CN109143554B

CN109143554B - 一种变焦镜头

Info

Publication number: CN109143554B
Application number: CN201811190657.3A
Authority: CN
Inventors: 梁伟朝; 胡可欣; 董文飞; 邹文镔; 翟林燕
Original assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Current assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2024-05-28
Anticipated expiration: 2038-10-12
Also published as: CN109143554A

Abstract

本发明涉及一种变焦镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有正光焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组和具有正光焦度的第四透镜组；在变焦时，所述第二透镜组和所述第四透镜组沿所述光轴线性往复移动；沿光轴从物侧至像侧，所述第一透镜组中的第一个透镜设置为负光焦度透镜,所述第二透镜组中的第一个透镜设置为负光焦度透镜。其FNO达到星光级，像方F数达到1.0～1.4，使镜头能够获得充足的进光量，在照度充足的情况下降低的信噪比，从而获得清晰的图像，且本发明的变焦镜头在变焦过程中光圈值接近恒定，确保变焦过程中画面亮度不随焦距改变而变化。

Description

一种变焦镜头

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种变焦镜头。

背景技术

在安防监控领域中，小体积变焦镜头由于其焦距可变而应用十分广泛。具体来说，在安防监控领域，变焦镜头一般需要具备以下特性：1.不同的监控场所需要不同视场角(焦距)的镜头，提高镜头的视场角来扩大监视范围；2.安防镜头应在夜视等低照度环境中仍能满足使用要求；3.安防镜头还应具备大变倍率，可以适应白天、黄昏夜晚等全天候的监控需求。4.合理的温度补偿设计，保证镜头在高温或低温环境下，镜头不需要重新对焦就能保证与常温相同的分辨率。

近年来，随着CCD或CMOS等芯片技术的发展，以及人们对监控图像质量要求的提高，对相配套的光学系统的成像质量要求也越来越高。为了满足该趋势，对于搭载在安防监控产品上的光学镜头也进一步要求高分辨率、大倍率、日夜共焦等性能等。

目前，安防监控领域中通常将前端摄像机分为四个等级：普通级摄像机，一般照度值均大于0.1lux；照度值范围在0.1lux至0.01lux之间的摄像机，一般被称为低照度摄像机；而照度值范围在0.01lux至0.001lux间，被称为月光级摄像机；当最低照度值达到甚至低于0.0001lux的时候，便达到了“星光级”的超低照度摄像机。在星光环境下无任何辅助光源，可以显示清晰的彩色图像，区别于普通摄像机只能显示黑白图像。现有的大光圈变焦镜头难以同时实现可见光与红外光波段共焦、温度漂移小、变焦倍率大等性能，导致现有安防镜头难以同时具备上述所有特性，而且一般的大光圈变焦镜头为实现高分辨率，需要用到玻璃非球面镜片，大大增加成本。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种变焦镜头，能够在低照度环境下清晰成像。

为实现上述目的，本发明提供一种变焦镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有正光焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组和具有正光焦度的第四透镜组；

在变焦时，所述第二透镜组和所述第四透镜组沿所述光轴线性往复移动；

沿光轴从物侧至像侧，所述第一透镜组中的第一个透镜设置为负光焦度透镜,所述第二透镜组中的第一个透镜设置为负光焦度透镜。

根据本发明的一个方面，所述第一透镜组至少包括一枚负光焦度透镜和两枚正光焦度透镜；

所述第二透镜组至少包括两枚负光焦度透镜和一枚正光角焦度透镜；

所述第三透镜组至少包括一个三胶合透镜、一个双胶合透镜和一枚弯月型透镜；

所述第四透镜组至少包括一个双胶合透镜。

根据本发明的一个方面，还包括光阑，所述光阑设置于所述第二透镜组和所述第三透镜组之间。

根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧，所述第一透镜组最后一个透镜的像侧面与所述第二透镜组第一个透镜的物侧面之间的最大距离为d12t，最小距离为d12w，所述第一透镜组最后一个透镜的像侧面和所述第二透镜组第一个透镜的物侧面之间为最小距离d12w时，所述变焦镜头的第一焦距为fw，则所述最大距离d12t，最小距离d12w和所述第一焦距fw满足：1.5≤(d12t-d12w)/fw≤4。

根据本发明的一个方面，所述第一透镜组最后一个透镜的像侧面和所述第二透镜组第一个透镜的物侧面之间为最小距离d12w时，所述变焦镜头的第一焦距为fw，所述第二透镜组的第二透镜组焦距为f2，所述第一焦距fw与所述第二透镜组焦距f2之间满足：1≤|f2|/fw≤3。

根据本发明的一个方面，所述第一透镜组最后一个透镜的像侧面和所述第二透镜组第一个透镜的物侧面之间为最小距离d12w时，所述变焦镜头的第一焦距为fw，所述第三透镜组的第三透镜组焦距为f3，所述第一焦距fw与所述第三透镜组焦距f3之间满足：1≤f3/fw≤5。

根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧，所述第一透镜组的第一个正光焦度透镜的第一阿贝数为v1z1，所述第一透镜组中负光焦度透镜的第二阿贝数为v1f，则所述第一阿贝数v1z1与所述第二阿贝数v1f满足：30≤|v1z1-v1f|≤70。

根据本发明的一个方面，所述第二透镜组中至少一枚透镜的折射率大于或等于1.7。

根据本发明的一个方面，所述第三透镜组中的三胶合透镜中至少包含1枚低色散子透镜，且其阿贝数满足70≤VD≤100，其折射率满足1.4≤ND≤1.55。

根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧，所述第四透镜组的第一个透镜为单一透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；

沿光轴从物侧至像侧，所述第四透镜组的第一个透镜的阿贝数满足：40≤vd41≤65，且其折射率满足：1.6≤nd41≤1.75。

根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧，所述第四透镜组中的双胶合透镜的第一个子透镜的阿贝数v4b1与第二个子透镜的阿贝数值v4b2满足：|v4b1-v4b2|≥30。

根据本发明的一个方案，其FNO达到星光级，像方F数达到1.0～1.4，使镜头能够获得充足的进光量，在照度充足的情况下降低的信噪比，从而获得清晰的图像，且本发明的变焦镜头在变焦过程中光圈值接近恒定，确保变焦过程中画面亮度不随焦距改变而变化。同时，镜头光学设计解决了温度漂移问题，在-40℃-80℃的温度范围内不需重新对焦即可保证清晰成像。另外，本发明的变焦镜头实现全倍率红外光共焦，分辨率达到4K以上，具有优良的解像力。

根据本发明的一个方案，其成像性能优异，在保证优异成像性能的同时，价格较主流安防定焦镜头不会高出太多，本发明的变焦镜头采用全玻璃球面镜片的方案，合理的分布异常色散玻璃和高折射率玻璃，达到高质量的成像效果，并实现全倍率红外共焦。同时，极大地消除了温度变化带来的后焦漂移，使镜头在-40℃到80℃的环境温度变化下，不需重新对焦便可以保证与常温相同的分辨率。既保证了镜头的优异成像性能，又降低了镜片成本，具有很高的性价比。

附图说明

图1是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头广角端的结构图；

图2是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头望远端的结构图；

图3是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头广角端位置色差图；

图4是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头广角端倍率色差图；

图5是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头广角端畸变图；

图6是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头望远端位置色差图；

图7是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头望远端倍率色差图；

图8是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头望远端畸变图；

图9是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头广角端的结构图；

图10是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头望远端的结构图；

图11是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头广角端位置色差图；

图12是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头广角端倍率色差图；

图13是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头广角端畸变图；

图14是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头望远端位置色差图；

图15是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头望远端倍率色差图；

图16是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头望远端畸变图；

图17是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头广角端的结构图；

图18是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头望远端的结构图；

图19是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头广角端位置色差图；

图20是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头广角端倍率色差图；

图21是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头广角端畸变图；

图22是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头望远端位置色差图；

图23是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头望远端倍率色差图；

图24是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头望远端畸变图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的变焦镜头包括第一透镜组1、第二透镜组2、第三透镜组3和第四透镜组4。在本实施方式中，沿着光轴从物侧至像侧方向，第一透镜组1、第二透镜组2、第三透镜组3和第四透镜组4依次顺序排列设置，即外界光线依次经过第一透镜组1、第二透镜组2、第三透镜组3和第四透镜组4后，传输到传感器上进行清晰成像。在本实施方式中，第一透镜组1为具有正光焦度的透镜组，第二透镜组2为具有负光焦度的透镜组，第三透镜组3为具有正光焦度的透镜组，第四透镜组4为具有正光焦度的透镜组。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，第二透镜组2为变焦镜组，第四透镜组4为校正镜组。在本实施方式中，第二透镜组2在第一透镜组1和第三透镜组3之间沿光轴往复直线移动，即可实现本发明的变焦镜头的焦距的变化。在本实施方式中，第四透镜组4同样可以沿光轴线性往复移动。通过上述设置，通过第二透镜组2沿光轴线性往复移动实现了本发明的变焦镜头的焦距变化，同时，通过第四透镜组4沿光轴线性往复移动实现了对变焦过程中线面位置变化的校正作用，通过第二透镜组2和第四透镜组4实现了本发明在变焦过程中成像质量的清晰，减小了变焦过程中像面的偏移，对提高本发明的成像分辨率有利。在本实施方式中，第二透镜组2沿光轴从物侧到像侧的方向移动，即可实现本发明的变焦镜头从广角端(即第二透镜组2与第一透镜组1之间间隔最小的位置)向望远端(即第二透镜组2与第三透镜组2之间间隔最小的位置)的变倍。在本实施方式中，本发明的变焦镜头从广角端向望远端变倍的倍率变化可达3-10倍。

结合图1和图2所示，沿光轴从物侧至像侧的方向，第一透镜组1中的第一个透镜设置为负光焦度透镜,第二透镜组2中的第一个透镜设置为负光焦度透镜。在本实施方式中，第一透镜组1至少包括一枚负光焦度透镜和两枚正光焦度透镜。第二透镜组2至少包括两枚负光焦度透镜和一枚正光角焦度透镜。第三透镜组3至少包括一个三胶合透镜(即包含三个子透镜的胶合透镜)、一个双胶合透镜(即包含两个子透镜的胶合透镜)和一枚弯月型透镜。第四透镜组4至少包括一个双胶合透镜(即包含两个子透镜的胶合透镜)。

根据本发明，第一透镜组1中的第一透镜设置为负光焦度透镜、第二透镜组2中的第一个透镜设置为负光焦度透镜，有利于本发明的变焦镜头的像差的校正。第一透镜组1中至少包含一枚负光焦度透镜和两枚正光焦度透镜，这种透镜设置方式有利于同时校正本发明的变焦镜头分别在广角端和望远端的色差，实现本发明的变焦镜头在变焦全程色差的合理平衡。第二透镜组2至少包含两枚负光焦度透镜和一枚正光焦度透镜，这种透镜设置方式有利于降低本发明的变焦镜头在广角端大入射角光线产生的场曲和色散，提高本发明的变焦镜头的解像力。第三透镜组3至少包括一个三胶合透镜、一个双胶合透镜和一枚弯月型透镜，这种透镜设置方式有利于降低系统公差的敏感性。第四透镜组4至少包括一个双胶合透镜，这种透镜设置方式有利于系统场曲和像散的校正。

结合图1和图2所示，本发明的变焦镜头还包括光阑5。在本实施方式中，光阑5设置于第二透镜组2和第三透镜组3之间。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，沿光轴从物侧至像侧，第一透镜组1最后一个透镜的像侧面与第二透镜组2第一个透镜的物侧面之间的最大距离为d12t(即第二透镜组2处于变焦镜头的望远端)，最小距离为d12w(即第二透镜组2处于变焦镜头的广角端)，第一透镜组1最后一个透镜的像侧面和第二透镜组2第一个透镜的物侧面之间为最小距离d12w(即第二透镜组2处于变焦镜头的广角端)时，变焦镜头的第一焦距为fw。在本实施方式中，最大距离d12t，最小距离d12w和第一焦距fw满足：1.5≤(d12t-d12w)/fw≤4。通过上述设置，第二透镜组2和第一透镜组1之间满足1.5≤(d12t-d12w)/fw≤4，保证了第一透镜组1和第二透镜组2之间产生的像差小，使本发明的变焦镜头的解像力高，成像清晰。同时还能够保证本发明的变焦镜头的体积较小，降低了本发明的变焦镜头的设计和生产成本。若小于上述关系式的下限，第一透镜组1和第二透镜组2之间产生的像差会变大，导致本发明的变焦镜头的解像力下降，成像不清晰；若大于上述关系式的上限，导致本发明的变焦镜头的体积增大，设计和制造成本增加。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，第一透镜组1最后一个透镜的像侧面和第二透镜组2第一个透镜的物侧面之间为最小距离d12w时，变焦镜头的第一焦距为fw，第二透镜组2的第二透镜组焦距为f2。在本实施方式中，第一焦距fw与第二透镜组焦距f2之间满足：1≤|f2|/fw≤3。通过上述设置，第一焦距fw与第二透镜组焦距f2之间满足1≤|f2|/fw≤3，则保证了第二透镜组2处于变焦镜头的望远端时整个变焦镜头的像差依然保持平衡，有利于第二透镜组2处于变焦镜头的望远端时提高整个变焦镜头的解像力，进一步实现本发明的变焦镜头对远处物体的清晰成像。若小于上述关系式的下限值，第二透镜组2处于变焦镜头的望远端时，本发明的变焦镜头的像差平衡受到限制，解像力难以提高，导致变焦镜头对远处物体成像模糊；若大于上述关系式的上限值时，难以保证本发明的变焦镜头兼顾大倍率变焦与镜头小体积的要求。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，第一透镜组1最后一个透镜的像侧面和第二透镜组2第一个透镜的物侧面之间为最小距离d12w时，变焦镜头的第一焦距为fw，第三透镜组3的第三透镜组焦距为f3。在本实施方式中，第一焦距fw与第三透镜组焦距f3之间满足：1≤f3/fw≤5。通过上述设置，第一焦距fw与第三透镜组焦距f3之间满足1≤f3/fw≤5，则保证了第三透镜组3具有良好的公差敏感度，从而保证了本发明的变焦镜头解像能力的一致，在保证本发明的变焦镜头的成像效果的前提下，还保证了本发明的变焦镜头能够具有较小的体积。若小于上述关系式下限值，第三透镜组3的公差敏感度变差，导致本发明的产品解像能力一致性差；若大于上述关系式上限值，导致本发明的变焦镜头的体积(长度)加大，不利于实现本发明的变焦镜头的小体积。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，沿光轴从物侧至像侧，第一透镜组1的第一个正光焦度透镜的第一阿贝数为v1z1，第一透镜组1中负光焦度透镜的第二阿贝数为v1f。在本实施方中，第一阿贝数v1z1与第二阿贝数v1f满足：30≤|v1z1-v1f|≤70。通过上述设置，第一阿贝数v1z1与第二阿贝数为v1f满30≤|v1z1-v1f|≤70，可实现本发明的变焦镜头的第二透镜组2在广角端和望远端的色差校正，从而达到了本发明的变焦镜头在变焦全程色彩差的合理平衡，进而保证了本发明的成像质量。

根据本发明的一种实施方式，第二透镜组2中至少一枚透镜采用高折射率材料。在本实施方式中，第二透镜组2中至少一枚透镜的折射率大于或等于1.7。通过上述设置，通过保证第二透镜组2中至少一枚透镜能够满足折射率大于或等于1.7，可以有效减小本发明的变焦镜头的广角端在大入射角度光线产生的场曲与像散，全面提升本发明的变焦镜头广角端的解像力，进而保证了本发明的变焦镜头对近处物体的清晰成像。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，第三透镜组3中的三胶合透镜中至少包含1枚低色散子透镜，且其阿贝数满足70≤VD≤100，其折射率满足1.4≤ND≤1.55。需要指出的是，透镜的色散是由阿贝数决定的，因此，在上述阿贝数的要求范围内的透镜即为低色散透镜。通过上述设置，在第三透镜组3中的三胶合透镜中引入低色散子透镜，可以合理的平衡第一透镜组1与第二透镜组2产生的色差，减小本发明的变焦镜头的红外离焦量，提升可见光与红外光的解像力，从而保证本发明的变焦镜头能够在日夜均能实现清晰成像，尤其对提高本发明的变焦镜头的低照度条件下的清晰成像能力有益。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，第四透镜组4中还包括单一透镜(即非胶合透镜)。在本实施方式中，沿光轴从物侧至像侧，第四透镜组4的第一个透镜为单一透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面。在本实施方式中，沿光轴从物侧至像侧，第四透镜组4的第一个透镜的阿贝数满足：40≤vd41≤65，且其折射率满足：1.6≤nd41≤1.75。通过上述设置，第四透镜组4的第一个透镜凹面弯向像面，有利于本发明的变焦镜头的像散与场曲的校正，且能够降低本发明的变焦镜头的公差敏感度。同时，第四透镜组4的第一个透镜的阿贝数满足40≤vd41≤65，且其折射率满足1.6≤nd41≤1.75，可以有效减小本发明的变焦镜头的轴外视场的色差与像散。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，沿光轴从物侧至像侧方向，第四透镜组4中的双胶合透镜的第一个子透镜的阿贝数v4b1与第二个子透镜的阿贝数值v4b2满足：|v4b1-v4b2|≥30。通过上述设置，保证了本发明的变焦镜头能够更好的平衡色差，提高了本发明的变焦镜头的成像质量。

根据本发明的变焦镜头，其FNO达到星光级，像方F数达到1.0～1.4，使镜头能够获得充足的进光量，在照度充足的情况下降低的信噪比，从而获得清晰的图像，且本发明的变焦镜头在变焦过程中光圈值接近恒定，确保变焦过程中画面亮度不随焦距改变而变化。同时，镜头光学设计解决了温度漂移问题，在-40℃-80℃的温度范围内不需重新对焦即可保证清晰成像。另外，本发明的变焦镜头实现全倍率红外光共焦，分辨率达到4K以上，具有优良的解像力。

根据本发明的变焦镜头，其成像性能优异，在保证优异成像性能的同时，价格较主流安防定焦镜头不会高出太多，本发明的变焦镜头采用全玻璃球面镜片的方案，合理的分布异常色散玻璃(即低色散玻璃)和高折射率玻璃，达到高质量的成像效果，并实现全倍率红外共焦。同时，极大地消除了温度变化带来的后焦漂移，使镜头在-40℃到80℃的环境温度变化下，不需重新对焦便可以保证与常温相同的分辨率。既保证了镜头的优异成像性能，又降低了镜片成本，具有很高的性价比。

以下是根据本发明的变焦镜头中各个相关参数的不同给出三组实施例来具体说明根据本发明的变焦镜头。

三组实施例中的数据如下表1所示：

条件式	实施例1	实施例2	实施例3
				1.5≤(d12t-d12w)/fw≤4	3.866	1.511	2.182
1≤\|f2\|/fw≤3	2.954	1.058	2.011
				1≤f3/fw≤5	4.491	1.665	3.705
30≤\|v1z1-v1f\|≤70	60.048	35.656	65.04
				\|v4b1-v4b2\|≥30	39.458	35.355	36.450
40≤vd41≤65	63.40	44.30	43.7
				1.6≤nd41≤1.75	1.62	1.61	1.72

表1

由表1可知，根据本发明的三组实施例的变焦镜头中各项参数的设置，满足本发明变焦镜头对于各参数条件的要求。

图1是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头广角端的结构图。图2是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头望远端的结构图。

以下表2列出了实施例1中各透镜的相关参数，包括光学表面序号(Surf)、表面类型(Type)、曲率半径(Radius)、表面厚度(Thicknes s)、折射率(nd)、阿贝数(vd)。在本实施例1中，本发明的变焦镜头的系统参数为：光学总长(TTL)＝126mm，F数(Fno)＝1.10，广角端焦距(即第一焦距)fw＝8.016mm，望远端焦距ft＝40.664mm：

表2以下表3列出了本发明的变焦镜头的变倍数据：

表3

根据本发明的上述实施方式，结合图1和图2所示，对本发明的变焦镜头中的透镜进行编号，沿光轴从物侧至像侧方向，在第一透镜组1中依次为第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3；在第二透镜组2中依次为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；在第三透镜组3中依次为第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、第十透镜L10、第十一透镜L11、第十二透镜L12、第十三透镜L13、第十四透镜L14和第十五透镜L15，在第四透镜组4中依次为第十六透镜L16、第十七透镜L17、第十八透镜L18。其中，第一透镜L1和第二透镜L2构成双胶合透镜，第七透镜L7和第八透镜L8构成双胶合透镜，第十透镜L10、第十一透镜L11和第十二透镜L12构成三胶合透镜，第十三透镜L13和第十四透镜L14构成双胶合透镜，第十七透镜L17和第十八透镜L18构成双胶合透镜。同时，对各透镜的物侧面和像侧面进行编号，为了便于叙述说明，沿光轴从物侧至像侧方向，各透镜的光学面编号为S1-S31，其中S12为光阑的面,另外，在表2和表3中D5为第三透镜像侧面与第四透镜物侧面之间的距离，D11为第六透镜像侧面与第七透镜物侧面之间的距离,D26为第十五透镜像侧面与第十六透镜物侧面之间的距离,D31为第十八透镜像侧面与像面之间的距离。在表2中，standard表示光学表面的表面类型为标准球面类型。

在本实施方式中，第四透镜L4和第六透镜L6采用高折射率材料，其中，第四透镜L4的折射率为1.75，第六透镜L6的折射率为1.85。第十透镜L10、第十一透镜L11和第十二透镜L12构成的三胶合透镜中，第十二透镜L12为低色散玻璃材质，且第十二透镜L12的折射率为1.46，阿贝数为90.20。

由表1、表2和表3可知，在本实施例中，各透镜相关参数的设置满足本发明变焦镜头的条件要求。图3-图8分别是示意性表示根据本发明实施例1的变焦镜头的广角端的位置色差、倍率色差、畸变图，望远端的位置色差、倍率色差、畸变图。由图3-图8可知，依照实施例1中各透镜的相关参数来布置本发明的变焦镜头，能够使本发明的变焦镜头。镜头光学设计解决了温度漂移问题，在-40℃-80℃的温度范围内不需重新对焦即可保证清晰成像。另外，本发明的变焦镜头实现全倍率红外光共焦，分辨率达到4K以上，具有优良的解像力。

图9是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头广角端的结构图。图10是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头望远端的结构图。

以下表4列出了实施例2中各透镜的相关参数，包括光学表面序号(Surf)、表面类型(Type)、曲率半径(Radius)、表面厚度(Thicknes s)、折射率(nd)、阿贝数(vd)。在本实施例2中，本发明的变焦镜头的系统参数为光学总长(TTL)＝116mm，F数(Fno)＝1.40，广角端焦距(即第一焦距)fw＝7.153mm，望远端焦距ft＝32.368mm：

表4

以下表5列出了本发明的变焦镜头的变倍数据：

Thickness	广角端	望远端
			D5	7.15	32.37
D10	26.21	1.00
			D24	0.39	8.03
D29	11.57	3.95

表5

根据本发明的上述实施方式，结合图9和图10所示，对本发明的变焦镜头中的透镜进行编号，沿光轴从物侧至像侧方向，在第一透镜组1中依次为第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3；在第二透镜组2中依次为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；在第三透镜组3中依次为第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、第十透镜L10、第十一透镜L11、第十二透镜L12、第十三透镜L13、第十四透镜L14,；在第四透镜组4中依次为第十五透镜L15、第十六透镜L16和第十七透镜L17，其中，第一透镜L1和第二透镜L2构成双胶合透镜，第九透镜L9、第十透镜L10、第十一透镜L11构成三胶合透镜，第十二透镜L12、第十三透镜L13构成双胶合透镜，第十六透镜L16和第十七透镜L17构成双胶合透镜。同时，对各透镜的物侧面和像侧面进行编号，为了便于叙述说明，沿光轴从物侧至像侧方向，各透镜的光学面编号为S1-S29，其中S11为光阑的面，另外，表4和表5中，D5为第三透镜像侧面与第四透镜物侧面之间的距离，D10为第六透镜像侧面与第七透镜物侧面之间的距离,D24为第十四透镜像侧面与第十五透镜物侧面之间的距离,D29为第十七透镜像侧面与像面之间的距离。在表4中，standard表示光学表面的表面类型为标准球面类型。

在本实施方式中，第五透镜L5和第六透镜L6采用高折射率材料，其中，第五透镜L5的折射率为1.77，第六透镜L6的折射率为1.90。第九透镜L9、第十透镜L10、第十一透镜L11构成三胶合透镜中，第十一透镜L11为低色散玻璃材质，且第十一透镜L11的折射率为1.46，阿贝数为90.20。

由表1、表4和表5可知，在本实施例中，各透镜相关参数的设置满足本发明变焦镜头的条件要求。图11-图16分别是示意性表示根据本发明实施例2的变焦镜头的广角端的位置色差、倍率色差、畸变图，望远端的位置色差、倍率色差、畸变图。由图11-图16可知，依照实施例2中各透镜的相关参数来布置本发明的变焦镜头，能够使本发明的变焦镜头。镜头光学设计解决了温度漂移问题，在-40℃-80℃的温度范围内不需重新对焦即可保证清晰成像。另外，本发明的变焦镜头实现全倍率红外光共焦，分辨率达到4K以上，具有优良的解像力。

图17是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头广角端的结构图。图18是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头望远端的结构图。

以下表6列出了实施例3中各透镜的相关参数，包括光学表面序号(Surf)、表面类型(Type)、曲率半径(Radius)、表面厚度(Thicknes s)、折射率(nd)、阿贝数(vd)。在本实施例3中，本发明的变焦镜头的系统参数为光学总长(TTL)＝125mm，F数(Fno)＝1.20，广角端焦距(即第一焦距)fw＝10.017mm，望远端焦距ft＝40.479mm：

表6

以下表7列出了本发明的变焦镜头的变倍数据：

Thickness	广角端	望远端
			D5	1.00	22.86
D11	24.41	2.55
			D25	0.25	3.78
D28	14.67	11.13

表7

根据本发明的上述实施方式，结合图17和图18所示，对本发明的变焦镜头中的透镜进行编号，沿光轴从物侧至像侧方向，在第一透镜组1中依次为第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3；在第二透镜组2中依次为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6；在第三透镜组3中依次为第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、第十透镜L10、第十一透镜L11、第十二透镜L12、第十三透镜L13；在第四透镜组4中依次为第十四透镜L14,第十五透镜L15、第十六透镜L16和第十七透镜L17，其中，第一透镜L1和第二透镜L2构成双胶合透镜，第八透镜L8、第九透镜L9构成双胶合透镜，第十透镜L10、第十一透镜L11、第十二透镜L12构成三胶合透镜，第十六透镜L16和第十七透镜L17构成双胶合透镜。同时，对各透镜的物侧面和像侧面进行编号，为了便于叙述说明，沿光轴从物侧至像侧方向，各透镜的光学面编号为S1-S30，其中S12为光阑的面，另外，表6和表7中，D5为第三透镜像侧面与第四透镜物侧面之间的距离，D11为第六透镜像侧面与第七透镜物侧面之间的距离,D25为第十四透镜像侧面与第十五透镜物侧面之间的距离,D30为第十七透镜像侧面与像面之间的距离。在表6中，standard表示光学表面的表面类型为标准球面类型。

在本实施方式中，第七透镜L7采用高折射率材料，其中，第七透镜L7的折射率为1.73，第十透镜L10、第十一透镜L11、第十二透镜L12构成三胶合透镜中，第十透镜L10为低色散玻璃材质，且第十透镜L10的折射率为1.44，阿贝数为95.1。

由表1、表6和表7可知，在本实施例中，各透镜相关参数的设置满足本发明变焦镜头的条件要求。图19-图24分别是示意性表示根据本发明实施例3的变焦镜头的广角端的位置色差、倍率色差、畸变图，望远端的位置色差、倍率色差、畸变图。由图19-图24可知，依照实施例3中各透镜的相关参数来布置本发明的变焦镜头，能够使本发明的变焦镜头。镜头光学设计解决了温度漂移问题，在-40℃-80℃的温度范围内不需重新对焦即可保证清晰成像。另外，本发明的变焦镜头实现全倍率红外光共焦，分辨率达到4K以上，具有优良的解像力。

上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种变焦镜头，其特征在于，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有正光焦度的第一透镜组(1)、具有负光焦度的第二透镜组(2)、具有正光焦度的第三透镜组(3)和具有正光焦度的第四透镜组(4)；

在变焦时，所述第二透镜组(2)和所述第四透镜组(4)沿所述光轴线性往复移动；

沿光轴从物侧至像侧，所述第一透镜组(1)中的第一个透镜设置为负光焦度透镜,所述第二透镜组(2)中的第一个透镜设置为负光焦度透镜；

所述第一透镜组(1)包括一枚负光焦度透镜和两枚正光焦度透镜，共计三枚透镜；

所述第二透镜组(2)包括两枚负光焦度透镜和一枚正光角焦度透镜，共计三枚透镜；

所述第三透镜组(3)包括八枚透镜或九枚透镜，其中至少包括一个三胶合透镜、一个双胶合透镜和一枚弯月型透镜；

所述第四透镜组(4)包括三枚透镜，其中至少包括一个双胶合透镜。

2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，还包括光阑(5)，所述光阑(5)设置于所述第二透镜组(2)和所述第三透镜组(3)之间。

3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧，所述第一透镜组(1)最后一个透镜的像侧面与所述第二透镜组(2)第一个透镜的物侧面之间的最大距离为d12t，最小距离为d12w，所述第一透镜组(1)最后一个透镜的像侧面和所述第二透镜组(2)第一个透镜的物侧面之间为最小距离d12w时，所述变焦镜头的第一焦距为fw，则所述最大距离d12t，最小距离d12w和所述第一焦距fw满足：1.5≤(d12t-d12w)/fw≤4。

4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组(1)最后一个透镜的像侧面和所述第二透镜组(2)第一个透镜的物侧面之间为最小距离d12w时，所述变焦镜头的第一焦距为fw，所述第二透镜组(2)的第二透镜组焦距为f2，所述第一焦距fw与所述第二透镜组焦距f2之间满足：1≤|f2|/fw≤3。

5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组(1)最后一个透镜的像侧面和所述第二透镜组(2)第一个透镜的物侧面之间为最小距离d12w时，所述变焦镜头的第一焦距为fw，所述第三透镜组(3)的第三透镜组焦距为f3，所述第一焦距fw与所述第三透镜组焦距f3之间满足：1≤f3/fw≤5。

6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧，所述第一透镜组(1)的第一个正光焦度透镜的第一阿贝数为v1z1，所述第一透镜组(1)中负光焦度透镜的第二阿贝数为v1f，则所述第一阿贝数v1z1与所述第二阿贝数v1f满足：30≤|v1z1-v1f|≤70。

7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二透镜组(2)中至少一枚透镜的折射率大于或等于1.7。

8.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三透镜组(3)中的三胶合透镜中至少包含1枚低色散子透镜，且其阿贝数满足70≤VD≤100，其折射率满足1.4≤ND≤1.55。

9.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧，所述第四透镜组(4)的第一个透镜为单一透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；

沿光轴从物侧至像侧，所述第四透镜组(4)的第一个透镜的阿贝数满足：40≤vd41≤65，且其折射率满足：1.6≤nd41≤1.75。

10.根据权利要求1或9所述的变焦镜头，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧，所述第四透镜组(4)中的双胶合透镜的第一个子透镜的阿贝数v4b1与第二个子透镜的阿贝数值v4b2满足：|v4b1-v4b2|≥30。