变焦镜头及成像装置的制作方法

本发明涉及光学系统设计，特别涉及一种变焦镜头及成像装置。

背景技术：

1、由于近些年来监控设备的使用场景越来越广泛，工作环境也越来越复杂，因此环境温度变化给设备带来的影响也不容忽视。由于传统变焦光学系统在环境温度发生改变时变焦全程无法一致清晰成像，因此需要频繁调焦，此类光学系统无法广泛应用在监控设备中，因此对光学被动消热差的变焦镜头的设计和研制，成为了一种需求。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种变焦镜头，旨在改善现有的变焦镜头在环境温度发生改变时变焦全程无法一致清晰成像的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种变焦镜头，所述变焦镜头具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述变焦镜头包括：

3、镜筒；以及，

4、透镜组，所述透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次设置的前固定群、变焦群、后固定群、补偿群以及成像面，其中，所述前固定群和所述后固定群固定安装于所述镜筒，所述变焦群和所述补偿群沿所述光轴方向可移动地安装于所述镜筒，所述变焦群和所述补偿群沿所述光轴方向协同移动，所述补偿群用以在所述变焦群变倍时调节成像距离，在外界温度变化时，所述变焦镜头用以通过各透镜的搭配实现温度离焦时的被动补偿。

5、可选地，所述前固定群包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正；

6、所述变焦群包括第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第三透镜的光焦度为负，所述第四透镜的光焦度为负，所述第五透镜的光焦度为正；

7、所述后固定群包括第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第六透镜的光焦度为正，所述第七透镜的光焦度为负，所述第八透镜的光焦度为正；

8、所述补偿群包括第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜和第十三透镜，所述第九透镜的光焦度为负，所述第十透镜的光焦度为正，所述第十一透镜的光焦度为正，所述第十二透镜的光焦度为正，所述第十三透镜的光焦度为负。

9、可选地，所述第一透镜的折射率为n1，n1=1.82；

10、所述第二透镜的折射率为n2，n2=1.44；

11、所述第三透镜的折射率为n3，n3=1.54；

12、所述第四透镜的折射率为n4，n4=1.64；

13、所述第五透镜的折射率为n5，n5=1.65；

14、所述第六透镜的折射率为n6，n6=1.54；

15、所述第七透镜的折射率为n7，n7=1.65；

16、所述第八透镜的折射率为n8，n8=1.57；

17、所述第九透镜的折射率为n9，n9=1.61；

18、所述第十透镜的折射率为n10，n10=1.65；

19、所述第十一透镜的折射率为n11，n11=1.85；

20、所述第十二透镜的折射率为n12，n12=1.61；

21、所述第十三透镜的折射率为n13，n13=1.61。

22、可选地，所述第一透镜的色散系数为vd1，vd1=42.7；

23、所述第二透镜的色散系数为vd2，vd2=94.5；

24、所述第三透镜的色散系数为vd3，vd3=55.9；

25、所述第四透镜的色散系数为vd4，vd4=23.0；

26、所述第五透镜的色散系数为vd5，vd5=21.5；

27、所述第六透镜的色散系数为vd6，vd6=55.9；

28、所述第七透镜的色散系数为vd7，vd7=33.9；

29、所述第八透镜的色散系数为vd8，vd8=71.3；

30、所述第九透镜的色散系数为vd9，vd9=25.6；

31、所述第十透镜的色散系数为vd10，vd10=21.5；

32、所述第十一透镜的色散系数为vd11，vd11=40.6；

33、所述第十二透镜的色散系数为vd12，vd12=25.6；

34、所述第十三透镜的色散系数为vd13，vd13=25.6。

35、可选地，所述第一透镜的光焦度为φ11，其中，-0.0015≤φ11≤-0.0011；

36、所述第三透镜的光焦度为φ21，其中，-0.070≤φ21≤-0.065；

37、所述第六透镜的光焦度为φ31，其中，0.081≤φ31≤0.090；

38、所述第九透镜的光焦度为φ41，其中，-0.132≤φ41≤-0.120。

39、可选地，所述第一透镜和所述第二透镜、所述第七透镜、所述第八透镜和所述第十一透镜为球面透镜；

40、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十二透镜和所述第十三透镜为非球面透镜。

41、可选地，所述第一透镜和所述第二透镜、所述第七透镜、所述第八透镜和所述第十一透镜的材质为玻璃；

42、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十二透镜和所述第十三透镜的材质为塑料。

43、可选地，所述第一透镜和所述第二透镜胶合连接；

44、所述第七透镜和所述第八透镜胶合连接。

45、可选地，所述变焦群沿所述光轴方向可移动的距离设置为l1≤19.644mm，所述补偿群沿所述光轴方向可移动的距离设置为l2≤0.4953mm；

46、所述变焦镜头满足：ft/fw=2.7，其中，ft为所述变焦镜头最大焦距，fw为所述变焦镜头最小焦距。

47、本发明还提供一种成像装置，所述成像装置包括上述方案所述的变焦镜头。

48、在本发明提供的技术方案中，前固定群和后固定群固定安装于所述镜筒，所述变焦群和所述补偿群沿光轴方向可活动地安装于所述镜筒，所述前固定群和所述后固定群固定安装于所述镜筒，所述变焦群和所述补偿群沿所述光轴方向可移动地安装于所述镜筒，所述变焦群和所述补偿群沿所述光轴方向协同移动，所述变焦群用以进行变焦，所述补偿群用以在所述变焦群变倍时调节成像距离，在所述变焦群和所述补偿群沿所述光轴方向协同移动，以使得所述变焦镜头由广角端变焦至望远端，并且所述补偿群受到外力驱动沿着所述光轴做与所述变焦群的位置、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，在外界温度变化时，透镜本身会产生膨胀或是缩小等形变，使得各透镜的焦距会发生一定的变化，所述变焦镜头通过各透镜的搭配，在其中某些透镜形变发生焦距改变时，通过另外的透镜的形变实现温度离焦时的被动补偿，使得最终的成像无需采用手动调焦，依然能够清晰，以改善现有的变焦镜头在环境温度发生改变时变焦全程无法一致清晰成像的技术问题。

技术特征：

1.一种变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述变焦镜头包括：

2.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述前固定群包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正；

3.如权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜的折射率为n1，n1=1.82；

4.如权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜的色散系数为vd1，vd1=42.7；

5.如权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜的光焦度为φ11，其中，-0.0015≤φ11≤-0.0011；

6.如权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜、所述第七透镜、所述第八透镜和所述第十一透镜为球面透镜；

7.如权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜、所述第七透镜、所述第八透镜和所述第十一透镜的材质为玻璃；

8.如权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜胶合连接；

9.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦群沿所述光轴方向可移动的距离设置为l1≤19.644mm，所述补偿群沿所述光轴方向可移动的距离设置为l2≤0.4953mm；

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至9中任意一项所述的变焦镜头。

技术总结
本发明公开了一种变焦镜头及成像装置，变焦镜头包括镜筒和透镜组，透镜组包括自物侧至像侧依次设置的前固定群、变焦群、后固定群、补偿群以及像面，变焦群和补偿群沿光轴方向协同移动，补偿群用以在变焦群变倍时调节成像距离，在外界温度变化时，透镜本身会产生膨胀或是缩小等形变，使得各透镜的焦距会发生一定的变化，所述变焦镜头通过各透镜的搭配，在其中某些透镜形变发生焦距改变时，通过另外的透镜的形变实现温度离焦时的被动补偿，使得最终的成像无需采用手动调焦，依然能够清晰，以改善现有的变焦镜头在环境温度发生改变时变焦全程无法一致清晰成像的技术问题。

技术研发人员：江宝林,朱红伟,邱盛平
受保护的技术使用者：成都联江科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13