本实用新型涉及一种变焦光学系统。
背景技术：
目前监控用的变焦距光学系统普遍存在这样的缺点：分辨率偏低，光圈较小，光学系统成本较高，高低温虚焦等等。目前市场上还没有镜头能够同时克服上述缺点，只有少数镜头，只能在某一方面进行改善，但却要牺牲镜头其它性能指标，比如为了实现大光圈，小体积，高分辨率，就得在光学系统中加入较多的玻璃球面或玻璃非球面透镜，导致制造成本较高，成本无法降到最低；为了实现成本最低化，就得加入较多的塑胶非球面透镜，导致镜头在高低温状态下虚焦严重，红外效果较差。目前市场上还没有克服以上全部缺点的广角变焦镜头。
因此，本实用新型正是基于以上的不足而产生的。
技术实现要素：
本实用新型目的是克服了现有技术的不足，提供一种结构简单，光圈大，体积小，像素高，红外共焦，高低温共焦的广角变焦光学系统。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种变焦光学系统，其特征在于：包括感光芯片30，所述的感光芯片30一侧设有能相对其移动的第一透镜组10，所述的第一透镜组10与感光芯片30之间设有能相对感光芯片30移动的第二透镜组20，所述的第二透镜组20与第一透镜组10之间设有光阑40，所述的第一透镜组10包括从物侧至像侧依次设置的第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3，并且所述的第一透镜组10的光焦度φ10为正，所述的第二透镜组20包括从物侧至像侧依次设置的第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7，并且所述的第二透镜组20的光焦度φ20为负。
如上所述的变焦光学系统，其特征在于：所述的第一透镜组10的光焦度φ10和第二透镜组20的光焦度φ20满足如下表达式：-0.12≤φ10≤-0.1，0.1≤φ20≤0.2，-1.1≤φ10/φ20≤-1。
如上所述的变焦光学系统，其特征在于：所述的第四透镜4的光焦度φ4和第五透镜5的光焦度φ5满足如下表达式：φ4/φ5＞0；所述的第四透镜4的膨胀系数P4和第五透镜5的膨胀系数P5满足如下表达式：5＜P4/P5＜6.5。
如上所述的变焦光学系统，其特征在于：所述的第二透镜2的阿贝数VD2和第三透镜3的阿贝数VD3满足如下表达式：33＜VD2-VD3＜35；第四透镜4的阿贝数VD4和第五透镜5的阿贝数VD5分别满足如下表达式：55＜VD5＜57、67＜VD5＜69。
如上所述的变焦光学系统，其特征在于：所述的第一透镜1和第五透镜5均为球面透镜且均为玻璃透镜，所述的第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6和第七透镜7均为非球面透镜且均为塑胶透镜，并且所述的第四透镜4朝向物侧的一面为凸面、朝向像侧的一面为凹面。
如上所述的变焦光学系统，其特征在于：所述的第六透镜6的光焦度φ6为负，所述的第七透镜7的光焦度φ7为正，并且所述的第六透镜6两面均为凹面。
如上所述的变焦光学系统，其特征在于：所述的感光芯片30与第二透镜组20之间设有滤光片50。
如上所述的变焦光学系统，其特征在于：所述的第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6和第七透镜7为塑胶非球面透镜，其非球面表面形状满足以下方程：
在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，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，k等于-1时为抛物线，k介于-1到0之间时为椭圆，k等于0时为圆形，k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。
与现有技术相比，本实用新型有如下优点：
1、本实用新型在光圈较大，视场角较大的情况下实现了光学系统的高分辨率、高对比度，并且周边分辨率和中心分辨率相当，红外分辨率和可见光分辨率相当，可满足市场上5M像素的相机使用需求。
2、本实用新型仅使用两片玻璃球面镜片，其余镜片采用塑胶非球面镜片，在不影响光学系统其它光学性能指标的情况下实现了成本的最低化，并且在高低温状态下不虚焦。
3、本实用新型在总长较短的情况下实现了较大的变倍比，提高了变焦光学系统的光学性能。
【附图说明】
图1是本实用新型的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
一种变焦光学系统，包括感光芯片30，所述的感光芯片30一侧设有能相对其移动的第一透镜组10，所述的第一透镜组10与感光芯片30之间设有能相对感光芯片30移动的第二透镜组20，所述的第二透镜组20与第一透镜组10之间设有光阑40，所述的第一透镜组10包括从物侧至像侧依次设置的第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3，并且所述的第一透镜组10的光焦度φ10为正，所述的第二透镜组20包括从物侧至像侧依次设置的第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7，并且所述的第二透镜组20的光焦度φ20为负。在光圈较大，视场角较大的情况下实现了光学系统的高分辨率、高对比度，并且周边分辨率和中心分辨率相当，红外分辨率和可见光分辨率相当，可满足市场上5M像素的相机使用需求。大角度入射的光线在经过第一透镜组10后光线角度变小，接着进入第二透镜组20，使得整个光学系统的焦平面位置向后移动。
所述的第一透镜组10的光焦度φ10和第二透镜组20的光焦度φ20满足如下表达式：-0.12≤φ10≤-0.1，0.1≤φ20≤0.2，-1.1≤φ10/φ20≤-1。因此，光学系统就能够实现较小的总长，从而使光学系统体积小而紧凑，而且实现较大的变倍比。
所述的第四透镜4的光焦度φ4和第五透镜5的光焦度φ5满足如下表达式：φ4/φ5＞0；所述的第四透镜4的膨胀系数P4和第五透镜5的膨胀系数P5满足如下表达式：5＜P4/P5＜6.5。因此，光学系统的高低温共焦性能指标更优秀。
所述的第二透镜2的阿贝数VD2和第三透镜3的阿贝数VD3满足如下表达式：33＜VD2-VD3＜35，所以能够校正大角度产生的倍率色差，使光学系统周边解像力大幅度提高；第四透镜4的阿贝数VD4和第五透镜5的阿贝数VD5分别满足如下表达式：55＜VD5＜57、67＜VD5＜69，能够较正轴向色差，实现可见光和红外光共焦。
所述的第一透镜1和第五透镜5均为球面透镜且均为玻璃透镜，所述的第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6和第七透镜7均为非球面透镜且均为塑胶透镜。第二透镜2和第三透镜3均采用非球面透镜，能够校正因第一透镜组10的入射光线角度较大引起的像散，使周边解像力进一步提高，而且第二透镜2也能校正入射光线的慧差。第四透镜4采用非球面透镜，校正大口径入射光线的球差和光阑慧差，并且第四透镜4的朝向物侧的一面为凸面、朝向像侧的一面为凹面，这样可提高第二透镜组20的光线口径，实现较大光圈。
所述的第六透镜6的光焦度φ6为负，所述的第七透镜7的光焦度φ7为正，并且所述的第六透镜6两面均为凹面，能够大幅度提高中心视场及周边视场的解像力，实现大视场角、高分辨率，高对比度。
所述的感光芯片30与第二透镜组20之间设有滤光片50。
所述的第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6和第七透镜7为塑胶非球面透镜，其非球面表面形状满足以下方程：
在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y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，k等于-1时为抛物线，k介于-1到0之间时为椭圆，k等于0时为圆形，k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。
以下为3X变焦镜头的实际设计参数：
所述的第二透镜2的第一面S3的系数为：
k：3.40234
a1：0
a2：-0.00024583658
a3：1.6456488e-005
a4：-2.7673846e-007
a5：2.7028091e-009
a6：7.1502633e-012
a7：0
a8：0
所述的第二透镜2的第二面S4的系数为：
k：-4.268
a1：0
a2：-0.0002343518
a3：5.1069679e-006
a4：1.4551328e-007
a5：-2.604887e-009
a6：5.1401583e-011
a7：0
a8：0
所述的第三透镜3的第一面S5的系数为：
k：-1.244
a1：0
a2：0.00013061221
a3：-1.7648774e-006
a4：1.2649139e-007
a5：5.4551842e-010
a6：-8.9048658e-011
a7：0
a8：0
所述的第三透镜3的第二面S6的系数为：
k：184.71
a1：0
a2：0.00016643406
a3：4.7983669e-006
a4：-1.21138e-007
a5：-2.0567073e-009
a6：-2.1003312e-011
a7：0
a8：0
所述的第四透镜4的第一面S8的系数为：
k：1.696
a1：0
a2：0.0005310386
a3：9.4913028e-006
a4：-1.6249913e-006
a5：-4.7913991e-008
a6：1.9259367e-009
a7：3.8751991e-013
a8：-1.064423e-011
所述的第四透镜4的第二面S9的系数为：
k：297.26
a1：0
a2：0.0015459153
a3：4.3571996e-006
a4：-1.8188738e-006
a5：-6.1974286e-008
a6：-2.812532e-009
a7：1.1527772e-010
a8：-4.2808473e-012。
所述的第六透镜6的第一面S12的系数为：
k：-51.689
a1：0
a2：0.00031971344
a3：-2.3927236e-005
a4：-3.8900355e-007
a5：-1.4594505e-008
a6：-2.7204241e-009
a7：-1.2016645e-010
a8：2.3449603e-011
所述的第六透镜6的第二面S13的系数为：
k：-0.269
a1：0
a2：-0.00084231835
a3：4.5976336e-005
a4：6.9078115e-006
a5：-3.6419011e-007
a6：-7.5136833e-008
a7：-2.450137e-009
a8：1.2591545e-009
所述的第七透镜7的第一面S14的系数为：
k：-1.26
a1：0
a2：-0.0014278246
a3：-2.1111034e-005
a4：-2.1896881e-006
a5：1.9782997e-007
a6：-3.9647663e-008
a7：-5.0742801e-009
a8：2.0871373e-011
所述的第七透镜7的第二面S15的系数为：
k：15.328
a1：0
a2：-0.00036735947
a3：-4.319447e-005
a4：-5.5789703e-006
a5：8.3419913e-008
a6：-1.365999e-008
a7：1.8885198e-009
a8：-5.2111744e-010
在光学系统变焦时，所述的第一透镜组10与第二透镜组20之间的间隔为1.37mm至20.508mm。