[实用新型]大视场摄影镜头

说明书

技术领域

本实用新型属于光学领域，具体涉及大视场定焦和变焦摄影镜头。

背景技术

近年来，数码相机大量应用。便携式数码相机、高档次手机、交通及金融机构的摄影监视系统、航天领域太空星体观测系统等均用到定焦和变焦摄影镜头。其发展趋势是扩大视场、提高成像清晰度、缩小体积和降低成本。

目前市场上销售的定焦数码相机，其镜头视场一般全视场为50°左右，所谓广角镜头全视场也仅为80°左右。为扩大视场，通常有两种途径，一是采用球面系统，但需增加透镜片和特殊色散材料；从而体积和成本增加。二是采用非球面镜片系统，虽然透镜片数可能减少；但不易加工，降低成本很困难。如目前国际上采用高次曲面乃至自由曲面的镜头透镜，有的透镜所有表面均采用这种非球面，表面形状奇形怪状，生产加工难度很高，精度也不易保证。即使这样，市面上销售的所谓广角数码相机全视场也仅为80°左右。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种大视场摄影镜头，将所用透镜设定为容易加工的规则数学曲面，扩大视场，便于加工，克服现有的镜头视场不够大，透镜表面过于复杂，难于加工，像差大，成本高的不足。

本实用新型的摄影镜头由设置在镜筒中的前透镜、中透镜、后透镜及后透镜后表面附近的孔径光阑组成。其中，前透镜的前表面和中透镜的后表面为球面，前透镜的后表面和中透镜的前表面为二次曲面。后透镜为球面双胶合式密接双分离透镜。

二次曲面形状的计算公式为：

x=cy21+1-(1+k)c2v2]]>

式中：x--以透镜顶点为基点光轴方向距离。

y--与光轴垂直方向的高度。

c--透镜顶点处的曲率。

k--圆锥曲面系数。

为满足市场对变焦镜头的需求，根据补偿件和变倍运动关系解析表达式画出的运动关系曲线，设定中透镜和后透镜联动移动变焦机构上，中透镜安装在直线移动的变焦机构上，后透镜和孔径光阑安装在曲线运动的变焦机构上。

本实用新型的积极效果是视场大，在保证成像清晰程度的情况下，视场可达120°。透镜表面只有两个二次曲面，其余为球面，易于模具的制造和透镜的加工，可采用光学塑料模压成型，利于大批量生产，生产成本低。透镜及组成的镜头体积小，便于相机趋于小型化。能有效地校正七种几何像差，特别是场曲、像散和畸变，保证了成像质量。

附图说明

图1为本实用新型光学系统图。

其中的I为前透镜，II为中透镜，III后透镜，IV为孔径光阑，1为前透镜的前表面，2为前透镜的后表面，3为中透镜前表面，4为中透镜后表面，5为后透镜前表面，6为双球面胶合面，7为后透镜后表面。

图2为定焦镜头实施例的调制传递函数曲线、点列图、场曲、像散和畸变曲线及球差曲线。

图3为变焦镜头实施例中的短焦位置时光学系统图、点列图、调制传递函数曲线及场曲、像散和畸变曲线。

图4为变焦镜头实施例中的中焦位置时光学系统图、点列图、调制传递函数曲线及场曲、像散和畸变曲线。

图5为变焦镜头实施例中的长焦位置时光学系统图、点列图、调制传递函数曲线及场曲、像散和畸变曲线。

图6为变焦镜头变倍件II(中透镜)和补偿件III(后透镜)运动关系曲线。

具体实施方式

实施例1(定焦镜头)

设定的技术指标为：焦距f^/＝3.3564；视场2w＝100°；光圈F＝1.8。

表1为光学系统透镜曲率半径r，中心厚度及透镜间隔d，材料、口径D及二次曲面系数K。

表1