[实用新型]一种变焦距镜头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变焦距镜头，特别是涉及一种低成本、小体积、轻重量、高性能、大光圈、高放大倍率的变焦距镜头。

背景技术

二十世纪初，美国光学专家Allen·Mann首次采用“物像交换”原理来保持像面的尽可能不动，并且成功设计出了世界上第一款真正意义上的变焦距镜头(U.S.P.696788)。但初期由于缺少计算机技术和光学冷加工、镀膜技术不完善，使得变焦距系统的光学设计和实际应用受到了很大的限制，所以这个时期的变焦距镜头未能得到普遍应用，仍处于研究发展阶段。

二十世纪四十年代到七十年代，由于受电影行业及摄影技术发展的推动，变焦距镜头获得了很大的发展。1932年德国光学专家赫尔穆特专门为西门子设计了一款25～80mm变焦距镜头。此变焦距镜头结构非常复杂，由6组(8个)透镜构成。该镜头中两个运动组元分别独立运动，这样不仅实现了系统焦距的变化，同时保证了系统像面在焦距变化过程中的稳定。随后几十年间机械加工水平，尤其是精密机械加工技术、镀膜技术、光学冷加工技术都得到了长足的发展，解决了当时机械补偿变焦法因达不到精度要求而无法实现的问题，充分显示出了它的优越性。而后，变焦距镜头的设计与生产进入了一个爆炸式发展时期，在解决了成像质量的前提下,人们开始追求以扩大倍率、增加视场、提高相对孔径为主要得研究目标。几乎所有之前定焦镜头出现的领域，都有变焦距镜头替代的身影，包括传统的电影拍摄镜头、监控镜头、天文望远镜头、显微镜，以及新兴的手机镜头、无人机镜头、扫描镜头等等。

目前，安防监控中所涉及的中大型变焦距镜头基本上存在以下这几点缺陷：镜头倍率较小；外形尺寸较大；无法实现大口径比；变焦、聚焦调节过程复杂，无法实现自动聚焦；红外共焦效果差等。因此，能够解决以上缺陷，并且应用于安防监控领域，实现低成本、小体积、轻重量、高性能、大光圈、高放大倍率的变焦距镜头少之又少。

例如专利文献(公开号103293646A)所述的变焦距镜头，基本解决了以上的几个缺陷。其在86mm的光学总长中实现了30X的有效光学变倍，且利用步进马达实现全程的自动变焦。但是，该专利文献所述的变焦距镜头为了实现1080P的性能要求，以及广角端大光圈的效果，使用了4片非球面镜片，且镜片群组高达5个，这使得该变焦距镜头的成本大大增加，量产的稳定性也大打折扣。

因此，30倍变焦距镜头作为安防监控领域中应用最为广泛的中大型变焦距镜头，急需在保证小体积、轻重量、高性能、大光圈、高放大倍率的前提下，尽可能少使用非球面镜片，且只使用4个镜片群组，实现低成本化的设计与量产。

发明内容

本实用新型要解决现有技术的上述问题提供一种变焦距镜头，在保证小体积、轻重量、高性能、大光圈、高放大倍率的前提下，跨越整个变倍域而良好地校正各类像差，并只使用4个镜片群组，2片非球面镜片，最终达到低成本化的设计与量产。

为了达到上述目的，本实用新型的变焦距镜头，其特征在于：所述光学系统包括沿光线入射方向依次设有，光焦度为正的透镜群A、光焦度为负的透镜群B、光阑S、光焦度为正的透镜群C、光焦度为正的透镜群D。其中，所述A透镜群、C透镜群始终处于固定的状态，通过所述B透镜群沿着光轴从物体侧向像面侧移动，使得镜头视场角从广角端向望远端进行变倍，同时通过使所述D透镜群沿着光轴做相应的非线性移动，进行伴随变倍而来的像面变动做出校正和调焦，保证系统像面在焦距变化过程中的稳定。

所述透镜群A，其光焦度为正，沿光轴方向从物方起依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，第一透镜为光焦度为负的前凸后凹球面透镜，第二透镜为光焦度为正的球面透镜，且第一透镜与第二透镜通过胶合形成一个合光焦度为正的胶合镜片，第三透镜为光焦度为正的球面透镜，第四透镜为光焦度为正的球面透镜；

所述透镜群B，其光焦度为负，沿光轴方向从物方起依次包括第五透镜、第六透镜和第七透镜，第五透镜为光焦度为负的前凸后凹球面透镜，第六透镜为光焦度为负的至少一面面型为非球面的非球面透镜，第七透镜为光焦度为正的球面透镜；

所述的光阑S，其为可变光阑，随着镜头倍率的增大而进行相应的缩光圈措施；

所述透镜群C，其光焦度为正，沿光轴方向从物方起依次包括第八透镜、第九透镜、第十透镜和第十一透镜，第八透镜为光焦度为正的非球面透镜，第九透镜为光焦度为负的球面透镜，第十透镜为光焦度为正的双凸球面透镜，且第九透镜与第十透镜通过胶合形成一个合光焦度为正的胶合镜片，第十一透镜为光焦度为负的球面透镜，可以是双凹或前凸后凹透镜。