一种内聚焦成像系统和包含其的内聚焦远摄镜头的制作方法

本发明属于光学成像，具体涉及一种内聚焦成像系统和包含其的内聚焦远摄镜头。

背景技术：

1、在摄影技术领域，尤其是远摄摄影和天文摄影，对镜头的设计提出了更高的要求。如天文摄像对成像质量有着较高的要求，包括对星点成像的精细度和对光学系统的色散控制，传统的远摄镜头由于其长焦特性，往往伴随着较长的机械筒长，其镜头体积庞大，携带和操作不便。

2、另外，现有技术在实现远摄特性的同时，往往难以兼顾镜头的紧凑性、光学性能和对特定应用的适应性。再者，远摄镜头一般镜头个头比较大，为了实现移动整个镜头对焦，所配置的驱动电机的力矩要大，镜头整体的体积也会随之变大，不利于镜头的小型化。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种内聚焦成像系统和包含其的内聚焦远摄镜头，能够有效减少镜头长度，并提高成像质量。

2、为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种内聚焦成像系统，其包括由物侧至像侧依次设置的第一固定组、聚焦组和第二固定组；

3、所述第一固定组具有正曲折力，所述第一固定组包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜和第二透镜；所述第一透镜具有正曲折力，所述第二透镜具有负曲折力；

4、所述聚焦组通过移动实现对不同物距的聚焦，包括由物侧至像侧依次设置的第三透镜和第四透镜；所述第三透镜具有正曲折力，所述第四透镜具有负曲折力；

5、所述第二固定组包括由物侧至像侧依次设置的第五透镜和第六透镜；所述第五透镜具有负曲折力，所述第六透镜具有正曲折力。

6、作为本发明的进一步改进，所述第一透镜的物侧面和像侧面均为凸面；所述第二透镜的物侧面和像侧面均为凹面；

7、和/或，

8、所述第三透镜的物侧面和像侧面均为凸面；所述第四透镜的物侧面为凹面；

9、和/或，

10、所述第五透镜的物侧面为凹面；所述第六透镜的像侧面为凸面。

11、作为本发明的进一步改进，所述第一透镜和所述第二透镜通过胶合形成第一双胶合透镜，所述第五透镜和所述第六透镜通过胶合形成第二双胶合透镜。

12、作为本发明的进一步改进，所述第一透镜的物侧面到像面的轴向距离ttl与镜头的有效焦距efl之间满足：ttl/efl＜0.8；

13、和/或，

14、所述第一透镜的前后曲率半径r1和r2之间满足：0.5＜|r1/r2|＜1。

15、作为本发明的进一步改进，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜中，至少一个的材质为超低色散材料。

16、作为本发明的进一步改进，所述第一透镜的材质为超低色散材料，且所述第一透镜满足nd＜1.5，vd＞80，其中nd为折射率，vd为阿贝数；

17、和/或，

18、所述第六透镜满足nd＞1.5，vd＜50，其中nd为折射率，vd为阿贝数。

19、作为本发明的进一步改进，所述第一固定组的焦距f1和所述镜头的有效焦距efl之间满足：f1/efl＞0.95；

20、和/或，

21、所述聚焦组的焦距f2和所述镜头的有效焦距efl之间满足：|f2/efl|＞3；

22、和/或，

23、所述第二固定组的焦距f3和所述镜头的有效焦距efl之间满足：5＞|f3/efl|＞0.3；

24、和/或，

25、所述第二透镜和所述第三透镜之间的空气间隔t23与所述第四透镜和第五透镜之间的空气间隔t45满足：8＞t45/t23＞2.5；

26、和/或，

27、所述第六透镜像侧面与像面之间的距离为5mm～30mm。

28、作为本发明的进一步改进，在所述像面与所述第六透镜之间还设置有若干片滤光片。

29、本发明的另一个方面，提供一种内聚焦远摄镜头，包括上述任一项所述的内聚焦成像系统。

30、作为本发明的进一步改进，在所述第一透镜的物侧设置光阑。

31、上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

32、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

33、(1)本发明的内聚焦成像系统，其通过将第一固定组和第二固定组设置为保持不动，仅通过聚焦组的移动来实现对焦，使得安装在镜头最外面的一片镜片可以保持不变，便于对镜头的密封设置，防止外界的雾气、灰尘等进入镜头内部；同时，仅通过聚焦组中的两个镜片的移动，从无穷远到最近物距，对焦过程中镜头视场角的变化也即是呼吸效应有效降低，从而提高了拍摄的稳定性和成像的一致性，且相比于通过整个镜头移动来对焦的方案，采用仅部分镜片来移动对焦，其负载小，对焦过程更顺滑、噪声更小。

34、(2)本发明的内聚焦成像系统，其通过将第六透镜像侧面与像面之间的距离限定为5mm～30mm，以保证较长的光学后焦，减弱滤光片上的脏污对成像造成影响，使得当镜头使用于需要长曝光拍摄的场景下，便于后续进行图片叠加和拉伸处理极大地降低了对滤光片清洁度的要求，从而保证了最终图像的质量。

35、(3)本发明的内聚焦成像系统，其通过将至少一个透镜采用超低色散材料，以有效使得系统优化至接近衍射极限，使得在对无穷远进行星点成像时，像面光斑较小，以助于提高成像的清晰度和对比度。

36、(4)本发明的内聚焦成像系统和包含其的内聚焦远摄镜头，其整体结构小巧，便于携带，焦距大于机械筒长，有利于保证镜头长焦特性的同时，不会造成筒长过长，减小对焦过程中的移动负载，具有较好的应用前景和推广价值。

技术特征：

1.一种内聚焦成像系统，其特征在于，包括由物侧至像侧依次设置的第一固定组、聚焦组和第二固定组；

2.根据权利要求1所述的内聚焦成像系统，其特征在于，所述第一透镜的物侧面和像侧面均为凸面；所述第二透镜的物侧面和像侧面均为凹面；

3.根据权利要求1所述的内聚焦成像系统，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜通过胶合形成第一双胶合透镜，所述第五透镜和所述第六透镜通过胶合形成第二双胶合透镜。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的内聚焦成像系统，其特征在于，所述第一透镜的物侧面到像面的轴向距离ttl与镜头的有效焦距efl之间满足：ttl/efl＜0.8；

5.根据权利要求4所述的内聚焦成像系统，其特征在于，所述第一固定组的焦距f1和所述镜头的有效焦距efl之间满足：f1/efl＞0.95；

6.根据权利要求5所述的内聚焦成像系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜中，至少一个的材质为超低色散材料。

7.根据权利要求6所述的内聚焦成像系统，其特征在于，所述第一透镜的材质为超低色散材料，且所述第一透镜满足nd＜1.5，vd＞80，其中nd为折射率，vd为阿贝数；

8.根据权利要求1～3、5～7中任一项所述的内聚焦成像系统，其特征在于，在像面与所述第六透镜之间还设置有若干片滤光片。

9.一种内聚焦远摄镜头，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的内聚焦成像系统。

10.根据权利要求9所述的内聚焦远摄镜头，其特征在于，在所述第一透镜的物侧设置光阑。

技术总结本发明公开了一种内聚焦成像系统和包含其的内聚焦远摄镜头，属于光学成像技术领域，包括由物侧至像侧依次设置的第一固定组、聚焦组和第二固定组，其通过将第一固定组和第二固定组设置为保持不动，仅通过聚焦组的移动来实现对焦，能够有效对镜头进行密封设置，防止外界的雾气、灰尘等进入镜头内部；同时，仅通过聚焦组中的两个镜片的移动，从无穷远到最近物距，使得呼吸效应有效降低，从而提高了拍摄的稳定性和成像的一致性，且采用仅部分镜片来移动对焦，其负载小，对焦过程更顺滑、噪声更小。本发明的内聚焦远摄镜头，其整体结构小巧，便于携带，焦距大于机械筒长，有利于保证镜头长焦特性的同时，不会造成筒长过长，减小对焦过程中的移动负载。技术研发人员：胡庆磊,黄凯,李宁,李培受保护的技术使用者：小光子（武汉）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4