一种变焦光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变焦光学系统，从物面至像面依次设置有：能相对像面固定的第一透镜组，第一透镜组的焦距为正，第一透镜组包括有从物面至像面依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；第二透镜组，第二透镜组的焦距为负，第二透镜组包括有第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜；光阑；第三透镜组，第三透镜组的焦距为正，第三透镜组包括有第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜；第四透镜组，第四透镜组的焦距为正，第四透镜组包括有第十五透镜和第十六透镜；感光芯片。本发明专利技术的光学系统分辨率高、像面大、倍率大，结构简单。

A zoom optical system

The invention discloses a zoom optical system, which is arranged sequentially from the object surface to the image surface: a first lens group which can be fixed relative to the image surface is positively focused, and the first lens group includes a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, a fifth lens and a sixth transmission arranged sequentially from the object surface to the image surface. The second lens group includes the seventh lens, the eighth lens, the ninth lens and the tenth lens; the aperture; the third lens group, the third lens group, the focus of the third lens group is positive; the third lens group includes the Eleventh lens, the twelfth lens, the thirteenth lens and the fourteenth lens; Fourth lens group, the fourth lens group focal length is positive, the fourth lens group includes the fifteenth lens and the sixteenth lens; photosensitive chip. The optical system of the invention has high resolution, large image surface, large magnification and simple structure.

【技术实现步骤摘要】
一种变焦光学系统
本专利技术涉及光学系统，尤其涉及一种变焦光学系统。
技术介绍
变焦镜头广泛应用到人们的日常生活中，特别是安防监控等领域，对广角及长焦综合应用的镜头需求越来越大。当前市场往高分辨率和超大倍率的方向发展，为了获得更好的成像品质，使用像素点更大，像素点更多的芯片是解决问题的根本途径之一，但是目前的安防监控、路况监控装置存在如下缺点：1.短焦端红外不共焦，在晚上有部分灯光照明时，拍摄的画面无法整体清晰，总会有部分角落模糊；市场上大倍率镜头普遍像素低，分辨率主要是720P和1080P；2.目前市场上的主流监控镜头使用的芯片相对较小，芯片的像素点较小，1080P的镜头像面主要是1/2.8″的，使用有效成像面对角线6.2mm的1/2.8″的CMOS的芯片，其像素点大小仅有2.8μm，分辨率不是很高；在黑暗的环境下，拍摄画质不好；3.普通的变焦镜头往往无法做到大倍率与体积兼容，倍率增大同时会引起镜头体积的急剧变化，目前市场上的大于变倍达到50倍的监控镜头，最大口径基本大于100mm；4.目前直流的较高倍率的镜头在长焦端使用时很容易出现镜头抖动而难以拍摄到稳定的画面，因此迫切需要镜头有防抖功能；5.目前监控镜头需要在广角端需求红外和可见光共焦，场上的监控镜头，多非红外共焦镜头，在晚上有部分灯光照明时，拍摄的画面无法整体清晰，总会有部分模糊，有的镜头即使做到红外共焦但会使紫边增大。因此，本专利技术正是基于以上的不足而产生的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高分辨率、大像面、大倍率、短焦端红外共焦且带有光学防抖的大于75倍连续变焦光学系统；该系统分辨率高、像面大、倍率大，结构简单。为解决上述技术问题，本专利技术采用了下述技术方案：一种变焦光学系统，其特征在于，从物面至像面依次设置有：能相对像面固定的第一透镜组，第一透镜组的焦距为正，第一透镜组包括有从物面至像面依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；能相对像面前后移动的第二透镜组，第二透镜组的焦距为负，第二透镜组包括有从物面至像面依次设置的第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜；光阑；能相对像面固定的第三透镜组，第三透镜组的焦距为正，第三透镜组包括有从物面至像面依次设置的第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜；能相对像面前后移动的第四透镜组，第四透镜组的焦距为正，第四透镜组包括有从物面至像面依次设置的第十五透镜和第十六透镜；感光芯片。如上所述的一种变焦光学系统，其特征在于，所述第一透镜焦距为负，第一透镜为弯月形结构，且凹面朝向感光芯片方向；第二透镜的焦距为正，第二透镜的两个面均为凸面，第三透镜的焦距为正，第三透镜为弯月形结构，第四透镜的焦距为正，第四透镜为弯月形结构，第五透镜的焦距为负，第五透镜为弯月形结构，且凹面朝向感光芯片方向，第六透镜的焦距为正，第六透镜为弯月型结构；所述第一透镜与所述第二透镜通过光学胶水粘合，所述第五透镜与所述第六透镜通过光学胶水粘合。如上所述的一种变焦光学系统，其特征在于，第七透镜的焦距为负，且为弯月型结构，第八透镜的焦距为负，且为弯月型结构，第九透镜的焦距为负，且第九透镜的两个面均为凹面，第十透镜的焦距为正，且第十透镜的两个面均为凸面；所述第九透镜与所述第十透镜通过光学胶水粘合。如上所述的一种变焦光学系统，其特征在于，第十一透镜的焦距为正，且两个面均为凸面；第十二透镜的焦距为正，第十三透镜的焦距为正，第十四透镜的焦距为负。如上所述的一种变焦光学系统，其特征在于，第十五透镜的焦距为负，第十六透镜的焦距为正。如上所述的一种变焦光学系统，其特征在于，所述的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第九透镜、第十透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜均为玻璃球面透镜，所述的第七透镜、第八透镜、第十一透镜和第十六透镜均为玻璃非球面透镜。如上所述的一种变焦光学系统，其特征在于，所述的第七透镜、第八透镜、第十一透镜和第十六透镜的非球面表面形状满足方程式：上述方程式中参数c为半径所对应的曲率，r为径向坐标其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数，α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线；当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形。如上所述的一种变焦光学系统，其特征在于，所述的第二透镜组相对感光芯片的移动范围为0～145mm,所述的第四透镜组相对感光芯片的移动范围为0～66mm，所述的光阑与感光芯片的距离为50mm，所述的第一透镜组与第三透镜组的距离是143mm。与现有技术相比，本专利技术的一种变焦光学系统，达到了如下效果：1、本专利技术使用了4个透镜组，随着第二透镜组在第一透镜组、三透镜组之间前后移动，焦距发生变化，第四透镜组用于对焦，焦距可在13.5mm-1020mm之间变化，变焦倍率达到75倍以上，拍摄角度水平28°到0.4°之间变化，拍摄距离最近至1m，适合在多种环境下使用；2、本专利技术能够达到高于4M(像素400万像素)的分辨率，以8.9mm的1/1.8”的CCD为例，本专利技术可以达到中心分辨率高于250lp/mm、周边0.8H(80％对角线位置)位置分辨率高于160lp/mm。3、本专利技术光学系统的第十一透镜可以在竖直平面移动，镜头在长焦端出现抖动时，可对像面进行补偿，在焦距600mm处，第十一透镜0.25mm的移动量，画面所偏移量为0.255mm，基本达到1:1的补偿比例，且第十一透镜后有大于7mm的空气间隔，给防抖部件的安装留出极大空间，最大限度发挥出防抖的效用；4、本专利技术系统实现了短焦端红外共焦，在可见波长段430nm-650nm和红外波长段830nm-870nm可以同时达到成像清晰，在视场范围大且多种波长光源存在的环境下整个成像画面清晰；5、本专利技术整个系统多处采用单透镜和胶合透镜配合使用以及非球面，不仅消除了整个系统的色差，也很好的平衡了整个系统的像差；6、本专利技术只有16枚镜片，在较低的成本下即可达到大倍率，大像面的高像素的要求。【附图说明】下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明，其中：图1为本专利技术的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的实施方式作详细说明。如图1所示，一种变焦光学系统，从物面至像面依次设置有：能相对像面固定的第一透镜组1，第一透镜组1的焦距为正，第一透镜组1包括有从物面至像面依次设置的第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104、第五透镜105和第六透镜106；能相对像面前后移动的第二透镜组2，第二透镜组2的焦距为负，第二透镜组2包括有从物面至像面依次设置的第七透镜201、第八透镜202、第九透镜203和第十透镜204；光阑6；光阑6固定在第三透镜组3前，根据在不同的焦距及环境下口径大小进行变化；能相对像面固定的第三透镜组3，第三透镜组3的焦距为正，第三透镜组3包括有从物面至像面依次设置的第十一透镜301、第十二透镜302、第十三透镜303和第十四透镜304；能相对像面前后移动的第四透镜组4，第四透镜组4的焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变焦光学系统，其特征在于，从物面至像面依次设置有：能相对像面固定的第一透镜组(1)，第一透镜组(1)的焦距为正，第一透镜组(1)包括有从物面至像面依次设置的第一透镜(101)、第二透镜(102)、第三透镜(103)、第四透镜(104)、第五透镜(105)和第六透镜(106)；能相对像面前后移动的第二透镜组(2)，第二透镜组(2)的焦距为负，第二透镜组(2)包括有从物面至像面依次设置的第七透镜(201)、第八透镜(202)、第九透镜(203)和第十透镜(204)；光阑(6)；能相对像面固定的第三透镜组(3)，第三透镜组(3)的焦距为正，第三透镜组(3)包括有从物面至像面依次设置的第十一透镜(301)、第十二透镜(302)、第十三透镜(303)和第十四透镜(304)；能相对像面前后移动的第四透镜组(4)，第四透镜组(4)的焦距为正，第四透镜组(4)包括有从物面至像面依次设置的第十五透镜(401)和第十六透镜(402)；感光芯片(5)。

【技术特征摘要】
1.一种变焦光学系统，其特征在于，从物面至像面依次设置有：能相对像面固定的第一透镜组(1)，第一透镜组(1)的焦距为正，第一透镜组(1)包括有从物面至像面依次设置的第一透镜(101)、第二透镜(102)、第三透镜(103)、第四透镜(104)、第五透镜(105)和第六透镜(106)；能相对像面前后移动的第二透镜组(2)，第二透镜组(2)的焦距为负，第二透镜组(2)包括有从物面至像面依次设置的第七透镜(201)、第八透镜(202)、第九透镜(203)和第十透镜(204)；光阑(6)；能相对像面固定的第三透镜组(3)，第三透镜组(3)的焦距为正，第三透镜组(3)包括有从物面至像面依次设置的第十一透镜(301)、第十二透镜(302)、第十三透镜(303)和第十四透镜(304)；能相对像面前后移动的第四透镜组(4)，第四透镜组(4)的焦距为正，第四透镜组(4)包括有从物面至像面依次设置的第十五透镜(401)和第十六透镜(402)；感光芯片(5)。2.根据权利要求1所述的一种变焦光学系统，其特征在于，所述第一透镜(101)焦距为负，第一透镜(101)为弯月形结构，且凹面朝向感光芯片(5)方向；第二透镜(102)的焦距为正，第二透镜(102)的两个面均为凸面，第三透镜(103)的焦距为正，第三透镜(103)为弯月形结构，第四透镜(104)的焦距为正，第四透镜(104)为弯月形结构，第五透镜(105)的焦距为负，第五透镜(105)为弯月形结构，且凹面朝向感光芯片(5)方向，第六透镜(106)的焦距为正，第六透镜(106)为弯月型结构；所述第一透镜(101)与所述第二透镜(102)通过光学胶水粘合，所述第五透镜(105)与所述第六透镜(106)通过光学胶水粘合。3.根据权利要求1所述的一种变焦光学系统，其特征在于，第七透镜(201)的焦距为负，且为弯月型结构，第八透镜(202)的焦距为负，且为弯月型结构，第九透镜(203)的焦距为负，且第九透镜(203)的两个面均为凹面，第十透镜(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东阳，龚俊强，欧俊星，王晓，李建华，
申请(专利权)人：中山联合光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44