技术领域
[0001] 本发明涉及光学镜头技术领域，特别涉及一种摄影大光圈光学镜头。
相关背景技术
[0002] 现有的一些用于摄影的大光圈光学镜头，其采用的镜片组结构存在镜片数量多、成本高的问题，而缩减镜片数量后，在大光圈下性能差，解析力低。
[0003] 例如公开号US2018031813A1的文件中，公开的实施例三和实施例四在相似性能下成本高，而公开号US2022001542A1的文件中，多个实施例在相似的参数下光圈小，同时成本也高。
具体实施方式
[0019] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0020] 在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0021] 在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0022] 本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
[0023] 现有的一些用于摄影的大光圈光学镜头，其采用的镜片组结构存在镜片数量多、成本高的问题，而缩减镜片数量后，在大光圈下性能差，解析力低。
[0024] 例如公开号US2018031813A1的文件中，公开的实施例三和实施例四在相似性能下成本高，而公开号US2022001542A1的文件中，多个实施例在相似的参数下光圈小，同时成本也高。
[0025] 参照图1所示，本发明一种实施例的摄影大光圈光学镜头，包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜组100、第二透镜组200、第三透镜组300、第四透镜组400和第五透镜组500；第一透镜组100具有负光焦度，第二透镜组200具有正光焦度，第三透镜组300具有正光焦度，第四透镜组400具有负光焦度，第五透镜组500具有正光焦度；
第四透镜组400至少包含一枚非球面镜片，第五透镜组500至少包含一枚非球面镜
片；
第一透镜组100、第二透镜组200、第三透镜组300、第四透镜组400和第五透镜组
500分别满足以下条件式：
‑3.5≤F1/F≤‑1（1），
3.0≤F2/F≤4.0（2），
6.5≤F3/F≤10.0（3），
‑3.5≤F4/F≤‑1.0（4），
0.8≤F5/F≤2.5（5），
其中，
F1：为第一透镜组100的透镜组焦距；
F2：为第二透镜组200的透镜组焦距；
F3：为第三透镜组300的透镜组焦距；
F4：为第四透镜组400的透镜组焦距；
F5：为第五透镜组500的透镜组焦距；
F：为该摄影大光圈光学镜头的焦距。
[0026] 满足条件式的摄影大光圈光学镜头在满足同等光学性能的前提下，其使用的光圈更大，镜片数量少、成本低；第一透镜组100满足条件式（1）将具有合适的屈光能力，既不会增大第二透镜组200的屈光能力、轴外像差易于平衡校正，又能够控制第一透镜组100的口径，避免整个镜头体积大；第二透镜组200满足条件式（2），能够减少后端轴上像差校正的负担，在大光圈下具有更好的性能，同时轴外像差易于平衡校正；第三透镜组300满足条件式（3），具有合适的屈光能力，使得第四透镜组400在不同物距下的对焦过程中光线高度变化小，减少对焦组的像差校正负担；第四透镜组400用作对焦组，第四透镜组400满足条件式，光线角度变化适中，同时具有合适的对焦位移量，有利于控制第一透镜组100的口径，防止镜头体积增大；第五透镜组500满足条件式，同样具有合适屈光能力，同时利于控制轴外像差。
[0027] 更为具体的，若第一透镜组100的数据小于条件式（1）的下限值，那么第一透镜组100的屈光能力会减少，会导致第一透镜组100的口径增大，不利于第一透镜组100体积的小型化。第一透镜组100的口径指的是该透镜组中最大镜片的尺寸。若第一透镜组100的数据大于条件式（1）的上限值，会使得第一透镜组100的屈光能力增大，虽然能够减小第一透镜组100的尺寸，但是第一透镜组100的出射光线走势会变陡，会同步增大第二透镜组200的屈光能力，使得轴外像差变得难以平衡校正。
[0028] 若第二透镜组200的数据大于条件式（2）的上限值，那么第二透镜组200的屈光能力会减少，会导致第一透镜组100的屈光能力减少，造成第一透镜组100的镜片口径增大，同时加重后端轴上像差的校正负担，最终难以提高在大光圈下的性能。若第二透镜组200的数据小于条件式（2）的下限值，那么第二透镜组200的屈光能力会进一步增大，导致经过第二透镜组200的光线走势更为陡峭，轴外像差会变得难以平衡校正。
[0029] 若第三透镜组300的数据大于条件式（3）的上限值，那么第三透镜组300的屈光能力会进一步减弱，会导致第二透镜组200的屈光能力增加，靠近物面侧的光线过于陡峭，轴上像差难以校正。若第三透镜组300的数据小于条件式（3）的下限值，那么第三透镜组300的屈光能力会进一步增强，会导致第二透镜组200的屈光能力减弱，同时第一透镜组100的口径会增大，第三透镜组300的出射光线也会更为陡峭，还使得第四透镜组400在不同物距下的对焦过程中光线高度变化增大，对焦组的像差校正负担被增大。
[0030] 优选地，第二透镜组200与第三透镜组300之间设有孔径光阑600。
[0031] 在一些实施例中，第四透镜组400用作对焦组。若第四透镜组400的数据大于条件式（4）的上限值，那么第四透镜组400的屈光能力会进一步增大，物距变化过程中虽然会减少第四透镜组400的位移量，但是光线的角度变化会更为剧烈，即敏感度被增加，同时还会增大第五透镜组500的轴外像差校正的难度。若第四透镜组400的数据小于条件式（4）的下限值，那么第四透镜组400的屈光能力会进一步减少，物距变化过程中会增加第四透镜组400的位移量，同时会导致第一透镜组100的口径增大，不利于镜头的小型化。
[0032] 若第五透镜组500的数据大于条件式（5）的上限值，那么第五透镜组500的屈光能力会进一步减弱，虽然能够较好地平衡轴外像差，但是会导致光线高度较高，使得前端的第一透镜组100的口径增大，不利于镜头的小型化。若第五透镜组500的数据小于条件式（5）的下限值，那么第五透镜组500的屈光能力会进一步增加，会加剧轴外光线关于主光线的失对称，增大轴外像差。
[0033] 进一步的，可以理解的是，第一透镜组100包含3枚镜片，且第一透镜组100至少包含一枚镜片满足以下条件式：Nd≥1.8（6），
其中，Nd为该镜片材料在透过波长为587.56nm的光线时的折射率。
[0034] 若第一透镜组100的数据小于条件式（6）的下限值，那么第一透镜组100的屈光能力会减少，为了让第一透镜组100的数据达成条件式（1），就需要增加第一透镜组100的镜片数量，同时，第一透镜组100的口径也会增大，不利于镜头的小型化。
[0035] 可以理解的是，由物侧到像侧，第一透镜组100依次包括具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片和具有负光焦度的第三镜片。
[0036] 可以理解的是，由物侧到像侧，第二透镜组200依次包括具有负光焦度的第四镜片、具有正光焦度的第五镜片和具有正光焦度的第六镜片。
[0037] 可以理解的是，第四透镜组400仅包括一枚具有正光焦度的镜片，并且为非球面镜片。
[0038] 第四透镜组400作为对焦组，仅使用一枚镜片的重量轻，能够提高对焦速度。优选地，在物侧沿无穷远至近距离的合焦过程中，第四透镜组400沿光轴朝向像侧方向移动。
[0039] 可以理解的是，第四透镜组400和/或第五透镜组500中的非球面镜片的非球面曲线驱动方程如下：（7），
其中，
R：为非球面曲率半径；
Y：为径向坐标；
K：为二次曲面的圆锥系数；
Z：为表面沿光轴方向的矢高值；
A：为4阶非球面系数；
B：为6阶非球面系数；
C：为8阶非球面系数；
D：为10阶非球面系数。
[0040] 可以理解的是，由物侧到像侧，第五透镜组500依次包括具有正光焦度的第七镜片、具有负光焦度的第八镜片、具有正光焦度的第九镜片和具有负光焦度的第十镜片。
[0041] 需要理解的是，上述记载的第一镜片至第十镜片的命名规则均是为了区分每一镜片，而不是对镜片的位置顺序进行限定。例如第八镜片并非指代该镜片只能设置在整个镜头的第八位置处。
[0042] 可以理解的是，第三透镜组300仅包括一枚具有正光焦度的镜片。
[0043] 实施例1：该实施例的摄影大光圈光学镜头的各项参数如下，
EFL：18mm；
Fno：1.2；
2ω：66.0°；
其中，EFL为光学镜头的有效焦距，Fno为光圈，2ω为视场角。
[0044] F1/F=‑2.1，满足条件式（1）；F2/F=3.4，满足条件式（2）；F3/F=2.9，满足条件式（3）；F4/F=‑2.3，满足条件式（4）；F5/F=1.5，满足条件式（5）；Nd =1.92(G1L1)，满足条件式（6）。
[0045] 需要理解的是，在附图所示的镜头结构中，第一透镜组100也被记为G1，第二透镜组200也被记为G2，第三透镜组300也被记为G3，第四透镜组400也被记为G4，第五透镜组500也被记为G5。整个镜头中，沿物侧到像侧的镜片排列顺序，第一镜片为L1，第二镜片为L2，按此顺序，第n镜片为Ln。例如镜片G3L7指的是第7镜片，且该镜片属于第三透镜组300。其中，孔径光阑600被记为ST0，像面记为IMA，保护玻璃被记为CG。故实施例1中，第一透镜组100的第一镜片的Nd选择为1.92。
[0046] 该实施例的摄影大光圈光学镜头的参数还满足表1、表2及表3的内容。
[0047] 表1 实施例1的摄影大光圈光学镜头的各参数
[0048] 在表1中，Image为像侧；Radius为各个面的曲率半径；Thickness为各镜片间隔和镜片厚度；Nd为d线的各个玻璃的折射率；Vd为玻璃的阿贝数；ASP表示该面为非球面。
[0049] 表2 实施例1的摄影大光圈光学镜头的调焦间隔参数
[0050] 在表2中，FAR为远侧，即透镜聚焦远景；NEAR为近侧，即透镜聚焦近景。
[0051] 表3 实施例1的摄影大光圈光学镜头的非球面镜片参数
[0052] 表3中，R为非球面曲率半径；K为二次曲面的圆锥系数；A为4阶非球面系数；B为6阶非球面系数；C为8阶非球面系数；D为10阶非球面系数。
[0053] 其中，‑2.221198E‑05指的是‑2.221198×10‑5，其余同理。
[0054] 实施例1的摄影大光圈光学镜头的镜片排列结构可以参照图1和图2所示。并且图3、图4、图5展示了实施例1的摄影大光圈光学镜头在Far端的色球差、像散场曲、畸变图；图6展示了实施例1在Far端的MTFvsField图。图7、图8、图9展示了实施例1在Near端的色球差、像散场曲、畸变图；图10展示了实施例1在Near端的MTFvsField图。
[0055] 实施例1通过第四透镜组400沿光轴方向移动实现物距从Far端至Near端的对焦，并且第四透镜组400只包含一枚镜片，重量轻且对焦形成相对短，能够满足镜头的快速对焦且对焦过程安静。实施例1的各透镜组满足条件式，具有合理的光焦度分配，仅使用了12枚镜片就能实现高解析力，镜头的体积小性能高。
[0056] 需要理解的是，在图1中，第一透镜组100也被记为G1，第二透镜组200也被记为G2，第三透镜组300也被记为G3，第四透镜组400也被记为G4，第五透镜组500也被记为G5。整个镜头中，沿物侧到像侧的镜片排列顺序，第一镜片为L1，第二镜片为L2，按此顺序，第n镜片为Ln。例如镜片G3L7指的是第7镜片，且该镜片属于第三透镜组300。其中，孔径光阑600被记为ST0，像面记为IMA，保护玻璃被记为CG。
[0057] 上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
