[发明专利]一种大变倍比连续变焦光学系统

说明书

本发明涉及一种大变倍比连续变焦光学系统，该系统包括沿光轴方向依次设置的光焦度为正的前固定组、光焦度为负的变倍组、光焦度为正的补偿组、光焦度为负的后固定组四个组元；所述四个组元焦距f₁、f₂、f₃、f₄分别满足：3≤∣f_L/f₁∣≤5、40≤∣f_L/f₂∣≤45、28≤∣f_L/f₃∣≤35、18≤∣f_L/f₄∣≤22，f_L为连续变焦光学系统的长焦焦距，组元间空气间隔依次为162～337mm、2～208mm、5～52mm。本发明能够在全焦段范围内实现30倍连续变焦功能。

技术领域

本发明属于连续变焦光学系统，具体涉及一种大变倍比连续变焦光学系统。

背景技术

随着科学技术的进步，变焦镜头的应用范围更广，获取目标信息更多，不仅仅适用于如照相、摄像、显微等日常生活中，还被广泛的应用在航空航天及国防建设等领域。同时，人们对光学系统变倍比、焦距、相对孔径等的要求也越来越苛刻。因此，高变倍比、长焦距、连续变焦的系统成为未来新型光学系统发展的方向之一。不同于单视场或多视场光学系统，连续变焦光学系统由于其在改变视场的同时，像面稳定清晰，在视场转换过程中能够保持图像的连续性，不会发生目标丢失的问题，既可以大视场搜索目标，又可以小视场跟踪目标。

目前大部分变焦光学系统，普遍存在变倍比小、焦距短、体积大、重量大，以及分辨率低等缺点，导致整个系统观测距离及观测范围不够，成像质量不佳，而且结构笨重不紧凑。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大变倍比连续变焦光学系统。

为了解决上述技术问题，本发明的大变倍比连续变焦光学系统，其特征在于包括沿光轴方向依次设置的光焦度为正的前固定组、光焦度为负的变倍组、光焦度为正的补偿组、光焦度为负的后固定组四个组元，所述四个组元焦距f₁、f₂、f₃、f₄分别满足：3≤∣f_L/f₁∣≤5、40≤∣f_L/f₂∣≤45、28≤∣f_L/f₃∣≤35、18≤∣f_L/f₄∣≤22，f_L为连续变焦光学系统的长焦焦距，组元间空气间隔依次为162～337mm、2～208mm、5～52mm。

进一步，所述的后固定组与成像面之间设置滤光片，且后固定组和滤光片可整体沿光轴左右移动。

所述补偿组与后固定组之间设置有光阑。

所述前固定组沿光轴方向从物方起依次设置第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；其中，第一透镜为前凸后凹的负透镜，第二透镜为双凸的正透镜，第三透镜为前凹后凸的负透镜，第四透镜为双凸的正透镜；所述第一透镜的前后表面曲率半径分别为450mm～550mm、200mm～300mm，第二透镜的前后表面曲率半径分别为150mm～250mm、-300mm～-200mm，第三透镜的前后表面曲率半径分别为-300mm～-200mm、-2000mm～-1000mm，第四透镜250mm～350mm、-1200mm～-500mm；各透镜厚度依次为8～12mm、28～32mm、8～12mm、18～22mm，空气间隔依次为2～3mm、4.5～5.5mm、0.1～0.5mm；所述第一透镜的折射率为1.6～1.7，平均色散系数为44～45；第二透镜的折射率为1.4～1.5，平均色散系数为90～91；第三透镜的折射率为1.6～1.7，平均色散系数为60～61；第四透镜的折射率为1.4～1.5，平均色散系数为81～82。