一種變焦鏡頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)包括20片表面為球面且為玻璃材質(zhì)的透鏡和1個(gè)光闌，且沿著光線入射方向依次構(gòu)成正光焦度的前固定組、負(fù)光焦度的變倍組、正光焦度的補(bǔ)償組以及正光焦度的后固定組。本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過(guò)合理排列各個(gè)元件，且選用合適的材料，達(dá)到焦距750mm到15mm的50倍的變倍比、350mm長(zhǎng)焦距的光學(xué)指標(biāo)要求，并且該變焦鏡頭可用于可見(jiàn)光波段和近紅外波段共焦成像，從而應(yīng)用在日夜兩用型監(jiān)控系統(tǒng)中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種變焦鏡頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及視頻技術(shù)的光學(xué)攝像裝置，特別涉及一種變焦鏡頭。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，監(jiān)控鏡頭(即CCTV鏡頭，Closed Circuit Televis1n，即閉路電視所使用的鏡頭)需要較大的視野寬度，對(duì)被監(jiān)控的物體或人物要求較高的分辨率以及日夜兩用的功能。但是就前兩者來(lái)說(shuō)是相互沖突的，由于要清晰的分辨被監(jiān)控者的細(xì)節(jié)，則需要系統(tǒng)具有很長(zhǎng)的焦距，而對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)同時(shí)擁有極大的視野和較長(zhǎng)的焦距是不可能實(shí)現(xiàn)的。所以引入變焦來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩方面的需求，即用短焦來(lái)實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)需要被跟蹤監(jiān)控的物體或者人物時(shí)切換到長(zhǎng)焦，以獲得更多細(xì)節(jié)方面的信息。
[0003]但是，現(xiàn)有的監(jiān)控鏡頭存在焦距短、變倍比低的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供的一種變焦鏡頭，以解決現(xiàn)有變焦鏡頭焦距短、變倍比低的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭包括20片透鏡和I個(gè)光闌，沿著光線入射方向依次構(gòu)成正光焦度的前固定組、負(fù)光焦度的變倍組、正光焦度的補(bǔ)償組以及正光焦度的后固定組，所述前固定組沿著光線入射方向依次包括:第一透鏡為正透鏡，第二透鏡為負(fù)透鏡，第三透鏡為正透鏡，第四透鏡為負(fù)透鏡，第五透鏡為正透鏡，第六透鏡為正透鏡，第七透鏡為負(fù)透鏡；所述變倍組沿著光線入射方向依次包括:第八透鏡為負(fù)透鏡，第九透鏡為負(fù)透鏡，第十透鏡為正透鏡，第十一透鏡為正透鏡；所述補(bǔ)償組沿著光線入射方向依次包括:第十二透鏡為正透鏡，第十三透鏡為負(fù)透鏡，第十四透鏡為正透鏡，第十五透鏡為負(fù)透鏡，以及與所述補(bǔ)償組鏡片同步移動(dòng)的所述光闌；所述后固定組沿著光線入射方向依次包括:第十六透鏡為負(fù)透鏡，第十七透鏡為正透鏡，第十八透鏡為正透鏡，第十九透鏡為負(fù)透鏡，第二十透鏡為正透鏡。
[0006]進(jìn)一步地，
[0007]第一透鏡具有凸向物面的第一面和凸向像面的第二面；
[0008]第二透鏡具有向凹向物方的第二膠合表面和凸向像方的第三表面；
[0009]第三透鏡具有凸向物方的第四表面和凸向像方第五表面；
[0010]第四透鏡具有凹向物方的第五表面和凹向像方的第六表面，其中第六面為膠合面；
[0011]第五透鏡具有凸向物方的第六表面和凹向像方的第七表面；
[0012]第六透鏡具有凸向物方的第八表面和凸向像方的第九表面；
[0013]第七透鏡具有凸向物方的第十表面和凸向像方的第十一表面；
[0014]第八透鏡具有凸向物方的第十二表面和凹向像方的第十三表面；
[0015]第九透鏡具有凹向物方的第十四表面和凹向像方的第十五表面；
[0016]第十透鏡具有有凸向物方的第十六表面和凹向像方的第十七表面；
[0017]第十一透鏡具有凸向物方的第十七表面和凸向像方的第十八表面；
[0018]第十二透鏡具有凸向物方的第十九表面和凸向像方的第二十表面；
[0019]第十三透鏡具有凸向物方的第二十一表面和凹向像方的第二十二表面；
[0020]第十四透鏡具有凸向物方的第二十二表面和凹向像方的第二十三表面；
[0021]第十五透鏡具有凹向物方的第二十三表面和凸向像方的第二十四表面；
[0022]所述光闌的光闌面構(gòu)成第二十五面；
[0023]第十六透鏡具有凹向物方的第二十六表面和凹向像方的第二十七表面；
[0024]第十七透鏡具有凸向物方的第二十八表面和凸向像方的第二十九表面；
[0025]第十八透鏡具有凸向物方的第三十表面和凸向像方的第三十一表面；
[0026]第十九透鏡具有凹向物方的第三十二表面和凹向像方的第三十三表面；
[0027]第二十透鏡具有凸向物方的第三十四表面和凸向像方的第三十五表面。
[0028]具體的，所述第一透鏡和所述第二透鏡構(gòu)成第一雙膠合結(jié)構(gòu)，所述第三透鏡、所述第四透鏡和所述第五透鏡構(gòu)成第一三膠合結(jié)構(gòu)，所述第十透鏡和所述第十一透鏡構(gòu)成第二雙膠合結(jié)構(gòu)，所述第十三透鏡、所述第十四透鏡和所述第十五透鏡構(gòu)成第二三膠合結(jié)構(gòu)。
[0029]優(yōu)選的，
[0030]所述第一透鏡的折射率和色散范圍分別為1.45<ηι<1.70，50〈Vl〈75 ；
[0031]所述第二透鏡的折射率和色散范圍分別為1.45〈n2〈l.75，30〈v2〈50 ；
[0032]所述第三透鏡的折射率和色散范圍分別為1.55〈n3〈l.70,40<v3<65 ；
[0033]所述第四透鏡的折射率和色散范圍分別為1.60〈n4〈l.70,20<v4<45 ；
[0034]所述第五透鏡的折射率和色散范圍分別為1.55〈n5〈l.75，30<v5<50 ；
[0035]所述第六透鏡的折射率和色散范圍分別為1.50〈n6〈l.75，35<v6<50 ；
[0036]所述第七透鏡的折射率和色散范圍分別為1.65〈n7〈l.80，20<v7<40 ；
[0037]所述第八透鏡的折射率和色散范圍分別為1.60〈n8〈l.75，45〈v8〈60 ；
[0038]所述第九透鏡的折射率和色散范圍分別為1.60〈n9〈l.75，45〈v9〈60 ；
[0039]所述第十透鏡的折射率和色散范圍分別為1.45<η10<1.60，50<v10<75 ；
[0040]所述第i^一透鏡的折射率和色散范圍分別為1.65〈nn〈l.80，20<νη<35 ；
[0041]所述第十二透鏡的折射率和色散范圍分別為1.65〈η12〈1.80,25<ν12<45 ；
[0042]所述第十三透鏡的折射率和色散范圍分別為1.65〈η13〈1.80，30<ν13<50 ；
[0043]所述第十四透鏡的折射率和色散范圍分別為1.55〈n14〈l.70，50<v14<70 ；
[0044]所述第十五透鏡的折射率和色散范圍分別為1.50〈n15〈l.70，30<v15<50 ；
[0045]所述第十六透鏡的折射率和色散范圍分別為1.65〈n16〈l.80，50<v16<60 ；
[0046]所述第十七透鏡的折射率和色散范圍分別為1.50〈n17〈l.70，30<v17<55 ；
[0047]所述第十八透鏡的折射率和色散范圍分別為1.60〈n18〈l.70，35<v18<50 ；
[0048]所述第十九透鏡的折射率和色散范圍分別為1.55〈n19〈l.70，30<v19<50 ；
[0049]所述第二十透鏡的折射率和色散范圍分別為1.45<η20<1.60，60〈v2(l〈80。
[0050]優(yōu)選的，所述第一透鏡至第二十透鏡的表面均為球面。
[0051]優(yōu)選的，
[0052]所述第一透鏡采用ZK9型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0053]所述第二透鏡采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0054]所述第三透鏡采用H-ZPKl型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0055]所述第四透鏡采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0056]所述第五透鏡采用H-ZBAF5型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0057]所述第六透鏡采用H-LAF3型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0058]所述第七透鏡采用ZFll型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0059]所述第八透鏡采用H-LAK67型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0060]所述第九透鏡采用H-LAK67型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0061]所述第十透鏡采用H-K51型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0062]所述第i^一透鏡采用H-ZF5型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0063]所述第十二透鏡采用H-LAF3型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0064]所述第十三透鏡采用H-LAF62型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0065]所述第十四透鏡采用H-ZPKl型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0066]所述第十五透鏡采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0067]所述第十六透鏡采用H-LAK67型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0068]所述第十七透鏡采用BAF3型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0069]所述第十八透鏡采用BAF4型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0070]所述第十九透鏡采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)；
[0071]所述第二十透鏡采用H-K9L型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0072]進(jìn)一步的，該變焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)為連續(xù)變焦系統(tǒng)，從所述第一透鏡的第一面到所述第二十透鏡的第二面的總長(zhǎng)為350mm，且任意焦距下該總長(zhǎng)不變。
[0073]進(jìn)一步的，在該變焦鏡頭的焦距從15mm變化到750mm時(shí)，所述前固定組與所述變倍組之間的間距變化范圍是3.34mm-137.31mm ;所述變倍組與所述補(bǔ)償組之間的間距變化范圍是207.84mm-lmm ;所述補(bǔ)償組與所述后固定組之間的間距變化范圍是0.77mm-73.65mm。
[0074]基于上述技術(shù)方案，該變焦鏡頭的焦距范圍為750mm-15mm ;該變焦鏡頭的F數(shù)變化范圍為4.78-10.54，其中焦距為15mm時(shí)F數(shù)為4.78，焦距為750mm時(shí)F數(shù)為10.54。
[0075]本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果是:本實(shí)用新型公開(kāi)了一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)包括20片的表面為球面且為玻璃材質(zhì)的透鏡和I個(gè)固定光闌，沿著光線入射方向依次構(gòu)成正光焦度的前固定組、負(fù)光焦度的變倍組、正光焦度的補(bǔ)償組以及正光焦度的后固定組；前固定組通過(guò)采用一個(gè)雙膠合結(jié)構(gòu)校正球差和色差，采用一個(gè)三膠合結(jié)構(gòu)校正色差和二級(jí)光譜；變倍組通過(guò)采用負(fù)負(fù)正結(jié)構(gòu)且包括一個(gè)雙膠合結(jié)構(gòu)用以避免像差過(guò)校正；補(bǔ)償組包括光學(xué)利用率高的光闌和一個(gè)三膠合結(jié)構(gòu)，能夠使色差得到有效控制實(shí)現(xiàn)雙波段共焦成像。該變焦鏡頭通過(guò)合理排列各個(gè)元件，且選用合適的材料，達(dá)到焦距750mm到15mm的50倍的變倍比、350mm長(zhǎng)焦距的光學(xué)指標(biāo)要求，并且該變焦鏡頭可用于可見(jiàn)光波段和近紅外波段共焦成像，從而應(yīng)用在日夜兩用型監(jiān)控系統(tǒng)中。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0076]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種變焦鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0077]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種變焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)在變焦過(guò)程中鏡片間距的變化示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0078]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0079]本實(shí)用新型中，通過(guò)前固定組、變倍組、補(bǔ)償組以及后固定組四部分構(gòu)成該變焦鏡頭，其中，變倍組前后移動(dòng)使焦距改變，補(bǔ)償組移動(dòng)補(bǔ)償焦距移動(dòng)引起的總長(zhǎng)變化，保證系統(tǒng)的總長(zhǎng)不變；
[0080]設(shè)計(jì)各組光焦度時(shí)，首先根據(jù)變焦公式計(jì)算并分配各個(gè)組的光角度，然后利用理想面型建立初始架構(gòu)后，加入焦距、筒長(zhǎng)的第一邊界條件優(yōu)化初始架構(gòu)，從而確定各組的光焦度分配；
[0081]所述前固定組包括:采用一個(gè)正、負(fù)透鏡構(gòu)成的雙膠合結(jié)構(gòu)，在其后是一個(gè)兩正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡構(gòu)成的三膠合結(jié)構(gòu)，再之后是兩個(gè)單鏡片，并且雙膠合結(jié)構(gòu)中的正透鏡采用ZK系列玻璃、負(fù)透鏡采用N-KZFS系列玻璃，用于校正球差和色差，三膠合結(jié)構(gòu)中的兩正透鏡分別采用PK (磷冕)玻璃、ZBAF系列玻璃，負(fù)透鏡采用N-KZFS系列玻璃，用于校正色差和二級(jí)光譜；
[0082]所述變倍組初始結(jié)構(gòu)采用負(fù)負(fù)正結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中按具體情況復(fù)雜化，負(fù)透鏡采用折射率和阿貝數(shù)均很高的透鏡以避免像差過(guò)校正；
[0083]所述補(bǔ)償組包含光闌，此部分光線利用率高，是校正球差的關(guān)鍵位置，因此采用折射率和阿貝數(shù)均很高的材料；
[0084]所述后固定組因入射到后固定組的光纖視場(chǎng)和口徑均不大你，故采用柯克三片式結(jié)構(gòu)作為初始結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中按具體情況復(fù)雜化。
[0085]基于上述設(shè)計(jì)思想，本實(shí)用新型提供了一種變焦鏡頭，如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種變焦鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖，該變焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)包括20片的表面為球面且為玻璃材質(zhì)的透鏡和I個(gè)光闌，且沿著光線入射方向依次構(gòu)成正光焦度的前固定組
01、負(fù)光焦度的變倍組02、正光焦度的補(bǔ)償組03以及正光焦度的后固定組04 ；
[0086]所述前固定組01沿著光線入射方向依次包括:
[0087]第一透鏡LI為正透鏡，具有凸向物面的第一面和凸向像面的第二面，其中第二面為膠合面。
[0088]優(yōu)選的，該第一透鏡LI的折射率和色散范圍分別為1.45<ηι<1.70，50〈Vl〈75 ；
[0089]優(yōu)選的，該第一透鏡LI米用ZK9型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0090]第二透鏡L2為負(fù)透鏡，具有向凹向物方的第二膠合表面和凸向像方的第三表面。
[0091]優(yōu)選的，該第二透鏡L2的折射率和色散范圍分別為1.45〈n2〈l.75，30〈v2〈50 ；
[0092]優(yōu)選的，該第二透鏡L2采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0093]第三透鏡L3為正透鏡，具有凸向物方的第四表面和凸向像方第五表面，其中第五面為膠合面。
[0094]優(yōu)選的，該第三透鏡L3的折射率和色散范圍分別為1.55〈n3〈l.70,40<v3<65 ；
[0095]優(yōu)選的，該正透鏡3采用H-ZPKl型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0096]第四透鏡L4為負(fù)透鏡，具有凹向物方的第五表面和凹向像方的第六表面，其中第六面為膠合面。
[0097]優(yōu)選的，該第四透鏡L4的折射率和色散范圍分別為1.60〈n4〈l.70,20<v4<45 ；
[0098]優(yōu)選的，該第四透鏡L4采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0099]第五透鏡L5為正透鏡，具有凸向物方的第六表面和凹向像方的第七表面。
[0100]優(yōu)選的，該第五透鏡L5的折射率和色散范圍分別為1.55〈n5〈l.75，30<v5<50 ；
[0101]優(yōu)選的，該第五透鏡L5米用H-ZBAF5型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0102]第六透鏡L6為正透鏡，具有凸向物方的第八表面和凸向像方的第九表面。
[0103]優(yōu)選的，該第六透鏡L6的折射率和色散范圍分別為1.50〈n6〈l.75，35<v6<50 ；
[0104]優(yōu)選的，該第六透鏡L6米用H-LAF3型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0105]第七透鏡L7為負(fù)透鏡，具有凸向物方的第十表面和凸向像方的第十一表面。
[0106]優(yōu)選的，該第七透鏡L7的折射率和色散范圍分別為1.65〈n7〈l.80，20<v7<40 ；
[0107]優(yōu)選的，該第七透鏡L7采用ZFll型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0108]需要說(shuō)明的是，上述第一透鏡LI和第二透鏡L2構(gòu)成第一雙膠合結(jié)構(gòu)，上述第三透鏡L3、第四透鏡L4和第五透鏡L5構(gòu)成第一三膠合結(jié)構(gòu)。
[0109]所述變倍組02沿著光線入射方向依次包括:
[0110]第八透鏡L8為負(fù)透鏡，具有凸向物方的第十二表面和凹向像方的第十三表面。
[0111]優(yōu)選的，該第八透鏡L8的折射率和色散范圍分別為1.60〈n8〈l.75，45〈v8〈60 ；
[0112]優(yōu)選的，該第八透鏡L8采用H-LAK67型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0113]第九透鏡L9為負(fù)透鏡，具有凹向物方的第十四表面和凹向像方的第十五表面。
[0114]優(yōu)選的，該第九透鏡L9的折射率和色散范圍分別為1.60〈n9〈l.75，45〈v9〈60 ；
[0115]優(yōu)選的，該第九透鏡L9采用H-LAK67型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0116]第十透鏡LlO為正透鏡，具有凸向物方的第十六表面和凹向像方的第十七表面，其中第十七面為膠合面。
[0117]優(yōu)選的，該第十透鏡LlO的折射率和色散范圍分別為1.45<η10<1.60,50<v10<75 ；
[0118]優(yōu)選的，該第十透鏡LlO采用H-K51型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0119]第十一透鏡Lll為正透鏡，具有凸向物方的第十七表面和凸向像方的第十八表面。
[0120]優(yōu)選的，該第十一透鏡Lll的折射率和色散范圍分別為1.65〈nn〈l.80，20<νη<35 ；
[0121]優(yōu)選的，該第^ 透鏡Lll米用H-ZF5型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0122]需要說(shuō)明的是，上述第i^一透鏡LlO和第i^一透鏡Lll構(gòu)成第二雙膠合結(jié)構(gòu)。
[0123]所述補(bǔ)償組03沿著光線入射方向依次包括:
[0124]第十二透鏡L12為正透鏡，具有凸向物方的第十九表面和凸向像方的第二十表面。
[0125]優(yōu)選的，該第十二透鏡L12的折射率和色散范圍分別為1.65〈n12〈l.80，25<v12<45 ；
[0126]優(yōu)選的，該第十二透鏡L12采用H-LAF3型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0127]第十三透鏡L13為負(fù)透鏡，具有凸向物方的第二i^一表面和凹向像方的第二十二表面，其中二十二表面為膠合面。
[0128]優(yōu)選的，該第十三透鏡L13的折射率和色散范圍分別為1.65〈n13〈1.80，30〈v13〈50 ；
[0129]優(yōu)選的，該第十三透鏡L13采用H-LAF62型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0130]第十四透鏡L14為正透鏡，具有凸向物方的第二十二表面和凹向像方的第二十三表面，其中二十三表面為膠合面。
[0131]優(yōu)選的，該第十四透鏡L14的折射率和色散范圍分別為1.55〈n14〈l.70，50<v14<70 ；
[0132]優(yōu)選的，該第十四透鏡L14采用H-ZPKl型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0133]第十五透鏡L15為負(fù)透鏡，具有凹向物方的第二十三表面和凸向像方的第二十四表面。
[0134]優(yōu)選的，該第十五透鏡L15的折射率和色散范圍分別為1.50〈n15〈l.70，30〈v15〈50 ；
[0135]優(yōu)選的，該第十五透鏡L15采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0136]光闌21與補(bǔ)償組03的透鏡同步移動(dòng)，其光闌面構(gòu)成第二十五面。
[0137]需要說(shuō)明的是，上述第十五透鏡L13、第十五透鏡L14和第十五透鏡L15構(gòu)成第二三膠合結(jié)構(gòu)。
[0138]所述后固定組04沿著光線入射方向依次包括:
[0139]第十六透鏡L16為負(fù)透鏡，具有凹向物方的第二十六表面和凹向像方的第二十七表面。
[0140]優(yōu)選的，該第十六透鏡L16的折射率和色散范圍分別為1.65〈n16〈l.80，50<v16<60 ；
[0141]優(yōu)選的，該第十六透鏡L16采用H-LAK67型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0142]第十七透鏡L17為正透鏡，具有凸向物方的第二十八表面和凸向像方的第二十九表面。
[0143]優(yōu)選的，該第十七透鏡L17的折射率和色散范圍分別為1.50〈n17〈l.70，30<v17<55 ；
[0144]優(yōu)選的，該第十七透鏡L17采用BAF3型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0145]第十八透鏡L18為正透鏡，具有凸向物方的第三十表面和凸向像方的第三十一表面。
[0146]優(yōu)選的，該第十八透鏡L18的折射率和色散范圍分別為1.60〈n18〈l.70，35<v18<50 ；
[0147]優(yōu)選的，該第十八透鏡L18采用BAF4型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0148]第十九透鏡L19為負(fù)透鏡,具有凹向物方的第三十二表面和凹向像方的第三十三表面。
[0149]優(yōu)選的，該第十九透鏡L19的折射率和色散范圍分別為1.55〈n19〈l.70，30<v19<50 ；
[0150]優(yōu)選的，該第十九透鏡L19采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0151]第二十透鏡L20為正透鏡，具有凸向物方的第三十四表面和凸向像方的第三十五表面。
[0152]優(yōu)選的，該第二十透鏡L20的折射率和色散范圍分別為1.45<η20<1.60，60<v20<80 ；
[0153]優(yōu)選的，該第二十透鏡L20采用H-K9L型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
[0154]進(jìn)一步的，該變焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)為連續(xù)變焦系統(tǒng)，從上述正透鏡I的第一面到上述正透鏡20的第二面的總長(zhǎng)為350mm，且任意焦距下該總長(zhǎng)不變。
[0155]優(yōu)選的，如圖2所示，為該光學(xué)系統(tǒng)中第7與第8透鏡間距dl，第11與第12透鏡間距d2，第15與第16透鏡間距d3在變焦過(guò)程中的變化示意圖，所述前固定組01與所述變倍組02之間的間距變化范圍是3.34mm-137.31mm ;所述變倍組02與所述補(bǔ)償組03之間的間距變化范圍是207.84mm-lmm ;所述補(bǔ)償組03與所述后固定組04之間的間距變化范圍是0.77mm-73.65mm。
[0156]具體的，當(dāng)該光學(xué)系統(tǒng)焦距為750mm時(shí)，所述前固定組與所述變倍組之間距離為137.31mm，所述變倍組與所述補(bǔ)償組之間的距離為1mm，所述補(bǔ)償組與所述后固定組之間的距離為73.65mm ;當(dāng)該光學(xué)系統(tǒng)焦距為15mm時(shí)，所述前固定組與所述變倍組之間的距離為3.34mm，所述變位組與所述補(bǔ)償組之間的距離為207.84mm，所述補(bǔ)償組與所述后固定組之間的距離為0.77mm。
[0157]進(jìn)一步的，該變焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中的后截距大于50mm，在該后截距中放置濾光片。
[0158]在實(shí)際應(yīng)用中，該濾光片的厚度、位置以及膜系按照項(xiàng)目具體的要求設(shè)定。
[0159]需要說(shuō)明的是，該光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)小于410mm，且任意焦距下該光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)不變。
[0160]在本實(shí)施例中，由上述20片的表面為球面且為玻璃材質(zhì)的鏡片和I個(gè)光闌構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到了如下的技術(shù)指標(biāo):
[0161]實(shí)現(xiàn)焦距f的范圍是750mm-15mm的50倍焦距變換；
[0162]實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光(RGB波段486nm-656nm)以及800nm_950nm近紅外波段的共焦成像；
[0163]鏡頭的F數(shù)變換范圍為4.78-10.54，其中焦距為15mm時(shí)F數(shù)為4.78，焦距為750mm時(shí)F數(shù)為10.54 ；
[0164]視場(chǎng)角范圍為35°到0.7°，其中焦距為15mm時(shí)視場(chǎng)角為35°，焦距為750mm時(shí)視場(chǎng)角為0.7° ；
[0165]可采用1/1.8英寸探測(cè)器作為像面；
[0166]任意焦距下系統(tǒng)在可見(jiàn)光波段下于1201p/mm達(dá)到較高的MTF值，在近紅外光波段下于801p/mm達(dá)到較高的MTF值。
[0167]綜上所述，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)包括20片的表面為球面且為玻璃材質(zhì)的透鏡和I個(gè)光闌，沿著光線入射方向依次構(gòu)成正光焦度的前固定組、負(fù)光焦度的變倍組、正光焦度的補(bǔ)償組以及正光焦度的后固定組；前固定組通過(guò)采用一個(gè)雙膠合結(jié)構(gòu)校正球差和色差，采用一個(gè)三膠合結(jié)構(gòu)校正色差和二級(jí)光譜；變倍組通過(guò)采用負(fù)負(fù)正結(jié)構(gòu)且包括一個(gè)雙膠合結(jié)構(gòu)用以避免像差過(guò)校正；補(bǔ)償組包括光學(xué)利用率高的光闌和一個(gè)三膠合結(jié)構(gòu)，能夠使色差得到有效控制實(shí)現(xiàn)雙波段共焦成像。該變焦鏡頭通過(guò)合理排列各個(gè)元件，且選用合適的材料，達(dá)到焦距750mm到15mm的50倍的變倍比、350mm長(zhǎng)焦距的光學(xué)指標(biāo)要求，并且該變焦鏡頭可用于可見(jiàn)光波段和近紅外波段共焦成像，從而應(yīng)用在日夜兩用型監(jiān)控系統(tǒng)中。
[0168]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變焦鏡頭，其特征在于，包括20片透鏡和I個(gè)光闌，沿著光線入射方向依次構(gòu)成正光焦度的前固定組、負(fù)光焦度的變倍組、正光焦度的補(bǔ)償組以及正光焦度的后固定組，所述前固定組沿著光線入射方向依次包括:第一透鏡為正透鏡，第二透鏡為負(fù)透鏡，第三透鏡為正透鏡，第四透鏡為負(fù)透鏡，第五透鏡為正透鏡，第六透鏡為正透鏡，第七透鏡為負(fù)透鏡；所述變倍組沿著光線入射方向依次包括:第八透鏡為負(fù)透鏡，第九透鏡為負(fù)透鏡，第十透鏡為正透鏡，第十一透鏡為正透鏡；所述補(bǔ)償組沿著光線入射方向依次包括:第十二透鏡為正透鏡，第十三透鏡為負(fù)透鏡，第十四透鏡為正透鏡，第十五透鏡為負(fù)透鏡，以及與所述補(bǔ)償組鏡片同步移動(dòng)的所述光闌所述后固定組沿著光線入射方向依次包括:第十六透鏡為負(fù)透鏡，第十七透鏡為正透鏡，第十八透鏡為正透鏡，第十九透鏡為負(fù)透鏡，第二十透鏡為正透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于， 第一透鏡具有凸向物面的第一面和凸向像面的第二面； 第二透鏡具有向凹向物方的第二膠合表面和凸向像方的第三表面； 第三透鏡具有凸向物方的第四表面和凸向像方第五表面； 第四透鏡具有凹向物方的第五表面和凹向像方的第六表面，其中第六面為膠合面； 第五透鏡具有凸向物方的第六表面和凹向像方的第七表面； 第六透鏡具有凸向物方的第八表面和凸向像方的第九表面； 第七透鏡具有凸向物方的第十表面和凸向像方的第十一表面； 第八透鏡具有凸向物方的第十二表面和凹向像方的第十三表面； 第九透鏡具有凹向物方的第十四表面和凹向像方的第十五表面； 第十透鏡具有有凸向物方的第十六表面和凹向像方的第十七表面； 第十一透鏡具有凸向物方的第十七表面和凸向像方的第十八表面； 第十二透鏡具有凸向物方的第十九表面和凸向像方的第二十表面； 第十三透鏡具有凸向物方的第二i 表面和凹向像方的第二十二表面； 第十四透鏡具有凸向物方的第二十二表面和凹向像方的第二十三表面； 第十五透鏡具有凹向物方的第二十三表面和凸向像方的第二十四表面； 所述光闌的光闌面構(gòu)成第二十五面； 第十六透鏡具有凹向物方的第二十六表面和凹向像方的第二十七表面； 第十七透鏡具有凸向物方的第二十八表面和凸向像方的第二十九表面； 第十八透鏡具有凸向物方的第三十表面和凸向像方的第三十一表面； 第十九透鏡具有凹向物方的第三十二表面和凹向像方的第三十三表面； 第二十透鏡具有凸向物方的第三十四表面和凸向像方的第三十五表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦鏡頭，其特征在于， 所述第一透鏡的折射率和色散范圍分別為1.45<ni<l.70，50〈Vl〈75 ； 所述第二透鏡的折射率和色散范圍分別為1.45〈n2〈l.75，30〈v2〈50 ； 所述第三透鏡的折射率和色散范圍分別為1.55〈n3〈l.70，40〈v3〈65 ； 所述第四透鏡的折射率和色散范圍分別為1.60〈n4〈l.70,20<v4<45 ； 所述第五透鏡的折射率和色散范圍分別為1.55〈n5〈l.75，30〈v5〈50 ； 所述第六透鏡的折射率和色散范圍分別為1.50〈n6〈l.75，35〈v6〈50 ； 所述第七透鏡的折射率和色散范圍分別為1.65〈n7〈l.80，20〈v7〈40 ； 所述第八透鏡的折射率和色散范圍分別為1.60〈n8〈l.75，45〈v8〈60 ； 所述第九透鏡的折射率和色散范圍分別為1.60〈n9〈l.75，45〈v9〈60 ； 所述第十透鏡的折射率和色散范圍分別為1.45<η10<1.60,50<v10<75 ； 所述第i^一透鏡的折射率和色散范圍分別為1.65〈nn〈l.80,20<νη<35 ； 所述第十二透鏡的折射率和色散范圍分別為1.65〈n12〈l.80，25〈v12〈45 ； 所述第十三透鏡的折射率和色散范圍分別為1.65〈n13〈l.80，30〈v13〈50 ； 所述第十四透鏡的折射率和色散范圍分別為1.55〈n14〈l.70,50<v14<70 ； 所述第十五透鏡的折射率和色散范圍分別為1.50〈n15〈l.70，30〈v15〈50 ； 所述第十六透鏡的折射率和色散范圍分別為1.65〈n16〈l.80，50〈v16〈60 ； 所述第十七透鏡的折射率和色散范圍分別為1.50〈n17〈l.70，30〈v17〈55 ； 所述第十八透鏡的折射率和色散范圍分別為1.60〈n18〈l.70，35〈v18〈50 ； 所述第十九透鏡的折射率和色散范圍分別為1.55〈n19〈l.70，30〈v19〈50 ； 所述第二十透鏡的折射率和色散范圍分別為1.45<η20<1.60，60〈v2(i〈80。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變焦鏡頭，其特征在于， 所述第一透鏡采用ZK9型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第二透鏡采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第三透鏡采用H-ZPKl型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第四透鏡采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第五透鏡采用H-ZBAF5型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第六透鏡采用H-LAF3型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第七透鏡采用ZFll型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第八透鏡采用H-LAK67型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第九透鏡采用H-LAK67型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第十透鏡采用H-K51型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第i^一透鏡采用H-ZF5型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第十二透鏡采用H-LAF3型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第十三透鏡采用H-LAF62型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第十四透鏡采用H-ZPKl型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第十五透鏡采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第十六透鏡采用H-LAK67型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第十七透鏡采用BAF3型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第十八透鏡采用BAF4型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第十九透鏡采用N-KZFSll型號(hào)的玻璃材質(zhì)； 所述第二十透鏡采用H-K9L型號(hào)的玻璃材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡和所述第二透鏡構(gòu)成第一雙膠合結(jié)構(gòu)，所述第三透鏡、所述第四透鏡和所述第五透鏡構(gòu)成第一三膠合結(jié)構(gòu)，所述第十透鏡和所述第十一透鏡構(gòu)成第二雙膠合結(jié)構(gòu)，所述第十三透鏡、所述第十四透鏡和所述第十五透鏡構(gòu)成第二三膠合結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡至第二十透鏡的表面均為球面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭的焦距范圍為 750mm-15mmo
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭的F數(shù)變化范圍為4.78-10.54，其中焦距為15_時(shí)F數(shù)為4.78，焦距為750_時(shí)F數(shù)為10.54。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)為連續(xù)變焦系統(tǒng)，從所述第一透鏡的第一面到所述第二十透鏡的第二面的總長(zhǎng)為350mm，且任意焦距下該總長(zhǎng)不變。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變焦鏡頭，其特征在于，在該變焦鏡頭的焦距從15mm變化到750mm時(shí),所述前固定組與所述變倍組之間的間距變化范圍是3.34mm-137.31mm ;所述變倍組與所述補(bǔ)償組之間的間距變化范圍是207.84mm-lmm ;所述補(bǔ)償組與所述后固定組之間的間距變化范圍是0.77mm-73.65mm。
【文檔編號(hào)】G02B15/173GK204129320SQ201420441905
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】王元鵬, 楊春 申請(qǐng)人:青島歌爾聲學(xué)科技有限公司