CN104238078B

CN104238078B - 广角镜头

Info

Publication number: CN104238078B
Application number: CN201310243038.7A
Authority: CN
Inventors: 陈柏瑜
Original assignee: Sintai Optical Shenzhen Co Ltd; Asia Optical Co Inc
Current assignee: Sintai Optical Shenzhen Co Ltd; Asia Optical Co Inc
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2033-06-18
Also published as: CN104238078A

Abstract

本发明涉及一种广角镜头，沿着光轴从物侧至像侧依序包括具有负屈光力的第一透镜、具有负屈光力的第二透镜、具有正屈光力的第三透镜、具有正屈光力的第四透镜及具有负屈光力的第五透镜。第一透镜的像侧面为凹面。第二透镜为双凹透镜。第三透镜为双凸透镜。第四透镜为双凸透镜。第五透镜的物侧面为凹面。

Description

广角镜头

技术领域

发明有关于一种镜头，特别是有关于一种广角镜头。

背景技术

目前已知技术的广角镜头，大多采用前群透镜为负屈光力、后群透镜为正屈光力的架构，藉此提高广角镜头的视角。但是此类广角镜头的像差、影像分辨率及环境温度变化对光学性能的影响等问题尚有许多改善空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的广角镜头的光学性能需改善、且环境温度变化对光学性能的缺陷影响较大的缺陷，提供一种广角镜头，具有较大光圈、较大视角及具备小型化，但是仍具有良好的光学性能，影像分辨率也能满足要求，且能降低环境温度变化对光学性能的影响。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种广角镜头，沿着光轴从物侧至像侧依序包括具有负屈光力的第一透镜、具有负屈光力的第二透镜、具有正屈光力的第三透镜、具有正屈光力的第四透镜及具有负屈光力的第五透镜。第一透镜的像侧面为凹面。第二透镜为双凹透镜。第三透镜为双凸透镜。第四透镜为双凸透镜。第五透镜的物侧面为凹面。

其中广角镜头满足以下条件：3.15<|TTL/BFL|<3.65；其中，TTL为广角镜头的镜头总长度，BFL为广角镜头的后焦距。

其中第一透镜满足以下条件：2.4<|f₁/f|<2.95；其中，f₁为第一透镜的有效焦距，f为广角镜头的有效焦距。

其中第二透镜满足以下条件：1.2<|f₂/f|<1.7；其中，f₂为第二透镜的有效焦距，f为广角镜头的有效焦距。

其中第三透镜满足以下条件：0.95<|f₃/f|<1.6；其中，f₃为第三透镜的有效焦距，f为广角镜头的有效焦距。

其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜的每一透镜至少一面为非球面表面或两个面皆为非球面表面。

其中第三透镜至少一面为球面表面或两个面皆为球面表面。

其中第一透镜、第二透镜、第四透镜及第五透镜由塑料材质制成。

其中第三透镜由玻璃材质制成。

本发明的广角镜头可更包括光圈，设置于第三透镜与第四透镜之间。

实施本发明的广角镜头，具有以下有益效果：具有较大光圈、较大视角及具备小型化，但是仍具有良好的光学性能，影像分辨率也能满足要求，且能降低环境温度变化对光学性能的影响。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。

图1是依据本发明的广角镜头的一实施例的透镜配置示意图。

图2A是图1的广角镜头的纵向像差图。

图2B是图1的广角镜头的场曲图。

图2C是图1的广角镜头的畸变图。

图2D是图1的广角镜头的横向色差图。

图2E是图1的广角镜头的调变转换函数图。

图2F是图1的广角镜头在温度等于10℃时的离焦调变转换函数图。

图2G是图1的广角镜头在温度等于35℃时的离焦调变转换函数图。

图2H是图1的广角镜头在温度等于60℃时的离焦调变转换函数图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是依据本发明的广角镜头的一实施例的透镜配置示意图。广角镜头10沿着光轴OA从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光圈ST、第四透镜L4、第五透镜L5及滤光片OF。影像传感器11置于滤光片OF与像侧之间，其感测面SS位于成像面IMA处。第一透镜L1由塑料材质制成具有负屈光力，其像侧面S2为凹面且物侧面S1与像侧面S2皆为非球面表面。第二透镜L2由塑料材质制成具有负屈光力，为双凹透镜且其物侧面S3与像侧面S4皆为非球面表面。第三透镜L3由玻璃材质制成具有正屈光力，为双凸透镜且其物侧面S5与像侧面S6皆为非球面表面。第四透镜L4由塑料材质制成具有正屈光力，为双凸透镜且其物侧面S8与像侧面S9皆为非球面表面。第五透镜L5由塑料材质制成具有负屈光力，其物侧面S10为凹面且物侧面S10与像侧面S11皆为非球面表面。滤光片OF为平板玻璃，其物侧面S12与像侧面S13皆为平面。影像传感器11包含保护玻璃CG及感测组件(未图标)，保护玻璃CG用来保护感测组件的感测面SS免于刮伤或避免灰尘附着，保护玻璃CG的两个面S14、S15皆为平面。

另外，为使本发明的广角镜头能保持良好的光学性能，实施例中的广角镜头10需满足底下四条件：

3.15<|TTL/BFL|<3.65 (1)

2.4<|f₁/f|<2.95 (2)

1.2<|f₂/f|<1.7 (3)

0.95<|f₃/f|<1.6 (4)

其中，TTL为广角镜头10的镜头总长度，BFL为广角镜头10的后焦距，f为广角镜头10的有效焦距，f₁为第一透镜L1的有效焦距，f₂为第二透镜L2的有效焦距，f₃为第三透镜L3的有效焦距。

利用上述透镜与光圈ST的设计，使得广角镜头10能有效的缩减镜头总长度、修正像差、有效的提升镜头分辨率及降低环境温度变化对光学性能的影响。

表一为图1中广角镜头10的各透镜的相关参数表，表一数据显示本实施例的广角镜头10的有效焦距等于2.435mm、光圈值等于2.0、视角等于85.9°、镜头总长度等于11.187mm。

表一

表一中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：

z=ch²/{1+[1-(k+1)c²h²]^1/2}+Ah⁴+Bh⁶+Ch⁸+Dh¹⁰

其中：

c：曲率；

h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；

k：圆锥系数；

A～D：非球面系数。

表二为表一中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数（ConicConstant）、A～D为非球面系数。

表二

本实施例的广角镜头10其镜头总长度TTL=11.187mm、后焦距BFL=3.296mm、广角镜头10的有效焦距f=2.435mm、第一透镜L1的有效焦距f₁=-6.483mm、第二透镜L2的有效焦距f₂=-3.555mm、第三透镜L3的有效焦距f₃=3.018mm，由上述数据可得到|TTL/BFL|=3.394、|f₁/f|=2.662、|f₂/f|=1.460、|f₃/f|=1.239，皆能满足上述条件(1)至条件(4)的要求。

另外，本实施例的广角镜头10的光学性能也可达到要求，这可从图2A至图2H看出。图2A所示的，是本实施例的广角镜头10的纵向像差(Longitudinal Aberration)图。图2B所示的，是本实施例的广角镜头10的场曲(Field Curvature)图。图2C所示的，是本实施例的广角镜头10的畸变(Distortion)图。图2D所示的，是本实施例的广角镜头10的横向色差(Lateral Color)图。图2E所示的，是本实施例的广角镜头10的调变转换函数(ModulationTransfer Function)图。图2F所示的，是本实施例的广角镜头10于10℃时的离焦调变转换函数(Through Focus Modulation Transfer Function)图。图2G所示的，是本实施例的广角镜头10于35℃时的离焦调变转换函数(Through Focus Modulation TransferFunction)图。图2H所示的，是本实施例的广角镜头10于60℃时的离焦调变转换函数(Through Focus Modulation Transfer Function)图。

由图2A可看出，本实施例的广角镜头10对波长范围介于0.466μm至0.643μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.010㎜至0.036㎜之间。由图2B可看出，本实施例的广角镜头10对波长范围介于0.466μm至0.643μm的光线所产生的子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向场曲介于-0.03㎜至0.03㎜之间。由图2C可看出，本实施例的广角镜头10对波长范围介于0.466μm至0.643μm的光线所产生的畸变介于-0.6%至1.2%之间。由图2D可看出，本实施例的广角镜头10对波长范围介于0.466μm至0.643μm的光线于不同视场高度所产生的横向色差值介于-3.0μm至3.5μm之间。由图2E可看出，本实施例的广角镜头10对波长范围介于0.466μm至0.643μm的光线，分别于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向、视场高度介于0mm至2.2640mm、空间频率介于0lp/mm至166lp/mm的调变转换函数值介于0.15至1.0之间。由图2F可看出，本实施例的广角镜头10，于温度等于10℃时，对波长范围介于0.466μm至0.643μm的光线，分别于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向、视场高度介于0mm至2.2640mm、空间频率等于83lp/mm时，当焦点偏移介于-0.024mm至0.017mm之间其调变转换函数值皆大于0.2。由图2G可看出，本实施例的广角镜头10，于温度等于35℃时，对波长范围介于0.466μm至0.643μm的光线，分别于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向、视场高度介于0mm至2.2640mm、空间频率等于83lp/mm时，当焦点偏移介于-0.025mm至0.015mm之间其调变转换函数值皆大于0.2。由图2H可看出，本实施例的广角镜头10，于温度等于60℃时，对波长范围介于0.466μm至0.643μm的光线，分别于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向、视场高度介于0mm至2.2640mm、空间频率等于83lp/mm时，当焦点偏移介于-0.026mm至0.013mm之间其调变转换函数值皆大于0.2。显见本实施例的广角镜头10的纵向像差、场曲、畸变、横向色差都能被有效修正，影像分辨率也能满足要求，环境温度变化对焦深的影响不大，当环境温度改变时也不易失焦，从而得到较佳的光学性能。

在上述实施例中，第三透镜L3的物侧面S5与像侧面S6皆为非球面表面，然而可以了解到，若第三透镜L3的物侧面S5与像侧面S6皆改为球面表面，亦应属本发明的范畴。

在上述实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4及第五透镜L5皆由塑料材质制成，然而可以了解到，第一、二、四、五透镜若部分或全部改为玻璃材质，亦应属本发明的范畴。

在上述实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4及第五透镜L5皆由塑料材质制成，第三透镜L3由玻璃材质制成，然而可以了解到，若第三透镜L3改为塑料材质，第一、二、四、五透镜若部分或全部改为玻璃材质，亦应属本发明的范畴。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，本技术领域的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种广角镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至像侧依序包括：

第一透镜，该第一透镜具有负屈光力，该第一透镜的像侧面为凹面；

第二透镜，该第二透镜具有负屈光力，该第二透镜为双凹透镜；

第三透镜，该第三透镜具有正屈光力，该第三透镜为双凸透镜；

第四透镜，该第四透镜具有正屈光力，该第四透镜为双凸透镜；以及

第五透镜，该第五透镜具有负屈光力，该第五透镜的物侧面为凹面；

该广角镜头满足以下条件：

3.15＜|TTL/BFL|＜3.65

其中，TTL为该广角镜头的镜头总长度，BFL为该广角镜头的后焦距。

2.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第一透镜满足以下条件：

2.4<|f₁/f|<2.95

其中，f₁为该第一透镜的有效焦距，f为该广角镜头的有效焦距。

3.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第二透镜满足以下条件：

1.2<|f₂/f|<1.7

其中，f₂为该第二透镜的有效焦距，f为该广角镜头的有效焦距。

4.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第三透镜满足以下条件：

0.95＜|f3/f|＜1.6

其中，f₃为该第三透镜的有效焦距，f为该广角镜头的有效焦距。

5.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜以及该第五透镜的每一透镜至少一面为非球面表面或两个面皆为非球面表面。

6.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第三透镜至少一面为球面表面或两个面皆为球面表面。

7.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第一透镜、该第二透镜、该第四透镜以及该第五透镜由塑料材质制成。

8.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第三透镜由玻璃材质制成。

9.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，更包括光圈，设置于该第三透镜与该第四透镜之间。