本发明涉及一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头及其控制方法，镜头的光学结构包括沿光线入射方向依次间隔设置的光焦度为正的前固定透镜组A、光焦度为负的变倍透镜组B、光焦度为负的补偿透镜组C、可变光栏D和光焦度为正的后固定透镜组E；镜头的机械结构包括方形舱体，舱体的前端和后端分别经前法兰和后法兰连接有一遮光罩和CCD固定组件，遮光罩前端面且位于前保护片的前侧还盖设有一镜片盖，所述镜片盖经一手动自动一体的开盖机构控制开盖。本发明的有益效果在于：实现镜头的分辨率显著提高，可与高清晰度的摄像机适配，提高了摄像系统在雨、雪、薄雾等阴霾气候条件下对远距离目标的探测能力。
1.一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述镜头的光学结构由沿光线入射方向依次间隔设置的光焦度为正的前固定透镜组A、光焦度为负的变倍透镜组B、光焦度为负的补偿透镜组C、可变光栏D和光焦度为正的后固定透镜组E组成；所述前固定透镜组A由沿光线入射方向依次间隔设置的双凸透镜A-1、正月牙透镜A-2、负月牙透镜A-
3和正月牙透镜A-4组成；所述变倍透镜组B由沿光线入射方向双凹透镜B-1和密接胶合的正月牙透镜B-2与双凹透镜B-3组成；所述补偿透镜组C由正月牙透镜C-1与双凹透镜C-2密接的胶合组组成；所述后固定透镜组E包括沿光线入射方向依次间隔设置的中心衰减片E-1、双凸透镜E-2、双凸透镜E-3与双凹镜组E-4密接的胶合组、正月牙透镜E-5、滤色片组E-6、分光棱镜E-7和保护片E-9，所述后固定透镜组E还包括设置于分光棱镜正上方或正下方的聚光镜E-8。
2.根据权利要求1所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述前固定透镜组A和变倍透镜组B之间的空气间隔是3.60～58.96mm，所述变倍透镜组B与补偿透镜组C之间的空气间隔是9.82～35.40mm，所述补偿透镜组C与后固定透镜组E之间的空气间隔是2.82～44.32mm。
3.根据权利要求1或2所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：
所述前固定透镜组A中，双凸透镜A-1与正月牙透镜A-2之间的空气间隔是0.2mm，正月牙透镜A-2与负月牙透镜A-3之间的空气间隔是2.03mm，负月牙透镜A-3与正月牙透镜A-4之间的空气间隔是0.35mm；所述变倍透镜组B中，双凹透镜B-1与由正月牙透镜B-2和双凹透镜B-3密接的胶合组之间的空气间隔是1.25mm；所述后固定透镜组E中，中心衰减片E-1与双凸透镜E-2之间的空气间隔为2.2mm，双凸透镜E-2与由双凸透镜E-3和双凹镜组E-4密接的胶合组之间的空气间隔为0.2mm，由双凸透镜E-3和双凹镜组E-4密接的胶合组与正月牙透镜E-5之间的空气间隔为0.1mm，正月牙透镜E-5与滤色片组E-6之间的空气间隔为5mm，滤色片组E-6与分光棱镜E-7之间的空气间隔为5mm，分光棱镜E-7与聚光镜E-8之间的空气间隔为
4mm，聚光镜E-8与保护片E-9之间空气间隔为4mm。
4.根据权利要求1所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述正月牙透镜A-2、正月牙透镜A-4由超低色散材料H-FK61制成；所述滤色片组E-6工作波长为
750nm～900nm；所述中心衰减片E-1的中心透过率为15%。
5.根据权利要求1所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述镜头的机械结构包括用于容置镜头的光学结构的方形舱体，所述舱体的前端和后端分别经前法兰和后法兰连接有一遮光罩和CCD 固定组件，所述遮光罩的前端面以及舱体的后端面分别竖向设有实现舱体左右密封的前保护片和后保护片，所述CCD固定组件经一固定架与后法兰连接；所述舱体上端还经一隔板分隔呈一电子舱，所述电子舱内设有一控制电路板；
所述遮光罩前端面且位于前保护片的前侧还盖设有一镜片盖，所述镜片盖经一手动自动一体的开盖机构控制开盖，所述开盖机构与所述控制电路板电连。
6.根据权利要求5所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述开盖机构包括一与所述镜片盖固定连接的转动臂、用于驱动转动臂的涡轮、与所述涡轮配合啮合的蜗杆以及与所述蜗杆一端配合连接用于驱动蜗杆的开盖电机，所述开盖电机与所述控制电路板电连，所述蜗杆另一端还固定连接有一用于手动转动的手轮。
7.根据权利要求5所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述前固定透镜组A、变倍透镜组B、补偿透镜组C、可变光栏D和后固定透镜组E沿入射方向依次间隔设置于一主镜筒内，所述主镜筒经位于前端的连接法兰和位于后端的辅助支撑架与所述舱体内壁配合连接；所述主镜筒的前部设有一调焦机构，所述调焦机构包括套设于前固定透镜组A处的前组镜筒，所述前组镜筒经一调焦座与所述主镜筒配合活动连接，所述主镜筒外侧套设有一调焦环，所述调焦环分别经与主镜筒相连接的右旋螺纹和与前组镜筒相连接的左旋螺纹带动前组镜筒配合进行调焦，所述调焦环经一调焦电机驱动旋转，所述调焦环内上设有与所述调焦电机相啮合的齿轮，所述主镜筒上还开设有用于安装两个调焦微动开关和调焦电机的槽孔，所述调焦座上还沿周向均匀布设有三个调焦导钉；所述调焦电机与所述控制电路板电连。
8.根据权利要求7所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述滤色片组E-6由四片滤色片和滤色片盘组成，四片滤色片通过压圈安装在滤色片盘上，所述滤色片盘经一立柱固定于所述主镜筒上，所述滤色片盘经一滤色片电机驱动，所述滤色片组还包括用于定位滤色片的霍尔元件，所述霍尔元件固定于所述立柱上；所述滤色片电机与所述控制电路板电连。
9.根据权利要求7所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，其特征在于：所述分光棱镜E-7经一分光棱镜机构固定，所述分光棱镜机构包括一用于固定分光棱镜E-7的分光棱镜座上，所述分光棱镜座与分光棱镜固定架固定，分光棱镜固定架通过螺钉固定在主镜筒内壁；所述聚光镜E-8经一聚光镜机构固定，所述聚光镜机构包括用于固定聚光镜E-8的二光路聚光镜座上、光电三极管和用于固定光电三极管的光电三级管座，所述光电三级管上下两面分别设有绝缘片，所述光电三极管座与二光路聚光镜座螺纹连接设置于二光路聚光镜座的上侧或下侧；所述CCD固定组件经固定螺钉设置于一托板上方，所述托板固定于所述固定架上，所述CCD固定组件上方经一盖板压紧，并且所述CCD固定组件上下端面分别设有绝缘板，所述固定螺钉上还套设有绝缘螺套。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头的控制方法，其特征在于：首先将镜头与经CCD固定组件与摄像机配合进行摄像；摄像时，通过分光棱镜E-7及聚光镜E-8检测摄像环境照度，并根据摄像环境照度的检测结果切换相应的滤色片组E-6、中心衰减片E-1，结合孔径光阑，实现自动调光。
自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头及其控制方法。
背景技术
[0002] 普通摄像镜头仅限于一般照明条件的应用场合，当应用于如雨、雪、薄雾等阴霾气候条件下时，系统探测距离将严重降低，特别是信号本身很弱时，会导致目标信号淹没于背景信号当中，无法正常使用。在不同地域条件、同一地域不同时段，外界照明环境有可能发生较大的改变，采用电子快门调光的方式在一些特殊场合并不足以让摄像设备适应环境的改变而正常工作，需要其他辅助方式进行自动调光。另外，传统的光路结构在外形体积受限而聚光能力要求较高时，也普遍存在变倍倍数小、分辨率不高的特点。
发明内容
[0003] 本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头及其控制方法，提高镜头的分辨率，与高清晰度的摄像机适配，提高了摄像系统在雨、雪、薄雾等阴霾气候条件下对远距离目标的探测能力。
[0004] 本发明解决技术问题所采用的方案是：一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，所述镜头的光学结构包括沿光线入射方向依次间隔设置的光焦度为正的前固定透镜组A、光焦度为负的变倍透镜组B、光焦度为负的补偿透镜组C、可变光栏D和光焦度为正的后固定透镜组E；所述前固定透镜组A由沿光线入射方向依次间隔设置的双凸透镜A-1、正月牙透镜A-2、负月牙透镜A-3和正月牙透镜A-4组成；所述变倍透镜组B由沿光线入射方向双凹透镜B-1和正月牙透镜B-2与双凹透镜B-3密接的胶合组组成；所述补偿透镜组C由正月牙透镜C-1与双凹透镜C-2密接的胶合组组成；所述后固定透镜组E包括沿光线入射方向依次间隔设置的中心衰减片E-1、双凸透镜E-2、双凸透镜E-3与双凹镜组E-4密接的胶合组、正月牙透镜E-5、滤色片组E-6、分光棱镜E-7和保护片E-9，所述后固定透镜组E还包括设置于分光棱镜正上方或正下方的聚光镜E-8。
[0005] 进一步的，所述前固定透镜组A和变倍透镜组B之间的空气间隔是3.60～58.96mm，所述变倍透镜组B与补偿透镜组C之间的空气间隔是9.82～35.40mm，所述补偿透镜组C与后固定透镜组E之间的空气间隔是2.82～44.32mm。
[0006] 进一步的，所述前固定透镜组A中，双凸透镜A-1与正月牙透镜A-2之间的空气间隔是0.2mm，正月牙透镜A-2与负月牙透镜A-3之间的空气间隔是2.03mm，负月牙透镜A-3与正月牙透镜A-4之间的空气间隔是0.35mm；所述变倍透镜组B中，双凹透镜B-1与由正月牙透镜B-2和双凹透镜B-3密接的胶合组之间的空气间隔是1.25mm；所述后固定透镜组E中，中心衰减片E-1与双凸透镜E-2之间的空气间隔为2.2mm，双凸透镜E-2与由双凸透镜E-3和双凹镜组E-4密接的胶合组之间的空气间隔为0.2mm，由双凸透镜E-3和双凹镜组E-4密接的胶合组与正月牙透镜E-5之间的空气间隔为0.1mm，正月牙透镜E-5与滤色片组E-6之间的空气间隔为5mm，滤色片组E-6与分光棱镜E-7之间的空气间隔为5mm，分光棱镜E-7与聚光镜E-8之间的空气间隔为4mm，聚光镜E-8与保护片E-9之间空气间隔为4mm。
[0007] 进一步的，所述正月牙透镜A-2、正月牙透镜A-4由超低色散材料H-FK61制成；所述近红外滤色片组E-6工作波长为750nm～900nm；所述中心衰减片E-1的中心透过率为15％。
[0008] 进一步的，所述镜头的机械结构包括用于容置镜头的光学结构的方形舱体，所述舱体的前端和后端分别经前法兰和后法兰连接有一遮光罩和CCD固定组件，所述遮光罩的前端面以及舱体的后端面分别竖向设有实现舱体左右密封的前保护片和后保护片，所述CCD固定组件经一固定架与后法兰连接；所述舱体上端还经一隔板分隔呈一电子舱，所述电子舱内设有一控制电路板；所述遮光罩前端面且位于前保护片的前侧还盖设有一镜片盖，所述镜片盖经一手动自动一体的开盖机构控制开盖，所述开盖机构与所述控制电路板电连。
[0009] 进一步的，所述开盖机构包括一与所述镜片盖固定连接的转动臂、用于驱动转动臂的涡轮、与所述涡轮配合啮合的蜗杆以及与所述蜗杆一端配合连接用于驱动蜗杆的开盖电机，所述开盖电机与所述控制电路板电连，所述蜗杆另一端还固定连接有一用于手动转动的手轮。
[0010] 进一步的，所述前固定透镜组A、变倍透镜组B、补偿透镜组C、可变光栏D和后固定透镜组E沿入射方向依次间隔设置于一主镜筒内，所述主镜筒经位于前端的连接法兰和位于后端的辅助支撑架与所述舱体内壁配合连接；所述主镜筒的前部设有一调焦机构，所述调焦机构包括套设于前固定透镜组A处的前组镜筒，所述前组镜筒经一调焦座与所述主镜筒配合活动连接，所述主镜筒外侧套设有一调焦环，所述调焦环分别经与主镜筒相连接的右旋螺纹和与前组镜筒相连接的左旋螺纹带动前组镜筒配合进行调焦，所述调焦环经一调焦电机驱动旋转，所述调焦环内上设有与所述调焦电机相啮合的齿轮，所述主镜筒上还开设有用于安装两个调焦微动开关和调焦电机的槽孔，所述调焦座上还沿周向均匀布设有三个调焦导钉；所述调焦电机与所述控制电路板电连。
[0011] 进一步的，所述滤色片组E-6由四片滤色片和滤色片盘组成，四片滤色片通过压圈安装在滤色片盘上，所述滤色片盘经一立柱固定于所述主镜筒上，所述滤色片盘经一滤色片电机驱动，所述滤色片组还包括用于定位滤色片的霍尔元件，所述霍尔元件固定于所述立柱上；所述滤色片电机与所述控制电路板电连。
[0012] 进一步的，所述分光棱镜E-7经一分光棱镜机构固定，所述分光棱镜机构包括一用于固定分光棱镜E-7的分光棱镜座上，所述分光棱镜座与分光棱镜固定架固定，分光棱镜固定架通过螺钉固定在主镜筒内壁；所述聚光镜E-8经一聚光镜机构固定，所述聚光镜机构包括用于固定聚光镜E-8的二光路聚光镜座上、光电三极管和用于固定光电三极管的光电三级管座，所述光电三级管上下两面分别设有绝缘片，所述光电三极管座与二光路聚光镜座螺纹连接设置于所述二光路聚光镜座的上侧或下侧；所述CCD固定组件经固定螺钉设置于一托板上方，所述托板固定于所述固定架上，所述CCD固定组件上方经一盖板压紧，并且所述CCD固定组件上下端面分别设有绝缘板，所述固定螺钉上还套设有绝缘螺套。
[0013] 本发明还提供一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头的控制方法，首先将镜头与经CCD固定组件与摄像机配合进行摄像；摄像时，通过分光棱镜E-7及聚光镜E-8检测摄像环境照度，并根据摄像环境照度的检测结果切换相应的滤色片组E-6、中心衰减片E-1，结合孔径光阑，实现自动调光。
[0014] 与现有技术相比，本发明有以下有益效果：首先将镜头与经CCD固定组件与摄像机配合进行摄像，与高清晰度的摄像机适配；提高了摄像系统在雨、雪、薄雾等阴霾气候条件下对远距离目标的探测能力；通过分光棱镜及聚光镜检测环境照度，并根据检测结果切换相应的滤色片、衰减片，结合孔径光阑，实现宽动态范围的自动调光功能；整个镜头结构紧凑，体积小。通过开盖机构实现自动或者手动开盖或关盖；通过调焦电机驱动调焦环实现调焦，通过滤色片电机带动滤色片盘实现滤色片组E-6中滤色片的切换，同时通过霍尔元件反馈定位滤色片的位置。
附图说明
[0015] 下面结合附图对本发明专利进一步说明。
[0016] 图1为本发明实施例的镜头光学结构的结构示意图。
[0017] 图2为本发明实施例的镜头机械结构的结构示意图。
[0018] 图3为本发明实施例的镜头光学结构与机械结构配合的装配图。
[0019] 图4为本发明实施例的调焦机构的结构示意图。
[0020] 图5为本发明实施例的变焦机构的结构示意图。
[0021] 图6为本发明实施例的变焦机构的焦距定位示意图。
[0022] 图7为本发明实施例的滤色片组的结构示意图。
[0023] 图8为本发明实施例的分光棱镜机构和聚光镜机构的结构示意图。
[0024] 图中：1-舱体；2-遮光罩；3-CCD固定组件；30-盖板；31-托板；32-绝缘板；33-绝缘螺套；34-固定架；4-前法兰；5-后法兰；6-隔板；7-控制电路板；8-镜片盖；9-开盖机构；90-转动臂；91-涡轮；92-蜗杆；93-开盖电机；94-手轮；10-主镜筒；100-连接法兰；101-辅助支撑架；11-前保护片；12-后保护片；13-调焦机构；130-调焦电机；131-调焦微动开关；132-前组镜筒；133-调焦座；134-调焦环；135-调焦导钉；14-变焦机构；140-变倍电机；141-变倍凸轮；142-变倍定位筒；143-磁钢；144-导杆；145-变倍导钉；146补偿导钉；147-短焦定位组件；148-中焦定位组件；149-长焦定位组件；15-滤色片盘；150-滤色片电机；151-霍尔元件；152-立柱；16-分光棱镜机构；160-分光棱镜固定架；161-分光棱镜座；162-二光路聚光镜座；17-聚光镜机构；170-绝缘片；171-光电三极管；172-光电三极管座；173-二光路聚光镜座。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
[0026] 如图1所示，一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头，所述镜头的光学结构包括沿光线入射方向依次间隔设置的光焦度为正的前固定透镜组A、光焦度为负的变倍透镜组B、光焦度为负的补偿透镜组C、可变光栏D和光焦度为正的后固定透镜组E；所述前固定透镜组A由沿光线入射方向依次间隔设置的双凸透镜A-1、正月牙透镜A-2、负月牙透镜A-3和正月牙透镜A-4组成；所述变倍透镜组B由沿光线入射方向双凹透镜B-1和正月牙透镜B-2与双凹透镜B-3密接的胶合组组成；所述补偿透镜组C由正月牙透镜C-1与双凹透镜C-2密接的胶合组组成；所述后固定透镜组E包括沿光线入射方向依次间隔设置的中心衰减片E-1、双凸透镜E-2、双凸透镜E-3与双凹镜组E-4密接的胶合组、正月牙透镜E-5、滤色片组E-6、分光棱镜E-7和保护片E-9，所述后固定透镜组E还包括设置于分光棱镜正上方或正下方的聚光镜E-8。
[0027] 从上述可知，本发明的有益效果在于：通过光焦度为正的前固定透镜组A提高光线的亮度，采用变倍透镜组B和补偿透镜组C，有效地降低了光学镜头二级光谱的像差，使镜头的分辨率显著提高，达到百万像素，可与高清晰度的摄像机适配，提高了摄像系统在雨、雪、薄雾等阴霾气候条件下对远距离目标的探测能力；通过分光棱镜E-7及聚光镜E-8检测环境照度，并根据检测结果切换相应的滤色片、衰减片，结合孔径光阑，实现宽动态范围的自动调光功能；而且镜片的光学结构紧凑，便于装配。
[0028] 在本实施例中，所述前固定透镜组A和变倍透镜组B之间的空气间隔是3.60～58.96mm，所述变倍透镜组B与补偿透镜组C之间的空气间隔是9.82～35.40mm，所述补偿透镜组C与后固定透镜组E之间的空气间隔是2.82～44.32mm。
[0029] 在本实施例中，所述前固定透镜组A中，双凸透镜A-1与正月牙透镜A-2之间的空气间隔是0.2mm，正月牙透镜A-2与负月牙透镜A-3之间的空气间隔是2.03mm，负月牙透镜A-3与正月牙透镜A-4之间的空气间隔是0.35mm；所述变倍透镜组B中，双凹透镜B-1与由正月牙透镜B-2和双凹透镜B-3密接的胶合组之间的空气间隔是1.25mm；所述后固定透镜组E中，中心衰减片E-1与双凸透镜E-2之间的空气间隔为2.2mm，双凸透镜E-2与由双凸透镜E-3和双凹镜组E-4密接的胶合组之间的空气间隔为0.2mm，由双凸透镜E-3和双凹镜组E-4密接的胶合组与正月牙透镜E-5之间的空气间隔为0.1mm，正月牙透镜E-5与滤色片组E-6之间的空气间隔为5mm，滤色片组E-6与分光棱镜E-7之间的空气间隔为5mm，分光棱镜E-7与聚光镜E-8之间的空气间隔为4mm，聚光镜E-8与保护片E-9之间空气间隔为4mm。
[0030] 在本实施例中，所述正月牙透镜A-2、正月牙透镜A-4由超低色散材料H-FK61制成；所述近红外滤色片组E-6工作波长为750nm～900nm；所述中心衰减片E-1的中心透过率为
15％。
[0031] 如图2-3所示，在本实施例中，所述镜头的机械结构包括用于容置镜头的光学结构的方形舱体1，所述舱体1的前端和后端分别经前法兰4和后法兰5连接有一遮光罩2和CCD固定组件3，所述遮光罩2的前端面以及舱体1的后端面分别竖向设有实现舱体1左右密封的前保护片11和后保护片12，所述CCD固定组件3经一固定架与后法兰5连接；所述舱体1上端还经一隔板6分隔呈一电子舱，所述电子舱内设有一控制电路板7；所述遮光罩2前端面且位于前保护片11的前侧还盖设有一镜片盖8，所述镜片盖8经一手动自动一体的开盖机构9控制开盖，所述开盖机构9与所述控制电路板7电连。通过前保护片11和后保护片12实现气密。
[0032] 在本实施例中，所述开盖机构9包括一与所述镜片盖8固定连接的转动臂90、用于驱动转动臂90的涡轮91、与所述涡轮91配合啮合的蜗杆92以及与所述蜗杆92一端配合连接用于驱动蜗杆92的开盖电机93，所述开盖电机93与所述控制电路板7电连，所述蜗杆92另一端还固定连接有一用于手动转动的手轮94。通过开盖电机93自动驱动蜗杆或者手轮94驱动蜗杆92，实现自动开盖或手动开盖，开盖开合角度为90°。
[0033] 如图4所示，在本实施例中，所述前固定透镜组A、变倍透镜组B、补偿透镜组C、可变光栏D和后固定透镜组E沿入射方向依次间隔设置于一主镜筒10内，所述主镜筒10经位于前端的连接法兰100和位于后端的辅助支撑架101与所述舱体1内壁配合连接；所述主镜筒10的前部设有一调焦机构13，所述调焦机构13包括套设于前固定透镜组A处的前组镜筒132，所述前组镜筒132经一调焦座133与所述主镜筒10配合活动连接，所述主镜筒10外侧套设有一调焦环134，所述调焦环134分别经与主镜筒10相连接的右旋螺纹和与前组镜筒132相连接的左旋螺纹带动前组镜筒132配合进行调焦，所述调焦环134经一调焦电机130驱动旋转，所述调焦环134内上设有与所述调焦电机130相啮合的齿轮，所述主镜筒10上还开设有用于安装两个调焦微动开关131和调焦电机130的槽孔，所述调焦座133上还沿周向均匀布设有三个调焦导钉135；所述调焦电机130与所述控制电路板7电连。当调焦电机130通电时，转子做正反向运动，调焦电机130上的齿轮通过啮合带动调焦环134作正反向运动，调焦环134通过与主镜筒10相连接的右旋螺纹及前组镜筒132相连接的左旋螺纹带动前组镜筒132,并在三个均布的调焦导钉135的作用下作正反向的直线运动，从而带动镜头的前固定透镜组A做正反向的直线运动，实现调焦的目的。所述调焦机构13前组镜筒132与主镜筒10配合处开设一沉槽，以减少配合面，减小摩擦，降低调焦电机130所需的力矩，同时不影响调焦精度。
[0034] 如图5-6所示，所述主镜筒10位于变倍透镜组B和补偿透镜组C处还设有一自动变焦机构14，通过自动变焦机构14实现f50mm、f200mm、f300mm三档焦距电动切换变焦，所述变倍透镜组B和补偿透镜组C设置于一变倍座和补偿座上，所述变倍座和补偿座均安装在上下对称设置于主镜筒10内的导杆144上，所述导杆144通过凸轮盖板固定在主镜筒10上，变倍凸轮141通过前精密钢球和后精密钢球安置在主镜筒10上，并用变倍凸轮141压圈压紧，形成滚动轴承结构，把变倍凸轮141旋转时的滑动摩擦转变为滚动摩擦，以减少变倍凸轮141运动时的摩擦力。所述变倍凸轮141按光学变焦运动方程的要求加工两条变倍、补偿曲线槽，分别用变倍导钉145和补偿导钉146把变倍凸轮141与变倍透镜组B和补偿透镜组C联接在一起，严格控制变倍导钉145组件和补偿导钉146与两条曲线槽的配合间隙，保证变倍透镜组B和补偿透镜组C滑动平稳舒适、无卡滞。
[0035] 所述变倍凸轮141外圆柱面上铣有V型凹槽用于焦距定位，根据光学给出的短焦致中焦凸轮旋转角度为120°，中焦致长焦旋转角度为40°，在可变光栏D的光栏座的外圆柱面上设有三组2-M3深6螺纹孔，用于固定凸轮定位组件，分别为短焦定位组件147(f50mm)，中焦定位组件148(f200mm)，长焦定位组件149(f300)，三档凸轮定位组件设计有变倍定位筒142，内设有弹簧、定位轴、弹簧压圈，通过旋转弹簧压圈可调节定位轴上下移动松紧；定位轴下端球面与凸轮紧贴，上端与变焦微动开关拨片接触，变焦微动开关拨片通过微动开关固定板用螺钉固定在变倍定位筒142固定架上，变倍定位筒142固定架上螺钉孔为2个一字长槽，可实现变焦微动开关上下调节，确保变焦微动开关拨片开关顺畅。当变倍凸轮141旋转弹簧定位轴到达预定焦距时定位轴在弹簧的作用下落入凸轮V型槽内，变焦微动开关拨片断开，电机断电，实现焦距定位。当焦距需要重新切换时，通过驱动变倍电机140启动，带动变倍凸轮141转动，使焦距变化。在变倍定位筒142固定架上设计一字型螺钉固定槽，并留有足够调节余量方便准确调节焦距位置，以保证焦距的准确性和重复性。
[0036] 所述变倍凸轮141上设计有磁钢143，主镜筒10上方设计有按光学给定角度布置的三个霍尔元件151，分别为短焦到位霍尔元件151，中焦到位霍尔元件151，长焦到位霍尔元件151；当变倍凸轮141旋转到长焦或是短焦时，控制电路板7收到对应的短焦、中焦或长焦霍尔元件151到位信号，使变倍电机140收到反向电压，变倍凸轮141反转，即变倍凸轮141只能在f50mm、f200mm或f300mm三档焦距间来回摆动旋转，保证焦距转换的连续性。
[0037] 如图7所示，在本实施例中，所述滤色片组E-6由四片滤色片和滤色片盘15组成，四片滤色片通过压圈安装在滤色片盘15上，所述滤色片盘15经一立柱152固定于所述主镜筒10上，所述滤色片盘15经一滤色片电机150驱动，所述滤色片组还包括用于定位滤色片的霍尔元件151，所述霍尔元件151固定于所述立柱152上；所述滤色片电机150与所述控制电路板7电连。适当控制立柱152与滤色片盘15之间的间隙，使滤色片盘15转动顺畅，通过滤色片电机150带动滤色片盘15实现滤色片切换功能，滤色片定位通过霍尔元件151反馈位置信号实现。
[0038] 如图8所示，在本实施例中，所述分光棱镜E-7经一分光棱镜机构固定，所述分光棱镜机构16包括一用于固定分光棱镜E-7的分光棱镜座161上，所述分光棱镜座161与分光棱镜固定架160固定，分光棱镜固定架160通过螺钉固定在主镜筒10内壁；所述聚光镜E-8经一聚光镜机构17固定，所述聚光镜机构包括用于固定聚光镜E-8的二光路聚光镜座上173、光电三极管171和用于固定光电三极管171的光电三级管座172，所述光电三级管171上下两面分别设有绝缘片170，所述光电三极管座172经一二光路聚光镜座173螺纹连接设置于分光棱镜座161的上侧或下侧。所述CCD固定组件3经固定螺钉设置于一托板31上方，所述托板固定于所述固定架34上，所述CCD固定组件3上方经一盖板30压紧，并且所述CCD固定组件3上下端面分别设有绝缘板32，所述固定螺钉上还套设有绝缘螺套33。光电三极管座172整体与二光路聚光镜座173螺纹连接，上下位置可调，保证光电三极管171安装在二光路的成像面上。通过分光棱镜E-7及聚光镜E-8检测环境照度，并根据检测结果切换相应的滤色片、衰减片，结合孔径光阑，实现宽动态范围的自动调光功能。通过绝缘螺套使摄像机与镜头绝缘，保证视频输出不受干扰。图1中的光电器件为光电三极管171。
[0039] 本发明还提供一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头的控制方法，首先将镜头与经CCD固定组件3与摄像机配合进行摄像；摄像时，通过分光棱镜E-7及聚光镜E-8检测摄像环境照度，并根据摄像环境照度的检测结果切换相应的滤色片组E-6、中心衰减片E-1，结合孔径光阑，实现自动调光。
[0040] 综上所述，本发明提供的一种自动调光的高分辨率强透雾变焦摄像镜头及其控制方法，提高镜头的分辨率，与高清晰度的摄像机适配，提高了摄像系统在雨、雪、薄雾等阴霾气候条件下对远距离目标的探测能力。
[0041] 本发明提供的上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
