CN115236843A - 变焦镜头 - Google Patents

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CN115236843A CN202210952644.5A CN202210952644A CN115236843A CN 115236843 A CN115236843 A CN 115236843A CN 202210952644 A CN202210952644 A CN 202210952644A CN 115236843 A CN115236843 A CN 115236843A
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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：光焦度为负的第一透镜组、光焦度为正的第二透镜组、光焦度为正的第三透镜组、平行平板和像面，第一透镜组沿光轴从物侧向像侧做非线性移动；第三透镜组沿光轴从像侧向物侧做线性移动；变焦镜头还包括光阑，所述第三透镜组包含第九透镜在内的共计七枚透镜，第九透镜为近轴区凸凹型透镜；光阑位于第一透镜组和第二透镜组之间，或者，光阑位于第二透镜组和第三透镜组之间。该镜头实现广角端的超大视场角138°以上，在实现超大光圈、小体积、低成本、高成像性能的前提下，实现自动变焦和对焦，在变倍全程，始终保持良好、稳定和清晰的成像品质。

Description

变焦镜头
技术领域
本发明涉及光学系统和器件设计技术领域，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的特性，可满足多样的监控市场需求，而随着安防产业的快速发展以及在日趋激烈的市场竞争压力下，对镜头的性能、功能、兼容性提出了更高的需求。
超大光圈这一热点话题，已经在定焦镜头上得以实现，尤其是在大靶面CCD使用时，其低照性能体现出明显的优势，因此变焦镜头超大光圈化亦是大势所趋，也是未来产品竞争的焦点。
目前市场上的大光圈变焦镜头种类极少，多数大光圈变焦镜头视场角小、体积大，兼容性较差；同时，过多的使用玻璃镜片导致的超高成本让很多终端客户望而却步。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种变焦镜头。
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：光焦度为负的第一透镜组、光焦度为正的第二透镜组、光焦度为正的第三透镜组、平行平板和像面，所述第一透镜组沿光轴从物侧向像侧做非线性移动，实现从广角端向望远端的像面校正和调焦；所述第三透镜组沿光轴从像侧向物侧做线性移动，实现从广角端向望远端的变倍；所述变焦镜头还包括光阑，所述第三透镜组包含七枚透镜；
所述光阑位于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间，或者，所述光阑位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，所述第二透镜组包含一枚光焦度为正的第四透镜。
根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧的方向，所述第四透镜为近轴区双凸型透镜或近轴区凸凹型透镜。
根据本发明的一个方面，所述第四透镜为非球面透镜。
根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧的方向，所述第一透镜组依次包含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，
所述第一透镜为凸凹型透镜；
所述第二透镜为近轴区双凹型透镜或近轴区凸凹型透镜；
所述第三透镜为近轴区双凸型透镜。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜为球面透镜，所述第二透镜和所述第三透镜均为非球面透镜。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜的折射率Nd1和阿贝数Vd1分别满足如下关系式：
1.76≤Nd1≤1.81；
46.00≤Vd1≤50.20。
根据本发明的一个方面，所述第二透镜的焦距f2和所述第三透镜的焦距f3之间满足如下关系式：0.53≤|f2/f3|≤0.69。
根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧的方向，所述第三透镜组依次包含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正的第十一透镜。
根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧的方向，
所述第五透镜为近轴区双凸型透镜；
所述第六透镜、所述第九透镜和所述第十一透镜均为近轴区凸凹型透镜；
所述第七透镜为凸凹型或平凹型透镜；
所述第八透镜为双凸型透镜；
所述第十透镜为近轴区凹凸型透镜。
根据本发明的一个方面，所述第五透镜、所述第六透镜、所述第九透镜、所述第十透镜和所述第十一透镜均为非球面透镜，所述第七透镜和所述第八透镜均为球面透镜。
根据本发明的一个方面，所述第五透镜的前表面的有效通光口径Ф51和所述第五透镜的焦距f5之间满足如下关系式：0.54≤|Ф51/f5|≤0.63。
根据本发明的一个方面，所述第七透镜和所述第八透镜组成双胶合透镜。
根据本发明的一个方面，所述第七透镜的折射率Nd7和阿贝数Vd7分别满足如下关系式：
1.72≤Nd7≤1.76；
24.17≤Vd7≤29.13；
所述第八透镜的折射率Nd8和阿贝数Vd8分别满足如下关系式：
1.54≤Nd8≤1.60；
67.22≤Vd8≤76.88。
根据本发明的一个方面，所述变焦镜头包含一枚玻璃非球面透镜、三枚玻璃球面透镜和七枚塑胶非球面透镜。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜组的焦距FⅠ和所述变焦镜头在广角端的焦距Fw之间满足如下关系：1.88≤|FⅠ/FW|≤2.10。
根据本发明的一个方面，所述第三透镜组的焦距FⅢ分别与所述变焦镜头在广角端的焦距Fw和所述变焦镜头在望远端的焦距Ft满足如下关系式：
2.53≤|FⅢ/Fw|≤2.77；
1.46≤|FⅢ/Ft|≤1.61。
根据本发明的方案，该镜头的第一透镜组作为补偿组，第二透镜组作为固定组，第三透镜组作为变倍组，突破传统四群组变焦光学系统的光学架构，采用具有负光焦度的第一透镜组，实现广角端的超大视场角138°以上，在实现超大光圈、小体积、低成本、高成像性能的前提下，实现自动变焦和对焦，在变倍全程，始终保持良好、稳定和清晰的成像品质。同时，上述变焦系统克服了传统二群变焦架构体积大的缺陷。在光阑处设置第二透镜组，有利于降低到达第三透镜组的光线高度，从而实现体积小型化。
附图说明
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。
图1-1示意性表示本发明实施例一的变焦镜头广角端的结构示意图；
图1-2示意性表示本发明实施例一的变焦镜头望远端的结构示意图；
图1-3示意性表示本发明实施例一的变焦镜头广角端的RAY FAN图；
图1-4示意性表示本发明实施例一的变焦镜头望远端的RAY FAN图；
图1-5示意性表示本发明实施例一的变焦镜头广角端的Lateral Color图；
图1-6示意性表示本发明实施例一的变焦镜头望远端的Lateral Color图；
图1-7示意性表示本发明实施例一的变焦镜头广角端的LongitudinalAberration图；
图1-8示意性表示本发明实施例一的变焦镜头望远端的LongitudinalAberration图；
图2-1示意性表示本发明实施例二的变焦镜头广角端的结构示意图；
图2-2示意性表示本发明实施例二的变焦镜头望远端的结构示意图；
图2-3示意性表示本发明实施例二的变焦镜头广角端的RAY FAN图；
图2-4示意性表示本发明实施例二的变焦镜头望远端的RAY FAN图；
图2-5示意性表示本发明实施例二的变焦镜头广角端的Lateral Color图；
图2-6示意性表示本发明实施例二的变焦镜头望远端的Lateral Color图；
图2-7示意性表示本发明实施例二的变焦镜头广角端的LongitudinalAberration图；
图2-8示意性表示本发明实施例二的变焦镜头望远端的LongitudinalAberration图；
图3-1示意性表示本发明实施例三的变焦镜头广角端的结构示意图；
图3-2示意性表示本发明实施例三的变焦镜头望远端的结构示意图；
图3-3示意性表示本发明实施例三的变焦镜头广角端的RAY FAN图；
图3-4示意性表示本发明实施例三的变焦镜头望远端的RAY FAN图；
图3-5示意性表示本发明实施例三的变焦镜头广角端的Lateral Color图；
图3-6示意性表示本发明实施例三的变焦镜头望远端的Lateral Color图；
图3-7示意性表示本发明实施例三的变焦镜头广角端的LongitudinalAberration图；
图3-8示意性表示本发明实施例三的变焦镜头望远端的LongitudinalAberration图；
图4-1示意性表示本发明实施例四的变焦镜头广角端的结构示意图；
图4-2示意性表示本发明实施例四的变焦镜头望远端的结构示意图；
图4-3示意性表示本发明实施例四的变焦镜头广角端的RAY FAN图；
图4-4示意性表示本发明实施例四的变焦镜头望远端的RAY FAN图；
图4-5示意性表示本发明实施例四的变焦镜头广角端的Lateral Color图；
图4-6示意性表示本发明实施例四的变焦镜头望远端的Lateral Color图；
图4-7示意性表示本发明实施例四的变焦镜头广角端的LongitudinalAberration图；
图4-8示意性表示本发明实施例四的变焦镜头望远端的LongitudinalAberration图。
具体实施方式
此说明书实施例的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。
此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施例的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施例。本发明的范围由权利要求书所界定。
如图1-1和图1-2所示，本发明实施例提供一种变焦镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：光焦度为负的第一透镜组、光焦度为正的第二透镜组、光焦度为正的第三透镜组、平行平板CG和像面IMA。其中，所述第一透镜组沿光轴从物侧向像侧做非线性移动，实现从广角端向望远端的像面校正和调焦，保证系统像面在焦距变化过程中的稳定。所述第三透镜组沿光轴从像侧向物侧做线性移动，实现从广角端向望远端的变倍。所述第三透镜组包含七枚透镜。所述变焦镜头还包括光阑S，所述光阑S位于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间，或者，所述光阑S位于所述第二透镜组和所述第三透镜组之间。
如上所述，该镜头突破传统四群组变焦光学系统的光学架构，采用具有负光焦度的第一透镜组，实现广角端的超大视场角138°以上，在实现超大光圈、小体积、低成本、高成像性能的前提下，实现自动变焦和对焦，在变倍全程，始终保持良好、稳定和清晰的成像品质。同时，上述变焦系统克服了传统二群变焦架构体积大的缺陷。在光阑处设置第二透镜组，有利于降低到达第三透镜组的光线高度，从而实现体积小型化。
本发明实施例中，所述第二透镜组包含一枚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为近轴区双凸型透镜或近轴区凸凹型透镜。第四透镜L4设置在光阑S前或后的位置处，在变倍过程中，第四透镜L4相对像面IMA位置固定。进一步地，所述第四透镜L4为非球面透镜。通过在光阑S处设置一枚非球面透镜，有利于校正球差、减小达到第三透镜组G3的第一表面的入射角度，同时有利于实现超大光圈。
本发明实施例中，沿光轴从物侧至像侧的方向，所述第一透镜组依次包含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。通过上述透镜的光焦度进行合理搭配，有利于实现镜头的广角性能。
本发明实施例中，沿光轴从物侧至像侧的方向，所述第一透镜L1为凸凹型透镜，所述第二透镜L2为近轴区双凹型透镜或近轴区凸凹型透镜，所述第三透镜L3为近轴区双凸型透镜。本发明实施例中，所述第一透镜L1为球面透镜，所述第二透镜L2和所述第三透镜L3均为非球面透镜。通过合理地配置非球面和球面镜片，很好地校正了系统的各类像差，从而提高了镜头的分辨率，实现高清解析力。
本发明实施例中，所述第一透镜L1的折射率Nd1和阿贝数Vd1分别满足如下关系式：1.76≤Nd1≤1.81；46.00≤Vd1≤50.20。这种材料选择有利于镜头头部外形小型化及系统色差校正。
本发明实施例中，所述第二透镜L2的焦距f2和所述第三透镜L3的焦距f3之间满足如下关系式：0.53≤|f2/f3|≤0.69。通过对塑胶透镜的正负光焦度进行合理搭配，有利于镜头在不同的环境高低温度下都不虚焦，使系统在低温-40℃至高温80℃环境温度下仍能保证良好的分辨率。
本发明实施例中，沿光轴从物侧至像侧的方向，所述第三透镜组依次包含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、光焦度为正的第八透镜、光焦度为负的第九透镜L9、光焦度为正的第十透镜L10和光焦度为正的第十一透镜L11。
本发明实施例中，沿光轴从物侧至像侧的方向，所述第五透镜L5为近轴区双凸型透镜；所述第六透镜L6、所述第九透镜L9和所述第十一透镜L11均为近轴区凸凹型透镜；所述第七透镜为凸凹型或平凹型透镜；所述第八透镜为双凸型透镜；所述第十透镜L10为近轴区凹凸型透镜。
本发明实施例中，所述第五透镜L5、所述第六透镜L6、所述第九透镜L9、所述第十透镜L10和所述第十一透镜L11均为非球面透镜，所述第七透镜和所述第八透镜均为球面透镜。
本发明实施例中，所述第五透镜L5的前表面的有效通光口径Ф51和所述第五透镜L5的焦距f5之间满足如下关系式：0.54≤|Ф51/f5|≤0.63。这里的前表面即为第五透镜L5的物侧面。如此设置，能够有效减小镜头中部尺寸，实现体积小型化。
本发明实施例中，所述第七透镜和所述第八透镜组成双胶合透镜B1。进一步地，所述第七透镜的折射率Nd7和阿贝数Vd7分别满足如下关系式：1.72≤Nd7≤1.76；24.17≤Vd7≤29.13。所述第八透镜的折射率Nd8和阿贝数Vd8分别满足如下关系式：1.54≤Nd8≤1.60；67.22≤Vd8≤76.88。这种材料选择有利于校正变焦光学系统的色差。
本发明实施例中，所述变焦镜头包含一枚玻璃非球面透镜、三枚玻璃球面透镜和七枚塑胶非球面透镜。通过合理地配置非球面透镜和球面透镜，很好地校正了系统的各类像差，从而提高了镜头的分辨率，实现高清解析力。其中塑胶非球面透镜的使用，使镜头成本明显下降。在使用较少玻璃透镜的情况下，仍然保证了变焦光学系统的各项性能，同时大大减小了生产成本。
本发明实施例中，所述第一透镜组的焦距FⅠ和所述变焦镜头在广角端的焦距Fw之间满足如下关系：1.88≤|FⅠ/FW|≤2.10。如此设置第一透镜群组间光焦度的分配方式有利于增大镜头广角端的视场角，实现超大视场角138°以上。
本发明实施例中，所述第三透镜组的焦距FⅢ分别与所述变焦镜头在广角端的焦距Fw和所述变焦镜头在望远端的焦距Ft满足如下关系式：2.53≤|FⅢ/Fw|≤2.77；1.46≤|FⅢ/Ft|≤1.61。如此设置第三透镜群组间光焦度的分配方式能够有效地进行光线的传递，实现镜头的最大变倍比。
下面以四个实施例结合附图和表格来具体说明本发明的变焦镜头。在下列各个实施例中，本发明将光阑S记为一面，将像面IMA记为一面，将双胶合透镜记为三面。
具体符合上述关系式的各个实施例的参数如下表1所示：
关系式 实施例一 实施例二 实施例三 实施例四
1.88≤|F<sub>Ⅰ</sub>/F<sub>W</sub>|≤2.10 2.01 2.02 1.92 2.06
2.53≤|F<sub>Ⅲ</sub>/Fw|≤2.77 2.57 2.60 2.73 2.64
1.46≤|F<sub>Ⅲ</sub>/Ft|≤1.61 1.48 1.50 1.58 1.52
1.76≤Nd<sub>1</sub>≤1.81 1.80 1.80 1.80 1.80
46.00≤Vd<sub>1</sub>≤50.20 46.6 46.6 46.6 46.6
0.53≤|f<sub>2</sub>/f<sub>3</sub>|≤0.69 0.62 0.61 0.56 0.66
0.54≤|Ф<sub>51</sub>/f<sub>5</sub>|≤0.63 0.62 0.58 0.58 0.56
1.72≤Nd<sub>7</sub>≤1.76 1.73 1.75 1.75 1.75
24.17≤Vd<sub>7</sub>≤29.13 28.3 25.0 25.0 25.0
1.54≤Nd<sub>8</sub>≤1.60 1.59 1.59 1.59 1.59
67.22≤Vd<sub>8</sub>≤76.88 68.6 68.6 68.6 68.6
表1在本发明的实施例中，该变焦镜头的塑胶非球面透镜满足下列公式：
Figure BDA0003789870890000091
在上述公式中，z为沿光轴方向，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为圆锥系数；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。
实施例一
参见图1-1和图1-2，在本实施例的变焦镜头各参数如下所述：
焦距：4.62mm-8.0mm；FNo：1.0-1.27。
第一透镜组沿光轴从物侧向像侧做非线性移动，实现从广角端向望远端像面校正及调焦，保证系统像面在焦距变化过程中的稳定；光阑S后位置处，设有一枚凸凹型非球面的第四透镜L4，在变倍过程中，相对像面位置固定；所述第三透镜组沿光轴做从像侧向物侧做线性移动，实现从广角端向望远端变倍。
本实施例包含一枚玻璃非球面透镜，三枚玻璃球面透镜，七枚塑胶非球面透镜。
表2列出本实施例的变焦镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率和阿贝数。
Figure BDA0003789870890000101
Figure BDA0003789870890000111
表2
表3列出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、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、十二阶非球面系数A12、十四阶非球面系数A14和十六阶非球面系数A16。
Figure BDA0003789870890000112
Figure BDA0003789870890000121
表3
表4列出本实施例的变焦镜头从广角端变化至望远端时的可变间隔数值。其中，D1表示第一透镜组与光阑S的间隔，D2表示第二透镜组与第三透镜组的间隔，D3表示第三透镜组与平行平板CG的间隔。
表面序号 厚度 广角端 望远端
6 D1 8.80 1.84
9 D2 4.13 0.25
22 D3 0.95 4.83
表4
结合图1-1至图1-8以及上述表1至表4所示，本实施例的变焦镜头实现广角端的超大视场角138°以上，在实现超大光圈、小体积、低成本、高成像性能的前提下，实现自动变焦和对焦，在变倍全程，始终保持良好、稳定和清晰的成像品质。同时，该系统在低温-40℃至高温80℃环境温度下仍能保证良好的分辨率。
实施例二
参见图2-1和图2-2，本实施例的变焦镜头各参数如下所述：
焦距：4.62mm-8.0mm；FNo：0.94-1.21。
第一透镜组沿光轴从物侧向像侧做非线性移动，实现从广角端向望远端像面校正及调焦，保证系统像面在焦距变化过程中的稳定；光阑S前位置处，设有一枚凸凹型非球面的第四透镜L4，在变倍过程中，相对像面位置固定；所述第三透镜组沿光轴做从像侧向物侧做线性移动，实现从广角端向望远端变倍。
本实施例包含一枚玻璃非球面透镜，三枚玻璃球面透镜，七枚塑胶非球面透镜。
表5列出本实施例的变焦镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率和阿贝数。
表面序号 表面类型 曲率半径 厚度 折射率 阿贝数
1 球面 201.49 0.60 1.80 46.6
2 球面 9.30 5.42
3 非球面 -30.09 1.45 1.54 55.7
4 非球面 14.00 0.28
5 非球面 55.94 2.52 1.66 20.4
6 非球面 -29.20 D1
7 非球面 34.55 1.87 1.54 56.0
8 非球面 141.04 0.20
(S) 球面 Infinity D2
10 非球面 13.13 5.09 1.69 53.2
11 非球面 -31.78 0.16
12 非球面 21.21 1.42 1.54 56.0
13 非球面 33.06 1.20
14 球面 Infinity 1.22 1.75 25.0
15 球面 7.74 6.01 1.59 68.6
16 球面 -18.45 0.10
17 非球面 19.96 1.51 1.64 23.5
18 非球面 10.53 0.63
19 非球面 -16.31 1.44 1.54 56.0
20 非球面 -9.79 0.10
21 非球面 8.58 2.12 1.64 23.5
22 非球面 9.06 D3
23 球面 Infinity 0.70 1.52 64.2
24 球面 Infinity 2.84
IMA 球面 Infinity -
表5
表6列出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、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、十二阶非球面系数A12、十四阶非球面系数A14和十六阶非球面系数A16。
Figure BDA0003789870890000141
表6
表7列出本实施例的变焦镜头从广角端变化至望远端时的可变间隔数值。其中，D1表示第一透镜组与光阑S的间隔，D2表示第二透镜组与第三透镜组的间隔，D3表示第三透镜组与平行平板CG的间隔。
表面序号 厚度 广角端 望远端
6 D1 9.09 2.08
9 D2 4.00 0.10
22 D3 1.05 4.95
表7
结合图2-1至图2-8以及上述表1、表5至表7所示，本实施例的变焦镜头实现广角端的超大视场角138°以上，在实现超大光圈、小体积、低成本、高成像性能的前提下，实现自动变焦和对焦，在变倍全程，始终保持良好、稳定和清晰的成像品质。同时，该系统在低温-40℃至高温80℃环境温度下仍能保证良好的分辨率。
实施例三
参见图3-1和图3-2，本实施例的变焦镜头各参数如下所述：
焦距：4.63mm-8.0mm；FNo：1.0-1.28。
第一透镜组沿光轴从物侧向像侧做非线性移动，实现从广角端向望远端像面校正及调焦，保证系统像面在焦距变化过程中的稳定；光阑S后位置处，设有一枚双凸型非球面的第四透镜L4，在变倍过程中，相对像面位置固定；所述第三透镜组沿光轴做从像侧向物侧做线性移动，实现从广角端向望远端变倍。
本实施例包含一枚玻璃非球面透镜，三枚玻璃球面透镜，七枚塑胶非球面透镜。
表8列出本实施例的变焦镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率和阿贝数。
Figure BDA0003789870890000151
Figure BDA0003789870890000161
表8
表9列出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、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、十二阶非球面系数A12、十四阶非球面系数A14和十六阶非球面系数A16。
Figure BDA0003789870890000171
表9
表10列出本实施例的变焦镜头从广角端变化至望远端时的可变间隔数值。其中，D1表示第一透镜组与光阑S的间隔，D2表示第二透镜组与第三透镜组的间隔，D3表示第三透镜组与平行平板CG的间隔。
Figure BDA0003789870890000172
Figure BDA0003789870890000181
表10
结合图3-1至图3-8以及上述表1、表8至表10所示，本实施例的变焦镜头实现广角端的超大视场角138°以上，在实现超大光圈、小体积、低成本、高成像性能的前提下，实现自动变焦和对焦，在变倍全程，始终保持良好、稳定和清晰的成像品质。同时，该系统在低温-40℃至高温80℃环境温度下仍能保证良好的分辨率。
实施例四
参见图4-1和图4-2，本实施例的变焦镜头各参数如下所述：
焦距：4.60mm-8.0mm；FNo：1.01-1.29。
第一透镜组沿光轴从物侧向像侧做非线性移动，实现从广角端向望远端像面校正及调焦，保证系统像面在焦距变化过程中的稳定；光阑S后位置处，设有一枚凸凹型非球面的第四透镜L4，在变倍过程中，相对像面位置固定；所述第三透镜组沿光轴做从像侧向物侧做线性移动，实现从广角端向望远端变倍。
本实施例包含一枚玻璃非球面透镜，三枚玻璃球面透镜，七枚塑胶非球面透镜。
表11列出本实施例的变焦镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率和阿贝数。
Figure BDA0003789870890000182
Figure BDA0003789870890000191
表11
表12列出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、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、十二阶非球面系数A12、十四阶非球面系数A14和十六阶非球面系数A16。
Figure BDA0003789870890000192
Figure BDA0003789870890000201
表12
表13列出本实施例的变焦镜头从广角端变化至望远端时的可变间隔数值。其中，D1表示第一透镜组与光阑S的间隔，D2表示第二透镜组与第三透镜组的间隔，D3表示第三透镜组与平行平板CG的间隔。
表面序号 厚度 广角端 望远端
6 D1 9.20 1.78
9 D2 4.21 0.30
22 D3 1.22 5.13
表13
结合图4-1至图4-8以及上述表1、表11至表13所示，本实施例的变焦镜头实现广角端的超大视场角138°以上，在实现超大光圈、小体积、低成本、高成像性能的前提下，实现自动变焦和对焦，在变倍全程，始终保持良好、稳定和清晰的成像品质。同时，该系统在低温-40℃至高温80℃环境温度下仍能保证良好的分辨率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

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：光焦度为负的第一透镜组、光焦度为正的第二透镜组、光焦度为正的第三透镜组、平行平板(CG)和像面(IMA)，
所述第一透镜组沿光轴从物侧向像侧非线性移动以实现从广角端向望远端的像面校正和调焦；
所述第三透镜组沿光轴从像侧向物侧线性移动以实现从广角端向望远端的变倍；
所述第三透镜组包含第九透镜(L9)在内的共计七枚透镜，所述第九透镜(L9)为近轴区凸凹型透镜；
所述变焦镜头还包括光阑(S)，所述光阑(S)位于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间，或者所述第二透镜组和所述第三透镜组之间。
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，所述第一透镜组依次包含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)为凸凹型透镜；
所述第二透镜(L2)为近轴区双凹型透镜或近轴区凸凹型透镜；
所述第三透镜(L3)为近轴区双凸型透镜。
4.根据权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜(L1)为球面透镜，所述第二透镜(L2)和所述第三透镜(L3)均为非球面透镜。
5.根据权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜(L1)的折射率Nd1和阿贝数Vd1分别满足如下关系式：
1.76≤Nd1≤1.81；
46.00≤Vd1≤50.20。
6.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)的焦距f2和所述第三透镜(L3)的焦距f3满足如下关系式：0.53≤|f2/f3|≤0.69。
7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二透镜组包含一枚光焦度为正的第四透镜(L4)。
8.根据权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧的方向，所述第四透镜(L4)为近轴区双凸型透镜或近轴区凸凹型透镜。
9.根据权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，所述第四透镜(L4)为非球面透镜。
10.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，所述第三透镜组依次包含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、光焦度为正的第八透镜、光焦度为负的所述第九透镜(L9)、光焦度为正的第十透镜(L10)和光焦度为正的第十一透镜(L11)。
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