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内合焦式长焦摄影镜头。
相关背景技术
[0002] 在摄影领域，成像质量是摄影师和镜头制造商共同追求的目标。大光圈长焦镜头不仅能在低光环境下提供充足的进光量，还能通过其长焦特性捕捉远距离的细腻画面，同时通过大光圈实现出色的背景虚化效果，从而提升整体成像质量，因此，因其独特的优势逐渐成为摄影师们的常规选择。
[0003] 然而，传统长焦镜头在追求高倍率变焦的同时，往往面临光学性能下降，成像质量受损的问题。如何优化镜头结构，使镜头达到较高的成像效果是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
具体实施方式
[0016] 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。
[0017] 参阅图1所示，本申请提出一种大光圈内合焦式长焦摄影镜头。该大光圈内合焦式长焦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沿光轴向着像侧移动，第三透镜组G3沿光轴向着物体侧移动，第一透镜组G1和第四透镜组G4相对于像面位置保持不变；大光圈内合焦式长焦摄影镜头满足以下条件式：
0≤F1/F≤2，（1）；
‑2≤F2/F≤0，（2）；
0≤F3/F≤2.5，（3）；
‑6≤F4/F≤0，（4）；
其中，F1表示第一透镜组G1的合成焦距，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，F4表示第四透镜组G4的合成焦距，F表示摄影镜头的合成焦距。
[0018] 本申请技术方案通过设置各透镜组的正、负光焦度以及各透镜组的合成焦距与整个镜头合成焦距之间的比例，达到优化光线的折射和汇聚，减少像差和畸变，提升成像质量的目的。且在本申请摄影镜头的对焦过程中，第二透镜组G2沿光轴向着像侧移动，第三透镜组G3沿光轴向着物体侧移动，采用双浮动对焦架构，可以有效应对近端对焦过程中引入的场曲，进一步使得镜头达到较高画质。此外，通过第二透镜组G2向像侧移动和第三透镜组G3向物体侧移动的对焦方式，
也可以快速调整镜头的焦点位置，实现对焦的快速响应。
[0019] 在一些实施例中，第一透镜组G1至少包括三枚阿贝数Vd≥60的透镜、两枚折射率Nd≥1.8的透镜以及一组胶合透镜；其中，第一透镜组G1中邻近物体侧的透镜的折射率Nd≥1.8，胶合透镜由正、负光焦度镜片组成，且胶合透镜中具有正光焦度的镜片的阿贝数Vd≥
60。
[0020] 阿贝数是衡量透镜色散能力的指标，阿贝数越高，色散越小，成像的色彩还原性越好。本实施例中，在第一透镜组G1中设置至少三枚阿贝数Vd≥60的透镜，可以有效减少色差，提高成像的清晰度和色彩准确性。
[0021] 而第一透镜组G1中还至少设置两枚折射率Nd≥1.8的透镜，特别地，第一透镜组G1中邻近物体侧的第一枚透镜的折射率Nd≥1.8，从而能够更有效地汇聚光线，提高镜头的光通量，同时在保持镜头尺寸紧凑的同时，减少像差和畸变，提升成像质量。
[0022] 此外，在第一透镜组G1中设置有胶合透镜，胶合透镜由正、负光焦度镜片组成，可以有效校正透镜的像差，如球差、慧差等，从而提升成像的锐度和对比度。而且胶合透镜中具有正光焦度的镜片的阿贝数Vd≥60，能够进一步减少色散，优化成像色彩。
[0023] 因此，本实施例中第一透镜组G1进行如上设计，不仅可以提高成像质量，而且还可以使镜头结构更加紧凑，缩小镜头体积。
[0024] 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正光焦度的第一透镜L01、具有正光焦度的第二透镜L02、具有正光焦度的第三透镜L03、具有正光焦度的第四透镜L04、具有负光焦度的第五透镜L05、具有正光焦度的第六透镜L06和具有负光焦度的第七透镜L07；其中，第四透镜L04和第五透镜L05组合成具有正光焦度的第一胶合透镜；第六透镜L06和第七透镜L07组合成具有正光焦度的第二胶合透镜；第一透镜L01、第五透镜L05和第七透镜L07的折射率Nd≥1.8；第二透镜L02、第三透镜L03、第四透镜L04和第六透镜L06的阿贝数Vd≥60。
[0025] 本实施例中，提出第一透镜组G1的一具体透镜配置，第一透镜组G1由七片透镜组成，在上述高阿贝数透镜、高折射率透镜和胶合透镜的协同作用下可达到更高的成像效果。进一步的，第四透镜L04和第五透镜L05满足以下条件式：
|Vd4‑Vd5|≥30，(5)；
其中，Vd4为第一透镜组G1中第四透镜L04关于波长为587.6nm的光线的阿贝数；
Vd5为第一透镜组G1中第五透镜L05关于波长为587.6nm的光线的阿贝数。这样，要求第四透镜L04和第五透镜L05之间的阿贝数之差（绝对值）大于等于30。以及，第六透镜L06和第七透镜L07满足以下条件式：
|Vd6‑Vd7|≥30，(6)；
其中，Vd6为第一透镜组G1中第六透镜L06关于波长为587.6nm的光线的阿贝数；
Vd7为第一透镜组G1中第七透镜L07关于波长为587.6nm的光线的阿贝数。同样要求第六透镜L06和第七透镜L07之间的阿贝数之差（绝对值）大于等于30。
[0026] 以上在胶合透镜中通过高低阿贝数镜片搭配使用可以有效地校正镜头中的轴向色差。并利用不同透镜材料的色散特性进行互补，通过选择合适的透镜材料组合，可以使得整个镜头系统在不同颜色光线下的焦距变化得到优化，从而减小色散，提高图像质量。
[0027] 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正光焦度的第一透镜L01、具有正光焦度的第二透镜L02、具有正光焦度的第三透镜L03、具有正光焦度的第四透镜L04、具有负光焦度的第五透镜L05和具有正光焦度的第六透镜L06；其中，第四透镜L04和第五透镜L05组合成具有正光焦度的第一胶合透镜；第六透镜L06为非球面透镜；第一透镜L01和第五透镜L05的折射率Nd≥1.8；第二透镜L02、第三透镜L03和第四透镜L04的阿贝数Vd≥60。
[0028] 本实施例中，提出第一透镜组G1的另一具体透镜配置。该实施例中的第一透镜组G1由六片透镜组成，同样可以通过高阿贝数透镜、高折射率透镜和胶合透镜的协同作用达到更好的成像效果。
[0029] 在一些实施例中，第二透镜组G2至少包括一枚具有负光焦度的透镜。
[0030] 第二透镜组G2作为变焦组，通过改变第二透镜组G2与前后透镜组之间的距离，可以实现焦距的变化。本实施例中，第二透镜组G2至少包括一枚具有负光焦度的透镜，使第二透镜组G2在实现变焦功能的同时可以校正像差（如球差、慧差），以提高成像质量。
[0031] 在一些实施例中，第二透镜组G2为具有负光焦度的第八透镜L08；或，第二透镜组G2从物体侧至像侧依次包括具有负光焦度的第八透镜L08和具有负光焦度的第九透镜L09。
[0032] 以上提出第二透镜组G2的两种具体透镜配置。
[0033] 在第一种透镜配置中，第二透镜组G2仅由一个具有负光焦度的透镜组成，不仅可以校正像差实现焦距变化，且可以简化透镜结构，降低制造成本和复杂度。
[0034] 在第二种透镜配置中，第二透镜组G2由两个具有负光焦度的透镜组成，可以进一步增强对光线的发散作用，虽然结构相对第一种透镜配置有所增加，但是可以更加有效地提升成像质量。
[0035] 在一些实施例中，第三透镜组G3从物体侧至像侧依次由一枚胶合透镜和一枚具有正光焦度的透镜组成；其中，胶合透镜由一枚具有负光焦度的透镜和一枚具有正光焦度的透镜组成，且胶合透镜邻近孔径光阑STP的镜片的表面弯向孔径光阑STP。
[0036] 本实施例中，具有正光焦度的第三透镜组G3可以补偿因第二透镜组G2移动而引起的像面位置变化。如上所述，由正、负光焦度透镜组合成的胶合透镜能够较少像差，提高成像质量，特别地，胶合透镜中邻近孔径光阑STP的镜片的表面弯向孔径光阑STP，有助于控制光线通过孔径光阑STP时的焦度和分布，进一步减少像差。
[0037] 此外，第三透镜组G3中进一步在胶合透镜靠近像侧的一侧设置具有正光焦度的透镜，该具有正光焦度的透镜可以进一步会聚光线，确保图像清晰。
[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十透镜L10、具有正光焦度的第十一透镜L11和具有正光焦度的第十二透镜L12；其中，第十透镜L10和第十一透镜L11组合成具有负光焦度的第三胶合透镜。
[0039] 本实施例中，提出第三透镜组G3的一具体透镜配置。该第三透镜组G3由三片透镜组成，并由第十透镜L10和第十一透镜L11组合成具有负光焦度的第三胶合透镜，以达到第三透镜L03的设置需求。
[0040] 进一步的，第十一透镜L11的折射率Vd11≥1.8，第十二透镜L12为非球面透镜。通过在第三透镜组G3中将第十一透镜L11设置为高折射率透镜，以及将第十二透镜L12设置为非球面透镜，可以基于高折射率透镜和非球面透镜特性，更加有效地减少像差，提高镜头的光学性能，实现高质量成像。
[0041] 在一些实施例中，第四透镜组G4中至少包括两组胶合透镜，且第四透镜组G4中邻近像侧的最后一枚镜片为弯向物体侧的具有负光焦度的透镜；其中，靠近物体侧的胶合透镜的形状为弯月形，且邻近像侧的面弯向像侧。
[0042] 本实施例中，第四透镜组G4中至少包含两组胶合透镜，可以减少简化镜头结构，同时也有助于校正色差。
[0043] 其中，邻近像侧的最后一枚透镜具有负光焦度，且其形状为弯向物体侧，这样可以进一步校正由前面透镜组引入的像差。而靠近物体侧的胶合透镜的形状为弯月形，并邻近像侧的面弯向像侧，这样同样可以校正像差，改善镜头的成像性能。
[0044] 因此，本实施例提供的第四透镜组G4具有较强的像差校正效果，能够适应不同的光学系统和拍摄需求，以使长焦摄影镜头具有出色的成像效果。
[0045] 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十三透镜L13、具有负光焦度的第十四透镜L14、具有正光焦度的第十五透镜L15、具有负光焦度的第十六透镜L16、具有正光焦度的第十七透镜L17、具有负光焦度的第十八透镜L18和具有负光焦度的第十九透镜L19；其中，第十三透镜L13和第十四透镜L14组合成具有负光焦度的第四胶合透镜；第十五透镜L15、第十六透镜L16和第十七透镜L17组合成具有正光焦度的第五胶合透镜。
[0046] 或者，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十三透镜L13、具有负光焦度的第十四透镜L14、具有正光焦度的第十五透镜L15、具有负光焦度的第十六透镜L16、具有正光焦度的第十七透镜L17、具有负光焦度的第十八透镜L18和具有负光焦度的第十九透镜L19；其中，第十三透镜L13和第十四透镜L14组合成具有负光焦度的第四胶合透镜；第十四透镜L14和第十五透镜L15组合成具有负光焦度的第六透镜L06和透镜；第十六透镜L16和第十七透镜L17组合成具有正光焦度的第七胶合透镜。
[0047] 或者，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十三透镜L13、具有负光焦度的第十四透镜L14、具有正光焦度的第十五透镜L15、具有负光焦度的第十六透镜L16、具有负光焦度的第十七透镜L17；其中，第十三透镜L13和第十四透镜L14组合成具有负光焦度的第四胶合透镜；第十五透镜L15和第十六透镜L16组合成具有负光焦度的第八胶合透镜。
[0048] 以上提出第四透镜组G4的三种具体透镜配置，用于通过特定的透镜组合和排列方式实现精确的像差校正和高质量的成像效果。
[0049] 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。
[0050] 以下提出大光圈内合焦式长焦摄影镜头的具体实施例。
[0051] 实施例1图1所示的是实施例1的大光圈内合焦式长焦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正光焦度的第一透镜L01、具有正光焦度的第二透镜L02、具有正光焦度的第三透镜L03、具有正光焦度的第四透镜L04、具有负光焦度的第五透镜L05、具有正光焦度的第六透镜L06和具有负光焦度的第七透镜L07；其中，第四透镜L04和第五透镜L05组合成具有正光焦度的第一胶合透镜；第六透镜L06和第七透镜L07组合成具有正光焦度的第二胶合透镜；第一透镜L01的折射率Nd1=1.946，第五透镜L05的折射率Nd5=1.9229，第七透镜L07的折射率Nd7=1.846；第二透镜L02的阿贝数Vd2=
94.523，第三透镜L03的阿贝数Vd3=81.595，第四透镜L04的阿贝数V4=81.595，第六透镜L06的阿贝数Vd6=68.346。第二透镜组G2为具有负光焦度的第八透镜L08。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十透镜L10、具有正光焦度的第十一透镜L11和具有正光焦度的第十二透镜L12；其中，第十透镜L10和第十一透镜L11组合成具有负光焦度的第三胶合透镜，第十一透镜L11的折射率Vd11=1.8707，第十二透镜L12为非球面透镜。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十三透镜L13、具有负光焦度的第十四透镜L14、具有正光焦度的第十五透镜L15、具有负光焦度的第十六透镜L16、具有正光焦度的第十七透镜L17、具有负光焦度的第十八透镜L18和具有负光焦度的第十九透镜L19；其中，第十三透镜L13和第十四透镜L14组合成具有负光焦度的第四胶合透镜；第十四透镜L14和第十五透镜L15组合成具有负光焦度的第六胶合透镜；第十六透镜L16和第十七透镜L17组合成具有正光焦度的第七胶合透镜。
[0052] 本实施例中，大光圈内合焦式长焦摄影镜头的具体数值数据如表1‑表3所示：表1
[0053] 表2
[0054] 表3
[0055] 图2和图3示出实施例1在无限远合焦时的球面像差、场曲和畸变曲线图，图4和图5示出实施例1在最近距离合焦时的球面像差、场曲和畸变曲线图。
[0056] 在无限远合焦时，球面像差曲线图表示的是在光圈数为1.28时的球面像差曲线，其中，F线、D线、C线分别代表在波长486nm、波长587nm、波长656nm的球面像差，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13.9°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13.9°时的畸变曲线，其中，横坐标表示畸变值，纵坐标表示视场。在最近距离合焦时，球面像差曲线图表示的是在光圈数为1.46时的球面像差曲线，其中，F线、D线、C线分别代表在波长486nm、波长587nm、波长656nm的球面像差，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11.3°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11.3°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1的摄影镜头具有良好的成像效果。
[0058] 实施例2图6所示的是实施例2的大光圈内合焦式长焦摄影镜头的结构示意图。如图6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正光焦度的第一透镜L01、具有正光焦度的第二透镜L02、具有正光焦度的第三透镜L03、具有正光焦度的第四透镜L04、具有负光焦度的第五透镜L05和具有正光焦度的第六透镜L06；其中，第四透镜L04和第五透镜L05组合成具有正光焦度的第一胶合透镜；第六透镜L06为非球面透镜；第一透镜L01的折射率Nd1=1.946，第五透镜L05的折射率Nd5=1.9229；第二透镜L02的阿贝数Vd2=94.523，第三透镜L03的阿贝数Vd3=81.595，第四透镜L04的阿贝数Vd4=81.595。第二透镜组G2从物体侧至像侧依次包括具有负光焦度的第八透镜L08和具有负光焦度的第九透镜L09。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十透镜L10、具有正光焦度的第十一透镜L11和具有正光焦度的第十二透镜L12；其中，第十透镜L10和第十一透镜L11组合成具有负光焦度的第三胶合透镜。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十三透镜L13、具有负光焦度的第十四透镜L14、具有正光焦度的第十五透镜L15、具有负光焦度的第十六透镜L16、具有正光焦度的第十七透镜L17、具有负光焦度的第十八透镜L18和具有负光焦度的第十九透镜L19；其中，第十三透镜L13和第十四透镜L14组合成具有负光焦度的第四胶合透镜；第十四透镜L14和第十五透镜L15组合成具有负光焦度的第六透镜L06和透镜；第十六透镜L16和第十七透镜L17组合成具有正光焦度的第七胶合透镜。
[0059] 本实施例中，大光圈内合焦式长焦摄影镜头的具体数值数据如表4‑表6所示：表4
[0060] 表5
[0061] 表6
[0062] 图7和图8示出实施例2在无限远合焦时的球面像差、场曲和畸变曲线图，图9和图10示出实施例2在最近距离合焦时的球面像差、场曲和畸变曲线图。
[0063] 在无限远合焦时，球面像差曲线图表示的是在光圈数为1.28时的球面像差曲线，其中，F线、D线、C线分别代表在波长486nm、波长587nm、波长656nm的球面像差，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°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°时的畸变曲线，其中，横坐标表示畸变值，纵坐标表示视场。在最近距离合焦时，球面像差曲线图表示的是在光圈数为1.48时的球面像差曲线，其中，F线、D线、C线分别代表在波长486nm、波长587nm、波长656nm的球面像差，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11.2°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11.2°时的畸变曲线，其中，横坐标表示畸变值，纵坐标表示视场。
[0064] 由图示7‑10可以看出，本实施例2的摄影镜头具有良好的成像效果。
[0065] 实施例3图11所示的是实施例3的大光圈内合焦式长焦摄影镜头的结构示意图。如图11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正光焦度的第一透镜L01、具有正光焦度的第二透镜L02、具有正光焦度的第三透镜L03、具有正光焦度的第四透镜L04、具有负光焦度的第五透镜L05和具有正光焦度的第六透镜L06；其中，第四透镜L04和第五透镜L05组合成具有正光焦度的第一胶合透镜；第六透镜L06为非球面透镜；第一透镜L01的折射率Nd1=1.946，第五透镜L05的折射率Nd5=1.9229；第二透镜L02的阿贝数Vd2=94.523，第三透镜L03的阿贝数Vd3=81.595，第四透镜L04的阿贝数Vd4=81.595。第二透镜组G2从物体侧至像侧依次包括具有负光焦度的第八透镜L08和具有负光焦度的第九透镜L09。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十透镜L10、具有正光焦度的第十一透镜L11和具有正光焦度的第十二透镜L12；其中，第十透镜L10和第十一透镜L11组合成具有负光焦度的第三胶合透镜。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十三透镜L13、具有负光焦度的第十四透镜L14、具有正光焦度的第十五透镜L15、具有负光焦度的第十六透镜L16、具有负光焦度的第十七透镜L17；其中，第十三透镜L13和第十四透镜L14组合成具有负光焦度的第四胶合透镜；第十五透镜L15和第十六透镜L16组合成具有负光焦度的第八胶合透镜。
[0066] 本实施例中，大光圈内合焦式长焦摄影镜头的具体数值数据如表7‑表9所示：表7
[0067] 表8
[0068] 表9
[0069] 图12和图13示出实施例3在无限远合焦时的球面像差、场曲和畸变曲线图，图14和图15示出实施例3在最近距离合焦时的球面像差、场曲和畸变曲线图。
[0070] 在无限远合焦时，球面像差曲线图表示的是在光圈数为1.28时的球面像差曲线，其中，F线、D线、C线分别代表在波长486nm、波长587nm、波长656nm的球面像差，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14.2°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14.2°时的畸变曲线，其中，横坐标表示畸变值，纵坐标表示视场。在最近距离合焦时，球面像差曲线图表示的是在光圈数为1.46时的球面像差曲线，其中，F线、D线、C线分别代表在波长486nm、波长587nm、波长656nm的球面像差，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11.1°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11.1°时的畸变曲线，其中，横坐标表示畸变值，纵坐标表示视场。
[0071] 由图示12‑15可以看出，本实施例3中的摄影镜头具有良好的成像效果。
[0072] 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。
