一種大光圈廣角微距鏡頭的製作方法

2023-06-20 12:38:51 3

專利名稱:一種大光圈廣角微距鏡頭的製作方法
【專利摘要】一種大光圈廣角微距鏡頭，涉及數位相機和攝像機鏡頭，從物體側起至像面側依次由第一透鏡組G1，第二透鏡組G2，第三透鏡組G3組至少三個部分組成，物體從無窮遠向近距離移動時，上述的第一透鏡組G1固定，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3移動，實現合焦，且滿足以下條件式的超廣角微鏡頭；1.2≤(|F12|+S)/LB≤2.5(1)；0.8≤(|F12|+S)/(tanω×LB)≤1.3(2)；其中，F12：無限遠時，第一鏡片組G1和第二鏡片組G2的合成後的焦距；S：無限遠狀態時,第一透鏡組物體側最前端面到光闌的距離；LB：無限遠狀態下，最靠近像面的面到像面的距離；ω:光學系的半畫角的角度。提供一種小型化，高性能，低成本，畫角超過110度的超廣角鏡頭。
【專利說明】
-種大光圈廣角微距鏡頭
技術領域：
[0001] 本實用新型是一種全畫角超過110度的廣角鏡頭，可W廣泛的應用於數位相機鏡 頭，攝像機鏡頭，尤其是單眼相機鏡頭等領域。
【背景技術】：
[0002] 目前，公知的畫角超過100度的廣角鏡頭的都是W負的屈光度開始的結構比較多， 比如公知的日本特開2011-102871號專利，從物體一側起，由負的屈光度第一鏡片組，正屈 光度第二鏡片組和正屈光度第=鏡片組構成，物體從無窮遠向近距離移動時，第二鏡片組 向像面方向，第=鏡片組向物體方向移動實現合焦，但是第一鏡片組和第二鏡片組的數量 較多，尤其是第二對焦數量過多，導致鏡片重量過大，對焦負荷大，對焦速度不宜保證，且因 為鏡片過多，鏡頭的體積大，成本高。不能說是一個小型化高性能的廣角鏡頭。
[0003] 還有公知的日本特開特開2013-20073號專利，從物體一側起，由負的屈光度第一 鏡片組，負屈光度第二鏡片組和正屈光度第=鏡片組構成，物體從無窮遠向近距離移動時， 第二組鏡片組向物方移動實現合焦。由於需要保證合焦移動的空間需要，第一組鏡片和第 二組鏡片的需要足夠空間，因為超廣角的畫角很大，就導致了第一組鏡片的口徑非常龐大， 無法做到小型化超廣角。 【實用新型內容】：
[0004] 本實用新型所要解決的技術問題在於克服現有的技術缺陷，本實用新型將提供一 種小型化，高性能，低成本的大光圈廣角微距鏡頭。
[0005] 本實用新型所要解決的技術問題採用W下的技術方案來實現：
[0006] -種大光圈廣角微距鏡頭，其特徵在於：
[0007] 從物體側起至像面側依次由負屈光度的第一透鏡組Gl，正屈光度或負屈光度的第 二透鏡組G2,正屈光度的第S透鏡組G3組至少S個部分組成，物體從無窮遠向近距離移動 時，上述的第一透鏡組Gl固定，第二透鏡組G2和第S透鏡組G3移動，實現合焦，且滿足W下 條件式的超廣角微鏡頭；
[000引 1.2《（|F12|+S)/LB《2.5 (1)
[0009] 0.8《（|F12|+S)/(tan? XLB)《1.3 (2)
[0010] 其中，
[0011] F12:無限遠時，第一鏡片組Gl和第二鏡片組G2的合成後的焦距；
[0012] S:無限遠狀態時，第一透鏡組物體側最前端面到光闊的距離；
[0013] LB:無限遠狀態下，最靠近像面的面到像面的距離；
[0014] CO :光學系的半畫角的角度。
[0015] 進一步滿足條件式(3);
[0016] 0.2《（D23+|F12| )/(tan? XLB)《0.6 (3)
[0017] 其中，
[001引 D23:無限遠狀態，第二透鏡組和第立透鏡組的間隔。
[0019] 進一步滿足條件式(4);
[0020] 0.5《F1/|F12|《2 (4)
[0021] 其中，
[0022] Fl:第一透鏡組中正透鏡的焦距。
[0023] 所述的第一透鏡組Gl最靠近像面的面為非球面，
[0024] 進一步所述的非球面面型滿足條件式(5)，（6);
[0025] 1.8《G2R/SG10《3 (5)
[00%] 5《G2R/SG5《10 (6)
[0027] 其中，如圖7所示，
[00%] G2R:第一鏡片組最靠近像面一側的面的近軸曲率半徑；
[0029] SG5:第一鏡片組最靠近像面一側的面，從光軸中屯、開始到有效口徑為此面的曲率 半徑G2R/2時的弧高；
[0030] SGlO:第一鏡片組最靠近像面一側的面，從光軸中屯、開始到有效口徑為此面的曲 率半徑G2R時的弧高。
[0031] 全畫角的角度超過110度。
[0032] 條件式的解釋：
[0033] 如果超過條件式（1)的上限的話，第一鏡片組焦距過長，或者光闊離第一鏡片組距 離過遠，在實現大角度畫角的時候，第一組鏡片的口徑將變得很大，不利於小型化的實現。 如果超過條件式（1)的下限的話，雖然能夠實現小型化，但是由於第一鏡片組的屈光度過 強，或者光闊距離第一組太近，會導致像差矯正非常困難，很難得到高性能的廣角效果。
[0034] 如果超過條件式(2)的上限的話，第一鏡片組焦距過長，或者光闊離第一鏡片組距 離過遠，在實現大角度畫角的時候，第一組鏡片的口徑將變得很大，不利於小型化的實現。 如果超過條件式（1)的下限的話，雖然能夠實現小型化，但是由於第一鏡片組的屈光度過 強，或者光闊距離第一組太近，會導致像差矯正非常困難，很難得到高性能的廣角效果。
[0035] 如果超過條件式(3)的上限的話，第一鏡片組的屈光度過弱，或者第二和第=鏡片 組的間隔過大，運樣就會導致超廣的畫角和小型化很難同時實現，反之，如果超過條件式 (3) 的下限時，雖然超廣的畫角容易實現，但是第一透鏡組的屈光度過強，會導致相差矯正 困難，鏡片增多，成本增加。
[0036] 如果超過條件式(4)的上限的話，第一透鏡組的負透鏡屈光度就會過弱，導致第二 組透鏡組的相差矯正困難，無限遠和近距離不能同時很好的矯正，反之，如果超過條件式 (4) 的下限的話，導致第二透鏡組屈光度過弱，合焦移動量過大，就會導致合焦距離不夠無 法實現小型化。
[0037] 如果超過條件式(5)的上限的話，第一鏡片組的像面側的非球面的補正過度，雖然 崎變像差能很好的矯正，但是會產生過多的像散和慧差等其他像差的產生，反之，如果超過 條件式(5)的下限的話，第一鏡片組的像面側的非球面的補正不足，需要更多的鏡片來補正 崎變等其他像差，無法實現小型化，高性能化。
[0038] 如果超過條件式(6)的上限的話，第一鏡片組的像面側的非球面的補正過度，雖然 崎變像差能很好的矯正，但是會產生過多的像散和慧差等其他像差的產生，反之，如果超過 條件式(5)的下限的話，第一鏡片組的像面側的非球面的補正不足，需要更多的鏡片來補正 崎變等其他像差，無法實現小型化，高性能化。
[0039] 本實用新型的有益效果是:提供一種小型化，高性能，低成本，畫角超過110度的超 廣角鏡頭。
【附圖說明】
：
[0040] 圖1為本實用新型第一實施例的結構示意圖。
[0041 ]圖2為本實用新型第一實施例的像差W及色差示意圖。
[0042] 圖3為本實用新型第二實施例的結構示意圖。
[0043] 圖4為本實用新型第二實施例的像差W及色差示意圖。
[0044] 圖5為本實用新型第S實施例的結構示意圖。
[0045] 圖6為本實用新型第S實施例的像差W及色差示意圖。
[0046] 圖7為第一鏡片組最靠近像面一側的面的弧高與曲率半徑示意圖。
【具體實施方式】：
[0047] 為了使本實用新型實現的技術手段、創作新特徵、達成目的與功效易於明白了解， 下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[004引第一實施例
[0049] 如圖1所示，第一實施例的超廣角鏡頭從物體側依次包括，負屈光度的第一透鏡組 Gl，負屈光度的第二透鏡組G2和具有正屈光度的第S透鏡組G3組成。
[0050] 第一實施例的無窮遠，最大攝影倍率時的球面像差，場曲像差，崎變像差W及倍率 色差如圖2所示。
[0051] 第一實施例的數據如下。
[0化2] R(Him):各個面的曲率半徑
[0053] D(Him):各鏡片間隔和鏡片厚度
[0054] Nd :d線的各個玻璃的折射率 [0化5] Vd:玻璃的阿貝數
[0056] 焦點距離：14.45 [0化7] Fno :2.87 [0化引半畫角O :56.5 面剔 曲率半徑R 間隔厚擾書折射率刷 阿貝數Vd
[0化9] 1 36.5362 1.8000 1.71916 51.67 2 16.8329 1.3538 3 ★ 22.2802 2.0000 1.80610 10. 73 4 女 13. Innl (可變） 員 21.8600 1.5000 1.92286 20. 88 6 13. 3977 4.8M8 7 雜.3679 2,2645 1,717號 激.窗0 8 85.9212 2. 1034 9 -31.0409 1.2000 1.49700 81 61 10： 巧.8780 8.0000 1.65293 茹.辦 11 -55. 7516 (中變） 12 光彌 inf 2. InOO 13 25.9270 3.2856 1.62004 36.30
[0060] 14 -39. 1219 6.2990 1 80120 46.50 巧 16.3944 2.7253 1.84S66： 23.巧 16 小 1.2831 化小189 17 19.9599 1.0000 1.90366 00 18 12.0311 8. 1020 1.49700 81.61 19 -12.0341 1.0000 1.83-181 42. 72 20： -52. 1667 0.巧00 21 小 1.2912 6.8895 1.49700 81.61 22 -18.6742 0.1 nOO 滋 巧8.9417 1. Q0腑 1.84400 B7. M 24 16.52巧 8.5711 1.58313 .―亂 16 25 ★ -39. 1125 (LB可變）
[0061 ] 非球面
[0062]
[0063] 非球面形狀定義：
[0064] y:從光軸開始徑向坐標。
[0065] z:非球面和光軸相交點開始，光軸方向的偏移量。
[0066] r:非球面的基準球面的曲率半徑。
[0067] K，4次，6次，8次，10次，12次的非球面係數 [00681
焦賠 M.4513 0.025倍 IK '1) 5.0702 5.5392
[0069] D(Il) 5.4011 3.9097 LB 38,8100 39.8324
[0070] 第二實施例
[0071] 如圖3所示，第二實施例的超廣角鏡頭從物體側依次包括，負屈光度的第一透鏡組 Gl，負屈光度的第二透鏡組G2和具有正屈光度的第S透鏡組G3組成。
[0072] 第二實施例的無窮遠，最大攝影倍率時的球面像差，場曲像差，崎變像差W及倍率 色差如圖4所示。
[0073] 第二實施例的數據如下。
[0074] R(Him):各個面的曲率半徑
[0075] D(Him):各鏡片間隔和鏡片厚度
[0076] Nd :d線的各個玻璃的折射率
[0077] Vd:玻璃的阿貝數 [007引焦點距離：12.5
[0079] Fno:2.87
[0080] 半畫角 O :60.1 面潮 曲率半徑R 間隔接度D折射率侃 阿貝數Vd 1 41.391,9 2.5000 1. 74916 51.67
[0081] 2 23.5576 5.0658 3 ★ 51. 6196 2.5000 1.58313 W 化 4 ★ 16.7988 (可變） 盡 39. 783日 1.5000 1.19700 81.6! 6 10.4818 5. 1866 1 化 0000 5.5315 1.62588 35.74 沒 -13.8133 1.0000 1.83481 小 1.巧 9 70：. 3450 0.2000 10 32.3183 '1.8661 1. 76182 26.6 ! 11 -M. 1918 3.0000 1.92286 20.88 12 -37.8109 (可變） 1:3 光鬧 inf 2. 6M9 14 24.8151 3.3000 1.61293 36.96 1 反 -43.5195 1.2000 1.91082 35.25
[0082] 16： 12.4551 '1.5000 1.62001 36.30 17 -33.5744 0.1500 18 -59.4780 4. 2676 1.784巧 25.巧 19 -10.6778 1.0000 1.90366 29.31 撕 -83.'1618 0.1 nOO 21 34.0377 6 6000 1.49700 81 61 蕊 -19.9445 0.1500 23 巧.2021 1.0000 1.91082 35.25 24： 19.2911 8.7000 1.49700 81.61 渡 -19.2911 0.5000 雄* -15.8018 1.7000 1.80781 40 97 巧★ -23.9742 (LB可變）
[0083] 非球面
[0084]
[0085]
[0086] 非球面形狀定義：
[0087] y:從光軸開始徑向坐標。
[008引Z:非球面和光軸相交點開始，光軸方向的偏移量。
[0089] r:非球面的基準球面的曲率半徑。
[0090] K，4次，6次，8次，10次，12次的非球面係數
[0091]
焦距 12.500 0.02 倍 D(I) 10.1071 10.1118
[0092] D (12) 5. 1500 '1.6207 1..B 38.8325 39.3529
[0093] 第=實施例
[0094] 如圖5所示，第=實施例的超廣角鏡頭從物體側依次包括，負屈光度的第一透鏡組 Gl，正屈光度的第二透鏡組G2和具有正屈光度的第S透鏡組G3組成。
[00%]第=實施例的無窮遠，最大攝影倍率時的球面像差，場曲像差，崎變像差W及倍率 色差如圖6所示。
[0096] 第S實施例的數據如下。
[0097] R(mm):各個面的曲率半徑 [009引D(Him):各鏡片間隔和鏡片厚度
[0099] Nd :d線的各個玻璃的折射率
[0100] Vd:玻璃的阿貝數
[0101] 焦點距離：12.34
[0102] Fno:2.87
[0103] 半畫角 O :65.3 面瑚 曲率半徑R 間隔厚度D折射率Nd 阿貝數Vd
[0104] 1 49. 1688 3.0000 1.88300 40.80 藝 雑;.巧抒9 5.9510 3 ★ 38：. :3771 3. OOOO I. 76222 觀.10 4 ★ 13.2216 (口J.變） 5 女 26.3504 2. 0000 1.80610 40.巧 6 ★ 21.9484 1.0000 7 29.0498 1.2000 1.92286 20.88 8 巧,78巧 6.膽郭 9 -155.'1907 1.2000 1.49700 81.61 10 17.3034 M. 0589 1.60160 34 14 11 -撕.1628 (可變） 12 光隨 in(-' 0.3000 巧 別，0241 0.8000 L 88300 40 80 14 16.2177 4.8578 1.61685 、化 W
[0105] 1 自 -21^ 3133 化 3000 1 技 -26.5661 0.8000 1.雜說0 40. 80 17 15. 3661 3.6600 1.92286 20.88 1 錢 60.1796 0.3000 巧 21.2781 0. 8000 1.91腑2 35.25 20 112411 8.9962 1.19700 81.61 21 -14.謎11 0. 8000 1.91082 35.25 22 -31.0060 0.3000 23 45. 1155 7.3580 1. 19700 81.61 24 -23.5:371 0.;撕腑 總 208.2211 0.8000 1.90366 31.31 2技 16.9897 10.9515 1.58037 66. 66 27 ★ -33 Q129 (LB可變）
[0106] 非球面
[0107]
[010 引
[0109] 非球面形狀定義：
[0110] y:從光軸開始徑向坐標。
[0111] Z :非球面和光軸相交點開始，光軸方向的偏移量。
[0112] r:非球面的基準球面的曲率半徑。
[011引 K，4次，6次，8次，10次，12次的非球面係數
[0114]
焦距 10.3.117 化0:2倍 D( 4) 10.0602 10.2346
[0115] D(Il) 11.8296 11.4532 LB 38.6008 38.8027
[0116] 條件式總結表
[0117]
[
[0119] W上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，運些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型 要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1. 一種大光圈廣角微距鏡頭，其特徵在於： 從物體側起至像面側依次由負屈光度的第一透鏡組G1，正屈光度或負屈光度的第二透 鏡組G2，正屈光度的第三透鏡組G3組至少三個部分組成，物體從無窮遠向近距離移動時，上 述的第一透鏡組G1固定，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3移動，實現合焦，且滿足以下條件式 的超廣角微鏡頭； 1.2彡（|F12|+S)/LB彡2.5 (1) 0.8彡（|F12|+S)/(tanco XLBK1.3 (2) 其中， F12:無限遠時，第一鏡片組G1和第二鏡片組G2的合成後的焦距； S:無限遠狀態時，第一透鏡組物體側最前端面到光闌的距離； LB:無限遠狀態下，最靠近像面的面到像面的距離； ω :光學系的半畫角的角度。2. 根據權利要求1所述的大光圈廣角微距鏡頭，其特徵在於:滿足條件式(3); 0.2^(D23+|F12| )/(tan〇 XLB)^0.6 (3) 其中， D23:無限遠狀態，第二透鏡組和第三透鏡組的間隔。3. 根據權利要求1或2所述的大光圈廣角微距鏡頭，其特徵在於:滿足條件式(4); 0.5^F1/|F12| (4) 其中， F1:第一透鏡組中正透鏡的焦距。4. 根據權利要求1或2所述的大光圈廣角微距鏡頭，其特徵在於:所述的第一透鏡組G1 最靠近像面的面為非球面。5. 根據權利要求4所述的大光圈廣角微距鏡頭，其特徵在於:所述的非球面面型滿足條 件式(5)，（6); 1.8彡G2R/SG10彡3 (5) 5彡G2R/SG5彡10 (6) 其中， G2R:第一鏡片組最靠近像面一側的面的近軸曲率半徑； SG5:第一鏡片組最靠近像面一側的面，從光軸中心開始到有效口徑為此面的曲率半徑 G2R/2時的弧高； SG10:第一鏡片組最靠近像面一側的面，從光軸中心開始到有效口徑為此面的曲率半 徑G2R時的弧高。6. 根據權利要求1所述的大光圈廣角微距鏡頭，其特徵在於:全畫角的角度超過110度。
【文檔編號】G02B13/06GK205720849SQ201620307403
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】張小華
【申請人】安徽長庚光學科技有限公司