專利名稱:一種大光圈廣角微距鏡頭的制作方法
【專利摘要】一種大光圈廣角微距鏡頭，涉及數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)鏡頭，從物體側(cè)起至像面?zhèn)纫来斡傻谝煌哥R組G1，第二透鏡組G2，第三透鏡組G3組至少三個部分組成，物體從無窮遠(yuǎn)向近距離移動時，上述的第一透鏡組G1固定，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3移動，實(shí)現(xiàn)合焦，且滿足以下條件式的超廣角微鏡頭；1.2≤(|F12|+S)/LB≤2.5(1)；0.8≤(|F12|+S)/(tanω×LB)≤1.3(2)；其中，F(xiàn)12：無限遠(yuǎn)時，第一鏡片組G1和第二鏡片組G2的合成后的焦距；S：無限遠(yuǎn)狀態(tài)時,第一透鏡組物體側(cè)最前端面到光闌的距離；LB：無限遠(yuǎn)狀態(tài)下，最靠近像面的面到像面的距離；ω:光學(xué)系的半畫角的角度。提供一種小型化，高性能，低成本，畫角超過110度的超廣角鏡頭。
【專利說明】
-種大光圈廣角微距鏡頭
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001] 本實(shí)用新型是一種全畫角超過110度的廣角鏡頭，可W廣泛的應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)鏡 頭，攝像機(jī)鏡頭，尤其是單反相機(jī)鏡頭等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】：
[0002] 目前，公知的畫角超過100度的廣角鏡頭的都是W負(fù)的屈光度開始的結(jié)構(gòu)比較多， 比如公知的日本特開2011-102871號專利，從物體一側(cè)起，由負(fù)的屈光度第一鏡片組，正屈 光度第二鏡片組和正屈光度第=鏡片組構(gòu)成，物體從無窮遠(yuǎn)向近距離移動時，第二鏡片組 向像面方向，第=鏡片組向物體方向移動實(shí)現(xiàn)合焦，但是第一鏡片組和第二鏡片組的數(shù)量 較多，尤其是第二對焦數(shù)量過多，導(dǎo)致鏡片重量過大，對焦負(fù)荷大，對焦速度不宜保證，且因 為鏡片過多，鏡頭的體積大，成本高。不能說是一個小型化高性能的廣角鏡頭。
[0003] 還有公知的日本特開特開2013-20073號專利，從物體一側(cè)起，由負(fù)的屈光度第一 鏡片組，負(fù)屈光度第二鏡片組和正屈光度第=鏡片組構(gòu)成，物體從無窮遠(yuǎn)向近距離移動時， 第二組鏡片組向物方移動實(shí)現(xiàn)合焦。由于需要保證合焦移動的空間需要，第一組鏡片和第 二組鏡片的需要足夠空間，因?yàn)槌瑥V角的畫角很大，就導(dǎo)致了第一組鏡片的口徑非常龐大， 無法做到小型化超廣角。 【實(shí)用新型內(nèi)容】：
[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型將提供一 種小型化，高性能，低成本的大光圈廣角微距鏡頭。
[0005] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題采用W下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種大光圈廣角微距鏡頭，其特征在于：
[0007] 從物體側(cè)起至像面?zhèn)纫来斡韶?fù)屈光度的第一透鏡組Gl，正屈光度或負(fù)屈光度的第 二透鏡組G2,正屈光度的第S透鏡組G3組至少S個部分組成，物體從無窮遠(yuǎn)向近距離移動 時，上述的第一透鏡組Gl固定，第二透鏡組G2和第S透鏡組G3移動，實(shí)現(xiàn)合焦，且滿足W下 條件式的超廣角微鏡頭；
[000引 1.2《（|F12|+S)/LB《2.5 (1)
[0009] 0.8《（|F12|+S)/(tan? XLB)《1.3 (2)
[0010] 其中，
[0011] F12:無限遠(yuǎn)時，第一鏡片組Gl和第二鏡片組G2的合成后的焦距；
[0012] S:無限遠(yuǎn)狀態(tài)時，第一透鏡組物體側(cè)最前端面到光闊的距離；
[0013] LB:無限遠(yuǎn)狀態(tài)下，最靠近像面的面到像面的距離；
[0014] CO :光學(xué)系的半畫角的角度。
[0015] 進(jìn)一步滿足條件式(3);
[0016] 0.2《（D23+|F12| )/(tan? XLB)《0.6 (3)
[0017] 其中，
[001引 D23:無限遠(yuǎn)狀態(tài)，第二透鏡組和第立透鏡組的間隔。
[0019] 進(jìn)一步滿足條件式(4);
[0020] 0.5《F1/|F12|《2 (4)
[0021] 其中，
[0022] Fl:第一透鏡組中正透鏡的焦距。
[0023] 所述的第一透鏡組Gl最靠近像面的面為非球面，
[0024] 進(jìn)一步所述的非球面面型滿足條件式(5)，（6);
[0025] 1.8《G2R/SG10《3 (5)
[00%] 5《G2R/SG5《10 (6)
[0027] 其中，如圖7所示，
[00%] G2R:第一鏡片組最靠近像面一側(cè)的面的近軸曲率半徑；
[0029] SG5:第一鏡片組最靠近像面一側(cè)的面，從光軸中屯、開始到有效口徑為此面的曲率 半徑G2R/2時的弧高；
[0030] SGlO:第一鏡片組最靠近像面一側(cè)的面，從光軸中屯、開始到有效口徑為此面的曲 率半徑G2R時的弧高。
[0031] 全畫角的角度超過110度。
[0032] 條件式的解釋：
[0033] 如果超過條件式（1)的上限的話，第一鏡片組焦距過長，或者光闊離第一鏡片組距 離過遠(yuǎn)，在實(shí)現(xiàn)大角度畫角的時候，第一組鏡片的口徑將變得很大，不利于小型化的實(shí)現(xiàn)。 如果超過條件式（1)的下限的話，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，但是由于第一鏡片組的屈光度過 強(qiáng)，或者光闊距離第一組太近，會導(dǎo)致像差矯正非常困難，很難得到高性能的廣角效果。
[0034] 如果超過條件式(2)的上限的話，第一鏡片組焦距過長，或者光闊離第一鏡片組距 離過遠(yuǎn)，在實(shí)現(xiàn)大角度畫角的時候，第一組鏡片的口徑將變得很大，不利于小型化的實(shí)現(xiàn)。 如果超過條件式（1)的下限的話，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，但是由于第一鏡片組的屈光度過 強(qiáng)，或者光闊距離第一組太近，會導(dǎo)致像差矯正非常困難，很難得到高性能的廣角效果。
[0035] 如果超過條件式(3)的上限的話，第一鏡片組的屈光度過弱，或者第二和第=鏡片 組的間隔過大，運(yùn)樣就會導(dǎo)致超廣的畫角和小型化很難同時實(shí)現(xiàn)，反之，如果超過條件式 (3) 的下限時，雖然超廣的畫角容易實(shí)現(xiàn)，但是第一透鏡組的屈光度過強(qiáng)，會導(dǎo)致相差矯正 困難，鏡片增多，成本增加。
[0036] 如果超過條件式(4)的上限的話，第一透鏡組的負(fù)透鏡屈光度就會過弱，導(dǎo)致第二 組透鏡組的相差矯正困難，無限遠(yuǎn)和近距離不能同時很好的矯正，反之，如果超過條件式 (4) 的下限的話，導(dǎo)致第二透鏡組屈光度過弱，合焦移動量過大，就會導(dǎo)致合焦距離不夠無 法實(shí)現(xiàn)小型化。
[0037] 如果超過條件式(5)的上限的話，第一鏡片組的像面?zhèn)鹊姆乔蛎娴难a(bǔ)正過度，雖然 崎變像差能很好的矯正，但是會產(chǎn)生過多的像散和慧差等其他像差的產(chǎn)生，反之，如果超過 條件式(5)的下限的話，第一鏡片組的像面?zhèn)鹊姆乔蛎娴难a(bǔ)正不足，需要更多的鏡片來補(bǔ)正 崎變等其他像差，無法實(shí)現(xiàn)小型化，高性能化。
[0038] 如果超過條件式(6)的上限的話，第一鏡片組的像面?zhèn)鹊姆乔蛎娴难a(bǔ)正過度，雖然 崎變像差能很好的矯正，但是會產(chǎn)生過多的像散和慧差等其他像差的產(chǎn)生，反之，如果超過 條件式(5)的下限的話，第一鏡片組的像面?zhèn)鹊姆乔蛎娴难a(bǔ)正不足，需要更多的鏡片來補(bǔ)正 崎變等其他像差，無法實(shí)現(xiàn)小型化，高性能化。
[0039] 本實(shí)用新型的有益效果是:提供一種小型化，高性能，低成本，畫角超過110度的超 廣角鏡頭。
【附圖說明】
：
[0040] 圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041 ]圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的像差W及色差示意圖。
[0042] 圖3為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043] 圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的像差W及色差示意圖。
[0044] 圖5為本實(shí)用新型第S實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045] 圖6為本實(shí)用新型第S實(shí)施例的像差W及色差示意圖。
[0046] 圖7為第一鏡片組最靠近像面一側(cè)的面的弧高與曲率半徑示意圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0047] 為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作新特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解， 下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[004引第一實(shí)施例
[0049] 如圖1所示，第一實(shí)施例的超廣角鏡頭從物體側(cè)依次包括，負(fù)屈光度的第一透鏡組 Gl，負(fù)屈光度的第二透鏡組G2和具有正屈光度的第S透鏡組G3組成。
[0050] 第一實(shí)施例的無窮遠(yuǎn)，最大攝影倍率時的球面像差，場曲像差，崎變像差W及倍率 色差如圖2所示。
[0051] 第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)如下。
[0化2] R(Him):各個面的曲率半徑
[0053] D(Him):各鏡片間隔和鏡片厚度
[0054] Nd :d線的各個玻璃的折射率 [0化5] Vd:玻璃的阿貝數(shù)
[0056] 焦點(diǎn)距離：14.45 [0化7] Fno :2.87 [0化引半畫角O :56.5 面剔 曲率半徑R 間隔厚擾書折射率刷 阿貝數(shù)Vd
[0化9] 1 36.5362 1.8000 1.71916 51.67 2 16.8329 1.3538 3 ★ 22.2802 2.0000 1.80610 10. 73 4 女 13. Innl (可變） 員 21.8600 1.5000 1.92286 20. 88 6 13. 3977 4.8M8 7 雜.3679 2,2645 1,717號 激.窗0 8 85.9212 2. 1034 9 -31.0409 1.2000 1.49700 81 61 10： 巧.8780 8.0000 1.65293 茹.辦 11 -55. 7516 (中變） 12 光彌 inf 2. InOO 13 25.9270 3.2856 1.62004 36.30
[0060] 14 -39. 1219 6.2990 1 80120 46.50 巧 16.3944 2.7253 1.84S66： 23.巧 16 小 1.2831 化小189 17 19.9599 1.0000 1.90366 00 18 12.0311 8. 1020 1.49700 81.61 19 -12.0341 1.0000 1.83-181 42. 72 20： -52. 1667 0.巧00 21 小 1.2912 6.8895 1.49700 81.61 22 -18.6742 0.1 nOO 滋 巧8.9417 1. Q0腑 1.84400 B7. M 24 16.52巧 8.5711 1.58313 .―亂 16 25 ★ -39. 1125 (LB可變）
[0061 ] 非球面
[0062]
[0063] 非球面形狀定義：
[0064] y:從光軸開始徑向坐標(biāo)。
[0065] z:非球面和光軸相交點(diǎn)開始，光軸方向的偏移量。
[0066] r:非球面的基準(zhǔn)球面的曲率半徑。
[0067] K，4次，6次，8次，10次，12次的非球面系數(shù) [00681
焦賠 M.4513 0.025倍 IK '1) 5.0702 5.5392
[0069] D(Il) 5.4011 3.9097 LB 38,8100 39.8324
[0070] 第二實(shí)施例
[0071] 如圖3所示，第二實(shí)施例的超廣角鏡頭從物體側(cè)依次包括，負(fù)屈光度的第一透鏡組 Gl，負(fù)屈光度的第二透鏡組G2和具有正屈光度的第S透鏡組G3組成。
[0072] 第二實(shí)施例的無窮遠(yuǎn)，最大攝影倍率時的球面像差，場曲像差，崎變像差W及倍率 色差如圖4所示。
[0073] 第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)如下。
[0074] R(Him):各個面的曲率半徑
[0075] D(Him):各鏡片間隔和鏡片厚度
[0076] Nd :d線的各個玻璃的折射率
[0077] Vd:玻璃的阿貝數(shù) [007引焦點(diǎn)距離：12.5
[0079] Fno:2.87
[0080] 半畫角 O :60.1 面潮 曲率半徑R 間隔接度D折射率侃 阿貝數(shù)Vd 1 41.391,9 2.5000 1. 74916 51.67
[0081] 2 23.5576 5.0658 3 ★ 51. 6196 2.5000 1.58313 W 化 4 ★ 16.7988 (可變） 盡 39. 783日 1.5000 1.19700 81.6! 6 10.4818 5. 1866 1 化 0000 5.5315 1.62588 35.74 沒 -13.8133 1.0000 1.83481 小 1.巧 9 70：. 3450 0.2000 10 32.3183 '1.8661 1. 76182 26.6 ! 11 -M. 1918 3.0000 1.92286 20.88 12 -37.8109 (可變） 1:3 光鬧 inf 2. 6M9 14 24.8151 3.3000 1.61293 36.96 1 反 -43.5195 1.2000 1.91082 35.25
[0082] 16： 12.4551 '1.5000 1.62001 36.30 17 -33.5744 0.1500 18 -59.4780 4. 2676 1.784巧 25.巧 19 -10.6778 1.0000 1.90366 29.31 撕 -83.'1618 0.1 nOO 21 34.0377 6 6000 1.49700 81 61 蕊 -19.9445 0.1500 23 巧.2021 1.0000 1.91082 35.25 24： 19.2911 8.7000 1.49700 81.61 渡 -19.2911 0.5000 雄* -15.8018 1.7000 1.80781 40 97 巧★ -23.9742 (LB可變）
[0083] 非球面
[0084]
[0085]
[0086] 非球面形狀定義：
[0087] y:從光軸開始徑向坐標(biāo)。
[008引Z:非球面和光軸相交點(diǎn)開始，光軸方向的偏移量。
[0089] r:非球面的基準(zhǔn)球面的曲率半徑。
[0090] K，4次，6次，8次，10次，12次的非球面系數(shù)
[0091]
焦距 12.500 0.02 倍 D(I) 10.1071 10.1118
[0092] D (12) 5. 1500 '1.6207 1..B 38.8325 39.3529
[0093] 第=實(shí)施例
[0094] 如圖5所示，第=實(shí)施例的超廣角鏡頭從物體側(cè)依次包括，負(fù)屈光度的第一透鏡組 Gl，正屈光度的第二透鏡組G2和具有正屈光度的第S透鏡組G3組成。
[00%]第=實(shí)施例的無窮遠(yuǎn)，最大攝影倍率時的球面像差，場曲像差，崎變像差W及倍率 色差如圖6所示。
[0096] 第S實(shí)施例的數(shù)據(jù)如下。
[0097] R(mm):各個面的曲率半徑 [009引D(Him):各鏡片間隔和鏡片厚度
[0099] Nd :d線的各個玻璃的折射率
[0100] Vd:玻璃的阿貝數(shù)
[0101] 焦點(diǎn)距離：12.34
[0102] Fno:2.87
[0103] 半畫角 O :65.3 面瑚 曲率半徑R 間隔厚度D折射率Nd 阿貝數(shù)Vd
[0104] 1 49. 1688 3.0000 1.88300 40.80 藝 雑;.巧抒9 5.9510 3 ★ 38：. :3771 3. OOOO I. 76222 觀.10 4 ★ 13.2216 (口J.變） 5 女 26.3504 2. 0000 1.80610 40.巧 6 ★ 21.9484 1.0000 7 29.0498 1.2000 1.92286 20.88 8 巧,78巧 6.膽郭 9 -155.'1907 1.2000 1.49700 81.61 10 17.3034 M. 0589 1.60160 34 14 11 -撕.1628 (可變） 12 光隨 in(-' 0.3000 巧 別，0241 0.8000 L 88300 40 80 14 16.2177 4.8578 1.61685 、化 W
[0105] 1 自 -21^ 3133 化 3000 1 技 -26.5661 0.8000 1.雜說0 40. 80 17 15. 3661 3.6600 1.92286 20.88 1 錢 60.1796 0.3000 巧 21.2781 0. 8000 1.91腑2 35.25 20 112411 8.9962 1.19700 81.61 21 -14.謎11 0. 8000 1.91082 35.25 22 -31.0060 0.3000 23 45. 1155 7.3580 1. 19700 81.61 24 -23.5:371 0.;撕腑 總 208.2211 0.8000 1.90366 31.31 2技 16.9897 10.9515 1.58037 66. 66 27 ★ -33 Q129 (LB可變）
[0106] 非球面
[0107]
[010 引
[0109] 非球面形狀定義：
[0110] y:從光軸開始徑向坐標(biāo)。
[0111] Z :非球面和光軸相交點(diǎn)開始，光軸方向的偏移量。
[0112] r:非球面的基準(zhǔn)球面的曲率半徑。
[011引 K，4次，6次，8次，10次，12次的非球面系數(shù)
[0114]
焦距 10.3.117 化0:2倍 D( 4) 10.0602 10.2346
[0115] D(Il) 11.8296 11.4532 LB 38.6008 38.8027
[0116] 條件式總結(jié)表
[0117]
[
[0119] W上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會有各種變化和改進(jìn)，運(yùn)些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1. 一種大光圈廣角微距鏡頭，其特征在于： 從物體側(cè)起至像面?zhèn)纫来斡韶?fù)屈光度的第一透鏡組G1，正屈光度或負(fù)屈光度的第二透 鏡組G2，正屈光度的第三透鏡組G3組至少三個部分組成，物體從無窮遠(yuǎn)向近距離移動時，上 述的第一透鏡組G1固定，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3移動，實(shí)現(xiàn)合焦，且滿足以下條件式 的超廣角微鏡頭； 1.2彡（|F12|+S)/LB彡2.5 (1) 0.8彡（|F12|+S)/(tanco XLBK1.3 (2) 其中， F12:無限遠(yuǎn)時，第一鏡片組G1和第二鏡片組G2的合成后的焦距； S:無限遠(yuǎn)狀態(tài)時，第一透鏡組物體側(cè)最前端面到光闌的距離； LB:無限遠(yuǎn)狀態(tài)下，最靠近像面的面到像面的距離； ω :光學(xué)系的半畫角的角度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大光圈廣角微距鏡頭，其特征在于:滿足條件式(3); 0.2^(D23+|F12| )/(tan〇 XLB)^0.6 (3) 其中， D23:無限遠(yuǎn)狀態(tài)，第二透鏡組和第三透鏡組的間隔。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大光圈廣角微距鏡頭，其特征在于:滿足條件式(4); 0.5^F1/|F12| (4) 其中， F1:第一透鏡組中正透鏡的焦距。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大光圈廣角微距鏡頭，其特征在于:所述的第一透鏡組G1 最靠近像面的面為非球面。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的大光圈廣角微距鏡頭，其特征在于:所述的非球面面型滿足條 件式(5)，（6); 1.8彡G2R/SG10彡3 (5) 5彡G2R/SG5彡10 (6) 其中， G2R:第一鏡片組最靠近像面一側(cè)的面的近軸曲率半徑； SG5:第一鏡片組最靠近像面一側(cè)的面，從光軸中心開始到有效口徑為此面的曲率半徑 G2R/2時的弧高； SG10:第一鏡片組最靠近像面一側(cè)的面，從光軸中心開始到有效口徑為此面的曲率半 徑G2R時的弧高。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大光圈廣角微距鏡頭，其特征在于:全畫角的角度超過110度。
【文檔編號】G02B13/06GK205720849SQ201620307403
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】張小華
【申請人】安徽長庚光學(xué)科技有限公司