CN113866947B - 一种无反镜头和图像拾取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学领域，具体为一种无反镜头和图像拾取装置。所述无反镜头由两个透镜群组成，所述无反镜头从物面侧到像面侧依次包括：第一透镜群和第二透镜群；所述第一透镜群由四枚透镜或五枚透镜组成，所述第一透镜群从物面侧到像面侧依次包括：负光焦度的内置透镜组，正光焦度的第三透镜，正光焦度的第四透镜，以及负光焦度的第五透镜；所述内置透镜组由一枚负光焦度的第一透镜组成，或由一枚负光焦度的第一透镜及一枚正光焦度的第二透镜组成；所述第二透镜群由五枚透镜组成，所述第二透镜群从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第六透镜，负光焦度的第七透镜，负光焦度的第八透镜，正光焦度的第九透镜和负光焦度的第十透镜。

Description

一种无反镜头和图像拾取装置
技术领域
本发明涉及光学领域，具体为一种无反镜头和图像拾取装置。
背景技术
无反相机即无反光板相机，也称半透镜相机。早在胶片单反相机时期，佳能等光学厂商便设计出采用半透镜技术的无反，用意其实是想在超高速连拍时，消除传统单反反光板上下运动所产生的振动、延迟、取景器全黑时间过长等不利因素。随着人们对相机和镜头的便捷性要求的提高，对镜头的重量与体积的要求也越来越高，人们纷纷追求更轻更小的镜头与相机。因此，无反相机将渐渐取代单反相机，无反相机镜头的需求也将越来越多。
目前市面上的无反镜头，由于受限于体积与成本，基本市面上所有的微距镜头的fno都在2.8以下，都无法实现大光圈的要求，而fno越小，镜头的进光亮也越小，在暗光低照环境下的拍摄就越不利，难以满足当前大部分客户的使用需要，无反镜头的适用范围较小。
发明内容
本发明将解决现有的技术问题，提供一种无反镜头和图像拾取装置，可以增强无反镜头的成像解析能力并有效修正像差，保证图像的清晰度；同时通过满足上述关系，可以在保证成像品质的同时，在合理范围内有效拉大无反镜头总长，以满足不同规格图像拾取装置的应用需求。
本发明提供的技术方案如下：
一种无反镜头，所述无反镜头由两个透镜群组成，所述无反镜头从物面侧到像面侧依次包括：第一透镜群和第二透镜群；所述第一透镜群由四枚透镜或五枚透镜组成，所述第一透镜群从物面侧到像面侧依次包括：负光焦度的内置透镜组，正光焦度的第三透镜，正光焦度的第四透镜，以及负光焦度的第五透镜；所述内置透镜组由一枚负光焦度的第一透镜组成，或由一枚负光焦度的第一透镜及一枚正光焦度的第二透镜组成；所述第二透镜群由五枚透镜组成，所述第二透镜群从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第六透镜，负光焦度的第七透镜，负光焦度的第八透镜，正光焦度的第九透镜和负光焦度的第十透镜；所述无反镜头满足以下条件式：1＜TTL/F＜1.3；其中，TTL为所述无反镜头的光学总长，F为所述无反镜头的焦距。
本技术方案中，通过选取合适数量的透镜并合理分配各透镜的光焦度，可以增强无反镜头的成像解析能力并有效修正像差，保证图像的清晰度；同时通过满足上述关系，可以在保证成像品质的同时，在合理范围内有效拉大无反镜头总长，以满足不同规格图像拾取装置的应用需求。
优选地，所述无反镜头满足以下条件式：fno＜2.0；其中，fno为为所述无反镜头的光圈数；
本技术方案中，满足上述关系时，能够增大所述无反镜头的通光量，在较暗的环境下或者光线不足的情况下也能使所述无反镜头获取被测物清晰的细节信息，从而提升成像品质。
优选地，所述无反镜头满足以下条件式：
1＜|(R32-R41)/(R32+R41)|＜2；
其中，R32为所述第三透镜靠近所述像面侧的曲面，R41为所述第四透镜靠近所述物面侧的曲面。
本技术方案中，通过第三透镜及第四透镜曲面曲率半径的限定，有利于增大无反镜头的视场角，也有利于实现无反镜头的小型化，增加无反镜头的成像质量。
优选地，第一透镜群和/或第二透镜群内至少存在一枚表面为平面的透镜。
本技术方案中，通过平面的设置，有利于控制无反镜头的中心厚度处于合理范围内，从而在保证无反镜头成像质量的同时，使无反镜头的结构更为紧凑，满足小型化的需求。
优选地，所述第三透镜靠近像面侧的面为平面。
本技术方案中，当第三透镜靠近像面侧的面为平面时，当曲率半径为无限大，能够在校正像差的同时减小透镜的加工难度，进而降低透镜的组装敏感度，提高生产良率，降低生产成本。
优选地，所述第四透镜与第五透镜胶合。
本技术方案中，通过将第四透镜与第五透镜胶合，可减少无反镜头中透镜的空气间隔，降低高温或低温气体对透镜的影响，从而降低透镜的温度敏感度；同时还能缩短系统于轴向上的长度，并降低系统组装敏感度，解决无反镜头的制作工艺及镜头组装问题，提高良率。
优选地，所述无反镜头满足以下条件式：80＜Vd4＜90；；其中，Vd4为第四透镜的阿贝数。
本技术方案中，通过高阿贝数透镜的选用，有利于矫正镜头的轴向色差和倍率色差，同时难以补偿前方镜片群形成的轴向色差，也减小了前方透镜群形成的倍率色差补正过头，使镜头性能降低的可能，增加了无反镜头成像的可靠性。
本发明的目的之一还在于提供一种图像拾取装置，包括：无反镜头；及图像拾取元件，被配置为接收由所述无反镜头形成的图像。
与现有技术相比，本发明提供的一种无反镜头和图像拾取装置具有以下有益效果：
1、通过选取合适数量的透镜并合理分配各透镜的光焦度可以增强无反镜头的成像解析能力并有效修正像差，保证图像的清晰度；同时通过满足上述关系，可以在保证成像品质的同时，在合理范围内有效拉大无反镜头总长，以满足不同规格图像拾取装置的应用需求。
2、通过光学后焦的限定，保证滤光片有足够的安装空间和光学成像系统的调焦空间，减小敏感度，可以获得较短的总长，使无反镜头的体积更小，实现了无反镜头的小型化。
3、通过第三透镜及第四透镜曲面曲率半径的限定，有利于增大无反镜头的视场角，也有利于实现无反镜头的小型化，增加无反镜头的成像质量。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种无反镜头和图像拾取装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明一种无反镜头的结构示意图；
图2是本发明一种无反镜头的球差图；
图3是本发明一种无反镜头的慧差图；
图4是本发明另一种无反镜头的结构示意图；
图5是本发明另一种无反镜头的球差图；
图6是本发明另一种无反镜头的慧差图。
附图标号说明：G1、第一透镜群；G2、第二透镜群；L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；L4、第四透镜；L5、第五透镜；L6、第六透镜；L7、第七透镜；L8、第八透镜；L9、第九透镜；L10、第十透镜；STO、光阑。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
实施例1
一种无反镜头，如图1和图4所示，所述无反镜头由两个透镜群组成，所述无反镜头从物面侧到像面侧依次包括：第一透镜群G1和第二透镜群G2。
所述第一透镜群G1由四枚透镜或五枚透镜组成，所述第一透镜群G1从物面侧到像面侧依次包括：负光焦度的内置透镜组，正光焦度的第三透镜L3，正光焦度的第四透镜L4，以及负光焦度的第五透镜L5。
所述内置透镜组由一枚负光焦度的第一透镜L1组成，或由一枚负光焦度的第一透镜L1及一枚正光焦度的第二透镜L2组成。
所述第二透镜群G2由五枚透镜组成，所述第二透镜群G2从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第六透镜L6，负光焦度的第七透镜L7，负光焦度的第八透镜L8，正光焦度的第九透镜L9和负光焦度的第十透镜L10。
所述无反镜头满足以下条件式：
1＜TTL/F＜1.3；
其中，TTL为所述无反镜头的光学总长，F为所述无反镜头的焦距。
通过选取合适数量的透镜并合理分配各透镜的光焦度可以增强无反镜头的成像解析能力并有效修正像差，保证图像的清晰度；同时通过满足上述关系，可以在保证成像品质的同时，在合理范围内有效拉大无反镜头总长，以满足不同规格图像拾取装置的应用需求。
所述无反镜头满足以下条件式：
fno＜2.0；
其中，fno为所述无反镜头的光圈数；
满足上述关系时，能够增大所述无反镜头的通光量，在较暗的环境下或者光线不足的情况下也能使所述无反镜头获取被测物清晰的细节信息，从而提升成像品质。
优选地，无反镜头满足以下条件式：
1＜|(R32-R41)/(R32+R41)|＜2；
其中，R32为所述第三透镜L3靠近所述像面侧的曲面，R41为所述第四透镜L4靠近所述物面侧的曲面。
通过第三透镜L3及第四透镜L4曲面曲率半径的限定，有利于增大无反镜头的视场角，也有利于实现无反镜头的小型化，增加无反镜头的成像质量。
第一透镜群G1和/或第二透镜群G2内至少存在一枚表面为平面的透镜。
通过平面的设置，有利于控制无反镜头的中心厚度处于合理范围内，从而在保证无反镜头成像质量的同时，使无反镜头的结构更为紧凑，满足小型化的需求。
所述第三透镜L3靠近像面侧的面为平面。
当第三透镜L3靠近像面侧的面为平面时，当曲率半径为无限大，能够在校正像差的同时减小透镜的加工难度，进而降低透镜的组装敏感度，提高生产良率，降低生产成本。
所述第四透镜L4与第五透镜L5胶合。
通过将第四透镜L4与第五透镜L5胶合，可减少无反镜头中透镜的空气间隔，降低高温或低温气体对透镜的影响，从而降低透镜的温度敏感度；同时还能缩短系统于轴向上的长度，并降低系统组装敏感度，解决无反镜头的制作工艺及镜头组装问题，提高良率。
所述无反镜头满足以下条件式：80＜Vd4＜90；；其中，Vd4为第四透镜L4的阿贝数。
通过高阿贝数透镜的选用，有利于矫正镜头的轴向色差和倍率色差，同时难以补偿前方镜片群形成的轴向色差，也减小了前方透镜群形成的倍率色差补正过头，使镜头性能降低的可能，增加了无反镜头成像的可靠性。
实施例2
一种无反镜头，如图1至图3所示，所述无反镜头由两个透镜群组成，所述无反镜头从物面侧到像面侧依次包括：第一透镜群G1和第二透镜群G2。
所述第一透镜群G1由五枚透镜组成，所述第一透镜群G1从物面侧到像面侧依次包括：负光焦度的内置透镜组，正光焦度的第三透镜L3，正光焦度的第四透镜L4，以及负光焦度的第五透镜L5。
所述内置透镜组由一枚负光焦度的第一透镜L1及一枚正光焦度的第二透镜L2组成。
所述第二透镜群G2由五枚透镜组成，所述第二透镜群G2从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第六透镜L6，负光焦度的第七透镜L7，负光焦度的第八透镜L8，正光焦度的第九透镜L9和负光焦度的第十透镜L10。
将本实施例的无反镜头的基本透镜数据示于表1中，将非球面系数示于表2中。
在面编号栏中示出了将物侧的面设为第1面而随着朝向像侧逐一增加了编号时的面编号；在表面类型栏示出了某一透镜的表面类型；在曲率半径栏示出了某一透镜在的曲率半径，曲率半径为正时表明表面向物侧方向弯曲，曲率半径为负时表明表面向像侧方向弯曲；在中心厚度栏中示出了各面与在其像侧相邻的面的光轴上的面间隔；在折射率栏示出了某一透镜的折射率；在阿贝数栏示出了某一透镜的阿贝数。
在表2中，K为圆锥系数，e为科学计数号，例如e-005表示10-5。
【表1】
面编号 表面类型 曲率半径/mm 中心厚度/mm 折射率 阿贝数
OBJ
S1 球面 -384.837 1.55 1.805 25.4
S2 球面 38.058 2.68
S3 球面 153.640 3.12 1.901 37.4
S4 球面 -152.715 0.52
S5 球面 29.723 6.13 2.001 29.1
S6 球面 INF 1.71
S7 球面 25.293 7.21 1.49 81.6
S8 球面 -48.861 1.54 2.001 29.1
S9 球面 22.102 6.83
STO 球面 INF 2.42
S11 非球面 118.819 3.47 1.773 49.6
S12 非球面 -37.672 1.22
S13 球面 68.924 1.58 1.804 46.5
S14 球面 27.295 4.84
S15 球面 -37.931 1.45 1.495 70.4
S16 球面 87.380 0.33
S17 球面 43.363 6.63 1.911 35.2
S18 球面 -42.497 6.25
S19 球面 -25.537 1.43 1.923 20.9
S20 球面 -55.209
IMG
【表2】
Figure BDA0003292198900000081
本实施例中，F＝60mm，fno＝2.0，TTL＝60.91mm；TTL/F＝1.02；
其中，F为所述无反镜头的焦距，fno为所述无反镜头的光圈数，TTL为所述无反镜头的光学总长。
其中，BFL为所述无反镜头的光学后焦。
R32＝∞，R41＝25.293mm；
|(R32-R41)/(R32+R41)|＝1；
其中，R32为所述第三透镜L3靠近所述像面侧的曲面，R41为所述第四透镜L4靠近所述物面侧的曲面。
实施例2
一种无反镜头，所述无反镜头由两个透镜群组成，所述无反镜头从物面侧到像面侧依次包括：第一透镜群G1和第二透镜群G2。
所述第一透镜群G1由四枚透镜，所述第一透镜群G1从物面侧到像面侧依次包括：负光焦度的内置透镜组，正光焦度的第三透镜L3，正光焦度的第四透镜L4，以及负光焦度的第五透镜L5。
所述内置透镜组由一枚负光焦度的第一透镜L1组成。
所述第二透镜群G2由五枚透镜组成，所述第二透镜群G2从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第六透镜L6，负光焦度的第七透镜L7，负光焦度的第八透镜L8，正光焦度的第九透镜L9和负光焦度的第十透镜L10。
将本实施例的无反镜头的基本透镜数据示于表3中，将非球面系数示于表4中。
在面编号栏中示出了将物侧的面设为第1面而随着朝向像侧逐一增加了编号时的面编号；在表面类型栏示出了某一透镜的表面类型；在曲率半径栏示出了某一透镜在的曲率半径，曲率半径为正时表明表面向物侧方向弯曲，曲率半径为负时表明表面向像侧方向弯曲；在中心厚度栏中示出了各面与在其像侧相邻的面的光轴上的面间隔；在折射率栏示出了某一透镜的折射率；在阿贝数栏示出了某一透镜的阿贝数。
在表4中，K为圆锥系数，e为科学计数号，例如e-005表示10-5。
【表3】
面编号 表面类型 曲率半径/mm 中心厚度/mm 折射率 阿贝数
OBJ
S1 球面 -88.692 1.32 1.805 25.4
S2 球面 47.925 5.00
S3 球面 32.028 6.82 1.846 23.7
S4 球面 -184.262 0.58
S5 球面 40.156 7.79 1.497 81.6
S6 球面 -40.156 0.50
S7 球面 -48.086 1.30 1.846 23.7
S8 球面 22.272 5.94
STO 球面 INF 4.59
S10 非球面 841.566 2.60 1.911 35.2
S11 非球面 -49.938 3.37
S12 球面 51.571 1.29 1.729 54.6
S13 球面 26.150 4.52
S14 球面 -33.920 1.29 1.443 85.4
S15 球面 50.651 0.50
S16 球面 48.856 6.64 1.804 46.5
S17 球面 -50.512 2.00
S18 球面 105.24 5.00 1.804 25.4
S19 球面 -205.26 18.97
IMG
【表4】
Figure BDA0003292198900000101
本实施例中，F＝60mm，fno＝2.0，TTL＝80.02mm；TTL/F＝1.33；
其中，F为所述无反镜头的焦距，fno为所述无反镜头的光圈数，TTL为所述无反镜头的光学总长。
其中，BFL为所述无反镜头的光学后焦。
R32＝-184.262mm，R41＝40.156mm；
|(R32-R41)/(R32+R41)|＝1.56；
其中，R32为所述第三透镜L3靠近所述像面侧的曲面，R41为所述第四透镜L4靠近所述物面侧的曲面。
实施例4
一种图像拾取装置，如图1至图6所示，包括：如上述任意一种实施例所描述的无反镜头，及图像拾取元件，被配置为接收由无反镜头形成的图像。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无反镜头，所述无反镜头由两个透镜群组成，其特征在于，所述无反镜头从物面侧到像面侧由第一透镜群和第二透镜群组成；
所述第一透镜群由四枚透镜或五枚透镜组成，所述第一透镜群从物面侧到像面侧由负光焦度的内置透镜组，正光焦度的第三透镜，正光焦度的第四透镜，以及负光焦度的第五透镜组成；
所述内置透镜组由一枚负光焦度的第一透镜组成，或由一枚负光焦度的第一透镜及一枚正光焦度的第二透镜组成；
所述第二透镜群由五枚透镜组成，所述第二透镜群从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第六透镜，负光焦度的第七透镜，负光焦度的第八透镜，正光焦度的第九透镜和负光焦度的第十透镜；
所述无反镜头满足以下条件式：
1＜TTL/F＜1.3；
其中，TTL为所述无反镜头的光学总长，F为所述无反镜头的焦距。
2.根据权利要求1所述的一种无反镜头，其特征在于：
所述无反镜头满足以下条件式：
fno＜2.0；
其中，fno为所述无反镜头的光圈数。
3.根据权利要求1所述的一种无反镜头，其特征在于：
所述无反镜头满足以下条件式：
1＜|(R32-R41)/(R32+R41)|＜2；
其中，R32为所述第三透镜靠近所述像面侧的曲面，R41为所述第四透镜靠近所述物面侧的曲面。
4.根据权利要求3所述的一种无反镜头，其特征在于：
第一透镜群和/或第二透镜群内至少存在一枚表面为平面的透镜。
5.根据权利要求3所述的一种无反镜头，其特征在于：
所述第三透镜靠近像面侧的面为平面。
6.根据权利要求1所述的一种无反镜头，其特征在于：
所述第四透镜与第五透镜胶合。
7.根据权利要求1所述的一种无反镜头，其特征在于：
所述无反镜头满足以下条件式：
80＜Vd4＜90；
其中，Vd4为第四透镜的阿贝数。
8.一种图像拾取装置，包括：
如权利要求1至7中任何一项所述的无反镜头；
及图像拾取元件，被配置为接收由所述无反镜头形成的图像。
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