五片式广角镜头的制作方法

本实用新型涉及一种光学镜头，特别涉及一种具有广角特性的五片式镜头。
背景技术：
：近年来，随着具有摄影功能的电子产品兴起，光学系统的需求日渐提高，使得具有高分辨率的广角镜头需求也跟着大增，广角镜头是指焦距较短、视角较大的镜头，其特点是具有较长的景深，可容纳景物的范围较广，并且可以增加画面的空间纵深感。于广角镜头的改良中，为了便于携带及增进记录品质，业者在设计广角镜头时需要考量如何在较广的视角下保有良好的成像品质，因此，如何提供一种能兼具多重特点的广角镜头，实为值得本领域人士思量的。技术实现要素：有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种具有良好光学性能的广角镜头。为达上述目的，本实用新型提供一种五片式广角镜头，其中，由物侧至像侧沿一光轴依序包括：一光圈；一第一镜片，具有正屈光力，其物侧面为凸面且像侧面为凸面；一第二镜片，具有负屈光力，其物侧面为凸面且像侧面为凹面；一第三镜片，具有负屈光力，其物侧面为凸面且像侧面为凹面；一第四镜片，具有正屈光力，其物侧面为凹面且像侧面为凸面；以及一第五镜片，具有负屈光力，其物侧面为凸面且像侧面为凹面；该五片式广角镜头满足0<F/R1<1.5的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，R1为该第一镜片的物侧面的曲率半径。为达上述目的，本实用新型还提供一种五片式广角镜头，其中，由物侧至像侧沿一光轴依序包括：一光圈；一第一镜片，具有正屈光力，其物侧面曲率半径为R1，像侧面曲率半径为R2，其中R1>0且R1>R2；一第二镜片，具有负屈光力，其物侧面曲率半径为R3，像侧面曲率半径为R4，其中R3>R4；一第三镜片，具有负屈光力，其物侧面曲率半径为R5，像侧面曲率半径为R6，其中R5>0且R5>R6；一第四镜片，具有正屈光力，其物侧面曲率半径为R7，像侧面曲率半径为R8，其中R7<0且R7<R8；以及一第五镜片，具有负屈光力，其物侧面曲率半径为R9，像侧面曲率半径为R10，其中R9>0且R9>R10；该五片式广角镜头满足0<F/R1<1.5的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，R1为该第一镜片的物侧面的曲率半径。上述的五片式广角镜头，其中，更满足Gaa/T7<1的条件式，其中Gaa为该光轴上各镜片之间的间隙加总，T7为该第四镜片于该光轴上的厚度。上述的五片式广角镜头，其中，更满足Gaa/T3<2.5的条件式，其中Gaa为该光轴上各镜片之间的间隙加总，T3为该第二镜片于该光轴上的厚度。上述的五片式广角镜头，其中，更满足Gaa/T5<2.1的条件式，其中Gaa为该光轴上各镜片之间的间隙加总，T5为该第三镜片于该光轴上的厚度。上述的五片式广角镜头，其中，更满足sagR7/R7<0.3的条件式，其中sagR7为该第四镜片物侧面由该光轴径向朝外至该第四镜片物侧有效径最大范围的垂度距离，R7为该第四镜片的物侧面的曲率半径。上述的五片式广角镜头，其中，更满足13<R3*R4<27的条件式，其中R3为该第二镜片的物侧面的曲率半径，R4为该第二镜片的像侧面的曲率半径。上述的五片式广角镜头，其中，更满足1<R7*R8<2.1的条件式，其中R7为该第四镜片的物侧面的曲率半径，R8为该第四镜片的像侧面的曲率半径。上述的五片式广角镜头，其中，更满足1.1≤R1/F≤1.2以及-0.7≤R2/F≤-0.6的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，R1为该第一镜片的物侧面的曲率半径，R2为该第一镜片的像侧面的曲率半径。上述的五片式广角镜头，其中，更满足2.1≤R3/F≤3.4以及0.6≤R4/F≤0.8的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，R3为该第二镜片的物侧面的曲率半径，R4为该第二镜片的像侧面的曲率半径。上述的五片式广角镜头，其中，更满足1.7≤R5/F≤2.1以及1.6≤R6/F≤1.9的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，R5为该第三镜片的物侧面的曲率半径，R6为该第三镜片的像侧面的曲率半径。上述的五片式广角镜头，其中，更满足-0.8≤R7/F≤-0.6以及-0.3≤R8/F≤-0.2的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，R7为该第四镜片的物侧面的曲率半径，R8为该第四镜片的像侧面的曲率半径。上述的五片式广角镜头，其中，更满足1.4≤R9/F≤1.6以及0.2≤R10/F≤0.3的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，R9为该第五镜片的物侧面的曲率半径，R10为该第五镜片的像侧面的曲率半径。上述的五片式广角镜头，其中，更满足1.2≤F/f1≤1.3的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，f1为该第一镜片的焦距。上述的五片式广角镜头，其中，更满足-0.7≤F/f2≤-0.6的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，f2为该第二镜片的焦距。上述的五片式广角镜头，其中，更满足-0.1≤F/f3≤0的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，f3为该第三镜片的焦距。上述的五片式广角镜头，其中，更满足1.5≤F/f4≤1.6的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，f4为该第四镜片的焦距。上述的五片式广角镜头，其中，更满足-1.5≤F/f5≤-1.4的条件式，其中F为该五片式广角镜头的系统焦距值，f5为该第五镜片的焦距。上述的五片式广角镜头，其中，该第四镜片具有一周围区域，该周围区域的物侧面为凸面、像侧面为凹面，该光轴区域与该周围区域以一反曲点连线为界，该光轴区域的物侧面曲率半径为R7，像侧面曲率半径为R8。上述的五片式广角镜头，其中，该第五镜片具有一周围区域，该周围区域的物侧面为凹面、像侧面为凸面，该光轴区域与该周围区域以一反曲点连线为界，该光轴区域的物侧面曲率半径为R9，像侧面曲率半径为R10。藉由上述设计，本实用新型的五片式广角镜头可有效降低镜头敏感度、减少球面像差影响、避免像散过大、降低杂散光、提高镜片制造的稳定性，因而可提升整体成像品质，并兼具广角特性。以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。附图说明图1本实用新型第一较佳实施例的五片式广角镜头的示意图；图1A本实用新型第一较佳实施例sag的示意图；图1B为本实用新型第一较佳实施例的畸变图；图1C-1G为本实用新型第一较佳实施例不同像高的横向光扇图；图2为本实用新型第二较佳实施例的五片式广角镜头的示意图；图2A为本实用新型第二较佳实施例的畸变图；图2B-2F为本实用新型第二较佳实施例不同像高的横向光扇图；图3为本实用新型第三较佳实施例的五片式广角镜头的示意图；图3A为本实用新型第三较佳实施例的畸变图；图3B-3F为本实用新型第三较佳实施例不同像高的横向光扇图。其中，附图标记1五片式广角镜头50第五镜片1’五片式广角镜头52光轴区域1”五片式广角镜头54周围区域10第一镜片56反曲点连线20第二镜片60平板镜片30第三镜片70感光元件40第四镜片L光轴42光轴区域A物侧44周围区域B像侧46反曲点连线ST光圈具体实施方式下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：图1为本实用新型第一较佳实施例提供的五片式广角镜头1，其由物侧A至像侧B沿一光轴L依序包括一光圈ST(aperturestop)、一第一镜片10、一第二镜片20、一第三镜片30、一第四镜片40、以及一第五镜片50，该五镜片10,20,30,40,50为具有屈光力的透镜组合，且各该镜片10,20,30,40,50分别具有一朝向该物侧A的物侧面以及一朝向该像侧B的像侧面，该五片式广角镜头1于该像侧B处设有CCD、CMOS或其他感光元件70，于该感光元件70与该第五镜片50之间可设有滤光片及/或保护玻璃等平板镜片60，该平板镜片60的数量可依需求增减或不设置。本篇说明书所言的「正屈光力(或负屈光力)」，是指所述镜片以高斯光学理论计算出来的光轴上的屈光力为正(或为负)。光轴附近的区域为光轴区域，光轴区域周围的区域为周围区域，该光轴区域与该周围区域是以一反曲点连线为界，所述反曲点连线是指镜片径向上弯曲方向转换的点的连线，此外，部分透镜还包含一延伸部位于该周围区域的外周，用以供该透镜组装于一镜头内，理想的成像光线并不会通过该延伸部。另外，光轴区域的面形可依该领域中通常知识来判断，以R值(指近轴的曲率半径，通常指光学软件中的透镜数据库(lensdata)上的R值)正负判断凹凸。以物侧面来说，当R值为正时，判定为凸面，当R值为负时，判定为凹面；以像侧面来说，当R值为正时，判定为凹面，当R值为负时，判定为凸面。于本实施例中，该光圈ST位于该第一镜片10的物侧A。该第一镜片10具有正屈光力，其物侧面与像侧面皆为凸面，该第一镜片10物侧面的曲率半径R1为3.7，像侧面的曲率半径R2为-2.17；于其他可能的实施例中，R1与R2可以有其他变化，惟R1必须大于0(R1>0)、R1必须大于R2(R1>R2)。该第二镜片20具有负屈光力，其物侧面为凸面、像侧面为凹面，该第二镜片20物侧面的曲率半径R3为10.75，像侧面的曲率半径R4为2.34；于其他可能的实施例中，R3与R4可以有其他变化，惟R3必须大于0(R3>0)，且R3必须大R4(R3>R4)。该第三镜片30具有负屈光力，其物侧面为凸面、像侧面为凹面，该第三镜片30物侧面的曲率半径R5为6.52，像侧面曲率半径R6为5.86；于其他可能的实施例中，R5与R6可以有其他变化，惟R5必须大于0(R5>0)，且R5必须大于R6(R5>R6)。该第四镜片40具有一光轴区域42位于该第四镜片40的中央以及一周围区域44位在该光轴区域42的周边，该光轴区域42具有正屈光力，其物侧面为凹面、像侧面为凸面，该周围区域44的物侧面为凸面、像侧面为凹面，该光轴区域42与该周围区域44是以一反曲点连线46为界，且该光轴区域42的物侧面的曲率半径R7为-2.33，像侧面的曲率半径R8为-0.85；于其他可能的实施例中，R7与R8可以有其他变化，惟R7必须小于0(R7<0)，且R7必须小于R8(R7<R8)。该第五镜片50具有一光轴区域52位于该第五镜片50的中央以及一周围区域54位在该光轴区域52的周边，该光轴区域52具有负屈光力，其物侧面为凸面、像侧面为凹面，该周围区域54的物侧面为凹面、像侧面为凸面，该光轴区域52与该周围区域54是以一反曲点连线56为界，且该光轴区域42的物侧面的曲率半径R9为4.56，像侧面的曲率半径R10为0.9；于其他可能的实施例中，R9与R10可以有其他变化，惟R9必须大于0，且R9必须大于R10(R9>R10)。第一较佳实施例提供的五片式广角镜头1的设计参数如下表一所示：表一其中，距离一栏中0.033mm是指该光圈ST与该第一镜片10物侧面顶点的距离，0.765mm是指该第一镜片10的物侧面顶点与像侧面顶点的距离，0.025mm是指该第一镜片10像侧面顶点与该第二镜片20物侧面顶点的距离，余此类推；曲率半径则是指该光轴L与物侧面或像侧面交点处的曲率半径，于第一较佳实施例中，第一至第五镜片10,20,30,40,50的物侧面及像侧面均为非球面，且其面型满足下列公式：其中z为非球面的深度(即非球面上距离光轴为h的点，与垂直光轴且经过非球面顶点的切面，两者间的距离)，c＝1/r，r为表面曲率半径，h为非球面上的点与光轴的距离，k为锥面系数，A为第四阶系数，B为第六阶系数，C为第八阶系数，D为第十阶系数，E为第十二阶系数，F为第十四阶系数，G为第十六阶系数。第一较佳实施例各非球面的参数如下表二所示：表二基于前述设计，本实施例的五片式大光圈广角镜头1的系统焦距值F为3.24mm，系统长度TTL(TotalTrackLength)为4.755mm，最大像高处的视场角(FOV,FieldOfView)达87.2度，光圈值(f-number)达2.08。于本实施例中，该系统焦距值F与该第一镜片10物侧面曲率半径R1的比值(F/R1)为0.88，该五片式广角镜头1必须满足0<F/R1<1.5的条件式，上述条件式可使该第一镜片10的物侧面较为平顺，避免光线入射该第一镜片10后转折过大，有效降低镜头敏感度，亦可减少球面像差影响。该第四镜片40物侧面由该光轴L径向朝外至该第四镜片40物侧有效径最大范围的垂度距离sagR7和该第四镜片40的物侧面的曲率半径R7的比值(sagR7/R7)为0.067，sag的定义可参考图1A所示，当该第四镜片40物侧sag值降低，可提高该第四镜片40制造稳定性；该光轴L上各镜片之间的间隙加总Gaa为0.54484，其与该第四镜片40于该光轴L上厚度T7的比值(Gaa/T7)为0.82，此结果可使该第三镜片30和该第四镜片40靠近，以降低该第四镜片40物侧sag值，提高该第四镜片40制造稳定性；该光轴L上各镜片之间的间隙加总Gaa与该第二镜片20于该光轴L上厚度T3的比值(Gaa/T3)为2.12，此结果可避免像散过大；该光轴L上各镜片之间的间隙加总Gaa与该第三镜片30于该光轴L上厚度T5的比值(Gaa/T5)为1.62，此结果可使边缘光线入射至该第三镜片30的角度较小，降低该第二镜片20和该第三镜片30间杂散光的发生；R3*R4的结果为25.16，其可抑制光线角度，避免该第二镜片20像侧光线角度出射过大，降低杂散光发生；R7*R8的结果为1.98，其可修正像散，提升整体成像品质；此外，系统长度TTL与系统焦距值F的比值(TTL/F)为1.47；该光轴L上各镜片的厚度总和ATL与该光轴L上各镜片之间的间隙加总Gaa的比值(ATL/Gaa)为5.07；各镜片的曲率半径R1～R10与该系统焦距值F的比值如下表三所示；该五片式广角镜头1的系统焦距值F与该第一至第五镜片10,20,30,40,50的焦距f1,f2,f3,f4,f5的比值如下表四所示；该五片式广角镜头1的畸变图如图1B所示、横向光扇图如图1C-1G所示。如此一来，该五片式广角镜头1可有效降低镜头敏感度、减少球面像差影响、避免像散过大、降低杂散光、提高镜片制造的稳定性，因而可提升整体成像品质，并兼具广角特性。表三R1/FR2/FR3/FR4/FR5/FR6/FR7/FR8/FR9/FR10/F1.14-0.673.320.722.011.81-0.72-0.261.410.28表四F/f1F/f2F/f3F/f4F/f51.23-0.69-0.031.54-1.47图2为本实用新型第二较佳实施例提供的五片式广角镜头1’，其镜片配置与第一较佳实施例相似，该五片式广角镜头1’的设计参数如下表五所示：表五第二较佳实施例中，该第一至第五镜片10,20,30,40,50的物侧面及像侧面均为非球面，且其面型满足下列公式，各项参数的定义如前所述：第二较佳实施例各非球面的参数如下表六所示：表六基于前述设计，本实施例的系统焦距F为3.27mm，系统长度TTL为4.761mm，最大像高处的视场角达86.4度，光圈值(f-number)达2.09。其中，F/R1为0.87，sagR7/R7为0.063，Gaa为0.5922因此Gaa/T7为0.87、Gaa/T3为2.35、Gaa/T5为1.88，R3*R4为14.78，R7*R8为2.02，TTL/F为1.46，ATL/Gaa为4.6，各镜片的曲率半径R1～R10与该系统焦距值F的比值如下表七所示，该五片式广角镜头1’的系统焦距值F与该第一至第五镜片10,20,30,40,50的焦距f1,f2,f3,f4,f5的比值如下表八所示，该五片式广角镜头1’的畸变图如第2A图所示、横向光扇图如第2B-2F图所示。表七R1/FR2/FR3/FR4/FR5/FR6/FR7/FR8/FR9/FR10/F1.14-0.672.150.641.771.64-0.72-0.261.460.28表八F/f1F/f2F/f3F/f4F/f51.23-0.69-0.021.54-1.49第3图为本实用新型第三较佳实施例提供的五片式广角镜头1”，其镜片配置与第一较佳实施例相似，该五片式广角镜头1”的设计参数如下表九所示：表九第三较佳实施例中，该第一至第五镜片10,20,30,40,50的物侧面及像侧面均为非球面，且其面型满足下列公式：第三较佳实施例各非球面的参数如下表十所示：表十基于前述设计，本实施例的系统焦距F为3.29mm，系统长度TTL为4.805mm，最大像高处的视场角达86.3度，光圈值(f-number)达2.085。其中，F/R1为0.9，sagR7/R7为0.065，Gaa为0.60021因此Gaa/T7为0.866、Gaa/T3为2.47、Gaa/T5为2，R3*R4为15.83，R7*R8为1.98，TTL/F为1.46，ATL/Gaa为4.58，各镜片的曲率半径R1～R10与该系统焦距值F的比值如下表十一所示，该五片式广角镜头1”的系统焦距值F与该第一至第五镜片10,20,30,40,50的焦距f1,f2,f3,f4,f5的比值如下表十二所示，该五片式广角镜头1”的畸变图如第3A图所示、横向光扇图如第3B-3F图所示。表十一R1/FR2/FR3/FR4/FR5/FR6/FR7/FR8/FR9/FR10/F1.11-0.672.230.661.841.64-0.70-0.261.510.28表十二F/f1F/f2F/f3F/f4F/f51.25-0.68-0.031.52-1.48前述三个实施例仅为本实用新型所举之例，基于本实用新型的精神，该五片式广角镜头1,1’,1”的参数可加以改变，例如，各镜片的曲率半径R1～R10与该系统焦距值F的比值只要为落在下列范围之间即可：1.1≤R1/f≤1.2，-0.7≤R2/F≤-0.6，2.1≤R3/F≤3.4，0.6≤R4/F≤0.8，1.7≤R5/F≤2.1，1.6≤R6/F≤1.9，-0.8≤R7/F≤-0.6，-0.3≤R8/F≤-0.2，1.4≤R9/F≤1.6，0.2≤R10/F≤0.3；该系统焦距值F与该第一至第五镜片10,20,30,40,50的焦距f1,f2,f3,f4,f5的比值只要为落在下列范围之间即可：1.2≤F/f1≤1.3，-0.7≤F/f2≤-0.6，-0.1≤F/f3≤0，1.5≤F/f4≤1.6，-1.5≤F/f5≤-1.4。此外，该系统焦距值F与该第一镜片10物侧面曲率半径R1的比值可以有其他变化，以满足0<F/R1<1.5的条件式为佳，其可使该第一镜片10的物侧面较为平顺，避免光线入射该第一镜片10后转折过大，有效降低镜头敏感度，亦可减少球面像差影响；该光轴L上各镜片之间的间隙加总Gaa与该第四镜片40于该光轴L上厚度T7的比值可以有其他变化，以满足Gaa/T7<1的条件式为佳，其可使该第三镜片30和该第四镜片40靠近，以降低该第四镜片40物侧sag值，提高该第四镜片40制造稳定性；该光轴L上各镜片之间的间隙加总Gaa与该第二镜片20于该光轴L上厚度T3的比值可以有其他变化，以满足Gaa/T3<2.5的条件式为佳，其可避免像散过大；该光轴L上各镜片之间的间隙加总Gaa与该第三镜片30于该光轴L上厚度T5的比值可以有其他变化，以满足Gaa/T5<2.1的条件式为佳，其可使边缘光线入射至该第三镜片30的角度较小，降低该第二镜片20和该第三镜片30间杂散光的发生；该第四镜片40物侧面由该光轴L径向朝外至该第四镜片40物侧有效径最大范围的垂度距离sagR7和该第四镜片40的物侧面的曲率半径R7的比值可以有其他变化，以满足sagR7/R7<0.3的条件式为佳，该第四镜片40物侧sag值降低，可提高该第四镜片40制造稳定性；该第二镜片20物侧面的曲率半径R3与像侧面的曲率半径R4以满足13<R3*R4<27的条件式为佳，其可抑制光线角度，避免该第二镜片20像侧光线角度出射过大，降低杂散光发生；该第四镜片40光轴区域42的物侧面的曲率半径R7与像侧面的曲率半径R8以满足1<R7*R8<2.1的条件式，其可修正像散，提升整体成像品质；系统长度TTL与系统焦距值F的比值可以有其他变化，以满足1.4≤TTL/F≤1.5的条件式为佳；该光轴L上各镜片的厚度总和ATL与该光轴L上各镜片之间的间隙加总Gaa的比值可以有其他变化，以满足4.5≤ATL/Gaa≤5.1的条件式为佳。当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。当前第1页1 2 3