本发明专利技术属于光学器件技术领域，尤其涉及一种小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，包括从物方到像方依次排列的补偿组、固定组和变倍组，补偿组的总光焦度为负，固定组的总光焦度为正，变倍组的总光焦度为正，并且补偿组的焦距Ff'与变倍组的焦距Bf'之间满足如下关系式：0.35<|Ff'/Bf'|<1.87。相对于现有技术，本发明专利技术采用三组元、8个玻璃球面镜片加2个玻璃非球面镜片的光学结构，能够达到F1.0超大光圈，3.5倍以上的变焦倍率，视场角范围为32度以下到145度以上，同时拥有600万像素以上的分辨率，光学总长小于51mm，整个镜头将性能与体积完美的结合起来，具备广阔的市场前景。
Small size ultra wide angle ultra wide angle zoom lens
【技术实现步骤摘要】
小型超大孔径星光级超广角变焦镜头
本专利技术属于光学器件
，尤其涉及一种小型超大孔径星光级超广角变焦镜头。
技术介绍
星光级的概念在安防行业逐渐深入人心，与传统监控摄像机白天彩色夜晚黑白的模式对比，其日夜全彩的画面给安防监控带来了截然不同的效果。星光级相机的硬件基础必须依托高灵敏度的星光级成像芯片，与大孔径光学镜头。目前常见的广角变焦镜头通常具备F1.6～1.8的光圈，解析度能满足3百万像素的要求。但是对于星光级的概念来说这仍然不够，因此需要研发一种新型的广角变焦镜头使其能够满足星光级的要求。此外，广角变焦镜头由于视野宽阔，可以监控更大范围的目标，但是超大的视角带来的是难以矫正的轴外像差，超大孔径的广角变焦镜头聚焦难度将会成倍提升。而且传统的广角变焦镜头大都采用二组元光学系统，这种结构的优点是结构简单，因此其在以往倍率及相对孔径要求不大的光学系统中得到广泛应用，其通常也能获得像质较好的结果。但是在大孔径光学系统的应用上其相对简单的结构无法在倍率、相对孔径、像质以及体积上取得平衡。有鉴于此，本专利技术旨在提供一种小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，其采用三组元、8个玻璃球面镜片加2个玻璃非球面镜片的光学结构，能够达到F1.0超大光圈，3.5倍以上的变焦倍率，视场角范围为32度以下到145度以上，同时拥有600万像素以上的分辨率，光学总长小于51mm，整个镜头将性能与体积完美的结合起来，具备广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，其采用三组元、8个玻璃球面镜片加2个玻璃非球面镜片的光学结构，能够达到F1.0超大光圈，3.5倍以上的变焦倍率，视场角范围为32度以下到145度以上，同时拥有600万像素以上的分辨率，光学总长小于51mm，整个镜头将性能与体积完美的结合起来，具备广阔的市场前景。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，包括从物方到像方依次排列的补偿组、固定组和变倍组，所述补偿组的总光焦度为负，所述固定组的总光焦度为正，所述变倍组的总光焦度为正，并且所述补偿组的焦距Ff'与所述变倍组的焦距Bf'之间满足如下关系式：0.35<|Ff'/Bf'|<1.87；通过改变变倍组与补偿组的相对位置来达到变焦的目的，焦距变倍比大于3.5。所述固定组的焦距Gf'与fw和ft之间分别满足如下关系：6<|Gf'/fw|<25.5；2<|Gf'/ft|<15.3；其中，fw为镜头处于广角端时的焦距，ft为镜头处于望远端时的焦距。作为本专利技术小型超大孔径星光级超广角变焦镜头的一种改进，所述补偿组包括从物方到像方依次排列的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为凸凹负光焦度透镜，所述第二透镜为双凹负光焦度透镜，所述第三透镜为凸凹正光焦度透镜。作为本专利技术小型超大孔径星光级超广角变焦镜头的一种改进，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均为玻璃球面镜片，所述第一透镜与所述第二透镜之间通过镜片边缘承靠，所述第二透镜和所述第三透镜之间通过隔圈承靠。作为本专利技术小型超大孔径星光级超广角变焦镜头的一种改进，所述固定组包括正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的朝向物方的一面为凸面、凹面或平面，所述第四透镜的朝向像方的一面为凸面、凹面或平面。作为本专利技术小型超大孔径星光级超广角变焦镜头的一种改进，所述第四透镜为玻璃非球面透镜。当变焦镜头变焦时，孔径光栏与第四透镜位置固定不动，而补偿组与变倍组可选择性移动。作为本专利技术小型超大孔径星光级超广角变焦镜头的一种改进，所述变倍组包括从物方到像方依次排列的第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜，所述第五透镜为双凸正光焦度透镜，所述第六透镜为负光焦度透镜，并且所述第六透镜的朝向物方的一面为凹面、平面或凸面，所述第六透镜的朝向像方的一面为凹面；所述第七透镜为双凸正光焦度透镜，所述第八透镜为双凸正光焦度透镜，所述第九透镜为双凹负光焦度透镜，所述第十透镜为正光焦度透镜，所述第十透镜的朝向物方的一面为凸面，所述第十透镜的朝向像方的一面为凸面、平面或凹面。作为本专利技术小型超大孔径星光级超广角变焦镜头的一种改进，所述第五透镜为玻璃非球面透镜。作为本专利技术小型超大孔径星光级超广角变焦镜头的一种改进，所述第五透镜和所述第六透镜之间通过隔圈承靠，所述第六透镜和所述第七透镜之间通过光学胶粘合，所述第七透镜和所述第八透镜之间通过隔圈承靠，所述第八透镜和所述第九透镜之间通过光学胶粘合，所述第九透镜和所述第十透镜之间通过隔圈承靠。作为本专利技术小型超大孔径星光级超广角变焦镜头的一种改进，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜和所述第十透镜的焦距和折射率分别满足以下条件：其中，f1至f10分别为所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜和所述第十透镜的焦距，n1至n10分别为所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜和所述第十透镜的折射率。作为本专利技术小型超大孔径星光级超广角变焦镜头的一种改进，所述第四透镜和所述第五透镜的非球面镜片满足以下公式：其中：z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c＝1/R，r表示面型中心的曲率半径，k表示圆锥系数，参数a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8为高次非球面系数。相对于现有技术，本专利技术通过使用三个组元(补偿组、固定组和变倍组)，并使用8个玻璃球面镜片加2个玻璃非球面镜片的光学结构可以有效地减小镜头的体积，提高镜头的倍率与相对孔径。与此同时本专利技术还具有较高的分辨率，而且本专利技术通过合理搭配镜片的材质，使得镜头可以在-40℃-+80℃的环境下使用不跑焦，亦可以达到可见光与红外光共焦且成像清晰度均在600万像素以上，最大光圈达到F1.0，并具有3.5倍以上的变焦倍率，视场角范围为32度以下到145度以上，光学总长小于51mm，整个镜头将性能与体积完美的结合，因此具备广阔的市场前景。附图说明图1为本专利技术处于广角端的光学结构示意图。图2为本专利技术处于望远端的光学结构示意图。具体实施方式以下将结合具体实施例对本专利技术及其有益效果作进一步详细的说明，但是，本专利技术的具体实施方式并不局限于此。如图1和图2所示，本专利技术提供的一种小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，包括从物方到像方依次排列的补偿组、固定组和变倍组，补偿组的总光焦度为负，固定组的总光焦度为正，变倍组的总光焦度为正，并且补偿组的焦距Ff'与变倍组的焦距Bf'之间满足如下关系式：0.35<|Ff'/Bf'|<1.87；通过改变变倍组与补偿组的相对位置来达到变焦的目的，焦距变倍比大于3.5。固定组的焦距Gf'与fw和ft之间分别满足如下关系：6<|Gf'/fw|<25.5；2<|Gf'/ft|<15.3本文档来自技高网...
【技术保护点】
小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，其特征在于：包括从物方到像方依次排列的补偿组、固定组和变倍组，所述补偿组的总光焦度为负，所述固定组的总光焦度为正，所述变倍组的总光焦度为正，并且所述补偿组的焦距Ff'与所述变倍组的焦距Bf'之间满足如下关系式：0.35<|Ff'/Bf'|<1.87；所述固定组的焦距Gf'与fw和ft之间分别满足如下关系：6<|Gf'/fw|<25.5；2<|Gf'/ft|<15.3；其中，fw为镜头处于广角端时的焦距，ft为镜头处于望远端时的焦距。
【技术特征摘要】
1.小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，其特征在于：包括从物方到像方依次排列的补偿组、固定组和变倍组，所述补偿组的总光焦度为负，所述固定组的总光焦度为正，所述变倍组的总光焦度为正，并且所述补偿组的焦距Ff'与所述变倍组的焦距Bf'之间满足如下关系式：0.35<|Ff'/Bf'|<1.87；所述固定组的焦距Gf'与fw和ft之间分别满足如下关系：6<|Gf'/fw|<25.5；2<|Gf'/ft|<15.3；其中，fw为镜头处于广角端时的焦距，ft为镜头处于望远端时的焦距。2.根据权利要求1所述的小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，其特征在于：所述补偿组包括从物方到像方依次排列的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为凸凹负光焦度透镜，所述第二透镜为双凹负光焦度透镜，所述第三透镜为凸凹正光焦度透镜。3.根据权利要求2所述的小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，其特征在于：所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均为玻璃球面镜片，所述第一透镜与所述第二透镜之间通过镜片边缘承靠，所述第二透镜和所述第三透镜之间通过隔圈承靠。4.根据权利要求2所述的小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，其特征在于：所述固定组包括正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的朝向物方的一面为凸面、凹面或平面，所述第四透镜的朝向像方的一面为凸面、凹面或平面。5.根据权利要求4所述的小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，其特征在于：所述第四透镜为玻璃非球面透镜。6.根据权利要求5所述的小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，其特征在于：所述变倍组包括从物方到像方依次排列的第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜，所述第五透镜为双凸正光焦度透镜，所述第六透镜为负光焦度透镜，并且所述第六透镜的朝向物方的一面为凹面、平面或凸面，所述第六透镜的朝向像方的一面为凹面；所述第七透镜为双凸正光焦度透镜，所述第八透镜为双凸正光焦度透镜，所述第九透镜为双凹负光焦度透镜，所述第十透镜为正光焦度透镜，所述第十透镜的朝向物方的一面为凸面，所述第十透镜的朝向像方的一面为凸面、平面或凹面。7.根据权利要求6所述的小型超大孔径星光级超广角变焦镜头，其特征在于：所述第五透镜为玻璃非球面透镜。8.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：何剑炜，
申请(专利权)人：东莞市宇瞳光学科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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