CN103076664A - 镜头*** - Google Patents

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黄海若
李安泽
彭芳英
王圣安
柳晓娜
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Abstract

一种镜头***，从物侧到像侧依排列顺序至少包含有一具有正光焦度的第一透镜组和一具有正光焦度的第二透镜组，所述第一透镜组包括一具有负光焦度的第一透镜与一具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜组包括一具有负光焦度的第三透镜、一具有正光焦度的第四透镜与一具有正或负光焦度的第五透镜，所述镜头***满足以下条件式﹕0.3<fF/fB<1.85，fF为所述第一透镜组之有效焦距，fB为所述第二透镜组之有效焦距。

Description

镜头***
技术领域
本发明涉及一种镜头***。
背景技术
现有技术中，为了将镜头***的像差和畸变控制较好的范围内，往往需要通过增加光学结构（如透镜、滤光片等）来实现，从而使得镜头***的尺寸比较大。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种尺寸小、像差和畸变兼顾之镜头***。
一种镜头***，从物侧到像侧依排列顺序至少包含有一具有正光焦度的第一透镜组和一具有正光焦度的第二透镜组，所述第一透镜组包括一具有负光焦度的第一透镜与一具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜组包括一具有负光焦度的第三透镜、一具有正光焦度的第四透镜与第五透镜，所述第五透镜具有正光焦度或负光焦度，所述镜头***满足以下条件式﹕0.3<fF/fB<1.85，fF为所述第一透镜组之有效焦距，fB为所述第二透镜组之有效焦距
本实施例之镜头***之0.3<fF/fB<1.85可以适当调整第一透镜组和第二透镜组的光角度分配，在第一透镜组使用两透镜、第二透镜组使用三透镜的条件下，可以将像差和畸变控制在较好的平衡范围内，并且使得镜头***具有较小的尺寸。
附图说明
图1是本发明实施例镜头***的结构示意图。
图2是本发明第一实施例镜头***的球面像差图。
图3是本发明第一实施例镜头***的场曲图。
图4是本发明第一实施例镜头***的畸变图。
图5是本发明第二实施例镜头***的球面像差图。
图6是本发明第二实施例镜头***的场曲图。
图7是本发明第二实施例镜头***的畸变图。
主要元件符号说明
镜头*** 100
第一透镜组 10
第一透镜 11
第二透镜 12
第二透镜组 20
第三透镜 13
第四透镜 14
第五透镜 15
光阑 16
玻璃板 17
成像面 18
第一表面 111
第二表面 112
第三表面 121
第四表面 122
第五表面 131
第六表面 132
第七表面 141
第八表面 142
第九表面 151
第十表面 152
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
请参阅图1，本发明实施例提供的镜头***100包括第一透镜组10、第二透镜组20、位于第一透镜组10和第二透镜组20之间的光阑16、玻璃板17和成像面18，玻璃板17用来保护成像面18。
第一透镜组10包括具有负光焦度的第一透镜11和具有正光焦度的第二透镜12，第二透镜组20包括具有负光焦度的第三透镜13、具有正光焦度的第四透镜14和第五透镜15，第五透镜15为负光焦度或正光焦度，第一透镜11、第二透镜12、光阑16、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、玻璃板17和成像面18沿光轴从物侧到像侧方向依次设置。
第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14和第五透镜15材料可选自塑料、聚合物以及玻璃中的任一种，优选地，为节约成本，第一透镜11、第三透镜13和第五透镜15均采用塑料制成。
第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14和第五透镜15中非球面的表面表达式为：
Figure 2011103273774100002DEST_PATH_IMAGE001
其中，c为镜面表面中心的曲率，
Figure 2011103273774100002DEST_PATH_IMAGE002
为从光轴到透镜表面的高度，k系二次曲面系数，
Figure 2011103273774100002DEST_PATH_IMAGE003
为第i阶的非球面面型系数。
当镜头***100用于成像时，来自被摄物的光线从物侧方向入射镜头***100并依次经过第一透镜11、第二透镜12、光阑16、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15以及玻璃板17，最终汇聚到成像面18上，通过将CCD或CMOS等固体成像器件设置在成像面18处，即可获取被摄物的影像。
第一透镜11、第二透镜12、光阑16、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15位于一镜筒内，而镜筒通过螺纹螺接在一镜座内。
第一透镜11具有靠近物侧的第一表面111和靠近像侧的第二表面112，第二透镜12具有靠近物侧的第三表面121和靠近像侧的第四表面122，第三透镜13具有靠近物侧的第五表面131和靠近像侧的第六表面132，第四透镜14具有近物侧的第七表面141和靠近像侧的第八表面142，第五透镜15具有近物侧的第九表面151和靠近像侧的第十表面152。
为了实现镜头***100在较小尺寸下仍能维持良好的成像品质，镜头***100满足条件0.3<fF/fB<1.85，其中，fF为第一透镜组10的有效焦距，fB为第二透镜组20的有效焦距，此条件可以适当调整第一透镜组10和第二透镜组20的光焦度分配，在第一透镜组10使用第一透镜11和第二透镜12两透镜、第二透镜组20使用第三透镜13、第四透镜14和第五透镜15等三透镜的条件下，可以将像差和畸变控制在较好的平衡范围内，并且使得镜头***具有较小的尺寸。
为了适当调整第三透镜13和第四透镜14的光焦度分配，使全视野范围内的影像画质清晰，第三透镜13和第四透镜14还满足0.48<|f3/f4|<1.42，f3为第三透镜13的有效焦距，f4为第四透镜14的有效焦距。
为了能更好的平衡第二透镜12、第三透镜13和第四透镜14之间产生的色差，第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14还需满足1.6<V2/V3<2.5，1.6<V4/V3<3.6，其中，V2为第二透镜12的阿贝数，V3为第三透镜13的阿贝数，V4为第四透镜14的阿贝数。
下面结合具体的参数介绍镜头***100的性能。
第一实施方式（图2-图4）
镜头***100的第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、光阑16和玻璃板17满足表1、表2和表3的条件，从而使得镜头***100的焦距为5.323毫米、可视角（Field Of View，FOV）为61度、光圈为2.4。
表1
表面 面形 曲率半径（mm） 厚度（mm） 折射率 阿贝数
第一表面111 非球面 6.651706 0.554 1.531 55.75
第二表面112 非球面 2.725919 1.136 - -
第三表面121 球面 3.187 1.417 1.596 39.22
第四表面122 球面 -386.787 0.728 - -
光阑16 平面 无限大 1.398 - -
第五表面131 非球面 -1.700841 0.399 1.633 23.24
第六表面132 非球面 -27.14757 0.18 - -
第七表面141 球面 -40.641 1.213 1.596 39.22
第八表面142 球面 -3.253 0.099 - -
第九表面151 非球面 3.871036 2.061 1.543 56.8
第十表面152 非球面 -9.56112 3.93 - -
玻璃板17物侧面 平面 无限大 0.8 1.517 64.17
玻璃板17像侧面 平面 无限大 0.1 - -
成像面18 平面 无限大 - - -
表2-1
非球面系数 第一透镜11的第一表面111 第一透镜11的第二表面112
K 0 0
A4 -0.00087045537 -0.003541817
A6 -0.00055282669 -0.0011980595
A8 5.9566058×10-5 -7.6390736×10-5
A10 -4.1986206×10-6 1.5904199×10-5
A12 2.3583807×10-7 -1.8179786×10-6
A14 -3.358259×10-9 2.3295355×10-7
A16 -5.7695815×10-11 -3.7075028×10-8
表2-2
非球面系数 第三透镜13的第五表面131 第三透镜13的第六表面132
K 0 0
A4 0.015395688 -0.0048917803
A6 0.0061424656 0.0014558243
A8 -0.0024374421 7.314689×10-6
A10 0.0021543881 -1.959752×10-5
A12 0.00021043091 9.9686161×10-7
A14 -0.00052830802 -4.4291647×10-7
A16 0.00017401058 1.7441398×10-7
表2-3
非球面系数 第五透镜15的第九表面151 第五透镜15的第十表面152
K 0 0
A4 -0.0049368649 0.0065112019
A6 0.00010350228 -0.0007520526
A8 2.0066664×10-5 0.00012344376
A10 -6.8223668×10-6 -1.2918445×10-5
A12 4.8161694×10-7 -8.475658×10-8
A14 -4.9522888×10-10 1.1230649×10-7
A16 -1.0637237×10-9 -5.7837028×10-9
表3
项目 数值
fF 10.324
fB 5.728
f3 -2.885
f4 5.867
V2 39.22
V3 23.24
V4 39.22
fF/fB 1.802
|f3/f4| 0.492
V2/V3 1.688
V4/V3 1.688
由图2可以看出，镜头***100在不同波长条件下，例如a表示波长为486纳米、b表示波长为588纳米、c表示波长为656纳米，球面像差均控制在(-0.2mm，0.2mm)范围内。
由图3看出，在不同波长下，A表示波长为486纳米、B表示波长为588纳米、C表示波长为656纳米，场曲的子午场曲值（S）和弧矢场曲值（T）均控制在(-0.2mm，0.2mm)范围内。
由图4得知，在波长为486纳米（曲线L所示）、588纳米（曲线M所示）以及656纳米（曲线N所示）下，畸变控制在(-5%，5%)范围内。
由此可见，镜头***100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。
第二实施方式（图5-图7）
镜头***100的第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15和红外滤光片16满足表3、表4和表5的条件，从而使得镜头***100的焦距为5.312毫米、可视角为59度、光圈为2.4。
表3
表面 面形 曲率半径(mm) 厚度(mm) 折射率 阿贝数
第一表面111 非球面 8.423295 0.554 1.531 55.75
第二表面112 非球面 2.201278 2.072 - -
第三表面121 球面 3.901 1.246 1.697 56.42
第四表面122 球面 -9.944 0.099 - -
光阑16 平面 无限大 1.547   --
第五表面131 非球面 7.89663 0.4 1.633 23.24
第六表面132 非球面 2.649324 0.385 - -
第七表面141 球面 6.657 2.818 1.497 81.61
第八表面142 球面 -3.04 1.4 - -
第九表面151 非球面 -28.94435 1.8 1.543 56.8
第十表面152 非球面 10.48121 0.94 - -
玻璃板17物侧面 平面 无限大 0.8 1.517 64.17
玻璃板17像侧面 平面 无限大 0.1 - -
成像面18 平面 无限大 - - -
表4-1
非球面系数 第一透镜11的第一表面111 第一透镜11的第二表面112
K 0 0
A4 0.0035852171 0.0019255609
A6 -0.0010634939 -0.0024889945
A8 0.00010121061 0.00020788899
A10 2.6358049×10-6 -0.00012220043
A12 -1.2490536×10-6 1.9474688×10-5
A14 -3.6022421×10-8 -7.5105772×10-7
A16 1.2380055×10-8 -8.4917231×10-7
表4-2
非球面系数 第三透镜13的第五表面131 第三透镜13的第六表面132
K 0 0
A4 -0.02470804 -0.022246257
A6 0.0027564826 0.0020097153
A8 -0.002261841 -0.00046837999
A10 0.00066508408 -1.0613336×10-5
A12 -6.0769257×10-5 2.7830166×10-5
A14 -4.1177299×10-5 -7.20013×10-6
A16 8.8464628×10-6 7.342059×10-7
表4-3
非球面系数 第五透镜15的第九表面151 第五透镜15的第十表面152
K 0 0
A4 -0.019732317 -0.020866794
A6 -0.00019192699 1.1238266×10-5
A8 -0.0001503506 4.7075407×10-5
A10 0 0
A12 0 0
A14 -5.4053248×10-7 -4.5456317×10-8
A16 4.870945×10-8 2.5272218×10-9
表5
项目 数值
fF 6.418
fB 19.629
f3 -6.493
f4 4.648
V2 56.42
V3 23.24
V4 81.61
fF/fB 0.327
|f3/f4| 1.397
V2/V3 2.428
V4/V3 3.512
由图5可以看出，镜头***100在不同波长条件下，例如a表示波长为486纳米、b表示波长为588纳米、c表示波长为656纳米，球面像差均控制在(-0.2mm，0.2mm)范围内。
由图6看出，在不同波长下，A表示波长为486纳米、B表示波长为588纳米、C表示波长为656纳米，场曲的子午场曲值（S）和弧矢场曲值（T）均控制在(-0.2mm，0.2mm)范围内。
由图7得知，在波长为486纳米（曲线L所示）、588纳米（曲线M所示）以及656纳米（曲线N所示）下，畸变控制在(-5%，5%)范围内。
由此可见，镜头***100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。
可以理解的是，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种镜头***，从物侧到像侧依排列顺序至少包含有一具有正光焦度的第一透镜组和一具有正光焦度的第二透镜组，所述第一透镜组包括一具有负光焦度的第一透镜与一具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜组包括一具有负光焦度的第三透镜、一具有正光焦度的第四透镜与一具有正或负光焦度的第五透镜，所述镜头***满足以下条件式﹕0.3<fF/fB<1.85，fF为所述第一透镜组之有效焦距，fB为所述第二透镜组之有效焦距。
2.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述镜头***满足以下条件式﹕0.48<|f3/f4|<1.42，f3为所述第三透镜之有效焦距，f4为所述第四透镜之有效焦距。
3.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述镜头***满足以下条件式﹕1.6<V2/V3<2.5，1.6<V4/V3<3.6，V2、V3、V4分别为所述第二透镜、第三透镜、第四透镜的阿贝数。
4.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述第一透镜组至少有一个非球面。
5.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述第一透镜与第三透镜与第五透镜至少有一个非球面。
6.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述第一透镜、第三透镜与第五透镜为塑料镜片。
7.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述镜头***还包含一光阑，所述光阑位于第一透镜组与第二透镜组之间。
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