CN107589534B - 一种透镜系统及镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透镜系统及镜头，以解决现有技术中镜头像面较小，且无法实现恒定光圈的问题。该透镜系统沿光轴线从物侧到像侧依次包括：第一固定透镜组、变焦透镜组、孔径光阑、第二固定透镜组、聚焦透镜组和第三固定透镜组；其中，所述透镜系统的焦距变化是通过所述变焦透镜组与所述聚焦透镜组沿光轴方向的位置变化实现的，所述变焦透镜组的焦距f2、所述第二固定透镜组的焦距f3、所述聚焦透镜组的焦距f4、所述透镜系统的短焦焦距fw、所述透镜系统的长焦焦距ft满足以下条件： a、b、c、d、e、f为常数，使得所述透镜组的像面尺寸大于设定值，以及所述透镜组的光圈恒定。

Description

一种透镜系统及镜头
技术领域
本发明涉及光学仪器领域，尤其涉及一种透镜系统及镜头。
背景技术
镜头是安全防范系统的眼睛，用于收集被拍摄物体的反射光，并将其反射光聚焦于摄像机中的图像传感器上，得到被拍摄物体的图像，因此，镜头性能的好坏对被拍摄物体的图像质量影响较大，从而影响安全监控结果的准确性。目前，安防行业中使用的镜头的光圈以及得到的被拍摄物体的像面较小，且无法实现恒定光圈，影响获得的被拍摄物体的图像质量。
为了提高镜头获取到的被拍摄物体的图像质量，现有技术中采用单反相机镜头进行安全监控。但是，大多数单反相机镜头的光圈较小(例如F2.0、F3.2、F4.0等)，且无法实现恒定光圈。
发明内容
本发明实施例提供一种透镜系统以及镜头，以解决现有技术中镜头像面较小，且无法实现恒定光圈的问题。
本发明实施例提供的具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例了一种透镜系统沿光轴线从物侧到像侧依次由第一固定透镜组、变焦透镜组、孔径光阑、第二固定透镜组、聚焦透镜组和第三固定透镜组组成；
其中，所述透镜系统的焦距变化是通过所述变焦透镜组与所述聚焦透镜组沿光轴方向的位置变化实现的，所述变焦透镜组的焦距f2、第二固定透镜组的焦距f3、聚焦透镜组的焦距f4、所述透镜系统的短焦焦距fw、所述透镜系统的长焦焦距ft满足以下条件：a、b、c、d、e、f为常数，使得所述透镜组的像面尺寸大于设定值，以及所述透镜组的光圈恒定。
可选地，
可选地，所述第一固定透镜组的光焦度为正，所述变焦透镜组的光焦度为负，所述第二固定透镜组的光焦度为正，所述聚焦透镜组的光焦度为正，所述第三固定透镜组的光焦度为正。
可选地，所述第一固定透镜组沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的弯月透镜、光焦度为正的双凸透镜和光焦度为正的弯月透镜组成，其中，所述光焦度为负的弯月透镜和所述光焦度为正的弯月透镜朝向物侧的表面均为凸面。
可选地，所述变焦透镜组沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的第一透镜、光焦度为负的双凹透镜和光焦度为正的第二透镜组成；其中，所述第一透镜为双凹透镜、平凹透镜或者弯月透镜，若所述第一透镜为平凹透镜，则所述第一透镜朝向物侧的表面为平面，若所述第一透镜为弯月透镜，则所述第一透镜朝向物侧的表面为凸面；所述第二透镜为弯月透镜、凸平透镜或者双凸透镜，若所述第二透镜为弯月透镜，则所述第二透镜朝向物侧的表面为凹面，若所述第二透镜为凸平透镜，则所述第二透镜朝向物侧的表面为平面。
可选地，所述第二固定透镜组沿光轴方向从物侧到像侧包括：光焦度为正的子透镜组、第一胶合透镜组和第二胶合透镜组；其中，所述第一胶合透镜组沿光轴方向从物侧到像侧依次由负透镜和正透镜胶合形成，所述第二胶合透镜组沿光轴方向从物侧到像侧依次由正透镜和负透镜胶合形成。
可选地，所述子透镜组由光焦度为正的双凸透镜、光焦度为负的双凹透镜和光焦度为正的双凸透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的；所述第一胶合透镜组由光焦度为负的双凹透镜和光焦度为正的双凸透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的；所述第二胶合透镜组由光焦度为正的双凸透镜和光焦度为负的双凹透镜光轴方向从物侧到像侧胶合形成的。
可选地，所述子透镜组由光焦度为正的双凸透镜和光焦度为正的弯月透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的；所述第一胶合透镜组由光焦度为负的双凹透镜和光焦度为正的双凸透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的；
所述第二胶合透镜组由光焦度为正的弯月透镜和光焦度为负的双凹透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的。
可选地，所述聚焦透镜组沿光轴方向从物侧到像侧包括：光焦度为正的双凸透镜和第三胶合透镜组，所述第三胶合透镜组沿光轴方向从物侧到像侧依次由负透镜和正透镜胶合形成。
可选地，所述第三胶合透镜组由光焦度为负的双凹透镜和光焦度为正的双凸透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的。
可选地，所述第三固定透镜组沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的弯月透镜和光焦度为正的弯月透镜组成，其中，所述光焦度为负的弯月透镜和光焦度为正的弯月透镜朝向物侧的表面均为凸面。
可选地，所述第一固定透镜组、所述变焦透镜组、所述第二固定透镜组、所述聚焦透镜组以及所述第三固定透镜组中包括的透镜均为球面透镜。
基于上述技术方案，本发明实施例中的透镜系统沿光轴线从物侧到像侧依次包括：第一固定透镜组、变焦透镜组、孔径光阑、第二固定透镜组、聚焦透镜组和第三固定透镜组，其中，该透镜系统通过该变焦透镜组与该聚焦透镜组沿光轴方向的位置变化实现焦距的改变，可以实现连续变焦，并且该变焦透镜组的焦距f2、该第二固定透镜组的焦距f3、该聚焦透镜组的焦距f4、该述透镜系统的短焦焦距fw、以及该透镜系统的长焦焦距ft满足以下条件：a、b、c、d、e、f为常数，使得该透镜系统的球差、慧差、象散、场曲、轴向色差、垂轴色差等得到很好的校正，进而使得该透镜组的像面尺寸大于设定值，并实现恒定光圈，可以提高成像质量。
第二方面，本发明实施例提供了一种镜头，包括上述第一方面提供的任意一种透镜系统。
由于本发明实施例的镜头，采用上述的透镜系统，使得该镜头的像差得到很好的校正，从而可以达到大像面，并实现恒定光圈，成像质量好，满足高清摄像机的使用要求，可广泛应用到安防监控领域，实现全天候的超清画面视频监控。另外，由于单反相机镜头的设计、加工等相关技术大多为垄断技术，导致单反相机镜头的价格昂贵，因此，相较于现有的单反镜头，本发明实施例提供的包括上述透镜系统的镜头的成本较低，性价比更高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的透镜系统的结构示意图；
图2为本发明第一具体实施例中透镜系统的结构示意图；
图3a为本发明第一具体实施例中透镜系统在短焦状态下的MTF图；
图3b为本发明第一具体实施例中透镜系统在长焦状态下的MTF图；
图4a为本发明第一具体实施例中透镜系统在短焦状态下的场曲图；
图4b为本发明第一具体实施例中透镜系统在长焦状态下的场曲图；
图5a为本发明第一具体实施例中透镜系统在短焦状态下的轴向色差图；
图5b为本发明第一具体实施例中透镜系统在长焦状态下的轴向色差图；
图6a为本发明第一具体实施例中透镜系统在短焦状态下的垂轴色差图；
图6b为本发明第一具体实施例中透镜系统在长焦状态下的垂轴色差图；
图7为本发明第二具体实施例中透镜系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明实施例中透镜系统的短焦焦距是指该透镜系统的最短焦距，此时该透镜系统处于短焦状态，用W表示；该透镜系统的长焦焦距是指该透镜系统的最长焦距，此时该透镜系统处于长焦状态，用T表示。
本发明实施例提供的一种透镜系统，如图1所示，沿光轴线从物侧到像侧依由第一固定透镜组G1、变焦透镜组G2、孔径光阑、第二固定透镜组G3、聚焦透镜组G4和第三固定透镜组G5组成，其中，该透镜系统的焦距变化是通过变焦透镜组G2与聚焦透镜组G4沿光轴方向的位置变化实现的，变焦透镜组G2的焦距f2、第二固定透镜组G3的焦距f3、聚焦透镜组G4的焦距f4、该透镜系统的短焦焦距fw、该透镜系统的长焦焦距ft满足以下条件：a、b、c、d、e、f为常数，使得该透镜组的像面尺寸大于设定值，以及该透镜组的光圈恒定。
其中，第一固定透镜组G1、第二固定透镜组G3和第三固定透镜组G5的位置固定，变焦透镜组G2的位置和聚焦透镜组G4的位置可以沿光轴方向变化以实现变焦。
一种可能的实施方式中，a的取值可以为-1.33，b的取值可以为-1.03，c的取值可以为1.56，d的取值可以为1.86，e的取值可以为1.21，f的取值可以为1.51，即
可选地，第一固定透镜组的光焦度G1为正，变焦透镜组G2的光焦度为负，第二固定透镜组G3的光焦度为正，聚焦透镜组G4的光焦度为正，第三固定透镜组G5的光焦度为正。
可选地，如图1所示，第一固定透镜组G1沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的弯月透镜L11、光焦度为正的双凸透镜L12和光焦度为正的弯月透镜L13组成，其中，光焦度为负的弯月透镜L11和光焦度为正的弯月透镜L13朝向物侧的表面均为凸面。其中，弯月透镜L11和双凸透镜L12可以胶合在一起，也可以不胶合，弯月透镜L11和双凸透镜L12胶合，可以方便整个透镜系统的装配。
可选地，如图1所示，变焦透镜组G2沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的第一透镜L21、光焦度为负的双凹透镜L22和光焦度为正的第二透镜L23组成。其中，第一透镜L21为双凹透镜、平凹透镜或者弯月透镜，若第一透镜L21为平凹透镜，则第一透镜L21朝向物侧的表面为平面，若第一透镜L21为弯月透镜，则第一透镜L21朝向物侧的表面为凸面；第二透镜L23为弯月透镜、凸平透镜或者双凸透镜，若第二透镜L23为弯月透镜，则第二透镜L23朝向物侧的表面为凹面，若第二透镜L23为凸平透镜，则第二透镜L23朝向物侧的表面为平面。需要说明的是，图1所示的变焦透镜组G2中，仅以第一透镜L21为双凹透镜，第二透镜L23为弯月透镜为例。
可选地，如图1所示，第二固定透镜组G3沿光轴方向从物侧到像侧包括：光焦度为正的子透镜组G31、第一胶合透镜组G32和第二胶合透镜组G33。其中，所述第一胶合透镜组沿光轴方向从物侧到像侧依次由负透镜和正透镜胶合形成，所述第二胶合透镜组沿光轴方向从物侧到像侧依次由正透镜和负透镜胶合形成，子透镜组G31可以是多个透镜组合成的，也可以是单个透镜。
可选地，如图1所示，聚焦透镜组G4沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为正的双凸透镜L41和第三胶合透镜组G41组成，所述第三胶合透镜组沿光轴方向从物侧到像侧依次由负透镜和正透镜胶合形成。
可选地，如图1所示，第三固定透镜组G5沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的弯月透镜L51和光焦度为正的弯月透镜L52组成，其中，光焦度为负的弯月透镜L51和光焦度为正的弯月透镜L52朝向物侧的表面均为凸面。其中，弯月透镜L51和弯月透镜L52可以胶合在一起，也可以不胶合。
可选地，第一固定透镜组G1、变焦透镜组G2、第二固定透镜组G3、聚焦透镜组G4以及第三固定透镜组G5中包括的透镜均为球面透镜，相比于现单反镜头中采用的非球面镜，成本低、品质稳定性好，适合大批量生产。
实施中，该透镜系统还可以包括滤色片，主要用于校正色彩偏差，使得色彩得以正常还原。
下面结合具体实施例，对本发明提供的透镜系统进行详细说明。需要说明的是，本实施例中是为了更好的解释本发明，但不限制本发明。
第一具体实施例，本发明实施例提供的透镜系统如图2所示，沿光轴方向从物侧到像侧包括：光焦度为正的第一固定透镜组G1、光焦度为负的变焦透镜组G2、孔径光阑、光焦度为正的第二固定透镜组G3、光焦度为正的聚焦透镜组G4和光焦度为正的第三固定透镜组G5以及滤色片，其中，
第一固定透镜组G1沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的弯月透镜L11、光焦度为正的双凸透镜L12和光焦度为正的弯月透镜L13组成。其中，弯月透镜L11和弯月透镜L13朝向物侧的表面均为凸面，弯月透镜L11和双凸透镜L12胶合在一起。
变焦透镜组G2沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的双凹透镜L21、光焦度为负的双凹透镜L22和光焦度为正的弯月透镜L23组成，其中，弯月透镜L23朝向物侧的表面为凸面。
第二固定透镜组G3沿光轴方向从物侧到像侧包括：子透镜组G31、第一胶合透镜组G32和第二胶合透镜组G33。其中，子透镜组G31由光焦度为正的双凸透镜L31、光焦度为负的双凹透镜L32和光焦度为正的双凸透镜L33沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的，第一胶合透镜组G32由光焦度为负的双凹透镜L34和光焦度为正的双凸透镜L35沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的，第二胶合透镜组G33由光焦度为正的双凸透镜L36和光焦度为负的双凹透镜L37光轴方向从物侧到像侧胶合形成的。
聚焦透镜组G4沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为正的双凸透镜L41和第三胶合透镜组G41组成。其中，第三胶合透镜组G41由光焦度为负的双凹透镜L42和光焦度为正的双凸透镜L43沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的。
第三固定透镜组G5沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的弯月透镜L51和光焦度为正的弯月透镜L52组成，其中，弯月透镜L51和弯月透镜L52朝向物侧的表面均为凸面，且弯月透镜L51和弯月透镜L52胶合。
其中，该透镜系统的第一固定透镜组G1、变焦透镜组G2、孔径光阑、第二固定透镜组G3、聚焦透镜组G4、第三固定透镜组G5以及滤光片的参数如表1所示：
表1透镜系统中各部件的具体参数
其中，镜面序号是该透镜系统中每个透镜的镜面按照从物侧到像侧的顺序依次编号得到的，每个透镜包括两个镜面，对于任意两个胶合的透镜A和透镜B，透镜A和透镜B共用一个镜面，例如镜面1表示弯月透镜L11朝向物侧的表面，镜面2表示弯月透镜L11和双凸透镜L12胶合的表面。中心厚度Tc表示相邻两个镜面之间的距离，例如镜面1的Tc＝2.25mm，表示镜面1和镜面2之间的距离为2.25mm，以此类推。由于透镜系统的焦距不同时，变焦透镜组G2和聚焦透镜组G4所在的位置也不同，因此，变焦透镜组G2和聚焦透镜组G4中的透镜与相邻透镜组的距离也不同，例如，当透镜系统处于短焦状态时，镜面5(弯月透镜L13朝向像侧的表面)与镜面6(双凹透镜L21朝向物侧的表面)之间的距离为1.95mm，当透镜系统处于长焦状态时，镜面5与镜面6之间的距离为51.66mm。折射率Nd指相邻镜面之间介质的折射率，阿贝常数Vd指相邻镜面之间介质的阿坝常数。
在透镜系统满足上述结构特征，以及各个透镜的参数满足上述要求，该透镜系统具有如下光学指标：
光学总长TTL≤163mm；
焦距f’：20mm(W)—70mm(T)；
视场角：56.5°(W)—18.3°(T)；
光学畸变：-9.5％(W)—+0.87％(T)；
光圈F/#：F1.5(恒定光圈)；
像面尺寸：4/3〞。
下面结合该透镜系统的调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)曲线图，对本发明实施例提供的变焦透镜系统实现大像面、恒定光圈、高分辨率的情况进行说明。其中，调制传递函数用来评价一个光学系统的成像质量，其曲线越高、越平滑，表明系统的成像质量越好，MTF曲线图中横轴表示空间频率，纵轴表示光学传递函数(OpticalTransfer Function，OTF)的模。
若变焦透镜系统在短焦状态和长焦状态时对应的MTF曲线图较一致，两种状态下MTF曲线都比较平滑且集中，并且全视场MTF平均值越高，表明该变焦透镜系统能够在整个可变焦距范围内保证十分优异的成像品质，该透镜系统对各种像差，如：球差、慧差、象散、场曲、倍率色差、位置色差等能够进行很好的校正。
本实施例提供的透镜系统在短焦状态下的MTF曲线图如图3a所示，在长焦状态下的MTF曲线图如图3b所示，根据图3a和图3b可知，该透镜系统可见光部分(波长为0.4350μm到0.65μm)的MTF曲线图较平滑、集中，而且全视场MTF平均值达到0.65以上(60lp/mm时)，因此，本实施例提供的透镜系统分辨率高、成像质量好，能够满足4/3英寸1200万像素摄像机的使用要求。
在一个平坦的成像平面上，影像的清晰度从中央向外发生变化，聚焦形成弧型，称作场曲。当透镜存在场曲时，整个光束的交点不与理想像点重合，虽然在每个特定点都能得到清晰的像点，但整个像平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个相面(一般是中间清楚，但边缘模糊)，这样给观察(有人会感觉头晕)和照相造成困难。场曲图可以反映子午光束(Tangential Rays)的像差和弧矢光束(Sagittial Rays)的像差的大小，进而反映光学透镜系统对场曲像差的校正能力，其中，子午场曲值和弧矢场曲值越小，说明成像品质越好。
本实施例提供的透镜系统在短焦状态下的场曲图如图4a所示，该透镜系统在长焦状态下的场曲图如图4b所示，三条曲线T分别表示三种波长(486nm、587nm和656nm)对应的子午光束的像差，三条曲线S分别表示三种波长(486nm、587nm和656nm)对应的弧矢光束的像差。由图4a可知，该透镜系在短焦状态下的子午场曲值控制在-0.032mm～0.077mm范围内，弧矢场曲值控制在-0.016mm～0.077mm范围以内。同理，由图4b可知，该透镜系统在长焦状态下的子午场曲值控制在-0.006mm～0.05mm范围内，弧矢场曲值控制在-0.015mm～0.05mm范围以内。综上，说明该透镜系统的场曲像差可以控制在较小的范围内，整个像面的边缘也可达到很高的分辨率。
本发明实施例还提供了该透镜系统的轴向色差图(位置色差图)以及垂轴色差图，轴向色差曲线以及垂轴色差曲线在y轴附近变化，越靠近y轴，说明整个透镜系统的成像品质越好，参见图5a-6b，图中三条曲线分别为三种波长(486nm、588nm和656nm)轴向色差。其中，由图5a所示的该透镜系统在短焦状态下的轴向色差图可知，该透镜系统在短焦状态下的轴向色差控制在-0.064mm～+0.078mm之间；由图5b所示的该透镜系统在长焦状态下的轴向色差图可知，该透镜系统在长焦状态下的轴向色差控制在-0.1mm～+0.05mm之间；由图6a所示的该透镜系统在短焦状态下的垂轴色差图可知，该透镜系统在短焦状态下的垂轴色差控制在-0.0023mm～+0.0067mm之间；由图6b所示的该透镜系统在长焦状态下的垂轴色差图可知，该透镜系统在长焦状态下的垂轴色差控制在-0.0013mm～+0.0003mm之间。综上，说明本发明实施例的透镜系统的轴向色差和垂轴色差可以控制在理想范围之内，使得透过该透镜系统的光线很好的汇聚在成像平面，可以提高成像中心和边缘的清晰度。
综上所述，本发明实施例提供了的透镜系统，采用18个特定结构形状的光学透镜，并按照图2所示的顺序从物侧至像侧依次排列，以及通过各个光学透镜的光焦度的分配，同时采用相适应光学玻璃材质，使得透镜系统的结构形式，透镜的折射率、阿贝系数等参数与成像条件匹配，进而使透镜系统的球差、慧差、象散、场曲、倍率色差、位置色差得到很好的校正，从而达到更大的光圈(F1.5星光级)、更高的分辨率(最高支持1200万像素摄像机)，可广泛应用到安防监控领域，适用于不同气候条件，实现全天候的超高清画面视频监控。
第二具体实施例，在本发明实施例提供的透镜系统如图7所示，光焦度为正的第一固定透镜组G1、光焦度为负的变焦透镜组G2、孔径光阑、光焦度为正的第二固定透镜组G3、光焦度为正的聚焦透镜组G4、光焦度为正的第三固定透镜组G5以及滤色片，其中，
第一固定透镜组G1沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的弯月透镜L11、光焦度为正的双凸透镜L12和光焦度为正的弯月透镜L13组成。其中，弯月透镜L11和弯月透镜L13朝向物侧的表面均为凸面，弯月透镜L11、双凸透镜L12和弯月透镜L13胶合在一起。
变焦透镜组G2沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的双凹透镜L21、光焦度为负的双凹透镜L22和光焦度为正的弯月透镜L23组成，其中，弯月透镜L23朝向物侧的表面为凸面。
第二固定透镜组G3沿光轴方向从物侧到像侧由子透镜组G31、第一胶合透镜组G32和第二胶合透镜组G33组成。其中，子透镜组G31由光焦度为正的双凸透镜L31’、光焦度为正的弯月透镜L32’沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的，第一胶合透镜组G32由光焦度为负的双凹透镜L33’和光焦度为正的双凸透镜L34’沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的，第二胶合透镜组G33由光焦度为正的弯月透镜L34’和光焦度为负的双凹透镜L35’光轴方向从物侧到像侧胶合形成的。
聚焦透镜组G4沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为正的双凸透镜L41和第三胶合透镜组G41组成。其中，第三胶合透镜组G41由光焦度为负的双凹透镜L42和光焦度为正的双凸透镜L43沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的。
第三固定透镜组G5沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的弯月透镜L51和光焦度为正的弯月透镜L52组成，其中，弯月透镜L51和弯月透镜L52朝向物侧的表面均为凸面，弯月透镜L51和弯月透镜L52不胶合。
以上仅是举例说明本发明实施例提供的透镜系统中各透镜组的具体结构，在具体实施时，上述各透镜组的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不作限定。
基于上述技术方案，本发明实施例中的透镜系统沿光轴线从物侧到像侧依次包括：第一固定透镜组、变焦透镜组、孔径光阑、第二固定透镜组、聚焦透镜组和第三固定透镜组，其中，该透镜系统通过该变焦透镜组与该聚焦透镜组沿光轴方向的位置变化实现焦距的改变，可以实现连续变焦，并且该变焦透镜组的焦距f2、该第二固定透镜组的焦距f3、该聚焦透镜组的焦距f4、该述透镜系统的短焦焦距fw、以及该透镜系统的长焦焦距ft满足以下条件：a、b、c、d、e、f为常数，使得该透镜系统的球差、慧差、象散、场曲、轴向色差、垂轴色差等得到很好的校正，进而使得该透镜组的像面尺寸大于设定值，并实现恒定光圈，可以提高成像质量。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种镜头，包括本发明实施例提供的上述任一种透镜系统。该镜头解决问题的原理与前述透镜系统相似，因此该镜头的实施可以参见前述透镜系统的实施，重复之处在此不再赘述。该镜头可以为任何需要获取被拍摄对象的图像的产品或部件。该镜头的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种透镜系统，其特征在于，沿光轴线从物侧到像侧依次由第一固定透镜组、变焦透镜组、孔径光阑、第二固定透镜组、聚焦透镜组和第三固定透镜组组成；
其中，所述透镜系统的焦距变化是通过所述变焦透镜组与所述聚焦透镜组沿光轴方向的位置变化实现的，所述变焦透镜组的焦距f2、所述第二固定透镜组的焦距f3、所述聚焦透镜组的焦距f4、所述透镜系统的短焦焦距fw、所述透镜系统的长焦焦距ft满足以下条件： 使得所述透镜组的像面尺寸大于设定值，以及所述透镜组的光圈恒定。
2.如权利要求1所述的透镜系统，其特征在于：所述第一固定透镜组的光焦度为正，所述变焦透镜组的光焦度为负，所述第二固定透镜组的光焦度为正，所述聚焦透镜组的光焦度为正，所述第三固定透镜组的光焦度为正。
3.如权利要求2所述的透镜系统，其特征在于：
所述第一固定透镜组沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的弯月透镜、光焦度为正的双凸透镜和光焦度为正的弯月透镜组成，其中，所述光焦度为负的弯月透镜和所述光焦度为正的弯月透镜朝向物侧的表面均为凸面。
4.如权利要求2所述的透镜系统，其特征在于：
所述变焦透镜组沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的第一透镜、光焦度为负的双凹透镜和光焦度为正的第二透镜组成；
其中，所述第一透镜为双凹透镜、平凹透镜或者弯月透镜，若所述第一透镜为平凹透镜，则所述第一透镜朝向物侧的表面为平面，若所述第一透镜为弯月透镜，则所述第一透镜朝向物侧的表面为凸面；所述第二透镜为弯月透镜、凸平透镜或者双凸透镜，若所述第二透镜为弯月透镜，则所述第二透镜朝向物侧的表面为凹面，若所述第二透镜为凸平透镜，则所述第二透镜朝向物侧的表面为平面。
5.如权利要求2所述的透镜系统，其特征在于：
所述第二固定透镜组沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为正的子透镜组、第一胶合透镜组和第二胶合透镜组组成；其中，所述第一胶合透镜组沿光轴方向从物侧到像侧依次由负透镜和正透镜胶合形成，所述第二胶合透镜组沿光轴方向从物侧到像侧依次由正透镜和负透镜胶合形成。
6.如权利要求5所述的透镜系统，其特征在于：所述子透镜组由光焦度为正的双凸透镜、光焦度为负的双凹透镜和光焦度为正的双凸透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的；
所述第一胶合透镜组由光焦度为负的双凹透镜和光焦度为正的双凸透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的；
所述第二胶合透镜组由光焦度为正的双凸透镜和光焦度为负的双凹透镜光轴方向从物侧到像侧胶合形成的。
7.如权利要求5所述的透镜系统，其特征在于：
所述子透镜组由光焦度为正的双凸透镜和光焦度为正的弯月透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的；
所述第一胶合透镜组由光焦度为负的双凹透镜和光焦度为正的双凸透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的；
所述第二胶合透镜组由光焦度为正的弯月透镜和光焦度为负的双凹透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的。
8.如权利要求2所述的透镜系统，其特征在于：
所述聚焦透镜组沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为正的双凸透镜和第三胶合透镜组组成，所述第三胶合透镜组沿光轴方向从物侧到像侧依次由负透镜和正透镜胶合形成。
9.如权利要求8所述的透镜系统，其特征在于：
所述第三胶合透镜组由光焦度为负的双凹透镜和光焦度为正的双凸透镜沿光轴方向从物侧到像侧胶合形成的。
10.如权利要求2所述的透镜系统，其特征在于：
所述第三固定透镜组沿光轴方向从物侧到像侧由光焦度为负的弯月透镜和光焦度为正的弯月透镜组成，其中，所述光焦度为负的弯月透镜和所述光焦度为正的弯月透镜朝向物侧的表面均为凸面。
11.如权利要求1-10任意一项所述的透镜系统，其特征在于：所述第一固定透镜组、所述变焦透镜组、所述第二固定透镜组、所述聚焦透镜组以及所述第三固定透镜组中包括的透镜均为球面透镜。
12.一种镜头，其特征在于，包括权利要求1～11任一项所述的透镜系统。
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