专利名称：：广角镜头的制作方法广角镜头
技术领域：
：本发明是有关于一种镜头，特别是指一种适用于数位影像产品上的广角镜头。
背景技术：
：应用于数位影像产品(如摄像机、数码相机等)上的镜头，按其焦距或视场角可以分为标准镜头、短焦(广角)镜头、长焦(望远)镜头三类。通常广角镜头就是指短焦距镜头，一般焦距越长，视角就越小，拍摄范围就越小；焦距越短，视角就越大，拍摄范围也越大。使用广角镜头可以扩大拍摄视野，在有限距离范围内拍摄出全景或大场面的照片。例如，在视频摄像机中采用广角镜头也是为了能将进行网络视讯的客户端全部都能摄入网络视频中，从而使得网络视频交流者能够达到真实的沟通效果。一般而言，用来制作镜头的光学透镜采用的是球面设计，也就是任何一个切面都是圆形。采用球面的原因是因为加工时比较容易，但球面并不是最适合光学成像的透镜形状，它会产生许多像差，导致影像模糊失焦。为克服上述像差，镜头设计者必须在镜头中使用很多片透镜来补偿，从而导致在成像品质提高的同时，镜头也变得又大又沉重。将非球面镜(Asphericallens)应用在镜头的光学系统中，可以大幅度提高相机使用大光圈时的成像品质，减小广角镜头的桶状变形，而且一片非球面透镜可以替代好几片球面透镜补偿像差，能够非常明显地简化镜头的光学设计，减小它的体积和重量。因此，在镜头中采用非球面镜的现有设计已经有很多。请参阅美国专利第6，982，834号所揭示的一种广角镜头，该广角镜头是由一具有负屈光度的第一透镜组、一具有正屈光度的第二透镜组及一具有正屈光度的第三透镜组组成。在这些透镜组的所有透镜中至少有一个非球面镜，而且其第三透镜组是采用胶合透镜的方式，当第一透镜组中的第一透镜与第二透镜之间的阿贝系数的差值大于20.5，且半视角范围为36.0至41.0度时，该广角镜头可以得到较好的像差校正效果。在美国专利第6,825，993号中所揭示的广角镜头也采用非球面的设计，该广角镜头包含有一具有负屈光度的第一塑料透镜、一具有正屈光度的第二塑料透镜、一具有正屈光度的胶合透镜及一具有正屈光度的透镜，在这些透镜中，除胶合透镜之外，均具有一个非球面的表面。当第一塑料透镜与第二塑料透镜之间的距离与广角镜头的焦距长度的比值是在0.5至1.0之间，且另满足其它的条件限制时，该广角镜头就可以获得很好的像差较正效果。从上述对现有广角镜头的说明可知，任何一种广角镜头，甚至其它类型的镜头也一样，并非仅仅是单纯地采用非球面设计及利用胶合透镜，就可以解决成像问题，还需要满足其特定的设计条件，才可以达到在一定视角范围内的像差校正效果。随着影像产品的应用范围日渐广泛，尤其是网络视讯的发达，使得广角镜头的需求增加，所以需要不断研发出新的镜头，在满足特定的设计条件下适应产品小型化发展的趋势并具有最佳的光学效果。
发明内容本发明的目的在于提供一种具有大数值孔径及广视角为80度的广角镜头，其整体长度较短，有助于产品的紧凑化。依据本发明的上述目的，本发明提供一种广角镜头，从物方至像方依次包括有具有负屈光度的第一透镜、具有正屈光度的第二透镜、具有正屈光度的第三透镜，以及由第四透镜及第五透镜胶合而成的具有正屈光度的胶合透镜，其中第一透镜的位于物方侧的第一表面是一非球面，第二透镜与第三透镜各具有至少一个非球面<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中f2345表示第二、三:、四及五透镜的组合焦距；樣示整个镜头的焦距。当满足此条件时，可以确保本发明广角镜头在具有大数值孔径及广视角的特点的同时，镜头的整体长度能够有效縮短，得以使得产品紧凑化。上述广角镜头，还满足下列条件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中X表示光轴外任意一点横向距离第一透镜的第一表面在光轴上的点；X'表示光轴外任意一点横向距离第一透镜ll的第一表面的参考球面在光上述第一透镜是一个具有高折射率系数的透镜，其第一表面是朝向物方的凸面；而第二、三透镜均呈新月型。相较于现有技术，本发明广角镜头具有大数值孔径及广视角为80度，该广角镜头是在采用非球面设计的基础上，使其第二、三、四及五透镜的组合焦距满足特定条件，这样镜头的整体长度能够更加有效地縮短，并能使得产品紧凑化。此外，由于本发明广角镜头的第一透镜的第一表面及其参考球面符合特定条件，从而可以进一步提高广角镜头的光学性能。图l是本发明广角镜头的各透镜的位置关系及其光路示意图。图2A至图2E是依据本发明广角镜头的较佳实施例绘制的纵向像差、像散像差、畸变像差、慧星像差及MTF曲线示意图。具体实施方式请参照图l所示，本发明广角镜头10主要由五个透镜组成，从物方至像方依次为第一透镜ll、第二透镜12、第三透镜13及胶合透镜，其中第一透镜ll是一个具有高折射率系数的负透镜，其位于物方侧的第一表面为朝向物方的凸面，用来将大视角范围内的光线收入，而且此第一表面是釆用非球面的设计，这样可以控制桶状变形；第二透镜12是一个新月型的正透镜，其置于光阑(未图示)之后且凹面朝向物方，该透镜12具有至少一个非球面，主要作为第一透镜ll的补偿镜片；第三透镜13也是一个新月型的正透镜，具有至少一个非球面，该透镜13主要用来提高光线聚焦能力，有助于缩短镜头长度;胶合透镜是由第四透镜14与第五透镜15胶合在一起而形成的一个具有正屈光度的透镜，其有助于光学系统的色差修正，并可以减少光损失。在本发明广角镜头10的第一、二及三透镜上均采用了非球面的设计，而这些非球面的表面都可以有效地控制球面像差及慧差的形成，这样可以使得广角镜头10能够达到较大的光圈，而且因至少三个表面是采用非球面的设计，可以有效縮短需要达到广视角镜头的长度及透镜数量。本发明广角镜头10应满足条件(1):0.7<f2345/f<1.0其中f2345表示第二、三、四及五透镜的组合焦距；康示整个镜头的焦距。在上述条件(1)中，若G345/f大于1.0，则光圈后群的聚焦能力比较弱，这样会使得整体长度过长；若f2345/f小于0.7，则会造成光圈后群空间被过度压缩从而使得制造上难以达成。因此，满足条件(1)可以确保本发明广角镜头io在具有大数值孔径及广视角的特点的同时，其整体长度能够有效縮短，从而使得产品紧凑。此外，为进一步提高本发明广角镜头10的光学性能，还可以使得广角镜头10满足条件(2):X-X;:0其中X表示光轴外任意一点横向距离第一透镜11的第一表面在光轴上的点；X'表示光轴外任意一点横向距离第一透镜ll的第一表面的参考球面在光轴上的点。在上述条件(2)中，若X-X，O，则轴外视场的慧差将增加，从而会降低镜头解像率。本发明的广角镜头还可以根据需要，在第五透镜15的后面加入玻璃平板16，以提供滤光或抗反射等作用。参照上述条件，下面将详细描述本发明的较佳实施例。在表一及表二所示的数值实施例中，本发明广角镜头的数值孔径比为1:2.0，广视角为80度，G345/fN).75，所有矩离值(曲率半径及厚度)均以毫米为单位。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在表二中，F賴表示广角镜头10的焦距与孔径的比值，F值表示广角镜头IO的总焦距，F1至F5分别表示第一、二、三、四及五透镜的焦距，F45表示第四透镜14与第五透镜15的组合焦距。在本实施例中，第一透镜ll、第二透镜12及第三透镜13采用两面均为非球面的设计，非球面的设计公式表示如下ch2z=---------+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14+Gh16l+[l-(k+l)c2h2〗1/2其中z为沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考距光轴的位移值；k为锥度常数(ConicConstant);c=l/r，r表示曲率半径；h表示镜片高度；A表示四阶非球面系数(4thOrderAsphericalCoefficient);B表示六阶非球面系数(6thOrderAsphericalCoe伍cient);C表示八阶非球面系数(8thOrderAsphericalCoefficient);D表示十阶非球面系数(10thOrderAsphericalCoefficient);E表示十二阶非球面系数(12thOrderAsphericalCoe伍cient);F表示十四阶非球面系数(14thOrderAsphericalCoefficient);G表示十六阶非球面系数(16thOrderAsphericalCoefficient)。在本实施例中，非球面系数的具体数值为面编号l(第一透镜的物方侧)K=-2.578748A=0.54306468B=-0.55482856C-2.1919249D=-3.3816862E=3.0254245F=0G=0面编号2(第一透镜的像方侧)K=-0.5499776A-4.7719915B--52.422451C=2169.7158D--28680.449E-174871.8F=0G=0面编号4(第二透镜的物方侧)K=98.04498A=-0.32789398B--10.977896C=224.24265D=-3150.4247E-9451.991F=0.0029638144G-0.005153884面编号5(第二透镜的像方侧)K=4.024102A=-0.32557687B-画l1.935386C=l16.969D=-711.69287E=-15.492567F=0G=0面编号6(第三透镜的物方侧)K=-5.786167A=-1.6319177B-2.5844135C=-22.390029D=286.27457E=-1036.3254F-0G=0面编号7(第三透镜的像方侧)K=-0.4109825A-0.094935206B=-l.1833431C=30.324863D--195.51807E-587.07482F=1556.1925G=-6744.0074依照上述较佳实施例进行设计，本发明广角镜头IO的各种像差可以得到有效校正，如图2A至图2E所示。权利要求1.一种广角镜头，从物方至像方依次包括有具有负屈光度的第一透镜、具有正屈光度的第二透镜、具有正屈光度的第三透镜，以及由一第四透镜及一第五透镜胶合而成的具有正屈光度的胶合透镜，其特征在于第一透镜的位于物方侧的第一表面是一个非球面，第二透镜与第三透镜各具有至少一个非球面的表面，该广角镜头满足下列条件0.7＜f2345/f＜1.0(1)其中f2345表示第二、三、四及五透镜的组合焦距；f表示整个广角镜头的焦距。2.如权利要求l所述的广角镜头，其特征在于该广角镜头还满足下列条件-X-X》0(2)其中X表示光轴外任意一点横向距离第一透镜的第一表面在光轴上的点；X'表示光轴外任意一点横向距离第一透镜ll的第一表面的参考球面在光轴上的点。3.如权利要求2所述的广角镜头，其特征在于第一透镜是一个具有高折射率系数的透镜，其第一表面是一个朝向物方的凸面。4.如权利要求3所述的广角镜头，其特征在于第二、三透镜均呈新月型。5.如权利要求3所述的广角镜头，其特征在于第一、二、三透镜均具有两个非球面的表面。6.如权利要求5所述的广角镜头，其特征在于在第五透镜的后面还具有一玻璃平板。全文摘要本发明公开一种具有大数值孔径及广视角为80度的广角镜头，从物方至像方依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜及胶合透镜，其中第一透镜是一个具有高折射率系数的负透镜，其位于物方侧的第一表面为朝向物方的凸面，而且第一表面还采用了非球面的设计；第二透镜是一个新月型的正透镜，其置于光阑(未图示)之后且凹面朝向物方，该透镜具有至少一个非球面；第三透镜也是一个新月型的正透镜，具有至少一个非球面；胶合透镜是由一个第四透镜与一个第五透镜胶合而成，并具有正屈光度。该广角镜头满足一特定条件，这样镜头的整体长度能够更加有效地缩短，并能使得产品紧凑化。文档编号G02B13/06GK101162290SQ200610135909公开日2008年4月16日申请日期2006年10月9日优先权日2006年10月9日发明者唐乃元申请人:亚洲光学股份有限公司