全画幅变形镜头的制作方法

本发明涉及光学成像，尤其涉及一种全画幅变形镜头。

背景技术：

1、随着时代科技的飞速发展，摄影及视频成了生活中必不可少的一部分。再者，使用手机、相机等工具拍摄短片、vlog、微电影等视频的人越来越多。常规的拍照设备的拍摄比例为3:2或者16:9，而常用的电影放映画幅为2.4:1甚至更大比例的画幅，现下人们对画质的要求越来越高，对变形镜头的需求也在不断的提升，而且微电影或者视频拍摄需要不同焦段的镜头进行配合。

2、目前，专业的变形电影镜头通常面向专利级别的客户，不仅价格昂贵，还因其体积、重量原因无法随时携带，而普通的变形电影镜头通常变形比例一致性较差，水平方向视角宽度较窄，成像效果不理想。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在之缺失，提供一种全画幅变形镜头，其体积小重量轻，内部调焦部件放置在变形镜组之前，变形镜组又在光阑孔径前，具有成像优异，变形比例一致，焦外光斑椭圆等特点。

2、为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

3、一种全画幅变形镜头，包括从物方到像方依次设置的第一球面透镜组、第二球面透镜组、变形镜组、第三球面透镜组、光阑孔径和第四球面透镜组，所述第一球面透镜组具有负光焦度，所述第二球面透镜组、第三球面透镜组和第四球面透镜组均具有正光焦度；

4、所述第一球面透镜组由从物方到像方依次设置的第一球面透镜和第二球面透镜组成，所述第一球面透镜具有负光焦度，所述第二球面透镜具有正光焦度；所述第二球面透镜组由从物方到像方依次设置的第三球面透镜、第四球面透镜和第五球面透镜组成，所述第五球面透镜具有负光焦度，所述第三球面透镜和第四球面透镜具有正光焦度；

5、所述变形镜组由前置球面透镜、第一柱面透镜、第二柱面透镜、第三柱面透镜和第四柱面透镜组成，其中，所述第一柱面透镜、第二柱面透镜、第三柱面透镜和第四柱面透镜构成压缩镜片组，所述前置球面透镜具有正光焦度，所述第一柱面透镜和第三柱面透镜具有负光焦度，所述第二柱面透镜和第四柱面透镜具有正光焦度；物体从无穷远向近处移动时，合焦过程中第二球面透镜组沿光轴向着像侧方向移动，其余透镜组相对于像面位置保持不变；所述第一球面透镜组满足以下条件式：

6、1.0≤|f1/f|≤3.0     (1)；

7、其中，f表示无限远状态下，整个光学系统的焦距，f1表示第一球面透镜组的焦距。

8、作为一种优选技术方案，所述第二球面透镜组满足以下条件式：

9、20≤|f2/da|≤40     (2)；

10、其中，da表示物距从无限远到变形方向0.03倍放大倍率时第二球面透镜组移动的距离，f2表示第二球面透镜组的焦距。

11、作为一种优选技术方案，所述第一柱面透镜和第二变形镜组合为胶合透镜，所述第三柱面透镜和第四变形镜组合为胶合透镜，变形镜组满足以下条件式：

12、0.5≤|fy/l|≤2.0      (3)；

13、0.35≤|fz1/（fz2+daz）|≤160     (4)；

14、其中，l表示整个光学系统的长度，fy表示y方向柱面镜组的焦距，fz1为变形镜组中第一柱面透镜和第二柱面透镜组成胶合透镜的合成焦距，fz2为变形镜组中第三柱面透镜和第四柱面透镜组成胶合透镜的合成焦距，daz为第一柱面透镜面向物侧的表面和第四柱面透镜面向像侧的表面之间的总长度。

15、作为一种优选技术方案，所述第三球面透镜组满足以下条件式：

16、3.0≤f3/f≤5.0     (5)；

17、其中，f表示全画幅变形镜头的焦距，f3表示第三球面透镜组的合成焦距。

18、作为一种优选技术方案，所述第四球面透镜组满足以下条件式：

19、0.8≤f4/f≤3.2     (6)；

20、其中，f表示全画幅变形镜头的焦距，f4表示第四球面透镜组的合成焦距。

21、作为一种优选技术方案，所述第一球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凹面；所述第二球面透镜面向物方之前表面为凸面，面向像方之后表面为凹面，所述第三球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第四球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第五球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凹面。

22、作为一种优选技术方案，所述第三球面透镜组由从物方到像方依次设置的第六球面透镜、第七球面透镜和第八球面透镜组成，所述第六球面透镜和第七球面透镜具有正光焦度，所述第八球面透镜具有负光焦度，所述第七球面透镜和第八球面透镜组成胶合透镜组。

23、作为一种优选技术方案，所述第六球面透镜面向物方之前表面为凸面，面向像方之后表面为凹面；所述第七球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第八球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凹面。

24、作为一种优选技术方案，所述第四球面透镜组由从物方到像方依次设置的第九球面透镜、第十球面透镜、第十一球面透镜、第十二球面透镜和第十三球面透镜组成，所述第九球面透镜和第十三球面透镜具有负光焦度，所述第十球面透镜、第十一球面透镜和第十二球面透镜具有正光焦度，所述第十二球面透镜和第十三球面透镜组成胶合透镜组。

25、作为一种优选技术方案，所述第九球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凹面；所述第十球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第十一球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第十二球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第十三球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凹面。

26、本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

27、该全画幅变形镜头使水平方向视角变宽33%，同时使得焦外光斑变成椭圆形状，在不同工作距离下拥有相同变宽比例；通过将调焦组设置在变形镜组前面，使得对焦在不同距离下的变形比例一致；通过将变形镜组设置在光阑孔径前，保证焦外光斑椭圆，提高成像效果；第一球面透镜组负光焦度能够减小前端口径，使得镜头整体口径较小；第二球面透镜组的正光焦度可以有效补正前后镜组引入的正球差，缩小一定系统的长度，同时使得不同对焦距离下的视场角变化非常轻微；变形镜组之间间隔适中，保证体积较小的同时使得柱面透镜之间相对平行公差较低。

28、为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步详细说明：

技术特征：

1.一种全画幅变形镜头，其特征在于，包括从物方到像方依次设置的第一球面透镜组、第二球面透镜组、变形镜组、第三球面透镜组、光阑孔径和第四球面透镜组，所述第一球面透镜组具有负光焦度，所述第二球面透镜组、第三球面透镜组和第四球面透镜组均具有正光焦度；

2.根据权利要求1所述的全画幅变形镜头，其特征在于，所述第二球面透镜组满足以下条件式：

3.根据权利要求1所述的全画幅变形镜头，其特征在于，所述第一柱面透镜和第二变形镜组合为胶合透镜，所述第三柱面透镜和第四变形镜组合为胶合透镜，变形镜组满足以下条件式：

4.根据权利要求1所述的全画幅变形镜头，其特征在于，所述第三球面透镜组满足以下条件式：

5.根据权利要求1所述的全画幅变形镜头，其特征在于，所述第四球面透镜组满足以下条件式：

6.根据权利要求1所述的全画幅变形镜头，其特征在于，所述第一球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凹面；所述第二球面透镜面向物方之前表面为凸面，面向像方之后表面为凹面；所述第三球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第四球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第五球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凹面。

7.根据权利要求1所述的全画幅变形镜头，其特征在于，所述第三球面透镜组由从物方到像方依次设置的第六球面透镜、第七球面透镜和第八球面透镜组成，所述第六球面透镜和第七球面透镜具有正光焦度，所述第八球面透镜具有负光焦度，所述第七球面透镜和第八球面透镜组成胶合透镜组。

8.根据权利要求7所述的全画幅变形镜头，其特征在于，所述第六球面透镜面向物方之前表面为凸面，面向像方之后表面为凹面；所述第七球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第八球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凹面。

9.根据权利要求1所述的全画幅变形镜头，其特征在于，所述第四球面透镜组由从物方到像方依次设置的第九球面透镜、第十球面透镜、第十一球面透镜、第十二球面透镜和第十三球面透镜组成，所述第九球面透镜和第十三球面透镜具有负光焦度，所述第十球面透镜、第十一球面透镜和第十二球面透镜具有正光焦度，所述第十二球面透镜和第十三球面透镜组成胶合透镜组。

10.根据权利要求9所述的全画幅变形镜头，其特征在于，所述第九球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凹面；所述第十球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第十一球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第十二球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凸面；所述第十三球面透镜面向物方之前表面和面向像方之后表面均为凹面。

技术总结
本发明供了一种全画幅变形镜头，包括从物方到像方依次设置的第一球面透镜组、第二球面透镜组、变形镜组、第三球面透镜组、光阑孔径和第四球面透镜组，所述第一球面透镜组具有负光焦度，所述第二球面透镜组、第三球面透镜组和第四球面透镜组均具有正光焦度；所述变形镜组包括前置球面透镜、第一柱面透镜、第二柱面透镜、第三柱面透镜和第四柱面透镜；物体从无穷远向近处移动时，合焦过程中第二球面透镜组沿光轴向着像侧方向移动，其余透镜组相对于像面位置保持不变。本发明实现了镜头水平拍摄的视场角增加，使实际拍摄的画面宽度变大，同时使焦外光斑变成椭圆形状，在不同工作距下拥有相同变宽比例。

技术研发人员：刘瑞军,陈宝锋
受保护的技术使用者：深圳市雷影光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15