CN114089519A

CN114089519A - 变焦镜头

Info

Publication number: CN114089519A
Application number: CN202111494092.XA
Authority: CN
Inventors: 沈悦; 王言壮; 蓝岚
Original assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Current assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Priority date: 2021-12-08
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2022-02-25
Anticipated expiration: 2041-12-08
Also published as: CN114089519B

Abstract

本发明涉及一种变焦镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：光焦度为负的补偿透镜组(G1)、光阑(STO)、光焦度为正的固定透镜组(G2)和光焦度为正的变倍透镜组(G3)，在变倍过程中，所述固定透镜组(G2)相对于像面(IMA)位置固定不动，所述补偿透镜组(G1)和所述变倍透镜组(G3)沿光轴移动。该变焦镜头在一定的光学系统总长的条件下至少可实现3倍变焦，同时兼具大光圈变焦、高分辨率和红外共焦的良好性能，成本低。

Description

变焦镜头

技术领域

本发明涉及光学系统和器件技术领域，尤其涉及一种变焦镜头。

背景技术

变焦镜头由于其焦距可变，可满足多种多样的监控场景需求，在安防监控领域受到关注。而随着安防监控的快速普及以及发展，对变焦镜头的图像采集功能有了更高的要求。若变焦镜头采用大光圈，虽然大光圈可在暗场与夜间保证捕捉足够光线，但同时也带来了像差明显、成像不够清晰的缺陷。此外，为了扩大变焦镜头的使用场景和应用前景，安防监控领域普遍要求摄像机镜头需具备红外共焦性能和高低温下图像不失真的特性。而一般而言，变焦光学系统兼顾高分辨率、红外共焦和高低温性能，难以实现低成本化。因此，同时考虑降低其制造成本也非常重要。

中国专利CN113534425A公开的一种变焦镜头，采用“两固定-一变焦-一对焦”的四群光学架构，具有大光圈、大靶面和低成本的特点，但是无法兼容红外共焦的性能。同时这里的四群架构会在限制总长的基础上，减小变倍群组的变倍行程，导致变倍比在2-2.5倍之间，无法实现3倍以上的变焦。

发明内容

为克服上述现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种变焦镜头，在一定的光学系统总长的条件下至少可实现3倍变焦，实现大光圈变焦、高分辨率，同时具备红外共焦和低成本的优良特性。

为实现上述发明目的，本发明提供一种变焦镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：光焦度为负的补偿透镜组、光阑、光焦度为正的固定透镜组和光焦度为正的变倍透镜组，在变倍过程中，所述固定透镜组相对于像面位置固定不动，所述补偿透镜组和所述变倍透镜组沿光轴移动。

根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧的方向，所述补偿透镜组依次包括光焦度为负的第一透镜、光焦度为负的第二透镜和光焦度为正的第三透镜。

根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧的方向，

所述第一透镜和所述第三透镜均为凸凹型透镜；

所述第二透镜在近轴区处的形状为凹凹型或凸凹型。

根据本发明的一个方面，所述第二透镜和所述第三透镜均为塑胶非球面透镜。

根据本发明的一个方面，所述补偿透镜组从所述变焦镜头的广角端移动至望远端的距离ΔD与所述变焦镜头在广角端从所述第一透镜的前表面顶点至像面的距离TTL_W之间满足关系式：1.56≤|(ΔD/TTL_W)*10|≤1.92。

根据本发明的一个方面，所述固定透镜组包括光焦度为正的第四透镜，

沿光轴从物侧至像侧的方向，所述第四透镜为凸凹型透镜。

根据本发明的一个方面，所述第四透镜为塑胶非球面透镜。

根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧的方向，所述变倍透镜组依次包括光焦度为正的第五透镜、光焦度为正的第六透镜、光焦度为负的第七透镜、光焦度为正的第八透镜、光焦度为负的第九透镜、光焦度为正的第十透镜和光焦度为负的第十一透镜；

所述第八透镜和所述第九透镜胶合组成胶合透镜。

根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧的方向，

所述第五透镜为凸凸型或凸凹型透镜；

所述第六透镜和所述第七透镜均为凸凹型透镜；

所述第八透镜为凸凸型透镜；

所述第九透镜为凹凹型或凹凸型透镜；

所述第十透镜为凸凸型或凹凸型透镜；

所述第十一透镜在近轴区处的形状为凸凹型。

根据本发明的一个方面，所述第六透镜、所述第七透镜和所述第十一透镜均为塑胶非球面透镜，所述第十透镜为塑胶非球面透镜或玻璃球面透镜。

根据本发明的一个方面，所述第五透镜的折射率nd5满足关系式：1.52≤nd5≤1.65；

所述第八透镜的折射率nd8满足关系式：1.42≤nd8≤1.62。

根据本发明的一个方面，所述第五透镜的焦距F5与所述变倍透镜组的焦距FⅢ之间满足关系式：1.15≤F5/FⅢ≤1.72。

根据本发明的一个方面，所述胶合透镜中所述第八透镜的阿贝数vd8和所述第九透镜的阿贝数vd9之间满足关系式：36≤vd8-vd9≤68。

根据本发明的一个方面，所述胶合透镜的焦距FB与所述变倍透镜组的焦距FⅢ之间满足关系式：1.82≤|FB/FⅢ|。

根据本发明的一个方面，所述第六透镜的焦距F6与所述变倍透镜组的焦距FⅢ之间满足关系式：2.96≤F6/FⅢ≤4.50；

所述第七透镜的焦距F7与所述变倍透镜组的焦距FⅢ之间满足关系式：-2.42≤F7/FⅢ≤-1.55；

所述第十透镜的焦距F10与所述变倍透镜组的焦距FⅢ之间满足关系式：0.85≤F10/FⅢ≤2.11；

所述第十一透镜的焦距F11与所述变倍透镜组的焦距FⅢ之间满足关系式：-13.74≤F11/FⅢ≤-2.52。

根据本发明的一个方面，所述固定透镜组的焦距FⅡ和所述变焦镜头在广角端的焦距Fw之间满足关系式：29.76≤|FⅡ/Fw|≤50.81。

根据本发明的一个方面，所述补偿透镜组的焦距FⅠ与所述变倍透镜组的焦距FⅢ之间满足关系式：-0.88≤FⅠ/FⅢ≤-0.50。

根据本发明的方案，变焦镜头采用“一变焦、一对焦和一固定”的三群架构，总共包含11枚透镜。通过合理地配置各透镜的光焦度，以及在物侧面和像侧面的不同形状，以及采用“固定透镜组相对于像面位置固定不动，补偿透镜组和变倍透镜组沿光轴移动”的变焦方式，使得该变焦镜头在一定的光学系统总长的条件下至少可实现3倍变焦，同时兼具大光圈变焦、高分辨率和红外共焦的良好性能。

根据本发明的一个方案，通过特定玻璃透镜和塑胶透镜的混合搭配，使变焦镜头在高温80℃和低温-40℃状态下仍能保证良好的分辨率，高低温下不虚焦。并且，采用较少的玻璃透镜，保证上述各项性能的同时，实现低成本。

根据本发明的一个方案，通过对三个群组及其群组间、三个群组内特定透镜和胶合透镜的光焦度、折射率、阿贝数、距离等镜头参数进行合理配置，有效矫正变焦镜头的各类像差、球差和色差，提升光线的传递性，在变焦的过程中能更好对焦、实现大的变倍比、大光圈变焦、红外条件下的高清成像，提升对焦效率的同时保证全焦距成像质量。

附图说明

图1示意性表示本发明实施例1的变焦镜头的光学系统广角端的结构示意图；

图2示意性表示本发明实施例1的变焦镜头的光学系统望远端的结构示意图；

图3示意性表示本发明实施例1的变焦镜头的光学系统广角端的可见光RAY FAN图；

图4示意性表示本发明实施例1的变焦镜头的光学系统望远端的可见光RAY FAN图；

图5示意性表示本发明实施例2的变焦镜头的光学系统广角端的结构示意图；

图6示意性表示本发明实施例2的变焦镜头的光学系统望远端的结构示意图；

图7示意性表示本发明实施例2的变焦镜头的光学系统广角端的可见光RAY FAN图；

图8示意性表示本发明实施例2的变焦镜头的光学系统望远端的可见光RAY FAN图；

图9示意性表示本发明实施例3的变焦镜头的光学系统广角端的结构示意图；

图10示意性表示本发明实施例3的变焦镜头的光学系统望远端的结构示意图；

图11示意性表示本发明实施例3的变焦镜头的光学系统广角端的可见光RAY FAN图；

图12示意性表示本发明实施例3的变焦镜头的光学系统望远端的可见光RAY FAN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。

图1和图2分别示意性表示本发明的一个实施例的变焦镜头的光学系统广角端和望远端的结构示意图。

如图1或图2所示，本发明的变焦镜头包括：沿光轴从物侧至像侧的方向，依次排列的补偿透镜组G1、光阑STO、固定透镜组G2和变倍透镜组G3。其中，补偿透镜组G1具有负光焦度，固定透镜组G2和变倍透镜组G3都具有正光焦度。在变倍过程中，固定透镜组G2相对于像面IMA位置固定不动，补偿透镜组G1和变倍透镜组G3可以沿光轴进行移动，使得变焦镜头在整个变焦过程中的全焦距段上，都能实现高质量的成像。在本发明的一个实施例中，变焦镜头在广角端和望远端时的固定透镜组G2、补偿透镜组G1和变倍透镜组G3的相对位置关系分别如图1和图2所示。

在本发明中，沿光轴从物侧至像侧的方向，补偿透镜组G1包括依次排列的第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3。其中，第一透镜L1具有负光焦度，第二透镜L2和第三透镜L3都具有正光焦度。第一透镜L1和第三透镜L3的物侧面均为凸，其像侧面均为凹。第二透镜L2的物侧面在近轴区处的形状为凹或凸，其像侧面在近轴区处的形状为凹。

固定透镜组G2包括一枚具有正光焦度的第四透镜L4。第四透镜L4的物侧面为凸，其像侧面为凹。

变倍透镜组G3包括依次排列的第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、第十透镜L10和第十一透镜L11。其中，第五透镜L5、第六透镜L6、第八透镜L8和第十透镜L10都具有正光焦度，第七透镜L7、第九透镜L9和第十一透镜L11都具有负光焦度。第五透镜L5的物侧面为凸，其像侧面为凸或凹。第六透镜L6和第七透镜L7的物侧面均为凸，其像侧面均为凹。第八透镜L8的物侧面和像侧面均为凸。第九透镜L9的物侧面为凹，其像侧面为凹或凸。第十透镜L10的物侧面为凸或凹，其像侧面为凸。第十一透镜L11的物侧面在近轴区处的形状为凸，其像侧面在近轴区处的形状为凹。

本发明的变焦光学系统，采用“一变焦、一对焦和一固定”的三群光学架构，并对上述各群组中的各枚透镜的光焦度、及像侧面和物侧面的透镜形状进行合理配置，使三个群组都形成特定的光焦度，使得该变焦镜头在一定的光学系统总长的条件下至少可实现3倍变焦，同时兼具大光圈、高分辨率和红外共焦的良好性能，提高了该镜头的变倍比。

在本发明中，第五透镜L5的折射率nd5满足关系式：1.52≤nd5≤1.65；第八透镜L8的折射率nd8满足关系式：1.42≤nd8≤1.62。由此，通过合理配置第五透镜L5和第八透镜L8的折射率，保证了变焦镜头在红外条件下的高清晰成像。

第八透镜L8和第九透镜L9胶合组成胶合透镜。胶合透镜中第八透镜L8的阿贝数vd8和第九透镜L9的阿贝数vd9之间满足关系式：36≤vd8-vd9≤68。由此，通过设置上述胶合透镜，并对胶合透镜的阿贝数进行合理地配置和搭配，很好地矫正了整个光学系统的球差和色差，进而保证了变焦镜头成像的锐利度。

固定透镜组G2的焦距FⅡ和变焦镜头在广角端的焦距Fw之间满足关系式：29.76≤|FⅡ/Fw|≤50.81。通过对固定透镜组G2这一群组与变焦镜头整个光学系统的光焦度分配方式，有利于光线在通过固定透镜组G2后，减小光线高度，实现大光圈变焦。

补偿透镜组G1的焦距FⅠ与变倍透镜组G3的焦距FⅢ之间满足关系式：-0.88≤FⅠ/FⅢ≤-0.50。通过对补偿透镜组G1这一群组与变焦镜头整个光学系统的光焦度分配方式，能够更好地进行光线的传递，有利于变焦过程中更好地对焦并保证成像质量。

变倍透镜组G3从变焦镜头的广角端移动至望远端的距离ΔD与变焦镜头在广角端从第一透镜L1的前表面顶点至像面IMA的距离TTL_W之间满足关系式：1.56≤|(ΔD/TTL_W)*10|≤1.92。这里的前表面顶点指的是第一透镜L1的物侧面与光轴的交点。由此，在广角端至望远端的变焦过程中，可以较小的群组间隔变化量实现至少大的变倍比。同时，在变焦镜头光学系统总长有所限制的情况下，提升变焦效率。

变倍透镜组G3中第五透镜L5的焦距F5与变倍透镜组G3的焦距FⅢ之间满足关系式：1.15≤F5/FⅢ≤1.72。这种对第五透镜L5和变倍透镜组G3这一群组之间的光焦度分配关系，有利于提升群组间光线的传递性，更能够在一定的变焦镜头光学系统总长条件下，尽可能实现大的变倍比，具有更大的变倍组行程，并有利于更好地保证全焦段的成像质量。

变倍透镜组G3中胶合透镜的焦距FB与所述变倍透镜组G3的焦距FⅢ之间满足关系式：1.82≤|FB/FⅢ|。由此，通过对胶合透镜和变倍透镜组G3这一群组之间的光焦度根据上述关系进行分配，可以进一步提升光线的传递性，使得光线进一步会聚，有利于变焦镜头在大光圈下的高清晰成像。

补偿透镜组G1的第二透镜L2和第三透镜L3、固定透镜组G2的第四透镜L4、以及变倍透镜组G3的第六透镜L6、第七透镜L7和第十一透镜L11均为塑胶非球面透镜，变倍透镜组G3的第十透镜L10为塑胶非球面或玻璃球面透镜。通过合理配置三群架构中各透镜的非球面和球面的不同面型，有效地矫正了变焦光学系统的各类像差，从而提高了变焦镜头的分辨率，实现成像的高清解析力。同时，通过巧妙地搭配使用玻璃和塑胶材料，完美地补偿了变焦镜头在高低温下的后焦漂移，保证了变焦镜头在极限温度条件下的清晰成像。再加上各透镜光焦度的合理分配，使变焦光学系统在高温80℃和低温-40℃状态下仍能保证良好的分辨率，高低温下不虚焦。此外，本发明在采用较少玻璃透镜的情况下，仍能保证变焦光学系统的各项性能，同时大大减少了生产成本。

在变倍透镜组G3中，第六透镜L6的焦距F6、第七透镜L7的焦距F7、第十透镜L10的焦距F10和第十一透镜L11的焦距F11与变倍透镜组G3的焦距FⅢ之间分别满足以下关系式：

2.96≤F6/FⅢ≤4.50；

-2.42≤F7/FⅢ≤-1.55；

0.85≤F10/FⅢ≤2.11；

以及-13.74≤F11/FⅢ≤-2.52。

根据上述关系对变倍透镜组G3中的第六透镜L6、第七透镜L7、第十透镜L10和第十一透镜L11分别和变倍透镜组G3这一群组之间的正负光焦度进行搭配，有利于变焦镜头的像差矫正，并且有效保证变焦光学系统在高低温状态下不虚焦。

综上所述，本发明的变焦镜头为采用“一变焦、一对焦和一固定”三群架构的光学系统，总共包含11枚透镜。通过合理地配置各透镜的光焦度，以及在物侧面和像侧面的不同形状，以及采用“固定透镜组G2相对于像面位置固定不动，补偿透镜组G1和变倍透镜组G3沿光轴移动”的变焦方式，使得该变焦镜头在一定的光学系统总长的条件下至少可实现3倍变焦，同时兼具大光圈变焦、高分辨率和红外共焦的良好性能。并且，采用较少的玻璃透镜，保证上述各项性能的同时，实现低成本。再加上特定玻璃透镜和塑胶透镜的混合搭配，使变焦镜头在高温80℃和低温-40℃状态下仍能保证良好的分辨率，高低温下不虚焦。

以下以五个实施例来具体说明本发明的变焦镜头。在下列各个实施例中，本发明的变焦镜头包含11枚透镜、一个光阑STO、一个平行平板CG和像面IMA。其中，将光阑STO记为一面STO，将像面IMA记为一面IMA，将由第八透镜L8和第九透镜L9组成的双胶合透镜的胶合面记为一面。上述各枚透镜和平行平板CG均各有两面。

具体符合上述关系式的各个实施例的参数如下表1所示：

条件式	实施例1	实施例2	实施例3
				29.76≤\|FⅡ/Fw\|≤50.81	36.02	49.81	30.76
-0.88≤FⅠ/FⅢ≤-0.50	-0.71	-0.73	-0.72
				1.56≤\|(ΔD/TTL_W)*10\|≤1.92	1.84	1.74	1.78
1.15≤F5/FⅢ≤1.72	1.31	1.45	1.53
				1.82≤\|FB/FⅢ\|	4.44	7.32	2.32
1.52≤nd5≤1.65	1.62	1.55	1.55
				1.42≤nd8≤1.62	1.44	1.59	1.55
36≤vd8-vd9≤68	66.36	38.86	42.94
				2.96≤F6/FⅢ≤4.50	3.16	3.19	3.30
-2.42≤F7/FⅢ≤-1.55	-1.67	-1.88	-2.23
				0.85≤F10/FⅢ≤2.11	1.02	1.09	1.91
-13.74≤F11/FⅢ≤-2.52	-13.54	-11.85	-2.72

表1

在本发明的各个实施例中，变焦镜头的非球面透镜的面型满足以下公式：

其中，Z表示沿光轴方向，垂直于光轴的高度为y的位置处曲面到顶点的轴向距离；c表示非球面曲面顶点处的曲率；k表示圆锥系数；A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶非球面系数。

实施例1

参见图1和图2，在本实施例中，第十透镜L10为塑胶非球面透镜。

焦距：3.14-9.41mm；

F number:1.26–2.31。

本实施例的变焦镜头的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径R值、厚度d、材料的折射率nd和阿贝数vd，S1至S24表示变焦镜头中各枚透镜、胶合透镜、光阑STO和平行平板CG的每一个表面，如下表2所示。

表2

本实施例的变焦镜头各非球面透镜的非球面系数，包括该表面的二次曲面常数K值、四阶非球面系数A₄、六阶非球面系数A₆、八阶非球面系数A₈、十阶非球面系数A₁₀和十二阶非球面系数A₁₂，如下表3所示。

表3

本实施例的变焦镜头的广角端变化至望远端时，可变间隔数值，如下表4所示。

表面序号	厚度	广角端	望远端
				6	D1	11.46	1.90
9	D2	8.49	0.42
				22	D3	4.50	12.57

表4

图3和图4分别体现了本实施例的变焦镜头在广角端和望远端的光线像差效果。由图1至图4，并结合上述表1至表4中的相关设计参数和数据，可知，本实施例的变焦镜头在一定的光学系统总长的条件下至少可实现3倍变焦，同时兼具大光圈、高分辨率、红外共焦，保证全焦距段成像质量。采用玻璃透镜和塑胶透镜合理搭配，在使用较少玻璃透镜的情况下，仍然保证了变焦镜头的上述各项性能，同时大大降低了成本。通过透镜特定的材料选择与合理的光焦度搭配，使变焦镜头在高温80℃和低温-40℃的状态下仍能保证良好的分辨率，高低温下不虚焦。

实施例2

参见图5和图6，在本实施例中，第十透镜L10为塑胶非球面透镜。

焦距：3.13-9.38mm；

F number:1.26-2.38。

本实施例的变焦镜头的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径R值、厚度d、材料的折射率nd和阿贝数vd，S1至S24表示变焦镜头中各枚透镜、胶合透镜、光阑STO和平行平板CG的每一个表面，如下表5所示。

表5

本实施例的变焦镜头各非球面透镜的非球面系数，包括该表面的二次曲面常数K值、四阶非球面系数A₄、六阶非球面系数A₆、八阶非球面系数A₈、十阶非球面系数A₁₀和十二阶非球面系数A₁₂，如下表6所示。

Surf.No

K

A4

A6

A8

A10

A12

3

-1.10E+01

-8.09E-04

2.30E-05

-5.40E-07

7.58E-09

-4.40E-11

4

1.82E-01

-1.02E-03

-1.38E-05

6.82E-07

-1.18E-08

-3.67E-11

5

-3.57E-01

-1.56E-06

-2.52E-05

1.10E-06

-1.57E-08

-4.53E-11

6

3.30E+01

-2.16E-05

5.76E-06

-9.87E-08

2.23E-09

-1.50E-10

8

2.99E+01

-4.01E-04

-8.88E-08

-4.72E-08

-4.72E-09

1.08E-10

9

4.04E+01

-3.68E-04

2.33E-06

-2.25E-07

6.56E-09

-1.10E-10

12

3.17E+00

-1.56E-04

1.05E-06

-8.29E-07

7.95E-09

1.28E-10

13

6.25E+01

6.01E-04

-2.92E-06

-6.48E-07

9.63E-09

-6.74E-10

14

6.70E+00

-1.28E-03

3.01E-05

8.60E-07

-2.75E-08

-6.62E-10

15

2.05E-01

-1.97E-03

3.83E-05

-3.51E-08

1.78E-08

-1.12E-09

19

3.77E+01

1.69E-03

-1.66E-04

7.99E-06

-1.02E-07

7.36E-09

20

-7.93E+00

-9.13E-04

-4.47E-05

2.54E-06

-9.12E-08

8.44E-09

21

-1.23E+00

-7.80E-03

-4.90E-06

4.58E-06

-4.82E-08

-1.38E-08

22

-4.41E+00

-6.50E-03

1.28E-04

1.52E-06

-2.47E-07

6.56E-09

表6

本实施例的变焦镜头的广角端变化至望远端时，可变间隔数值，如下表7所示。

表7

图7和图8分别体现了本实施例的变焦镜头在广角端和望远端的光线像差效果。由图5至图8，并结合上述表1、表5至表7中的相关设计参数和数据，可知，本实施例的变焦镜头在一定的光学系统总长的条件下至少可实现3倍变焦，同时兼具大光圈、高分辨率、红外共焦，保证全焦距段成像质量。采用玻璃透镜和塑胶透镜合理搭配，在使用较少玻璃透镜的情况下，仍然保证了变焦镜头的上述各项性能，同时大大降低了成本。通过透镜特定的材料选择与合理的光焦度搭配，使变焦镜头在高温80℃和低温-40℃的状态下仍能保证良好的分辨率，高低温下不虚焦。

实施例3

参见图9和图10，在本实施例中，第十透镜L10为玻璃球面透镜。

焦距：3.13–9.38mm；

F number:1.25–2.31。

本实施例的变焦镜头的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径R值、厚度d、材料的折射率nd和阿贝数vd，S1至S24表示变焦镜头中各枚透镜、胶合透镜、光阑STO和平行平板CG的每一个表面，如下表8所示。

表8

本实施例的变焦镜头各非球面透镜的非球面系数，包括该表面的二次曲面常数K值、四阶非球面系数A₄、六阶非球面系数A₆、八阶非球面系数A₈、十阶非球面系数A₁₀和十二阶非球面系数A₁₂，如下表9所示。

表9

本实施例的变焦镜头的广角端变化至望远端时，可变间隔数值，如下表10所示。

表面序号	厚度	广角端	望远端
				6	D1	11.49	2.50
9	D2	8.25	0.46
				22	D3	4.71	12.50

表10

图11和图12分别体现了本实施例的变焦镜头在广角端和望远端的光线像差效果。由图9至图12，并结合上述表1、表8至表10中的相关设计参数和数据，可知，本实施例的变焦镜头在一定的光学系统总长的条件下至少可实现3倍变焦，同时兼具大光圈、高分辨率、红外共焦，保证全焦距段成像质量。采用玻璃透镜和塑胶透镜合理搭配，在使用较少玻璃透镜的情况下，仍然保证了变焦镜头的上述各项性能，同时大大降低了成本。通过透镜特定的材料选择与合理的光焦度搭配，使变焦镜头在高温80℃和低温-40℃的状态下仍能保证良好的分辨率，高低温下不虚焦。

以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，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，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种变焦镜头，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：光焦度为负的补偿透镜组(G1)、光阑(STO)、光焦度为正的固定透镜组(G2)和光焦度为正的变倍透镜组(G3)，

在变倍过程中，所述固定透镜组(G2)相对于像面(IMA)位置固定不动，所述补偿透镜组(G1)和所述变倍透镜组(G3)沿光轴移动。

2.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的方向，所述补偿透镜组(G1)依次包括光焦度为负的第一透镜(L1)、光焦度为负的第二透镜(L2)和光焦度为正的第三透镜(L3)。

3.根据权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧的方向，

所述第一透镜(L1)和所述第三透镜(L3)均为凸凹型透镜；

所述第二透镜(L2)在近轴区处的形状为凹凹型或凸凹型。

4.根据权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二透镜(L2)和所述第三透镜(L3)均为塑胶非球面透镜。

5.根据权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述补偿透镜组(G1)从所述变焦镜头的广角端移动至望远端的距离(ΔD)与所述变焦镜头在广角端从所述第一透镜(L1)的前表面顶点至像面(IMA)的距离(TTL_W)之间满足关系式：1.56≤|(ΔD/TTL_W)*10|≤1.92。

6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述固定透镜组(G2)包括光焦度为正的第四透镜(L4)，

沿光轴从物侧至像侧的方向，所述第四透镜(L4)为凸凹型透镜。

7.根据权利要求6所述的变焦镜头，其特征在于，所述第四透镜(L4)为塑胶非球面透镜。

8.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的方向，所述变倍透镜组(G3)依次包括光焦度为正的第五透镜(L5)、光焦度为正的第六透镜(L6)、光焦度为负的第七透镜(L7)、光焦度为正的第八透镜(L8)、光焦度为负的第九透镜(L9)、光焦度为正的第十透镜(L10)和光焦度为负的第十一透镜(L11)；

所述第八透镜(L8)和所述第九透镜(L9)胶合组成胶合透镜。

9.根据权利要求8所述的变焦镜头，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧的方向，

所述第五透镜(L5)为凸凸型或凸凹型透镜；

所述第六透镜(L6)和所述第七透镜(L7)均为凸凹型透镜；

所述第八透镜(L8)为凸凸型透镜；

所述第九透镜(L9)为凹凹型或凹凸型透镜；

所述第十透镜(L10)为凸凸型或凹凸型透镜；

所述第十一透镜(L11)在近轴区处的形状为凸凹型。

10.根据权利要求8所述的变焦镜头，其特征在于，所述第六透镜(L6)、所述第七透镜(L7)和所述第十一透镜(L11)均为塑胶非球面透镜，所述第十透镜(L10)为塑胶非球面透镜或玻璃球面透镜。