一種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種變焦光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及到一種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括自物面到像面沿光軸依次為第1透鏡組、第2透鏡組、第3透鏡組、第4透鏡組和第5透鏡組；第1透鏡組包括自物面到像面依次為第一透鏡和第二透鏡；第2透鏡組包括自物面到像面依次為第三透鏡、折射棱鏡、第四透鏡和第五透鏡；第3透鏡組包括第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡和第九透鏡；第4透鏡組包括第十透鏡；第5透鏡組包括第十一透鏡；該裝置可以實(shí)現(xiàn)高的變焦倍數(shù)，提高系統(tǒng)的視場(chǎng)角、降低變焦光學(xué)系統(tǒng)在攝遠(yuǎn)端的像差畸變。
【專利說(shuō)明】
-種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種變焦光學(xué)系統(tǒng)，尤其設(shè)及到一種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了代替人眼在工業(yè)中的作用，先進(jìn)的光電技術(shù)、圖像傳感設(shè)備W及數(shù)碼相機(jī)在 生活和工業(yè)中的廣泛運(yùn)用。在圖像傳感設(shè)備中，除了圖像傳感設(shè)備的質(zhì)量和互補(bǔ)金屬氧化 物半導(dǎo)體傳感器之外，檢測(cè)到圖像的質(zhì)量也可W由光學(xué)鏡頭的質(zhì)量決定。因此，如何設(shè)計(jì)一 個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量成像的光學(xué)裝置是備受關(guān)注的。
[0003] 為實(shí)現(xiàn)高的變焦倍數(shù)，提高系統(tǒng)的視場(chǎng)角、降低光學(xué)裝置在攝遠(yuǎn)端的像差崎變，本 實(shí)用新型設(shè)計(jì)出一種低成本、結(jié)構(gòu)緊湊、具有良好成像質(zhì)量W及高變焦倍數(shù)的光學(xué)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型提供一種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)高的變焦倍數(shù)，提高系統(tǒng)的 視場(chǎng)角、降低光學(xué)裝置在攝遠(yuǎn)端的像差崎變。
[0005] 本實(shí)用新型的目的通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括自物面到像面，沿光軸依次為第1 透鏡組、第2透鏡組、第3透鏡組、第4透鏡組和第5透鏡組；
[0007] 第1透鏡組具有正的有效焦距，且所述第1透鏡組包括自物面到像面依次為第一透 鏡和第二透鏡;所述第一透鏡具有正的有效焦距，第二透鏡具有負(fù)的有效焦距；
[000引第2透鏡組具有負(fù)的有效焦距，且所述第2透鏡組包括自物面到像面依次為第Ξ透 鏡、折射棱鏡、第四透鏡和第五透鏡;所述第Ξ透鏡具有負(fù)的有效焦距，第四透鏡具有負(fù)的 有效焦距和第五透鏡具有正的有效焦距；
[0009] 第3透鏡組具有正的有效焦距，且所述第3透鏡包括自物面到像面依次為第六透 鏡、第屯透鏡、第八透鏡和第九透鏡;所述第六透鏡具有正的有效焦距，且第六透鏡上置有 孔徑光闊，第屯透鏡具有正的有效焦距，第八透鏡具有負(fù)的有效焦距，第九透鏡具有正的有 效焦距；
[0010] 第4透鏡組具有負(fù)的有效焦距，且所述第4透鏡組包括第十透鏡;所述第十透鏡具 有正的有效焦距；
[0011] 第5透鏡組具有正的有效焦距，且所述第5透鏡組包括第十一透鏡，第十一透鏡具 有正的有效焦距。
[0012] 進(jìn)一步的，第一透鏡和第二透鏡是組合的雙膠合透鏡。
[0013] 進(jìn)一步的，第一透鏡是彎月形透鏡。
[0014] 進(jìn)一步的，第1透鏡組和第2透鏡組的有效焦距的比值滿足W下關(guān)系式：
[0015] -10<fi/f2<-5
[0016] 式中：fi為第1透鏡組的焦距，f2是第2透鏡組的焦距。
[0017] 進(jìn)一步的，系統(tǒng)參數(shù)滿足W下關(guān)系式：
[001 引 11.0<ft/fw<40.0
[0019] 式中：ft為攝遠(yuǎn)端的焦距，fw為廣角端的焦距。
[0020] 進(jìn)一步的，第一透鏡是凸透鏡且為彎月形透鏡;第二透鏡是雙凸透鏡;第Ξ透鏡是 雙凸鏡;第四透鏡是雙凸鏡;第五透鏡是平凸透鏡;第六透鏡是雙凸鏡，第屯透鏡是雙凸鏡； 第八透鏡是雙凸鏡;第九透鏡是雙凸鏡;第十透鏡是雙凸透鏡;第^^一透鏡是雙凸透鏡。
[0021] 有益效果：
[0022] 1.本實(shí)用新型提供一個(gè)擁有較高變焦倍數(shù)、低的像差(攝遠(yuǎn)端崎變<1%)，總體的 系統(tǒng)尺寸較小并且良好的成像質(zhì)量的變焦光學(xué)系統(tǒng)。
[0023] 2.第一透鏡是凸透鏡，其凸面曲率半徑化巧5,可W在廣角端獲取更大的視場(chǎng)。
[0024] 3.第一透鏡采用彎月型透鏡可W實(shí)現(xiàn)自矯正色差。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為變焦系統(tǒng)分別為變焦系統(tǒng)在廣角端的結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖2為變焦系統(tǒng)分別為變焦系統(tǒng)在攝遠(yuǎn)端的結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 附圖標(biāo)記：
[0028] G1-第1透鏡組;L1-第一透鏡;L2-第二透鏡;G2-第2透鏡組;L3-第Ξ透鏡;L4-折射 棱鏡;L5-第四透鏡；L6-第五透鏡;G3-第3透鏡組;L7-第六透鏡;L-8第屯透鏡;L-9第八透 鏡;LlO-第九透鏡;64-第4透鏡組;L11-第十透鏡;65-第5透鏡組;L12-第^^一透鏡；
【具體實(shí)施方式】
[0029] -種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，包括自物面到像面，沿光軸依次為第1透鏡組G1、第2 透鏡組G2、第3透鏡組G3、第4透鏡組G4和第5透鏡組G5;
[0030] 第1透鏡組G1具有正的有效焦距，且所述第1透鏡組G1包括自物面到像面依次為第 一透鏡L1和第二透鏡L2;所述第一透鏡L1具有正的有效焦距，第二透鏡L2具有負(fù)的有效焦 距;其中，第一透鏡L1和第二透鏡L2是組合的雙膠合透鏡;第一透鏡L1是彎月形透鏡；
[0031] 第2透鏡組G2具有負(fù)的有效焦距，且所述第2透鏡組包括自物面到像面依次為第Ξ 透鏡L3、折射棱鏡L4、第四透鏡L5和第五透鏡L6;所述第Ξ透鏡L3具有負(fù)的有效焦距，第四 透鏡L5具有負(fù)的有效焦距和第五透鏡L6具有正的有效焦距；
[0032] 第3透鏡組G3具有正的有效焦距，且所述第3透鏡G3包括自物面到像面依次為第六 透鏡L7、第屯透鏡L8、第八透鏡L9和第九透鏡L10;所述第六透鏡L7具有正的有效焦距，且第 六透鏡L7上置有孔徑光闊，第屯透鏡L8具有正的有效焦距，第八透鏡L9具有負(fù)的有效焦距， 第九透鏡L10具有正的有效焦距；
[0033] 第4透鏡組G4具有負(fù)的有效焦距，且所述第4透鏡組G4包括第十透鏡L11;所述第十 透鏡L11具有正的有效焦距；
[0034] 第5透鏡組G5具有正的有效焦距，且所述第5透鏡組G5包括第十一透鏡L12,所述第 十一透鏡L12具有正的有效焦距；
[0035] 其中，第一透鏡L1是凸透鏡且為彎月形透鏡;第二透鏡L2是雙凸透鏡;第Ξ透鏡L3 是雙凸鏡；第四透鏡L5是雙凸鏡;第五透鏡L6是平凸透鏡;第六透鏡L7是雙凸鏡，第屯透鏡 L8是雙凸鏡;第八透鏡L9是雙凸鏡;第九透鏡L10是雙凸鏡;第十透鏡L11是雙凸透鏡;第十 一透鏡LI 2是雙凸透鏡。
[0036] 變焦光學(xué)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)廣角端到攝遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦移動(dòng)時(shí)，第1透鏡組G1和第二透鏡 組G2沿光軸方向往像面移動(dòng)，第3透鏡組G3、第4透鏡組和第5透鏡組G5沿光軸方向往物面移 動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)變焦光學(xué)裝置在攝遠(yuǎn)端時(shí)的總體尺寸的縮小。
[0037] 表1變焦數(shù)據(jù)
[00；3 引
[0039] 在表1中，d4表示的是第1透鏡組G1到第2透鏡組G2的可變距離，dl2表示的是第2透 鏡組G2到第3透鏡組G3的可變距離，d20表示的是第3透鏡組到第4透鏡組的可變距離，d22表 示的是第4透鏡組到第5透鏡組的可變距離，d22表示的是第5透鏡組到像面可變距離，值得 注意的是此光學(xué)變焦系統(tǒng)與傳統(tǒng)的變焦不一樣，沒(méi)有前置固定，而是通過(guò)整體透鏡組的相 對(duì)移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦。
[0040] 表2變焦光學(xué)裝置的各個(gè)參數(shù)
[0041]
[0042] 表2列出了一種小尺寸高倍數(shù)的變焦光學(xué)裝置中從物面到像面各個(gè)透鏡的曲率半 徑r，厚度d，折射率nd，阿貝數(shù)vd。
[0043] 所述實(shí)施例為本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方 式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn) 的改進(jìn)、替換或變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括自物面到像面，沿光軸依次為第1透 鏡組(G1)、第2透鏡組(G2)、第3透鏡組(G3)、第4透鏡組(G4)和第5透鏡組(G5); 所述第1透鏡組(G1)具有正的有效焦距，且所述第1透鏡組(G1)包括自物面到像面依次 為第一透鏡(L1)和第二透鏡(L2);所述第一透鏡(L1)具有正的有效焦距，第二透鏡(L2)具 有負(fù)的有效焦距； 所述第2透鏡組(G2)具有負(fù)的有效焦距，且所述第2透鏡組包括自物面到像面依次為第 三透鏡(L3)、折射棱鏡(L4)、第四透鏡(L5)和第五透鏡(L6);所述第三透鏡(L3)具有負(fù)的有 效焦距，第四透鏡(L5)具有負(fù)的有效焦距和第五透鏡(L6)具有正的有效焦距； 所述第3透鏡組(G3)具有正的有效焦距，且所述第3透鏡(G3)包括自物面到像面依次為 第六透鏡(L7)、第七透鏡(L8)、第八透鏡(L9)和第九透鏡(L10);所述第六透鏡(L7)具有正 的有效焦距，且第六透鏡(L7)上置有孔徑光闌，第七透鏡(L8)具有正的有效焦距，第八透鏡 (L9)具有負(fù)的有效焦距，第九透鏡(L10)具有正的有效焦距； 所述第4透鏡組(G4)具有負(fù)的有效焦距，且所述第4透鏡組(G4)包括第十透鏡(L11);所 述第十透鏡(L11)具有正的有效焦距； 所述第5透鏡組(G5)具有正的有效焦距，且所述第5透鏡組(G5)包括第十一透鏡(L12)， 所述第十一透鏡(L12)具有正的有效焦距。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡(L1) 和第二透鏡(L2)是組合的雙膠合透鏡。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡(L1) 是彎月形透鏡。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第1透鏡組 (G1)和第2透鏡組(G2)的有效焦距的比值滿足以下關(guān)系式： -10<fi/f2<-5 式中：fi為第1透鏡組(G1)的焦距，f2是第2透鏡組(G2)的焦距。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)參數(shù)滿足以下 關(guān)系式： 11.0<ft/fw<40.0 式中:ft為攝遠(yuǎn)端的焦距，為廣角端的焦距。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍數(shù)的變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡(L1) 是凸透鏡;第二透鏡(L2)是雙凸透鏡;第三透鏡(L3)是雙凸鏡；第四透鏡(L5)是雙凸鏡;第 五透鏡(L6)是平凸透鏡;第六透鏡(L7)是雙凸鏡，第七透鏡(L8)是雙凸鏡;第八透鏡(L9)是 雙凸鏡；第九透鏡(L10)是雙凸鏡;第十透鏡(L11)是雙凸透鏡;第^^一透鏡(L12)是雙凸透 鏡。
【文檔編號(hào)】G02B13/16GK205450428SQ201521036362
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日
【發(fā)明人】趙慶玉, 嵇紹波, 劉東陽(yáng)
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)