CN113885182A - 一种变焦光学成像*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种变焦光学成像***,所述光学***包括沿光线入射光路自左向右依次设置的补偿组和变倍组，其中补偿组具有负光焦度，变倍组具有正光焦度；补偿组包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜，第二透镜以及第三透镜；变倍组包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第四透镜，第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜以及第十透镜；光学***的第一透镜的焦距为f1，补偿组的焦距为fi，变倍组的焦距为fii，则上述参数之间满足如下关系：0.1≤fi/f1≤2.0；‑2.0≤fii/f1≤‑0.1；***采用玻塑结构设计，相较于全玻***具有更轻的***质量，相对于全塑***具有更强的光学性能稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种变焦光学成像***。
背景技术
依托于摄像头组成的“天网”是维护人民生命财产安全的重要武器。近些年来，国家以及越来越多的企事业单位愈发重视全天候、无死角、高像质监控摄像网络的建设。同时随着人民生活愈加富足，越来越多的人们希望拥有一颗功能多样的监控设备以提供安防保障。然而，当前市面上的相关产品普遍难以兼顾高像质、大市场、昼夜共用、变焦等光学特性，难以满足社会大众的安防需求。
发明内容
本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是市面镜头产品难以兼顾高像质、大市场、昼夜共用、变焦等光学特性，难以满足社会大众的安防需求。
本发明的具体实施方案是：一种变焦光学成像***，所述光学***包括沿光线入射光路自左向右依次设置的补偿组和变倍组，其中补偿组具有负光焦度，变倍组具有正光焦度；
所述补偿组包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜，第二透镜以及第三透镜；
所述变倍组包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第四透镜，第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜以及第十透镜；
所述光学***中的第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第十透镜为非球面透镜；
所述光学***的第一透镜的焦距为f1，所述补偿组的焦距为fi，所述变倍组的焦距为fii，则上述参数之间满足如下关系：0.1≤fi/f1≤2.0；-2.0≤fii/f1≤-0.1；
所述光学***的第三透镜的焦距f3和第五透镜的焦距f5之间满足如下关系：1.0≤f3/f5≤3.0。
进一步的，所述光学***的第一透镜，第三透镜，第五透镜的折射率N1、N3、N5之间满足如下关系：0.5≤N1/N3≤1.5；1.0≤N3/N5≤2.0；0.5≤N5/N1≤1.0。
进一步的，所述光学***的第四透镜，第六透镜，第十透镜的阿贝数V4、V6、V10之间满足如下关系：1.5≤V4/V6≤3.0；2.0≤V6/V10≤4.0；0.1≤V10/V4≤1.0。
进一步的，所述光学***的第一透镜、第四透镜、第八透镜、第九透镜为玻璃材质透镜；第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第十透镜均为塑胶材质透镜。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）采用玻塑结构设计，相较于全玻***具有更轻的***质量，相对于全塑***具有更强的光学性能稳定性；
（2）面型设计合理，每个光学表面光线入射角小，公差敏感度更低，易于装配，成本更低，更适合大规模高良率生产；
（3）采用变焦设计，同时兼具远距离与近距广角高像质监控能力；
（4）广角端F数更小，通光口径更大，保证了***进光量的充足，能够适应多种复杂环境；
（5）通过合理的玻璃材料搭配以及镜片光焦度分配，整个光学***的轴向色差与横向色差得到了很好地校正。
附图说明
图1是本发明实施例1广角端的光学结构示意图；
图2是本发明实施例1广角端的轴向色差图；
图3是本发明实施例1广角端的垂轴色差图；
图4是本发明实施例1广角端的场曲畸变图；
图5是本发明实施例1望远端的轴向色差图；
图6是本发明实施例1望远端的垂轴色差图；
图7是本发明实施例1望远端的场曲畸变图；
图8是本发明实施例2广角端的光学结构示意图；
图9是本发明实施例2广角端的轴向色差图；
图10是本发明实施例2广角端的垂轴色差图；
图11是本发明实施例2广角端的场曲畸变图；
图12是本发明实施例2望远端的轴向色差图；
图13是本发明实施例2望远端的垂轴色差图；
图14是本发明实施例2望远端的场曲畸变图；
图15是本发明实施例3广角端的光学结构示意图；
图16是本发明实施例3广角端的轴向色差图；
图17是本发明实施例3广角端的垂轴色差图；
图18是本发明实施例3广角端的场曲畸变图；
图19是本发明实施例3望远端的轴向色差图；
图20是本发明实施例3望远端的垂轴色差图；
图21是本发明实施例3望远端的场曲畸变图；
图中：L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；STO-光阑；L4-第四透镜；L5-第五透镜；L6-第六透镜；L7-第七透镜，L8-第八透镜；L9-第九透镜；L10-第十透镜；L11-滤光片；L12-保护玻璃；IMG-成像面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
第一种实施方式：
如图1所示，在本实施方式中，所述光学***包括沿光线入射光路自左向右依次设置的补偿组10和变倍组20。其中，所述补偿组10包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1，第二透镜L2以及第三透镜L3；所述变倍组20包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第四透镜L4，第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9以及第十透镜L10。所述变倍组20中的第八透镜L8与第九透镜L9相互胶合成为双胶合透镜。
第一透镜L1为双凹负透镜，其物侧面与像侧面均为凹面；
第二透镜L2为双凹负透镜，其物侧面与像侧面均为凹面；
第三透镜L3为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第四透镜L4为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第五透镜L5为弯月负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；
第六透镜L6为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第七透镜L7为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第八透镜L8为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面均为凹面；
第九透镜L9为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面均为凹面；
第十透镜L10为弯月正透镜，其物侧面为凹面，像侧面均为凸面。
本实施例中，此光学***实现的技术指标如下：
（1）4.30mm≤EFFL≤10.05mm；（2）1.3≤F数≤2.2；（3）视场角：2w≤140°。
本实施例中，此光学***实现的技术指标如下：
（1）4.30mm≤EFFL≤10.05mm；（2）1.3≤F数≤2.2；（3）视场角：2w≤140°。
为了实现上述技术指标，本实施例采用了如下表1所示的结构参数。
如下表2示出了本实施例所涉及的光学***的各非球面透镜的非球面系数。
如下表3示出了本实施例从广角端变化至望远端时，补偿组10和变倍组20之间空气层厚度的数值。
结合图2-图5，可知本实施例像质良好，具有变焦、大光圈、昼夜共用、高分辨率等优异性能。
第二种实施方式：
如图6所示，在本实施方式中，所述光学***包括沿光线入射光路自左向右依次设置的补偿组10和变倍组20。其中，所述补偿组10包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1，第二透镜L2以及第三透镜L3；所述变倍组20包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第四透镜L4，第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9以及第十透镜L10。所述变倍组20中的第八透镜L8与第九透镜L9相互胶合成为双胶合透镜。
第一透镜L1为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第二透镜L2为双凹负透镜，其物侧面与像侧面均为凹面；
第三透镜L3为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第四透镜L4为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第五透镜L5为双凹负透镜，其物侧面与像侧面均为凹面；
第六透镜L6为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第七透镜L7为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第八透镜L8为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面均为凹面；
第九透镜L9为双凸负透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第十透镜L10为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面均为凹面。
本实施例中，此光学***实现的技术指标如下：
（1）4.30mm≤EFFL≤9.70mm；（2）1.35≤F数≤2.25；（3）视场角：2w≤140°。
为了实现上述技术指标，本实施例采用了如表4所示的结构参数。
表5示出了本实施例所涉及的光学***的各非球面透镜的非球面系数。
表6示出了本实施例从广角端变化至望远端时，补偿组10和变倍组20之间空气层厚度的数值。
结合图7-图10，可知本实施例像质良好，具有变焦、大光圈、昼夜共用、高分辨率等优异性能。
第三种实施方式：
如图11所示，在本实施方式中，所述光学***包括沿光线入射光路自左向右依次设置的补偿组10和变倍组20。其中，所述补偿组10包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1，第二透镜L2以及第三透镜L3；所述变倍组20包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第四透镜L4，第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9以及第十透镜L10。所述变倍组20中的第七透镜L7与第八透镜L8相互胶合成为双胶合透镜。
第一透镜L1为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第二透镜L2为双凹负透镜，其物侧面与像侧面均为凹面；
第三透镜L3为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第四透镜L4为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第五透镜L5为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第六透镜L6为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第七透镜L7为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第八透镜L8为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第九透镜L9为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第十透镜L10为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面均为凹面。
本实施例中，此光学***实现的技术指标如下：
（1）4.35mm≤EFFL≤9.70mm；（2）1.32≤F数≤2.16；（3）视场角：2w≤140°。
为了实现上述技术指标，本实施例采用了如下表7所示的结构参数。
下表8示出了本实施例所涉及的光学***的各非球面透镜的非球面系数。
下表9示出了本实施例从广角端变化至望远端时，补偿组10和变倍组20之间空气层厚度的数值。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种变焦光学成像***，其特征在于：所述光学***包括沿光线入射光路自左向右依次设置的补偿组和变倍组，其中补偿组具有负光焦度，变倍组具有正光焦度；
所述补偿组包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜，第二透镜以及第三透镜；
所述变倍组包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第四透镜，第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜以及第十透镜；
所述光学***中的第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第十透镜为非球面透镜；
所述光学***的第一透镜的焦距为f1，所述补偿组的焦距为fi，所述变倍组的焦距为fii，则上述参数之间满足如下关系：0.1≤fi/f1≤2.0；-2.0≤fii/f1≤-0.1；
所述光学***的第三透镜的焦距f3和第五透镜的焦距f5之间满足如下关系：1.0≤f3/f5≤3.0。
2.根据权利要求1所述的光学成像***，其特征在于：所述光学***的第一透镜，第三透镜，第五透镜的折射率N1、N3、N5之间满足如下关系：0.5≤N1/N3≤1.5；1.0≤N3/N5≤2.0；0.5≤N5/N1≤1.0。
3.根据权利要求1所述的光学成像***，其特征在于：所述光学***的第四透镜，第六透镜，第十透镜的阿贝数V4、V6、V10之间满足如下关系：1.5≤V4/V6≤3.0；2.0≤V6/V10≤4.0；0.1≤V10/V4≤1.0。
4.根据权利要求1所述的光学成像***，其特征在于：所述光学***的第一透镜、第四透镜、第八透镜、第九透镜为玻璃材质透镜；第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第十透镜均为塑胶材质透镜。
5.根据权利要求1所述的光学成像***，其特征在于：
第一透镜为双凹负透镜，其物侧面与像侧面均为凹面；
第二透镜为双凹负透镜，其物侧面与像侧面均为凹面；
第三透镜为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第四透镜为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第五透镜为弯月负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；
第六透镜为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第七透镜为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
第八透镜为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面均为凹面；
第九透镜为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面均为凹面；
第十透镜为弯月正透镜，其物侧面为凹面，像侧面均为凸面。
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| CN109061858A (zh) * | 2018-10-19 | 2018-12-21 | 舜宇光学(中山)有限公司 | 变焦镜头 |
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