CN114779432B - 一种广角度光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种广角度光学镜头，其特征在于，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、光圈、具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜。本发明的广角度光学镜头，适用于景物拍摄装置中，具有良好的广视角成像效果，在近物侧设置了具有负光焦度的第一透镜和第二透镜，使得最大半视场角可达到53度左右。结构上采用五个透镜配合成像，透镜数量少，有利于降低生产成本，而且系统总长TTL能够降低至1.0mm左右，有利于保证小型化的同时提高半视场角，实现超广角的特性，并有效修正各类像差，提升成像质量。

Description

一种广角度光学镜头
技术领域
本发明涉及光学透镜技术领域，具体涉及一种广角度光学镜头。
背景技术
随着科技的发展，景物拍摄装置逐步兴起，景物拍摄设备的光学系统感光元件不外乎是感光耦合元件或互补性氧化金属半导体元件两种，随着半导体制程技术的精进，感光元件的像素尺寸缩小，光学系统趋向于更高像素，更高成像质量。
为了满足该趋势，对于搭载在手机、数码相机、汽车等摄像装置上的景物拍摄装置也进一步要求高像质、小型化及广角化。为了实现超广角化，透镜片数易于增多，不利于镜头的小型化及轻量化；同时对减小各像差有所限制，不利于提高成像质量。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种广角度光学镜头，有利于保证小型化的同时提高半视场角，实现超广角的特性，并有效修正各类像差，提升成像质量。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决：
一种广角度光学镜头，从物侧到像侧包括五片透镜：第一透镜、第二透镜、光圈、第三透镜、第四透镜、第五透镜。本发明仅采用五个透镜配合成像，透镜数量少，有利于降低生产成本，而且系统总长TTL能够降低至1mm左右，有助于缩小广视角成像透镜组的整体总长度，并具有较佳的收光效果。
其中，所述第一透镜具有负光焦度，所述第一透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第一透镜的像侧面近光轴处为凹面；
所述第二透镜具有正光焦度，所述第二透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面近光轴处为凹面；通过在物侧设置具有负光焦度的所述第一透镜和所述第二透镜，可接收较大角度范围的入射光线，提高广视角成像透镜组的收光范围，经测试，半视场角最大可达到53度左右。
此外，在第二透镜的近像侧还设置有光圈，用以减少杂散光。
所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜的物侧面近光轴处为凹面，所述第三透镜的像侧面近光轴处为凸面。
所述第四透镜具有负光焦度，所述第四透镜的物侧面近光轴处为凹面，所述第四透镜的像侧面近光轴处为凸面；
所述第五透镜具有正光焦度，所述第五透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第五透镜的像侧面近光轴处为凹面。
通过所述第一透镜、所述第二透镜、所述第五透镜具有负光焦度，所述第三透镜以及所述第四透镜具有正光焦度的设计，可以有效扩大视场角及矫正场曲。
具体的，所述广角度光学镜头满足以下条件：
1.5mm<EFL<3.0mm；
其中，EFL为所述广角度光学镜头的有效焦距。
具体的，所述广角度光学镜头满足以下条件：
2.4<Fno<2.65；
其中，Fno为所述广角度光学镜头的光圈值。
具体的，所述广角度光学镜头满足以下条件：
50度<HFOV<55度；
其中，HFOV为所述广角度光学镜头的半视场角。
具体的，所述第二透镜的物侧面、像侧面的曲率半径分别为R1及R2，所述广角度光学镜头满足以下条件：
12<R2/R1<40。
具体的，所述第一透镜的色散系数为V1，所述第二透镜的色散系数为V2，所述第三透镜的色散系数为V3，所述第四透镜的色散系数为V4，所述第五透镜的色散系数为V5，所述广角度光学镜头满足以下条件：
20<V1＝V4<V2＝V3＝V5<50。
具体的，所述第五透镜的像侧面一侧还设有滤光片。
本发明的有益效果是：
本发明的广角度光学镜头，适用于景物拍摄装置中，具有良好的广视角成像效果，在近物侧设置了具有负光焦度的第一透镜和第二透镜，使得最大半视场角可达到53度左右。结构上采用五个透镜配合成像，透镜数量少，有利于降低生产成本，而且系统总长TTL能够降低至1.0mm左右，有利于保证小型化的同时提高半视场角，实现超广角的特性，并有效修正各类像差，提升成像质量。
附图说明
图1为实施例1的广角度光学镜头的结构示意图。
图2为实施例1的广角度光学镜头的场曲像差图。
图3为实施例1的广角度光学镜头的畸变像差图。
图4为实施例1的广角度光学镜头的纵向球差图。
图5为实施例2的广角度光学镜头的结构示意图。
图6为实施例2的广角度光学镜头的场曲像差图。
图7为实施例2的广角度光学镜头的畸变像差图。
图8为实施例2的广角度光学镜头的纵向球差图。
图9为实施例3的广角度光学镜头的结构示意图。
图10为实施例3的广角度光学镜头的场曲像差图。
图11为实施例3的广角度光学镜头的畸变像差图。
图12为实施例3的广角度光学镜头的纵向球差图。
附图标记为：第一透镜10、第二透镜20、光圈30、第三透镜40、第四透镜50、第五透镜60、滤光片70、成像面80。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
图1为本发明实施例1的广角度光学镜头的结构示意图。图2为本发明广角度光学镜头的场曲(Field Curve)像差图。图3为本发明广角度光学镜头的畸变(Distortion)像差图。图4为本发明广角度光学镜头的纵向球差图(Longitudinal Spherical Aberration)。
如图1所示，实施例1的一种广角度光学镜头，从物侧到像侧包括五片透镜，依次包括：
具有负光焦度的第一透镜10，材质为塑胶，第一透镜10的物侧面L1a近光轴处为凸面，第一透镜10的像侧面L1b近光轴处为凹面；
具有正光焦度的第二透镜20，材质为塑胶，第二透镜20的物侧面L2a近光轴处为凸面，第二透镜20的像侧面L2b近光轴处为凹面；
光圈30；
具有正光焦度的第三透镜40，材质为塑胶，第三透镜40的物侧面L3a近光轴处为凹面，第三透镜40的像侧面L3b近光轴处为凸面；
具有负光焦度的第四透镜50，材质为塑胶，第四透镜50的物侧面L4a近光轴处为凹面，第四透镜50的像侧面L4b近光轴处为凸面；
具有正光焦度的第五透镜60，材质为塑胶，第五透镜60的物侧面L5a近光轴处为凸面，第五透镜60的像侧面L5b近光轴处为凹面；
滤光片70，滤光片70设置在第五透镜60的像侧面一侧，滤光片70的材质为玻璃，滤光片70远离第五透镜60的一侧为成像面80。
本实施例中，第二透镜20的物侧面L2a、像侧面L2b的曲率半径分别为R1及R2，R1＝1.791mm，R2＝22.852mm。
本实施例中，第一透镜10的色散系数为V1，V1＝20.4，第二透镜20的色散系数为V2，V2＝56.0，第三透镜40的色散系数为V3，V3＝56.0，第四透镜50的色散系数为V4，V4＝20.4，第五透镜60的色散系数为V5，V5＝56.0。
上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下：
其中，X：非球面上距离光轴为Y的点与非球面与光轴的切面间的距离；
Y：非球面上的点与光轴间的垂直距离；
R：透镜于近光轴处的曲率半径；
K：锥面系数；
Ai：第i阶非球面系数。
实施例1的广角度光学镜头的有效焦距为EFL，光圈值(F-number)为Fno，系统总长(Total Track Length)为TTL，最大视角的一半为HFOV(Half Field of View)，其数值如下：EFL＝2.609mm，Fno＝2.466，TTL＝4.49989mm，HFOV＝53.66度。
第一透镜10的焦距为f1，f1＝-7.36mm，第二透镜20的焦距为f2，f2＝3.54mm，第三透镜40的焦距为f3，f3＝2.73mm，第四透镜50的焦距为f4，f4＝-3.63mm，第五透镜60的焦距为f5，f5＝6.05mm。
请参见下方表1，其为本发明实施例1的广角度光学镜头的详细光学数据。其中，第一透镜10的物侧面标示为表面L1a、像侧面标示为表面L1b，其它各透镜表面则依此类推；表中标示为ASP的透镜表面，例如第一透镜10的物侧面11a，则表示该表面为非球面；表中距离字段的数值代表该表面至下一表面的距离，例如第一透镜10的物侧面至像侧面的距离为0.450mm，表示第一透镜10的厚度为0.450mm。其它可依此类推，以下不再重述。
请参见表2，其为本发明实施例1的各透镜表面的非球面系数。其中，K为非球面曲线方程式中的锥面系数，A2至A12则代表各表面第2阶至第12阶非球面系数。例如第一透镜10的物侧面的锥面系数K为1.65E-01。其它可依此类推，以下不再重述。此外，以下各实施例的表格系对应至各实施例的广角度光学镜头，各表格的定义是与实施例1相同，故在以下实施例中不再加以赘述。
表1
表2
实施例2
图5为本发明实施例2的广角度光学镜头的结构示意图。图6为本发明广角度光学镜头的场曲(Field Curve)像差图。图7为本发明广角度光学镜头的畸变(Distortion)像差图。图8为本发明广角度光学镜头的纵向球差图(Longitudinal Spherical Aberration)。
如图5所示，实施例2的一种广角度光学镜头，从物侧到像侧包括五片透镜，依次包括：
具有负光焦度的第一透镜10，材质为塑胶，第一透镜10的物侧面L1a近光轴处为凸面，第一透镜10的像侧面L1b近光轴处为凹面；
具有正光焦度的第二透镜20，材质为塑胶，第二透镜20的物侧面L2a近光轴处为凸面，第二透镜20的像侧面L2b近光轴处为凹面；
光圈30；
具有正光焦度的第三透镜40，材质为塑胶，第三透镜40的物侧面L3a近光轴处为凹面，第三透镜40的像侧面L3b近光轴处为凸面；
具有负光焦度的第四透镜50，材质为塑胶，第四透镜50的物侧面L4a近光轴处为凹面，第四透镜50的像侧面L4b近光轴处为凸面；
具有正光焦度的第五透镜60，材质为塑胶，第五透镜60的物侧面L5a近光轴处为凸面，第五透镜60的像侧面L5b近光轴处为凹面；
滤光片70，滤光片70设置在第五透镜60的像侧面L5a一侧，滤光片70的材质为玻璃，滤光片70远离第五透镜60的一侧为成像面80。
本实施例中，第二透镜20的物侧面L2a、像侧面L2b的曲率半径分别为R1及R2，R1＝1.840mm，R2＝47.466mm。
本实施例中，第一透镜10的色散系数为V1，V1＝20.4，第二透镜20的色散系数为V2，V2＝56.0，第三透镜40的色散系数为V3，V3＝56.0，第四透镜50的色散系数为V4，V4＝20.4，第五透镜60的色散系数为V5，V5＝56.0。
本实施例中，第五透镜60的像侧面L5b一侧还设有滤光片70，滤光片70的材质为玻璃。
上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下：
其中，X：非球面上距离光轴为Y的点与非球面与光轴的切面间的距离；
Y：非球面上的点与光轴间的垂直距离；
R：透镜于近光轴处的曲率半径；
K：锥面系数；
Ai：第i阶非球面系数。
实施例1的广角度光学镜头的有效焦距为EFL，光圈值(F-number)为Fno，系统总长(Total Track Length)为TTL，最大视角的一半为HFOV(Half Field of View)，其数值如下：EFL＝2.561mm，Fno＝2.543，TTL＝4.51377mm，HFOV＝53.66度。
第一透镜10的焦距为f1，f1＝-6.84mm，第二透镜20的焦距为f2，f2＝3.50mm，第三透镜40的焦距为f3，f3＝2.69mm，第四透镜50的焦距为f4，f4＝-2.92mm，第五透镜60的焦距为f5，f5＝3.92mm。
请参见下方表3，其为本发明实施例2的广角度光学镜头的详细光学数据。其中，第一透镜10的物侧面标示为表面L1a、像侧面标示为表面L1b，其它各透镜表面则依此类推；表中标示为ASP的透镜表面，例如第一透镜10的物侧面11a，则表示该表面为非球面；表中距离字段的数值代表该表面至下一表面的距离，例如第一透镜10的物侧面至像侧面的距离为0.455mm，表示第一透镜10的厚度为0.455mm。其它可依此类推，以下不再重述。
表3
实施例3
图9为本发明实施例3的广角度光学镜头的结构示意图。图10为本发明广角度光学镜头的场曲(Field Curve)像差图。图11为本发明广角度光学镜头的畸变(Distortion)像差图。图12为本发明广角度光学镜头的纵向球差图(Longitudinal SphericalAberration)。
如图9所示，实施例3的一种广角度光学镜头，从物侧到像侧包括五片透镜，依次包括：
具有负光焦度的第一透镜10，材质为塑胶，第一透镜10的物侧面L1a近光轴处为凸面，第一透镜10的像侧面L1b近光轴处为凹面；
具有正光焦度的第二透镜20，材质为塑胶，第二透镜20的物侧面L2a近光轴处为凸面，第二透镜20的像侧面L2b近光轴处为凹面；
光圈30；
具有正光焦度的第三透镜40，材质为塑胶，第三透镜40的物侧面L3a近光轴处为凹面，第三透镜40的像侧面L3b近光轴处为凸面；
具有负光焦度的第四透镜50，材质为塑胶，第四透镜50的物侧面L4a近光轴处为凹面，第四透镜50的像侧面L4b近光轴处为凸面；
具有正光焦度的第五透镜60，材质为塑胶，第五透镜60的物侧面L5a近光轴处为凸面，第五透镜60的像侧面L5b近光轴处为凹面；
滤光片70，滤光片70设置在第五透镜60的像侧面L5b一侧，滤光片70的材质为玻璃，滤光片70远离第五透镜60的一侧为成像面80。
本实施例中，第二透镜20的物侧面L2a、像侧面L2b的曲率半径分别为R1及R2，R1＝1.849mm，R2＝64.369mm。
本实施例中，第一透镜10的色散系数为V1，V1＝20.4，第二透镜20的色散系数为V2，V2＝56.0，第三透镜40的色散系数为V3，V3＝56.0，第四透镜50的色散系数为V4，V4＝20.4，第五透镜60的色散系数为V5，V5＝56.0。
上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下：
其中，X：非球面上距离光轴为Y的点与非球面与光轴的切面间的距离；
Y：非球面上的点与光轴间的垂直距离；
R：透镜于近光轴处的曲率半径；
K：锥面系数；
Ai：第i阶非球面系数。
实施例3的广角度光学镜头的有效焦距为EFL，光圈值(F-number)为Fno，系统总长(Total Track Length)为TTL，最大视角的一半为HFOV(Half Field of View)，其数值如下：EFL＝1.994mm，Fno＝2.450，TTL＝4.23749mm，HFOV＝53.66度。
第一透镜10的焦距为f1，f1＝-4.94mm，第二透镜20的焦距为f2，f2＝3.48mm，第三透镜40的焦距为f3，f3＝2.48mm，第四透镜50的焦距为f4，f4＝-6.38mm，第五透镜60的焦距为f5，f5＝3.70mm。
请参见下方表4，其为本发明实施例3的广角度光学镜头的详细光学数据。其中，第一透镜10的物侧面标示为表面L1a、像侧面标示为表面L1b，其它各透镜表面则依此类推；表中标示为ASP的透镜表面，例如第一透镜10的物侧面11a，则表示该表面为非球面；表中距离字段的数值代表该表面至下一表面的距离，例如第一透镜10的物侧面至像侧面的距离为0.405mm，表示第一透镜10的厚度为0.405mm。其它可依此类推，以下不再重述。
表4
以上实施例仅表达了本发明的3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 (6)

1.一种广角度光学镜头，其特征在于，从物侧到像侧依次由以下部件组成：
具有负光焦度的第一透镜(10)，所述第一透镜(10)的物侧面近光轴处为凸面，所述第一透镜(10)的像侧面近光轴处为凹面；
具有负光焦度的第二透镜(20)，所述第二透镜(20)的物侧面近光轴处为凸面，所述第二透镜(20)的像侧面近光轴处为凹面；所述第二透镜(20)的物侧面、像侧面的曲率半径分别为R1及R2，12<(R2/R1)<40；
光圈(30)；
具有正光焦度的第三透镜(40)，所述第三透镜(40)的物侧面近光轴处为凹面，所述第三透镜(40)的像侧面近光轴处为凸面；
具有正光焦度的第四透镜(50)，所述第四透镜(50)的物侧面近光轴处为凹面，所述第四透镜(50)的像侧面近光轴处为凸面；
具有负光焦度的第五透镜(60)，所述第五透镜(60)的物侧面近光轴处为凸面，所述第五透镜(60)的像侧面近光轴处为凹面。
2.根据权利要求1所述的一种广角度光学镜头，其特征在于，所述广角度光学镜头满足以下条件：
1.5mm<EFL<3.0mm；
其中，EFL为所述广角度光学镜头的有效焦距。
3.根据权利要求1所述的一种广角度光学镜头，其特征在于，所述广角度光学镜头满足以下条件：
2.4<Fno<2.65；
其中，Fno为所述广角度光学镜头的光圈(30)值。
4.根据权利要求1所述的一种广角度光学镜头，其特征在于，所述广角度光学镜头满足以下条件：
50度<HFOV<55度；
其中，HFOV为所述广角度光学镜头的半视场角。
5.根据权利要求1所述的一种广角度光学镜头，其特征在于，所述第一透镜(10)的色散系数为V1，所述第二透镜(20)的色散系数为V2，所述第三透镜(40)的色散系数为V3，所述第四透镜(50)的色散系数为V4，所述第五透镜(60)的色散系数为V5，所述广角度光学镜头满足以下条件：
20<V1＝V4<V2＝V3＝V5<50。
6.根据权利要求1所述的一种广角度光学镜头，其特征在于，所述第五透镜(60)的像侧面一侧还设有滤光片(70)。
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