CN216248549U - 一种变焦镜头及成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变焦镜头及成像装置，包括镜头主体，镜头主体包括镜筒以及自前至后依次设于镜筒内的具有正光焦度的第一透镜群、具有负光焦度的第二透镜群、具有负光焦度的第三透镜群、具有负光焦度的第四透镜群、具有正光焦度的第五透镜群、具有正光焦度的第六透镜群和感光芯片，第二透镜群、第三透镜群、第四透镜群和第五透镜群相对镜筒分别沿前后向可移动设置，第三透镜群、第五透镜群中的至少一个沿光轴移动，以使得变焦镜头变焦，第二透镜群、第四透镜群中的至少一个沿光轴移动，以使得变焦镜头对焦；通过六个透镜群的合理设置以及变焦镜头广角端焦距和各透镜群焦距比值的有条件的限制，使得变焦镜头具备小体积、大变倍和大光圈的效果。

Description

一种变焦镜头及成像装置

技术领域

本实用新型涉及光学系统设计技术领域，特别涉及一种变焦镜头及成像装置。

背景技术

随着社会的发展，人们的安全防范意识不断提高，安防监控行业也得到高速发展，监控发挥的作用也越来越大。变焦镜头在上个世纪就有实际的设计与使用，随着透镜设计技术发展，变焦镜头应用的场合逐渐增多。如今，变焦镜头已广泛应用于民用产品、安防监控等领域。但由于变焦镜头成像质量比普通固定焦距镜头差，所以变焦镜头的使用普及率不高。而且现在市面上的变焦镜头大部分靶面尺寸较小，导致采集的图像分辨率较低，拍摄效果一般，图片价值不大。而且现在市面上的变焦镜头大部分光圈较小，导致镜头透光较少，在低照度场景下获取的图像较暗，难以保证图像质量。随着安防向高清化、小型化推进，需要镜头达到更高的性能与更小的体积。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种变焦镜头，旨在改善现有技术中焦镜头镜头光圈较小、大变倍与小体积无法共存的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种变焦镜头，包括镜头主体，沿所述镜头主体的光轴自物方至像方的方向为自前至后；

所述镜头主体包括镜筒以及自前至后依次设于所述镜筒内的具有正光焦度的第一透镜群、具有负光焦度的第二透镜群、具有负光焦度的第三透镜群、具有负光焦度的第四透镜群、具有正光焦度的第五透镜群、具有正光焦度的第六透镜群和感光芯片，所述第二透镜群、所述第三透镜群、所述第四透镜群和所述第五透镜群相对所述镜筒分别沿前后向可移动设置，所述第三透镜群、所述第五透镜群中的至少一个沿所述光轴移动，以使得所述变焦镜头变焦，所述第二透镜群、所述第四透镜群中的至少一个沿所述光轴移动，以使得所述变焦镜头对焦；

其中，所述变焦镜头满足以下条件：0.29<fw/f1<2.57，且-8.77＜fw/f2＜-0.97，且-2.89＜fw/f3＜-0.32，且-2.16＜fw/f4＜-0.24，且0.16＜fw/f5＜1.47，且0.05＜fw/f6＜0.45；

其中，fw为所述变焦镜头处于广角端的焦距，f1为所述第一透镜群的焦距，f2为所述第二透镜群的焦距，f3为所述第三透镜群的焦距，f4为所述第四透镜群的焦距，f5为所述第五透镜群的焦距，f6为所述第六透镜群的焦距。

可选地，所述第一透镜群包括自前至后依次设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有正光焦度的第四透镜；

所述第一透镜群与所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、第四透镜满足以下条件：0.05＜f1/f11＜0.43，且-1.08＜f1/f12＜-1.08，且0.14＜f1/f13＜1.29，且0.13＜f1/f14＜1.19；

其中，f1所述第一透镜群的焦距，f11为所述第一透镜的焦距，f12为所述第二透镜的焦距，f13为所述第三透镜的焦距，f14为所述第四透镜的焦距。

可选地，所述第二透镜群包括自前至后依次设置的具有负光焦度的第五透镜、具有负光焦度的第六透镜和具有负光焦度的第七透镜，所述第五透镜为非球面透镜；

所述第二透镜群与所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜满足以下条件：0.18＜f2/f21＜1.61，且0.04＜f2/f22＜0.38，且0.04＜f2/f23＜0.4；

其中，f2为所述第二透镜群的焦距，f21为所述第五透镜的焦距，f22为所述第六透镜的焦距，f23为所述第七透镜的焦距。

可选地，所述第三透镜群包括自前至后依次设置的具有正光焦度的第八透镜、具有正光焦度的第九透镜、具有正光焦度的第十透镜和具有负光焦度的第十一透镜，其中，所述第八透镜为非球面透镜；

所述第三透镜群与所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十一透镜满足以下条件：-2.63＜f3/f31＜-0.29，且-3.71＜f3/f32＜-0.41，且-2.47＜f3/f33＜-0.27，且1.07＜f3/f34＜9.66；

其中，f3为所述第三透镜群的焦距，f31为所述第八透镜的焦距，f32为所述第九透镜的焦距，f33为所述第十透镜的焦距，f34为所述第十一透镜的焦距。

可选地，所述第四透镜群包括自前至后依次设置的具有正光焦度的第十二透镜、具有负光焦度的第十三透镜和具有正光焦度的第十四透镜，所述第十四透镜为非球面透镜；

所述第四透镜群与所述第十二透镜、所述第十三透镜、所述第十四透镜满足以下关系：-6.29＜f4/f41＜-0.7，且0.75＜f4/f42＜6.74，且-3.46＜f4/f43＜-0.38；

其中，f4为所述第四透镜群的焦距，f41为所述第十二透镜的焦距，f42为所述第十三透镜的焦距，f43为所述第十四透镜的焦距。

可选地，所述第五透镜群包括自前至后依次设置的具有负光焦度的第十五透镜、具有正光焦度的第十六透镜、具有正光焦度的第十七透镜、具有负光焦度的第十八透镜、具有正光焦度的第十九透镜、具有负光焦度的第二十透镜，其中，所述第二十透镜为非球面透镜；

所述第五透镜群与第十五透镜、所述第十六透镜、所述第十七透镜、所述第十八透镜、所述第十九透镜、所述第二十透镜满足以下关系：-3.49＜f5/f51＜-0.39，且0.17＜f5/f52＜1.57，且0＜f5/f53＜0.03，且-1.12＜f5/f54＜-0.12，且0.04＜f5/f55＜0.39，且0.28＜f5/f56＜2.53；

其中，f5为所述第五透镜群的焦距，f51为所述第十五透镜的焦距，f52为所述第十六透镜的焦距，f53为所述第十七透镜的焦距，f54为所述第十八透镜的焦距，f55为所述第十九透镜的焦距，f56为所述第二十透镜的焦距。

可选地，所述第十五透镜和所述第十六透镜构成第五胶合透镜；所述第十七透镜、所述第十八透镜、所述第十九透镜构成第六胶合透镜。

可选地，所述第六透镜群包括具有正光焦度的第二十一透镜，所述第二十一透镜为非球面透镜。

可选地，所述变焦镜头还包括光阑，所述光阑位于所述第三透镜群和所述第四透镜群之间；

所述变焦镜头满足以下条件：0.15＜L/TTL＜1.33；

其中，L为所述光阑到所述变焦镜头的成像面在所述光轴上的距离，TTL为所述变焦镜头的光学总长。

本实用新型还提供一种成像装置，所述成像装置包括上述技术方案所述的变焦镜头。

在本实用新型提供的技术方案中，所述镜头主体包括镜筒以及自前至后依次设于所述镜筒内的具有正光焦度的第一透镜群、具有负光焦度的第二透镜群、具有负光焦度的第三透镜群、具有负光焦度的第四透镜群、具有正光焦度的第五透镜群、具有正光焦度的第六透镜群和感光芯片，所述第三透镜群、所述第五透镜群中的至少一个沿所述光轴移动，以使得所述变焦镜头变焦，所述第二透镜群、所述第四透镜群中的至少一个沿所述光轴移动，以使得所述变焦镜头对焦，在所述第三透镜群、所述第五透镜群中的至少一个沿所述光轴朝向所述像侧方向移动时，以使得所述变焦镜头由广角端变焦至望远端，所述第二透镜群、所述第四透镜群中的至少一个沿着所述光轴做与变焦透镜群的位置、成像波长、成像物距对应的移动对焦，使所述变焦镜头在变焦过程中保持所述成像面成像清晰，通过六个透镜群的合理设置以及所述变焦镜头广角端焦距和各透镜群焦距比值的有条件的限制，使得所述变焦镜头具备小体积、大变倍和大光圈的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的变焦镜头一实施例的结构示意图；

图2为图1中变焦镜头处于广角端的MTF曲线示意图；

图3为图1中变焦镜头处于望远端的MTF曲线示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。还有就是，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

随着社会的发展，人们的安全防范意识不断提高，安防监控行业也得到高速发展，监控发挥的作用也越来越大。变焦镜头在上个世纪就有实际的设计与使用，随着透镜设计技术发展，变焦镜头应用的场合逐渐增多。如今，变焦镜头已广泛应用于民用产品、安防监控等领域。但由于变焦镜头成像质量比普通固定焦距镜头差，所以变焦镜头的使用普及率不高。而且现在市面上的变焦镜头大部分靶面尺寸较小，导致采集的图像分辨率较低，拍摄效果一般，图片价值不大。而且现在市面上的变焦镜头大部分光圈较小，导致镜头透光较少，在低照度场景下获取的图像较暗，难以保证图像质量。随着安防向高清化、小型化推进，需要镜头达到更高的性能与更小的体积。

鉴于此，本实用新型的主要目的是提供一种变焦镜头及成像装置，旨在改善现有技术中焦镜头镜头光圈较小、大变倍与小体积无法共存的技术问题，请参照图1至图3为所述变焦镜头的一实施例。

所述变焦镜头的光轴自物方至像方的方向为自前至后，可以理解的是所述物侧朝向被摄物，光线传递方向为自物侧至像侧。

所述变焦镜头包括镜筒主体，所述镜头主体包括镜筒以及自前至后依次设于所述镜筒内的具有正光焦度的第一透镜群1、具有负光焦度的第二透镜群2、具有负光焦度的第三透镜群3、具有负光焦度的第四透镜群4、具有正光焦度的第五透镜群5、具有正光焦度的第六透镜群6和感光芯片8，所述第二透镜群2、所述第三透镜群3、所述第四透镜群4和所述第五透镜群5相对所述镜筒分别沿前后向可移动设置，所述第三透镜群3、所述第五透镜群5中的至少一个沿所述光轴移动，以使得所述变焦镜头变焦，所述第二透镜群2、所述第四透镜群4中的至少一个沿所述光轴移动，以使得所述变焦镜头对焦；

其中，所述变焦镜头满足以下条件：0.29<fw/f1<2.57，且-8.77＜fw/f2＜-0.97，且-2.89＜fw/f3＜-0.32，且-2.16＜fw/f4＜-0.24，且0.16＜fw/f5＜1.47，且0.05＜fw/f6＜0.45；

其中，fw为所述变焦镜头处于广角端的焦距，f1为所述第一透镜群1的焦距，f2为所述第二透镜群2的焦距，f3为所述第三透镜群3的焦距，f4为所述第四透镜群4的焦距，f5为所述第五透镜群5的焦距，f6为所述第六透镜群6的焦距。

具体地，在本实施例中，所述变焦镜头处于广角端和各个透镜群的比值具体如下所示：fw/f1＝77/90，fw/f2＝-(225/77)，fw/f3＝-(53/55)，fw/f4＝-(39/50)，fw/f5＝37/75，fw/f6＝13/87；

在本实用新型提供的技术方案中，在所述第三透镜群3、所述第五透镜群5中的至少一个沿所述光轴朝向所述像侧方向移动时，以使得所述变焦镜头由广角端变焦至望远端，所述第二透镜群2、所述第四透镜群4中的至少一个沿着所述光轴做与变焦透镜群的位置、成像波长、成像物距对应的移动对焦，使所述变焦镜头在变焦过程中保持所述成像面成像清晰，通过五个透镜群的合理设置以及所述变焦镜头广角端焦距和各透镜群焦距比值的有条件的限制，使得所述变焦镜头具备小体积、大变倍和大光圈的效果，并且本实用新型将高倍率镜头的长变焦行程分摊为多个变焦群组的短变焦行程：镜头采用所述第三透镜群3、所述第五透镜群5变焦、所述第二透镜群2和所述第四透镜群4对焦的结构，各个群组的变焦行程都较短，有一定重叠又互不干扰，有效地压缩了镜头的变焦行程。

具体地，所述第一透镜群1包括自前至后依次设置的具有正光焦度的第一透镜11、具有负光焦度的第二透镜12、具有正光焦度的第三透镜13和具有正光焦度的第四透镜14；所述第一透镜群1与所述第一透镜11、所述第二透镜12、所述第三透镜13、第四透镜14满足以下条件：0.05＜f1/f11＜0.43，且-1.08＜f1/f12＜-1.08，且0.14＜f1/f13＜1.29，且0.13＜f1/f14＜1.19；其中，f1所述第一透镜群1的焦距，f11为所述第一透镜11的焦距，f12为所述第二透镜12的焦距，f13为所述第三透镜13的焦距，f14为所述第四透镜14的焦距。

更为具体地，在本实施例中，所述第一透镜11为凸凹透镜，即所述第一透镜11的物侧面为凸面，像侧面为凹面，所述第二透镜12为双凸透镜，所述第三透镜13为凸凹透镜，即所述第三透镜13的物侧面为凸面，像侧面为凹面，所述第四透镜14为凸凹透镜，即所述第四透镜14的物侧面为凸面，像侧面为凹面，并且，所述第一透镜群1的焦距与其中各个透镜的焦距比值具体如下所示：f1/f11＝12/83，f1/f12＝-(9/25)，f1/f13＝3/7，f1/f14＝23/58，所述第一透镜11至所述第四透镜14的光焦度依次为：363.7、-146.1、122.4、132.6。

进一步地，所述第一透镜11和所述第二透镜12构成具有正光焦度的第一胶合透镜，并且满足以下条件：0.07＜f1/f1112＜0.65；其中，f1为所述第一透镜群1的焦距，f1112为所述第一胶合透镜的焦距，在实施例中，所述第一透镜群和所述第一胶合透镜的焦距比值具体为：f1/f1112＝13/60。

具体地，所述第二透镜群2包括自前至后依次设置的具有负光焦度的第五透镜21、具有负光焦度的第六透镜22和具有负光焦度的第七透镜23，所述第五透镜21为非球面透镜；所述第二透镜群2与所述第五透镜21、所述第六透镜22、所述第七透镜23满足以下条件：0.18＜f2/f21＜1.61，且0.04＜f2/f22＜0.38，且0.04＜f2/f23＜0.4；其中，f2为所述第二透镜群2的焦距，f21为所述第五透镜21的焦距，f22为所述第六透镜22的焦距，f23为所述第七透镜23的焦距。

更为具体地，在本实施例中，所述第五透镜21为凸凹透镜，即所述第五透镜21的物侧面为凸面，像侧面为凹面，所述第六透镜22为双凹透镜，所述第七透镜23为凸凹透镜，即所述第七透镜23的物侧面为凸面，像侧面为凹面；并且，所述第二透镜群2的焦距与其中各个透镜的焦距比值具体如下所示：f2/f21＝22/41，f2/f22＝6/47，f2/f23＝7/53，所述第五透镜21至所述第七透镜23的光焦度依次为：-28.7、-120.6、-116.7。

进一步地，所述第六透镜22和所述第七透镜23构成具有负光焦度第二胶合透镜，并且满足以下条件：0.13＜f2/f2223＜1.16，其中，f2为所述第二透镜群2的焦距，f2223为所述第二胶合透镜的焦距，在实施例中，所述第二透镜群和所述第二胶合透镜的焦距比值具体为：f2/f2223＝19/49。

具体地，所述第三透镜群3包括自前至后依次设置的具有正光焦度的第八透镜31、具有正光焦度的第九透镜32、具有正光焦度的第十透镜33和具有负光焦度的第十一透镜34，其中，所述第八透镜31为非球面透镜；所述第三透镜群3与所述第八透镜31、所述第九透镜32、所述第十透镜33、所述第十一透镜34满足以下条件：-2.63＜f3/f31＜-0.29，且-3.71＜f3/f32＜-0.41，且-2.47＜f3/f33＜-0.27，且1.07＜f3/f34＜9.66；其中，f3为所述第三透镜群3的焦距，f31为所述第八透镜31的焦距，f32为所述第九透镜32的焦距，f33为所述第十透镜33的焦距，f34为所述第十一透镜34的焦距。

更为具体地，在本实施例中，所述第八透镜31为凸凹透镜，即所述第八透镜31物侧面为凸面，像侧面为凹面，所述第九透镜32为双凸透镜，所述第十透镜33为双凸透镜，所述第十一为双凹透镜，并且，所述第三透镜群3的焦距与其中各个透镜的焦距比值具体如下所示：f3/f31＝-(79/90)，f3/f32＝-(21/17)，f3/f33＝-(14/17)，f3/f34＝248/77，所述第八透镜31至所述第十一透镜34的光焦度依次为：53.2、37.8、56.7、-14.5。

进一步地，所述第十透镜33和所述第十一透镜34构成具有负光焦度的第三胶合透镜，并且满足以下条件：0.62＜f3/f3334＜5.56，其中，f3为所述第三透镜群3的焦距，f3334为所述第三胶合透镜的焦距，在实施例中，所述第三透镜群和所述第三胶合透镜的焦距比值具体为：f3/f3334＝63/34。

具体地，所述第四透镜群4包括自前至后依次设置的具有正光焦度的第十二透镜41、具有负光焦度的第十三透镜42和具有正光焦度的第十四透镜43，所述第十四透镜43为非球面透镜；所述第四透镜群4与所述第十二透镜41、所述第十三透镜42、所述第十四透镜43满足以下关系：-6.29＜f4/f41＜-0.7，且0.75＜f4/f42＜6.74，且-3.46＜f4/f43＜-0.38；其中，f4为所述第四透镜群4的焦距，f41为所述第十二透镜41的焦距，f42为所述第十三透镜42的焦距，f43为所述第十四透镜43的焦距。

更为具体地，在本实施例中，所述第十二透镜41为双凸透镜，所述第十三透镜42为双凹透镜，所述第十四透镜43为凸凹透镜，即所述第十四透镜43的透镜物侧面为凸面，像侧面为凹面，并且，所述第四透镜群4的焦距与其中各个透镜的焦距比值具体如下所示：f4/f41＝-(151/72)，f4/f42＝119/53，f4/f43＝-(15/13)，所述第十二透镜41至所述第十四透镜43的光焦度依次为：592.8、-25.7、50。

进一步地，所述第十二透镜41和所述第十三构成具有负光焦度的第四胶合透镜，并且满足以下条件：0.74＜f4/f4142＜6.68，其中，f4为所述第四透镜群4的焦距，f4142为所述第四胶合透镜的焦距，在本实施例中，所述第四透镜群与所述第四胶合透镜的焦距比值具体为：f4/f4142＝176/79。

具体地，所述第五透镜群5包括自前至后依次设置的具有负光焦度的第十五透镜51、具有正光焦度的第十六透镜52、具有正光焦度的第十七透镜53、具有负光焦度的第十八透镜54、具有正光焦度的第十九透镜55、具有负光焦度的第二十透镜56，其中，所述第二十透镜56为非球面透镜；所述第五透镜群5与第十五透镜51、所述第十六透镜52、所述第十七透镜53、所述第十八透镜54、所述第十九透镜55、所述第二十透镜56满足以下关系：-3.49＜f5/f51＜-0.39，且0.17＜f5/f52＜1.57，且0＜f5/f53＜0.03，且-1.12＜f5/f54＜-0.12，且0.04＜f5/f55＜0.39，且0.28＜f5/f56＜2.53；其中，f5为所述第五透镜群5的焦距，f51为所述第十五透镜51的焦距，f52为所述第十六透镜52的焦距，f53为所述第十七透镜53的焦距，f54为所述第十八透镜54的焦距，f55为所述第十九透镜55的焦距，f56为所述第二十透镜56的焦距。

更为具体地，在本实施例中，所述第十五透镜51为双凹透镜，所述第十六透镜52为双凸透镜，所述第十七透镜53为双凸透镜，所述第十八透镜54双凹透镜，所述第十九透镜55为双凸透镜，所述第二十透镜56为双凸透镜，并且，所述第五透镜群5的焦距与其中各个透镜的焦距比值具体如下所示：f5/f51＝-(57/49)，f5/f52＝12/23，f5/f53＝1/86，f5/f54＝-(37/99)，f5/f55＝4/31，f5/f56＝38/45，所述第十五透镜51至所述第二十透镜56的光焦度依次为：-19.6、43.7、1959.1、-61、176.8、27。

进一步地，所述第十五透镜51和所述第十六透镜52构成具有负光焦度第五胶合透镜，并且满足以下条件：-1.39＜f5/f501＜-0.15，其中，f5为所述第五透镜群5的焦距，f501为所述第五胶合透镜的焦距；所述第十七透镜53、所述第十八透镜54、所述第十九透镜55构成具有正光焦度所述第六胶合透镜，并且满足以下条件：0.05＜f5/f502＜0.41，其中，f5为所述第五透镜群5的焦距，f502为所述第六胶合透镜的焦距，在本实施例中，所述第五透镜群和所述第五胶合透镜的焦距具体比值为：f5/f501＝-(37/80)，所述第五透镜群和所述第六胶合透镜的焦距具体比值为：f5/f502＝7/51。

具体地，所述第六透镜群6包括具有正光焦度的第二十一透镜61，所述第二十一透镜61为非球面透镜。在本实施例中，所述第二十一透镜61为凹凸透镜，即所述第二十一透镜61的物侧面为凹面，像侧面为凸面，并且所述第二十一透镜61的光焦度为301.2。

具体地，所述变焦镜头还包括光阑7，所述光阑7位于所述第三透镜群3和所述第四透镜群4之间；所述光阑7用于限制光束，以进一步提高所述变焦镜头的成像质量，所述变焦镜头满足以下条件：0.15＜L/TTL＜1.33；其中，L为所述光阑7到所述变焦镜头的成像面在所述光轴上的距离，TTL为所述变焦镜头的光学总长，更为具体地，在本实施例中，L/TTL＝43/97。由于不同群组的移动行程相互重叠使得镜头光路的所有区域都变为行程范围，光阑7无法固定和安装。所以在本实施例中将所述光阑7设置在移动群组中，变焦过程中光阑7随着透镜群共同移动，为驱动移动式光阑7，特别制作了伸缩式的电路驱动元件。由于多群变焦的特殊性，相比于传统结构，长焦段在相同光阑7大小时，光阑7会随着透镜群移动，从所述第一透镜群1到达所述光阑7位置的光程减小，前群镜片口径大大减小。通过精巧光路设计与结构布置在小体积内完成了高倍率变焦的目标。

具体地，所述变焦镜头还包括滤光片，所述滤光片位于所述第六透镜群6和所述感光芯片8之间，所述滤光片用于滤除不必要波段的光线和杂散光，从而提高成像质量。

进一步地，所述变焦镜头还可以包括保护玻璃，所述保护玻璃设置在所述滤光片与所述感光芯片8之间，用以防止所述变焦镜头的内部元件(例如，芯片)被损坏。

基于上述，所述第五透镜21、所述第八透镜31、所述第十四透镜43、所述第二十透镜56和所述第二十一透镜61均为非球面玻璃镜片，可以理解的是，非球面镜片的特点是：从镜片中心到镜片周边，曲率是连续变化的，与从镜片中心到镜片周边具有恒定曲率的球面镜片不同，非球面镜片具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点，采用非球面镜片后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而提升镜头的成像质量。

具体地，在本实施例中，所述变焦镜头的参数如下表所示。

表1 所述变焦镜头各个透镜的参数

进一步地，在本实施例中，非球面透镜的非球面表面形状满足以下条件：

在此公式中，参数c为半径所对应的曲率，r为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数，当k系数小于-1时面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时为抛物线，当k系数介于-1到0之间时为椭圆，等于0时为圆形，大于0时为扁圆形，α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数，通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的形状尺寸。保证镜头有良好的画面要求的情况下实现产品重量轻的要求，减少驱动负担，对缩小驱动部件的体积有较大贡献。

基于上述，在本实施例中，各非球面的偶次项系数如下表所示。

表3 所述变焦镜头非球面透镜的偶次项系数

本实用新型所述的变焦距的广角端焦距EFL_W＝45mm，长焦端焦距EFL_T＝500mm；广角端光圈数Fno_W＝1.4，望远端光圈数Fno_T＝7.85；广角端水平场角FOVH_W＝10°，广角端半视场角FOVH_W＝1°；系统光学畸变∈(-1.3％,-2.9％)；光学系统的光学总长(即第一透镜前表面中心顶点至像面的间距)TTL＝185mm。

所述变焦镜头采用了“正负负负正正”的五群结构，系统中含有5枚玻璃非球面，在实现大光圈、小畸变、大变倍率、小体积的情况下，充分的降低了制造成本。

所述变焦镜头虽然使用了非球面镜片，但是通过对其焦距有条件的限制，使温度变化对镜头的性能影响很小，后焦变化极少，在室内环境变化的情况下性能稳定，无需重新对焦。

随着所述第三透镜群和所述第五透镜群前后移，焦距发生变化，所述第二透镜群和所述第四透镜群组用于对焦功能，(1/1.8”16:9的CCD为例)焦距可在广角端<45mm,长焦端>500mm变化，广角端(WIDE)拍摄角度水平>10°,广角端(WIDE)与长焦端光学畸变于-1％以内，具备小畸变，大变倍的效果。

所述变焦镜头使用可调光阑，而且在广角端FNO.达到1.4，在长焦端达到7.85，有极高的感光性能，在较暗的环境下仍可拍摄较清晰的画面；

所述变焦镜头以所述第一透镜群为最高点，所述第一透镜群与像面的距离位置是固定的，其高度小于185mm(以1/1.8”的CCD为例)；

所述变焦镜头能够达到高于4K(800万像素)的分辨率，以1/1.8”的sensor为例，所述变焦镜头可以达到中心分辨率高于300lp/mm、周边0.7H(70％对角线位置)分辨率高于1400TVline。

本实用新型考虑色差的同时兼顾到光焦度分配。基于光学色差理论，部分凸透镜片使用了超低色散玻璃，剩余的凸透镜材料辅以超高折射率材料以保证光焦度，在负透镜上非常规地选用具有色散特性优秀的中高折射率材料尽可能地优化系统色差。经过反复的材料组合与替换，真正实现了全焦段的红外共焦。

为了提升镜头在各倍率下的成像质量，本实用新型将高折射率玻璃与超低色散玻璃材料相配合的方式，降低各类光学像差的同时，有效地抑制了系统的色差。不同于传统单凹模造非球面工艺，在变焦移动群组中，首次采用了多枚双凹超低色散玻璃材料的非球面设计，利用材料的异常色散特性镜头压缩周边视场的色差，多个凹面依次依次矫正了不同倍率的场曲，极大地改善了广角端与望远端不能兼得的问题。一般的变焦镜头多以正光焦度的群组来聚焦，其特点在于聚焦曲线简单、聚焦行程短；得益于多群联动变焦带来的充足空间余量，本实用新型使用了负群聚焦的结构，用长调焦区域来弥补近距离拍摄中的像质损失，得到了较好的效果。从广角端至不论是大视场角的观测或者是近距离细节的抓取，都达到了4K级的色彩还原度和细节再现能力。

本实用新型还提供一种成像装置，所述移动设备包括上述技术方案中所述的变焦镜头，所述成像装置可以是监控镜头，在此不做限制。

以上所述仅为本实用新型的可选地实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变焦镜头，其特征在于，包括镜头主体，沿所述镜头主体的光轴自物方至像方的方向为自前至后；

所述镜头主体包括镜筒以及自前至后依次设于所述镜筒内的具有正光焦度的第一透镜群、具有负光焦度的第二透镜群、具有负光焦度的第三透镜群、具有负光焦度的第四透镜群、具有正光焦度的第五透镜群、具有正光焦度的第六透镜群和感光芯片，所述第二透镜群、所述第三透镜群、所述第四透镜群和所述第五透镜群相对所述镜筒分别沿前后向可移动设置，所述第三透镜群、所述第五透镜群中的至少一个沿所述光轴移动，以使得所述变焦镜头变焦，所述第二透镜群、所述第四透镜群中的至少一个沿所述光轴移动，以使得所述变焦镜头对焦；

其中，所述变焦镜头满足以下条件：0.29<fw/f1<2.57，且-8.77＜fw/f2＜-0.97，且-2.89＜fw/f3＜-0.32，且-2.16＜fw/f4＜-0.24，且0.16＜fw/f5＜1.47，且0.05＜fw/f6＜0.45；

其中，fw为所述变焦镜头处于广角端的焦距，f1为所述第一透镜群的焦距，f2为所述第二透镜群的焦距，f3为所述第三透镜群的焦距，f4为所述第四透镜群的焦距，f5为所述第五透镜群的焦距，f6为所述第六透镜群的焦距。

2.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜群包括自前至后依次设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有正光焦度的第四透镜；

所述第一透镜群与所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、第四透镜满足以下条件：0.05＜f1/f11＜0.43，且-1.08＜f1/f12＜-1.08，且0.14＜f1/f13＜1.29，且0.13＜f1/f14＜1.19；

其中，f1所述第一透镜群的焦距，f11为所述第一透镜的焦距，f12为所述第二透镜的焦距，f13为所述第三透镜的焦距，f14为所述第四透镜的焦距。

3.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二透镜群包括自前至后依次设置的具有负光焦度的第五透镜、具有负光焦度的第六透镜和具有负光焦度的第七透镜，所述第五透镜为非球面透镜；

所述第二透镜群与所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜满足以下条件：0.18＜f2/f21＜1.61，且0.04＜f2/f22＜0.38，且0.04＜f2/f23＜0.4；

其中，f2为所述第二透镜群的焦距，f21为所述第五透镜的焦距，f22为所述第六透镜的焦距，f23为所述第七透镜的焦距。

4.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三透镜群包括自前至后依次设置的具有正光焦度的第八透镜、具有正光焦度的第九透镜、具有正光焦度的第十透镜和具有负光焦度的第十一透镜，其中，所述第八透镜为非球面透镜；

所述第三透镜群与所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十一透镜满足以下条件：-2.63＜f3/f31＜-0.29，且-3.71＜f3/f32＜-0.41，且-2.47＜f3/f33＜-0.27，且1.07＜f3/f34＜9.66；

其中，f3为所述第三透镜群的焦距，f31为所述第八透镜的焦距，f32为所述第九透镜的焦距，f33为所述第十透镜的焦距，f34为所述第十一透镜的焦距。

5.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第四透镜群包括自前至后依次设置的具有正光焦度的第十二透镜、具有负光焦度的第十三透镜和具有正光焦度的第十四透镜，所述第十四透镜为非球面透镜；

所述第四透镜群与所述第十二透镜、所述第十三透镜、所述第十四透镜满足以下关系：-6.29＜f4/f41＜-0.7，且0.75＜f4/f42＜6.74，且-3.46＜f4/f43＜-0.38；

其中，f4为所述第四透镜群的焦距，f41为所述第十二透镜的焦距，f42为所述第十三透镜的焦距，f43为所述第十四透镜的焦距。

6.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第五透镜群包括自前至后依次设置的具有负光焦度的第十五透镜、具有正光焦度的第十六透镜、具有正光焦度的第十七透镜、具有负光焦度的第十八透镜、具有正光焦度的第十九透镜、具有负光焦度的第二十透镜，其中，所述第二十透镜为非球面透镜；

所述第五透镜群与第十五透镜、所述第十六透镜、所述第十七透镜、所述第十八透镜、所述第十九透镜、所述第二十透镜满足以下关系：-3.49＜f5/f51＜-0.39，且0.17＜f5/f52＜1.57，且0＜f5/f53＜0.03，且-1.12＜f5/f54＜-0.12，且0.04＜f5/f55＜0.39，且0.28＜f5/f56＜2.53；

其中，f5为所述第五透镜群的焦距，f51为所述第十五透镜的焦距，f52为所述第十六透镜的焦距，f53为所述第十七透镜的焦距，f54为所述第十八透镜的焦距，f55为所述第十九透镜的焦距，f56为所述第二十透镜的焦距。

7.如权利要求6所述的变焦镜头，其特征在于，所述第十五透镜和所述第十六透镜构成第五胶合透镜；所述第十七透镜、所述第十八透镜、所述第十九透镜构成第六胶合透镜。

8.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第六透镜群包括具有正光焦度的第二十一透镜，所述第二十一透镜为非球面透镜。

9.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头还包括光阑，所述光阑位于所述第三透镜群和所述第四透镜群之间；

所述变焦镜头满足以下条件：0.15＜L/TTL＜1.33；

其中，L为所述光阑到所述变焦镜头的成像面在所述光轴上的距离，TTL为所述变焦镜头的光学总长。

10.一种成像装置，其特征在于，所述成像装置包括如权利要求1-9任意一项所述的变焦镜头。

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