一种连续变焦电视镜头的制作方法

本实用新型涉及光学镜头技术领域，具体涉及一种连续变焦电视镜头，用于手持设备。

背景技术：

定焦高清电视镜头使用广泛，设计简单，成本低，但是不能满足大视场搜索，小视场跟踪或识别，所以使用受限；双视场或多视场的高清电视镜头，可以满足大视场搜索，小视场跟踪或识别，但是使用时容易造成视场切换时目标丢失，所以使用有缺陷；连续变焦高清电视镜头，既可以满足大视场搜索，小视场跟踪或识别，变焦过程中还能保持目标持续变大或变小，使用上有较大的优势，所以连续变焦高清电视镜头在手持设备上有较好的使用前景。近年来，由于红外热成像等红外探测技术在军事、工业以及民用等领域有着广泛应用。与此同时，在其他波段的测量需求也越来越大，单纯包含红外热成像仪的手持设备已不能满足现在的测量需求。目前的手持设备包含红外成像仪之外，还集成了高清电视镜头、激光测距机以及北斗定位模块等等。因此手持设备除了对作用距离和变焦倍率等有要求，对镜头的重量和体积要求比较苛刻。所以对手持设备中集成的连续变焦电视镜头有了高分辨率、高透过率、高集成性、以及轻重量的要求。因此，目前急需一种用于手持设备的连续变焦电视镜头，实现小体积、轻重量。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种连续变焦电视镜头，镜片数目少，通过较小的体积和重量实现高质量成像。

为实现上述目的，本实用新型的一种连续变焦电视镜头，包括前组、变倍组、中间固定组以及补偿组，中间固定组在变倍组和补偿组中间；

前组包括前组胶合镜和前组单透镜，其中前组单透镜为n≤1.49且色散系数γ≥81的镜片；

变倍组包括变倍单透镜和变倍胶合镜，变倍单透镜为弯向像面方向的负透镜，变倍胶合镜包括一片折射率n≥1.9且色散系数γ≤21的镜片以及一片折射率1.74≤n＜1.9的镜片；

中间固定组包含一片弯向像面的折射率n≥1.9且色散系数γ≤21的镜片，以及一片厚透镜，所述厚透镜靠近像面；

补偿组包括补偿胶合镜和补偿单透镜，所述补偿胶合镜背向像面弯曲。

其中，中间固定组的前方设有可变孔径光阑。

其中，所述补偿单透镜弯向像面。

其中，中间固定组中，还包括一片折射率n≥1.9且色散系数γ≤21的镜片；所述折射率n≥1.9且色散系数γ≤21的镜片采用h-zf62玻璃，所述厚透镜采用k9玻璃。

其中，前组胶合镜采用重火石类zf3玻璃和重冕类zk9玻璃组合。

其中，前组单透镜采用萤石或h-fk61玻璃。

其中，变倍组单透镜采用重冕玻璃镧；变倍组胶合镜采用镧火石玻璃和重火石玻璃组合。

其中，补偿组胶合镜采用钡冕玻璃和镧火石玻璃组合，补偿组单透镜采用重冕玻璃。

有益效果：

本实用新型的连续变焦电视镜头通过简单的光学结构和材料组合完成手持设备对连续变焦高清电视镜头的需求；通过在变倍组和补偿组中间增加中间固定组的方式有效控制光学系统玻璃数量，达到压缩系统体积和重量，最终满足手持设备对连续变焦高清电视系统的需求，结构紧凑、重量轻、透过率高、实用性好。

附图说明

图1为本实用新型连续变焦高清电视镜头组份示例；

图2为本实用新型连续变焦高清电视镜头短焦示例；

图3为本实用新型连续变焦高清电视镜头中短焦示例；

图4为本实用新型连续变焦高清电视镜头中焦示例；

图5为本实用新型连续变焦高清电视镜头中长焦示例；

图6为本实用新型连续变焦高清电视镜头长焦示例。

具体实施方式

下面结合图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型的连续变焦电视镜头采用简单的光学结构，压缩光学总长，通过玻璃材料和面型组合获得较高的光学分辨率，尽可能缩短系统光学总长的基础上，减少系统玻璃数量，提高系统透过率和系统光学分辨率，从而达到提高探测作用距离和提高像质的要求，适用于1920×1080规格成像器件。

如图1所示，本实用新型的镜头包含前组1、变倍组2、中间固定组3以及补偿组4。其中变倍组2和补偿组4实现系统变倍要求，中间固定组3对补偿组起恒定的放大作用。变倍组2通过移动后的焦移量被中间组3放大一个固定倍率，然后通过补偿组4的移动进行补偿，保证像面位置不变化，且满足物象交换原则。

为了实现焦距的连续变化，前组1还兼顾聚焦功能，实现对不同远近目标的聚焦需求，补偿不同物距对聚焦量的调整。可变孔径光阑位于中间固定组3前方。在变倍组2和补偿组4中间采用中间固定组3，可有效减少光学系统镜片数量，从而提高系统透过率，减少系统重量。

本实用新型的一种连续变焦电视镜头，包括前组1、变倍组2、中间固定组3以及补偿组4，其特征在于，中间固定组3在变倍组2和补偿组4中间；

前组1包括前组胶合镜1-1和前组单透镜1-2，其中前组单透镜1-1为n≤1.49且色散系数γ≥81的镜片；

变倍组2包括变倍单透镜2-1和变倍胶合镜2-2，变倍单透镜2-1为弯向像面方向的负透镜，变倍胶合镜2-2包括一片折射率n≥1.9且色散系数γ≤21的镜片以及一片折射率1.74≤n＜1.9的镜片；

中间固定组包含一片弯向像面的折射率n≥1.9且色散系数γ≤21的镜片，以及一片厚透镜，所述厚透镜靠近像面；其中厚透镜为中心厚度与直径得比值＞0.45的透镜；

补偿组4包括补偿胶合镜4-1和补偿单透镜4-2，所述补偿胶合镜4-1背向像面弯曲，所述补偿单透镜4-2弯向像面。

具体地，如图2～图6所示，本实施例包括十二片透镜，实现系统变倍和聚焦。其中前组1包括前组胶合镜1-1和前组单透镜1-2，其中前组胶合镜1-1采用一块重火石类玻璃和一块重冕类玻璃组合来消色差，同时提高了前组的光焦度承担能力，本实施例采用重火石类zf3玻璃和重冕类zk9玻璃组合；前组单透镜1-2采用萤石或h-fk61玻璃，有效降低光学系统的二级光谱等像差，使镜头分辨率显著提高。变倍组2包括变倍组单透镜2-1和变倍组胶合镜2-2，变倍组单透镜2-1采用弯向光阑方向的负透镜，材料采用重冕玻璃镧；变倍组胶合镜2-2为负光焦度的胶合镜，采用镧火石玻璃和重火石玻璃有效组合，降低变倍组光线集中大幅度偏转程度，减小变倍组像差集中程度。

中间固定组3包括三个分离的单透镜3-1、3-2和3-3，补偿变倍组带来的初级像差，材料采用超低色散玻璃、超低色散玻璃、冕牌玻璃组合校正初级像差和二级光谱。本实施例中超低色散玻璃为h-zf62玻璃，有效降低光学系统的二级光谱等像差，使镜头分辨率显著提高，冕牌玻璃为k9玻璃。

补偿组4包括胶合镜4-1和补偿单透镜4-2，补偿变倍组2移动量导致的像面移动，同时综合校正系统剩余像差。其中，胶合镜4-1采用钡冕玻璃和镧火石玻璃组合并弯向光阑方向，补偿单透镜4-2采用重冕玻璃并弯向像面，用于补偿变倍组移动量导致的像面移动，同时综合校正系统剩余像差。

本实施例的连续变焦电视镜头通过较小的体积和重量，满足手持红外观测仪对体积和重量的需求，实现l/f＜0.9；实现较高的系统透过率和较高的分辨率，最终满足对较远作用距离的需求，mtf≥0.4@100lp/mm。通过较少的镜片实现15倍光学变焦需求，达到了以下技术指标：焦距10mm～150mm，变倍比15倍；相对孔径d/f为1/2.8～1/4.5；视场角38.4°×22.2°～2.7°×1.5°；适配200万像素摄像机。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。