新型变焦光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了新型变焦光学系统。它包括有感光芯片和第一透镜群以及与第一透镜群之间的距离在从短焦距向长焦距的变化过程中逐渐变大的第二透镜群；与第二透镜群之间的距离在从短焦距向长焦距的变化过程中逐渐变小的第三透镜群；所述第三透镜群中的其中一枚镜片采用可以大幅度提高镜头的分辨率水平和同时缩小总群组的厚度的非球面透镜；在所述第二透镜群和第三透镜群之间设有光阑，在所述第三透镜群后面还设有第四透镜群。本实用新型专利技术具有低成本、超薄、工艺简单、极低温度漂移、可达到２８ｍｍ广角、７倍以下变焦倍率等特点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

新型变焦光学系统
本专利技术涉及一种变焦光学系统，尤其涉及一种应用于照相系统的低成本、超薄、工 艺简单、极低温度漂移、可以达到28mm(135焦距)广角、7倍以下变焦倍率变焦倍率的变焦 光学系统。
技术介绍
目前主流4. 5 7倍变焦倍率的超薄型数码相机广角镜头，主要采用了 10片以上 的镜片设计，且均需要采用多片玻璃非球面才能实现。但是玻璃非球面技术主要掌握在曰 系企业手中，且价格昂贵。同样体积、形状的玻璃非球面镜片，其不含模具单价是玻璃球面 镜片的4 8倍，是塑料非球面镜片单价的30倍以上；其模具成本是玻璃球面镜片模具的 150倍以上，是塑料非球面镜片模具的15倍以上。玻璃非球面镜片的供应，经常受到供应商销售情况的影响，有时候会出现供应不 上的情况。如果使用比玻璃非球面成本较为低廉的塑料非球面，则难以解决后焦距离随温 度变化而漂移的问题。塑料的热膨胀系数是玻璃的10倍左右，折射率Nd随温度变化的程度是玻璃的100 倍左右，当环境温度变化的时候，塑料镜片由于这两个因素会导致单个镜片焦距随温度变 化而变化，并最终影响到整个镜头焦距的变化。当镜头焦距变化大的时候，在4. 5 7倍 变焦镜头中会导致两种情况1.后焦距离漂移到对焦范围以外，这样镜头无法正常成像； 2.对焦群组的移动范围要加大，这样增加了对焦时间，降低了性能。目前已经发布的4. 5 7倍变焦倍率的超薄型数码相机广角镜头中采用10片镜 片以内、且使用不超过2片非球面镜片的设计方案的，其广角端焦距均没有达到28mm(135 焦距)的广角，均大于28mm。镜头广角端的焦距越短，镜头能够拍摄的画角就越大。目前已经发布的4. 5 7倍变焦倍率的超薄型数码相机广角镜头中采用10片镜 片以内、且使用不超过2片非球面镜片的设计方案的，其收缩状态下镜头的厚度(连同CCD 及其定位机构的厚度计算在内)均做得比较厚。以使用有效成像面对角线7. 7mm的1/2. 33” 的CCD的场合为例，其收缩状态下镜头的厚度(连同CCD及其定位机构的厚度计算在内) 做到(XD有效成像面对角线的230%以上，也就是厚度在18mm以上。镜头在收缩状态下的 厚度决定了照相机能够做得多薄。
技术实现思路
本专利技术目的是克服了现有技术中的不足而提供了一种低成本、超薄、工艺简单、极 低温度漂移、可达到28mm广角(相当于135镜头焦距)、7倍以下变焦倍率的变焦光学系统为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用下列技术方案新型变焦光学系统，其特征在于包括有感光芯片和第一透镜群以及与第一透镜群 之间的距离在从短焦距向长焦距的变化过程中逐渐变大的第二透镜群；与第二透镜群之间 的距离在从短焦距向长焦距的变化过程中逐渐变小的第三透镜群；所述第三透镜群中的其中一枚镜片采用可以大幅度提高镜头的分辨率水平和同时缩小总群组的厚度的非球面透 镜；在所述第二透镜群和第三透镜群之间设有光阑，在所述第三透镜群后面还设有第四透 fe群。 如上所述的新型变焦光学系统，其特征在于所述的第一透镜群整体的焦距为正， 第二透镜群整体的焦距为负，第三透镜群整体焦距为正，第四透镜群整体的焦距为正。 如上所述的新型变焦光学系统，其特征在于本光学系统由7至9枚的镜片组成，并 且第一透镜群由两枚镜片组成，其中第一枚镜片的焦距为负、第二枚镜片焦距为正；第二透 镜群由三枚镜片组成，其中第一枚镜片的焦距为负，第二枚镜片焦距为负，第三枚镜片焦距 为正；第三透镜群由二到三枚镜片组成；第四透镜群由一到二枚镜片组成。如上所述的新型变焦光学系统，其特征在于所述第三透镜群由三枚镜片组成，其 中第一枚镜片的焦距为正、第二枚镜片焦距为负，第三枚镜片采用了非球面镜片，并且第三 枚镜片采用塑料镜片。如上所述的新型变焦光学系统，其特征在于所述第三透镜群由二枚镜片组成，第 一枚镜片的焦距为正，第二枚镜片焦距为负，第一枚镜片和第二枚镜片中有且仅有一片镜 片使用非球面镜片。本专利技术与现有技术相比有如下优点1、本专利技术的变焦镜头使用八枚球面镜片和一 枚塑料非球面就实现了 28mm广角(相当于135镜头焦距)，总片数低于市面已公布的同类 型镜头所需镜头片数，降低了生产成本。2、本专利技术的变焦镜头使用了一枚塑料非球面镜片，避免了使用玻璃非球面镜片， 大大降低了采用玻璃镜片的成本。3、本专利技术的变焦镜头使用了一枚塑料非球面镜片，避免了使用玻璃非球面镜片， 大大降低了工艺要求，在国内掌握的工艺水准上就可以把镜片量产。4、本专利技术的变焦镜头使用了一枚塑料非球面镜片，同时将温度变化引起的后焦距 离变化控制在可以极小的范围内，相对于常温20°C、当环境温度在0°C 40°C范围内变化 的时候，镜头后焦距离变化量只有不到整个镜头焦距的0. 2%，对于镜头的对焦群组的正 常移动量来讲几乎可以忽略不计。例如，当镜头焦距为25mm的时候，镜头对无穷远距离和 0. 5m距离成像的后焦距离范围相差1. 3mm左右，对焦群组所需要覆盖的后焦距离范围要大 于1. 5mm,而温度变化导致的后焦距离变化量只有0. 05mm,对焦群组移动范围为了覆盖温 度变化导致的后焦距离变化只需增加移动量0. 05mm，所需的对焦时间的增加不会被使用者 察觉。5、本专利技术的整个镜头第1、第2、第4组镜群共八枚镜片的厚度加起来只有不到镜 头长焦距的42%，变焦镜头的总群组厚度做到很薄，不到感光器件成像范围的125%，从而 能够把镜头做得更薄。在镜头收缩状态下的厚度(连同CCD及其定位机构的厚度计算在 内)可以做到CCD有效成像面对角线的205%以内。例如，当使用有效成像面对角线7. 7mm 的1/2. 33”的CCD的场合下，镜头在收缩状态下的厚度(连同CCD及其定位机构的厚度计 算在内)可以做到16mm，较大幅度领先于世界一流厂商已经发布的镜头规格。6、本专利技术能够达到高于10M(像素1000万像素)的分辨率，以7. 7mm的1/2. 33” 的(XD为例，本专利技术可以达到中心分辨率高于2001p/mm、周边0. 7H(70%对角线位置)分辨 率高于1401p/mm。7、本专利技术的变焦镜头利用群组4实现AF自动对焦功能，从最远的无穷远到最近的 50mm微距都能够成清晰的影像。附图说明图1为本专利技术的剖视图；图2为本专利技术的爆炸图；图3为光学系统安装在调节机构中的爆炸图；图4为光学系统安装在调节机构中的剖视图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细描述如图所示，新型变焦光学系统，包括有第一透镜群1、第二透镜群2、第三透镜群3、 第四透镜群4以及感光芯片5。在所述第二透镜群2和第三透镜群3之间设有光阑6。所 述的第一透镜群1、第二透镜群2、第三透镜群3在变倍过程中相对于感光芯片的位置是变 动的，且第一透镜群1、第二透镜群2之间的相对位置是变动的，第二透镜群2、第三透镜群 3之间的相对位置也是变动的。所述第一透镜群1、第二透镜群2之间的距离在从短焦距向长焦距的变化过程中 的逐渐变大。所述第二透镜群2、第三透镜群3之间的距离在从短焦距向长焦距的变化过程 中的逐渐变小。本光学系统可由7至9枚的镜片组成，在本实施例中由9枚镜片组成。所述的第一透镜群1整体的焦距为正，该第一透镜群1由两枚镜片组成，其中第一 枚镜片101的焦距为负、第二枚镜片102本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型变焦光学系统，其特征在于包括有感光芯片（５）和第一透镜群（１）以及与第一透镜群（１）之间的距离在从短焦距向长焦距的变化过程中逐渐变大的第二透镜群（２）；与第二透镜群（２）之间的距离在从短焦距向长焦距的变化过程中逐渐变小的第三透镜群（３）；所述第三透镜群（３）中的其中一枚镜片采用可以大幅度提高镜头的分辨率水平和同时缩小总群组的厚度的非球面透镜；在所述第二透镜群（２）和第三透镜群（３）之间设有光阑（６），在所述第三透镜群（３）后面还设有第四透镜群（４）。

【技术特征摘要】
新型变焦光学系统，其特征在于包括有感光芯片(5)和第一透镜群(1)以及与第一透镜群(1)之间的距离在从短焦距向长焦距的变化过程中逐渐变大的第二透镜群(2)；与第二透镜群(2)之间的距离在从短焦距向长焦距的变化过程中逐渐变小的第三透镜群(3)；所述第三透镜群(3)中的其中一枚镜片采用可以大幅度提高镜头的分辨率水平和同时缩小总群组的厚度的非球面透镜；在所述第二透镜群(2)和第三透镜群(3)之间设有光阑(6)，在所述第三透镜群(3)后面还设有第四透镜群(4)。2.根据权利要求1所述的新型变焦光学系统，其特征在于所述的第一透镜群(1)整体 的焦距为正，第二透镜群(2)整体的焦距为负，第三透镜群(3)整体焦距为正，第四透镜群 (4)整体的焦距为正。3.根据权利要求2所述的新型变焦光学系统，其特征在于本光学系统由7至9枚的镜 片组成，并且第一透镜群(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹文镔，肖明志，
申请(专利权)人：中山联合光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]