一种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，其成像质量较好的同时，对焦透镜轻量化而体积较小。
5.本实用新型还提供一种成像设备，其具有较好的成像质量，同时镜头较为小型化。
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，其具有负光焦度；及
9.第三透镜组，其具有正光焦度；
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胶合透镜、第一正透镜和第二正透镜，所述第一胶合透镜包括自物侧沿光轴顺序排列的第一负透镜和第三正透镜。
12.在一更优选的实施例中，所述第一透镜组满足下式(1)
13.0.3<f1/ssd<0.6
ꢀꢀꢀ
(1)
14.其中，f1为所述第一透镜组的组合焦距，ssd为所述成像镜头距物侧最近的透镜面到成像面的无穷远物体对焦时的距离。采用符合式(1)的第一透镜组，能够满足小型化，并具有优秀的球差和彗差校正。
15.在一更优选的实施例中，所述第一胶合透镜满足下式(2)
16.20<f
j1
/f<
‑8ꢀꢀꢀ
(2)
17.其中，f为所述成像镜头的总焦距，f
j1
为所述第一胶合透镜的焦距。根据条件式2所配置的镜头，满足整体结构小，像差小的要求。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，所述第一透镜组包括第一正透镜，所述第一正透镜的折射率大于1.8。第一透镜组必须使用一片以上正透镜来校正球差，且该正透镜折射率大于1.8，才能达到更优的效果。
19.在一优选的实施例中，所述第二透镜组包括第二胶合透镜，所述第二胶合透镜包括自物侧沿光轴顺序排列的第四正透镜和第二负透镜。
20.在一更优选的实施例中，所述第四正透镜和所述第二负透镜满足下式(3) 和(4)
21.1.8<n
d6
<n
d5
<2.0
ꢀꢀꢀ
(3)
22.v
d5
<v
d6
ꢀꢀꢀ
(4)
23.其中，n
d5
和n
d6
分别是第四正透镜和第二负透镜的材料折射率，v
d5
和v
d6
为第四正透镜和第二负透镜的材料阿贝数。
24.在一优选的实施例中，所述第三透镜组包括非球面负透镜，并满足下式(5) 和(6)
25.1.5≤n
d
≤1.8
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
26.40≤ν
d
≤70
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
27.其中，n
d
、ν
d
分别为介质关于波长587.6nm的光线的折射率和阿贝数。提高系统的成像清晰度和锐度
28.在一更优选的实施例中，所述成像镜头满足下式(7)
29.0.20<bf/f<0.5
ꢀꢀ
(7)
30.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。减少成像镜头的后截距，极大限度的适合大部分无镜头反光相机的结构需求。
31.在一优选的实施例中，所述成像镜头还包括设于所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的光。
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二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、具有负光焦度的第二透镜组和具有正光焦度的第三透镜组，其虽然是一种大口径的标准镜头，但仍然能够良好地校正球差和彗星像差，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1的成像镜头的光学系统图；
38.图2为实施例1的成像镜头在无限远聚焦(inf)时的球面像差图；
39.图3为实施例1的成像镜头在无限远聚焦(inf)时的像散示意图；
40.图4为实施例1的成像镜头在最近距离聚焦(0.35m)时的球面像差图；
41.图5为实施例1的成像镜头在最近距离聚焦(0.35m)时的像散示意图；
42.图6为根据本实用新型实施例2的成像镜头的光学系统图；
43.图7为实施例2的成像镜头在无限远聚焦(inf)时的球面像差图；
44.图8为实施例2的成像镜头在无限远聚焦(inf)时的像散示意图；
45.图9为实施例2的成像镜头在最近距离聚焦(0.35m)时的球面像差图；
46.图10为实施例2的成像镜头在最近距离聚焦(0.35m)时的像散示意图。
具体实施方式
47.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。
48.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。
49.实施例1
50.本实施例提供一种成像镜头及包括这种成像镜头的成像设备，具体而言，该成像设备为微单相机，该成像镜头为用于微单相机的标准镜头。参照图1所示，该成像镜头包括具有正光焦度的第一透镜组gr1、具有负光焦度的第二透镜组 gr2及具有正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。
51.第一透镜组gr1包括至少一个第一正透镜g3，且第一正透镜g3的折射率大于1.8。在本实施例中，第一透镜组gr1使用一个及以上的正透镜来校正球差，且该正透镜折射率必须大于1.8，从而具有良好效果，即获得不仅虚化效果好且球差得以校正的大光圈标准人像镜头。
52.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胶合透镜g
j1
、第一正透镜g3和第二正透镜g4，第一胶合透镜g
j1
由自物侧沿光轴顺序排列的第一负透镜g1和第三正透镜g2组成，第一负透镜g1和第三正透镜g2相互贴合。第一透镜组gr1满足下式(1)
53.0.3<f1/ssd<0.6
ꢀꢀ
(1)
54.其中，f1为第一透镜组gr1的组合焦距，ssd为成像镜头距物侧最近的透镜面到成像面的无穷远物体对焦时的距离。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f1/ssd低于0.3时，第一透镜组gr1的光焦度过
大，在这种情况下，第一透镜组gr1中的各个透镜的曲率半径减小，因而会在第一透镜组gr1产生像差尤其是球差和彗差增大，或者光学系统的全长变长，因而不适合做成小型化的结构。若在f1/ssd 超过0.6时，第一透镜组gr1的光焦度过小，同样不利于学系统的小型化，为了避免光学系统的大型化，必须增加第三透镜组gr3的光焦度，但这样将难以校正在第三透镜组gr3产生的球差和彗差。
55.此外，第一胶合透镜g
j1
满足下式(2)
56.20<f
j1
/f<
‑8ꢀꢀ
(2)
57.其中，f为成像镜头的总焦距，f
j1
为第一胶合透镜g
j1
的焦距。该第一胶合透镜g
j1
根据式(2)配置，满足整体结构小，像差小的要求。第一透镜组gr1 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。
58.第二透镜组gr2为对焦镜片组，其具体包括第二胶合透镜，第二胶合透镜由自物侧沿光轴顺序排列的第四正透镜g5和第二负透镜组成，第四正透镜g5 和第二负透镜相互贴合。且第四正透镜和第二负透镜满足下式(3)和(4)
59.1.8<n
d6
<n
d5
<2.0
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
60.v
d5
<v
d6
ꢀꢀꢀ
(4)
61.其中，n
d5
和n
d6
分别是第四正透镜g5和第二负透镜的材料折射率，v
d5
和 v
d6
为第四正透镜g5和第二负透镜的材料阿贝数。上式(3)和(4)限定了第二透镜组gr2的材料选择范围。若第四正透镜g5和第二负透镜g6的折射率低于1.8，则色球差不能得到良好校正，影响到系统成像清晰度，若超过2.0，则成本大幅提升。另外第四正透镜g5的折射率n
d5
必须大于第二负透镜g6的折射率n
d6
，该胶合透镜组才能更好的校正自身色球差。若第四正透镜g5和第二负透镜g6的阿贝数满足式(5)，则全对焦区域色散小，系统色差得到良好校正。若不满足则第一透镜组gr1和第三透镜组gr3也不能校正好系统色差。
62.第三透镜组gr3包括至少一个非球面负透镜，并满足下式(5)和(6)
63.1.5≤n
d
≤1.8
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
64.40≤ν
d
≤70
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
65.其中，n
d
、ν
d
分别为介质关于d线(波长587.6nm)的折射率和阿贝数。第三透镜组gr3至少需要一个非球面透镜，且满足式(5)(6)，以提高系统的成像清晰度和锐度。因第一透镜组gr1经过设计，剩余像差已经很小，第三透镜组gr3也需要增加至少一个非球面透镜来校正自身像差，来匹配第一透镜组gr1 剩余像差。该非球面透镜符合条件时(5)(6)能降低第三透镜组gr3镜片数量，还能降像差校正的更小，此时匹配第一透镜组gr1的剩余像差后，使整个系统像差得到进一步的校正。
66.具体到本实施例中，第三透镜组gr3包括自物侧顺序排列的第三胶合透镜、第五正透镜g9、第一非球面负透镜g10和第二非球面负透镜g11。第三胶合透镜由第六正透镜g7和第三负透镜g8组成，二者相互贴合。
67.该成像镜头还需满足式(7)
68.0.20<bf/f<0.5
ꢀꢀ
(7)
69.其中，bf表示成像镜头的光学系统中最接近像侧的透镜表面和像面之间的距离。由于满足式(7)，该成像镜头的后截距较小，极大限度的适合大部分无镜头反光相机的结构需求。
70.表1和表2分别示出了实施例1的光学系统的光学数据。其中，fno＝1.8。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；“n
d”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”表示该表面是平面。“img”表示为成像面，此外，关于轴上表面距离，每个表格中的变量距离以“无限远聚焦(inf)”、和“最近距离聚焦(0.36m)”的顺序指示，折射率和阿贝数是关于d线(波长587.6nm)的折射率和阿贝数。
71.表1
[0072] 面型半径厚度折射率阿贝数si ridindvd0
ꢀꢀ
infinity
ꢀꢀ
1球面
‑
48.62613.081.846666,23.787322球面72.3525711.031.834810,42.727483球面
‑
60.19090.20
ꢀꢀ
4球面123.08473.711.953749,32.318115球面
‑
646.0890.20
ꢀꢀ
6球面46.603822.971.882997,40.765117球面88.742613.91
ꢀꢀ
8球面
‑
326.6273.961.915356,21.171939球面
‑
39.20292.001.853702,40.5987510球面39.2028511.51
ꢀꢀ
sto球面infinity4.82
ꢀꢀ
12球面26.496889.861.496999,81.6148513球面
‑
26.49690.801.688934,31.1847514球面191.35885.42
ꢀꢀ
15球面41.784756.241.882023,37.221316球面
‑
112.73312.29
ꢀꢀ
17非球面(asp)
‑
25.96352.961.651605,58.416318非球面(asp)
‑
35.93932.85
ꢀꢀ
19球面
‑
26.52920.801.945945,17.9842620球面
‑
78.553512.33
ꢀꢀ
21球面infinity2.001.516330,64.1501522standardinfinity0.30
ꢀꢀꢀ
ima
ꢀꢀꢀꢀ
[0073] 表2非球面光学数据
[0074][0075]
表3示出了实施例1的光学镜头的调节数据。
[0076]
表3
[0077][0078]
图2至图5分别示出了在无限远聚焦(inf)、最近距离聚焦(0.35m)时，实施例1的成像镜头的的球差和像散示意图。其中，f线，d线和c线代表在f线(波长486nm)，d线(波长588nm)，c线(波长656nm)的球面像差；实线s表示主光线d线在弧矢像面的值，实线t表示主光线d线在子午像面的值。
[0079]
实施例2
[0080]
参照图6所示，本实施例基本同实施例1，区别仅在于光学系统的具体光学数据不同，分别参见表4和表5所示。其中，fno＝1.8。
[0081]
表4
[0082][0083][0084]
表5非球面光学数据
[0085][0086]
表6示出了实施例1的光学镜头的调节数据。
[0087]
表6
[0088][0089]
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。
[0090]
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。