望远变焦镜头的制作方法

1.本发明涉及电影镜头技术领域，特别涉及望远变焦镜头。


背景技术：

2.目前，公知的望远变焦电影镜头多数都以屈光度为正的第一组固定，和若干移动组结合的结构比较多，比如公知的日本特许2012-182810号专利，从物体一侧起，由正屈光度第一组，负屈光度第二组，负屈光度第三组和正屈光度第四组构成，变焦时，第一组和第四组固定，通过移动第二，三组实现，合焦时，通过移动第一组的后部分来实现。由于第一组结构为正，正屈光度两部分镜头组构成，因此入射瞳距离相对较远，同时对焦组的屈光度相对较弱，合焦移动量偏大，这样会导致镜头体积粗大，另外变焦的时候，只有两组移动，因此移动量也偏大，像面弯曲补正也相对困难。
3.还有公知的日本特许第4880498号专利，从物体一侧起，由正的屈光度第一组，负的屈光度第二组，正的屈光度第三组和正的屈光度第四组构成。变焦时，第一组，第四组固定，通过移动第二，三组实现变焦。其中第一组为两部分组成，合焦的时候，通过移动第一组后部分实现。整体结构虽然能够实现小型化设计，但是第一组结构为两部分组成，合焦的时候，整个光学系统的焦距变化很大，导致画角变化大，也就是说合焦的时候，呼吸效应很大，不适合用于专业的视频拍摄需求。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供望远变焦镜头，可以有效解决整体结构虽然能够实现小型化设计，但是第一组结构为两部分组成，合焦的时候，整个光学系统的焦距变化很大，导致画角变化大，也就是说合焦的时候，呼吸效应很大，不适合用于专业的视频拍摄需求的问题。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
6.望远变焦镜头，从物体侧起至像面侧依次包括正屈光度的第一透镜组g1、负屈光度的第二透镜组g2、正屈光度的第三透镜组g3、正屈光度的第四透镜组g4和正屈光度的第五透镜组g5；
7.其中，第一透镜组g1由负屈光度前组g1a、正屈光度的中间组g1b和正屈光度后组g1c组成；
8.当物体从无限远向近距离移动时候，第一透镜组g1的正屈光度中间组g1b由物体侧向像面侧移动实现合焦；第五透镜组g5由正、负屈光度两部分组成，在调整后焦距bf的时候，移动第五透镜组g5的前部分正屈光度镜片g5a来实现，且满足以下条件式(1)、(2)和(3)；
9.0.5≤f1b/f1≤2.5 (1)；
10.0.2≤|f1bc/f1a|≤1 (2)；
11.1.0≤|f1a/fw|≤2.5 (3)；
12.其中，
13.f1：第一透镜组g1的在无限远状态下的焦距；
14.f1a：第一透镜组g1的前组g1a的焦距；
15.f1b：第一透镜组g1的中间组g1b的焦距；
16.f1bc：第一透镜组g1的中组g1b和后组g1c在无限远状态下的合成焦距；
17.fw：广角端在无限远状态下的整个光学系统的焦距。
18.2.根据权利要求1所述的望远变焦镜头，其特征在于：第五透镜组g5由前组g5a和后组g5b两部分组成，其中g5a的焦距为f5a，在调整后焦距bf的时候，移动g5a实现微调，g5b固定不动，且满足条件式(4)和(5)；
19.0.5≤f5a/wl≤2.0 (4)；
20.0.2≤δbf/g5s≤1.5 (5)；
21.其中，
22.f5a：第五透镜组g5中的前组g5a的焦距；
23.g5s：调整后焦距bf的第五透镜组g5的前部分g5a移动量；
24.δbf：调整g5a的移动量为g5s的时候，后焦距bf的变化量。
25.3.根据权利要求1或2所述的望远变焦镜头，其特征在于：从广角端向望远端变焦时，第二透镜组g2由物体侧向像方测移动，移动量为s2，用于实现小型化的同时实现高性能要求；第三透镜组g3，第四透镜组g4需要配合第二透镜组g2来移动，用于实现高性能要求，同时矫正球差，像面弯曲像差，满足条件式(6)；
26.0.3≤(s2+s3+s4)/fw≤1.2 (6)；
27.其中，
28.s2：从广角端向望远端变焦时，第二透镜组g2的移动量；
29.s3：从广角端向望远端变焦时，第二透镜组g3的移动量；
30.s4：从广角端向望远端变焦时，第二透镜组g4的移动量；
31.fw：无限远状态下整个光学系统的焦距。
32.其中，如果超过条件式0.5≤f1b/f1≤2.5(1)的上限的话,f1b的屈光度太弱，如果实现近距离的拍摄，对焦透镜组g1b的移动量过大，会导致第一透镜组g1的体积增大，很难实现小型化的要求。如果超过条件式(1)的下限的话，对焦透镜组g1b的屈光度很强，虽然比较容易实现小型化的要求，但是屈光度太强会导致球差，色散，慧差等一系列的像差急剧增大，导致很难得到高性能的要求。
33.如果超过条件式0.2≤|f1bc/f1a|≤1(2)的上限的话，第一透镜组g1的中的g1a负屈光度太强，虽然广角端很容易实现小型化，但是会导致望远端不易实现小于8
°
的要求，将会导致变焦组移动量增大，整个光学系统体积增大。如果超过条件式(2)的下限的话，第一透镜组g1中的中间部分g1b和后端部分g1c合成屈光度很强，虽然容易实现2倍以上的变焦比，但是由于前部分的g1a的屈光度较弱，会导致在广角端时，第一透镜组g1的最前面的镜片外径增大，导致整个光学系统外径很大。
34.如果超过条件式1.0≤|f1a/fw|≤2.5(3)的上限的话，第一透镜组g1的前部分g1a屈光度太弱，或整个光学组的广角端屈光度太强，都将导致第一透镜组g1的外径变得很粗，很难实现小型化的要求。如果超过条件式(3)的下限的话，虽然很容易实现第一透镜组g1的
小型化设计要求，但是要实现望远短8
°
以下的视角设计要求就变得比较困难，如要实现，第二透镜组g2以及第三透镜组g3，第四透镜组g4的移动量将大幅度的增大，导致镜头轴向长度大幅度增长，也很难实现小型化的设计要求。
35.如果超过条件式0.5≤f5a/wl≤2.0(4)的上限的话，第5透镜组的前部分g5a的屈光度太弱，调整后焦距bf所需要的移动量过大，会导致不敏感，同时后端空间有限，结构上设计困难。如果超过条件式(4)的下限的话，第5透镜组的前部分g5a的屈光度太强，调整后焦距bf所需要的移动量过小，太敏感，容易导致调整过程中，性能变化太大，无法实现高性能的要求。
36.如果超过条件式0.2≤δbf/g5s≤1.5(5)的上限的话，第五透镜组g5a调节后焦距的效果太敏感，容易导致性能变化过大，很难实现高性能的要求。如果超过条件式(5)的下限的话，第五透镜组g5中的g5a调节后焦距bf的敏感度太弱，导致移动量过大，结构上实现起来困难。
37.如果超过条件式0.3≤(s2+s3+s4)/fw≤1.2(6)的上限的话，第二透镜组g2，第三透镜组g3，以及第四透镜组g4的移动量过大，或广角端的焦距太短，视角太广，都将导致整个光学系统的体积过大，无法实现小型化设计的要求。如果超过条件式(5)的下限的话，第二透镜组g2，第三透镜组g3，以及第四透镜组g4的移动量过小，虽然可以实现小型化设计的要求，但是很难实现2倍以上的变焦比设计要求。
38.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
39.该望远变焦镜头，提供了一种结构简单小体积，成本低，高性能的变倍比超过2倍，望远端视角小于8
°
的望远变焦镜头。
附图说明
40.图1为本发明实施例1提供的望远变焦镜头的示意图。
41.图2为实施例1的无穷远，最近摄影距离时的球面像差，场曲像差，畸变像差以及倍率色差。
42.图3为本发明实施例2提供的望远变焦镜头的示意图。
43.图4为实施例2的无穷远，最近摄影距离时的球面像差，场曲像差，畸变像差以及倍率色差。
具体实施方式
44.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
45.实施例1
46.如图1所示，望远变焦镜头，从物体侧起至像面侧依次包括正屈光度的第一透镜组g1、负屈光度的第二透镜组g2、正屈光度的第三透镜组g3、正屈光度的第四透镜组g4和正屈光度的第五透镜组g5；从广角端向望远端变焦的时候，第一透镜组g1固定，第二透镜组g2由物体侧向像面侧移动，移动量为s2，第三透镜组g3先从物体侧向像面方向移动，中途折返从像方侧向物体侧方向移动，总移动量为s3，第四透镜组g4由像面侧向物体侧方向移动；
47.其中，第一透镜组g1由负屈光度前组g1a、正屈光度的中间组g1b和正屈光度后组
g1c组成；
48.当物体从无限远向近距离移动时候，第一透镜组g1的正屈光度中间组g1b由物体侧向像面侧移动实现合焦；第五透镜组g5由正、负屈光度两部分组成，在调整后焦距bf的时候，移动第五透镜组g5的前部分正屈光度镜片g5a来调节后焦距bf的变化量。
49.实施例1的无穷远，最近摄影距离时的球面像差，场曲像差，畸变像差以及倍率色差如图2所示。
50.焦点距离：51.84～75.014～124.93；
51.fno：2.85～2.85～2.85；
52.半画角ω：17.19～11.61～6.834；
53.[0054][0055][0056][0057]
其中，r(mm)：各个面的曲率半径；
[0058]
d(mm)：各镜片间隔和镜片厚度；
[0059]
nd：d线的各个玻璃的折射率；
[0060]
vd：玻璃的阿贝数。
[0061]
第五透镜组g5中的前部分g5a的调节量为：g5s＝+0.2；
[0062]
后焦距变化量为：δbf＝32.6661-32.4614＝+0.2047；
[0063]
d(26)-0.21.05621.151161.78721.05621.51161.7872d(28)+0.24.23904.23904.23904.23904.23904.2390bf32.256732.256732.256732.256732.256732.2567
[0064]
第五透镜组g5中的前部分g5a的调节量为：g5s＝-0.2；
[0065]
后焦距变化量为：δbf＝32.2567-32.4614＝-0.2049。
[0066]
实施例2
[0067]
如图3所示，望远变焦镜头，从物体侧起至像面侧依次包括正屈光度的第一透镜组g1、负屈光度的第二透镜组g2、正屈光度的第三透镜组g3、正屈光度的第四透镜组g4和正屈光度的第五透镜组g5；从广角端向望远端变焦的时候，第一透镜组g1固定，第二透镜组g2由物体侧向像面侧移动，移动量为s2，第三透镜组g3先从物体侧向像面方向移动，中途折返从像方侧向物体侧方向移动，总移动量为s3，第四透镜组g4由像面侧向物体侧方向移动；
[0068]
其中，第一透镜组g1由负屈光度前组g1a、正屈光度的中间组g1b和正屈光度后组g1c组成；
[0069]
当物体从无限远向近距离移动时候，第一透镜组g1的正屈光度中间组g1b由物体侧向像面侧移动实现合焦；第五透镜组g5由正、负屈光度两部分组成，在调整后焦距bf的时候，移动第五透镜组g5的前部分正屈光度镜片g5a来调节后焦距bf的变化量。
[0070]
实施例2的无穷远，最近摄影距离时的球面像差，场曲像差，畸变像差以及倍率色差如图4所示。
[0071]
焦点距离：77.057～115.025～173.27；
[0072]
fno：2.85～2.85～2.85；
[0073]
半画角ω：16.194～10.615～6.947；
[0074]
[0075][0076]
[0077][0078]
d(28)+0.21.65003.14083.44491.65003.14083.4449d(30)-0.24.60364.60364.60364.60364.60364.6036bf44.753144.753144.753144.753144.753144.7531
[0079]
其中，r(mm)：各个面的曲率半径；
[0080]
d(mm)：各镜片间隔和镜片厚度；
[0081]
nd：d线的各个玻璃的折射率；
[0082]
vd：玻璃的阿贝数。
[0083]
第五透镜组g5中的前部分g5a的调节量为：g5s＝+0.2；
[0084]
后焦距变化量为：δbf＝44.7531-44.6318＝+0.1213；
[0085]
d(28)-0.21.25002.74083.04491.25002.74083.0449d(30)+0.25.00365.00365.00365.00365.00365.0036bf44.510244.510244.510244.510244.510244.5102
[0086]
第五透镜组g5中的前部分g5a的调节量为：g5s＝-0.2；
[0087]
后焦距变化量为：δbf＝44.5102-44.6318＝-0.1216。
[0088]
条件式总结表：
[0089][0090][0091]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。