CN113805308A - 光学镜头 - Google Patents

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CN113805308A CN202010748601.6A CN202010748601A CN113805308A CN 113805308 A CN113805308 A CN 113805308A CN 202010748601 A CN202010748601 A CN 202010748601A CN 113805308 A CN113805308 A CN 113805308A
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龚家桢
李丞烝
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Abstract

本发明提供了一种光学镜头，该光学镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、胶合透镜与光圈。光圈设于第三透镜与胶合透镜之间。光学镜头的最大视场角大于等于170度，且具有屈光度的透镜片数为7到11片，并至多包含两片塑料透镜。第一透镜的镜片直径为D1，第二非球面透镜的镜片直径为DL，光学镜头符合下列条件：3.5<D1/DL<5.5。本发明可提供一种能兼顾可使光学镜头兼具良好的光学成像品质、低热飘移量、广工作温度范围(‑40度到105度)、日夜共焦、与广视角的特性，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的取像镜头设计。

Description

光学镜头
技术领域
本发明关于一种光学镜头。
背景技术
近年来随科技的进展，镜头的种类日渐多元，应用于智能家居、门禁、安控、车辆和运动摄影机上的取像镜头是一种常见的镜头。目前对于光学性能的要求也越来越高，要满足这样需求的镜头，大致上需要具低成本、高解析度、大光圈、低热飘移量、广视角和日夜共焦等特点。因此，目前需要一种兼顾广视角、低热飘移量、日夜共焦，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的光学取像镜头设计。
发明内容
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附图式，作详细说明如下。
根据本发明的一个观点，一种光学镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、胶合透镜与光圈。第一透镜为最靠近光学镜头图像放大侧的透镜。第二透镜与该第三透镜其中之一，为第一非球面透镜。第四透镜为第二非球面透镜，且设于胶合透镜与光学镜头图像缩小侧之间。光圈设于第三透镜与胶合透镜之间。光学镜头的最大视场角大于等于170度，且具有屈光度的透镜片数为7到11片，并至多包含两片塑料透镜。第一透镜的镜片直径为D1，第二非球面透镜的镜片直径为DL，光学镜头符合下列条件：3.5<D1/DL<5.5。通过本实施例的设计，可提供一种使光学镜头兼具良好的光学成像品质、低热飘移量、广工作温度范围(-40度到105度)、日夜共焦、与广视角的特性，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的取像镜头设计。
根据本发明的一个观点，一种光学镜头包括第一透镜组、第二透镜组与光圈。第一透镜组包含三片球面透镜和一非球面透镜。第二透镜组包含一胶合透镜。光圈设于第一透镜组与第二透镜组之间。光学镜头最多只包含两片塑料透镜，具有屈光度的透镜片数为7到11片。光学镜头光圈值小于等于2.0，最大视场角大于等于170度。光学镜头在视场角为170度的相对照度，大于60％。通过本实施例的设计，可提供一种使光学镜头兼具良好的光学成像品质、低热飘移量、广工作温度范围(-40度到105度)、日夜共焦、与广视角的特性，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的取像镜头设计。
根据本发明的一个观点，一种光学镜头包括自一方向依序排列的屈光度为负的第一透镜、屈光度为负的第二透镜、屈光度为负的第三透镜、屈光度为正的第四透镜、第五透镜、第六透镜和屈光度为正的第七透镜。第一透镜、第二透镜和第三透镜的其中二片透镜，为玻璃球面透镜。第五透镜和第六透镜构成胶合透镜。第七透镜为非球面透镜。光圈设于第四透镜与第五透镜之间。光学镜头具有屈光度的透镜最多为11片，并最多包含两片塑料透镜。通过本实施例的设计，可提供一种使光学镜头兼具良好的光学成像品质、低热飘移量、广工作温度范围(-40度到105度)、日夜共焦、与广视角的特性，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的取像镜头设计。
根据本发明的上述观点，可提供一种可使光学镜头兼具良好的光学成像品质、低热飘移量、广工作温度范围(-40度到105度)、日夜共焦、与广视角的特性，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的取像镜头设计。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明第一实施例的光学镜头示意图。
图2是本发明第二实施例的光学镜头示意图。
图3是本发明第三实施例的光学镜头示意图。
图4是本发明第四实施例的光学镜头示意图。
图5是本发明第五实施例的光学镜头示意图。
图6是本发明第六实施例的光学镜头示意图。
图7是本发明第七实施例的光学镜头示意图。
图8是本发明第八实施例的光学镜头示意图。
图9是本发明第九实施例的光学镜头示意图。
图10是本发明第十实施例的光学镜头示意图。
图11、图14及图17分别为依本发明实施例的镜头10a、10b及10c的光线扇形图，图12、图15及图18分别为依本发明实施例的镜头10a、10b及10c于不同波长下的焦点偏移量曲线图，图13、图16及图19分别为依本发明实施例的镜头10a、10b及10c于成像面上图像高度位置的照明数值与成像面上光轴位置的照明数值的比值图。
附图标记：
10a-10j 光学镜头
12 光轴
14 光圈
16 滤光片
17 玻璃盖
19 成像面
20 第一透镜组
30 第二透镜组
L1-L10 透镜
S1-S23 表面
OS 放大侧
IS 缩小侧
P、Q 转折点
D1、DL 镜面直径
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
当镜头应用在取像系统中时，图像放大侧是指在光路上靠近被拍摄物所处的一侧，图像缩小侧则是指在光路上较靠近感光元件的一侧。
一透镜的物侧面(或像侧面)具有位于某区域的凸面部(或凹面部)，是指该区域相较于径向上紧邻该区域的外侧区域，朝平行于光轴的方向更为“向外凸起”(或“向内凹陷”)而言。
图1是本发明第一实施例的光学镜头示意图。请参照图1，在本实施例中，光学镜头10a有一镜筒(未绘示)，镜筒里由第一侧(图像放大侧OS)往第二侧(图像缩小侧IS)排列包含了第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、光圈14、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8，屈光度分别为负、负、负、正、正、负、正和正。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4构成具有负屈光度的第一透镜组(例如为前组)20，第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8构成具有正屈光度的第二透镜组(例如为后组)30。再者，图像缩小侧IS可设置滤光片16、玻璃盖17以及图像感测器(图中未显示)，镜头10a的可见光有效焦距(EFL)上成像面(可见光焦平面)标示为19，滤光片16位于第二透镜组30与可见光有效焦距上成像面19之间。于本实施例中，所有透镜均为玻璃透镜，且第二透镜L2、第八透镜L8为非球面透镜。在一实施例中，至少部分玻璃透镜可以用塑料透镜取代。另外，两透镜相邻的两面有大致相同(曲率半径差异小于0.005mm)或完全相同(实质相同)的曲率半径且形成结合透镜(compound lens)，结合透镜例如可为胶合透镜(cementedlens)、双合透镜(doublet)或三合透镜(triplet)等而不限定，例如本实施例的第六透镜L6及第七透镜L7可构成胶合透镜，但本发明实施例并不以此为限制。本发明各具体实施例的图像放大侧OS均分别设于各图的左侧，而图像缩小侧IS均设于各图的右侧，将不予重复说明。
本发明所指光圈14是指一孔径光栏(Aperture Stop)，光圈为一独立元件或是整合于其他光学元件上。于本实施例中，光圈是利用机构件挡去周边光线并保留中间部份透光的方式来达到类似的效果，而前述所谓的机构件可以是可调整的。所谓可调整，是指机构件的位置、形状或是透明度的调整。或是，光圈也可以在透镜表面涂布不透明的吸光材料，并使其保留中央部份透光以达限制光路的效果。
各透镜定义有镜片直径，镜片直径是指于光轴12两端的最外侧的镜片转折点于垂直光轴12方向上的距离。举例而言，如图1所示，第一透镜组20最远离光圈14的第一透镜L1的直径D1为光轴12两端的最外侧转折点P、Q于垂直光轴12方向上的距离，同理第二透镜组30最远离光圈14的第八透镜L8的直径DL为光轴12两端的最外侧转折点P、Q于垂直光轴12方向上的距离。于本实施例中，第一透镜组20最远离光圈14的第一透镜L1(最靠近放大侧的透镜)的直径D1为20.1mm，第二透镜组30最远离光圈14的第八透镜L8(最靠近缩小侧的透镜)的直径DL为4.8mm。
球面透镜是指透镜前面和后面的表面都分别是球形表面的一部份，而球形表面的曲率是固定的。非球面透镜则是指透镜前后表面中，至少一表面的曲率半径会随着中心轴而变化，可以用来修正像差。光学镜头10a的透镜设计参数、外形及非球面系数分别如表1及表2所示，于本发明如下的各个设计实例中，非球面多项式可用下列公式表示：
Figure BDA0002609251810000051
上述的公式中，Z为光轴方向的偏移量(sag)，c是密切球面(osculating sphere)的半径的倒数，也就是接近光轴处的曲率半径的倒数，k是二次曲面系数(conic)，r是非球面高度，即为从透镜中心往透镜边缘的高度。如公式中所列的A-G分别代表非球面多项式的4阶项、6阶项、8阶项、10阶项、12阶项、14阶项、16阶项系数值。然而，下文中所列举的资料并非用以限定本发明，任何所属领域中技术人员在参照本发明之后，当可对其参数或设定作适当的更动，只是其仍应属于本发明的范畴内。
<表1>
Figure BDA0002609251810000052
Figure BDA0002609251810000061
S1的间距为表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距为表面S2到S3在光轴12的距离，S20间距为表面S20到成像面19在光轴12的距离。
表2列出本发明的第一实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
<表2>
表面 K A B C D E
S3 -3.70 1.02E-03 -4.55E-05 8.07E-07 -4.39E-09 -
S4 -1.21 2.68E-03 1.21E-04 -2.74E-05 1.45E-06 -3.18E-08
S15 -0.70 -2.60E-03 2.93E-04 -1.73E-05 3.06E-06 -
S16 -6.55 -2.25E-03 5.52E-04 -6.05E-05 7.11E-06 -
表中表面有出现的*是指该表面为非球面表面，而若未标示即为球面之意。
曲率半径是指曲率的倒数。曲率半径为正时，透镜表面的球心在透镜的图像缩小侧方向。曲率半径为负时，透镜表面的球心在透镜的图像放大侧方向。而各透镜的凸凹可见上表。
本发明的光圈值以F/#来代表。本发明镜头应用在投影系统时，成像面是光阀表面。而当镜头应用在取像系统中时，成像面则是指感光元件表面。本发明实施例中，F/#小于或等于2.0。
于本实施例中，最大视场角是指最接近图像放大端的光学表面S1的收光角度，亦即以对角线量测所得的视野(field of view)。本发明实施例中，最大视场角可大于170度。于一实施例中，最大视场角可大于180度。于本发明实施例中，当视场角为170度时，其相对照度值(RI，相对于光轴，即角度为0度)大于60％。
本发明一实施例的镜头包含两透镜组，前组例如可使用至少一个负屈光度(Power)透镜，达到广角收光能力，但其并不限定。镜头的光圈数值约小于等于2.0。后组可包含结合透镜(胶合透镜、双合透镜、三合透镜)以修正像差，且结合透镜的两个透镜间沿光轴的最小距离小于等于0.01mm。结合透镜(胶合透镜、双合透镜、三合透镜)包含曲率半径实质相同或相近的对应邻近表面。另后组的胶合透镜中有两片透镜的阿贝数相差大于40以修正色差。于一实施例中，后组的胶合透镜中有两片透镜的阿贝数相差大于50以修正色差。于一实施例中，后组的胶合透镜中有两片透镜的阿贝数相差大于60以修正色差。再者，光学镜头具屈光度的透镜总片数为7-11片，前组可包含至少一非球面透镜，且后组可包含至少一非球面透镜以修正像差。本发明实施例透过玻璃镜片dn/dt的搭配，达成光学镜头热飘移(25度的焦平面相对于105度的焦平面)位移量小于等于10um，且光学镜头至多包含两片塑料透镜。本发明实施例光学镜头适用于至少-40到105度的工作温度范围。光学镜头亦适用日夜共焦系统，即可见光波长450nm与可见光波长550nm的焦平面位移量与可见光波长550nm与红外线850nm的焦平面位移量，两者皆小于等于10um。可见光波长450nm与可见光波长550nm的横向色差量与可见光波长550nm与可见光波长650nm的横向色差量，两者皆小于3um。
于一实施例中，镜头可符合3.5<D1/DL<5.5，于另一实施例可符合3.45<D1/DL<5.6，于又另一实施例可符合3.4<D1/DL<5.7，藉以配合感光元件提供大角度收光能力，其中D1为最靠近镜头放大侧的镜片直径，DL为最靠近镜头缩小侧的镜片直径。
图2是本发明第二实施例的光学镜头架构示意图。如图2所示，光学镜头10b包含第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、光圈14、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4构成具有负屈光度的第一透镜组20，第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8构成具有正屈光度的第二透镜组30，屈光度分别为负、负、负、正、正、负、正和正。于本实施例中，所有透镜均为玻璃透镜，在另一实施例中，至少部分玻璃透镜可以用塑料透镜取代。本实施例的第二透镜L2及第八透镜L8为非球面透镜，且第六透镜L6及第七透镜L7可构成胶合透镜。于本实施例中，第一透镜组20最远离光圈14的镜片L1的直径D1为21.6mm，第二透镜组30最远离光圈14的镜片L8的直径DL为4.8mm。光学镜头10b的透镜及其周边元件的设计参数如表3所示。
<表3>
Figure BDA0002609251810000081
S1的间距为表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距为表面S2到S3在光轴12的距离，S20间距为表面20到成像面19在光轴12的距离。
表4列出本发明的第二实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
<表4>
表面 K A B C D E
S3 0 8.09E-03 -6.19E-04 2.47E-05 -5.09E-07 4.34E-09
S4 -0.04 9.72E-03 2.81E-04 -2.08E-04 1.92E-05 -5.84E-07
S15 -1.60 -8.41E-04 -1.53E-04 5.44E-05 -5.31E-06 -
S16 -4.66 1.52E-03 -3.99E-04 9.67E-05 -6.98E-06 -
图3是本发明第三实施例的光学镜头架构示意图。如图3所示，光学镜头10c包含第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、光圈14、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9和第十透镜L10。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5构成具有负屈光度的第一透镜组20，第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9和第十透镜L10构成具有正屈光度的第二透镜组30，屈光度分别为负、负、负、正、负、正、负、负、正和正。于本实施例中，所有透镜均为玻璃透镜，在另一实施例中，至少部分玻璃透镜可以用塑料透镜取代。本实施例的第三透镜L3及第十透镜L10为非球面透镜，第四透镜L4及第五透镜L5可构成胶合透镜，第六透镜L6及第七透镜L7可构成胶合透镜，且第八透镜L8及第九透镜L9可构成胶合透镜。于本实施例中，第一透镜组20最远离光圈14的镜片L1的直径D1为19.4mm，第二透镜组30最远离光圈14的镜片L10的直径DL为5.58mm。光学镜头10c的透镜及其周边元件的设计参数如表5所示。
<表5>
Figure BDA0002609251810000091
Figure BDA0002609251810000101
S1的间距为表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距为表面S2到S3在光轴12的距离，S22间距为表面22到成像面19在光轴12的距离。
表6列出本发明的第三实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
<表6>
表面 K A B C D E F
S5 0 8.00E-03 -1.00E-03 8.29E-05 -5.07E-06 1.79E-07 -2.64E-09
S6 0 7.20E-03 -1.30E-03 2.12E-05 2.85E-06 -1.82E-07 -
S17 0 -6.09E-04 3.38E-05 -1.63E-05 1.69E-06 - -
S18 0 2.43E-03 -6.33E-05 -1.23E-05 1.47E-06 - -
图4是本发明第四实施例的光学镜头架构示意图。如图4所示，光学镜头10d包含第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、光圈14、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4构成具有负屈光度的第一透镜组20，第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8构成具有正屈光度的第二透镜组30，屈光度分别为负、负、负、正、正、负、正和正。于本实施例中，所有透镜均为玻璃透镜，在另一实施例中，至少部分玻璃透镜可以用塑料透镜取代。本实施例的第二透镜L2及第八透镜L8为非球面透镜，且第五透镜L5、第六透镜L6及第七透镜L7可构成胶合透镜。于本实施例中，第一透镜组20最远离光圈14的镜片L1的直径D1为21.2mm，第二透镜组30最远离光圈14的镜片L8的直径DL为5.32mm。光学镜头10d的透镜及其周边元件的设计参数如表7所示。
<表7>
Figure BDA0002609251810000111
S1的间距为表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距为表面S2到S3在光轴12的距离，S19间距为表面19到成像面19在光轴12的距离。
表8列出本发明的第四实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
<表8>
表面 K A B C D E
S3 -5.79 1.65E-03 -5.21E-05 8.67E-07 -7.69E-09 2.73E-11
S4 -0.12 1.88E-03 7.89E-05 -1.69E-05 7.07E-07 -1.19E-08
S14 -0.47 -1.40E-03 -2.20E-05 -2.43E-06 -8.24E-07 -
S15 0.00 6.08E-04 -1.83E-04 -1.21E-05 2.51E-07 -
图5是本发明第五实施例的光学镜头架构示意图。如图5所示，光学镜头10e包含第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、光圈14、第五透镜L5、第六透镜L6、和第七透镜L7。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4构成具有负屈光度的第一透镜组20，第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7构成具有正屈光度的第二透镜组30，屈光度分别为负、负、负、正、负、正和正。于本实施例中，所有透镜均为玻璃透镜，在另一实施例中，至少部分玻璃透镜可以用塑料透镜取代。本实施例的第二透镜L2及第七透镜L7为非球面透镜，且第五透镜L5及第六透镜L6可构成胶合透镜。于本实施例中，第一透镜组20最远离光圈14的镜片L1的直径D1为23mm，第二透镜组30最远离光圈14的镜片L7的直径DL为5.27mm。光学镜头10e的透镜及其周边元件的设计参数如表9所示。
<表9>
Figure BDA0002609251810000121
S1的间距为表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距为表面S2到S3在光轴12的距离，S18间距为表面18到成像面19在光轴12的距离。
表10列出本发明的第五实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
<表10>
表面 K A B C D E
S3 0.04 1.89E-04 -3.20E-05 4.76E-07 -1.83E-09 -2.28E-11
S4 -2.52 7.97E-03 -3.56E-04 7.02E-06 -1.06E-07 -2.67E-19
S13 0.40 -5.73E-03 -4.47E-04 4.88E-05 -2.57E-05 -
S14 -2.84 -6.29E-03 4.46E-05 -9.10E-06 -8.11E-07 -
图6是本发明第六实施例的光学镜头架构示意图。如图6所示，光学镜头10f包含第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、光圈14、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4第和五透镜L5构成具有负屈光度的第一透镜组20、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8构成具有正屈光度的第二透镜组30，屈光度分别为负、负、负、正、正、负、正和正。于本实施例中，所有透镜均为玻璃透镜，在另一实施例中，至少部分玻璃透镜可以用塑料透镜取代。本实施例的第二透镜L2及第八透镜L8为非球面透镜，且第六透镜L6及第七透镜L7可构成胶合透镜。于本实施例中，第一透镜组20最远离光圈14的镜片L1的直径D1为23mm，第二透镜组30最远离光圈14的镜片L8的直径DL为4.52mm。光学镜头10f的透镜及其周边元件的设计参数如表11所示。
<表11>
Figure BDA0002609251810000131
Figure BDA0002609251810000141
S1的间距为表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距为表面S2到S3在光轴12的距离，S20间距为表面20到成像面19在光轴12的距离。
表12列出本发明的第六实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
<表12>
表面 K A B C D E
S3 0.59 -2.46E-05 -3.13E-05 4.22E-07 1.42E-09 -7.97E-11
S4 -2.88 8.33E-03 -4.29E-04 1.22E-05 -1.96E-07 -1.59E-18
S15 13.08 -6.47E-03 -4.47E-04 4.88E-05 -2.57E-05 -
S16 -7.16 -5.67E-03 4.46E-05 -9.10E-06 -8.11E-07 -
图7是本发明第七实施例的光学镜头架构示意图。如图7所示，光学镜头10b包含第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、光圈14、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4构成具有负屈光度的第一透镜组20，第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8构成具有正屈光度的第二透镜组30，屈光度分别为负、负、负、正、正、负、正和正。于本实施例中，所有透镜均为玻璃透镜，在另一实施例中，至少部分玻璃透镜可以用塑料透镜取代。本实施例的第三透镜L3及第八透镜L8为非球面透镜，且第六透镜L6及第七透镜L7可构成胶合透镜。于本实施例中，第一透镜组20最远离光圈14的镜片L1的直径D1为20.1mm，第二透镜组30最远离光圈14的镜片L8的直径DL为5.2mm。光学镜头10g的透镜及其周边元件的设计参数如表13所示。
<表13>
Figure BDA0002609251810000151
S1的间距为表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距为表面S2到S3在光轴12的距离，S20间距为表面20到成像面19在光轴12的距离。
表14列出本发明的第七实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
<表14>
表面 K A B C D E
S5 0 1.40E-02 -2.82E-03 4.39E-04 -5.27E-05 3.96E-06
S6 0 1.62E-02 -3.80E-03 6.75E-04 -1.45E-04 2.01E-05
S15 0 -2.11E-03 -9.42E-05 -1.43E-04 6.49E-05 -1.65E-05
S16 0 2.12E-03 -4.12E-04 -5.98E-05 3.11E-05 -7.70E-06
Figure BDA0002609251810000152
Figure BDA0002609251810000161
图8是本发明第八实施例的光学镜头架构示意图。如图8所示，光学镜头10h包含第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、光圈14、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5构成具有负屈光度的第一透镜组20、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8构成具有正屈光度的第二透镜组30，屈光度分别为负、负、负、正、负、负、正和正。于本实施例中，所有透镜均为玻璃透镜，在另一实施例中，至少部分玻璃透镜可以用塑料透镜取代。本实施例的第三透镜L3及第八透镜L8为非球面透镜，第四透镜L4及第五透镜L5可构成胶合透镜，且第六透镜L6及第七透镜L7可构成胶合透镜。于本实施例中，第一透镜组20最远离光圈14的镜片L1的直径D1为20.1mm，第二透镜组30最远离光圈14的镜片L8的直径DL为5.2mm。光学镜头10h的透镜及其周边元件的设计参数如表15所示。
<表15>
Figure BDA0002609251810000162
Figure BDA0002609251810000171
S1的间距为表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距为表面S2到S3在光轴12的距离，S19间距为表面19到成像面19在光轴12的距离。
表16列出本发明的第八实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
<表16>
表面 K A B C D E F
S5 0 9.22E-03 -1.11E-03 8.95E-05 -5.30E-06 1.75E-07 -2.33E-09
S6 0 9.12E-03 -1.35E-03 4.18E-05 3.02E-07 -3.31E-08 -7.04E-10
S14 0 -1.74E-03 1.08E-04 -2.95E-05 4.04E-06 -1.49E-07 -
S15 0 3.87E-03 -1.54E-04 1.74E-05 -1.85E-06 1.74E-07 -
图9是本发明第九实施例的光学镜头架构示意图。如图9所示，光学镜头10i包含第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、光圈14、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4构成具有负屈光度的第一透镜组20，第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7构成具有正屈光度的第二透镜组30，屈光度分别为负、负、负、正、负、正和正。于本实施例中，所有透镜均为玻璃透镜，在另一实施例中，至少部分玻璃透镜可以用塑料透镜取代。本实施例的第七透镜L7为非球面透镜，且第五透镜L5及第六透镜L6可构成胶合透镜。于本实施例中，第一透镜组20最远离光圈14的镜片L1的直径D1为18.7mm，第二透镜组30最远离光圈14的镜片L7的直径DL为4.7mm。光学镜头10i的透镜及其周边元件的设计参数如表17所示。
<表17>
Figure BDA0002609251810000172
Figure BDA0002609251810000181
S1的间距为表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距为表面S2到S3在光轴12的距离，S18间距为表面18到成像面19在光轴12的距离。
表18列出本发明的第九实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
<表18>
表面 K A B C D E E
S13 0 -7.65E-03 3.53E-05 3.79E-05 -1.70E-05 4.78E-07 -
S14 0 3.40E-03 -2.06E-03 9.24E-04 -2.34E-04 3.10E-05 -1.76E-06
图10是本发明第十实施例的光学镜头架构示意图。如图10所示，光学镜头10j包含第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、光圈14、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9和第十透镜L10。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4构成具有负屈光度的第一透镜组20，第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9和第十透镜L10构成具有正屈光度的第二透镜组30，屈光度分别为负、负、负、正、正、负、正、负、负和正。于本实施例中，所有透镜均为玻璃透镜，在另一实施例中，至少部分玻璃透镜可以用塑料透镜取代。本实施例的第二透镜L2为非球面透镜，第五透镜L5及第六透镜L6可构成胶合透镜，第七透镜L7及第八透镜L8可构成胶合透镜，且第九透镜L9及第十透镜L10可构成胶合透镜。于本实施例中，第一透镜组20最远离光圈14的镜片L1的直径D1为22.2mm，第二透镜组30最远离光圈14的镜片L10的直径DL为4.9mm。光学镜头10j的透镜及其周边元件的设计参数如表19所示。
<表19>
Figure BDA0002609251810000191
S1的间距为表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距为表面S2到S3在光轴12的距离，S22间距为表面22到成像面19在光轴12的距离。
表20列出本发明的第十实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
<表20>
表面 K A B C D E
S3 0 8.68E-03 -7.81E-04 4.43E-05 -1.74E-06 4.51E-08
S4 -0.83 1.31E-02 2.06E-04 -2.90E-04 3.58E-05 -1.88E-06
表面 F G
S3 -6.69E-10 4.13E-12
S4 3.30E-08 1.42E-10
下表21列出本发明第一至第十实施例的各个透镜的屈光度。
<表21>
第一实施例 负、负、负、正、正、负、正、正
第二实施例 负、负、负、正、正、负、正、正
第三实施例 负、负、负、正、负、正、负、负、正、正
第四实施例 负、负、负、正、正、负、正、正
第五实施例 负、负、负、正、负、正、正
第六实施例 负、负、负、正、正、负、正、正
第七实施例 负、负、负、正、正、负、正、正
第八实施例 负、负、负、正、负、负、正、正
第九实施例 负、负、负、正、负、正、正
第十实施例 负、负、负、正、正、负、正、负、负、正
图11、图14及图17分别为依本发明实施例的镜头10a、10b及10c的光线扇形图，图12、图15及图18分别为依本发明实施例的镜头10a、10b及10c于不同波长下的焦平面相对于参考点偏移量的曲线图，图13、图16及图19分别为依本发明实施例的镜头10a、10b及10c于成像面上图像高度位置的照明数值与成像面上光轴位置的照明数值的比值图。图11至图19的模拟数据图显示本发明实施例的镜头确实能够兼具良好的光学成像品质，焦平面位移量可小于10um，且具有较高的相对照度(RI)。
通过本发明实施例的设计，可提供一种能兼顾可使光学镜头兼具良好的光学成像品质、低热飘移量、广工作温度范围(-40度到105度)、日夜共焦、与广视角的特性，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的取像镜头设计。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰。例如，为了降低成本，可将两片球面玻璃镜片以一片塑料非球面镜片取代，使得镜头总片数减少。或是为了减轻重量，可将两片球面镜片以一片非球面镜片取代，使得镜头总片数减少。或是增加镜片以提升解析度，使得镜头总片数增加。或是为了减少色差，可将一片透镜改以一胶合透镜取代，使得镜头总片数增加。因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。另外，本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (10)

1.一种光学镜头，其特征在于，包括：
一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜与一胶合透镜，该第一透镜为最靠近该光学镜头图像放大侧的透镜，该第二透镜与该第三透镜其中之一，为第一非球面透镜，该第四透镜为第二非球面透镜，且设于该胶合透镜与该光学镜头图像缩小侧之间；以及
一光圈，设于该第三透镜与该胶合透镜之间，该光学镜头的最大视场角大于等于170度，且具有屈光度的透镜片数为7到11片，并至多包含两片塑料透镜，该第一透镜的镜片直径为D1，该第二非球面透镜的镜片直径为DL，该光学镜头符合下列条件：3.5<D1/DL<5.5。
2.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，光学镜头还包含一球面的第五透镜，设于该第三透镜和该胶合透镜之间，且该第一透镜为球面透镜，该第二透镜与该第三透镜其中之另一为球面透镜。
3.一种光学镜头，其特征在于，包括：
一第一透镜组，包含三片球面透镜和一非球面透镜；
一第二透镜组，包含一胶合透镜；以及
一光圈，设于该第一透镜组与该第二透镜组之间，该光学镜头最多只包含两片塑料透镜，具有屈光度的透镜片数为7到11片，且该光学镜头光圈值小于等于2.0，最大视场角大于等于170度，该光学镜头在视场角为170度的相对照度，大于60％。
4.如权利要求3所述的光学镜头，其特征在于，该三片球面透镜中最靠近该光学镜头图像放大侧的透镜为第一透镜，最靠近该第一透镜的另一片球面透镜为第二透镜和第三透镜其中之一，最远离该第一透镜的另一片球面透镜为第五透镜，该非球面透镜为第二透镜和第三透镜其中之另一，且为第一非球面透镜，该第二透镜组还包含一第四透镜，该第四透镜为第二非球面透镜，且设于该胶合透镜与该光学镜头图像缩小侧之间。
5.如权利要求2或4所述的光学镜头，其特征在于，该光学镜头还满足下列条件之一：(1)包含一第六透镜，设于该第五透镜与该胶合透镜之间，(2)包含一第六透镜、一第七透镜与一第八透镜，均设于该第五透镜与该胶合透镜之间，且该第五透镜和该第六透镜构成胶合透镜，该第七透镜与该第八透镜构成胶合透镜，(3)该胶合透镜为双胶合透镜或三胶合透镜，(4)该光学镜头的所有透镜的材质均为玻璃。
6.如权利要求2或4所述的光学镜头，其特征在于，该光学镜头还满足下列条件之一：(1)包含一第六透镜，设于该第五透镜与该胶合透镜之间，且自图像放大侧到图像缩小侧，各透镜的屈光度依序为负、负、负、正、正、负、正、正，(2)包含一第六透镜、一第七透镜与一第八透镜，均设于该第五透镜与该胶合透镜之间，且该第五透镜和该第六透镜构成胶合透镜，该第七透镜与该第八透镜构成胶合透镜，且自图像放大侧到图像缩小侧，各透镜的屈光度依序为负、负、负、正、负、正、负、负、正、正，(3)自图像放大侧到图像缩小侧，各透镜的屈光度依序为负、负、负、正、负、正、正，(4)包含一第六透镜，设于该第五透镜与该胶合透镜之间，且该第五透镜和该第六透镜构成胶合透镜，且自图像放大侧到图像缩小侧，各透镜的屈光度依序为负、负、负、正、负、负、正、正。
7.如权利要求2或4所述的光学镜头，其特征在于，该光学镜头还满足下列条件之一：(1)包含一第六透镜，设于该第五透镜与该胶合透镜之间，且自图像放大侧到图像缩小侧，各透镜的形状依序为新月、非球面、双凹、双凸、双凸、双凹、双凸、非球面，(2)包含一第六透镜、一第七透镜与一第八透镜，均设于该第五透镜与该胶合透镜之间，且该第五透镜和该第六透镜构成胶合透镜，该第七透镜与该第八透镜构成胶合透镜，且自图像放大侧到图像缩小侧，各透镜的形状依序为新月、新月、非球面、双凸、新月、双凸、新月、新月、双凸、非球面，(3)自图像放大侧到图像缩小侧，各透镜的形状依序为新月、非球面、双凹、双凸、双凹、双凸、非球面，(4)包含一第六透镜，设于该第五透镜与该胶合透镜之间，且自图像放大侧到图像缩小侧，各透镜的形状依序为新月、新月、非球面、双凸、双凸、双凹、双凸、非球面，(5)包含一第六透镜，设于该第五透镜与该胶合透镜之间，且该第五透镜和该第六透镜构成胶合透镜，且自图像放大侧到图像缩小侧，各透镜的形状依序为新月、新月、非球面、双凸、新月、双凹、双凸、非球面。
8.如权利要求1至4任一所述的光学镜头，其特征在于，该光学镜头还满足下列条件之一：(1)该胶合透镜有两镜片的阿贝数相差大于40，(2)该胶合透镜有两镜片的阿贝数相差大于50，(3)该胶合透镜有两镜片的阿贝数相差大于60，(4)该光学镜头的25度焦平面相对于105度焦平面的位移量小于等于10um。
9.一种光学镜头，其特征在于，包括：
自一方向依序排列的一屈光度为负的第一透镜、一屈光度为负的第二透镜、一屈光度为负的第三透镜、一屈光度为正的第四透镜、一第五透镜、一第六透镜和一屈光度为正的第七透镜，该第一透镜、该第二透镜和该第三透镜的其中二片透镜，为玻璃球面透镜，该第五透镜和该第六透镜构成一胶合透镜，该第七透镜为一非球面透镜；以及
一光圈，设于该第四透镜与该第五透镜之间，且该光学镜头具有屈光度的透镜最多为11片，并最多包含两片塑料透镜。
10.如权利要求9所述的光学镜头，其特征在于，该光学镜头还包含一屈光度为正的第八透镜，且设于该第四透镜与该胶合透镜之间。
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