CN104423016B

CN104423016B - 广角镜头

Info

Publication number: CN104423016B
Application number: CN201310752011.0A
Authority: CN
Inventors: 堂智; 郑长生
Original assignee: Sirtec (suzhou) Co Ltd
Current assignee: Sirtec (suzhou) Co Ltd
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2033-12-31
Also published as: EP2843456A1; JP5607223B1; US20150062722A1; JP2015045803A; TWI487940B; EP2843456B1; TW201508314A; US9482851B2; CN104423016A

Abstract

本发明揭示一种广角镜头，从物方至像方依次为第一镜片L₁、第二镜片L₂、第三镜片L₃、孔径光阑S、第四镜片L₄及第五镜片L₅；其中，第一镜片L₁为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片，第二镜片L₂为具有负的光焦度,并凸向物方的弯月形镜片，第三镜片L₃为具有正的光焦度并凸向像方的镜片，第四镜片L₄为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片，第五镜片L₅为具有正的光焦度的镜片。上述广角镜头具有良好的像差补偿功能，能够在充分保障后焦距的同时，缩短光学长度。

Description

广角镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头领域，特别是涉及一种能够适用于车载用摄影照相机（如，后方监视用或汽车行驶记录器用等车载用摄影照相机）、监视用摄影照相机、门口对讲机用摄影照相机或会议用摄影照相机等技术领域的广角镜头。

背景技术

传统的摄像镜头包括标准镜头、望远镜头以及广角镜头等几种。这几种摄像镜头中，广角镜头是一种能够将摄像范围以更宽阔的视角进行拍摄的镜头，根据广角镜头视角范围大的这种特质，其通常被广泛应用到监控用或车载用的摄像装置上。目前，摄像装置的小型化已社会发展的趋势，市场上对视场角超过180°的小型化广角镜头的需求也在增加。

在摄像装置上安装的广角镜头，其光学长度要求较短。所谓光学长度，就是指广角镜头物方入射面到成像面（即影像传感器的受光面）之间的距离。另外，为了实现广镜头的小型化，广角镜头的焦距与上述光学长度的比值也要缩小。

由于广角镜头是由多枚镜片组合而成，目前，为了要形成小型化的广角镜头，就会要求其内部的镜片数量尽可能的减少。然而，广角镜头中镜片的数量愈少，其光学像差补偿能力就愈低，最终会导致在成像面上所形成的像质就愈差。

此外，广角镜头通常会被用在不同的使用环境中。若广角镜头被安装在车外时，其位于物方第一枚镜片的表面会被暴露于UV（紫外线）、酸雨、尘埃、碎石等各种不同的严酷环境中。通常的树脂镜片难以承受这样的环境。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够在成像面上获得良好的像质的同时，提高摄像镜头的视场范围，且在充分保障广角镜头的后焦距的同时，缩短光学长度的小型化广角镜头。

一种广角镜头，从物方至像方依次为第一镜片L₁、第二镜片L₂、第三镜片L₃、孔径光阑S、第四镜片L₄及第五镜片L₅；所述第一镜片L₁为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片，所述第二镜片L₂为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片，所述第三镜片L₃为具有正的光焦度并凸向像方的镜片，所述第四镜片L₄为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片，所述第五镜片L₅为具有正的光焦度的镜片；所述第一镜片L₁的两面均为球面，所述第二镜片L₂、所述第三镜片L₃、所述第四镜片L₄以及所述第五镜片L₅的两面为非球面；

且，满足下面的条件：

0.91<h₂/r₂<0.95，

1.49<n₁<1.59，

0.08≤f/D≤0.1，

54≤ν1≤65，及

193°<θ<220°，

其中，

h₂为所述第一镜片L₁像侧面有效半径，

r₂为所述第一镜片L₁像侧面曲率半径，

n₁为所述第一镜片L₁的d线折射率，

f为所述广角镜头的焦距，

D为所述广角镜头的通光口径，

ν₁为所述第一镜片L₁的阿贝数，

θ为所述广角镜头的视场角。

在其中一个实施例中，所述第一镜片L₁为光学玻璃镜片，所述第二镜片L₂为光学树脂镜片，所述第三镜片L₃为光学树脂镜片，所述第四镜片L₄为光学树脂镜片，所述第五镜片L₅为光学树脂镜片。

在其中一个实施例中，所述第一镜片L₁为光学树脂镜片，所述第二镜片L₂为光学树脂镜片，所述第三镜片L₃为光学树脂镜片，所述第四镜片L₄为光学树脂镜片，所述第五镜片L₅为光学树脂镜片。

在其中一个实施例中，所述第一镜片L₁为冕玻璃镜片，所述第二镜片L₂为环烯烃树脂镜片，所述第三镜片L₃为聚碳酸脂树脂镜片，所述第四镜片L₄为聚碳酸脂树脂镜片，所述第五镜片L₅为环烯烃树脂镜片。

在其中一个实施例中，所述第一镜片L₁为环烯烃树脂镜片，所述第二镜片L₂为环烯烃树脂镜片，所述第三镜片L₃为聚碳酸脂树脂镜片，所述第四镜片L₄为聚碳酸脂树脂镜片，所述第五镜片L₅为环烯烃树脂镜片。

在其中一个实施例中，所述第一镜片L₁为压克力镜片，所述第二镜片L₂为环烯烃树脂镜片，所述第三镜片L₃为聚碳酸脂树脂镜片，所述第四镜片L₄为聚碳酸脂树脂镜片，所述第五镜片L₅为环烯烃树脂镜片。

此发明是以视角超过约190°的广角镜头为对象所做的光学仿真结果，如果低于条件式0.91<h₂/r₂<0.95的下限（即h₂/r₂低于0.91），就很难实现视角θ超过190°的广角镜头要求。如果超过条件式193°<θ<220°中给出的视角θ的上限值220°，则成像面的周边光量比其中心光量小，从而导致画像的周边也会变得过于灰暗。且，如果超出条件式0.91<h₂/r₂<0.95的上限（即h₂/r₂超过0.95），若第一镜片L₁为玻璃材质时，由于第一镜片L₁的像方曲率半径与有效半径的关系，会使得第一镜片L₁的表面形状呈现接近半球型，从而导致无法在实际生产中研磨加工。

通过规定第一镜片L₁的d线折射率n₁在1.49～1.59范围内，第一镜片L₁不论是玻璃材质，还是树脂材质，第二镜片L₂至第五镜片L₅都可以用同一镜片系列。若低于条件式1.49<n₁<1.59的下限（即n₁小于1.49），则视角θ无法取得广角范围。且，如果超过上限（即n₁大于1.59），第一镜片L₁产生的各类像差就无法被补正到能够获得良好像质的程度。

当满足条件式0.08≤f/D≤0.1，就可以达成提供光学长度短，后焦距尽可能加长的小型广角镜头这一目的。若低于条件式0.08≤f/D≤0.1的下限（即f/D小于0.08），为了确保后焦距（即第五镜片L₅的像侧面到成像面的距离），需要加长光学长度，从而会使广角镜头达不到小型化的要求。若超过上限（即f/D大于0.1），视角θ就无法取得广角范围，后焦距也无法达到既定要求。

若f/D的大小不超过0.1的上限，在第五镜片L₅像侧面及成像面（即影像传感器受光面）之间就可以设置保护玻璃、滤光器等的光学组件；若f/D的大小不低于0.08，就能将色差控制在较小的范围内，从而取得良好的像质。

上述广角镜头，由于后焦距被充分的确保，当入射光线从画像中心部到周边部以近似垂直的角度入射传感器受光面时，还能够防止遮光现象的发生。

第一镜片L₁的阿贝数若设定成满足条件公式54≤ν₁≤65时，就能够充分补正色差，尤其是轴向色差，从而得到良好的像质。此外，阿贝数处于54与65之间镜片材质也是市场上常见的，可以买到的材质。

在传统镜头设计中，若第一镜片设计为玻璃时，或第一镜片设计为树脂时，与之相匹配的其他镜片的曲率半径、面间距、有效半径、非球面系数等均无法做成相同的设计。因此，将第一镜片设计为树脂镜片或将其设计为玻璃镜片系列时，与之相匹配的其他镜片均需要重新设计。

上述广角镜头的第一镜片L₁根据实际用途，可以为玻璃镜片，也可以为树脂镜片，与之相匹配的其他镜片均能够实现通用。也就是说，只需更换第一镜片L₁，而第二至第五镜片的性能参数均能够实现共享。在实际生产过程中，第二至第五镜片的模具可以共享，大部分的生产制程也能够统一，从而有效的降低了生产成本。

综上所述，上述广角镜头由5枚镜片组成，且具有如下有益效果：

1、所设计的广角镜头的视场角θ超过190°，从而能够确保广角镜头大视场的要求；

2、满足条件式0.08≤f/D≤0.1，就可以达成提供光学长度短，后焦距尽可能加长的小型广角镜头这一目的，此外，将第三镜片L₃设计具有正的光焦度并凸向像方的镜片，从而使第一镜片L₁的有效口径缩小、光学长度变短，亦可以实现广角镜头小型化的要求；

3、第一镜片L₁的像侧面的有效半径和曲率半径，通过设定为满足条件式0.91<h₂/r₂<0.95，若第一镜片L₁为玻璃镜片，则可以对该镜片进行研磨加工，并实现第一镜片的低成本的要求；

4、通过设定第一镜片L₁的折射率及阿贝数，第一镜片L₁不论是采用玻璃材质，还是树脂材质，其在与第二镜片至第五镜片匹配时，均可以使广角镜头具有良好的像差补偿能力，从而能够满足在成像面上获得良好的像质的要求；

5、不管第一镜片L₁是用玻璃材质还是树脂材质，从第二镜片开始到第五镜片为止都可以使用相同的镜片系列，从而有效降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明广角镜头的结构示意图（物方处于最左侧位置，像方处于最右侧位置）；

图2为实施例1的广角镜头的结构示意图；

图3为实施例1的广角镜头的色差、球差曲线图；

图4为实施例1的广角镜头的像散曲线图；

图5为实施例1的广角镜头的畸变曲线图；

图6为实施例2的广角镜头的结构示意图；

图7为实施例2的广角镜头的色差、球差曲线图；

图8为实施例2的广角镜头的像散曲线图；

图9为实施例2的广角镜头的畸变曲线图；

图10为实施例3的广角镜头的结构示意图；

图11为实施例3的广角镜头的色差、球差曲线图；

图12为实施例3的广角镜头的像散曲线图；

图13为实施例3的广角镜头的畸变曲线图；

图14为实施例4的广角镜头的结构示意图；

图15为实施例4的广角镜头的色差、球差曲线图；

图16为实施例4的广角镜头的像散曲线图；

图17为实施例4的广角镜头的畸变曲线图；

表1为实施例1的光学设计数据；

表2为实施例2的光学设计数据；

表3为实施例3的光学设计数据；

表4为实施例4的光学设计数据。

其中，具体元件标号列表如下：

10：影像传感器CG：保护玻璃

S：孔径光阑 L₁：第一镜片

L₂：第二镜片 L₃：第三镜片

L₄：第四镜片 L₅：第五镜片

r_i：第i面的光轴上曲率半径 d_i：第i面至i＋1面的面间距

h_i：第i面的有效半径

具体实施方式

图1为本发明广角镜头的结构示意图。图1所定义的镜片各面及镜片各面间距等的符号，在图2、图6、图10及图14中同样适用。

对广角镜头中所使用的参数定义如下：

图1所示r_i（i=1,2,3,…,13）及d_i（i=1,2,3,…,13）等参数及表1至表4所给出具体的数据中，i表示从物方至像方按顺序依次所对应的镜片各面的编号。

即，r_i表示第i面的光轴上曲率半径；d_i表示第i面至i＋1面的面间距；n_i表示第i面至第i＋1面的镜片的折射率；νi表示第i面至第i＋1面的镜片的阿贝数；hi表示第i面的有效半径。

图中，孔径光阑用线段表示。这是为了定义镜片面到光阑面的距离，必须要明确表示光阑面和光轴的交点。

孔径光阑S的厚度可以忽视。

后焦距b_f是指从光轴上第五镜片L₅的像方到成像面之间的距离。通常在第五镜片L₅和成像面之间会设置保护玻璃CG，由于保护玻璃CG的折射率高于1，设置保护玻璃CG时所测得的后焦距b_f比未设置保护玻璃CG时所测得的后焦距b_f要短，因此，在此可以将后焦距b_f定义为第五镜片L₅像侧面和成像面之间未设置保护玻璃CG时所测得的值。

若设置折射率为1.51680，厚度为0.8118mm的保护玻璃CG。从物方入射面到成像面的距离D及后焦距b_f的数值，要使用将保护玻璃CG拆下所计量的数值。也就是说，从物方入射面到成像面的距离D及后焦距b_f的数值，是相当于保护玻璃CG厚度的尺寸作为0.5352（=0.8118/1.51680）所求出的数值。

光学长度D是指从第一镜片L₁的物方第一面至第五镜片L₅的像方最后一面之间的光轴距离再加上后焦距b_f所得到的值。即d₁至d₉的加总和再加上后焦距b_f所得到的值。

请参表1至表4，光阑S的面r₇以及保护玻璃的两表面r₁₁及r₁₂均为平面，其曲率半径用∞表示。另各个面的曲率半径的值ri（i＝1,2,3,…,13），其中，凸向物方的面为正值，凸向像方的面为负值。

本发明所用的非球面的定义如下：

Z＝ch₂／[1+{1－(1+k)c²h₂}^＋1/2]＋A₄h⁴+A₆h⁶＋A₈h⁸

其中，

Z：非球面矢高，

C：非球面近轴曲率，

h：镜头口径，

k：圆锥系数，

A₄：4次非球面系数，

A₆：6次非球面系数，

A₈：8次非球面系数。

在表1至表4中使用指数值来表示非球面系数值，例如，“e－1”是指“10的－1次方”。广角镜头的焦距f单位为mm。

图3、图7、图11及图15表示色差、球差曲线。该曲线是针对C线（波长656.3nm的光）、d线（波长587.6nm的光）、e线（波长546.1nm的光）、F线（波长486.1nm的光）及g线（波长435.8nm的光）所显示的像差值。折射率选用d线（587.6nm的光）的折射率。

图上横轴为色差、球差值（单位为mm)，纵轴为入射高h。其中，纵轴的入射高h被换算成F数值的百分比。即，若F数值是对于2.45的各实施例的镜头，纵轴的入射高h＝100％时，其所对应的F＝2.45。

图4、图8、图12及图16表示像散曲线。图上横轴为子午面以及弧矢面上像差值，（单位为mm)，纵轴为像高百分比，其中，0%表示为光轴位置，100%表示最大像高位置。

图5、图9、图13及图17表示为光学畸变曲线，是以光轴为中心向外延伸的像面内所产生的失真变化。图上横轴为畸变比率（单位为%)，纵轴为像高百分比。

对所用到的镜片材质参数定义如下：

冕玻璃BSC7的d线折射率为1.5168，阿贝数为64.20；

冕玻璃BACD5的d线折射率为1.58913，阿贝数为61.25；

环烯烃树脂E48R的d线折射率为1.5300，阿贝数为56.00；

聚碳酸脂树脂AD5503的d线折射率为1.58500，阿贝数为30.00；

压克力树脂PMMA的d线折射率为1.49200，阿贝数为57.80；

保护玻璃CG选用d线折射率为1.51680、阿贝数为64.2的光学玻璃BK7。

实施例1

请参图2，为实施例1的广角镜头的结构示意图。该广角镜头、从物方至像方依次为第一镜片L₁、第二镜片L₂、第三镜片L₃、孔径光阑S、第四镜片L₄及第五镜片L₅。

第一镜片L₁为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片；第二镜片L₂为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片；第三镜片L₃为具有正的光焦度并凸向像方的镜片；第四镜片L₄为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片；第五镜片L₅为具有正的光焦度的镜片。其中，第二镜片L₂、第三镜片L₃、第四镜片L₄以及第五镜片L₅的两面为非球面。

在实施例1中，第一镜片L₁的材质为冕玻璃(crown glass)BSC7（株式会社OHARAINC制.）；第二镜片L₂的材质为环烯烃(Cycloolefin)树脂E48R（日本ZEON株式会社制）；第三镜片L₃及第四镜片L₄的材质为聚碳酸脂树脂(Polycarbonate)AD5503（帝人株式会社制）；第五镜片L₅的材质为环烯烃(Cycloolefin)树脂E48R。

请参表1中实施例1的结构数据。

由表1可推出如下数据：

如图2所示，实施例1的广角镜头，对于焦点距离1.00mm的后焦距b_f,在插入保护玻璃CG时的状态若有2.2466mm，就能确保有充分长的后焦距。

表1

F值是2.45、以广角镜头而言,确保了充分的亮度。

其中，h₂为2.78mm，r₂为2.9417mm；n₁为1.5168，ν₁为64.2；f为1.00mm，光学长度D通过计算可知为11.348mm。

将上述数值代入下式：

h₂/r₂=2.78/2.9147=0.945，

n₁=1.5168，

f/D=0.088，

ν₁=64.2，

θ=193.8^°。

得知：实施例1的广角镜头均满足以下的条件式(1)至(5)中任一项。

h₂/r₂<0.95 (1)

1.49<n₁<1.59 (2)

0.08≤f/D≤0.1 (3)

54≤ν₁≤65 (4)

193^°<θ<220^° (5)

图3中，1-1表示为g线的像差曲线，1-2表示为F线的像差曲线，1-3表示为e线的像差曲线，1-4表示为d线的像差曲线，1-5表示为C线的像差曲线。

图4中，1-6表示为子午面的像差曲线，1-7表示为弧矢面的像差曲线。

图5中，1-8表示为光学畸变曲线。

其中，图3像差曲线的纵轴表示入射高h(FNO.)，最大对应到F2.45。把像差曲线从光轴开始的距离占比也有表示出来。横轴把像差的大小用mm单位表示出来。

图4至图5纵轴上100％、80％、60％、40％及0％的像高分别对应实际像侧面上的2.144mm、1.643mm、1.164mm、0.731mm及0mm高度。

表示镜片亮度指标的F值为2.5。而且，以下实施例2至实施例4中广角镜头的F值也是2.5。

由图3至图5所示，上述色差、球差、像散及光学畸变已被良好的补正。

实施例2

请参图6，为实施例2的广角镜头的结构示意图。该广角镜头与实施例1中的镜片结构相同。所不同的是，在实施例2中，第一镜片L₁及第二镜片L₂的材质为环烯烃(Cycloolefin)树脂E48R；第三镜片L₃及第四镜片L₄的材质为聚碳酸脂树脂(Polycarbonate:PC)AD5503；第五镜片L₅的材质为环烯烃(Cycloolefin)树脂E48R。

请参表2中实施例2的结构数据。

表2

由表2可推出如下数据：

如图6所示、实施例2的广角镜头，对于焦点距离1.00mm的后焦距b_f,在插入保护玻璃CG时的状态若有2.2474mm，就能确保有充分长的后焦距。

F值是2.45、以广角镜头而言，确保了充分的亮度。

其中，h₂为2.78mm，r₂为2.9282mm；n₁为1.5300，ν₁为56.0；f为1.00mm，光学长度D通过计算可知为11.349mm。

将上述数值代入下式：

h₂/r₂=2.78/2.9282=0.949，

n₁=1.5300，

f/D=0.088，

ν₁=56.0，

θ=193.8°。

得知：实施例2的广角镜头均满足以下的条件式(1)至(5)中任一项。

h₂/r₂<0.95 (1)

1.49<n₁<1.59 (2)

0.08≤f/D≤0.1 (3)

54≤ν₁≤65 (4)

193°<θ<220° (5)

图7中，2-1表示为g线的像差曲线，2-2表示为F线的像差曲线，2-3表示为e线的像差曲线，2-4表示为d线的像差曲线，2-5表示为C线的像差曲线。

图8中，2-6表示为子午面的像差曲线，2-7表示为弧矢面的像差曲线。

图9中，2-8表示为光学畸变曲线。

其中，图7像差曲线的纵轴表示入射高h(FNO.)，最大对应到F2.45。把像差曲线从光轴开始的距离占比也有表示出来。横轴把像差的大小用mm单位表示出来。

图8至图9纵轴上100％、80％、60％、40％及0％的像高分别对应实际像面上的2.204mm、1.664mm、1.171mm、0.733mm及0mm高度。

由图7至图9所示，上述色差、球差、像散及光学畸变已被良好的补正。

实施例3

请参图10，为实施例3的广角镜头的结构示意图。该广角镜头与实施例1中的镜片结构相同。所不同的是，在实施例3中，

第一镜片L₁的材质为压克力(acryl)树脂PMMA（Polymethyl methacrylate））；第二镜片L₂的材质为环烯烃(Cycloolefin)树脂E48R；第三镜片L₃及第四镜片L₄的材质为聚碳酸脂树脂(Polycarbonate:PC)AD5503；第五镜片L₅的材质为环烯烃(Cycloolefin)树脂E48R。

请参表3实施例3的结构数据。

表3

由表3可推出如下数据：

如图10所示、实施例3的广角镜头，对于焦点距离1.00mm的后焦距b_f,在插入保护玻璃CG时的状态若有2.2453mm，就能确保有充分长的后焦距。

F值是2.45、以广角镜头而言，确保了充分的亮度。

其中，h₂为2.75mm，r₂为2.90mm；n₁为1.4920，ν₁为57.8；f为1.00mm，光学长度D通过计算可知为11.347mm。

将上述数值代入下式：

h₂/r₂=2.78/2.9282=0.948，

n₁=1.4920，

f/D=0.088，

ν₁=57.8，

θ=193.8°。

得知：实施例3的广角镜头均满足以下的条件式(1)至(5)中任一项。

h₂/r₂<0.95 (1)

1.49<n₁<1.59 (2)

0.08≤f/D≤0.1 (3)

54≤ν₁≤65 (4)

193°<θ<220° (5)

图11中，3-1表示为g线的像差曲线，3-2表示为F线的像差曲线，3-3表示为e线的像差曲线，3-4表示为d线的像差曲线，3-5表示为C线的像差曲线。

图12中，3-6表示为子午面的像差曲线，3-7表示为弧矢面的像差曲线。

图13中，3-8表示为光学畸变曲线。

其中，图11像差曲线的纵轴表示入射高h(FNO.)，最大对应到F2.45。把像差曲线从光轴开始的距离占比也有表示出来。横轴把像差的大小用mm单位表示出来。

图12至图13纵轴上100％、80％、60％、40％及0％的像高分别对应实际像面上的2.107mm、1.631mm、1.161mm、0.730mm及0mm高度。

由图11至图13所示，上述色差、球差、像散及光学畸变已被良好的补正。

实施例4

请参图14，为实施例4的广角镜头的结构示意图。该广角镜头与实施例1中的镜片结构相同。所不同的是，在实施例4中，第一镜片L1的材质为冕玻璃(crown glass)BACD5（HOYA株式会社（HOYA CORPORATION制））；第二镜片L₂的材质为环烯烃(Cycloolefin)树脂E48R；第三镜片L₃及第四镜片L₄的材质为聚碳酸脂树脂(Polycarbonate:PC)AD5503；第五镜片L₅的材质为环烯烃(Cycloolefin)树脂E48R。

请参表4实施例4的结构数据。

表4

由表4可推出如下数据：

如图14所示、实施例4的广角镜头，对于焦点距离1.00mm的后焦距b_f,在插入保护玻璃CG时的状态若有2.2504mm mm，就能确保有充分长的后焦距。

F值是2.45、以广角镜头而言，确保了充分的亮度。

其中，h₂为2.81mm，r₂为2.97mm；n₁为1.58913，ν₁为61.25；f为1.00mm，光学长度D通过计算可知为11.352mm。

将上述数值代入下式：

h₂/r₂=2.78/2.9282=0.946，

n₁=1.58913，

f/D=0.088，

ν₁=61.25，

θ=193.8°。

得知：实施例4的广角镜头均满足以下的条件式(1)至(5)中任一项。

h₂/r₂<0.95 (1)

1.49<n₁<1.59 (2)

0.08≤f/D≤0.1 (3)

54≤ν₁≤65 (4)

193°<θ<220° (5)

图15中，4-1表示为g线的像差曲线，4-2表示为F线的像差曲线，4-3表示为e线的像差曲线，4-4表示为d线的像差曲线，4-5表示为C线的像差曲线。

图16中，4-6表示为子午面的像差曲线，4-7表示为弧矢面的像差曲线。

图17中，4-8表示为光学畸变曲线。

其中，图15像差曲线的纵轴表示入射高h(FNO.)，最大对应到F2.45。把像差曲线从光轴开始的距离占比也有表示出来。横轴把像差的大小用mm单位表示出来。

图16至图17纵轴上100％、80％、60％、40％及0％的像高分别对应实际像面上的2.311mm、1.701mm、1.182mm、0.735mm及0mm高度。

由图15至图17所示，上述色差、球差、像散及光学畸变已被良好的补正。

通过设计成能满足条件式(1)至(4)的要求的广角镜头（如上述实施例中所描述的镜头），就能够在充分保障广角镜头的后焦距的前提下，缩短其光学长度。同时，也能够使广角镜头的各种像差得到良好的补偿。

此外，上述的实施例中，第一镜片L₁、第二镜片L₂及第五镜片L₅采用环烯烃(Cycloolefin)树脂，第三镜片L₃及第四镜片L₄采用聚碳酸脂树脂(polycarbonate)，除此以外，光学树脂自然不用说，即使镜片所使用的不是光学树脂材质，例如，使用模造玻璃(moldglass)等材质，如果该材质能够满足在说明书所记载的条件，也可做为本发明广角镜头的镜片构成材质使用。

在使用过程中，需要将上述广角镜头安装在CCD影像传感器上，并形成最终的摄影照相机。其中，第五镜片L₅和影像传感器的受光面之间，除了能够设置保护玻璃CG以外，还可以设置红外线截滤波器(UT FILTER)，这就需要保证第五镜片L₅与成像面（即影像传感器的受光面）之间的间距大于0.95mm。

若第1镜片L₁采用玻璃镜片，则上述广角镜头就可以适用于激烈的暴风雨中或砂尘暴中等恶劣的环境下。此外，如实施例2及实施例3的广角镜头，第一镜片L₁还可以采用树脂镜片，从而能够降低整个广角镜头的生产成本。

上述实施例中的广角镜头，不但可应用于手机、便携型计算机、便携数据终端（PDA：personal digital assistants）、个人计算机等画像输入设备中，还可以应用于数码相机、内藏有摄影镜头且具备画像识别功能的玩具中、被搭载在汽车上的摄影镜头中及内藏有摄影镜头的监视、检查或防盗装置中。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种广角镜头，其特征在于，从物方至像方依次为第一镜片L₁、第二镜片L₂、第三镜片L₃、孔径光阑S、第四镜片L₄及第五镜片L₅；

所述第一镜片L₁为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片，

所述第二镜片L₂为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片，

所述第三镜片L₃为具有正的光焦度并凸向像方的镜片，

所述第四镜片L₄为具有负的光焦度并凸向物方的弯月形镜片，

所述第五镜片L₅为具有正的光焦度的镜片；

所述第一镜片L₁的两面均为球面，所述第二镜片L₂的两面、所述第三镜片L₃的两面、所述第四镜片L₄的两面以及所述第五镜片L₅的两面为非球面；

且，满足下面的条件：

0.91<h₂/r₂<0.95，

1.49<n₁<1.59，

0.08≤f/D≤0.1，

54≤ν₁≤65，及

193°<θ<220°，

其中，

h₂为所述第一镜片L₁像侧面有效半径，

r₂为所述第一镜片L₁像侧面曲率半径，

n₁为所述第一镜片L₁的d线折射率，

f为所述广角镜头的焦距，

D为所述广角镜头的通光口径，

ν₁为所述第一镜片L₁的阿贝数，

θ为所述广角镜头的视场角。

2.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，

所述第一镜片L₁为光学玻璃镜片，

所述第二镜片L₂为光学树脂镜片，

所述第三镜片L₃为光学树脂镜片，

所述第四镜片L₄为光学树脂镜片，

所述第五镜片L₅为光学树脂镜片。

3.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，

所述第一镜片L₁为光学树脂镜片，

所述第二镜片L₂为光学树脂镜片，

所述第三镜片L₃为光学树脂镜片，

所述第四镜片L₄为光学树脂镜片，

所述第五镜片L₅为光学树脂镜片。

4.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，

所述第一镜片L₁为冕玻璃镜片，

所述第二镜片L₂为环烯烃树脂镜片，

所述第三镜片L₃为聚碳酸脂树脂镜片，

所述第四镜片L₄为聚碳酸脂树脂镜片，

所述第五镜片L₅为环烯烃树脂镜片。

5.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，

所述第一镜片L₁为环烯烃树脂镜片，

所述第二镜片L₂为环烯烃树脂镜片，

所述第三镜片L₃为聚碳酸脂树脂镜片，

所述第四镜片L₄为聚碳酸脂树脂镜片，

所述第五镜片L₅为环烯烃树脂镜片。

6.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，

所述第一镜片L₁为压克力镜片，

所述第二镜片L₂为环烯烃树脂镜片，

所述第三镜片L₃为聚碳酸脂树脂镜片，

所述第四镜片L₄为聚碳酸脂树脂镜片，

所述第五镜片L₅为环烯烃树脂镜片。