[发明专利]高分辨率、大像面、低成本、无杂光的变焦光学系统

说明书

本发明涉及一种高分辨率、大像面、低成本、无杂光的变焦光学系统，从物侧至像侧依次设有：焦距为正的第一透镜群、焦距为负第二透镜群、可变光阑、焦距为正的第三透镜群、焦距为正的第四透镜群和感光芯片；第一透镜群、可变光阑和第三透镜群相对感光芯片固定，第二透镜群和第四透镜群可相对感光芯片前后移动；光学系统从短焦距向长焦距变化过程中，第二透镜群逐渐向第三透镜群移动，第四透镜群相对感光芯片移动时实现对焦的效果；第三透镜群的前端和后端的透镜，以及第四透镜群后端的透镜均为非球面透镜；在本方案中，其非球面透镜的设置能够矫正像差与场曲，从而使得变焦光学系统获得较高的成像质量。

技术领域

本发明涉及光学镜头技术领域，特别是涉及一种高分辨率、大像面、低成本、无杂光的变焦光学系统。

背景技术

目前变焦镜头广泛应用到人们的日常生活中，当前市场往高分辨率和高像质的方向发展，为了获得更好的成像品质，使用像素点更大，像素点更多的芯片是解决问题的根本途径之一，但是目前的安防监控、路况监控装置存在如下缺点：

普通的变焦镜头往往无法做到大像面与体积兼容，像面增大同时会引起镜头体积的急剧变化，目前市场上的大画面的监控镜头，如1″左右的镜头，像面大小达到16.0mm的，其体积比较大，而且多是定焦镜头，在监控距离发生变化时难以控制；

目前主流的市面上的高像质的监控镜头分辨率较低，多为1080p，像素点数200万的，然而随着数据传输速度的提升，更高像质的画面传输成为可能，200万像素已经不能满足需求；目前主流的1080P的镜头像面主要是1/2.8″的，使用有效成像面对角线6.2mm的1/2.8″的CMOS的芯片，其像素点大小仅有2.8μm，分辨率不是很高；而且由于像素点很小，其感光性及色彩还原等性能都不是很理想，急需性能改进；

目前市场上的监控镜头，多为非红外共焦镜头，因此在光学波长段较多的场合如傍晚，或晚上有部分灯光照明时，拍摄的画面无法整体清晰，总会有部分模糊；

目前市场上的监控镜头，很少通过光学结构去消除镜头的杂散光，在强光源或晴天时候，镜头杂光现象严重，使镜头实际成像效果较差；

目前市场上的监控镜头，使用非球面玻璃镜片较少注意成本问题，通常口径都大于20mm，由于加工精度问题，口径大于20mm的玻璃非球面成本通常较高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种变焦光学系统，以达到高分辨率、小体积、大像面、低成本、无杂光且红外共焦的效果。

一种高分辨率、大像面、低成本、无杂光的变焦光学系统，从物侧至像侧依次设有：

焦距为正的第一透镜群、焦距为负第二透镜群、可变光阑、焦距为正的第三透镜群、焦距为正的第四透镜群和感光芯片；

第一透镜群、可变光阑和第三透镜群相对感光芯片固定，第二透镜群和第四透镜群可相对感光芯片前后移动；光学系统从短焦距向长焦距变化过程中，第二透镜群逐渐向第三透镜群移动，第四透镜群相对感光芯片移动时实现对焦的效果；

第三透镜群的前端和后端的透镜，以及第四透镜群后端的透镜均为非球面透镜。

在其中一个实施例中，第三透镜群从物侧至像侧依次设有焦距为负的第七透镜、焦距为正的第八透镜、焦距为正的第九透镜和焦距为负的第十透镜；所述第八透镜和第九透镜的阿贝数大于或等于50，第七透镜和第十透镜均为非球面透镜。

在其中一个实施例中，第四透镜群从物侧至像侧依次设有焦距为正的第十一透镜、焦距为负的第十二透镜和焦距为正的第十三透镜；第十一透镜和第十二透镜为胶合透镜，第十三透镜为非球面透镜。

在其中一个实施例中，所述第十三透镜的像侧面的半径绝对值大于或等于90mm。

在其中一个实施例中，所述非球面透镜的口径小于或等于19mm。