CN205539682U - 一种大视角变焦镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大视角变焦透镜，沿光轴方向、从物面至像面依次设有具有正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、光阑STO、正光焦度的第三透镜组G3、负光焦度的第四透镜组G4、负光焦度的第五透镜组G5和成像面IMG；第一透镜组G1为粘合透镜依次包括第一凸面镜和第二凸面镜；第二透镜组G2依次包括第三凸面镜、第一双凹透镜和第四凸透镜；第三透镜组G3包括第五凸透镜、第二双凹透镜、第三双凹透镜和第四双凹透镜；第四透镜组G4为第六凸透镜；第五透镜组G5为第七凸透镜；光阑STO位于负光焦度的第二透镜组G2和正光焦度的第三透镜组G3之间；通过该变焦镜头实现大视角的功能，且总长度显著缩短，调节精确。

Description

一种大视角变焦镜头

技术领域

本实用新型属于透镜技术领域，尤其是涉及一种大视角变焦镜头。

背景技术

所谓的变焦能力包括光学变焦(optical zoom)与数码变焦(digital zoom)两种。两者虽然都有有助于望远拍摄时放大远方物体，但是只有光学变焦可以支持图像主体成像后，增加更多的像素，让主体不但变大，同时也相对更清晰。通常变焦倍数大者越适合用于望远拍摄。光学变焦同传统相机设计一样，取决于镜头的焦距，所以分辨率及画质不会改变。数码变焦只能将原先的图像尺寸裁小，让图像在lcd屏幕上变得比较大，但并不会有助于使细节更清晰。然而现有变焦镜头的总长度过长、视角范围很小，影响了进一步推广和使用。

实用新型内容

针对现有技术中存在不足，本实用新型提供了一种大视角变焦镜头，通过该变焦镜头实现大视角的功能，且总长度显著缩短，调节精确。

本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种大视角变焦透镜，沿光轴方向、从物面至像面依次设有具有正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、光阑STO、正光焦度的第三透镜组G3、负光焦度的第四透镜组G4、负光焦度的第五透镜组G5和成像面IMG；所述第一透镜组G1为粘合透镜依次包括第一凸面镜和第二凸面镜；所述第二透镜组G2依次包括第三凸面镜、第一双凹透镜和第四凸透镜；所述第三透镜组G3包括第五凸透镜、第二双凹透镜、第三双凹透镜和第四双凹透镜；所述第四透镜组G4为第六凸透镜；所述第五透镜组G5为第七凸透镜；所述光阑STO位于负光焦度的第二透镜组G2和正光焦度的第三透镜组G3之间。

进一步的，所述第一凸面镜、第三凸面镜、第一双凹透镜、第三双凹透镜、第六凸透镜和第七凸透镜均具有负折光力；所述第四凸透镜、第五凸透镜、第二双凹透镜、第三双凹透镜和第四双凹透镜具有正折光力。

进一步的，所述第四透镜组G4和第五透镜组G5满足如下关系式：

1.0≤β1≤4.0；0.7≤(R4f+R4r)/(R4f-R4r)≤3.0；其中，β1为广角端到第五透镜组G5的轴向放大率；R4f是第四透镜组G4最靠近物面的表面的曲率半径；R4r是第四透镜组G4最靠近像面的表面的曲率半径。

本实用新型的有益效果：

本使用新型所述的一种大视角变焦镜头，通过按照正光焦度反射，负光焦度反射，正光焦度反射，负光焦度射的顺序，将第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4和第五透镜组G5有机组合，实现了变焦镜头的大视角目的，其总长度缩短，调节更为精确。

附图说明

图1为本实用新型所述变焦镜头示意图。

图2为广角端位置处的结构示意图。

图3为半视角位置处的示意图。

图4为摄远端位置处的示意图。

图5为视场角为全视场角时的三个变焦位置的像差图。

图6为视场角为半视角时的三个变焦位置的像差图。

图7为视场角为零度时的三变焦位置的像差图。

图8为三个变焦位置的纵向球差曲线。

图9为三个变焦位置的像散图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图1所示，一种大视角变焦透镜，沿光轴方向、从物面至像面依次设有具有正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、光阑STO、正光焦度的第三透镜组G3、负光焦度的第四透镜组G4、负光焦度的第五透镜组G5和成像面IMG；如图2、图3和图4所示，通过调节各个透镜组之间的距离，实现变焦透镜大视角的目的。所述第一透镜组G1为粘合透镜依次包括第一凸面镜和第二凸面镜；所述第二透镜组G2依次包括第三凸面镜、第一双凹透镜和第四凸透镜；所述第三透镜组G3包括第五凸透镜、第二双凹透镜、第三双凹透镜和第四双凹透镜；所述第四透镜组G4为第六凸透镜；所述第五透镜组G5为第七凸透镜；所述光阑STO位于负光焦度的第二透镜组G2和正光焦度的第三透镜组G3之间。所述第一凸面镜、第三凸面镜、第一双凹透镜、第三双凹透镜、第六凸透镜和第七凸透镜均具有负折光力；所述第四凸透镜、第五凸透镜、第二双凹透镜、第三双凹透镜和第四双凹透镜具有正折光力。所述第四透镜组G4和第五透镜组G5满足如下关系式：

1.0≤β₁≤4.0；0.7≤(R_4f+R_4r)/(R_4f-R_4r)≤3.0；其中，β1为广角端到第五透镜组G5的轴向放大率；R_4f是第四透镜组G4最靠近物面的表面的曲率半径；R_4r是第四透镜组G4最靠近像面的表面的曲率半径。

Ri表示球面半径，di表示厚度，ni表示折射率，vi表示材料，f是焦距，Fno像方数，ω是半视场角，d3，d9，d19，d21，Bf分别为第三，第九，第十九，第二十一非球面的变焦数。Κ表示是半径，C4，C6，C8，C10分别表示第四阶，第六阶，第八阶，第十高阶系数。“*”代表非球面。

表1镜头表面数据

表2非球面表面数据

表面编号	κ	C4	C6	C8	C10
						4	9.399	5.0545E-06	-1.908E-8	1.4971E-11	1.2449E-14
5	0.000	-2.6430E-6	6.2786E-9	-1.484E-10	-9.853E-13
						11	0.000	-1.733E-6	-4.303E-7	5.3145E-9	-1.909E-11
12	0.000	1.3809E-6	-5.745E-7	7.7232E-9	-3.125E-11
						14	0.000	-6.456E-7	1.9499E-7	-3.053E-9	1.6155E-11
18	0.000	-2.002E-5	6.188E-8	-7.0364E-9	4.4094E-13
						19	0.000	1.5915E-6	5.6216E-8	-1.018E-10	1.1571E-12
20	0.000	-2.769E-6	1.7991E-7	-3.2400E-9	1.3050E-11
						21	0.000	-3.719E-6	1.0869E-7	-2.4497E-9	1.0090E-11

表3变焦位置数据

	广角端	半视角	摄远端
				f	24.72	47.00	67.90
Fno	4.10	4.10	4.10
				w	42.42	23.61	6.70
d3	0.80	15.69	26.16
				d9	22.44	7.35	2.16
d19	5.86	3.59	2.00
				d21	5.58	7.84	9.44
Bf	21.95	35.79	45.74

如图5、图6和图7为不同视场角时的广角端、中间位置和长焦端的像差图，显示出其视角较宽的优势；如图8所示，其广角端的纵向球差小于0.05mm，而在长焦端纵向球差在-0.05mm～0.1mm之间变化。如图9所示，其中S和T分别代表弧矢方向和子午方向的场曲。广角端时曲线S和T的变化范围在-0.1mm～0.05mm之间，而长焦端曲线的变化范围为-0.12mm～0.05mm之间。本变焦镜头的视角宽、且总长度显著缩短，调节精确。

所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种大视角变焦透镜，其特征在于，沿光轴方向、从物面至像面依次设有具有正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、光阑STO、正光焦度的第三透镜组G3、负光焦度的第四透镜组G4、负光焦度的第五透镜组G5和成像面IMG；所述第一透镜组G1为粘合透镜依次包括第一凸面镜和第二凸面镜；所述第二透镜组G2依次包括第三凸面镜、第一双凹透镜和第四凸透镜；所述第三透镜组G3包括第五凸透镜、第二双凹透镜、第三双凹透镜和第四双凹透镜；所述第四透镜组G4为第六凸透镜；所述第五透镜组G5为第七凸透镜；所述光阑STO位于负光焦度的第二透镜组G2和正光焦度的第三透镜组G3之间。

2.根据权利要求1所述的一种大视角变焦透镜，其特征在于，所述第一凸面镜、第三凸面镜、第一双凹透镜、第三双凹透镜、第六凸透镜和第七凸透镜均具有负折光力；所述第四凸透镜、第五凸透镜、第二双凹透镜、第三双凹透镜和第四双凹透镜具有正折光力。

3.根据权利要求1或2所述的一种大视角变焦透镜，其特征在于，所述第四透镜组G4和第五透镜组G5满足如下关系式：

1.0≤β₁≤4.0；0.7≤(R_4f+R_4r)/(R_4f-R_4r)≤3.0；其中，β1为广角端到第五透镜组G5的轴向放大率；R_4f是第四透镜组G4最靠近物面的表面的曲率半径；R_4r是第四透镜组G4最靠近像面的表面的曲率半径。