CN116755219B - 外置长焦微距镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种外置长焦微距镜头，外置长焦微距镜头的透镜数量为五个，沿光轴从物侧到像侧由依次排布的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜组成；第一透镜具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜具有负光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜具有负光焦度，第五透镜具有正光焦度，第四透镜与第五透镜组合形成组合透镜，组合透镜的物侧面为凹面或者平面，像侧面为凸面。本发明在配合手机镜头使用时满足近距离拍摄实现长焦微距拍摄的前提下还实现了低畸变度且高MTF解析度。

Description

外置长焦微距镜头
技术领域
本发明涉及透镜成像技术领域，特别涉及一种外置长焦微距镜头。
背景技术
“微距”意为在较近距离以大倍率进行的拍摄，人眼往往对近于15cm的物体就看不清了，而专业微距镜头的光学校正按近拍的需要进行设计，能够对细菌、花朵等微小景物近距离拍摄，得到1:1或大于1的景物照片；按德国的工业标准，成像比例大于1∶1的均为微距摄影范畴。近年来，手机用户对微距拍照需求不断增加，并且小型化摄影镜头的需求也日渐提高，所以目前安装到手机自带镜头上以提高手机成像品质的外置可拆卸镜头正成为镜头行业的发展趋势，通过可拆卸的外置光学镜头与手机自带镜头的结合，可以降低手机自带镜头的尺寸，以适应于现今电子产品以功能佳且轻薄短小的外形发展趋势。
然而，在外置镜头安装到手机以提高手机成像品质的前提下，外置镜头与手机镜头结合的光学系统的焦距小，且光学系统的物像放大倍率小，结合后的光学系统无法达到类似显微镜的效果，并且，外置镜头更无法满足微距拍摄下的较小畸变度和较高MTF解析度。
发明内容
本发明在于提供一种外置长焦微距镜头，以解决外置镜头与手机镜头结合的光学系统的焦距小，且光学系统的物像放大倍率小，以及畸变度高和MTF解析度小的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种外置长焦微距镜头，所述外置长焦微距镜头的透镜数量为五个，沿光轴从物侧到像侧由依次排布的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜组成；
所述第一透镜具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第三透镜具有负光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第四透镜具有负光焦度，所述第五透镜具有正光焦度，所述第四透镜与所述第五透镜组合形成组合透镜，所述组合透镜的物侧面为凹面或者平面，像侧面为凸面；
所述第一透镜的光焦度为φ1，所述第二透镜的光焦度为φ2，所述第三透镜的光焦度为φ3，所述第四透镜的光焦度为φ4，所述第五透镜的光焦度为φ5，所述外置长焦微距镜头的光焦度为φ，满足：
0.844＜|φ1/φ|＜1.116；
1.365＜|φ2/φ|＜1.516；
0.840＜|φ3/φ|＜2.399；
0.980＜|φ4/φ|＜2.485；
1.129＜|φ5/φ|＜1.267。
在其中一个实施例中，所述第四透镜的像侧面贴于所述第五透镜的物侧面，所述第四透镜与所述第五透镜形成的组合透镜为胶合透镜，满足：
0.929＜|φ1/φ|＜1.116；
1.365＜|φ2/φ|＜1.506；
2.332＜|φ3/φ|＜2.399；
0.980＜|φ4/φ|＜1.086；
1.187＜|φ5/φ|＜1.243。
在其中一个实施例中，所述外置长焦微距镜头的焦距为F，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距为F123，所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距为F45，满足：1.056＜|F123/F|＜1.083；4.286＜|F45/F|＜5.368。
在其中一个实施例中，所述第四透镜的物侧面为凹面，所述第四透镜的物侧面的曲率半径为R41，所述第五透镜的像侧面的曲率半径为R52，满足：1.083＜R41/R52＜1.154。
在其中一个实施例中，所述第四透镜的像侧面与所述第五透镜的物侧面沿光轴方向上间隔，满足：
0.844＜|φ1/φ|＜0.875；
1.437＜|φ2/φ|＜1.516；
0.840＜|φ3/φ|＜1.082；
2.180＜|φ4/φ|＜2.485；
1.129＜|φ5/φ|＜1.267。
在其中一个实施例中，所述外置长焦微距镜头的焦距为F，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距为F123，所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距为F45，满足：0.598＜|F123/F|＜0.635；1.062＜|F45/F|＜1.255。
在其中一个实施例中，所述第四透镜的像侧面为凹面，所述第五透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面的曲率半径为R42，所述第五透镜的物侧面的曲率半径为R51，满足：0.172＜R42/R51＜0.234。
在其中一个实施例中，所述第一透镜物侧面的曲率半径为R11，像侧面的曲率半径为R12；所述第二透镜物侧面的曲率半径为R21，像侧面的曲率半径为R22；所述第三透镜物侧面的曲率半径为R31，像侧面的曲率半径为R32，满足：0.138＜R11/R12＜0.256；0.129＜R21/R22＜0.426；3.415＜R31/R32＜7.855。
在其中一个实施例中，所述外置长焦微距镜头的焦距为F，所述外置长焦微距镜头的光学总长为TTL，满足：
1.822＜F/TTL＜2.256。
在其中一个实施例中，所述外置长焦微距镜头中的各个透镜皆为球面透镜，所述外置长焦微距镜头还满足以下条件式：
1.516374≤n1≤1.638542；55.446553≤v1≤64.117007；
1.620412≤n2≤1.638542；55.446553≤v2≤60.373876；
1.755205≤n3≤1.846663；23.784819≤v3≤27.546239；
1.749500≤n4≤1.805190；25.456256≤v4≤34.989402；
1.728250≤n5≤1.784719；25.755585≤v5≤28.318797；
其中，n1表示所述第一透镜的折射率，v1表示所述第一透镜的阿贝数；n2表示所述第二透镜的折射率，v2表示所述第二透镜的阿贝数；n3表示所述第三透镜的折射率，v3表示所述第三透镜的阿贝数；n4表示所述第四透镜的折射率，v4表示所述第四透镜的阿贝数；n5表示所述第五透镜的折射率，v5表示所述第五透镜的阿贝数。
由上述技术方案可知，本发明实施例至少具有如下优点和积极效果：
本发明实施例提供的外置长焦微距镜头采用五片具有特定屈折力的镜片，并且采用特定的表面形状搭配和合理的光焦度分配，在满足高像素的同时结构更加紧凑，从而较好地实现了镜头微型化的高像素的均衡。本发明提供的外置长焦微距镜头在配合手机镜头使用时能实现长焦微距拍摄效果，还能降低手机镜头拍摄成像的畸变度，同时获得较高的MTF解析度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例中的外置长焦微距镜头的结构示意图；
图2为本发明第一实施例中的外置长焦微距镜头的场曲曲线图；
图3为本发明第一实施例中的外置长焦微距镜头的畸变曲线图；
图4为本发明第一实施例中的外置长焦微距镜头的MTF曲线图；
图5为本发明第二实施例中的外置长焦微距镜头的结构示意图；
图6为本发明第二实施例中的外置长焦微距镜头的场曲曲线图；
图7为本发明第二实施例中的外置长焦微距镜头的畸变曲线图；
图8为本发明第二实施例中的外置长焦微距镜头的MTF曲线图；
图9为本发明第三实施例中的外置长焦微距镜头的结构示意图；
图10为本发明第三实施例中的外置长焦微距镜头的场曲曲线图；
图11为本发明第三实施例中的外置长焦微距镜头的畸变曲线图；
图12为本发明第三实施例中的外置长焦微距镜头的MTF曲线图；
图13为本发明第四实施例中的外置长焦微距镜头的结构示意图；
图14为本发明第四实施例中的外置长焦微距镜头的场曲曲线图；
图15为本发明第四实施例中的外置长焦微距镜头的畸变曲线图；
图16为本发明第四实施例中的外置长焦微距镜头的MTF曲线图；
图17为本发明第五实施例中的外置长焦微距镜头的结构示意图；
图18为本发明第五实施例中的外置长焦微距镜头的场曲曲线图；
图19为本发明第五实施例中的外置长焦微距镜头的畸变曲线图；
图20为本发明第五实施例中的外置长焦微距镜头的MTF曲线图；
图21为本发明第六实施例中的外置长焦微距镜头的结构示意图；
图22为本发明第六实施例中的外置长焦微距镜头的场曲曲线图；
图23为本发明第六实施例中的外置长焦微距镜头的畸变曲线图；
图24为本发明第六实施例中的外置长焦微距镜头的MTF曲线图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供了一种外置长焦微距镜头，外置长焦微距镜头的透镜数量为五个，外置长焦微距镜头沿光轴从物侧到像侧由依次排布的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5组成，作为一种可选方式，外置长焦微距镜头中的所有透镜可皆采用玻璃球面镜片，通过将五枚透镜设置为球面透镜可以有效降低系统轴向像差和垂直色差。并且，五枚透镜均采用玻璃透镜有利于高低温下温漂的校正。五枚透镜均采用球面透镜，有助于降低镜头成本。其中，附图中示意的T表示横向光线，S表示纵向光线。
第一透镜L1具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第二透镜L2具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第三透镜L3具有负光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第四透镜L4具有负光焦度，第五透镜L5具有正光焦度，第四透镜与第五透镜组合形成组合透镜，组合透镜的物侧面为凹面或者平面，像侧面为凸面。需要解释说明的是，组合透镜的物侧面即是第四透镜L4的物侧面，组合透镜的像侧面即是第五透镜L5的像侧面。
具体的，光焦度等于像方光束汇聚度与物方光束汇聚度之差，它表征光学系统偏折光线的能力。光焦度的绝对值越大，对光线的弯折能力越强，光焦度的绝对值越小，对光线的弯折能力越弱。光焦度为正数时，光线的屈折是汇聚性的；光焦度为负数时，光线的屈折是发散性的。光焦度可以适用于表征一个透镜的某一个折射面（即透镜的一个表面），可以适用于表征某一个透镜，也可以适用于表征多个透镜共同形成的系统（即透镜组）。
在一些实施例中，第一透镜的光焦度为φ1，第二透镜的光焦度为φ2，第三透镜的光焦度为φ3，第四透镜的光焦度为φ4，第五透镜的光焦度为φ5，外置长焦微距镜头的光焦度为φ。本发明外置长焦微距镜头中的各个透镜的光焦度满足以下条件式：0.844＜|φ1/φ|＜1.116；1.365＜|φ2/φ|＜1.516；0.840＜|φ3/φ|＜2.399；0.980＜|φ4/φ|＜2.485；1.129＜|φ5/φ|＜1.267。本发明实施例通过各个透镜的光焦度的合理分配，使光线平缓过渡到达手机镜头内部成像面，在减小像差提高成像质量的同时，减小了组装公差，提高生成良率。
本发明提供的外置长焦微距镜头采用五片具有特定屈折力的镜片，并且采用特定的表面形状搭配和合理的光焦度分配，在满足高像素的同时结构更加紧凑，从而姣好地实现了镜头微型化的高像素的均衡。本发明提供的外置长焦微距镜头在配合手机镜头使用时能实现长焦微距拍摄效果，还能降低手机镜头拍摄成像的畸变度，同时获得较高的MTF解析度。
在一些实施例中，第四透镜的像侧面贴于第五透镜的物侧面，第四透镜与第五透镜形成的组合透镜为胶合透镜，外置长焦微距镜头满足：0.929＜|φ1/φ|＜1.116；1.365＜|φ2/φ|＜1.506；2.332＜|φ3/φ|＜2.399；0.980＜|φ4/φ|＜1.086；1.187＜|φ5/φ|＜1.243。胶合透镜可以压缩空气间隔，减小透镜系统整体体积的同时，还能够减小组装公差，提高良率，压缩生产成本。进一步，在一些实施例中，定义外置长焦微距镜头的焦距为F，第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距为F123，第四透镜和第五透镜的组合焦距为F45，外置长焦微距镜头还满足以下条件式：1.056＜|F123/F|＜1.083；4.286＜|F45/F|＜5.368。
在一些实施例中，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的物侧面的曲率半径为R41，第五透镜的像侧面的曲率半径为R52，外置长焦微距镜头还满足：1.083＜R41/R52＜1.154。满足该条件式，可以降低镜片的敏感度，提升产品良品率，减小镜头成像畸变度。
需要理解，在其它实施例中，第四透镜的像侧面与第五透镜的物侧面沿光轴方向上间隔，此时第四透镜与第五透镜不组合形成胶合透镜，在该实施例中，外置长焦微距镜头满足：0.844＜|φ1/φ|＜0.875；1.437＜|φ2/φ|＜1.516；0.840＜|φ3/φ|＜1.082；2.180＜|φ4/φ|＜2.485；1.129＜|φ5/φ|＜1.267。该实施例下光焦度的合理分配，可以最大化减小像差，并且提高成像质量。进一步，在一些实施例中，定义外置长焦微距镜头的焦距为F，第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距为F123，第四透镜和第五透镜的组合焦距为F45，外置长焦微距镜头还满足以下条件式：0.598＜|F123/F|＜0.635；1.062＜|F45/F|＜1.255。
在一些实施例中，第四透镜的像侧面为凹面，第五透镜的物侧面为凸面，第四透镜的像侧面的曲率半径为R42，第五透镜的物侧面的曲率半径为R51，满足：0.172＜R42/R51＜0.234。满足该条件式，可以降低镜片的敏感度，提升产品良品率，减小镜头成像畸变度。
在一些实施例中，第一透镜物侧面的曲率半径为R11，第一透镜像侧面的曲率半径为R12。外置长焦微距镜头满足：0.138＜R11/R12＜0.256。满足该条件式，降低镜片敏感度，提升产品良品率，减小镜头成像畸变度。
在一些实施例中，第二透镜物侧面的曲率半径为R21，第二透镜像侧面的曲率半径为R22，外置长焦微距镜头满足：0.129＜R21/R22＜0.426。满足该条件式，降低镜片敏感度，提升产品良品率，减小镜头成像畸变度。
在一些实施例中，第三透镜物侧面的曲率半径为R31，第三透镜像侧面的曲率半径为R32，外置长焦微距镜头满足：3.415＜R31/R32＜7.855。满足该条件式，降低镜片敏感度，提升产品良品率，减小镜头成像畸变度。
在一些实施例中，外置长焦微距镜头的焦距为F，外置长焦微距镜头的光学总长为TTL，外置长焦微距镜头满足：1.822＜F/TTL＜2.256。本发明实施例中，通过对透镜厚度和透镜之间于光轴上的空气间隔的控制，可使透镜系统的整体结构更加紧凑，有效压缩光学总长，减小长焦镜头的体积。
其中，F表示外置长焦微距镜头的有效焦距，TTL表示外置长焦微距镜头的光学总长。满足条件式1.822＜F/TTL＜2.256，使外置长焦微距镜头在搭配手机镜头使用时能够确保外置长焦微距镜头与手机镜头结合后的光学系统的有效焦距值被控制在长焦区间范围内。由于光学系统的有效焦距值被控制在长焦区间范围内，所以光学系统能够在更广的距离范围内拍摄出微距画面，且进一步提高物像的放大倍率，手机镜头光学系统拍摄的近景更加清晰。满足该条件式的外置长焦微距镜头的畸变度也更小，MTF解析度更高，成像质量更好。
在一些实施例中，外置长焦微距镜头还满足以下条件式：
1.516374≤n1≤1.638542；55.446553≤v1≤64.117007；
1.620412≤n2≤1.638542；55.446553≤v2≤60.373876；
1.755205≤n3≤1.846663；23.784819≤v3≤27.546239；
1.749500≤n4≤1.805190；25.456256≤v4≤34.989402；
1.728250≤n5≤1.784719；25.755585≤v5≤28.318797。
n1表示第一透镜L1的折射率，v1表示第一透镜L1的阿贝数；
n2表示第二透镜L2的折射率，v2表示第二透镜L2的阿贝数；
n3表示第三透镜L3的折射率，v3表示第三透镜L3的阿贝数；
n4表示第四透镜L4的折射率，v4表示第四透镜L4的阿贝数；
n5表示第五透镜L5的折射率，v5表示第五透镜L5的阿贝数。
第一实施例
本发明第一实施例提供的外置长焦微距镜头结构示意图请参考图1。
该外置长焦微距镜头沿光轴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和第五透镜L5。
第一透镜L1具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第二透镜L2具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第三透镜L3具有负光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第四透镜L4具有负光焦度，且其物侧面为凹面，像侧面为平面。
第五透镜L5具有正光焦度，且其物侧面为平面，像侧面为凸面。
第四透镜L4和第五透镜L5粘接形成胶合透镜。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5为球面透镜。
本实施例提供的外置长焦微距镜头的相关参数参考表1所示，其中R代表曲率半径、D代表光学面间距，Nd代表材料的折射率，Vd代表材料的阿贝数。
表1 外置长焦微距镜头第一实施例各个透镜参数
表面# 代号 R D Nd Vd 焦距mm
物侧
S11 第一透镜 25.197 7.640 1.516374 64.117007 56.698
S12 162.127 0.200
S21 第二透镜 14.167 6.340 1.620414 60.274297 35.006
S22 33.764 1.040
S31 第三透镜 62.239 1.200 1.846663 23.784819 -21.963
S32 14.191 3.190
S41 第四透镜 -36.654 1.200 1.7495 34.989402 -48.504
S42 无限 0
S51 第五透镜 无限 2.200 1.784719 25.755585 42.395
S52 -33.268
在本实施例中，外置长焦微距镜头整个系统的有效焦距值F为52.707mm。
外置长焦微距镜头的场曲曲线、畸变曲线、MTF曲线参考图2至图4。
图2示意了外置长焦微距镜头的场曲曲线图，横轴表示偏移量（单位：μm），纵轴表示视场角（单位：度），从图2中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±16微米以内，这说明光学镜头的场曲得到了较好的矫正。
图3示意了外置长焦微距镜头的畸变曲线图，从图3中可以看出，成像面不同像高处的光学畸变控制在+6%以内，说明光学镜头的畸变得到良好矫正。
图4示意了外置长焦微距镜头的MTF曲线图，从图4中可以看出，外置长焦微距镜头的空间频率在40mm时的OTF系数大于0.88，这说明解析度较高。
第二实施例
本发明第二实施例提供的外置长焦微距镜头结构示意图请参考图5。
该外置长焦微距镜头沿光轴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和第五透镜L5。
第一透镜L1具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第二透镜L2具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第三透镜L3具有负光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第四透镜L4具有负光焦度，且其物侧面为凹面，像侧面为凹面。
第五透镜L5具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凸面。
第四透镜L4和第五透镜L5粘接形成胶合透镜。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5为球面透镜。
本实施例提供的外置长焦微距镜头的相关参数参考表2所示，其中R代表曲率半径、D代表光学面间距，Nd代表材料的折射率，Vd代表材料的阿贝数。
表2 外置长焦微距镜头第二实施例各个透镜参数
表面# 代号 R D Nd Vd 焦距mm
物侧
S11 第一透镜 24.191 7.640 1.516374 64.117007 53.464
S12 174.466 0.200
S21 第二透镜 14.929 6.093 1.620414 60.274297 34.825
S22 40.759 0.715
S31 第三透镜 76.916 1.200 1.846663 23.784819 -22.029
S32 14.904 4.004
S41 第四透镜 -38.684 1.200 1.7495 34.989402 -53.495
S42 52.379 0
S51 第五透镜 52.379 2.200 1.784719 25.755585 44.186
S52 -35.706
在本实施例中，外置长焦微距镜头整个系统的有效焦距值F为52.474mm。
外置长焦微距镜头的场曲曲线、畸变曲线、MTF曲线参考图6至图8。
图6示意了外置长焦微距镜头的场曲曲线图，横轴表示偏移量（单位：μm），纵轴表示视场角（单位：度），从图6中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±16微米以内，这说明光学镜头的场曲得到了较好的矫正。
图7示意了外置长焦微距镜头的畸变曲线图，从图7中可以看出，成像面不同像高处的光学畸变控制在+6%以内，说明光学镜头的畸变得到良好矫正。
图8示意了外置长焦微距镜头的MTF曲线图，从图8中可以看出，外置长焦微距镜头的空间频率在40mm时的OTF系数大于0.88，这说明解析度较高。
第三实施例
本发明第三实施例提供的外置长焦微距镜头结构示意图请参考图9。
该外置长焦微距镜头沿光轴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和第五透镜L5。
第一透镜L1具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第二透镜L2具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第三透镜L3具有负光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第四透镜L4具有负光焦度，且其物侧面为凹面，像侧面为凸面。
第五透镜L5具有正光焦度，且其物侧面为凹面，像侧面为凸面。
第四透镜L4和第五透镜L5粘接形成胶合透镜。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5为球面透镜。
本实施例提供的外置长焦微距镜头的相关参数参考表3所示，其中R代表曲率半径、D代表光学面间距，Nd代表材料的折射率，Vd代表材料的阿贝数。
表3 外置长焦微距镜头第三实施例各个透镜参数
表面# 代号 R D Nd Vd 焦距mm
物侧
S11 第一透镜 25.192 7.640 1.638542 55.449612 47.224
S12 134.994 0.200
S21 第二透镜 15.521 5.240 1.638542 55.449612 38.604
S22 36.393 0.955
S31 第三透镜 70.153 1.200 1.80518 25.456256 -22.595
S32 14.336 6.173
S41 第四透镜 -38.672 2.000 1.80518 25.456256 -49.825
S42 -59.107 0
S51 第五透镜 -59.107 1.300 1.761823 26.552042 42.618
S52 -33.497
在本实施例中，外置长焦微距镜头整个系统的有效焦距值F为52.709mm。
外置长焦微距镜头的场曲曲线、畸变曲线、MTF曲线参考图10至图12。
图10示意了外置长焦微距镜头的场曲曲线图，横轴表示偏移量（单位：μm），纵轴表示视场角（单位：度），从图10中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±18微米以内，这说明光学镜头的场曲得到了较好的矫正。
图11示意了外置长焦微距镜头的畸变曲线图，从图11中可以看出，成像面不同像高处的光学畸变控制在+6%以内，说明光学镜头的畸变得到良好矫正。
图12示意了外置长焦微距镜头的MTF曲线图，从图12中可以看出，外置长焦微距镜头的空间频率在40mm时的OTF系数大于0.88，这说明解析度较高。
第四实施例
本发明第四实施例提供的外置长焦微距镜头结构示意图请参考图13。
该外置长焦微距镜头沿光轴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和第五透镜L5。
第一透镜L1具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第二透镜L2具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第三透镜L3具有负光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第四透镜L4具有负光焦度，且其物侧面为平面，像侧面为凹面。
第五透镜L5具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凸面。
第四透镜L4的像侧面和第五透镜L5的物侧面在沿光轴方向上间隔。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5为球面透镜。
本实施例提供的外置长焦微距镜头的相关参数参考表4所示，其中R代表曲率半径、D代表光学面间距，Nd代表材料的折射率，Vd代表材料的阿贝数。
表4 外置长焦微距镜头第四实施例各个透镜参数
表面# 代号 R D Nd Vd 焦距mm
物侧
S11 第一透镜 31.283 8.392 1.620412 60.373876 64.992
S12 125.225 0.200
S21 第二透镜 19.866 8.413 1.620412 60.373876 36.19
S22 144.497 0.277
S31 第三透镜 233.469 1.500 1.755205 27.546239 -53.946
S32 34.592 1.549
S41 第四透镜 无限 3.487 1.755205 27.546239 -25.173
S42 19.011 3.955
S51 第五透镜 110.368 2.357 1.761823 26.613203 48.59
S52 -55.184
在本实施例中，外置长焦微距镜头整个系统的有效焦距值F为54.897mm。
外置长焦微距镜头的场曲曲线、畸变曲线、MTF曲线参考图14至图16。
图14示意了外置长焦微距镜头的场曲曲线图，横轴表示偏移量（单位：μm），纵轴表示视场角（单位：度），从图14中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±16微米以内，这说明光学镜头的场曲得到了较好的矫正。
图15示意了外置长焦微距镜头的畸变曲线图，从图15中可以看出，成像面不同像高处的光学畸变控制在+5%以内，说明光学镜头的畸变得到良好矫正。
图16示意了外置长焦微距镜头的MTF曲线图，从图16中可以看出，外置长焦微距镜头的空间频率在40mm时的OTF系数大于0.88，这说明解析度较高。
第五实施例
本发明第五实施例提供的外置长焦微距镜头结构示意图请参考图17。
该外置长焦微距镜头沿光轴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和第五透镜L5。
第一透镜L1具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第二透镜L2具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第三透镜L3具有负光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第四透镜L4具有负光焦度，且其物侧面为凹面，像侧面为凹面。
第五透镜L5具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凸面。
第四透镜L4的像侧面和第五透镜L5的物侧面在沿光轴方向上间隔。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5为球面透镜。
本实施例提供的外置长焦微距镜头的相关参数参考表5所示，其中R代表曲率半径、D代表光学面间距，Nd代表材料的折射率，Vd代表材料的阿贝数。
表5 外置长焦微距镜头第五实施例各个透镜参数
表面# 代号 R D Nd Vd 焦距mm
物侧
S11 第一透镜 30.232 8.392 1.620412 60.373876 62.928
S12 119.736 0.200
S21 第二透镜 20.141 8.413 1.620412 60.373876 36.425
S22 155.613 0.277
S31 第三透镜 262.530 1.500 1.755205 27.546239 -50.852
S32 33.421 1.549
S41 第四透镜 -1740.276 3.487 1.755205 27.546239 -24.897
S42 19.024 3.955
S51 第五透镜 84.691 2.357 1.761823 26.613203 46.363
S52 -58.860
在本实施例中，外置长焦微距镜头整个系统的有效焦距值F为55.066mm。
外置长焦微距镜头的场曲曲线、畸变曲线、MTF曲线参考图18至图20。
图18示意了外置长焦微距镜头的场曲曲线图，横轴表示偏移量（单位：μm），纵轴表示视场角（单位：度），从图18中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±16微米以内，这说明光学镜头的场曲得到了较好的矫正。
图19示意了外置长焦微距镜头的畸变曲线图，从图19中可以看出，成像面不同像高处的光学畸变控制在+5%以内，说明光学镜头的畸变得到良好矫正。
图20示意了外置长焦微距镜头的MTF曲线图，从图20中可以看出，外置长焦微距镜头的空间频率在40mm时的OTF系数大于0.88，这说明解析度较高。
第六实施例
本发明第六实施例提供的外置长焦微距镜头结构示意图请参考图21。
该外置长焦微距镜头沿光轴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和第五透镜L5。
第一透镜L1具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第二透镜L2具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第三透镜L3具有负光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
第四透镜L4具有负光焦度，且其物侧面为凹面，像侧面为凹面。
第五透镜L5具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凸面。
第四透镜L4的像侧面和第五透镜L5的物侧面在沿光轴方向上间隔。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5为球面透镜。
本实施例提供的外置长焦微距镜头的相关参数参考表6所示，其中R代表曲率半径、D代表光学面间距，Nd代表材料的折射率，Vd代表材料的阿贝数。
表6 外置长焦微距镜头第六实施例各个透镜参数
表面# 代号 R D Nd Vd 焦距mm
物侧
S11 第一透镜 30.232 8.392 1.63854 55.446553 63.058
S12 117.650 0.200
S21 第二透镜 20.343 8.413 1.63854 55.446553 38.311
S22 101.332 0.277
S31 第三透镜 126.402 1.500 1.80519 25.471232 -65.48
S32 37.008 1.549
S41 第四透镜 -618.083 3.487 1.80519 25.471232 -22.151
S42 18.412 3.955
S51 第五透镜 78.412 2.357 1.72825 28.318797 43.435
S52 -52.476
在本实施例中，外置长焦微距镜头整个系统的有效焦距值F为55.058mm。
外置长焦微距镜头的场曲曲线、畸变曲线、MTF曲线参考图22至图24。
图22示意了外置长焦微距镜头的场曲曲线图，横轴表示偏移量（单位：μm），纵轴表示视场角（单位：度），从图22中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±17微米以内，这说明光学镜头的场曲得到了较好的矫正。
图23示意了外置长焦微距镜头的畸变曲线图，从图23中可以看出，成像面不同像高处的光学畸变控制在+5%以内，说明光学镜头的畸变得到良好矫正。
图24示意了外置长焦微距镜头的MTF曲线图，从图24中可以看出，外置长焦微距镜头的空间频率在40mm时的OTF系数大于0.88，这说明解析度较高。
综合外置长焦微距镜头的六个实施例汇总如下表7所示。
表7 外置长焦微距镜头各个实施例参数汇总对照表
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种外置长焦微距镜头，其特征在于，所述外置长焦微距镜头的透镜数量为五个，沿光轴从物侧到像侧由依次排布的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜组成；
所述第一透镜具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜具有正光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第三透镜具有负光焦度，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第四透镜具有负光焦度，所述第五透镜具有正光焦度，所述第四透镜与所述第五透镜组合形成组合透镜，所述组合透镜的物侧面为凹面或者平面，像侧面为凸面；
所述第一透镜的光焦度为φ1，所述第二透镜的光焦度为φ2，所述第三透镜的光焦度为φ3，所述第四透镜的光焦度为φ4，所述第五透镜的光焦度为φ5，所述外置长焦微距镜头的光焦度为φ，满足：
0.844＜|φ1/φ|＜1.116；
1.365＜|φ2/φ|＜1.516；
0.840＜|φ3/φ|＜2.399；
0.980＜|φ4/φ|＜2.485；
1.129＜|φ5/φ|＜1.267。
2.根据权利要求1所述的外置长焦微距镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面贴于所述第五透镜的物侧面，所述第四透镜与所述第五透镜形成的组合透镜为胶合透镜，满足：
0.929＜|φ1/φ|＜1.116；
1.365＜|φ2/φ|＜1.506；
2.332＜|φ3/φ|＜2.399；
0.980＜|φ4/φ|＜1.086；
1.187＜|φ5/φ|＜1.243。
3.根据权利要求2所述的外置长焦微距镜头，其特征在于，所述外置长焦微距镜头的焦距为F，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距为F123，所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距为F45，满足：1.056＜|F123/F|＜1.083；4.286＜|F45/F|＜5.368。
4.根据权利要求2所述的外置长焦微距镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面为凹面，所述第四透镜的物侧面的曲率半径为R41，所述第五透镜的像侧面的曲率半径为R52，满足：1.083＜R41/R52＜1.154。
5.根据权利要求1所述的外置长焦微距镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面与所述第五透镜的物侧面沿光轴方向上间隔，满足：
0.844＜|φ1/φ|＜0.875；
1.437＜|φ2/φ|＜1.516；
0.840＜|φ3/φ|＜1.082；
2.180＜|φ4/φ|＜2.485；
1.129＜|φ5/φ|＜1.267。
6.根据权利要求5所述的外置长焦微距镜头，其特征在于，所述外置长焦微距镜头的焦距为F，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距为F123，所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距为F45，满足：0.598＜|F123/F|＜0.635；1.062＜|F45/F|＜1.255。
7.根据权利要求5所述的外置长焦微距镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面为凹面，所述第五透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面的曲率半径为R42，所述第五透镜的物侧面的曲率半径为R51，满足：0.172＜R42/R51＜0.234。
8.根据权利要求1所述的外置长焦微距镜头，其特征在于，所述第一透镜物侧面的曲率半径为R11，像侧面的曲率半径为R12；所述第二透镜物侧面的曲率半径为R21，像侧面的曲率半径为R22；所述第三透镜物侧面的曲率半径为R31，像侧面的曲率半径为R32，满足：0.138＜R11/R12＜0.256；0.129＜R21/R22＜0.426；3.415＜R31/R32＜7.855。
9.根据权利要求1所述的外置长焦微距镜头，其特征在于，所述外置长焦微距镜头的焦距为F，所述外置长焦微距镜头的光学总长为TTL，满足：1.822＜F/TTL＜2.256。
10.根据权利要求1所述的外置长焦微距镜头，其特征在于，所述外置长焦微距镜头中的各个透镜皆为球面透镜，所述外置长焦微距镜头还满足以下条件式：
1.516374≤n1≤1.638542；55.446553≤v1≤64.117007；
1.620412≤n2≤1.638542；55.446553≤v2≤60.373876；
1.755205≤n3≤1.846663；23.784819≤v3≤27.546239；
1.749500≤n4≤1.805190；25.456256≤v4≤34.989402；
1.728250≤n5≤1.784719；25.755585≤v5≤28.318797；
其中，n1表示所述第一透镜的折射率，v1表示所述第一透镜的阿贝数；n2表示所述第二透镜的折射率，v2表示所述第二透镜的阿贝数；n3表示所述第三透镜的折射率，v3表示所述第三透镜的阿贝数；n4表示所述第四透镜的折射率，v4表示所述第四透镜的阿贝数；n5表示所述第五透镜的折射率，v5表示所述第五透镜的阿贝数。
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