[0051] 优选的，所述第一透镜至第二十透镜的表面均为球面。
[0052] 优选的，
[0053] 所述第一透镜采用ZK9型号的玻璃材质；
[0054] 所述第二透镜采用N-KZFS11型号的玻璃材质；
[0055] 所述第三透镜采用H-ZPK1型号的玻璃材质；
[0056] 所述第四透镜采用N-KZFS11型号的玻璃材质；
[0057] 所述第五透镜采用H-ZBAF5型号的玻璃材质；
[0058] 所述第六透镜采用H-LAF3型号的玻璃材质；
[0059] 所述第七透镜采用ZF11型号的玻璃材质；
[0060] 所述第八透镜采用H-LAK67型号的玻璃材质；
[0061] 所述第九透镜采用H-LAK67型号的玻璃材质；
[0062] 所述第十透镜采用H-K51型号的玻璃材质；
[0063] 所述第十一透镜采用H-ZF5型号的玻璃材质；
[0064] 所述第十二透镜采用H-LAF3型号的玻璃材质；
[0065] 所述第十三透镜采用H-LAF62型号的玻璃材质；
[0066] 所述第十四透镜采用H-ZPK1型号的玻璃材质；
[0067] 所述第十五透镜采用N-KZFS11型号的玻璃材质；
[0068] 所述第十六透镜采用H-LAK67型号的玻璃材质；
[0069] 所述第十七透镜采用BAF3型号的玻璃材质；
[0070] 所述第十八透镜采用BAF4型号的玻璃材质；
[0071] 所述第十九透镜采用N-KZFS11型号的玻璃材质；
[0072] 所述第二十透镜采用H-K9L型号的玻璃材质。
[0073] 进一步的，该变焦镜头的光学系统为连续变焦系统，从所述第一透镜的第一面到所述第二十透镜的第二面的总长为350mm，且任意焦距下该总长不变。
[0074] 进一步的，在该变焦镜头的焦距从15mm变化到750mm时，所述前固定组与所述变倍组之间的间距变化范围是3.34mm-137.31mm；所述变倍组与所述补偿组之间的间距变化范围是207.84mm-1mm；所述补偿组与所述后固定组之间的间距变化范围是0.77mm-73.65mm。
[0075] 基于上述技术方案，该变焦镜头的焦距范围为750mm-15mm；该变焦镜头的F数变化范围为4.78-10.54，其中焦距为15mm时F数为4.78，焦距为750mm时F数为10.54。
[0076] 本发明实施例的有益效果是：本发明公开了一种变焦镜头，该变焦镜头的光学系统包括20片的表面为球面且为玻璃材质的透镜和1个固定光阑，沿着光线入射方向依次构成正光焦度的前固定组、负光焦度的变倍组、正光焦度的补偿组以及正光焦度的后固定组；前固定组通过采用一个双胶合结构校正球差和色差，采用一个三胶合结构校正色差和二级
光谱；变倍组通过采用负负正结构且包括一个双胶合结构用以避免像差过校正；补偿组包括光学利用率高的光阑和一个三胶合结构，能够使色差得到有效控制实现双波段共焦成像。该变焦镜头通过合理排列各个元件，且选用合适的材料，达到焦距750mm到15mm的50倍的变倍比、350mm长焦距的光学指标要求，并且该变焦镜头可用于可见光波段和
近红外波段共焦成像，从而应用在日夜两用型
监控系统中。
附图说明
[0077] 图1为本发明实施例提供的一种变焦镜头的结构示意图；
[0078] 图2为本发明实施例提供的一种变焦镜头的光学系统在变焦过程中镜片间距的变化示意图。
具体实施方式
[0079] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0080] 本发明中，通过前固定组、变倍组、补偿组以及后固定组四部分构成该变焦镜头，其中，变倍组前后移动使焦距改变，补偿组移动补偿焦距移动引起的总长变化，保证系统的总长不变；
[0081] 设计各组光焦度时，首先根据变焦公式计算并分配各个组的光
角度，然后利用理想面型建立初始架构后，加入焦距、筒长的第一边界条件优化初始架构，从而确定各组的光焦度分配；
[0082] 所述前固定组包括：采用一个正、负透镜构成的双胶合结构，在其后是一个两正透镜和一个负透镜构成的三胶合结构，再之后是两个单镜片，并且双胶合结构中的正透镜采用ZK系列玻璃、负透镜采用N-KZFS系列玻璃，用于校正球差和色差，三胶合结构中的两正透镜分别采用PK(磷冕)玻璃、ZBAF系列玻璃，负透镜采用N-KZFS系列玻璃，用于校正色差和二级光谱；
[0083] 所述变倍组初始结构采用负负正结构，在设计过程中按具体情况复杂化，负透镜采用折射率和阿贝数均很高的透镜以避免像差过校正；
[0084] 所述补偿组包含光阑，此部分光线利用率高，是校正球差的关键
位置，因此采用折射率和阿贝数均很高的材料；
[0085] 所述后固定组因入射到后固定组的光纤视场和口径均不大，故采用柯克三片式结构作为初始结构，在设计过程中按具体情况复杂化。
[0086] 基于上述设计思想，本发明提供了一种变焦镜头，如图1所示，为本发明实施例提供的一种变焦镜头的结构示意图，该变焦镜头的光学系统包括20片的表面为球面且为玻璃材质的透镜和1个光阑，且沿着光线入射方向依次构成正光焦度的前固定组01、负光焦度的变倍组02、正光焦度的补偿组03以及正光焦度的后固定组04；
[0087] 所述前固定组01沿着光线入射方向依次包括：
[0088] 第一透镜L1为正透镜，具有凸向物面的第一面和凸向像面的第二面，其中第二面为胶合面。
[0089] 优选的，该第一透镜L1的折射率和色散范围分别为1.45
[0090] 优选的，该第一透镜L1采用ZK9型号的玻璃材质。
[0091] 第二透镜L2为负透镜，具有向凹向物方的第二胶合表面和凸向像方的第三表面。
[0092] 优选的，该第二透镜L2的折射率和色散范围分别为1.45
[0093] 优选的，该第二透镜L2采用N-KZFS11型号的玻璃材质。
[0094] 第三透镜L3为正透镜，具有凸向物方的第四表面和凸向像方第五表面，其中第五面为胶合面。
[0095] 优选的，该第三透镜L3的折射率和色散范围分别为1.55
[0096] 优选的，该第三透镜L3采用H-ZPK1型号的玻璃材质。
[0097] 第四透镜L4为负透镜，具有凹向物方的第五表面和凹向像方的第六表面，其中第六面为胶合面。
[0098] 优选的，该第四透镜L4的折射率和色散范围分别为1.60
[0099] 优选的，该第四透镜L4采用N-KZFS11型号的玻璃材质。
[0100] 第五透镜L5为正透镜，具有凸向物方的第六表面和凹向像方的第七表面。
[0101] 优选的，该第五透镜L5的折射率和色散范围分别为1.55
[0102] 优选的，该第五透镜L5采用H-ZBAF5型号的玻璃材质。
[0103] 第六透镜L6为正透镜，具有凸向物方的第八表面和凸向像方的第九表面。
[0104] 优选的，该第六透镜L6的折射率和色散范围分别为1.50
[0105] 优选的，该第六透镜L6采用H-LAF3型号的玻璃材质。
[0106] 第七透镜L7为负透镜，具有凸向物方的第十表面和凹向像方的第十一表面。
[0107] 优选的，该第七透镜L7的折射率和色散范围分别为1.65
[0108] 优选的，该第七透镜L7采用ZF11型号的玻璃材质。
[0109] 需要说明的是，上述第一透镜L1和第二透镜L2构成第一双胶合结构，上述第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5构成第一三胶合结构。
[0110] 所述变倍组02沿着光线入射方向依次包括：
[0111] 第八透镜L8为负透镜，具有凸向物方的第十二表面和凹向像方的第十三表面。
[0112] 优选的，该第八透镜L8的折射率和色散范围分别为1.60
[0113] 优选的，该第八透镜L8采用H-LAK67型号的玻璃材质。
[0114] 第九透镜L9为负透镜，具有凹向物方的第十四表面和凹向像方的第十五表面。
[0115] 优选的，该第九透镜L9的折射率和色散范围分别为1.60
[0116] 优选的，该第九透镜L9采用H-LAK67型号的玻璃材质。
[0117] 第十透镜L10为正透镜，具有凸向物方的第十六表面和凹向像方的第十七表面，其中第十七面为胶合面。
[0118] 优选的，该第十透镜L10的折射率和色散范围分别为1.45
[0119] 优选的，该第十透镜L10采用H-K51型号的玻璃材质。
[0120] 第十一透镜L11为正透镜，具有凸向物方的第十七表面和凸向像方的第十八表面。
[0121] 优选的，该第十一透镜L11的折射率和色散范围分别为1.65
[0122] 优选的，该第十一透镜L11采用H-ZF5型号的玻璃材质。
[0123] 需要说明的是，上述第十一透镜L10和第十一透镜L11构成第二双胶合结构。
[0124] 所述补偿组03沿着光线入射方向依次包括：
[0125] 第十二透镜L12为正透镜，具有凸向物方的第十九表面和凸向像方的第二十表面。
[0126] 优选的，该第十二透镜L12的折射率和色散范围分别为1.65
[0127] 优选的，该第十二透镜L12采用H-LAF3型号的玻璃材质。
[0128] 第十三透镜L13为负透镜，具有凸向物方的第二十一表面和凹向像方的第二十二表面，其中二十二表面为胶合面。
[0129] 优选的，该第十三透镜L13的折射率和色散范围分别为1.65
[0130] 优选的，该第十三透镜L13采用H-LAF62型号的玻璃材质。
[0131] 第十四透镜L14为正透镜，具有凸向物方的第二十二表面和凸向像方的第二十三表面，其中二十三表面为胶合面。
[0132] 优选的，该第十四透镜L14的折射率和色散范围分别为1.55
[0133] 优选的，该第十四透镜L14采用H-ZPK1型号的玻璃材质。
[0134] 第十五透镜L15为负透镜，具有凹向物方的第二十三表面和凸向像方的第二十四表面。
[0135] 优选的，该第十五透镜L15的折射率和色散范围分别为1.50
[0136] 优选的，该第十五透镜L15采用N-KZFS11型号的玻璃材质。
[0137] 光阑与补偿组03的透镜同步移动，其光阑面构成第二十五面。
[0138] 需要说明的是，上述第十三透镜L13、第十四透镜L14和第十五透镜L15构成第二三胶合结构。
[0139] 所述后固定组04沿着光线入射方向依次包括：
[0140] 第十六透镜L16为负透镜，具有凹向物方的第二十六表面和凹向像方的第二十七表面。
[0141] 优选的，该第十六透镜L16的折射率和色散范围分别为1.65
[0142] 优选的，该第十六透镜L16采用H-LAK67型号的玻璃材质。
[0143] 第十七透镜L17为正透镜，具有凸向物方的第二十八表面和凸向像方的第二十九表面。
[0144] 优选的，该第十七透镜L17的折射率和色散范围分别为1.50
[0145] 优选的，该第十七透镜L17采用BAF3型号的玻璃材质。
[0146] 第十八透镜L18为正透镜，具有凸向物方的第三十表面和凸向像方的第三十一表面。
[0147] 优选的，该第十八透镜L18的折射率和色散范围分别为1.60
[0148] 优选的，该第十八透镜L18采用BAF4型号的玻璃材质。
[0149] 第十九透镜L19为负透镜，具有凹向物方的第三十二表面和凹向像方的第三十三表面。
[0150] 优选的，该第十九透镜L19的折射率和色散范围分别为1.55
[0151] 优选的，该第十九透镜L19采用N-KZFS11型号的玻璃材质。
[0152] 第二十透镜L20为正透镜，具有凸向物方的第三十四表面和凸向像方的第三十五表面。
[0153] 优选的，该第二十透镜L20的折射率和色散范围分别为1.45
[0154] 优选的，该第二十透镜L20采用H-K9L型号的玻璃材质。
[0155] 进一步的，该变焦镜头的光学系统为连续变焦系统，从上述第一透镜L1的第一面到上述第二十透镜L20的第二面的总长为350mm，且任意焦距下该总长不变。
[0156] 优选的，如图2所示，为该光学系统中第7与第8透镜间距d1，第11与第12透镜间距d2，第15与第16透镜间距d3在变焦过程中的变化示意图，所述前固定组01与所述变倍组02之间的间距变化范围是3.34mm-137.31mm；所述变倍组02与所述补偿组03之间的间距变化范围是207.84mm-1mm；所述补偿组03与所述后固定组04之间的间距变化范围是0.77mm-73.65mm。
[0157] 具体的，当该光学系统焦距为750mm时，所述前固定组与所述变倍组之间距离为137.31mm，所述变倍组与所述补偿组之间的距离为1mm，所述补偿组与所述后固定组之间的距离为73.65mm；当该光学系统焦距为15mm时，所述前固定组与所述变倍组之间的距离为
3.34mm，所述变位组与所述补偿组之间的距离为207.84mm，所述补偿组与所述后固定组之间的距离为0.77mm。
[0158] 进一步的，该变焦镜头的光学系统中的后截距大于50mm，在该后截距中放置滤光片。
[0159] 在实际应用中，该滤光片的厚度、位置以及膜系按照项目具体的要求设定。
[0160] 需要说明的是，该光学系统的全长小于410mm，且任意焦距下该光学系统的全长不变。
[0161] 在本实施例中，由上述20片的表面为球面且为玻璃材质的镜片和1个光阑构成的光学系统达到了如下的技术指标：
[0162] 实现焦距f的范围是750mm-15mm的50倍焦距变换；
[0163] 实现可见光(RGB波段486nm-656nm)以及800nm-950nm近红外波段的共焦成像；
[0164] 镜头的F数变换范围为4.78-10.54，其中焦距为15mm时F数为4.78，焦距为750mm时F数为10.54；
[0165] 视场角范围为35°到0.7°，其中焦距为15mm时视场角为35°，焦距为750mm时视场角为0.7°；
[0166] 可采用1/1.8英寸探测器作为像面；
[0167] 任意焦距下系统在可见光波段下于120lp/mm达到较高的MTF值，在近红外光波段下于80lp/mm达到较高的MTF值。
[0168] 综上所述，本发明公开了一种变焦镜头，该变焦镜头的光学系统包括20片的表面为球面且为玻璃材质的透镜和1个光阑，沿着光线入射方向依次构成正光焦度的前固定组、负光焦度的变倍组、正光焦度的补偿组以及正光焦度的后固定组；前固定组通过采用一个双胶合结构校正球差和色差，采用一个三胶合结构校正色差和二级光谱；变倍组通过采用负负正结构且包括一个双胶合结构用以避免像差过校正；补偿组包括光学利用率高的光阑和一个三胶合结构，能够使色差得到有效控制实现双波段共焦成像。该变焦镜头通过合理排列各个元件，且选用合适的材料，达到焦距750mm到15mm的50倍的变倍比、350mm长焦距的光学指标要求，并且该变焦镜头可用于可见光波段和近红外波段共焦成像，从而应用在日夜两用型监控系统中。
[0169] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
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