CN111999869A - 一种红外共焦的变焦镜头 - Google Patents

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CN111999869A CN202011005722.8A CN202011005722A CN111999869A CN 111999869 A CN111999869 A CN 111999869A CN 202011005722 A CN202011005722 A CN 202011005722A CN 111999869 A CN111999869 A CN 111999869A
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Abstract

本发明涉及镜头技术领域。本发明公开了一种红外共焦的变焦镜头，具有十七片透镜，第一透镜至第三透镜构成第一固定透镜组，第四透镜至第六透镜构成变倍透镜组；第七透镜至第十透镜构成第二固定透镜组；第十一透镜至第十七透镜构成调焦透镜组；光阑设置在变倍透镜组和第二固定透镜组之间，并对第一透镜至第十七透镜的屈光率和面型进行相应限定，且第一透镜和第二透镜相互胶合，第五透镜和第六透镜相互胶合，第九透镜和第十透镜相互胶合，第十一透镜和第十二透镜相互胶合，第十四透镜和第十五透镜相互胶合，第十六透镜和第十七透镜相互胶合。本发明具有焦距段跨度大，单位像素占比率高，像面大，通光大，色差小，红外共焦性好的优点。

Description

一种红外共焦的变焦镜头
技术领域
本发明属于镜头技术领域，具体地涉及一种用于智能交通系统的红外共焦的变焦镜头。
背景技术
随着科学技术的不断进步和社会的不断发展，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，光学成像镜头被广泛地应用在智能手机、平板电脑、视频会议、车载监控、安防监控、无人机航拍、智能交通系统等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。
在智能交通系统中，光学成像镜头的性能好坏很关键，会影响整个系统的可靠性。但目前应用于智能交通系统的光学成像镜头，还存在着许多不足，如单位像素(pixel)占比率不高，不利于后期算法开发；普遍为单焦镜头，限制多场景运用；镜头靶面尺寸多为1/1.8英寸和1英寸左右，像面小且总像素偏低；普遍通光偏小、成像面边缘相对照度偏低；普遍色差优化不足，容易出现蓝紫边现象；多数不共焦，需LED补光，易造成交通事故等，已无法满足用户日益提高的要求，需对其进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种红外共焦的变焦镜头用以解决上述存在的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种红外共焦的变焦镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第六透镜、光阑以及第七透镜至第十七透镜；第一透镜至第十七透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
第一透镜具负屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具正屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凸面；第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；第一透镜至第三透镜构成第一固定透镜组；
第四透镜具负屈光率，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凹面；第五透镜具负屈光率，第五透镜的物侧面为凹面，第五透镜的像侧面为凹面；第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凹面；第四透镜至第六透镜构成变倍透镜组；
第七透镜具正屈光率，第七透镜的物侧面为凸面，第七透镜的像侧面为凹面；第八透镜具负屈光率，第八透镜的物侧面为凹面，第八透镜的像侧面为凸面；第九透镜具正屈光率，第九透镜的物侧面为凸面，第九透镜的像侧面为凸面；第十透镜具负屈光率，第十透镜的物侧面为凹面，第十透镜的像侧面为凸面；第七透镜至第十透镜构成第二固定透镜组；
第十一透镜具正屈光率，第十一透镜的物侧面为凸面，第十一透镜的像侧面为凸面；第十二透镜具负屈光率，第十二透镜的物侧面为凹面，第十二透镜的像侧面为平面；第十三透镜具正屈光率，第十三透镜的物侧面为凸面，第十三透镜的像侧面为凸面；第十四透镜具正屈光率，第十四透镜的像侧面为凸面；第十五透镜具负屈光率，第十五透镜的物侧面为凹面，第十五透镜的像侧面为凸面；第十六透镜具负屈光率，第十六透镜的物侧面为凸面，第十六透镜的像侧面为凹面；第十七透镜具正屈光率，第十七透镜的物侧面为凸面，第十七透镜的像侧面为凹面；第十一透镜至第十七透镜构成调焦透镜组；
第一透镜和第二透镜相互胶合，第五透镜和第六透镜相互胶合，第九透镜和第十透镜相互胶合，第十一透镜和第十二透镜相互胶合，第十四透镜和第十五透镜相互胶合，第十六透镜和第十七透镜相互胶合；
该变焦镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第十七透镜。
进一步的，该第十三透镜的物侧面和像侧面均为非球面。
进一步的，该变焦镜头更满足：1.3＜fw/BFLw＞1.6；3.0＜ft/BFLt＞4.5，其中，fw为该变焦镜头的最短焦距，BFLw为最短焦距时的后焦距，ft为该变焦镜头的最长焦距，BFLt为最长焦距时的后焦距。
进一步的，第十四透镜、第十五透镜与第十六透镜、第十七透镜组成双高斯对称结构。
进一步的，该变焦镜头更满足：∣vd1-vd2∣＞30，其中，vd1为第一透镜的色散系数，vd2为第二透镜的色散系数。
进一步的，该变焦镜头更满足：∣vd5-vd6∣＞30，其中，vd5为第五透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数。
进一步的，该变焦镜头更满足：∣vd9-vd10∣＞30，其中，vd9为第九透镜的色散系数，vd10为第十透镜的色散系数。
进一步的，该变焦镜头更满足：∣vd14-vd15∣＞30，其中，vd14为第十四透镜的色散系数，vd15为第十五透镜的色散系数。
进一步的，该变焦镜头更满足：∣vd16-vd17∣＞30，其中，vd16为第十六透镜的色散系数，vd17为第十七透镜的色散系数。
本发明的有益技术效果：
本发明具有单位像素(pixel)占比率高，有利于后期图像处理及相应算法开发；焦距段跨度大(焦距范围在16mm-48mm，可替代焦距16mm、25mm、35mm、50mm镜头)，一款镜头多场景运用；像面大，像素高；通光孔径大，进光量大，像面边缘相对照度均匀；可见光宽光谱设计，色差优化较好，具有良好的图像色彩还原性；红外共焦性好，在夜晚模式也能保证成像清晰的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。
图1为本发明实施例一的处于最短焦距时的结构示意图；
图2为本发明实施例一的处于最短焦距时的0.435-0.656μm的MTF图；
图3为本发明实施例一的处于最短焦距时的可见光0.435-0.656μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图4为本发明实施例一的处于最短焦距时的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图5为本发明实施例一的处于最短焦距时的场曲和畸变曲线图；
图6为本发明实施例一的处于最短焦距时的轴向色差曲线图；
图7为本发明实施例一的处于最短焦距时的垂轴色差图示意图；
图8为本发明实施例一的处于最短焦距时的红外0.850μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图9为本发明实施例一的处于最长焦距时的结构示意图；
图10为本发明实施例一的处于最长焦距时的0.435-0.656μm的MTF图；
图11为本发明实施例一的处于最长焦距时的可见光0.435-0.656μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图12为本发明实施例一的处于最长焦距时的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图13为本发明实施例一的处于最长焦距时的场曲和畸变曲线图；
图14为本发明实施例一的处于最长焦距时的红外0.850μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图15为本发明实施例二的处于最短焦距时的结构示意图；
图16为本发明实施例二的处于最短焦距时的0.435-0.656μm的MTF图；
图17为本发明实施例二的处于最短焦距时的可见光0.435-0.656μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图18为本发明实施例二的处于最短焦距时的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图19为本发明实施例二的处于最短焦距时的场曲和畸变曲线图；
图20为本发明实施例二的处于最短焦距时的轴向色差曲线图；
图21为本发明实施例二的处于最短焦距时的垂轴色差图示意图；
图22为本发明实施例二的处于最短焦距时的红外0.850μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图23为本发明实施例二的处于最长焦距时的结构示意图；
图24为本发明实施例二的处于最长焦距时的0.435-0.656μm的MTF图；
图25为本发明实施例二的处于最长焦距时的可见光0.435-0.656μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图26为本发明实施例二的处于最长焦距时的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图27为本发明实施例二的处于最长焦距时的场曲和畸变曲线图；
图28为本发明实施例二的处于最长焦距时的红外0.850μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图29为本发明实施例三的处于最短焦距时的结构示意图；
图30为本发明实施例三的处于最短焦距时的0.435-0.656μm的MTF图；
图31为本发明实施例三的处于最短焦距时的可见光0.435-0.656μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图32为本发明实施例三的处于最短焦距时的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图33为本发明实施例三的处于最短焦距时的场曲和畸变曲线图；
图34为本发明实施例三的处于最短焦距时的轴向色差曲线图；
图35为本发明实施例三的处于最短焦距时的垂轴色差图示意图；
图36为本发明实施例三的处于最短焦距时的红外0.850μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图37为本发明实施例三的处于最长焦距时的结构示意图；
图38为本发明实施例三的处于最长焦距时的0.435-0.656μm的MTF图；
图39为本发明实施例三的处于最长焦距时的可见光0.435-0.656μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图40为本发明实施例三的处于最长焦距时的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图41为本发明实施例三的处于最长焦距时的场曲和畸变曲线图；
图42为本发明实施例三的处于最长焦距时的红外0.850μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图43为本发明实施例四的处于最短焦距时的结构示意图；
图44为本发明实施例四的处于最短焦距时的0.435-0.656μm的MTF图；
图45为本发明实施例四的处于最短焦距时的可见光0.435-0.656μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图46为本发明实施例四的处于最短焦距时的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图47为本发明实施例四的处于最短焦距时的场曲和畸变曲线图；
图48为本发明实施例四的处于最短焦距时的轴向色差曲线图；
图49为本发明实施例四的处于最短焦距时的垂轴色差图示意图；
图50为本发明实施例四的处于最短焦距时的红外0.850μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图51为本发明实施例四的处于最长焦距时的结构示意图；
图52为本发明实施例四的处于最长焦距时的0.435-0.656μm的MTF图；
图53为本发明实施例四的处于最长焦距时的可见光0.435-0.656μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图54为本发明实施例四的处于最长焦距时的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图55为本发明实施例四的处于最长焦距时的场曲和畸变曲线图；
图56为本发明实施例四的处于最长焦距时的红外0.850μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图57为本发明实施例五的处于最短焦距时的结构示意图；
图58为本发明实施例五的处于最短焦距时的0.435-0.656μm的MTF图；
图59为本发明实施例五的处于最短焦距时的可见光0.435-0.656μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图60为本发明实施例五的处于最短焦距时的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图61为本发明实施例五的处于最短焦距时的场曲和畸变曲线图；
图62为本发明实施例五的处于最短焦距时的轴向色差曲线图；
图63为本发明实施例五的处于最短焦距时的垂轴色差图示意图；
图64为本发明实施例五的处于最短焦距时的红外0.850μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图65为本发明实施例五的处于最长焦距时的结构示意图；
图66为本发明实施例五的处于最长焦距时的0.435-0.656μm的MTF图；
图67为本发明实施例五的处于最长焦距时的可见光0.435-0.656μm在60lp/mm的离焦曲线图；
图68为本发明实施例五的处于最长焦距时的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图69为本发明实施例五的处于最长焦距时的场曲和畸变曲线图；
图70为本发明实施例五的处于最长焦距时的红外0.850μm在60lp/mm的离焦曲线图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中，例如Zemax或CodeV。R值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lens data sheet)中。以物侧面来说，当R值为正时，判定为物侧面为凸面；当R值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当R值为正时，判定像侧面为凹面；当R值为负时，判定像侧面为凸面。
本发明提供了一种红外共焦的变焦镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第六透镜、光阑以及第七透镜至第十七透镜；第一透镜至第十七透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。
第一透镜具负屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具正屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凸面；第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；第一透镜至第三透镜构成第一固定透镜组。
第四透镜具负屈光率，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凹面；第五透镜具负屈光率，第五透镜的物侧面为凹面，第五透镜的像侧面为凹面；第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凹面；第四透镜至第六透镜构成变倍透镜组。
第七透镜具正屈光率，第七透镜的物侧面为凸面，第七透镜的像侧面为凹面；第八透镜具负屈光率，第八透镜的物侧面为凹面，第八透镜的像侧面为凸面；第九透镜具正屈光率，第九透镜的物侧面为凸面，第九透镜的像侧面为凸面；第十透镜具负屈光率，第十透镜的物侧面为凹面，第十透镜的像侧面为凸面；第七透镜至第十透镜构成第二固定透镜组。
第十一透镜具正屈光率，第十一透镜的物侧面为凸面，第十一透镜的像侧面为凸面；第十二透镜具负屈光率，第十二透镜的物侧面为凹面，第十二透镜的像侧面为平面；第十三透镜具正屈光率，第十三透镜的物侧面为凸面，第十三透镜的像侧面为凸面；第十四透镜具正屈光率，第十四透镜的像侧面为凸面；第十五透镜具负屈光率，第十五透镜的物侧面为凹面，第十五透镜的像侧面为凸面；第十六透镜具负屈光率，第十六透镜的物侧面为凸面，第十六透镜的像侧面为凹面；第十七透镜具正屈光率，第十七透镜的物侧面为凸面，第十七透镜的像侧面为凹面；第十一透镜至第十七透镜构成调焦透镜组。
第一透镜和第二透镜相互胶合，第五透镜和第六透镜相互胶合，第九透镜和第十透镜相互胶合，第十一透镜和第十二透镜相互胶合，第十四透镜和第十五透镜相互胶合，第十六透镜和第十七透镜相互胶合。
该变焦镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第十七透镜。本发明具有单位像素(pixel)占比率高，有利于后期图像处理及相应算法开发；焦距段跨度大(焦距范围在16mm-48mm，可替代焦距16mm、25mm、35mm、50mm镜头)，一款镜头多场景运用；像面大，像素高；通光孔径大，进光量大，像面边缘相对照度均匀；可见光宽光谱设计，色差优化较好，具有良好的图像色彩还原性；红外共焦性好，在夜晚模式也能保证成像清晰，应用于智能交通系统，避免LED补光造成光污染、交通事故的优点。
优选的，该第十三透镜的物侧面和像侧面均为非球面，校正通光，较大的通光孔径能够有更多的进光量，对成像的相对照度有比较好的提升。
优选的，该变焦镜头更满足：1.3＜fw/BFLw＞1.6；3.0＜ft/BFLt＞4.5，其中，fw为该变焦镜头的最短焦距，BFLw为最短焦距时的后焦距，ft为该变焦镜头的最长焦距，BFLt为最长焦距时的后焦距，进一步实现大焦距段跨度。
优选的，第十四透镜、第十五透镜与第十六透镜、第十七透镜组成双高斯对称结构，能够很好的矫正高级像差，提高成像质量。
优选的，该变焦镜头更满足：∣vd1-vd2∣＞30，其中，vd1为第一透镜的色散系数，vd2为第二透镜的色散系数，能够比较好的优化色差。
优选的，该变焦镜头更满足：∣vd5-vd6∣＞30，其中，vd5为第五透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数，能够比较好的优化色差。
优选的，该变焦镜头更满足：∣vd9-vd10∣＞30，其中，vd9为第九透镜的色散系数，vd10为第十透镜的色散系数，能够比较好的优化色差。
优选的，该变焦镜头更满足：∣vd14-vd15∣＞30，其中，vd14为第十四透镜的色散系数，vd15为第十五透镜的色散系数，能够比较好的优化色差。
优选的，该变焦镜头更满足：∣vd16-vd17∣＞30，其中，vd16为第十六透镜的色散系数，vd17为第十七透镜的色散系数，能够比较好的优化色差。
下面将以具体实施例对本发明的红外共焦的变焦镜头进行详细说明。
实施例一
如图1和9所示，一种红外共焦的变焦镜头，从物侧A1至像侧A2沿一光轴I依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、光阑180、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜100、第十一透镜110、第十二透镜120、第十三透镜130、第十四透镜140、第十五透镜150、第十六透镜160、第十七透镜170、保护玻璃190和成像面220；该第一透镜1至第十一透镜110各自包括一朝向物侧A1且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧A2且使成像光线通过的像侧面。
第一透镜1具负屈光率，第一透镜1的物侧面11为凸面，第一透镜1的像侧面12为凹面；第二透镜2具正屈光率，第二透镜2的物侧面21为凸面，第二透镜2的像侧面22为凸面；第三透镜3具正屈光率，第三透镜3的物侧面31为凸面，第三透镜3的像侧面32为凹面；第一透镜1至第三透镜3构成第一固定透镜组，在光轴I上相对于光阑180相对固定。
第四透镜4具负屈光率，第四透镜4的物侧面41为凹面，第四透镜4的像侧面42为凹面；第五透镜5具负屈光率，第五透镜5的物侧面51为凹面，第五透镜5的像侧面52为凹面；第六透镜6具正屈光率，第六透镜6的物侧面61为凸面，第六透镜6的像侧面62为凹面；第四透镜4至第六透镜6构成变倍透镜组，可在光轴I上相对于光阑180相对移动，起承担变焦距变倍的功能。
第七透镜7具正屈光率，第七透镜7的物侧面71为凸面，第七透镜7的像侧面72为凹面；第八透镜8具负屈光率，第八透镜8的物侧面81为凹面，第八透镜8的像侧面82为凸面；第九透镜9具正屈光率，第九透镜9的物侧面91为凸面，第九透镜9的像侧面92为凸面；第十透镜100具负屈光率，第十透镜100的物侧面101为凹面，第十透镜100的像侧面102为凸面；第七透7镜至第十透镜100构成第二固定透镜组，在光轴I上相对于光阑180相对固定。
第十一透镜110具正屈光率，第十一透镜110的物侧面111为凸面，第十一透镜110的像侧面112为凸面；第十二透镜120具负屈光率，第十二透镜120的物侧面121为凹面，第十二透镜120的像侧面122为平面；第十三透镜130具正屈光率，第十三透镜130的物侧面131为凸面，第十三透镜130的像侧面132为凸面；第十四透镜140具正屈光率，第十四透镜140的物侧面141为凸面，第十四透镜140的像侧面141为凸面；第十五透镜150具负屈光率，第十五透镜150的物侧面151为凹面，第十五透镜150的像侧面152为凸面；第十六透镜160具负屈光率，第十六透镜160的物侧面161为凸面，第十六透镜160的像侧面162为凹面；第十七透镜170具正屈光率，第十七透镜170的物侧面171为凸面，第十七透镜170的像侧面172为凹面；第十一透镜110至第十七透镜170构成调焦透镜组，可在光轴I上相对于光阑180相对移动，起承担重新对焦的功能。
第一透镜1和第二透镜2相互胶合，第五透镜5和第六透镜6相互胶合，第九透镜9和第十透镜100相互胶合，第十一透镜110和第十二透镜120相互胶合，第十四透镜140和第十五透镜150相互胶合，第十六透镜160和第十七透镜170相互胶合。
本具体实施例中，第十三透镜130的物侧面131和像侧面132均为非球面。
本具体实施例中，第一透镜1至第十七透镜170均为环保材料，整体成本低廉，适用于大规模采购适用。
本具体实施例的最短焦距(广角)时的详细光学数据如表1-1所示。
表1-1实施例一的最短焦距时的详细光学数据
Figure BDA0002695782100000051
Figure BDA0002695782100000061
本具体实施例的最长焦距(长焦)时的详细光学数据如表1-2所示。
表1-2实施例一的最长焦距时的详细光学数据
Figure BDA0002695782100000062
Figure BDA0002695782100000071
本具体实施例中，物侧面131和像侧面132依下列非球面曲线公式定义：
Figure BDA0002695782100000072
其中：
z：非球面的深度(非球面上距离光轴为y的点，与相切于非球面光轴上顶点之切面，两者间的垂直距离)；c：非球面顶点的曲率(the vertex curvature)；K：锥面系数(Conic Constant)；
Figure BDA0002695782100000073
径向距离(radial distance)；rn：归一化半径(normalization radius(NRADIUS))；u：r/rn；am：第m阶Qcon系数(is the mth Qconcoefficient)；Qm con：第m阶Qcon多项式(the mth Qcon polynomial)。
各个非球面的参数详细数据请参考下表：
表面 131 132
K＝ -4.0281E+00 4.6242E+00
a<sub>4</sub>＝ -9.2271E-07 2.6652E-06
a<sub>6</sub>＝ 4.4680E-07 1.6960E-07
a<sub>8</sub>＝ -4.4253E-11 -2.6367E-12
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
本具体实施例的解像力请参阅图2和图10，从图上可以看出对传函管控好，解析度高，在使用时的空间频率125lp/mm的MTF值大于0.3，满足画面清晰度的需求；可见光与红外共焦性请参阅图3、图8、图11和图14，可以看出可见光与红外共焦性好，红外离焦量(IRshift)大约在10μm左右，在夜晚模式也能保证成像清晰，避免LED补光造成光污染、交通事故等；轴向色差请参阅图6，垂轴色差请参阅图7，可以看出短焦轴向色差小于±6μm，垂轴色差小于±0.04mm，对色彩的还原好，不会出现蓝紫边现象；场曲及畸变图详见图5和图13的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变较小，满足使用要求；相对照度曲线图请参阅图4和12，可以看出，相对照度较高，在正常使用时，相对照度大于45％。
本具体实施例中，变焦镜头的焦距f＝16.20-47.87mm；光圈值FNO＝1.48-1.59，在广角时，第一透镜1的物侧面11至成像面200在光轴I上的距离TTLw＝131.15mm；在长焦时，第一透镜1的物侧面11至成像面200在光轴I上的距离TTLt＝131.15mm，像面尺寸大小为1.1英寸，视场角FOV＝19.2°(最长焦距时)-59.8°(最短焦距时)。
实施例二
如图15和23所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
本具体实施例的最短焦距(广角)时的详细光学数据如表2-1所示。
表2-1实施例二的最短焦距时的详细光学数据
Figure BDA0002695782100000081
本具体实施例的最长焦距(长焦)时的详细光学数据如表2-2所示。
表2-2实施例二的最长焦距时的详细光学数据
Figure BDA0002695782100000082
Figure BDA0002695782100000091
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
表面 131 132
K＝ -4.0281E+00 4.6242E+00
a<sub>4</sub>＝ -9.2271E-07 2.6652E-06
a<sub>6</sub>＝ 4.4680E-07 1.6960E-07
a<sub>8</sub>＝ -4.4253E-11 -2.6367E-12
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
本具体实施例的解像力请参阅图16和图24，从图上可以看出对传函管控好，解析度高，在使用时的空间频率125lp/mm的MTF值大于0.3，满足画面清晰度的需求；可见光与红外共焦性请参阅图17、图22、图25和图28，可以看出可见光与红外共焦性好，红外离焦量(IRshift)大约在10μm左右，在夜晚模式也能保证成像清晰，避免LED补光造成光污染、交通事故等；轴向色差请参阅图20，垂轴色差请参阅图21，可以看出短焦轴向色差小于±6μm，垂轴色差小于±0.04mm，对色彩的还原好，不会出现蓝紫边现象；场曲及畸变图详见图19和图27的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变较小，满足使用要求；相对照度曲线图请参阅图18和26，可以看出，相对照度较高，在正常使用时，相对照度大于45％。
本具体实施例中，变焦镜头的焦距f＝15.97-46.81mm；光圈值FNO＝1.58-1.64，在广角时，第一透镜1的物侧面11至成像面200在光轴I上的距离TTLw＝129.41mm；在长焦时，第一透镜1的物侧面11至成像面200在光轴I上的距离TTLt＝129.41mm，像面尺寸大小为1.1英寸，视场角FOV＝19.6°(最长焦距时)-61.8°(最短焦距时)。
实施例三
如图29和37所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
本具体实施例的最短焦距(广角)时的详细光学数据如表3-1所示。
表3-1实施例三的最短焦距时的详细光学数据
Figure BDA0002695782100000101
本具体实施例的最长焦距(长焦)时的详细光学数据如表3-2所示。
表3-2实施例三的最长焦距时的详细光学数据
Figure BDA0002695782100000111
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
表面 131 132
K＝ -4.0281E+00 4.6242E+00
a<sub>4</sub>＝ -9.2271E-07 2.6652E-06
a<sub>6</sub>＝ 4.4680E-07 1.6960E-07
a<sub>8</sub>＝ -4.4253E-11 -2.6367E-12
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
本具体实施例的解像力请参阅图30和图38，从图上可以看出对传函管控好，解析度高，在使用时的空间频率125lp/mm的MTF值大于0.3，满足画面清晰度的需求；可见光与红外共焦性请参阅图31、图36、图39和图42，可以看出可见光与红外共焦性好，红外离焦量(IRshift)大约在10μm左右，在夜晚模式也能保证成像清晰，避免LED补光造成光污染、交通事故等；轴向色差请参阅图34，垂轴色差请参阅图35，可以看出短焦轴向色差小于±6μm，垂轴色差小于±0.04mm，对色彩的还原好，不会出现蓝紫边现象；场曲及畸变图详见图33和图41的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变较小，满足使用要求；相对照度曲线图请参阅图32和40，可以看出，相对照度较高，在正常使用时，相对照度大于45％。
本具体实施例中，变焦镜头的焦距f＝16.17-47.89mm；光圈值FNO＝1.58-1.64，在广角时，第一透镜1的物侧面11至成像面200在光轴I上的距离TTLw＝128.67mm；在长焦时，第一透镜1的物侧面11至成像面200在光轴I上的距离TTLt＝128.67mm，像面尺寸大小为1.1英寸，视场角FOV＝19.4°(最长焦距时)-61.0°(最短焦距时)。
实施例四
如图43和51所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，仅第十四透镜140的物侧面141为凹面，此外，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也有所不同。
本具体实施例的最短焦距(广角)时的详细光学数据如表4-1所示。
表4-1实施例四的最短焦距时的详细光学数据
Figure BDA0002695782100000121
Figure BDA0002695782100000131
本具体实施例的最长焦距(长焦)时的详细光学数据如表4-2所示。
表4-2实施例四的最长焦距时的详细光学数据
Figure BDA0002695782100000132
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
Figure BDA0002695782100000133
Figure BDA0002695782100000141
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
本具体实施例的解像力请参阅图44和图52，从图上可以看出对传函管控好，解析度高，在使用时的空间频率125lp/mm的MTF值大于0.3，满足画面清晰度的需求；可见光与红外共焦性请参阅图45、图50、图53和图56，可以看出可见光与红外共焦性好，红外离焦量(IRshift)大约在10μm左右，在夜晚模式也能保证成像清晰，避免LED补光造成光污染、交通事故等；轴向色差请参阅图48，垂轴色差请参阅图49，可以看出短焦轴向色差小于±6μm，垂轴色差小于±0.04mm，对色彩的还原好，不会出现蓝紫边现象；场曲及畸变图详见图47和图55的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变较小，满足使用要求；相对照度曲线图请参阅图46和54，可以看出，相对照度较高，在正常使用时，相对照度大于45％。
本具体实施例中，变焦镜头的焦距f＝16.48-47.41mm；光圈值FNO＝1.58-1.64，在广角时，第一透镜1的物侧面11至成像面200在光轴I上的距离TTLw＝131.72mm；在长焦时，第一透镜1的物侧面11至成像面200在光轴I上的距离TTLt＝131.72mm，像面尺寸大小为1.1英寸，视场角FOV＝19.5°(最长焦距时)-59.6°(最短焦距时)。
实施例五
如图57和65所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，仅第十四透镜140的物侧面141为平面，此外，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也有所不同。
本具体实施例的最短焦距(广角)时的详细光学数据如表5-1所示。
表5-1实施例五的最短焦距时的详细光学数据
Figure BDA0002695782100000142
Figure BDA0002695782100000151
本具体实施例的最长焦距(长焦)时的详细光学数据如表5-2所示。
表5-2实施例五的最长焦距时的详细光学数据
Figure BDA0002695782100000152
Figure BDA0002695782100000161
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
表面 131 132
K＝ -4.0281E+00 4.6242E+00
a<sub>4</sub>＝ -9.2271E-07 2.6652E-06
a<sub>6</sub>＝ 4.4680E-07 1.6960E-07
a<sub>8</sub>＝ -4.4253E-11 -2.6367E-12
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
本具体实施例的解像力请参阅图58和图66，从图上可以看出对传函管控好，解析度高，在使用时的空间频率125lp/mm的MTF值大于0.3，满足画面清晰度的需求；可见光与红外共焦性请参阅图59、图64、图67和图70，可以看出可见光与红外共焦性好，红外离焦量(IRshift)大约在10μm左右，在夜晚模式也能保证成像清晰，避免LED补光造成光污染、交通事故等；轴向色差请参阅图62，垂轴色差请参阅图63，可以看出短焦轴向色差小于±6μm，垂轴色差小于±0.04mm，对色彩的还原好，不会出现蓝紫边现象；场曲及畸变图详见图61和图69的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变较小，满足使用要求；相对照度曲线图请参阅图60和68，可以看出，相对照度较高，在正常使用时，相对照度大于45％。
本具体实施例中，变焦镜头的焦距f＝16.35-47.31mm；光圈值FNO＝1.58-1.64，在广角时，第一透镜1的物侧面11至成像面200在光轴I上的距离TTLw＝130.47mm；在长焦时，第一透镜1的物侧面11至成像面200在光轴I上的距离TTLt＝130.47mm，像面尺寸大小为1.1英寸，视场角FOV＝19.5°(最长焦距时)-59.8°(最短焦距时)。
表6本发明五个实施例的相关表达式的数值表
实施例一 实施例二 实施例三 实施例四 实施例五
fw 16.20 15.97 16.17 16.48 16.35
ft 47.87 46.81 47.89 47.41 47.31
BFLw 12.02 10.23 12.22 11.89 11.82
BFLt 13.20 11.32 13.70 13.15 13.29
fw/BFLw 1.35 1.56 1.32 1.39 1.38
ft/BFLt 3.63 4.14 3.50 3.61 3.56
∣vd1-vd2∣ 43.15 43.15 43.15 43.15 43.15
∣vd5-vd6∣ 41.28 41.28 41.28 41.28 41.28
∣vd9-vd10∣ 40.33 40.33 40.33 40.33 40.33
∣vd14-vd15∣ 35.79 35.79 35.79 35.79 35.79
∣vd16-vd17∣ 37.31 37.31 37.31 37.31 37.31
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种红外共焦的变焦镜头，其特征在于：从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第六透镜、光阑以及第七透镜至第十七透镜；第一透镜至第十七透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
第一透镜具负屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具正屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凸面；第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；第一透镜至第三透镜构成第一固定透镜组；
第四透镜具负屈光率，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凹面；第五透镜具负屈光率，第五透镜的物侧面为凹面，第五透镜的像侧面为凹面；第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凹面；第四透镜至第六透镜构成变倍透镜组；
第七透镜具正屈光率，第七透镜的物侧面为凸面，第七透镜的像侧面为凹面；第八透镜具负屈光率，第八透镜的物侧面为凹面，第八透镜的像侧面为凸面；第九透镜具正屈光率，第九透镜的物侧面为凸面，第九透镜的像侧面为凸面；第十透镜具负屈光率，第十透镜的物侧面为凹面，第十透镜的像侧面为凸面；第七透镜至第十透镜构成第二固定透镜组；
第十一透镜具正屈光率，第十一透镜的物侧面为凸面，第十一透镜的像侧面为凸面；第十二透镜具负屈光率，第十二透镜的物侧面为凹面，第十二透镜的像侧面为平面；第十三透镜具正屈光率，第十三透镜的物侧面为凸面，第十三透镜的像侧面为凸面；第十四透镜具正屈光率，第十四透镜的像侧面为凸面；第十五透镜具负屈光率，第十五透镜的物侧面为凹面，第十五透镜的像侧面为凸面；第十六透镜具负屈光率，第十六透镜的物侧面为凸面，第十六透镜的像侧面为凹面；第十七透镜具正屈光率，第十七透镜的物侧面为凸面，第十七透镜的像侧面为凹面；第十一透镜至第十七透镜构成调焦透镜组；
第一透镜和第二透镜相互胶合，第五透镜和第六透镜相互胶合，第九透镜和第十透镜相互胶合，第十一透镜和第十二透镜相互胶合，第十四透镜和第十五透镜相互胶合，第十六透镜和第十七透镜相互胶合；
该变焦镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第十七透镜。
2.根据权利要求1所述的红外共焦的变焦镜头，其特征在于：该第十三透镜的物侧面和像侧面均为非球面。
3.根据权利要求1所述的红外共焦的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头更满足：1.3＜fw/BFLw＞1.6；3.0＜ft/BFLt＞4.5，其中，fw为该变焦镜头的最短焦距，BFLw为最短焦距时的后焦距，ft为该变焦镜头的最长焦距，BFLt为最长焦距时的后焦距。
4.根据权利要求1所述的红外共焦的变焦镜头，其特征在于：第十四透镜、第十五透镜与第十六透镜、第十七透镜组成双高斯对称结构。
5.根据权利要求1所述的红外共焦的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头更满足：∣vd1-vd2∣＞30，其中，vd1为第一透镜的色散系数，vd2为第二透镜的色散系数。
6.根据权利要求1所述的红外共焦的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头更满足：∣vd5-vd6∣＞30，其中，vd5为第五透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数。
7.根据权利要求1所述的红外共焦的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头更满足：∣vd9-vd10∣＞30，其中，vd9为第九透镜的色散系数，vd10为第十透镜的色散系数。
8.根据权利要求1所述的红外共焦的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头更满足：∣vd14-vd15∣＞30，其中，vd14为第十四透镜的色散系数，vd15为第十五透镜的色散系数。
9.根据权利要求1所述的红外共焦的变焦镜头，其特征在于，该变焦镜头更满足：∣vd16-vd17∣＞30，其中，vd16为第十六透镜的色散系数，vd17为第十七透镜的色散系数。
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