CN114355558A - 一种移轴镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移轴镜头，包括镜筒、基座及连接座，该基座套设于镜筒外，该镜筒内从物侧到像面沿光轴依序设置有前群透镜组、光阑及后群透镜组，该前群透镜组包括从物侧到像面沿光轴依序设置的第一透镜、第二透镜及第三透镜，该第二透镜和第三透镜间隔设置，该后群透镜组包括从物侧到像面沿光轴依序设置的第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜，该第七透镜的光焦度为正，该基座的靠近像面的一端连接有连接座，该连接座呈半球状。本发明一种移轴镜头通过于镜筒内从物侧到像面沿光轴依序设置前群透镜组、光阑及后群透镜组，且前群透镜组的透镜间间隔设置以增加用于校正像差的镜面，保证成像质量，并有利于增加视场角，增大成像靶面。

Description

一种移轴镜头

技术领域

本发明涉及相机镜头技术领域，尤其涉及一种移轴镜头。

背景技术

从第一台相机发明到如今各厂家推出各种型号的数码相机，摄影技术发生日新月异的变化，人们可以选择不同规格的镜头与相机搭配，拍出不同效果的照片出来。在近距离拍摄高大建筑物时，如果使用一般镜头，为了拍摄到全景，镜头需要上仰，结果相机芯片平面与高楼的主线有一定夹角，使得建筑物上部由于成像时物距较远而变小，造成透视变形。因此，出现了移轴镜头，利用移轴镜头的特性使镜头的光轴偏移相机芯片的中心，改变整个所拍摄高大建筑物上部和下部的放大率分布，从而校正一般镜头拍摄时产生的透视变形。而且，移轴镜头可以摆动移轴从不同角度进行拍摄，可以使一个倾斜平面聚焦到焦平面上，从而使倾斜平面上的物体成像清晰。为了实现这些功能，就要求移轴镜头的要有复杂的机械结构，同时，要有更大的成像靶面和更长的光学后焦，因此，一般的移轴镜头存在结构复杂、体积笨重、价格高昂等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低且结构简单的移轴镜头。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种移轴镜头，包括镜筒、基座及连接座，所述基座套设于所述镜筒外，所述镜筒内从物侧到像面沿光轴依序设置有前群透镜组、光阑及后群透镜组，所述前群透镜组包括从物侧到像面沿光轴依序设置的第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第二透镜和第三透镜间隔设置，所述后群透镜组包括从物侧到像面沿光轴依序设置的第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜，所述第七透镜的光焦度为正，所述基座的靠近像面的一端连接有所述连接座，所述连接座的外表面呈半球状。

其进一步技术方案为：所述第七透镜为双凸透镜，所述第七透镜的两个镜面的曲率半径的大小相等而符号相反。

其进一步技术方案为：所述第四透镜和第五透镜胶合成一组胶合件透镜。

其进一步技术方案为：所述第一透镜及第二透镜的光焦度均为正，所述第三透镜的光焦度为负，所述第四透镜的光焦度为负，所述第五透镜及第六透镜的光焦度均为正。

其进一步技术方案为：所述第一透镜、第二透镜及第三透镜均为凸凹透镜，所述第四透镜为双凹透镜，所述第五透镜为双凸透镜，所述第六透镜为凹凸透镜。

其进一步技术方案为：所述第七透镜的光焦度与第六透镜的光焦度之间满足以下条件式：

0.65<φ7/φ6<0.9

式中，φ7表示第七透镜的光焦度，φ6表示第六透镜的光焦度。

其进一步技术方案为：所述连接座的球心位于光轴上，所述连接座的球心到所述第七透镜及像面的距离满足以下条件式：

0.2<d1/d2<0.3

式中，d1表示所述连接座的球心到所述第七透镜的距离，d2表示所述连接座的球心到像面的距离。

其进一步技术方案为：所述连接座外套设有转接座，所述转接座的靠近像面的一端上装设有用于与相机卡接的卡件，所述转接座的远离像面的一端通过锁紧件锁紧于所述连接座外。

其进一步技术方案为：所述连接座外还套设有球面套环，所述球面套环位于所述转接座的远离像面的一端，所述锁紧件的一端与所述球面套环连接，所述锁紧件的另一端与所述转接座连接。

其进一步技术方案为：所述转接座的内表面呈球面，所述转接座的内表面的球径与连接座的外表面的球径满足以下条件式：

1<R16/R14<1.005

式中，R16表示转接座的内表面的球径，R14表示连接座的外表面的球径。

本发明的有益技术效果在于：本发明一种移轴镜头通过于镜筒内从物侧到像面沿光轴依序设置前群透镜组、光阑及后群透镜组，且前群透镜组的透镜间间隔设置以增加用于校正像差的镜面，保证成像质量，并有利于增加视场角，增大成像靶面，同时，后群透镜组中依序设置四个透镜，且靠近像面的第七透镜的光焦度为正，以拥有更多的自由度平衡像差，承载更大的成像靶面，使得移轴镜头在移轴成像时不会因为像面尺寸不够而出现暗角，并且通过设置呈半球状的连接座以进行移轴镜头的安装连接，实现通过以半球状的连接座为支点进行万向移轴，半球状结构便于万向移动，结构简单轻盈，操作简便快捷，成本低，具有良好的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例提供的一种移轴镜头的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种移轴镜头的MTF图。

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。

应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1至图2所示，图1为本发明实施例提供的一种移轴镜头的结构示意图，所述移轴镜头包括镜筒17、基座18及连接座14，所述基座18套设于所述镜筒17外，所述镜筒17内从物侧到像面20沿光轴依序设置有前群透镜组11、光阑13及后群透镜组12，所述前群透镜组11包括从物侧到像面20沿光轴依序设置的第一透镜111、第二透镜112及第三透镜113，所述第二透镜112和第三透镜113间隔设置，所述后群透镜组12包括从物侧到像面20沿光轴依序设置的第四透镜124、第五透镜125、第六透镜126及第七透镜127，所述第七透镜127的光焦度为正，所述基座18的靠近像面20的一端连接有所述连接座14，所述连接座14呈半球状。

其中，所述移轴镜头用于与相机连接以进行万向移轴摄影。所述连接座14的外表面为球面并靠近基座18，所述基座18外设有调焦模块，所述调焦模块包括转动调焦环101及凸轮102，所述基座18外形成有铣槽，所述转动调焦环101通过凸轮102与所述基座18连接，所述凸轮102上设有可沿所述铣槽滑动的导钉，通过转动所述转动调焦环101可带动凸轮102转动，以使导钉沿基座18的铣槽滑动，改变光路的机械后焦，从而实现调焦功能。所述调焦模块的结构可采用现有技术的调焦镜头模块，例如中国专利CN207148392U机器视觉镜头中公开的调焦镜头模块，其结构和功能相似。所述连接座14与所述基座18的靠近像面20的一端螺纹连接，所述镜筒17、基座18及连接座14同轴设置。所述移轴镜头通过于镜筒17内从物侧到像面沿光轴依序设置前群透镜组11、光阑13及后群透镜组12，且前群透镜组11的透镜间间隔设置以增加用于校正像差的镜面，保证成像质量，并有利于增加视场角，增大成像靶面，同时，后群透镜组中依序设置四个透镜，且靠近像面的第七透镜127的光焦度为正，以拥有更多的自由度平衡像差，承载更大的成像靶面，使得移轴镜头在移轴成像时不会因为像面尺寸不够而出现暗角，并且通过设置呈半球状的连接座14以进行移轴镜头的安装连接，实现通过以半球状的连接座14为支点进行万向移轴，半球状结构有利于万向移动，且结构简单轻盈，操作简便快捷，成本低，具有良好的市场前景。

具体地，所述连接座14与基座18可通过一移轴接座103紧固，所述移轴接座103螺纹连接于所述连接座14外。优选地，所述光阑13包括光阑座及转动安装于所述光阑座上的光阑动环192，所述光阑动环192与光阑座之间设有多个光阑片，所述光阑动环192的外缘设有光阑调节臂，所述基座18外套设有光阑调节环191，所述光阑调节环191与所述光阑调节臂连接以控制所述光阑动环192的转动。通过转动所述光阑调节环191可使所述光阑调节臂带动光阑动环192转动而调节光阑片的伸缩，调节光阑孔径尺寸。所述光阑13可采用现有技术的光阑结构，例如中国专利CN207148392U机器视觉镜头公开的光阑模块，其结构及功能相似。

具体地，在本实施例中，所述第七透镜127为双凸透镜，所述第七透镜127的两个镜面的曲率半径的大小相等而符号相反，使得第七透镜127产生的轴外像差符号相反而大小相近，实现相互抵消，从而降低对整个移轴镜头的轴外像差的影响，且第七透镜127产生正的球差，以便校正前面六个镜片留下的负球差，提高所述移轴镜头的轴上像质。

具体地，在本实施例中，所述第七透镜127的光焦度与第六透镜126的光焦度之间满足以下条件式(1)：

式中，

表示第七透镜127的光焦度，

表示第六透镜126的光焦度。

其中，所述第七透镜127的光焦度与第六透镜126的光焦度的比值大于0.65且小于0.9，以可利用第七透镜127分摊第六透镜126一定的光焦度，提高第六透镜126的焦距，以增大所述移轴镜头的光学后焦，确保所述移轴镜头实现移轴成像时具有足够的机械空间。同时，根据条件式(1)可知，第七透镜127的焦距大于第六透镜126，有利于降低边缘光线的偏折角度，提高所述移轴镜头的边缘像质的容差性，保证所述移轴镜头在移轴成像时像质变化较为平缓。若第七透镜127的光焦度与第六透镜126的光焦度的比值不大于0.65，则第六透镜126的光焦度太大，不利于校正边缘像质；若第七透镜127的光焦度与第六透镜126的光焦度的比值不小于0.9，则使得光学后焦太小，没有充足的机械空间实现移轴功能。

具体地，在本实施例中，所述第一透镜111及第二透镜112的光焦度均为正，所述第三透镜113的光焦度为负，所述第四透镜124的光焦度为负，所述第五透镜125及第六透镜126的光焦度均为正。优选地，所述第一透镜111、第二透镜112及第三透镜113均为凸凹透镜，所述第四透镜124为双凹透镜，所述第五透镜125为双凸透镜，所述第六透镜126为凹凸透镜。

具体地，在本实施例中，所述第四透镜124和第五透镜125胶合成一组胶合件透镜。

下表给出本实施例的相关参数数据：

其中，R：各个面的曲率半径；

D：各个面之间的间隔(包括空气间隔和玻璃厚度)；

Nd：各玻璃在d光的折射率；

Vd：各玻璃在d光的阿贝系数；

焦距：50mm±1mm

FNO：1.4-1.6

半视场角：23°

具体地，在本实施例中，所述连接座14的球心O位于光轴上，所述连接座14的球心O到所述第七透镜127及像面20的距离满足以下条件式(2)：

0.2<d1/d2<0.3 (2)

式中，d1表示所述连接座14的球心O到所述第七透镜127的距离，d2表示所述连接座14的球心O到像面20的距离。

其中，连接座14的球心O位于光轴上可保证当移轴镜头不移轴时，可当作常规镜头使用，若连接座14的球心O到所述第七透镜127的距离与连接座14的球心O到像面20的距离的比值不大于0.2，则会导致移轴镜头只能在很小的角度范围内进行移轴成像，移轴超出限制的角度范围，移轴镜头在成像时就会出现暗角，从而失去移轴成像的意义；若连接座14的球心O到所述第七透镜127的距离与连接座14的球心O到像面20的距离的比值不小于0.3，则会导致移轴镜头的法兰距不够，无法在相机上清晰成像。

具体地，在本实施例中，所述连接座14外套设有转接座16，所述转接座16的靠近像面20的一端上装设有用于与相机卡接的卡件105，所述转接座16的远离像面20的一端通过锁紧件104锁紧于所述连接座14外。优选地，所述连接座14外还套设有球面套环15，所述球面套环15位于所述转接座16的远离像面20的一端，所述锁紧件104的一端与所述球面套环15连接，所述锁紧件104的另一端与所述转接座16连接。所述锁紧件104与转接座16通过螺纹相互锁紧，可通过调节两者之间的松紧以控制球面套环15及转接座16与连接座14之间的摩擦力，从而控制移轴镜头在移轴转动时的手感松紧程度。

具体地，所述转接座16的内表面呈球面，所述转接座16的内表面的球径与连接座14的外表面的球径满足以下条件式(3)：

1<R16/R14<1.005 (3)

式中，R16表示转接座16的内表面的球径，R14表示连接座14的外表面的球径。

其中，所述球面套环15的内表面也为球面，所述球面套环15的内表面的球径R15与转接座16的内表面的球径R16相等，根据条件式(3)可知，所述球面套环15与转接座16的内表面的球径略大于连接座14的外表面的球径，从而可通过锁紧件104套住球面套环15后，锁紧件104再与转接座16通过螺纹互锁，从而使球面套环15和转接座16的内表面能够紧贴连接座14的外表面，但又不会锁死而可在连接座14的外表面上自由转动，实现万向移轴。若转接座16的内表面的球径小于连接座14的外表面的球径，则连接时会锁死，无法自由转动，若转接座16的内表面的球径与连接座14的外表面的球径的比值不小于1.005，则转接座16无法与连接座14抱紧，无法让移轴镜头限定子固定的移轴角度，无法正常使用。优选地，所述连接座14的外表面的球径可为47.0mm，所述转接座16及球面套环15的内表面的球径均为47.1mm，所述移轴接座103的外表面可为曲面，所述移轴接座103的外曲面的半径可为9mm，以使移轴镜头的移轴角度可达到19°，远大于一般移轴镜头的倾斜角度，具有强大的市场竞争能力。图2展示了本发明一种移轴镜头进行测试时的MTF图。

综上所述，本发明一种移轴镜头通过于镜筒内从物侧到像面沿光轴依序设置前群透镜组、光阑及后群透镜组，且前群透镜组的透镜间间隔设置以增加用于校正像差的镜面，保证成像质量，并有利于增加视场角，增大成像靶面，同时，后群透镜组中依序设置四个透镜，且靠近像面的第七透镜的光焦度为正，以拥有更多的自由度平衡像差，承载更大的成像靶面，使得移轴镜头在移轴成像时不会因为像面尺寸不够而出现暗角，并且通过设置呈半球状的连接座以进行移轴镜头的安装连接，实现通过以半球状的连接座为支点进行万向移轴，半球状结构有利于万向移动，结构简单轻盈，操作简便快捷，成本低，具有良好的市场前景。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种移轴镜头，其特征在于，包括镜筒、基座及连接座，所述基座套设于所述镜筒外，所述镜筒内从物侧到像面沿光轴依序设置有前群透镜组、光阑及后群透镜组，所述前群透镜组包括从物侧到像面沿光轴依序设置的第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第二透镜和第三透镜间隔设置，所述后群透镜组包括从物侧到像面沿光轴依序设置的第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜，所述第七透镜的光焦度为正，所述基座的靠近像面的一端连接有所述连接座，所述连接座的外表面呈半球状。

2.根据权利要求1所述的移轴镜头，其特征在于，所述第七透镜为双凸透镜，所述第七透镜的两个镜面的曲率半径的大小相等而符号相反。

3.根据权利要求1所述的移轴镜头，其特征在于，所述第四透镜和第五透镜胶合成一组胶合件透镜。

4.根据权利要求1所述的移轴镜头，其特征在于，所述第一透镜及第二透镜的光焦度均为正，所述第三透镜的光焦度为负，所述第四透镜的光焦度为负，所述第五透镜及第六透镜的光焦度均为正。

5.根据权利要求4所述的移轴镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜及第三透镜均为凸凹透镜，所述第四透镜为双凹透镜，所述第五透镜为双凸透镜，所述第六透镜为凹凸透镜。

6.根据权利要求1所述的移轴镜头，其特征在于，所述第七透镜的光焦度与第六透镜的光焦度之间满足以下条件式：

式中，

表示第七透镜的光焦度，

表示第六透镜的光焦度。

7.根据权利要求1所述的移轴镜头，其特征在于，所述连接座的球心位于光轴上，所述连接座的球心到所述第七透镜及像面的距离满足以下条件式：

0.2<d1/d2<0.3

式中，d1表示所述连接座的球心到所述第七透镜的距离，d2表示所述连接座的球心到像面的距离。

8.根据权利要求1所述的移轴镜头，其特征在于，所述连接座外套设有转接座，所述转接座的靠近像面的一端上装设有用于与相机卡接的卡件，所述转接座的远离像面的一端通过锁紧件锁紧于所述连接座外。

9.根据权利要求8所述的移轴镜头，其特征在于，所述连接座外还套设有球面套环，所述球面套环位于所述转接座的远离像面的一端，所述锁紧件的一端与所述球面套环连接，所述锁紧件的另一端与所述转接座连接。

10.根据权利要求8所述的移轴镜头，其特征在于，所述转接座的内表面呈球面，所述转接座的内表面的球径与连接座的外表面的球径满足以下条件式：

1<R16/R14<1.005

式中，R16表示转接座的内表面的球径，R14表示连接座的外表面的球径。

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