【
技術(shù)領(lǐng)域：
】本發(fā)明涉及鏡頭，尤其是高像素、低成本、大視場(chǎng)的變焦光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：目前視訊會(huì)議用的變焦距光學(xué)系統(tǒng)普遍存在這樣的缺點(diǎn)：系統(tǒng)成本高、分辨率低、視場(chǎng)角小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、在變焦過程中不能保證每個(gè)焦距高低溫共焦等等。目前市場(chǎng)上還沒有鏡頭能夠完全克服上述缺點(diǎn)。只有少數(shù)鏡頭，在犧牲其它方面的情況下改善某個(gè)方面，比如為了實(shí)現(xiàn)高像素、大視場(chǎng),就得增加系統(tǒng)體積和成本，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足視訊會(huì)議要求成本低、像素高的現(xiàn)實(shí)。因此，本發(fā)明正是基于以上的不足而產(chǎn)生的。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高像素、低成本、大視場(chǎng)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)像素高、成本低、視場(chǎng)角大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案：高像素、低成本、大視場(chǎng)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，從物面至像面依次設(shè)置有：相對(duì)像面靜止的第一透鏡組，所述第一透鏡組的光焦度為正，所述的第一透鏡組包括第一透鏡和第二透鏡；能相對(duì)像面前后移動(dòng)的第二透鏡組，所述第二透鏡組的光焦度為負(fù)，所述的第二透鏡組包括第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡；光闌；能相對(duì)像面前后移動(dòng)的第三透鏡組，所述第三透鏡組的光焦度為正，所述第三透鏡組包括第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡和第九透鏡；濾光片。如上所述的高像素、低成本、大視場(chǎng)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述第一透鏡與所述第二透鏡通過光學(xué)膠水粘合，所述第七透鏡與所述第八透鏡通過光學(xué)膠水粘合。如上所述的高像素、低成本、大視場(chǎng)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述第四透鏡采用塑料非球面鏡片；所述第九透鏡采用玻璃非球面鏡片；所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡采用玻璃球面鏡片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的高像素、低成本、大視場(chǎng)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，達(dá)到了如下效果：1、目前市場(chǎng)上較大倍率的視訊會(huì)議鏡頭采用的結(jié)構(gòu)均是四個(gè)透鏡組的結(jié)構(gòu)，第一透鏡組、第三透鏡組均相對(duì)成像面是靜止不動(dòng)的，第二透鏡組、第四透鏡組均相對(duì)成像面是運(yùn)動(dòng)的。本發(fā)明采用了三個(gè)透鏡組的結(jié)構(gòu)，第一透鏡組相對(duì)成像面是靜止不動(dòng)的，第二透鏡組、第三透鏡組相對(duì)成像面是運(yùn)動(dòng)的；此結(jié)構(gòu)在滿足光學(xué)性能的基礎(chǔ)上，降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，從而減小了多透鏡組之間的累計(jì)公差，提升了生產(chǎn)良率；同時(shí)，此結(jié)構(gòu)從低倍到高倍整個(gè)過程中，光闌口徑大小均不變，也降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。2、目前市場(chǎng)上大部分變焦距鏡頭為了實(shí)現(xiàn)高像素采用了較多的玻璃鏡片和玻璃非球面鏡片；本發(fā)明利用塑料非球面替代了口徑較大的玻璃非球面鏡片，大幅降低了成本和第二個(gè)移動(dòng)群的重量。3、目前市場(chǎng)上大部分大視場(chǎng)的變焦距鏡頭的像素偏低，通常表現(xiàn)為中心分辨率高，周邊低，而且在變倍過程中，為了提升中間倍率的解像，光闌口徑是逐漸縮小的；本發(fā)明的分辨率非常高，從中心到周邊，從低倍到高倍的整個(gè)過程都能夠拍攝到整個(gè)畫面清晰、高對(duì)比度的圖像。4、目前市場(chǎng)上大部分采用塑料非球面的變焦系統(tǒng)，在常溫對(duì)焦?fàn)顩r下，高低溫會(huì)出現(xiàn)虛焦、發(fā)蒙的情況；本發(fā)明保證了各倍率段高低溫的完全共焦。5、目前市場(chǎng)上大角度的變焦距鏡頭低倍狀態(tài)下的畸變非常大，本發(fā)明低倍狀態(tài)下的畸變非常小，拍攝過程中，幾乎看不到物體有變形。【附圖說明】下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中：圖1為本發(fā)明的示意圖；附圖說明：1、第一透鏡；2、第二透鏡；3、第三透鏡；4、第四透鏡；5、第五透鏡；6、光闌；7、第六透鏡；8、第七透鏡；9、第八透鏡；10、第九透鏡；11、濾光片；12、像面?！揪唧w實(shí)施方式】下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。如圖1所示，高像素、低成本、大視場(chǎng)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，從物面至像面依次設(shè)置有：相對(duì)像面12靜止的第一透鏡組，所述第一透鏡組的光焦度為正，所述的第一透鏡組包括第一透鏡1和第二透鏡2；能相對(duì)像面12前后移動(dòng)的第二透鏡組，所述第二透鏡組的光焦度為負(fù)，所述的第二透鏡組包括第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5；光闌6；能相對(duì)像面12前后移動(dòng)的第三透鏡組，所述第三透鏡組的光焦度為正，所述第三透鏡組包括第六透鏡7、第七透鏡8、第八透鏡9和第九透鏡10；濾光片11。如圖1所示，在本實(shí)施例中，所述第一透鏡1與所述第二透鏡2通過光學(xué)膠水粘合，所述第七透鏡8與所述第八透鏡9通過光學(xué)膠水粘合。如圖1所示，在本實(shí)施例中，所述第四透鏡4采用塑料非球面鏡片；所述第九透鏡10采用玻璃非球面鏡片；所述第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第五透鏡5、第六透鏡7、第七透鏡8、第八透鏡9采用玻璃球面鏡片。實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變焦倍率大，本發(fā)明設(shè)計(jì)時(shí)采用第一透鏡組固定，第二透鏡組和第三透鏡組沿物象方向移動(dòng)，在第一透鏡組和光闌之間留有較大的空間，使第二透鏡組從低倍狀態(tài)到高倍狀態(tài)移動(dòng)量較大。這樣，就實(shí)現(xiàn)了僅使用三個(gè)透鏡組的結(jié)構(gòu)就達(dá)到了市場(chǎng)上需要使用四個(gè)透鏡組才能達(dá)到的大倍率的變焦系統(tǒng)。同時(shí)，第一透鏡組的焦距為正，第二透鏡組的焦距為負(fù)，保證不管是大角度還是大口徑的光線入射，都能夠進(jìn)入后面透鏡組，實(shí)現(xiàn)較大的變焦倍率。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)高分辨率、大視場(chǎng)角，采用第二透鏡組、第三透鏡組移動(dòng)，第一透鏡組固定，這樣第二透鏡組的共軛距改變量與第四透鏡組引起的共軛距的改變量相抵消，實(shí)現(xiàn)像面補(bǔ)償。同時(shí)，第一透鏡組的焦距為正，第二透鏡組的焦距為負(fù)，保證不管是大角度還是大口徑的光線入射，都能夠進(jìn)入后面透鏡組。第一透鏡組采用膠合透鏡，膠合面彎向光闌，能夠矯正高倍位置的球差和正弦差；第二透鏡組采用三個(gè)單透鏡很好的矯正了低倍位置的像差。第三透鏡組采用兩個(gè)單透鏡和一個(gè)膠合透鏡且可移動(dòng)，矯正不同倍率時(shí)前面透鏡組的剩余像差。整個(gè)系統(tǒng)多處采用單透鏡和膠合透鏡配合使用，不僅消除了整個(gè)系統(tǒng)的色差，也很好的平衡了整個(gè)系統(tǒng)的像差。最后，設(shè)置一定的漸暈，在不影響像面照度的情況下，還能攔掉周邊雜散光線，使像面中心分辨率高的同時(shí)，邊緣也有很高的分辨率。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)成本降低和高低溫共焦，設(shè)計(jì)過程中充分考慮了各塑料材料和玻璃材料折射率、阿貝數(shù)高低溫的變化同時(shí)匹配面型的變化,實(shí)現(xiàn)了高低溫各要素的匹配,從而實(shí)現(xiàn)高低溫時(shí)像面的固定和清晰，將其中大口徑的非球面采用塑料材料，大大降低了成本和重量。同時(shí)，采用三個(gè)透鏡組的結(jié)構(gòu)，不僅降低了成本，而且降低了透鏡組之間的累積公差，提高了生產(chǎn)過程中的良率，從根本上降低了成本。本發(fā)明采用寬光譜,且設(shè)計(jì)的理論解像力遠(yuǎn)高于理論需要值,保證了圖像銳利度和色彩還原性。下面列舉該變焦的實(shí)際設(shè)計(jì)案例：各個(gè)面的非球面系數(shù)：ka2a3a4a5a6s6-91.612.46e-004-2.61e-0068.59e-0094.35e-011-4.13e-013s70.0174.18e-004-5.95e-0061.89e-008-1.45e-0103.34e-012s176.0621.61e-003-1.95e-0049.38e-006-3.13e-0071.43e-008s18-49.3404.24e-003-3.06e-0041.41e-0058.13e-007-1.69e-007其中方程式：中的c對(duì)應(yīng)半徑r的倒數(shù)即：1/r。透鏡組之間變焦移動(dòng)范圍：第一透鏡組至第二透鏡組之間的間隔為2.79mm至40.11mm；第二透鏡組至光闌之間的間隔為37.85mm至0.53mm；光闌至第三透鏡組之間的間隔為7.82mm至1.4mm。當(dāng)前第1頁(yè)12