CN206301070U - 五片式广角镜头 - Google Patents

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Abstract

一种五片式广角镜头,其由物侧至像侧依序包括一第一镜片、一第二镜片、一第三镜片、一光圈、一第四镜片及一第五镜片。第一镜片具有负屈光力,其物侧面为凸面且像侧面为凹面,第二镜片具有负屈光力,其物侧面及像侧面均为凹面,第三、第四镜片均具有正屈光力,且两者的物侧面及像侧面均为凸面,第五镜片具有负屈光力,其物侧面为凹面且像侧面为凸面。其中,五片式广角镜头还满足下列关系式:‑12<(f1×f2/f3)/(f4/f5)<‑6。藉由前述设计,可以平衡光圈前后镜群的屈光力配置,从而降低系统像差。

Description

五片式广角镜头
技术领域
本实用新型是关于一种光学系统,特别是关于一种具有广角特性的五片式成像镜头。
背景技术
车用镜头通常需具备广角特性,例如TW 201544841及TW M496135都揭示了车用的广角镜头,并探讨如何在温度变化较大的环境下确保成像质量。而另一方面,如何进一步让此类车用广角镜头具有更好的修正像差以及修正色差的效果,甚至进一步达成小型化的目标,则仍值得本领域人士思量。
发明内容
本创作之主要目的在于提供一种具有修正像差功能、良好成像质量及良好温度表现的五片式成像镜头。
为了达成上述及其他目的,本创作提供一种五片式广角镜头,其由物侧至像侧依序包括一第一镜片、一第二镜片、一第三镜片、一光圈、一第四镜片及一第五镜片。第一镜片具有负屈光力,其物侧面为凸面且像侧面为凹面,第二镜片具有负屈光力,其物侧面及像侧面均为凹面,第三、第四镜片均具有正屈光力,且两者的物侧面及像侧面均为凸面,第五镜片具有负屈光力,其物侧面为凹面且像侧面为凸面。其中,五片式广角镜头还满足下列关系式:-12<(f1×f2/f3)/(f4/f5)<-6;其中f1为该第一镜片的焦距值,f2为该第二镜片的焦距值,f3为该第三镜片的焦距值,f4为该第四镜片的焦距值,f5为该第五镜片的焦距值。藉由前述设计,可以平衡光圈前后镜群的屈光力配置,从而降低系统像差。
为了达成上述及其他目的,本创作还提供一种五片式广角镜头,其由物侧至像侧依序包括一第一镜片、一第二镜片、一第三镜片、一光圈、一第四镜片及一第五镜片。第一镜片具有负屈光力,其物侧面曲率半径为正值,且其像侧面的曲率半径为正值;第二镜片具有负屈光力,其物侧面的曲率半径为负值,且其物侧面的曲率半径小于其像侧面的曲率半径;第三镜片具有正屈光力,其像侧面的曲率半径为负值,且其物侧面的曲率半径大于其像侧面的曲率半径;第四镜片具有正屈光力,其物侧面的曲率半径为正值,且其物侧面的曲率半径大于像侧面的曲率半径;第五镜片具有负屈光力,其物侧面的曲率半径为负值,且其像侧面的曲率半径亦为负值。其中,五片式广角镜头还满足下列关系式:-12<(f1×f2/f3)/(f4/f5)<-6;其中f1为该第一镜片的焦距值,f2为该第二镜片的焦距值,f3为该第三镜片的焦距值,f4为该第四镜片的焦距值,f5为该第五镜片的焦距值。藉由前述设计,可以平衡光圈前后镜群的屈光力配置,从而降低系统像差。
前述五片式广角镜头更可满足下列关系式:-1<(f4+f5)×d45<0;其中d45为第四、第五镜片之间在一光轴上的间距,藉此修正系统色差。
前述五片式广角镜头更可满足下列关系式:0.4<∣f4/f5∣<2;藉此,能够实现修正像差的效果。
前述五片式广角镜头更可满足下列关系式:0.70<T15/TTL<1;其中T15为第一镜片物侧面与第五镜片像侧面之间在一光轴上的间距,TTL为该五片式广角镜头的系统全长,藉此让五片式广角镜头得以实现小型化的目的。
前述五片式广角镜头更可满足下列关系式:1.8<(f2+f3)/d23<4.5;其中d23为该第二、第三镜片之间在一光轴上的间距,藉此使光线在通过第二、第三镜片时具有较小的转折,降低系统制造敏感度。
前述五片式广角镜头更可满足下列关系式:-20<(R5×R6)/f3<-10;其中R5为该第三镜片物侧面的曲率半径,R6为该第三镜片像侧面的曲率半径,藉此可以平衡光圈前方所需要的屈光力,从而修正系统像差。
前述五片式广角镜头更可满足下列关系式:-4<(f2+f3)/(f4+f5)<-1;藉此降低系统敏感度。
前述五片式广角镜头中,第一镜片可为玻璃镜片,第二镜片至第五镜片则可为塑料镜片且双面均为非球面,且均非胶合镜片。藉此有助于降低成本。
前述五片式广角镜头更可满足下列关系式:10<R1/F<15;1<R2/F<5;-0.2<F/f1<-0.1;-18<R3/F<-5;1<R4/F<3;-0.4<F/f2<-0.3;5<R5/F<18;-5<R6/F<-2;0.15<F/f3<0.3;1.5<R7/F<3;-0.8<R8/F<-0.4;0.8<F/f4<1.2;-0.7<R9/F<-0.3;-1.6<R10/F<-0.8;-0.7<F/f5<-0.3;10<TTL/F<11;其中R1为该第一镜片物侧面的曲率半径,R2为该第一镜片像侧面的曲率半径,R3为该第二镜片物侧面的曲率半径,R4为该第二镜片像侧面的曲率半径,R7为该第四镜片物侧面的曲率半径,R8为该第四镜片像侧面的曲率半径,R9为该第五镜片物侧面的曲率半径,R10为该第五镜片像侧面的曲率半径,F为该五片式广角镜头的系统焦距值。藉此使该五片式广角镜头具有广角、修正像差、良好成像质量及良好温度表现的效果。
附图说明
图1为本创作第一实施例的示意图。
图1A为本创作第一实施例的畸变图。
图1B为本创作第一实施例在不同像高处的横向色差图。
图2为本创作第二实施例的示意图。
图2A为本创作第二实施例的畸变图。
图2B为本创作第二实施例在不同像高处的横向色差图。
图3为本创作第三实施例的示意图。
图3A为本创作第三实施例的畸变图。
图3B图为本创作第三实施例在不同像高处的横向色差图。
符号说明
第一镜片10 第二镜片20
第三镜片30 第四镜片40
第五镜片50 平板镜片60
物侧A 像侧B
光圈ST 光轴L
具体实施方式
请参考图1,所绘示者为本创作的第一实施例,该五片式广角镜头(下称五片式镜头)在光轴L上由物侧A至像侧B依序包括一第一镜片10、一第二镜片20、一第三镜片30、一光圈ST、一第四镜片40及一第五镜片50,于像侧B处设有CCD、CMOS或其他感光组件(未绘示),于感光组件与第五镜片50之间可设有滤光片及/或保护玻璃等平板镜片60,平板镜片60的数量可依需求增减或不设置。
本实施例中,第一镜片10具有负屈光力,其物侧面为凸面且像侧面为凹面,其物侧面及像侧面的曲率半径均为正值,玻璃制成的第一镜片10的物侧面及像侧面均可为球面。本文中,当一曲面的曲面圆心较该曲面本身更靠近像侧时,则该曲面之曲率半径为正值;反之,当一曲面的曲面圆心较该曲面本身更靠近物侧时,则该曲面之曲率半径为负值。
第二镜片20具有负屈光力,其物侧面及像侧面均为凹面,其物侧面曲率半径为负值且小于其像侧面的曲率半径,其像侧面的曲率半径则为正值,塑料制成的第二镜片20的物侧面及像侧面均可为非球面。
第三镜片30具有正屈光力,其物侧面及像侧面均为凸面,其物侧面曲率半径为正值且大于其像侧面的曲率半径,且其像侧面的曲率半径为负值,塑料制成的第三镜片30的物侧面及像侧面均可为非球面。
第四镜片40具有正屈光力,其物侧面及像侧面均为凸面,其物侧面的曲率半径为正值且大于其像侧面的曲率半径,且其像侧面的曲率半径为负值,塑料制成的第四镜片40的物侧面及像侧面均可为非球面。
第五镜片50具有负屈光力,其物侧面为凹面且其像侧面为凸面,其物侧面及像侧面的曲率半径均为负值,塑料制成的第五镜片50的物侧面及像侧面均可为非球面。第四、第五镜片40、50十分紧贴的设计使其具有类似胶合镜片的特性,藉此达到修正色差的效果,且第二至第五镜片均为塑料镜片,可以实现降低成本的效果。
本实施例的五片式镜头的设计参数如下表一所示:
表一
本实施例中,第二至第五镜片20、30、40、50的物侧面及像侧面均为非球面,其面型满足下列非球面公式:
其中c=1/r,r为表面曲率半径,h为光线在此表面的高度,k为锥面系数,B为第四阶系数,C为第六阶系数,D为第八阶系数,E为第十阶系数,F为第十二阶系数,G为第十四阶系数,H为第十六阶系数。第一实施例各非球面之参数如下表二所示:
表二
基于前述设计,本实施例的系统焦距值F为1.455mm,系统长度为16.020mm,第一镜片焦距值为-7.349mm,第二镜片焦距值为-4.298mm,第三镜片焦距值为6.214mm,第四镜片焦距值为1.538mm,第五镜片焦距值为-3.098mm,最大视角达180°。
此时,五片式镜头各项关系式的数值如下表三所示:
表三
关系式 数值 关系式 数值
(f1×f2/f3)/(f4/f5) -10.239 R5/F 6.680
(f4+f5)×d45 -0.145 R6/F -4.399
∣f4/f5∣ 0.496 R7/F 2.027
T15/TTL 0.797 R8/F -0.608
(f2+f3)/d23 2.017 R9/F -0.466
(R5×R6)/f3 -10.011 R10/F -0.981
(f2+f3)/(f4+f5) -1.228 F/F1 -0.198
TTL/F 11.010 F/F2 -0.339
R1/F 13.058 F/F3 0.234
R2/F 3.093 F/F4 0.946
R3/F -6.383 F/F5 -0.470
R4/F 2.213
如此一来,五片式镜头具有广角、可修正像差、高成像质量以及良好温度表现的特性,其畸变图如图1A所示,最大畸变量不超过-100%,其不同像高处的横向色差图如图1B所示,可见在不同像高处均有良好的色差表现。
请参考图2,所绘示者为本创作的第二实施例,其镜片配置与第一实施例相似,本实施例的五片式镜头的设计参数如下表四所示:
表四
本实施例中,第二至第五镜片20、30、40、50的物侧面及像侧面均为非球面,其面型满足上列非球面公式,且第二实施例各非球面之参数如下表五所示:
表五
物侧面3 像侧面4 物侧面5 像侧面6
k 2.2 -1.09 -33.9 -3.9
B -3.686E-04 -3.458E-03 5.874E-04 2.241E-03
C -1.839E-05 -9.706E-04 7.359E-04 9.777E-04
D 3.018E-06 3.477E-05 4.850E-05 1.741E-04
E 4.179E-07 1.362E-05 -2.480E-06 -3.279E-05
F -3.080E-08 -1.326E-06 5.837E-07 9.206E-06
G 0 0 0 0
H 0 0 0 0
物侧面8 像侧面9 物侧面10 像侧面11
k 0.914 -2.96 -2.64 -7.73
B -1.360E-02 -9.245E-02 -7.131E-02 -2.686E-02
C 5.046E-02 6.769E-02 7.702E-02 3.201E-02
D -1.109E-01 -4.517E-02 -2.691E-02 5.059E-03
E 8.937E-02 1.408E-02 3.199E-03 -6.749E-03
F -3.477E-02 -2.515E-03 9.332E-04 2.215E-03
G 0 0 0 0
H 0 0 0 0
基于前述设计,本实施例的系统焦距值F为1.406mm,系统长度为17.828mm,第一镜片焦距值为-9.117mm,第二镜片焦距值为-3.957mm,第三镜片焦距值为6.552mm,第四镜片焦距值为1.486mm,第五镜片焦距值为-2.380mm,最大视角达180°。
此时,五片式镜头各项关系式的数值如下表六所示:
表六
关系式 数值 关系式 数值
(f1×f2/f3)/(f4/f5) -8.819 R5/F 10.057
(f4+f5)×d45 -0.020 R6/F -3.940
∣f4/f5∣ 0.624 R7/F 2.326
T15/TTL 0.814 R8/F -0.573
(f2+f3)/d23 3.017 R9/F -0.572
(R5×R6)/f3 -11.956 R10/F -1.555
(f2+f3)/(f4+f5) -2.903 F/F1 -0.154
TTL/F 12.680 F/F2 -0.355
R1/F 13.514 F/F3 0.215
R2/F 3.556 F/F4 0.946
R3/F -16.543 F/F5 -0.591
R4/F 1.693
如此一来,五片式镜头具有广角、可修正像差、高成像质量以及良好温度表现的特性,其畸变图如图2A所示,最大畸变量不超过-100%,其不同像高处的横向色差图如图2B所示,可见在不同像高处均有良好的色差表现。
请参考图3,所绘示者为本创作的第三实施例,其镜片配置与第一实施例相似,本实施例的五片式镜头的设计参数如下表七所示:
表七
本实施例中,第二至第五镜片20、30、40、50的物侧面及像侧面均为非球面,其面型满足上列非球面公式,且第三实施例各非球面之参数如下表八所示:
表八
物侧面3 像侧面4 物侧面5 像侧面6
k 0.70 -0.94 53.40 -4.20
B -4.502E-04 -4.741E-03 -2.782E-04 1.394E-03
C -6.330E-05 -1.079E-03 7.686E-04 8.132E-04
D 3.311E-06 7.378E-05 1.710E-05 1.451E-04
E 8.526E-07 1.530E-05 -6.471E-06 -4.254E-05
F -5.020E-08 -1.898E-06 6.751E-07 7.626E-06
G 0 0 0 0
H 0 0 0 0
物侧面8 像侧面9 物侧面10 像侧面11
k 1.26 -3.00 -2.73 -8.00
B -1.192E-02 -8.998E-02 -8.838E-02 -4.355E-02
C 5.084E-02 7.104E-02 7.286E-02 2.592E-02
D -1.089E-01 -4.572E-02 -2.665E-02 5.817E-03
E 9.296E-02 1.478E-02 2.244E-03 -5.865E-03
F -3.166E-02 -2.288E-03 1.104E-03 1.424E-03
G 0 0 0 0
H 0 0 0 0
基于前述设计,本实施例的系统焦距值F为1.444mm,系统长度为16.837mm,第一镜片焦距值为-7.536mm,第二镜片焦距值为-3.966mm,第三镜片焦距值为6.029mm,第四镜片焦距值为1.465mm,第五镜片焦距值为-2.605mm,最大视角达180°。
此时,五片式镜头各项关系式的数值如下表九所示:
表九
如此一来,五片式镜头具有广角、可修正像差、高成像质量以及良好温度表现的特性,其畸变图如图3A所示,最大畸变量不超过-100%,其不同像高处的横向色差图如图3B图所示,可见在不同像高处均有良好的色差表现。

Claims (16)

1.一种五片式广角镜头,由物侧至像侧依序包括:
一第一镜片,具有负屈光力,其物侧面为凸面且像侧面为凹面;
一第二镜片,具有负屈光力,其物侧面及像侧面均为凹面;
一第三镜片,具有正屈光力,其物侧面及像侧面均为凸面;
一光圈;
一第四镜片,具有正屈光力,其物侧面及像侧面均为凸面;以及
一第五镜片,具有负屈光力,其物侧面为凹面且像侧面为凸面;
其中,该五片式广角镜头更满足下列关系式:
-12<(f1×f2/f3)/(f4/f5)<-6;其中f1为该第一镜片的焦距值,f2为该第二镜片的焦距值,f3为该第三镜片的焦距值,f4为该第四镜片的焦距值,f5为该第五镜片的焦距值。
2.一种五片式广角镜头,由物侧至像侧依序包括:
一第一镜片,具有负屈光力,其物侧面的曲率半径为正值,且其像侧面的曲率半径为正值;
一第二镜片,具有负屈光力,其物侧面的曲率半径为负值,且其物侧面的曲率半径小于其像侧面的曲率半径;
一第三镜片,具有正屈光力,其像侧面的曲率半径为负值,且其物侧面的曲率半径大于其像侧面的曲率半径;
一光圈;
一第四镜片,具有正屈光力,其物侧面的曲率半径为正值,且其物侧面的曲率半径大于其像侧面的曲率半径;以及
一第五镜片,具有负屈光力,其物侧面的曲率半径为负值,且其像侧面的曲率半径为负值;
其中,该五片式广角镜头更满足下列关系式:
-12<(f1×f2/f3)/(f4/f5)<-6;其中f1为该第一镜片的焦距值,f2为该第二镜片的焦距值,f3为该第三镜片的焦距值,f4为该第四镜片的焦距值,f5为该第五镜片的焦距值。
3.如权利要求2所述的五片式广角镜头,其中该第二镜片像侧面的曲率半径为正值。
4.如权利要求2所述的五片式广角镜头,其中该第三镜片物侧面的曲率半径为正值。
5.如权利要求2所述的五片式广角镜头,其中该第四镜片像侧面的曲率半径为负值。
6.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
-1<(f4+f5)×d45<0;其中d45为第四、第五镜片之间在一光轴上的间距。
7.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
0.4<∣f4/f5∣<2。
8.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
0.70<T15/TTL<1;其中T15为第一镜片物侧面与第五镜片像侧面之间在一光轴上的间距,TTL为该五片式广角镜头的系统全长。
9.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
1.8<(f2+f3)/d23<4.5;其中d23为该第二、第三镜片之间在一光轴上的间距。
10.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
-20<(R5×R6)/f3<-10;其中R5为该第三镜片物侧面的曲率半径,R6为该第三镜片像侧面的曲率半径。
11.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
-4<(f2+f3)/(f4+f5)<-1。
12.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
10<R1/F<15;1<R2/F<5;-0.2<F/f1<-0.1;其中R1为该第一镜片物侧面的曲率半径,R2为该第一镜片像侧面的曲率半径,F为该五片式广角镜头的系统焦距值。
13.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
-18<R3/F<-5;1<R4/F<3;-0.4<F/f2<-0.3;其中R3为该第二镜片物侧面的曲率半径,R4为该第二镜片像侧面的曲率半径,F为该五片式广角镜头的系统焦距值。
14.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
5<R5/F<18;-5<R6/F<-2;0.15<F/f3<0.3;其中R5为该第三镜片物侧面的曲率半径,R6为该第三镜片像侧面的曲率半径,F为该五片式广角镜头的系统焦距值。
15.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
1.5<R7/F<3;-0.8<R8/F<-0.4;0.8<F/f4<1.2;其中R7为该第四镜片物侧面的曲率半径,R8为该第四镜片像侧面的曲率半径,F为该五片式广角镜头的系统焦距值。
16.如权利要求1至5中任一项所述的五片式广角镜头,更满足下列关系式:
-0.7<R9/F<-0.3;-1.6<R10/F<-0.8;-0.7<F/f5<-0.3;其中R9为该第五镜片物侧面的曲率半径,R10为该第五镜片像侧面的曲率半径,F为该五片式广角镜头的系统焦距值。
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CN109782416A (zh) * 2017-11-15 2019-05-21 大立光电股份有限公司 光学取像镜组、取像装置及电子装置

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