CN102650724B - 广视角摄影镜组 - Google Patents
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Abstract
一种广视角摄影镜组,沿着光轴的物侧至像侧依序包括有一具有负屈折力的第一透镜、一具有正屈折力的第二透镜与一具有正屈折力的第三透镜。且第一透镜、第二透镜及第三透镜为非接合透镜。其中,第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面。第二透镜的物侧面为凸面,第三透镜的像侧面为凸面。通过调整上述透镜及其相对关系,可有效缩小体积、获得较大视场角以及良好的成像质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学元件及光学系统,特别涉及一种由复合透镜所组成的小型化广视角摄影镜组。
背景技术
近几年来,由于光学摄像镜头的应用范围越来越广泛,特别是在手机相机、计算机网络相机、车用镜头、安全影像监控及电子娱乐等产业,而一般摄像镜头的影像感测元件不外乎是感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)两种,且由于工艺技术的精进,使得影像感测元件的像素面积缩小,摄像镜头逐渐往高像素及小型化领域发展,因此,如何以微小化的摄像镜头于小型的影像感测元件上产生良好的成像质量是为各业者主要研究与开发的方向。
现有的手机镜头多采用三片式透镜组,请参照美国专利公告号第6,490,102号所揭露的一种包括玻璃与塑料透镜的广视角摄影镜组,其中,由于第三透镜是为玻璃球面透镜,使得光学透镜组修正像差的自由度降低,进而难以控制成像质量。再者,请参照美国专利公告号第7,262,925号所揭露的一种具有三片透镜片的光学镜组,其中,光学镜组的光圈设置于第一透镜与第二透镜之间,使得光学总长度增加,无法满足小型化的光学镜组的需求。
发明内容
为了因应市场需求及改善现有技术所存在的问题,本发明提供一种广视角摄影镜组,可有效缩小体积、获得较大视场角以及良好的成像质量。
根据本发明所揭露一实施例的广视角摄影镜组,由光轴的物侧至像侧依序包括一具有负屈折力的第一透镜、一具有正屈折力的第二透镜与一具有正屈折力的第三透镜。第一透镜具有一为凸面的物侧面及一为凹面的像侧面,第二透镜具有一为凸面的物侧面。第三透镜具有一为凸面的像侧面。
其中,第一透镜、第二透镜及第三透镜为非接合(non-cemented)透镜。于光轴上,第二透镜具有一焦距f2,第三透镜具有一焦距f3,第一透镜物侧面具有一曲率半径R1,第三透镜物侧面具有一曲率半径R5,第三透镜像侧面具有一曲率半径R6,且满足以下公式:
(公式1):0.6<f2/f3<1.3;
(公式2):0<R1/|R5|<1.0;以及
(公式3):0<(R5+R6)/(R5-R6)<3.0。
根据本发明所揭露另一实施例的广视角摄影镜组,由光轴的物侧至像侧依序包括一具有负屈折力的第一透镜、一具有正屈折力的第二透镜与一具有正屈折力的第三透镜。第一透镜具有一为凸面的物侧面及一为凹面的像侧面,第二透镜具有一为凸面的物侧面。第三透镜具有一为凸面的像侧面。
其中,第一透镜、第二透镜及第三透镜为非接合(non-cemented)透镜。于光轴上,广视角摄影镜组还包括一光圈与一成像面,且广视角摄影镜组具有一焦距f,第二透镜具有一焦距f2,第三透镜具有一焦距f3,第一透镜像侧面具有一曲率半径R2,光圈至成像面具有一距离SL,第一透镜物侧面至成像面具有一距离TTL,且满足以下公式:
(公式1):0.6<f2/f3<1.3;
(公式4):0<R2/f<0.6;以及
(公式5):0.3<SL/TTL<0.68。
根据本发明所揭露再一实施例的广视角摄影镜组,由光轴的物侧至像侧依序包括一具有负屈折力的第一透镜、一具有正屈折力的第二透镜与一具有正屈折力的第三透镜。其中,第一透镜为塑料透镜且具有至少一反曲点。第一透镜具有一为凸面的物侧面及一为凹面的像侧面,且第一透镜的物侧面及像侧面的至少其中的一为非球面。第二透镜具有一为凸面的物侧面,第三透镜具有一为凸面的像侧面。
其中,第一透镜、第二透镜及第三透镜为非接合(non-cemented)透镜。于光轴上,广视角摄影镜组还包括一光圈与一成像面,且广视角摄影镜组具有一焦距f,第一透镜像侧面具有一曲率半径R2,第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,第三透镜像侧面具有一曲率半径R6,光圈至该成像面具有一距离SL,第一透镜物侧面至该成像面具有一距离TTL,且满足以下公式:
(公式4):0<R2/f<0.6;
(公式5):0.3<SL/TTL<0.68;以及
(公式6):-2.5<R3/R6<-0.7。
根据本发明所揭露的广视角摄影镜组,具有负屈折力且物侧面为凸面、像侧面为凹面的第一透镜可有效扩大广视角摄影镜组的视场角。具有正屈折力的第二透镜可提供广视角摄影镜组所需的部分正屈折力,有助于缩短光学总长度。具有正屈折力的第三透镜可有效配合第二透镜的正屈折力,有助于降低广视角摄影镜组的敏感度。
此外,当第二透镜的物侧面为凸面时,可有助于加强第二透镜正屈折力的配置,进而使得广视角摄影镜组的总长度变得更短。当第三透镜的像侧面为凸面时,可有效缩短广视角摄影镜组的总长度。
于满足上述(公式1)时,第三透镜与第二透镜之间的屈折力大小配置较为适当。于满足上述(公式2)时,第一透镜物侧面曲率与第三透镜物侧面曲率之间的搭配较为合适,可协助修正系统像差。于满足上述(公式3)时,第三透镜的镜面曲率较合适,可有效加强正屈折力,且不致使系统像差过大。于满足上述(公式4)时,第一透镜的像侧面具有合适的曲率,有利于修正像差。于满足上述(公式5)时,有利于广视角摄影镜组在广视场角中取得良好的效益。满足上述(公式6)时,第二透镜与第三透镜之间的镜片曲率较合适,可有效缩短镜间距。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第一实施例结构示意图;
图1B为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图1A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图;
图1C为波长587.6nm的光线入射于图1A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图;
图1D为波长587.6nm的光线入射于图1A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。
图2A为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第二实施例结构示意图;
图2B为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图2A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图;
图2C为波长587.6nm的光线入射于图2A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图;
图2D为波长587.6nm的光线入射于图2A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图;
图3A为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第三实施例结构示意图;
图3B为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图3A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图;
图3C为波长587.6nm的光线入射于图3A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图;
图3D为波长587.6nm的光线入射于图3A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图;
图4A为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第四实施例结构示意图;
图4B为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图4A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图;
图4C为波长587.6nm的光线入射于图4A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图;
图4D为波长587.6nm的光线入射于图4A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图;
图5A为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第五实施例结构示意图;
图5B为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图5A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图;
图5C为波长587.6nm的光线入射于图5A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图;
图5D为波长587.6nm的光线入射于图5A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图;
图6A为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第六实施例结构示意图;
图6B为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图6A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图;
图6C为波长587.6nm的光线入射于图6A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图;
图6D为波长587.6nm的光线入射于图6A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图;
图7A为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第七实施例结构示意图;
图7B为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图7A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图;
图7C为波长587.6nm的光线入射于图7A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图;
图7D为波长587.6nm的光线入射于图7A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图;
图8A为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第八实施例结构示意图;
图8B为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图8A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图;
图8C为波长587.6nm的光线入射于图8A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图;
图8D为波长587.6nm的光线入射于图8A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图;
图9A为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第九实施例结构示意图;
图9B为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图9A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图;
图9C为波长587.6nm的光线入射于图9A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图;
图9D为波长587.6nm的光线入射于图9A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图;
图10A为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第十实施例结构示意图;
图10B为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图10A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图;
图10C为波长587.6nm的光线入射于图10A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图;
图10D为波长587.6nm的光线入射于图10A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。
其中,附图标记
10,20,30,40,50,60,70,80,90,100 广视角摄影镜组
100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000 光圈
110,210,310,410,510,610,710,810,910,1010 第一透镜
111,211,311,411,511,611,711,811,911,1011 第一透镜物侧面
112,212,312,412,512,612,712,812,912,1012 第一透镜像侧面
113,213,313,413,513,613,713,813,913,1013 反曲点
120,220,320,420,520,620,720,820,920,1020 第二透镜
121,221,321,421,521,621,721,821,921,1021 第二透镜物侧面
122,222,322,422,522,622,722,822,922,1022 第二透镜像侧面
130,230,330,430,530,630,730,830,930,1030 第三透镜
131,231,331,431,531,631,731,831,931,1031 第三透镜物侧面
132,232,332,432,532,632,732,832,932,1032 第三透镜像侧面
140,240,340,440,540,640,740,840,940,1040 红外线滤光片
150 保护玻璃
160,260,360,460,560,660,760,860,960,1060 成像面
162,262,362,462,562,662,762,862,962,1062 影像感测元件
具体实施方式
根据本发明所揭露的广视角摄影镜组,是先以1A图作一举例说明,以说明各实施例中具有相同的透镜组成及配置关系,以及说明各实施例中具有相同的广视角摄影镜组的公式,而其它相异之处将于各实施例中详细描述。
以图1A为例,广视角摄影镜组10由光轴的物侧至像侧(如图1A由左至右)依序包括有:
一具有负屈折力的第一透镜110,包括一呈凸面的第一透镜物侧面111及一呈凹面的第一透镜像侧面112。第一透镜110的材质为塑料,且第一透镜物侧面111及第一透镜像侧面112至少其中的一为非球面,第一透镜物侧面111具有至少一反曲点113。
一具有正屈折力的第二透镜120,包括一呈凸面的第二透镜物侧面121及一第二透镜像侧面122。
一具有正屈折力的第三透镜130,包括一第三透镜物侧面131及一呈凸面的第三透镜像侧面132。
特别值得注意的是,第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130为非接合(non-cemented)透镜。
再者,广视角摄影镜组10还包括一光圈100,光圈100可设置于第二透镜120与第三透镜130之间。此外,广视角摄影镜组10在第三透镜130之后依序包括有一红外线滤光片140、一保护玻璃150(cover glass)、一成像面160及一影像感测元件162。其中,影像感测元件162是设置于成像面160上。
根据本发明所揭露的广视角摄影镜组10可满足以下公式:
(公式1):0.6<f2/f3<1.3
(公式2):0<R1/|R5|<1.0
(公式3):0<(R5+R6)/(R5-R6)<3.0
(公式4):0<R2/f<0.6
(公式5):0.3<SL/TTL<0.68
(公式6):-2.5<R3/R6<-0.7
其中,于光轴上,f为广视角摄影镜组10的焦距,f2为第二透镜120的焦距,f3为第三透镜130的焦距。R1为第一透镜物侧面111的曲率半径,R2为第一透镜像侧面112的曲率半径,R3为第二透镜物侧面121的曲率半径,R5为第三透镜物侧面131的曲率半径,R6为第三透镜像侧面132的曲率半径。SL为光圈100与成像面160之间的距离,TTL为第一透镜物侧面111与成像面160之间的距离。
于满足上述(公式1)时,第三透镜130与第二透镜120之间的屈折力大小配置较为适当,且(公式1)较佳范围为0.8<f2/f3<1.2。于满足上述(公式2)时,第三透镜物侧面131曲率较合适,可协助修正系统像差。于满足上述(公式3)时,第三透镜130的镜面曲率较合适,可有效加强正曲折力,且不致使系统像差过大,且(公式3)较佳范围为0.4<(R5+R6)/(R5-R6)<2.0。于满足上述(公式4)时,第一透镜像侧面112具有合适的曲率,有利于修正像差。于满足上述(公式5)时,有利于广视角摄影镜组10在广视场角中取得良好的效益。于满足上述(公式6)时,第二透镜120与第三透镜130之间的镜片曲率较合适,可有效缩短镜间距。且(公式6)较佳范围为-1.5<R3/R6<-0.7。
此外,广视角摄影镜组10还可至少满足下列公式其中之一:
(公式7):-0.5<R3/R4<0.5
(公式8):HFOV>60
其中,于光轴上,R3为第二透镜物侧面121的曲率半径。R4为第二透镜像侧面122的曲率半径。HFOV为广视角摄影镜组10最大视角的一半。
于满足(公式7)时,第二透镜120的镜面曲率较为适当,有助于系统球差的补正。于满足(公式8)时,可提供系统较大的视场角。
此外,第一透镜110具有至少一反曲点113,更有效地压制离轴视场的光线入射于影像感测元件162上的角度,并且可进一步修正离轴视场的像差。
其中,广视角摄影镜组10中的透镜材质可为玻璃或塑料。若透镜的材质为玻璃,则可以增加广视角摄影镜组10屈折力配置的自由度。若透镜材质为塑料,则可以有效降低生产成本。此外,透镜表面可为非球面,非球面可以容易制作成球面以外的形状,获得较多的控制变量,用以消减像差,且可以有效降低广视角摄影镜组10的总长度。
再者,在广视角摄影镜组10中,若透镜表面是为凸面,则表示透镜表面于近轴处为凸面;若透镜表面是为凹面,则表示透镜表面于近轴处为凹面。
此外,为了因应使用需求,可在广视角摄影镜组10中插入至少一光阑,以排除杂散光并提高成像质量或限制其被摄物的成像大小。其光阑可为耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(Field Stop)等光阑,但不以此为限。
根据本发明所揭露的广视角摄影镜组,将以下述各实施例进一步描述具体方案。其中,各实施例中参数的定义如下:Fno为广视角摄影镜组的光圈值,HFOV为广视角摄影镜组所具有最大视角的一半。此外,各实施例中所描述的非球面可利用但不限于下列非球面方程式(公式ASP)表示:
其中,X为非球面上距离光轴为Y的点,Y为非球面曲线上的点距光轴的距离,k为锥面系数,Ai为第i阶非球面系数,在各实施例中i可为但不限于4、6、8、10、12。
<第一实施例>
请参照图1A所示,为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第一实施例结构示意图。在本实施例中,广视角摄影镜组10所接受光线的波长是以587.6奈米(nanometer,nm)为例,然而上述波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
本实施例的第一透镜110具有负屈折力,第二透镜120具有正屈折力,第三透镜130具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面111为凸面,且具有二反曲点113,第一透镜像侧面111为凹面。第二透镜物侧面121为凸面。第三透镜像侧面132为凸面。
广视角摄影镜组10的详细数据如下列表1-1所示:
表1-1
本实施例的第一透镜110至第三透镜130均为塑料材质的非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表1-2:
表1-2
此外,从表1-1中可推算出表1-3所述的内容:
表1-3
由表1-3可知,f2/f3=1.28,符合(公式1)范围。R1/|R5|=0.82,符合(公式2)范围。(R5+R6)/(R5-R6)=1.17,符合(公式3)范围。R2/f=0.56,符合(公式4)范围。SL/TTL=0.53,符合(公式5)范围。R3/R6=-1.34,符合(公式6)范围。R3/R4=0.31,符合(公式7)范围。HFOV=69.8,符合(公式8)范围。
请参照图1B所示,为波长486.1nm、587.6nmm与656.3nm的光线入射于图1A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差(Longitudinal Spherical Aberration)曲线示意图。其中,波长486.1nm的光线是为图1B图面中的实线L。波长587.6nm的光线是为图1B图面中的虚线M。波长656.3nm的光线是为图1B图面中的点线N。横坐标为焦点位置(mm),纵坐标为标准化(Normalized)的入射瞳或光圈半径。也就是说,由纵向球差曲线可看出近轴光(纵坐标接近0)及边缘光(纵坐标接近1)分别进入广视角摄影镜组10后的焦点位置的差异。从图1B中可知,本实施例广视角摄影镜组10不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜组10所产生的纵向球差均介于-0.05mm至0.02mm之间。
在后述的第二实施例至第九实施例的内容,图2B、图3B、图4B、图5B、图6B、图7B、图8B、图9B与图10B的纵向球差曲线示意图中,其所表示的实线L是为波长486.1nm的光线的纵向球差曲线,虚线M是为波长587.6nm的光线的纵向球差曲线,点线N是为波长656.3nm的光线的纵向球差曲线,为简洁篇幅,故不再逐一赘述。
再请参照图1C所示,为波长587.6nm的光线入射于图1A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲(Astigmatic Field Curves)曲线示意图。其中,子午面(Tangential Plane)的像散场曲曲线是为图1C图面中的虚线T。弧矢面(SagittalPlane)的像散场曲曲线是为图1C图面中的实线S。横坐标为焦点的位置(mm),纵坐标为像高(mm)。也就是说,由像散场曲曲线可看出子午面及弧矢面因曲率不同所造成焦点位置的差异。从图1C中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组10所产生的子午面的像散场曲介于-0.070mm至0.0mm之间,弧矢面的像散场曲介于-0.015mm至0.005mm之间。
在后述的第二实施例至第五实施例的内容,图2C、图3C、图4C、图5C、图6C、图7C、图8C、图9C与图10C的像散场曲曲线示意图中,其所表示的实线S是为弧矢面的像散场曲曲线,虚线T是为子午面的像散场曲曲线,为简洁篇幅,故不再逐一赘述。
再请参照图1D所示,为波长587.6nm的光线入射于图1A所揭露的广视角摄影镜组的畸变(Distortion)曲线示意图。其中,水平轴为畸变率(%),垂直轴为像高(mm)。也就是说,由畸变曲线G可看出不同像高所造成畸变率的差异。从图1D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组10所产生的畸变率介于-40.0%至0%之间。如图1B至图1D所示,依照上述第一实施例进行设计,广视角摄影镜组10可具有较广的视场角。
在后述的第二实施例至第五实施例的内容,图2D、图3D、图4D、图5D、图6D、图7D、图8D、图9D与图10D的畸变曲线示意图,其所表示的实线G是为波长587.6nm的光线的畸变曲线,为简洁篇幅,故不再逐一赘述。
需注意的是,波长486.1nm与656.3nm的光线入射于广视角摄影镜组10所分别产生的畸变曲线与像散场曲曲线接近波长587.6nm的光线入射于广视角摄影镜组10的畸变曲线与像散场曲曲线,为避免图1C与图1D附图的混乱,于图1C与图1D图中未绘制出波长486.1nm与656.3nm的光线入射于广视角摄影镜组10所分别产生的畸变曲线与像散场曲曲线,以下第二实施例至第九实施例亦同。
<第二实施例>
请参照图2A所示,为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第二实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第二实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以2作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,广视角摄影镜组20所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而上述波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
本实施例的第一透镜210具有负屈折力,第二透镜220具有正屈折力,第三透镜230具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面211为凸面,且具有二反曲点213,第一透镜像侧面212为凹面。第二透镜物侧面221为凸面。第三透镜像侧面232为凸面。
广视角摄影镜组20的详细数据如下列表2-1所示:
表2-1
本实施例的第一透镜210至第三透镜230均为塑料材质的非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表2-2:
表2-2
此外,从表2-1中可推算出表2-3所述的内容:
表2-3
请参照图2B所示,为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图2A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图。从图2B中可知,本实施例中不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜组20所产生的纵向球差均介于-0.06mm至0.02mm之间。
再请参照图2C所示,是为波长587.6nm的光线入射于图2A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图。从图2C中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组20所产生的子午面像散场曲介于-0.05mm至0.005mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.02mm至0.005mm之间。
再请参照图2D所示,为波长587.6nm的光线入射于图2A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。从图2D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组20所产生的畸变率介于-50.0%至0%之间。如图2B至图2D所述,依照上述第二实施例进行设计,本发明所揭露的广视角摄影镜组20可具有较广的视场角。
<第三实施例>
请参照图3A所示,为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第三实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第三实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以3作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,广视角摄影镜组30所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而上述波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
本实施例的第一透镜310具有负屈折力,第二透镜320具有正屈折力,第三透镜330具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面311为凸面,且具有二反曲点313,第一透镜像侧面312为凹面。第二透镜物侧面321为凸面。第三透镜像侧面332为凸面。
广视角摄影镜组30的详细数据如下列表3-1所示:
表3-1
本实施例的第一透镜310至第三透镜330均为塑料材质的非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表3-2:
表3-2
此外,从表3-1中可推算出表3-3所述的内容:
表3-3
请参照图3B所示,为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图3A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图。从图3B中可知,本实施例中不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜组30所产生的纵向球差均介于-0.05mm至0.02mm之间。
再请参照图3C所示,为波长587.6nm的光线入射于图3A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图。从图3C中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组30所产生的子午面像散场曲介于-0.02mm至0.02mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.025mm至0.005mm之间。
再请参照图3D所示,为波长587.6nm的光线入射于图3A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。从图3D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组30所产生的畸变率介于-50.0%至0%之间。如图3B至图3D所述,依照上述第三实施例进行设计,本发明所揭露的广视角摄影镜组30可具有较广的视场角。
<第四实施例>
请参照图4A所示,为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第四实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第四实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以4作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,广视角摄影镜组40所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而上述波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
本实施例的第一透镜410具有负屈折力,第二透镜420具有正屈折力,第三透镜430具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面411为凸面,且具有二反曲点413,第一透镜像侧面412为凹面。第二透镜物侧面421为凸面。第三透镜像侧面432为凸面。
广视角摄影镜组40的详细数据如下列表4-1所示:
表4-1
本实施例的第一透镜410至第三透镜430均为塑料材质的非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表4-2:
表4-2
此外,从表4-1中可推算出表4-3所述的内容:
表4-3
请参照图4B所示,为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图4A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图。从图4B中可知,本实施例中不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜组40所产生的纵向球差均介于-0.04mm至0.03mm之间。
再请参照图4C所示,为波长587.6nm的光线入射于图4A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图。从图4C中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组40所产生的子午面像散场曲介于-0.0125mm至0.0125mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.01mm至0.0125mm之间。
再请参照图4D所示,为波长587.6nm的光线入射于图4A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。从图4D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组40所产生的畸变率介于-50.0%至0%之间。如图4B至图4D所述,依照上述第四实施例进行设计,本发明所揭露的广视角摄影镜组40可具有较广的视场角。
<第五实施例>
请参照图5A所示,为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第五实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第五实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以5作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,广视角摄影镜组50所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而上述波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
本实施例的第一透镜510具有负屈折力,第二透镜520具有正屈折力,第三透镜530具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面511为凸面,且具有二反曲点513,第一透镜像侧面512为凹面。第二透镜物侧面521为凸面。第三透镜像侧面532为凸面。
广视角摄影镜组50的详细数据如下列表5-1所示:
表5-1
本实施例的第一透镜510至第三透镜530均为塑料材质的非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表5-2:
表5-2
此外,从表5-1中可推算出表5-3所述的内容:
表5-3
请参照图5B所示,为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图5A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图。从图5B中可知,本实施例中不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜组50所产生的纵向球差均介于-0.04mm至0.015mm之间。
再请参照图5C所示,为波长587.6nm的光线入射于图5A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图。从图5C中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组50所产生的子午面像散场曲介于-0.035mm至0.02mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.02mm至0.006mm之间。
再请参照图5D所示,为波长587.6nm的光线入射于图5A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。从图5D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组50所产生的畸变率介于-50.0%至0%之间。如图5B至图5D所述,依照上述第五实施例进行设计,本发明所揭露的广视角摄影镜组50可具有较广的视场角。
<第六实施例>
请参照图6A所示,为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第六实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第六实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以6作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异的处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,广视角摄影镜组60所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而上述波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
本实施例的第一透镜610具有负屈折力,第二透镜620具有正屈折力,第三透镜630具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面611为凸面,且具有二反曲点613,第一透镜像侧面612为凹面。第二透镜物侧面621为凸面。第三透镜像侧面632为凸面。
广视角摄影镜组60的详细数据如下列表6-1所示:
表6-1
本实施例的第一透镜610至第三透镜630均为塑料材质的非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表6-2:
表6-2
此外,从表6-1中可推算出表6-3所述的内容:
表6-3
请参照图6B所示,为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图6A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图。从图6B中可知,本实施例中不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜组60所产生的纵向球差均介于-0.04mm至0.035mm之间。
再请参照图6C所示,为波长587.6nm的光线入射于图6A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图。从图6C中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组60所产生的子午面像散场曲介于0.0mm至0.025mm之间,弧矢面像散场曲介于0.0mm至0.02mm之间。
再请参照图6D所示,为波长587.6nm的光线入射于图6A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。从图6D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组60所产生的畸变率介于-60.0%至0%之间。如图6B至图6D所述,依照上述第六实施例进行设计,本发明所揭露的广视角摄影镜组60可具有较广的视场角。
<第七实施例>
请参照图7A所示,为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第七实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第七实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以7作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,广视角摄影镜组70所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而上述波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
本实施例的第一透镜710具有负屈折力,第二透镜720具有正屈折力,第三透镜730具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面711为凸面,且具有二反曲点713,第一透镜像侧面712为凹面。第二透镜物侧面721为凸面。第三透镜像侧面732为凸面。
广视角摄影镜组70的详细数据如下列表7-1所示:
表7-1
本实施例的第一透镜710至第三透镜730均为非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表7-2:
表7-2
此外,从表7-1中可推算出表7-3所述的内容:
表7-3
请参照图7B所示,为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图7A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图。从图7B中可知,本实施例中不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜组70所产生的纵向球差均介于-0.06mm至0.015mm之间。
再请参照图7C所示,为波长587.6nm的光线入射于图7A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图。从图7C中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组70所产生的子午面像散场曲介于-0.025mm至0.015mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.015mm至0.010mm之间。
再请参照图7D所示,为波长587.6nm的光线入射于图7A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。从图7D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组70所产生的畸变率介于-60.0%至0%之间。如图7B至图7D所述,依照上述第七实施例进行设计,本发明所揭露的广视角摄影镜组70可具有较广的视场角。
<第八实施例>
请参照图8A所示,为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第八实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第八实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以8作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,广视角摄影镜组80所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而上述波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
本实施例的第一透镜810具有负屈折力,第二透镜820具有正屈折力,第三透镜830具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面811为凸面,且具有二反曲点813,第一透镜像侧面812为凹面。第二透镜物侧面821为凸面。第三透镜像侧面832为凸面。
广视角摄影镜组80的详细数据如下列表8-1所示:
表8-1
本实施例的第一透镜810至第三透镜830均为塑料材质的非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表8-2:
表8-2
此外,从表8-1中可推算出表8-3所述的内容:
表8-3
请参照图8B所示,为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图8A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图。从图8B中可知,本实施例中不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜组80所产生的纵向球差均介于-0.04mm至0.01mm之间。
再请参照图8C所示,为波长587.6nm的光线入射于图8A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图。从图8C中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组80所产生的子午面像散场曲介于-0.030mm至0.015mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.040mm至0.005mm之间。
再请参照图8D所示,为波长587.6nm的光线入射于图8A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。从图8D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组80所产生的畸变率介于-40.0%至0%的间。如图8B至图8D所述,依照上述第八实施例进行设计,本发明所揭露的广视角摄影镜组80可具有较广的视场角。
<第九实施例>
请参照图9A所示,为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第九实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第九实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以9作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,广视角摄影镜组90所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而上述波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
本实施例的第一透镜910具有负屈折力,第二透镜920具有正屈折力,第三透镜930具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面911为凸面,且具有二反曲点913,第一透镜像侧面912为凹面。第二透镜物侧面921为凸面。第三透镜像侧面932为凸面。
广视角摄影镜组90的详细数据如下列表9-1所示:
表9-1
本实施例的第一透镜910至第三透镜930均为塑料材质的非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表9-2:
表9-2
此外,从表9-1中可推算出表9-3所述的内容:
表9-3
请参照图9B所示,为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图9A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图。从图9B中可知,本实施例中不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜组90所产生的纵向球差均介于-0.04mm至0.01mm之间。
再请参照图9C所示,为波长587.6nm的光线入射于图9A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图。从图9C中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组90所产生的子午面像散场曲介于-0.03mm至0.03mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.04mm至0.01mm之间。
再请参照图9D所示,为波长587.6nm的光线入射于图9A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。从图9D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组90所产生的畸变率介于-30.0%至0%之间。如图9B至图9D所述,依照上述第九实施例进行设计,本发明所揭露的广视角摄影镜组90可具有较广的视场角。
<第十实施例>
请参照图10A所示,为根据本发明所揭露的广视角摄影镜组的第十实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第十实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以10作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,广视角摄影镜组100所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而上述波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
本实施例的第一透镜1010具有负屈折力,第二透镜1020具有正屈折力,第三透镜1030具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面1011为凸面,且具有二反曲点1013,第一透镜像侧面1012为凹面。第二透镜物侧面1021为凸面。第三透镜像侧面1032为凸面。
广视角摄影镜组100的详细数据如下列表10-1所示:
表10-1
本实施例的第一透镜1010至第三透镜1030均为塑料材质的非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表10-2:
表10-2
此外,从表10-1中可推算出表10-3所述的内容:
表10-3
请参照图10B所示,为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图10A所揭露的广视角摄影镜组的纵向球差曲线示意图。从图10B中可知,本实施例中不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜组100所产生的纵向球差均介于-0.03mm至0.02mm之间。
再请参照图10C所示,为波长587.6nm的光线入射于图10A所揭露的广视角摄影镜组的像散场曲曲线示意图。从图10C中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组100所产生的子午面像散场曲介于-0.04mm至0.02mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.02mm至0.0mm之间。
再请参照图10D所示,为波长587.6nm的光线入射于图10A所揭露的广视角摄影镜组的畸变曲线示意图。从图10D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜组100所产生的畸变率介于0.0%至5%之间。如图10B至图10D所述,依照上述第十实施例进行设计,本发明所揭露的广视角摄影镜组100可具有较广的视场角。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明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发明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发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (18)
1.一种广视角摄影镜组,其特征在于,沿着一光轴的物侧至像侧依序包括:
一具有负屈折力的第一透镜,该第一透镜的物侧面为凸面,该第一透镜的像侧面为凹面;
一具有正屈折力的第二透镜,该第二透镜的物侧面为凸面;以及
一具有正屈折力的第三透镜,该第三透镜的像侧面为凸面;
其中,该第一透镜、该第二透镜及该第三透镜为非接合透镜,于该光轴上,该第二透镜具有一焦距f2,该第三透镜具有一焦距f3,该第一透镜物侧面具有一曲率半径R1,该第三透镜物侧面具有一曲率半径R5,该第三透镜像侧面具有一曲率半径R6,该第一透镜像侧面具有一曲率半径R2,该广视角摄影镜组具有一焦距f,且满足以下公式:
0.8<f2/f3<1.3;
0<R1/|R5|<1.0;
0<(R5+R6)/(R5-R6)<3.0;以及
0<R2/f<0.6。
2.根据权利要求1所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,该第三透镜像侧面具有一曲率半径R6,且满足下列公式:-2.5<R3/R6<-0.7。
3.根据权利要求2所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第二透镜具有一焦距f2,该第三透镜具有一焦距f3,且满足下列公式:0.8<f2/f3<1.2。
4.根据权利要求2所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第三透镜物侧面具有一曲率半径R5,该第三透镜像侧面具有一曲率半径R6,且满足下列公式:0.4<(R5+R6)/(R5-R6)<2.0。
5.根据权利要求4所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,该第三透镜像侧面具有一曲率半径R6,且满足下列公式:-1.5<R3/R6<-0.7。
6.根据权利要求2所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第一透镜为塑料透镜,且具有至少一反曲点,且该第一透镜物侧面与该第一透镜像侧面至少其中之一为非球面。
7.根据权利要求2所述的广视角摄影镜组,其特征在于,还包含一光圈与一成像面,该光圈至该成像面具有一距离SL,该第一透镜物侧面至该成像面具有一距离TTL,且满足下列公式:0.3<SL/TTL<0.68。
8.根据权利要求2所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,该第二透镜像侧面具有一曲率半径R4,且满足下列公式:-0.5<R3/R4<0.5。
9.根据权利要求2所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该广视角摄影镜组的最大视角的一半为HFOV,且满足下列公式:HFOV>60。
10.一种广视角摄影镜组,其特征在于,沿着一光轴的物侧至像侧依序包括:
一具有负屈折力的第一透镜,该第一透镜的物侧面为凸面,该第一透镜的像侧面为凹面;
一具有正屈折力的第二透镜,该第二透镜的物侧面为凸面;以及
一具有正屈折力的第三透镜,该第三透镜的像侧面为凸面;
其中,该第一透镜、该第二透镜及该第三透镜为非接合透镜,该广视角摄影镜组另包含有一光圈与一成像面,于该光轴上,该广视角摄影镜组具有一焦距f,该第二透镜具有一焦距f2,该第三透镜具有一焦距f3,该第一透镜像側面具有一曲率半径R2,该光圈至该成像面具有一距离SL,该第一透镜物侧面至该成像面具有一距离TTL,该第一透镜物侧面具有一曲率半径R1,该第三透镜物侧面具有一曲率半径R5,且满足以下公式:
0.8<f2/f3<1.3;
0<R2/f<0.6;
0.3<SL/TTL<0.68;以及
0<R1/|R5|<1.0。
11.根据权利要求10所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第三透镜物侧面具有一曲率半径R5,该第三透镜像侧面具有一曲率半径R6,且满足下列公式:0.4<(R5+R6)/(R5-R6)<2.0。
12.根据权利要求10所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第二透镜具有一焦距f2,该第三透镜具有一焦距f3,且满足下列公式:0.8<f2/f3<1.2。
13.根据权利要求11所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,该第三透镜像侧面具有一曲率半径R6,且满足下列公式:-1.5<R3/R6<-0.7。
14.根据权利要求11所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,该第二透镜像侧面具有一曲率半径R4,且满足下列公式:-0.5<R3/R4<0.5。
15.一种广视角摄影镜组,其特征在于,沿着一光轴的物侧至像侧依序包括:
一具有负屈折力的第一透镜,该第一透镜为塑料透镜且具有至少一反曲点,该第一透镜的物侧面为凸面,该第一透镜的像侧面为凹面,且该第一透镜物侧面与该第一透镜像侧面至少其中之一为非球面;
一具有正屈折力的第二透镜,该第二透镜的物侧面为凸面;以及
一具有正屈折力的第三透镜,该第三透镜的像侧面为凸面;
其中,该第一透镜、该第二透镜及该第三透镜为非接合透镜,该广视角摄影镜组还包含有一光圈与一成像面,于该光轴上,该广视角摄影镜组具有一焦距f,该第一透镜像侧面具有一曲率半径R2,该第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,该第三透镜像侧面具有一曲率半径R6,该光圈至该成像面具有一距离SL,该第一透镜物侧面至该成像面具有一距离TTL,该第二透镜具有一焦距f2,该第三透镜具有一焦距f3,该第一透镜物侧面具有一曲率半径R1,该第三透镜物侧面具有一曲率半径R5,且满足以下公式:
0<R2/f<0.6;
-2.5<R3/R6<-0.7;
0.3<SL/TTL<0.68;
0.8<f2/f3<1.3;以及
0<R1/|R5|<1.0。
16.根据权利要求15所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第二透镜具有一焦距f2,该第三透镜具有一焦距f3,且满足下列公式:0.8<f2/f3<1.2。
17.根据权利要求15所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,该第三透镜像侧面具有一曲率半径R6,且满足下列公式:-1.5<R3/R6<-0.7。
18.根据权利要求15所述的广视角摄影镜组,其特征在于,该第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,该第二透镜像侧面具有一曲率半径R4,且满足下列公式:-0.5<R3/R4<0.5。
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