[实用新型]紧凑型连续变焦光学系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光电技术领域，涉及一种摄影物镜光学系统，具体涉及一种紧凑型连续变焦光学系统。

背景技术

近年来，用于成像探测的固态成像传感器飞速发展，探测灵敏度不断提高，大面阵、小像元图像传感器逐渐成为主流，成像设备的小型化、高清化、多用途化成为可能。摄影物镜光学系统是成像设备的核心，为了满足市场对小型化成像设备日益严格的技术要求，尤其是对于光电成像载荷旧产品的换代升级、新产品的试制开发，采用小像元高灵敏度图像传感器后，可有效减小成像设备的体积重量，提高整机性能。因此，开发紧凑型具备大变倍比、可高清成像的连续变焦光学系统变得十分迫切和重要。

摄远型光学系统凭借其结构紧凑的优点，在要求严格的成像设备中应用广泛。但该类系统的固有缺点，如：系统主要光焦度集中在系统前部，球差、轴上色差尤其是二级光谱等轴向像差的校正难度大；光焦度前后分离，轴外像差尤其是垂轴色差、畸变等严重限制了成像视场角；特别是当要求这类系统与高清相机适配时，更增加了设计难度。现有技术中采用摄远型结构的连续变焦光学系统要么变倍比小，要么体积大，要么作用距离近，无法满足轻小型光电成像载荷日益严格的技术要求。

2010年12月刊载于《光子学报》第39卷第1期的名称为《一种8倍可见光变焦光学系统设计》的中国文献，公开了一种摄远型连续变焦光学系统设计，采用了典型的摄远型光学结构。适配焦面大小为1/3”，可实现从6.5～52mm的连续变焦功能，但其系统总长达到115mm，远摄比为2.3，若要应用在更长焦距、更大变倍比的光学系统设计时，光学系统体积较难实现紧凑化或小型化。

中国专利申请CN103777331A(公开日：2014年5月7日)公开了一种紧凑型大变倍比高分辨率变焦镜头，采用与上述文献类似的光学结构。虽然适配焦面大小为1/2.5”，具备从4.7～87.6mm达18倍的连续变焦功能，但总长为90mm，远摄比为0.97，且长焦焦距为87.6mm，与上述文献中公开的光学设计有类似的问题。

中国专利申请CN101887164A(公开日：2010年11月17日)公开了一种双波段光学镜头，虽然结构紧凑小巧，但是只能实现焦距5～50mm的10倍光学变焦，长焦焦距较小而且变焦倍数较低。

2013年3月，刊载于《应用光学》第34卷第2期的中国文献《一种高分辨率电视制导连续变焦光学系统》公开了一种摄远型连续变焦光学系统，适配1/1.8”图像传感器，F数为3.5，可实现焦距范围为40～152mm的3.8倍连续变焦，总长为160mm，远摄比为0.95。其中，变倍组采用了三分离的结构，长度较长，若要用于更大变倍比光学系统的设计时，难以做到小型化。

中国专利申请CN105807411A(公开日：2016年7月27日)，公开了一种紧凑型透雾高清电视变焦镜头，同样采用了摄远型光学结构，具备光学透雾功能，实现了14～86mm的连续变焦，总长为83mm，远摄比为1.04。该专利申请提供的光学系统体积较为紧凑，但是长焦焦距较短，变焦倍数也较低。

美国专利申请US005815322A(公开日：1998年9月29日)公开了一种连续变焦镜头，该镜头虽然具备12～234mm达19.5倍的连续变焦功能，但总长也达220mm，体积较大，无法满足小型化设计要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种紧凑型连续变焦光学系统，解决现有光学系统难以实现小型化、高变焦比的技术问题。

本实用新型的技术解决方案是：一种紧凑型连续变焦光学系统，其特殊之处在于：包括由物面至焦面依次同轴设置的前固定镜组、变倍镜组、补偿镜组、光阑和后固定镜组；

所述前固定镜组包括由物面至焦面方向依次设置的第一胶合镜组和第二正透镜，所述第一胶合镜组具有正折射力；

所述变倍镜组包括由物面至焦面方向依次设置的第二胶合镜组和第三负透镜，所述第二胶合镜组具有正折射力；

所述补偿镜组包括由物面至焦面方向依次设置的第三胶合镜组和第五负透镜，所述第三胶合镜组具有正折射力；

所述后固定镜组包括由物面至焦面方向依次设置的第五正透镜、第六正透镜、第六负透镜、第四胶合镜组和第八正透镜，所述第四胶合镜组具有负折射力。