CN116009223A - 一种大光圈长焦镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大光圈长焦镜头，包括自物侧到像侧依次间隔设置的：第一固定透镜组、第一调焦透镜组、光阑、第二调焦透镜组、第二固定透镜组，本技术方案采用“两组对焦，两组固定”的结构型式，对各光学镜片的光焦度、材料进行合理的搭配和组合，通过简单的内调焦方式，在全开光圈，最大F1.5的时候仍能实现从无穷远到2500mm的近距离物距范围内都能清晰对焦，满足高分辨率、消色差的要求，第一调焦透镜组在物距变化的过程中通过自身的移动改变组合焦距的大小，调焦行程较小，有利于整体长度的把控。同时，第二调焦透镜组采用组合焦距为正的透镜组对系统进行补偿，从而保证在不同物距的对焦过程中系统长度不发生变化。

Description

一种大光圈长焦镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头技术领域，特别涉及一种大光圈长焦镜头。

背景技术

随着文化传媒行业的飞速发展，人们对于视频拍摄的要求也越来越高，甚至希望镜头能够在照明条件不够好的条件下，例如拍摄夜景或者室内人像时，仍能拍摄出高质量的视频。镜头的光圈足够大才能够保证足够的进光量。大光圈能够带来小景深，可以模糊复杂的背景，使主体更加突出，在人像和静物的拍摄过程中会有氛围感更强的虚化效果。而长焦的加持可以使背景的虚化更加明显，使拍出的照片更加梦幻、唯美、简洁。但是目前市面上流行的大光圈长焦镜头，总体长度和口径都比较大，不便于携带，同时价格昂贵。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种大光圈长焦镜头，有效解决总体长度和口径都比较大、价格昂贵等问题。

根据本发明实施例的一种大光圈长焦镜头，包括自物侧到像侧依次间隔设置的：第一固定透镜组、第一调焦透镜组、光阑、第二调焦透镜组、第二固定透镜组，且满足以下关系式：

1.1≤F1/F≤2；

-0.9≤F2/F≤-0.6；

0.3≤F3/F≤0.5；

-0.9≤F4/F≤-0.5；

10≤F/L≤11；

其中，F为所述大光圈长焦镜头的焦距，F1为所述第一固定透镜组的焦距，F2为所述第一调焦透镜组的焦距，F3为所述第二调焦透镜组的焦距，F4为所述第二固定透镜组的焦距，L为所述大光圈长焦镜头的光学总长。

根据本发明实施例的一种大光圈长焦镜头，至少具有如下有益效果：

本技术方案采用“两组对焦，两组固定”的结构型式，对各光学镜片的光焦度、材料进行合理的搭配和组合，通过简单的内调焦方式，在全开光圈，最大F1.5的时候仍能实现从无穷远到2500mm的近距离物距范围内都能清晰对焦，满足高分辨率、消色差的要求，第一调焦透镜组在物距变化的过程中通过自身的移动改变组合焦距的大小，调焦行程较小，有利于整体长度的把控。同时，第二调焦透镜组采用组合焦距为正的透镜组对系统进行补偿，从而保证在不同物距的对焦过程中系统长度不发生变化。

根据本发明的一些实施例，所述第一固定透镜组包括沿光轴依次设置的：第一透镜、第二透镜、第三透镜，所述第一透镜为弯向所述光阑的正透镜，所述第二透镜与所述第三透镜为双胶合透镜。

根据本发明的一些实施例，所述第二透镜为超低色散材料的正透镜。

根据本发明的一些实施例，所述第一调焦透镜组包括第四透镜，所述第四透镜为双凹型负透镜。

根据本发明的一些实施例，所述第二调焦透镜组包括沿光轴依次设置的：第五透镜、第六透镜，所述第五透镜、第六透镜皆为双凸型正透镜。

根据本发明的一些实施例，所述第二固定透镜组包括沿光轴依次设置的：第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜，所述第七透镜为双凸型正透镜，所述第八透镜为双凹型负透镜且与所述第七透镜组成双胶合透镜，所述第九透镜为单凸型正透镜，所述第十透镜为弯月形负透镜且与所述第九透镜间隔设置。

根据本发明的一些实施例，所述第七透镜采用低色散的ED材料。

根据本发明的一些实施例，所述第一固定透镜组、第一调焦透镜组、第二调焦透镜组、第二固定透镜组皆采用玻璃镜片。

根据本发明的一些实施例，所述第二固定透镜组与像侧之间设置有滤光片组和/或保护玻璃。

根据本发明的一些实施例，所述大光圈长焦镜头的焦距F＝85mm，光圈值FNO＝1.5，视场角为28.8°。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例在物距为无穷远时的光学系统结构示意图；

图2为本发明实施例在物距为2.5m时的光学系统结构示意图。

附图标号：

第一固定透镜组G1、第一调焦透镜组G2、光阑STO、第二调焦透镜组G3、第二固定透镜组G4、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、第十透镜L10。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装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，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1所示，为本发明实施例的一种大光圈长焦镜头，包括自物侧到像侧依次间隔设置的：第一固定透镜组G1、第一调焦透镜组G2、光阑STO、第二调焦透镜组G3、第二固定透镜组G4，且满足以下关系式：

1.1≤F1/F≤2；

-0.9≤F2/F≤-0.6；

0.3≤F3/F≤0.5；

-0.9≤F4/F≤-0.5；

10≤F/L≤11；

其中，F为所述大光圈长焦镜头的焦距，F1为所述第一固定透镜组G1的焦距，F2为所述第一调焦透镜组G2的焦距，F3为所述第二调焦透镜组G3的焦距，F4为所述第二固定透镜组G4的焦距，L为所述大光圈长焦镜头的光学总长。需要指出的是，上述五组透镜组的焦距不局限于某一个点值，只要在上述焦距区间范围内，皆属于本发明的保护范围。

本实施例形成“两组对焦，两组固定”的结构型式，光阑STO在中间位置用于限制光束口径，第一调焦透镜组与第二调焦透镜组为内对焦组，可以克服浮动对焦时的前后伸缩以及内部进灰等问题；并对各光学镜片的光焦度、材料进行合理的搭配和组合，通过简单的内调焦方式，在全开光圈，最大F1.5的时候仍能实现从无穷远到2500mm的近距离物距范围内都能清晰对焦，满足高分辨率、消色差的要求，第一调焦透镜组G2在物距变化的过程中通过自身的移动改变组合焦距的大小，调焦行程较小，有利于整体长度的把控。同时，第二调焦透镜组G3采用组合焦距为正的透镜组对系统进行补偿，从而保证在不同物距的对焦过程中系统长度不发生变化。

如图1、图2所示，在本发明的一些实施例中，所述第一固定透镜组G1包括沿光轴依次设置的：第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3，所述第一透镜L1为弯向所述光阑STO的正透镜，所述第二透镜L2与所述第三透镜L3为双胶合透镜。

对于大光圈的长焦系统，镜头的相对口径比较大，这样矫正好球差就至关重要。光线通过第一固定透镜组的高度较高，为及时消除此处产生的球差，采用一个弯向所述光阑STO的第一透镜L1，并搭配第二透镜L2与所述第三透镜L3组成的双胶合透镜，能够有效消除第一固定透镜组产生的球差。

进一步，在本发明的一些实施例中，所述第二透镜L2为超低色散材料的正透镜，可以有效降低色差。

接下来，第一调焦透镜组G2调整不同物距的对焦相当于系统的焦距在一定范围内发生变化，在本发明的一些实施例中，所述第一调焦透镜组G2包括第四透镜L4，所述第四透镜L4为双凹型负透镜，双凹型负透镜在物距变化的过程中通过自身的移动改变组合焦距的大小，调焦行程较小，有利于整体长度的把控。同时，后侧第二调焦透镜组G3采用组合焦距为正的透镜组对系统进行补偿，从而保证在不同物距的对焦过程中系统长度不发生变化。

由于光线被第一调焦透镜组G2发散之后，经过一段较长的距离达到第二调焦透镜组G3，产生的球差也随着光线高度的增加而增大，因此，在本发明的一些实施例中，所述第二调焦透镜组G3包括沿光轴依次设置的：第五透镜L5、第六透镜L6，所述第五透镜L5、第六透镜L6皆为双凸型正透镜，两个双凸型正透镜共同承担球差的增量，对其进行校正。

在本发明的一些实施例中，所述第二固定透镜组G4包括沿光轴依次设置的：第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、第十透镜L10，所述第七透镜L7为双凸型正透镜，所述第八透镜L8为双凹型负透镜且与所述第七透镜L7组成双胶合透镜，有利于轴上和轴外色差的校正，所述第九透镜L9为单凸型正透镜，进一步减小球差，所述第十透镜L10为弯月形负透镜且与所述第九透镜L9间隔设置，第十透镜L10用于帮助光线达到需要的像面高度，同时弯月形的形状也有利于场曲的校正。

进一步，在本发明的一些实施例中，所述第七透镜L7采用低色散的ED材料，可以有效降低色差。

在本发明的一些实施例中，所述第一固定透镜组G1、第一调焦透镜组G2、第二调焦透镜组G3、第二固定透镜组G4皆采用玻璃镜片，此全玻璃组合，具有很好的温度稳定性。

此外，在本发明的一些实施例中，所述第二固定透镜组G4与像侧之间设置有滤光片组和/或保护玻璃滤光片能衰减一部分长波和杂散光，防止感光芯片受到红外线的干扰，从而使图像像质清晰，色彩亮丽；保护玻璃可以保护芯片免受外力的直接破坏。

在本发明的一些实施例中，通过尽量少设置渐晕或不设置渐晕，使周边视场光线尽量多的通过镜头到达芯片表面，从而使得镜头获得较高的相对照度，保证像面亮度的整体均匀性和通透性。在本发明的一些实施例中，所述大光圈长焦镜头的焦距F＝85mm，光圈值FNO＝1.5，视场角为28.8°。

以下本方案具体的实施例来说明该大光圈长焦镜头。具体符合上述条件的各实施例的参数如下表所示：半径R、厚度的单位均为毫米。

表1

通过适当的调节D1、D2、D3的距离，可以实现从无穷远对焦到2.5m，在整个物距范围内都能够清晰成像，并且保证像面的位置不发生变化，镜头的总长度也不发生变化。其中，D1、D2、D3分别为第一固定透镜组G1与第一调焦透镜组G2的间距、第一调焦透镜组G2与第二调焦透镜组G3的间距、第二调焦透镜组G3与第二固定透镜组G4的间距。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种大光圈长焦镜头，其特征在于，包括自物侧到像侧依次间隔设置的：第一固定透镜组(G1)、第一调焦透镜组(G2)、光阑(STO)、第二调焦透镜组(G3)、第二固定透镜组(G4)，且满足以下关系式：

1.1≤F1/F≤2；

-0.9≤F2/F≤-0.6；

0.3≤F3/F≤0.5；

-0.9≤F4/F≤-0.5；

10≤F/L≤11；

其中，F为所述大光圈长焦镜头的焦距，F1为所述第一固定透镜组(G1)的焦距，F2为所述第一调焦透镜组(G2)的焦距，F3为所述第二调焦透镜组(G3)的焦距，F4为所述第二固定透镜组(G4)的焦距，L为所述大光圈长焦镜头的光学总长。

2.根据权利要求1所述的一种大光圈长焦镜头，其特征在于：所述第一固定透镜组(G1)包括沿光轴依次设置的：第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)，所述第一透镜(L1)为弯向所述光阑(STO)的正透镜，所述第二透镜(L2)与所述第三透镜(L3)为双胶合透镜。

3.根据权利要求2所述的一种大光圈长焦镜头，其特征在于：所述第二透镜(L2)为超低色散材料的正透镜。

4.根据权利要求1所述的一种大光圈长焦镜头，其特征在于：所述第一调焦透镜组(G2)包括第四透镜(L4)，所述第四透镜(L4)为双凹型负透镜。

5.根据权利要求1所述的一种大光圈长焦镜头，其特征在于：所述第二调焦透镜组(G3)包括沿光轴依次设置的：第五透镜(L5)、第六透镜(L6)，所述第五透镜(L5)、第六透镜(L6)皆为双凸型正透镜。

6.根据权利要求1所述的一种大光圈长焦镜头，其特征在于：所述第二固定透镜组(G4)包括沿光轴依次设置的：第七透镜(L7)、第八透镜(L8)、第九透镜(L9)、第十透镜(L10)，所述第七透镜(L7)为双凸型正透镜，所述第八透镜(L8)为双凹型负透镜且与所述第七透镜(L7)组成双胶合透镜，所述第九透镜(L9)为单凸型正透镜，所述第十透镜(L10)为弯月形负透镜且与所述第九透镜(L9)间隔设置。

7.根据权利要求6所述的一种大光圈长焦镜头，其特征在于：所述第七透镜(L7)采用低色散的ED材料。

8.根据权利要求1所述的一种大光圈长焦镜头，其特征在于：所述第一固定透镜组(G1)、第一调焦透镜组(G2)、第二调焦透镜组(G3)、第二固定透镜组(G4)皆采用玻璃镜片。

9.根据权利要求1所述的一种大光圈长焦镜头，其特征在于：所述第二固定透镜组(G4)与像侧之间设置有滤光片组和/或保护玻璃。

10.根据权利要求1所述的一种大光圈长焦镜头，其特征在于：所述大光圈长焦镜头的焦距F＝85mm，光圈值FNO＝1.5，视场角为28.8°。

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