一種變焦透鏡系統(tǒng)和鏡頭的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及光學儀器領域，特別涉及一種變焦透鏡系統(tǒng)和鏡頭。
【背景技術】
[0002] 隨著高清畫面呈現(xiàn)技術的發(fā)展，1080P高清畫面已經(jīng)無法滿足人們的需求，4K技 術應運而生；伴隨近年來，數(shù)據(jù)傳輸技術、數(shù)據(jù)存儲技術、圖像處理技術以及高清電視顯示 技術的技術創(chuàng)新與突破，使得實現(xiàn)4K分辨率的超高清畫面呈現(xiàn)已成為可能，并且必將成為 今后的發(fā)展趨勢；這就要求鏡頭（透鏡系統(tǒng)）要有更高的分辨率，以滿足4K攝像機的成像 要求。
[0003] 隨著透鏡加工工藝的改進和光學材料性能的提高，變焦透鏡系統(tǒng)得到了長足發(fā) 展，但是目前現(xiàn)有的變焦透鏡系統(tǒng)，可見光模式下分辨率水平僅能滿足500萬像素以下（大 多數(shù)都在200萬像素以下）的攝像機需求；并且夜晚切換到紅外模式下，共焦性能很差，實 際成像清晰度比可見光效果更差。造成這一現(xiàn)象的主要原因是：現(xiàn)有的變焦透鏡系統(tǒng)采用 透鏡的結構形狀比較單一，不同形狀的透鏡不能很好的結合，光學玻璃材質的性能較為落 后，各項參數(shù)與成像條件不能很好的匹配，使得透鏡系統(tǒng)的球差、慧差、象散、場曲、倍率色 差、位置色差并未得到很好的校正，從而無法實現(xiàn)更高的光學性能。
[0004] 綜上所述，現(xiàn)有變焦透鏡系統(tǒng)和鏡頭存在較大的像差、成像分辨率較低，無法滿足 現(xiàn)在的高清畫面顯示要求。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型提供一種變焦透鏡系統(tǒng)和鏡頭，用以解決現(xiàn)有技術無法滿足高清畫面 顯示要求的問題。
[0006] 本實用新型實施例提供了一種變焦透鏡系統(tǒng)，沿光軸線從物側到像側依次包括： 具有負光焦度的第一透鏡組，孔徑光闌和具有正光焦度的第二透鏡組；
[0007] 所述第二透鏡組沿光軸線從物側到像側依次包括：具有正光焦度的第一透鏡，具 有正光焦度的第二透鏡，具有負光焦度的第一子組，具有負光焦度的第三透鏡，具有正光焦 度的第四透鏡，具有負光焦度的第二子組，具有正光焦度的第五透鏡和具有負光焦度的第 六透鏡；
[0008] 所述第一子組包括至少一個透鏡；
[0009] 所述第二子組包括至少一個透鏡；
[0010] 所述第五透鏡與所述第六透鏡膠合在一起。
[0011] 由于本實用新型實施例的第二透鏡組中最靠近物側選用兩個正光焦度的透鏡可 以有效的對光線進行收斂，增加光線強度；最靠近像側的兩個透鏡膠合在一起，使得整個變 焦透鏡系統(tǒng)色差較小，系統(tǒng)結構穩(wěn)定，從而提高成像質量。
[0012] 可選的，所述具有正光焦度的第一透鏡為第一雙凸透鏡，并且所述第一雙凸透鏡 的折射率不小于設定閾值。
[0013] 由于本實用新型實施例的第一雙凸透鏡的主要作用是對從孔徑光闌入射的光線 進行收斂，主要校正系統(tǒng)慧差、像散，折射率越高同時匹配合理的阿貝系數(shù)，所取得的效果 越佳，限定第一雙凸透鏡的折射率不小于設定閾值1. 7,可以有效保證對入射的光線的收 斂。
[0014] 可選的，所述具有正光焦度的第二透鏡為第二雙凸透鏡，所述第二雙凸透鏡與所 述第一子組膠合在一起，并且所述第二雙凸透鏡的阿貝系數(shù)大于80。
[0015] 由于本實用新型實施例的第二雙凸透鏡的主要作用是對從孔徑光闌入射的光線 進行收斂，同時限定第二雙凸透鏡的阿貝系數(shù)應大于80,可以有效減少色散，
[0016] 提高成像質量，第二雙凸透鏡與第一子組膠合在一起，可以有效減少色差，提高成 像穩(wěn)定性。
[0017] 可選的，所述第一子組沿光軸線從物側到像側依次包括：光焦度為負的第一雙凹 透鏡和光焦度為正的第三雙凸透鏡；
[0018] 所述第一雙凹透鏡和第三雙凸透鏡膠合在一起。
[0019] 由于本實用新型實施例的第一雙凹透鏡和第三雙凸透鏡膠合在一起，膠合的結構 可以有效消除系統(tǒng)色差，提高成像質量，并且可以使透鏡系統(tǒng)結構更加穩(wěn)定。
[0020] 可選的，所述具有負光焦度的第三透鏡為第二雙凹透鏡；
[0021] 所述具有正光焦度的第四透鏡為第四雙凸透鏡；
[0022] 所述第二雙凹透鏡和所述第四雙凸透鏡膠合在一起。
[0023] 由于本實用新型實施例的第二透鏡組中包括第二雙凹透鏡和第四雙凸透鏡，可以 有效地平衡系統(tǒng)的球差、慧差、像散，從而提高成像品質。
[0024] 可選的，所述第二雙凹透鏡的阿貝系數(shù)大于65,折射率小于1. 55。
[0025] 由于本實用新型實施例的第二雙凹透鏡的阿貝系數(shù)大于65,折射率小于1. 55,可 以有效保證當鏡片偏離光軸時，成像質量變化不大，從而提高透鏡系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0026] 可選的，所述第二子組沿光軸線從物側到像側依次包括：光焦度為正的第一彎月 透鏡和光焦度為負的第二彎月透鏡；
[0027] 所述第一彎月透鏡和所述第二彎月透鏡膠合在一起；
[0028] 其中，所述第一彎月透鏡和所述第二彎月透鏡的凸面均朝向物側。
[0029] 由于本實用新型實施例的第二子組中包括兩個彎月透鏡，彎月透鏡一面為凸面， 一面為凹面的特性，可以最大限度地減少球差，從而提高成像質量，兩個彎月透鏡膠合在 一起，膠合的結構可以有效消除系統(tǒng)色差，提高成像質量，并且可以使透鏡系統(tǒng)結構更加穩(wěn) 定。
[0030] 可選的，所述第五透鏡與所述第六透鏡分別為第五雙凸透鏡和第三雙凹透鏡；
[0031] 所述第五雙凸透鏡的阿貝系數(shù)大于80 ;
[0032] 所述第五雙凸透鏡的折射率小于所述第三雙凹透鏡的折射率，所述第五雙凸透鏡 的阿貝系數(shù)大于所述第三雙凹透鏡的阿貝系數(shù)。
[0033] 由于本實用新型實施例限定第五雙凸透鏡的阿貝系數(shù)大于80,可以有效減少色 散，第五雙凸透鏡和第三雙凹透鏡膠合在一起，可以有效消除系統(tǒng)色差，使透鏡系統(tǒng)結構更 加穩(wěn)定，易于生廣，并且能夠提尚系統(tǒng)成像質量。
[0034] 可選的，第一透鏡組，沿光軸線從物側到像側依次包括：光焦度為負的第三彎月透 鏡、第四雙凹透鏡和光焦度為正的第四彎月透鏡；其中，所述第三彎月透鏡和第四彎月透鏡 的凸面均朝向物側。
[0035] 由于本實用新型實施例的第一透鏡組中采用正負透鏡結合的方式有利于平衡系 統(tǒng)球差，采用三個透鏡可以有效減小軸外像差，提高成像質量。
[0036] 可選的，變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組1的焦距、變焦透鏡系統(tǒng)在最短
[0037] 焦狀態(tài)時的焦距fw和變焦透鏡系統(tǒng)在最長焦狀態(tài)時的焦距f t之間，滿足下
[0038] 列條件式：
[0039] 1. 85 ^ I fi I /(f w · ft)1/2^ 2. 25 (1)〇
[0040] 由于本實用新型實施例的第一透鏡組1的焦距限定在合理范圍內，使得透鏡系 統(tǒng)的變焦率更大，而且可以有效減少像差，更利于成像。
[0041] 可選的，變焦透鏡系統(tǒng)中，第二透鏡組3的焦距f2、變焦透鏡系統(tǒng)在最短焦狀態(tài)時 的焦距f w以及變焦透鏡系統(tǒng)在最長焦狀態(tài)時的焦距f t之間，滿足下列條件式：
[0042] 0. 8<f2/fw<l. 2 (2)〇
[0043] 由于本實用新型實施例的第二透鏡組3的焦距&大小限定在合理范圍內，使得透 鏡系統(tǒng)的變焦率更大，而且可以有效減少像差，從而更利于成像。
[0044] 可選的，變焦透鏡系統(tǒng)在最短焦狀態(tài)時的焦距fw和變焦透鏡系統(tǒng)在最長焦狀態(tài)時 的焦距f t之間以及第一透鏡組1中兩個具有負光焦度的鏡片（第三彎月透鏡和第四雙凹 透鏡）的玻璃材質的平均折射率Nn，滿足下列條件式：
[0045] 0. 4<Nn · fw/ft<0. 55 (3)。
[0046] 由于本實用新型實施例的具有負光焦度的透鏡對光線具有發(fā)散作用，而且折射率 越大，對光線的發(fā)散作用越明顯，限定第一透鏡組1中兩個具有負光焦度的鏡片的玻璃材 質的平均折射率義在一確定的范圍，限制了第一透鏡組1對光線發(fā)散的程度，有利于系統(tǒng) 成像，從而提高成像質量。
[0047] 本實用新型實施例中的一種鏡頭，包括上述的變焦透鏡系統(tǒng)。
[0048] 由于本實用新型實施例的鏡頭，采用上述的變焦透鏡系統(tǒng)，像差得到很好地校正， 成像分辨率高，成像品質優(yōu)異。
【附圖說明】
[0049] 圖I (a)為本實用新型實施例變焦透鏡系統(tǒng)分別在短焦狀態(tài)和長焦狀態(tài)時的結構 示意圖；
[0050] 圖1(b)為本實用新型實施例變焦透鏡系統(tǒng)中第二透鏡組可變型的結構示意圖 ，
[0051] 圖1(c)為本實用新型實施例變焦透鏡系統(tǒng)中第二透鏡組可變型的結構示意圖 -* *
[0052] 圖1(d)為本實用新型實施例變焦透鏡系統(tǒng)中第二透鏡組可變型的結構示意圖 -* · -·，
[0053] 圖1(e)為本實用新型實施例變焦透鏡系統(tǒng)中第二透鏡組可變型的結構示意圖 四；
[0054] 圖1(f)為本實用新型實施例變焦透鏡系統(tǒng)中第二透鏡組可變型的結構示意圖 五；
[0055] 圖1(g)為本實用新型實施例變焦透鏡系統(tǒng)中第二透鏡組可變型的結構示意圖 、- /N ；
[0056] 圖2為本實用新