一种超广角成像镜头及成像设备的制作方法

1.本实用新型属于成像设备领域，具体是一种超广角成像镜头及成像设备。


背景技术：

2.镜头可更换式的照相机包括两类：无反光镜的单镜头照相机、和单反照相机。在无反光镜的单镜头照相机中不存在如单反照相机那样的弹起反光镜，因此，无反光镜单镜头照相机与单反照相机比能够形成结构较为紧凑。近年来，无反光镜单镜头照相机(市面上称为微单照相机)由于其紧凑、结构轻便的优点受到用户青睐，其市场正在超越单反相机。
3.微单相机和单反相机一样存在af(自动对焦)功能，af方式中有相位差af和对比度af，其中相位差af是微单相机主流。在使用相位差af对焦时，如何减轻对焦镜片组的重量是最大问题，在单反照相机中经常使用的整个透镜组移动来对焦的方式，结构太重，不利于相位差对焦准确度。但是，仅使用单片或者双胶合镜片作为对焦镜片组的副作用会使光学系统整体变大，不利于小型化要求。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本实用新型提供一种成像镜头，其具有超大视场角、短后截距，且成像质量较好。
5.本实用新型还提供一种成像设备，其具有超大视场角、短后截距及较好的成像质量。
6.根据本实用新型的一个方面，一种成像镜头，包括：
7.第一透镜组，其具有正光焦度；
8.第二透镜组，其具有正光焦度；及
9.第三透镜组，其具有负光焦度；
10.其中，所述第一透镜组、所述第二透镜组及所述第三透镜组自物侧沿光轴顺序排列，且所述第二透镜组能够沿光轴移动地设置于所述第一透镜组和第三透镜组之间。
11.在一优选的实施例中，所述第一透镜组包括自物侧沿光轴顺序排列的第一正透镜、第一负透镜、第二负透镜、第一胶合透镜和第二胶合透镜。
12.在一优选的实施例中，所述第一正透镜满足下式(1)
13.80<f
11
<400
ꢀꢀ
(1)
14.其中，f1为所述第一正透镜的焦距。采用符合式(1)的第一透镜组，能够满足小型化，根据条件式1所配置的镜头，满足像差校正良好，整体结构小，像差小的要求，并具有优秀的球差和彗差校正。
15.和/或，所述第一透镜组满足下式(2)
16.‑
23<f
13
<
‑
13
ꢀꢀ
(2)
17.其中，f
13
为所述第一正透镜、所述第一负透镜和所述第二负透镜的组合焦距。第一透镜组的正光焦度得到平衡分配，抑制单镜面产生的初级像差，能够使成像性能提高。
18.在一优选的实施例中，所述成像镜头还包括光阑，所述光阑设置于所述第一胶合透镜和所述第二胶合透镜之间。
19.在一优选的实施例中，所述第一胶合透镜包括自物侧沿光轴顺序排列的第三负透镜和第二正透镜，所述第二正透镜满足下式(3)
20.vd5>85
ꢀꢀ
(3)
21.其中，vd5为第二正透镜的材料阿贝数；
22.在一更优选的实施例中，所述第二胶合透镜包括自物侧沿光轴顺序排列的第三正透镜和第四负透镜。
23.在一更优选的实施例中，所述第二透镜组包括非球面镜片，并满足下式(4)
24.6<d8<9
ꢀꢀ
(4)
25.其中，d8为非球面镜片的中心厚度。
26.在一更优选的实施例中，所述第三透镜组包括第四正透镜和第五负透镜，所述第三透镜组满足下式(5)
27.vd
10
>vd9ꢀꢀ
(5)
28.其中，vd
10
和vd9为第四正透镜g10和第五负透镜g9的阿贝数。
29.在一更优选的实施例中，所述成像镜头满足下式(6)
30.13<bf<19
ꢀꢀ
(6)
31.其中，bf表示成像镜头的最接近像侧的透镜表面和像面之间的距离。
32.在一优选的实施例中，所述成像镜头还包括镜筒，所述第一透镜组和所述第三透镜组固定设置于所述镜筒内，所述第二透镜组能够沿光轴移动地设置于所述镜筒内。
33.根据本实用新型的第二个方面，一种成像设备，包括如上所述的成像镜头。
34.本实用新型采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：
35.本实用新型的成像镜头，自物侧顺序配置了具有正光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组和具有负光焦度的第三透镜组，其虽然是一种大口径的镜头，但仍然能够良好地校正球差和彗星像差，具有超大视场角、短后截距、高光学性能，同时对焦透镜轻量化而成像镜头整体小型化。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，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。
37.图1为根据本实用新型实施例的成像镜头的光学系统图；
38.图2为实施例的成像镜头在无限远聚焦(inf)时的色球差图；
39.图3为实施例的成像镜头在无限远聚焦(inf)时的像散畸变示意图。
具体实施方式
40.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明
用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
41.本文中，折射率和焦距为d线的值；光学镜头相关数据中，若未特别说明，则长度的单位为mm。
42.本实施例提供一种超广角成像镜头及包括这种超广角成像镜头的成像设备，具体而言，该成像设备为微单相机，该超广角成像镜头为用于微单相机的标准镜头。参照图1所示，该超广角成像镜头包括具有正光焦度的第一透镜组gr1、具有正光焦度的第二透镜组gr2及具有负光焦度的第三透镜组gr3。第一透镜组gr1、第二透镜组gr2及第三透镜组gr3自物侧沿光轴顺序排列地设置于一镜筒(图中未示出)内；具体而言，第一透镜组gr1和第二透镜组gr2固定设置于镜筒内，第二透镜组gr2能够沿光轴移动地设置于镜筒内以能够在第一透镜组gr1和第二透镜组gr2之间移动，实现调焦；在从无穷远到最近端物距调焦过程中第二透镜组gr2随着光轴向像端移动，第一透镜组gr1和第三透镜组gr3相对于像面被固定。该超广角成像镜头还包括设于镜筒内的光阑sp，其具体设于第二透镜组gr2和第三透镜组gr3之间。该超广角成像镜头还包括布置在第三透镜组gr3(具体为其中含的距像表面img最近的那个透镜)和像表面img之间的具有滤光器配置的玻璃板gl，该玻璃板gl与像面img相互平行。后截距是从第三透镜组gr3(具体为其中含的距像表面img最近的那个透镜)的像侧面到像表面img的距离，其中平行玻璃平板gl变换为空气。
43.按照该光焦度配置的以上三群透镜组虽然是大口径的超广角镜头，但是能够良好的校正色差和球差,并且对焦镜片组轻便，总长度较短，对于日常使用带来极大便利。
44.具体到本实施例中，第一透镜组gr1包括自物侧沿光轴顺序排列的第一正透镜g1、第一负透镜g2、第二负透镜g3、第一胶合透镜g
j1
和第二胶合透镜g
j2
，第一正透镜g1、第一负透镜g2和第二负透镜g3为一组镜片，第一胶合透镜g
j1
由自物侧沿光轴顺序排列的第三负透镜g4和第二正透镜g5相互贴合组成，第二胶合透镜g
j2
由第三正透镜g6和第四负透镜g7相互贴合组成。第一正透镜g1满足以下条件式(1)
45.80<f
11
<400
ꢀꢀ
(1)
46.其中，f
11
为第一透镜组gr1的组合焦距。申请人研究发现，符合式(1)的成像镜头，能够满足小型化的要求，并具有优秀的球差和彗差校正。在f
11
低于80时，球差虽然能得到良好校正，但是第一透镜组的倍率色差难以得到校正，不是最优方案。若在f
11
超过400时，第一透镜组间隔拉长，整个系统结构增大，不利于小型化要求。
47.此外，第一透镜组gr1满足以下条件式(2)
48.‑
21<f
13
<
‑
14
ꢀꢀ
(2)
49.其中，f
13
为第一正透镜g1、第一负透镜g2、第二负透镜g3的组合焦距。在f
13
低于
‑
21时，则第一透镜组gr1入射角度过小，满足不了超广角的视场要求。若f
13
高于
‑
14时，则第一透镜组gr1口径增大，系统严重前后群组口径失衡，像差无法校正到满意水平。
50.第一胶合透镜g
j1
包括的第三负透镜g4和第二正透镜g5为消色差镜片组，满足以下条件式(3)
51.vd5>85
ꢀꢀ
(3)
52.其中，vd5为第二正透镜g5的材料阿贝数。通常情况下，超广角镜头往往视场角大，倍率色差难以校正，故在超广角镜头中加入一组消色差胶合镜片，以校正倍率色差。具体到本实施例中，该组消色差胶合镜片为相互贴合的第三负透镜g4和第二正透镜g5。在vd5低于
85时，则第一透镜组的倍率色差过大，系统色差无法达到要求。
53.第二透镜组gr2为对焦镜片组，其具体包括至少一个非球面负透镜g8，并满足以下条件式(4)
54.6<d8<9
ꢀꢀ
(4)
55.其中，d8为玻璃非球面的中心厚度。在本实施例的设计中，由于要求该超广角需要对焦迅速，光圈大，但是结构需减小口径，做到轻便。故对焦镜片组仅仅使用了一片非球面镜片g8。在d8低于6时，则前后固定的群组球差无法得到良好校正。若在d8高于9时，则重量迅速增大，对焦无法迅捷。并且，第一透镜组gr1和第三透镜组gr3中的所有镜片均为球面镜片。
56.第三透镜组gr3包括自物侧顺序排列的第五负透镜g9和第四正透镜g10，并满足以下条件式(5)
57.vd
10
>vd9ꢀꢀ
(5)
58.其中，vd
10
和vd9为第四正透镜g10和第五负透镜g9的阿贝数，由于第一透镜组gr1自身的像差已经得到良好的修正，因此第三透镜组gr3仅需配置前后一正一负的透镜组合，就能使系统像差得到平衡。具体到本实施例中，第三透镜组gr3包括第五负透镜g9和第四正透镜g10，在经过合理的半径和折射率配合后，自身色差得到良好校正，而产生的负球差，则可以和第一透镜组gr1和第二透镜组gr2产生的正球差抵消。
59.本实施例的超广角成像镜头还满足以下条件式(6)
60.13<bf<19
ꢀꢀ
(6)
61.其中，bf为所述超广角成像镜头中最接近像侧的透镜表面和像面的距离，这是为了确保在提供优秀的成像素质和同时确保能使用于可更换镜头式无反光镜单镜头照相机。
62.表1和表2分别示出了实施例的光学系统的光学数据。其中，f＝16.34mm，fno＝1.78，2w＝83
°
。表中的“si”表示表面号；“ri”是曲率半径；“di”是第i个表面和第i 1个表面之间的轴上表面距离；“nd”是折射率；“vd”是阿贝数；“fno.”是f数；“ω”是半视场角。关于表面号，“asp”表示该表面是非球面，并且关于曲率半径，“infinity”和“∞”表示该表面是平面。“img”表示为成像面。此外，折射率和阿贝数是关于d线(波长587.6nm)的折射率和阿贝数。
63.表1
[0064][0065][0066]
表2示出了非球面光学数据。
[0067]
表2非球面光学数据
[0068]
s
i
kc4c6c8c10140
‑
1.18330e
‑
04
‑
7.26147e
‑
07
‑
2.56514e
‑
10
‑
6.45424e
‑
11150
‑
1.81750e
‑
05
‑
2.43417e
‑
077.78733e
‑
10
‑
8.46798e
‑
12
[0069]
表3示出了调焦数据。其中，因镜头对焦式，第二透镜组在不同物距时的位置会前后移动，inf为无穷远物距，x20为物距640mm，mod为最近对焦物距91mm。
[0070]
表3调焦数据
[0071]
no.infx20mod焦距16.3416.20715.677物距∞640.3891.094135.515.173.62152.262.64.15
[0072]
表4示出了实施例的条件式值。
[0073]
表4
[0074]
no.参数式值
条件式1f
11
150条件式2f
13
‑
17.0292条件式3vd590.702365条件式4d87.95条件式5vd
10
56.420174 vd926.553651条件式6bf17.56
[0075]
图2至图3分别示出了在无限远聚焦(inf)时，实施例的超广角成像镜头的色球差和像散畸变示意图。
[0076]
需要注意的是，上述表格中的具体参数仅仅是例示性的，各透镜的参数不限于由上述各数值实施例所示出的值，可以采用其他的值，都可以达到类似的技术效果。
[0077]
虽然上面描述了本发明的原理以及具体实施方式，但是，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。