CN115826211A - 超大光圈全画幅广角自动对焦镜头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，从物体侧到像侧依次包括：具有正焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组、孔径光阑、具有正光焦度的第四透镜组和具有负光焦度的第五透镜组；合焦过程中第二透镜组沿光轴向着像侧方向移动，同时第四透镜组沿光轴向着物体侧方向移动；第一透镜组、第三透镜组和第五透镜组相对于像面位置保持不变；第一透镜组满足以下条件式：|(R1+R2)/(R1‑R2)|>1.0，(1)；其中，R1表示第一透镜靠近物体侧一面的R值，R2表示第一透镜靠近像侧一面的R值。本发明涉及的成像镜头调焦组件由两组透镜组成，增加了在不同距离下像差补偿的变量，在保证大光圈的情况下，有效地提高了各工作距离下解像质量。

Description

超大光圈全画幅广角自动对焦镜头

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种超大光圈全画幅广角自动对焦镜头。

背景技术

近些年来在摄影市场中，微单相机正在急速扩张，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CCD成熟的技术使得微单相机也拥有不俗的高品质成像质量。再者，拍摄运动或风景图像，具有从约40°到90°的拍摄视场角，2或更小的F数则可以拥有更亮的视场及视野，能帮助摄影爱好者更好的自由拍摄大场景影像。

微单相机镜头同单反相机镜头一样，使用者希望其拥有高性能，高成像质量。一方面，因为微单相机体积小，故其配套镜头体积相对于单反镜头而言需尽可能小。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

本发明针对上述技术问题，提供一种超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其为浮动合焦式成像镜头，内部调焦部件由两个透镜组构成，在光圈达到1.2的同时，镜头从无穷远到镜头至近距离，都具有优异的成像性能特点。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，从物体侧到像侧依次包括：具有正焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组、孔径光阑、具有正光焦度的第四透镜组和具有负光焦度的第五透镜组；

合焦过程中第二透镜组沿光轴向着像侧方向移动，同时第四透镜组沿光轴向着物体侧方向移动；第一透镜组、第三透镜组和第五透镜组相对于像面位置保持不变；

所述第一透镜组由具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有正光焦度的第四透镜组成；所述第二透镜组由具有正光焦度第五透镜和具有负光焦度的第六透镜组成；所述第三透镜组由具有正光焦度的第七透镜和具有负光焦度的第八透镜组成；所述第四透镜组由具有正光焦度的第九透镜、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；所述第五透镜组由具有正光焦度的第十二透镜、具有正光焦度的第十三透镜、具有负光焦度的第十四透镜和具有负光焦度的第十五透镜组成；

第一透镜组满足以下条件式：

|(R1+R2)/(R1-R2)|>1.0，(1)；

其中，R1表示第一透镜靠近物体侧一面的R值，R2表示第一透镜靠近像侧一面的R值。

作为一种优选技术方案，所述第三透镜组满足以下条件式：

Ø3<0，(2)；

其中，Ø3表示第三透镜组的光焦度。

作为一种优选技术方案，所述第二透镜组和第四透镜组满足下式：

1.5≤|F2/F4|≤3.5，(3)；

其中F2表示第二透镜组的焦距，F4表示第四透镜组的焦距。

作为一种优选技术方案，所述第一透镜组和第二透镜组满足以下条件式：

| Ø1/V1+ Ø5/V5+ Ø6/V6|≤5.0E-5，(4)；

其中，Ø1、 Ø5、 Ø6分别表示第一透镜、第五透镜和第六透镜的光焦度，V1、V5、V6分别表示第一透镜、第五透镜和第六透镜关于波长587.6nm光线的阿贝数。

作为一种优选技术方案，第五透镜组满足以下条件式：

| Ø12/V12+ Ø13/V13+ Ø14/V14|≤2.1E-4，(5)；

其中，Ø12、Ø13、Ø14分别表示第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜的光焦度，V12、V13、V14分别表示第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜关于波长587.6nm光线的阿贝数。

作为一种优选技术方案，所述第一透镜组中的第四透镜为非球面镜片，所述第一透镜组中的第二透镜和第三透镜组合成胶合透镜组。

作为一种优选技术方案，所述第二透镜组中的第五透镜和第六透镜组合成胶合透镜组。

作为一种优选技术方案，所述第三透镜组中的第七透镜和第八透镜组合成胶合透镜组。

作为一种优选技术方案，所述第四透镜组中的第十透镜和第十一透镜组合成胶合透镜组。

作为一种优选技术方案，所述第五透镜组中的第十五透镜为非球面镜片，所述第五透镜组中的第十三透镜和第十四透镜组合成胶合透镜组。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明涉及的成像镜头调焦组件由两组透镜组成，增加了在不同工作距离下像差补偿的变量，在保证大光圈的情况下，有效地提高了各工作距离下解像质量； 采用多组透镜组进行相消色差，有效地降低了系统的色散。

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1-1示出本发明实施例1的结构示意图；

图1-2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1-3示出本发明实施例1在无限远合焦时的场曲示意图；

图1-4示出本发明实施例1在无限远合焦时的畸变示意图；

图1-5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1-6示出本发明实施例1在最近合焦距离时的场曲示意图；

图1-7示出本发明实施例1在最近合焦距离时的畸变示意图；

图2-1示出本发明实施例2的结构示意图；

图2-2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2-3示出本发明实施例2在无限远合焦时的场曲示意图；

图2-4示出本发明实施例2在无限远合焦时的畸变示意图；

图2-5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2-6示出本发明实施例2在最近合焦距离时的场曲示意图；

图2-7示出本发明实施例2在最近合焦距离时的畸变示意图；

图3-1示出本发明实施例3的结构示意图；

图3-2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3-3示出本发明实施例3在无限远合焦时的场曲示意图；

图3-4示出本发明实施例3在无限远合焦时的畸变示意图；

图3-5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3-6示出本发明实施例3在最近合焦距离时的场曲示意图；

图3-7示出本发明实施例3在最近合焦距离时的畸变示意图；

图4-1示出本发明实施例4的结构示意图；

图4-2示出本发明实施例4在无限远合焦时的球面像差示意图；

图4-3示出本发明实施例4在无限远合焦时的场曲示意图；

图4-4示出本发明实施例4在无限远合焦时的畸变示意图；

图4-5示出本发明实施例4在最近合焦距离时的球面像差示意图；

图4-6示出本发明实施例4在最近合焦距离时的场曲示意图；

图4-7示出本发明实施例4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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-1至4-7所示，一种超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，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、具有负光焦度的第三透镜组G3、孔径光阑STP、具有正光焦度的第四透镜组G4和具有负光焦度的第五透镜组G5；合焦过程中第二透镜组G2沿光轴向着像侧方向移动，同时第四透镜组G4沿光轴向着物体侧方向移动，其它透镜组：第一透镜组G1、第三透镜组G3和第五透镜组G5相对于像面IMG位置保持不变；

所述第一透镜组G1由具有负光焦度的第一透镜L11、具有负光焦度的第二透镜L12、具有正光焦度的第三透镜L13和具有正光焦度的第四透镜L14组成，其中第二透镜L12和第三透镜L13组合成胶合透镜组。

所述第二透镜组G2由具有正光焦度第五透镜L21和具有负光焦度的第六透镜L22组成，并且第五透镜L21和第六透镜L22组合成双胶合透镜组。

所述第三透镜组G3由具有正光焦度的第七透镜L31和具有负光焦度的第八透镜L32组成，并且第七透镜L31和第八透镜L32组合成双胶合透镜组。

所述第四透镜组G4由具有正光焦度的第九透镜L41、具有正光焦度的第十透镜L42和具有负光焦度的第十一透镜L43组成，其中，第十透镜L42和第十一透镜L43组合成双胶合透镜组。

所述第五透镜组G5由具有正光焦度的第十二透镜L51、具有正光焦度的第十三透镜L52、具有负光焦度的第十四透镜L53和具有负光焦度的第十五透镜L54组成，其中，第十三透镜L52和第十四透镜L53组成胶合透镜组；

所述第一透镜组G1满足以下条件式：

|(R1+R2)/(R1-R2)|>1.0，(1)；

其中，R1表示第一透镜L11靠近物体侧一面的R值，R2表示第一透镜L11靠近像侧一面的R值。

若满足条件（1）有利于降低进入第一透镜L11光线角度。

两个对焦组中间固定组，即第三透镜组G3具有负的光焦度，满足以下条件式：

Ø3<0，(2)；

其中，Ø3表示第三透镜组G3的光焦度。

若满足条件（2）有利于减小镜片外径，把系统小型化。

所述第二透镜组G2和第四透镜组G4，满足下式：

1.5≤|F2/F4|≤3.5，(3)；

其中F2表示第二透镜组G2的焦距，F4表示第四透镜组G4的焦距。

若满足条件（3）有利于像差均衡分布，不在一个群组上过大。

所述第一透镜组G1和第二透镜组G2满足以下条件式：

| Ø1/V1+ Ø5/V5+ Ø6/V6|≤5.0E-5，(4)；

其中，Ø1、 Ø5、 Ø6分别表示第一透镜L11、第五透镜L21和第六透镜L22的光焦度，V1、V5、V6分别表示第一透镜L11、第五透镜L21和第六透镜L22关于波长587.6nm光线的阿贝数。

所述第五透镜组G5满足以下条件式：

| Ø12/V12+ Ø13/V13+ Ø14/V14|≤2.1E-4，(5)；

其中，Ø12、Ø13、Ø14分别表示第十二透镜L51、第十三透镜L52和第十四透镜L53的光焦度，V12、V13、V14分别表示第十二透镜L51、第十三透镜L52和第十四透镜L53关于波长587.6nm光线的阿贝数。

满足条件式 （4）和（5），能较好地控制整个系统的色散，使镜头的垂轴色差得到很好的控制。

实施例1

图1-1所示的是实施例1的超大光圈全画幅广角自动对焦镜头的结构示意图，该镜头的数值数据如表1、表2和表3所示：

表1

表2

表3

其中，面序号表示从物体侧至像侧各镜片的表面序号；

在实施例1中，第一透镜组G1中的第四透镜L14为非球面镜片，第五透镜组G5中的第十五镜片L54为非球面镜片。在下记表格中，非球面的第4，第6，第8，第10,第12阶非球面系数A4，A6，A8，A10，A12以及圆锥常数k共同示出。

关于非球面形状定义进行说明，同时下记实施例不再赘述非球面形状定义：

y:从光轴开始径向坐标。

z:非球面和光轴相交点开始，光轴方向的偏移量。

r:非球面的基准球面的曲率半径。

K，4次，6次，8次，10次，12次的非球面系数

图1-2，图1-3，图1-4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1-5，图1-6，图1-7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1.2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32.1⁰时的场曲曲线，其中，实线S表示主光线d线在弧矢像面的值，实线T表示主光线d线在子午像面的值，横坐标表示场曲值大小，纵坐标表示视场。畸变曲线图表示的是在半视场角ω为32.1⁰时的畸变曲线，其中，横坐标表示畸变值，纵坐标表示视场。有关各种球面像差、场曲、畸变曲线图的上述说明与其他实施例相同，下文中将不再赘述。由图示可以看出，本实施例1的镜头具有良好的成像效果。

实施例2

如图2-1所示，本实施例与实施例1的区别在于镜头的透镜参数不同。以下，表4，表5和表6示出关于本实施例的镜头的各种数值数据。

表4

表5

表6

其中，面序号表示从物侧至像侧各镜片的表面序号；

在实施例2中，第一透镜组G1中的第四透镜L14为非球面镜片，第五透镜组G5中的第十五透镜L54为非球面镜片。在下记表格中，非球面的第4，第6，第8，第10,第12阶非球面系数A4，A6，A8，A10，A12以及圆锥常数k共同示出。

图2-2，图2-3，图2-4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2-5，图2-6，图2-7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。由图示可以看出，本实施例的镜头具有良好的成像效果。

实施例3

如图3-1所示，本实施例与实施例1的区别在于镜头的透镜参数不同。以下，表7，表8和表9示出关于本实施例的镜头的各种数值数据

表7

表8

表9

其中，面序号表示从物侧至像侧各镜片的表面序号；

在实施例3中，第一透镜组G1中的第四镜片L14为非球面镜片，第五透镜组G5中的第十五镜片L54为非球面镜片。在下记表格中，非球面的第4，第6，第8，第10,第12阶非球面系数A4，A6，A8，A10，A12以及圆锥常数k共同示出。

图3-2，图3-3，图3-4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3-5，图3-6，图3-7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。由图示可以看出，本实施例的镜头具有良好的成像效果。

实施例4

如图4-1所示，本实施例与实施例1的区别在于成像镜头的透镜参数不同。以下，表10，表11和表12示出关于本实施例的成像镜头的各种数值数据。

表10

表11

表12

其中，面序号表示从物侧至像侧各镜片的表面序号；

在实施例4中，第一透镜组G1中的第四透镜L14为非球面镜片，第五透镜组G5中的第十五管镜L54为非球面镜片。在下记表格中，非球面的第4，第6，第8，第10,第12阶非球面系数A4，A6，A8，A10，A12以及圆锥常数k共同示出。

图4-2，图4-3，图4-4示出实施例4在无限远合焦时的球面像差、场曲、畸变曲线图，图4-5，图4-6，图4-7示出实施例4在最近距离合焦时的球面像差、场曲、畸变曲线图。由图示可以看出，本实施例的镜头具有良好的成像效果。

表13示出了各个实施例的条件式1-5的计算值一览表：

表13

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。

Claims (10)

1.一种超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其特征在于，从物体侧到像侧依次包括：具有正焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组、孔径光阑、具有正光焦度的第四透镜组和具有负光焦度的第五透镜组；

合焦过程中第二透镜组沿光轴向着像侧方向移动，同时第四透镜组沿光轴向着物体侧方向移动；第一透镜组、第三透镜组和第五透镜组相对于像面位置保持不变；

所述第一透镜组由具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有正光焦度的第四透镜组成；所述第二透镜组由具有正光焦度第五透镜和具有负光焦度的第六透镜组成；所述第三透镜组由具有正光焦度的第七透镜和具有负光焦度的第八透镜组成；所述第四透镜组由具有正光焦度的第九透镜、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；所述第五透镜组由具有正光焦度的第十二透镜、具有正光焦度的第十三透镜、具有负光焦度的第十四透镜和具有负光焦度的第十五透镜组成；

第一透镜组满足以下条件式：

|(R1+R2)/(R1-R2)|>1.0，(1)；

其中，R1表示第一透镜靠近物体侧一面的R值，R2表示第一透镜靠近像侧一面的R值。

2.根据权利要求1所述的超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其特征在于，所述第三透镜组满足以下条件式：

Ø3 < 0，(2)；

其中，Ø3表示第三透镜组的光焦度。

3.根据权利要求1所述的超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其特征在于，所述第二透镜组和第四透镜组满足下式：

1.5≤|F2/F4|≤3.5，(3)；

其中F2表示第二透镜组的焦距，F4表示第四透镜组的焦距。

4.根据权利要求1所述的超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组和第二透镜组满足以下条件式：

| Ø1/V1+ Ø5/V5+ Ø6/V6|≤5.0E-5，(4)；

其中，Ø1、 Ø5、 Ø6分别表示第一透镜、第五透镜和第六透镜的光焦度，V1、V5、V6分别表示第一透镜、第五透镜和第六透镜关于波长587.6nm光线的阿贝数。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其特征在于，第五透镜组满足以下条件式：

| Ø12/V12+ Ø13/V13+ Ø14/V14|≤2.1E-4，(5)；

其中，Ø12、Ø13、Ø14分别表示第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜的光焦度，V12、V13、V14分别表示第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜关于波长587.6nm光线的阿贝数。

6.根据权利要求1所述的超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组中的第四透镜为非球面镜片，所述第一透镜组中的第二透镜和第三透镜组合成胶合透镜组。

7.根据权利要求1所述的超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其特征在于，所述第二透镜组中的第五透镜和第六透镜组合成胶合透镜组。

8.根据权利要求1所述的超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其特征在于，所述第三透镜组中的第七透镜和第八透镜组合成胶合透镜组。

9.根据权利要求1所述的超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其特征在于，所述第四透镜组中的第十透镜和第十一透镜组合成胶合透镜组。

10.根据权利要求1所述的超大光圈全画幅广角自动对焦镜头，其特征在于，所述第五透镜组中的第十五镜片L54为非球面镜片，所述第五透镜组中的第十三透镜和第十四透镜组合成胶合透镜组。

Images