CN205720849U - 一种大光圈广角微距镜头 - Google Patents

Abstract

一种大光圈广角微距镜头，涉及数码相机和摄像机镜头，从物体侧起至像面侧依次由第一透镜组G1，第二透镜组G2，第三透镜组G3组至少三个部分组成，物体从无穷远向近距离移动时，上述的第一透镜组G1固定，第二透镜组G2和第三透镜组G3移动，实现合焦，且满足以下条件式的超广角微镜头；1.2≤(|F12|+S)/LB≤2.5(1)；0.8≤(|F12|+S)/(tanω×LB)≤1.3(2)；其中，F12：无限远时，第一镜片组G1和第二镜片组G2的合成后的焦距；S：无限远状态时,第一透镜组物体侧最前端面到光阑的距离；LB：无限远状态下，最靠近像面的面到像面的距离；ω:光学系的半画角的角度。提供一种小型化，高性能，低成本，画角超过110度的超广角镜头。

Description

一种大光圈广角微距镜头

技术领域：

本实用新型是一种全画角超过110度的广角镜头，可以广泛的应用于数码相机镜头，摄像机镜头，尤其是单反相机镜头等领域。

背景技术：

目前，公知的画角超过100度的广角镜头的都是以负的屈光度开始的结构比较多，比如公知的日本特开2011-102871号专利，从物体一侧起，由负的屈光度第一镜片组，正屈光度第二镜片组和正屈光度第三镜片组构成，物体从无穷远向近距离移动时，第二镜片组向像面方向，第三镜片组向物体方向移动实现合焦，但是第一镜片组和第二镜片组的数量较多，尤其是第二对焦数量过多，导致镜片重量过大，对焦负荷大，对焦速度不宜保证，且因为镜片过多，镜头的体积大，成本高。不能说是一个小型化高性能的广角镜头。

还有公知的日本特开特开2013-20073号专利，从物体一侧起，由负的屈光度第一镜片组，负屈光度第二镜片组和正屈光度第三镜片组构成，物体从无穷远向近距离移动时，第二组镜片组向物方移动实现合焦。由于需要保证合焦移动的空间需要，第一组镜片和第二组镜片的需要足够空间，因为超广角的画角很大，就导致了第一组镜片的口径非常庞大，无法做到小型化超广角。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有的技术缺陷，本实用新型将提供一种小型化，高性能，低成本的大光圈广角微距镜头。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种大光圈广角微距镜头，其特征在于：

从物体侧起至像面侧依次由负屈光度的第一透镜组G1，正屈光度或负屈光度的第二透镜组G2，正屈光度的第三透镜组G3组至少三个部分组成，物体从无穷远向近距离移动时，上述的第一透镜组G1固定，第二透镜组G2和第三透镜组G3移动，实现合焦，且满足以下条件式的超广角微镜头；

1.2≤(|F12|+S)/LB≤2.5 (1)

0.8≤(|F12|+S)/(tanω×LB)≤1.3 (2)

其中，

F12：无限远时，第一镜片组G1和第二镜片组G2的合成后的焦距；

S：无限远状态时,第一透镜组物体侧最前端面到光阑的距离；

LB：无限远状态下，最靠近像面的面到像面的距离；

ω:光学系的半画角的角度。

进一步满足条件式(3)；

0.2≤(D23+|F12|)/(tanω×LB)≤0.6 (3)

其中，

D23：无限远状态,第二透镜组和第三透镜组的间隔。

进一步满足条件式(4)；

0.5≤F1/|F12|≤2 (4)

其中，

F1：第一透镜组中正透镜的焦距。

所述的第一透镜组G1最靠近像面的面为非球面,

进一步所述的非球面面型满足条件式(5),(6)；

1.8≤G2R/SG10≤3 (5)

5≤G2R/SG5≤10 (6)

其中，如图7所示，

G2R：第一镜片组最靠近像面一侧的面的近轴曲率半径；

SG5：第一镜片组最靠近像面一侧的面，从光轴中心开始到有效口径为此面的曲率半径G2R/2时的弧高；

SG10：第一镜片组最靠近像面一侧的面，从光轴中心开始到有效口径为此面的曲率半径G2R时的弧高。

全画角的角度超过110度。

条件式的解释：

如果超过条件式(1)的上限的话，第一镜片组焦距过长，或者光阑离第一镜片组距离过远，在实现大角度画角的时候，第一组镜片的口径将变得很大，不利于小型化的实现。如果超过条件式(1)的下限的话，虽然能够实现小型化，但是由于第一镜片组的屈光度过强，或者光阑距离第一组太近，会导致像差矫正非常困难，很难得到高性能的广角效果。

如果超过条件式(2)的上限的话，第一镜片组焦距过长，或者光阑离第一镜片组距离过远，在实现大角度画角的时候，第一组镜片的口径将变得很大，不利于小型化的实现。如果超过条件式(1)的下限的话，虽然能够实现小型化，但是由于第一镜片组的屈光度过强，或者光阑距离第一组太近，会导致像差矫正非常困难，很难得到高性能的广角效果。

如果超过条件式(3)的上限的话，第一镜片组的屈光度过弱，或者第二和第三镜片组的间隔过大，这样就会导致超广的画角和小型化很难同时实现，反之，如果超过条件式(3)的下限时，虽然超广的画角容易实现，但是第一透镜组的屈光度过强，会导致相差矫正困难，镜片增多，成本增加。

如果超过条件式(4)的上限的话，第一透镜组的负透镜屈光度就会过弱，导致第二组透镜组的相差矫正困难，无限远和近距离不能同时很好的矫正，反之，如果超过条件式(4)的下限的话，导致第二透镜组屈光度过弱，合焦移动量过大，就会导致合焦距离不够无法实现小型化。

如果超过条件式(5)的上限的话，第一镜片组的像面侧的非球面的补正过度，虽然畸变像差能很好的矫正，但是会产生过多的像散和慧差等其他像差的产生，反之，如果超过条件式(5)的下限的话，第一镜片组的像面侧的非球面的补正不足，需要更多的镜片来补正畸变等其他像差，无法实现小型化，高性能化。

如果超过条件式(6)的上限的话，第一镜片组的像面侧的非球面的补正过度，虽然畸变像差能很好的矫正，但是会产生过多的像散和慧差等其他像差的产生，反之，如果超过条件式(5)的下限的话，第一镜片组的像面侧的非球面的补正不足，需要更多的镜片来补正畸变等其他像差，无法实现小型化，高性能化。

本实用新型的有益效果是：提供一种小型化，高性能，低成本，画角超过110度的超广角镜头。

附图说明：

图1为本实用新型第一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型第一实施例的像差以及色差示意图。

图3为本实用新型第二实施例的结构示意图。

图4为本实用新型第二实施例的像差以及色差示意图。

图5为本实用新型第三实施例的结构示意图。

图6为本实用新型第三实施例的像差以及色差示意图。

图7为第一镜片组最靠近像面一侧的面的弧高与曲率半径示意图。

具体实施方式：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

第一实施例

如图1所示，第一实施例的超广角镜头从物体侧依次包括，负屈光度的第一透镜组G1，负屈光度的第二透镜组G2和具有正屈光度的第三透镜组G3组成。

第一实施例的无穷远，最大摄影倍率时的球面像差，场曲像差，畸变像差以及倍率色差如图2所示。

第一实施例的数据如下。

R(mm):各个面的曲率半径

D(mm):各镜片间隔和镜片厚度

Nd：d线的各个玻璃的折射率

Vd:玻璃的阿贝数

焦点距离：14.45

Fno：2.87

半画角ω：56.5

非球面

K

4(B)

6(C)

8(D)

10(E)

12(F)

3

-0.0433

3.85146e-005

-2.74884e-007

4.22706e-010

-5.42847e-013

-1.03343e-015

4

-0.4853

1.54141e-005

-3.80388e-007

-1.97332e-009

1.06864e-011

-1.69260e-014

25

0.3308

1.89790e-005

9.88484e-009

1.92025e-010

-1.17296e-012

3.14002e-015

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

$z=\frac{(1/r)y^2}{1+\sqrt{1-(1+K){(y/r)}^2}}+A4y^4+A6y^6+A8y^8+A\mathrm{10}{y}^{\mathrm{10}}+A\mathrm{12}{y}^{\mathrm{12}}$

第二实施例

如图3所示，第二实施例的超广角镜头从物体侧依次包括，负屈光度的第一透镜组G1，负屈光度的第二透镜组G2和具有正屈光度的第三透镜组G3组成。

第二实施例的无穷远，最大摄影倍率时的球面像差，场曲像差，畸变像差以及倍率色差如图4所示。

第二实施例的数据如下。

R(mm):各个面的曲率半径

D(mm):各镜片间隔和镜片厚度

Nd：d线的各个玻璃的折射率

Vd:玻璃的阿贝数

焦点距离：12.5

Fno：2.87

半画角ω：60.1

非球面

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

$z=\frac{(1/r)y^2}{1+\sqrt{1-(1+K){(y/r)}^2}}+A4y^4+A6y^6+A8y^8+A\mathrm{10}{y}^{\mathrm{10}}+A\mathrm{12}{y}^{\mathrm{12}}$

第三实施例

如图5所示，第三实施例的超广角镜头从物体侧依次包括，负屈光度的第一透镜组G1，正屈光度的第二透镜组G2和具有正屈光度的第三透镜组G3组成。

第三实施例的无穷远，最大摄影倍率时的球面像差，场曲像差，畸变像差以及倍率色差如图6所示。

第三实施例的数据如下。

R(mm):各个面的曲率半径

D(mm):各镜片间隔和镜片厚度

Nd：d线的各个玻璃的折射率

Vd:玻璃的阿贝数

焦点距离：12.34

Fno：2.87

半画角ω：65.3

非球面

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

$z=\frac{(1/r)y^2}{1+\sqrt{1-(1+K){(y/r)}^2}}+A4y^4+A6y^6+A8y^8+A\mathrm{10}{y}^{\mathrm{10}}+A\mathrm{12}{y}^{\mathrm{12}}$

条件式总结表

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种大光圈广角微距镜头，其特征在于：

从物体侧起至像面侧依次由负屈光度的第一透镜组G1，正屈光度或负屈光度的第二透镜组G2，正屈光度的第三透镜组G3组至少三个部分组成，物体从无穷远向近距离移动时，上述的第一透镜组G1固定，第二透镜组G2和第三透镜组G3移动，实现合焦，且满足以下条件式的超广角微镜头；

1.2≤(|F12|+S)/LB≤2.5 (1)

0.8≤(|F12|+S)/(tanω×LB)≤1.3 (2)

其中，

F12：无限远时，第一镜片组G1和第二镜片组G2的合成后的焦距；

S：无限远状态时,第一透镜组物体侧最前端面到光阑的距离；

LB：无限远状态下，最靠近像面的面到像面的距离；

ω:光学系的半画角的角度。

2.根据权利要求1所述的大光圈广角微距镜头，其特征在于：满足条件式(3)；

0.2≤(D23+|F12|)/(tanω×LB)≤0.6 (3)

其中，

D23：无限远状态,第二透镜组和第三透镜组的间隔。

3.根据权利要求1或2所述的大光圈广角微距镜头，其特征在于：满足条件式(4)；

0.5≤F1/|F12|≤2 (4)

其中，

F1：第一透镜组中正透镜的焦距。

4.根据权利要求1或2所述的大光圈广角微距镜头，其特征在于：所述的第一透镜组G1最靠近像面的面为非球面。

5.根据权利要求4所述的大光圈广角微距镜头，其特征在于：所述的非球面面型满足条件式(5),(6)；

1.8≤G2R/SG10≤3 (5)

5≤G2R/SG5≤10 (6)

其中，

G2R：第一镜片组最靠近像面一侧的面的近轴曲率半径；

SG5：第一镜片组最靠近像面一侧的面，从光轴中心开始到有效口径为此面的曲率半径G2R/2时的弧高；

SG10：第一镜片组最靠近像面一侧的面，从光轴中心开始到有效口径为此面的曲率半径G2R时的弧高。

6.根据权利要求1所述的大光圈广角微距镜头，其特征在于：全画角的角度超过110度。