CN107238914B - 广角镜头及成像装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种广角镜头以及装备有该广角镜头的成像装置。该广角镜头从物侧至像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜，所述第一透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面；具有光焦度的第三透镜；以及具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的像侧面为凸面；其中，所述第一透镜的像侧面在最大有效半径处的矢高SAG12和所述第一透镜与所述第二透镜之间的轴上空气间隔T12满足：1.5≤SAG12/T12<2.0。
Description
技术领域
本申请涉及一种广角镜头以及装配有这种广角镜头的成像装置。
背景技术
作为成像镜头的一个分类，广角镜头具有焦距短、景深长等特性。相对短的焦距能够有助于实现诸如数码相机、智能手机等成像终端的轻薄化。相对长的景深能够保证位于被摄主体的前后一定深度内的物体也可清晰地成像在画面上。此外，广角镜头还具有大视场角的特性。在同等条件下，视场角越大，能够获取的信息量越大。广角镜头的上述特性在诸多应用领域中是有益的。例如，在安防镜头、手机镜头、车载镜头等领域，广角镜头得以广泛应用。
目前，一般的广角镜头总长较长，成像质量一般。随着便携式电子产品的发展，特别是随着对360度环视应用的需求的增长，对成像镜头的小型化、超广角化及成像质量等性能提出了更高的要求。为了在满足小型化的要求的同时保证成像质量，需要进一步改善成像镜头的参数配置。
发明内容
本申请提供的技术方案至少部分地解决了以上所述的技术问题。
一方面，本申请提供了一种广角镜头。所述广角镜头从物侧至像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜，所述第一透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面；具有光焦度的第三透镜；以及具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的像侧面为凸面；其中，所述第一透镜的像侧面在最大有效半径处的矢高SAG12和所述第一透镜与所述第二透镜之间的轴上空气间隔T12满足：1.5≤SAG12/T12<2.0。
根据本申请实施方式，所述第一透镜的色散系数V1和所述第三透镜的色散系数V3满足：0.4<V3/V1≤1.2。
根据本申请实施方式，所述广角镜头的有效焦距f和所述第三透镜的有效焦距f3满足：f/|f3|≤0.2。
根据本申请实施方式，所述广角镜头的最大半视场角HFOV满足：TAN(HFOV)≥1.6。
根据本申请实施方式，所述广角镜头的最大半视场角HFOV满足：TAN(HFOV)≥1.81。
根据本申请实施方式，所述广角镜头的有效焦距f和所述第一透镜的有效焦距f1满足：-1.2<f/f1<-0.8。
根据本申请实施方式，所述第四透镜的有效焦距f4和所述第四透镜的中心厚度CT4满足：1.5<f4/CT4<2.5。
根据本申请实施方式，所述第四透镜的有效焦距f4和所述第四透镜的中心厚度CT4满足：1.93≤f4/CT4≤2.26。
根据本申请实施方式，所述广角镜头的有效焦距f和所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：1.2<f/R2≤1.7。
根据本申请实施方式，所述第二透镜与所述第三透镜之间的轴上空气间隔T23和所述第三透镜与所述第四透镜之间的轴上空气间隔T34满足：0<T34/T23<0.3。
根据本申请实施方式，所述第二透镜与所述第三透镜之间的轴上空气间隔T23和所述第三透镜与所述第四透镜之间的轴上空气间隔T34满足：0.09≤T34/T23≤0.18。
根据本申请实施方式，所述第二透镜的物侧面在最大有效半径处的矢高SAG21和所述第二透镜的物侧面的最大有效半径SD21满足：0.3<SAG21/SD21<0.5。
根据本申请实施方式，所述第二透镜的物侧面在最大有效半径处的矢高SAG21和所述第二透镜的物侧面的最大有效半径SD21满足：0.35≤SAG21/SD21≤0.42。
根据本申请实施方式，所述第四透镜的像侧面在最大有效半径处的矢高SAG42和所述第四透镜的中心厚度CT4满足：-1.0<SAG42/CT4≤-0.5。
另一方面，本申请提供了一种广角镜头。所述广角镜头从物侧至像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜，所述第一透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面；具有光焦度的第三透镜；以及具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的像侧面为凸面；其中，所述第二透镜的物侧面在最大有效半径处的矢高SAG21和所述第二透镜的物侧面的最大有效半径SD21满足：0.3<SAG21/SD21<0.5。
再一方面，本申请提供了一种广角镜头。所述广角镜头从物侧至像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜，所述第一透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面；具有光焦度的第三透镜；以及具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的像侧面为凸面；其中，所述第四透镜的像侧面在最大有效半径处的矢高SAG42和所述第四透镜的中心厚度CT4满足：-1.0<SAG42/CT4≤-0.5。
又一方面，本申请提供了一种成像装置。所述成像装置装备有上述广角镜头。
本申请所提供的广角镜头能够在保证小型化的同时更好地实现广角特性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和有益效果将会变得更明显：
图1为示出根据本申请实施例1的广角镜头的结构示意图；
图2A示出了实施例1的广角镜头的轴上色差曲线；
图2B示出了实施例1的广角镜头的象散曲线；
图2C示出了实施例1的广角镜头的畸变曲线；
图2D示出了实施例1的广角镜头的相对照度曲线；
图3为示出根据本申请实施例2的广角镜头的结构示意图；
图4A示出了实施例2的广角镜头的轴上色差曲线；
图4B示出了实施例2的广角镜头的象散曲线；
图4C示出了实施例2的广角镜头的畸变曲线；
图4D示出了实施例2的广角镜头的相对照度曲线；
图5为示出根据本申请实施例3的广角镜头的结构示意图；
图6A示出了实施例3的广角镜头的轴上色差曲线；
图6B示出了实施例3的广角镜头的象散曲线；
图6C示出了实施例3的广角镜头的畸变曲线；
图6D示出了实施例3的广角镜头的相对照度曲线；
图7为示出根据本申请实施例4的广角镜头的结构示意图；
图8A示出了实施例4的广角镜头的轴上色差曲线；
图8B示出了实施例4的广角镜头的象散曲线；
图8C示出了实施例4的广角镜头的畸变曲线；
图8D示出了实施例4的广角镜头的相对照度曲线；
图9为示出根据本申请实施例5的广角镜头的结构示意图；
图10A示出了实施例5的广角镜头的轴上色差曲线；
图10B示出了实施例5的广角镜头的象散曲线；
图10C示出了实施例5的广角镜头的畸变曲线；
图10D示出了实施例5的广角镜头的相对照度曲线；
图11为示出根据本申请实施例6的广角镜头的结构示意图；
图12A示出了实施例6的广角镜头的轴上色差曲线；
图12B示出了实施例6的广角镜头的象散曲线；
图12C示出了实施例6的广角镜头的畸变曲线；
图12D示出了实施例6的广角镜头的相对照度曲线；
图13为示出根据本申请实施例7的广角镜头的结构示意图；
图14A示出了实施例7的广角镜头的轴上色差曲线；
图14B示出了实施例7的广角镜头的象散曲线；
图14C示出了实施例7的广角镜头的畸变曲线；
图14D示出了实施例7的广角镜头的相对照度曲线；
图15为示出根据本申请实施例8的广角镜头的结构示意图；
图16A示出了实施例8的广角镜头的轴上色差曲线；
图16B示出了实施例8的广角镜头的象散曲线；
图16C示出了实施例8的广角镜头的畸变曲线；
图16D示出了实施例8的广角镜头的相对照度曲线；以及
图17是示出了透镜的一个表面在最大有效半径处的矢高的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
应理解的是，在本申请中，当元件或层被描述为在另一元件或层“上”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、直接连接至或联接至另一元件或层，或者可存在介于中间的元件或层。当元件称为“直接位于”另一元件或层“上”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，不存在介于中间的元件或层。在说明书全文中，相同的标号指代相同的元件。如本文中使用的，用语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
应理解的是，虽然用语第一、第二等在本文中可以用来描述各种元件、部件、区域、层和/或段，但是这些元件、部件、区域、层和/或段不应被这些用语限制。这些用语仅用于将一个元件、部件、区域、层或段与另一个元件、部件、区域、层或段区分开。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一段可被称作第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二段。
诸如“在...之下”、“在...下方”、“下”、“在...之上”、“上”等空间相对用语可在本文中为了描述便利而使用，以描述如附图中所示的一个元件或特征与另一个元件(另外多个元件)或另一个特征(另外多个特征)的关系。应理解的是，除了附图中描绘的方向之外，空间相对用语还意在涵盖装置在使用中或操作中的不同的方向。例如，如果附图中的装置翻转，则描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将定向为在其它元件或特征“之上”。因此，示例性用语“在...下方”可包含在...之上和在...下方两个方向。
本文中使用的用辞仅用于描述具体实施方式的目的，并不旨在限制本申请。如在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。如在本文中使用的，用语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。诸如“...中的至少一个”的表述当出现在元件的列表之后时，修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。
除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
以下结合具体实施例进一步描述本申请。
实施例1
首先参照图1至图2D描述根据本申请实施例1的广角镜头。
图1为示出根据本申请实施例1的广角镜头的结构示意图。广角镜头从物侧至像侧依次包括第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；以及第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10并用于滤除红外光的滤色片E5。在本实施例的光学成像系统中，还可设置有光圈STO以调解进光量。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像表面S11上。
第一透镜E1可具有负光焦度且具有凹形的像侧面S2。第二透镜E2可具有正光焦度且具有凸形的物侧面S3。此外，第四透镜E4可具有正光焦度并具有凸形的像侧面S8。
图17是示出了透镜的一个表面在最大有效半径处的矢高的示意图。图17所示的透镜可以是例如第一透镜E1。假设图17的左侧为物侧而图17的右侧为像侧。为了清晰起见，图17示出了第一透镜E1的物侧面在最大有效半径D处的矢高SAG。该矢高SAG表示物侧面与光轴的交点与物侧面在最大有效半径处向光轴作垂线所得的交点之间的距离。由此，也易于理解下文所描述的第一透镜E1的像侧面S2在最大有效半径处的矢高SAG12、第二透镜E2的物侧面S3在最大有效半径处的矢高SAG21以及第四透镜E4的像侧面S8在最大有效半径处的矢高SAG42。
第一透镜E1的像侧面S2在最大有效半径处的矢高SAG12和第一透镜E1与第二透镜E2之间的轴上空气间隔T12可满足：1.5≤SAG12/T12<2.0。例如，在本实施例中，SAG12/T12＝1.58。通过合理地配置上述参数，可有效地分配第一透镜E1与第二透镜E2的光线偏转角，从而能够在保证小型化的同时更好地实现广角特性。
第二透镜E2的物侧面S3在最大有效半径处的矢高SAG21和第二透镜E2的物侧面S3的最大有效半径SD21可满足：0.3<SAG21/SD21<0.5，更具体地，例如，0.35≤SAG21/SD21≤0.42。例如，在本实施例中，SAG21/SD21＝0.37。通过合理地配置上述参数，可有效地分配广角镜头前端的光线偏转角，从而能够在保证小型化的同时更好地实现广角特性。
第四透镜E4的像侧面S8在最大有效半径处的矢高SAG42和第四透镜E4的中心厚度CT4可满足：-1.0<SAG42/CT4≤-0.5。例如，在本实施例中，SAG42/CT4＝-0.54。通过合理地配置上述参数，可有效地调节广角镜头的主光线角度，从而提升相对亮度。
表1示出了实施例1的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料和圆锥系数。在表1中，曲率半径的符号表示对应镜面的弯曲方向。例如，负号表示向像侧弯曲，而正号表示向物侧弯曲。
表1
第一透镜E1的色散系数V1和第三透镜E3的色散系数V3可满足0.4<V3/V1≤1.2。例如，如表1所示，V3/V1＝0.48。通过合理地配置这两个透镜的色散系数之间的关系，可以在保证广角镜头小型化的同时实现广角的特性，并能够有效地修正各类像差，从而提升成像品质。
第二透镜E2与第三透镜E3之间的轴上空气间隔T23和第三透镜E3与第四透镜E4之间的轴上空气间隔T34可满足：0<T34/T23<0.3，更具体地，例如，0.09≤T34/T23≤0.18。例如，如表1所示，T34/T23＝0.16。这样的配置可合理地分配广角镜头的各透镜焦距，降低镜头设计对参数的敏感性。
在本实施例中，各镜面S1-S8中的至少一个镜面为非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到周边曲率是连续变化的。与从透镜中心到周边有一定曲率的球面透镜不同，非球面透镜具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点，能够使得视野变得更大而真实。采用非球面透镜后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而改善成像质量。各个镜面的面型由以下公式限定：
其中：x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R；k为圆锥系数；Ai是非球面第i阶的修正系数。下表2示出了实施例1中可用于各镜面S1-S8的高次项系数A4、A6、A8、A10和A12。
| 面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
| S1 | 4.6844E-02 | -9.6299E-03 | 1.2872E-03 | -5.7000E-05 | 0 |
| S2 | -9.2236E-01 | 6.7090E-01 | -4.2290E-01 | 5.6774E-02 | 0 |
| S3 | -2.8428E-01 | -4.0157E-01 | 3.9469E-01 | -1.1175E-01 | 0 |
| S4 | -1.7420E-01 | 1.9699E-01 | -1.3978E-01 | 3.1178E-02 | 0 |
| S6 | -7.5655E-01 | 1.2502E+01 | -4.6861E+01 | 4.0085E+01 | 0 |
| S7 | -1.3701E+00 | 7.0425E+00 | -9.2735E+00 | -9.6285E+00 | 0 |
| S8 | 3.0943E-01 | 2.6121E-01 | -2.7029E+00 | 7.0344E+00 | 0 |
表2
以下所示出的表3给出实施例1的各透镜的有效焦距f1至f4、广角镜头的总有效焦距f以及半视场(对角线)角度HFOV。
| f1(mm) | -0.73 | f(mm) | 0.67 |
| f2(mm) | 1.03 | HFOV(deg) | 61.1 |
| f3(mm) | 11.22 | ||
| f4(mm) | 1.14 |
表3
广角镜头的有效焦距f和第一透镜E1的有效焦距f1可满足：-1.2<f/f1<-0.8。例如，如表3所示，在本实施例中，f/f1＝-0.92。通过合理地配置第一透镜E1的有效焦距f1，可利于提高视场角以更好地实现广角特性。
广角镜头的有效焦距f和第三透镜E3的有效焦距f3可满足：f/|f3|≤0.2。例如，如表3所示，在本实施例中，f/|f3|＝0.06。通过合理地配置第三透镜E3的有效焦距f3，能够使广角镜头获得较好的平衡场曲的能力。
广角镜头的最大半视场角HFOV可满足：TAN(HFOV)≥1.6，更具体地，例如，TAN(HFOV)≥1.81。例如，如表3所示，在本实施例中，TAN(HFOV)＝1.81。通过合理地选择最大半视场角，能够更好地实现广角的特性。
根据本申请的实施例，第四透镜E4的有效焦距f4和第四透镜E4的中心厚度CT4可满足：1.5<f4/CT4<2.5，更具体地，例如，1.93≤f4/CT4≤2.26。例如，结合表1和表3，f4/CT4＝1.99。通过合理地配置第四透镜E4的有效焦距f4与第四透镜E4的中心厚度CT4的关系，能够有效降低广角镜头的后端尺寸，从而利于广角镜头的小型化设计。
根据本申请的实施例，广角镜头的有效焦距f和第一透镜E1的像侧面S2的曲率半径R2满足：1.2<f/R2≤1.7。例如，结合表1和表3，f/R2＝1.42。通过合理地配置第一透镜E1的像侧面S2的面型，可有效平衡广角镜头的象散。
图2A示出了实施例1的广角镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离。图2B示出了实施例1的广角镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图2C示出了实施例1的广角镜头的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图2D示出了实施例1的广角镜头的相对照度曲线，其表示成像面上不同像高对应的相对照度。根据图2A至图2D可知，实施例1所给出的广角镜头的实现了良好的成像品质。
实施例2
以下参照图3至图4D描述了根据本申请实施例2的广角镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了根据本申请实施例2的广角镜头的结构示意图。
如图3所示，广角镜头从物侧至像侧依次包括四个透镜E1-E4。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；以及第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10并用于滤除红外光的滤色片E5。在本实施例的光学成像系统中，还可设置有光圈STO以调解进光量。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像表面S11上。
表4示出了实施例2的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料和圆锥系数。表5示出了实施例2中各镜面的高次项系数。表6示出了实施例2的各透镜的有效焦距f1至f4、广角镜头的总有效焦距f以及半视场角度HFOV。
表4
| 面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
| S1 | 2.8743E-02 | -5.6735E-03 | 1.0365E-03 | -5.8854E-05 | 0 |
| S2 | -7.6936E-01 | 3.4368E-01 | -2.5167E-01 | 3.1893E-02 | 0 |
| S3 | -2.3508E-01 | -5.3032E-01 | 4.9436E-01 | -1.3742E-01 | 0 |
| S4 | -2.0343E-01 | 3.4725E-01 | -4.0023E-01 | 1.6882E-01 | 0 |
| S6 | -8.9376E-01 | 1.4936E+01 | -6.5435E+01 | 9.5592E+01 | 0 |
| S7 | -1.5897E+00 | 8.4218E+00 | -1.3850E+01 | -1.7874E+00 | 0 |
| S8 | 2.3742E-01 | 5.5112E-01 | -3.8162E+00 | 8.1910E+00 | 0 |
表5
| f1(mm) | -0.74 | f(mm) | 0.67 |
| f2(mm) | 1.03 | HFOV(deg) | 61.9 |
| f3(mm) | 10.16 | ||
| f4(mm) | 1.14 |
表6
图4A示出了实施例2的广角镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离。图4B示出了实施例2的广角镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4C示出了实施例2的广角镜头的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图4D示出了实施例2的广角镜头的相对照度曲线，其表示成像面上不同像高对应的相对照度。根据图4A至图4D可知，实施例2所给出的广角镜头的实现了良好的成像品质。
实施例3
以下参照图5至图6D描述了根据本申请实施例3的广角镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图5示出了根据本申请实施例3的广角镜头的结构示意图。
如图5所示，广角镜头从物侧至像侧依次包括四个透镜E1-E4。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；以及第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10并用于滤除红外光的滤色片E5。在本实施例的光学成像系统中，还可设置有光圈STO以调解进光量。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像表面S11上。
表7示出了实施例3的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料和圆锥系数。表8示出了实施例3中各镜面的高次项系数。表9示出了实施例3的各透镜的有效焦距f1至f4、广角镜头的总有效焦距f以及半视场角度HFOV。
表7
| 面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
| S1 | 2.7248E-02 | -2.6552E-03 | -1.7659E-04 | 7.0355E-05 | 0 |
| S2 | -7.6623E-01 | 3.4205E-01 | -1.5399E-01 | -4.3428E-03 | 0 |
| S3 | -2.2451E-01 | -2.5472E-01 | 2.9277E-01 | -1.1426E-01 | 0 |
| S4 | 3.3559E-02 | -3.4016E-02 | 6.7448E-02 | -7.1250E-02 | 0 |
| S6 | -3.3986E-01 | 7.7215E+00 | -7.2740E+00 | -8.8425E+01 | 0 |
| S7 | -9.7503E-01 | 5.9626E+00 | -5.1273E+00 | -2.0372E+01 | 0 |
| S8 | 3.0213E-01 | 7.1026E-01 | -3.0974E+00 | 8.0004E+00 | 0 |
表8
| f1(mm) | -0.72 | f(mm) | 0.66 |
| f2(mm) | 1.03 | HFOV(deg) | 61.1 |
| f3(mm) | 7.03 | ||
| f4(mm) | 1.16 |
表9
图6A示出了实施例3的广角镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离。图6B示出了实施例3的广角镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图6C示出了实施例3的广角镜头的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图6D示出了实施例3的广角镜头的相对照度曲线，其表示成像面上不同像高对应的相对照度。根据图6A至图6D可知，实施例3所给出的广角镜头的实现了良好的成像品质。
实施例4
以下参照图7至图8D描述了根据本申请实施例4的广角镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图7示出了根据本申请实施例4的广角镜头的结构示意图。
如图7所示，广角镜头从物侧至像侧依次包括四个透镜E1-E4。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；以及第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10并用于滤除红外光的滤色片E5。在本实施例的光学成像系统中，还可设置有光圈STO以调解进光量。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像表面S11上。
表10示出了实施例4的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料和圆锥系数。表11示出了实施例4中各镜面的高次项系数。表12示出了实施例4的各透镜的有效焦距f1至f4、广角镜头的总有效焦距f以及半视场角度HFOV。
表10
| 面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
| S1 | 5.2861E-02 | -1.7530E-02 | 3.5737E-03 | -2.0234E-04 | 0 |
| S2 | -1.0161E+00 | 1.0324E+00 | -1.1898E+00 | 4.4632E-01 | 0 |
| S3 | -3.2963E-01 | -3.1765E-01 | 2.3889E-01 | -3.8146E-02 | 0 |
| S4 | -2.4141E-01 | 6.8635E-01 | -1.1795E+00 | 6.8117E-01 | 0 |
| S6 | -1.0103E+00 | 1.6547E+01 | -5.9732E+01 | 6.5549E+01 | 0 |
| S7 | -1.8476E+00 | 1.4410E+01 | -3.7633E+01 | 3.1400E+01 | 0 |
| S8 | 2.3278E-01 | 1.5256E-01 | -1.2404E+00 | 4.0794E+00 | 0 |
表11
| f1(mm) | -0.69 | f(mm) | 0.68 |
| f2(mm) | 0.97 | HFOV(deg) | 61.5 |
| f3(mm) | 3.91 | ||
| f4(mm) | 1.28 |
表12
图8A示出了实施例4的广角镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离。图8B示出了实施例4的广角镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图8C示出了实施例4的广角镜头的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图8D示出了实施例4的广角镜头的相对照度曲线，其表示成像面上不同像高对应的相对照度。根据图8A至图8D可知，实施例4所给出的广角镜头的实现了良好的成像品质。
实施例5
以下参照图9至图10D描述了根据本申请实施例5的广角镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图9示出了根据本申请实施例5的广角镜头的结构示意图。
如图9所示，广角镜头从物侧至像侧依次包括四个透镜E1-E4。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；以及第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10并用于滤除红外光的滤色片E5。在本实施例的光学成像系统中，还可设置有光圈STO以调解进光量。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像表面S11上。
表13示出了实施例5的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料和圆锥系数。表14示出了实施例5中各镜面的高次项系数。表15示出了实施例5的各透镜的有效焦距f1至f4、广角镜头的总有效焦距f以及半视场角度HFOV。
表13
| 面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
| S1 | 4.7973E-02 | -1.0224E-02 | 1.5140E-03 | -7.3163E-05 | 0 |
| S2 | -8.7995E-01 | 6.1362E-01 | -4.1191E-01 | 6.8569E-02 | 0 |
| S3 | -3.0055E-01 | -3.1851E-01 | 3.2903E-01 | -9.0886E-02 | 0 |
| S4 | -1.0565E-01 | 1.0654E-01 | -8.5674E-02 | 3.4701E-02 | 0 |
| S6 | -1.3472E+00 | 2.2020E+01 | -1.2231E+02 | 2.4478E+02 | 0 |
| S7 | -1.8844E+00 | 1.5765E+01 | -6.1092E+01 | 6.9079E+01 | 0 |
| S8 | 4.4970E-01 | -4.7344E-01 | 1.3197E+00 | 1.6156E+00 | 0 |
表14
| f1(mm) | -0.73 | f(mm) | 0.68 |
| f2(mm) | 1.06 | HFOV(deg) | 61.5 |
| f3(mm) | -1368.70 | ||
| f4(mm) | 1.07 |
表15
图10A示出了实施例5的广角镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离。图10B示出了实施例5的广角镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图10C示出了实施例5的广角镜头的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图10D示出了实施例5的广角镜头的相对照度曲线，其表示成像面上不同像高对应的相对照度。根据图10A至图10D可知，实施例5所给出的广角镜头的实现了良好的成像品质。
实施例6
以下参照图11至图12D描述了根据本申请实施例6的广角镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图11示出了根据本申请实施例6的广角镜头的结构示意图。
如图11所示，广角镜头从物侧至像侧依次包括四个透镜E1-E4。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；以及第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10并用于滤除红外光的滤色片E5。在本实施例的光学成像系统中，还可设置有光圈STO以调解进光量。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像表面S11上。
表16示出了实施例6的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料和圆锥系数。表17示出了实施例6中各镜面的高次项系数。表18示出了实施例6的各透镜的有效焦距f1至f4、广角镜头的总有效焦距f以及半视场角度HFOV。
表16
表17
| f1(mm) | -0.72 | f(mm) | 0.65 |
| f2(mm) | 1.04 | HFOV(deg) | 61.9 |
| f3(mm) | 11.88 | ||
| f4(mm) | 1.10 |
表18
图12A示出了实施例6的广角镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离。图12B示出了实施例6的广角镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图12C示出了实施例6的广角镜头的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图12D示出了实施例6的广角镜头的相对照度曲线，其表示成像面上不同像高对应的相对照度。根据图12A至图12D可知，实施例6所给出的广角镜头的实现了良好的成像品质。
实施例7
以下参照图13至图14D描述了根据本申请实施例7的广角镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图13示出了根据本申请实施例7的广角镜头的结构示意图。
如图13所示，广角镜头从物侧至像侧依次包括四个透镜E1-E4。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；以及第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10并用于滤除红外光的滤色片E5。在本实施例的光学成像系统中，还可设置有光圈STO以调解进光量。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像表面S11上。
表19示出了实施例7的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料和圆锥系数。表20示出了实施例7中各镜面的高次项系数。表21示出了实施例7的各透镜的有效焦距f1至f4、广角镜头的总有效焦距f以及半视场角度HFOV。
表19
| 面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
| S1 | 2.3974E-02 | -4.3517E-03 | 5.9793E-04 | 1.7367E-06 | 0 |
| S2 | -7.8139E-01 | 3.7971E-01 | -3.4547E-01 | 9.5767E-02 | 0 |
| S3 | -2.0681E-01 | -4.4696E-01 | 3.3855E-01 | -8.1318E-02 | 0 |
| S4 | -1.8355E-01 | 3.9193E-01 | -5.8039E-01 | 2.7825E-01 | 0 |
| S6 | -1.8402E+00 | 2.1193E+01 | -5.4949E+01 | 2.8616E+01 | 0 |
| S7 | -2.1734E+00 | 1.2391E+01 | -2.6040E+01 | 1.8816E+01 | 0 |
| S8 | 9.9263E-02 | -8.6777E-02 | -3.0331E-01 | 1.7638E+00 | 0 |
表20
| f1(mm) | -0.72 | f(mm) | 0.66 |
| f2(mm) | 1.03 | HFOV(deg) | 61.5 |
| f3(mm) | 3.70 | ||
| f4(mm) | 1.36 |
表21
图14A示出了实施例7的广角镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离。图14B示出了实施例7的广角镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图14C示出了实施例7的广角镜头的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图14D示出了实施例7的广角镜头的相对照度曲线，其表示成像面上不同像高对应的相对照度。根据图14A至图14D可知，实施例7所给出的广角镜头的实现了良好的成像品质。
实施例8
以下参照图15至图16D描述了根据本申请实施例8的广角镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图15示出了根据本申请实施例8的广角镜头的结构示意图。
如图15所示，广角镜头从物侧至像侧依次包括四个透镜E1-E4。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；以及第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10并用于滤除红外光的滤色片E5。在本实施例的光学成像系统中，还可设置有光圈STO以调解进光量。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像表面S11上。
表22示出了实施例8的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料和圆锥系数。表23示出了实施例8中各镜面的高次项系数。表24示出了实施例8的各透镜的有效焦距f1至f4、广角镜头的总有效焦距f以及半视场角度HFOV。
表22
表23
| f1(mm) | -0.71 | f(mm) | 0.67 |
| f2(mm) | 0.98 | HFOV(deg) | 61.9 |
| f3(mm) | 7.44 | ||
| f4(mm) | 1.16 |
表24
图16A示出了实施例8的广角镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离。图16B示出了实施例8的广角镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图16C示出了实施例8的广角镜头的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图16D示出了实施例8的广角镜头的相对照度曲线，其表示成像面上不同像高对应的相对照度。根据图16A至图16D可知，实施例8所给出的广角镜头的实现了良好的成像品质。
综上，实施例1至实施例8分别满足以下表25所示的关系
| 条件式/实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| V3/V1 | 0.48 | 0.48 | 0.48 | 0.48 | 0.48 | 0.48 | 1.14 | 0.48 |
| f/|f3| | 0.06 | 0.07 | 0.09 | 0.17 | 0.00 | 0.06 | 0.18 | 0.09 |
| TAN(HFOV) | 1.81 | 1.87 | 1.81 | 1.84 | 1.84 | 1.87 | 1.84 | 1.87 |
| f/f1 | -0.92 | -0.91 | -0.91 | -0.98 | -0.94 | -0.90 | -0.92 | -0.95 |
| f4/CT4 | 1.99 | 1.97 | 2.10 | 2.24 | 1.93 | 2.06 | 2.26 | 2.05 |
| SAG12/T12 | 1.58 | 1.54 | 1.84 | 1.61 | 1.65 | 1.59 | 1.50 | 1.57 |
| SAG21/SD21 | 0.37 | 0.38 | 0.42 | 0.39 | 0.35 | 0.37 | 0.40 | 0.39 |
| SAG42/CT4 | -0.54 | -0.59 | -0.53 | -0.59 | -0.55 | -0.55 | -0.62 | -0.58 |
| f/R2 | 1.42 | 1.47 | 1.41 | 1.54 | 1.44 | 1.40 | 1.49 | 1.50 |
| T34/T23 | 0.16 | 0.17 | 0.15 | 0.14 | 0.09 | 0.15 | 0.15 | 0.18 |
表25
本申请还提供一种成像装置，其装配有以上描述的广角镜头。成像装置可以是诸如数码相机的独立摄像设备，也可以是集成在诸如手机等移动电子设备上的摄像模块。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (14)
1.广角镜头，其特征在于，所述广角镜头从物侧至像侧依次包括：
具有负光焦度的第一透镜，所述第一透镜的像侧面为凹面；
具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面；
具有光焦度的第三透镜；以及
具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的像侧面为凸面；
其中，所述第四透镜的有效焦距f4和所述第四透镜的中心厚度CT4满足：1.93≤f4/CT4≤2.26，以及
所述第一透镜的物侧面至所述第四透镜的像侧面中的至少一个镜面是非球面镜面，并且
其中，所述第一透镜的像侧面在最大有效半径处的矢高SAG12和所述第一透镜与所述第二透镜之间的轴上空气间隔T12满足：
1.5≤SAG12/T12<2.0。
2.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，所述第一透镜的色散系数V1和所述第三透镜的色散系数V3满足：0.4<V3/V1≤1.2。
3.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，所述广角镜头的有效焦距f和所述第三透镜的有效焦距f3满足：f/|f3|≤0.2。
4.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，所述广角镜头的最大半视场角HFOV满足：TAN(HFOV)≥1.6。
5.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，所述广角镜头的有效焦距f和所述第一透镜的有效焦距f1满足：-1.2<f/f1<-0.8。
6.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，所述第四透镜的有效焦距f4和所述第四透镜的中心厚度CT4满足：1.5<f4/CT4<2.5。
7.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，所述广角镜头的有效焦距f和所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：1.2<f/R2≤1.7。
8.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，所述第二透镜与所述第三透镜之间的轴上空气间隔T23和所述第三透镜与所述第四透镜之间的轴上空气间隔T34满足：0<T34/T23<0.3。
9.根据权利要求4所述的广角镜头，其特征在于，所述广角镜头的最大半视场角HFOV满足：TAN(HFOV)≥1.81。
10.根据权利要求8所述的广角镜头，其特征在于，所述第二透镜与所述第三透镜之间的轴上空气间隔T23和所述第三透镜与所述第四透镜之间的轴上空气间隔T34满足：0.09≤T34/T23≤0.18。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的广角镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面在最大有效半径处的矢高SAG21和所述第二透镜的物侧面的最大有效半径SD21满足：0.3<SAG21/SD21<0.5。
12.根据权利要求11所述的广角镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面在最大有效半径处的矢高SAG21和所述第二透镜的物侧面的最大有效半径SD21满足：0.35≤SAG21/SD21≤0.42。
13.根据权利要求1-10中任一项所述的广角镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面在最大有效半径处的矢高SAG42和所述第四透镜的中心厚度CT4满足：-1.0<SAG42/CT4≤-0.5。
14.一种成像装置，其特征在于，所述成像装置装备有权利要求1至13中任一项所述的广角镜头。
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| CN107238914A (zh) | 2017-10-10 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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