CN220271649U - 一种定焦镜头 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种定焦镜头，该定焦镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；具有正光焦度的第四透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及具有负光焦度的第五透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面。第三透镜的物侧面的曲率半径R31、第三透镜的像侧面的曲率半径R32与第二透镜的像侧面的曲率半径R22满足：3.73≤(R31+R32)/R22≤5.16。

Description

一种定焦镜头

技术领域

本申请涉及光学元件领域，更具体地，涉及一种定焦镜头。

背景技术

近些年，光学镜头技术突飞猛进，在越来越多的领域均发挥着重要作用。随着互联网技术的不断升级发展，视频镜头被广泛应用在视频会议、线上教学、网络视频拍摄等领域，受到了大众越来越多的重视，因此，对其画质的要求也越来越高。

然而，现今市场上的视频会议镜头仍存在着诸多不足，例如，目前市场上的视频会议镜头透镜配置形式较难对***像差做良好的补正，成像品质较差；普遍存在镜头总长过长、体积偏大的问题，使得镜头整体成本及重量过高；并且，现有的视频会议镜头往往存在镜头畸变管控不够好的问题，使得拍摄的画面出现明显的变形，影响后期图像的处理。

因此，设计一种低畸变、体积小、解像力高且低成本的定焦镜头成为市场发展的必然趋势。

实用新型内容

本申请提供一种定焦镜头，该定焦镜头沿光轴由物侧至像侧依序可包括：具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；具有正光焦度的第四透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及具有负光焦度的第五透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面。所述第三透镜的物侧面的曲率半径R31、所述第三透镜的像侧面的曲率半径R32与所述第二透镜的像侧面的曲率半径R22可满足：3.73≤(R31+R32)/R22≤5.16。

在一个实施方式中，所述第一透镜的有效焦距F1与所述定焦镜头的总有效焦距F可满足：-2.03≤F1/F≤-1.95。

在一个实施方式中，所述第一透镜的物侧面的曲率半径R11与所述第一透镜的有效焦距F1可满足：-1.49≤R11/F1≤-1.05。

在一个实施方式中，所述第一透镜的物侧面的曲率半径R11、所述第一透镜的像侧面的曲率半径R12和所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1可满足：9.79≤(R11+R12)/CT1≤11.91。

在一个实施方式中，所述第二透镜的有效焦距F2与所述定焦镜头的总有效焦距F可满足：-61≤F2/F≤-48。

在一个实施方式中，所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距F12与所述定焦镜头的总有效焦距F可满足：-2.30≤F12/F≤-2.21。

在一个实施方式中，所述第三透镜的有效焦距F3与所述定焦镜头的总有效焦距F可满足：1.51≤F3/F≤1.62。

在一个实施方式中，所述第二透镜的像侧面的曲率半径R22、所述第三透镜的物侧面的曲率半径R31、所述第三透镜的像侧面的曲率半径R32与所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距F23可满足：-3.63≤(R22+R31+R32)/F23≤-2.58。

在一个实施方式中，所述第四透镜的有效焦距F4与所述定焦镜头的总有效焦距F可满足：1.00≤F4/F≤1.05。

在一个实施方式中，所述第四透镜的物侧面的曲率半径R41、所述第四透镜的像侧面的曲率半径R42和所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4可满足：0.017≤(R41+R42)/CT4≤0.160。

在一个实施方式中，所述第五透镜的有效焦距F5与所述定焦镜头的总有效焦距F可满足：-1.13≤F5/F≤-1.11。

在一个实施方式中，所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距F45与所述定焦镜头的总有效焦距F可满足：3.89≤F45/F≤4.80。

在一个实施方式中，所述第二透镜的物侧面的曲率半径R21和所述第二透镜的像侧面的曲率半径R22可满足：-0.10≤(R21-R22)/(R21+R22)≤-0.09。

在一个实施方式中，所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3、所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4与所述第三透镜的物侧面至所述第四透镜的像侧面在所述光轴上的中心距离T34可满足：0.90≤(CT3+CT4)/T34≤0.92。

在一个实施方式中，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距F345与所述定焦镜头的总有效焦距F可满足：1.04≤F345/F≤1.06。

在一个实施方式中，所述第一透镜至所述第五透镜中各透镜在所述光轴上的中心厚度中的最大值CTmax与所述第一透镜至所述第五透镜中各透镜在所述光轴上的中心厚度中的最小值CTmin可满足：2.69≤CTmax/CTmin≤3.33。

在一个实施方式中，所述第二透镜的阿贝数Vd2、所述第三透镜的阿贝数Vd3与所述定焦镜头的总有效焦距F可满足：13.88mm^-1≤(Vd2+Vd3)/F≤14.02mm^-1。

在一个实施方式中，所述第一透镜的物侧面的中心至所述定焦镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述定焦镜头的总有效焦距F可满足：3.00≤TTL/F≤3.08。

在一个实施方式中，所述第五透镜的像侧面的中心至所述定焦镜头的成像面在所述光轴上的距离BFL与所述第一透镜的物侧面的中心至所述成像面在所述光轴上的距离TTL可满足：0.37≤BFL/TTL≤0.39。

本申请的定焦镜头包括沿光轴由物侧至像侧依序排列的第一至第五透镜，其中，第一透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜具有负光焦度，物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜具有正光焦度，物侧面为凹面，像侧面为凸面；第四透镜具有正光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凸面；第五透镜具有负光焦度，物侧面为凹面，像侧面为凹面；同时控制第三透镜的物侧面的曲率半径R31和像侧面的曲率半径R32与第二透镜的像侧面的曲率半径R22满足条件式3.73≤(R31+R32)/R22≤5.16。通过对定焦镜头的这种设置，可以使镜头具有低畸变、小型化、低成本以及高解像等有益效果的至少之一。

附图说明

结合附图，通过以下实施方式的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1是根据本申请实施例1的定焦镜头的结构示意图；

图2是根据本申请实施例1的定焦镜头的畸变曲线图；

图3是根据本申请实施例2的定焦镜头的结构示意图；

图4是根据本申请实施例2的定焦镜头的畸变曲线图；

图5是根据本申请实施例3的定焦镜头的结构示意图；

图6是根据本申请实施例3的定焦镜头的畸变曲线图；

图7是根据本申请实施例4的定焦镜头的结构示意图；以及

图8是根据本申请实施例4的定焦镜头的畸变曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

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。每个透镜最靠近被摄物的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像侧的表面称为该透镜的像侧面。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度形式化意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下对本申请的特征、原理和其它方面进行详细描述。

在示例性实施方式中，光学镜头包括例如五片具有光焦度的透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。这五片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

在示例性实施方式中，第一透镜可具有负光焦度；第二透镜可具有负光焦度；第三透镜可具有正光焦度；第四透镜可具有正光焦度；第五透镜可具有负光焦度。

在示例性实施方式中，第一透镜可具有负光焦度。第一透镜的物侧面可以为凸面，像侧面可以为凹面。第一透镜具有负光焦度，且镜片形状为凸面朝向物方的弯月形状，能够尽可能地汇聚更多视场的入射光线进入到光学***中，扩大光学***的视场角；同时可以有效平衡光学***的球差、慧差和象散，有利于提高光学***的成像质量；还可以有效地校正光学畸变，例如可使光学畸变的绝对值小于等于2.20％，大大减小图像的变形程度，有效还原被摄物体的真实性。

在示例性实施方式中，第二透镜可具有负光焦度。第二透镜的物侧面可以为凹面，像侧面可以为凸面。第二透镜具有负光焦度，且镜片形状为凸面朝向像方的弯月形状，能够有效地控制光线的走势，抬高光线，有效平衡第一透镜产生的球差，提高成像品质；同时有效调控成像***的边缘视场的光学畸变，有利于将边缘视场的畸变量控制在合理的范围内。

在示例性实施方式中，第三透镜可具有正光焦度。第三透镜的物侧面可以为凹面，像侧面可以为凸面。第三透镜具有正光焦度，镜片形状为凹凸，有利于控制光线的走势，通过压缩入射光线的角度实现光线平缓过渡，同时通过引入正球差，从而有效地平衡光学***各透镜产生的球差，大大提高光学***的成像性能。

在示例性实施方式中，第三透镜可以为玻璃球面镜片，有助于抑制高低温环境时镜头的焦点漂移，实现镜头在较大温度范围内(例如-20℃～60℃)都具有较高的成像质量。

在示例性实施方式中，第四透镜可具有正光焦度。第四透镜的物侧面可以为凸面，像侧面可以为凸面。第四透镜具有正光焦度，镜片形状为凸凸，可以有效地控制光线的走势，使光线能够平滑过渡到光学***的后方，从而有利于补正光学***的球差，同时有效地降低第四透镜自身场曲和慧差对光学镜头的影响，大大提高光学***的成像性能。

在示例性实施方式中，第五透镜可具有负光焦度。第五透镜的物侧面可以为凹面，像侧面可以为凹面。第五透镜具有负光焦度，镜片形状为凹凹，可以和第四透镜进行正负光焦度的合理搭配，同时第五透镜镜片形状可与第三透镜的镜片形状合理配置，从而可以有效地控制光线经过光阑后的走势，平衡光学***产生的球差、慧差和象散，大大提高光学***的成像性能；同时可以有效地校正光学畸变，例如可使光学畸变的绝对值小于等于2.20％，大大减小图像的变形程度，有效还原被摄物体的真实性。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头还可包括光阑，光阑例如可位于第二透镜和第三透镜之间，可有效收束进入光学***的光线，缩短光学***总长，减小光学***的最大通光口径，有利于实现光学镜头的小型化设计。需要说明的是，此处公开的光阑的位置仅是示例而非限制；在替代的实施方式中，也可根据实际需要将光阑设置在其他位置。

在示例性实施方式中，定焦镜头还可进一步包括设置于成像面的感光元件。可选地，设置于成像面的感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。

在示例性实施方式中，定焦镜头所包括的各透镜中可以具有非球面透镜。例如，在一个实施方式中，第一透镜、第二透镜、第四透镜以及第五透镜可以为具有非球面的透镜。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：3.73≤(R31+R32)/R22≤5.16，其中，R31为第三透镜的物侧面的曲率半径，R32为第三透镜的像侧面的曲率半径，R22为第二透镜的像侧面的曲率半径。通过控制第三透镜的物侧面的曲率半径和第三透镜的像侧面的曲率半径之和与第二透镜的像侧面的曲率半径的比值在该范围，可以有效地使光学成像***具有较大的入瞳直径，保证最大程度的通光量，提高光学***的相对照度；同时，在满足高解像力和照度的要求下，通过合理控制第三透镜的镜片形状，使其中心厚度达到最小值，有利于实现光学***小型化的设计。

根据本申请示例性实施方式的定焦镜头包括沿光轴由物侧至像侧依序排列的第一透镜至第五透镜，其中，第一透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜具有负光焦度，物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜具有正光焦度，物侧面为凹面，像侧面为凸面；第四透镜具有正光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凸面；第五透镜具有负光焦度，物侧面为凹面，像侧面为凹面；同时控制第三透镜的物侧面的曲率半径R31和像侧面的曲率半径R32与第二透镜的像侧面的曲率半径R22满足条件式3.73≤(R31+R32)/R22≤5.16。通过对定焦镜头的这种设置，可以使镜头具有低畸变、小型化、低成本、高解像以及高相对照度等有益效果的至少之一。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：-2.03≤F1/F≤-1.95，其中，F1是第一透镜的有效焦距，F是定焦镜头的总有效焦距。通过控制第一透镜的有效焦距与定焦镜头的总有效焦距的比值在该范围，有利于平衡入射光线进入光学***所产生的球差、慧差和象散，提高光学***的成像质量。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：-1.49≤R11/F1≤-1.05，其中，R11是第一透镜的物侧面的曲率半径，F1是第一透镜的有效焦距。通过控制第一透镜的物侧面的曲率半径与第一透镜的有效焦距的比值在该范围，有利于控制第一透镜物侧面的镜片形状，使更多视场的光线汇聚进入到光学***中，有效扩大光学***的视场角。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：9.79≤(R11+R12)/CT1≤11.91，其中，R11是第一透镜的物侧面的曲率半径，R12是第一透镜的像侧面的曲率半径，CT1是第一透镜在光轴上的中心厚度。通过控制第一透镜的物侧面的曲率半径和第一透镜的像侧面的曲率半径之和与第一透镜在光轴上的中心厚度的比值在该范围，有利于约束第一透镜的镜片形状，避免第一透镜的镜片形状过于弯曲，有利于第一透镜的加工成型。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：-61≤F2/F≤-48，其中，F2是第二透镜的有效焦距，F是定焦镜头的总有效焦距。通过控制第二透镜的有效焦距与定焦镜头的总有效焦距的比值在该范围，有利于控制光线的走势，抬高光线，有效补正第一透镜产生的球差，提高成像品质。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：-2.30≤F12/F≤-2.21，其中，F12是第一透镜和第二透镜的组合焦距，F是定焦镜头的总有效焦距。通过控制第一透镜和第二透镜的组合焦距与定焦镜头的总有效焦距的比值在该范围，有利于校正光学***的轴外像差，同时可以有效调控成像***的边缘视场的光学畸变，有利于将边缘视场的畸变量控制在合理的范围内，例如可使光学畸变的绝对值小于等于2.20％，大大减小图像的变形程度，有效还原被摄物体的真实性。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：1.51≤F3/F≤1.62，其中，F3是第三透镜的有效焦距，F是定焦镜头的总有效焦距。通过控制第三透镜的有效焦距与定焦镜头的总有效焦距的比值在该范围，有利于控制光线的走势，通过压缩第三透镜物侧面入射光线的角度实现光线平缓过渡，同时通过引入正球差，从而有效地平衡光学***各透镜产生的球差，大大提高光学***的成像性能。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：-3.63≤(R22+R31+R32)/F23≤-2.58，其中，R22是第二透镜的像侧面的曲率半径，R31是第三透镜的物侧面的曲率半径，R32是第三透镜的像侧面的曲率半径，F23是第二透镜和第三透镜的组合焦距。通过控制第二透镜的像侧面的曲率半径、第三透镜的物侧面的曲率半径、第三透镜的像侧面的曲率半径与第二透镜和第三透镜的组合焦距满足条件式-3.63≤(R22+R31+R32)/F23≤-2.58，有利于光线从第二透镜像侧面经光阑后平缓过渡到第三透镜物侧面，进而有效减小边缘光线在第二透镜和第三透镜偏折角度，提升边缘视场的成像质量；同时可以有效地使光学成像***具有较大的入瞳直径，保证最大程度的通光量，提高光学***的相对照度。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：1.00≤F4/F≤1.05，其中，F4是第四透镜的有效焦距，F是定焦镜头的总有效焦距。通过控制第四透镜的有效焦距与定焦镜头的总有效焦距的比值在该范围，有利于补正光学***第一透镜至第三透镜所产生的球差，提高光学***的成像质量。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：0.017≤(R41+R42)/CT4≤0.160，其中，R41是第四透镜的物侧面的曲率半径，R42是第四透镜的像侧面的曲率半径，CT4是第四透镜在光轴上的中心厚度。通过控制第四透镜的物侧面的曲率半径与第四透镜的像侧面的曲率半径之和与第四透镜在光轴上的中心厚度的比值在该范围，可以有效地控制光线的走势，减缓第四透镜的入射光线与出射光线的偏折角度，使光线平缓进入光学***的后方，降低第四透镜的公差敏感度，有利于镜头组装良率的提升。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：-1.13≤F5/F≤-1.11，其中，F5是第五透镜的有效焦距，F是定焦镜头的总有效焦距。通过控制第五透镜的有效焦距与定焦镜头的总有效焦距的比值在该范围，可以有效地控制光线的走势，使光线平缓从第五透镜过渡至成像面，校正了光学***产生的象散、慧差、球差等各类像差，大大提高光学***的成像性能，同时可以有效地校正光学畸变，例如可使光学畸变的绝对值小于等于2.20％，大大减小图像的变形程度，有效还原被摄物体的真实性。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：3.89≤F45/F≤4.80，其中，F45是第四透镜和第五透镜的组合焦距，F是定焦镜头的总有效焦距。通过控制第四透镜和第五透镜的组合焦距与定焦镜头的总有效焦距的比值在该范围，可以有效地对光学***的球差进行补正，提高光学成像性能。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：-0.10≤(R21-R22)/(R21+R22)≤-0.09，其中，R21是第二透镜的物侧面的曲率半径，R22是第二透镜的像侧面的曲率半径。通过控制第二透镜的物侧面的曲率半径和第二透镜的像侧面的曲率半径满足条件式-0.10≤(R21-R22)/(R21+R22)≤-0.09，有利于控制第二透镜的镜片形状，可以有效地控制光线走势，抬高光线，使更多视场的入射光线进入到光学***的后方，提高照度。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：0.90≤(CT3+CT4)/T34≤0.92，其中，CT3是第三透镜在光轴上的中心厚度，CT4是第四透镜在光轴上的中心厚度，T34是第三透镜的物侧面至第四透镜的像侧面在光轴上的中心距离。通过控制第三透镜在光轴上的中心厚度与第四透镜在光轴上的中心厚度之和与第三透镜的物侧面至第四透镜的像侧面在光轴上的中心距离的比值在该范围，有利于校正球差和边缘像差，从而有利于提升光学***的成像质量；与此同时，在满足高解像力的前提下，通过合理调控，使第三透镜物侧面至第四透镜像侧面在光轴上的中心距离达最小值，有利于实现光学***小型化的设计。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：1.04≤F345/F≤1.06，其中，F345是第三透镜、第四透镜和第五透镜的组合焦距，F是定焦镜头的总有效焦距。通过控制第三透镜、第四透镜和第五透镜的组合焦距与定焦镜头的总有效焦距的比值在该范围，能够使各视场光线平缓过渡到光学***后方，可以有效平衡光线经过光学***第一透镜和第二透镜所产生的各类像差，有利于提高光学镜头的成像质量。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：2.69≤CTmax/CTmin≤3.33，其中，CTmax是第一透镜至第五透镜中各透镜在光轴上的中心厚度中的最大值，CTmin是第一透镜至第五透镜中各透镜在光轴上的中心厚度中的最小值。通过控制第一透镜至第五透镜中各透镜在光轴上的中心厚度中的最大值与最小值的比值在该范围，可以合理控制光学镜头的各透镜厚度，有利于使各个镜片的作用稳定，有利于高低温下光线走势变化小，使镜头实现无热化。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：13.88mm^-1≤(Vd2+Vd3)/F≤14.02mm^-1，其中，Vd2是第二透镜的阿贝数，Vd3是第三透镜的阿贝数，F是定焦镜头的总有效焦距。通过控制第二透镜的阿贝数与第三透镜的阿贝数之和与定焦镜头的总有效焦距的比值在该范围，能够有效校正***色差，有利于提高镜头色彩的饱和度。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：3.00≤TTL/F≤3.08，其中，TTL是第一透镜的物侧面的中心至定焦镜头的成像面在光轴上的距离，F是定焦镜头的总有效焦距。通过控制第一透镜的物侧面的中心至定焦镜头的成像面在光轴上的距离与定焦镜头的总有效焦距的比值在该范围，在一定的光学***总有效焦距的情况下，通过控制第一透镜物侧面中心至光学镜头成像面在光轴上的距离，使得第一透镜物侧面中心至光学镜头成像面在光轴上的距离较小，有利于实现镜头小型化，例如可使第一透镜物侧面中心至光学镜头成像面在光轴上的距离TTL≤23mm。

在示例性实施方式中，根据本申请的定焦镜头可满足：0.37≤BFL/TTL≤0.39，其中，BFL是第五透镜的像侧面的中心至定焦镜头的成像面在光轴上的距离，TTL是第一透镜的物侧面的中心至成像面在光轴上的距离。通过控制第五透镜的像侧面的中心至定焦镜头的成像面在光轴上的距离与第一透镜的物侧面的中心至成像面在光轴上的距离的比值在该范围，在光学***总长一定的情况下，通过合理控制光学镜头的后焦距，可以提升光学镜头的组装良率，并有助于为光学元件安装预留空间，以增加光学镜头的设计弹性。

在示例性实施方式中，根据需要，本申请的定焦镜头还可包括设置在第五透镜与成像面之间的滤光片和/或保护玻璃。滤光片可以对具有特定波长的光线进行过滤，保护玻璃可以防止定焦镜头的像侧元件(例如，芯片)被损坏。

根据本申请实施方式的定焦镜头可采用多片镜片，例如上文所述的五片。通过合理设置各透镜的光焦度、面型、曲率半径、中心厚度以及阿贝数等参数，可使镜头具有低畸变、小型化、低成本以及高解像等至少之一的有益效果。

根据本申请实施方式的定焦镜头例如可实现光学畸变≤|-2.20％|；光学总长TTL≤23mm。

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片透镜为例进行了描述，但是该定焦镜头不限于包括五片透镜。如果需要，该定焦镜头还可包括其它数量的透镜。下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的定焦镜头的具体实施例。

实施例1

图1是根据本申请实施例1的定焦镜头的结构示意图，以下参照图1描述根据本申请实施例1的定焦镜头。

如图1所示，定焦镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑STO、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、滤光片和/或保护玻璃CG以及成像面(IMA)。

在该实施例中，第一透镜L1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜L2具有负光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S6为凹面，像侧面S7为凸面。第四透镜L4具有正光焦度，其物侧面S8为凸面，像侧面S9为凸面。第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面S10为凹面，像侧面S11为凹面。

在该实施例中，位于第五透镜L5与成像面S14(IMA)之间的滤光片和/或保护玻璃CG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，其中，成像面处可设置有图像传感芯片IMA。

表1示出了实施例1的定焦镜头的各透镜的曲率半径R、厚度CT/距离、折射率N以及阿贝数Vd。其中，关于“厚度CT/距离”应理解，S1所在行的厚度CT/距离为第一透镜L1的中心厚度，S2所在行的厚度CT/距离为第一透镜L1与第二透镜L2之间的空气间隔距离，S3所在行的厚度CT/距离为第二透镜L2的中心厚度，以此类推。

表1

在实施例1中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4和第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面，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；Ai是非球面第i-th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至S4、S8至S11的圆锥系数k以及高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄和A₁₆。

表2

在该实施例中，定焦镜头的光圈值FNO＝2.40；定焦镜头的光学畸变≤|-1.94％|，图2示出了实施例1的定焦镜头的畸变曲线。根据图2可知，实施例1所给出的定焦镜头能够实现低畸变的效果。

实施例2

图3示出了根据本申请实施例2的定焦镜头的结构示意图，以下参照图3描述根据本申请实施例2的定焦镜头。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。

如图3所示，定焦镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑STO、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、滤光片和/或保护玻璃CG以及成像面(IMA)。

在该实施例中，第一透镜L1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜L2具有负光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S6为凹面，像侧面S7为凸面。第四透镜L4具有正光焦度，其物侧面S8为凸面，像侧面S9为凸面。第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面S10为凹面，像侧面S11为凹面。

在该实施例中，位于第五透镜L5与成像面S14(IMA)之间的滤光片和/或保护玻璃CG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，其中，成像面处可设置有图像传感芯片IMA。

表3示出了实施例2的定焦镜头的各透镜的曲率半径R、厚度CT/距离、折射率N以及阿贝数Vd。

表3

在该实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4和第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表4给出了可用于该实施例中各非球面镜面S1至S4、S8至S11的圆锥系数k以及高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄和A₁₆。

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

2.77

3.29E-03

-1.80E-04

2.18E-05

-3.12E-06

2.98E-07

-1.54E-08

3.28E-10

S2

3.68

6.79E-03

-4.89E-04

2.46E-04

-8.79E-05

1.46E-05

-8.91E-07

-3.00E-08

S3

-7.81

-6.57E-03

9.03E-04

-5.05E-05

-4.46E-05

1.92E-05

-3.24E-06

2.03E-07

S4

0.09

2.20E-03

-7.71E-05

9.93E-05

-4.06E-05

1.00E-05

-1.24E-06

6.08E-08

S8

-16.22

3.50E-03

-5.41E-04

7.77E-05

-8.84E-06

7.06E-07

-3.40E-08

8.18E-10

S9

1.74

1.41E-03

-4.39E-04

6.95E-05

-4.34E-06

6.86E-08

2.43E-09

1.77E-10

S10

-30.01

5.82E-03

-1.08E-03

2.82E-05

1.26E-05

-1.87E-06

9.88E-08

-1.34E-09

S11

-28.40

1.26E-02

-1.54E-03

1.09E-04

-1.46E-05

3.14E-06

-3.63E-07

1.58E-08

表4

在该实施例中，定焦镜头的光圈值FNO＝2.40；定焦镜头的光学畸变≤|-2.20％|，图4示出了实施例2的定焦镜头的畸变曲线。根据图4可知，实施例2所给出的定焦镜头能够实现低畸变的效果。

实施例3

图5示出了根据本申请实施例3的定焦镜头的结构示意图，以下参照图5描述根据本申请实施例3的定焦镜头。

如图5所示，定焦镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑STO、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、滤光片和/或保护玻璃CG以及成像面(IMA)。

在该实施例中，第一透镜L1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜L2具有负光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S6为凹面，像侧面S7为凸面。第四透镜L4具有正光焦度，其物侧面S8为凸面，像侧面S9为凸面。第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面S10为凹面，像侧面S11为凹面。

在该实施例中，位于第五透镜L5与成像面S14(IMA)之间的滤光片和/或保护玻璃CG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，其中，成像面处可设置有图像传感芯片IMA。

表5示出了实施例3的定焦镜头的各透镜的曲率半径R、厚度CT/距离、折射率N以及阿贝数Vd。

表5

在该实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4和第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表6给出了可用于该实施例中各非球面镜面S1至S4、S8至S11的圆锥系数k以及高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄和A₁₆。

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

4.15

3.29E-03

-1.80E-04

2.18E-05

-3.12E-06

2.98E-07

-1.54E-08

3.28E-10

S2

3.08

6.79E-03

-4.89E-04

2.46E-04

-8.79E-05

1.46E-05

-8.91E-07

-3.00E-08

S3

-7.99

-6.57E-03

9.03E-04

-5.05E-05

-4.46E-05

1.92E-05

-3.24E-06

2.03E-07

S4

0.01

2.20E-03

-7.71E-05

9.93E-05

-4.06E-05

1.00E-05

-1.24E-06

6.08E-08

S8

-17.04

3.50E-03

-5.41E-04

7.77E-05

-8.84E-06

7.06E-07

-3.40E-08

8.18E-10

S9

2.01

1.41E-03

-4.39E-04

6.95E-05

-4.34E-06

6.86E-08

2.43E-09

1.77E-10

S10

-30.01

5.82E-03

-1.08E-03

2.82E-05

1.26E-05

-1.87E-06

9.88E-08

-1.34E-09

S11

-28.40

1.26E-02

-1.54E-03

1.09E-04

-1.46E-05

3.14E-06

-3.63E-07

1.58E-08

表6

在该实施例中，定焦镜头的光圈值FNO＝2.40；定焦镜头的光学畸变≤|-2.02％|，图6示出了实施例3的定焦镜头的畸变曲线。根据图6可知，实施例3所给出的定焦镜头能够实现低畸变的效果。

实施例4

图7示出了根据本申请实施例4的定焦镜头的结构示意图，以下参照图7描述根据本申请实施例4的定焦镜头。

如图7所示，定焦镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑STO、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、滤光片和/或保护玻璃CG以及成像面(IMA)。

在该实施例中，第一透镜L1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜L2具有负光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S6为凹面，像侧面S7为凸面。第四透镜L4具有正光焦度，其物侧面S8为凸面，像侧面S9为凸面。第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面S10为凹面，像侧面S11为凹面。

在该实施例中，位于第五透镜L5与成像面S14(IMA)之间的滤光片和/或保护玻璃CG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，其中，成像面处可设置有图像传感芯片IMA。

表7示出了实施例4的定焦镜头的各透镜的曲率半径R、厚度CT/距离、折射率N以及阿贝数Vd。

表7

在该实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4和第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表8给出了可用于该实施例中各非球面镜面S1至S4、S8至S11的圆锥系数k以及高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄和A₁₆。

表8

在该实施例中，定焦镜头的光圈值FNO＝2.40；定焦镜头的光学畸变≤|-2.19％|，图8示出了实施例4的定焦镜头的畸变曲线。根据图8可知，实施例4所给出的定焦镜头能够实现低畸变的效果。

综上，实施例1至实施例4分别满足下表9所示的关系。

条件式\实施例	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					F1/F	-1.97	-2.02	-2.02	-1.99
R11/F1	-1.42	-1.31	-1.11	-1.30
					(R11+R12)/CT1	11.54	11.32	10.10	11.01
F2/F	-54.97	-50.01	-58.53	-58.99
					F12/F	-2.23	-2.27	-2.28	-2.26
F3/F	1.55	1.59	1.53	1.59
					(R31+R32)/R22	4.45	4.04	4.95	4.02
(R22+R31+R32)/F23	-3.10	-2.78	-3.48	-2.80
					F4/F	1.03	1.01	1.04	1.02
(R41+R42)/CT4	0.13	0.07	0.02	0.10
					F5/F	-1.12	-1.11	-1.12	-1.12
F45/F	4.39	4.03	4.66	4.10
					(R21-R22)/(R21+R22)	-0.09	-0.10	-0.09	-0.10
(CT3+CT4)/T34	0.91	0.91	0.92	0.90
					F345/F	1.05	1.05	1.05	1.05
CTmax/CTmin	2.87	2.79	3.24	2.79
					(Vd2+Vd3)/F(mm-1)	13.96	13.91	14.00	14.00
TTL/F	3.05	3.02	3.06	3.03
					BFL/TTL	0.38	0.38	0.38	0.38

表9

本申请还提供了一种电子设备，该电子设备可包括根据本申请上述实施方式的定焦镜头及用于将所述定焦镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (19)

1.一种定焦镜头，其特征在于，沿光轴由物侧至像侧依序包括：

具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

具有负光焦度的第二透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；

具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；

具有正光焦度的第四透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及

具有负光焦度的第五透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面，

所述定焦镜头满足：

3.73≤(R31+R32)/R22≤5.16，其中，R31为所述第三透镜的物侧面的曲率半径，R32为所述第三透镜的像侧面的曲率半径，R22为所述第二透镜的像侧面的曲率半径。

2.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距F1与所述定焦镜头的总有效焦距F满足：-2.03≤F1/F≤-1.95。

3.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面的曲率半径R11与所述第一透镜的有效焦距F1满足：-1.49≤R11/F1≤-1.05。

4.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面的曲率半径R11、所述第一透镜的像侧面的曲率半径R12和所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1满足：9.79≤(R11+R12)/CT1≤11.91。

5.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第二透镜的有效焦距F2与所述定焦镜头的总有效焦距F满足：-61≤F2/F≤-48。

6.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距F12与所述定焦镜头的总有效焦距F满足：-2.30≤F12/F≤-2.21。

7.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第三透镜的有效焦距F3与所述定焦镜头的总有效焦距F满足：1.51≤F3/F≤1.62。

8.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第二透镜的像侧面的曲率半径R22、所述第三透镜的物侧面的曲率半径R31、所述第三透镜的像侧面的曲率半径R32与所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距F23满足：-3.63≤(R22+R31+R32)/F23≤-2.58。

9.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第四透镜的有效焦距F4与所述定焦镜头的总有效焦距F满足：1.00≤F4/F≤1.05。

10.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面的曲率半径R41、所述第四透镜的像侧面的曲率半径R42和所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4满足：0.017≤(R41+R42)/CT4≤0.160。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第五透镜的有效焦距F5与所述定焦镜头的总有效焦距F满足：-1.13≤F5/F≤-1.11。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距F45与所述定焦镜头的总有效焦距F满足：3.89≤F45/F≤4.80。

13.根据权利要求1至10中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面的曲率半径R21和所述第二透镜的像侧面的曲率半径R22满足：-0.10≤(R21-R22)/(R21+R22)≤-0.09。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3、所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4与所述第三透镜的物侧面至所述第四透镜的像侧面在所述光轴上的中心距离T34满足：0.90≤(CT3+CT4)/T34≤0.92。

15.根据权利要求1至10中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距F345与所述定焦镜头的总有效焦距F满足：1.04≤F345/F≤1.06。

16.根据权利要求1至10中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第五透镜中各透镜在所述光轴上的中心厚度中的最大值CTmax与所述第一透镜至所述第五透镜中各透镜在所述光轴上的中心厚度中的最小值CTmin满足：2.69≤CTmax/CTmin≤3.33。

17.根据权利要求1至10中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第二透镜的阿贝数Vd2、所述第三透镜的阿贝数Vd3与所述定焦镜头的总有效焦距F满足：13.88mm^-1≤(Vd2+Vd3)/F≤14.02mm^-1。

18.根据权利要求1至10中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面的中心至所述定焦镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述定焦镜头的总有效焦距F满足：3.00≤TTL/F≤3.08。

19.根据权利要求1至10中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第五透镜的像侧面的中心至所述定焦镜头的成像面在所述光轴上的距离BFL与所述第一透镜的物侧面的中心至所述成像面在所述光轴上的距离TTL满足：0.37≤BFL/TTL≤0.39。