CN111045199B - 变焦距光学系统 - Google Patents
变焦距光学系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111045199B CN111045199B CN201911414345.0A CN201911414345A CN111045199B CN 111045199 B CN111045199 B CN 111045199B CN 201911414345 A CN201911414345 A CN 201911414345A CN 111045199 B CN111045199 B CN 111045199B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- group
- optical system
- focal length
- zoom
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/15—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective compensation by means of only one movement or by means of only linearly related movements, e.g. optical compensation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
本发明涉及光学镜头领域，尤其涉及一种变焦距光学系统。变焦距光学系统沿光线入射方向，依次设置有前固定组、变倍组、补偿组、物镜组以及像面，前固定组的焦距为f group1，物镜组的焦距为f group4，长焦时前固定组像侧面到变倍组物侧面的轴上距离为D12 zoom3，变倍组像侧面到补偿组物侧面的距离为D23 zoom3，补偿组像侧面到物镜组物侧面的距离为D34 zoom3，短焦时前固定组像侧面到变倍组物侧面的轴上距离为D12 zoom1，变倍组像侧面到补偿组物侧面的轴上距离为D23 zoom1，补偿组像侧面到物镜组物侧面的轴上距离为D34 zoom1，满足下列关系式：0.50≤f group1/f group4≤1.10；2.00≤D12 zoom3/D12 zoom1≤4.00；8.00≤D23 zoom1/D23 zoom3≤15.00；2.00≤D34 zoom3/D34 zoom1≤4.00。本发明能够适应小型化、微型化电子设备的发展趋势，且成像性能好。
Description
技术领域
本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种变焦距光学系统。
背景技术
随着电子设备如手机、相机等小型化的发展，其上的成像设备的小型化也成为一种趋势。现有的变焦距光学系统通过变倍组和补偿组进行焦距切换，以实现清晰成像。然而，这种变焦距光学系统的结构比较复杂，且整体长度较长，无法满足小型化、微型化电子设备的发展趋势。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种变焦距光学系统，能够解决上述问题。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种变焦距光学系统，所述变焦距光学系统，沿光线入射方向，依次设置有前固定组、变倍组、补偿组、物镜组以及像面，所述前固定组的焦距为f group1，所述物镜组的焦距为f group4，长焦时所述前固定组像侧面到所述变倍组物侧面的轴上距离为D12 zoom3，长焦时所述变倍组像侧面到所述补偿组物侧面的轴上距离为D23 zoom3，长焦时所述补偿组像侧面到所述物镜组物侧面的轴上距离为D34 zoom3，短焦时所述前固定组像侧面到所述变倍组物侧面的轴上距离为D12zoom1，短焦时所述变倍组像侧面到所述补偿组物侧面的轴上距离为D23 zoom1，短焦时所述补偿组像侧面到所述物镜组物侧面的轴上距离为D34 zoom1，满足下列关系式：
0.50≤f group1/f group4≤1.10；
2.00≤D12 zoom3/D12 zoom1≤4.00；
8.00≤D23 zoom1/D23 zoom3≤15.00；
2.00≤D34 zoom3/D34 zoom1≤4.00。
优选的，所述前固定组包括第一透镜；
所述变倍组与所述补偿组沿所述光路方向能够在所述前固定组与所述物镜组之间移动，以实现焦距连续切换；
所述变倍组包括沿光路方向设置的第二透镜、第三透镜以及第四透镜；
所述补偿组包括沿光路方向设置的第五透镜、第六透镜以及第七透镜；
所述物镜组能够沿所述光路方向相对于所述像面移动，以用于不同距离场景的对焦，所述物镜组包括第八透镜。
优选的，所述第一透镜的焦距为f1，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第一透镜物侧面的曲率半径为R1，所述第一透镜像侧面的曲率半径为R2，所述第一透镜的轴上厚度为d1，且满足下列关系式：
0.53≤f1/fs≤2.24；
-2.11≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.37；
0.01≤d1/TTL≤0.07。
优选的，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第二透镜的焦距为f2，所述第二透镜物侧面的曲率半径为R3，所述第二透镜像侧面的曲率半径为R4，且满足下列关系式：
-3.63≤f2/fs≤-0.59；
0.15≤(R3+R4)/(R3-R4)≤4.94；
0.01≤d3/TTL≤0.02。
优选的，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第三透镜的焦距为f3，所述第三透镜物侧面的曲率半径为R5，所述第三透镜像侧面的曲率半径为R6，所述第三透镜的轴上厚度为d5，满足下列关系式：
-2.31≤f3/fs≤-0.46；
0.32≤(R5+R6)/(R5-R6)≤5.34；
d5/TTL≤0.02。
优选的，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第四透镜的焦距为f4，所述第四透镜物侧面的曲率半径为R7，所述第四透镜像侧面的曲率半径为R8，所述第四透镜的轴上厚度为d7，且满足下列关系式：
-552.15≤f4/fs≤6.47；
-37.10≤(R7+R8)/(R7-R8)≤104.17；
0.01≤d7/TTL≤0.04。
优选的，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第五透镜的焦距为f5，所述第五透镜物侧面的曲率半径为R9，所述第五透镜像侧面的曲率半径为R10，所述第五透镜的轴上厚度为d9，且满足下列关系式：
0.25≤f5/fs≤1.25；
-1.68≤(R9+R10)/(R9-R10)≤-0.11；
0.01≤d9/TTL≤0.11。
优选的，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第六透镜的焦距为f6，所述第六透镜物侧面的曲率半径为R11，所述第六透镜像侧面的曲率半径为R12，所述第六透镜的轴上厚度为d11，满足下列关系式：
0.24≤f6/fs≤12.44；
-15.86≤(R11+R12)/(R11-R12)≤-0.08；
0.02≤d11/TTL≤0.13。
优选的，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第七透镜的焦距为f7，所述第七透镜物侧面的曲率半径为R13，所述第七透镜像侧面的曲率半径为R14，所述第七透镜的轴上厚度为d13，且满足下列关系式：
-1.15≤f7/fs≤-0.17；
0.15≤(R13+R14)/(R13-R14)≤2.97；
0.01≤d13/TTL≤0.15。
优选的，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第八透镜的焦距为f8，所述第六透镜物侧面的曲率半径为R15，所述第六透镜像侧面的曲率半径为R16，所述第六透镜的轴上厚度为d15，满足下列关系式：
0.64≤f8/fs≤2.72；
-5.04≤(R15+R16)/(R15-R16)≤-0.09；
0.01≤d15/TTL≤0.03。
本发明的有益效果在于：本发明所提供的变焦距光学系统，通过变倍组和补偿组中各透镜的共同工作，使物体在有限距离至无穷远距离时均能够成清晰的图像。
附图说明
图1是本发明所提供的变焦距光学系统的第一实施例在短焦状态时的结构示意图；
图2是本发明所提供的变焦距光学系统的第一实施例在中焦状态时的结构示意图；
图3是本发明所提供的变焦距光学系统的第一实施例在长焦状态时的结构示意图；
图4是图1所示变焦距光学系统的轴向像差示意图；
图5是图2所示变焦距光学系统的轴向像差示意图；
图6是图3所示变焦距光学系统的轴向像差示意图；
图7是图1所示变焦距光学系统的倍率色差示意图；
图8是图2所示变焦距光学系统的倍率色差示意图；
图9是图3所示变焦距光学系统的倍率色差示意图；
图10是图1所示变焦距光学系统的场曲及畸变示意图；
图11是图2所示变焦距光学系统的场曲及畸变示意图；
图12是图3所示变焦距光学系统的场曲及畸变示意图；
图13是本发明所提供的变焦距光学系统的第二实施例在短焦状态时的结构示意图；
图14是本发明所提供的变焦距光学系统的第二实施例在中焦状态时的结构示意图；
图15是本发明所提供的变焦距光学系统的第二实施例在长焦状态时的结构示意图；
图16是图13所示变焦距光学系统的轴向像差示意图；
图17是图14所示变焦距光学系统的轴向像差示意图；
图18是图15所示变焦距光学系统的轴向像差示意图；
图19是图13所示变焦距光学系统的倍率色差示意图；
图20是图14所示变焦距光学系统的倍率色差示意图；
图21是图15所示变焦距光学系统的倍率色差示意图；
图22是图13所示变焦距光学系统的场曲及畸变示意图；
图23是图14所示变焦距光学系统的场曲及畸变示意图；
图24是图15所示变焦距光学系统的场曲及畸变示意图；
图25是本发明所提供的变焦距光学系统的第三实施例在短焦状态时的结构示意图；
图26是本发明所提供的变焦距光学系统的第三实施例在中焦状态时的结构示意图；
图27是本发明所提供的变焦距光学系统的第三实施例在长焦状态时的结构示意图；
图28是图25所示变焦距光学系统的轴向像差示意图；
图29是图26所示变焦距光学系统的轴向像差示意图；
图30是图27所示变焦距光学系统的轴向像差示意图；
图31是图25所示变焦距光学系统的倍率色差示意图；
图32是图26所示变焦距光学系统的倍率色差示意图；
图33是图27所示变焦距光学系统的倍率色差示意图；
图34是图25所示变焦距光学系统的场曲及畸变示意图；
图35是图26所示变焦距光学系统的场曲及畸变示意图；
图36是图27所示变焦距光学系统的场曲及畸变示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
(第一实施方式)
参考附图，本发明提供了一种变焦距光学系统10。图1所示为本发明第一实施方式的变焦距光学系统10，沿光线入射方向，依次设置有前固定组、变倍组、光阑S、补偿组、物镜组以及像面Si，变焦距光学系统10的光学总长度固定不变，采用连续变焦方式。具体地，前固定组包括第一透镜L1，第一透镜L1为双凸透镜，即第一透镜L1的物侧面和像侧面均为凸面；变倍组与补偿组沿光路方向能够在前固定组与物镜组之间移动，以实现焦距连续切换，其中，变倍组包括第二透镜L2、第三透镜L3、以及第四透镜L4，第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4为前凸后凹透镜；补偿组包括沿光路方向设置的第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7，第五透镜L5和第六透镜L6为双凸透镜，第七透镜L7为双凹透镜；物镜组能够沿光路方向相对于像面Si移动，以实现物镜组的微调，用于不同距离场景的对焦，物镜组包括第八透镜L8，第八透镜L8为双凸透镜。需要说明的是，上述“前”指沿光路方向靠近入射端的一侧，“后”指沿光路方向远离入射端的一侧。
上述结构中，通过变倍组和补偿组中各透镜的共同工作，使物体在有限距离至无穷远距离时均能够成清晰的图像。
第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜均为非球面透镜。部分镜片采用非球面透镜，有利于校正高阶像差，提高成像品质。
上述实施例中，变焦距光学系统10满足以下条件式：
0.50≤f group1/f group4≤1.10； (1)
其中，f group1为前固定组的焦距，f group4为物镜组的焦距。条件式(1)规定了前固定组焦距和物镜组焦距的比值，在条件范围内有助于像差校正，提高成像质量。
上述实施例中，变焦距光学系统10满足以下条件式：
2.00≤D12 zoom3/D12 zoom1≤4.00； (2)
8.00≤D23 zoom1/D23 zoom3≤15.00； (3)
2.00≤D34 zoom3/D34 zoom1≤4.00； (4)
其中，长焦时前固定组像侧面到变倍组物侧面的轴上距离为D12zoom3，短焦时前固定组像侧面到变倍组物侧面的轴上距离为D12zoom1，长焦时变倍组像侧面到补偿组物侧面的轴上距离为D23 zoom3，短焦时变倍组像侧面到补偿组物侧面的轴上距离为D23zoom1，长焦时补偿组像侧面到物镜组物侧面的轴上距离为D34 zoom3，短焦时补偿组像侧面到物镜组物侧面的轴上距离为D34 zoom1。上述条件式(2)、(3)、(4)共同规定了可动透镜组的位置范围，在条件范围内可调节镜头焦距。
上述实施例中，第一透镜L1具有正屈折力。
变焦距光学系统10的短焦焦距为fs，第一透镜L1的焦距为f1，满足下列关系式：0.53≤f1/fs≤2.24，规定了第一透镜L1的焦距f1与整体短焦焦距的比值。在规定的范围内时，第一透镜具有适当的正屈折力，有利于减小系统像差，同时有利于镜头向超薄化、长焦距化发展。优选的，满足：0.85≤f1/fs≤1.79。
第一透镜L1物侧面的曲率半径R1，第一透镜L1像侧面的曲率半径R2，满足下列关系式：-2.11≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.37，规定了第一透镜L1的形状，在条件式规定范围内时，随着镜头向超薄长焦距化发展，有利于补正轴上色像差问题。优选的，-1.32≤R1+R2)/(R1-R2)≤-0.46。
第一透镜L1的轴上厚度为d1，满足下列关系式：0.01≤d1/TTL≤0.07，有利于实现超薄化。优选的，0.02≤d1/TTL≤0.06。
本实施方式中，第二透镜L2具有负屈折力。
变焦距光学系统10的短焦焦距为fs，第二透镜L2的焦距为f2，满足下列关系式：-3.63≤f2/fs≤-0.59，通过将第二透镜L2的正光焦度控制在合理范围，有利于矫正光学系统的像差。优选的，满足-2.27≤f2/fs≤-0.74。
第二透镜L2物侧面的曲率半径R3，第二透镜L2像侧面的曲率半径R4，满足下列关系式：0.15≤(R3+R4)/(R3-R4)≤4.94，规定了第二透镜L2的形状，在范围内时，随着镜头向超薄长焦距化发展，有利于补正轴上色像差问题。优选的，0.25≤(R3+R4)/(R3-R4)≤3.95。
第二透镜L2的轴上厚度为d3，满足下列关系式：0.01≤d3/TTL≤0.02，有利于实现超薄化。
本实施方式中，第三透镜L3具有负屈折力。
变焦距光学系统10的短焦焦距为fs，第三透镜L3焦距f3，以及满足下列关系式：-2.31≤f3/fs≤-0.46，通过光焦度的合理分配，使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的，-1.45≤f3/fs≤-0.58。
第三透镜L3物侧面的曲率半径R5，第三透镜L3像侧面的曲率半径R6，满足下列关系式：0.32≤(R5+R6)/(R5-R6)≤5.34，规定了第三透镜的形状，在条件式规定范围内，可以缓和光线经过镜片的偏折程度，有效减小像差。优选的，0.51≤(R5+R6)/(R5-R6)≤4.28。
第三透镜L3的轴上厚度为d5，满足下列关系式：d5/TTL≤0.02，有利于实现超薄化。
本实施方式中，第四透镜L4具有负屈折力。
变焦距光学系统10的短焦焦距为fs，第四透镜L4焦距f4，满足下列关系式：-552.15≤f4/fs≤6.47，通过光焦度的合理分配，使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的，-345.09≤f4/fs≤5.18。
第四透镜L4物侧面的曲率半径R7，第四透镜L4像侧面的曲率半径R8，满足下列关系式：-37.10≤(R7+R8)/(R7-R8)≤104.17，规定的是第四透镜L4的形状，在范围内时，随着超薄广角化的发展，有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的，-23.19≤(R7+R8)/(R7-R8)≤83.33。
第四透镜L4的轴上厚度为d7，满足下列关系式：0.01≤d7/TTL≤0.04，有利于实现超薄化。优选的，0.01≤d7/TTL≤0.03。
本实施方式中，第五透镜L5具有正屈折力。
变焦距光学系统10的短焦焦距为fs，第五透镜L5焦距f5，满足下列关系式：0.25≤f5/fs≤1.25，对第五透镜L5的限定可有效的使得摄像镜头的光线角度平缓，降低公差敏感度。优选的，0.41≤f5/fs≤1.00。
第五透镜L5物侧面的曲率半径R9，第五透镜L5像侧面的曲率半径R10，满足下列关系式：-1.68≤(R9+R10)/(R9-R10)≤-0.11，规定的是第五透镜L5的形状，在条件范围内时，随着超薄长焦距化发展，有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的，-1.05≤(R9+R10)/(R9-R10)≤-0.13。
第五透镜L5的轴上厚度为d9，满足下列关系式：0.01≤d9/TTL≤0.11，有利于实现超薄化。优选的，0.01≤d9/TTL≤0.09。
本实施方式中，第六透镜L6具有正屈折力。
变焦距光学系统10的短焦焦距为fs，第六透镜L6的焦距为f6，满足下列关系式：0.24≤f6/fs≤12.44，在条件式范围内，通过光焦度的合理分配，使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的，0.38≤f6/fs≤9.95。
第六透镜L6物侧面的曲率半径R11，第六透镜L6像侧面的曲率半径R12，满足下列关系式：-15.86≤(R11+R12)/(R11-R12)≤-0.08，规定的是第六透镜L6的形状，在条件范围内时，随着超薄长焦距化发展，有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的，-9.92≤(R11+R12)/(R11-R12)≤-0.10。
第六透镜L6的轴上厚度为d11，满足下列关系式：0.02≤d11/TTL≤0.13，有利于实现超薄化。优选的，0.03≤d11/TTL≤0.10。
本实施方式中，第七透镜L7具有负屈折力。
变焦距光学系统10的短焦焦距为fs，第七透镜L7焦距f7，满足下列关系式：-1.15≤f7/fs≤-0.17，通过光焦度的合理分配，使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的，-0.72≤f7/fs≤-0.21。
第七透镜L7物侧面的曲率半径R13，第七透镜L7像侧面的曲率半径R14，满足下列关系式：0.15≤(R13+R14)/(R13-R14)≤2.97，规定的是第七透镜L7的形状，在条件范围内时，随着超薄长焦距化发展，有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的，0.24≤(R13+R14)/(R13-R14)≤2.38。
第七透镜L7的轴上厚度为d13，满足下列关系式：0.01≤d13/TTL≤0.15，有利于实现超薄化。优选的，0.02≤d9/TTL≤0.12。
本实施方式中，第八透镜L8具有正屈折力。
变焦距光学系统10的短焦焦距为fs，第八透镜L8焦距f8，满足下列关系式：0.64≤f8/fs≤2.72，通过光焦度的合理分配，使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的，1.03≤f8/fs≤2.18。
第八透镜L8物侧面的曲率半径R15，第八透镜L8像侧面的曲率半径R16，满足下列关系式：-5.04≤(R15+R16)/(R15-R16)≤-0.09，规定的是第八透镜L8的形状，在条件范围内时，随着超薄长焦距化发展，有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的，-3.15≤(R15+R16)/(R15-R16)≤-0.11。
第八透镜L8的轴上厚度为d15，满足下列关系式：0.01≤d15/TTL≤0.03，有利于实现超薄化。优选的，0.01≤d15/TTL≤0.02。
通常，变焦距光学系统10还包括光学过滤片GF，沿光路方向，光学过滤片GF设置于第八透镜L8与像面Si之间。
以下述第一实施例的具体参数设置说明本发明所述的变焦距光学系统，其中，表1列出该实施例中第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7以及第八透镜L8、光圈S1的参数，表2列出该实施例中各非球面头镜面的非球面系数，表中各参数的定义如下：
S1：光圈；
R：光学面的曲率半径、透镜时为中心曲率半径；
R1：第一透镜L1的物侧面的曲率半径；
R2：第一透镜L1的像侧面的曲率半径；
R3：第二透镜L2的物侧面的曲率半径；
R4：第二透镜L2的像侧面的曲率半径；
R5：第三透镜L3的物侧面的曲率半径；
R6：第三透镜L3的像侧面的曲率半径；
R7：第四透镜L4的物侧面的曲率半径；
R8：第四透镜L4的像侧面的曲率半径；
R9：第五透镜L5的物侧面的曲率半径；
R10：第五透镜L5的像侧面的曲率半径；
R11：第六透镜L6的物侧面的曲率半径；
R12：第六透镜L6的像侧面的曲率半径；
R13：第七透镜L7的物侧面的曲率半径；
R14：第七透镜L7的像侧面的曲率半径；
R15：第八透镜L8的物侧面的曲率半径；
R16：第八透镜L8的像侧面的曲率半径；
R17：光学过滤片GF的物侧面的曲率半径；
R18：光学过滤片GF的像侧面的曲率半径；
d1：第一透镜L1的轴上厚度；
d2：第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面的轴上距离；
d3：第二透镜L2的轴上厚度；
d4：第二透镜L2的像侧面到第三透镜L3的物侧面的轴上距离；
d5：第三透镜L3的轴上厚度；
d6：第三透镜L3的像侧面到第四透镜L4的物侧面的轴上距离；
d7：第四透镜L4的轴上厚度；
d8：第四透镜L4的像侧面到第五透镜L5的轴上距离；
d：光阑S1到第五透镜L5的物侧面的轴上距离；
d9：第五透镜L5的轴上厚度；
d10：第五透镜L5的像侧面到第六透镜L6的物侧面的轴上距离；
d11：第六透镜L6的轴上厚度；
d12：第六透镜L6的像侧面到第七透镜L7的物侧面的轴上距离；
d13：第七透镜L7的轴上厚度；
d14：第七透镜L7的像侧面到第八透镜L8的物侧面的轴上距离；
d15：第八透镜L8的轴上厚度；
d16：第八透镜L8的像侧面到光学过滤片GF的物侧面的轴上距离；
d17：光学过滤片GF的轴上厚度；
d18：光学过滤片GF的像侧面到像面的轴上距离；
nd：d线的折射率；
nd1：第一透镜L1的d线的折射率；
nd2：第二透镜L2的d线的折射率；
nd3：第三透镜L3的d线的折射率；
nd4：第四透镜L4的d线的折射率；
nd5：第五透镜L5的d线的折射率；
nd6：第六透镜L6的d线的折射率；
nd7：第七透镜L7的d线的折射率；
nd8：第八透镜L8的d线的折射率；
ndg：光学过滤片GF的d线的折射率；
vd：阿贝数；
v1：第一透镜L1的阿贝数；
v2：第二透镜L2的阿贝数；
v3：第三透镜L3的阿贝数；
v4：第四透镜L4的阿贝数；
v5：第五透镜L5的阿贝数；
v6：第六透镜L6的阿贝数；
v7：第七透镜L7的阿贝数；
v8：第八透镜L8的阿贝数；
vg：光学过滤片GF的阿贝数；
f：变焦距光学系统的焦距；
f1：第一透镜L1的焦距；
f2：第二透镜L2的焦距；
f3：第三透镜L3的焦距；
f4：第四透镜L4的焦距；
f5：第五透镜L5的焦距；
f6：第六透镜L6的焦距；
f7：第七透镜L7的焦距；
f8：第八透镜L8的焦距；
FOV：视场角；
H：水平视场角；
V：垂直视场角；
ENPD：入瞳直径；
y＝(x2/R)/[1+{1-(k+1)(x2/R2)}1/2]+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16+A18x18+A20x20 (5)
其中，为了方便起见，各个透镜面的非球面满足条件(5)的非球面方程，式中，R是轴上的曲率半径，k是圆锥系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20是非球面系数。本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7为球面。
【表1】
需要说明的是，表1中，列出的d2、d8、d14为第一实施例处于短焦状态时的距离值，在中焦状态时，d2＝2.419，d8＝3.403，d14＝6.874；在长焦状态时，d2＝3.061，d8＝0.677，d14＝8.958。
【表2】
在本实施方式中，所述摄像光学镜头在短焦状态时的入瞳直径为3.959mm，全视场像高为2.620mm，对角线方向的视场角为20.28°；中焦状态时的入瞳直径为5.334mm，全视场像高为2.620mm，对角线方向的视场角为12.65°；长焦状态时的入瞳直径为5.914mm，全视场像高为2.620mm，对角线方向的视场角为10.19°。广角、超薄，其轴上、轴外色像差充分补正，且具有优秀的光学特征。
如图1至图3所示，为采用表1-2中参数的实施例分别在短焦、中焦以及长焦状态时的结构示意图，图4至图6分别示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm、650nm的光经过短焦、中焦以及长焦状态的变焦距光学系统10后的轴向像差图，图7至图9分别示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm、650nm的光经过短焦、中焦以及长焦状态的变焦距光学系统10后的倍率色差示意图。图10至图12分别示出了波长为555nm的光分别经过短焦、中焦以及长焦状态的第一实施方式的变焦距光学系统10后的场曲及畸变示意图，场曲S是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。由图1至3可以看出，由短焦向中焦、长焦的变焦过程中，变倍组逐渐远离前固定组，变倍组和补偿组的距离逐渐缩小，补偿组逐渐远离物镜组。由图4-12能够看出，采用本发明提供的实施例能够得到更好地图像质量。
后出现的表7示出各实例1、2、3中各种数值与条件式中已规定的参数所对应的值。
如表7所示，第一实施方式满足各条件式。
(第二实施方式)
第二实施方式与第一实施方式基本相同，符号含义与第一实施方式相同，以下只列出不同点。
本实施方式中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第六透镜L6、第七透镜L7以及第八透镜L8为为前凸后凹透镜，第五透镜L5为双凸透镜。第一透镜L1具有正屈折力，第二透镜L2具有负屈折力，第三透镜L3具有负屈折力，第四透镜L4具有正屈折力，第五透镜L5具有正屈折力，第六透镜L6具有正屈折力，第七透镜L7具有负屈折力，第八透镜L8具有正屈折力。
表3列出该实施例中第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7以及第八透镜L8、光圈S1的参数，表4列出该实施例中各非球面头镜面的非球面系数。
【表3】
需要说明的是，表3中，列出的d2、d8、d14为第二实施例处于短焦状态时的距离值，在中焦状态时，d2＝3.142，d8＝3.851，d14＝6.982；在长焦状态时，d2＝3.933，d8＝1.139，d14＝8.904。
【表4】
本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第五透镜L5为球面。
在本实施方式中，所述摄像光学镜头在短焦状态时的入瞳直径为4.297mm，全视场像高为2.620mm，对角线方向的视场角为19.44°；中焦状态时的入瞳直径为5.800mm，全视场像高为2.620mm，对角线方向的视场角为12.15°；长焦状态时的入瞳直径为6.096mm，全视场像高为2.620mm，对角线方向的视场角为9.79°。广角、超薄，其轴上、轴外色像差充分补正，且具有优秀的光学特征。
如图13至图15所示，为采用表3-4中参数的实施例分别在短焦、中焦以及长焦状态时的结构示意图，图16至图18分别示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm、650nm的光经过短焦、中焦以及长焦状态的变焦距光学系统10后的轴向像差图，图19至图21分别示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm、650nm的光经过短焦、中焦以及长焦状态的变焦距光学系统10后的倍率色差示意图。图22至图24分别示出了波长为555nm的光分别经过短焦、中焦以及长焦状态的第一实施方式的变焦距光学系统10后的场曲及畸变示意图，场曲S是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。由图1至3可以看出，由短焦向中焦、长焦的变焦过程中，变倍组逐渐远离前固定组，变倍组和补偿组的距离逐渐缩小，补偿组逐渐远离物镜组。由图16-24能够看出，采用本发明提供的实施例能够得到更好地图像质量。
后出现的表7示出各实例1、2、3中各种数值与条件式中已规定的参数所对应的值。
如表7所示，第二实施方式满足各条件式。
(第三实施方式)
第三实施方式与第一实施方式基本相同，符号含义与第一实施方式相同，以下只列出不同点。
本实施方式中，第一透镜L1、第五透镜L5以及第六透镜L6为双凸透镜，第二透镜L2、第三透镜L3以及第七透镜L7为双凹透镜，第四透镜L4以及第八透镜L8为为前凸后凹透镜。第一透镜L1具有正屈折力，第二透镜L2具有负屈折力，第三透镜L3具有负屈折力，第四透镜L4具有正屈折力，第五透镜L5具有正屈折力，第六透镜L6具有正屈折力，第七透镜L7具有负屈折力，第八透镜L8具有正屈折力。
表5列出该实施例中第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7以及第八透镜L8、光阑S1的参数，表6列出该实施例中各非球面头镜面的非球面系数。
【表5】
需要说明的是，表5中，列出的d2、d8、d14为第三实施例处于短焦状态时的距离值，在中焦状态时，d2＝1.789，d8＝3.450，d14＝6.019；在长焦状态时，d2＝2.252，d8＝1.085，d14＝7.921。
【表6】
本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7为球面。
在本实施方式中，所述摄像光学镜头在短焦状态时的入瞳直径为4.447mm，全视场像高为2.620mm，对角线方向的视场角为20.07°；中焦状态时的入瞳直径为5.730mm，全视场像高为2.620mm，对角线方向的视场角为12.47°；长焦状态时的入瞳直径为5.972mm，全视场像高为2.620mm，对角线方向的视场角为10.00°。广角、超薄，其轴上、轴外色像差充分补正，且具有优秀的光学特征。
如图25至图27所示，为采用表5-6中参数的实施例分别在短焦、中焦以及长焦状态时的结构示意图，图28至图30分别示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm、650nm的光经过短焦、中焦以及长焦状态的变焦距光学系统10后的轴向像差图，图31至图33分别示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm、650nm的光经过短焦、中焦以及长焦状态的变焦距光学系统10后的倍率色差示意图。图34至图36分别示出了波长为555nm的光分别经过短焦、中焦以及长焦状态的第一实施方式的变焦距光学系统10后的场曲及畸变示意图，场曲S是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。由图25至27可以看出，由短焦向中焦、长焦的变焦过程中，变倍组逐渐远离前固定组，变倍组和补偿组的距离逐渐缩小，补偿组逐渐远离物镜组。由图28-36能够看出，采用本发明提供的实施例能够得到更好地图像质量。
后出现的表7示出各实例1、2、3中各种数值与条件式中已规定的参数所对应的值。
如表7所示，第三实施方式满足各条件式。
【表7】
| 参数及条件式 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| fs | 14.500 | 15.120 | 15.120 |
| fm | 23.273 | 24.268 | 24.213 |
| fl | 29.000 | 30.240 | 30.240 |
| f1 | 20.150 | 22.606 | 15.996 |
| f2 | -26.323 | -13.460 | -24.423 |
| f3 | -16.782 | -14.474 | -10.489 |
| f4 | -4003.080 | 18.550 | 65.258 |
| f5 | 12.111 | 7.671 | 9.917 |
| f6 | 23.167 | 125.392 | 7.273 |
| f7 | -5.025 | -8.713 | -3.831 |
| f8 | 18.633 | 27.060 | 27.436 |
| f group1/f group4 | 1.08 | 0.84 | 0.58 |
| D12 zoom3/D12 zoom1 | 3.40 | 3.93 | 2.50 |
| D23 zoom1/D23 zoom3 | 13.33 | 8.30 | 9.05 |
| D34 zoom3/D34 zoom1 | 3.23 | 2.53 | 3.92 |
上表中，fs表示变焦距光学系统的短焦焦距，fm表示变焦距光学系统的中焦焦距，fl表示变焦距光学系统的长焦焦距。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种变焦距光学系统，其特征在于，所述变焦距光学系统，沿光线入射方向，依次设置有前固定组、变倍组、补偿组、物镜组以及像面，所述前固定组的焦距为f group1，所述物镜组的焦距为f group4，长焦时所述前固定组像侧面到所述变倍组物侧面的轴上距离为D12zoom3，长焦时所述变倍组像侧面到所述补偿组物侧面的轴上距离为D23 zoom3，长焦时所述补偿组像侧面到所述物镜组物侧面的轴上距离为D34 zoom3，短焦时所述前固定组像侧面到所述变倍组物侧面的轴上距离为D12 zoom1，短焦时所述变倍组像侧面到所述补偿组物侧面的轴上距离为D23 zoom1，短焦时所述补偿组像侧面到所述物镜组物侧面的轴上距离为D34 zoom1，满足下列关系式：
0.50≤f group1/f group4≤1.10；
2.00≤D12 zoom3/D12 zoom1≤4.00；
8.00≤D23 zoom1/D23 zoom3≤15.00；
2.00≤D34 zoom3/D34 zoom1≤4.00。
2.根据权利要求1所述的变焦距光学系统，其特征在于，所述前固定组包括第一透镜；
所述变倍组与所述补偿组沿所述光线入射方向能够在所述前固定组与所述物镜组之间移动，以实现焦距连续切换；
所述变倍组包括沿所述光线入射方向设置的第二透镜、第三透镜以及第四透镜；
所述补偿组包括沿所述光线入射方向设置的第五透镜、第六透镜以及第七透镜；
所述物镜组能够沿所述光线入射方向相对于所述像面移动，以用于不同距离场景的对焦，所述物镜组包括第八透镜。
3.根据权利要求2所述的变焦距光学系统，其特征在于，所述第一透镜的焦距为f1，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第一透镜物侧面的曲率半径为R1，所述第一透镜像侧面的曲率半径为R2，所述第一透镜的轴上厚度为d1，且满足下列关系式：
0.53≤f1/fs≤2.24；
-2.11≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.37；
0.01≤d1/TTL≤0.07。
4.根据权利要求2所述的变焦距光学系统，其特征在于，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第二透镜的焦距为f2，所述第二透镜物侧面的曲率半径为R3，所述第二透镜像侧面的曲率半径为R4，且满足下列关系式：
-3.63≤f2/fs≤-0.59；
0.15≤(R3+R4)/(R3-R4)≤4.94；
0.01≤d3/TTL≤0.02。
5.根据权利要求2所述的变焦距光学系统，其特征在于，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第三透镜的焦距为f3，所述第三透镜物侧面的曲率半径为R5，所述第三透镜像侧面的曲率半径为R6，所述第三透镜的轴上厚度为d5，满足下列关系式：
-2.31≤f3/fs≤-0.46；
0.32≤(R5+R6)/(R5-R6)≤5.34；
d5/TTL≤0.02。
6.根据权利要求2所述的变焦距光学系统，其特征在于，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第四透镜的焦距为f4，所述第四透镜物侧面的曲率半径为R7，所述第四透镜像侧面的曲率半径为R8，所述第四透镜的轴上厚度为d7，且满足下列关系式：
-552.15≤f4/fs≤6.47；
-37.10≤(R7+R8)/(R7-R8)≤104.17；
0.01≤d7/TTL≤0.04。
7.根据权利要求2所述的变焦距光学系统，其特征在于，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第五透镜的焦距为f5，所述第五透镜物侧面的曲率半径为R9，所述第五透镜像侧面的曲率半径为R10，所述第五透镜的轴上厚度为d9，且满足下列关系式：
0.25≤f5/fs≤1.25；
-1.68≤(R9+R10)/(R9-R10)≤-0.11；
0.01≤d9/TTL≤0.11。
8.根据权利要求2所述的变焦距光学系统，其特征在于，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第六透镜的焦距为f6，所述第六透镜物侧面的曲率半径为R11，所述第六透镜像侧面的曲率半径为R12，所述第六透镜的轴上厚度为d11，满足下列关系式：
0.24≤f6/fs≤12.44；
-15.86≤(R11+R12)/(R11-R12)≤-0.08；
0.02≤d11/TTL≤0.13。
9.根据权利要求2所述的变焦距光学系统，其特征在于，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第七透镜的焦距为f7，所述第七透镜物侧面的曲率半径为R13，所述第七透镜像侧面的曲率半径为R14，所述第七透镜的轴上厚度为d13，且满足下列关系式：
-1.15≤f7/fs≤-0.17；
0.15≤(R13+R14)/(R13-R14)≤2.97；
0.01≤d13/TTL≤0.15。
10.根据权利要求2所述的变焦距光学系统，其特征在于，所述变焦距光学系统的短焦焦距为fs，所述第八透镜的焦距为f8，所述第六透镜物侧面的曲率半径为R15，所述第六透镜像侧面的曲率半径为R16，所述第六透镜的轴上厚度为d15，满足下列关系式：
0.64≤f8/fs≤2.72；
-5.04≤(R15+R16)/(R15-R16)≤-0.09；
0.01≤d15/TTL≤0.03。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911414345.0A CN111045199B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 变焦距光学系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911414345.0A CN111045199B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 变焦距光学系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111045199A CN111045199A (zh) | 2020-04-21 |
| CN111045199B true CN111045199B (zh) | 2022-03-22 |
Family
ID=70242664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911414345.0A Active CN111045199B (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 变焦距光学系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111045199B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI733556B (zh) | 2020-07-31 | 2021-07-11 | 大立光電股份有限公司 | 影像擷取透鏡系統、取像裝置及電子裝置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105068228A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-18 | 瑞声声学科技(苏州)有限公司 | 一种大相对孔径小型变焦距光学系统 |
| WO2019095865A1 (zh) * | 2017-11-16 | 2019-05-23 | 浙江舜宇光学有限公司 | 光学成像镜头 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101639569B (zh) * | 2009-08-21 | 2011-04-13 | 苏州大学 | 大相对孔径长焦距像方远心变焦镜头 |
| JP6236779B2 (ja) * | 2012-03-02 | 2017-11-29 | リコーイメージング株式会社 | ズームレンズ系及びこれを備えた電子撮像装置 |
| CN205263386U (zh) * | 2015-12-07 | 2016-05-25 | 三河市蓝思泰克光电科技有限公司 | 一种长焦距长波红外连续变焦镜头 |
| JP6649287B2 (ja) * | 2017-01-05 | 2020-02-19 | 富士フイルム株式会社 | ズームレンズおよび撮像装置 |
| CN108169880A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-15 | 北京航天计量测试技术研究所 | 一种紧凑型连续变焦红外光学系统 |
| CN109254390B (zh) * | 2018-10-17 | 2023-12-08 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种紧凑型中波红外连续变焦系统 |
-
2019
- 2019-12-31 CN CN201911414345.0A patent/CN111045199B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105068228A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-18 | 瑞声声学科技(苏州)有限公司 | 一种大相对孔径小型变焦距光学系统 |
| WO2019095865A1 (zh) * | 2017-11-16 | 2019-05-23 | 浙江舜宇光学有限公司 | 光学成像镜头 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111045199A (zh) | 2020-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110471168B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN111929839B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN111007631B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN109828351B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN111077643A (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN111812825B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN112698498B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN112698494B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN111929852B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN111929834B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN113960769A (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN110908081B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN110908091B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN112711123A (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN111045199B (zh) | 变焦距光学系统 | |
| CN112698491B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN112698490B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN112698493B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN114815176A (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN111142224B (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN112698492A (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN112698497A (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN112698488A (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN112684583A (zh) | 摄像光学镜头 | |
| CN112711124A (zh) | 摄像光学镜头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 213000 Xinwei 1st Road, Changzhou Comprehensive Bonded Zone, Jiangsu Province Applicant after: Chengrui optics (Changzhou) Co., Ltd Address before: 213000 Xinwei Road, Changzhou Export Processing Zone, Jiangsu Province Applicant before: Ruisheng Communication Technology (Changzhou) Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |