一种成像镜头和成像设备的制作方法

本实用新型涉及成像镜头和成像设备，更具体地说，涉及可换镜头装置中的成像镜头和利用所述成像镜头的成像设备的技术领域。

背景技术：

通常将视场角在40°～60°之间的成像镜头称为标准镜头，当F数较大时，一般采用Triplet(三片式)或者Tessar(四片式)结构，而对于F数小于2.8的大口径标准镜头则通常采用双高斯结构。

由于双高斯镜头属于对称性结构，存在匹兹万值较大，系统后截距过短，不利于在单透镜反光照相机中的使用。

目前有通过引入高折射率低色散玻璃达到抑制像面弯曲和倍率色差的效果，提高系统的成像性能的方案，但该方案由于F数只能达到2.8，不适合近年来所要求的大口径、小型化等技术指标。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种小型，轻量，大口径，并具有优异的成像性能的成像镜头和成像设备。

具体的，本实用新型提出了以下具体的实施例：

本实用新型实施例提出了一种成像镜头、沿着所述成像镜头的光轴从物侧起顺次配置有：

具有正光焦度的第一透镜组；

具有负光焦度的第二透镜组；

光阑；

具有正光焦度的第三透镜组；

所述成像镜头满足以下条件式(1)：

-8.0<F₁₂/F≤-2.0 (1)；

其中，所述F为所述成像镜头的焦距；F₁₂为所述第一透镜组和所述第二透镜组的合成焦距。

以此，根据本实用新型，能够减小第一透镜组的尺寸，降低整体的重量，提供一种小型，轻量，大口径，并具有优异的成像性能的成像镜头。

在一个具体的实施例中，所述第一透镜组包括第一正透镜和第二正透镜；

所述第一透镜组的第一正透镜在物侧面为凸面或凹面，所述第一正透镜在像侧面为凸面；

所述第一透镜组的第二正透镜在物侧面呈凸面的弯月面形状。

以此，根据本实用新型，可以抑制由第一透镜组所产生的初级像差，提供一种大口径，并具有优异的成像性能的成像镜头。

在一个具体的实施例中，所述第一透镜组的第一正透镜在像侧面的曲率半径为R_1b，所述第一透镜组的第二正透镜的物侧面的曲率半径为R_2a；

满足以下条件式(2)：

-31.0＜R_1b/R_2a＜-1.0 (2)。

以此，根据本实用新型，使得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。

在一个具体的实施例中，所述第一透镜组的第二正透镜在物侧面的曲率半径为R_2a；所述第一透镜组的第二正透镜在像侧面的曲率半径为R_2b；

满足以下条件式(3)：

-80＜(R_2a+R_2b)/(R_2a-R_2b)＜9.0 (3)；

以此，根据本实用新型，可以有效抑制第一透镜组中产生的初级像差，在增加成像镜头口径比的同时，能够使成像性能提高。

在一个具体的实施例中，所述第二透镜组中至少包含有一枚负透镜，并满足以下的条件式(4)和条件式(5)：

1.64≤nd≤1.82 (4)；

28≤νd≤42 (5)；

其中，nd为所述负透镜的材料在波长为587.6nm的d线处的折射率；νd为所述负透镜的材料在波长为587.6nm的d线处的阿贝数。

以此，根据本实用新型，可以减少光阑物侧的透镜组所产生的倍率色差和位置色差，平衡光阑前后透镜组所产生的色差，使镜头的成像性能提高。

在一个具体的实施例中，所述第三透镜组从物侧起顺次配置有：

第一胶合透镜；

第二胶合透镜；

正透镜。

以此，根据本实用新型，在光阑的像侧配置的两组胶合透镜，抑制后群所产生的倍率色差和位置色差，平衡光阑前后透镜组所产生的色差，使镜头的成像性能提高。

在一个具体的实施例中，满足以下条件式(6)：

2.0<FB/F≤40 (6)；

其中FB表示所述第一胶合透镜和所述第二胶合透镜的合成焦距。

在一个具体的实施例中，满足以下条件式(7)：

0.60<Bf/F<1.0 (7)；

其中Bf表示所述成像镜头中最接近像侧的透镜表面和像面之间的距离。

根据本实用新型，能增加成像镜头的后截距，满足单透镜反光照相机的结构需求。

本实用新型实施例还提出了一种成像设备，包括上述成像镜头。

与现有技术相比，本实用新型公开了一种成像镜头和成像设备，其中，沿着所述成像镜头的光轴从物侧起顺次配置有：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；光阑；具有正光焦度的第三透镜组；所述成像镜头满足以下条件式：-8.0<F₁₂/F≤-2.0；其中，所述F为所述成像镜头的焦距；F₁₂为所述第一透镜组和所述第二透镜组的合成焦距。以此使得成像镜头和成像设备在保证小型，轻量，大口径的前提下，还具有优异的成像性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是图解说明按照第一实施例的成像镜头的镜头结构示意图；

图2A～2C是图解说明在无限远聚焦(β＝0.0)，中间距离聚焦(β＝-0.05)和最近距离聚焦(β＝-0.15)时，按照第一实施例的成像镜头的的诸像差图；

图3是图解说明按照第二实施例的成像镜头的镜头结构示意图；

图4A～4C是图解说明在无限远聚焦(β＝0.0)，中间距离聚焦(β＝-0.05)和最近距离聚焦(β＝-0.15)时，按照第二实施例的成像镜头的的诸像差图；

图5是图解说明按照第三实施例的成像镜头的镜头结构示意图；

图6A～6C是图解说明在无限远聚焦(β＝0.0)，中间距离聚焦(β＝-0.05)和最近距离聚焦(β＝-0.15)时，按照第三实施例的成像镜头的的诸像差图；

图7是图解说明按照第四实施例的成像镜头的镜头结构示意图；

图8A～8C是图解说明在无限远聚焦(β＝0.0)，中间距离聚焦(β＝-0.05)和最近距离聚焦(β＝-0.15)时，按照第四实施例的成像镜头的的诸像差图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和出示的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下，根据实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明：

本实用新型的成像镜头，沿着所述成像镜头的光轴从物侧起顺次配置有：

具有正光焦度的第一透镜组；

具有负光焦度的第二透镜组；

光阑；

具有正光焦度的第三透镜组；

所述成像镜头满足以下条件式(1)

-8.0<F₁₂/F≤-2.0 (1)

其中，所述F为所述成像镜头的焦距；F₁₂为所述第一透镜组和所述第二透镜组的合成焦距。

以如上的方式配置成像镜头，并满足上面给出的条件式(1)，能够在提高孔径比的同时，减小第一透镜组的尺寸，降低整体系统的重量，实现小型化，轻量化，且保证大口径。

其中，光阑是控制光束通过多少的设备；主要用于调节通过的光束的强弱。条件式(1)规定了光阑前光线的入射角度及入瞳的位置。当光阑前透镜组的合成焦距为负时，则入瞳的位置更接近物侧，入瞳尺寸也更小。在视场角相同的情况下，主光线与透镜的交点离光轴更近，因此第一透镜组的口径可以设计得更小，而由光线偏角所引起的球差、畸变等诸像差也相应地更小。

若在条件式(1)中超过下限，则第一透镜组和第二透镜组的合成焦距为过大，其结果是光学系统的总长延长，因此不是优选。另一方面，若在条件式(1)中超过其上限，则所述第一透镜组和第二透镜组的合成光焦度过大，产生像差难以靠第三透镜组修正，因此不是优选。

若上述条件式(1)满足以下所示范围，则能期待更优选的结果

-6.0<F₁₂/F≤-4.0 (1a)

通过满足该条件式(1a)所规定的范围，能够在既不延长光学总长的条件下，实现成像性能的进一步提高。

此外，在本实用新型的成像镜头中，所述第一透镜组包括第一正透镜和第二正透镜；

所述第一透镜组的第一正透镜在物侧面为凸面或凹面，所述第一正透镜在像侧面为凸面；

所述第一透镜组的第二正透镜在物侧面呈凸面的弯月面形状。

通过该透镜结构，通过抑制成像镜头这个光学系统中折射面的数量，能够降低成本，并且通过将正折射能力适当地分布到第一正透镜的像侧面和第二正透镜的物侧面，降低光线折射角所产生的负球面像差,同时利用第二正透镜的像侧面所产生正球面像差，对该光学系统进行像差校正，提供实现具有F数在2.8以下的大孔径比的高光学性能的成像镜头。

此外，在本实用新型的成像镜头中所述第一透镜组的第一正透镜在像侧面的曲率半径为R_1b，所述第一透镜组的第二正透镜的物侧面的曲率半径为R_2a；

满足以下条件式(2)：

-31.0＜R_1b/R_2a＜-1.0 (2)

条件式(2)规定了第一透镜组中光焦度的分配比例。本实用新型的成像镜头，通过满足条件式(2)，能够维持良好的成像性能。若在条件式(2)中超过下限，则第一正透镜的像侧面的曲率半径过大，其结果是过大地产生了球面像差，因此不是优选。另一方面，若在条件式(2)中超过其上限，则第一正透镜的光焦度过小，造成光学总长变长，因此不是优选。

还有，若上述条件式(2)满足以下所示范围，则能期待更优选的结果

-10.0＜R_1b/R_2a＜-2.0 (2a)

通过满足该条件式(2a)所规定的范围，能够在既不延长光学总长的条件下，实现成像性能的进一步提高。

此外，在本实用新型的成像镜头中，所述第一透镜组的第二正透镜在物侧面的曲率半径为R_2a；所述第一透镜组的第二正透镜在像侧面的曲率半径为R_2b；

满足以下条件式(3)：

-80＜(R_2a+R_2b)/(R_2a-R_2b)＜9.0 (3)

条件式(3)规定了第一透镜组中第二正透镜的球面像差的校正比例。本实用新型的成像镜头，通过满足条件式(3)，能够维持良好的成像性能。若在条件式(3)中超过下限，则第二正透镜的光焦度过小，其结果是造成光学总长变长，因此不是优选。另一方面，若在条件式(3)中超过其上限，则第二正透镜的像侧面的曲率变得过分大，产生正球面像差过大，造成球差校正过剩，因此不是优选。

还有，若上述条件式(3)满足以下所示范围，则能期待更优选的结果

-20＜(R_2a+R_2b)/(R_2a-R_2b)＜-2.0 (3a)

通过满足该条件式(3a)所规定的范围，能够在既不延长光学总长的条件下，实现成像性能的进一步提高。

此外，在本实用新型的成像镜头中，第一透镜组的入射光线较高，所以产生的轴上色像差需要第二透镜组校正，因此第二透镜组中至少有一枚负透镜，并满足以下的条件式(4)(5)

1.64≤n_d≤1.82，(4)

28≤ν_d≤33，(5)

其中，nd为所述负透镜的材料在波长为587.6nm的d线处的折射率；νd为所述负透镜的材料在波长为587.6nm的d线处的阿贝数

条件式(4)(5)分别规定了负透镜的折射率和阿贝数，由该条件式规定的值，决定了第二透镜组后的位置色差和倍率色差，是影响成像性能的重要因素。若超过条件式(4)的下限和(5)的上限，则对正透镜所产生的位置色差和球面像差校正不足，导致成像性能的劣化，因此不为优选。若超过条件式(4)的上限和(5)的下限，则对正透镜所产生的位置色差和球面像差校正过剩，导致成像性能的劣化，因此不为优选。

还有若上述条件式(4)(5)满足以下范围，则能够期待更优选的效果。

1.66≤n_d≤1.72，(4a)

29≤ν_d≤31，(5a)

通过满足该条件式(4a)(5a)所规定的范围，能够进一步提高成像性能。

此外，在本实用新型的成像镜头中，所述第三透镜组从物侧起顺次配置有：

第一胶合透镜；

第二胶合透镜；

正透镜。

其满足以下条件式(6)

2.0<F_B/F≤40 (6)

其中F_B表示所述第三透镜组中第一胶合透镜和所述第二胶合透镜的合成焦距。

条件式(6)规定了第三透镜组中正透镜的光线入射角度。本实用新型的成像镜头，通过满足条件式(6)，能够维持良好的成像性能。若在条件式(6)中超过下限，则胶合透镜的合成光焦度过大，其结果是产生的球面像差过大，造成球差校正过剩，因此不是优选。另一方面，若在条件式(6)中超过其上限，则胶合透镜的合成光焦度过小，产生正球面像差过小，造成球差校正不足，因此不是优选。

此外，在本实用新型的成像镜头中，满足以下条件式(7)

0.60<Bf/F<1.0 (7)

其中，Bf表示所述成像镜头中最接近像侧的透镜表面和像面之间的距离。

条件式(7)用于实现高光学性能，同时确保适用于单透镜反光相机和影印透镜的可互换透镜的后截距。

若在条件式(7)中超过下限，后截距相对于成像镜头这个光学系统的焦距变得太短，以至于难以获得适合用于单透镜反光相机和影印透镜的可互换透镜的光学系统，因此不是优选。另一方面，若在条件式(7)中超过其上限，后截距相对于该光学系统的焦距变得相对太长，折射能力分布变得更远离对称型，因此难以校正畸变并且不能实现高光学性能，因此不是优选。

另外，若上述条件式(7)满足以下所示范围，则能期待更优选的结果

0.75<Bf/F<0.85,(7a)

通过满足该条件式(7a)所规定的范围，能够在既不延长光学总长的条件下，实现成像性能的进一步提高。

此外，本实用新型实施例还公开了一种成像设备，包括如上述成像镜头。

如以上说明，根据本实用新型，提供一种小型，轻量，大口径，并具有优异的成像性能的成像镜头和成像设备。

以下，参照附图和表格描述根据本实用新型的特定实施例的成像镜头和应用到各实施例的数值示例。

要注意的是，在表格和以下描述中使用的符号如下：

“i”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；“ν_i”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，“∞”表示该表面是平面。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(β＝0.0)”、“中间距离聚焦(β＝-0.05)”和“最近距离聚焦(β＝-0.15)”的顺序指示

此外，折射率和阿贝数是关于d线(波长587.6nm)的折射率和阿贝数。

在数值实例中使用的透镜包括具有非球面透镜表面的一些透镜。其中在光轴的方向中距离表面顶点的距离(即、矢高量Sag amount)由x表示；在垂直于光轴方向上的高度(即、径高)由“y”表示；在透镜的顶点的近轴曲率(即、曲率半径的倒数)由“c”表示；锥度常数由“k”表示；并且第四、第六、第八、第十级非球面系数分别有“C₄”、“C₆”、“C₈”和“C₁₀”表示，非球面形状由以下表达式1定义：

表达式1：

实施例1

图1是表示实施例1中的成像镜头的结构沿光轴的剖面图。

该定焦镜头其构成为，从图1所示的物体侧顺次配置有如下透镜组：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；具有正光焦度的第三透镜组GR3；另外，在第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间，配置有规定了预定的口径的孔径光阑S。

第一透镜组GR1的构成为：从所述物体侧起顺次配置有第一正透镜L11，和第二正透镜L12。而第二透镜组GR2则由负透镜L21和正透镜L22构成。第三透镜组G13的构成为：从所述物体侧起顺次配置有正透镜L31和负透镜L32组成第一胶合透镜，正透镜L33和负透镜L34组成第二胶合透镜和正透镜L35。

此外，由一种滤光器配置的平行玻璃板GL布置在第三透镜组的正透镜L35和像表面IMG之间。后截距是从L35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。

以下，示出关于实施例1的成像镜头的各种数值数据。

表1、成像镜头光学系统的基本数据

表2、调焦数据

图2A～2C是图解说明在无限远聚焦(β＝0.0)，中间距离聚焦(β＝-0.05)和最近距离聚焦(β＝-0.15)时，按照第一实施例的成像镜头的的诸像差图。

参照图2A～2C，在球面像差的示意图中，实线、虚线和短划线分别代表在d线(波长587.6nm)，c线(波长656.3nm)，g线(波长435.8nm)的球面像差；另外，在图解说明像散的示意图(图2A到图2C)中，实线S表示在弧矢像面的值，虚线M表示在子午像面的值。有关各种像差曲线图的上述说明与其他例子相同，在此省略其重复说明。

正如同图2A到图2C中可以看出，根据实施例1的成像镜头具有优异的成像性能。

实施例2

图3是表示实施例2的成像镜头的结构的沿光轴的剖面图。

该定焦镜头其构成为，从图3示的物体侧顺次配置有如下透镜组：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；具有正光焦度的第三透镜组GR3。另外，在第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间，配置有规定了预定的口径的孔径光阑S。

第一透镜组GR1的构成为：从所述物体侧起顺次配置有具有面向物体的凹面的第一正透镜L11和第二正透镜L12。其中，第二透镜组GR2由负透镜L21和正透镜L22构成。第三透镜组G13的构成为：从所述物体侧起顺次配置有正透镜L31和负透镜L32组成第一胶合透镜；正透镜L33和负透镜L34组成第二胶合透镜和正透镜L35。

此外，由一种滤光器配置的平行玻璃板GL布置在第三透镜组的正透镜L35和像表面IMG之间。后截距是从L35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。

以下，示出关于实施例2的成像镜头的各种数值数据。

表3、成像镜头光学系统的基本数据

表4、调焦数据

图4A～4C是图解说明在无限远聚焦(β＝0.0)，中间距离聚焦(β＝-0.05)和最近距离聚焦(β＝-0.15)时，按照第二实施例的成像镜头的的诸像差图。

正如同图4A到图4C中可以看出，根据实施例2的成像镜头具有优异的成像性能。

实施例3

图5是表示实施例3的成像镜头的结构的沿光轴的剖面图。

该定焦镜头其构成为，从图示的物体侧顺次配置有如下透镜组：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；具有正光焦度的第三透镜组GR3。另外，在第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间，配置有规定了预定的口径的孔径光阑S。

第一透镜组GR1的构成为：从所述物体侧起顺次配置有第一正透镜L11，和第二正透镜L12。其中，第二透镜组GR2由负透镜L21和正透镜L22构成。第三透镜组G13的构成为：从所述物体侧起顺次配置有正透镜L31和负透镜L32组成第一胶合透镜；正透镜L33和负透镜L34组成第二胶合透镜和正透镜L35。

此外，由一种滤光器配置的平行玻璃板GL布置在第三透镜组的正透镜L35和像表面IMG之间。后截距是从L35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。

以下，示出关于实施例3的成像镜头的各种数值数据。

表5、成像镜头光学系统的基本数据

表6、调焦数据

表7、非球面数据

图6A～6C是图解说明在无限远聚焦(β＝0.0)，中间距离聚焦(β＝-0.05)和最近距离聚焦(β＝-0.15)时，按照第三实施例的成像镜头的的诸像差图。

正如同图6A到图6C中可以看出，根据实施例3的成像镜头具有优异的成像性能。

实施例4

图7是表示实施例4的成像镜头的结构的沿光轴的剖面图。

该定焦镜头其构成为，从图示的物体侧顺次配置有如下透镜组：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；具有正光焦度的第三透镜组GR3。另外，在第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间，配置有规定了预定的口径的孔径光阑S。

第一透镜组GR1的构成为：从所述物体侧起顺次配置有第一正透镜L11和第二正透镜L12。其中，第二透镜组GR2由负透镜L21和正透镜L22构成。第三透镜组G13的构成为：从所述物体侧起顺次配置有正透镜L31和负透镜L32组成第一胶合透镜：正透镜L33和负透镜L34组成第二胶合透镜和正透镜L35。

此外，由一种滤光器配置的平行玻璃板GL布置在第三透镜组的正透镜L35和像表面IMG之间。后截距是从L35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。

以下，示出关于实施例4的成像镜头的各种数值数据。

表8、成像镜头的光学系统的基本数据

表9、调焦数据

图8A～8C是图解说明在无限远聚焦(β＝0.0)，中间距离聚焦(β＝-0.05)和最近距离聚焦(β＝-0.15)时，按照第四实施例的成像镜头的的诸像差图。

正如同图8A到图8C中可以看出，根据实施例4的成像镜头具有优异的成像性能。

表10、为以上各实施例的条件式计算值的一览表。

与现有技术相比，本实用新型公开了一种成像镜头和成像设备，其中，沿着所述成像镜头的光轴从物侧起顺次配置有：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；光阑；具有正光焦度的第三透镜组；所述成像镜头满足以下条件式：-8.0<F₁₂/F≤-2.0；其中，所述F为所述成像镜头的焦距；F₁₂为所述第一透镜组和所述第二透镜组的合成焦距。以此使得成像镜头和成像设备在保证小型，轻量，大口径的前提下，还具有优异的成像性能。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。