CN107346057A - 广角镜头系统和具有其的成像装置 - Google Patents

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CN107346057A CN201610603482.9A CN201610603482A CN107346057A CN 107346057 A CN107346057 A CN 107346057A CN 201610603482 A CN201610603482 A CN 201610603482A CN 107346057 A CN107346057 A CN 107346057A
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Abstract

本发明提供一种广角镜头系统和具有其的成像装置，广角镜头系统从物侧到图像平面侧包含：第一透镜，其具有正折射能力；第二透镜，其具有正折射能力和朝向图像平面侧呈凸面状的出射表面；第三透镜，其具有负折射能力和朝向图像平面侧呈凹面状的出射表面；第四透镜，其具有正折射能力和朝向图像平面侧呈凸面状的出射表面；第五透镜，其具有负折射能力和朝向图像平面侧呈凹面状的出射表面；和第六透镜，其具有正折射能力。广角镜头系统满足以下公式：75＜FOV＜852.0＜Fno＜2.3其中FOV为以度(°)计的广角镜头系统的视场，且Fno为广角镜头系统的F数。广角镜头系统可具有广视场与低F数。

Description

广角镜头系统和具有其的成像装置
技术领域
本发明涉及一种广角镜头系统和包含所述广角镜头系统的成像装置
背景技术
包含例如电荷耦合装置(charge-coupled device，简称：CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，简称：CMOS)图像传感器的固态成像元件的成像装置被广泛地使用。使用固态成像元件的成像装置(例如，数码相机、具有可互换镜头的系统或摄像机)需要具有高分辨率和高质量特性。由于包含固态成像元件的成像装置小，因此例如蜂窝式电话(cellular phone)的近来小的信息终端使用此类成像装置。
广角镜头系统需要具有高分辨率来应对高像素数码相机，且为了高度便携性，日益需要具有紧凑的形状。
发明内容
本发明包含一种具有小尺寸的广角镜头系统和包含所述广角镜头系统的成像装置。
将在下文的描述中部分地阐述额外方面，并且将从描述明白这些方面，或可通过实践所提出的实施例来获悉这些方面。
根据一或多个实施例，一种广角镜头系统从物侧到图像平面侧包含：第一透镜，其具有正折射能力(refractive power)；第二透镜，其具有正折射能力和朝向所述图像平面侧呈凸面状的出射表面；第三透镜，其具有负折射能力和朝向所述图像平面侧呈凹面状的出射表面；第四透镜，其具有正折射能力和朝向所述图像平面侧呈凸面状的出射表面；第五透镜，其具有负折射能力和朝向所述图像平面侧呈凹面状的出射表面；和第六透镜，其具有正折射能力，
其中所述广角镜头系统满足以下公式1和2：
公式1：75＜FOV＜85
公式2：2.0＜Fno＜2.3
其中FOV指以度(°)计的所述广角镜头系统的视场，且Fno指所述广角镜头系统的F数。
所述第四透镜可具有朝向所述图像平面侧呈凸面状的弯月形状。
所述第六透镜的入射表面和出射表面中的至少一个可具有至少一个拐点。
所述广角镜头系统可满足以下公式3：
公式3：0.6＜TTL/ImgH＜0.8
其中TTL指从所述第一透镜的入射表面的中心到图像平面的以毫米(mm)计的距离，且ImgH指以毫米(mm)计的有效像素区域的对角线长度。
所述广角镜头系统可满足以下公式4：
公式4：0.5＜F/ImgH＜0.6
其中F指以毫米(mm)计的所述广角镜头系统的有效焦距，且ImgH指以毫米(mm)计的有效像素区域的对角线长度。
所述广角镜头系统可满足以下公式5：
公式5：0.3＜D1/D6＜0.4
其中D1指以毫米(mm)计的所述第一透镜的有效直径，且D6指以毫米(mm)计的所述第六透镜的有效直径。
所述广角镜头系统可满足以下公式6：
公式6：5＜f5/f3＜15
其中f5指以毫米(mm)计的所述第五透镜的焦距，且f3指以毫米(mm)计的所述第三透镜的焦距。
所述广角镜头系统可满足以下公式7：
公式7：1.5＜(Ind3+Ind4)/2＜1.7
其中Ind3指所述第三透镜的折射率，且Ind4指所述第四透镜的折射率。
所述第一透镜可包含朝向所述图像平面侧呈凹面状的弯月透镜。
所述第二透镜可包含双凸透镜，且所述第二透镜的入射表面的曲率半径的绝对值可小于所述第二透镜的所述出射表面的曲率半径的绝对值。
所述广角镜头系统可还包含提供于所述第一透镜的面向所述物侧的一侧处的孔径光阑。
所述广角镜头系统可还包含在所述第六透镜的面向所述图像平面侧的一侧处的光学滤光器。
所述第一到第六透镜可为非球面透镜。
所述第一到第六透镜可为塑料透镜。
根据一或多个实施例，一种广角镜头系统从物侧到图像平面侧包含：第一透镜，其具有正折射能力和朝向所述图像平面侧呈凹面状的出射表面；第二透镜，其具有正折射能力和朝向所述图像平面侧呈凸面状的出射表面；第三透镜，其具有负折射能力和朝向所述图像平面侧呈凹面状的出射表面；第四透镜，其具有正折射能力，所述第四透镜为具有朝向所述图像平面侧呈凸面状的出射表面的弯月透镜；第五透镜，其具有负折射能力和朝向所述图像平面侧呈凹面状的出射表面；和第六透镜，其具有正折射能力和具有至少一个拐点的出射表面。
所述广角镜头系统可还包含在所述第一透镜的面向所述物侧的一侧处的孔径光阑。
所述广角镜头系统可满足以下公式1和2：
公式1：75＜FOV＜85
公式2：2.0＜Fno＜2.3
其中FOV指以度(°)计的所述广角镜头系统的视场，且Fno指所述广角镜头系统的F数。
所述广角镜头系统可满足以下公式3到7中的至少一个：
公式3：0.6＜TTL/ImgH＜0.8
公式4：0.5＜F/ImgH＜0.6
公式5：0.3＜D1/D6＜0.4
公式6：5＜f5/f3＜15
公式7：1.5＜(Ind3+Ind4)/2＜1.7
其中TTL指从所述第一透镜的入射表面的中心到图像平面的以毫米(mm)计的距离，ImgH指以毫米(mm)计的有效像素区域的对角线长度，F指以毫米(mm)计的所述广角镜头系统的有效焦距，D1指以毫米(mm)计的所述第一透镜的有效直径，D6指以毫米(mm)计的所述第六透镜的有效直径，f5指所述第五透镜的焦距，f3指所述第三透镜的焦距，Ind3指所述第三透镜的折射率，且Ind4指所述第四透镜的折射率。
所述第一透镜可包含朝向所述图像平面侧呈凹面状的弯月透镜。
根据一或多个实施例，一种成像装置包含：所述广角镜头系统；和固态成像元件，其经配置以拾取由所述广角镜头系统形成的图像。
附图说明
从结合附图进行的以下对实施例的描述，这些和/或其他方面将变得明白且更易于了解，在附图中：
图1为说明根据第一数字实施例的广角镜头系统的元件的布置的示意性横截面图。
图2A、2B及2C分别说明第一数字实施例的广角镜头系统的球面像差、像散场曲线和畸变。
图3为说明根据第二数字实施例的广角镜头系统的元件的布置的示意性横截面图。
图4A、4B及4C分别说明第二数字实施例的广角镜头系统的球面像差、像散场曲线和畸变。
图5为说明根据第三数字实施例的广角镜头系统的元件的布置的示意性横截面图。
图6A、6B及6C分别说明第三数字实施例的广角镜头系统的球面像差、像散场曲线和畸变。
图7为说明根据第四数字实施例的广角镜头系统的元件的布置的示意性横截面图。
图8A、8B及8C分别说明第四数字实施例的广角镜头系统的球面像差、像散场曲线和畸变。
图9为说明根据实施例的包含广角镜头系统的成像装置的示意性透视图。
附图标记说明：
1*：入射表面
2*：出射表面
3*：入射表面
4*：出射表面
5*：入射表面
6*：出射表面
7*：入射表面
8*：出射表面
9*：入射表面
10*：出射表面
11*：入射表面
12*：出射表面
100：广角镜头系统
110：图像传感器
200：成像装置
I：第一透镜
II：第二透镜
III：第三透镜
IV：第四透镜
V：第五透镜
VI：第六透镜
OBJ：物
ST：孔径光阑
IP：图像平面
TTL：从第一透镜的入射表面的中心到图像平面的距离
具体实施方式
现在将对实施例进行详细参考，所述实施例的实例在附图中说明，其中在全文中相似参考数字指相似元件。在此方面，本实施例可具有不同形式并且不应被解释为限于本文中所阐述的描述。因此，这些实施例仅通过参看图在下文中描述以解释本描述的各方面。如本文中所使用，术语“和/或”包含相关联的所列项目中的一或多个的任何和所有组合。当在元件列表之前时，例如“……中的至少一个”的表达修饰整列元件，而不是修饰列表中的个别元件。
下文，将根据实施例参看附图描述广角镜头系统和成像装置。在附图中，相似参考数字指相似(或类似)元件。
在以下描述中，术语“图像平面IP”可指由穿过广角镜头系统的光形成的图像所在的平面，且术语“图像平面(IP)侧”可指例如图像传感器的成像装置所位于的一侧或朝向所述侧的方向。术语“物(OBJ)侧”可指基于广角镜头系统与图像平面侧相对的一侧。此外，透镜面向物侧的表面可被称作入射表面，且透镜面向图像平面侧的另一表面可被称作出射表面。
图1为说明根据第一数字实施例的广角镜头系统的元件的布置的示意性横截面图。
广角镜头系统包含依序在从物(OBJ)侧到图像平面(IP)侧的方向上布置的孔径光阑ST和第一到第六透镜I到VI。举例来说，第一透镜I可具有正折射能力，第二透镜II可具有正折射能力，第三透镜III可具有负折射能力，第四透镜IV可具有正折射能力，第五透镜V可具有负折射能力，且第六透镜VI可具有正折射能力。第三透镜III和第五透镜V可分散广角镜头系统的折射能力。
举例来说，第一透镜I可具有朝向图像平面侧呈凹面状的出射表面2*。举例来说，第一透镜I可具有朝向物侧呈凸面状的入射表面1*。举例来说，第一透镜I可具有朝向图像平面侧呈凹面状的弯月形状。
举例来说，第二透镜II可具有朝向图像平面侧呈凸面状的出射表面4*。举例来说，第二透镜II可具有朝向物侧呈凸面状的入射表面3*。举例来说，第二透镜II可具有双凸面形状。举例来说，第二透镜II的入射表面3*的曲率半径的绝对值可小于第二透镜II的出射表面4*的曲率半径的绝对值。
举例来说，第三透镜III可具有朝向图像平面侧呈凹面状的出射表面6*。举例来说，第三透镜III可具有朝向物侧呈凸面状的入射表面5*。举例来说，第三透镜III可具有朝向图像平面侧呈凹面状的弯月形状。如果第三透镜III具有弯月形状，那么可有效地校正像散场曲线。
举例来说，第四透镜IV可具有朝向图像平面侧呈凸面状的出射表面8*。举例来说，第四透镜IV可具有朝向物侧呈凹面状的入射表面7*。举例来说，第四透镜IV可具有朝向图像平面侧呈凸面状的弯月形状。第四透镜IV的有效直径可大于第一透镜I到第三透镜III的那些有效直径。
举例来说，第五透镜V可具有朝向图像平面侧呈凹面状的出射表面10*。举例来说，第五透镜V的入射表面9*和出射表面10*中的至少一个可具有至少一个拐点(enflectionpoint)。本文中，术语“拐点”可指透镜表面的曲率半径的正负号从正(+)改变到负(-)或从负(-)改变到正(+)的点。此外，术语“反射点”(reflection point)可指镜头表面的形状从凸改变到凹或从凹改变到凸的点。举例来说，第五透镜V的出射表面10*在邻近光轴的区域中可为朝向图像平面侧呈凹面状，且可接着在远离光轴的周边区域中为朝向图像平面侧呈凸面状。
举例来说，第六透镜VI的入射表面11*和出射表面12*中的至少一个可具有至少一个拐点。举例来说，第六透镜VI可具有在中心区域中(在距光轴某一半径内的区域中)朝向物侧呈凸面状的弯月形状。举例来说，第六透镜VI的出射表面12*可在邻近光轴的区域中朝向图像平面侧呈凹面状，且可接着在远离光轴的周边区域中朝向图像平面侧呈凸面状。举例来说，第六透镜VI的入射表面11*可在邻近光轴的区域中朝向物侧呈凸面状，且可接着在远离光轴的周边区域中朝向物侧呈凹面状。由于第六透镜VI具有如上所述的非球面形状，因此可有效地校正广角镜头系统的各种像差。
至少一个光学滤光器VII可在第六透镜VI与图像平面IP之间。举例来说，光学滤光器VII可包含低通滤光器、红外线(IR)截止滤光器和防护玻璃罩中的至少一个。举例来说，如果光学滤光器VII包含IR截止滤光器，那么可见光线可穿过光学滤光器VII，但红外线可不穿过光学滤光器VII。因此，红外线可不到达图像平面IP。然而，此为非限制性实例。举例来说，广角镜头系统可不包含任何光学滤光器。
孔径光阑ST可提供于第一透镜I的面向物侧的一侧。举例来说，孔径光阑ST可比第一透镜I的入射表面1*的中心(入射表面1*与光轴相交的点)靠近图像平面侧，且可比第一透镜I的出射表面2*的中心靠近物侧。因此，第一透镜I的入射表面1*的中心区域可从孔径光阑ST稍微突出。此布置可有效减小广角镜头系统的总长度(即，有效减小广角镜头系统的尺寸)。
第一透镜I到第六透镜VI可为非球面透镜。举例来说，第一透镜I到第六透镜VI中的至少一个可为非球面透镜。举例来说，第一透镜I到第六透镜VI中的所有透镜可为非球面透镜。举例来说，非球面透镜可有效改善广角镜头系统的性能和有效减小广角镜头系统的总长度。
第一透镜I到第六透镜VI中的至少一个可包含塑料材料。包含塑料材料的透镜可比包含玻璃的透镜轻，且与包含玻璃的透镜相比，可易于在大规模生产线中生产。此外，塑料透镜可招致比玻璃透镜低的制造成本，且归因于当与玻璃镜头相比时对可形成性的较少限制，可易于减小塑料透镜的尺寸。举例来说，在实施例的广角镜头系统中，第一透镜I到第六透镜VI中的所有透镜可包含塑料材料。因此，广角镜头系统可小且轻。
然而，可用以形成第一透镜I到第六透镜VI的材料不限于塑料材料。必要时，第一透镜I到第六透镜VI中的至少一个可包含玻璃。举例来说，第一透镜I到第六透镜VI中的一些透镜可包含塑料材料，且第一透镜I到第六透镜VI中的其它透镜可包含玻璃。
实施例的广角镜头系统可具有宽视场(field of view)，例如，在约70°或更大的范围内。此外，实施例的广角镜头系统可具有能够有效捕捉亮图像的低F数。举例来说，广角镜头系统可具有在约2.5或更小的范围内的F数。实施例的广角镜头系统可具有高度的广角性能，且可具有短的总长度以用于容纳在蜂窝式电话中。
实施例的广角镜头系统可满足以下公式1到7中的至少一个。
公式1：75＜FOV＜85
其中FOV指以度(°)计的广角镜头系统的视场。
公式2：2.0＜Fno＜2.3
其中Fno指广角镜头系统的F数。
如果广角镜头系统满足公式1和2，那么广角镜头系统的视场可足够大，且广角镜头系统的F数可足够低以用于捕捉亮图像。
公式1′：80＜FOV＜82
其中FOV指以度(°)计的广角镜头系统的视场。
公式2′：2.15＜Fno＜2.25
其中Fno指广角镜头系统的F数。
举例来说，广角镜头系统可满足公式1′和2′。
公式3：0.6＜TTL/ImgH＜0.8
其中TTL指从第一透镜I的入射表面1*到图像平面IP的以毫米(mm)计的距离，即广角镜头系统的总长度，且ImgH指形成于图像平面IP上的图像的最大像素区域的对角线长度。TTL是沿着光轴测量的。举例来说，TTL可为从第一透镜I的入射表面1*的中心区域到图像平面IP的中心区域的直线距离。此外，ImgH可为形成于图像平面IP上的图像的最大对角线长度。
如果广角镜头系统满足公式3，那么广角镜头系统可具有足够小的尺寸，且因此，可容纳于例如智能电话的便携式成像装置中。在公式3中，TTL/ImgH越接近下限，那么广角镜头系统可变得越紧凑。然而，如果TTL/ImgH小于下限，那么广角镜头系统的像差(例如，球面像差)可增大。即，可能难以将高度的性能赋予给广角镜头系统。在公式3中，TTL/ImgH越接近上限，那么可越有效地校正广角镜头系统的像差。然而，如果TTL/ImgH大于上限，那么可能难以减小广角镜头系统的尺寸。
公式3′：0.6＜TTL/ImgH＜0.7
举例来说，广角镜头系统可满足公式3′。
公式4：0.5＜F/ImgH＜0.6
其中F指以毫米(mm)计的所述广角镜头系统的有效焦距，且ImgH指以毫米(mm)计的有效像素区域的对角线长度。
公式4可为调节广角镜头系统的焦距对广角镜头系统的图像尺寸的比率的条件。如果F/ImgH小于公式4中的下限，那么可能不易于校正广角镜头系统的像差，且如果F/ImgH大于公式4中的上限，那么当广角镜头系统的焦距短时，可能难以优化广角镜头系统。
公式5：0.3＜D1/D6＜0.4
其中D1指以毫米(mm)计的第一透镜I的有效直径，且D6指以毫米(mm)计的第六透镜VI的有效直径。
如果广角镜头系统满足公式5，那么可易于校正广角镜头系统的像差。此外，第四透镜IV的有效直径可大于第一透镜I到第三透镜III的那些有效直径，且第五透镜V的有效直径可大于第四透镜IV的有效直径。此外，第六透镜VI的有效直径可大于第五透镜V的有效直径。在此情况下，可易于校正广角镜头系统的像差。
公式6：5＜f5/f3＜15
其中f5指第五透镜V的焦距，且f3指第三透镜III的焦距。
如果广角镜头系统满足公式6，那么可易于分散广角镜头系统的折射能力。
公式7：1.5＜(Ind3+Ind4)/2＜1.7
其中Ind3指第三透镜III的折射率，且Ind4指第四透镜IV的折射率。
如果广角镜头系统满足公式7，那么广角镜头系统可由具有高折射能力的塑料材料形成，且因此可易于实现像差控制、非球面表面形成和成本减少。
在实施例的广角镜头系统的描述中，术语“非球面”或“非球面表面”具有以下定义。
＜非球面表面等式＞
其中Z表示在镜头的光轴的方向上从透镜的顶点测量的距离，Y表示在垂直于光轴的方向上从光轴测量的距离，K表示锥形常数，A、B、C、D、E、F、G、H和J表示非球面系数，且R表示曲率半径。
根据如下所述的数字实施例，可提供不同地设计的广角镜头系统。在每一数字实施例中，在从物侧到图像平面侧的方向上对透镜表面依序编号(1、2、3，……，n，其中n为自然数)，且在附图中示出这些透镜表面编号。此外，OBJ指物，IP指图像平面，R指曲率半径，D指透镜厚度或透镜之间的气隙，Nd指折射率，且Vd指阿贝数(Abbe number)。此外，ST指孔径光阑(aperture stop)且*指非球面表面。
＜第一数字实施例＞
图1说明根据第一数字实施例的广角镜头系统，且用于第一数字实施例的广角镜头系统的设计数据如下。
[表1]
[表2]
图2A、2B及2C分别说明第一数字实施例的广角镜头系统的纵向球面像差(longitudinal spherical aberration)、像散场曲线(astigmatic field curves)和畸变(distortion)。像散场曲线包含切线场曲(tangential field curvature)T和弧矢场曲S。
＜第二数字实施例＞
图3说明根据第二数字实施例的广角镜头系统，且用于第二数字实施例的广角镜头系统的设计数据如下。
[表3]
[表4]
表面 K A B C D E F G H J
1* -0.6120 -0.0081 -0.0099 0.0073 -0.0950 0.2674 -0.3954 0.2336 0.0151 -0.0460
2* -4.1625 -0.0391 -0.2367 0.9589 -4.0309 10.1767 -15.2267 14.0880 -7.3681 1.5993
3* -9.8056 -0.0252 -0.2033 0.6674 -2.0562 3.3684 -1.5036 -1.8329 2.4573 -0.9049
4* 0.0000 0.0009 -0.2438 1.1521 -3.9780 9.4522 -14.4691 13.4578 -6.8702 1.4571
5* 45.1543 -0.0310 -0.2286 0.8932 -2.4757 4.1254 -3.7518 1.0546 0.8811 -0.5756
6* -10.4026 0.0405 -0.0803 0.3016 -0.8203 1.4776 -1.7427 1.3258 -0.5803 0.1109
7* 0.0000 -0.0240 -0.0637 -0.0554 0.6188 -1.3521 1.5671 -1.0601 0.3947 -0.0631
8* 0.0000 0.0152 -0.1666 0.1601 0.0120 -0.1505 0.1520 -0.0760 0.0194 -0.0020
9* 0.0000 0.1283 -0.1667 0.0961 -0.0460 0.0144 0.0001 -0.0021 0.0007 -7.1717e-005
10* 0.0000 -0.0845 0.2435 -0.2985 0.2003 -0.0852 0.0235 -0.0041 0.0004 -1.7995e-005
11* -6.9269 -0.1468 0.0715 -0.0137 -0.0083 0.0057 -0.0014 0.0002 -1.2650e-005 3.4600e-007
12* -3.7167 -0.1082 0.0509 -0.0176 0.0038 -0.0005 5.9583e-005 -5.4885e-006 3.4093e-007 -9.5697e-009
图4A、4B及4C分别说明第二数字实施例的广角镜头系统的纵向球面像差、像散场曲线和畸变。像散场曲线包含切线场曲T和弧矢场曲S。
＜第三数字实施例＞
图5说明根据第三数字实施例的广角镜头系统，且用于第三数字实施例的广角镜头系统的设计数据如下。
[表5]
[表6]
表面 K A B C D E F G H J
1* -0.6685 -0.0076 -0.0625 0.4081 -1.8271 4.7926 -7.7225 7.4231 -3.8931 0.8552
2* -4.2065 -0.0472 -0.2742 1.3839 -5.9644 15.5061 -24.3788 23.8524 -13.3885 3.2400
3* -9.6158 -0.0233 -0.3056 1.5292 -6.0383 14.6632 -21.3000 19.2681 -10.1947 2.3773
4* 0.0000 -0.0307 -0.0149 0.0548 -0.2267 0.7811 -1.5280 1.6602 -0.9755 0.2413
5* 45.1637 -0.0693 0.0786 -0.6452 3.0636 -9.1504 16.5685 -17.8810 10.6005 -2.6648
6* -10.4324 0.0302 -0.0321 0.2207 -0.9162 2.3055 -3.6528 3.5581 -1.9205 0.4398
7* 0.0000 -0.0361 -0.0614 -0.0479 0.6330 -1.4454 1.7584 -1.2628 0.5051 -0.0876
8* 0.0000 0.0008 -0.1448 0.1413 0.0151 -0.1284 0.1192 -0.0546 0.0126 -0.0012
9* 0.0000 0.1156 -0.1309 0.0688 -0.0364 0.0173 -0.0045 6.1321e-005 0.0002 -2.9723e-005
10* 0.0000 -0.1132 0.2919 -0.3358 0.2170 -0.0895 0.0241 -0.0041 0.0004 -1.7585e-005
11* -6.4679 -0.1468 0.0715 -0.0137 -0.0083 0.0057 -0.0014 0.0002 -1.2650e-005 3.4602e-007
12* -3.6389 -0.1096 0.0569 -0.0223 0.0058 -0.0011 0.0001 -1.2326e-005 6.3599e-007 -1.4391e-008
图6A、6B及6C分别说明第三数字实施例的广角镜头系统的纵向球面像差、像散场曲线和畸变。像散场曲线包含切线场曲T和弧矢场曲S。
＜第四数字实施例＞
图7说明根据第四数字实施例的广角镜头系统，且用于第四数字实施例的广角镜头系统的设计数据如下。
[表7]
[表8]
表面 K A B C D E F G H J
1* -0.6607 -0.0050 -0.1001 0.6777 -2.9453 7.6870 -12.4019 12.0195 -6.3976 1.4346
2* -4.1897 -0.0469 -0.2877 1.5227 -6.9627 19.1005 -31.3647 31.4144 -17.6611 4.2133
3* -9.6686 -0.0174 -0.3443 1.7699 -7.2601 18.3864 -27.8972 25.9316 -13.7111 3.1150
4* 0.0000 -0.0349 0.0477 -0.3920 1.6326 -3.8969 5.7298 -5.2115 2.7047 -0.6190
5* 45.1410 -0.0753 0.1424 -1.0429 4.5955 -12.7638 21.8099 -22.4795 12.8650 -3.1503
6* -10.4125 0.0266 -0.0148 0.1655 -0.7856 2.1114 -3.5006 3.5060 -1.9134 0.4369
7* 0.0000 -0.0374 -0.0725 0.0620 0.2718 -0.7910 1.0537 -0.8172 0.3526 -0.0660
8* 0.0000 -0.0026 -0.1368 0.1425 -0.0236 -0.0526 0.0490 -0.0197 0.0036 -0.0002
9* 0.0000 0.1190 -0.1303 0.0566 -0.0215 0.0083 -0.0014 -0.0006 0.0003 -3.3502e-005
10* 0.0000 -0.1086 0.2958 -0.3492 0.2301 -0.0965 0.0263 -0.0046 0.0005 -1.9665e-005
11* -6.4363 -0.1467 0.0715 -0.0137 -0.0083 0.0057 -0.0014 0.0002 -1.2650e-005 3.4602e-007
12* -3.6315 -0.1078 0.0534 -0.0199 0.0049 -0.0008 0.0001 -9.2792e-006 4.9286e-007 -1.1614e-008
图8A、8B及8C分别说明第四数字实施例的广角镜头系统的纵向球面像差、像散场曲线和畸变。像散场曲线包含切线场曲T和弧矢场曲S。
下表9展示第一到第四数字实施例的广角镜头系统满足公式1到7。在表9中，FOV表示以度(°)计的视场。在表10中，FOV以度(°)计，且TTL、ImgH、F、D1、D6、f5和f3以毫米(mm)计。
[表9]
编号 公式 第一实施例 第二实施例 第三实施例 第四实施例
公式1 75＜FOV＜85 81.115 81.071 81.533 81.618
公式2 2.0＜Fno＜2.3 2.200 2.200 2.200 2.200
公式3 0.6＜TTL/ImgH＜0.8 0.689885 0.689885 0.689885 0.690622
公式4 0.5＜F/ImgH＜0.6 0.573792 0.573792 0.568361 0.567726
公式5 0.3＜D1/D6＜0.4 0.332405 0.3288 0.327926 0.328506
公式6 5＜f5/f3＜15 7.18777 5.238406 10.41268 10.67617
公式7 1.5＜(Ind3+Ind4)/2＜1.7 1.655738 1.655738 1.655738 1.655738
[表10]
图9为说明根据实施例的包含广角镜头系统100的成像装置200的视图。成像装置200可包含：广角镜头系统100；和图像传感器110，其经配置以将由广角镜头系统100形成的图像转换成电图像信号。广角镜头系统100可为参看图1到图8描述的广角镜头系统中的任一个。如图9中所说明，所述实施例的广角镜头系统中的任一个可应用于例如小数码相机、移动电话相机或汽车用相机的成像装置。以此方式，可提供具有宽视场和低F数的成像装置用于摄影。
图9中说明的成像装置200为一实例。即，本发明概念可应用于各种光学装置。举例来说，实施例的广角镜头系统可用作汽车用相机的镜头系统。此外，所述实施例的广角镜头系统可应用于例如虚拟现实(virtual reality)装置或扩增现实(augmented reality)装置的装置。举例来说，所述实施例的广角镜头系统可在虚拟现实装置中在相对方向上定向。举例来说，所述实施例的广角镜头系统可应用于各种汽车装置，例如，黑匣子(black box)、环景监视(around view monitoring，简称：AVM)系统或后置相机。此外，所述实施例的广角镜头系统可应用于各种动作相机装置(action camera device)，例如，用于休闲或体育活动的遥控飞机(drone)或摄录影机(camcorder)。此外，所述实施例的广角镜头系统可应用于各种监控摄像机(surveillance camera)。
所述实施例的广角镜头系统可具有宽视场，例如，在约70°或更大的范围内。此外，所述实施例的广角镜头系统可具有能有效捕捉亮图像的低F数。举例来说，广角镜头系统可具有在约2.5或更小的范围内的F数。所述实施例的广角镜头系统可具有高度的广角性能，且可具有短的总长度以用于容纳在蜂窝式电话中。
虽然已描述许多特定特征，但应仅按描述性意义且非出于限制的目的来考虑这些特征。即，这些特征应被视为根据实施例的实例。举例来说，对所属领域的一般技术人员将显而易见，虽然所述实施例的广角镜头系统的透镜的形状被在一定程度上修改，但如果广角镜头系统满足公式1到7中的至少一个，那么可获得上述效应。此外，虽然所述实施例的广角镜头系统不满足公式1到7中的一些，但如果满足透镜的折射能力的分散、镜头的结构条件和其它条件，那么可获得上述效应。可提供其它各种实施例。因此，本发明概念的范围和精神不由实施例的描述界定，而是由随附权利要求书界定。
应理解，应仅按描述性意义且非出于限制的目的来考虑本文中所描述的实施例。每一实施例内的特征或方面的描述通常应被视为可用于其它施例中的其它类似特征或方面。
虽然已参看图描述一或多个实施例，但所属领域的一般技术人员应理解，可在不脱离如由所附权利要求书界定的本发明概念的精神和范围的情况下在其中进行形式和细节的各种改变。

Claims (20)

1.一种广角镜头系统，其从物侧到图像平面侧包括：
第一透镜，其具有正折射能力；
第二透镜，其具有正折射能力和朝向所述图像平面侧呈凸面状的出射表面；
第三透镜，其具有负折射能力和朝向所述图像平面侧呈凹面状的出射表面；
第四透镜，其具有正折射能力和朝向所述图像平面侧呈凸面状的出射表面；
第五透镜，其具有负折射能力和朝向所述图像平面侧呈凹面状的出射表面；以及
第六透镜，其具有正折射能力，
其中所述广角镜头系统满足以下公式1和2：
公式1：75°＜FOV＜85°
公式2∶2.0＜Fno＜2.3
其中FOV指以度计的所述广角镜头系统的视场，且Fno指所述广角镜头系统的F数。
2.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述第四透镜具有朝向所述图像平面侧呈凸面状的弯月形状。
3.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述第六透镜的入射表面和出射表面中的至少一个具有至少一个拐点。
4.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述广角镜头系统满足以下公式3：
公式3∶0.6＜TTL/ImgH＜0.8
其中TTL指从所述第一透镜的入射表面的中心到图像平面的以毫米计的距离，且ImgH指以毫米计的有效像素区域的对角线长度。
5.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述广角镜头系统满足以下公式4：
公式4∶0.5＜F/ImgH＜0.6
其中F指以毫米计的所述广角镜头系统的有效焦距，且ImgH指以毫米计的有效像素区域的对角线长度。
6.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述广角镜头系统满足以下公式5：
公式5：0.3＜D1/D6＜0.4
其中D1指以毫米计的所述第一透镜的有效直径，且D6指以毫米计的所述第六透镜的有效直径。
7.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述广角镜头系统满足以下公式6：
公式6：5＜f5/f3＜15
其中f5指以毫米计的所述第五透镜的焦距，且f3指以毫米计的所述第三透镜的焦距。
8.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述广角镜头系统满足以下公式7：
公式7：1.5＜(Ind3+Ind4)/2＜1.7
其中Ind3指所述第三透镜的折射率，且Ind4指所述第四透镜的折射率。
9.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述第一透镜包括朝向所述图像平面侧呈凹面状的弯月透镜。
10.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述第二透镜包括双凸透镜，以及
所述第二透镜的入射表面的曲率半径的绝对值小于所述第二透镜的所述出射表面的曲率半径的绝对值。
11.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其还包括在所述第一透镜的面向所述物侧的一侧处的孔径光阑。
12.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其还包括在所述第六透镜的面向所述图像平面侧的一侧处的光学滤光器。
13.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述第一到第六透镜为非球面透镜。
14.根据权利要求1所述的广角镜头系统，其中所述第一到第六透镜为塑料透镜。
15.一种广角镜头系统，其从物侧到图像平面侧包括：
第一透镜，其具有正折射能力和朝向所述图像平面侧呈凹面状的出射表面；
第二透镜，其具有正折射能力和朝向所述图像平面侧呈凸面状的出射表面；
第三透镜，其具有负折射能力和朝向所述图像平面侧呈凹面状的出射表面；
第四透镜，其具有正折射能力，所述第四透镜为具有朝向所述图像平面侧呈凸面状的出射表面的弯月透镜；
第五透镜，其具有负折射能力和朝向所述图像平面侧呈凹面状的出射表面；以及
第六透镜，其具有正折射能力和具有至少一个拐点的出射表面。
16.根据权利要求15所述的广角镜头系统，其还包括在所述第一透镜的面向所述物侧的一侧处的孔径光阑。
17.根据权利要求15所述的广角镜头系统，其中所述广角镜头系统满足以下公式1和2：
公式1：75°＜FOV＜85°
公式2：2.0＜Fno＜2.3
其中FOV指以度计的所述广角镜头系统的视场，且Fno指所述广角镜头系统的F数。
18.根据权利要求15所述的广角镜头系统，其中所述广角镜头系统满足以下公式3到7中的至少一个：
公式3：0.6＜TTL/ImgH＜0.8
公式4：0.5＜F/ImgH＜0.6
公式5：0.3＜D1/D6＜0.4
公式6：5＜f5/f3＜15
公式7：1.5＜(Ind3+Ind4)/2＜1.7
其中TTL指从所述第一透镜的入射表面的中心到图像平面的以毫米计的距离，ImgH指以毫米计的有效像素区域的对角线长度，F指以毫米计的所述广角镜头系统的有效焦距，D1指以毫米计的所述第一透镜的有效直径，D6指以毫米计的所述第六透镜的有效直径，f5指所述第五透镜的焦距，f3指所述第三透镜的焦距，Ind3指所述第三透镜的折射率，且Ind4指所述第四透镜的折射率。
19.根据权利要求15所述的广角镜头系统，其中所述第一透镜包括朝向所述图像平面侧呈凹面状的弯月透镜。
20.一种成像装置，包括：
根据权利要求1所述的广角镜头系统；以及
固态成像元件，其经配置以拾取由所述广角镜头系统形成的图像。
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