变焦光学系统及摄像设备的制作方法

本发明涉及光学系统设计，特别涉及一种应用于监控系统的变焦光学系统及摄像设备。

背景技术：

1、目前市面上主流的高像质监控系统变焦镜头因光圈比较小，在弱光环境下效果不理想，或者在长焦距下性能下降剧烈，无法满足市场需求。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种变焦光学系统和摄像设备，旨在改善弱光下及长焦距的成像质量。

2、为实现上述目的，本发明提供一种变焦光学系统，所述变焦光学系统具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述变焦光学系统包括：

3、镜筒；以及，

4、多个透镜组，设于所述镜筒内，包括自所述物侧至所述像侧依次设置光焦度为正的第一透镜组、光焦度为负的第二透镜组、光焦度为正的第三透镜组、光焦度为负的第四透镜组、光焦度为正的第五透镜组、光焦度为负的第六透镜组以及像面，其中，所述第二透镜组、所述第四透镜组沿所述光轴的延伸方向可移动地设置，以将所述变焦光学系统变焦，所述第五透镜组沿所述光轴方向协同移动，以将所述变焦光学系统对焦，所述像面大小设置为φ9.4mm；

5、其中，所述变焦光学系统处于广角端的焦距为fw，所述第一透镜组的焦距为f1，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，所述第五透镜组的焦距为f5，所述第六透镜组的焦距为f6，所述变焦光学系统满足以下条件：

6、0.163<fw/f1<0.221，且-1.278<fw/f2<-0.945，且0.405<fw/f3<0.548，且-0.242<fw/f4<-0.179，且0.424<fw/f5<0.574，且-0.321<fw/f6<-0.237。

7、可选地，所述第一透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜；

8、所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜均为玻璃球面透镜；

9、所述第一透镜和所述第二透镜胶合连接；

10、所述第一透镜的焦距为f11，所述第二透镜的焦距为f12，所述第三透镜的焦距为f13，所述第三透镜的焦距为f14，在所述第一透镜组内的各透镜满足以下条件：

11、0.058<f1/f11<0.086，且-0.662<f1/f12<-0.441，且0.427<f1/f13<0.641，且0.29<f1/f14<0.435。

12、可选地，所述第二透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次设置的具有负光焦度的第五透镜、具有负光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有负光焦度的第八透镜；

13、所述第五透镜、所述第六透镜以及所述第七透镜为玻璃球面透镜，所述第八透镜为玻璃非球面透镜；

14、所述第六透镜和所述第七透镜胶合连接；

15、所述第五透镜的焦距为f21，所述第六透镜的焦距为f22，所述第七透镜的焦距为f23，所述第八透镜的焦距为f24，在所述第二透镜组内的各透镜满足以下条件：

16、0.372<f2/f21<0.558，且0.082<f2/f22<0.123，且-0.11<f2/f23<-0.073，且0.219<f2/f24<0.328。

17、可选地，所述第三透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次设置的具有正光焦度的第九透镜、具有正光焦度的第十透镜；

18、所述第九透镜为玻璃非球面透镜，所述第十透镜为玻璃球面透镜；

19、所述第九透镜的焦距为f31，所述第十透镜的焦距为f32，在所述第三透镜组内的各透镜满足以下条件：

20、0.243<f3/f31<0.365，且0.619<f3/f32<0.928。

21、可选地，所述第四透镜组包括具有负光焦度的第十一透镜，所述第十一透镜为玻璃非球面透镜；和/或，

22、所述第六透镜组包括具有负光焦度的第十五透镜，所述第十五透镜为玻璃球面透镜。

23、可选地，所述第五透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次设置的具有正光焦度的第十二透镜、具有负光焦度的第十三透镜、具有正光焦度的第十四透镜；

24、所述第十二透镜和所述第十三透镜为玻璃球面透镜，所述第十四透镜为玻璃非球面透镜；

25、所述第十二透镜和所述第十三透镜胶合连接；

26、所述第十二透镜的焦距为f51，所述第十三透镜的焦距为f52，所述第十四透镜的焦距为f53，在所述第五透镜组内的各透镜满足以下条件：

27、0.015<f5/f51<0.023，且-0.72<f5/f52<-0.480，且1.008<f5/f53<1.511。

28、可选地，所述变焦光学系统满足以下条件：

29、其中，为所述第一透镜的有效通光孔径，ttl为所述变焦光学系统的光学总长。

30、可选地，所述变焦光学系统满足以下条件：0.197<δz1w-t/ttl<0.240，0.123<δz2w-t/ttl<0.151；

31、其中，δz1w-t为所述第二透镜组在所述变焦光学系统处于广角端位置时与所述变焦光学系统处于望远端位置时的相对位移，δz2w-t为所述第四透镜组在所述变焦光学系统处于广角端位置时与所述变焦光学系统处于望远端位置时的相对位移，ttl为所述变焦光学系统的光学总长。

32、可选地，所述变焦光学系统还包括光阑，所述光阑位于所述第二透镜组与所述第三透镜组之间；

33、其中，所述光阑到所述变焦光学系统的像面在所述光轴上的距离为l，为所述变焦光学系统的光学总长为ttl，在所述变焦光学系统内：0.435<l/ttl<0.532。

34、一种摄像设备，所述摄像设备包括变焦光学系统，所述变焦光学系统具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述变焦光学系统包括：

35、镜筒；以及，

36、多个透镜组，设于所述镜筒内，包括自所述物侧至所述像侧依次设置光焦度为正的第一透镜组、光焦度为负的第二透镜组、光焦度为正的第三透镜组、光焦度为负的第四透镜组、光焦度为正的第五透镜组、光焦度为负的第六透镜组以及像面，其中，所述第二透镜组、所述第四透镜组沿所述光轴的延伸方向可移动地设置，以将所述变焦光学系统变焦，所述第五透镜组沿所述光轴方向协同移动，以将所述变焦光学系统对焦，所述像面大小设置为φ9.4mm；

37、其中，所述变焦光学系统处于广角端的焦距为fw，所述第一透镜组的焦距为f1，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，所述第五透镜组的焦距为f5，所述第六透镜组的焦距为f6，所述变焦光学系统满足以下条件：

38、0.163<fw/f1<0.221，且-1.278<fw/f2<-0.945，且0.405<fw/f3<0.548，且-0.242<fw/f4<-0.179，且0.424<fw/f5<0.574，且-0.321<fw/f6<-0.237。

39、在本发明提供的技术方案中，所述第二透镜组和所述第四透镜组沿光轴方向可活动地安装于所述镜筒，用以进行变焦，且所述第四透镜组沿所述光轴方向协同移动，以使得所述变焦光学系统由广角端变焦至望远端，并且所述第五透镜组受到外力驱动沿着所述光轴做与所述第二透镜组和所述第四透镜组的位置、成像波长、成像物距对应的移动对焦，使所述变焦光学系统在变焦过程中保持所述像面成像清晰，并且所述第一透镜组具有正光焦度、所述第二透镜组具有负光焦度、所述第三透镜组具有正光焦度、所述第四透镜组具有负光焦度、所述第五透镜组具有正光焦度、所述第六透镜组具有负光焦度，通过六个透镜组的合理设置以及所述变焦光学系统广角端焦距和各透镜组焦距比值的有条件的限制，所述变焦光学系统的光圈f数能达到1.08，在如此光圈数下，使得在弱光环境下能够有较多的进光量，多非球面透镜结合多zoom群结构，保证成像的质量，以改善弱光下及长焦距的成像质量。