CN103123413A - 广角镜头 - Google Patents

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Abstract

一种广角镜头，从物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，且该第一、第二、第三和第四透镜的折射力分别为负、正、正和负。该广角镜头满足以下条件：
Figure 253135DEST_PATH_IMAGE001
以及
Figure 428901DEST_PATH_IMAGE002
，其中，该
Figure 150869DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 171915DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 826887DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 907976DEST_PATH_IMAGE006
分别为该第一、第二、第三、第四及第五透镜的焦距，该
Figure 120170DEST_PATH_IMAGE007
为该第三透镜的折射率，该及
Figure 188806DEST_PATH_IMAGE009
分别为该第三透镜的物侧和像侧的曲率半径。本发明的广角镜头具有较佳的光学质量。

Description

广角镜头
技术领域
本发明涉及一种镜头结构，特别是涉及一种具复数透镜的广角镜头。
背景技术
随着科技进步，近年来数字相机或数字摄影机逐渐取代传统机械相机而成为主流。除了摄影机及相机，一些行车记录器、手机或游戏机等也会搭配一组或多组镜头来提供摄像功能。
现行的电子装置体积逐渐微型化，故装载于其上的镜头也须符合体积小、重量轻的限制，但又不能影响其光学质量。以往光学镜头在设计上最大的难题是，物体的成像经过镜头的光学作用后会有影像弯曲的问题，为了补正成像的畸变(即成像中越接近边缘，影像会有扩张且直线弯曲成弧线的现象)，需要在镜头的前端配置多片负弯月形透镜及正弯月形透镜，且随着所需的视角越大，需要的镜片数越多，导致镜头太长且重量过重，不符合现行电子装置的轻薄短小的需求。
虽然目前影像处理的技术相当进步，通常可利用软件处理影像以补正镜头的像差，但经处理过后的影像难免会失真。因此，如何设计一种能提供大视角及良好影像质量的广角镜头，为目前业界亟待解决的议题。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能提供大视角及良好影像质量的广角镜头。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
本发明的广角镜头，从物侧至像侧依序包括：第一透镜，具有负折射力；第二透镜，具有正折射力；第三透镜，具有正折射力，并设置有光圈； 第四透镜，具有负折射力；及第五透镜；该广角镜头满足以下条件：                                                
Figure 181270DEST_PATH_IMAGE001
以及
Figure 396219DEST_PATH_IMAGE002
，其中，该、
Figure 436857DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 95371DEST_PATH_IMAGE004
、、
Figure 276484DEST_PATH_IMAGE006
分别为该第一、第二、第三、第四及第五透镜的焦距，该
Figure 499524DEST_PATH_IMAGE007
为该第三透镜的折射率，该
Figure 515890DEST_PATH_IMAGE008
及
Figure 106272DEST_PATH_IMAGE009
分别为该第三透镜的朝物侧的一面和朝像侧的一面的曲率半径。
其中，本发明的广角镜头还可满足以下条件：
Figure 806899DEST_PATH_IMAGE010
。
其中，本发明的广角镜头还可满足以下条件：
Figure 681183DEST_PATH_IMAGE011
，其中，该
Figure 868451DEST_PATH_IMAGE012
为该广角镜头的整体焦距，该
Figure 601920DEST_PATH_IMAGE013
为该第一和第二透镜的合成焦距。
此外，本发明的第三透镜可满足以下条件，其中，该
Figure 314323DEST_PATH_IMAGE015
为该第三透镜的阿贝数，且该第三透镜的材质可为玻璃(或模造玻璃)或塑料。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的广角镜头具有较大的视角、较小的畸变、较佳的像差及色差校正，因此相当适合于具有摄影镜头的电子设备。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的广角镜头的透镜组合图。
图2A是本发明的广角镜头的第一实施例的透镜组合图。
图2B是本发明的广角镜头的第一实施例的光学实验结果图。
图3A是本发明的广角镜头的第二实施例的透镜组合图。
图3B是本发明的广角镜头的第二实施例的光学实验结果图。
图4A是本发明的广角镜头的第三实施例的透镜组合图。
图4B是本发明的广角镜头的第三实施例的光学实验结果图。
图5A是本发明的广角镜头的第四实施例的透镜组合图。
图5B是本发明的广角镜头的第四实施例的光学实验结果图。
附图中包括有：
L01                                第一透镜
L02                                第二透镜
L03                                第三透镜
L04                                第四透镜
L05                                第五透镜
L11、L21、L31、L41、L12、L22、L32、L42、L13、L23、L33、L43、L14、L24、L34、L44、L15、L25、L35、L45                           透镜
ST                                 光圈
IR                                 滤光镜
CG                                 感光组件保护玻璃
Im                                 受光面
ax                                 光轴。
具体实施方式
结合以下特定的实施方式说明本发明的技术内容，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效，也可由其它不同的实施方式加以施行或应用。
图1为本发明的广角镜头的透镜组合图，广角镜头从光轴ax的物侧至像侧依序排列有第一透镜L01、第二透镜L02、第三透镜L03、第四透镜L04及第五透镜L05。
第一透镜L01可具有负折射力，且第一透镜L01的朝像侧的一面的曲率半径
Figure 328284DEST_PATH_IMAGE016
为正，第一透镜L01通常为凹透镜。
第二透镜L02可具有正折射力，且第二透镜L02的朝物侧的一面的曲率半径
Figure 283470DEST_PATH_IMAGE017
为正，朝像侧的一面的曲率半径为负，第二透镜L02通常为凸透镜。
第一透镜L01和第二透镜L02满足条件：
Figure 50143DEST_PATH_IMAGE010
时，本发明的广角镜头可达到较大的视角，约80°以上。
又，于第一透镜L01和第二透镜L02满足条件：时(该
Figure 600126DEST_PATH_IMAGE012
为该广角镜头的整体焦距，该
Figure 849842DEST_PATH_IMAGE013
为该第一和第二透镜的合成焦距)，本发明的广角镜头可达到较大的视角，约80°以上，且该广角镜头具有较佳的畸变校正，约控制在2%以内。
第三透镜L03可具有正折射力，且第三透镜L03的朝物侧的一面的曲率半径
Figure 759416DEST_PATH_IMAGE008
为正，朝像侧的一面的曲率半径
Figure 6858DEST_PATH_IMAGE009
为负，第三透镜L03通常为凸透镜。
第三透镜L03满足条件：
Figure 264533DEST_PATH_IMAGE014
时，例如，第三透镜L03的材质可例如为玻璃(或模造玻璃)或塑料，且该
Figure 255623DEST_PATH_IMAGE015
为该第三透镜的阿贝数，本发明的广角镜头可达到较佳的色差校正。当第三透镜L03的材料为玻璃时，其两面可皆为球面；当第三透镜L03的材料为模造玻璃或塑料时，两面可皆为球面、或皆为非球面、或一面为球面而另一面为非球面。
又，第三透镜L03满足条件：
Figure 282353DEST_PATH_IMAGE002
时(该、、
Figure 598038DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 682537DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 537361DEST_PATH_IMAGE006
分别为该第一、第二、第三、第四及第五透镜的焦距，该
Figure 848256DEST_PATH_IMAGE007
为该第三透镜的折射率，该
Figure 695996DEST_PATH_IMAGE008
及
Figure 930274DEST_PATH_IMAGE009
分别为该第三透镜之朝物侧的一面和朝像侧的一面的曲率半径)，本发明的广角镜头可达到较佳的色差及像差校正。
第四透镜L04可具有负折射力，且第四透镜L04的朝物侧的一面的曲率半径
Figure 346212DEST_PATH_IMAGE020
为负或正，第四透镜L04通常为凹透镜。
第五透镜L05可具有负或正折射力。
再者，第一透镜L01的至少一面、第二透镜L02的至少一面、第四透镜L04的至少一面和第五透镜L05的至少一面为非球面，所述非球面满足非球面公式， 
Figure 534617DEST_PATH_IMAGE021
，，其中，z为相对于光轴上表面顶点的位移量，y为距离光轴的高度、R为顶点曲率半径、K为圆锥常数、及A、B、C、D、E为非球面系数，因此，本发明的广角镜头可达到较佳的畸变校正，约控制在2%以内。
再者，本发明的广角镜头复包括有光圈ST，可设置于第二透镜L02与第三透镜L03之间邻近第三透镜L03之处，如图1所示，或者，也可设置于第一透镜L01与第二透镜L02之间邻近第二透镜L02之处，或设置于第三透镜L03与第四透镜L04之间。
另外，在第五透镜L05的朝像侧的附近设有滤光镜IR和感光组件保护玻璃CG，光线沿着光轴ax经过光圈ST而于受光面Im成像。
因此，由上述可知，本发明的广角镜头具有较大的视角、较小的畸变、较佳的像差及色差校正。
以下说明本发明的广角镜头的具体实施例。
第一实施例
图2A为本发明广角镜头的第一具体实施例的透镜组合图，下列表一至二为该第一具体实施例的数据，图2B为本发明广角镜头的第一具体实施例的光学效果，其中，图2B中的各图表用以表示广角镜头的球面像差、场曲、畸变及横向色差。
 
表一：
焦点距离f= 2.26、光圈值FNO =2.0、视场角2ω= 82.43°
Figure 648734DEST_PATH_IMAGE023
表二：
Figure 32311DEST_PATH_IMAGE025
第二实施例
图3A为本发明广角镜头的第二具体实施例的透镜组合图，下列表三至四为该第二具体实施例的数据，图3B为本发明广角镜头的第二具体实施例的光学效果，其中，图3B中的各图表用以表示广角镜头的球面像差、场曲、畸变及横向色差。
表三：
焦点距离f= 2.3、光圈值FNO = 1.85、视场角2ω= 80.91°
Figure 521061DEST_PATH_IMAGE026
表四：
Figure 445023DEST_PATH_IMAGE027
第三实施例
图4A为本发明广角镜头的第三具体实施例之透镜组合图，表五和六为第三具体实施例的数据，图4B为本发明广角镜头的第三具体实施例的光学效果，其中，图4B中的各图表分别表示广角镜头的球面像差、场曲、畸变及横向色差。需说明的是，在第三实施例中，第三透镜的两面均为球面。
表五：
焦点距离f= 2.28、光圈值FNO = 2.0、视场角2ω= 82.94°
Figure 906092DEST_PATH_IMAGE028
表六：
Figure 522887DEST_PATH_IMAGE029
第四实施例
图5A为本发明广角镜头的第四具体实施例的透镜组合图，表七和八为第四具体实施例的数据，图5B为本发明广角镜头的第四具体实施例的光学效果，其中，图5B中的各图表分别表示广角镜头的球面像差、场曲、畸变及横向色差。
 
表七：
焦点距离f= 2.18、光圈值FNO = 2.0、视场角2ω= 85.11°
表八：
由上述表一、三、五及七可知，本发明的广角镜头的光圈值FNO可达2.0以上，而视角可达80°以上。
下列表九用以显示前述第一、二、三及四实施例的数据比较。
表九：
Figure 404145DEST_PATH_IMAGE032
由上述表九的比较及图2B、图3B、图4B及图5B可知，本发明的广角镜头包括五个透镜，在较佳实施例中，该些透镜满足以下条件：
Figure 988579DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 389605DEST_PATH_IMAGE034
、 
Figure 675878DEST_PATH_IMAGE035
及
Figure 111538DEST_PATH_IMAGE036
，其中，该
Figure 70136DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 224037DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 293493DEST_PATH_IMAGE004
、分别为该第一、第二、第三、第四及第五透镜的焦距，该
Figure 791787DEST_PATH_IMAGE007
为该第三透镜的折射率，该
Figure 682252DEST_PATH_IMAGE008
及分别为该第三透镜的朝物侧的一面和朝像侧的一面的曲率半径，该
Figure 906264DEST_PATH_IMAGE012
为该广角镜头的整体焦距，该
Figure 222976DEST_PATH_IMAGE013
为该第一和第二透镜的合成焦距该
Figure 413786DEST_PATH_IMAGE015
为该第三透镜的阿贝数。
因此，本发明的广角镜头可获得良好的像差、色差校正及畸变校正，并可获得较大的视角，可应用于数字相机、数字摄影机或手机等具有摄影镜头的电子设备。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (12)

1. 一种广角镜头，从物侧至像侧依序包括：
第一透镜，具有负折射力；
第二透镜，具有正折射力；
第三透镜，具有正折射力； 
第四透镜，具有负折射力；及
第五透镜；
该广角镜头满足以下条件：                                                
Figure 811830DEST_PATH_IMAGE001
以及
Figure 38412DEST_PATH_IMAGE002
，其中，该、
Figure 945374DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 526529DEST_PATH_IMAGE005
、、
Figure 571375DEST_PATH_IMAGE007
分别为该第一、第二、第三、第四及第五透镜的焦距，该
Figure 119031DEST_PATH_IMAGE008
为该第三透镜的折射率，该
Figure 679326DEST_PATH_IMAGE009
及
Figure 513289DEST_PATH_IMAGE010
分别为该第三透镜的朝物侧的一面和朝像侧的一面的曲率半径。
2.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该广角镜头更满足以下条件：
Figure 791824DEST_PATH_IMAGE011
。
3.根据权利要求1或2所述的广角镜头，其特征在于，该广角镜头更满足以下条件：
Figure 736646DEST_PATH_IMAGE012
，其中，该
Figure 151447DEST_PATH_IMAGE013
为该广角镜头的整体焦距，该
Figure 893663DEST_PATH_IMAGE014
为该第一和第二透镜的合成焦距。
4.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第三透镜满足以下条件
Figure 393914DEST_PATH_IMAGE015
，其中，该
Figure 408006DEST_PATH_IMAGE016
为该第三透镜的阿贝数。
5.根据权利要求4所述的广角镜头，其特征在于，该第三透镜的材质为玻璃或塑料。
6.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第一透镜的至少一面、第二透镜的至少一面、第四透镜的至少一面和第五透镜的至少一面为非球面。
7.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第三透镜的两面均为球面、或两面均为非球面、或其中一面为球面而另一面为非球面。
8.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第五透镜具有负折射力。
9.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第五透镜具有正折射力。
10.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第二透镜和第三透镜之间设置有光圈。
11.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第一透镜和第二透镜之间设置有光圈。
12.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第三透镜和第四透镜之间设置有光圈。
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