CN221149028U - 一种全画幅相机镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全画幅相机镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一镜组、光阑、第二镜组、第三镜组和第四镜组；第一镜组的光焦度为正光焦度，第二镜组的光焦度为正光焦度，第三镜组的光焦度为负光焦度，第四镜组的光焦度为正光焦度；合焦过程中第三镜组沿光轴向着像侧方向移动，第一镜组、第二镜组、第四镜组相对于像面位置保持不变；其中，第一镜组的光焦度ΦG1与第四镜组的光焦度ΦG4之间满足以下关系式：5.5<(ΦG1/ΦG4)<8.5；第一镜组与第四镜组之间的间隔GG14满足以下关系式：45mm<GG14<55mm。该镜头能够在全视场≥62°的情况下，保证|畸变|≤1％，并通过移动第三镜组实现对焦，在物距无穷远到近景物距拥有高像质，并且全视场各波长的垂轴色差≤0.01mm，改善了紫边现象。

Description

一种全画幅相机镜头

技术领域

本实用新型涉及光学镜头技术领域，尤其涉及一种全画幅相机镜头。

背景技术

随着社会的发展，国内出现越来越多的摄影爱好者。如今，人们对镜头的性能和品质要求越来越高，同时又为了降低摄影门槛，需要高性价比的镜头。目前，众多摄影爱好者喜欢使用微单相机，微单相机一般使用全画幅成像系统，这给摄影爱好者带来了较好的摄影体验。但是目前的全画幅成像系统中的镜头还存在畸变较大、像差较大、紫边等问题，无法完全还原真实景象，最终影响拍摄画面的质量，降低了摄影爱好者的满意度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种全画幅相机镜头，以解决相关技术中镜头存在的畸变较大、像差较大、紫边等问题。

为解决上述问题，本实用新型提出了一种全画幅相机镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一镜组、光阑、第二镜组、第三镜组和第四镜组；所述第一镜组的光焦度为正光焦度，所述第二镜组的光焦度为正光焦度，所述第三镜组的光焦度为负光焦度，所述第四镜组的光焦度为正光焦度；合焦过程中第三镜组沿光轴向着像侧方向移动，第一镜组、第二镜组、第四镜组相对于像面位置保持不变；

其中，所述第一镜组的光焦度ΦG1与所述第四镜组的光焦度ΦG4之间满足以下关系式：5.5<(ΦG1/ΦG4)<8.5；

所述第一镜组与所述第四镜组之间的间隔GG14满足以下关系式：45mm<GG14<55mm。

可选地，所述第一镜组包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其中，所述第四透镜与所述第五透镜形成胶合透镜；

所述第一透镜为凸向物方的弯月负透镜，所述第二透镜为双凹负透镜，所述第三透镜为双凸正透镜，所述第四透镜为双凸正透镜，所述第五透镜为凸向物方的弯月正透镜。

可选地，所述第一透镜的光焦度Φ1、所述第二透镜的光焦度Φ2、所述第三透镜的光焦度Φ3、所述第四透镜4的光焦度Φ4和所述第五透镜5的光焦度Φ5满足以下关系式：-1.3<(Φ1+Φ2+Φ3)/(Φ4+Φ5)<-1.0。

可选地，所述第一透镜的色散值Vd1、所述第二透镜的色散值Vd2、所述第三透镜的色散值Vd3，满足以下关系式：Vd1≥70，|Vd2-Vd3|≥38。

可选地，所述第二透镜与所述第三透镜形成胶合透镜。

可选地，所述第二镜组包括沿光轴从物方到像方依次排列的第六透镜、第七透镜和第八透镜，其中，所述第六透镜为双凹负透镜，所述第七透镜为双凸正透镜，所述第八透镜为非球面双凸正透镜，其中，所述第六透镜和所述第七透镜形成胶合透镜。

可选地，所述第六透镜的色散值Vd6、所述第七透镜的色散值Vd7，满足以下关系式：|Vd6-Vd7|≥52。

可选地，所述第三镜组包括第九透镜，所述第九透镜为双凹非球面负透镜；

所述第八透镜的光焦度Φ8与所述第九透镜的光焦度Φ9，满足以下关系式：-0.5<(Φ8/Φ9)<-0.45。

可选地，所述第四镜组包括沿光轴从物方到像方依次排列的第十透镜和第十一透镜；其中，所述第十透镜为双凸正透镜，第十一透镜为双凹负透镜。

可选地，所述光阑位于所述全画幅相机镜头的中间位置，所述第一镜组的光焦度ΦG1、所述第二镜组的光焦度ΦG2、所述第三镜组的光焦度ΦG3、所述第四镜组的光焦度ΦG4满足以下关系式：0.45<(ΦG2+ΦG3+ΦG4)/ΦG1<0.5。

根据本实用新型提出的全画幅相机镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一镜组、光阑、第二镜组、第三镜组和第四镜组；第一镜组的光焦度为正光焦度，第二镜组的光焦度为正光焦度，第三镜组的光焦度为负光焦度，第四镜组的光焦度为正光焦度；合焦过程中第三镜组沿光轴向着像侧方向移动，第一镜组、第二镜组、第四镜组相对于像面位置保持不变；其中，第一镜组的光焦度ΦG1与第四镜组的光焦度ΦG4之间满足以下关系式：5.5<(ΦG1/ΦG4)<8.5；第一镜组与第四镜组之间的间隔GG14满足以下关系式：45mm<GG14<55mm。该镜头能够在全视场≥62°的情况下，保证|畸变|≤1％，并通过移动第三镜组实现对焦，在物距无穷远到近景物距拥有高像质，并且全视场各波长的垂轴色差≤0.01mm，改善了紫边现象。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提出的全画幅相机镜头的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提出的全画幅相机镜头的结构示意图；

图3为实施例一提出的全画幅相机镜头垂轴色差图；

图4为实施例一提出的全画幅相机镜头场曲图；

图5为实施例一提出的全画幅相机镜头畸变图

图6为实施例一提出的全画幅相机镜头MTF曲线图；

图7是本实用新型实施例二提出的全画幅相机镜头的结构示意图；

图8为实施例二提出的全画幅相机镜头垂轴色差图；

图9为实施例二提出的全画幅相机镜头场曲图；

图10为实施例二提出的全画幅相机镜头畸变图

图11为实施例二提出的全画幅相机镜头MTF曲线图；

图12是本实用新型实施例三提出的全画幅相机镜头的结构示意图；

图13为实施例三提出的全画幅相机镜头垂轴色差图；

图14为实施例三提出的全画幅相机镜头场曲图；

图15为实施例三提出的全画幅相机镜头畸变图

图16为实施例三提出的全画幅相机镜头MTF曲线图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

图1是本实用新型提出的全画幅相机镜头的结构示意图。如图1所示，该全画幅相机镜头包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一镜组G1、光阑STO、第二镜组G2、第三镜组G3和第四镜组G4；第一镜组G1的光焦度为正光焦度，第二镜组G2的光焦度为正光焦度，第三镜组G3的光焦度为负光焦度，第四镜组G4的光焦度为正光焦度；合焦过程中第三镜组G3沿光轴向着像侧方向移动，第一镜组G1、第二镜组G2、第四镜组G4相对于像面位置保持不变；还包括位于像侧的平板玻璃12。

其中，第一镜组G1的光焦度ΦG1与第四镜组G4的光焦度ΦG4之间满足以下关系式：5.5<(ΦG1/ΦG4)<8.5；第一镜组G1与第四镜组G4之间的间隔GG14满足以下关系式：45mm<GG14<55mm。由此，通过设置第一镜组G1与第四镜组G4之间设置间隔，以及第一镜组G1和第二镜组G2之间的正负光焦度搭配，使得第四镜组G4的光线高度足够小，对光学系统整体光焦度的贡献低，有利于减小该镜头的场曲，使得拍摄的画面平坦不失真。

可选地，第一镜组G1包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，其中，第四透镜4与第五透镜5形成胶合透镜；

第一透镜1为凸向物方的弯月负透镜，第二透镜2为双凹负透镜，第三透镜3为双凸正透镜，第四透镜4为双凸正透镜，第五透镜5为凸向物方的弯月正透镜。

可选地，第一透镜1的光焦度Φ1、第二透镜2的光焦度Φ2、第三透镜3的光焦度Φ3、第四透镜4的光焦度Φ4和第五透镜5的光焦度Φ5满足以下关系式：-1.3<(Φ1+Φ2+Φ3)/(Φ4+Φ5)<-1.0。

进而，通过上述设置，使得第一镜组G1能够先将大视场光线收进镜头内，再经过正透镜将光线口径收拢补偿回F1.8光圈口径，以此获得较大视场角。

可选地，第一透镜1的色散值Vd1、第二透镜2的色散值Vd2、第三透镜3的色散值Vd3，满足以下关系式：Vd1≥70，|Vd2-Vd3|≥38。由此，通过上述设置，有利于改善色差，并一定程度地减小光线经过第一透镜1产生的球差。

可选地，第二透镜2与第三透镜3形成胶合透镜。若将第二透镜2与第三透镜3组成胶合镜片，能进一步缩减色差，甚至使波长486mm、587mm的光线接近衍射极限。

可选地，第二镜组G2包括沿光轴从物方到像方依次排列的第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8，其中，第六透镜6为双凹负透镜，第七透镜7为双凸正透镜，第八透镜8为非球面双凸正透镜，其中，第六透镜6和第七透镜7形成胶合透镜。从第一镜组G1出射的光线，经光阑STO入射至第二镜组G2，仍带有残余的色差。采用将第六透镜6与第七透镜7胶合的方式，能够平衡残余色差。

可选地，第六透镜6的色散值Vd6、第七透镜7的色散值Vd7，满足以下关系式：|Vd6-Vd7|≥52。

可选地，第三镜组G3包括第九透镜9，第九透镜9为双凹非球面负透镜；第八透镜8的光焦度Φ8与第九透镜9的光焦度Φ9，满足以下关系式：-0.5<(Φ8/Φ9)<-0.45。其中，第八透镜8拥有正的光焦度并利用非球面的特点，将大角度入射的轴外视场光线收拢为小角度出射，限制光线高度。各视场光线更加平滑地进入第三镜组G3，在对焦范围内，轴外视场光线高度变化幅度小，保证了不同物距下成像的平滑性和稳定性。第九透镜9的物方非球面表面配合第八透镜8的像方非球面表面，优化轴上球差以及彗差、像散等轴外像差。通过两枚非球面镜片优化轴外光线，周边视场MTF提升，边缘视场像质得到较大改善。

可选地，第四镜组G4包括沿光轴从物方到像方依次排列的第十透镜10和第十一透镜11；其中，第十透镜10为双凸正透镜，第十一透镜11为双凹负透镜。能够达到校正场曲的作用。

可选地，光阑STO位于全画幅相机镜头的中间位置，第一镜组G1的光焦度ΦG1、第二镜组G2的光焦度ΦG2、第三镜组G3的光焦度ΦG3、第四镜组G4的光焦度ΦG4满足以下关系式：0.45<(ΦG2+ΦG3+ΦG4)/ΦG1<0.5。镜片呈对称排列，有利于减小畸变。此外，非球面镜片也对优化边缘视场的畸变有贡献，最终使该镜头满足0.3％<|最大畸变|<1.0％。达到小于1％的规格，进一步提升成像质量。

由此，该镜头在全视场≥62°的情况下，保证|畸变|≤1％，通过移动第三镜组G3实现对焦，在物距无穷远到近景物距拥有高像质。全视场各波长的垂轴色差≤0.01mm，改善紫边现象。

以下通过具体实施例来介绍本实用新型实施例提出的全画幅相机镜头。

实施例一

图2是本实用新型实施例一提出的全画幅相机镜头的结构示意图。如图2所示，该全画幅相机镜头包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一镜组G1、光阑STO、第二镜组G2、第三镜组G3和第四镜组G4；第一镜组G1的光焦度为正光焦度，第二镜组G2的光焦度为正光焦度，第三镜组G3的光焦度为负光焦度，第四镜组G4的光焦度为正光焦度；合焦过程中第三镜组G3沿光轴向着像侧方向移动，第一镜组G1、第二镜组G2、第四镜组G4相对于像面位置保持不变；

其中，第一镜组G1的光焦度ΦG1与第四镜组G4的光焦度ΦG4之间满足ΦG1/ΦG4＝7.089；第一镜组G1与第四镜组G4之间的间隔GG14满足以下关系式：GG14＝46.336mm。

其中，第一镜组G1包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，其中，第四透镜4与第五透镜5形成胶合透镜；第一透镜1为凸向物方的弯月负透镜，第二透镜2为双凹负透镜，第三透镜3为双凸正透镜，第四透镜4为双凸正透镜，第五透镜5为凸向物方的弯月正透镜。

其中，第一透镜1的光焦度Φ1、第二透镜2的光焦度Φ2、第三透镜3的光焦度Φ3、第四透镜4的光焦度Φ4和第五透镜5的光焦度Φ5满足以下关系式：(Φ1+Φ2+Φ3)/(Φ4+Φ5)＝-1.093。

其中，第一透镜1的色散值Vd1、第二透镜2的色散值Vd2、第三透镜3的色散值Vd3，满足以下关系式：Vd1＝94，|Vd2-Vd3|＝39.752。

其中，第二镜组G2包括沿光轴从物方到像方依次排列的第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8，其中，第六透镜6为双凹负透镜，第七透镜71为双凸正透镜，第八透镜8为非球面双凸正透镜，其中，第六透镜6和第七透镜7形成胶合透镜。

其中，第六透镜6的色散值Vd6、第七透镜7的色散值Vd7，满足以下关系式：|Vd6-Vd7|＝58.58。

其中，第三镜组G3包括第九透镜9，第九透镜9为双凹非球面负透镜；第八透镜8的光焦度Φ8与第九透镜9的光焦度Φ9，满足以下关系式：Φ8/Φ9＝-0.48。

其中，第四镜组G4包括沿光轴从物方到像方依次排列的第十透镜10和第十一透镜11；其中，第十透镜10为双凸正透镜，第十一透镜11为双凹负透镜。

其中，光阑STO位于全画幅相机镜头的中间位置，第一镜组G1的光焦度ΦG1、第二镜组G2的光焦度ΦG2、第三镜组G3的光焦度ΦG3、第四镜组G4的光焦度ΦG4满足以下关系式：(ΦG2+ΦG3+ΦG4)/ΦG1＝0.462。最大畸变为0.776。

本实用新型提出的全画幅相机镜头中的非球面圆锥系数可用以下非球面公式进行限定，但不仅限于以下表示方法：

其中，z为非球面Z向的轴向矢高；r为非球面的高度；c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径R的倒数；k为圆锥系数；A-G为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶系数。

本实施例中，第一透镜11至第十一透镜111的光学物理参数如下所示：

表1实施例一的全画幅相机镜头的设计值

表1中的面序号S1-S24根据各个透镜的表面顺序来进行编号；曲率半径代表透镜表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向像面一侧，负值代表该表面弯向物面一侧；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离，折射率代表当前表面到下一表面之间的材料对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1；阿贝数表示当前表面到下一表面之间的材料对光线的色散特性。半口径表示当前表面的口径大小的一半。其中“INF”代表该表面为平面，曲率半径为无穷大。

表2实施例一的全画幅相机镜头的一种非球面系数设计值

图3为实施例一提出的全画幅相机镜头垂轴色差图，是光学系统的基本参数之一。横坐标描述了各波长主光线离主波长主光线的横向距离，纵坐标为视场像高。在镜头成像领域，垂轴色差会使物体成像色彩分离，在边缘呈现出彩色，直接影响成像清晰度。由图3可知，该系统在各视场下各波长光线均较好贴近主波长光线，说明系统各波长的垂轴像差得到有效矫正。对于常见的紫边现象，系统也很好地将短波光限制在0.01mm以内。

图4为实施例一提出的全画幅相机镜头场曲图；图5为实施例一提出的全画幅相机镜头畸变图；图4中坐标系中，水平坐标表示场曲的大小，单位为mm；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；其中T表示子午，S表示弧矢；由图4可以看出，本实施例提供的镜头在场曲上被有效地控制，即在成像时，中心的像质和周边的像质差距较小；图5坐标系中，水平坐标表示畸变的大小，单位为％；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；由图5可以看出，本实施例提供的镜头的畸变得到了很好地矫正，成像畸变小。

图6为实施例一提出的全画幅相机镜头MTF曲线图，是目前评价光学系统成像质量最权威、客观的方法。MTF全称是ModulusTransferFunction(模量传递函数)，从反差、分辨率、明锐度多个方面定量地对镜头成像清晰程度作描述，具有客观性。横坐标为空间频率，表示在1mm内黑白线对存在的数量。纵向是调制模值(M＇/M)，M指成像前的光栅调制度，M＇指成像后的光栅调制度，因此0≤M＇/M≤1。其反应了景物影像通过镜头传递后的劣化程度，MTF越高，镜头的成像质量越好。MTF曲线表示了镜头在不同视场、不同方向(子午方向、弧矢方向)处，对各空间频率景物的分辨能力，较直观地展示了镜头整体画面的成像情况。从图6可看出，该系统在空间频率40lp/mm时，所有视场、方向上的MTF均高于0.4，满足单反相机芯片规格，拥有较高的像质。

实施例二

图7是本实用新型实施例二提出的全画幅相机镜头的结构示意图。如图7所示，该全画幅相机镜头包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一镜组G1、光阑STO、第二镜组G2、第三镜组G3和第四镜组G4；第一镜组G1的光焦度为正光焦度，第二镜组G2的光焦度为正光焦度，第三镜组G3的光焦度为负光焦度，第四镜组G4的光焦度为正光焦度；合焦过程中第三镜组G3沿光轴向着像侧方向移动，第一镜组G1、第二镜组G2、第四镜组G4相对于像面位置保持不变；

其中，第一镜组G1的光焦度ΦG1与第四镜组G4的光焦度ΦG4之间满足ΦG1/ΦG4＝5.538；第一镜组G1与第四镜组G4之间的间隔GG14满足以下关系式：GG14＝45.309mm。

其中，第一镜组G1包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，其中，第四透镜4与第五透镜5形成胶合透镜；第一透镜1为凸向物方的弯月负透镜，第二透镜2为双凹负透镜，第三透镜3为双凸正透镜，第四透镜4为双凸正透镜，第五透镜5为凸向物方的弯月正透镜。

其中，第一透镜1的光焦度Φ1、第二透镜2的光焦度Φ2、第三透镜3的光焦度Φ3、第四透镜4的光焦度Φ4和第五透镜5的光焦度Φ5满足以下关系式：(Φ1+Φ2+Φ3)/(Φ4+Φ5)＝-1.053。

其中，第一透镜1的色散值Vd1、第二透镜2的色散值Vd2、第三透镜3的色散值Vd3，满足以下关系式：Vd1＝85.015，|Vd2-Vd3|＝49.906。

其中，第二镜组G2包括沿光轴从物方到像方依次排列的第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8，其中，第六透镜6为双凹负透镜，第七透镜71为双凸正透镜，第八透镜8为非球面双凸正透镜，其中，第六透镜6和第七透镜7形成胶合透镜。

其中，第六透镜6的色散值Vd6、第七透镜7的色散值Vd7，满足以下关系式：|Vd6-Vd7|＝63.018。

其中，第三镜组G3包括第九透镜9，第九透镜9为双凹非球面负透镜；第八透镜8的光焦度Φ8与第九透镜9的光焦度Φ9，满足以下关系式：Φ8/Φ9＝-0.464。

其中，第四镜组G4包括沿光轴从物方到像方依次排列的第十透镜10和第十一透镜11；其中，第十透镜10为双凸正透镜，第十一透镜11为双凹负透镜。

其中，光阑STO位于全画幅相机镜头的中间位置，第一镜组G1的光焦度ΦG1、第二镜组G2的光焦度ΦG2、第三镜组G3的光焦度ΦG3、第四镜组G4的光焦度ΦG4满足以下关系式：(ΦG2+ΦG3+ΦG4)/ΦG1＝0.484。最大畸变为0.308。

本实用新型提出的全画幅相机镜头中的非球面圆锥系数可用以下非球面公式进行限定，但不仅限于以下表示方法：

其中，z为非球面Z向的轴向矢高；r为非球面的高度；c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径R的倒数；k为圆锥系数；A-G为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶系数。

本实施例中，第一透镜1至第十一透镜11的光学物理参数如下所示：

表3实施例二的全画幅相机镜头的设计值

表3中的面序号S1-S24根据各个透镜的表面顺序来进行编号；曲率半径代表透镜表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向像面一侧，负值代表该表面弯向物面一侧；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离，折射率代表当前表面到下一表面之间的材料对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1；阿贝数表示当前表面到下一表面之间的材料对光线的色散特性。半口径表示当前表面的口径大小的一半。其中“INF”代表该表面为平面，曲率半径为无穷大。

表4实施例二的全画幅相机镜头的一种非球面系数设计值

图8为实施例二提出的全画幅相机镜头垂轴色差图，是光学系统的基本参数之一。横坐标描述了各波长主光线离主波长主光线的横向距离，纵坐标为视场像高。在镜头成像领域，垂轴色差会使物体成像色彩分离，在边缘呈现出彩色，直接影响成像清晰度。由图8可知，该系统在各视场下各波长光线均较好贴近主波长光线，说明系统各波长的垂轴像差得到有效矫正。对于常见的紫边现象，系统也很好地将短波光限制在0.01mm以内。

图9为实施例二提出的全画幅相机镜头场曲图；图10为实施例一提出的全画幅相机镜头畸变图；图9中坐标系中，水平坐标表示场曲的大小，单位为mm；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；其中T表示子午，S表示弧矢；由图9可以看出，本实施例提供的镜头在场曲上被有效地控制，即在成像时，中心的像质和周边的像质差距较小；图10坐标系中，水平坐标表示畸变的大小，单位为％；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；由图10可以看出，本实施例提供的镜头的畸变得到了很好地矫正，成像畸变小。

图11实施例二提出的全画幅相机镜头MTF曲线图，是目前评价光学系统成像质量最权威、客观的方法。MTF全称是ModulusTransferFunction(模量传递函数)，从反差、分辨率、明锐度多个方面定量地对镜头成像清晰程度作描述，具有客观性。横坐标为空间频率，表示在1mm内黑白线对存在的数量。纵向是调制模值(M＇/M)，M指成像前的光栅调制度，M＇指成像后的光栅调制度，因此0≤M＇/M≤1。其反应了景物影像通过镜头传递后的劣化程度，MTF越高，镜头的成像质量越好。MTF曲线表示了镜头在不同视场、不同方向(子午方向、弧矢方向)处，对各空间频率景物的分辨能力，较直观地展示了镜头整体画面的成像情况。从图11可看出，该系统在空间频率40lp/mm时，所有视场、方向上的MTF均高于0.4，满足单反相机芯片规格，拥有较高的像质。

实施例三

图12是本实用新型实施例三提出的全画幅相机镜头的结构示意图。如图12所示，该全画幅相机镜头包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一镜组G1、光阑STO、第二镜组G2、第三镜组G3和第四镜组G4；第一镜组G1的光焦度为正光焦度，第二镜组G2的光焦度为正光焦度，第三镜组G3的光焦度为负光焦度，第四镜组G4的光焦度为正光焦度；合焦过程中第三镜组G3沿光轴向着像侧方向移动，第一镜组G1、第二镜组G2、第四镜组G4相对于像面位置保持不变；

其中，第一镜组G1的光焦度ΦG1与第四镜组G4的光焦度ΦG4之间满足ΦG1/ΦG4＝8.485；第一镜组G1与第四镜组G4之间的间隔GG14满足以下关系式：GG14＝53.109mm。

其中，第一镜组G1包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，其中，第四透镜4与第五透镜5形成胶合透镜；第一透镜1为凸向物方的弯月负透镜，第二透镜2为双凹负透镜，第三透镜3为双凸正透镜，第四透镜4为双凸正透镜，第五透镜5为凸向物方的弯月正透镜。其中，第二透镜2和第三透镜3胶合形成胶合透镜。

其中，第一透镜1的光焦度Φ1、第二透镜2的光焦度Φ2、第三透镜3的光焦度Φ3、第四透镜4的光焦度Φ4和第五透镜5的光焦度Φ5满足以下关系式：(Φ1+Φ2+Φ3)/(Φ4+Φ5)＝-1.210。

其中，第一透镜1的色散值Vd1、第二透镜2的色散值Vd2、第三透镜3的色散值Vd3，满足以下关系式：Vd1＝85.015，|Vd2-Vd3|＝55.389。

其中，第二镜组G2包括沿光轴从物方到像方依次排列的第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8，其中，第六透镜6为双凹负透镜，第七透镜71为双凸正透镜，第八透镜8为非球面双凸正透镜，其中，第六透镜6和第七透镜7形成胶合透镜。

其中，第六透镜6的色散值Vd6、第七透镜7的色散值Vd7，满足以下关系式：|Vd6-Vd7|＝66.261。

其中，第三镜组G3包括第九透镜9，第九透镜9为双凹非球面负透镜；第八透镜8的光焦度Φ8与第九透镜9的光焦度Φ9，满足以下关系式：Φ8/Φ9＝-0.480。

其中，第四镜组G4包括沿光轴从物方到像方依次排列的第十透镜10和第十一透镜11；其中，第十透镜10为双凸正透镜，第十一透镜11为双凹负透镜。

其中，光阑STO位于全画幅相机镜头的中间位置，第一镜组G1的光焦度ΦG1、第二镜组G2的光焦度ΦG2、第三镜组G3的光焦度ΦG3、第四镜组G4的光焦度ΦG4满足以下关系式：(ΦG2+ΦG3+ΦG4)/ΦG1＝0.454。最大畸变为0.473。

本实用新型提出的全画幅相机镜头中的非球面圆锥系数可用以下非球面公式进行限定，但不仅限于以下表示方法：

其中，z为非球面Z向的轴向矢高；r为非球面的高度；c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径R的倒数；k为圆锥系数；A-G为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶系数。

本实施例中，第一透镜1至第十一透镜11的光学物理参数如下所示：

表5实施例三的全画幅相机镜头的设计值

表5中的面序号S1-S24根据各个透镜的表面顺序来进行编号；曲率半径代表透镜表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向像面一侧，负值代表该表面弯向物面一侧；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离，折射率代表当前表面到下一表面之间的材料对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1；阿贝数表示当前表面到下一表面之间的材料对光线的色散特性。半口径表示当前表面的口径大小的一半。其中“INF”代表该表面为平面，曲率半径为无穷大。

表6实施例三的全画幅相机镜头的一种非球面系数设计值

图13为实施例三提出的全画幅相机镜头垂轴色差图，是光学系统的基本参数之一。横坐标描述了各波长主光线离主波长主光线的横向距离，纵坐标为视场像高。在镜头成像领域，垂轴色差会使物体成像色彩分离，在边缘呈现出彩色，直接影响成像清晰度。由图13可知，该系统在各视场下各波长光线均较好贴近主波长光线，说明系统各波长的垂轴像差得到有效矫正。对于常见的紫边现象，系统也很好地将短波光限制在0.01mm以内。

图14为实施例三提出的全画幅相机镜头场曲图；图15为实施例三提出的全画幅相机镜头畸变图；图14中坐标系中，水平坐标表示场曲的大小，单位为mm；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；其中T表示子午，S表示弧矢；由图14可以看出，本实施例提供的镜头在场曲上被有效地控制，即在成像时，中心的像质和周边的像质差距较小；图15坐标系中，水平坐标表示畸变的大小，单位为％；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；由图15可以看出，本实施例提供的镜头的畸变得到了很好地矫正，成像畸变小。

图16实施例三提出的全画幅相机镜头MTF曲线图，是目前评价光学系统成像质量最权威、客观的方法。MTF全称是ModulusTransferFunction(模量传递函数)，从反差、分辨率、明锐度多个方面定量地对镜头成像清晰程度作描述，具有客观性。横坐标为空间频率，表示在1mm内黑白线对存在的数量。纵向是调制模值(M＇/M)，M指成像前的光栅调制度，M＇指成像后的光栅调制度，因此0≤M＇/M≤1。其反应了景物影像通过镜头传递后的劣化程度，MTF越高，镜头的成像质量越好。MTF曲线表示了镜头在不同视场、不同方向(子午方向、弧矢方向)处，对各空间频率景物的分辨能力，较直观地展示了镜头整体画面的成像情况。从图16可看出，该系统在空间频率40lp/mm时，所有视场、方向上的MTF均高于0.4，满足单反相机芯片规格，拥有较高的像质。

表7全画幅相机镜头参数值

保护范围	实施例1	实施例2	实施例3	下限	上限
						(Φ1+Φ2+Φ3)/(Φ4+Φ5)	-1.093	-1.053	-1.210	-1.300	-1.00
|最大畸变|	0.776	0.308	0.473	0.300	1.000
						Vd1	94.000	85.015	75.001	70.000	95.000
|Vd2-Vd3|	39.752	49.906	55.389	38.000	70.000
						|Vd6-Vd7|	58.580	63.018	66.261	55.000	70.000
ΦG1/ΦG4	7.089	5.538	8.485	5.500	8.500
						GG14	46.336	45.309	53.109	45.000	55.000
(ΦG2+ΦG3+ΦG4)/ΦG1	0.462	0.484	0.454	0.450	0.500
						Φ8/Φ9	-0.480	-0.464	-0.480	-0.500	-0.450

本实用新型采用9G2GM的四透镜组光学结构，通过合理分配透镜组的光焦度，并搭配不同镜片材料减小光学系统的像差、色差，实现了低畸变、大光圈、高像质的定焦镜头设计，其中，焦距为35mm、F数为1.8大光圈，在全视场≥62°的情况下，保证|畸变|≤1％。通过光阑两侧的胶合镜片结构，使全视场各波长的垂轴色差≤0.01mm，改善紫边现象。两枚非球面镜片，有利于提升边缘视场的像质。镜头中所有的透镜均采用玻璃材质。

综上所述，根据本实用新型提出的全画幅相机镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一镜组、光阑、第二镜组、第三镜组和第四镜组；第一镜组的光焦度为正光焦度，第二镜组的光焦度为正光焦度，第三镜组的光焦度为负光焦度，第四镜组的光焦度为正光焦度；合焦过程中第三镜组沿光轴向着像侧方向移动，第一镜组、第二镜组、第四镜组相对于像面位置保持不变；其中，第一镜组的光焦度ΦG1与第四镜组的光焦度ΦG4之间满足以下关系式：5.5<(ΦG1/ΦG4)<8.5；第一镜组与第四镜组之间的间隔GG14满足以下关系式：45mm<GG14<55mm。该镜头能够在全视场≥62°的情况下，保证|畸变|≤1％，并通过移动第三镜组实现对焦，在物距无穷远到近景物距拥有高像质，并且全视场各波长的垂轴色差≤0.01mm，改善了紫边现象。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全画幅相机镜头，其特征在于，包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一镜组、光阑、第二镜组、第三镜组和第四镜组；所述第一镜组的光焦度为正光焦度，所述第二镜组的光焦度为正光焦度，所述第三镜组的光焦度为负光焦度，所述第四镜组的光焦度为正光焦度；合焦过程中第三镜组沿光轴向着像侧方向移动，所述第一镜组、所述第二镜组、所述第四镜组相对于像面位置保持不变；

其中，所述第一镜组的光焦度ΦG1与所述第四镜组的光焦度ΦG4之间满足以下关系式：5.5<(ΦG1/ΦG4)<8.5；

所述第一镜组与所述第四镜组之间的间隔GG14满足以下关系式：45mm<GG14<55mm。

2.根据权利要求1所述的全画幅相机镜头，其特征在于，所述第一镜组包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其中，所述第四透镜与所述第五透镜形成胶合透镜；

所述第一透镜为凸向物方的弯月负透镜，所述第二透镜为双凹负透镜，所述第三透镜为双凸正透镜，所述第四透镜为双凸正透镜，所述第五透镜为凸向物方的弯月正透镜。

3.根据权利要求2所述的全画幅相机镜头，其特征在于，所述第一透镜的光焦度Φ1、所述第二透镜的光焦度Φ2、所述第三透镜的光焦度Φ3、所述第四透镜的光焦度Φ4和所述第五透镜的光焦度Φ5满足以下关系式：

-1.3<(Φ1+Φ2+Φ3)/(Φ4+Φ5)<-1.0。

4.根据权利要求2或3所述的全画幅相机镜头，其特征在于，所述第一透镜的色散值Vd1、所述第二透镜的色散值Vd2、所述第三透镜的色散值Vd3，满足以下关系式：Vd1≥70，|Vd2-Vd3|≥38。

5.根据权利要求1所述的全画幅相机镜头，其特征在于，所述第二透镜与所述第三透镜形成胶合透镜。

6.根据权利要求1所述的全画幅相机镜头，其特征在于，所述第二镜组包括沿光轴从物方到像方依次排列的第六透镜、第七透镜和第八透镜，其中，所述第六透镜为双凹负透镜，所述第七透镜为双凸正透镜，所述第八透镜为非球面双凸正透镜，其中，所述第六透镜和所述第七透镜形成胶合透镜。

7.根据权利要求6所述的全画幅相机镜头，其特征在于，所述第六透镜的色散值Vd6、所述第七透镜的色散值Vd7，满足以下关系式：|Vd6-Vd7|≥52。

8.根据权利要求6所述的全画幅相机镜头，其特征在于，所述第三镜组包括第九透镜，所述第九透镜为双凹非球面负透镜；

所述第八透镜的光焦度Φ8与所述第九透镜的光焦度Φ9，满足以下关系式：-0.5<(Φ8/Φ9)<-0.45。

9.根据权利要求1所述的全画幅相机镜头，其特征在于，所述第四镜组包括沿光轴从物方到像方依次排列的第十透镜和第十一透镜；其中，所述第十透镜为双凸正透镜，第十一透镜为双凹负透镜。

10.根据权利要求1所述的全画幅相机镜头，其特征在于，所述光阑位于所述全画幅相机镜头的中间位置，所述第一镜组的光焦度ΦG1、所述第二镜组的光焦度ΦG2、所述第三镜组的光焦度ΦG3、所述第四镜组的光焦度ΦG4满足以下关系式：0.45<(ΦG2+ΦG3+ΦG4)/ΦG1<0.5。