CN105807404A

CN105807404A - 广角镜头

Info

Publication number: CN105807404A
Application number: CN201410855402.XA
Authority: CN
Inventors: 张裕民
Original assignee: Sintai Optical Shenzhen Co Ltd; Asia Optical Co Inc
Current assignee: Sintai Optical Shenzhen Co Ltd; Asia Optical Co Inc
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2016-07-27

Abstract

一种广角镜头沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第一光圈、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜具有负屈光力。第二透镜具有负屈光力。第三透镜具有正屈光力。第四透镜具有正屈光力。第五透镜具有负屈光力。第六透镜具有正屈光力。

Description

广角镜头

技术领域

本发明有关于一种广角镜头。

背景技术

现今车用镜头的发展趋势是不断朝向小型化、广视角发展。此外，由于汽车使用时外在环境的温度与光线强度变化较大，使得车用镜头除了具备小型化与广视角外，还需具备抗环境温度变化、抗环境光线强度变化。已知的广角镜头已无法满足现今的需求，需要有另一种新架构的广角镜头，才能同时满足小型化、广视角、抗环境温度变化及抗环境光线强度变化的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的车用镜头无法兼顾小型化、广视角、以及抗环境温度和光线强度变化的缺陷，提供一种广角镜头，其镜头总长度短小、视角较大可达到150度以上、抗环境温度变化、抗环境光线强度变化，但是仍具有良好的光学性能。

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第一透镜、第二透镜、第三透镜、第一光圈、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜具有负屈光力。第二透镜具有负屈光力。第三透镜具有正屈光力。第四透镜具有正屈光力。第五透镜具有负屈光力。第六透镜具有正屈光力。

其中第一透镜满足以下条件：Nd₁/R₁₁≤0.185；其中，Nd₁为第一透镜的折射率，R₁₁为第一透镜的物侧面的曲率半径。

其中第一透镜为新月型透镜，且包括凸面，此凸面朝向物侧，第二透镜为新月型透镜，且包括凸面，此凸面朝向物侧，第二透镜满足以下条件：46≤Vd₂≤60；其中，Vd₂为第二透镜的阿贝系数(AbbeNumber)。

其中第三透镜满足以下条件：22.5≤Vd₃≤33.6；其中，Vd₃为第三透镜的阿贝系数(AbbeNumber)。

其中第四透镜可更包括凸面，此凸面朝向像侧。

其中第五透镜与第六透镜胶合，第五透镜满足以下条件：16.1≤Vd₅≤23.9；其中，Vd₅为第五透镜的阿贝系数(AbbeNumber)。

其中第五透镜与第六透镜之间没有空气间隔，第五透镜满足以下条件：16.1≤Vd₅≤23.9；其中，Vd₅为第五透镜的阿贝系数(AbbeNumber)。

其中第五透镜为凸凹透镜，第五透镜的凸面朝向物侧凹面朝向像侧，第六透镜为双凸透镜。

本发明的广角镜头可更包括第二光圈，设置于第三透镜与第四透镜之间，其中第三透镜、第四透镜、第一光圈及第二光圈满足以下条件：0.09≤D_ST/D_L3L4≤0.35；其中，D_ST为第一光圈及第二光圈的间距，D_L3L4为第三透镜及第四透镜的间距。

其中广角镜头满足以下条件：FOV≥150度；其中，FOV为广角镜头的视角。

实施本发明的广角镜头，具有以下有益效果：其镜头总长度短小、视角较大可达到150度以上、抗环境温度变化、抗环境光线强度变化，但是仍具有良好的光学性能。

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第一实施例的透镜配置图。

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的广角镜头的横向光扇图。

图2E是图1的广角镜头的横向光扇图。

图2F是图1的广角镜头的横向光扇图。

图2G是图1的广角镜头的横向色差图。

图3是依据本发明的广角镜头的第二实施例的透镜配置图。

图4A是图3的广角镜头的纵向像差图。

图4B是图3的广角镜头的场曲图。

图4C是图3的广角镜头的畸变图。

图4D是图3的广角镜头的横向光扇图。

图4E是图3的广角镜头的横向光扇图。

图4F是图3的广角镜头的横向光扇图。

图4G是图3的广角镜头的横向色差图。

图5是依据本发明的广角镜头的第三实施例的透镜配置图。

图6A是图5的广角镜头的纵向像差图。

图6B是图5的广角镜头的场曲图。

图6C是图5的广角镜头的畸变图。

图6D是图5的广角镜头的横向光扇图。

图6E是图5的广角镜头的横向光扇图。

图6F是图5的广角镜头的横向光扇图。

图6G是图5的广角镜头的横向色差图。

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第一实施例的透镜配置示意图。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。广角镜头1沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第一透镜L11、第二透镜L12、第三透镜L13、第一光圈ST11、第二光圈ST12、第四透镜L14、第五透镜L15、第六透镜L16及滤光片OF1。第一透镜L11为新月型透镜具有负屈光力，其物侧面S11为凸面像侧面S12为凹面，物侧面S11与像侧面S12皆为球面表面。第二透镜L12为新月型透镜具有负屈光力，其物侧面S13为凸面像侧面S14为凹面，物侧面S13与像侧面S14皆为球面表面。第三透镜L13具有正屈光力，其物侧面S15为凸面像侧面S16为凹面，物侧面S15与像侧面S16皆为球面表面。第四透镜L14为凹凸透镜具有正屈光力，其物侧面S19为凹面像侧面S110为凸面，物侧面S19为球面表面，像侧面S110为非球面表面。第五透镜L15为凸凹透镜具有负屈光力，其物侧面S111为凸面像侧面S112为凹面，物侧面S111与像侧面S112皆为球面表面。第六透镜L16为双凸透镜具有正屈光力，其物侧面S112与像侧面S113皆为球面表面。第五透镜L15的像侧面S112与第六透镜L16的物侧面S112胶合。滤光片OF1其物侧面S114与像侧面S115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，第一实施例中的广角镜头1需满足底下五条件：

Nd1₁/R1₁₁≤0.185(1)

46≤Vd1₂≤60(2)

22.5≤Vd1₃≤33.6(3)

16.1≤Vd1₅≤23.9(4)

0.09≤D1_ST/D1_L13L14≤0.35(5)

其中，Nd1₁为第一透镜L11的折射率，R1₁₁为第一透镜L11的物侧面S11的曲率半径，Vd1₂为第二透镜L12的阿贝系数(AbbeNumber)，Vd1₃为第三透镜L13的阿贝系数(AbbeNumber)，Vd1₅为第五透镜的阿贝系数(AbbeNumber)，D1_ST为第一光圈及第二光圈的间距，D1_L13L14为第三透镜L13及第四透镜L14的间距。

利用上述透镜、第一光圈ST11及第二光圈ST12的设计，使得广角镜头1能提高视角、有效的修正像差。

表一为图1中广角镜头1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1的有效焦距等于1.998mm、视角等于160°。

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+Eh¹²+Fh¹⁴

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～F：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～F为非球面系数。

表二

第一实施例的广角镜头1，其第一透镜L11的折射率Nd1₁＝1.7900，第一透镜L11的物侧面S11的曲率半径R1₁₁＝10.000mm，第二透镜L12的阿贝系数(AbbeNumber)Vd1₂＝59.32，第三透镜L13的阿贝系数(AbbeNumber)Vd1₃＝32.59，第五透镜L15的阿贝系数(AbbeNumber)Vd1₅＝20.70，第一光圈ST11及第二光圈ST12的间距D1_ST＝0.705mm，第三透镜L13及第四透镜L14的间距D1_L13L14＝2.080mm，由上述数据可得到Nd1₁/R1₁₁＝0.179、Vd1₂＝59.32、Vd1₃＝32.59、Vd1₅＝20.70、D1_ST/D1_L13L14＝0.34，皆能满足上述条件(1)至条件(5)的要求。

另外，第一实施例的广角镜头1的光学性能也可达到要求，这可从图2A至2G看出。图2A所示的，是第一实施例的广角镜头1的纵向像差(LongitudinalAberration)图。图2B所示的，是第一实施例的广角镜头1的场曲(FieldCurvature)图。图2C所示的，是第一实施例的广角镜头1的畸变(Distortion)图。图2D、图2E、图2F所示的，是第一实施例的广角镜头1的横向光扇图(TransverseRayFanPlot)。图2G所示的，是第一实施例的广角镜头1的横向色差(LateralColor)图。

由图2A可看出，第一实施例的广角镜头1对波长为0.588μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.06mm至0.00mm之间。由图2B可看出，第一实施例的广角镜头1对波长为0.588μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.15㎜至0.00㎜之间。由图2C可看出，第一实施例的广角镜头1对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于-90％至0％之间。由图2D、图2E、图2F可看出，第一实施例的广角镜头1对波长为0.588μm的光线，于视场高度分别为0.0000mm、1.7000mm、2.3800mm处所产生的横向像差值介于-10.0μm至9.0μm之间。由图2G可看出，第一实施例的广角镜头1，以波长0.5876μm为参考波长，对波长为0.4861μm、0.6563μm的光线，于视场高度介于0mm至3.4000mm之间所产生的横向色差值介于-1.0μm至8.0μm之间。显见第一实施例的广角镜头1的纵向像差、场曲、畸变、横向像差、横向色差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图3，图3是依据本发明的广角镜头的第二实施例的透镜配置示意图。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA2上。广角镜头2沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括第一透镜L21、第二透镜L22、第三透镜L23、第二光圈ST22、第一光圈ST21、第四透镜L24、第五透镜L25、第六透镜L26及滤光片OF2。第一透镜L21为新月型透镜具有负屈光力，其物侧面S21为凸面像侧面S22为凹面，物侧面S21与像侧面S22皆为球面表面。第二透镜L22为新月型透镜具有负屈光力，其物侧面S23为凸面像侧面S24为凹面，物侧面S23为球面表面，像侧面S24为非球面表面。第三透镜L23为双凸透镜具有正屈光力，其物侧面S25为非球面表面，像侧面S26为球面表面。第四透镜L24为双凸透镜具有正屈光力，其物侧面S29为非球面表面，像侧面S210为球面表面。第五透镜L25为凸凹透镜具有负屈光力，其物侧面S211为凸面像侧面S212为凹面，物侧面S211与像侧面S212皆为球面表面。第六透镜L26为双凸透镜具有正屈光力，其物侧面S212与像侧面S213皆为球面表面。第五透镜L25的像侧面S212与第六透镜L26的物侧面S212胶合。滤光片OF2其物侧面S214与像侧面S215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，第二实施例中的广角镜头2需满足底下五条件：

Nd2₁/R2₁₁≤0.185(6)

46≤Vd2₂≤60(7)

22.5≤Vd2₃≤33.6(8)

16.1≤Vd2₅≤23.9(9)

0.09≤D2_ST/D2_L23L24≤0.35(10)

其中，Nd2₁为第一透镜L21的折射率，R2₁₁为第一透镜L21的物侧面S21的曲率半径，Vd2₂为第二透镜L22的阿贝系数(AbbeNumber)，Vd2₃为第三透镜L23的阿贝系数(AbbeNumber)，Vd2₅为第五透镜的阿贝系数(AbbeNumber)，D2_ST为第一光圈及第二光圈的间距，D2_L23L24为第三透镜L23及第四透镜L24的间距。

利用上述透镜、第一光圈ST21及第二光圈ST22的设计，使得广角镜头2能提高视角、有效的修正像差。

表三为图3中广角镜头2的各透镜的相关参数表，表三数据显示本实施例的广角镜头2的有效焦距等于2.036mm、视角等于165°。

表三

表三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。

表四为表三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。

表四

第二实施例的广角镜头2，其第一透镜L21的折射率Nd2₁＝1.7725，第一透镜L21的物侧面S21的曲率半径R2₁₁＝16.339mm，第二透镜L22的阿贝系数(AbbeNumber)Vd2₂＝54.71，第三透镜L23的阿贝系数(AbbeNumber)Vd2₃＝29.58，第五透镜L25的阿贝系数(AbbeNumber)Vd2₅＝17.90，第一光圈ST21及第二光圈ST22的间距D2_ST＝1.100mm，第三透镜L23及第四透镜L24的间距D2_L23L24＝3.679mm，由上述数据可得到Nd2₁/R2₁₁＝0.108、Vd2₂＝54.71、Vd2₃＝29.58、Vd2₅＝17.90、D2_ST/D2_L23L24＝0.30，皆能满足上述条件(6)至条件(10)的要求。

另外，第二实施例的广角镜头2的光学性能也可达到要求，这可从图4A至4G看出。图4A所示的，是第二实施例的广角镜头2的纵向像差(LongitudinalAberration)图。图4B所示的，是第二实施例的广角镜头2的场曲(FieldCurvature)图。图4C所示的，是第二实施例的广角镜头2的畸变(Distortion)图。图4D、图4E、图4F所示的，是第二实施例的广角镜头2的横向光扇图(TransverseRayFanPlot)。图4G所示的，是第二实施例的广角镜头2的横向色差(LateralColor)图。

由图4A可看出，第二实施例的广角镜头2对波长为0.588μm的光线所产生的纵向像差值介于0mm至0.03mm之间。由图4B可看出，第二实施例的广角镜头2对波长为0.588μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.05㎜至0.04㎜之间。由图4C可看出，第二实施例的广角镜头2对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于-85％至0％之间。由图4D、图4E、图4F可看出，第二实施例的广角镜头2对波长为0.588μm的光线，于视场高度分别为0.0000mm、1.7000mm、2.3800mm处所产生的横向像差值介于-4.6μm至8.0μm之间。由图4G可看出，第二实施例的广角镜头2，以波长0.5876μm为参考波长，对波长为0.4861μm、0.6563μm的光线，于视场高度介于0mm至3.4000mm之间所产生的横向色差值介于-0.5μm至4.0μm之间。显见第二实施例的广角镜头2的纵向像差、场曲、畸变、横向像差、横向色差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能

请参阅图5，图5是依据本发明的广角镜头的第三实施例的透镜配置示意图。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA3上。广角镜头3沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括第一透镜L31、第二透镜L32、第三透镜L33、第一光圈ST31、第二光圈ST32、第四透镜L34、第五透镜L35、第六透镜L36及滤光片OF3。第一透镜L31为新月型透镜具有负屈光力，其物侧面S31为凸面像侧面S32为凹面，物侧面S31与像侧面S32皆为球面表面。第二透镜L32为新月型透镜具有负屈光力，其物侧面S33为凸面像侧面S34为凹面，物侧面S33与像侧面S34皆为球面表面。第三透镜L33具有正屈光力，其物侧面S35为凹面像侧面S36为凸面，物侧面S35与像侧面S36皆为球面表面。第四透镜L34为双凸透镜具有正屈光力，其物侧面S39与像侧面S310皆为球面表面。第五透镜L35为凸凹透镜具有负屈光力，其物侧面S311为凸面像侧面S312为凹面，物侧面S311与像侧面S312皆为球面表面。第六透镜L36为双凸透镜具有正屈光力，其物侧面S312与像侧面S313皆为球面表面。第五透镜L35的像侧面S312与第六透镜L36的物侧面S312胶合。滤光片OF3其物侧面S314与像侧面S315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，第三实施例中的广角镜头3需满足底下五条件：

Nd3₁/R3₁₁≤0.185(11)

46≤Vd3₂≤60(12)

22.5≤Vd3₃≤33.6(13)

16.1≤Vd3₅≤23.9(14)

0.09≤D3_ST/D3_L33L34≤0.35(15)

其中，Nd3₁为第一透镜L31的折射率，R3₁₁为第一透镜L31的物侧面S31的曲率半径，Vd3₂为第二透镜L32的阿贝系数(AbbeNumber)，Vd3₃为第三透镜L33的阿贝系数(AbbeNumber)，Vd3₅为第五透镜的阿贝系数(AbbeNumber)，D3_ST为第一光圈及第二光圈的间距，D3_L33L34为第三透镜L33及第四透镜L34的间距。

利用上述透镜、第一光圈ST31及第二光圈ST32的设计，使得广角镜头3能提高视角、有效的修正像差。

表五为图5中广角镜头3的各透镜的相关参数表，表五数据显示本实施例的广角镜头3的有效焦距等于2.4025mm、视角等于150°。

表五

第三实施例的广角镜头3，其第一透镜L31的折射率Nd3₁＝1.7900，第一透镜L31的物侧面S31的曲率半径R3₁₁＝10.000mm，第二透镜L32的阿贝系数(AbbeNumber)Vd3₂＝46.00，第三透镜L33的阿贝系数(AbbeNumber)Vd3₃＝25.20，第五透镜L35的阿贝系数(AbbeNumber)Vd3₅＝22.32，第一光圈ST31及第二光圈ST32的间距D3_ST＝0.400mm，第三透镜L33及第四透镜L34的间距D3_L33L34＝3.584mm，由上述数据可得到Nd3₁/R3₁₁＝0.179、Vd3₂＝46.00、Vd3₃＝25.20、Vd3₅＝22.32、D3_ST/D3_L33L34＝0.11，皆能满足上述条件(11)至条件(15)的要求。

另外，第三实施例的广角镜头3的光学性能也可达到要求，这可从图6A至6G看出。图6A所示的，是第三实施例的广角镜头3的纵向像差(LongitudinalAberration)图。图6B所示的，是第三实施例的广角镜头3的场曲(FieldCurvature)图。图6C所示的，是第三实施例的广角镜头3的畸变(Distortion)图。图6D、图6E、图6F所示的，是第三实施例的广角镜头3的横向光扇图(TransverseRayFanPlot)。图6G所示的，是第三实施例的广角镜头3的横向色差(LateralColor)图。

由图6A可看出，第三实施例的广角镜头3对波长为0.588μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.08mm至0.00mm之间。由图6B可看出，第三实施例的广角镜头3对波长为0.588μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.15㎜至0.015㎜之间。由图6C可看出，第三实施例的广角镜头3对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于-65％至0％之间。由图6D、图6E、图6F可看出，第三实施例的广角镜头3对波长为0.588μm的光线，于视场高度分别为0.0000mm、1.7000mm、2.3800mm处所产生的横向像差值介于-24.0μm至8.0μm之间。由图6G可看出，第三实施例的广角镜头3，以波长0.5876μm为参考波长，对波长为0.4861μm、0.6563μm的光线，于视场高度介于0mm至3.1000mm之间所产生的横向色差值介于-1.5μm至7.5μm之间。显见第三实施例的广角镜头3的纵向像差、场曲、畸变、横向像差、横向色差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

上述实施例中，第五透镜及第六透镜胶合成胶合透镜，然而可以了解到，若第五透镜及第六透镜改为第五透镜及第六透镜之间没有空气间隔，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，本领域的技术人员，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；

第二透镜，该第二透镜具有负屈光力；

第三透镜，该第三透镜具有正屈光力；

第一光圈；

第四透镜，该第四透镜具有正屈光力；

第五透镜，该第五透镜具有负屈光力，该第五透镜满足以下条件：

16.1≤Vd₅≤23.9

其中，Vd₅为该第五透镜的阿贝系数；以及

第六透镜，该第六透镜具有正屈光力。

2.如权利要求权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第一透镜满足以下条件：

Nd₁/R₁₁≤0.185

其中，Nd₁为该第一透镜的折射率，R₁₁为该第一透镜的物侧面的曲率半径。

3.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第一透镜为新月型透镜，且包括凸面，该凸面朝向该物侧，该第二透镜为新月型透镜，且包括凸面，该凸面朝向该物侧，该第二透镜满足以下条件：

46≤Vd₂≤60

其中，Vd₂为该第二透镜的阿贝系数。

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：

22.5≤Vd₃≤33.6

其中，Vd₃为该第三透镜的阿贝系数。

5.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第四透镜更包括凸面，该凸面朝向该像侧。

6.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第五透镜与该第六透镜胶合。

7.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第五透镜与该第六透镜之间没有空气间隔。

8.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第五透镜为凸凹透镜，该第五透镜的凸面朝向该物侧凹面朝向该像侧，该第六透镜为双凸透镜。

9.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，更包括第二光圈，设置于该第三透镜与该第四透镜之间，其中该第三透镜、该第四透镜、该第一光圈以及该第二光圈满足以下条件：

0.09≤D_ST/D_L3L4≤0.35

其中，D_ST为该第一光圈以及该第二光圈的间距，D_L3L4为该第三透镜以及该第四透镜的间距。

10.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该广角镜头满足以下条件：

FOV≥150度

其中，FOV为该广角镜头的视角。