CN107728298B - 焦距放大增倍镜头 - Google Patents
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Abstract
一种焦距放大增倍镜头，包括：具有正光焦度第一透镜和具有负光焦度第二透镜，其中：第一透镜和第二透镜前后依次设置；第一透镜和第二透镜的焦距比为(‑3.20,‑0.62)，第一透镜前表面有效口径为(1.50,4.00)，第二透镜后表面有效口径为(‑5.25,‑1.95)。本发明能够对现有的变焦镜头进行焦距放大，均匀分摊光焦度，大幅减少了***球差，同时平均化的光焦度使得镜片的敏感度得到了极大的放缓，提升了可加工性和可装配性，整个镜头重量轻且长度小。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种光学成像领域的技术，具体是一种焦距放大增倍镜头。
背景技术
超长焦镜头在拍摄距离与放大倍率上有着无与伦比的优势，因而在边防安全、天文观测等需要拍摄数公里以外的场合，对超长焦距镜头非常青睐。普通的变焦镜头因为设计难度、加工成本、镜头尺寸等因素的制约，其望远端往往达不到超长焦定焦镜头的水平；而具有超长焦的镜头，多为定焦镜头，不具备大范围变焦和聚焦的功能，无法满足一些特定环境下，对不同拍摄距离和视场角的需求。
现有的两片式、四片式的增倍透镜的后表面都带有非球面胶合层，部分增倍镜放置在原有镜头的前端，采用了非球面结构导致了镜头成本较高，且增倍后望远端的红外无法实现共焦，部分增倍镜则设置于镜头后侧，就要求原有镜头必须预留有较大的后焦余量以给出足够的安装空间，因此增倍镜的适应性较差。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种焦距放大增倍镜头，其能够对现有的变焦镜头进行焦距放大，均匀分摊光焦度，大幅减少了***球差，同时平均化的光焦度使得镜片的敏感度得到了极大的放缓，提升了可加工性和可装配性，整个镜头重量轻且长度小。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：具有正光焦度第一透镜和具有负光焦度第二透镜，其中：第一透镜和第二透镜前后依次设置；该第一透镜和第二透镜的焦距比为(-3.20,-0.62)，第一透镜前表面有效口径为(1.50,4.00)，第二透镜后表面有效口径为(-5.25,-1.95)。
所述的第一透镜的前、后表面的曲率半径分别为55～120和<-200。
所述的第二透镜的前表面的曲率半径为-130～-90。
所述的第一透镜前端设有具有负光焦度的负补偿透镜，该负补偿透镜和第一透镜相胶合。
所述的第二透镜之后依次设有具有正光焦度的正补偿透镜和具有负光焦度的负补偿透镜，该正补偿透镜和负补偿透镜相胶合。
附图说明
图1为实施例1中增倍镜头结构示意图；
图2为实施例1中增倍镜头像差图；
图3为实施例2中增倍镜头结构示意图；
图4为实施例2中增倍镜头像差图；
图5为实施例3中增倍镜头结构示意图；
图6为实施例3中增倍镜头像差图；
图中：1第一透镜、2第二透镜、3正补偿透镜、4负补偿透镜。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例包括：具有正光焦度第一透镜1和具有负光焦度第二透镜2，其中：第一透镜1和第二透镜2前后依次设置。第二透镜2位于原有的光学***之前。第一透镜1前表面为增倍后的孔径光阑。
所述的第一透镜1和第二透镜2满足：-0.62>f1/f2>-3.20，4.00>f1/Φ1r1>1.50，-1.95>f2/Φ2r2>-5.25，其中：f1为第一透镜1焦距，f2为第二透镜2焦距，Φ1r1为第一透镜1前表面有效口径，Φ2r2为第二透镜2后表面有效口径。第一透镜1的前后表面的曲率半径分别为55～120和<-200。第二透镜2的前表面的曲率半径为-130～-90。第一透镜1和第二透镜2的具体参数取值如表1所示。
表1实施例1增倍镜头结构参数表
| 表面序号 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 |
| S1 | 球面 | 107.30 | 9.00 | 1.49 | 81.6 |
| S2 | 球面 | -429.43 | 59.71 | ||
| S3 | 球面 | -111.50 | 2.50 | 1.95 | 17.9 |
| S4 | 球面 | 201.93 | 11.79 |
所述的第一透镜1和第二透镜2在原有光学***前端，原有光学***可以在任意的焦段上实现焦距增倍，且放大倍率恒定。原有光学***的变焦群仍为***增倍后的变焦群，变焦群沿着光轴从物体侧向像侧移动，可以实现从广角端向望远端的变倍。原有光学***的聚焦群仍为***增倍后的聚焦群，聚焦群沿着光轴移动，进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦。
如图2所示，***的球差与场曲都被控制在一个较小的范围内，同时基本消除了***的畸变。
现有技术往往只能放大***的焦距，但同时也会带来***性能下降，敏感度升高，可加工性与可装配性较差等问题。与之相比，本装置能够对现有的变焦镜头进行焦距放大，均匀分摊光焦度，大幅减少了***球差，同时平均化的光焦度使得镜片的敏感度得到了极大的放缓，提升了可加工性和可装配性，整个镜头重量轻且长度小。
实施例2
如图3所示，本实施例包括：具有正光焦度第一透镜1和具有负光焦度第二透镜2，其中：第一透镜1和第二透镜2前后依次设置。第二透镜2位于原有的光学***之前。第一透镜1前表面为增倍后的孔径光阑。
本实施例与实施例1相比的不同之处在于：所述的第一透镜1前端设有具有负光焦度的负补偿透镜4，负补偿透镜4和第一透镜1相胶合。具体结构参数取值如表2所示。
表2实施例2增倍镜头结构参数表
| 表面序号 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 |
| S1 | 球面 | 100.86 | 2.50 | 1.91 | 35.2 |
| S2 | 球面 | 80.09 | 8.10 | 1.59 | 68.6 |
| S3 | 球面 | -1390.36 | 69.60 | ||
| S4 | 球面 | -125.93 | 1.80 | 1.62 | 60.3 |
| S5 | 球面 | 134.16 | 1.00 |
如图4所示，***的球差与场曲都被控制在一个较小的范围内，同时基本消除了***的畸变。
与实施例1相比，本实施例进一步的技术效果在于：通过增加一枚负镜片与第一透镜相胶合的结构，优化了***焦距放大时同样被放大的球差和色差，镜头可以实现优秀的光学性能。
实施例3
如图5所示，本实施例包括：具有正光焦度第一透镜1和具有负光焦度第二透镜2，其中：第一透镜1和第二透镜2前后依次设置。第二透镜2位于原有的光学***之前。第一透镜1前表面为增倍后的孔径光阑。
本实施例与实施例1相比的不同之处在于：所述的第二透镜2之后依次设有具有正光焦度的正补偿透镜3和具有负光焦度的负补偿透镜4，正补偿透镜3和负补偿透镜4相胶合。具体结构参数取值如表3所示。
表3实施例3增倍镜头结构参数表
如图6所示***的球差与场曲都被控制在一个较小的范围内，尤其是高孔径位置的球差也得到了收缩，同时基本消除了***的畸变。
与实施例1相比，本实施例进一步的技术效果在于：通过增加一个正负镜头胶合件的结构，不仅弥补了被增倍放大的色差和球差，还可以大幅提升周边视场的光量比，使得比增倍之前画面的照度更为均匀。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。
Claims (3)
1.一种焦距放大增倍镜头，其特征在于，包括：具有正光焦度第一透镜和具有负光焦度第二透镜，其中：第一透镜和第二透镜前后依次设置，第二透镜位于原有的光学***之前；
所述的第一透镜和第二透镜的焦距比为(-3.20,-0.62)，第一透镜前表面有效口径为(1.50,4.00)，第二透镜后表面有效口径为(-5.25,-1.95)；
所述的第一透镜的前表面为球面，其曲率半径为107.3，第一透镜的厚度为9，其折射率为1.49，其阿贝数为81.6，第一透镜的后表面为球面，其曲率半径为-429.43，第一透镜的后表面至第二透镜的前表面的距离为59.71；
所述的第二透镜的前表面为球面，其曲率半径为-111.5，第二透镜的厚度为2.5，其折射率为1.95，其阿贝数为17.9，第二透镜的后表面为球面，其曲率半径为201.93，第二透镜的后表面至像面的距离为11.79，或者：
所述的第一透镜的前镜片的前表面为球面，其曲率半径为100.86，第一透镜的前镜片的厚度为2.5，其折射率为1.91，其阿贝数为35.2，第一透镜的后镜片的前表面为球面，其曲率半径为80.09，第一透镜的后镜片的厚度为8.1，其折射率为1.59，其阿贝数为68.6，第一透镜的后镜片的后表面为球面，其曲率半径为-1390.36，第一透镜的后镜片的后表面至第二透镜的前表面的距离为69.6；
所述的第二透镜的前表面为球面，其曲率半径为-125.93，第二透镜的厚度为1.8，其折射率为1.62，其阿贝数为60.3，第二透镜的后表面为球面，其曲率半径为134.16，第二透镜的后表面至像面的距离为1，或者：
所述的第一透镜的前表面为球面，其曲率半径为65.527，第一透镜的厚度为10.5，其折射率为1.95，其阿贝数为17.9，第一透镜的后表面为球面，其曲率半径为-492.92，第一透镜的后表面至第二透镜的前表面的距离为34.95；
所述的第二透镜的前表面为球面，其曲率半径为-96.859，第二透镜的厚度为1.7，其折射率为2，其阿贝数为19.3，第二透镜的后表面为球面，其曲率半径为-777.325，第二透镜的后表面至第三透镜的前镜片的前表面的距离为16.76；
所述的第三透镜的前镜片的前表面为球面，其曲率半径为91.005，第三透镜的前镜片的厚度为8.3，其折射率为1.44，其阿贝数为90.1，第三透镜的后镜片的前表面为球面，其曲率半径为-248.394，第三透镜的后镜片的厚度为1.5，其折射率为1.91，其阿贝数为35.2，第三透镜的后镜片的后表面为球面，其曲率半径为56.419，第三透镜的后镜片的后表面至像面的距离为3.29。
2.根据权利要求1所述的焦距放大增倍镜头，其特征是，所述的第一透镜前端设有具有负光焦度的负补偿透镜，该负补偿透镜和第一透镜相胶合。
3.根据权利要求1所述的焦距放大增倍镜头，其特征是，所述的第二透镜之后依次设有具有正光焦度的正补偿透镜和具有负光焦度的负补偿透镜，该正补偿透镜和负补偿透镜相胶合。
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