大光圈变焦光学系统的制作方法

本发明涉及光学系统，特别涉及大光圈变焦光学系统。

背景技术：

1、目前市面上主流的高像质监控系统变焦光学镜头都存在体积大、成本高、像面小、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不足等缺陷，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出一种大光圈变焦光学系统，旨在解决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，无法满足市场需求的问题。

2、为实现上述目的，本发明提出一种大光圈变焦光学系统，包括镜筒，所述镜筒内设有沿光轴方向由物侧至像侧依次排布的多个透镜组，所述多个透镜组包括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、光焦度为正的第四透镜组、光焦度为负的第五透镜组、光焦度为负的第六透镜组以及像面，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，以共同形成变焦镜组，所述第五透镜组沿所述光轴方向协同移动，以形成对焦镜组；

3、其中，所述多个透镜组中的至少部分透镜为非球面镜片，所述大光圈变焦光学系统的广角端光圈数fnow＝1.08。

4、可选地，所述第一透镜组包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜和所述第二透镜胶合为一体，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为球面镜片，且凸面均朝向像侧设置；

5、所述第二透镜组包括由物侧至像侧依次设置的第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第七透镜和所述第八透镜胶合为一体，所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜和所述第八透镜均为球面镜片，其中，所述第五透镜的凹面朝向像侧设置，所述第六透镜和所述第七透镜为双凹透镜，所述第八透镜的凸面朝向像侧设置；

6、所述第三透镜组包括由物侧至像侧依次设置的第九透镜和第十透镜，所述第九透镜的凸面朝向像侧设置，且为非球面镜片，所述第十透镜为双凸透镜，且为球面镜片；

7、所述第四透镜组包括凹面朝向物侧的第十一透镜，所述第十一透镜为球面镜片；

8、所述第五透镜组包括由物侧至像侧依次设置的第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜，所述第十二透镜、所述第十三透镜、所述第十四透镜均为球面镜片，且胶合为一体，所述第十二透镜、所述第十四透镜和所述第十五透镜为双凸透镜，所述第十三透镜为双凹透镜，所述第十五透镜为非球面镜片；

9、所述第六透镜组包括凹面朝向像侧的第十六透镜，所述第十六透镜为球面镜片。

10、可选地，各所述透镜组的群组焦距为fzx，各透镜的焦距为fdy，x对应所述多个透镜组的数量，y对应所述多个透镜的数量，其中：

11、fz1/fd1为-0.462～-0.342，fz1/fd2为0.420～0.568，fz1/fd3为0.460～0.623，fz1/fd4为0.353～0.476，fz2/fd5为0.523～0.707，fz2/fd6为0.335～0.453，fz2/fd7为0.318～0.431，fz2/fd8为-0.453～-0.335，fz3/fd9为0.516～0.699，fz3/fd10为0.414～0.560，fz4/fd11为0.870～1.176，fz5/fd12为0.541～0.732，fz5/fd13为-0.780～-0.576，fz5/fd14为0.231～0.313，fz5/fd15为0.757～1.025，fz6/fd16为0.869～1.176。

12、可选地，所述第一透镜的孔径为所述大光圈变焦光学系统的光学总长为ttl，其中，

13、可选地，所述大光圈变焦光学系统的光学总长ttl＝115mm。

14、可选地，所述像面的尺寸设置为

15、可选地，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距fw＝13.83mm。

16、可选地，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间设置光阑，所述光阑到成像面距离l，所述大光圈变焦光学系统的光学总长为ttl，其中，0.469<l/ttl<0.61。

17、可选地，所述第二透镜组位移量为δz(1)w-t，所述第四透镜组位移量为δz(2)w-t，所述大光圈变焦光学系统的光学总长为ttl，其中，0.153<δz(1)w-t/ttl<0.199，0.11<δz(2)w-t/ttl<0.15。

18、可选地，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第一透镜组焦距的比值f1为0.237～0.321，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第二透镜组焦距的比值f2为-10.597～-1.535，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第三透镜组焦距的比值f3为0.531～0.719，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第四透镜组焦距的比值f4为-0.476～-0.352，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第五透镜组焦距的比值f5为0.593～0.802，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第六透镜组焦距的比值f6为-0.44～-0.325。

19、本发明的技术方案中，所述变焦镜组用以将所述大光圈变焦光学系统变焦，所述对焦镜组用以将所述大光圈变焦光学系统对焦，在系统工作过程中，通过多个非球面镜片结合多个变焦镜组，能够改善弱光下及长焦距的成像质量，基于广角端光圈数可以看出本申请的大光圈设计，在同样体积内，相比于其他同类产品，能够做到更大的变倍比、更大的像面、更低的成本，且同时保证画质高分辨率，在高低温情况下仍然具有可用性。

技术特征：

1.一种大光圈变焦光学系统，其特征在于，包括镜筒，所述镜筒内设有沿光轴方向由物侧至像侧依次排布的多个透镜组，所述多个透镜组包括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、光焦度为正的第四透镜组、光焦度为负的第五透镜组、光焦度为负的第六透镜组以及像面，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，以共同形成变焦镜组，所述第五透镜组沿所述光轴方向协同移动，以形成对焦镜组；

2.如权利要求1所述的大光圈变焦光学系统，其特征在于，所述第一透镜组包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜和所述第二透镜胶合为一体，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为球面镜片，且凸面均朝向像侧设置；

3.如权利要求2所述的大光圈变焦光学系统，其特征在于，各所述透镜组的群组焦距为fzx，各透镜的焦距为fdy，x对应所述多个透镜组的数量，y对应所述多个透镜的数量，其中：

4.如权利要求2所述的大光圈变焦光学系统，其特征在于，所述第一透镜的孔径为所述大光圈变焦光学系统的光学总长为ttl，其中，

5.如权利要求1所述的大光圈变焦光学系统，其特征在于，所述大光圈变焦光学系统的光学总长ttl＝115mm。

6.如权利要求1所述的大光圈变焦光学系统，其特征在于，所述像面的尺寸设置为

7.如权利要求1所述的大光圈变焦光学系统，其特征在于，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距fw＝13.83mm。

8.如权利要求1至7任意一项所述的大光圈变焦光学系统，其特征在于，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间设置光阑，所述光阑到成像面距离l，所述大光圈变焦光学系统的光学总长为ttl，其中，0.469<l/ttl<0.61。

9.如权利要求1至7任意一项所述的大光圈变焦光学系统，其特征在于，所述第二透镜组位移量为δz(1)w-t，所述第四透镜组位移量为δz(2)w-t，所述大光圈变焦光学系统的光学总长为ttl，其中，0.153<δz(1)w-t/ttl<0.199，0.11<δz(2)w-t/ttl<0.15。

10.如权利要求1所述的大光圈变焦光学系统，其特征在于，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第一透镜组焦距的比值f1为0.237～0.321，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第二透镜组焦距的比值f2为-10.597～-1.535，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第三透镜组焦距的比值f3为0.531～0.719，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第四透镜组焦距的比值f4为-0.476～-0.352，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第五透镜组焦距的比值f5为0.593～0.802，所述大光圈变焦光学系统的广角端焦距与所述第六透镜组焦距的比值f6为-0.44～-0.325。

技术总结
本发明公开一种大光圈变焦光学系统，包括镜筒，所述镜筒内设有沿光轴方向由物侧至像侧依次排布的多个透镜组，所述多个透镜组包括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、光焦度为正的第四透镜组、光焦度为负的第五透镜组、光焦度为负的第六透镜组以及像面，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，以共同形成变焦镜组，所述第五透镜组沿所述光轴方向协同移动，以形成对焦镜组，其中，所述多个透镜组中的至少部分透镜为非球面镜片。

技术研发人员：王晓,欧俊星,肖明志,贾丽娜,邱盛平
受保护的技术使用者：中山联合光电研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24