[实用新型]光学系统镜头

说明书

一种光学系统镜头，从物侧到像侧依次包括具有正光焦度的第一固定镜片群、具有负光焦度的第一变焦镜片群、孔径光阑、具有正光焦度的第二变焦镜片群、具有负光焦度的聚焦镜片群、具有正光焦度的第二固定镜片群和滤光片，本实用新型能够达成超高倍率、全倍率红外共焦、小体积、大光圈等诸多特点，并且跨越整个变倍域均能良好地校正诸像差，能够对应可以进行超高清4K级影像摄影的固体摄像元件。

技术领域

本实用新型涉及的是一种光学器件领域的技术，具体是一种具有大变倍比4K分辨率性能的光学系统镜头。

背景技术

为了保证望远端的焦距够长，高倍率的变焦镜头不得不预留充足的变焦组移动空间，牺牲掉镜头的整体长度。大幅的变焦行程会导致镜头机构框体较长，给加工同轴性造成很大的困扰；同时，变焦组的驱动马达螺杆也必须相应延长，会导致马达稳定性不佳、变焦速度缓慢。而过大的倍率-行程比使得镜头的倍率敏感，累积的空气间隔误差会影响到变焦行程的长度，进而影响到镜头的倍率一致性。随着焦距增大，光线在前群的入射高度会不断上移，硕大的前端口径也是超长焦镜头的通病。过长的长度，过大的前端口径，使得在有限的体积限度内做到一款覆盖超长焦段的变焦镜头几乎无法实现。

自然界中在夜晚几乎不存在可见光，镜头的夜视效果基本都依赖于红外成像。依据光学色差理论，变焦镜头要实现红外共焦，主要是通过使用超低色散玻璃，利用材料的异常色散特性来收敛镜头的红外色差。因为红外色差随着焦段增长也会呈倍率式的增长，为了弥补长焦段红外色差的不良，就需要使用大量的超低色散玻璃。但是超低色散玻璃的缺陷在于材料折射率普遍不高，大量的超低色散玻璃导致镜片承担的焦距不够，望远端的光焦度无法合理分摊，因此大多数镜头无法在望远端实现红外共焦的功能。如何以色差理论为基础，突破镜片数量的局限，做到全焦段红外共焦是目前的一大技术难点。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种光学系统镜头，能够达成超高倍率、全倍率红外共焦、小体积、大光圈等诸多特点，并且跨越整个变倍域均能良好地校正诸像差，能够对应可以进行超高清4K级影像摄影的固体摄像元件。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型从物侧到像侧依次包括具有正光焦度的第一固定镜片群、具有负光焦度的第一变焦镜片群、孔径光阑、具有正光焦度的第二变焦镜片群、具有负光焦度的聚焦镜片群、具有正光焦度的第二固定镜片群和滤光片，通过第一变焦镜片群沿着光轴从物体侧向像侧移动，同时第二变焦镜片群沿光轴移动，从而实现从广角端向望远端的变倍；通过聚焦镜片群沿着光轴移动，进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦。

所述的第一固定镜片群包括：具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片、具有正光焦度的第四镜片、具有正光焦度的第五镜片。

所述的第一固定镜片群中：

所述的第一镜片的折射率和第二镜片的折射率之和为(3.25,3.65)。

所述的第三镜片的阿贝数和第四镜片的阿贝数之和大于143。

所述的第五镜片的焦距与后表面的有效口径的比值与第五镜片的折射率之和为(8.0,10.0)。

所述的第一固定镜片群结构中，使用了多枚超低色散玻璃，大幅收紧了镜头在望远端的红外色光与紫色光，使镜头可以获得更锐利的色彩体验；特别地，负光焦度镜片与正光焦度镜片相胶合，通过镜片材料折射率与阿贝数的搭配，尽可能地保证了光学系统的周边色差过渡。

所述的第一变焦镜片群包括：具有负光焦度的第六镜片、具有负光焦度的第七镜片、具有正光焦度的第八镜片和具有负光焦度的第九镜片。

所述的第一变焦镜片群中：

所述的第六镜片的焦距与前表面的有效口径的比值为(-2.34,-1.78)。