一种变焦光学成像系统的制作方法

本实用新型涉及光学镜头技术领域，具体而言，涉及一种变焦光学成像系统。

背景技术：

随着社会安全问题日趋复杂、国家对公共安全日益重视以及人们安防意识的稳步增强，对安防视频监控系统同时具备大区域物体概观、小区域物体分辨的要求愈发迫切，因此亟需作为视频监控系统核心部件之一的光学成像系统具备更大的监控范围以及更远的监控距离。相比于定焦距光学成像系统无法同时扩大视野和放大倍率的固有技术缺陷，变焦光学成像系统则可以通过改变系统组元之间间隔距离实现焦距的连续变化，进而实现大区域物体概观、小区域物体分辨的目的。

此外，由于用于安防监控的光学成像系统白天是利用可见光波长范围内的光成像，夜晚则是基于近红外波段的光成像，因此对于通常只对可见光波段所设计的光学成像系统，在夜间的近红外波段成像会有较大色差且发生离焦。这就对用于安防监控的光学成像系统提出了从可见光波段到近红外波段均有优异成像性能的技术要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种变焦光学成像系统，其变倍比高，能够对可见光波段至近红外波段的宽光谱波长范围内的光共焦成像，具有优异的成像性能且小型化。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种变焦光学成像系统，其包括从物体侧依次配置的，具有正光焦度第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、孔径光阑、具有正光焦度的第四透镜组，所述第一透镜组包括从物体侧依次配置的至少1片负透镜和至少3片正透镜，所述第二透镜组包括从物体侧依次配置的至少3片负透镜和至少1片正透镜，所述第三透镜组包括至少2片正透镜和至少2片负透镜，所述第四透镜组包括从物体侧依次配置的整体上具有负光焦度的前组、整体上具有正光焦度的中组以及整体上具有正光焦度的后组，所述前组、所述中组和所述后组均以包含正透镜和负透镜的方式构成，所述变焦光学成像系统满足以下条件，

-0.55≤Fw/Fv≤-0.40，

45≤|Vf2-Vf1|≤65，

其中，Fw表示所述变焦光学成像系统在广角端的焦距，Fv表示所述第二透镜组的焦距，Vf1表示所述第一透镜组中配置在最靠近物体侧的透镜相对于d谱线的阿贝数，Vf2表示所述第一透镜组中配置在从物体侧起排在第二位的透镜相对于d谱线的阿贝数，当所述第二透镜组沿光轴向像侧移动、所述第三透镜组沿光轴向物体侧移动时，所述变焦光学成像系统从广角端向望远端的焦距连续变化。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一透镜组包括从物体侧依次配置的1片负透镜和4片正透镜，所述第二透镜组包括从物体侧依次配置的3片负透镜和1片正透镜，所述第三透镜组包括从物体侧依次配置的1片正透镜、1片负透镜、2片正透镜和2片负透镜，所述第四透镜组的所述前组包括从物体侧依次配置的1片负透镜、1片正透镜、1片负透镜和1片正透镜，所述中组包括从物体侧依次配置的1片正透镜、1片负透镜和1片正透镜，所述后组包括从物体侧依次配置的1片正透镜、1片负透镜和1片正透镜。

在本实用新型较佳的实施例中，所述系统还满足以下条件：

10<Ff/Fw<15，

其中，Ff表示所述第一透镜组的焦距，Fw表示所述变焦光学成像系统在广角端的焦距。

在本实用新型较佳的实施例中，所述系统还满足以下条件：

1.75<NvGi，

20≤|Vv4-Vv3|，

其中，NvGi表示所述第二透镜组中从物体侧依次配置的第i片透镜相对于d谱线的折射率，Vv4表示所述第二透镜组中配置在最靠近像侧的透镜相对于d谱线的阿贝数，Vv3表示所述第二透镜组中配置在从物体侧起排在第三位的透镜相对于d谱线的阿贝数。

在本实用新型较佳的实施例中，所述系统还满足以下条件：

-0.75≤Fv/Fc≤-0.45，

其中，Fv表示所述第二透镜组的焦距，Fc表示所述第三透镜组的焦距。

在本实用新型较佳的实施例中，所述系统还满足以下条件：

40≤Vc1-Vc2≤60，

40≤Vc6-Vc5≤60，

其中，Vc1表示所述第三透镜组配置在最靠近物体侧的透镜相对于d谱线的阿贝数，Vc2表示所述第三透镜组配置在从物体侧起第二位的透镜相对于d谱线的阿贝数，Vc5表示所述第三透镜组配置在从物体侧起第五位的透镜相对于d谱线的阿贝数，Vc6表示所述第三透镜组配置在最靠近像侧的透镜相对于d谱线的阿贝数。

在本实用新型较佳的实施例中，所述系统还满足以下条件：

TTL/Fw≤25，

Ft/Fw≥25，

其中，TTL表示所述第一透镜组中配置在最靠近物体侧的透镜的物方侧面顶点，到所述第四透镜组中配置在最靠近像侧的透镜的像方侧面顶点的距离，Fw表示所述变焦光学成像系统在广角端的焦距，Ft表示所述变焦光学成像系统在望远端的焦距。

在本实用新型较佳的实施例中，所述系统还满足以下条件：

0.6≤D/Ft≤0.9，

其中，D表示所述第一透镜组中配置在最靠近物体侧的透镜的物方侧面顶点到像平面的距离，Ft表示所述变焦光学成像系统在望远端的焦距。

在本实用新型较佳的实施例中，所述系统还满足以下条件：

TGT/Fw＜7，

Ft/TGT＜10，

其中，TGT表示所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组以及所述第四透镜组的镜片中心厚度的总和，Fw表示所述变焦光学成像系统在广角端的焦距，Ft表示所述变焦光学成像系统在望远端的焦距。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第三透镜组中配置在最靠近像侧的透镜的至少一个表面、所述前组中配置在最靠近物体侧的透镜的至少一个表面均为偶次非球面。

本实用新型提供的变焦光学成像系统结构紧凑，通过对各个透镜组的光焦度进行合理分配以及对玻璃材质的恰当选择，可实现大变倍比、对于从可见光波段至近红外波段的宽光谱波长范围内的光共焦成像且成像性能优异的且小型化的变焦光学成像系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的变焦光学成像系统的光路结构图；

图2为本实用新型第一实施例提供的变焦光学成像系统在焦距值为10mm时的光路结构图；

图3为本实用新型第一实施例提供的变焦光学成像系统在焦距值为130mm时的光路结构图；

图4为本实用新型第一实施例提供的变焦光学成像系统在焦距值为300mm时的光路结构图；

图5为本实用新型第一实施例提供的变焦光学成像系统在焦距值为10mm时的调制传递函数曲线图；

图6为本实用新型第一实施例提供的变焦光学成像系统在焦距值为130mm时的调制传递函数曲线图；

图7为本实用新型第一实施例提供的变焦光学成像系统在焦距值为300mm时的调制传递函数曲线图。

图标：100-第一透镜组；110-第一透镜；120-第二透镜；130-第三透镜；140-第四透镜；150-第五透镜；200-第二透镜组；210-第六透镜；220-第七透镜；230-第八透镜；240-第九透镜；300-第三透镜组；310-第十透镜；320-第十一透镜；330-第十二透镜；340-第十三透镜；350-第十四透镜；360-第十五透镜；400-第四透镜组；411-第十六透镜；412-第十七透镜；413-第十八透镜；414-第十九透镜；421-第二十透镜；422-第二十一透镜；423-第二十二透镜；431-第二十三透镜；432-第二十四透镜；433-第二十五透镜；500-孔径光阑；变焦光学成像系统-1000。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。除了这些详细描述之外，本实用新型还可以广泛地实施在其他实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本实用新型的范围之内。

在说明书的描述中，为了使读者对本实用新型有较为完整的了解，本实施方式提供了许多特定细节，然而，本实用新型可能在省略部分或全部这些特定细节的前提下仍可实施。此外，众所周知的步骤和元件并未描述于细节中，以避免造成对本实用新型不必要的限制。附图中相同或类似的元件将以相同或类似的符号来表示。特别注意的是，附图仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸，除非有特别说明。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，本实施例提供一种变焦光学成像系统1000，其包括从物体侧到像侧依次配置的，具有正光焦度第一透镜组100、具有负光焦度的第二透镜组200、具有正光焦度的第三透镜组300、规定了口径可变范围的孔径光阑500、具有正光焦度的第四透镜组400。本实施例中，变焦光学成像系统1000的成像面上可以配置CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件)，用于接收成像信号。

在本实施例中，通过使第二透镜组200沿着光轴从物体侧向像侧移动，进行光学系统从广角端向望远端的变倍；通过使第三透镜组300沿着光轴从像侧向物体侧移动，实现对伴随变倍的像面位置变动的矫正，从而使像面位置稳定，像差得以矫正。

所述第一透镜组100包括从物体侧依次配置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150。其中，所述第一透镜110为负透镜，第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150为正透镜。通过此构成，能够较好地矫正光学系统在广角端的畸变和在望远端的位置色差。

所述第二透镜组200包括从物体侧依次配置的第六透镜210、第七透镜220、第八透镜230和第九透镜240。其中，所述第六透镜210、第七透镜220和第八透镜230为负透镜，第九透镜240为正透镜。得益于第二透镜组200中的3片负透镜，光学系统变焦时的第三透镜组300的轴向移动量得到抑制，因此，光学系统的小型化得以促进。同时，得益于第二透镜组200配置在最靠近像侧的1片正透镜，光学系统的位置色差和倍率色差得到有效矫正。

所述第三透镜组300包括从物体侧依次配置的第十透镜310、第十一透镜320、第十二透镜330、第十三透镜340、第十四透镜350和第十五透镜360。其中，所述第十透镜310、第十二透镜330和第十三透镜340为正透镜，第十一透镜320、第十四透镜350和第十五透镜360为负透镜。通过此构成，能够较好地矫正光学系统由广角端向望远端变焦过程中在不同焦距处产生的位置色差和倍率色差。

所述第四透镜组400包括从物体侧依次配置的，包含有第十六透镜411、第十七透镜412、第十八透镜413、第十九透镜414且整体上具有负光焦度的前组，包含有第二十透镜421、第二十一透镜422、第二十二透镜423且整体上具有正光焦度的中组，包含有第二十三透镜431、第二十四透镜432、第二十五透镜433且整体上具有正光焦度的后组。其中，所述第十六透镜411、第十八透镜413、第二十一透镜422和第二十四透镜432为负透镜，第十七透镜412、第十九透镜414、第二十透镜421、第二十二透镜423、第二十三透镜431和第二十五透镜433为正透镜。本实施例中，第四透镜组400的前组中第十六透镜411最靠近物体侧的光学表面可以设置为高阶偶次非球面，以对光学系统的球面像差进行矫正。并且，得益于第四透镜组400的中组中配置在最靠近物体侧的第二十透镜421，光学系统在广角端的球面像差矫正效果得到加强。此外，得益于第四透镜组400的后组中配置在最靠近像侧的第二十五透镜433，光学系统在像面的场曲像差能够得到较好的矫正。

在本实用新型的其他具体实施方案中，第三透镜组300中配置在最靠近像侧的第十五透镜360的至少一个表面可以设置为偶次非球面，如此，能够更好地矫正光学系统在广角端的球面像差和慧差。

同样的，在本实用新型的其他具体实施方案中，第四透镜组400中配置在最靠近物体侧的第十六透镜411的至少一个表面可以设置为偶次非球面，如此，能够更好地矫正光学系统在广角端的球面像差和慧差。

在本实施例提供的变焦光学成像系统1000中，在保证光学成像质量的情况下，使用非球面透镜可简化系统的光路结构，减少所需透镜的数量，缩减整个系统的长度，降低成本。

所述第三透镜组300和所述第四透镜组400都为整体上具有正光焦度的透镜组，第三透镜组300可将经过所述第二透镜组200的光束会聚进入孔径光阑500，从孔径光阑500出射的光束再经过所述第四透镜组400会聚到像面。通过此构成，在实现长焦距的基础上，缩减了整个光学系统的长度，促进了光学系统的小型化。

本实施例提供的变焦光学成像系统1000处于广角端下，变焦光学成像系统的1000的整体视野最广、放大倍率最小，适合进行远距离大范围的物体概观；处于望远端下，变焦光学成像系统1000的整体视野最窄、放大倍率最大，适合进行近距离小范围的物体分辨。

可以理解的是，本实施例中，变焦光学成像系统1000从广角端调整至望远端以及从望远端调整至广角端的过程中，由于所述第二透镜组200和所述第三透镜组300沿光轴平移的过程是连续的，变焦光学成像系统1000整体的视野和倍率变化也是连续的。变焦光学成像系统1000从广角端向望远端调整时，其整体观察视野范围逐渐变小，倍率逐渐变大；从望远端向广角端调整时，其整体观察视野范围逐渐变大，倍率逐渐变小。

本实施例中，变焦光学成像系统1000通过设置第二透镜组200和第三透镜组300，控制两个光组同时移动来进行视野和倍率的调整。这种双光组调节方式使得系统在变倍的同时，还能够对变倍所带来的像面变动进行矫正，从而使像面位置保持稳定，像差得以矫正。因此，系统在广角端与望远端之间的整个调整过程中，都具有较好的成像性能。

本实施例提供的变焦光学成像系统1000采取内焦方式，由于在广角端与望远端之间调节的过程中只移动了第二透镜组200和第三透镜组300，而位于最靠近物体侧的第一透镜组100和最靠近像侧的第四透镜组400的位置没有发生改变，系统的光学总长度没有因为焦距的变化而产生改变，且四个透镜组在各个焦距位置产生的像差相互匹配，保证了系统在像平面处具有优异的成像性能。

在本实施例的优选实施方案中，变焦光学成像系统1000还可以满足以下条件：

(1)-0.55≤Fw/Fv≤-0.40

(2)45≤|Vf2-Vf1|≤65

其中，Fw表示所述变焦光学成像系统1000在广角端的焦距，Fv表示所述第二透镜组200的焦距，Vf1表示所述第一透镜组100配置在最靠近物体侧的第一透镜110相对于d谱线的阿贝数，Vf2表示所述第一透镜组100配置在从物体侧起第二位的第二透镜120相对于d谱线的阿贝数。所述d谱线为氦黄光谱线，其中心波长为587.56nm。

通过设计变焦光学成像系统1000满足(1)、(2)式中的条件，有利于进一步提高光学系统对从可见光波段到近红外波段的宽光谱波长范围内的光的成像性能，以及促进光学系统的小型化。

在本实施例的优选实施方案中，变焦光学成像系统1000还可以满足以下条件：

(3)10<Ff/Fw<15

其中，Ff表示所述第一透镜组100的焦距，Fw表示所述变焦光学成像系统1000在广角端的焦距。

通过设计变焦光学成像系统1000满足(3)式中的条件，有利于进一步促进光学系统的小型化。

在本实施例的优选实施方案中，变焦光学成像系统1000还可以满足以下条件：

(4)1.75<NvGi(i＝1,2,3,4)

(5)20≤|Vv4-Vv3|

其中，NvGi表示所述第二透镜组200中从物体侧依次配置的第i(i＝1,2,3,4)片透镜相对于d谱线的折射率，可以理解的是，所述第六透镜210、第七透镜220、第八透镜230和第九透镜240相对于d谱线的折射率均大于1.75。Vv4表示所述第二透镜组200中配置在最靠近像侧的第九透镜240相对于d谱线的阿贝数，Vv3表示所述第二透镜组200中配置在从物体侧起排在第三位的第八透镜230相对于d谱线的阿贝数。

通过设计变焦光学成像系统1000满足(4)、(5)式中的条件，有利于该系统更为有效的矫正球面像差和像散像差，并且系统的位置色差和倍率色差也能够得到较好的抑制。

在本实施例的优选实施方案中，变焦光学成像系统1000还可以满足以下条件：

(6)-0.75≤Fv/Fc≤-0.45

其中，Fv表示所述第二透镜组200的焦距，Fc表示所述第三透镜组300的焦距。

通过设计变焦光学成像系统1000满足(6)式中的条件，有利于进一步促进光学系统的小型化。

在本实施例的优选实施方案中，变焦光学成像系统1000还可以满足以下条件：

(7)40≤Vc1-Vc2≤60

(8)40≤Vc6-Vc5≤60

其中，Vc1表示所述第三透镜组300配置在最靠近物体侧的第十透镜310相对于d谱线的阿贝数，Vc2表示所述第三透镜组300配置在从物体侧起第二位的第十一透镜320相对于d谱线的阿贝数，Vc5表示所述第三透镜组300配置在从物体侧起第五位的第十四透镜350相对于d谱线的阿贝数，Vc6表示所述第三透镜组300配置在最靠近像侧的第十五透镜360相对于d谱线的阿贝数。

通过设计变焦光学成像系统1000满足(7)、(8)式中的条件，能够更加良好的矫正光学系统对可见光波段到近红外波段的宽光谱波长范围内的光进行成像的过程中，由广角端向望远端变焦时在不同焦距处产生的位置色差和倍率色差。

在本实施例的优选实施方案中，变焦光学成像系统1000还可以满足以下条件：

(9)TTL/Fw≤25

(10)Ft/Fw≥25

其中，TTL表示所述第一透镜组100配置在最靠近物体侧的第一透镜110的物方侧面顶点，到所述第四透镜组400配置在最靠近像侧的第二十五透镜433的像方侧面顶点的距离，Fw表示所述变焦光学成像系统1000在广角端的焦距，Ft表示所述变焦光学成像系统1000在望远端的焦距。

通过设计变焦光学成像系统1000满足(9)、(10)式中的条件，能够进一步提高光学系统的变倍比，且不会损害光学系统的小型化。

在本实施例的优选实施方案中，变焦光学成像系统1000还可以满足以下条件：

(11)0.6≤D/Ft≤0.9

其中，D表示所述第一透镜组100配置在最靠近物体侧的第一透镜110的物方侧面顶点到像平面的距离，Ft表示所述变焦光学成像系统1000在望远端的焦距。

通过设计变焦光学成像系统1000满足(11)式中的条件，能够更加有利于光学系统的小型化，且不会损害光学系统的成像性能。

在本实施例的优选实施方案中，变焦光学成像系统1000还可以满足以下条件：

(12)TGT/Fw＜7

(13)Ft/TGT＜10

其中，TGT表示所述第一透镜组100、所述第二透镜组200、所述第三透镜组300以及所述第四透镜组400的镜片中心厚度的总和，Fw表示所述变焦光学成像系统1000在广角端的焦距，Ft表示所述变焦光学成像系统1000在望远端的焦距。

通过设计变焦光学成像系统1000满足(12)、(13)式中的条件，能够进一步提高光学系统的变倍比，且不会损害光学系统的小型化。

本实用新型提供的变焦光学成像系统1000，通过满足上述条件式，能够实现大变倍比，能对从可见光波段至近红外波段的宽光谱波长范围内的光共焦成像，且成像性能优异、小型化的变焦光学成像系统。

本实施例中，具体的，变焦光学成像系统1000的各透镜参数可以如下设计。

请参照图1，所述第一透镜组100从物体侧到像侧依次配置：

第一透镜110为负透镜，具有凸向物侧的表面s1，凹向物侧的胶合表面s2。

优选的，第一透镜110的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.75<n₁₁₀<1.90，30<v₁₁₀<50；

优选的，第一透镜110采用牌号为H-ZLAF76的玻璃材质。

第二透镜120为正透镜，具有凸向物侧的胶合表面s3和凸向像侧的表面s4。

优选的，第二透镜120的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.45<n₁₂₀<1.65，60<v₁₂₀<90；

优选的，第二透镜120采用牌号为H-FK61的玻璃材质。

第三透镜130为正透镜，具有凸向物侧的表面s5和凹向物侧的表面s6。

优选的，第三透镜130的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.45<n₁₃₀<1.65，60<v₁₃₀<90；

优选的，第三透镜130采用牌号为H-FK61的玻璃材质。

第四透镜140为正透镜，具有凸向物侧的表面s7和凹向物侧的表面s8。

优选的，第四透镜140的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.45<n₁₄₀<1.65，60<v₁₄₀<90；

优选的，第四透镜140采用牌号为H-FK61的玻璃材质。

第五透镜150为正透镜，具有凸向物侧的表面s9和凹向物侧的表面s10。

优选的，第五透镜150的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.45<n₁₅₀<1.65，60<v₁₅₀<90；

优选的，第五透镜150采用牌号为H-FK61的玻璃材质。

需要说明的是，所述第一透镜110和第二透镜120构成第一双胶合结构。

所述第二透镜组200从物体侧到像侧依次配置：

第六透镜210为负透镜，具有凹向像侧的表面s11和凹向物侧的表面s12。

优选的，第六透镜210的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.70<n₂₁₀<1.90，35<v₂₁₀<55；

优选的，第六透镜210采用牌号为H-ZLAF55C的玻璃材质。

第七透镜220为负透镜，具有凹向像侧的表面s13和凹向物侧的表面s14。

优选的，第七透镜220的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.70<n₂₂₀<1.90，40<v₂₂₀<65；

优选的，第七透镜220采用牌号为H-LAF50B的玻璃材质。

第八透镜230为负透镜，具有凹向像侧的表面s15和凹向物侧的胶合表面s16。

优选的，第八透镜230的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.70<n₂₃₀<1.90，35<v₂₃₀<55；

优选的，第八透镜230采用牌号为H-ZLAF55C的玻璃材质。

第九透镜240为正透镜，具有凸向物侧的胶合表面s17和凸向像侧的表面s18。

优选的，第九透镜240的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.75<n₂₄₀<1.95，20<v₂₄₀<40；

优选的，第九透镜240采用牌号为H-ZF62的玻璃材质。

需要说明的是，所述第八透镜230和第九透镜240构成第二双胶合结构。

所述第三透镜组300从物体侧到像侧依次配置：

第十透镜310为正透镜，具有凸向物侧的表面s19和凸向像侧的表面s20。

优选的，第十透镜310的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.45<n₃₁₀<1.65，60<v₃₁₀<90；

优选的，第十透镜310采用牌号为H-FK61的玻璃材质。

第十一透镜320为负透镜，具有凸向物侧的表面s21和凹向物侧的胶合表面s22。

优选的，第十一透镜320的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.70<n₃₂₀<1.90，20<v₃₂₀<45；

优选的，第十一透镜320采用牌号为H-ZF52A的玻璃材质。

第十二透镜330为正透镜，具有凸向物侧的胶合表面s23和凸向像侧的表面s24。

优选的，第十二透镜330的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.55<n₃₃₀<1.75，50<v₃₃₀<70；

优选的，第十二透镜330采用牌号为H-ZPK1A的玻璃材质。

第十三透镜340为正透镜，具有凸向物侧的表面s25和凸向像侧的胶合表面s26。

优选的，第十三透镜340的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.55<n₃₄₀<1.75，50<v₃₄₀<70；

优选的，第十三透镜340采用牌号为H-ZPK1A的玻璃材质。

第十四透镜350为负透镜，具有凹向像侧的胶合表面s27和凸向像侧的表面s28。

优选的，第十四透镜350的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.70<n₃₅₀<1.90，20<v₃₅₀<45；

优选的，第十四透镜350采用牌号为H-ZF52A的玻璃材质。

第十五透镜360为负透镜，具有凹向像侧的表面s29和凸向像侧的表面s30。

优选的，第十五透镜360的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.45<n₃₆₀<1.65，60<v₃₆₀<80；

优选的，第十五透镜360采用牌号为H-QK3L的玻璃材质。

需要说明的是，所述第十一透镜320和第十二透镜330构成第三双胶合结构；所述第十三透镜340和第十四透镜350构成第四双胶合结构。

所述第四透镜组400从物体侧到像侧依次配置：

第十六透镜411为负透镜，具有凹向像侧的表面s31和凹向物侧的胶合表面s32。

优选的，第十六透镜411的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.65<n₄₁₁<1.85，40<v₄₁₁<60；

优选的，第十六透镜411采用牌号为H-LAF52的玻璃材质。

第十七透镜412为正透镜，具有凸向物侧的胶合表面s33和凸向像侧的表面s34。

优选的，第十七透镜412的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.65<n₄₁₂<1.85，20<v₄₁₂<40；

优选的，第十七透镜412采用牌号为H-ZF7LA的玻璃材质。

第十八透镜413为负透镜，具有凹向像侧的表面s35和凹向物侧的胶合表面s36。

优选的，第十八透镜413的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.60<n₄₁₃<1.80，50<v₄₁₃<70；

优选的，第十八透镜413采用牌号为H-LAK51A的玻璃材质。

第十九透镜414为正透镜，具有凸向物侧的胶合表面s37和凸向像侧的表面s38。

优选的，第十九透镜414的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.60<n₄₁₄<1.80，40<v₄₁₄<60；

优选的，第十九透镜414采用牌号为H-ZBAF16的玻璃材质。

第二十透镜421为正透镜，具有凹向像侧的表面s39和凸向像侧的表面s40。

优选的，第二十透镜421的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.60<n₄₂₁<1.80，40<v₄₂₁<60；

优选的，第二十透镜421采用牌号为H-LAK52的玻璃材质。

第二十一透镜422为负透镜，具有凸向物侧的表面s41和凹向物侧的胶合表面s42。

优选的，第二十一透镜422的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.65<n₄₂₂<1.85，30<v₄₂₂<50；

优选的，第二十一透镜422采用牌号为H-LAF52的玻璃材质。

第二十二透镜423为正透镜，具有凸向物侧的胶合表面s43和凸向像侧的表面s44。

优选的，第二十二透镜423的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.45<n₄₂₃<1.65，60<v₄₂₃<90；

优选的，第二十二透镜423采用牌号为H-FK61的玻璃材质。

第二十三透镜431为正透镜，具有凸向物侧的表面s45和凸向像侧的胶合表面s46。

优选的，第二十三透镜431的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.45<n₄₃₁<1.65，60<v₄₃₁<90；

优选的，第二十三透镜431采用牌号为H-FK61的玻璃材质。

第二十四透镜432为负透镜，具有凹向像侧的胶合表面s47和凸向像侧的表面s48。

优选的，第二十四透镜432的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.60<n₄₃₂<1.80，20<v₄₃₂<40；

优选的，第二十四透镜432采用牌号为H-ZF50的玻璃材质。

第二十五透镜433为正透镜，具有凸向物侧的表面s49和凸向像侧的表面s50。

优选的，第二十五透镜433的相对于d谱线的折射率和阿贝数分别满足1.60<n₄₃₃<1.80，40<v₄₃₃<60；

优选的，第二十五透镜433采用牌号为H-LAK3的玻璃材质。

需要说明的是，所述第十六透镜411和第十七透镜412构成第五双胶合结构；所述第十八透镜413和第十九透镜414构成第六双胶合结构；所述第二十一透镜422和第二十二透镜423构成第七双胶合结构；所述第二十三透镜431和第二十四透镜432构成第八双胶合结构。

本实施例中，变焦成像光学系统1000在广角端的焦距值Fw为10mm，在望远端的焦距值Ft为300mm，第一透镜组100的焦距值Ff为126mm，第二透镜组200的焦距值Fv为-20mm，第三透镜组300的焦距值Fc为35mm。

本实施例中，变焦光学成像系统1000在焦距值为10mm，130mm，300mm时各光学元件的结构位置参数如表1所示：

表1

本实施例中，第一透镜组100配置在最靠近物体侧的第一透镜110的物方侧面顶点，到第四透镜组400配置在最靠近像侧的第二十五透镜433的像方侧面顶点的距离TTL为230mm，第一透镜组100配置在最靠近物体侧的第一透镜110的物方侧面顶点到像平面的距离D为248mm，第一透镜组100、第二透镜组200、第三透镜组300以及第四透镜组400的镜片中心厚度的总和TGT为65mm。

本实施例中，光学系统的F数变化范围为2.8到5，其中系统焦距值为10mm时F数为2.8，系统焦距值为300mm时F数为5。

本实施例中，光学系统的视场角变化范围为45°到1.6°，其中系统焦距值为10mm时视场角为45°，系统焦距值为300mm时视场角为1.6°。

具体的，条件式(1)的数值Fw/Fv＝-0.5；

条件式(2)的数值|Vf2-Vf1|＝60.21；

条件式(3)的数值Ff/Fw＝12.6；

条件式(4)的数值NvG1＝1.83，NvG2＝1.77，NvG3＝1.83，NvG4＝1.92；

条件式(5)的数值|Vv4-Vv3|＝21.86；

条件式(6)的数值Fv/Fc＝-0.57；

条件式(7)的数值Vc1-Vc2＝57.80；

条件式(8)的数值Vc6-Vc5＝46.63；

条件式(9)的数值TTL/Fw＝23；

条件式(10)的数值Ft/Fw＝30；

条件式(11)的数值D/Ft＝0.83；

条件式(12)的数值TGT/Fw＝6.50；

条件式(13)的数值Ft/TGT＝4.62。

进一步的，请参照图2、图3和图4，分别为变焦光学成像系统1000在焦距值为10mm、130mm和300mm时的光学结构示意图。

请参照图5、图6和图7，分别为变焦光学成像系统1000在焦距值为10mm、130mm和300mm时的调制传递函数曲线图，可以看出该系统具有优异的成像性能。在实际应用中，系统变焦曲线平滑，工作稳定，能够满足大变倍比、对于从可见光波段至近红外波段的宽光谱波长范围内的光的共焦成像、成像性能优异且小型化的设计要求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。例如，在遵循上述实施例(1)、(2)式设计的前提下，第一透镜组100可以包含1片负透镜、3片正透镜，第二透镜组200可以包含1片正透镜、3片负透镜，第三透镜组300可以包含2片正透镜、2片负透镜，也可以包含3片正透镜、2片负透镜等。类似的，在上述实施例(1)、(2)式所述范围内，第一透镜组100从物体侧起依次以至少1片负透镜和至少3片正透镜的配置，第二透镜组200从物体侧依次以至少3片负透镜和至少1片正透镜的配置，第三透镜组300以至少2片正透镜和至少2片负透镜的配置，第四透镜组400从物体侧依次以整体上具有负光焦度的前组、整体上具有正光焦度的中组以及整体上具有正光焦度的后组且各光组均包含正透镜和负透镜的配置，在此前提下所进行的透镜数量的改变或替换，均能够解决现有技术中存在的问题。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，例如均应包含在本实用新型的保护范围之内。