CN111208630A - 外接镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种外接镜头，搭载于成像设备镜头的物侧前方，从物侧到像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜以及孔径光阑，其中，第一透镜的物侧面为凸面、第一透镜的像侧面为凹面，第二透镜的像侧面为凹面，第三透镜的物侧面为凸面，第五透镜的物侧面为凸面；其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜均为玻璃透镜。本发明提供的外接镜头在保证成像质量的前提下，使成像设备的视场角达到200°以上，有效增加成像设备的拍摄范围和景深范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学透镜系统，特别涉及一种外接镜头。
背景技术
近些年，随着全景摄像与直播的兴起，人们对于超广角摄像的效果产生了极大的兴趣，然而大多搭载在手机、运动相机、DV相机等电子成像设备上的镜头视场角较小，这种小视场的镜头无法单独实现超大视场的拍摄效果，使得目前小视场的电子设备基本都是通过软件算法来后期处理实现大视场的效果，从而降低了拍摄画面的成像质量，增加噪点，进而影响视感。
现有技术中，为了弥补这一不足，得到更好的拍摄效果，通常会在电子设备的镜头处搭载外接镜头，由于配置外接镜头，相当于增加了电子设备镜头的原始焦距，在拍照时，配置有外接镜头的电子设备拍照的成像质量和光学变焦能力可与专业相机媲美，远超过设备本身的拍照效果。然而，虽然多数外接镜头增加了电子设备的镜头的原始焦距，但是视场范围仍然较小，且在拍摄时，拍出的图像中心清晰，但是图像的四周比较模糊；而且，现有的外接镜头的解像力不高，无法与高像素的成像设备进行匹配。
发明内容
基于此，本发明提供了一种外接镜头，在保证成像质量的前提下，增大镜头的视场角，有效增加成像设备的拍摄范围，其视场角范围可达200°以上，同时增加成像设备的景深范围，提供和普通镜头不一样的鱼眼拍摄效果。
本发明实施例提供一种外接镜头，用于搭载于成像设备镜头的物侧前方，所述外接镜头从物侧到像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜以及孔径光阑，其中，第一透镜的物侧面为凸面、第一透镜的像侧面为凹面，第二透镜的像侧面为凹面，第三透镜的物侧面为凸面，第五透镜的物侧面为凸面；其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜均为玻璃透镜。
相较现有技术，本发明中第一透镜为弯月形镜片有利于增大镜头的视场角，实现超广角的效果，第一透镜和第二透镜用于光线收集，减小入射光线的入射角，有利于后续镜片对像差的矫正，第二透镜和第三透镜搭配用于矫正场曲，第三透镜、第四透镜和第五透镜用于矫正球差、慧差等像差，第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜搭配用于矫正二级色差。各个透镜均为玻璃镜片可以使得镜头具有较好的热稳定性能以及机械强度，利于在极端环境下工作。
附图说明
图1为本发明第一实施例中外接镜头的结构示意图；
图2为本发明第二实施例中外接镜头的结构示意图；
图3为本发明第三实施例中外接镜头的结构示意图；
图4为本发明第四实施例中外接镜头的结构示意图；
图5为本发明第五实施例中外接镜头的结构示意图；
图6为本发明第六实施例中外接镜头的结构示意图；
图7为本发明第七实施例中外接镜头的结构示意图；
图8为本发明第八实施例中外接镜头的结构示意图；
图9为本发明第九实施例中外接镜头的结构示意图；
图10为本发明第十实施例中外接镜头的结构示意图；
图11为本发明第十一实施例中外接镜头的结构示意图；
图12为本发明第十二实施例中外接镜头搭配成像设备的结构示意图；
图13为本发明第十二实施例中成像设备的自有镜头的垂轴色差曲线图；
图14为本发明第十二实施例中外接镜头搭载成像设备后整个光学系统的垂轴色差曲线图；
图15为本发明第十二实施例中成像设备的自有镜头的MTF曲线图；
图16为本发明第十二实施例中外接镜头搭载成像设备后整个光学系统的MTF曲线图；
图17为本发明第十三实施例中外接镜头搭配成像设备的结构示意图；
图18为本发明第十三实施例中外接镜头搭载成像设备后整个光学系统的垂轴色差曲线图；
图19为本发明第十三实施例中外接镜头搭载成像设备后整个光学系统的MTF曲线图。
主要元件符号说明：
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种五片式的外接镜头光学系统，该外接镜头搭载于成像设备镜头的物侧前方，从物侧到像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜以及孔径光阑，其中，第一透镜的物侧面为凸面、第一透镜的像侧面为凹面，第二透镜的像侧面为凹面，第三透镜的物侧面为凸面，第五透镜的物侧面为凸面；其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜均为玻璃透镜。
在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
-40 mm＜f1＜-5 mm； （1）
10 mm＜r1＜100 mm； （2）
3 mm＜r2＜50 mm； （3）
1＜r1/r2＜10； （4）
其中，f1表示第一透镜的焦距，r1表示第一透镜的物侧面的曲率半径，r2表示第一透镜的像侧面的曲率半径。
满足上述条件式（1）至（4），可以保证第一透镜对光线的收集能力，有效扩大镜头的视场角，达到视场角大于200°的超广角效果。
若r1超过上限值，会导致光线入射角过大，影响镜头的相对照度，若r1超过下限值，会导致镜片加工困难，降低生产良率。
若r2超过上限值，则无法有效矫正出射光线的角度，不利于光线的收集，若r2超过下限值，则会使第一透镜的像侧面面型超过半球形状，导致无法加工。
在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
-10＜f1/r2+f2/r4＜0； （5）
-20 mm＜f2＜-3 mm； （6）
3 mm＜r4＜100 mm； （7）
其中，f1表示第一透镜的焦距，f2表示第二透镜的焦距，r2表示第一透镜像侧面的曲率半径，r4表示第二透镜像侧面的曲率半径。
由于外接镜头视场角很大（≥200°），会有很大的光线入射角，不利于光线入射后对不同视场（尤其是边缘视场）像差的矫正。
满足上述条件式（5）可以保证第一透镜和第二透镜的光焦度合理搭配以减小光线的出射角度，使得通过第二透镜后的出射光线与光轴夹角减小，以便于后续光学系统矫正光学像差。
满足条件式（6）和（7），可以保证第二透镜有足够的屈光度，同时保证第二透镜满足加工要求，保证加工良率。
在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
0 mm-1＜r4/(r5*L45)+r4/(r9*L49)＜2 mm-1； （8）
5 mm＜r5＜30 mm； （9）
4 mm＜r9＜25 mm； （10）
其中，L45表示第二透镜的像侧面与第三透镜物侧面在光轴上的距离，L49表示第二透镜的像侧面与第五透镜物的物侧面在光轴上的距离，r4表示第二透镜的像侧面的曲率半径，r5表示第三透镜的物侧面的曲率半径，r9表示第五透镜的物侧面的曲率半径。
由于入射光线在第三透镜的物侧面、第五透镜的物侧面和第二透镜的像侧面之间很容易产生二次反射的鬼影，满足上述条件式（8）至（10），可以有效消除光线在第三透镜的物侧面和第五透镜的物侧面反射再经过第二透镜的像侧面反射在成像面上产生的鬼影。
在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
10 mm＜f3＜40 mm； （11）
-1.5＜f2/f3＜-0.2； （12）
-0.1 mm-1＜L46/(f2*f3)＜0； （13）
其中，f2表示第二透镜的焦距，f3表示第三透镜的焦距，L46表示第二透镜的像侧面与第三透镜的像侧面在光轴上的距离。
满足上述条件（11）至（13），可以使第三透镜和第二透镜的光焦度满足正负相互配合来矫正场曲。
在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
-100 mm＜f4＜-10 mm； （14）
-1＜f3/f4＜-0.1； （15）
其中，f3表示第三透镜的焦距，f4表示第四透镜的焦距。
满足条件式（14）和（15），能够合理的分配第三透镜和第四透镜的光焦度，使正负透镜互相配合更好的矫正成像系统的像差。
在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
| f |＞500 mm； （16）
-2＜f2/f3+f5/f4＜0； （17）
其中，f2、f3、f4、f5依次表示第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的焦距，f表示外接镜头的焦距。
由于外接镜头在装配到相机上时，无法做到与原相机镜头的精密对接，两个之间存在较大的公差。满足上述条件式（16）和（17），可以有效降低外接镜头对公差的敏感度。可以保证外接镜头在装配时，允许在最大±0.5mm的公差范围内，成像质量基本不变。有效提高产品的可靠性，避免因为装配的差异对相机拍摄的成像质量产生影响。
在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
-0.5＜Pg,f2/Pg,f3-Pg,f4/Pg,f5＜0.1； （18）
其中，Pg,f2、Pg,f3、Pg,f4、Pg,f5依次表示第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的相对部分色散。
满足上述条件式（18），可以有效矫正外接镜头的二级色差，使不同波段的光（红光、绿光、蓝光）都可以得到有效的矫正，有效提升外接镜头的成像质量，避免拍摄的图像产生明显的蓝边或红边现象。
在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
0.4＜TTL/D＜0.9； （19）
其中，TTL表示外接镜头的光学总长，D表示外接镜头的最大有效口径。
满足上述条件式（19），可以有效地控制外接镜头的长度和口径，缩减外接镜头的体积，实现外接镜头系统的小型化，便于携带，同时有效地节省成本。在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
D1>D2>D3>D4>D5； （20）
其中，D1表示第一透镜的有效口径，D2表示第二透镜的有效口径，D3表示第三透镜的有效口径，D4表示第四透镜的有效口径，D5表示第五透镜的有效口径。
满足上述条件式（20），可以有效控制光线入射后在外接镜头内的光线口径依次减小，保证光线入射角度是逐步、平缓地减小，避免镜片结构造成光线入射角的突变，能够有效降低镜片的公差敏感度。
在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
L23>L45； （21）
L23>L89； （22）
其中，L23表示第一透镜的像侧面与第二透镜的物侧面在光轴上的距离，L45表示第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面在光轴上的距离，L89表示第四透镜的像侧面与第五透镜的物侧面在光轴上的距离。
由于第一透镜是口径最大且位置最靠外的镜片，在加工和组装上想要保证第一透镜有很小的公差是比较困难的，因此在设计上考虑降低第一透镜的公差敏感度，满足以上条件式（21）和（22），使得外接镜头中的第一透镜远离第二、第三、第四、第五透镜，并使得后四枚镜片在结构上更紧凑。这样可以有效降低第一透镜的公差敏感度。
在一些实施方式中，外接镜头满足以下条件式：
1.2<CT1/CT2<2； （23）
2<CT3/CT4<5； （24）
其中，CT1表示第一透镜的中心厚度，CT2表示第二透镜的中心厚度，CT3表示第三透镜的中心厚度，CT4表示第四透镜的中心厚度。
满足上述条件式（23）和（24），有利于保证外接镜头具有高像素、超广角的特点，同时有效矫正边缘视场的像差，以及整个像面的二级光谱，从而提高了外接镜头边缘的解像能力，使此外接镜头可以搭配高达2400万像素的芯片，并拥有良好的成像能力。
本发明中各个实施例中外接镜头的非球面的表面形状均满足下列方程：
其中，z表示曲面离开曲面顶点在光轴方向的距离，c表示曲面顶点的曲率，K表示二次曲面系数，h表示光轴到曲面的距离，B、C、D、E和F分别表示四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶曲面系数。
在以下各个实施例中，外接镜头中各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。
第一实施例
请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种外接镜头100从物侧到像侧依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、孔径光阑ST。
第一透镜L1具有负光焦度且第一透镜的物侧面S1为凸面、第一透镜的像侧面S2为凹面，第一透镜L1是玻璃球面透镜。
第二透镜L2具有负光焦度且第二透镜的物侧面S3和第二透镜的像侧面S4均为凹面，第二透镜L2是玻璃球面透镜。在本发明的其它实施例中，第二透镜L2还可以是玻璃非球面透镜。
第三透镜L3具有正光焦度且第三透镜的物侧面S5和第三透镜的像侧面S6均为凸面，第三透镜L3是玻璃球面透镜。在本发明的其它实施例中，第三透镜L3还可以是玻璃非球面透镜。
第四透镜L4具有负光焦度且第四透镜的物侧面S7为平面、第四透镜的像侧面S8为凹面，第四透镜L4是玻璃球面透镜。在本发明的其它实施例中，第四透镜L4还可以是玻璃非球面透镜。
第五透镜L5具有正光焦度且第五透镜的物侧面S9为凸面、第五透镜的像侧面S10为凹面，第五透镜L5是玻璃球面透镜。在本发明的其它实施例中，第五透镜L5还可以是玻璃非球面透镜。
孔径光阑ST位于第五透镜L5之后，孔径光阑ST的作用相当于外接镜头的出瞳位置。
本发明第一实施例中提供的外接镜头100中各个镜片的相关参数如表1-1所示。
表1-1
第二实施例
请参阅图2，所示为本实施例提供的一种外接镜头200的结构图。本实施例当中的外接镜头200与第一实施例当中的外接镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的外接镜头200的第二透镜的物侧面S3为凸面，第四透镜的物侧面S7为凹面，第五透镜的像侧面S10为平面，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表2-1所示。
表 2-1
第三实施例
请参阅图3，所示为本实施例提供的一种外接镜头300的结构图。本实施例当中的外接镜头300与第一实施例当中的外接镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的外接镜头300的第二透镜的像侧面S3为平面，第三透镜的像侧面S6为凹面，第四透镜的物侧面S7为凸面，第五透镜的像侧面S10为平面，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表3-1所示。
表 3-1
第四实施例
请参阅图4，所示为本实施例提供的一种外接镜头400的结构图。本实施例当中的外接镜头400与第一实施例当中的外接镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的外接镜头400的第三透镜L3和第四透镜L4组成粘合体，第三透镜的像侧面S6与第四透镜的物侧面S7组成粘合面，第五透镜的像侧面S10为平面，且第二透镜L2为玻璃非球面透镜，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表4-1所示。
表 4-1
本实施例的各透镜非球面的参数如表4-2所示。
表 4-2
第五实施例
请参阅图5，所示为本实施例提供的一种外接镜头500的结构图。本实施例当中的外接镜头500与第一实施例当中的外接镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的外接镜头500的第三透镜L3和第四透镜L4组成粘合体，第三透镜的像侧面S6与第四透镜的物侧面S7组成粘合面，第五透镜的像侧面S10为凸面，且第五透镜L5为玻璃非球面透镜，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表5-1所示。
表 5-1
本实施例的各透镜非球面的参数如表5-2所示。
表 5-2
第六实施例
请参阅图6，所示为本实施例提供的一种外接镜头600的结构图。本实施例当中的外接镜头600与第一实施例当中的外接镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的外接镜头600的第三透镜L3和第四透镜L4组成粘合体，第三透镜的像侧面S6与第四透镜的物侧面S7组成粘合面，且粘合面为平面，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表6-1所示。
表 6-1
第七实施例
请参阅图7，所示为本实施例提供的一种外接镜头700的结构图。本实施例当中的外接镜头700与第一实施例当中的外接镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的外接镜头700的第三透镜的像侧面S6为凹面，第四透镜的物侧面S7为凸面，第五透镜的像侧面S10为平面，且第四透镜L4、第五透镜L5均为玻璃非球面透镜，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表7-1所示。
表 7-1
本实施例的各透镜非球面的参数如表7-2所示。
表 7-2
第八实施例
请参阅图8，所示为本实施例提供的一种外接镜头800的结构图。本实施例当中的外接镜头800与第一实施例当中的外接镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的外接镜头800的第三透镜的像侧面S6为凹面，第四透镜的物侧面S7为凹面，第五透镜的像侧面S10为凸面，且第五透镜L5为玻璃非球面透镜，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表8-1所示。
表 8-1
本实施例的各透镜非球面的参数如表8-2所示。
表 8-2
第九实施例
请参阅图9，所示为本实施例提供的一种外接镜头900的结构图。本实施例当中的外接镜头900与第一实施例当中的外接镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的外接镜头900的第三透镜的像侧面S6为凹面，第四透镜的物侧面S7为凹面、第四透镜的像侧面S8为凸面，第五透镜的像侧面S10为平面，且第三透镜L3为玻璃非球面透镜，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表9-1所示。
表 9-1
本实施例的各透镜非球面的参数如表9-2所示。
表 9-2
第十实施例
请参阅图10，所示为本实施例提供的一种外接镜头1000的结构图。本实施例当中的外接镜头1000与第一实施例当中的外接镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的外接镜头1000的第四透镜的物侧面S7为凹面、第四透镜的像侧面S8为凸面，且第三透镜L3、第五透镜L5均为玻璃非球面透镜，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表10-1所示。
表 10-1
本实施例的各透镜非球面的参数如表10-2所示。
表 10-2
第十一实施例
请参阅图11，所示为本实施例提供的一种外接镜头1100的结构图。本实施例当中的外接镜头1100与第一实施例当中的外接镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的外接镜头1100的第三透镜的像侧面S6为凹面，第四透镜的物侧面S7为凸面，第五透镜的像侧面S10为凸面，且第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5均为玻璃非球面透镜，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表11-1所示。
表 11-1
本实施例的各透镜非球面的参数如表11-2所示。
表 11-2
表12-1和表12-2是上述11个实施例及其对应的光学特性，主要包括每个透镜的焦距以及视场角2θ和前面每个条件式对应的数值。
表12-1
| 条件式 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 2θ(°) | 202 | 210 | 206 | 210 | 202 | 204 |
| f<sub>1</sub>(mm) | -19.196 | -27.004 | -25.614 | -17.893 | -28.137 | -23.907 |
| f<sub>2</sub>(mm) | -8.651 | -9.417 | -8.882 | -13.000 | -7.154 | -8.755 |
| f<sub>3</sub>(mm) | 12.149 | 16.833 | 26.350 | 18.456 | 12.766 | 15.414 |
| f<sub>4</sub>(mm) | -19.529 | -24.609 | -49.467 | -56.890 | -22.408 | -24.471 |
| f<sub>5</sub>(mm) | 9.560 | 11.082 | 10.230 | 13.709 | 11.515 | 10.068 |
| r<sub>1</sub>(mm) | 37.876 | 36.501 | 35.365 | 32.761 | 34.588 | 41.197 |
| r<sub>2</sub>(mm) | 11.688 | 14.360 | 13.732 | 10.090 | 13.760 | 13.945 |
| r<sub>4</sub>(mm) | 8.712 | 8.395 | 8.036 | 64.113 | 6.873 | 9.214 |
| r<sub>5</sub>(mm) | 10.897 | 10.523 | 11.269 | 16.698 | 7.820 | 13.139 |
| r<sub>9</sub>(mm) | 7.066 | 8.494 | 7.841 | 7.103 | 7.298 | 9.082 |
| r<sub>1</sub>/r<sub>2</sub> | 3.241 | 2.542 | 2.575 | 3.247 | 2.514 | 2.954 |
| f<sub>1</sub>/r<sub>2</sub>+f<sub>2</sub>/r<sub>4</sub> | -2.635 | -3.002 | -2.971 | -1.976 | -3.086 | -2.665 |
| r<sub>4</sub>/(r<sub>5</sub>*L<sub>45</sub>)+r<sub>4</sub>/(r<sub>9</sub>*L<sub>49</sub>) | 0.102 | 0.089 | 0.091 | 0.101 | 0.072 | 0.107 |
| f<sub>2</sub>/f<sub>3</sub> | -0.712 | -0.559 | -0.337 | -0.704 | -0.560 | -0.568 |
| f<sub>3</sub>/f<sub>4</sub> | -0.622 | -0.684 | -0.532 | -0.324 | -0.570 | -0.630 |
| L<sub>46</sub>/(f<sub>2</sub>*f<sub>3</sub>) | -0.028 | -0.025 | -0.014 | -0.013 | -0.056 | -0.022 |
| |f| | 2403.778 | 539.689 | 1127.969 | 1310.219 | 532.574 | 789.842 |
| f<sub>2</sub>/f<sub>3</sub>+f<sub>5</sub>/f<sub>4</sub> | -1.202 | -1.010 | -0.544 | -0.945 | -1.074 | -0.979 |
| TTL/D | 0.473 | 0.580 | 0.564 | 0.585 | 0.654 | 0.569 |
| P<sub>g,f2</sub>/P<sub>g,f3</sub>-P<sub>g,f4</sub>/P<sub>g,f5</sub> | -0.107 | 0.071 | 0.071 | -0.089 | -0.175 | -0.106 |
| CT<sub>1</sub>/CT<sub>2</sub> | 1.485 | 1.925 | 1.906 | 1.919 | 1.903 | 1.371 |
| CT<sub>3</sub>/CT<sub>4</sub> | 2.392 | 3.937 | 2.808 | 3.287 | 4.772 | 3.451 |
表12-2
| 条件式 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 |
| 2θ(°) | 206 | 210 | 201 | 200 | 214 |
| f<sub>1</sub>(mm) | -18.301 | -21.411 | -15.644 | -15.075 | -15.458 |
| f<sub>2</sub>(mm) | -10.316 | -8.614 | -12.146 | -16.479 | -12.389 |
| f<sub>3</sub>(mm) | 27.922 | 14.379 | 18.626 | 13.325 | 14.797 |
| f<sub>4</sub>(mm) | -32.711 | -34.066 | -72.262 | -62.644 | -62.193 |
| f<sub>5</sub>(mm) | 8.715 | 11.016 | 12.393 | 24.591 | 14.573 |
| r<sub>1</sub>(mm) | 31.888 | 33.981 | 34.823 | 49.938 | 29.647 |
| r<sub>2</sub>(mm) | 10.671 | 11.520 | 9.345 | 9.953 | 8.822 |
| r<sub>4</sub>(mm) | 11.351 | 7.826 | 11.923 | 79.163 | 20.745 |
| r<sub>5</sub>(mm) | 11.110 | 9.224 | 8.460 | 12.355 | 9.712 |
| r<sub>9</sub>(mm) | 6.669 | 8.192 | 7.953 | 14.507 | 13.181 |
| r<sub>1</sub>/r<sub>2</sub> | 2.988 | 2.950 | 3.726 | 5.017 | 3.360 |
| f<sub>1</sub>/r<sub>2</sub>+f<sub>2</sub>/r<sub>4</sub> | -2.624 | -2.959 | -2.693 | -1.723 | -2.349 |
| r<sub>4</sub>/(r<sub>5</sub>*L<sub>45</sub>)+r<sub>4</sub>/(r<sub>9</sub>*L<sub>49</sub>) (mm<sup>-1</sup>) | 0.178 | 0.130 | 0.415 | 1.377 | 0.496 |
| f<sub>2</sub>/f<sub>3</sub> | -0.369 | -0.599 | -0.652 | -1.237 | -0.837 |
| f<sub>3</sub>/f<sub>4</sub> | -0.854 | -0.422 | -0.258 | -0.213 | -0.238 |
| L<sub>46</sub>/(f<sub>2</sub>*f<sub>3</sub>) | -0.009 | -0.030 | -0.013 | -0.013 | -0.016 |
| |f|(mm) | 679.994 | 872.807 | 657.517 | 716.972 | 815.215 |
| f<sub>2</sub>/f<sub>3</sub>+f<sub>5</sub>/f<sub>4</sub> | -0.636 | -0.922 | -0.824 | -1.629 | -1.072 |
| TTL/D | 0.581 | 0.582 | 0.601 | 0.638 | 0.634 |
| P<sub>g,f2</sub>/P<sub>g,f3</sub>-P<sub>g,f4</sub>/P<sub>g,f5</sub> | 0.070 | -0.098 | -0.106 | -0.207 | -0.063 |
| CT<sub>1</sub>/CT<sub>2</sub> | 1.864 | 1.899 | 1.921 | 1.884 | 1.872 |
| CT<sub>3</sub>/CT<sub>4</sub> | 2.873 | 3.646 | 2.077 | 3.700 | 3.839 |
第十二实施例
上述任一实施例的外接镜头可以搭载于成像设备的镜头的物侧前方，成像设备可以是智能手机、移动终端、运动相机等电子设备。
请参阅图12，本实施例提供的一种搭载了外接镜头的成像设备1200，包括上述任一实施例中的外接镜头（例如第一实施例中的外接镜头100）。该成像设备1200包括内置的自有镜头1210和成像元件1220，自有镜头1210可以是多片组合透镜，在本实施例中，自有镜头1210是由六片镜片组成；成像元件1220可以是CMOS（Complementary Metal OxideSemiconductor，互补性金属氧化物半导体）图像传感器，还可以是CCD（Charge CoupledDevice，电荷耦合器件）图像传感器。
成像设备1200的自有镜头1210与搭载了外接镜头100后的整体镜头的光学参数对比如表13所示：
表13
| 光学参数 | 自有镜头 | 搭载外接镜头后的整体镜头 |
| 视场角2θ(°) | 100 | 202 |
| 有效焦距EFL(mm) | 3.51 | 2.34 |
| 光圈值F# | 2.8 | 2.8 |
由表13可知，成像设备1200在搭载外接镜头100后，整个设备的光学系统的视场角2θ由100°增大到202°，可以实现超广角的拍摄效果；同时整个光学系统的有效焦距EFL减小，可实现增大景深的效果，为相机提供更广的拍摄范围。图13和图15分别是自有镜头1210的垂轴色差和MTF曲线图，图14和图16分别是成像设备1200搭载了外接镜头100后整个光学系统的垂轴色差和MTF曲线图。从图13和图14可以看出成像设备1200搭载外接镜头100后，整个光学系统的垂轴色差在半视场角θ≤101°范围内均小于5μm，明显优于搭载外接镜头100前的垂轴色差，说明搭载了外接镜头100后整体镜头的视场角大幅增加且能够有效地矫正边缘视场的色差以及整个像面的二级光谱。从图15和图16可以看出搭载外接镜头100后的整个光学系统的MTF曲线更加集中，对应视场的MTF值在低、中、高频均有提升，边缘视场在低频处也能保证较高的MTF值，说明搭载外接镜头100后整个光学系统不仅保证了原镜头的成像质量，而且在图像边缘也能达到良好的解像力，保证拍摄图像全画幅整体的清晰度。
第十三实施例
请参阅图17，本实施例提供的一种搭载了外接镜头的成像设备1200，与第十二实施例中的成像设备的结构基本相同，不同之处在于：本实施例搭载的外接镜头为第五实施例中的外接镜头500。成像设备1200的自有镜头1210与搭载了外接镜头500后的整体镜头的光学参数对比如表14所示：
表14
| 光学参数 | 自有镜头 | 搭载外接镜头后的整体镜头 |
| 视场角2θ(°) | 100 | 202 |
| 有效焦距EFL(mm) | 3.51 | 2.27 |
| 光圈值F# | 2.8 | 2.8 |
由表14可知，成像设备1200在搭载外接镜头500后，整个设备的光学系统的视场角2θ增大到202°，在镜头前方可以实现超广角的拍摄效果；同时整个光学系统的有效焦距EFL减小，可实现增大景深的效果，为相机提供更广的拍摄范围。图13和图15分别是自有镜头1210的垂轴色差和MTF曲线图，图18和图19分别是成像设备1200搭载了外接镜头500后整个光学系统的垂轴色差和MTF曲线图。从图13和图18可以看出成像设备1200搭载外接镜头500后，整个光学系统的垂轴色差在半视场角θ≤101°范围内均小于5.5μm，明显优于搭载外接镜头500前的垂轴色差，说明搭载了外接镜头500后整体镜头的视场角大幅增加且能够有效地矫正边缘视场的色差。从图15和图19可以看出搭载外接镜头500后的整个光学系统的MTF曲线更加集中，对应视场的MTF值在低、中、高频均有提升，同时边缘视场依然可以达到较高的MTF值，说明搭载外接镜头500后整个光学系统不仅保证了自有镜头1210的成像质量，而且在图像边缘也能达到良好的解像力，保证拍摄图像全画幅整体的清晰度。
综上所述，本发明提供的外接镜头至少具有以下几个优点：
（1）本发明提供的外接镜头中，本发明中第一透镜为弯月形镜片有利于增大镜头的视场角，实现视场角大于200°的超广角的拍摄效果；第一透镜和第二透镜用于光线收集，减小入射光线的入射角，有利于后续镜片对像差的矫正；第二透镜和第三透镜搭配用于矫正场曲；第三透镜、第四透镜和第五透镜用于矫正球差、慧差等像差；第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜搭配用于矫正二级色差。各个透镜均为玻璃镜片可以使得该外接镜头具有较好的热稳定性能以及机械强度，利于在极端环境下工作。
（2）本发明提供的外接镜头在与成像设备搭配时，在保证成像质量的前提下，可以拍摄更宽广的画面，其视场角范围可达200°以上，同时增加相机的景深范围，使拍摄的图像四周成像也很清晰。
以上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 (13)
1.一种外接镜头，其特征在于，用于搭载于成像设备镜头的物侧前方，所述外接镜头从物侧到像侧依次包括：
具有负光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面、所述第一透镜的像侧面为凹面；
具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；
具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面；
具有负光焦度的第四透镜；
具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜的物侧面为凸面；
孔径光阑；
其中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜均为玻璃透镜。
2.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述第三透镜与所述第四透镜可以组成粘合体。
3.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
-40 mm＜f1＜-5 mm；
10 mm＜r1＜100 mm；
3 mm＜r2＜50 mm；
1＜r1/r2＜10；
其中，f1表示所述第一透镜的焦距，r1表示所述第一透镜的物侧面的曲率半径，r2表示所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
-10＜f1/r2+f2/r4＜0；
-20 mm＜f2＜-3 mm；
3 mm＜r4＜100 mm；
其中，f1表示所述第一透镜的焦距，f2表示所述第二透镜的焦距，r2表示所述第一透镜的像侧面的曲率半径，r4表示所述第二透镜的像侧面的曲率半径。
5.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
0 mm-1＜r4/(r5*L45)+r4/(r9*L49)＜2 mm-1；
5 mm＜r5＜30 mm；
4 mm＜r9＜25 mm；
其中，L45表示所述第二透镜的像侧面与所述第三透镜的物侧面在光轴上的距离，L49表示所述第二透镜的像侧面与所述第五透镜的物侧面在光轴上的距离，r4表示所述第二透镜的像侧面的曲率半径，r5表示所述第三透镜的物侧面的曲率半径，r9表示所述第五透镜的物侧面的曲率半径。
6.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
10 mm＜f3＜40 mm；
-1.5＜f2/f3＜-0.2；
-0.1 mm-1＜L46/(f2*f3)＜0；
其中，f2表示所述第二透镜的焦距，f3表示所述第三透镜的焦距，L46表示所述第二透镜的像侧面与所述第三透镜的像侧面在光轴上的距离。
7.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
-100 mm＜f4＜-10 mm；
-1＜f3/f4＜-0.1；
其中，f3表示所述第三透镜的焦距，f4表示所述第四透镜的焦距。
8.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
| f |＞500 mm；
-2＜f2/f3+f5/f4＜0；
其中，f2、f3、f4、f5依次表示所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的焦距，f表示所述外接镜头的焦距。
9.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
-0.5＜Pg,f2/Pg,f3-Pg,f4/Pg,f5＜0.1；
其中，Pg,f2、Pg,f3、Pg,f4、Pg,f5依次表示所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的相对部分色散。
10.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
0.4＜TTL/D＜0.9；
其中，TTL表示所述外接镜头的光学总长，D表示所述外接镜头的最大有效口径。
11.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
D1>D2>D3>D4>D5；
其中，D1表示所述第一透镜的有效口径，D2表示所述第二透镜的有效口径，D3表示所述第三透镜的有效口径，D4表示所述第四透镜的有效口径，D5表示所述第五透镜的有效口径。
12.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
L23>L45；
L23>L89；
其中，L23表示所述第一透镜的像侧面与所述第二透镜的物侧面在光轴上的距离，L45表示所述第二透镜的像侧面与所述第三透镜的物侧面在光轴上的距离，L89表示所述第四透镜的像侧面与所述第五透镜的物侧面在光轴上的距离。
13.根据权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述外接镜头满足以下条件式：
1.2<CT1/CT2<2；
2<CT3/CT4<5；
其中，CT1表示所述第一透镜的中心厚度，CT2表示所述第二透镜的中心厚度，CT3表示所述第三透镜的中心厚度，CT4表示所述第四透镜的中心厚度。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115166941A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-11 | 江西晶超光学有限公司 | 光学镜头、摄像模组及电子设备 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030133199A1 (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-17 | Akihide Inoue | Wide converter lens system for both underwater and above-water use |
| EP1837691A1 (en) * | 2006-03-23 | 2007-09-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Fisheye converter for a telephoto zoom lens |
| JP2009210692A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Canon Inc | ワイドコンバーターレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| CN106932885A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-07-07 | 广东思锐光学股份有限公司 | 一种鱼眼镜头 |
| CN206321861U (zh) * | 2016-12-07 | 2017-07-11 | 深圳市爱科环球实业有限公司 | 一种使手机拍摄出广角效果图像的外接镜头 |
| CN110703420A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-01-17 | 江西联创电子有限公司 | 外接镜头 |
-
2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030133199A1 (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-17 | Akihide Inoue | Wide converter lens system for both underwater and above-water use |
| EP1837691A1 (en) * | 2006-03-23 | 2007-09-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Fisheye converter for a telephoto zoom lens |
| JP2009210692A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Canon Inc | ワイドコンバーターレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| CN206321861U (zh) * | 2016-12-07 | 2017-07-11 | 深圳市爱科环球实业有限公司 | 一种使手机拍摄出广角效果图像的外接镜头 |
| CN106932885A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-07-07 | 广东思锐光学股份有限公司 | 一种鱼眼镜头 |
| CN110703420A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-01-17 | 江西联创电子有限公司 | 外接镜头 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115166941A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-11 | 江西晶超光学有限公司 | 光学镜头、摄像模组及电子设备 |
| CN115166941B (zh) * | 2022-07-08 | 2023-08-08 | 江西晶超光学有限公司 | 光学镜头、摄像模组及电子设备 |
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