CN205263388U - 一种高倍变焦镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高倍变焦镜头，适于将物方的物体成像于像方的一成像面上，从物方至像方，所述变焦镜头包括：第一透镜组，具有正折射力；第二透镜组，具有负折射力；第三透镜组，具有正折射力；第三透镜组从物方至像方依次包括具有正折射力的透镜组和具有负折射力的透镜组，具有负折射力的透镜组沿垂直于光轴方向移动；第四透镜组，具有正折射力；本实用新型的高倍变焦镜头设置分别具有正、负、正、正折射力的四组透镜组群，通过各组透镜沿分别沿光轴方向移动，来实现改变放大倍率。配合严格设计透镜组及其子透镜的光学参数，本实用新型高倍变焦系统实现了镜头尺寸减小，生产成本降低，同时具有较高的成像性能。

Description

一种高倍变焦镜头

技术领域

本实用新型专利涉及一种变焦镜头，特指一种高倍变焦镜头。

背景技术

近年来，放大倍率超过10的高倍变焦镜头被用来替代单反照相机的镜头。这样的变焦镜头要求具有高成像性能，同时要求结构紧凑，价格低。由于近年来单反相机的兴起，对业余用户来说，变焦镜头的性能要求也在不断提高。

由于高倍变焦透镜包括多个透镜组以及移动透镜组所需的机械装置，因此，高倍变焦镜头比定焦镜头要大。从便携和易于握持角度来说，要求镜筒直径减小，导致结构紧凑的变焦镜头的需求很高。另一方面，一个具有高成像性能的成像系统，在保持较高的成像质量的同时，可以通过选择便宜的镜头材料来节约成本，。

近年来，具有全时手动功能的变焦镜头逐渐流行。当摄像机处于自动对焦模式中时，全时手动功能可以快速切换至手动对焦模式来应对聚焦环的旋转。

为了满足上述新的功能，变焦镜头的光学系统设计也变得越来越复杂。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种高倍变焦镜头。在保证高成像质量的同时，实现了尺寸的减小和成本的降低。

本实用新型采用的技术方案是：

一种高倍变焦镜头，适于将物方的物体成像于像方的一成像面上，所述变焦镜头包括：

第一透镜组，配置于所述物方与所述像方之间，具有正折射力；

第二透镜组，配置于所述第一透镜组与所述像方之间，具有负折射力；

第三透镜组，配置于所述第二透镜组与所述像方之间，具有正折射力；第三透镜组从物方至像方依次包括具有正折射力的透镜组和具有负折射力的透镜组；

第四透镜组，配置于所述第三透镜组与所述像方之间，具有正折射力；

所述四个透镜组均为可移动透镜组。

进一步，所述变焦镜头还包括一个固定在第三透镜组朝向物方一侧的光阑。

进一步，所述第一、二、三、四透镜组均为至少一个单透镜，或至少一组胶合透镜，或至少一个单透镜与胶合透镜的组合。

进一步，所述第一透镜组从物方到像方依次包括：负透镜、正透镜、正透镜，且所述负透镜和正透镜构成胶合透镜；

所述第二透镜组从物方到像方依次包括：负弯月形透镜、负透镜、正透镜、负透镜；

第三透镜组中，所述透镜组从物方到像方依次包括：正透镜、正透镜、负弯月透镜；所述透镜组从物方到像方依次包括：非球面透镜、负透镜和正弯月形透镜，且负透镜和正弯月形透镜构成胶合透镜；

所述第四透镜组从物方到像方依次包括：具有弱正折射力的非球面弯月形透镜、正透镜、负透镜、正透镜。

进一步，负透镜、非球面透镜和非球面弯月形透镜均为树脂材质，其他透镜为玻璃材质。

本实用新型的高倍变焦系统从广角端到摄远端变焦过程中，所有透镜组都在移动，第一透镜组与第二透镜组间的间距增大，第二透镜组与第三透镜组间的间距减小，第三透镜组与第四透镜组间的间距减小，以实现改变放大倍率。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的高倍变焦镜头设置分别具有正、负、正、正折射力的四组透镜组群，通过各组透镜沿分别沿光轴方向移动，来实现改变放大倍率。

2、第三透镜组包含一个沿垂直光轴方向移动的透镜组，起到振动补偿功能。

3、本实用新型的高倍变焦镜头包含两个胶合透镜，使装配精度得到提高。

4、从广角端到摄远端变焦过程中，所有透镜组都可移动，可以实现15倍变焦。

5、配合严格设计透镜组及其子透镜的光学参数，本实用新型高倍变焦系统实现了镜头尺寸减小，生产成本降低，同时具有较高的成像性能。

附图说明

图1是本实用新型的广角端剖视示意图；

图2是本实用新型的中间焦段剖视示意图；

图3是本实用新型的摄远端剖视示意图；

图4是本实用新型的广角端场曲示意图；

图5是本实用新型的中间焦段场曲示意图；

图6是本实用新型的摄远端场曲示意图；

图7是本实用新型的广角端衍射MTF(调制传递函数)示意图；

图8是本实用新型的中间焦段衍射MTF(调制传递函数)示意图；

图9是本实用新型的摄远端衍射MTF(调制传递函数)示意图。

图中：G1-第一透镜组，G2-第二透镜组，G3-第三透镜组，G4-第四透镜组，G3a-具有正折射力的透镜组，G3b-具有负折射力的透镜组，11-负透镜，12-正透镜，13-正透镜，21-负弯月形透镜，22-负透镜，23-正透镜，24-负透镜，31-正透镜，32-正透镜，33-负弯月透镜，34-负透镜，35-正弯月形透镜，36-非球面透镜，41-非球面弯月形透镜，42-正透镜，43-负透镜，44-正透镜，SP-光阑

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

一种高倍变焦镜头，适于将物方的物体成像于像方的一成像面上，其特征在于，从物方至像方，所述变焦镜头包括：

第一透镜组，配置于所述物方与所述像方之间，具有正折射力；

第二透镜组，配置于所述第一透镜组与所述像方之间，具有负折射力；

第三透镜组，配置于所述第二透镜组与所述像方之间，具有正折射力；第三透镜组从物方至像方依次包括具有正折射力的透镜组G3a和具有负折射力的透镜组G3b；

第四透镜组，配置于所述第三透镜组与所述像方之间，具有正折射力；

所述四个透镜组均为可移动透镜组，且所述第一、二、三、四透镜组均为至少一个单透镜，或至少一组胶合透镜，或至少一个单透镜与胶合透镜的组合。

进一步，所述变焦镜头还包括一个固定在第三透镜组朝向物方一侧的光阑SP。

下面是各透镜组的构成：

所述第一透镜组从物方到像方依次包括：负透镜11、正透镜12、正透镜13，且所述负透镜11和正透镜12构成胶合透镜；

所述第二透镜组从物方到像方依次包括：负弯月形透镜21、负透镜22、正透镜23、负透镜24；

第三透镜组中，所述透镜组G3a从物方到像方依次包括：正透镜31、正透镜32、负弯月透镜33；所述透镜组G3b从物方到像方依次包括：非球面透镜36、负透镜34和正弯月形透镜35，且负透镜34和正弯月形透镜35构成胶合透镜；

所述第四透镜组从物方到像方依次包括：具有弱正折射力的非球面弯月形透镜41、正透镜42、负透镜43、正透镜44。

上述各透镜中，负透镜22、非球面透镜36和非球面弯月形透镜41均为树脂材质，其他透镜为玻璃材质。

图1-3为本实用新型的广角端，中间焦段、摄远端的变焦位置剖视示意图，一种高倍变焦镜头，从物方至像方依次排列有具有正折射力的第一透镜组G1、具有负折射力的第二透镜组G2、具有正折射力的第三透镜组G3、具有正折射力的第四透镜组G4；所述第三透镜组G3包括透镜组具有正折射力的G3a和具有负折射力的透镜组G3b；透镜组G3b沿垂直于光轴方向移动进行振动补偿。

从广角端到摄远端变焦过程中，所有透镜组都在移动，第一透镜组G1与第二透镜组G2间的间距增大，第二透镜组G2与第三透镜组G3间的间距减小，第三透镜组G3与第四透镜组G4间的间距减小，以实现改变放大倍率。

进一步，第一、二、三、四透镜组均为至少一个单透镜，或至少一组胶合透镜，或至少一个单透镜与胶合透镜的组合。

如图1所示，本实用新型高倍变焦镜头的第一透镜组G1从物方起依次包括：负透镜11、正透镜12、正透镜13，所述透镜11和透镜12构成胶合透镜；

如图1所示，本实用新型高倍变焦镜头的第二透镜组G2从物方起依次包括：负弯月形透镜21、负透镜22、正透镜23、负透镜24；

如图1所示，本实用新型高倍变焦镜头的第三透镜组G3从物方起依次包括：透镜组G3a和透镜组G3b；所述透镜组G3a从物方起依次包括：正透镜31、正透镜32、负弯月透镜33；所述透镜组G3b从物方起依次包括：非球面透镜36、负透镜34和正弯月形透镜35构成胶合透镜；

如图1所示，本实用新型高倍变焦镜头的第四透镜组G4从物方起依次包括：具有弱正折射力的非球面弯月形透镜41、正透镜42、负透镜43、正透镜44。

从图4-6可见，该变焦镜头在短焦、中焦、长焦情况下的畸变曲线图可以看出，全视场畸变适中具有较好的成像质量，都是在45度角以内具有很好的效果，能够满足用户图像拍摄要求。

从图7-9可见，该变焦镜头在短焦、中焦、长焦情况下，空间频率适合时的MTF曲线图可以看出，全视场调制传递函数适中具有较好的成像质量，所有的曲线均在30％以上具有很好的成像质量，能够满足用户图像拍摄要求。

本实用新型的实施例为该高倍变焦镜头物距为无穷远时，实现15倍变焦，其中9mm≤焦距≤135mm。

表1为第一透镜组，第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组各子透镜及其间隔、以及光阑SP等光学元件的具体光学参数。

表1

表2为本实用新型实施例物距为无穷远时，在广角端，中间焦段、摄远端的F数、焦距、半视场角、以及透镜组之间的间隔D(5)、D(13)、D(24)、D(32)。

表2

表3为各非球面的参数。

表3

本实用新型应用了具体个例对本实用新型的原理和实施方式进行了阐述，所要说明的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高倍变焦镜头，适于将物方的物体成像于像方的一成像面上，其特征在于，所述变焦镜头包括：

第一透镜组，配置于所述物方与所述像方之间，具有正折射力；

第二透镜组，配置于所述第一透镜组与所述像方之间，具有负折射力；

第三透镜组，配置于所述第二透镜组与所述像方之间，具有正折射力；第三透镜组从物方至像方依次包括具有正折射力的透镜组(G3a)和具有负折射力的透镜组(G3b)；

第四透镜组，配置于所述第三透镜组与所述像方之间，具有正折射力；

所述四个透镜组均为可移动透镜组。

2.根据权利要求1所述一种高倍变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头还包括一个固定在第三透镜组朝向物方一侧的光阑。

3.根据权利要求1所述一种高倍变焦镜头，其特征在于，所述透镜组(G3b)沿垂直于光轴方向移动。

4.根据权利要求1所述一种高倍变焦镜头，其特征在于，所述第一、二、三、四透镜组均为至少一个单透镜，或至少一组胶合透镜，或至少一个单透镜与胶合透镜的组合。

5.根据权利要求1所述一种高倍变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组从物方到像方依次包括：负透镜(11)、正透镜(12)、正透镜(13)，且所述负透镜(11)和正透镜(12)构成胶合透镜；

所述第二透镜组从物方到像方依次包括：负弯月形透镜(21)、负透镜(22)、正透镜(23)、负透镜(24)；

第三透镜组中，所述透镜组(G3a)从物方到像方依次包括：正透镜(31)、正透镜(32)、负弯月透镜(33)；所述透镜组(G3b)从物方到像方依次包括：非球面透镜(36)、负透镜(34)和正弯月形透镜(35)，且负透镜(34)和正弯月形透镜(35)构成胶合透镜；

所述第四透镜组从物方到像方依次包括：具有弱正折射力的非球面弯月形透镜(41)、正透镜(42)、负透镜(43)、正透镜(44)。

6.根据权利要求5所述一种高倍变焦镜头，其特征在于，负透镜(22)、非球面透镜(36)和非球面弯月形透镜(41)均为树脂材质，其他透镜为玻璃材质。