变焦镜头的制作方法

本发明涉及成像镜头，尤其涉及一种小型化、低成本、大光圈、低畸变、大变倍比、大视场角的变焦镜头。

背景技术：

1、变焦镜头具备焦距可变的特性，可满足多样监控场景的需求，因此该变焦镜头在安防监控、智能交通市场上受到广泛关注并得到广泛应用。

2、近年来，随着网络技术的迅猛发展，变焦镜头也被广泛应用在远程教育、视频会议、网络直播等各种复杂场景，因此，对光学镜头变倍比、畸变、体积等要求越来越高。

3、而目前的视讯变焦镜头普遍存在以下缺点：

4、1、现有技术中的变焦镜头虽然具有较高的像素和大角度，但是镜头尺寸偏大，光学总长过长，无法满足小型化需求，且成本高昂；

5、2、现有技术中的变焦镜头在变倍过程中画面失真较大，不能满足低畸变的需求；

6、3、现有技术中的变焦镜头在广角端位置时，光圈fno普遍较大，使得在偏暗的环境中，像质明显变差。

7、因此，目前市场正需要一款在至少满足小型化、低成本、大光圈、低畸变、大变倍比、大视场角等特点之一的高倍率变焦镜头。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种至少具备小型化、低成本、大光圈、低畸变、大变倍比、大视场角等特点之一的变焦镜头。

2、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：具有正光焦度的第一固定透镜组、具有负光焦度的第一变倍透镜组、具有正光焦度的第二固定透镜组、具有负光焦度的对焦透镜组、具有正光焦度的第二变倍透镜组、具有负光焦度的第三固定透镜组、平行平板和像面。

3、根据本发明的一个方面，所述第一固定透镜组依次包括：光焦度为负的第一透镜、光焦度均为正的第二透镜、第三透镜和第四透镜；

4、所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为凸凹型透镜；

5、所述第一透镜与所述第二透镜组成双胶合透镜。

6、根据本发明的一个方面，所述第一变倍透镜组依次包括：光焦度为负的第五透镜、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和光焦度为负的第九透镜；

7、所述第五透镜为凸凹型透镜；所述第六透镜为凹凸型透镜；所述第七透镜为双凹型透镜；所述第八透镜为双凸型透镜；所述第九透镜的像侧面为凹面；

8、所述第七透镜与所述第八透镜组成双胶合透镜。

9、根据本发明的一个方面，所述第二固定透镜组依次包括：光焦度为正的第十透镜、第十一透镜、光焦度为正的第十二透镜、光焦度为负的第十三透镜和光焦度为正的第十四透镜；

10、所述第十透镜、所述第十二透镜和所述第十四透镜为双凸型透镜；所述第十一透镜的物侧面为凸面；所述第十三透镜为双凹型透镜。

11、根据本发明的一个方面，所述对焦透镜组依次包括：光焦度为正的第十五透镜和光焦度为负的第十六透镜；

12、所述第十五透镜为凹凸型透镜；所述第十六透镜为双凹型透镜；

13、所述第十五透镜与所述第十六透镜组成双胶合透镜。

14、根据本发明的一个方面，所述第二变倍透镜组依次包括：光焦度为负的第十七透镜、光焦度均为正的第十八透镜和第十九透镜；

15、所述第十七透镜为双凹型透镜；所述第十八透镜和所述第十九透镜为双凸型透镜；

16、所述第十七透镜与所述第十八透镜组成双胶合透镜。

17、根据本发明的一个方面，所述第三固定透镜组包括光焦度为负的第二十透镜；

18、所述第二十透镜为凹凸型透镜。

19、根据本发明的一个方面，所述第一固定透镜组的有效焦距fi与所述变焦镜头在广角端位置的总有效焦距fw满足如下关系：6.70≤fi/fw≤7.22。

20、根据本发明的一个方面，所述第一固定透镜组与所述第一变倍透镜组在所述变焦镜头的望远端位置的距离d12t、所述第一固定透镜组与所述第一变倍透镜组在所述变焦镜头的广角端位置的距离d12w、所述第二变倍透镜组与所述第三固定透镜组在所述变焦镜头的广角端位置的距离d56w、所述第二变倍透镜组与所述第三固定透镜组在所述变焦镜头的广望远端位置的距离d56t满足如下关系：3.02≤(d12t-d12w)/(d56w-d56t)≤3.32。

21、根据本发明的一个方面，所述变焦镜头在变倍过程中的有效通光全口径的最大值dmax与所述变焦镜头的光学总长ttl满足如下关系：0.46≤dmax/ttl≤0.50。

22、根据本发明的一个方面，所述第四透镜的有效焦距f4与所述第一固定透镜组的有效焦距fi满足如下关系：2.15≤f4/fi≤2.31。

23、根据本发明的一个方面，所述第六透镜的折射率nd6满足如下关系：nd6≥1.64。

24、根据本发明的一个方面，所述第七透镜和所述第八透镜的组合有效焦距f78与所述第一变倍透镜组的有效焦距fii满足如下关系：2.99≤f78/fii≤5.55。

25、根据本发明的一个方面，所述第十透镜的物侧面曲率半径r101、像侧面曲率半径r102与其厚度t10满足如下关系：-7.38≤(r101+r102)/t10≤-3.31。

26、根据本发明的一个方面，所述变焦镜头在望远端位置的总有效焦距ft与所述变焦镜头的光学总长ttl满足如下关系：1.21≤ft/ttl≤1.26。

27、根据本发明的一个方面，所述第十九透镜的物侧面曲率半径r191与像侧面曲率半径r192满足如下关系：-0.34≤(r191+r192)/(r191-r192）≤-0.13。

28、根据本发明的一个方面，所述第十三透镜的有效焦距f13与所述第十四透镜的有效焦距f14满足如下关系：-0.79≤f13/f14≤-0.59。

29、根据本发明的一个方面，所述第二固定透镜组与所述对焦透镜组在所述变焦镜头的望远端位置的距离d34t、所述第二固定透镜组与所述对焦透镜组在所述变焦镜头的广角端位置的距离d34w与所述对焦透镜组的有效焦距fiv 满足如下关系：-1.98≤fiv/(d34t-d34w)≤-1.32。

30、根据本发明的一个方面，所述第十五透镜的有效焦距f15与所述第十六透镜的有效焦距f16满足如下关系：-2.45≤f15/f16≤-2.28。

31、根据本发明的一个方面，所述第十七透镜的折射率满足如下关系：1.86≤nd17≤1.91；

32、所述第十七透镜的阿贝数满足如下关系：36.5≤vd17≤41.6。

33、根据本发明的一个方面，所述第十八透镜的折射率满足如下关系：1.43≤nd18≤1.56；

34、所述第十八透镜的阿贝数满足如下关系：70≤vd18≤96。

35、根据本发明的一个方面，所述第二十透镜的有效焦距f20满足如下关系：-85.81≤f20≤-49.60。

36、根据本发明的方案，通过第一变倍透镜组和第二变倍透镜组的共同运动，使变焦镜头的焦距可以实现从广角端到望远端的连续变化；通过对焦透镜组的移动，可以将焦距变化后的光线重新聚焦到像面上，使变焦镜头成像清晰，保证成像质量；通过对各透镜组的位置的合理布置，及合理分配各透镜组的光焦度，具有正光焦度的第一固定透镜组有利于增大视场角；具有负光焦度的第一变倍透镜组和具有正光焦度的第二变倍透镜组，沿光轴线性移动，实现从广角端向望远端变倍；具有正光焦度的第二固定透镜组，有利于校正轴外像差；具有负光焦度的对焦透镜组，做非线性移动，用于对焦（或调焦），实现像面校正，保证该光学系统的像面的成像质量在变倍过程中的稳定；具有负光焦度的第三固定透镜组，有利于校正轴外像差及畸变；优化设置各透镜的光焦度和形状，以及合理的参数设置，从而实现至少具备小型化、低成本、大光圈、低畸变、大变倍比、大视场角等特点之一的高倍率变焦镜头。