一种大变倍比高清连续变焦光学系统技术方案

本发明专利技术属于连续变焦光学系统，为解决目前用于安防监控和车载机载探测系统的变焦光学系统，普遍存在变倍比小、焦距短、体积大、重量大，以及分辨率低等缺点，导致整个系统观测距离及观测范围不够，成像质量不佳，而且结构笨重不紧凑的技术问题，提供一种大变倍比高清连续变焦光学系统，该系统包括沿光轴方向依次设置的前固定组、变倍组、补偿组、后固定组和滤光片，补偿组中靠近变倍组的透镜前表面上固定有光阑。通过变倍组与补偿组之间的运动能够实现连续变倍和补偿。全部采用球面透镜，容易加工和装配，生产周期短、费用低。费用低。费用低。

【技术实现步骤摘要】
一种大变倍比高清连续变焦光学系统


[0001]本专利技术属于连续变焦光学系统，具体涉及一种大变倍比高清连续变焦光学系统。

技术介绍

[0002]随着人们生产实践活动领域的扩展和深入，社会安全问题日趋复杂，同时，由于人们公共安全意识和安防意识的逐步增强，对机载、车载探测系统也提出了更高的要求。因此，亟需作为视频监控、车载机载探测系统核心部件之一的光学成像镜头，能够同时具备大区域小倍率搜索和小区域大倍率放大的观察功能。相比于定焦距光学成像系统无法同时扩大视野和放大倍率的固有技术缺陷，变焦光学成像系统则可以通过改变系统组元之间间隔距离实现焦距的连续变化，进而实现大区域物体概观、小区域物体分辨的目的。
[0003]目前大部分用于安防监控、车载机载探测系统的变焦光学系统，普遍存在变倍比小、焦距短、体积大、重量大，以及分辨率低等缺点，导致整个系统观测距离及观测范围不够，成像质量不佳，而且结构笨重不紧凑。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决目前用于安防监控和车载机载探测系统的变焦光学系统，普遍存在变倍比小、焦距短、体积大、重量大，以及分辨率低等缺点，导致整个系统观测距离及观测范围不够，成像质量不佳，而且结构笨重不紧凑的技术问题，提供一种大变倍比高清连续变焦光学系统。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种大变倍比高清连续变焦光学系统，其特殊之处在于，包括沿光轴方向依次设置的前固定组、变倍组、补偿组、后固定组和滤光片；
[0007]所述前固定组包括沿光轴方向从物方起依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；其中，第一透镜为前凸后凹的负透镜，第二透镜为双凸的正透镜，第三透镜为前凸后凹的正透镜；
[0008]所述变倍组包括沿光轴方向从物方起依次设置的第四透镜、第五透镜和第六透镜；其中，第四透镜为双凸的正透镜，第五透镜为双凹的负透镜，第六透镜为双凹的负透镜，且第四透镜和第五透镜为通过胶合形成的胶合透镜；
[0009]所述补偿组包括沿光轴方向从物方起依次设置的第七透镜、第八透镜和第九透镜；其中，第七透镜为双凸的正透镜，第八透镜为双凸的正透镜，第九透镜为前凹后凸的负透镜，且第八透镜和第九透镜为通过胶合形成的胶合透镜；
[0010]所述第七透镜的前表面上固定有光阑；
[0011]所述后固定组包括沿光轴方向从物方起依次设置的第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜；其中，第十透镜为前凹后凸的负透镜，第十一透镜为前凸后凹的正透镜，第十二透镜为双凸的正透镜，第十三透镜为双凹的负透镜，第十四透镜为双凸的正透镜，且第十二透镜和第十三透镜为通过胶合形成的胶合透镜。
[0012]进一步地，所述滤光片为吸收型滤光片，滤光片的厚度为1.1mm。
[0013]进一步地，各相邻透镜之间间距可优选按照如下参数设置：
[0014]所述第一透镜与第二透镜之间的间距为0.8m；
[0015]所述第二透镜与第三透镜之间的间距为0.2mm；
[0016]所述第三透镜与第四透镜之间的间距为1.2
‑
62.1mm；
[0017]所述第五透镜与第六透镜之间的间距为3.4mm；
[0018]所述第六透镜与第七透镜之间的间距为2.0
‑
96.3mm；
[0019]所述第七透镜与第八透镜之间的间距为0.2mm；
[0020]所述第九透镜与第十透镜之间的间距为0.6
‑
34.0mm；
[0021]所述第十透镜与第十一透镜之间的间距为0.2mm；
[0022]所述第十一透镜与第十二透镜之间的间距为6.9mm；
[0023]所述第十三透镜与第十四透镜之间的间距为1.9mm；
[0024]所述第十四透镜与滤光片之间的间距为6.2mm。
[0025]进一步地，所述前固定组、变倍组、补偿组和后固定组分别满足下式： 2≤∣f
L
/f1∣≤3、10≤∣f
L
/f2∣≤18、5≤∣f
L
/f3∣≤10、1≤∣f
L
/f4∣≤5；
[0026]其中，f
L
为连续变焦光学系统的长焦焦距，f1为前固定组的焦距，f2为变倍组的焦距，f3为补偿组的焦距，f4为后固定组的焦距。
[0027]进一步地，各透镜前后两面曲率半径参数优选按照如下设置：
[0028]所述第一透镜的前表面曲率半径大于等于135mm且小于等于150mm，后表面曲率半径大于等于70mm且小于等于78mm；
[0029]所述第二透镜的前表面曲率半径大于等于70mm且小于等于77mm，后表面曲率半径大于等于
‑
285mm且小于等于
‑
260mm；
[0030]所述第三透镜的前表面曲率半径大于等于60mm且小于等于70mm，后表面曲率半径大于等于245mm且小于等于255mm；
[0031]所述第四透镜的前表面曲率半径大于等于155mm且小于等于170mm，后表面曲率半径大于等于
‑
55mm且小于等于
‑
45mm；
[0032]所述第五透镜的前表面曲率半径大于等于
‑
55mm且小于等于
‑
45mm，后表面曲率半径大于等于25mm且小于等于40mm；
[0033]所述第六透镜的前表面曲率半径大于等于
‑
40mm且小于等于
‑
30mm，后表面曲率半径大于等于115mm且小于等于135mm；
[0034]所述第七透镜的前表面曲率半径大于等于65mm且小于等于82mm，后表面曲率半径大于等于
‑
40mm且小于等于
‑
35mm；
[0035]所述第八透镜的前表面曲率半径大于等于40mm且小于等于50mm，后表面曲率半径大于等于
‑
35mm且小于等于
‑
25mm；
[0036]所述第九透镜的前表面曲率半径大于等于
‑
35mm且小于等于
‑
25mm，后表面曲率半径大于等于2000mm且小于等于4000mm；
[0037]所述第十透镜的前表面曲率半径大于等于
‑
50mm且小于等于
‑
40mm，后表面曲率半径大于等于
‑
200mm且小于等于
‑
175mm；
[0038]所述第十一透镜的前表面曲率半径大于等于13mm且小于等于15.5mm，后表面曲率
半径大于等于40mm且小于等于55mm；
[0039]所述第十二透镜的前表面曲率半径大于等于155mm且小于等于175mm，后表面曲率半径大于等于
‑
40mm且小于等于
‑
30mm；
[0040]所述第十三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大变倍比高清连续变焦光学系统，其特征在于：包括沿光轴方向依次设置的前固定组(1)、变倍组(2)、补偿组(3)、后固定组(4)和滤光片(5)；所述前固定组(1)包括沿光轴方向从物方起依次设置的第一透镜(101)、第二透镜(102)和第三透镜(103)；其中，第一透镜(101)为前凸后凹的负透镜，第二透镜(102)为双凸的正透镜，第三透镜为前凸后凹的正透镜；所述变倍组(2)包括沿光轴方向从物方起依次设置的第四透镜(201)、第五透镜(202)和第六透镜(203)；其中，第四透镜(201)为双凸的正透镜，第五透镜(202)为双凹的负透镜，第六透镜(203)为双凹的负透镜，且第四透镜(201)和第五透镜(202)为通过胶合形成的胶合透镜；所述补偿组(3)包括沿光轴方向从物方起依次设置的第七透镜(301)、第八透镜(302)和第九透镜(303)；其中，第七透镜(301)为双凸的正透镜，第八透镜(302)为双凸的正透镜，第九透镜(303)为前凹后凸的负透镜，且第八透镜(302)和第九透镜(303)为通过胶合形成的胶合透镜；所述第七透镜(301)的前表面上固定有光阑；所述后固定组(4)包括沿光轴方向从物方起依次设置的第十透镜(401)、第十一透镜(402)、第十二透镜(403)、第十三透镜(404)和第十四透镜(405)；其中，第十透镜(401)为前凹后凸的负透镜，第十一透镜(402)为前凸后凹的正透镜，第十二透镜(403)为双凸的正透镜，第十三透镜(404)为双凹的负透镜，第十四透镜(405)为双凸的正透镜，且第十二透镜(403)和第十三透镜(404)为通过胶合形成的胶合透镜。2.如权利要求1所述一种大变倍比高清连续变焦光学系统，其特征在于：所述滤光片(5)为吸收型滤光片，滤光片(5)的厚度为1.1mm。3.如权利要求1或2所述一种大变倍比高清连续变焦光学系统，其特征在于：所述第一透镜(101)与第二透镜(102)之间的间距为0.8m；所述第二透镜(102)与第三透镜(103)之间的间距为0.2mm；所述第三透镜(103)与第四透镜(201)之间的间距为1.2
‑
62.1mm；所述第五透镜(202)与第六透镜(203)之间的间距为3.4mm；所述第六透镜(203)与第七透镜(301)之间的间距为2.0
‑
96.3mm；所述第七透镜(301)与第八透镜(302)之间的间距为0.2mm；所述第九透镜(303)与第十透镜(401)之间的间距为0.6
‑
34.0mm；所述第十透镜(401)与第十一透镜(402)之间的间距为0.2mm；所述第十一透镜(402)与第十二透镜(403)之间的间距为6.9mm；所述第十三透镜(404)与第十四透镜(405)之间的间距为1.9mm；所述第十四透镜(405)与滤光片(5)之间的间距为6.2mm。4.如权利要求3所述一种大变倍比高清连续变焦光学系统，其特征在于：所述前固定组(1)、变倍组(2)、补偿组(3)和后固定组(4)分别满足下式：2≤∣f
L
/f1∣≤3、10≤∣f
L
/f2∣≤18、5≤∣f
L
/f3∣≤10、1≤∣f
L
/f4∣≤5；其中，f
L
为连续变焦光学系统的长焦焦距，f1为前固定组(1)的焦距，f2为变倍组(2)的焦距，f3为补偿组(3)的焦距，f4为后固定组(4)的焦距。5.如权利要求4所述一种大变倍比高清连续变焦光学系统，其特征在于：
所述第一透镜(101)的前表面曲率半径大于等于135mm且小于等于150mm，后表面曲率半径大于等于70mm且小于等于78mm；所述第二透镜(102)的前表面曲率半径大于等于70mm且小于等于77mm，后表面曲率半径大于等于
‑
285mm且小于等于
‑
260mm；所述第三透镜(103)的前表面曲率半径大于等于60mm且小于等于70mm，后表面曲率半径大于等于245mm且小于等于255mm；所述第四透镜(201)的前表面曲率半径大于等于155mm且小于等于170mm，后表面曲率半径大于等于
‑
55mm且小于等于
‑
45mm；所述第五透镜(202)的前表面曲率半径大于等于
‑
55mm且小于等于
‑
45mm，后表面曲率半径大于等于25mm且小于等于40...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，杨芝艳，郝三峰，韩路，安飞，
申请(专利权)人：西安科佳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：