一種恒定光圈的廣角變焦物鏡的制作方法
【專利說明】一種恒定光圈的廣角變焦物鏡 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)鏡頭領(lǐng)域，尤其涉及一種恒定光圈的廣角變焦物鏡。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 變焦距物鏡在上個世紀(jì)就有實際的設(shè)計與使用，但由于成像質(zhì)量比普通固定焦距 物鏡差，所以使用普及率不高。隨著透鏡設(shè)計技術(shù)發(fā)展，變焦距攝影物鏡應(yīng)用的場合逐漸增 多。如今，變焦距物鏡已廣泛應(yīng)用于民用產(chǎn)品、安防監(jiān)控等領(lǐng)域。雖然如此，但普通變焦距 物鏡相對于固定焦距物鏡還是存在許多缺陷。如普通變焦距物鏡在變倍過程中，最大孔徑 會隨著變焦倍率的變化而改變；變焦距物鏡無法獲得大的視場；變焦距物鏡F數(shù)比較大；與 固定焦距物鏡存大著一定差距。
[0003] 針對變焦距物鏡的上述缺陷，本發(fā)明即針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而研宄提出。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種恒定光圈的廣角變焦物鏡，在物鏡本體沿物 體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置有第一透鏡組、第二透鏡組、光闌、第三透鏡組、第四透鏡 組和感光片，第一透鏡組和第三透鏡組與物鏡本體固定連接，第二透鏡組具有負(fù)光焦度，可 由物體側(cè)向像面?zhèn)纫苿樱瑢崿F(xiàn)鏡頭由廣角端向望遠(yuǎn)端變倍，第四透鏡組具有正光焦度，作為 像面位移補償透鏡，相對物鏡本體可沿軸向移動，對像面位移進(jìn)行補償，采用上述結(jié)構(gòu)的物 鏡，在變倍過程中最大光圈恒定，視場大于74°的大孔徑，其結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，易于實現(xiàn)物鏡 小型化；另外，本發(fā)明各透鏡組在高低溫變化時，其焦距不變，使得本發(fā)明可以在_45°C- 85°C的溫度范圍內(nèi)無需重新對焦即可清晰成像，分辨率達(dá)八百萬像素以上，具有優(yōu)良的解 像力。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種恒定光圈的廣角變焦物鏡，包括物鏡本體，所述 物鏡本體沿物體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置有：
[0006] 第一透鏡組，具有正光焦度，相對物鏡本體固定連接；
[0007] 第二透鏡組，具有負(fù)光焦度，相對物鏡本體可由物體側(cè)向像面?zhèn)纫苿?，實現(xiàn)鏡頭由 廣角端向望遠(yuǎn)端變倍；
[0008] 第三透鏡組，具有正光焦度，相對物鏡本體固定連接；
[0009] 第四透鏡組，具有正光焦度，作為像面位移補償透鏡，相對物鏡本體可沿軸向移 動，實現(xiàn)像面位移的補償；
[0010] 光闌，設(shè)在所述第二透鏡組與第三透鏡組之間，與物鏡本體固定連接；
[0011] 感光片，用于感光處理圖像，與物鏡本體固定連接。
[0012] 所述第一透鏡組的焦距為n，所述第二透鏡組的焦距為f2,所述第三透鏡組的焦 距為f3,所述第四透鏡組的焦距為f4,滿足：
[0013] -2.8彡fl/f2 彡-4.8，
[0014] 2. 1 彡fl/f3 彡 1. 2，
[0015] 2. 7 彡fl/f4 彡 1. 3。
[0016] 所述第一透鏡組包括具有負(fù)光焦度的第一透鏡和均具有正光焦度的第二透鏡及 第三透鏡，所述第一透鏡與第二透鏡為膠合透鏡且膠合面彎向光闌，所述第一透鏡、第二透 鏡和第三透鏡沿物體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置，或者所述第三透鏡、第一透鏡和第二 透鏡沿物體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置。
[0017] 所述第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡由玻璃材料制成，所述第一透鏡d光折射率 和阿貝數(shù)分別為nl和VI，所述第二透鏡光折射率和阿貝數(shù)分別為n2和V2,所述第三透鏡 d光折射率和阿貝數(shù)分別為n3和v3,滿足：
[0018] nl彡 1. 75,vl〈30，
[0019] 1. 63 多n2 多 1. 45,v2 > 60，
[0020] 1. 75 彡n3 彡 1. 60,v3 > 50。
[0021] 所述第二透鏡組包括沿物體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置的具有負(fù)光焦度的第 四透鏡，具有負(fù)光焦度的第五透鏡，具有正光焦度的第六透鏡，所述第五透鏡和第六透鏡為 膠合透鏡。
[0022] 所述第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡由玻璃材料制成，所述第四透鏡d光折射率 和阿貝數(shù)分別為n4和v4,所述第五透鏡d光折射率和阿貝數(shù)分別為n5和v5,所述第六透 鏡d光折射率和阿貝數(shù)分別為n6和v6,滿足：
[0023] n4 彡 1. 80,v4 > 30，
[0024] 3. 5 多n5+0. 044Xv5 多 4.8，
[0025] n6多 1. 75,v6〈30。
[0026] 所述第三透鏡組包括第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡和第十一透鏡，所 述第七透鏡具有正光焦度，所述第八透鏡為彎月型透鏡且背向光闌一側(cè)彎曲，所述第九透 鏡和第十透鏡為膠合透鏡，所述第十一透鏡為彎月型透鏡且相向光闌一側(cè)彎曲，所述第七 透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡和第十一透鏡沿物體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置， 或者所述第七透鏡、第九透鏡、第十透鏡、第八透鏡和第十一透鏡沿物體入射光一側(cè)從左到 右依次設(shè)置。
[0027] 所述第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡和第^^一透鏡由玻璃材料制成，所 述第七透鏡d光折射率和阿貝數(shù)分別為n7和v7,所述第八透鏡d光折射率和阿貝數(shù)分別為 n8和v8,所述第九透鏡d光折射率和阿貝數(shù)分別為n9和v9,所述第十透鏡d光折射率和阿 貝數(shù)分別為nlO和vlO,所述第十一透鏡d光折射率和阿貝數(shù)分別為nil和vll，滿足：
[0028] n7 彡 1. 80,v7 > 30，
[0029] n8彡 1. 80,v8〈30，
[0030] 1. 103 彡n9/nl0 彡 0? 805，
[0031] 0? 3 彡v9/vl0 彡 0? 65，
[0032] nil多 1. 55,vll> 55。
[0033] 所述第四透鏡組包括第十二透鏡、第十三透鏡和第十四透鏡，所述第十二透鏡和 第十三透鏡具有正光焦度，所述第十三透鏡和第十四透鏡為膠合透鏡且膠合面相向彎向光 闌一側(cè)，所述第十二透鏡、第十三透鏡和第十四透鏡沿物體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置， 或者所述第十三透鏡和第十四透鏡及第十二透鏡沿物體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置。
[0034] 所述第十二透鏡，第十三透鏡和第十四透鏡由玻璃材料制成，所述第十二透鏡d 光折射率和阿貝數(shù)分別為nl2和vl2,所述第十三透鏡d光折射率和阿貝數(shù)分別為nl3和 vl3,所述第十四透鏡d光折射率和阿貝數(shù)分別為nl4和vl4,滿足：
[0035] nl2 彡 1. 68,vl2〈45，
[0036] 0?85 彡nl3/nl4 彡0?72，
[0037] 4. 95 彡vl3/vl4 彡 1. 85。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種恒定光圈的廣角變焦物鏡，具有如下優(yōu)點：
[0039] 1、在變倍過程中最大光圈恒定，視場大于74°的大孔徑；
[0040] 2、結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，易于實現(xiàn)物鏡小型化；
[0041] 3、可以在-45°C- 85°C的溫度范圍內(nèi)無需重新對焦即可清晰成像，分辨率達(dá) 八百萬像素以上，具有優(yōu)良的解像力。 【【附圖說明】】
[0042] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中：
[0043] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044] 圖2為本發(fā)明的廣角端的球差曲線圖。
[0045] 圖3為本發(fā)明的廣角端的場曲與畸變圖。
[0046] 圖4為本發(fā)明的廣角端的彗差曲線圖之一。
[0047] 圖5為本發(fā)明的廣角端的彗差曲線圖之二。
[0048] 圖6為本發(fā)明的廣角端的彗差曲線圖之三。
[0049] 圖7為本發(fā)明的廣角端的彗差曲線圖之四。
[0050] 圖8為本發(fā)明的攝遠(yuǎn)端的球差曲線圖。
[0051 ] 圖9為本發(fā)明的攝遠(yuǎn)端的場曲與畸變圖。
[0052] 圖10為本發(fā)明的攝遠(yuǎn)端的彗差曲線圖之一。
[0053] 圖11為本發(fā)明的攝遠(yuǎn)端的彗差曲線圖之二。
[0054] 圖12為本發(fā)明的攝遠(yuǎn)端的彗差曲線圖之三。
[0055] 圖13為本發(fā)明的攝遠(yuǎn)端的彗差曲線圖之四。 【【具體實施方式】】
[0056] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作詳細(xì)說明。
[0057] 如圖1所示，本發(fā)明一種恒定光圈的廣角變焦物鏡，包括物鏡本體7,在物鏡本體 7內(nèi)設(shè)有四組透鏡，即沿物體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置有第一透鏡組1、第二透鏡組2、 第三透鏡組3和第四透鏡組4。
[0058] 第一透鏡組1，具有正光焦度，相對物鏡本體7固定連接。
[0059] 第二透鏡組2,具有負(fù)光焦度，相對物鏡本體7可由物體側(cè)向像面5側(cè)移動，通過調(diào) 節(jié)第二透鏡組2,可以實現(xiàn)鏡頭由廣角端向望遠(yuǎn)端變倍。
[0060] 第三透鏡組3,具有正光焦度，相對物鏡本體7固定連接。
[0061] 第四透鏡組4,具有正光焦度，作為像面5位移補償透鏡，相對物鏡本體7可沿軸向 移動，通過調(diào)節(jié)第四透鏡組4,可以實現(xiàn)像面5位移的補償。
[0062] 在所述第二透鏡組2與第三透鏡組3之間設(shè)有光闌6,光闌6與物鏡本體7固定連 接。
[0063] 在物鏡本體7的右端設(shè)有感光片8,用于感光處理圖像，與物鏡本體7固定連接。
[0064] 所述第一透鏡組1的焦距為H，所述第二透鏡組2的焦距為f2,所述第三透鏡組 的焦距3為f3,所述第四透鏡組4的焦距為f4,滿足：
[0065] -2. 8 彡fl/f2 彡-4. 8，
[0066] 2. 1 彡fl/f3 彡 1. 2，
[0067] 2. 7 彡fl/f4 彡 1. 3。
[0068] 由于第一透鏡組1和第三透鏡組3與物鏡本體7為固定連接，使之相對于像面5 位置固定不變，通過調(diào)節(jié)第二透鏡組2沿其軸向移動，本發(fā)明可實現(xiàn)變焦，第四透鏡組4為 作為像面5的位移補償透鏡，通過調(diào)節(jié)第四透鏡組4沿軸向移動，可實現(xiàn)對像面5進(jìn)行位移 補償，本發(fā)明中第三透鏡組3用于校正由于第一透鏡組1和第二透鏡組2產(chǎn)生的球差、像散 與場曲，以確保本發(fā)明在整個變焦過程中像質(zhì)優(yōu)良。
[0069] 所述第一透鏡組1包括具有負(fù)光焦度的第一透鏡11和均具有正光焦度的第二透 鏡12及第三透鏡13,所述第一透鏡11與第二透鏡12為膠合透鏡且膠合面彎向光闌6,所 述第一透鏡11、第二透鏡12和第三透鏡13沿物體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置。
[0070] 作為第一透鏡組1的另一種結(jié)構(gòu)，可以將由第一透鏡11與第二透鏡12構(gòu)成的膠 合透鏡與第三透鏡13進(jìn)行位置變換，即沿物體入射光一側(cè)從左到右依次設(shè)置為第三透鏡 13、第一透鏡11和第二透鏡12。
[0071] 所述第一透鏡11、第二透鏡12和第三透鏡13由玻璃材料制成，所述第一透鏡lid 光折射率和阿貝數(shù)分別為nl和vl，所述第二透鏡12光折射率和阿貝數(shù)分別為n2和v2,所 述第三透鏡13d光折射率和阿貝數(shù)分別為n3和v3,滿足：
[0072] nl彡 1. 75,vl〈30，
[0073] 1. 63 彡n2 彡 1. 45,v2 > 60，
[0074] 1. 75 彡n3 彡 1. 60,v3 > 50。
[0075] 所述第二透鏡組2包括沿物體入射光一側(cè)從