[發(fā)明專利]變焦鏡頭、成像設(shè)備和制造變焦鏡頭的方法

在審

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• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106908940A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪永豐;邢振沖;張葆
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G02B15/16
• 分類號: G02B15/16
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44316
• 代理人: 趙勍毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)鏡頭領(lǐng)域，特別涉及一種變焦鏡頭、成像設(shè)備和制造變焦鏡頭的方法。

背景技術(shù)

變焦鏡頭是在一定范圍內(nèi)可以變換焦距、從而得到不同寬窄的視場角，不同大小的影像和不同景物范圍的照相機(jī)鏡頭。變焦鏡頭在不改變拍攝距離的情況下，可以通過變動(dòng)焦距來改變拍攝范圍，因此非常有利于畫面構(gòu)圖。由于一個(gè)變焦鏡頭可以兼擔(dān)當(dāng)起若干個(gè)定焦鏡頭的作用，外出旅游時(shí)不僅減少了攜帶攝影器材的數(shù)量，也節(jié)省了更換鏡頭的時(shí)間。

使用變焦鏡頭進(jìn)行聚焦時(shí)，最好考慮首先將影像調(diào)至最大處進(jìn)行聚焦；也就是說，使用鏡頭的最長焦距端聚焦。然后,再把焦距變小到拍攝時(shí)所期望的焦距上。在此過程中，所有焦距上的影像始終保持清晰。運(yùn)用這種技術(shù)，由于是在盡可能最大的影像下聚焦，所以能夠更容易地觀察到影像細(xì)節(jié)是否清晰，因此也是最為精確的聚焦方法。注意，有些變焦鏡頭需要轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)單獨(dú)的控制環(huán)，一個(gè)環(huán)控制聚焦，另一個(gè)環(huán)控制焦距。這種結(jié)構(gòu)布局的優(yōu)點(diǎn)是一旦完成了聚焦，不會因調(diào)整焦距而意外地改變了焦點(diǎn)。

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與機(jī)載光電吊艙需求的不斷增加，光電吊艙的小型化、輕量化與多功能化已成為主要的發(fā)展趨勢，因此對機(jī)載光學(xué)系統(tǒng)要求體積小、質(zhì)量輕、探測距離大、高清晰度，并且能在霧、雨、雪、塵等氣候條件下連續(xù)觀察，對目標(biāo)既能作大區(qū)域小倍率的全景搜索，又能作小區(qū)域大倍率的放大觀察，目前的設(shè)備無法滿足這樣的需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種變焦鏡頭、成像設(shè)備和制造變焦鏡頭的方法。

第一方面，本發(fā)明提供一種變焦鏡頭，包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組，所述第一透鏡組與所述第四透鏡組相對位置固定，且都具有正光焦度；所述第二透鏡組和所述第三透鏡組可沿光軸方向以預(yù)設(shè)關(guān)聯(lián)關(guān)系移動(dòng)，所述第三透鏡組用于補(bǔ)償所述第二透鏡組沿光軸移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的焦點(diǎn)像差，所述第二透鏡組具有負(fù)光焦度，所述第三透鏡組具有正光焦度；所述變焦鏡頭從短焦段到長焦段的變焦過程中，所述第二透鏡組在光軸上的移動(dòng)矢量L2滿足條件式：0.10<|L2|/Lt<0.30，所述第三透鏡組在光軸上的移動(dòng)矢量L3滿足條件式：0.05<|L3|/Lt<0.15，其中，定義移動(dòng)矢量L2和移動(dòng)矢量L3從物端到像端為正值，從像端到物端為負(fù)值，Lt為所述變焦鏡頭沿光軸方向的總長度。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負(fù)光焦度的第一透鏡、具有正光焦度的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡和具有正光焦度的第四透鏡，第一透鏡和第二透鏡密接組成膠合組；

所述第二透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負(fù)光焦度的第五透鏡、具有負(fù)光焦度的第六透鏡和具有正光焦度的第七透鏡；

所述第三透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有正光焦度的第八透鏡、具有正光焦度的第九透鏡、具有負(fù)光焦度的第十透鏡；

所述第四透鏡組包括前組和后組，所述前組沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負(fù)光焦度的第十一透鏡、具有正光焦度的第十二透鏡，所述后組沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有正光焦度的第十三透鏡、具有負(fù)光焦度的第十四透鏡。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一透鏡為雙凹球面負(fù)透鏡，所述第二透鏡為雙凸球面正透鏡，所述第三透鏡為雙凸球面正透鏡，所述第四透鏡為球面彎月正透鏡。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第五透鏡為雙凹球面負(fù)透鏡，所述第六透鏡為雙凹球面負(fù)透鏡，所述第七透鏡為球面彎月正透鏡，所述第六透鏡和所述第七透鏡組成雙膠合透鏡。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第八透鏡為球面彎月正透鏡，所述第九透鏡為雙凸球面正透鏡，所述第十透鏡為雙凸球面正透鏡，所述第八透鏡和所述第九透鏡組成雙膠合透鏡。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第十一透鏡為為雙凹球面負(fù)透鏡，第十二透鏡為球面彎月正透鏡，所述第十一透鏡和所述第十二透鏡組成雙膠合透鏡，所述第十三透鏡為平凹球面正透鏡，所述第十四透鏡為球面彎月負(fù)透鏡，所述第十三透鏡所述第十四透鏡組成雙膠合透鏡。