超高清分辨率变焦镜头的制作方法

本发明涉及的是一种光学器件领域的技术，具体是一种清晰度达到4k分辨率变焦镜头。
背景技术：
：现有安防镜头在满足大变焦倍率的情况下，因长焦端衍射极限，镜头群组结构等原因，无法将解像力做到真4k，即4096×2160解析度，而目前真正4k解像力的产品还停留在小倍率领域。技术实现要素：本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种超高清分辨率变焦镜头，采用了全新的五群光学结构和多马达联动突破原本的各种限制，通过多个移动群协同配合和特殊的光学材料搭配，在极小空间里满足了超大倍率光学变焦，超低畸变，且通过光阑结构变化，提高了长焦端的衍射极限，使得镜头在35x光学变焦中依旧能够满足4k超高清分辨率。本发明是通过以下技术方案实现的：本发明包括：从物侧到像侧依次设置的第一正光焦度固定透镜群、第二负光焦度变焦移动透镜群、孔径光阑、第三正光焦度辅助变焦移动透镜群、第四负光焦度聚焦移动透镜群、第五正光焦度固定透镜和滤光片，其中：滤光片设置于第五正光焦度固定透镜和成像面之间。所述的第一正光焦度固定透镜群包括：依次设置的可胶合为胶合透镜组的第一负光焦度透镜和第二正光焦度透镜，以及第三正光焦度透镜组。所述的第三正光焦度透镜组由正光焦度的透镜和/或正光焦度的胶合透镜实现。所述的第二负光焦度变焦移动透镜群依次包括：第四负光焦度透镜、第五负光焦度透镜、第六正光焦度透镜以及第七负光焦度透镜，其中：第七负光焦度透镜设置于孔径光阑靠物侧。所述的第三正光焦度辅助变焦移动透镜群包括：依次设置的第八正光焦度透镜，第九正光焦度透镜、构成胶合件的第十负光焦度透镜和第十一正光焦度透镜，其中：第八正光焦度透镜设置于孔径光阑靠像侧。所述的第四负光焦度聚焦移动透镜群包括：依次设置并形成胶合件的第十二负光焦度透镜和第十三正光焦度透镜。所述的第五正光焦度固定透镜为第十四正光焦度透镜。所述的第二负光焦度变焦移动透镜群和/或第三正光焦度辅助变焦移动透镜群中至少一片为非球面镜片。所述的第九正光焦度透镜进一步与第十负光焦度透镜和第十一正光焦度透镜构成三镜胶合件。当物距改变时，沿光轴方向调整聚焦透镜群的位置时，本发明实现在不同倍率下的聚焦；当变焦透镜群沿着光轴从物体侧向像侧移动的同时辅助变焦群进行协同运动，实现从广角端向望远端的变倍过程。技术效果与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：1、4k超高清分辨率，可搭配1200万以上像素的图像传感器使用，能清晰地拍摄监控对象，极大的提高了监控画面的可辨识性和真实性。2、全程红外共焦，能够在各个焦段和多种波长混合反射等复杂条件下，保持日夜24小时清晰、高对比成像，极大的扩大了使用范围。3、超大光圈，满足了超大倍率的条件下wide端f1.2的极小的f数，通过极大的通光孔径，增强了低照效果，在极黑暗的情况下也能清晰成像。附图说明图1为本发明实施例1的示意图；图2为本发明实施例2的示意图；图3为本发明实施例3的示意图；图中：第一负光焦度透镜l1、第二正光焦度透镜l2、第三正光焦度透镜组g3、第四负光焦度透镜l4、第五负光焦度透镜l5、第六正光焦度透镜l6、第七负光焦度透镜l7、第八正光焦度透镜l8、第九正光焦度透镜l9、第十负光焦度透镜l10、第十一正光焦度透镜l11、第十二负光焦度透镜l12、第十三正光焦度透镜l13、第十四正光焦度透镜l14、滤光片15、第一正光焦度固定透镜群gi、第二负光焦度变焦移动透镜群gii、孔径光阑stp、第三正光焦度辅助变焦移动透镜群giii、第四负光焦度聚焦移动透镜群giv、第五正光焦度固定透镜gv、成像面img。具体实施方式实施例1如图1所示，为本实施例涉及的一种超高清分辨率变焦镜头，其中包含：从物侧到像侧依次设置的第一正光焦度固定透镜群gi、第二负光焦度变焦移动透镜群gii、孔径光阑stp、第三正光焦度辅助变焦移动透镜群giii、第四负光焦度聚焦移动透镜群giv、第五正光焦度固定透镜gv和滤光片15，其中：滤光片15设置于第五正光焦度固定透镜gv和成像面22之间。所述的第一正光焦度固定透镜群gi包括：依次设置的可胶合为胶合透镜组的第一负光焦度透镜l1和第二正光焦度透镜l2，以及第三正光焦度透镜组g3。所述的第三正光焦度透镜组g3为一片正透镜或两至三片正透镜组成的胶合透镜实现。所述的第二负光焦度变焦移动透镜群gii包括至少一片增厚透镜，该增厚透镜的厚度d满足：d/ttl>0.05；其中：ttl为所述超高清分辨率变焦镜头的光学总长。所述的第二负光焦度变焦移动透镜群gii依次包括：第四负光焦度透镜l4、胶合构成第六透镜组的第五负光焦度透镜l5和第六正光焦度透镜l6，以及第七负光焦度透镜l7，其中：第七负光焦度透镜l7设置于孔径光阑stp靠物侧。所述的第三正光焦度辅助变焦移动透镜群giii包括：依次设置的第八正光焦度透镜l8、胶合为三胶合件的第九正光焦度透镜l9、第十负光焦度透镜l10和第十一正光焦度透镜l11，其中：第八正光焦度透镜l8设置于孔径光阑stp靠像侧。所述的第四负光焦度聚焦移动透镜群giv包括：依次设置并构成胶合件的第十二负光焦度透镜l12和第十三正光焦度透镜l13。所述的第五正光焦度固定透镜gv采用第十四正光焦度透镜l14实现。所述的第二负光焦度变焦移动透镜群gii和第三正光焦度辅助变焦移动透镜群giii中至少一片为非球面镜片。所述的第七负光焦度透镜l7、第八正光焦度透镜l8和第十四正光焦度透镜l14为非球面镜片。本实施例镜头的焦距f＝6～210mm，相对孔径fno＝1.28～4.8mm，视场角fov＝70°～2°。表1实施例1镜头结构参数本实施例中第七负光焦度透镜l7、第八正光焦度透镜l8和第十四正光焦度透镜l14为非球面，其中非球面透镜系数为：其中：z为透镜的sa值，c为曲率半径的倒数，h为透镜边到光轴的高度，k为圆锥系数，a、b、c、d和e分别代表高阶非球面系数。表2实施例1镜头非球面系数s13s14s16s17s25s26二次曲面常数(k)00-0.534459-5.374796095-1.027505-4.512618684阶系数(a)1.50e-06-2.29e-05-1.21e-056.87e-060.00011310.0001396726阶系数(b)-3.34e-06-2.87e-062.50e-084.54e-08-1.10e-06-3.05e-068阶系数(c)5.67e-085.24e-08-2.66e-11-3.61e-102.95e-084.34e-0810阶系数(d)-5.16e-10-4.44e-10-3.40e-131.52e-12-3.33e-10-3.80e-10实施例2如图2所示，与实施例1相比，本实施例中第五负光焦度透镜l5和第六正光焦度透镜l6为独立镜片并对材质搭配重新组合，在保证fno的情况下，将倍率缩短，降低了成本。本实施例镜头整体的焦距f＝6.6-200mm，相对孔径fno＝1.28-4.5mm，视场角fov＝68°-2.4°。表3实施例2镜头结构参数本实施例中第七负光焦度透镜l7、第八正光焦度透镜l8和第十四正光焦度透镜l14为非球面，其中非球面透镜系数为：z为透镜的sa值，c为曲率半径的倒数，h为透镜边到光轴的高度，k为圆锥系数，a、b、c、d和e分别代表高阶非球面系数。表4本实施例2镜头非球面系数s14s15s17s18s26s27二次曲面常数(k)0-1.02750470-5.37479609-0.534459-4.51261874阶系数(a)1.98e-060.000113141.50e-066.87e-06-1.21e-050.000139676阶系数(b)-3.17e-06-1.10e-06-3.34e-064.54e-082.50e-08-3.05e-068阶系数(c)5.85e-082.95e-085.67e-08-3.61e-10-2.66e-114.34e-0810阶系数(d)-5.83e-10-3.33e-10-5.16e-101.52e-12-3.40e-13-3.80e-10实施例3如图3所示，与实施例1相比，本实施例去除了第十四正光焦度透镜l14中的高色散模造非球面镜片，改为常规材料球面，同时三胶合件替换为独立的第九正光焦度透镜l9以及胶合的第十负光焦度透镜l10和第十一正光焦度透镜l11，大大降低了成本，fno增大。数值数据为：焦距f＝6.6-200mm，相对孔径fno＝1.6-4.8mm，视场角fov＝68°-2.4°。表5本实施例镜头结构参数本实施例中第七负光焦度透镜l7、第八正光焦度透镜l8为非球面，其中非球面透镜系数为：其中：z为透镜的sa值，c为曲率半径的倒数，h为透镜边到光轴的高度，k为圆锥系数，a、b、c、d和e分别代表高阶非球面系数。表6实施例3镜头非球面系数s13s14s16s17二次曲面常数(k)00-0.252689-804阶系数(a)-6.47e-06-2.20e-05-8.08e-061.33e-056阶系数(b)-2.96e-06-2.52e-061.97e-083.77e-088阶系数(c)6.23e-085.71e-08-2.83e-10-4.77e-1010阶系数(d)-6.78e-10-6.07e-106.52e-131.94e-12本发明通过群组联动和特殊材料搭配实现大倍率光学无损变焦，相比于以往同类型的镜头，获得了更好的清晰度，更大的光圈，更低的成本，大大提高了经济效益。上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。当前第1页12