[发明专利]具有恒等光圈超大变倍比的变焦光学系统及其成像方法

说明书

本发明涉及具有恒等光圈超大变倍比的变焦光学系统及其成像方法，包括前固定组、变倍组、补偿组、光阑与后固定组，前固定组包括正月牙透镜、负月牙透镜与双凸透镜密接的第一胶合镜组、负月牙透镜与正月牙透镜密接的第二胶合镜组；变倍组包括负月牙透镜、双凹透镜和正月牙透镜密接的第三胶合镜组，双凹透镜和正月牙透镜密接的第四胶合镜组；补偿组包括双凸透镜、正月牙透镜、负月牙透镜和双凸透镜密接的第五胶合镜组；后固定组包括双凹透镜与正月牙透镜密接的第六胶合镜组、负月牙透镜、双凸透镜与负月牙透镜密接的第七胶合镜组、双凸透镜。不仅具有超大的变倍比、放大倍数高、光圈恒定，而且外形结构简单紧凑、分辨率高、变焦时纵横清晰稳定。

技术领域：

本发明涉及一种具有恒等光圈超大变倍比的变焦光学系统及其成像方法。

背景技术：

随着人们生产实践活动领域的扩展和深入，对光学镜头提出了既能对目标进行大范围的搜索，同时又能对目标进行大倍率的细致观察，变焦光学系统的概念就是在这样的需求下推动产生的。在加工水平不断提高的今天，机械加工出的凸轮精度完全可以保证像面的稳定性，因此，机械补偿成为一种最常见的变焦型式。

传统的机械补偿式变焦光学系统的结构型式一般为前固定组、变倍组、补偿组和后固定组四个组元顺序构成。随着光电传感器的像元尺寸不断减小，其奈奎斯特频率迅速增加，光学视频监测已经由以往简单的对外界景物的还原，发展到今天的精确发现与识别，因此要求变焦光学系统不仅具备尽可能大的变倍比，还需要分辨率高、畸变小、图像还原度高。而市面现有变焦距光学系统的变倍比普遍不高；光圈随着变倍比的增加，有时也不是恒定的，使得光机结构更加复杂，无疑是增加设备体积的重要影响因素，并进而制约变焦距光学镜头在各领域的广泛应用。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种具有恒等光圈超大变倍比的变焦光学系统及其成像方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有恒等光圈超大变倍比的变焦光学系统，包括沿光线入射方向依次设置的光焦度为正的前固定组A、光焦度为负的变倍组B、光焦度为正的补偿组C、光阑与光焦度为正的后固定组D，所述前固定组A包括沿光线入射方向依次设置的正月牙透镜A-1、由负月牙透镜A-2与双凸透镜A-3密接的第一胶合镜组、由负月牙透镜A-4与正月牙透镜A-5密接的第二胶合镜组；所述变倍组B包括沿光线入射方向依次设置的负月牙透镜B-1、由双凹透镜B-2和正月牙透镜B-3密接的第三胶合镜组，由双凹透镜B-4和正月牙透镜B-5密接的第四胶合镜组；所述补偿组C包括沿光线入射方向依次设置的双凸透镜C-1、正月牙透镜C-2、由负月牙透镜C-3和双凸透镜C-4密接的第五胶合镜组；所述后固定组D包括沿光线入射方向依次设置的由双凹透镜D-1与正月牙透镜D-2密接的第六胶合镜组、负月牙透镜D-3、由双凸透镜D-4与负月牙透镜D-5密接的第七胶合镜组、双凸透镜D-6。

进一步的，所述前固定组A与变倍组B之间的空气间隔为2.2-192.9 mm，所述变倍组B与补偿组C之间的空气间隔为3.1-234.1 mm，所述补偿组C与后固定组D之间的空气间隔为4.2-44.4 mm。

进一步的，所述正月牙透镜A-1与第一胶合镜组之间的空气间隔为4.4 mm；所述第一胶合镜组与第二胶合镜组之间的空气间隔为0.1 mm；所述负月牙透镜B-1与第三胶合镜组之间的空气间隔为13.4 mm；所述第三胶合镜组与第四胶合镜组之间的空气间隔为4.5mm；所述双凸透镜C-1与正月牙透镜C-2之间的空气间隔为0.1 mm；所述正月牙透镜C-2与第五胶合镜组之间的空气间隔为0.1 mm；所述第六胶合镜组与负月牙透镜D-3之间的空气间隔为24.1 mm，所述负月牙透镜D-3与第七胶合镜组之间的空气间隔为20.4 mm；所述第七胶合镜组与双凸透镜D-6之间的空气间隔为0.1 mm。