CN102004300A - 广角镜头系统 - Google Patents

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angle lens
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尹淳义
黄俊翔
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种广角镜头系统，沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括一个正光焦度的第一透镜、一个正光焦度的第二透镜、一个负光焦度的第三透镜及一个成像面。所述镜头系统满足条件式(1)0.45＜f/TTL＜0.75；(2)1.4＜f1/f＜2.4，其中TTL为所述镜头系统的总长；f1为第一透镜的焦距；f为镜头系统的焦距。在满足上述条件式的情况下，所述广角镜头系统具有一较小的高度，从而满足镜头系统小型化的要求，同时确保第一透镜的光焦度在所述镜头系统中的比例，从而可以增大镜头系统的视角，实现广角。

Description

广角镜头系统
技术领域
本发明涉及一种镜头系统，尤其涉及一种具有广角功能的广角镜头系统。
背景技术
近年来，随着多媒体的发展，数码产品等使用CCD(Charged Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等固体成像器件作为摄像元件的需求越来越大。而随着数码产品的体积越来越小，又要求镜头系统需更进一步的小型化。
另外，随着人们需求的提高，许多手机等便携式电子装置还具备了取证(记录文字、图像等书面证据)功能，然而为了实现这种功能，就需要镜头系统具有广角的性能，从而可以提高近景拍摄效果。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种满足小型化的同时具有广角性能的广角镜头系统。
一种广角镜头系统，沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括一个正光焦度的第一透镜、一个正光焦度的第二透镜、一个负光焦度的第三透镜及一个成像面。所述镜头系统满足条件式(1)0.45＜f/TTL＜0.75；(2)1.4＜f1/f＜2.4，其中TTL为所述镜头系统的总长；f1为第一透镜的焦距；f为镜头系统的焦距。
上述广角镜头系统，在满足条件式的情况下，所述广角镜头系统具有一较小的高度，从镜头的第一面到成像面的距离(即成像系统的总长)较短，从而满足镜头系统小型化的要求，同时确保第一透镜的光焦度在广角镜头系统中的比例，从而可以增大广角镜头系统的视角，达到广角的效果。
附图说明
图1本发明实施方式提供的一种广角镜头系统的示意图。
图2为本发明广角镜头系统第一实施方式的球差图。
图3为本发明广角镜头系统第一实施方式的场曲图。
图4为本发明广角镜头系统第一实施方式的畸变图。
图5为本发明广角镜头系统第二实施方式的球差图。
图6为本发明广角镜头系统第二实施方式的场曲图。
图7为本发明广角镜头系统第二实施方式的畸变图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，为本发明提供的广角镜头系统100。沿该广角镜头系统100的光轴从物侧到像侧方向依次包括一个正光焦度的第一透镜10、一个光阑40、一个正光焦度的第二透镜20、一个负光焦度的第三透镜30、滤光片50、玻璃盖片60及一个成像面70。
当所述广角镜头系统100用于成像时，来自被摄物的光线从物侧方向入射所述广角镜头系统100并依次经过所述第一透镜10、光阑40、第二透镜20及第三透镜30，最后通过所述滤光片50及玻璃盖片60汇聚到所述成像面70上，通过将CCD或CMOS等固体成像器件置于所述成像面70处，即可获取该被摄物的像。
为了实现整个广角镜头系统100的低高度及广角，该广角镜头系统100满足以下条件式：
(1)0.45＜f/TTL＜0.75；及
(2)1.4＜f1/f＜2.4，
其中TTL为广角镜头系统100的总长，即所述第一透镜10靠近物侧的表面到所述成像面70的距离；f1为所述第一透镜10的焦距；f为所述镜头系统100的焦距。条件式(1)给出了所述镜头系统100的总长与所述镜头系统100的焦距之间的关系，以确保所述广角镜头系统100整体的长度。条件式(2)给出了所述第一透镜10的焦距与所述广角镜头系统100的焦距之间的关系，确保了所述第一透镜10的光焦度在所述广角镜头系统100中的比例，从而可以增加摄影角度，使得广角镜头系统100的视角大于70度，实现广角。
优选地，所述第二透镜20还满足条件式：
(3)0.5＜f2/f＜0.9，
其中f2为第二透镜的焦距。以确保所述第二透镜20的光焦度在所述镜头系统100中的比例，平衡了像散及畸变之像差。
优选地，所述第二透镜20还满足条件式：
(4)45＜vd2＜60，
其中v d2为第二透镜20的阿贝数。以确保光线通过所述第二透镜20后，消除倍率色差。
优选地，所述第三透镜30满足条件式：
(5)-1.4＜f3/f＜-0.7，
其中，f3为第三透镜30的焦距。此条件式可以确保所述第三透镜30的光焦度在所述广角镜头系统100中的比例，也可以降低像散、球差和慧差。
所述光阑40位于第一透镜10与第二透镜20之间，以限制经过所述第一透镜10的光线进入所述第二透镜20的光通量，并让经过所述第一透镜10后的光锥能更加对称，使所述广角镜头系统100的慧差得以修正。优选地，所述光阑40设置于所述第一透镜10靠近像侧的表面上，从而可减少所述广角镜头系统100的元件数量，降低所述广角镜头系统100组装的复杂度。实际操作时，可以直接将所述第一透镜10的靠近像侧的表面上一外围环状区域涂黑以当作光阑40。所述玻璃盖片60设置在所述成像面70靠近物侧的一侧，用于阻挡灰尘。所述滤光片50位于所述第三透镜30与所述玻璃盖片60之间，主要用于滤除进入所述广角镜头系统100光线中的位于红外波段的光线。
可以理解，所述广角镜头系统100的第一透镜10、第二透镜20及第三透镜30都采用低成本易成型的材料制成。本实施方式中，所述第一透镜10、第二透镜20及第三透镜30均由塑胶制成。
下面请参照图2至图7，以具体实施方式来详细说明本发明的镜头系统100。
以下每个实施方式中，所述第一透镜10、第二透镜20及第三透镜30的两个表面均采用非球面。
非球面面型表达式如下：
x = ch 2 1 + 1 - ( k + 1 ) c 2 h 2 + Σ A i h i
其中，
Figure B2009103062780D0000032
为从光轴到透镜表面的高度，k是二次曲面系数，Ai为第i阶的非球面面型系数。
第一实施方式
该广角镜头系统100各光学元件满足表1和表2的条件，且f.No＝2.8，2ω＝85°，其中f.No为广角镜头系统100的光圈数，2ω为广角镜头系统100的视场角。
表1
Figure B2009103062780D0000033
Figure B2009103062780D0000041
表2
Figure B2009103062780D0000042
所述广角镜头系统100针对F线(λ值486nm)，d线(λ值587nm)，C线(λ值656nm)的场曲、畸变及球差分别如图2到图4所示。图2中从左到右F线、d线及C线的子午场曲值和弧矢场曲值均控制在(-0.2mm，0.2mm)范围内。图3中的畸变率控制在(-6％，6％)范围内。图4中，分别针对F线(λ值486nm)，d线(λ值587nm)，C线(λ值656nm)而观察到的球差值。总体而言，本实施方式的广角镜头系统100对可见光产生的球差值在(-0.2mm，0.2mm)范围内。由此可见，广角镜头系统100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。
第二实施方式
镜头系统100各光学元件满足表3和表4的条件，且f.No＝2.8，2ω＝85°。
表3
Figure B2009103062780D0000051
表4
Figure B2009103062780D0000052
所述广角镜头系统100针对F线(λ值486nm)，d线(λ值587nm)，C线(λ值656nm)的场曲、畸变及球差分别如图5到图7所示。图5中从左到右F线、d线及C线的子午场曲值和弧矢场曲值均控制在(-0.2mm，0.2mm)范围内。图6中的畸变率控制在(-6％，6％)范围内。图7中，分别针对F线(λ值486nm)，d线(λ值587nm)，C线(λ值656nm)而观察到的球差值。总体而言，本实施方式的广角镜头系统100对可见光产生的球差值在(-0.2mm，0.20mm)范围内。由此可见，广角镜头系统100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。
上述广角镜头系统，在满足条件式的情况下，所述广角镜头系统具有一较小的高度，从镜头的第一面到成像面的距离(即成像系统的总长)较短，从而满足镜头系统小型化的要求，同时确保第一透镜的光焦度在广角镜头系统中的比例，从而可以增大视角，达到广角的效果。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种广角镜头系统，沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括一个正光焦度的第一透镜、一个正光焦度的第二透镜、一个负光焦度的第三透镜，其特征在于：所述广角镜头系统满足条件式(1)0.45＜f/TTL＜0.75；(2)1.4＜f1/f＜2.4，其中TTL为第一透镜靠近物侧的表面到成像面的距离；f1为第一透镜的焦距；f为广角镜头系统的焦距。
2.如权利要求1所述的广角镜头系统，其特征在于：所述第二透镜还满足条件式(3)0.5＜f2/f＜0.9，其中f2为第二透镜的焦距。
3.如权利要求1所述的广角镜头系统，其特征在于：所述第二透镜满足条件式(4)45＜vd2＜60，其中，vd2为第二透镜的阿贝数。
4.如权利要求1所述的广角镜头系统，其特征在于：所述第三透镜还满足条件式(5)-1.4＜f3/f＜-0.7，其中，f3为第三透镜的焦距。
5.如权利要求1所述的广角镜头系统，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜及第三透镜均是非球面透镜。
6.如权利要求1所述的广角镜头系统，其特征在于：所述广角镜头系统还包括一个滤光片，所述滤光片位于所述第三透镜靠近像侧的表面上。
7.如权利要求1所述的广角镜头系统，其特征在于：所述广角镜头系统还包括一个光阑，所述光阑位于第一透镜与第二透镜之间。
8.如权利要求7所述的广角镜头系统，其特征在于：所述光阑设于第一透镜靠近像侧的表面上。
9.如权利要求7所述的广角镜头系统，其特征在于：所述光阑为在所述第一透镜的靠近像侧的表面上一外围环状区域的涂黑层。
10.如权利要求6所述的广角镜头系统，其特征在于：所述广角镜头系统还包括一个玻璃盖片，所述玻璃盖片位于所述滤光片靠近像侧的表面上。
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