CN103913814B - 影像撷取装置及其转接镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种影像撷取装置及其转接镜头。影像撷取装置包括手机以及转接镜头，转接镜头的一端与手机连结。转接镜头沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜具有正屈光力。第四透镜具有正屈光力。转接镜头满足条件：及/或条件：其中f₁为第一透镜的有效焦距，f₂为第二透镜的有效焦距，f₃₄₅为第三透镜、第四透镜以及第五透镜的合成有效焦距。

Description

影像撷取装置及其转接镜头

技术领域

本发明有关于一种影像撷取装置及其转接镜头。

背景技术

目前的手机大都具备照相功能，有些手机的成像画素高达八百万画素甚至超过八百万画素，其所拍出的影像已经具备良好的影像质量，但是碍于手机轻薄的趋势，大部份手机的成像镜头仍然为定焦镜头，虽然有很少数的手机拥有变焦镜头，但是因其厚度较厚，携带不变，所以并未广为流行。

为了使手机拥有变焦镜头功能又能兼顾轻薄的特性，目前的方法是使用转接镜头，先将转接镜头的一端与手机镜头连接，再将变焦镜头连接到转接镜头的另一端，使得手机可外挂变焦镜头以达到变焦功能，但是目前此种外挂变焦镜头的手机所拍到的影像质量较差，其影像边缘的亮度明显较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中外挂变焦镜头的手机拍到的影像质量差的缺陷，提供一种影像撷取装置及其转接镜头，可改善影像质量。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种影像撷取装置及其转接镜头，此影像撷取装置包括手机、转接镜头以及变焦镜头，转接镜头的一端可连接手机的镜头，另一端再连接变焦镜头，使原本只具有定焦镜头功能的手机转变成具有变焦镜头功能的手机，且其所拍到的影像边缘的亮度能有效提升，具有良好的成像质量。当另一端选择不连接变焦镜头时，原本只具有定焦镜头功能的手将机转变成具有微距镜头(Marco Lens)功能的手机，可在较近的距离拍摄得高放大率的照片。

本发明的影像撷取装置包括手机以及转接镜头，转接镜头的一端与手机连结。本发明的转接镜头沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜具有正屈光力。第四透镜具有正屈光力。此转接镜头满足条件：及/或条件：其中f₁为第一透镜的有效焦距，f₂为第二透镜的有效焦距，f₃₄₅为第三透镜、第四透镜以及第五透镜的合成有效焦距。

其中第二透镜具有负屈光力，第三透镜具有正屈光力。

其中第二透镜具有正屈光力，第三透镜具有负屈光力。

其中第五透镜具有正屈光力。

其中第五透镜具有负屈光力。

其中第一透镜为双凸透镜，第二透镜具有负屈光力为双凹透镜，第三透镜具有正屈光力为双凸透镜，第四透镜为双凸透镜，第五透镜具有负屈光力为凸凹透镜。

其中第一透镜为凹凸透镜，第二透镜具有负屈光力为双凹透镜，第三透镜具有正屈光力为双凸透镜，第四透镜为双凸透镜，第五透镜具有正屈光力为凸凹透镜。

其中第一透镜至少一面为非球面表面。

其中第二透镜至少一面为非球面表面。

其中第三透镜至少一面为非球面表面。

其中第三透镜的两个面皆为球面表面。

其中第四透镜至少一面为非球面表面。

其中第五透镜至少一面为非球面表面。

本发明的影像撷取装置包括手机以及如权利要求1所述的转接镜头，此转接镜头的一端与手机连结。

本发明的影像撷取装置可更包括变焦镜头，此变焦镜头的一端与转接镜头连结。

实施本发明的影像撷取装置及其转接镜头，具有以下有益效果：转接镜头的场曲、畸变以及横向像差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。

图1是依据本发明的转接镜头的第一实施例的透镜配置与光路示意图。

图2A是图1的转接镜头的场曲图。

图2B是图1的转接镜头的畸变图。

图2C至2F是图1的转接镜头的横向光扇图。

图3是依据本发明的转接镜头的第二实施例的透镜配置与光路示意图。

图4A是图3的转接镜头的场曲图。

图4B是图3的转接镜头的畸变图。

图4C至4F是图3的转接镜头的横向光扇图。

图5是依据本发明的转接镜头应用于手机的第一种架构示意图。

图6是依据本发明的转接镜头应用于手机的第二种架构示意图。

具体实施方式

本发明各实施例中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：

$z=\frac{{\mathrm{ch}}^2}{1+{[1-(k+1)c^2{h}^2]}^{\frac{1}{2}}}+{\mathrm{Ah}}^4+{\mathrm{Bh}}^6+{\mathrm{Ch}}^8+{\mathrm{Dh}}^{10}$

$+{\mathrm{Eh}}^{12}+{\mathrm{Fh}}^{14}+{\mathrm{Gh}}^{16}$

其中：

c：曲率；

h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；

k：圆锥系数；

A～G：非球面系数。

另外，为使本发明的转接镜头能保持良好的光学性能，各实施例中的转接镜头需满足条件：

$1<\left|\frac{f_1}{f_2}\right|<2---\left(1\right)$

及/或

$1<\left|\frac{f_{345}}{f_2}\right|<2---\left(2\right)$

其中，f₁为各实施例中第一透镜的有效焦距，f₂为各实施例中第二透镜的有效焦距，f₃₄₅为各实施例中第三透镜、第四透镜以及第五透镜的合成有效焦距。

请参阅图1，图1是依据本发明的转接镜头的第一实施例的透镜配置与光路示意图。转接镜头1沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第一透镜L11、第二透镜L12、第三透镜L13、第四透镜L14以及第五透镜L15。第一透镜L11为双凸透镜具有正屈光力，是由塑料材质制成，其物侧面S11与像侧面S12皆为非球面表面。第二透镜L12为双凹透镜具有负屈光力，是由塑料材质制成，其物侧面S13与像侧面S14皆为非球面表面。第三透镜L13为双凸透镜具有正屈光力，是由玻璃材质制成，其物侧面S15与像侧面S16皆为球面表面。第四透镜L14为双凸透镜具有正屈光力，是由塑料材质制成，其物侧面S17与像侧面S18皆为非球面表面。第五透镜L15为凸凹透镜具有负屈光力，是由塑料材质制成，其物侧面S19与像侧面S110皆为非球面表面。

利用上述透镜的设计，使得转接镜头1在与变焦镜连接时可以得到良好的光学性能。

表一为图1的转接镜头1的各透镜的相关参数表。

表一

表二为表一中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数（Conic Constant）、A～G为非球面系数。

表二

本实施例的转接镜头1，其第一透镜L11的有效焦距f₁=5.01、第二透镜L12的有效焦距f₂=-2.95、第三透镜L13、第四透镜L14以及第五透镜L15的合成有效焦距f₃₄₅=3.99，由上述数据可得到 $\left|\frac{f_1}{f_2}\right|=1.698305,\left|\frac{f_{345}}{f_2}\right|=1.352542,$ 皆能满足上述条件(1)及条件(2)的要求。

另外，本实施例的转接镜头1其光学性能也可达到要求，这可从图2A至2F看出。图2A所示的是本实施例的转接镜头1的场曲(Field Curvature)图。图2B所示的是本实施例的转接镜头1的畸变(Distortion)图。图2C至2F所示的是本实施例的转接镜头1的横向光扇(Transverse Ray Fan)图。

由图2A可看出，本实施例的转接镜头1对波长范围介于0.436μm至0.656μm的光线，所产生的子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向场曲介于-0.25㎜至0.07㎜之间。由图2B(图中的3条线几乎重合，以致于看起来只有一条线)可看出，本实施例的转接镜头1对波长范围介于0.436μm至0.656μm的光线，所产生的畸变小于3.0%。由图2C至2F可看出，本实施例的转接镜头1对波长范围介于0.436μm至0.656μm的光线于不同影像高度所产生的横向像差值介于-18μm至22μm。显见本实施例的转接镜头1的场曲、畸变以及横向像差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图3，图3是依据本发明的转接镜头的第二实施例的透镜配置与光路示意图。转接镜头3沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括第一透镜L31、第二透镜L32、第三透镜L33、第四透镜L34以及第五透镜L35。第一透镜L31为凹凸透镜具有正屈光力，是由塑料材质制成，其物侧面S31与像侧面S32皆为非球面表面。第二透镜L32为双凹透镜具有负屈光力，是由塑料材质制成，其物侧面S33与像侧面S34皆为非球面表面。第三透镜L33为双凸透镜具有正屈光力，是由玻璃材质制成，其物侧面S35与像侧面S36皆为球面表面。第四透镜L34为双凸透镜具有正屈光力，是由塑料材质制成，其物侧面S37与像侧面S38皆为非球面表面。第五透镜L35为凸凹透镜具有正屈光力，是由塑料材质制成，其物侧面S39与像侧面S310皆为非球面表面。

利用上述透镜的设计，使得转接镜头3在与变焦镜连接时可以得到良好的光学性能。

表三为图3的转接镜头3的各透镜的相关参数表。

表三

表四为表三中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数（Conic Constant）、A～G为非球面系数。

表四

本实施例的转接镜头3，其第一透镜L31的有效焦距f₁=4.94、第二透镜L32的有效焦距f₂=-2.95、第三透镜L33、第四透镜L34以及第五透镜L35的合成有效焦距f₃₄₅=4.01，由上述数据可得到 $\left|\frac{f_1}{f_2}\right|=1.674576,\left|\frac{f_{345}}{f_2}\right|=1.359322,$ 皆能满足上述条件(1)及条件(2)的要求。

另外，本实施例的转接镜头3其光学性能也可达到要求，这可从图4A至4F看出。图4A所示的是本实施例的转接镜头3的场曲(Field Curvature)图。图4B所示的是本实施例的转接镜头3的畸变(Distortion)图。图4C至4F所示的是本实施例的转接镜头3的横向光扇(Transverse Ray Fan)图。

由图4A可看出，本实施例的转接镜头3对波长范围介于0.436μm至0.656μm的光线，所产生的子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向场曲介于-0.12㎜至0.10㎜之间。由图4B(图中的3条线几乎重合，以致于看起来只有一条线)可看出，本实施例的转接镜头3对波长范围介于0.436μm至0.656μm的光线，所产生的畸变小于7.0%。由图4C至4F可看出，本实施例的转接镜头3对波长范围介于0.436μm至0.656μm的光线于不同影像高度所产生的横向像差值介于-70μm至20μm。显见本实施例的转接镜头3的场曲、畸变以及横向像差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图5，图5是依据本发明的转接镜头应用于手机的第一种架构示意图。使用时先将转接镜头51的一端与手机52的镜头(未标示)连接，转接镜头51的另一端再接变焦镜头53，原本只是具有定焦镜头功能的手机52，将因外挂变焦镜头53而变成具有变焦功能的手机52。

请参阅图6，图6是依据本发明的转接镜头应用于手机的第二种架构示意图。使用时先将转接镜头61的一端与手机62的镜头(未标示)连接，转接镜头61的另一端不再外挂任何镜头，原本只是具有定焦镜头功能的手机62，将变成具有微距镜头功能的手机62，可在较近的距离拍摄得高放大率的照片。

在上述实施例中，第二透镜具有负屈光力，第三透镜具有正屈光力，然而可以了解到，若第二透镜改为具有正屈光力，第三透镜改为具有负屈光力，亦应属本发明的范畴。

在上述实施例中，第一透镜的两个面、第二透镜的两个面、第四透镜的两个面及第五透镜的两个面皆为非球面表面，第三透镜的两个面皆为球面表面，然而可以了解到，第一、二、三、四、五透镜若部分或全部改为至少一面为非球面表面，亦应属本发明的范畴。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，本技术领域的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种转接镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至像侧依序包括：

第一透镜，该第一透镜具有正屈光力；

第二透镜，该第二透镜具有负屈光力，且物侧面为凹面；

第三透镜；

第四透镜，该第四透镜具有正屈光力；以及

第五透镜；

其中该转接镜头满足条件：及/或条件：

其中，f₁为该第一透镜的有效焦距，f₂为该第二透镜的有效焦距，f₃₄₅为该第三透镜、该第四透镜以及该第五透镜的合成有效焦距。

2.如权利要求1所述的转接镜头，其特征在于，该第三透镜具有正屈光力。

3.如权利要求1所述的转接镜头，其特征在于，该第五透镜具有正屈光力。

4.如权利要求1所述的转接镜头，其特征在于，该第五透镜具有负屈光力。

5.如权利要求1所述的转接镜头，其特征在于，该第一透镜为双凸透镜，该第二透镜具有负屈光力为双凹透镜，该第三透镜具有正屈光力为双凸透镜，该第四透镜为双凸透镜，该第五透镜具有负屈光力为凸凹透镜。

6.如权利要求1所述的转接镜头，其特征在于，该第一透镜为凹凸透镜，该第二透镜具有负屈光力为双凹透镜，该第三透镜具有正屈光力为双凸透镜，该第四透镜为双凸透镜，该第五透镜具有正屈光力为凸凹透镜。

7.如权利要求1所述的转接镜头，其特征在于，该第一透镜、第二透镜、第四透镜、以及第五透镜中，各透镜的至少一面为非球面表面。

8.一种影像撷取装置，其特征在于，包括：

手机；以及

如权利要求1所述的转接镜头，该转接镜头的一端与该手机连结。

9.如权利要求8所述的影像撷取装置，其特征在于，更包括变焦镜头，该变焦镜头的一端与该转接镜头连结。