内合焦式大口径远摄镜头

摘要

本发明提供了一种内合焦式大口径远摄镜头，从物体侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、孔径光阑、具有正光焦度的第三透镜组、具有负光焦度的第四透镜组；所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组均采用球面透镜；从无穷远到近距离合焦过程中，第二透镜组沿光轴向着像侧方向移动，第三透镜组沿光轴向着物侧方向移动，第一透镜组和第四透镜组相对于像面位置保持不变；所述第一透镜组至少包含一片弯月型透镜，且满足以下条件式：0.3≤F1/F≤1，(1)；其中，F表示远摄镜头的焦距，F1表示第一透镜组的合成焦距。本发明采用内部双透镜组运动的方式对焦，实现高放大倍率和高分辨率，提升对焦速度。

说明书

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及内合焦式大口径远摄镜头。

背景技术

近些年来在摄影市场中，微单相机的需求正在急速扩张，相对于单反相机体积大、便携性较差而言，微单相机则因为反光板组件的取消使其体积小轻量且便携性优，同时得益于高精度CMOS芯片的日益发展和成熟，相机的分辨率也与日俱增，使得微单相机也拥有不俗的高品质成像质量。

但是，要获得高品质的成像质量，不仅需要高精度的CMOS芯片，同时也需要高分辨率的远摄镜头，目前，市场对具有良好成像质量的镜头有很大的需求，同时，由于一般使用者为普通摄影爱好者，高性价比也是被诉求的。正是因为上述几点，在微单镜头设计上存在许多制约。

发明内容

本发明针对现有技术存在之缺失及市场需求，提供一种内合焦式大口径远摄镜头，其分辨率高，放大倍率大，采用内部双透镜组运动的方式对焦，具有对焦速度快，成像性能优异的特点。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种内合焦式大口径远摄镜头，从物体侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、孔径光阑、具有正光焦度的第三透镜组、具有负光焦度的第四透镜组；所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组均采用球面透镜；

从无穷远到近距离合焦过程中，第二透镜组沿光轴向着像侧方向移动，第三透镜组沿光轴向着物侧方向移动，第一透镜组和第四透镜组相对于像面位置保持不变；

所述第一透镜组至少包含一片弯月型透镜，且满足以下条件式：

0.3≤F1/F≤1，(1)；

其中，F表示远摄镜头的焦距，F1表示第一透镜组的合成焦距。

作为一种优选方案，所述第一透镜组由从物体侧到像侧依次设置的具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜和具有正光焦度的第六透镜组成，其中，所述第五透镜和第六透镜组合成胶合透镜组，所述第二透镜和第六透镜为弯月型透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第六透镜均为超低色散透镜。

作为一种优选方案，所述第一透镜组至少包含一片Vd1≥70的透镜，其中，Vd1定义为该透镜关于波长为587.6nm的光线的阿贝数，且所述第一透镜组满足以下条件式：

(Vd1a-Vd1b)≥30，(2)；

其中，Vd1a为第一透镜组中最高阿贝数透镜关于波长为587.6nm的光线的阿贝数；Vd1b为第一透镜组中最低阿贝数透镜关于波长为587.6nm的光线的阿贝数。

作为一种优选方案，所述第二透镜组由从物体侧到像侧依次设置的具有正光焦度的第七透镜、具有负光焦度的第八透镜和具有负光焦度的第九透镜组成，所述第七透镜和第八透镜组合成胶合透镜组。

作为一种优选方案，所述第二透镜组靠近物体侧的透镜面凸向物体侧，靠近像侧的透镜面凹向物体侧。

作为一种优选方案，所述第二透镜组满足以下条件式：

-0.9≤F2/F≤0，(3)；

其中，F表示远摄镜头的焦距，F2表示第二透镜组的合成焦距。

作为一种优选方案，所述第三透镜组由从物体侧到像侧依次设置的具有正光焦度的第十透镜和具有负光焦度的第十一透镜组成，所述第十透镜和第十一透镜组合成胶合透镜组。

作为一种优选方案，所述第四透镜组由从物体侧到像侧依次设置的具有负光焦度的第十二透镜、具有正光焦度的第十三透镜和具有负光焦度的第十四透镜组成，所述第十二透镜和第十三透镜组合成胶合透镜组。

作为一种优选方案，所述第四透镜组由从物体侧到像侧依次设置的具有正光焦度的第十二透镜和具有负光焦度的第十三透镜组成。

作为一种优选方案，所述第四透镜组满足以下条件式：

-3≤F3/F4≤0，(4)；

其中，F3表示第三透镜组的合成焦距，F4表示第四透镜组的合成焦距。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明涉及的远摄镜头采用内部双透镜组运动的方式对焦，有利于校正近距离拍摄时所引入的像差，从而达到高放大倍率和高分辨率，同时，第三透镜组只有两片透镜，有利于降低对焦组的重量，提升对焦速度，且镜头采用全球面透镜设计，有利于降低成本，提高性价比；第一透镜组中的部分透镜使用了超低色散材料，且其中一片透镜满足Vd1≥70，且满足条件式(Vd1a-Vd1b)≥30，(2)时，可以较好的补偿了轴向色差，降低焦内和焦外的色散问题。

为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步详细说明：

附图说明

图1示出本发明实施例1的结构示意图；

图2示出本发明实施例1在无限远合焦时的球面像差示意图；

图3示出本发明实施例1在无限远合焦时的场曲示意图；

图4示出本发明实施例1在无限远合焦时的畸变示意图；

图5示出本发明实施例1在最近合焦距离时的球面像差示意图；

图6示出本发明实施例1在最近合焦距离时的场曲示意图；

图7示出本发明实施例1在最近合焦距离时的畸变示意图；

图8示出本发明实施例2的结构示意图；

图9示出本发明实施例2在无限远合焦时的球面像差示意图；

图10示出本发明实施例2在无限远合焦时的场曲示意图；

图11示出本发明实施例2在无限远合焦时的畸变示意图；

图12示出本发明实施例2在最近合焦距离时的球面像差示意图；

图13示出本发明实施例2在最近合焦距离时的场曲示意图；

图14示出本发明实施例2在最近合焦距离时的畸变示意图；

图15示出本发明实施例3的结构示意图；

图16示出本发明实施例3在无限远合焦时的球面像差示意图；

图17示出本发明实施例3在无限远合焦时的场曲示意图；

图18示出本发明实施例3在无限远合焦时的畸变示意图；

图19示出本发明实施例3在最近合焦距离时的球面像差示意图；

图20示出本发明实施例3在最近合焦距离时的场曲示意图；

图21示出本发明实施例3在最近合焦距离时的畸变示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-21所述，一种内合焦式大口径远摄镜头，从物体侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2、孔径光阑STP、具有正光焦度的第三透镜组G3、具有负光焦度的第四透镜组G4；所述第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4均采用球面透镜。从无穷远到近距离合焦过程中，第二透镜组G2沿光轴向着像侧方向移动，第三透镜组G3沿光轴向着物侧方向移动，第一透镜组G1和第四透镜组G4相对于像面位置保持不变；为了校正轴向色差，所述第一透镜组G1至少包含一片弯月型透镜，以及至少包含一片Vd1≥70 的透镜，所述第一透镜组G1满足以下条件式：

0.3≤F1/F≤1，(1)；

(Vd1a-Vd1b)≥30，(2)；

其中，F表示远摄镜头的焦距，F1表示第一透镜组G1的合成焦距， Vd1定义为该透镜关于波长为587.6nm的光线的阿贝数，Vd1a为第一透镜组G1中最高阿贝数透镜关于波长为587.6nm的光线的阿贝数；Vd1b为第一透镜组G1中最低阿贝数透镜关于波长为587.6nm的光线的阿贝数。

所述第一透镜组G1由从物体侧到像侧依次设置的具有正光焦度的第一透镜L11、具有正光焦度的第二透镜L12、具有正光焦度的第三透镜L13、具有负光焦度的第四透镜L14、具有负光焦度的第五透镜L15和具有正光焦度的第六透镜L16组成，其中，所述第五透镜L15和第六透镜L16组合成胶合透镜组，所述第二透镜L12和第六透镜L16为弯月型透镜，所述第一透镜L11、第二透镜L12、第三透镜L13、第六透镜L16均为超低色散透镜，通过引入低色散材料透镜，可以实现良好的轴向色差校正，降低焦内和焦外画面的色散问题。

所述第二透镜组G2由从物体侧到像侧依次设置的具有正光焦度的第七透镜L21、具有负光焦度的第八透镜L22和具有负光焦度的第九透镜L23 组成，所述第七透镜L21和第八透镜L22组合成胶合透镜组。所述第二透镜组G2靠近物体侧的透镜面凸向物体侧，靠近像侧的透镜面凹向物体侧。所述第二透镜组G2满足以下条件式：

-0.9≤F2/F≤0，(3)；

其中，F表示远摄镜头的焦距，F2表示第二透镜组G2的合成焦距。

所述第三透镜组G3由从物体侧到像侧依次设置的具有正光焦度的第十透镜L31和具有负光焦度的第十一透镜L32组成，所述第十透镜L31和第十一透镜L32组合成胶合透镜组，所述第四透镜组G4满足以下条件式：

-3≤F3/F4≤0，(4)；

其中，F3表示第三透镜组G3的合成焦距，F4表示第四透镜组G4的合成焦距。

为了达到高放大倍率并且同时实现高分辨率，需要采用内部双透镜组运动的方式对焦，从无穷远到近距离合焦过程中，第二透镜组G2沿光轴向着像侧方向移动，第三透镜组G3沿光轴向着物侧方向移动，第二透镜组 G2和第三透镜组G3在对焦过程中相向差速运动，这种对焦方式有利于校正近摄时引入的像差，特别是对场曲有较好的抑制作用，因此，可以同时实现高放大倍率和高分辨率。同时，对焦组分别选用第二透镜组G2和第三透镜组G3，这两组镜片的口径、体积和镜片数量都相对较小，特别是第三透镜组G3只有两片镜片，因此，整体重量较第一透镜L11组G1和第四透镜组G4低，有利于提升对焦速度，实现快速合焦。

实施例1

图1所示的是实施例1的远摄镜头结构示意图，本实施例中，所述第四透镜组G4由从物体侧到像侧依次设置的具有负光焦度的第十二透镜 L41、具有正光焦度的第十三透镜L42和具有负光焦度的第十四透镜L43 组成，所述第十二透镜L41和第十三透镜L42组合成胶合透镜组。

所述远摄镜头的数值数据如表1和表2所示：

表1

表2

其中，面序号表示从物侧至像侧各镜片的表面序号；

图2-4示出实施例1在无限远合焦时的球面像差、场曲、畸变曲线图，图5-7示出实施例1在最近距离合焦时的球面像差、场曲、畸变曲线图。

球面像差曲线图表示的是在光圈数为1.88时的球面像差曲线，其中，F 线、D线、C线分别代表在波长486nm、波长587nm、波长656nm的球面像差，横坐标表示球差值大小，纵坐标表示视场。场曲曲线图表示的是在半视场角ω为9.5

实施例2

图8所示的是实施例2的远摄镜头结构示意图，本实施例中，所述第四透镜组G4由从物体侧到像侧依次设置的具有正光焦度的第十二透镜L41 和具有负光焦度的第十三透镜L42组成。以下，表3和表4示出关于本实施例的远摄镜头的各种数值数据。

表3

表4

图9-11示出实施例2在无限远合焦时的球面像差、场曲、畸变曲线图，图12-14示出实施例2在最近距离合焦时的球面像差、场曲、畸变曲线图。由图示9-14可以看出，本实施例的远摄镜头具有良好的成像效果。

实施例3

图15所示的是实施例3的远摄镜头结构示意图，本实施例中，所述第四透镜组G4由从物体侧到像侧依次设置的具有负光焦度的第十二透镜 L41、具有正光焦度的第十三透镜L42和具有负光焦度的第十四透镜L43 组成，所述第十二透镜L41和第十三透镜L42组合成胶合透镜组。以下，表5和表6示出关于本实施例的远摄镜头的各种数值数据。

表5

表6

图16-18示出实施例3在无限远合焦时的球面像差、场曲、畸变曲线图，图19-21示出实施例3在最近距离合焦时的球面像差、场曲、畸变曲线图。由图示16-21可以看出，本实施例的远摄镜头具有良好的成像效果。

表7示出了各个实施例的条件式1-4及Vd的计算值一览表：

表7

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。