[发明专利]一种宽波段三组元连续变焦光学系统

说明书

本发明提供了一种宽波段三组元连续变焦光学系统，其特征在于，该光学系统适用于波段范围为450nm～950nm；该光学系统包括16个镜片和1个棱镜，并从物侧到像侧依次设置形成前固定组，变倍组，补偿组，像差补偿组及后固定组五个透镜组结构；根据所述变倍组、补偿组和像差补偿组之间的光学间隔和焦距变化的值对所述光学系统中的变焦凸轮曲线进行优化，所述补偿组的凸轮曲线最大压力角为53°，所述像差补偿组的凸轮曲线最大压力角为55°。

技术领域

本发明涉及光学镜头设计，尤其涉及一种宽波段三组元连续变焦光学系统。

背景技术

连续变焦镜头是指焦距范围在一定范围内可以连续变化的光学镜头。随着焦距的长短变化，可以得到不同宽窄的视场角。在使用所述连续变焦镜头的过程中，可以根据实际需要进行长短焦距的选择。

通常，使用者对于远距离目标，会选择利用短焦距大视场进行搜索，当搜索到目标后，再利用长焦距模式进行跟踪。但是，目前的光学设计中难以实现长焦距变焦和宽光谱范围。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种能够同时实现长焦距和宽光谱的一种宽波段三组元连续变焦光学系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种宽波段三组元连续变焦光学系统，其特征在于，该光学系统适用于波段范围为450nm～950nm；该光学系统包括16个镜片和1个棱镜，并从物侧到像侧依次设置形成前固定组，变倍组，补偿组，像差补偿组及后固定组五个透镜组结构；根据所述变倍组、补偿组和像差补偿组之间的光学间隔和焦距变化的值对所述光学系统中的变焦凸轮曲线进行优化，所述变倍组和像差补偿组对应的凸轮曲线均为非线性，所述补偿组对应的凸轮曲线为线性，所述补偿组对应的凸轮曲线最大压力角为53°，所述像差补偿组对应的凸轮曲线最大压力角为55°。

与现有技术相比，本发明提供的宽波段三组元连续变焦光学系统利用三组联动的模式，解决长焦距和宽光谱难以同时实现的难题，完成高质量的镜头设计；同时将凸轮曲线压力角优化到最小，保证工程设计的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的宽波段三组元连续变焦光学系统的结构示意图。

图2是图1所示的宽波段三组元连续变焦光学系统焦距f＝100mm时的系统光路图。

图3是图1所示的宽波段三组元连续变焦光学系统焦距f＝385mm时的系统光路图。

图4是图1所示的宽波段三组元连续变焦光学系统焦距f＝550mm时的系统光路图。

图5是图1所示的宽波段三组元连续变焦光学系统在焦距f＝100mm位置成像的调制传递函数曲线图。

图6是图1所示的宽波段三组元连续变焦光学系统在焦距f＝385mm位置成像的调制传递函数曲线图。

图7是图1所示的宽波段三组元连续变焦光学系统在焦距f＝550mm位置成像的调制传递函数曲线图。

图8是图1所示的宽波段三组元连续变焦光学系统中凸轮筒的结构示意图。

图9是图8所示的凸轮筒表面导向槽的结构形式曲线第一版设计图。

图10是图8所示的凸轮筒表面导向槽的结构形式曲线第二版设计图。

图11是图8所示的凸轮筒表面导向槽的结构形式曲线第三版设计图。