CN213365164U - 一种广角度高解析度镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种广角度高解析度镜头，包括沿光轴从物侧到像面依次布置的五片透镜，第一透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面；第二透镜具有正光焦度，其物侧表面为凸面，至少一个面为非球面；第三透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面；第四透镜其像侧表面为凸面，至少一个面为非球面；第五透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面，至少一个面为非球面；且满足以下条件式：TTL/EFL>2，TTL为第一透镜的物侧表面与成像面之间的轴向距离，EFL为镜头的焦距；TTL/FBL<6.7FBL为第五透镜像侧表面镜片最大有效半径位置到成像面的距离；CT S8/TD<0.17TD为第一透镜的物侧表面到第五透镜的像侧表面的轴向距离，CT S8为第四透镜中心厚度。

Description

一种广角度高解析度镜头

技术领域

本实用新型属于光学镜头技术领域，涉及一种广角度高解析度镜头。

背景技术

随着智能手机等便携式电子产品的不断发展，镜头拍摄越来越要求视野宽广。这就需要广角镜头的作用，广角镜头焦距比标准镜头短，但视角广。随着技术发展，镜头需要在具有广角特性的同时满足小型化要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种广角度高解析度镜头，可以同时满足广角要求和小型化要求，可适用于手机等可适用于便携式电子产品。

本实用新型的一种广角度高解析度镜头，包括沿光轴从物侧到像面依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面；所述第二透镜具有正光焦度，其物侧表面为凸面，至少一个面为非球面；所述第三透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面；所述第四透镜其像侧表面为凸面，至少一个面为非球面；所述第五透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面，至少一个面为非球面；且满足以下条件式：

TTL/EFL>2

其中，TTL为第一透镜的物侧表面与成像面之间的轴向距离，EFL为所述镜头的焦距；

TTL/FBL<6.7

其中，FBL为第五透镜像侧表面镜片最大有效半径位置到成像面的距离；

CT S8/TD<0.17

其中，TD为第一透镜的物侧表面到第五透镜的像侧表面的轴向距离，CT S8为第四透镜的中心厚度。

在本实用新型的广角度高解析度镜头中，所述镜头的视场角FOV满足FOV>115°。

在本实用新型的广角度高解析度镜头中，所述镜头还满足以下关系式：

CT S6/CT S10>0.8

其中，CT S6为所述第三透镜的中心厚度，CT S10为第五透镜的中心厚度。

本实用新型的一种广角度高解析度镜头，采用了五片透镜，通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，使得上述光学镜头具有超薄、小型化、广角、低敏感度、高成像品质等至少一个有益效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的广角度高解析度镜头的结构示意图；

图2A是实施例1的广角度高解析度镜头的轴上色差曲线图；

图2B是实施例1的广角度高解析度镜头的像散曲线图；

图2C是实施例1的广角度高解析度镜头的畸变曲线图；

图2D是实施例1的广角度高解析度镜头的倍率色差曲线；

图3是实施例2的广角度高解析度镜头的结构示意图；

图4A是实施例2的广角度高解析度镜头的轴上色差曲线图；

图4B是实施例2的广角度高解析度镜头的像散曲线图；

图4C是实施例2的广角度高解析度镜头的畸变曲线图；

图4D是实施例2的广角度高解析度镜头的倍率色差曲线。

具体实施方式

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面，每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。

本实用新型的一种广角度高解析度镜头，包括沿光轴从物侧到像面依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面；所述第二透镜具有正光焦度，其物侧表面为凸面，至少一个面为非球面；所述第三透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面；所述第四透镜其像侧表面为凸面，至少一个面为非球面；所述第五透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面，至少一个面为非球面；且满足以下条件式：

TTL/EFL>2

其中，TTL为第一透镜的物侧表面与成像面之间的轴向距离，EFL为所述镜头的焦距。满足该条件有利于满足镜头小型化的基础上，保证焦距在某一范围，提高光学性能。

TTL/FBL<6.7

其中，FBL为第五透镜像侧表面镜片最大有效半径位置到成像面的距离。设置总长与后焦可以确保镜头性能的同时保持小型化特征。

CT S8/TD<0.17

其中，TD为第一透镜的物侧表面到第五透镜的像侧表面的轴向距离，CT S8为第四透镜的中心厚度。满足该条件有利于减小面角度，降低加工难度的同时解决成像中产生的杂光问题。

具体实施时，所述镜头的视场角FOV满足FOV>115°。有利于满足广角的要求。

具体实施时，所述镜头还满足以下关系式：CT S6/CT S10>0.8

其中，CT S6为所述第三透镜的中心厚度，CT S10为第五透镜的中心厚度。有利于调整镜片结构，降低加工难度。

具体实施时，上述光学镜头还可包括至少一个光阑，以提升镜头的成像质量。光阑可根据需要设置在任意位置处，例如，光阑可设置在第一透镜与第二透镜之间。

可选地，上述光学镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。

根据本申请的上述实施方式的光学镜头可采用多片镜片，例如上文所述的五片。通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，可有效地缩小镜头的体积、降低镜头的敏感度并提高镜头的可加工性，使得光学镜头更有利于生产加工并且可适用于便携式电子产品。同时，通过上述配置的光学镜头，还具有例如超薄、广角、高成像品质等有益效果。

在本申请的实施方式中，部分透镜的镜面为非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到透镜周边，曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒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。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。

然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成光学镜头的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，虽然在实施方式中以五个透镜为例进行了描述，但是该光学镜头不限于包括五个透镜。如果需要，该光学镜头还可包括其它数量的透镜。

实施例1

如图1所示，根据本实施例的光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、光阑STO、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5、滤光片E6和成像面S14。

第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凹面，像侧面S2为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S4为凸面，像侧面S5为凸面；第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S6为凸面，像侧面S7为凹面；第四透镜E4具有正光焦度，其物侧面S8为凹面，像侧面S9为凸面；第五透镜E5具有负光焦度，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凹面。滤光片E6具有物侧面S12和像侧面S13。来自物体的光依序穿过各表面S1至S13并最终成像在成像面S14上。

表1示出了实施例1的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表1

由表1可知，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。在本实施例中，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

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(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数(在表1中已给出)；A_i是非球面第i阶的修正系数。下表2给出了可用于实施例1中各非球面镜面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。

表2

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

5.43E-01

-6.12E-02

-3.84E-03

-8.16E-03

8.13E-04

1.05E-03

8.88E-04

S2

3.22E-01

1.10E-02

-3.96E-04

-5.86E-03

-3.24E-03

-1.09E-03

-8.02E-05

S4

-9.59E-03

-1.83E-03

-1.48E-04

-3.25E-05

3.11E-05

-1.48E-04

1.89E-05

S5

-3.43E-02

-1.87E-02

-1.41E-04

-1.46E-03

1.82E-04

-1.04E-05

6.88E-05

S6

-7.48E-02

-4.33E-03

3.38E-03

-8.62E-04

4.33E-04

6.09E-05

4.12E-05

S7

-1.55E-01

1.62E-02

-1.11E-03

1.20E-03

-3.29E-04

3.01E-04

-6.93E-05

S8

1.19E-01

-5.27E-03

-1.42E-02

3.36E-03

-1.77E-04

2.01E-04

1.70E-04

S9

3.25E-01

5.97E-02

-5.51E-02

8.26E-03

2.82E-03

-3.65E-04

-8.20E-04

S10

-1.43E+00

3.39E-01

-6.17E-02

1.41E-02

-8.79E-03

2.34E-03

2.21E-03

S11

-1.85E+00

3.46E-01

-1.25E-01

5.70E-02

-2.00E-02

9.33E-03

-1.59E-03

表3给出实施例1中光学镜头的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f5、光学镜头的光学总长度TTL(即，从第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S13在光轴上的距离)以及光学镜头的最大半视场角HFOV。

表3

f1(mm)	-4.83852	f(mm)	2.10599
				f2(mm)	1.703642	TTL(mm)	5.02
f3(mm)	-3.529415	HFOV(°)	60
				f4(mm)	3.842058
f5(mm)	-9.127594

实施例1中的光学镜头满足：

TTL/EFL＝2.39，满足TTL/EFL>2。TTL为第一透镜的物侧表面与像面之间的轴向距离，EFL为光学透镜组的焦距。

TTL/FBL＝6.12，满足6.1<TTL/FBL<6.7，TTL为第一透镜的物侧表面与像面之间的轴向距离，FBL为第五透镜像侧面镜片最大有效半径位置到像侧距离。

CT S8/TD＝0.167，满足CT S8/TD<0.17，TD为第一透镜的物侧表面到第五透镜的像侧表面的轴向距离，CT S8为第四透镜的于光轴上的中心厚度。

FOV＝120°，满足FOV>115°，FOV为光学镜头视场角。

CT S6/CT S10＝0.857，满足CT S6/CT S10>0.8，CT S6为第三透镜的于光轴上的中心厚度，CT S10为第五透镜的于光轴上的中心厚度。

另外，图2A示出了实施例1的光学镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图2B示出了实施例1的光学镜头的象散曲线，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的光学镜头的畸变曲线，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的光学镜头的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图2A至图2D可知，实施例1所给出的光学镜头能够实现良好的成像品质。

实施例2

以下参照图3至图4D描述本申请实施例2的光学镜头。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的光学镜头的结构示意图。

如图3所示，根据本实施例的光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、光阑STO、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5、滤光片E6和成像面S14。

第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凹面，像侧面S2为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S4为凸面，像侧面S5为凸面；第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S6为凸面，像侧面S7为凹面；第四透镜E4具有正光焦度，其物侧面S8为凹面，像侧面S9为凸面；第五透镜E5具有负光焦度，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凹面。滤光片E6具有物侧面S12和像侧面S13。来自物体的光依序穿过各表面S1至S13并最终成像在成像面S14上。

表4示出了实施例2的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表4

由表4可知，在实施例2中，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。表5示出了可用于实施例2中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表5

表6示出了实施例2中光学镜头的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f5、光学镜头的光学总长度TTL以及光学镜头的最大半视场角HFOV。

表6

f1(mm)	-4.715246	f(mm)	2.106
				f2(mm)	1.599512	TTL(mm)	5.02
f3(mm)	-3.078355	HFOV(°)	60
				f4(mm)	3.93474
f5(mm)	-9.473015

图4A示出了实施例2的光学镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图4B示出了实施例2的光学镜头的象散曲线，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的光学镜头的畸变曲线，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的光学镜头的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图4A至图4D可知，实施例2所给出的光学镜头能够实现良好的成像品质。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的思想，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种广角度高解析度镜头，包括沿光轴从物侧到像面依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其特征在于：

所述第一透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面；所述第二透镜具有正光焦度，其物侧表面为凸面，至少一个面为非球面；所述第三透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面；所述第四透镜其像侧表面为凸面，至少一个面为非球面；所述第五透镜具有负光焦度，其像侧表面为凹面，至少一个面为非球面；且满足以下条件式：

TTL/EFL>2

其中，TTL为第一透镜的物侧表面与成像面之间的轴向距离，EFL为所述镜头的焦距；

TTL/FBL<6.7

其中，FBL为第五透镜像侧表面镜片最大有效半径位置到成像面的距离；

CT S8/TD<0.17

其中，TD为第一透镜的物侧表面到第五透镜的像侧表面的轴向距离，CT S8为第四透镜的中心厚度。

2.如权利要求1所述的广角度高解析度镜头，其特征在于，所述镜头的视场角FOV满足FOV>115°。

3.如权利要求1所述的广角度高解析度镜头，其特征在于，所述镜头还满足以下关系式：

CT S6/CT S10>0.8

其中，CT S6为所述第三透镜的中心厚度，CT S10为第五透镜的中心厚度。

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