CN110082894B - 一种变焦镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及镜头技术领域。本发明公开了一种变焦镜头，具有十二片透镜，第一透镜至第四透镜构成补偿透镜组，第五透镜至第十二透镜构成变倍透镜组；光阑设置在补偿透镜组和变倍透镜组之间，并对第一透镜至第十二透镜的屈光率和面型进行相应限定，且第三透镜和第四透镜组成胶合透镜，第六透镜和第七透镜组成胶合透镜，第十一透镜和第十二透镜组成胶合透镜，第一透镜至第十二透镜的物侧面和像侧面均为球面。本发明具有大通光，光圈值最小达到1.5，从短焦至长焦光圈数值差异较小，且对传递函数的管控好，解析度和成像质量高，成本低的优点。

Description

一种变焦镜头
技术领域
本发明属于镜头技术领域，具体地涉及一种变焦镜头。
背景技术
随着技术的不断进步，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，广泛应用在智能手机、平板电脑、视频会议、安防监控等各个领域。
变焦镜头是在一定范围内可以变换焦距、从而得到不同宽窄的视场角，不同大小的影象和不同景物范围的照相机镜头。变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变拍摄范围，因此使用非常便捷。
但目前市场上小倍数(一般指小于4倍)的变焦镜头存在着以下缺陷：具有较大通光的变焦镜头至少使用一片非球面透镜，成本较高；从最短焦距至最长焦距，光圈数值差异较大，如最短焦距时光圈值FNO为1.6，在最长焦距时到达3.0；虽然有的通光很大，但成像质量比较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变焦镜头用以解决上述存在的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种变焦镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第四透镜、光阑以及第五透镜至第十二透镜；该第一透镜至第十二透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
该第一透镜具负屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凹面；第三透镜具负屈光率，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凹面；该第四透镜具正屈光率，该第四透镜的物侧面为凸面，该第四透镜的像侧面为凸面；该第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合；该第一透镜至第四透镜构成补偿透镜组；
该第五透镜具正屈光率，该第五透镜的物侧面为凸面，该第五透镜的像侧面为凸面；第六透镜具正屈光率，该第六透镜的物侧面为凸面，该第六透镜的像侧面为凸面；第七透镜具负屈光率，该第七透镜的物侧面为凹面，该第七透镜的像侧面为平面；第八透镜具正屈光率，该第八透镜的物侧面为凹面，该第八透镜的像侧面为凸面；第九透镜具正屈光率，该第九透镜的物侧面为凸面，该第九透镜的像侧面为凸面；第十透镜具负屈光率，该第十透镜的物侧面为凸面，该第十透镜的像侧面为凹面；第十一透镜具正屈光率，该第十一透镜的物侧面为凸面，该第十一透镜的像侧面为凸面；该第十二透镜具负屈光率，该第十二透镜的物侧面为凹面，该第十二透镜的像侧面为凸面；该第六透镜的像侧面与第七透镜的物侧面相互胶合；该第十一透镜的像侧面与第十二透镜的物侧面相互胶合；该第五透镜至第十二透镜构成变倍透镜组；
该第一透镜至第十二透镜的物侧面和像侧面均为球面，该变焦镜头具有屈光率的透镜只有上述十二片。
进一步的，该变焦镜头更满足：1.4<nd6<1.5，80<vd6<95，1.8<nd7<1.9，20<vd7<30，其中，nd6和nd7分别表示该第六透镜和第七透镜在d线的折射率，vd6和vd7分别表示该第六透镜和第七透镜在d线的色散系数。
进一步的，该变焦镜头更满足：1.45<nd11<1.6，50<vd11<80，1.8<nd12<2.1，20<vd12<30，其中，nd11和nd12分别表示该第十一透镜和第十二透镜在d线的折射率，vd11和vd12分别表示该第十一透镜和第十二透镜在d线的色散系数。
进一步的，该变焦镜头更满足：1.9<nd8<2，16<vd8<20，1.9<nd9<2，16<vd9<20，其中，nd8和nd9分别表示该第八透镜和第九透镜在d线的折射率，vd8和vd9分别表示该第八透镜和第九透镜在d线的色散系数。
进一步的，该变焦镜头更满足：0.3<fw/BFLw<0.5，其中，fw为最短焦距，BFLw为最短焦距时的后焦距。
进一步的，该变焦镜头更满足：0.5<ft/BFLt<1，其中，ft为最长焦距，BFLt为最长焦距时的后焦距。
进一步的，该变焦镜头更满足：TTL<75mm，其中，TTL为该第一透镜的物侧面至成像面在该光轴上的距离。
本发明的有益技术效果：
本发明可实现小倍数变焦，具有大通光，光圈值最小达到1.5，从短焦至长焦光圈数值差异较小(最短焦距时的光圈数值为1.49，最长焦距时的光圈数值为2.2)，且对传递函数的管控好，解析度和成像质量高，成本低的优点。
此外，本发明红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好；红外共焦的前提下，保证了紫色波长的色差，蓝紫边得到较好管控。
附图说明
图1为本发明实施例一的处于最短焦距时的结构示意图；
图2为本发明实施例一的处于最长焦距时的结构示意图；
图3为本发明实施例一的处于最短焦距时的0.435-0.656um的MTF图；
图4为本发明实施例一的处于最短焦距时的红外850nm的MTF图；
图5为本发明实施例一的处于最长焦距时的0.435-0.656um的MTF图；
图6为本发明实施例一的处于最长焦距时的红外850nm的MTF图；
图7为本发明实施例一的处于最短焦距时的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；
图8为本发明实施例一的处于最短焦距时的红外线850nm的离焦曲线图；
图9为本发明实施例一的处于最长焦距时的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；
图10为本发明实施例一的处于最长焦距时的红外线850nm的离焦曲线图；
图11为本发明实施例一的处于最短焦距时的场曲和畸变示意图；
图12为本发明实施例一的处于最长焦距时的场曲和畸变示意图；
图13为本发明实施例一的处于最短焦距时的纵向色差示意图；
图14为本发明实施例一的处于最长焦距时的纵向色差示意图；
图15为本发明实施例二的处于最短焦距时的0.435-0.656um的MTF图；
图16为本发明实施例二的处于最短焦距时的红外850nm的MTF图；
图17为本发明实施例二的处于最长焦距时的0.435-0.656um的MTF图；
图18为本发明实施例二的处于最长焦距时的红外850nm的MTF图；
图19为本发明实施例二的处于最短焦距时的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；
图20为本发明实施例二的处于最短焦距时的红外线850nm的离焦曲线图；
图21为本发明实施例二的处于最长焦距时的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；
图22为本发明实施例二的处于最长焦距时的红外线850nm的离焦曲线图；
图23为本发明实施例二的处于最短焦距时的场曲和畸变示意图；
图24为本发明实施例二的处于最长焦距时的场曲和畸变示意图；
图25为本发明实施例二的处于最短焦距时的纵向色差示意图；
图26为本发明实施例二的处于最长焦距时的纵向色差示意图；
图27为本发明实施例三的处于最短焦距时的0.435-0.656um的MTF图；
图28为本发明实施例三的处于最短焦距时的红外850nm的MTF图；
图29为本发明实施例三的处于最长焦距时的0.435-0.656um的MTF图；
图30为本发明实施例三的处于最长焦距时的红外850nm的MTF图；
图31为本发明实施例三的处于最短焦距时的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；
图32为本发明实施例三的处于最短焦距时的红外线850nm的离焦曲线图；
图33为本发明实施例三的处于最长焦距时的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；
图34为本发明实施例三的处于最长焦距时的红外线850nm的离焦曲线图；
图35为本发明实施例三的处于最短焦距时的场曲和畸变示意图；
图36为本发明实施例三的处于最长焦距时的场曲和畸变示意图；
图37为本发明实施例三的处于最短焦距时的纵向色差示意图；
图38为本发明实施例三的处于最长焦距时的纵向色差示意图；
图39为本发明实施例四的处于最短焦距时的0.435-0.656um的MTF图；
图40为本发明实施例四的处于最短焦距时的红外850nm的MTF图；
图41为本发明实施例四的处于最长焦距时的0.435-0.656um的MTF图；
图42为本发明实施例四的处于最长焦距时的红外850nm的MTF图；
图43为本发明实施例四的处于最短焦距时的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；
图44为本发明实施例四的处于最短焦距时的红外线850nm的离焦曲线图；
图45为本发明实施例四的处于最长焦距时的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；
图46为本发明实施例四的处于最长焦距时的红外线850nm的离焦曲线图；
图47为本发明实施例四的处于最短焦距时的场曲和畸变示意图；
图48为本发明实施例四的处于最长焦距时的场曲和畸变示意图；
图49为本发明实施例四的处于最短焦距时的纵向色差示意图；
图50为本发明实施例四的处于最长焦距时的纵向色差示意图；
图51为本发明实施例五的处于最短焦距时的0.435-0.656um的MTF图；
图52为本发明实施例五的处于最短焦距时的红外850nm的MTF图；
图53为本发明实施例五的处于最长焦距时的0.435-0.656um的MTF图；
图54为本发明实施例五的处于最长焦距时的红外850nm的MTF图；
图55为本发明实施例五的处于最短焦距时的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；
图56为本发明实施例五的处于最短焦距时的红外线850nm的离焦曲线图；
图57为本发明实施例五的处于最长焦距时的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；
图58为本发明实施例五的处于最长焦距时的红外线850nm的离焦曲线图；
图59为本发明实施例五的处于最短焦距时的场曲和畸变示意图；
图60为本发明实施例五的处于最长焦距时的场曲和畸变示意图；
图61为本发明实施例五的处于最短焦距时的纵向色差示意图；
图62为本发明实施例五的处于最长焦距时的纵向色差示意图；
图63为本发明五个实施例的各个重要参数的数值表。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中，例如Zemax或CodeV。R值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lens data sheet)中。以物侧面来说，当R值为正时，判定为物侧面为凸面；当R值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当R值为正时，判定像侧面为凹面；当R值为负时，判定像侧面为凸面。
本发明提供了一种变焦镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第四透镜、光阑以及第五透镜至第十二透镜；该第一透镜至第十二透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
该第一透镜具负屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凹面；第三透镜具负屈光率，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凹面；该第四透镜具正屈光率，该第四透镜的物侧面为凸面，该第四透镜的像侧面为凸面；该第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合；该第一透镜至第四透镜构成补偿透镜组；
该第五透镜具正屈光率，该第五透镜的物侧面为凸面，该第五透镜的像侧面为凸面；第六透镜具正屈光率，该第六透镜的物侧面为凸面，该第六透镜的像侧面为凸面；第七透镜具负屈光率，该第七透镜的物侧面为凹面，该第七透镜的像侧面为平面；第八透镜具正屈光率，该第八透镜的物侧面为凹面，该第八透镜的像侧面为凸面；第九透镜具正屈光率，该第九透镜的物侧面为凸面，该第九透镜的像侧面为凸面；第十透镜具负屈光率，该第十透镜的物侧面为凸面，该第十透镜的像侧面为凹面；第十一透镜具正屈光率，该第十一透镜的物侧面为凸面，该第十一透镜的像侧面为凸面；该第十二透镜具负屈光率，该第十二透镜的物侧面为凹面，该第十二透镜的像侧面为凸面；该第六透镜的像侧面与第七透镜的物侧面相互胶合；该第十一透镜的像侧面与第十二透镜的物侧面相互胶合；该第五透镜至第十二透镜构成变倍透镜组；
该第一透镜至第十二透镜的物侧面和像侧面均为球面，易于制造，成本低，该变焦镜头具有屈光率的透镜只有上述十二片。本发明可实现小倍数变焦，具有大通光，光圈值最小达到1.5，从短焦至长焦光圈数值差异较小，且对传递函数的管控好，解析度和成像质量高，成本低的优点。
优选的，该变焦镜头更满足：1.4<nd6<1.5，80<vd6<95，1.8<nd7<1.9，20<vd7<30，其中，nd6和nd7分别表示该第六透镜和第七透镜在d线的折射率，vd6和vd7分别表示该第六透镜和第七透镜在d线的色散系数。在可见与红外共焦的前提下，也矫正紫色波长的色差，很好的管控了蓝紫边，在实拍中的蓝紫边现象可以忽略不计。
优选的，该变焦镜头更满足：1.45<nd11<1.6，50<vd11<80，1.8<nd12<2.1，20<vd12<30，其中，nd11和nd12分别表示该第十一透镜和第十二透镜在d线的折射率，vd11和vd12分别表示该第十一透镜和第十二透镜在d线的色散系数。在可见与红外共焦的前提下，也矫正紫色波长的色差，很好的管控了蓝紫边，在实拍中的蓝紫边现象可以忽略不计。
优选的，该变焦镜头更满足：1.9<nd8<2，16<vd8<20，1.9<nd9<2，16<vd9<20，其中，nd8和nd9分别表示该第八透镜和第九透镜在d线的折射率，vd8和vd9分别表示该第八透镜和第九透镜在d线的色散系数，第八透镜与第九透镜材质相同，能够比较好的校正色差，使红外共焦及蓝紫边效果更好。
优选的，该变焦镜头更满足：0.3<fw/BFLw<0.5，其中，fw为最短焦距，BFLw为最短焦距时的后焦距，使得后焦距较长，可以更好地适应各种摄像机。
优选的，该变焦镜头更满足：0.5<ft/BFLt<1，其中，ft为最长焦距，BFLt为最长焦距时的后焦距，使得后焦距较长，可以更好地适应各种摄像机。
优选的，该变焦镜头更满足：TTL<75mm，其中，TTL为该第一透镜的物侧面至成像面在该光轴上的距离，进一步优化变焦镜头的***长度，更加小巧轻便。
下面将以具体实施例对本发明的变焦镜头进行详细说明。
实施一
如图1和2所示，本发明提供了一种变焦镜头，从物侧A1至像侧A2沿一光轴I依次包括第一透镜11至第四透镜14、光阑3、第五透镜21至第十二透镜28、平板玻璃4和成像面5；该第一透镜11至第十二透镜28各自包括一朝向物侧A1且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧A2且使成像光线通过的像侧面。
该第一透镜11具负屈光率，该第一透镜11的物侧面111为凸面，该第一透镜11的像侧面112为凹面；第二透镜12具负屈光率，该第二透镜12的物侧面121为凸面，该第二透镜12的像侧面122为凹面；第三透镜13具负屈光率，该第三透镜13的物侧面131为凹面，该第三透镜13的像侧面132为凹面；该第四透镜14具正屈光率，该第四透镜14的物侧面141为凸面，该第四透镜14的像侧面142为凸面；该第三透镜13的像侧面132与第四透镜14的物侧面141相互胶合；该第一透镜11至第四透镜14构成补偿透镜组1。
该第五透镜21具正屈光率，该第五透镜21的物侧面211为凸面，该第五透镜21的像侧面212为凸面；第六透镜22具正屈光率，该第六透镜22的物侧面221为凸面，该第六透镜22的像侧面222为凸面；第七透镜23具负屈光率，该第七透镜23的物侧面231为凹面，该第七透镜23的像侧面232为平面；第八透镜24具正屈光率，该第八透镜24的物侧面241为凹面，该第八透镜24的像侧面242为凸面；第九透镜25具正屈光率，该第九透镜25的物侧面251为凸面，该第九透镜25的像侧面252为凸面；第十透镜26具负屈光率，该第十透镜26的物侧面261为凸面，该第十透镜26的像侧面262为凹面；第十一透镜27具正屈光率，该第十一透镜27的物侧面271为凸面，该第十一透镜27的像侧面272为凸面；该第十二透镜28具负屈光率，该第十二透镜28的物侧面281为凹面，该第十二透镜28的像侧面282为凸面；该第六透镜22的像侧面222与第七透镜23的物侧面231相互胶合；该第十一透镜27的像侧面272与第十二透镜28的物侧面281相互胶合；该第五透镜21至第十二透镜28构成变倍透镜组2。
该第一透镜11至第十二透镜28的物侧面和像侧面均为球面。
本具体实施例的最长焦距时的详细光学数据如表1-1所示。
表1-1实施例一的最长焦距时的详细光学数据
本具体实施例的最短焦距时的详细光学数据如表1-2所示。
表1-2实施例一的最短焦距时的详细光学数据
表面 口径(mm) 曲率半径(mm) 厚度(mm) 材质 折射率 色散系数 焦距(mm)
- 被摄物面 Infinity Infinity Infinity
111 第一透镜 26.324 178.880 1.400 H-LAF50B 1.773 49.613 -14.000
112 17.564 10.210 3.488
121 第二透镜 17.376 21.417 1.200 H-ZF1 1.648 33.842 -96.481
122 16.242 15.626 4.963
131 第三透镜 15.606 -29.403 0.850 H-ZK7 1.613 60.614 -14.560
132 15.510 13.033 0
141 第四透镜 15.510 13.033 3.690 H-ZF5 1.740 28.291 16.446
142 15.396 -184.810 23.055
3 光阑 8.944 Infinity 7.381
211 第五透镜 10.472 300.000 2.220 TAFD40 2.001 25.458 23.268
212 10.610 -25.403 0.100
221 第六透镜 10.124 11.047 3.920 FCD10A 1.459 90.195 11.681
222 9.438 -9.285 0
231 第七透镜 9.438 -9.285 0.710 FD225 1.808 22.764 -11.372
232 9.164 Infinity 1.302
241 第八透镜 9.066 -12.266 3.620 FDS18-W 1.946 17.984 50.960
242 10.214 -11.219 0.100
251 第九透镜 9.828 84.802 1.780 FDS18-W 1.946 17.984 27.038
252 9.574 -36.927 0.100
261 第十透镜 9.020 22.888 0.700 H-ZF12 1.762 26.613 -13.413
262 8.394 7.013 0.186
271 第十一透镜 8.446 7.423 3.150 FCD515 1.593 68.624 8.329
272 8.174 -12.541 0
281 第十二透镜 8.174 -12.541 1.900 TAFD40 2.001 25.458 -14.632
282 8.060 -89.181 0.091
4 平板玻璃 8.026 Infinity 0.500 H-K9L 1.517 64.212 Infinity
- 7.968 Infinity 7.561
5 成像面 6.691 Infinity
本具体实施例的一些条件表达式的数值请参考图63。
本具体实施例的解像力请参阅图3至图6，从图上可以看出对传函管控好，解析度和成像质量高，可见与红外850nm共焦性请参阅图7至图10，可以看出可见光与红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好，场曲及畸变图详见图11的(A)和(B)以及图12的(A)和(B)，纵向色差图详见图13和图14，可以看出畸变小，色差小，成像质量高。
本具体实施例中，变焦镜头的焦距f＝3.1-8.6mm；光圈值FNO＝1.49-2.2。
实施二
本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
本具体实施例的最长焦距时的详细光学数据如表2-1所示。
表2-1实施例二的最长焦距时的详细光学数据
本具体实施例的最短焦距时的详细光学数据如表2-2所示。
表2-2实施例二的最短焦距时的详细光学数据
表面 口径(mm) 曲率半径(mm) 厚度(mm) 材质 折射率 色散系数 焦距(mm)
- 被摄物面 Infinity Infinity Infinity
111 第一透镜 26.746 188.013 1.400 H-LAF50B 1.773 49.613 -14.663
112 17.910 10.482 3.194
121 第二透镜 19.000 19.454 1.200 H-ZBAF16 1.667 48.432 -91.767
122 17.000 14.341 5.702
131 第三透镜 15.580 -30.671 0.850 H-ZK7 1.613 60.614 -15.158
132 15.377 13.205 0
141 第四透镜 15.377 13.205 3.690 H-ZF5 1.740 28.291 17.626
142 15.223 -291.289 22.782
3 光阑 8.900 Infinity 7.475
211 第五透镜 12.000 197.402 2.222 H-ZLAF90 2.001 25.435 24.296
212 12.000 -26.657 0.100
221 第六透镜 10.392 10.867 3.870 H-FK71 1.457 90.270 12.096
222 10.392 -9.792 0
231 第七透镜 10.392 -9.792 0.710 H-ZF71 1.808 22.691 -12.523
232 12.000 Infinity 1.219
241 第八透镜 10.000 -12.844 3.585 FDS18-W 1.946 17.984 56.399
242 13.000 -11.633 0.187
251 第九透镜 11.507 100.742 1.691 H-ZF88 1.946 17.944 32.563
252 11.400 -41.538 0.114
261 第十透镜 8.900 22.468 0.700 H-ZF12 1.762 26.613 -14.834
262 10.271 7.279 0.264
271 第十一透镜 11.044 7.901 3.150 FCD515 1.593 68.624 8.889
272 11.044 -13.019 0
281 第十二透镜 11.044 -13.019 1.875 H-ZLAF90 2.001 25.435 -16.908
282 11.267 -67.255 0.098
4 平板玻璃 13.468 Infinity 0.500 H-K9L 1.517 64.212 Infinity
- 13.658 Infinity 7.587
5 成像面 6.602 Infinity
本具体实施例的一些条件表达式的数值请参考图63。
本具体实施例的解像力请参阅图15至图18，从图上可以看出对传函管控好，解析度和成像质量高，可见与红外850nm共焦性请参阅图19至图22，可以看出可见光与红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好，场曲及畸变图详见图23的(A)和(B)以及图24的(A)和(B)，纵向色差图详见图25和图26，可以看出畸变小，色差小，成像质量高。
本具体实施例中，变焦镜头的焦距f＝3.1-8.6mm；光圈值FNO＝1.49-2.2。
实施三
本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
本具体实施例的最长焦距时的详细光学数据如表3-1所示。
表3-1实施例三的最长焦距时的详细光学数据
本具体实施例的最短焦距时的详细光学数据如表3-2所示。
表3-2实施例三的最短焦距时的详细光学数据
表面 口径(mm) 曲率半径(mm) 厚度(mm) 材质 折射率 色散系数 焦距(mm)
- 被摄物面 Infinity Infinity Infinity
111 第一透镜 25.960 197.709 1.400 H-LAF50B 1.770 49.610 -14.003
112 17.372 10.143 3.596
121 第二透镜 17.178 23.130 1.200 H-ZF1 1.650 33.840 -96.724
122 16.092 16.376 4.803
131 第三透镜 15.452 -30.604 0.850 H-ZK7 1.610 60.610 -14.550
132 15.346 12.779 0
141 第四透镜 15.346 12.779 3.690 H-ZF5 1.740 28.290 16.443
142 15.224 -211.625 22.782
3 光阑 8.864 Infinity 7.490
211 第五透镜 10.416 230.673 2.270 H-ZLAF90 2.000 25.460 23.268
212 10.550 -25.723 0.100
221 第六透镜 10.054 10.693 3.870 H-FK71 1.460 90.190 11.684
222 9.356 -9.597 0
231 第七透镜 9.356 -9.597 0.710 H-ZF71 1.810 22.760 -11.375
232 9.094 Infinity 1.271
241 第八透镜 9.058 -12.930 3.570 FDS16-W 1.990 16.480 50.982
242 10.100 -11.570 0.191
251 第九透镜 9.670 191.422 1.680 H-ZF88 1.950 17.940 27.042
252 9.430 -38.660 0.114
261 第十透镜 8.908 22.385 0.700 H-ZF12 1.760 26.610 -13.412
262 8.310 7.112 0.237
271 第十一透镜 8.384 7.634 3.150 FCD515 1.590 68.620 8.325
272 8.134 -12.310 0
281 第十二透镜 8.134 -12.310 1.800 H-ZLAF90 2.000 25.460 -14.623
282 8.082 -57.304 0.107
4 平板玻璃 8.036 Infinity 0.500 H-K9L 1.520 64.210 Infinity
- 7.976 Infinity 7.554
5 成像面 6.604 Infinity
本具体实施例的一些条件表达式的数值请参考图63。
本具体实施例的解像力请参阅图27至图30，从图上可以看出对传函管控好，解析度和成像质量高，可见与红外850nm共焦性请参阅图31至图34，可以看出可见光与红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好，场曲及畸变图详见图35的(A)和(B)以及图36的(A)和(B)，纵向色差图详见图37和图38，可以看出畸变小，色差小，成像质量高。
本具体实施例中，变焦镜头的焦距f＝3.1-8.6mm；光圈值FNO＝1.49-2.2。
实施四
本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
本具体实施例的最长焦距时的详细光学数据如表4-1所示。
表4-1实施例四的最长焦距时的详细光学数据
表面 口径(mm) 曲率半径(mm) 厚度(mm) 材质 折射率 色散系数 焦距(mm)
- 被摄物面 Infinity Infinity Infinity
111 第一透镜 26.324 178.880 1.400 H-LAF50B 1.773 49.613 -14.000
112 17.564 10.210 3.488
121 第二透镜 17.376 21.417 1.200 H-ZF1 1.648 33.842 -96.482
122 16.242 15.626 4.963
131 第三透镜 15.606 -29.403 0.850 H-ZK7 1.613 60.614 -14.560
132 15.510 13.033 0
141 第四透镜 15.510 13.033 3.690 H-ZF5 1.740 28.291 16.446
142 15.396 -184.810 2.634
3 光阑 8.944 Infinity 0.513
211 第五透镜 10.472 300.000 2.220 TAFD40 2.001 25.458 23.268
212 10.610 -25.403 0.100
221 第六透镜 10.124 11.047 3.920 FCD10A 1.459 90.195 11.681
222 9.438 -9.285 0
231 第七透镜 9.438 -9.285 0.710 FD225 1.808 22.764 -11.372
232 9.164 Infinity 1.302
241 第八透镜 9.066 -12.266 3.620 FDS18-W 1.946 17.984 50.960
242 10.214 -11.219 0.100
251 第九透镜 9.828 84.802 1.780 FDS18-W 1.946 17.984 27.038
252 9.574 -36.927 0.100
261 第十透镜 9.020 22.888 0.700 H-ZF12 1.762 26.613 -13.413
262 8.394 7.013 0.186
271 第十一透镜 8.446 7.423 3.150 FCD515 1.593 68.624 8.329
272 8.174 -12.541 0
281 第十二透镜 8.174 -12.541 1.900 TAFD40 2.001 25.458 -14.632
282 8.060 -89.181 6.958
4 平板玻璃 8.026 Infinity 0.500 H-K9L 1.517 64.212 Infinity
- 7.968 Infinity 7.561
5 成像面 6.612 Infinity
本具体实施例的最短焦距时的详细光学数据如表4-2所示。
表4-2实施例四的最短焦距时的详细光学数据
表面 口径(mm) 曲率半径(mm) 厚度(mm) 材质 折射率 色散系数 焦距(mm)
- 被摄物面 Infinity Infinity Infinity
111 第一透镜 26.324 178.880 1.400 H-LAF50B 1.773 49.613 -14.000
112 17.564 10.210 3.488
121 第二透镜 17.376 21.417 1.200 H-ZF1 1.648 33.842 -96.481
122 16.242 15.626 4.963
131 第三透镜 15.606 -29.403 0.850 H-ZK7 1.613 60.614 -14.560
132 15.510 13.033 0
141 第四透镜 15.510 13.033 3.690 H-ZF5 1.740 28.291 16.446
142 15.396 -184.810 23.055
3 光阑 8.944 Infinity 7.381
211 第五透镜 10.472 300.000 2.220 TAFD40 2.001 25.458 23.268
212 10.610 -25.403 0.100
221 第六透镜 10.124 11.047 3.920 FCD10A 1.459 90.195 11.681
222 9.438 -9.285 0
231 第七透镜 9.438 -9.285 0.710 FD225 1.808 22.764 -11.372
232 9.164 Infinity 1.302
241 第八透镜 9.066 -12.266 3.620 FDS18-W 1.946 17.984 50.960
242 10.214 -11.219 0.100
251 第九透镜 9.828 84.802 1.780 FDS18-W 1.946 17.984 27.038
252 9.574 -36.927 0.100
261 第十透镜 9.020 22.888 0.700 H-ZF12 1.762 26.613 -13.413
262 8.394 7.013 0.186
271 第十一透镜 8.446 7.423 3.150 FCD515 1.593 68.624 8.329
272 8.174 -12.541 0
281 第十二透镜 8.174 -12.541 1.900 TAFD40 2.001 25.458 -14.632
282 8.060 -89.181 0.091
4 平板玻璃 8.026 Infinity 0.500 H-K9L 1.517 64.212 Infinity
- 7.968 Infinity 7.561
5 成像面 6.691 Infinity
本具体实施例的一些条件表达式的数值请参考图63。
本具体实施例的解像力请参阅图39至图42，从图上可以看出对传函管控好，解析度和成像质量高，可见与红外850nm共焦性请参阅图43至图46，可以看出可见光与红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好，场曲及畸变图详见图47的(A)和(B)以及图48的(A)和(B)，纵向色差图详见图49和图50，可以看出畸变小，色差小，成像质量高。
本具体实施例中，变焦镜头的焦距f＝3.1-8.6mm；光圈值FNO＝1.49-2.2。
实施五
本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
本具体实施例的最长焦距时的详细光学数据如表5-1所示。
表5-1实施例五的最长焦距时的详细光学数据
表面 口径(mm) 曲率半径(mm) 厚度(mm) 材质 折射率 色散系数 焦距(mm)
- 被摄物面 Infinity Infinity Infinity
111 第一透镜 26.332 178.040 1.400 H-LAF50B 1.773 49.613 -14.003
112 17.566 10.209 3.475
121 第二透镜 17.382 21.317 1.200 H-ZF1 1.648 33.842 -96.724
122 16.246 15.579 4.981
131 第三透镜 15.604 -29.355 0.850 H-ZK7 1.613 60.614 -14.550
132 15.510 13.029 0
141 第四透镜 15.510 13.029 3.690 H-ZF5 1.740 28.291 16.444
142 15.394 -185.055 2.635
3 光阑 8.944 Infinity 0.512
211 第五透镜 10.472 300.000 2.220 TAFD40 2.001 25.458 23.268
212 10.610 -25.403 0.100
221 第六透镜 10.124 11.051 3.920 FCD10A 1.459 90.195 11.684
222 9.438 -9.288 0
231 第七透镜 9.438 -9.288 0.710 FD225 1.808 22.764 -11.376
232 9.166 Infinity 1.301
241 第八透镜 9.066 -12.271 3.620 FDS18-W 1.946 17.984 50.982
242 10.214 -11.224 0.100
251 第九透镜 9.828 85.184 1.780 FDS18-W 1.946 17.984 27.042
252 9.574 -36.864 0.100
261 第十透镜 9.020 22.890 0.700 H-ZF12 1.762 26.613 -13.412
262 8.394 7.013 0.185
271 第十一透镜 8.446 7.421 3.150 FCD515 1.593 68.624 8.325
272 8.176 -12.532 0
281 第十二透镜 8.176 -12.532 1.900 TAFD40 2.001 25.458 -14.623
282 8.062 -89.067 6.961
4 平板玻璃 8.028 Infinity 0.500 H-K9L 1.517 64.212 Infinity
- 7.968 Infinity 7.561
5 成像面 6.612 Infinity
本具体实施例的最短焦距时的详细光学数据如表5-2所示。
表5-2实施例五的最短焦距时的详细光学数据
本具体实施例的一些条件表达式的数值请参考图63。
本具体实施例的解像力请参阅图51至图54，从图上可以看出对传函管控好，解析度和成像质量高，可见与红外850nm共焦性请参阅图55至图58，可以看出可见光与红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好，场曲及畸变图详见图59的(A)和(B)以及图60的(A)和(B)，纵向色差图详见图60和图62，可以看出畸变小，色差小，成像质量高。
本具体实施例中，变焦镜头的焦距f＝3.1-8.6mm；光圈值FNO＝1.49-2.2。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种变焦镜头，其特征在于：从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第四透镜、光阑以及第五透镜至第十二透镜；该第一透镜至第十二透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
该第一透镜具负屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凹面；第三透镜具负屈光率，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凹面；该第四透镜具正屈光率，该第四透镜的物侧面为凸面，该第四透镜的像侧面为凸面；该第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合；该第一透镜至第四透镜构成补偿透镜组；
该第五透镜具正屈光率，该第五透镜的物侧面为凸面，该第五透镜的像侧面为凸面；第六透镜具正屈光率，该第六透镜的物侧面为凸面，该第六透镜的像侧面为凸面；第七透镜具负屈光率，该第七透镜的物侧面为凹面，该第七透镜的像侧面为平面；第八透镜具正屈光率，该第八透镜的物侧面为凹面，该第八透镜的像侧面为凸面；第九透镜具正屈光率，该第九透镜的物侧面为凸面，该第九透镜的像侧面为凸面；第十透镜具负屈光率，该第十透镜的物侧面为凸面，该第十透镜的像侧面为凹面；第十一透镜具正屈光率，该第十一透镜的物侧面为凸面，该第十一透镜的像侧面为凸面；该第十二透镜具负屈光率，该第十二透镜的物侧面为凹面，该第十二透镜的像侧面为凸面；该第六透镜的像侧面与第七透镜的物侧面相互胶合；该第十一透镜的像侧面与第十二透镜的物侧面相互胶合；该第五透镜至第十二透镜构成变倍透镜组；
该第一透镜至第十二透镜的物侧面和像侧面均为球面，该变焦镜头具有屈光率的透镜只有上述十二片；
该变焦镜头还满足：1.4<nd6<1.5，80<vd6<95，1.8<nd7<1.9，20<vd7<30，1.45<nd11<1.6，50<vd11<80，1.8<nd12<2.1，20<vd12<30，其中，nd6和nd7分别表示该第六透镜和第七透镜在d线的折射率，nd11和nd12分别表示该第十一透镜和第十二透镜在d线的折射率，vd6和vd7分别表示该第六透镜和第七透镜在d线的色散系数，vd11和vd12分别表示该第十一透镜和第十二透镜在d线的色散系数。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头更满足：1.9<nd8<2，16<vd8<20，1.9<nd9<2，16<vd9<20，其中，nd8和nd9分别表示该第八透镜和第九透镜在d线的折射率，vd8和vd9分别表示该第八透镜和第九透镜在d线的色散系数。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头更满足：0.3<fw/BFLw<0.5，其中，fw为最短焦距，BFLw为最短焦距时的后焦距。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头更满足：0.5<ft/BFLt<1，其中，ft为最长焦距，BFLt为最长焦距时的后焦距。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头更满足：53.445mm<TTL<75mm，其中，TTL为该第一透镜的物侧面至成像面在该光轴上的距离。
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