设计了一个所述光学变焦镜头，其具体数据分别如 下所示：
[0031]实例一：
[0032]f0 = 254mmfa= 221mmfb= 294mm
[0033] 入=1064nm
[0034]fl/fO=I. 14 f2/f0 = -0. 058
[0035]f3/f0 = 0. 33 f4/f0 = -2. 55
[0036]
[0037] 其中，f0、fa、fb分别是f0镜头的原始焦距、最短后焦距以及最长后焦距，A是激 光波长。此外，通过上述表格可知，在本实施例中，曲率半径Rl~R8分别对应于曲面编号 为Sl~S8的数值，所述第一透镜Ll在光轴上的中心厚度dl= 3mm，材料光学参数Ndl:Vdl =1.8/25. 5,所述第二透镜L2在光轴上的中心厚度d3 =I. 5mm，材料光学参数Nd3:Vd3 =1. 46/67. 8,所述第三透镜L3在光轴上的中心厚度d5 = 4mm，材料光学参数为Nd5:Vd5 =1.8/25. 4,所述第四透镜L4在光轴上的中心厚度d7 = 4mm，材料光学参数为Nd7:Vd7 = I. 52/64. 2。
[0038] 可以理解，在其他实施例中，所述曲率半径、中心厚度以及材料光学均可以根据实 际需要进行修改。在所述光学调焦镜头中，所述第一透镜Ll与第二透镜L2在光轴上的间 隔为d2 = 209mm，第二透镜L2与第三透镜L3在光轴上的间隔为d4 = 76mm，第三透镜L3 与第四透镜L4在光轴上的间隔为d6 = 2mm;第四透镜L4后设有光阑，第四透镜L4的中心 与所述光阑中心截面在光轴上相距d8 = 150mm;光阑后有一f0镜头，其焦距f0 = 254mm。
[0039] 在所述光学调焦镜头中，通过改变第二透镜L2的位置实现整个光学变焦系统的 调焦，本实施例中，所述第二透镜L2的移动距离为d2 = 209±5mm，且d2+d4 = 285mm。而 且，所述光学调焦镜头与焦距为254mm的f0镜头配合使用。也就是说，改变间隔d2与d4， 但它们的和d2+d4 = 209+76 = 285不变。
[0040] 当d2 = 209时，d4 = 76,光学系统的后焦距为f0 = 254;
[0041] 当d2 = 204时，d4 = 81，光学系统的后焦距为f0 = 221;
[0042] 当d2 = 214时，d4 = 71，光学系统的后焦距为f0 = 294。
[0043] 本实施例中，所述光学调焦镜头与焦距为254mm的f 0镜头配合使用，整个光学 系统的后焦距变化范围为221mm-294mm，其调焦距离为73mm，与f0镜头焦距f0的比值为 (294-221)/254 = 0. 287,大于0. 285,可实现了一个工件一次性加工完成的要求。
[0044]另外，从图3也可以看出，该系统在不同的焦平面上都有较好的成像质量。而从图 4还可以看出，该系统在不同的焦平面上衍射圈内能量，在半径为25um的圈内的能量都集 中了 80%以上，从而能够在三维激光加工系统中达到较好的加工效果，且提高了成像一致 性。
[0045] 本实用新型的调焦光学系统及其光学变焦镜头，能够在保持机械调焦移动距离不 变的情况下，实现大的变焦范围。而且，在解决大的变焦范围问题的同时，保证了整个光学 系统的成像质量在调焦过程中保持一致。
[0046] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通 技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属 于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种光学变焦镜头，用于一光学变焦系统，其特征在于，所述光学变焦镜头包括依次 排列为"正-负-正-负"的第一、第二、第三以及第四透镜，其中所述第一透镜的光焦度为 正，第二透镜的光焦度为负，第三透镜的光焦度为正，第四透镜的光焦度为负，所述各透镜 的光焦度与光学变焦系统的光焦度比率符合以下要求： 1. Kfl/fO<l. 2 ； -0.l<f2/f0<-0. 04 ； 0.2<f3/f0<0. 4 ； -2. 8<f4/f0<-2. 4 ； 其中fl为第一透镜的光焦度，f2为第二透镜的光焦度，f3为第三透镜的光焦度，f4为 第四透镜的光焦度，f〇为整个光学变焦系统的光焦度。2. 如权利要求1所述的光学变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜为弯月型的正透镜， 第二透镜为双凹型负透镜，第三透镜为双凸型正透镜，第四透镜为弯月型负透镜，所述第一 透镜、第四透镜的所有曲面均向着光阑方向弯曲。3. 如权利要求1所述的光学变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜与第二透镜在光轴 上的间隔为d2,第二透镜与第三透镜在光轴上的间隔为d4,在调焦过程中，d2与d4的和保 持不变。4. 一种调焦光学系统，至少包括一个f 0镜头以及如权利要求1~3项任一项所述的 光学变焦镜头。
【专利摘要】本实用新型提供一种光学变焦镜头及调焦光学系统，包括依次排列为“正-负-正-负”的第一、第二、第三以及第四透镜，其中所述第一透镜的光焦度为正，第二透镜的光焦度为负，第三透镜的光焦度为正，第四透镜的光焦度为负。该变焦系统与距为f0的fθ镜头组合成变焦光学系统。所述各透镜的光焦度与系统的光焦度比率符合以下要求：1.1<f1/f0<1.2；-0.1<f2/f0<-0.04；0.2<f3/f0<0.4；-2.8<f4/f0<-2.4；其中f1为第一透镜的光焦度，f2为第二透镜的光焦度，f3为第三透镜的光焦度，f4为第四透镜的光焦度，f0为变焦镜片处于变焦移动范围的中心位置时整个系统的光焦度。系统的焦距变化范围为fa至fb，与fθ镜头焦距f0的比值(fb-fa)/f0不小于0.275。
【IPC分类】G02B15/173
【公开号】CN204790166
【申请号】CN201520460774
【发明人】鲍瑞武, 肖岗
【申请人】深圳市拓博瑞激光科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月30日