡，204.變倍組負(fù)彎月透鏡；

C.補(bǔ)償組；

301.補(bǔ)償組負(fù)月牙透鏡，302.補(bǔ)償組雙凸透鏡，303.補(bǔ)償組正月牙透鏡；

D.可變光闌組件；

E.后固定組；

401.后固定組第一雙凹透鏡，402.后固定組第一正月牙透鏡，403.后固定組反射鏡，404.后固定組第二雙凹透鏡，405.后固定組第二正月牙透鏡，406.后固定組第一雙凸透鏡，407.后固定組負(fù)月牙透鏡，408.后固定組第二雙凸透鏡；

21-調(diào)焦組件；22-變倍組件；23-凸輪組件；24-補(bǔ)償組件；25-后固定組件；26-攝像機(jī)組件；

31-A片壓圈；32-鏡片A片；33-調(diào)焦凸輪壓圈；34-鏡片B片；35-磁鐵；36-調(diào)焦凸輪；37-調(diào)焦主鏡筒；38-前組鏡筒；39-CD隔圈；310-BC隔圈；311-鏡片C片；312-鏡片D片；313-調(diào)焦磙子2；314-調(diào)焦導(dǎo)環(huán)；315-調(diào)焦磙子1；316-調(diào)焦導(dǎo)釘；317-霍爾元件；318-調(diào)焦限位支架；319-調(diào)焦電位器齒輪；320-調(diào)焦電位器；321-調(diào)焦電位器支架；322-調(diào)焦磁鐵座；323-調(diào)焦電機(jī)；324-調(diào)焦電機(jī)齒輪；325-調(diào)焦電機(jī)支架；

41-變倍鏡筒；42變倍滑架；43-鋼珠；44-變倍磙子1；45-變倍導(dǎo)環(huán)；46-變倍導(dǎo)釘；47-變倍磙子2；48-變倍凸輪；49-主鏡筒；410-IJ隔圈；411-補(bǔ)償滑架；412-補(bǔ)償鏡筒；413-KL隔圈；414-補(bǔ)償壓圈；415-凸輪軸承壓環(huán)；416變倍凸輪壓圈；417-霍爾元件；418-變倍磁鐵座；419-磁鐵；420-變倍限位支架；421-變倍電機(jī)支架；422-變倍電位器齒輪；423-變倍電位器；424-變倍電機(jī)；425-變倍電機(jī)齒輪。

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3、3a、3b、4、4a、4b所示，大靶面高分辨率變焦數(shù)碼相機(jī)鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設(shè)有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負(fù)的變倍組B、光焦度為正的補(bǔ)償組C、可變光闌組件和光焦度為正的后固定組E。

所述前固定組在光路方向上依次設(shè)有前固定組負(fù)月牙透鏡11與前固定組第一正月牙透鏡12密接的前固定組膠合鏡、前固定組雙凸透鏡13以及前固定組第二正月牙透鏡14。

所述變倍組在光路方向上依次設(shè)有由變倍組第一雙凹透鏡201、變倍組雙凸透鏡202與變倍組第二雙凹透鏡203三片密接膠合的變倍組膠合鏡以及變倍組負(fù)彎月透鏡204。

所述補(bǔ)償組在光路方向上設(shè)有由補(bǔ)償組負(fù)月牙透鏡301與補(bǔ)償組雙凸透鏡302密接的補(bǔ)償組膠合鏡以及補(bǔ)償組正月牙透鏡303。

所述后固定組在光路方向上依次設(shè)有由后固定組第一雙凹透鏡401、后固定組第一正月牙透鏡402、后固定組反射鏡403、由后固定組第二雙凹透鏡404與后固定組第二正月牙透鏡405密接的后固定組膠合鏡、后固定組第一雙凸透鏡406、后固定組負(fù)月牙透鏡407以及后固定組第二雙凸透鏡408。

所述前固定組和變倍組之間的空氣間隔是3.85～77.23mm，所述變倍組和補(bǔ)償組之間的空氣間隔是131.89～6.64mm，所述補(bǔ)償組和后固定組之間的空氣間隔是3.5～55.37mm。

所述前固定組中的前固定組膠合鏡和前固定組雙凸透鏡13之間的空氣間隔是0.71mm，前固定組雙凸透鏡13與前固定組第二正月牙透鏡14之間的空氣間隔是0.5mm。

所述變倍組中的變倍組膠合鏡與變倍組負(fù)彎月透鏡204之間的空氣間隔是4.55mm。

所述補(bǔ)償組中補(bǔ)償組膠合鏡與補(bǔ)償組正月牙透鏡303之間的空氣間隔是0.44mm。

所述后固定組中的后固定組第一雙凹透鏡401與后固定組第一正月牙透鏡402之間的空氣間隔是0.58mm，后固定組第一正月牙透鏡402與后固定組反射鏡403之間的空氣間隔是47.44mm，后固定組反射鏡403與后固定組膠合鏡之間的空氣間隔是13.44mm，所述后固定組膠合鏡和后固定組第一雙凸透鏡406之間的空氣間隔是0.15mm，后固定組第一雙凸透鏡406與后固定組負(fù)月牙透鏡407之間的空氣間隔是1.13mm，后固定組負(fù)月牙透鏡407與后固定組第二雙凸透鏡408之間的空氣間隔是12.51mm。

所述鏡頭的前部設(shè)有電動(dòng)聚焦機(jī)構(gòu)，所述鏡頭的中部設(shè)有電動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，所述鏡頭的后部設(shè)有可變光闌組件D。

鏡頭焦距為70mm~560mm，光路在后固定組反射鏡處90度轉(zhuǎn)折。

所述電動(dòng)聚焦機(jī)構(gòu)設(shè)置有聚焦電位器用于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)聚焦功能。

所述電動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)設(shè)置有變焦電位器用于實(shí)現(xiàn)焦距預(yù)置功能。

在本實(shí)施例中，該大靶面高分辨率變焦數(shù)碼相機(jī)鏡頭達(dá)到了以下技術(shù)指標(biāo)：（1）焦距：70mm～560mm；（2）視場(chǎng)角：2ω=34.3°～4.4°；（3）相對(duì)孔徑：1∶7.5；（4）適用光譜范圍：480nm～850nm；（5）工作溫度：-45℃～+55℃；（6）最大尺寸：不大于280mm×100mm×176mm；（7）重量：≤3.5kg。

如圖3、3a所示，所述調(diào)焦組件21是用A片壓圈31將前固定組各鏡片安置于前組鏡筒38內(nèi)，前固定組第一正月牙透鏡與前固定組雙凸透鏡間設(shè)有BC隔圈310，前固定組雙凸透鏡與前固定組第二正月牙透鏡間設(shè)有CD隔圈39。

前組鏡筒38安置于調(diào)焦主鏡筒37內(nèi)并通過(guò)兩個(gè)180o均布的直槽，用調(diào)焦導(dǎo)釘316和調(diào)焦磙子315、調(diào)焦導(dǎo)環(huán)314、調(diào)焦磙子313組成的調(diào)焦導(dǎo)釘組件安置于調(diào)焦主鏡筒37上。

圖中調(diào)焦電機(jī)323、調(diào)焦主鏡筒37、霍爾元件317組成電動(dòng)聚焦機(jī)構(gòu)，所述調(diào)焦電機(jī)323通過(guò)調(diào)焦電機(jī)架325安置在調(diào)焦主鏡筒37上，所述霍爾元件317通過(guò)調(diào)焦限位支架318安置在調(diào)焦主鏡筒37上，所述調(diào)焦凸輪36上開(kāi)設(shè)有精密加工的兩條180o均布的線性斜槽，用調(diào)焦導(dǎo)釘組件與調(diào)焦主鏡筒37連接在一起，調(diào)焦電機(jī)齒輪324與調(diào)焦凸輪36上的齒輪嚙合，當(dāng)調(diào)焦電機(jī)323通電轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)焦電機(jī)齒輪324帶動(dòng)調(diào)焦凸輪36旋轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)焦主鏡筒37上的直槽限制，前組鏡筒38的旋轉(zhuǎn)被限制從而只做直槽內(nèi)的直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)近目標(biāo)的聚焦功能。

磁鐵35安置于磁鐵座322上，跟隨調(diào)焦凸輪36的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)霍爾元件317與磁鐵35的共同作用對(duì)調(diào)焦凸輪36起到轉(zhuǎn)角的限位和保護(hù)作用；當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行聚焦時(shí)，調(diào)焦凸輪35與調(diào)焦電位器齒輪319嚙合，同步的與調(diào)焦凸輪36發(fā)生相對(duì)的旋轉(zhuǎn)，電位器的阻值發(fā)生變化，通過(guò)適當(dāng)?shù)娜与娐房梢郧蟪鲭娢黄鞯淖兓?，并傳給控制中心，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)焦值的顯示；反之，通過(guò)控制中心給出相應(yīng)阻值命令，可實(shí)現(xiàn)調(diào)焦距離的實(shí)時(shí)控制。

如圖4、4a所示，所述變倍鏡筒41通過(guò)連接螺釘安置在變倍滑架42上組成變倍組件22；補(bǔ)償鏡筒412通過(guò)連接螺釘安置在補(bǔ)償滑架411上組成補(bǔ)償組件24.所述變倍滑架42與補(bǔ)償滑架411通過(guò)與主鏡筒49研磨配合安置在主鏡筒49上，變倍凸輪48通過(guò)鋼珠43置于主鏡筒49上組成滾動(dòng)軸承，由凸輪軸承壓環(huán)415和變倍凸輪壓圈416鎖緊。

所述變倍凸輪48按光學(xué)變焦運(yùn)動(dòng)方程的要求加工變倍、補(bǔ)償曲線槽，分別用變倍導(dǎo)釘組件和補(bǔ)償導(dǎo)釘組件把變倍凸輪48與變倍滑架42、補(bǔ)償滑架411連接在一起；所述變倍導(dǎo)釘組件與補(bǔ)償導(dǎo)釘組件由變倍磙子44、變倍導(dǎo)環(huán)45、變倍導(dǎo)釘46、變倍磙子47組成。所述變倍電機(jī)424、變倍電位器423、霍爾元件417組成電動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，所述變倍電機(jī)424、變倍電位器423通過(guò)變倍電機(jī)支架421安置在主鏡筒49上，所述所述霍爾元件417通過(guò)變倍限位開(kāi)關(guān)架420安置于主鏡筒49上。

變倍電機(jī)齒輪425與變倍凸輪48嚙合，當(dāng)變倍電機(jī)424轉(zhuǎn)子做正負(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)變倍凸輪48做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)變倍、補(bǔ)償曲線槽及變倍導(dǎo)釘組件、補(bǔ)償導(dǎo)釘組件帶動(dòng)變倍滑架42、補(bǔ)償滑架411按變倍、補(bǔ)償曲線槽的方式運(yùn)動(dòng)，主鏡筒49上的兩條直槽起到限制變倍導(dǎo)釘組件、補(bǔ)償導(dǎo)釘組件的作用，并使變倍滑架42、補(bǔ)償滑架411的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)；嚴(yán)格控制變倍導(dǎo)釘組件和補(bǔ)償導(dǎo)釘組件與變倍凸輪48的曲線槽和主鏡筒49上的直線槽之間的配合間隙，保證變倍組件22和補(bǔ)償組件24滑動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)卡帶；這樣通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)變倍組件22和補(bǔ)償組件24按變焦運(yùn)動(dòng)方程要求做來(lái)回的直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)焦距的連續(xù)變化功能。

當(dāng)系統(tǒng)的焦距發(fā)生變化時(shí)，變倍電位器齒輪422與變倍凸輪48嚙合，同步的與變倍凸輪48發(fā)生相對(duì)的旋轉(zhuǎn)，電位器的阻值發(fā)生變化，通過(guò)適當(dāng)?shù)娜与娐房梢郧蟪鲭娢黄鞯淖兓?，并傳給控制中心，從而實(shí)現(xiàn)變焦值的顯示；反之，通過(guò)控制中心給出相應(yīng)阻值命令，可實(shí)現(xiàn)焦距的實(shí)時(shí)控制?；魻栐?17通過(guò)安置在磁鐵座418上的磁鐵419配合工作，起到對(duì)變焦過(guò)程中系統(tǒng)的限位和保護(hù)作用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。