一种恒定光圈的广角变焦物镜的制作方法
【专利说明】一种恒定光圈的广角变焦物镜 【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光学镜头领域，尤其涉及一种恒定光圈的广角变焦物镜。 【【背景技术】】
[0002] 变焦距物镜在上个世纪就有实际的设计与使用，但由于成像质量比普通固定焦距 物镜差，所以使用普及率不高。随着透镜设计技术发展，变焦距摄影物镜应用的场合逐渐增 多。如今，变焦距物镜已广泛应用于民用产品、安防监控等领域。虽然如此，但普通变焦距 物镜相对于固定焦距物镜还是存在许多缺陷。如普通变焦距物镜在变倍过程中，最大孔径 会随着变焦倍率的变化而改变；变焦距物镜无法获得大的视场；变焦距物镜F数比较大；与 固定焦距物镜存大着一定差距。
[0003] 针对变焦距物镜的上述缺陷，本实用新型即针对现有技术的不足而研宄提出。 【【实用新型内容】】
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种恒定光圈的广角变焦物镜，在物镜本体 沿物体入射光一侧从左到右依次设置有第一透镜组、第二透镜组、光阑、第三透镜组、第四 透镜组和感光片，第一透镜组和第三透镜组与物镜本体固定连接，第二透镜组具有负光焦 度，可由物体侧向像面侧移动，实现镜头由广角端向望远端变倍，第四透镜组具有正光焦 度，作为像面位移补偿透镜，相对物镜本体可沿轴向移动，对像面位移进行补偿，采用上述 结构的物镜，在变倍过程中最大光圈恒定，视场大于74°的大孔径，其结构设计紧凑，易于 实现物镜小型化；另外，本实用新型各透镜组在高低温变化时，其焦距不变，使得本实用新 型可以在-45°C- 85°C的温度范围内无需重新对焦即可清晰成像，分辨率达八百万像素以 上，具有优良的解像力。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型一种恒定光圈的广角变焦物镜，包括物镜本体， 所述物镜本体沿物体入射光一侧从左到右依次设置有：
[0006] 第一透镜组，具有正光焦度，相对物镜本体固定连接；
[0007] 第二透镜组，具有负光焦度，相对物镜本体可由物体侧向像面侧移动，实现镜头由 广角端向望远端变倍；
[0008] 第三透镜组，具有正光焦度，相对物镜本体固定连接；
[0009] 第四透镜组，具有正光焦度，作为像面位移补偿透镜，相对物镜本体可沿轴向移 动，实现像面位移的补偿；
[0010] 光阑，设在所述第二透镜组与第三透镜组之间，与物镜本体固定连接；
[0011] 感光片，用于感光处理图像，与物镜本体固定连接。
[0012] 所述第一透镜组的焦距为n，所述第二透镜组的焦距为f2,所述第三透镜组的焦 距为f3,所述第四透镜组的焦距为f4,满足：
[0013] -2. 8 彡fl/f2 彡-4. 8，
[0014] 2. 1 彡fl/f3 彡 1. 2，
[0015] 2. 7 彡fl/f4 彡 1. 3。
[0016] 所述第一透镜组包括具有负光焦度的第一透镜和均具有正光焦度的第二透镜及 第三透镜，所述第一透镜与第二透镜为胶合透镜且胶合面弯向光阑，所述第一透镜、第二透 镜和第三透镜沿物体入射光一侧从左到右依次设置，或者所述第三透镜、第一透镜和第二 透镜沿物体入射光一侧从左到右依次设置。
[0017] 所述第一透镜、第二透镜和第三透镜由玻璃材料制成，所述第一透镜d光折射率 和阿贝数分别为nl和VI，所述第二透镜光折射率和阿贝数分别为n2和V2,所述第三透镜 d光折射率和阿贝数分别为n3和v3,满足：
[0018] nl彡 1. 75,vl〈30，
[0019] 1. 63 多n2 多 1. 45,v2 > 60，
[0020] 1. 75 彡n3 彡 1. 60,v3 > 50。
[0021] 所述第二透镜组包括沿物体入射光一侧从左到右依次设置的具有负光焦度的第 四透镜，具有负光焦度的第五透镜，具有正光焦度的第六透镜，所述第五透镜和第六透镜为 胶合透镜。
[0022] 所述第四透镜、第五透镜和第六透镜由玻璃材料制成，所述第四透镜d光折射率 和阿贝数分别为n4和v4,所述第五透镜d光折射率和阿贝数分别为n5和v5,所述第六透 镜d光折射率和阿贝数分别为n6和v6,满足：
[0023] n4 彡 1. 80,v4 > 30，
[0024] 3. 5 多n5+0. 044Xv5 多 4. 8，
[0025] n6 多 1. 75,v6〈30。
[0026] 所述第三透镜组包括第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和第十一透镜，所 述第七透镜具有正光焦度，所述第八透镜为弯月型透镜且背向光阑一侧弯曲，所述第九透 镜和第十透镜为胶合透镜，所述第十一透镜为弯月型透镜且相向光阑一侧弯曲，所述第七 透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和第十一透镜沿物体入射光一侧从左到右依次设置， 或者所述第七透镜、第九透镜、第十透镜、第八透镜和第十一透镜沿物体入射光一侧从左到 右依次设置。
[0027] 所述第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和第^^一透镜由玻璃材料制成，所 述第七透镜d光折射率和阿贝数分别为n7和v7,所述第八透镜d光折射率和阿贝数分别为 n8和v8,所述第九透镜d光折射率和阿贝数分别为n9和v9,所述第十透镜d光折射率和阿 贝数分别为nlO和vlO,所述第十一透镜d光折射率和阿贝数分别为nil和vll，满足：
[0028] n7 彡 1. 80,v7 > 30，
[0029] n8 彡 1. 80,v8〈30，
[0030] 1. 103 彡n9/nl0 彡 0? 805，
[0031] 0? 3 彡v9/vl0 彡 0? 65，
[0032] nil多 1. 55,vll> 55。
[0033] 所述第四透镜组包括第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜，所述第十二透镜和 第十三透镜具有正光焦度，所述第十三透镜和第十四透镜为胶合透镜且胶合面相向弯向 光阑一侧，所述第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜沿物体入射光一侧从左到右依次设 置，或者所述第十三透镜和第十四透镜及第十二透镜沿物体入射光一侧从左到右依次设 置。
[0034] 所述第十二透镜，第十三透镜和第十四透镜由玻璃材料制成，所述第十二透镜d 光折射率和阿贝数分别为nl2和vl2,所述第十三透镜d光折射率和阿贝数分别为nl3和 vl3,所述第十四透镜d光折射率和阿贝数分别为nl4和vl4,满足：
[0035] nl2彡1. 68, vl2〈45，
[0036] 0? 85 彡nl3/nl4 彡 0? 72，
[0037] 4. 95 彡vl3/vl4 彡 1. 85。
[0038] 与现有技术相比，本实用新型一种恒定光圈的广角变焦物镜，具有如下优点：
[0039] 1、在变倍过程中最大光圈恒定，视场大于74°的大孔径；
[0040] 2、结构设计紧凑，易于实现物镜小型化；
[0041] 3、可以在-45°C- 85°C的温度范围内无需重新对焦即可清晰成像，分辨率达 八百万像素以上，具有优良的解像力。 【【附图说明】】
[0042] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明，其中：
[0043] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0044] 图2为本实用新型的广角端的球差曲线图。
[0045] 图3为本实用新型的广角端的场曲与畸变图。
[0046] 图4为本实用新型的广角端的彗差曲线图之一。
[0047] 图5为本实用新型的广角端的彗差曲线图之二。
[0048] 图6为本实用新型的广角端的彗差曲线图之三。
[0049] 图7为本实用新型的广角端的彗差曲线图之四。
[0050] 图8为本实用新型的摄远端的球差曲线图。
[0051] 图9为本实用新型的摄远端的场曲与畸变图。
[0052] 图10为本实用新型的摄远端的彗差曲线图之一。
[0053] 图11为本实用新型的摄远端的彗差曲线图之二。
[0054] 图12为本实用新型的摄远端的彗差曲线图之三。
[0055] 图13为本实用新型的摄远端的彗差曲线图之四。 【【具体实施方式】】
[0056] 下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。
[0057] 如图1所示，本实用新型一种恒定光圈的广角变焦物镜，包括物镜本体7,在物镜 本体7内设有四组透镜，即沿物体入射光一侧从左到右依次设置有第一透镜组1、第二透镜 组2、第三透镜组3和第四透镜组4。
[0058] 第一透镜组1，具有正光焦度，相对物镜本体7固定连接。
[0059] 第二透镜组2,具有负光焦度，相对物镜本体7可由物体侧向像面5侧移动，通过调 节第二透镜组2,可以实现镜头由广角端向望远端变倍。
[0060] 第三透镜组3,具有正光焦度，相对物镜本体7固定连接。
[0061] 第四透镜组4,具有正光焦度，作为像面5位移补偿透镜，相对物镜本体7可沿轴 向移动，通过调节第四透镜组4,可以实现像面5位移的补偿。
[0062] 在所述第二透镜组2与第三透镜组3之间设有光阑6,光阑6与物镜本体7固定连 接。
[0063] 在物镜本体7的右端设有感光片8,用于感光处理图像，与物镜本体7固定连接。
[0064] 所述第一透镜组1的焦距为H，所述第二透镜组2的焦距为f2,所述第三透镜组 的焦距3为f3,所述第四透镜组4的焦距为f4,满足：
[0065] -2. 8 彡fl/f2 彡-4. 8，
[0066] 2. 1 彡fl/f3 彡 1. 2，
[0067] 2. 7 彡fl/f4 彡 1. 3。
[0068] 由于第一透镜组1和第三透镜组3与物镜本体7为固定连接，使之相对于像面5 位置固定不变，通过调节第二透镜组2沿其轴向移动，本实用新型可实现变焦，第四透镜组 4为作为像面5的位移补偿透镜，通过调节第四透镜组4沿轴向移动，可实现对像面5进行 位移补偿，本实用新型中第三透镜组3用于校正由于第一透镜组1和第二透镜组2产生的 球差、像散与场曲，以确保本实用新型在整个变焦过程中像质优良。
[0069] 所述第一透镜组1包括具有负光焦度的第一透镜11和均具有正光焦度的第二透 镜12及第三透镜13,所述第一透镜11与第二透镜12为胶合透镜且胶合面弯向光阑6,所 述第一透镜11、第二透镜12和第三透镜13沿物体入射光一侧从左到右依次设置。
[0070] 作为第一透镜组1的另一种结构，可以将由第一透镜11与第二透镜12构成的胶 合透镜与第三透镜13进行位置变换，即沿物体入射光一侧从左到右依次设置为第三透镜 13、第一透镜11和第二透镜12。
[0071] 所述第一透镜11、第二透镜12和第三透镜13由玻璃材料制成，所述第一透镜lid 光折射率和阿贝数分别为nl和vl，所述第二透镜12光折射率和阿贝数分别为n2和v2,所 述第三透镜13d光折射率和阿贝数分别为n3和v3,满足：
[0072] nl彡 1. 75,vl〈30，
[0073] 1. 63 彡n2 彡 1. 45,v2 >