长焦镜头内置增倍光学系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202021711546.5 (22)申请日 2020.08.17 (73)专利权人 福建省光学技术研究所 地址 350013 福建省福州市晋安区茶园路 18号 专利权人 深圳中天银河科技有限公司 (72)发明人 柯重荣吴鸿春何凎 (74)专利代理机构 福州智理专利代理有限公司 35208 代理人 林捷华 (51)Int.Cl. G02B 15/173(2006.01) G02B 15/14(2006.01) G02B 13/00(2006.01) G02B 13/14(2006。

2、.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种长焦镜头内置增倍光学系统 (57)摘要 本实用新型涉及一种长焦镜头内置增倍光 学系统， 安装在物镜和成像面之间， 为六片三组 结构； 其特征在于： 沿光轴从物镜往成像方向， 依 次为正透镜L1、 负透镜L2、 正透镜L3、 负透镜L4、 负透镜L5和正透镜L6； 其中所述负透镜L2、 正透 镜L3、 负透镜L4组成三胶合透镜组； 所述负透镜 L5和正透镜L6组成双胶合透镜组。 本实用新型增 倍光学系统采用六片三组结构， 尤其通过单透镜 与三胶合和双胶合形成的光学组合， 在压缩视场 状况下， 获得更大的成像倍率， 实。

3、现物镜系统的 成像放大； 尤其适合于大变焦比成像物镜和小视 场长焦物镜系统。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 212302053 U 2021.01.05 CN 212302053 U 1.一种长焦镜头内置增倍光学系统， 安装在物镜和成像面之间， 为六片三组结构； 其特 征在于： 沿光轴从物镜往成像方向， 依次为正透镜L1、 负透镜L2、 正透镜L3、 负透镜L4、 负透 镜L5和正透镜L6； 其中所述负透镜L2、 正透镜L3、 负透镜L4组成三胶合透镜组； 所述负透镜 L5和正透镜L6组成双胶合透镜组。 2.根据权利要求1所述的一种长焦镜头内置增倍光学系统， 其特征在于： 正透镜。

4、L1与三 胶合透镜组U1的间隔为6.55mm， 三胶合透镜组U1与双胶合透镜组U2的间隔为4.07mm， 上述 各镜组间的距离为各镜组镜片中心的间距。 3.根据权利要求1或2所述的一种长焦镜头内置增倍光学系统， 其特征在于： 在正透镜 L1前， 还设置有滤光片切换机构， 包括一片可见光补偿片和一片近红外IR滤光片。 4.根据权利要求3所述的一种长焦镜头内置增倍光学系统， 其特征在于： 可见光补偿片 和近红外IR滤光片的光程差 nd*X1-ns*X2 ， 满足： 0 nd*X1-ns*X2 0.025 f ， 其中 nd为可见光补偿片材料在波长587.5618纳米折射率， ns为近红外IR滤光片。

5、材料在波长 852.11纳米处折射率， X1、 X2为可见光补偿片和近红外IR滤光片的厚度。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212302053 U 2 一种长焦镜头内置增倍光学系统 技术领域： 0001 本实用新型属于光学领域， 特别涉及一种长焦镜头内置增倍光学系统。 背景技术： 0002 在视频监控领域经常要应用到大变倍监控镜头， 但这类镜头往往价格昂贵， 尤其 是进口镜头。 以前如果要增大镜头的焦距就必须要购买新的镜头， 这就大大增加了项目的 成本。 市场上需要一种既能增大镜头焦距、 又不会降低镜头像质、 也不会改变镜头光学接口 的内置增倍光学系统。 如专利申请号20141007295。

6、1.X， 公开一种带法兰广角高倍变焦镜头 增倍镜， 其光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设置有前镜片组A和后镜片组B， 所述 前镜片组A依次设置有负月牙型透镜A-1和双凹型透镜A-2， 所述后镜片组B是由负月牙型透 镜B-1和双凸型透镜B-2密接的胶合组； 其机械结构包括镜筒， 所述镜筒内开设有前组安装 座和后组安装座， 所述镜筒在前组安装座与后组安装座之间的过渡位置向外延伸出一个法 兰。 该发明是一种倍率小于1的广角倍率镜(缩小焦距)， 有利于扩大变焦镜头的视场角。 0003 另外， 为了满足全天候视频监控的要求， 往往在镜头中还加入必要的滤光片， 以提 高夜间成像效果， 大多采用IR-C。

7、UT技术， 也即滤光片切换机构， 以满足日夜拍摄的需要， 主 要作用是白天滤掉红外光， 使感光元件还原真实色彩。 也正由于滤光片存在， 导致成像面略 有偏差， 切换后还需再行调焦， 才能保证在两种状态下均能获得清晰的成像。 发明内容： 0004 本实用新型的目的是设计一种适合大变焦比小视场的长焦镜头内置增倍光学系 统； 而次要目的是在增倍光学系统前， 还设置有带可见光补偿片和近红外IR滤光片的滤光 片切换机构。 0005 本实用新型技术方案是这样实现的： 一种长焦镜头内置增倍光学系统， 安装在物 镜和成像面之间， 为六片三组结构； 其特征在于： 沿光轴从物镜往成像方向， 依次为正透镜 L1、 。

8、负透镜L2、 正透镜L3、 负透镜L4、 负透镜L5和正透镜L6； 其中所述负透镜L2、 正透镜L3、 负 透镜L4组成三胶合透镜组； 所述负透镜L5和正透镜L6组成双胶合透镜组。 0006 所述正透镜L1与三胶合透镜组U1的间隔为6.55mm， 三胶合透镜组U1与双胶合透镜 组U2的间隔为4.07mm， 上述各镜组间的距离为各镜组镜片中心的间距。 0007 进一步， 在正透镜L1前， 还设置有滤光片切换机构， 包括一片可见光补偿片和一片 近红外IR滤光片。 0008 所述可见光补偿片和近红外IR滤光片的光程差 nd*X1-ns*X2 ， 满足： 0 nd*X1- ns*X2 0.025 f 。

9、， 其中nd为可见光补偿片材料在波长587.5618纳米折射率， ns为近红 外IR滤光片材料在波长852.11纳米处折射率， X1、 X2为可见光补偿片和近红外IR滤光片的 厚度。 0009 本实用新型增倍光学系统采用六片三组结构， 尤其通过单透镜与三胶合和双胶合 形成的光学组合， 在压缩视场状况下， 获得更大的成像倍率， 实现物镜系统的成像放大； 尤 说明书 1/3 页 3 CN 212302053 U 3 其适合于大变焦比成像物镜和小视场长焦物镜系统； 而在上述增倍光学系统， 前置有滤光 片组， 满足全天候视频监控的要求， 常规拍摄白天画面时感光元件还原真实色彩,雾霾气候 条件下， 通过。

10、近红外IR滤光片截止可见光， 利用穿透能力更强的近红外光谱成像， 实现透雾 拍摄功能， 可见光与近红外波段光谱工作状态的自由切换， 使得所述光学系统满足了物镜 的 “透雾” 应用需求和实现了精准的共焦补偿。 附图说明： 0010 下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明： 0011 图1为长焦镜头内置增倍光学系统夜晚拍摄状态示意图 0012 图2为长焦镜头内置增倍光学系统白天拍摄状态示意图 0013 图3为增倍光学系统在可见光波段的垂轴色差图 0014 图4为增倍光学系统在可见光波段的MTF曲线图 0015 图5为增倍光学系统在近红外波段的MTF曲线图 0016 图6为增倍光学系统在可见光波段。

11、的光线追迹点列图 0017 图7为增倍光学系统在近红外波段的光线追迹点列图 0018 中 0019 L1正透镜 L2负透镜 L3正透镜 0020 L4负透镜 L5负透镜 L6正透镜 0021 U1三胶合透镜组 U2双胶合透镜组 0022 A成像面 P物镜出瞳 0023 1可见光补偿片 2近红外IR滤光片 具体实施方式： 0024 参照图1和图2， 长焦镜头内置增倍光学系统， 安装在镜头系统物镜和成像面之间， 其为六片三组结构； 沿光轴从物镜往成像方向， 依次为正透镜L1、 负透镜L2、 正透镜L3、 负透 镜L4、 负透镜L5和正透镜L6； 其中由负透镜L2、 正透镜L3、 负透镜L4组成三胶。

12、合透镜组U1； 由 负透镜L5和正透镜L6组成双胶合透镜组。 0025 更具体地说， 正透镜L1与三胶合透镜组U1的间隔为6.55mm， 三胶合透镜组U1与双 胶合透镜组U2的间隔为4.07mm， 上述各镜组间的距离为各镜组镜片中心的间距。 0026 实际应用上， 本增倍光学系统安装位置为物镜光学系统最后一片镜片和成像面A 之间， 具体位置满足以下条件： 本增倍光学系统第一片正透镜L1与物镜出瞳P的距离D1满足 在0.7d-0.9d区间内的匹配， 本增倍光学系统入瞳与物镜出瞳P的距离D2满足在-0.2d- 0.2d区间内的匹配； 其中d为物镜出瞳距离， 本增倍光学系统适配任意物镜的出瞳。 00。

13、27 本增倍光学系统完成与物镜系统的安装后， 系统的总后焦距BFL满足BFL0.3 f ， 其中f为本发明所述光学系统的焦距， 完成与物镜系统的内置安装后， 机械后焦距能够 适应所有的C接口摄像机。 0028 增倍光学系统倍率大于1的长焦倍率镜(放大焦距)， 恰好具有与现有技术相反的 功能。 还有一个大差别是： 现有技术这个缩小焦距的广角倍率镜， 是安装在特定镜头(螺牙) 的最前端。 而本结构为内置(放大焦距)倍率镜是安装在原镜头的后端， 传感器的前段， 是在 说明书 2/3 页 4 CN 212302053 U 4 成像系统的中间。 0029 进一步， 在正透镜L1前， 还设置有双滤光片切换。

14、机构， 包括一片可见光补偿片1和 一片近红外IR滤光片2； 其中可见光补偿片1和近红外IR滤光片2的光程差 nd*X1-ns*X2 ， 满足： 0 nd*X1-ns*X2 0.025 f ， 其中nd为可见光补偿片1材料在波长587.5618纳米 折射率， ns为近红外IR滤光片2材料在波长852.11纳米处折射率， X1、 X2为可见光补偿片和 近红外IR滤光片的厚度。 0030 在增倍光学系统前置IR滤光片切换， 实现可见光与近红外波段光谱工作状态的自 由切换， 使得本增倍光学系统满足了物镜的 “透雾” 应用需求和实现了精准的共焦补偿。 其 工作光谱范围为450920nm范围， 其中在可见。

15、光波段486656nm系统垂轴色差小于 0.025Ar， Ar为艾里斑直径； 近红外工作光谱为852nm。 0031 参照图3， 为增倍光学系统在可见光波段(0.450.62微米)的垂轴色差图， 其中两 条虚线之间的坐标长度为艾里斑直径(Ar)。 0032 参照图4， 为增倍光学系统在可见光(436656nm)波段的MTF曲线图。 0033 参照图5， 为增倍光学系统在近红外(852nm)波段的MTF曲线图。 0034 参照图6， 为增倍光学系统在可见光(436656nm)波段的光线追迹点列图。 0035 参照图7， 为增倍光学系统在近红外(852nm)波段的光线追迹点列图。 说明书 3/3 页 5 CN 212302053 U 5 图1 图2 说明书附图 1/4 页 6 CN 212302053 U 6 图3 图4 说明书附图 2/4 页 7 CN 212302053 U 7 图5 图6 说明书附图 3/4 页 8 CN 212302053 U 8 图7 说明书附图 4/4 页 9 CN 212302053 U 9 。