技术领域
[0001] 本申请涉及摄像技术领域，特别涉及一种大光圈全画幅摄影镜头及摄影装置。
相关背景技术
[0002] 在高端摄影领域，大光圈全画幅摄影镜头因其能够提供出色的背景虚化效果和充足的进光量而备受青睐。
[0003] 然而，现有技术中，为了保持高成像质量，往往需要采用复杂的光学设计和更多的镜片组，这直接导致镜头体积的增大。庞大的体积不仅增加了携带的困难，还限制了摄影师在不同场景下的拍摄灵活性。
[0004] 因此，有必要对现有的大光圈全画幅摄影镜头进行改进。
具体实施方式
[0018] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019] 参阅图1所示，本申请提出一种大光圈全画幅摄影镜头，该大光圈全画幅摄影镜头从物体侧至像侧依次包括具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2、孔径光阑STP、具有正光焦度的第三透镜组G3以及具有负光焦度的第四透镜组G4；在合焦过程中，第二透镜组G2沿光轴从物体侧向像侧移动，第三透镜组G3沿光轴从像侧向物体侧移动，第一透镜组G1和第四透镜组G4相对于像面位置保持不变；第二透镜组G2和第三透镜组G3满足以下条件式：
‑3.6≤F2/F3≤‑0.6，（1）；
其中，F2表示第二透镜组G2的合成焦距，F3表示第三透镜组G3的合成焦距。
[0020] 本申请技术方案中，通过从物体侧至像侧依次排列设置的第一透镜组G1、第二透镜组G2、孔径光阑STP、第三透镜组G3和第四透镜组G4共同协作以实现优异的光学性能。其中，正负光焦度交替排列的透镜组能够校正像差、畸变等光学问题，从而提升成像质量。
[0021] 在合焦过程中，采用第二透镜组G2沿光轴从物体侧向像侧移动，而第三透镜组G3则反向移动的对焦机制，可以显著减少对焦过程中的整体移动量，从而提高了对焦速度。同时，由于第一透镜组G1和第四透镜组G4在合焦过程中保持相对位置不变，因此可以减少因透镜移动而引入的成像误差，保证对焦的精准性。
[0022] 进一步对第二透镜组G2和第三透镜组G3的合成焦距以条件式（1）进行约束。可以理解的，如果低于条件式（1）的下限，则第二透镜组G2的折射力变小，在聚焦时，第二透镜组G2的移动量会变大，从而难以实现小型化；且第三透镜组G3产生的球差增大，整个镜头系统的像差校正会变得困难。而如果高于条件式（1）的上限，则第三透镜组G3的折射力变小，在聚焦时，第三透镜组G3的移动量会变大，同样难以实现小型化；且第二透镜组G2产生的球差增大，使整个镜头系统的像差校正变得困难。
[0023] 因此，本申请提供的大光圈全画幅摄影镜头能够在保证优异的光学性能的情况下快速且精准的对焦，并能够实现镜头小型化，具有良好的便携性和使用灵活性。
[0024] 在一些实施例中，第一透镜组G1中具有正光焦度的透镜的形状因子∣Skp∣≤0.5，以及第一透镜组G1中具有负光焦度的透镜的形状因子∣Skm∣≤0.5。
[0025] 形状因子是控制透镜成像质量的重要因素之一。通过限制第一透镜组G1中透镜的形状因子，可以减少因透镜形状不当而引起的像差和畸变，从而提高整个镜头的成像清晰度、对比度和色彩还原度。
[0026] 本实施例中，Skp=(R1+R2)/(R1‑R2)；Skm=(R1+R2)/(R1‑R2)。无论是具有正光焦度的透镜的形状因子Skp的计算式，还是具有负光焦度的透镜的形状因子Skm的计算式，其R1均表示镜片朝物体侧表面曲率半径，R2表示朝像侧表面曲率半径。
[0027] 具体而言，在第一透镜组G1中，具有负光焦度透镜的形状因子条件式主要用于校正畸变以及球差，具有正光焦度透镜的形状因子条件式主要用于校正场曲及彗差，当Skp及Skm超过各自范围，会影响像差校正的效果。
[0028] 在一些实施例中，第一透镜组G1从物体侧至像侧依次包括具有负光焦度的第一透镜L01、具有正光焦度的第二透镜L02、具有负光焦度的第三透镜L03和具有正光焦度的第四透镜L04。
[0029] 本实施例中，提出第一透镜组G1的一具体结构设计。正负光焦度的交替排列有助于平衡整个第一透镜组G1的光焦度，从而减少第一透镜组G1内部的像差和畸变，提高成像质量。
[0030] 进一步的，第二透镜L02和第三透镜组G3组合成第一胶合透镜。胶合透镜的设计可以有效地减少色差和球差等像差问题，从而提高成像的清晰度和对比度，并且在达到相同或相近光学性能的前提下，使用胶合透镜可以减少所需透镜的总数，从而使镜头结构更加紧凑和简单。
[0031] 在一些实施例中，第二透镜组G2中具有正光焦度的透镜的阿贝数满足范围：16≤Vd≤21。
[0032] 阿贝数是衡量透镜材料色散能力的一个重要参数，反映了材料对不同波长光的折射率差异。阿贝数越高，表示材料的色散能力越低，即透镜成像时色彩畸变越小。
[0033] 本实施例中，限定第二透镜组G2中具有正光焦度的透镜的阿贝数范围。可以理解的，超过该范围上限，轴上色差的校正以及在聚焦过程中轴上色差的变化就会很难校正；低于该范围的下限，轴上色差的二次色散很容易过度校正。
[0034] 在一些实施例中，第二透镜组G2从物体侧至像侧依次包括具有正光焦度的第五透镜L05和具有负光焦度的第六透镜L06。
[0035] 本实施例中，提出第二透镜组G2的一具体结构设计。第五透镜L05的正光焦度与第六透镜L06的负光焦度相结合，以在第二透镜组G2内实现光焦度的平衡。从而减少第二透镜组G2内部的像差和畸变，提升成像质量。进一步的，第五透镜L05与第六透镜L06组合成第二胶合透镜。
[0036] 在一些实施例中，第三透镜组G3中具有负光焦度的透镜的阿贝数满足范围：16≤Vd≤21。
[0037] 本实施例中，限定第三透镜组G3中具有负光焦度的透镜的阿贝数范围。同样的，超过该范围上限，轴上色差的校正以及在聚焦过程中轴上色差的变化就会很难校正；低于该范围的下限，轴上色差的二次色散很容易过度校正。
[0038] 在一些实施例中，第三透镜组G3从物体侧至像侧依次包括具有负光焦度的第七透镜L07、具有正光焦度的第八透镜L08和具有正光焦度的第九透镜L09。
[0039] 本实施例中，提出第三透镜组G3的一具体结构设计。通过第七透镜L07的负光焦度与第八透镜L08和第九透镜L09的正光焦度相结合，使第三透镜组G3内实现光焦度的平衡，减少像差和畸变，提高成像质量。进一步的，第七透镜L07与第八透镜L08组合成第三胶合透镜。
[0040] 在一些实施例中，第四透镜组G4中透镜的平均折射率满足范围：1.8≤Nd≤1.95。
[0041] 透镜的折射率（Nd）是衡量其对光线折射能力的一个重要参数。高折射率的透镜能够更有效地折射光线，使得镜头可以在更小的体积内实现相同的光学性能。
[0042] 本实施例中，提出第四透镜组G4中透镜的平均折射率范围。可以理解的，如果低于条件式的下限，会导致第四透镜组G4的镜片数量增加，从而难以实现小型化。如果高于条件式的上限，高折射率的光学玻璃会有较大的色散，使得轴上色差的校正变得困难。
[0043] 在一些实施例中，第四透镜组G4从物体侧至像侧依次包括具有正光焦度的第十透镜L10、具有负光焦度的第十一透镜L11、具有正光焦度的第十二透镜L12、具有负光焦度的第十三透镜L13和具有负光焦度的第十四透镜L14。
[0044] 本实施例中，提出第四透镜组G4的一具体结构设计。正光焦度的透镜会聚光线，而负光焦度的透镜则发散光线。通过合理的搭配，使得整个第四透镜组G4在成像过程中保持光焦度的稳定，可以减少因光焦度突变而引起的像差和畸变。进一步的，第十透镜L10与第十一透镜L11组合成第四胶合透镜，第十二透镜L12与第十三透镜L13组合成第五胶合透镜。
[0045] 在一些实施例中，大光圈全画幅摄影镜头还满足条件式：0.3≤BFL／EFL≤1，（2）；
其中，BFL为镜头系统中最后一枚镜片像侧面到像面的等效空气距离，EFL为无限远对焦状态下光学系统焦距。
[0046] 本实施例中，BFL影响镜头的整体长度、后焦距以及成像质量影响；EFL决定了镜头的视角和成像特性。条件式（2）限制了BFL与EFL之间的比值范围，在该比值范围下，使镜头的设计达到平衡。
[0047] 具体的，在低于条件式（2）的下限，焦距对应的后焦距会过短，会使得成像面侧的机械结构设计变得困难；高于条件式（2）的上限，焦距对应的后焦距会过大，各镜头组的折射力会变小，从而使得像面曲率的校正变得困难。
[0048] 本申请中，由一种滤光器配置的平行玻璃板GL布置在第四透镜组G4的最后一个透镜和像面IMG之间。平行玻璃板GL作用是过滤光线，以改善成像质量。具体来说，平行玻璃板GL可以吸收或反射某些波长的光线，以消除或减小色差、杂散光等干扰因素，从而提高图像的对比度和清晰度。
[0049] 以下提出本申请大光圈全画幅摄影镜头的具体实施例。
[0050] 实施例图1所示的是大光圈全画幅摄影镜头的结构示意图。如图1所示，本实施例中，第一透镜组G1从物体侧至像侧依次包括具有负光焦度的第一透镜L01、具有正光焦度的第二透镜L02、具有负光焦度的第三透镜L03和具有正光焦度的第四透镜L04；其中，第二透镜L02与第三透镜组G3合成第一胶合透镜。第二透镜组G2从物体侧至像侧依次包括具有正光焦度的第五透镜L05和具有负光焦度的第六透镜L06；其中，第五透镜L05与第六透镜L06组合成第二胶合透镜。第三透镜组G3从物体侧至像侧依次包括具有负光焦度的第七透镜L07、具有正光焦度的第八透镜L08和具有正光焦度的第九透镜L09；其中，第七透镜L07与第八透镜L08组合成第三胶合透镜。第四透镜组G4从物体侧至像侧依次包括具有正光焦度的第十透镜L10、具有负光焦度的第十一透镜L11、具有正光焦度的第十二透镜L12、具有负光焦度的第十三透镜L13和具有负光焦度的第十四透镜L14；其中，第十透镜L10与第十一透镜L11组合成第四胶合透镜，第十二透镜L12与第十三透镜L13组合成第五胶合透镜。
[0051] 本实施例中，大光圈全画幅摄影镜头的数值数据如表1‑表3所示：表1
[0052] 表2
[0053] 表3
[0054] 其中，面序号表示从物侧至像侧各镜片的表面序号。
[0055] 图2和图3示出实施例在无限远合焦时的轴向色差、场曲和畸变曲线图，图4和图5示出实施例在最近距离合焦时的轴向色差、场曲和畸变曲线图。
[0056] 轴向色差曲线图表示的是在光圈数为1 .47时的轴向色差曲线，其中，F线、D线、C线分别代表在波长486nm、波长587nm、波长656nm的轴向色差，横坐标表示球差值大小，纵坐标表示视场。场曲曲线图表示的是在半视场角ω为14.02°时的场曲曲线，其中，虚线S表示主光线D线在弧矢像面的值，实线T表示主光线D线在子午像面的值，横坐标表示场曲值大小，纵坐标表示视场。畸变曲线图表示的是在半视场角ω为14.02°时的畸变曲线，其中，横坐标表示畸变值，纵坐标表示视场。
[0057] 由图示2‑5可以看出，本实施例中的摄影镜头具有良好的成像效果。
[0058] 本申请还提供一种摄影装置。该摄影装置包括图像传感器和如上的大光圈全画幅摄影镜头，图像传感器与大光圈全画幅摄影镜头可拆卸连接。其中，图像传感器为相机。
[0059] 本实施例中，摄影装置包括采用了上述大光圈全画幅摄影镜头所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0060] 以上所述的仅为本申请的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本申请保护的范围，凡是在与本申请一个整体的构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请保护的范围内。
