CN107132643B - 广角镜头 - Google Patents

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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、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜及第八透镜。第一透镜为新月形透镜具有负屈光力，此第一透镜的凸面朝向物侧凹面朝向像侧。第二透镜为双凹透镜具有负屈光力。第三透镜为双凸透镜具有正屈光力。第四透镜包括凸面，此凸面朝向物侧。第五透镜具有正屈光力且包括凸面，此凸面朝向像侧。第六透镜为双凸透镜具有正屈光力。第七透镜为双凹透镜具有负屈光力。第八透镜为双凸透镜具有正屈光力。

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
现今的广角镜头的发展趋势，除了不断朝向小型化与广视角化发展外，随着不同的应用需求，还需同时具备高分辨率与抗环境温度变化的能力，现有的广角镜头已经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、高分辨率及抗环境温度变化的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的广角镜头无法同时满足小型化、广视角、高分辨率及抗环境温度变化的需求的缺陷，提供一种广角镜头，其镜头总长度短小、视角较大、抗环境温度变化，但是仍具有良好的光学性能，镜头分辨率也能满足要求。
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、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜及第八透镜。第一透镜为新月形透镜具有负屈光力，此第一透镜的凸面朝向物侧凹面朝向像侧。第二透镜为双凹透镜具有负屈光力。第三透镜为双凸透镜具有正屈光力。第四透镜包括凸面，此凸面朝向物侧。第五透镜具有正屈光力且包括凸面，此凸面朝向像侧。第六透镜为双凸透镜具有正屈光力。第七透镜为双凹透镜具有负屈光力。第八透镜为双凸透镜具有正屈光力。
其中第四透镜及第五透镜胶合成胶合透镜。
其中第六透镜及第七透镜胶合成胶合透镜。
其中第七透镜满足以下条件：-110≤(R71-R72)/(R71+R72)≤-1；其中，R71为第七透镜的物侧面的曲率半径，R72为第七透镜的像侧面的曲率半径。
其中第四透镜满足以下条件：-20≤f4/f≤20；其中，f4为第四透镜的有效焦距，f为广角镜头的有效焦距。
其中第六透镜及第七透镜满足以下条件：-30≤f67/f≤-5；其中，f67为第六透镜及第七透镜胶合成胶合透镜的有效焦距，f为广角镜头的有效焦距。
其中第四透镜满足以下条件：5≤Vd4/Nd4≤50；其中，Vd4为第四透镜的阿贝系数，Nd4为第四透镜的折射率。
其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜及第八透镜由玻璃材质制成。
其中第二透镜及第八透镜的每一透镜中至少有一面为非球面表面。
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：其镜头总长度短小、视角较大、抗环境温度变化，但是仍具有良好的光学性能，镜头分辨率也能满足要求。
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与光路示意图。
图2A是图1的广角镜头的纵向球差图。
图2B是图1的广角镜头的像散场曲图。
图2C是图1的广角镜头的畸变图。
图3是依据本发明的广角镜头的第二实施例的透镜配置与光路示意图。
图4A是图3的广角镜头的纵向球差图。
图4B是图3的广角镜头的像散场曲图。
图4C是图3的广角镜头的畸变图。
图5是依据本发明的广角镜头的第三实施例的透镜配置与光路示意图。
图6A是图5的广角镜头的纵向球差图。
图6B是图5的广角镜头的像散场曲图。
图6C是图5的广角镜头的畸变图。
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与光路示意图。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、光圈ST1、第四透镜L14、第五透镜L15、第六透镜L16、第七透镜L17、第八透镜L18及滤光片OF1。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。第一透镜L11为新月形透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，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为双凹透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S13为非球面表面，像侧面S14为非球面表面。第三透镜L13为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S15为球面表面，像侧面S16为球面表面。第四透镜L14为新月形透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S18为凸面像侧面S19为凹面，物侧面S18与像侧面S19皆为球面表面。第五透镜L15为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S19与像侧面S110皆为球面表面。第四透镜L14与第五透镜L15胶合成胶合透镜。第六透镜L16为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S111与像侧面S112皆为球面表面。第七透镜L17为双凹透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S112与像侧面S113皆为球面表面。第六透镜L16与第七透镜L17胶合成胶合透镜。第八透镜L18为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S114与像侧面S115皆为非球面表面。滤光片OF1其物侧面S116与像侧面S117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需满足底下四条件：
-110≤(R171-R172)/(R171+R172)≤-1 (1)
-20≤f14/f1≤20 (2)
-30≤f167/f1≤-5 (3)
5≤Vd14/Nd14≤50 (4)
其中，R171为第七透镜L17的物侧面S112的曲率半径，R172为第七透镜L17的像侧面S113的曲率半径，f14为第四透镜L14的有效焦距，f1为广角镜头1的有效焦距，f167为第六透镜L16与第七透镜L17胶合成胶合透镜的有效焦距，Vd14为第四透镜L14的阿贝系数，Nd14为第四透镜L14的折射率。
利用上述透镜与光圈ST1的设计，使得广角镜头1能有效的缩短镜头总长度、提高视角、有效的修正像差、提升镜头分辨率、降低温度变化对镜头分辨率的影响。
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，第一实施例的广角镜头1的有效焦距等于1.8288mm、光圈值等于2.0、视角等于174.3°、镜头总长度等于17.625mm。
表一
Figure GDA0002027673200000041
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
Figure GDA0002027673200000051
第一实施例的广角镜头1，其第七透镜L17的物侧面S112的曲率半径R171＝-3.32024mm，第七透镜L17的像侧面S113的曲率半径R172＝7.62421mm，第四透镜L14的有效焦距f14＝-8.6650mm，广角镜头1的有效焦距f1＝1.8288mm，第六透镜L16与第七透镜L17胶合成胶合透镜的有效焦距f167＝-15.24650mm，第四透镜L14的阿贝系数Vd14＝58.6，第四透镜L14的折射率Nd14＝1.652，由上述数据可得到(R171-R172)/(R171+R172)＝-2.543、f14/f1＝-4.738、f167/f1＝-8.337、Vd14/Nd14＝35.451，皆能满足上述条件(1)至条件(4)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至图2C看出。图2A所示的，是第一实施例的广角镜头1的纵向球差(Longitudinal SphericalAberration)图。图2B所示的，是第一实施例的广角镜头1的像散场曲(Astigmatic FieldCurves)图。图2C所示的，是第一实施例的广角镜头1的畸变(Distortion)图。
由图2A可看出，第一实施例的广角镜头1对波长为436.000nm、546.000nm、656.000nm的光线所产生的纵向球差值介于-0.02mm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546.000nm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的像散场曲介于-0.13㎜至0.02㎜之间。由图2C可看出，第一实施例的广角镜头1对波长为546.000nm的光线所产生的畸变介于-100％至0％之间。显见第一实施例的广角镜头1的纵向球差、像散场曲、畸变都能被有效修正，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与光路示意图。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、光圈ST2、第四透镜L24、第五透镜L25、第六透镜L26、第七透镜L27、第八透镜L28及滤光片OF2。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA2上。第一透镜L21为新月形透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，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为双凹透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S23为非球面表面，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由玻璃材质制成，其物侧面S25为球面表面，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由玻璃材质制成，其物侧面S28与像侧面S29皆为球面表面。第五透镜L25为新月形透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S29与像侧面S210皆为球面表面。第四透镜L24与第五透镜L25胶合成胶合透镜。第六透镜L26为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S211与像侧面S212皆为球面表面。第七透镜L27为双凹透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S212与像侧面S213皆为球面表面。第六透镜L26与第七透镜L27胶合成胶合透镜。第八透镜L28为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S214与像侧面S215皆为非球面表面。滤光片OF2其物侧面S216与像侧面S217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需满足底下四条件：
-110≤(R271-R272)/(R271+R272)≤-1 (5)
-20≤f24/f2≤20 (6)
-30≤f267/f2≤-5 (7)
5≤Vd24/Nd24≤50 (8)
其中，R271为第七透镜L27的物侧面S212的曲率半径，R272为第七透镜L27的像侧面S213的曲率半径，f24为第四透镜L24的有效焦距，f2为广角镜头2的有效焦距，f267为第六透镜L26与第七透镜L27胶合成胶合透镜的有效焦距，Vd24为第四透镜L24的阿贝系数，Nd24为第四透镜L24的折射率。
利用上述透镜与光圈ST2的设计，使得广角镜头2能有效的缩短镜头总长度、提高视角、有效的修正像差、提升镜头分辨率、降低温度变化对镜头分辨率的影响。
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，第二实施例的广角镜头2的有效焦距等于1.8287mm、光圈值等于2.0、视角等于173.9°、镜头总长度等于18.000mm。
表三
Figure GDA0002027673200000071
Figure GDA0002027673200000081
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，其第七透镜L27的物侧面S212的曲率半径R271＝-3.07642mm，第七透镜L27的像侧面S213的曲率半径R272＝4.61793mm，第四透镜L24的有效焦距f24＝16.2755mm，广角镜头2的有效焦距f2＝1.8287mm，第六透镜L26与第七透镜L27胶合成胶合透镜的有效焦距f267＝-11.84770mm，第四透镜L24的阿贝系数Vd24＝23.8，第四透镜L24的折射率Nd24＝1.847，由上述数据可得到(R271-R272)/(R271+R272)＝-4.991、f24/f2＝8.900、f267/f2＝-6.479、Vd24/Nd24＝12.876，皆能满足上述条件(5)至条件(8)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至图4C看出。图4A所示的，是第二实施例的广角镜头2的纵向球差(Longitudinal SphericalAberration)图。图4B所示的，是第二实施例的广角镜头2的像散场曲(Astigmatic FieldCurves)图。图4C所示的，是第二实施例的广角镜头2的畸变(Distortion)图。
由图4A可看出，第二实施例的广角镜头2对波长为436.000nm、546.000nm、656.000nm的光线所产生的纵向球差值介于-0.015mm至0.008mm之间。由图4B可看出，第二实施例的广角镜头2对波长为546.000nm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的像散场曲介于-0.04㎜至0.01㎜之间。由图4C可看出，第二实施例的广角镜头2对波长为546.000nm的光线所产生的畸变介于-100％至0％之间。显见第二实施例的广角镜头2的纵向球差、像散场曲、畸变都能被有效修正，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与光路示意图。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、光圈ST3、第四透镜L34、第五透镜L35、第六透镜L36、第七透镜L37、第八透镜L38及滤光片OF3。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA3上。第一透镜L31为新月形透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，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为双凹透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S33为非球面表面，像侧面S34为非球面表面。第三透镜L33为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S35为球面表面，像侧面S36为球面表面。第四透镜L34为新月形透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S38为凸面像侧面S39为凹面，物侧面S38与像侧面S39皆为球面表面。第五透镜L35为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S39与像侧面S310皆为球面表面。第四透镜L34与第五透镜L35胶合成胶合透镜。第六透镜L36为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S311与像侧面S312皆为球面表面。第七透镜L37为双凹透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S312与像侧面S313皆为球面表面。第六透镜L36与第七透镜L37胶合成胶合透镜。第八透镜L38为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S314与像侧面S315皆为非球面表面。滤光片OF3其物侧面S316与像侧面S317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需满足底下四条件：
-110≤(R371-R372)/(R371+R372)≤-1 (9)
-20≤f34/f3≤20 (10)
-30≤f367/f3≤-5 (11)
5≤Vd34/Nd34≤50 (12)
其中，R371为第七透镜L37的物侧面S312的曲率半径，R372为第七透镜L37的像侧面S313的曲率半径，f34为第四透镜L34的有效焦距，f3为广角镜头3的有效焦距，f367为第六透镜L36与第七透镜L37胶合成胶合透镜的有效焦距，Vd34为第四透镜L34的阿贝系数，Nd34为第四透镜L34的折射率。
利用上述透镜与光圈ST3的设计，使得广角镜头3能有效的缩短镜头总长度、提高视角、有效的修正像差、提升镜头分辨率、降低温度变化对镜头分辨率的影响。
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，第三实施例的广角镜头3的有效焦距等于1.8325mm、光圈值等于2.0、视角等于174.0°、镜头总长度等于18.000mm。
表五
Figure GDA0002027673200000101
Figure GDA0002027673200000111
表五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。
表六为表五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。
表六
Figure GDA0002027673200000112
第三实施例的广角镜头3，其第七透镜L37的物侧面S312的曲率半径R371＝-4.91214mm，第七透镜L37的像侧面S313的曲率半径R372＝5.00930mm，第四透镜L34的有效焦距f34＝-20.0008mm，广角镜头3的有效焦距f3＝1.8325mm，第六透镜L36与第七透镜L37胶合成一胶合透镜的有效焦距f367＝-47.05990mm，第四透镜L34的阿贝系数Vd34＝23.8，第四透镜L34的折射率Nd34＝1.847，由上述数据可得到(R371-R372)/(R371+R372)＝-102.115、f34/f3＝-10.915、f367/f3＝-25.681、Vd34/Nd34＝12.876，皆能满足上述条件(9)至条件(12)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至图6C看出。图6A所示的，是第三实施例的广角镜头3的纵向球差(Longitudinal SphericalAberration)图。图6B所示的，是第三实施例的广角镜头3的像散场曲(Astigmatic FieldCurves)图。图6C所示的，是第三实施例的广角镜头3的畸变(Distortion)图。
由图6A可看出，第三实施例的广角镜头3对波长为436.000nm、546.000nm、656.000nm之光线所产生的纵向球差值介于-0.014mm至0.007mm之间。由图6B可看出，第三实施例之广角镜头3对波长为546.000nm之光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向之像散场曲介于-0.04㎜至0.01㎜之间。由图6C可看出，第三实施例之广角镜头3对波长为546.000nm之光线所产生的畸变介于-100％至0％之间。显见第三实施例之广角镜头3之纵向球差、像散场曲、畸变都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

Claims (12)

1.一种广角镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至像侧具有屈光力的透镜有八片，依序为：
第一透镜，该第一透镜具有负屈光力；
第二透镜，该第二透镜包括凹面，该凹面朝向该物侧，具有负屈光力；
第三透镜，该第三透镜具有正屈光力；
第四透镜，该第四透镜具有负屈光力，且包括凸面，该凸面朝向该物侧；
第五透镜，该第五透镜具有正屈光力；
第六透镜，该第六透镜为具有正屈光力；
第七透镜，该第七透镜为具有负屈光力；以及
第八透镜，该第八透镜为具有正屈光力。
2.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第一透镜为新月形透镜，该第一透镜的凸面朝向该物侧凹面朝向该像侧。
3.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第二透镜为双凹透镜。
4.如权利要求3所述的广角镜头，其特征在于，该第三透镜、第六透镜以及第八透镜至少一为双凸透镜。
5.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第五透镜包括凸面，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，该第七透镜为双凹透镜
7.如权利要求5或6所述的广角镜头，其特征在于，该第四透镜以及该第五透镜胶合成胶合透镜或该第六透镜以及该第七透镜胶合成胶合透镜。
8.如权利要求5所述的广角镜头，其特征在于，该第四透镜满足以下条件：
-20≤f4/f≤20
其中，f4为该第四透镜的有效焦距，f为该广角镜头的有效焦距。
9.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第六透镜以及该第七透镜满足以下条件：
-30≤f67/f≤-5
其中，f67为该第六透镜以及该第七透镜胶合成胶合透镜的有效焦距，f为该广角镜头的有效焦距。
10.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第四透镜满足以下条件：
5≤Vd4/Nd4≤50
其中，Vd4为该第四透镜的阿贝系数，Nd4为该第四透镜的折射率。
11.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，该第七透镜满足以下条件：
-110≤(R71-R72)/(R71+R72)≤-1
其中，R71为该第七透镜的物侧面的曲率半径，R72为该第七透镜的像侧面的曲率半径。
12.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且该第二透镜以及该第八透镜的每一透镜中至少有一面为非球面表面。
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