本发明是一种可见光连续变焦望远光学系统，包括沿着光线传播方向从物空间到像空间顺次设置前固定透镜组份、变倍透镜组份、补偿透镜组份和后固定透镜组份，孔径光阑位于补偿透镜组份和后固定透镜组份之间；前固定透镜组份具有正光焦度，变倍透镜组份具有负光焦度，补偿透镜组份具有正光焦度，后固定透镜组份具有正光焦度；变倍透镜组份和补偿透镜组份通过沿着光轴同步相向或相对移动用于实现望远光学系统短焦到长焦或从长焦到短焦变化；望远光学系统的F数为固定值。该种望远光学系统具有较大的焦距变化范围，从短焦到长焦或从长焦到短焦变化过程中系统具有固定的F数，有益于在各个焦距下系统的分辨率具有一致性，保持系统成像性能稳定。
1.一种可见光连续变焦望远光学系统，其特征在于：所述的望远光学系统包括沿着光线传播方向从物空间到像空间顺次设置前固定透镜组份、变倍透镜组份、补偿透镜组份和后固定透镜组份，孔径光阑位于补偿透镜组份和后固定透镜组份之间；
前固定透镜组份具有正光焦度，变倍透镜组份具有负光焦度，补偿透镜组份具有正光焦度，后固定透镜组份具有正光焦度；
所述的变倍透镜组份和补偿透镜组份通过沿着光轴同步相向或相对移动用于实现望远光学系统短焦到长焦或从长焦到短焦变化；
其中，所述的前固定透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；第一透镜为正光焦度凸平透镜，第二透镜为负光焦度双凹透镜和第三透镜为正光焦度凸凹透镜；
所述的变倍透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第四透镜、第五透镜和第六透镜；第四透镜为负光焦度双凹透镜、第五透镜为负光焦度凸凹透镜和第六透镜为正光焦度凸凹透镜，第五透镜和第六透镜构成第一胶合透镜；
所述的补偿透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第七透镜、第八透镜和第九透镜；第七透镜为正光焦度平凸透镜、第八透镜为负光焦度凸凹透镜和第九透镜为正光焦度凸凹透镜，第八透镜和第九透镜构成第二胶合透镜；
所述的后固定透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜；第十透镜为正光焦度凹凸透镜、第十一透镜为负光焦度凹凸透镜、第十二透镜为正光焦度凸凹透镜、第十三透镜为负光焦度凸凹透镜、第十四透镜为正光焦度凸凹透镜、第十五透镜为正光焦度平凸透镜和第十六透镜为负光焦度凹凸透镜；第十透镜和第十一透镜构成第三胶合透镜，第十三透镜和第十四透镜构成第四胶合透镜，第十五透镜和第十六透镜构成第五胶合透镜。
2.如权利要求1所述的一种可见光连续变焦望远光学系统，其特征在于：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜均为球面透镜。
3.如权利要求2所述的一种可见光连续变焦望远光学系统，其特征在于：第一透镜前表面半径为287.100mm，第一透镜后表面为平面；第一透镜前表面与后表面的中心间距为
30mm；第二透镜前表面半径为‑1665.800mm，第二透镜后表面半径为199.600mm；第二透镜前表面与后表面的中心间距为18mm；第三透镜前表面半径为202.028mm，第三透镜后表面半径为732.800mm；第三透镜前表面与后表面的中心间距为26mm；第一透镜后表面与第二透镜前表面的中心间距8.188mm；第二透镜后表面与第三透镜前表面的中心间距为5mm；
第四透镜前表面半径为‑188.407mm，第四透镜后表面半径为241.390mm；第四透镜前表面与后表面的中心间距为10mm；第五透镜前表面半径为113.003mm，第五透镜后表面半径为
73.164mm；第五透镜前表面与后表面的中心间距为8mm；第六透镜前表面半径为73.164mm，第六透镜后表面半径为100mm；第六透镜前表面与后表面的中心间距为12mm；第四透镜后表面与第五透镜前表面的中心间距为0.2mm；第五透镜后表面与第六透镜前表面胶合；
第七透镜前表面为平面，第七透镜后表面半径为‑154.440mm；第七透镜前表面与后表面的中心间距为12mm；第八透镜前表面半径为127.693mm，第八透镜后表面半径为
60.440mm；第八透镜前表面与后表面的中心间距为8mm；第九透镜前表面半径为60.440mm，第九透镜后表面半径为230.382mm；第九透镜前表面与后表面的中心间距为12mm；第七透镜后表面与第八透镜前表面的中心间距为0.2mm；第八透镜后表面与第九透镜前表面胶合；
第十透镜前表面半径为‑118.315mm，第十透镜后表面半径为‑48.750mm；第十透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十一透镜前表面半径为‑48.750mm，第十一透镜后表面半径为‑148.940mm；第十一透镜411前表面与后表面的中心间距为6mm；第十二透镜前表面半径为51.900mm，第十二透镜后表面半径为64.750mm；第十二透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十三透镜前表面半径为109.310mm，第十三透镜后表面半径为28.16mm；第十三透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十四透镜前表面半径为28.160mm，第十四透镜后表面半径为58.480mm；第十四透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十五透镜前表面为平面，第十五透镜后表面半径为‑71.121mm；第十五透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；
第十六透镜前表面半径为‑71.121mm，第十六透镜后表面半径为‑102.869mm，第十六透镜前表面与后表面中心间距为6mm；系统孔径光阑与第十透镜前表面的中心间距为32.037mm；第十透镜后表面与第十一透镜前表面胶合；第十一透镜后表面与第十二透镜前表面的中心间距为1.397mm；第十二透镜后表面与第十三透镜前表面的中心间距为33.618mm；第十三透镜后表面与第十四透镜前表面胶合；第十四透镜后表面与第十五透镜前表面的中心间距为
7.554mm；第十五透镜后表面与第十六透镜前表面胶合；第十六透镜后表面与系统像面的中心间距为82.722mm；第一透镜前表面与系统像面的中心间距为860mm。
4.如权利要求2所述的一种可见光连续变焦望远光学系统，其特征在于：第一透镜101的折射率为1.6936，色散系数为49.233；第二透镜102的折射率为1.6643，色散系数为
35.501；第三透镜103的折射率为1.6396，色散系数为48.230；第四透镜204的折射率为
1.5689，色散系数为62.952；第五透镜205的折射率为1.6228，色散系数为56.952；第六透镜
206的折射率为1.7847，色散系数为25.720；第七透镜307的折射率为1.6228，色散系数为
56.952；第八透镜308的折射率为1.7618，色散系数为26.556；第九透镜309的折射率为
1.670，色散系数为47.197；第十透镜410的折射率为1.5231，色散系数为58.658；第十一透镜411的折射率为1.6124，色散系数为44.093；第十二透镜412的折射率为1.5468，色散系数为62.741；第十三透镜413的折射率为1.670，色散系数为51.759；第十四透镜414的折射率为1.6643，色散系数为35.501；第十五透镜415的折射率为1.6221，色散系数为56.726；第十六透镜416的折射率为1.7847，色散系数为25.72。
5.如权利要求3所述的一种可见光连续变焦望远光学系统，其特征在于：在短焦端到长焦端变化过程中，第三透镜后表面与第四透镜前表面的中心间距变化范围为16.579mm至
413.270mm；第六透镜后表面与第七透镜前表面的中心间距变化范围为482.506mm至15mm；
第九透镜后表面与系统光阑的中心间距变化范围为12mm至82.815mm。
6.如权利要求1所述的一种可见光连续变焦望远光学系统，其特征在于：所述的望远光学系统工作波段为可见光波段，波长为400nm至700nm，中心波长为588nm。
7.如权利要求1所述的一种可见光连续变焦望远光学系统，其特征在于：所述的望远光学系统从短焦端到长焦端或从长焦端到短焦端，具有固定F数为4.5，焦距变化范围为80mm至640mm。
一种可见光连续变焦望远光学系统
技术领域
[0001] 本发明涉及光学系统和器件设计技术领域，具体的说是一种可见光连续变焦望远光学系统。
背景技术
[0002] 现有常规焦距固定的定焦型光电系统尽管具有一定的景深，在一定距离范围内可对不同位置的目标进行成像，但是难以同时实现大范围目标搜索与小区域目标定位。这是源于其焦距与视场固定不变。为了实现不同距离不同位置的目标探测，变焦距型光电系统逐步发展起来，在陆、海、空等目标探测方面应用非常广泛。变焦光学系统是通过改变不同镜头组份之间的距离实现系统整体焦距的变化，从而实现不同距离不同视场的目标观测。在中国专利申请《一种变焦镜头》(公布号：CN106199932A)中公布了一种焦距变化范围为
70mm至450mm镜头，其F数为8，相对孔径较大。在中国专利申请《一种超大像面大相对孔径高清连续变焦光学系统》(公布号：CN109164563A)中公布了一种大像面变焦光学镜头，系统焦距变化范围为30mm至330mm，在短焦端系统F数为3，长焦端系统F数为5，系统的F数或相对孔径是变化的。刘圆等在《50mm‑1000mm大变倍比变焦光学系统设计》(应用光学，2020，41(06)：1147‑1152)中设计了一款20倍的变焦镜头，系统F数为6至10，同样属于变F数的变焦镜头。在现有技术中，为了降低大焦距变化范围的变焦镜头设计难度，采用了变F数的设计方式。这种方式使得系统在不同焦距下的分辨率一致性降低，导致系统从短焦端变化到长焦端时成像性能有偏差。因而，对于焦距变化范围较大的变焦光学系统，需要构建固定F数的变焦光学系统，实现系统分辨率从长焦到短焦或从短焦到长焦过程中的一致性，以及系统成像性能的稳定性。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种可见光连续变焦望远光学系统，该种连续变焦望远光学系统能够用于远距离大范围目标探测领域，可以实现大范围目标搜索与小区域目标跟踪，在航天航空遥感、船舶船舰遥测等方面具有广泛应用。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0005] 一种可见光连续变焦望远光学系统，其特征在于：所述的望远光学系统包括沿着光线传播方向从物空间到像空间顺次设置前固定透镜组份、变倍透镜组份、补偿透镜组份和后固定透镜组份，孔径光阑位于补偿透镜组份和后固定透镜组份之间；
[0006] 前固定透镜组份具有正光焦度，变倍透镜组份具有负光焦度，补偿透镜组份具有正光焦度，后固定透镜组份具有正光焦度；
[0007] 所述的变倍透镜组份和补偿透镜组份通过沿着光轴同步相向或相对移动用于实现望远光学系统短焦到长焦或从长焦到短焦变化；
[0008] 所述的望远光学系统的F数为固定值。
[0009] 所述的前固定透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；第一透镜为正光焦度凸平透镜，第二透镜为负光焦度双凹透镜和第三透镜为正光焦度凸凹透镜；
[0010] 所述的变倍透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第四透镜、第五透镜和第六透镜；第四透镜为负光焦度双凹透镜、第五透镜为负光焦度凸凹透镜和第六透镜为正光焦度凸凹透镜，第五透镜和第六透镜构成第一胶合透镜；
[0011] 所述的补偿透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第七透镜、第八透镜和第九透镜；第七透镜为正光焦度平凸透镜、第八透镜为负光焦度凸凹透镜和第九透镜为正光焦度凸凹透镜，第八透镜和第九透镜构成第二胶合透镜；
[0012] 所述的后固定透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜；第十透镜为正光焦度凹凸透镜、第十一透镜为负光焦度凹凸透镜、第十二透镜为正光焦度凸凹透镜、第十三透镜为负光焦度凸凹透镜、第十四透镜为正光焦度凸凹透镜、第十五透镜为正光焦度平凸透镜和第十六透镜为负光焦度凹凸透镜；第十透镜和第十一透镜构成第三胶合透镜，第十三透镜和第十四透镜构成第四胶合透镜，第十五透镜和第十六透镜构成第五胶合透镜。
[0013] 第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜均为球面透镜。
[0014] 第一透镜前表面半径为287.100mm，第一透镜后表面为平面；第一透镜前表面与后表面的中心间距为30mm；第二透镜前表面半径为‑1665.800mm，第二透镜后表面半径为199.600mm；第二透镜前表面与后表面的中心间距为18mm；第三透镜前表面半径为
202.028mm，第三透镜后表面半径为732.800mm；第三透镜前表面与后表面的中心间距为
26mm；第一透镜后表面与第二透镜前表面的中心间距为8.188mm；第二透镜后表面与第三透镜前表面的中心间距为5mm；
[0015] 第四透镜前表面半径为‑188.407mm，第四透镜后表面半径为241.390mm；第四透镜前表面与后表面的中心间距为10mm；第五透镜前表面半径为113.003mm，第五透镜后表面半径为73.164mm；第五透镜前表面与后表面的中心间距为8mm；第六透镜前表面半径为73.164mm，第六透镜后表面半径为100mm；第六透镜前表面与后表面的中心间距为12mm；第四透镜后表面与第五透镜前表面的中心间距为0.2mm；第五透镜后表面与第六透镜前表面胶合；
[0016] 第七透镜前表面为平面，第七透镜后表面半径为‑154.440mm；第七透镜前表面与后表面的中心间距为12mm；第八透镜前表面半径为127.693mm，第八透镜后表面半径为60.440mm；第八透镜前表面与后表面的中心间距为8mm；第九透镜前表面半径为60.440mm，第九透镜后表面半径为230.382mm；第九透镜前表面与后表面的中心间距为12mm；第七透镜后表面与第八透镜前表面的中心间距为0.2mm；第八透镜后表面与第九透镜前表面胶合；
[0017] 第十透镜前表面半径为‑118.315mm，第十透镜后表面半径为‑48.750mm；第十透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十一透镜前表面半径为‑48.750mm，第十一透镜后表面半径为‑148.940mm；第十一透镜411前表面与后表面的中心间距为6mm；第十二透镜前表面半径为51.900mm，第十二透镜后表面半径为64.750mm；第十二透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十三透镜前表面半径为109.310mm，第十三透镜后表面半径为28.16mm；第十三透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十四透镜前表面半径为28.160mm，第十四透镜后表面半径为58.480mm；第十四透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十五透镜前表面为平面，第十五透镜后表面半径为‑71.121mm；第十五透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十六透镜前表面半径为‑71.121mm，第十六透镜后表面半径为‑102.869mm，第十六透镜前表面与后表面中心间距为6mm；系统孔径光阑与第十透镜前表面的中心间距为
32.037mm；第十透镜后表面与第十一透镜前表面胶合；第十一透镜后表面与第十二透镜前表面的中心间距为1.397mm；第十二透镜后表面与第十三透镜前表面的中心间距为
33.618mm；第十三透镜后表面与第十四透镜前表面胶合；第十四透镜后表面与第十五透镜前表面的中心间距为7.554mm；第十五透镜后表面与第十六透镜前表面胶合；第十六透镜后表面与系统像面的中心间距为82.722mm；第一透镜前表面与系统像面的中心间距为860mm。
[0018] 第一透镜101的折射率为1.6936，色散系数为49.233；第二透镜102的折射率为1.6643，色散系数为35.501；第三透镜103的折射率为1.6396，色散系数为48.230；第四透镜
204的折射率为1.5689，色散系数为62.952；第五透镜205的折射率为1.6228，色散系数为
56.952；第六透镜206的折射率为1.7847，色散系数为25.720；第七透镜307的折射率为
1.6228，色散系数为56.952；第八透镜308的折射率为1.7618，色散系数为26.556；第九透镜
309的折射率为1.670，色散系数为47.197；第十透镜410的折射率为1.5231，色散系数为
58.658；第十一透镜411的折射率为1.6124，色散系数为44.093；第十二透镜412的折射率为
1.5468，色散系数为62.741；第十三透镜413的折射率为1.670，色散系数为51.759；第十四透镜414的折射率为1.6643，色散系数为35.501；第十五透镜415的折射率为1.6221，色散系数为56.726；第十六透镜416的折射率为1.7847，色散系数为25.72。
[0019] 在短焦端到长焦端变化过程中，第三透镜后表面与第四透镜前表面的中心间距变化范围为16.579mm至413.270mm；第六透镜后表面与第七透镜前表面的中心间距变化范围为482.506mm至15mm；第九透镜后表面与系统光阑的中心间距变化范围为12mm至82.815mm。
[0020] 所述的望远光学系统工作波段为可见光波段，波长为400nm至700nm，中心波长为588nm。
[0021] 所述的望远光学系统从短焦端到长焦端或从长焦端到短焦端，具有固定F数为4.5，焦距变化范围为80mm至640mm。
[0022] 该种可见光连续变焦望远光学系统能够达到的有益效果为：该系统具有较大的焦距变化范围，从短焦到长焦或从长焦到短焦变化过程中系统具有固定的F数，有益于在各个焦距下系统的分辨率具有一致性，保持系统成像性能稳定。在短焦与长焦变化过程中，在不同焦距位置下，在截止频率40线对每毫米处的调制传递函数值均大于0.25；系统畸变值均小于5％；系统相对照度值均大于95％。该系统在航空航天和船舶船舰远距离大范围目标遥感等方面具有广泛应用。
附图说明
[0023] 图1是本发明一种可见光连续变焦望远光学系统结构示意图。
[0024] 图2是本发明一种可见光连续变焦望远光学系统在不同焦距位置处的结构示意图。
[0025] 图3是本发明具体实施例的变倍透镜组份与补偿透镜组份的轴向移动曲线图。
[0026] 图4是本发明具体实施例在长焦640mm处可见光望远光学系统的调制传递函数曲线图。
[0027] 图5是本发明具体实施例在长焦640mm处可见光望远光学系统的点列图。
[0028] 图6是本发明具体实施例在长焦640mm处可见光望远光学系统的畸变图。
[0029] 图7是本发明具体实施例在长焦640mm处可见光望远光学系统的相对照度图。
[0030] 图8是本发明具体实施例在中焦300mm处可见光望远光学系统的调制传递函数曲线图。
[0031] 图9是本发明具体实施例在中焦300mm处可见光望远光学系统的点列图。
[0032] 图10是本发明具体实施例在中焦300mm处可见光望远光学系统的畸变图。
[0033] 图11是本发明具体实施例在中焦300mm处可见光望远光学系统的相对照度图。
[0034] 图12是本发明具体实施例在短焦80mm处可见光望远光学系统的调制传递函数曲线图。
[0035] 图13是本发明具体实施例在短焦80mm处可见光望远光学系统的点列图。
[0036] 图14是本发明具体实施例在短焦80mm处可见光望远光学系统的畸变图。
[0037] 图15是本发明具体实施例在短焦80mm处可见光望远光学系统的相对照度图。
具体实施方式
[0038] 以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述。
[0039] 如图1所示，本发明具体实施例提供一种可见光连续变焦望远光学系统，望远光学系统包括沿着光线传播方向从物空间到像空间顺次设置前固定透镜组份1、变倍透镜组份2、补偿透镜组份3和后固定透镜组份4，孔径光阑位517于补偿透镜组份和后固定透镜组份之间；
[0040] 前固定透镜组份具有正光焦度，变倍透镜组份具有负光焦度，补偿透镜组份具有正光焦度，后固定透镜组份具有正光焦度；
[0041] 所述的变倍透镜组份和补偿透镜组份通过沿着光轴同步相向或相对移动用于实现望远光学系统短焦到长焦或从长焦到短焦变化；
[0042] 所述的望远光学系统的F数为固定值。
[0043] 本实施例中，该望远光学系统由十六片球面透镜组成，其中前固定透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第一透镜101、第二透镜102和第三透镜103；第一透镜为正光焦度凸平透镜，第二透镜为负光焦度双凹透镜和第三透镜为正光焦度凸凹透镜；
[0044] 所述的变倍透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第四透镜204、第五透镜205和第六透镜206；第四透镜为负光焦度双凹透镜、第五透镜为负光焦度凸凹透镜和第六透镜为正光焦度凸凹透镜，第五透镜和第六透镜构成第一胶合透镜；
[0045] 所述的补偿透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第七透镜307、第八透镜308和第九透镜309；第七透镜为正光焦度平凸透镜、第八透镜为负光焦度凸凹透镜和第九透镜为正光焦度凸凹透镜，第八透镜和第九透镜构成第二胶合透镜；
[0046] 所述的后固定透镜组份包括沿着光线传播方向顺次设置的第十透镜410、第十一透镜411、第十二透镜412、第十三透镜413、第十四透镜414、第十五透镜415和第十六透镜416；第十透镜为正光焦度凹凸透镜、第十一透镜为负光焦度凹凸透镜、第十二透镜为正光焦度凸凹透镜、第十三透镜为负光焦度凸凹透镜、第十四透镜为正光焦度凸凹透镜、第十五透镜为正光焦度平凸透镜和第十六透镜为负光焦度凹凸透镜；第十透镜和第十一透镜构成第三胶合透镜，第十三透镜和第十四透镜构成第四胶合透镜，第十五透镜和第十六透镜构成第五胶合透镜。
[0047] 进一步的，第一透镜前表面半径为287.100mm，第一透镜后表面为平面；第一透镜前表面与后表面的中心间距为30mm；第二透镜前表面半径为‑1665.800mm，第二透镜后表面半径为199.600mm；第二透镜前表面与后表面的中心间距为18mm；第三透镜前表面半径为202.028mm，第三透镜后表面半径为732.800mm；第三透镜前表面与后表面的中心间距为
26mm；第一透镜后表面与第二透镜前表面的中心间距为8.188mm；第二透镜后表面与第三透镜前表面的中心间距为5mm；
[0048] 第四透镜前表面半径为‑188.407mm，第四透镜后表面半径为241.390mm；第四透镜前表面与后表面的中心间距为10mm；第五透镜前表面半径为113.003mm，第五透镜后表面半径为73.164mm；第五透镜前表面与后表面的中心间距为8mm；第六透镜前表面半径为73.164mm，第六透镜后表面半径为100mm；第六透镜前表面与后表面的中心间距为12mm；第四透镜后表面与第五透镜前表面的中心间距为0.2mm；第五透镜后表面与第六透镜前表面胶合；
[0049] 第七透镜前表面为平面，第七透镜后表面半径为‑154.440mm；第七透镜前表面与后表面的中心间距为12mm；第八透镜前表面半径为127.693mm，第八透镜后表面半径为60.440mm；第八透镜前表面与后表面的中心间距为8mm；第九透镜前表面半径为60.440mm，第九透镜后表面半径为230.382mm；第九透镜前表面与后表面的中心间距为12mm；第七透镜后表面与第八透镜前表面的中心间距为0.2mm；第八透镜后表面与第九透镜前表面胶合；
[0050] 第十透镜前表面半径为‑118.315mm，第十透镜后表面半径为‑48.750mm；第十透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十一透镜前表面半径为‑48.750mm，第十一透镜后表面半径为‑148.940mm；第十一透镜411前表面与后表面的中心间距为6mm；第十二透镜前表面半径为51.900mm，第十二透镜后表面半径为64.750mm；第十二透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十三透镜前表面半径为109.310mm，第十三透镜后表面半径为28.16mm；第十三透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十四透镜前表面半径为28.160mm，第十四透镜后表面半径为58.480mm；第十四透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十五透镜前表面为平面，第十五透镜后表面半径为‑71.121mm；第十五透镜前表面与后表面的中心间距为6mm；第十六透镜前表面半径为‑71.121mm，第十六透镜后表面半径为‑102.869mm，第十六透镜前表面与后表面中心间距为6mm；系统孔径光阑与第十透镜前表面的中心间距为
32.037mm；第十透镜后表面与第十一透镜前表面胶合；第十一透镜后表面与第十二透镜前表面的中心间距为1.397mm；第十二透镜后表面与第十三透镜前表面的中心间距为
33.618mm；第十三透镜后表面与第十四透镜前表面胶合；第十四透镜后表面与第十五透镜前表面的中心间距为7.554mm；第十五透镜后表面与第十六透镜前表面胶合；第十六透镜后表面与系统像面618的中心间距为82.722mm；第一透镜前表面与系统像面的中心间距为
860mm。
[0051] 进一步的，当相邻透镜之间存在间隔时，间隔内填充物为空气。
[0052] 进一步的，第一透镜101的折射率为1.6936，色散系数为49.233；第二透镜102的折射率为1.6643，色散系数为35.501；第三透镜103的折射率为1.6396，色散系数为48.230；第四透镜204的折射率为1.5689，色散系数为62.952；第五透镜205的折射率为1.6228，色散系数为56.952；第六透镜206的折射率为1.7847，色散系数为25.720；第七透镜307的折射率为1.6228，色散系数为56.952；第八透镜308的折射率为1.7618，色散系数为26.556；第九透镜
309的折射率为1.670，色散系数为47.197；第十透镜410的折射率为1.5231，色散系数为
58.658；第十一透镜411的折射率为1.6124，色散系数为44.093；第十二透镜412的折射率为
1.5468，色散系数为62.741；第十三透镜413的折射率为1.670，色散系数为51.759；第十四透镜414的折射率为1.6643，色散系数为35.501；第十五透镜415的折射率为1.6221，色散系数为56.726；第十六透镜416的折射率为1.7847，色散系数为25.72。
[0053] 本实施例中，在短焦端到长焦端变化过程中，第三透镜后表面与第四透镜前表面的中心间距变化范围为16.579mm至413.270mm；第六透镜后表面与第七透镜前表面的中心间距变化范围为482.506mm至15mm；第九透镜后表面与系统光阑的中心间距变化范围为12mm至82.815mm。
[0054] 本实施例中，望远光学系统工作波段为可见光波段，波长为400nm至700nm，中心波长为588nm。
[0055] 本实施例中，如图2所示，该望远光学系统从短焦端到长焦端或从长焦端到短焦端，具有固定F数为4.5，焦距变化范围为80mm至640mm。
[0056] 进一步的，图3为变倍透镜组份2与补偿透镜组份3的轴向移动曲线展开图，变倍透镜组份和补偿透镜组份在前固定透镜组份和孔径光阑之间沿着光轴按照图3所示位移数据相向或相对移动，实现从短焦到长焦或从长焦到短焦变化。
[0057] 进一步的，该望远光学系统在长焦640mm处，如图4所示，该可见光望远光学系统在截止频率40线对每毫米处的调制传递函数值大于0.25。如图5所示，在各个视场位置处的点列图均方根值均不超过13μm。如图6所示，全视场范围内系统的畸变值小于5％。如图7所示，系统的相对照度值大于95％。
[0058] 进一步的，该望远光学系统在中焦300mm处，如图8所示，可见光望远光学系统在截止频率40线对每毫米处的调制传递函数值大于0.3。如图9所示，在各个视场位置处的点列图均方根值均不超过13μm。如图10所示，全视场范围内系统的畸变值小于5％。如图11所示，系统的相对照度值大于95％。
[0059] 进一步的，该望远光学系统在短焦80mm处，如图12所示，可见光望远光学系统在截止频率40线对每毫米处的调制传递函数值大于0.3。如图13所示，在各个视场位置处的点列图均方根值均不超过13μm。如图14所示，全视场范围内系统的畸变值小于5％。如图15所示，系统的相对照度值大于95％。
[0060] 该种可见光连续变焦望远光学系统，在短焦与长焦变化过程中，具有固定F数4.5；焦距变化范围大，从80mm至640mm。在不同焦距位置处，系统的分辨率具有一致性，成像性能稳定良好，满足设计要求。在远距离大范围可见光目标搜索与探测领域具有广泛应用。
[0061] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
