本發(fā)明涉及光學(xué)鏡頭
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種變焦鏡頭。
背景技術(shù)：
：所謂全畫幅是針對傳統(tǒng)135膠卷的尺寸來說的，傳統(tǒng)的照相機膠卷尺寸為35mm(35mm為膠卷的寬度，包括齒孔部分)，35mm膠卷的感光面積為36x24mm。對于數(shù)碼相機的感光元件(CCD或CMOS等感光成像元件)，其尺寸與135膠卷的尺寸相同為36x24mm，從而也稱之為“全畫幅”。全畫幅相機指相機光學(xué)鏡頭的像面達到全畫幅，全畫幅相機感光面積更大，捕獲的光子更多，使相機感光性能更好，信噪比降低，形成圖像的畫質(zhì)效果更佳，全畫幅相機可能成為未來數(shù)碼相機發(fā)展的一大趨勢。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種變焦鏡頭，可使鏡頭的像面尺寸達到全畫幅。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種變焦鏡頭，包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組；所述第一透鏡組與所述第四透鏡組相對位置固定，且都具有正光焦度；所述第二透鏡組和所述第三透鏡組可沿光軸方向以預(yù)設(shè)關(guān)聯(lián)關(guān)系移動，實現(xiàn)變焦，所述第三透鏡組用于補償所述第二透鏡組沿光軸移動時產(chǎn)生的焦點像差，所述第二透鏡組具有負光焦度，所述第三透鏡組具有正光焦度；所述變焦鏡頭從短焦段到長焦段的變焦過程中，所述第二透鏡組在光軸上的移動矢量L2滿足條件式：0.15<|L2|/Lt<0.25，所述第三透鏡組在光軸上的移動矢量L3滿足條件式：0.05<|L3|/Lt<0.15，其中，定義移動矢量L2和移動矢量L3從物端到像端為正值，從像端到物端為負值，Lt為所述變焦鏡頭沿光軸方向的總長度。可選地，所述第一透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負光焦度的第一透鏡、具有正光焦度的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡和具有正光焦度的第四透鏡；所述第一透鏡為雙凹球面負透鏡，所述第二透鏡為雙凸球面正透鏡，所述第三透鏡為雙凸球面正透鏡，所述第四透鏡為球面彎月正透鏡?？蛇x地，所述第一透鏡的折射率大于1.6小于1.7，色散系數(shù)大于40小于45；所述第二透鏡的折射率大于1.4小于1.5，色散系數(shù)大于90小于95；所述第三透鏡的折射率大于1.4小于1.5，色散系數(shù)大于90小于95；所述第四透鏡的折射率大于1.7小于1.8，色散系數(shù)大于45小于50；上述各參數(shù)的取值范圍均包括端點值?？蛇x地，所述第二透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負光焦度的第五透鏡、具有負光焦度的第六透鏡和具有正光焦度的第七透鏡；所述第五透鏡為雙凹球面負透鏡，所述第六透鏡為雙凹球面負透鏡，所述第七透鏡為雙凸球面正透鏡，所述第六透鏡和所述第七透鏡組成雙膠合透鏡。可選地，所述第五透鏡的折射率大于1.7小于1.8，其色散系數(shù)大于50小于55；所述第六透鏡的折射率大于1.7小于1.8，其色散系數(shù)大于50小于55；所述第七透鏡的折射率大于1.8小于1.9，其色散系數(shù)大于25小于30；上述各參數(shù)的取值范圍均包括端點值。可選地，所述第三透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負光焦度的第八透鏡、具有正光焦度的第九透鏡、具有負光焦度的第十透鏡和具有正光焦度的第十一透鏡；所述第八透鏡為球面彎月負透鏡，所述第九透鏡為球面彎月正透鏡，所述第十透鏡為雙凸球面正透鏡，所述第十一透鏡為球面彎月正透鏡，所述第九透鏡和所述第十透鏡組成雙膠合透鏡?？蛇x地，所述第八透鏡的折射率大于1.4小于1.5，其色散系數(shù)大于90小于95；所述第九透鏡的折射率大于1.8小于1.9，其色散系數(shù)大于25小于30；所述第十透鏡的折射率大于1.7小于1.8，其色散系數(shù)大于50小于55；所述第十一透鏡的折射率大于1.4小于1.5，其色散系數(shù)大于90小于95；上述各參數(shù)的取值范圍均包括端點值?？蛇x地，所述第四透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負光焦度的第十二透鏡、具有正光焦度的第十三透鏡、具有負光焦度的第十四透鏡、具有負光焦度的第十五透鏡和具有正光焦度的第十六透鏡；所述第十二透鏡為為雙凹球面負透鏡，第十三透鏡為雙凸球面正透鏡，所述第十二透鏡和所述第十三透鏡組成雙膠合透鏡，所述第十四透鏡為球面彎月負透鏡，所述第十五透鏡為雙凹球面負透鏡，所述第十六透鏡為雙凸球面正透鏡，所述第十五透鏡和所述第十六透鏡組成雙膠合透鏡?？蛇x地，所述第十二透鏡的折射率大于1.8小于1.9，其色散系數(shù)大于35小于40；所述第十三透鏡的折射率大于1.7小于1.8，其色散系數(shù)大于25小于30；所述第十四透鏡的折射率大于1.4小于1.5，其色散系數(shù)大于90小于95；所述第十五透鏡的折射率大于1.8小于1.9，其色散系數(shù)大于35小于40；所述第十六透鏡的折射率大于1.4小于1.5，其色散系數(shù)大于65小于70；上述各參數(shù)的取值范圍均包括端點值?？蛇x地，還包括設(shè)置在所述第三透鏡組和所述第四透鏡組之間的光闌。由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的變焦鏡頭，包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組。其中，第一透鏡組和第四透鏡組相對位置固定，為固定透鏡組；第二透鏡組和第三透鏡組為移動透鏡組，可沿光軸方向以預(yù)設(shè)關(guān)聯(lián)關(guān)系移動，實現(xiàn)變焦，第三透鏡組用于補償?shù)诙哥R組沿光軸移動時產(chǎn)生的焦點像差。所述變焦鏡頭從短焦段到長焦段的變焦過程中，第二透鏡組的移動矢量L2滿足條件式0.15<|L2|/Lt<0.25，第三透鏡組的移動矢量L3滿足條件式0.05<|L3|/Lt<0.15，Lt為變焦鏡頭沿光軸方向的總長度，將移動透鏡組第二透鏡組和第三透鏡組的位移矢量限定滿足上述條件式，保證外界光進入所述變焦鏡頭的視角范圍足以使鏡頭像面達到全畫幅。因此本發(fā)明變焦鏡頭，可使鏡頭的像面尺寸達到全畫幅，可應(yīng)用于實現(xiàn)全畫幅相機。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的一種變焦鏡頭的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的變焦鏡頭處于短焦時的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例變焦鏡頭處于短焦時的軸向像差圖；圖4為本發(fā)明實施例變焦鏡頭處于短焦時的畸變圖；圖5為本發(fā)明實施例的變焦鏡頭處于次短焦時的示意圖；圖6為本發(fā)明實施例變焦鏡頭處于次短焦時的軸向像差圖；圖7為本發(fā)明實施例變焦鏡頭處于次短焦時的畸變圖；圖8為本發(fā)明實施例的變焦鏡頭處于次長焦時的示意圖；圖9為本發(fā)明實施例變焦鏡頭處于次長焦時的軸向像差圖；圖10為本發(fā)明實施例變焦鏡頭處于次長焦時的畸變圖；圖11為本發(fā)明實施例的變焦鏡頭處于長焦時的示意圖；圖12為本發(fā)明實施例變焦鏡頭處于長焦時的軸向像差圖；圖13為本發(fā)明實施例變焦鏡頭處于長焦時的畸變圖。具體實施方式為了使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例提供一種變焦鏡頭，包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組；所述第一透鏡組與所述第四透鏡組相對位置固定，且都具有正光焦度；所述第二透鏡組和所述第三透鏡組可沿光軸方向以預(yù)設(shè)關(guān)聯(lián)關(guān)系移動，實現(xiàn)變焦，所述第三透鏡組用于補償所述第二透鏡組沿光軸移動時產(chǎn)生的焦點像差，所述第二透鏡組具有負光焦度，所述第三透鏡組具有正光焦度；所述變焦鏡頭從短焦段到長焦段的變焦過程中，所述第二透鏡組在光軸上的移動矢量L2滿足條件式：0.15<|L2|/Lt<0.25，所述第三透鏡組在光軸上的移動矢量L3滿足條件式：0.05<|L3|/Lt<0.15，其中，定義移動矢量L2和移動矢量L3從物端到像端為正值，從像端到物端為負值，Lt為所述變焦鏡頭沿光軸方向的總長度。由上述內(nèi)容可以看出，本發(fā)明實施例提供的變焦鏡頭，包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組。其中，第一透鏡組和第四透鏡組相對位置固定，為固定透鏡組；第二透鏡組和第三透鏡組為移動透鏡組，可沿光軸方向以預(yù)設(shè)關(guān)聯(lián)關(guān)系移動，實現(xiàn)變焦，第三透鏡組用于補償?shù)诙哥R組沿光軸移動時產(chǎn)生的焦點像差。所述變焦鏡頭從短焦段到長焦段的變焦過程中，第二透鏡組的移動矢量L2滿足條件式0.15<|L2|/Lt<0.25，第三透鏡組的移動矢量L3滿足條件式0.05<|L3|/Lt<0.15，Lt為變焦鏡頭沿光軸方向的總長度，將移動透鏡組第二透鏡組和第三透鏡組在變焦過程中的位移矢量限定滿足上述條件式，保證外界光進入所述變焦鏡頭的視角范圍足以使鏡頭像面達到全畫幅。因此本發(fā)明變焦鏡頭，可使鏡頭的像面尺寸達到全畫幅，可應(yīng)用于實現(xiàn)全畫幅相機。在本發(fā)明變焦鏡頭的一種具體實施例中，請參考圖1，為本實施例提供的一種變焦鏡頭的示意圖。變焦鏡頭包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的第一透鏡組20、第二透鏡組21、第三透鏡組22和第四透鏡組23。其中，所述第一透鏡組20與所述第四透鏡組23相對位置固定，為固定透鏡組，所述第二透鏡組21和所述第三透鏡組22可沿光軸方向以預(yù)設(shè)關(guān)聯(lián)關(guān)系移動，所述第二透鏡組21為變倍組，第三透鏡組22為補償組，第三透鏡組22用于補償?shù)诙哥R組21沿光軸移動時產(chǎn)生的焦點像差，通過調(diào)節(jié)第二透鏡組21和第三透鏡組22實現(xiàn)變焦。所述變焦鏡頭從短焦段到長焦段的變焦過程中，第二透鏡組21在光軸上的移動矢量L2滿足條件式：0.15<|L2|/Lt<0.25，所述第三透鏡組22在光軸上的移動矢量L3滿足條件式：0.05<|L3|/Lt<0.15，其中，定義移動矢量L2和移動矢量L3從物端到像端為正值，從像端到物端為負值，Lt為所述變焦鏡頭沿光軸方向的總長度。所述第一透鏡組20、所述第三透鏡組22、所述第四透鏡組23具有正光焦度，所述第二透鏡組21具有負光焦度。在本實施例中，所述第一透鏡組20包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負光焦度的第一透鏡1、具有正光焦度的第二透鏡2、具有正光焦度的第三透鏡3和具有正光焦度的第四透鏡4。所述第一透鏡1為雙凹球面負透鏡，所述第二透鏡2為雙凸球面正透鏡，所述第三透鏡3為雙凸球面正透鏡，所述第四透鏡4為球面彎月正透鏡。所述第二透鏡組21包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負光焦度的第五透鏡5、具有負光焦度的第六透鏡6和具有正光焦度的第七透鏡7。所述第五透鏡5為雙凹球面負透鏡，所述第六透鏡6為雙凹球面負透鏡，所述第七透鏡7為雙凸球面正透鏡，所述第六透鏡6和所述第七透鏡7組成雙膠合透鏡。所述第三透鏡組22包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負光焦度的第八透鏡8、具有正光焦度的第九透鏡9、具有負光焦度的第十透鏡10和具有正光焦度的第十一透鏡11。所述第八透鏡8為球面彎月負透鏡，所述第九透鏡9為球面彎月正透鏡，所述第十透鏡10為雙凸球面正透鏡，所述第十一透鏡11為球面彎月正透鏡，所述第九透鏡9和所述第十透鏡10組成雙膠合透鏡。所述第四透鏡組23包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的具有負光焦度的第十二透鏡12、具有正光焦度的第十三透鏡13、具有負光焦度的第十四透鏡14、具有負光焦度的第十五透鏡15和具有正光焦度的第十六透鏡16。所述第十二透鏡12為雙凹球面負透鏡，第十三透鏡13為雙凸球面正透鏡，所述第十二透鏡12和所述第十三透鏡13組成雙膠合透鏡，所述第十四透鏡14為球面彎月負透鏡，所述第十五透鏡15為雙凹球面負透鏡，所述第十六透鏡16為雙凸球面正透鏡，所述第十五透鏡15和所述第十六透鏡16組成雙膠合透鏡。本實施例變焦鏡頭，在所述第三透鏡組22和所述第四透鏡組23之間還設(shè)置有光闌，參考圖1所示，圖中17指光闌面。本實施例所述變焦鏡頭所有透鏡均采用球面，均采用球面設(shè)計來矯正各種像差，避免了采用非球面帶來的加工難度和成本。本實施例中各透鏡的折射率及散射系數(shù)具體可按照如下設(shè)置：所述第一透鏡1的折射率大于1.6小于1.7，包括端點值；色散系數(shù)大于40小于45，包括端點值；優(yōu)選選擇第一透鏡1材料的折射率為1.612423,色散系數(shù)為44.09386。所述第二透鏡2的折射率大于1.4小于1.5，包括端點值；色散系數(shù)大于90小于95，包括端點值；優(yōu)選選擇第二透鏡2材料的折射率為1.45650,色散系數(shù)為90.269745。所述第三透鏡3的折射率大于1.4小于1.5，包括端點值；色散系數(shù)大于90小于95，包括端點值；優(yōu)選選擇第三透鏡3的材料折射率為1.45650，色散系數(shù)為90.269745。所述第四透鏡4的折射率大于1.7小于1.8，包括端點值；色散系數(shù)大于45小于50，包括端點值。優(yōu)選選擇第四透鏡4的材料折射率為1.716996,色散系數(shù)為47.920216。所述第五透鏡5的折射率大于1.7小于1.8，包括端點值；其色散系數(shù)大于50小于55，包括端點值；優(yōu)選選擇第五透鏡5的材料折射率為1.746934,色散系數(shù)為51.008591。所述第六透鏡6的折射率大于1.7小于1.8，包括端點值；其色散系數(shù)大于50小于55，包括端點值；優(yōu)選選擇第六透鏡6的材料折射率為1.746934,色散系數(shù)為51.008591。所述第七透鏡7的折射率大于1.8小于1.9，包括端點值；其色散系數(shù)大于25小于30，包括端點值。優(yōu)選選擇第七透鏡7的材料折射率為1.805190,色散系數(shù)為25.471232。所述第八透鏡8的折射率大于1.4小于1.5，包括端點值；其色散系數(shù)大于90小于95，包括端點值；優(yōu)選選擇第八透鏡8的材料折射率1.45650,色散系數(shù)為90.269745。所述第九透鏡9的折射率大于1.8小于1.9，包括端點值；其色散系數(shù)大于25小于30，包括端點值；優(yōu)選選擇第九透鏡9的材料折射率為1.805190,色散系數(shù)為25.471232。所述第十透鏡10的折射率大于1.7小于1.8，包括端點值；其色散系數(shù)大于50小于55，包括端點值；優(yōu)選選擇第十透鏡10的材料折射率為1.746934,色散系數(shù)為51.008591。所述第十一透鏡11的折射率大于1.4小于1.5，包括端點值；其色散系數(shù)大于90小于95，包括端點值。優(yōu)選選擇第十一透鏡11的材料折射率為1.45650,色散系數(shù)為90.269745。所述第十二透鏡12的折射率大于1.8小于1.9，包括端點值；其色散系數(shù)大于35小于40，包括端點值；優(yōu)選選擇第十二透鏡12的材料折射率為1.834,色散系數(shù)為37.166863。所述第十三透鏡13的折射率大于1.7小于1.8，包括端點值；其色散系數(shù)大于25小于30，包括端點值；優(yōu)選選擇第十三透鏡13的材料折射率為1.784724,色散系數(shù)為25.754051。所述第十四透鏡14的折射率大于1.4小于1.5，包括端點值；其色散系數(shù)大于90小于95，包括端點值；優(yōu)選選擇第十四透鏡14的材料折射率為1.45650,色散系數(shù)為90.269745。所述第十五透鏡15的折射率大于1.8小于1.9，包括端點值；其色散系數(shù)大于35小于40，包括端點值；優(yōu)選的，選擇該第十五透鏡15的材料折射率為1.804505,色散系數(shù)為39.639509。所述第十六透鏡16的折射率大于1.4小于1.5，包括端點值；其色散系數(shù)大于65小于70，包括端點值。優(yōu)選的，選擇該第十六透鏡16的材料折射率為1.470466,色散系數(shù)為66.899195。在本實施例變焦鏡頭的一種具體實施方式中，第一透鏡至第十六透鏡各透鏡的面型、曲率半徑、厚度、折射率Nd及色散系數(shù)Vd等參數(shù)值按照如下表1設(shè)置。表1變焦鏡頭中各透鏡的面型及各透鏡參數(shù)按表1設(shè)置，且其中各透鏡的折射率及色散系數(shù)采用上文所述的優(yōu)選情況，在這種參數(shù)設(shè)置下，本實施例變焦鏡頭的有效焦距范圍為70mm～450mm，F(xiàn)數(shù)為8，整個光學(xué)系統(tǒng)的像面對角線長度為40mm，其鏡頭總長為393mm。達到了具有變焦和全畫幅的雙重功能。本實施例中變焦鏡頭處于短焦70mm、次短焦150mm、次長焦288mm、長焦450mm時第二透鏡組21和第三透鏡組22的位置如下表2所示，其中D1指第四透鏡與第五透鏡之間的距離，D2指第七透鏡與第八透鏡之間的距離，D3指第十一透鏡與光闌之間的距離：表2D1(mm)D2(mm)D3(mm)短焦20.8061102.80704.1958次短焦52.784161.232413.8024次長焦71.532031.224625.0623長焦81.040511.870134.9083參考圖2、圖3和圖4所示，圖2為本實施例變焦鏡頭處于短焦時的示意圖，圖3為本實施例變焦鏡頭處于短焦時的軸向像差圖，圖4為本實施例變焦鏡頭處于短焦時的畸變圖?？梢钥吹?，本實施例變焦距鏡頭處于短焦時軸向像差大于-0.2mm小于0.1mm，光學(xué)畸變大于-1.4％小于0。參考圖5、圖6和圖7所示，圖5為本實施例的變焦鏡頭處于次短焦時的示意圖；圖6為本實施例變焦鏡頭處于次短焦時的軸向像差圖；圖7為本實施例變焦鏡頭處于次短焦時的畸變圖?？梢钥吹?，本實施例變焦鏡頭處于次短焦時軸向像差大于-0.4mm小于0.2mm，光學(xué)畸變大于0小于0.4％。參考圖8、圖9和圖10，圖8為本實施例的變焦鏡頭處于次長焦時的示意圖；圖9為本實施例變焦鏡頭處于次長焦時的軸向像差圖；圖10為本實施例變焦鏡頭處于次長焦時的畸變圖?？梢钥吹剑緦嵤├兘圭R頭處于次長焦時軸向像差大于-0.4mm小于0.3mm，光學(xué)畸變大于0小于0.8％。參考圖11、圖12和圖13，圖11為本實施例變焦鏡頭處于長焦時的示意圖；圖12為本實施例變焦鏡頭處于長焦時的軸向像差圖；圖13為本實施例變焦鏡頭處于長焦時的畸變圖?？梢钥吹?，本實施例變焦鏡頭處于長焦時軸向像差大于-0.2mm小于0.1mm，光學(xué)畸變大于0小于1％，均滿足成像性能的要求。以上對本發(fā)明所提供的一種變焦鏡頭進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3