[发明专利]一种低成本、高解像力的光学变焦镜头

说明书

技术领域

本专利属于光机一体化领域，涉及一种变焦镜头，尤其是指一种低成本、高解像力的光学变焦镜头。

技术背景

二组元光学变焦镜头一直在安防业占有很大的市场，在不使用非球面的前提下，一般采用9～11片镜片的光学结构。近年来，随着稀土元素价格高速上涨，光学玻璃特别是镧系玻璃的价格翻了好几番，这使镜头生产的成本增加，给从事中低端镜头生产的企业带来很大的压力，大大减少其销售业绩。本专利技术通过光学设计，研发出一种8组8片光学结构的二组元光学变焦镜头，减少了镜片的总数，有利于降低镜头的生产成本，在市场竞争中将具有一定的推广优势。

发明内容

本专利的目的是设计一种低成本、高解像力的光学变焦镜头。

如图1所示，本专利从物方到像方依次包括负光焦度的第一透镜组G1、光阑和正光焦度的第二透镜组G2。通过移动第二透镜组G2改变镜头焦距，通过移动第一透镜组G1，补偿变焦后像面位置的变化，保证在整个变焦范围内像面的位置固定不变。

本专利的第一透镜组G1具有按物体一侧顺序排列的第一透镜为凸凹镜片L1、第二透镜为双凹镜片L2和凸凹的第三透镜L3。其中第一透镜L1和第二透镜L2为负透镜，第三透镜L3为正透镜，第一透镜L1和第三透镜L3都是月牙形透镜，整体向光阑弯曲。本专利的第二透镜组G2具有按物体一侧顺序排列的第四透镜为双凸镜片L4，第五透镜为双凸镜片L5，第六透镜为双凹镜片L6，第七透镜为双凸镜片L7，第八透镜为双凸镜片L8。其中第六透镜L6为负透镜，其前后各有两个双凸的正透镜，五个透镜形成一个对称的结构。

本专利镜头是一8组8片的光学结构，其中直径较大第一透镜组G1的镜片采用重火石或重冕玻璃进行设计，有利于降低生产成本；直径较小的第二透镜组G2的镜片根据成像质量要求，可适当加入高折射率低色散的镧冕玻璃与重火石、重冕玻璃配合进行设计，保证镜头的成像质量要求。

本专利的变倍比f_T/f_W＞2.0，其中f_T为本专利镜头在长焦时的焦距，f_W为本专利镜头在短焦时的焦距。

附图说明

图1是本专利在短焦时的光学系统示意图，其中S表示光阑，I表示像面。

图2是本专利在长焦时的光学系统示意图，其中S表示光阑，I表示像面。

图3是本专利第一实施例光学系统玻璃镜片的曲率半径和折射率的示意图，其中f1i表示第i个镜片的焦距，单位为毫米；n1i表示第i个镜片的折射率；R1i表示第i个镜面的曲率半径，单位为毫米；i＝1，2，3…。

图4是本专利的第一实施例在短焦时MTF曲线。

图5是本专利的第一实施例在长焦时MTF曲线。

图6是本专利第二实施例光学系统玻璃镜片的曲率半径和折射率的示意图，其中f2i表示第i个镜片的焦距，单位为毫米；n2i表示第i个镜片的折射率；R2i表示第i个镜面的曲率半径，单位为毫米；i＝1，2，3…。

图7是本专利的第二实施例在短焦时MTF曲线。

图8是本专利的第二实施例在长焦时MTF曲线。

具体实施方式

如图1、图2所示，本专利的第一透镜组G1具有按物体一侧顺序排列的第一透镜为凸凹镜片L1、第二透镜为双凹镜片L2和凸凹的第三透镜L3。其中，所述的第一透镜L1和第三透镜L3都是凸面朝向物方，整体向光阑弯曲，有利于校正匹兹凡和。本专利中的第二透镜组G2具有按物体一侧顺序排列的第四透镜为双凸镜片L4，第五透镜为双凸镜片L5，第六透镜为双凹镜片L6，第七透镜为双凸镜片L7，第八透镜为双凸镜片L8，五个透镜形成一个对称的结构，有利于校正轴外像差。通过移动第二透镜组G2改变镜头焦距，通过移动第一透镜组G1，补偿变焦后像面位置的变化，保证在整个变焦范围内像面的位置能够固定不变。

如图3所示，本专利的第一实施例的光学系统中的八个光学透镜的焦距、折射率及其十六个面的曲率半径分别满足以下条件：

-15＜f11＜-10        1.6＜n11＜1.7      30＜R11＜40      5＜R12＜10

-20＜f12＜-15        1.6＜n12＜1.7     -35＜R13＜-25    15＜R14＜20

20＜f13＜25          1.8＜n13＜1.9      10＜R15＜16     40＜R16＜60

光阑