CN207833095U - 一种大光圈大像面的长焦变焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有正光焦度的前固定透镜组、具有负光焦度的变倍透镜组、具有正光焦度的后固定透镜组和具有正光焦度的补偿透镜组，变倍透镜组与所述补偿透镜组满足如下条件式：0.5<∣Ff/Bf∣<3，其中，Ff为补偿透镜组的焦距，Bf为变倍透镜组的焦距。本实用新型为采用15枚玻璃球面镜片的长焦变焦镜头，其最大光圈达到F1.2，最大像面1/1.7"，分辨率达到八百万像素，焦距范围10‑40mm，光学总长小于100mm，且具有成像质量好，相对孔径大和具有恒定光圈等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及镜头技术领域，尤其涉及一种大光圈大像面的长焦变焦镜头。
背景技术
长焦镜头具备较强的摄远能力，因此广泛应用于长距离监控。长距离监控需要较大的通光量才能保证图像的亮度，因此需要镜头具备大的通光孔径。然而目前常见的长焦变焦镜头光圈一般为F2.0左右，通光量较小。在微光环境下通常采用红外灯进行补光，但是在超长距离红外灯光无法到达的环境下整体的图像质量就比较差了。因此有必要研发一种最大像面超过1/1.7"，最大光圈可以达到F1.2的长焦变焦镜头搭配1/1.7"高感光度成像芯片，在微光环境下不需要红外灯补光也能获得清晰明亮的图像。
实用新型内容
本实用新型提供一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，克服了现有技术中存在的不足。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：
一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有正光焦度的前固定透镜组、具有负光焦度的变倍透镜组、具有正光焦度的后固定透镜组和具有正光焦度的补偿透镜组，所述变倍透镜组与所述补偿透镜组满足如下条件式：
0.5<∣Ff/Bf∣<3，
其中，Ff为补偿透镜组的焦距，Bf为变倍透镜组的焦距。
进一步地，所述前固定透镜组和后固定透镜组分别与整个镜头满足如下条件式：
3<∣Qf/Wf∣<8；0.8<∣Qf/Tf∣<3.5，
1<∣Gf/Wf∣<6；0.4<∣Gf/Tf∣<3，
其中，Qf为前固定透镜组的焦距，Gf为后固定透镜组的焦距，Wf和Tf分别代表了整个镜头处于焦距最短处的焦距和处于焦距最长处的焦距。
更进一步地，所述前固定透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜和具有负光焦度的第三透镜。
优选地，所述第一透镜与第二透镜胶合形成第一胶合透镜，所述第一透镜为凸凹透镜，所述第二透镜为双凸透镜，所述第三透镜为凸凹透镜。
更进一步地，所述变倍透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜和具有正光焦度的第六透镜。
优选地，所述第五透镜与第六透镜胶合形成第二胶合透镜，所述第四透镜为双凹透镜，所述第五透镜为双凹透镜，所述第六透镜的物方表面为凸面，其像方表面为凸面、平面和凹面中的一种。
更进一步地，所述后固定透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有正光焦度的第七透镜、具有正光焦度的第八透镜、具有正光焦度的第九透镜和具有负光焦度的第十透镜。
优选地，所述第九透镜与第十透镜胶合形成第三胶合透镜，所述第七透镜为双凸透镜，所述第九透镜为双凸透镜，所述第十透镜为双凹透镜，所述第八透镜的物方表面为凸面，其像方表面为凸面、平面和凹面中的一种。
更进一步地，所述补偿透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第十一透镜、具有正光焦度的第十二透镜、具有负光焦度的第十三透镜、具有正光焦度的第十四透镜和具有正光焦度的第十五透镜
优选地，所述第十一透镜与第十二透镜胶合形成第四胶合透镜，所述第十三透镜与第十四透镜胶合形成第五胶合透镜，所述第十一透镜为双凹透镜，所述第十二透镜为双凸透镜，所述第十三透镜为凸凹透镜，所述第十四透镜为双凸透镜，所述第十五透镜为凸凹透镜。
本实用新型提供一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有正光焦度的前固定透镜组、具有负光焦度的变倍透镜组、具有正光焦度的后固定透镜组和具有正光焦度的补偿透镜组，所述变倍透镜组与所述补偿透镜组满足如下条件式：0.5<∣Ff/Bf∣<3，其中，Ff为补偿透镜组的焦距，Bf为变倍透镜组的焦距。本实用新型为采用15枚玻璃球面镜片的长焦变焦镜头，其最大光圈达到F1.2，最大像面1/1.7"，分辨率达到八百万像素，焦距范围10-40mm，光学总长小于100mm，且具有成像质量好，相对孔径大和具有恒定光圈等优点。
附图说明
图1是本实用新型一种大光圈大像面的长焦变焦镜头实施例处于最短焦距时的结构示意图；
图2是本实用新型一种大光圈大像面的长焦变焦镜头实施例处于最长焦距时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，具体阐明本实用新型的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制。
如图1和图2所示，一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有正光焦度的前固定透镜组、具有负光焦度的变倍透镜组、具有正光焦度的后固定透镜组和具有正光焦度的补偿透镜组，所述变倍透镜组与所述补偿透镜组满足如下条件式：
0.5<∣Ff/Bf∣<3，
其中，Ff为补偿透镜组的焦距，Bf为变倍透镜组的焦距。
作为本实施例的进一步改进，所述前固定透镜组和后固定透镜组分别与整个镜头满足如下条件式：
3<∣Qf/Wf∣<8；0.8<∣Qf/Tf∣<3.5，
1<∣Gf/Wf∣<6；0.4<∣Gf/Tf∣<3，
其中，Qf为前固定透镜组的焦距，Gf为后固定透镜组的焦距，Wf和Tf分别代表了整个镜头处于焦距最短处的焦距和处于焦距最长处的焦距,即是变倍组调节到镜头的前固定透镜组和后固定透镜组之间的最左侧和最右侧。
作为本实施例的进一步改进，所述前固定透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜1、具有正光焦度的第二透镜2和具有负光焦度的第三透镜3。
本实施例中，所述第一透镜1与第二透镜2胶合形成第一胶合透镜，所述第一透镜1为凸凹透镜，所述第二透镜2为双凸透镜，所述第三透镜3为凸凹透镜。第一胶合透镜与第三透镜3通过隔圈紧配。
作为本实施例的进一步改进，所述变倍透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第四透镜4、具有负光焦度的第五透镜5和具有正光焦度的第六透镜6。
本实施例中，所述第五透镜5与第六透镜5胶合形成第二胶合透镜，所述第四透镜4为双凹透镜，所述第五透镜5为双凹透镜，所述第六透镜6的物方表面为凸面，其像方表面为凸面、平面和凹面中的一种。第二胶合透镜与第四透镜4直接紧靠。
作为本实施例的进一步改进，所述后固定透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有正光焦度的第七透镜7、具有正光焦度的第八透镜8、具有正光焦度的第九透镜9和具有负光焦度的第十透镜10。第七透镜7的像方一侧设置有光阑，光阑位置可以根据具体设计紧配。
本实施例中，所述第九透镜9与第十透镜10胶合形成第三胶合透镜，所述第七透镜7为双凸透镜，所述第九透镜9为双凸透镜，所述第十透镜10为双凹透镜，所述第八透镜8的物方表面为凸面，其像方表面为凸面、平面和凹面中的一种。第七、第八透镜通过隔圈紧配；第八、第九透镜通过隔圈紧配。
作为本实施例的进一步改进，所述补偿透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第十一透镜11、具有正光焦度的第十二透镜12、具有负光焦度的第十三透镜13、具有正光焦度的第十四透镜14和具有正光焦度的第十五透镜15。
本实施例中，所述第十一透镜11与第十二透镜12胶合形成第四胶合透镜，所述第十三透镜13与第十四透镜14胶合形成第五胶合透镜，所述第十一透镜11为双凹透镜，所述第十二透镜12为双凸透镜，所述第十三透镜13为凸凹透镜，所述第十四透镜14为双凸透镜，所述第十五透镜15为凸凹透镜，第十五透镜15和第十四透镜14通过隔圈紧配。
所有透镜通过采用超低色散镜片，使得镜头色差大大降低，提高了镜头的成像质量。
在透镜选择时，第一透镜1至第十五透镜15的焦距和折射率可以选择如下范围：
其中，f1至f15依顺序分别代表了第一透镜1至第十五透镜15的透镜焦距，n1至n15依顺序分别代表了第一透镜1至第十五透镜15的折射率。
本实施例中，第一透镜1至第十五透镜15的物理光学参数如下表所示：
| 面序号 | 面型 | R(mm) | D(mm) | Nd |
| S1 | 球面 | 95 | 1.3 | 1.84 |
| S2&S3 | 球面 | 45.9 | 5.7 | 1.55 |
| S4 | 球面 | -220 | 0.2 | |
| S5 | 球面 | 30.3 | 4.1 | 1.6 |
| S6 | 球面 | 64.2 | 空气间隔可变 | |
| S7 | 球面 | -248 | 0.8 | 1.71 |
| S8 | 球面 | 13 | 3.75 | |
| S9 | 球面 | -28.85 | 3.9 | 1.48 |
| S10&S11 | 球面 | 18.2 | 3.1 | 1.85 |
| S12 | 球面 | 161 | 空气间隔可变 | |
| S13 | 球面 | 110.7 | 2.9 | 1.71 |
| S14 | 球面 | -59.3 | 0.1 | |
| 光阑 | 平面 | PL | 空气间隔可变 | |
| S16 | 球面 | 26.7 | 2.6 | 1.5 |
| S17 | 球面 | 231 | 0.1 | |
| S18 | 球面 | 18.64 | 7.2 | 1.5 |
| S19&S20 | 球面 | -19.85 | 1.5 | 1.65 |
| S21 | 球面 | 15.75 | 空气间隔可变 | |
| S22 | 球面 | -33.7 | 1 | 1.65 |
| S23&S24 | 球面 | 12.7 | 3.2 | 1.85 |
| S25 | 球面 | -34.2 | 0.1 | |
| S26 | 球面 | 165 | 1.5 | 1.85 |
| S27&S28 | 球面 | 10.9 | 3.7 | 1.5 |
| S29 | 球面 | -30.6 | 0.1 | |
| S30 | 球面 | 13.3 | 6.8 | 1.8 |
| S31 | 球面 | 22.1 | 空气间隔可变 | |
| S32 | 像面 | PL | ||
其中，R为表面中心半径大小，负号“-”代表了方向(物方表面对应的为凹面，像方表面对应的则为凸面)，D为对应光学表面到下一光学表面于光轴上的距离；Nd对应镜片在d光(波长为587nm)的折射率。
S1为第一胶合透镜的物方表面，S2&S3为第一胶合透镜的胶合面，S4为第一胶合透镜的像方表面；S5和S6为第三透镜3的物方表面和像方表面；S7和S8为第四透镜4的物方表面和像方表面；S9为第二胶合透镜的物方表面，S10&S11为第二胶合透镜的胶合面，S12为第二胶合透镜的像方表面；S13和S14为第七透镜7的物方表面和像方表面；光阑代表了光阑所在光学平面；S16和S17为第八透镜8的物方表面和像方表面；S18为第三胶合透镜的物方表面，S19&S20为第三胶合透镜的胶合面，S21为第三胶合透镜的像方表面；S22为第四胶合透镜的物方表面，S23&S24为第四胶合透镜的胶合面，S25为第四胶合透镜的像方表面；S26为第五胶合透镜的物方表面，S27&S28为第五胶合透镜的胶合面，S29为第五胶合透镜的像方表面；S30和S31为第十五透镜15的物方表面和像方表面；S32为成像芯片所在面。表格中标注为“空气间隔可变”代表了在调焦过程中，两光学表面的距离会发生变化。
在实际调焦过程中，可以通过改变变倍透镜组与补偿透镜组的相对位置来达到变焦的目的，焦距变倍比范围为3-10倍。具体地，变倍透镜组整体在前固定透镜组和后固定透镜组内沿着光轴前后移动来进行调焦，同时可以令补偿组相对后固定透镜组前后移动进行补偿。
本实用新型通过采用上述15枚玻璃球面镜片组成了一个长焦变焦镜头，其最大光圈达到F1.2，最大像面1/1.7"，分辨率达到八百万像素，焦距范围10-40mm，光学总长小于100mm。
以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例，不能以此来限定本实用新型的权利保护范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，其特征在于：包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有正光焦度的前固定透镜组、具有负光焦度的变倍透镜组、具有正光焦度的后固定透镜组和具有正光焦度的补偿透镜组，所述变倍透镜组与所述补偿透镜组满足如下条件式：
0.5<∣Ff/Bf∣<3，
其中，Ff为补偿透镜组的焦距，Bf为变倍透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，其特征在于：所述前固定透镜组和后固定透镜组分别与整个镜头满足如下条件式：
3<∣Qf/Wf∣<8；0.8<∣Qf/Tf∣<3.5，
1<∣Gf/Wf∣<6；0.4<∣Gf/Tf∣<3，
其中，Qf为前固定透镜组的焦距，Gf为后固定透镜组的焦距，Wf和Tf分别代表了整个镜头处于焦距最短处的焦距和处于焦距最长处的焦距。
3.根据权利要求1或2所述的一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，其特征在于：所述前固定透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜和具有负光焦度的第三透镜。
4.根据权利要求3所述的一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，其特征在于：所述第一透镜与第二透镜胶合形成第一胶合透镜，所述第一透镜为凸凹透镜，所述第二透镜为双凸透镜，所述第三透镜为凸凹透镜。
5.根据权利要求1或2所述的一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，其特征在于：所述变倍透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜和具有正光焦度的第六透镜。
6.根据权利要求5所述的一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，其特征在于：所述第五透镜与第六透镜胶合形成第二胶合透镜，所述第四透镜为双凹透镜，所述第五透镜为双凹透镜，所述第六透镜的物方表面为凸面，其像方表面为凸面、平面和凹面中的一种。
7.根据权利要求1或2所述的一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，其特征在于：所述后固定透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有正光焦度的第七透镜、具有正光焦度的第八透镜、具有正光焦度的第九透镜和具有负光焦度的第十透镜。
8.根据权利要求7所述的一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，其特征在于：所述第九透镜与第十透镜胶合形成第三胶合透镜，所述第七透镜为双凸透镜，所述第九透镜为双凸透镜，所述第十透镜为双凹透镜，所述第八透镜的物方表面为凸面，其像方表面为凸面、平面和凹面中的一种。
9.根据权利要求1或2所述的一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，其特征在于：所述补偿透镜组包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第十一透镜、具有正光焦度的第十二透镜、具有负光焦度的第十三透镜、具有正光焦度的第十四透镜和具有正光焦度的第十五透镜。
10.根据权利要求9所述的一种大光圈大像面的长焦变焦镜头，其特征在于：所述第十一透镜与第十二透镜胶合形成第四胶合透镜，所述第十三透镜与第十四透镜胶合形成第五胶合透镜，所述第十一透镜为双凹透镜，所述第十二透镜为双凸透镜，所述第十三透镜为凸凹透镜，所述第十四透镜为双凸透镜，所述第十五透镜为凸凹透镜。
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Cited By (2)
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| CN107957622A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-04-24 | 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 | 一种大光圈大像面的长焦变焦镜头 |
| CN109358409A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-02-19 | 福建福光股份有限公司 | 低畸变广角镜头及成像方法 |
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