CN202008546U - 广视角摄影镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种广视角摄影镜头,沿着光轴的物侧至像侧依序包括有一具负屈折力的第一透镜、一具正屈折力的第二透镜、一第三透镜、一具正屈折力的第四透镜、一具负屈折力的第五透镜及一具正屈折力的第六透镜。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凹面、像侧面为凸面。藉由调整上述透镜及其相对关系,可提供充足的视场角、修正像差及获得良好的成像质量。
Description
技术领域
本实用新型关于一种摄影镜头,特别是关于一种具有大视场角且小型化的广视角摄影镜头。
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组件不外乎是感光耦合组件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体组件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)两种,且由于制造工艺技术的精进,使得影像感测组件的像素面积缩小,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组件上产生良好的成像质量为各业者主要研究与开发的方向。
一般应用于汽车、影像监控及电子娱乐装置等方面的摄像镜头,因考虑需要单次撷取大范围区域的影像特性,其镜头所需的视场角较大。现有的大视角摄像镜头,多采前群透镜为负屈折力、后群透镜为正屈折力的配置方式,构成所谓的反摄影型(Inverse Telephoto)结构,藉此获得广视场角的特性,如美国专利第7,446,955号所示,采前群透镜具有负屈折力、后群透镜具有正屈折力的四片式透镜结构,虽然如此的透镜配置形式可获得较大的视场角,但由于后群透镜仅配置一片透镜,较难以对系统像差做良好的补正。再者,近年来汽车配备倒车影像装置的普及,搭载有高分辨率的广视角光学镜组已成为一种趋势,因此急需一种具备有广视场角与高成像质量,且不至于使镜头总长度过长的广视角摄影镜头。
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,本实用新型提供一种广视角摄影镜头,一方面提升广视角摄影镜头的成像质量,另一方面提供充足的视场角,再一方面提供微型化的广视角摄影镜头。
根据本实用新型所公开的一实施例的广视角摄影镜头,由光轴的物侧至像侧依序包括一具负屈折力的第一透镜、一具正屈折力的第二透镜、一第三透镜、一具正屈折力的第四透镜、一具负屈折力的第五透镜及一具正屈折力的第六透镜。第一透镜具有一为凸面的物侧面及一为凹面的像侧面。第二透镜具有一为凹面的物侧面及一为凸面的第二透镜像侧面。
其中,广视角摄影镜头具有一焦距f,第二透镜具有一焦距f2,第六透镜具有一焦距f6,且广视角摄影镜头满足以下公式:
(公式1):0<f/f2<1.0;以及
(公式2):0.35<f/f6<0.95。
该第六透镜的像侧面为凸面。该第四透镜的像侧面为凸面,该第五透镜的物侧面为凹面。
还包括一光圈,于该光轴上,该第一透镜与该第二透镜之间具有一镜间距T12,该第二透镜像侧面与该光圈之间具有一距离Dr4S,且满足以下公式:Dr4S/T12<0.4。
于该光轴上,该第二透镜与该第三透镜之间具有一镜间距T23,该第二透镜具有一厚度CT2,且满足以下公式:T23/CT2<0.4。
于该光轴上,该第二透镜与该第三透镜之间具有一镜间距T23,该第二透镜具有一厚度CT2,且该广视角摄影镜头满足以下公式:T23/CT2<0.2。
该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第三透镜具有一焦距f3,且满足以下公式:-1.3<f/f3<0.2。
该第四透镜的像侧面具有一曲率半径R8,该第五透镜的物侧面具有一曲率半径R9,且该广视角摄影镜头满足以下公式:0.9<R8/R9<1.7。
该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第六透镜具有一焦距f6,且满足下列公式:0.4<f/f6<0.7。
还包括一光圈,于该光轴上,该第一透镜与该第二透镜之间具有一镜间距T12,该第二透镜的像侧面与该光圈之间具有一距离Dr4S,且满足以下公式:Dr4S/T12<0.2。
该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第三透镜具有一焦距f3,且满足以下公式:-1.0<f/f3<0。
该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第五透镜的物侧面具有一曲率半径R9,且满足以下公式:-1.0<R9/f<-0.4。
该第四透镜的物侧面具有一曲率半径R7,该第四透镜的像侧面具有一曲率半径R8,且满足以下公式:0≤(R7+R8)/(R7-R8)≤1.0。
该第一透镜具有一折射率N1,且满足以下公式:N1>1.72。
该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第一透镜具有一焦距f1,且满足以下公式:-0.4<f/f1<-0.1。
该第五透镜具有一色散系数V5,该第六透镜具有一色散系数V6,且满足下列公式:28<V6-V5<45。
还包括一影像感测组件,该影像感测组件的有效感光区域对角线的一半为ImgH,该广视角摄影镜头具有一焦距f,且满足以下公式:ImgH/f>1.2。
该广视角摄影镜头具有一最大视角的一半HFOV,且满足以下公式:HFOV>75。
根据本实用新型所公开另一实施例的广视角摄影镜头,由光轴的物侧至像侧依序包括一前镜群及一后镜群。前镜群包括一具负屈折力的第一透镜及一具正屈折力的第二透镜。第一透镜具有一为凸面的物侧面及一为凹面的像侧面。第二透镜具有一为凹面的物侧面及一为凸面的像侧面。而后镜群则包括一第三透镜、一具正屈折力的第四透镜、一具负屈折力的第五透镜及一具正屈折力的第六透镜。
其中,于光轴上,广视角摄影镜头更包括一光圈,且第二透镜的像侧面与光圈之间具有一距离Dr4S,第一透镜与第二透镜之间具有一镜间距T12。广视角摄影镜头具有一焦距f,前镜群具有一焦距f12,广视角摄影镜头满足:
(公式3):Dr4S/T12<0.4;以及
(公式4):0<f/f12<1.2。
该后镜群至少包含一具正屈折力的双凸透镜。该第四透镜的像侧面为凸面,该第五透镜的物侧面为凹面,该第六透镜的像侧面为凸面。
于该光轴上,该第二透镜与该第三透镜之间具有一镜间距T23,该第二透镜具有一厚度CT2,且满足以下公式:T23/CT2<0.2。
还包括一影像感测组件,该影像感测组件的有效感光区域对角线的一半为ImgH,该广视角摄影镜头具有一焦距f,且满足以下公式:ImgH/f>1.2。
该第五透镜具有一色散系数V5,该第六透镜具有一色散系数V6,且满足下列公式:28<V6-V5<45。
该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第三透镜具有一焦距f3,且满足以下公式:-1.0<f/f3<0。
根据本新型所公开的广视角摄影镜头,具负屈折力的第一透镜可有利于扩大广视角摄影镜头的视场角。具正屈折力的第二透镜可提供广视角摄影镜头所需的部分屈折力,有助于缩短整体光学总长度。当第三透镜具有正屈折力时,有助于缩短整体光学总长度。当第三透镜具有负屈折力时,有助于修正像差。具正屈折力的第四透镜可提供广视角摄影镜头的主要屈折力,有助于缩短整体光学总长度。具负屈折力的第五透镜可有助于修正广视角摄影镜头的像差。具正屈折力的第六透镜可有助于降低广视角摄影镜头的敏感度。
此外,当第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面时,可有助扩大广视角摄影镜头的视场角,且对于入射光线的折射率较为缓和,以避免像差过度增大,进而在扩大广视角摄影镜头的视场角与修正像差中取得良好的平衡。当第二透镜的物侧面为凹面、像侧面为凸面时,可有助于修正广视角摄影镜头的像散。当第四透镜的像侧面为凸面时,可有效加强第四透镜的正屈折力,以缩短广视角摄影镜头的总长度。当第五透镜的物侧面为凹面时,可有助于修正广视角摄影镜头的高阶像差。当第六透镜的像侧面为凸面时,可有效缩短广视角摄影镜头的总长度。
于满足上述(公式1)时,第二透镜具有合适的正屈折力,以有效缩短广视角摄影镜头的总长度。于满足上述(公式2)时,第六透镜具有合适的正屈折力,以有效分配广视角摄影镜头的正屈折力,降低广视角摄影镜头的敏感度。于满足上述(公式3)时,前镜群(亦即第一透镜及第二透镜)与光圈具有合适的位置,以在不使广视角摄影镜头的总长度过长的情况下获得最大的视场角。于满足上述(公式4)时,前镜群具有合适的屈折力,以有效缩短广视角摄影镜头的总长度。
以上关于本实用新型的内容说明及以下实施方式的说明用以示范及解释本实用新型的精神及原理,并提供本实用新型的专利保护范围进一步的解释。
附图说明
图1A为根据本新型所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图;
图2A为根据本新型所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图;
图3A为根据本新型所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图;
图4A为根据本新型所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图;
图5A为根据本新型所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图;
图6A为根据本新型所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图;
图7A为根据本新型所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头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所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图。
其中,附图标记:
10,20,30,40,50,60,70 广视角摄影镜头
100,200,300,400,500,600,700光圈
110,210,310,410,510,610,710第一透镜
111,211,311,411,511,611,711第一透镜物侧面
112,212,312,412,512,612,712第一透镜像侧面
120,220,320,420,520,620,720第二透镜
121,221,321,421,521,621,721第二透镜物侧面
122,222,322,422,522,622,722第二透镜像侧面
130,230,330,430,530,630,730第三透镜
131,231,331,431,531,631,731第三透镜物侧面
132,232,332,432,532,632,732第三透镜像侧面
140,240,340,440,540,640,740第四透镜
141,241,341,441,541,641,741第四透镜物侧面
142,242,342,442,542,642,742第四透镜像侧面
150,250,350,450,550,650,750第五透镜
151,251,351,451,551,651,751第五透镜物侧面
152,252,352,452,552,652,752第五透镜像侧面
160,260,360,460,560,660,760第六透镜
161,261,361,461,561,661,761第六透镜物侧面
162,262,362,462,562,662,762第六透镜像侧面
180,280,380,480,580,680,780红外线滤光片
190,290,390,490,590,690,790成像面
191,291,391,491,591,691,791保护玻璃
192,292,392,492,592,692,792影像感测组件
具体实施方式
根据本实用新型所公开的广视角摄影镜头,先以图1A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头的公式,而其它相异之处将于各实施例中详细描述。
以图1A为例,广视角摄影镜头10由光轴的物侧至像侧(如图1A由左至右)依序包括有:
一具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的材质为玻璃,且第一透镜物侧面111及第一透镜像侧面112皆为球面。
一具正屈折力的第二透镜120,包括一呈凹面的第二透镜物侧面121及一呈凸面的第二透镜像侧面122。第二透镜120的材质为塑料,且第二透镜物侧面121及第二透镜像侧面122皆为非球面。
一第三透镜130,包括一第三透镜物侧面131及一第三透镜像侧面132。第三透镜130的材质为塑料,且第三透镜物侧面131及第三透镜像侧面132皆为非球面。需注意的是,当第三透镜130具有正屈折力时,有助于缩短整体光学总长度。当第三透镜130具有负屈折力时,有助于修正像差。
一具正屈折力的第四透镜140,包括一第四透镜物侧面141及一呈凸面的第四透镜像侧面142。第四透镜140的材质为塑料,且第四透镜物侧面141及第四透镜像侧面142皆为非球面。
一具负屈折力的第五透镜150,包括一呈凹面的第五透镜物侧面151及一第五透镜像侧面152。第五透镜150的材质为塑料,且第五透镜物侧面151及第五透镜像侧面152皆为非球面。
一具正屈折力的第六透镜160,包括一第六透镜物侧面161及一呈凸面的第六透镜像侧面162。第六透镜160的材质为塑料,且第六透镜物侧面161及第六透镜像侧面162皆为非球面。
需注意的是,第三透镜130、第四透镜140与第六透镜160至少其中之一为一双凸透镜,可有助于缩短整体光学总长度。
再者,广视角摄影镜头10更包括一光圈100,光圈100可选择的设置于第二透镜120及第三透镜130之间,用以控制广视角摄影镜头10的亮度。此外,广视角摄影镜头10在第六透镜160之后依序包括有一红外线滤光片180、一保护玻璃191(cover glass)、一成像面190及一影像感测组件192。其中,影像感测组件192设置于成像面190上。
根据本实用新型所公开的广视角摄影镜头10可满足以下公式:
(公式1):0<f/f2<1.0
(公式2):0.35<f/f6<0.95
(公式3):Dr4S/T12<0.4
(公式4):0<f/f12<1.2
其中,于光轴上,f为广视角摄影镜头10的焦距,f2为第二透镜120的焦距,f6为第六透镜160的焦距。Dr4S为第二透镜像侧面122与光圈100之间的距离,T12为第一透镜110与第二透镜120之间的镜间距。f12为前镜群(亦即第一透镜110及第二透镜120)的焦距。
于满足上述(公式1)时,令第二透镜120具有合适的正屈折力,以有效缩短广视角摄影镜头10的总长度。于满足上述(公式2)时,令第六透镜160具有合适的正屈折力,以有效分配广视角摄影镜头10的正屈折力、降低敏感度,且(公式2)的较佳范围为:0.4<f/f6<0.7。于满足上述(公式3)时,令前镜群(亦即第一透镜110及第二透镜120)与光圈100分别具有合适的位置,以在不使广视角摄影镜头10的总长度过长的情况下,获得最大的视场角,且(公式3)的较佳范围为:Dr4S/T12<0.2。于满足上述(公式4)时,前镜群(亦即第一透镜110及第二透镜120)具有合适的屈折力,以有效缩短广视角摄影镜头10的总长度。
再者,广视角摄影镜头10另可至少满足下列公式其中之一:
(公式5):T23/CT2<0.4
(公式6):-1.3<f/f3<0.2
(公式7):-1.0<R9/f<-0.4
(公式8):0≤(R7+R8)/(R7-R8)≤1.0
(公式9):N1>1.72
(公式10):0.9<R8/R9<1.7
(公式11):28<V6-V5<45
(公式12):-0.4<f/f1<-0.1
(公式13):ImgH/f>1.2
(公式14):HFOV>75
其中,于光轴上,T23为第二透镜120与第三透镜130之间的镜间距(亦即第二透镜像侧面122至第三透镜物侧面131的距离),CT2为第二透镜120的厚度(亦即第二透镜物侧面121至第二透镜像侧面122的距离)。f1为第一透镜110的焦距,f3为第三透镜130的焦距。R7为第四透镜物侧面141的曲率半径,R8为第四透镜像侧面142的曲率半径,R9为第五透镜物侧面151的曲率半径。V5为第五透镜150的色散系数,V6为第六透镜160的色散系数。ImgH为影像感测组件的有效感光区域对角线的一半,HFOV为广视角摄影镜头10的最大视角的一半。
于满足(公式5)时,令广视角摄影镜头10具有较合适的第二透镜120的厚度及第二透镜120与第三透镜130之间的镜间距,可有效修正广视角摄影镜头10的球差,且(公式5)的较佳范围为:T23/CT2<0.2。于满足(公式6)时,第三透镜130具有较合适的屈折力,使得广视角摄影镜头10可针对需求,进行像差的修正或更进一步缩短光学总长度,且(公式6)的较佳范围为:
-1.0<f/f3<0。
于满足(公式7)时,可有效修正像差。于满足(公式8)时,第四透镜140的物侧面141与像侧面142具有较合适的镜面曲率,以有效加强正屈折力,且不至于使广视角摄影镜头10的像差过大。于满足(公式9)时,可提供较大的视场角。于满足(公式10)时,第四透镜140的像侧面142与第五透镜150的物侧面151具有较合适的镜片曲率,以有效缩短镜间距(即第四透镜像侧面142与第五透镜物侧面151于光轴上的距离),进一步缩短广视角摄影镜头10的总长度。
于满足(公式11)时,可有利于修正色差。于满足(公式12)时,第一透镜110具有较合适的负屈折力,有利于扩大视场角。于满足(公式13)时,可有利于维持广视角摄影镜头10的小型化,以搭载于轻薄可携式的电子产品上。于满足(公式14)时,可提供较大视场角。
其中,广视角摄影镜头10中所有透镜的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头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头10的总长度。
再者,在广视角摄影镜头10中,若透镜表面为凸面,则表示透镜表面于近轴处为凸面;若透镜表面为凹面,则表示透镜表面于近轴处为凹面。
此外,为了因应使用需求,可在广视角摄影镜头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。
根据本实用新型所公开的广视角摄影镜头,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为广视角摄影镜头的光圈值。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及光轴的距离,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,为根据本实用新型所公开的广视角摄影镜头的第一实施例结构示意图。在本实施例中,广视角摄影镜头10所接受光线的波长以587.6纳米(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,第四透镜140具有正屈折力,第五透镜150具有负屈折力,第六透镜160具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面111为凸面,第一透镜像侧面112为凹面。第二透镜物侧面121为凹面,第二透镜像侧面122为凸面。第四透镜像侧面142为凸面。第五透镜物侧面151为凹面。第六透镜像侧面162为凸面。此外,第四透镜140与第六透镜160皆为双凸透镜。
广视角摄影镜头10的详细资料如下列表1-1所示:
表1-1
此外,本实施例的第一透镜110为球面透镜(即第一透镜物侧面111与第一透镜像侧面112皆为球面),第二透镜120至第六透镜160皆可为非球面透镜,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,f/f2=0.30,符合(公式1)范围。f/f6=0.52,符合(公式2)范围。Dr4S/T12=0.05,符合(公式3)范围。f/f12=0.34,符合(公式4)范围。
T23/CT2=0.07,符合(公式5)范围。f/f3=0.03,符合(公式6)范围。R9/f=-0.83,符合(公式7)范围。(R7+R8)/(R7-R8)=0.50,符合(公式8)范围。N1=1.80,符合(公式9)范围。R8/R9=1.36,符合(公式10)范围。V6-V5=32.1,符合(公式11)范围。f/f1=-0.23,符合(公式12)范围。ImgH/f=1.75毫米(millimeter,mm),符合(公式13)范围。HFOV=90.10度(degree,deg.),符合(公式14)的范围。
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所公开的广视角摄影镜头的纵向球差(Longitudinal Spherical Aberration)曲线示意图。其中,波长486.1nm的光线于广视角摄影镜头10中的纵向球差曲线为图1B图面中的实线L。波长587.6nm的光线于广视角摄影镜头中的纵向球差曲线为图1B图面中的虚线M。波长656.3nm的光线于广视角摄影镜头中的纵向球差曲线为图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头10后的焦点位置的差异,上述的近轴光及边缘光皆平行于光轴。从图1B中可知,本实施例广视角摄影镜头10不论是接收波长486.1nm、587.6nm或656.3nm的光线,广视角摄影镜头10所产生的纵向球差皆介于-0.025mm至0.0mm之间。
在后述的第二实施例至第七实施例的内容,图2B、图3B、图4B、图5B、图6B与图7B的纵向球差曲线示意图中,其所表示的实线L为波长486.1nm的光线的纵向球差曲线,虚线M为波长587.6nm的光线的纵向球差曲线,点线N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所公开的广视角摄影镜头的像散场曲(Astigmatic Field Curves)曲线示意图。其中,子午面(Tangential Plane)的像散场曲曲线为图1C图面中的虚线T。弧矢面(Sagittal Plane)的像散场曲曲线为图1C图面中的实线S。横坐标为焦点的位置(mm),纵坐标可为像高(mm)或半视角HFOV(deg),在本实施例中纵坐标为半视角HFOV(deg)。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头10所产生的子午面的像散场曲介于-0.1mm至0.03mm之间,弧矢面的像散场曲介于-0.05mm至0.0mm之间。
在后述的第二实施例至第七实施例的内容,图2C、图3C、图4C、图5C、图6C与图7C的像散场曲曲线示意图中,其所表示的实线S为弧矢面的像散场曲曲线,虚线T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所公开的广视角摄影镜头的畸变(Distortion)曲线示意图。其中,水平轴为畸变率(%),垂直轴可为像高(mm)或半视角HFOV(deg),在本实施例中垂直轴为半视角HFOV(deg)。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头10所产生的畸变率介于-100%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,广视角摄影镜头10可有效地在修正各种像差与获得大视场角之间取得良好的平衡。
在后述的第二实施例至第七实施例的内容,图2D、图3D、图4D、图5D、图6D与图7D的畸变曲线示意图,其所表示的实线G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头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头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头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七实施例亦同。
<第二实施例>
请参照图2A所示,为根据本实用新型所公开的广视角摄影镜头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组件及第一实施例中所述的组件相同,其组件编号皆以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,广视角摄影镜头20所接受光线的波长以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具有负屈折力,第四透镜240具有正屈折力,第五透镜250具有负屈折力,第六透镜260具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面211为凸面,第一透镜像侧面212为凹面。第二透镜物侧面221为凹面,第二透镜像侧面222为凸面。第四透镜像侧面242为凸面,第五透镜物侧面251为凹面,第六透镜像侧面262为凸面。此外,第四透镜240与第六透镜260皆为双凸透镜。
广视角摄影镜头20的详细资料如下列表2-1所示:
表2-1
此外,本实施例的第一透镜210为球面透镜。第二透镜220至第六透镜260皆可为非球面透镜,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所公开的广视角摄影镜头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,广视角摄影镜头20所产生的纵向球差皆介于-0.05mm至0.0mm之间。
再请参照图2C所示,为波长587.6nm的光线入射于图2A所公开的广视角摄影镜头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头20所产生的子午面像散场曲介于-0.05mm至0.05mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.05mm至0.05mm之间。
再请参照图2D所示,为波长587.6nm的光线入射于图2A所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图。从图2D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜头20所产生的畸变率介于-75%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,本实用新型所公开的广视角摄影镜头20可有效地在修正各种像差与获得大视场角之间取得良好的平衡。
<第三实施例>
请参照图3A所示,为根据本新型所公开的广视角摄影镜头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组件及第一实施例中所述的组件相同,其组件编号皆以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,广视角摄影镜头30所接受光线的波长以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具有负屈折力,第四透镜340具有正屈折力,第五透镜350具有负屈折力,第六透镜360具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面311为凸面,第一透镜像侧面312为凹面。第二透镜物侧面321为凹面,第二透镜像侧面322为凸面。第四透镜像侧面342为凸面。第五透镜物侧面351为凹面。第六透镜像侧面362为凸面。此外,第四透镜340与第六透镜360系皆为双凸透镜。
广视角摄影镜头30的详细资料如下列表3-1所示:
表3-1
此外,本实施例的第一透镜310为球面透镜。第二透镜320至第六透镜360皆可为非球面透镜,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所公开的广视角摄影镜头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,广视角摄影镜头30所产生的纵向球差皆介于-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所公开的广视角摄影镜头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头30所产生的子午面像散场曲介于-0.15mm至0.01mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.1mm至0.02mm之间。
再请参照图3D所示,为波长587.6nm的光线入射于图3A所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图。从图3D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜头30所产生的畸变率介于-100%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,本实用新型所公开的广视角摄影镜头30可有效地在修正各种像差与获得大视场角之间取得良好的平衡。
<第四实施例>
请参照图4A所示,为根据本实用新型所公开的广视角摄影镜头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组件及第一实施例中所述的组件相同,其组件编号皆以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,广视角摄影镜头40所接受光线的波长系以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具有负屈折力,第四透镜440具有正屈折力,第五透镜450具有负屈折力,第六透镜460具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面411为凸面,第一透镜像侧面412为凹面。第二透镜物侧面421为凹面,第二透镜像侧面422为凸面。第四透镜像侧面442为凸面。第五透镜物侧面451为凹面。第六透镜像侧面462为凸面。此外,第四透镜440与第六透镜460皆为双凸透镜。
广视角摄影镜头40的详细资料如下列表4-1所示:
表4-1
此外,本实施例的第一透镜410为球面透镜。第二透镜420至第六透镜460皆可为非球面透镜,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所公开的广视角摄影镜头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,广视角摄影镜头40所产生的纵向球差皆介于-0.025mm至0.04mm之间。
再请参照图4C所示,为波长587.6nm的光线入射于图4A所公开的广视角摄影镜头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头40所产生的子午面像散场曲介于-0.05mm至0.1mm之间,弧矢面像散场曲介于0.0mm至0.05mm之间。
再请参照图4D所示,为波长587.6nm的光线入射于图4A所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图。从图4D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜头40所产生的畸变率介于-75%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,本实用新型所公开的广视角摄影镜头40可有效地在修正各种像差与获得大视场角之间取得良好的平衡。
<第五实施例>
请参照图5A所示,为根据本实用新型所公开的广视角摄影镜头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组件及第一实施例中所述的组件相同,其组件编号皆以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,广视角摄影镜头50所接受光线的波长以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具有负屈折力,第四透镜540具有正屈折力,第五透镜550具有负屈折力,第六透镜560具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面511为凸面,第一透镜像侧面512为凹面。第二透镜物侧面521为凹面,第二透镜像侧面522为凸面。第四透镜像侧面542为凸面。第五透镜物侧面551为凹面。第六透镜像侧面562为凸面。此外,第四透镜540与第六透镜560皆为双凸透镜。
广视角摄影镜头50的详细资料如下列表5-1所示:
表5-1
此外,本实施例的第一透镜510为球面透镜。第二透镜520至第六透镜560皆可为非球面透镜,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所公开的广视角摄影镜头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,广视角摄影镜头50所产生的纵向球差皆介于-0.05mm至0.01mm之间。
再请参照图5C所示,为波长587.6nm的光线入射于图5A所公开的广视角摄影镜头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头50所产生的子午面像散场曲介于-0.05mm至0.05mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.05mm至0.0mm之间。
再请参照图5D所示,为波长587.6nm的光线入射于图5A所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图。从图5D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜头50所产生的畸变率介于-100%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,本实用新型所公开的广视角摄影镜头50可有效地在修正各种像差与获得大视场角之间取得良好的平衡。
<第六实施例>
请参照图6A所示,为根据本新型所公开的广视角摄影镜头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组件及第一实施例中所述的组件相同,其组件编号皆以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,广视角摄影镜头60所接受光线的波长以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,第四透镜640具有正屈折力,第五透镜650具有负屈折力,第六透镜660具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面611为凸面,第一透镜像侧面612为凹面。第二透镜物侧面621为凹面,第二透镜像侧面622为凸面。第四透镜像侧面642为凸面。第五透镜物侧面651为凹面。第六透镜像侧面662为凸面。此外,第四透镜640与第六透镜660皆为双凸透镜。
广视角摄影镜头60的详细资料如下列表6-1所示:
表6-1
此外,本实施例的第一透镜610为球面透镜。第二透镜620、至第六透镜660皆可为非球面透镜,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所公开的广视角摄影镜头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,广视角摄影镜头60所产生的纵向球差皆介于-0.01mm至0.03mm之间。
再请参照图6C所示,为波长587.6nm的光线入射于图6A所公开的广视角摄影镜头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头60所产生的子午面像散场曲介于-0.03mm至0.07mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.03mm至0.03mm之间。
再请参照图6D所示,为波长587.6nm的光线入射于图6A所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图。从图6D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜头60所产生的畸变率介于-100%至0%之间。如图6B至图6D所述,依照上述第五实施例进行设计,本实用新型所公开的广视角摄影镜头60可有效地在修正各种像差与获得大视场角之间取得良好的平衡。
<第七实施例>
请参照图7A所示,为根据本实用新型所公开的广视角摄影镜头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组件及第一实施例中所述的组件相同,其组件编号皆以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,广视角摄影镜头70所接受光线的波长以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具有负屈折力,第四透镜740具有正屈折力,第五透镜750具有负屈折力,第六透镜760具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面711为凸面,第一透镜像侧面712为凹面。第二透镜物侧面721为凹面,第二透镜像侧面722为凸面。第四透镜像侧面742为凸面。第五透镜物侧面751为凹面。第六透镜像侧面762为凸面。此外,第四透镜740与第六透镜760皆为双凸透镜。
广视角摄影镜头70的详细资料如下列表7-1所示:
表7-1
此外,本实施例的第一透镜710至第六透镜760皆可为非球面透镜,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所公开的广视角摄影镜头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,广视角摄影镜头70所产生的纵向球差皆介于-0.03mm至0.02mm之间。
再请参照图7C所示,为波长587.6nm的光线入射于图7A所公开的广视角摄影镜头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头70所产生的子午面像散场曲介于0.0mm至0.08mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.01mm至0.08mm之间。
再请参照图7D所示,为波长587.6nm的光线入射于图7A所公开的广视角摄影镜头的畸变曲线示意图。从图7D中可知,波长587.6nm的光线入射广视角摄影镜头70所产生的畸变率介于-80%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,本实用新型所公开的广视角摄影镜头70可有效地在修正各种像差与获得大视场角之间取得良好的平衡。
Claims (25)
1.一种广视角摄影镜头,其特征在于,沿着一光轴的物侧至像侧依序包括:
一具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;
一具正屈折力的第二透镜,该第二透镜的物侧面为凹面,该第二透镜的像侧面为凸面;
一第三透镜;
一具正屈折力的第四透镜;
一具负屈折力的第五透镜;以及
一具正屈折力的第六透镜;
其中,该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第二透镜具有一焦距f2,该第六透镜具有一焦距f6,且满足以下公式:
0<f/f2<1.0;以及
0.35<f/f6<0.95。
2.如权利要求1所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该第六透镜的像侧面为凸面。
3.如权利要求2所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该第四透镜的像侧面为凸面,该第五透镜的物侧面为凹面。
4.如权利要求3所述的广视角摄影镜头,其特征在于,还包括一光圈,于该光轴上,该第一透镜与该第二透镜之间具有一镜间距T12,该第二透镜像侧面与该光圈之间具有一距离Dr4S,且满足以下公式:Dr4S/T12<0.4。
5.如权利要求3所述的广视角摄影镜头,其特征在于,于该光轴上,该第二透镜与该第三透镜之间具有一镜间距T23,该第二透镜具有一厚度CT2,且满足以下公式:T23/CT2<0.4。
6.如权利要求5所述的广视角摄影镜头,其特征在于,于该光轴上,该第二透镜与该第三透镜之间具有一镜间距T23,该第二透镜具有一厚度CT2,且该广视角摄影镜头满足以下公式:T23/CT2<0.2。
7.如权利要求4所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第三透镜具有一焦距f3,且满足以下公式:-1.3<f/f3<0.2。
8.如权利要求4所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该第四透镜的像侧面具有一曲率半径R8,该第五透镜的物侧面具有一曲率半径R9,且该广视角摄影镜头满足以下公式:0.9<R8/R9<1.7。
9.如权利要求5所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第六透镜具有一焦距f6,且满足下列公式:0.4<f/f6<0.7。
10.如权利要求5所述的广视角摄影镜头,其特征在于,还包括一光圈,于该光轴上,该第一透镜与该第二透镜之间具有一镜间距T12,该第二透镜的像侧面与该光圈之间具有一距离Dr4S,且满足以下公式:Dr4S/T12<0.2。
11.如权利要求7所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第三透镜具有一焦距f3,且满足以下公式:-1.0<f/f3<0。
12.如权利要求7所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第五透镜的物侧面具有一曲率半径R9,且满足以下公式:-1.0<R9/f<-0.4。
13.如权利要求7所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该第四透镜的物侧面具有一曲率半径R7,该第四透镜的像侧面具有一曲率半径R8,且满足以下公式:0≤(R7+R8)/(R7-R8)≤1.0。
14.如权利要求7所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该第一透镜具有一折射率N1,且满足以下公式:N1>1.72。
15.如权利要求11所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第一透镜具有一焦距f1,且满足以下公式:-0.4<f/f1<-0.1。
16.如权利要求3所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该第五透镜具有一色散系数V5,该第六透镜具有一色散系数V6,且满足下列公式:28<V6-V5<45。
17.如权利要求2所述的广视角摄影镜头,其特征在于,还包括一影像感测组件,该影像感测组件的有效感光区域对角线的一半为ImgH,该广视角摄影镜头具有一焦距f,且满足以下公式:ImgH/f>1.2。
18.如权利要求17所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该广视角摄影镜头具有一最大视角的一半HFOV,且满足以下公式:HFOV>75。
19.一种广视角摄影镜头,其特征在于,沿着一光轴的物侧至像侧依序包括:
一具正屈折力的前镜群,包括有:
一具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;以及
一具正屈折力的第二透镜,该第二透镜的物侧面为凹面,该第二透镜的像侧面为凸面;
一光圈;以及
一后镜群,包括有:
一第三透镜;
一具正屈折力的第四透镜;
一具负屈折力的第五透镜;以及
一具正屈折力的第六透镜;
其中,于该光轴上,该第二透镜的像侧面与该光圈之间具有一距离Dr4S,该第一透镜与该第二透镜之间具有一镜间距T12,该广视角摄影镜头具有一焦距f,该前镜群具有一焦距f12,且满足以下公式:
Dr4S/T12<0.4;以及
0<f/f12<1.2。
20.如权利要求19所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该后镜群至少包含一具正屈折力的双凸透镜。
21.如权利要求20所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该第四透镜的像侧面为凸面,该第五透镜的物侧面为凹面,该第六透镜的像侧面为凸面。
22.如权利要求21所述的广视角摄影镜头,其特征在于,于该光轴上,该第二透镜与该第三透镜之间具有一镜间距T23,该第二透镜具有一厚度CT2,且满足以下公式:T23/CT2<0.2。
23.如权利要求21所述的广视角摄影镜头,其特征在于,还包括一影像感测组件,该影像感测组件的有效感光区域对角线的一半为ImgH,该广视角摄影镜头具有一焦距f,且满足以下公式:ImgH/f>1.2。
24.如权利要求21所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该第五透镜具有一色散系数V5,该第六透镜具有一色散系数V6,且满足下列公式:28<V6-V5<45。
25.如权利要求21所述的广视角摄影镜头,其特征在于,该广视角摄影镜头具有一焦距f,该第三透镜具有一焦距f3,且满足以下公式:-1.0<f/f3<0。
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