TW201713981A - 六片式廣角鏡頭 - Google Patents

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Abstract

本發明之六片式廣角鏡頭由物側至像側依序包括一第一鏡群、一光圈及一第二鏡群，第一鏡群由物側至像側依序實質由一屈光力為負的第一鏡片、一屈光力為負的第二鏡片及一屈光力為正的第三鏡片組成，第一鏡片為凸面朝向物側的彎月形鏡片，第二鏡片的像側面為凹面，第三鏡片的物側面為凸面；第二鏡群由物側至像側依序實質由一屈光力為正的第四鏡片、一屈光力為負的第五鏡片及一屈光力為正的第六鏡片組成，第四鏡片為雙凸鏡片，第五鏡片的像側面為凹面，第六鏡片的物側面為凸面，且第二鏡群的合成焦距值為正值。

Description

六片式廣角鏡頭
本發明係關於一種光學鏡頭，特別係關於一種涉及六片具有屈光力鏡片的光學鏡頭。
所謂的廣角鏡頭是指焦距較短、視角較大的鏡頭，其特點是具有較長的景深，可容納景物的範圍較廣，並且可以增加畫面的空間縱深感。
但是，一般廣角鏡頭容易產生色差大及場曲大的缺點，此外，鏡頭的小型化、光圈與良率也都是廣角鏡頭設計之主要考量點，因此，如何提供一種能兼具多重特點的廣角鏡頭，實係值得本領域人士思量的。
本發明之主要目的在於提供一種兼具廣角、大光圈及低場曲的六片式廣角鏡頭。
為了達成上述目的，本發明之六片式廣角鏡頭由物側至像側依序包括一第一鏡群、一光圈及一第二鏡群，第一鏡群由物側至像側依序實質由一屈光力為負的第一鏡片、一屈光力為負的第二鏡片及一屈光力為正的第三鏡片組成，第一鏡片為凸面朝向物側的彎月形鏡片，第二鏡片的像側面為凹面，第三鏡片的物側面為凸面；第二鏡群由物側至像側依序實質由一屈光力為正的第四鏡片、一屈光力為負的第五鏡片及一屈光力為正的第六鏡片組成，第四鏡片為雙凸鏡片，第五鏡片的像側面為凹面，第六鏡片的物側面為凸面，且第二鏡群的合成焦距值為正值。
其中，六片式廣角鏡頭滿足下列關係式：；
其中ff為第一鏡群的合成焦距值，fr為第二鏡群的合成焦距值。若前述比值大於8.81，較不易達到廣角效果，反之若前述比值小於0.65，則不易實現鏡頭的小型化。
或者，六片式廣角鏡頭也可滿足下列關係式：；
其中f1為該第一鏡片的焦距值，f2為該第二鏡片的焦距值。當前述比值大於1.06時，廣角效果較不明顯，反之當前述比值小於0.52時，則較不易平衡公差影響，因而使良率不易提升。
較佳者，六片式廣角鏡頭也可滿足下列關係式：；
其中1CT為該第一鏡片的物側面到光圈在光軸上的距離，2CT為該光圈到第六鏡片的像側面在光軸上的距離。若前述比值大於2.77，則不易達到小型化的效果，反之若前述比值小於1.75，則不易改善慧差與像散。
較佳者，六片式廣角鏡頭也可滿足下列關係式：；
其中f為該六片式廣角鏡頭的系統焦距值，f3為該第三鏡片的焦距值，f4為該第四鏡片的焦距值。當六片式廣角鏡頭滿足前述關係式時，將有助於消除或降低溫差。
較佳者，六片式廣角鏡頭也可滿足下列關係式：；；
其中f為該六片式廣角鏡頭的系統焦距值，f4為該第四鏡片的焦距值，f5為該第五鏡片的焦距值，f6為該第六鏡片的焦距值，V4為該第四鏡片的色散係數，V5為該第五鏡片的色散係數，V6為該第六鏡片的色散係數。當六片式廣角鏡頭滿足至少一前述關係式時，將有助於消除或降低色差。
較佳者，六片式廣角鏡頭也可滿足下列關係式：；
若前述比值大於0.9，則不易修正因溫度變化造成的離焦量，反之若前述比值小於0.045，則不易達到廣角效果。
較佳者，六片式廣角鏡頭也可滿足下列關係式：；
其中G12為第一、第二鏡片在光軸上的距離，R2是第一鏡片像側面的曲率半徑。若前述比值大於0.89，則容易產生雜散光，反之若前述比值小於0.61，則不易修正像差。
藉由上述設計，本發明的六片式廣角鏡頭具有較小的色差，其成本較低且雜散光不明顯，因而可提升整體成水品質，並兼具廣角、大光圈及低場曲等特性。
請參考第1圖，所繪示者為本發明的第一實施例，該六片式廣角鏡頭1在光軸L上由物側A至像側B依序包括一第一鏡群G1、一光圈ST及一第二鏡群G2，第一鏡群G1在光軸L上由物側A至像側B是實質由一第一鏡片10、一第二鏡片20及一第三鏡片30組成，第二鏡群G2在光軸L上由物側A至像側B是實質由一第四鏡片40、一第五鏡片50及一第六鏡片60組成，於像側B處設有CCD、CMOS或其他感光元件（未繪示），於感光元件與第六鏡片60之間可設有濾光片及/或保護玻璃等平板鏡片70，平板鏡片70之數量可依需求增減或不設置。
本實施例中，第一鏡片10具有負的屈光力，且第一鏡片10的物側面為凸面，像側面為凹面，為一彎月形鏡片。
第二鏡片20的物側面為凸面，像側面為凹面，同樣為一彎月形鏡片。第一、第二鏡片10、20均具有負的屈光力，除了容易實現廣角效果之外，也適用於大光圈的設計。
第三鏡片30具有正的屈光力，且第三鏡片30的物側面為凸面，像側面為凸面，為一雙凸鏡片。
第四鏡片40具有正的屈光力，且第四鏡片40的物側面為凸面，像側面亦為凸面，為一雙凸鏡片。
第五鏡片50具有負的屈光力，且第五鏡片50的物側面為凹面，像側面為凹面，為一雙凹鏡片。
第六鏡片60具有正的屈光力，且第六鏡片60的物側面為凸面，像側面為凹面，為一彎月形鏡片，第六鏡片60具有可調整影像入射光角度的作用。
第一實施例的六片式廣角鏡頭1的設計參數如下表一所示：
表一
第一實施例中，第一、第二、第三、第五及第六鏡片10、20、30、50、60之物側面及像側面均為非球面，且其面型滿足下列公式：
其中c=1/r，r為表面曲率半徑，h為光線在此表面的高度，k為錐面係數，A為第四階係數，B為第六階係數，C為第八階係數，D為第十階係數，E為第十二階係數，F為第十四階係數，G為第十六階係數。第一實施例各非球面之參數如下表二所示：
表二
基於前述設計，本實施例之系統焦距f為2.29 mm，系統長度TTL為20.38mm，最大像高處的視場角達122度，光圈值（f-number）達2.0。
此時，第一鏡群G1的合成焦距值ff與第二鏡群G2的合成焦距值fr的比值絕對值為1.711，第一、第二鏡片10、20的焦距值f1、f2的比值為0.529，第一鏡片10的物側面到光圈ST在光軸L上的距離1CT與光圈ST到第六鏡片60的像側面在光軸L上的距離2CT的比值為1.771，之值為0.895，之值為0.1，之值為0.135，之值為0.25，之值為0.86。如此一來，六片式廣角鏡頭1具有較小的像差、色差、溫差、雜散光與場曲，且能夠實現廣角、大光圈及小型化的效果，還能平衡公差的影響，提高良率，修正溫度變化造成的離焦量，其橫向色差圖如第1A圖所示，且其場曲及畸變圖如第1B圖所示。
請參考第2圖，所繪示者為本發明的第二實施例，其鏡片配置與第一實施例相似，差異之處在於，本實施例的第二鏡片20的物側面為凹面，第三鏡片30的像側面為凹面，第五鏡片50的物側面為凸面，且第六鏡片60的像側面為凸面。
本實施例六片式廣角鏡頭1的設計參數如下表三所示：
表三
第二實施例中，第二、第四、第五及第六鏡片20、40、50、60之物側面及像側面均為非球面，且其面型滿足下列公式：
其中c=1/r，r為表面曲率半徑，h為光線在此表面的高度，k為錐面係數，A為第四階係數，B為第六階係數，C為第八階係數，D為第十階係數，E為第十二階係數，F為第十四階係數，G為第十六階係數。第二實施例各非球面之參數如下表四所示：
表四
基於前述設計，本實施例之系統焦距f為2.3 mm，系統長度TTL為20.32mm，最大像高處的視場角達130度，光圈值（f-number）達2.0。
此時，第一鏡群G1的合成焦距值ff與第二鏡群G2的合成焦距值fr的比值絕對值為0.657，第一、第二鏡片10、20的焦距值f1、f2的比值為1.05，第一鏡片10的物側面到光圈ST的像側面在光軸L上的距離1CT與光圈ST到第六鏡片60的像側面在光軸L上的距離2CT的比值為2.43，之值為0.731，之值為0.153，之值為0.144，之值為0.89，之值為0.62。如此一來，六片式廣角鏡頭1具有較小的像差、色差、溫差、雜散光與場曲，且能夠實現廣角、大光圈及小型化的效果，還能平衡公差的影響，提高良率，修正溫度變化造成的離焦量，其橫向色差圖如第2A圖所示，且其場曲及畸變圖如第2B圖所示。
請參考第3圖，所繪示者為本發明的第三實施例，其鏡片配置與第一實施例相似，差異之處在於，本實施例的第六鏡片60的像側面為凸面，且第一鏡群G1的合成焦距值為正值。
第三實施例的六片式廣角鏡頭1的設計參數如下表五所示：
表五
第三實施例中，第一、第二、第四、第五及第六鏡片10、20、40、50、60之物側面及像側面均為非球面，且其面型滿足下列公式：
其中c=1/r，r為表面曲率半徑，h為光線在此表面的高度，k為錐面係數，A為第四階係數，B為第六階係數，C為第八階係數，D為第十階係數，E為第十二階係數，F為第十四階係數，G為第十六階係數。第三實施例各非球面之參數如下表六所示：
表六
基於前述設計，本實施例之系統焦距f為2.08 mm，系統長度TTL為20.32mm，最大像高處的視場角達150度，光圈值（f-number）達2.0。
此時，第一鏡群G1的合成焦距值ff與第二鏡群G2的合成焦距值fr的比值絕對值為8.805，第一、第二鏡片10、20的焦距值f1、f2的比值為0.942，第一鏡片10的物側面到光圈ST在光軸L上的距離1CT與光圈ST到第六鏡片60的像側面在光軸L上的距離2CT的比值為2.764，之值為0.937，之值為0.088，之值為0.089，之值為0.046，之值為0.88。如此一來，六片式廣角鏡頭1具有較小的像差、色差、溫差、雜散光與場曲，且能夠實現廣角、大光圈及小型化的效果，還能平衡公差的影響，提高良率，修正溫度變化造成的離焦量，其橫向色差圖如第3A圖所示，且其場曲及畸變圖如第3B圖所示。
請參考第4圖，所繪示者為本發明的第四實施例，其鏡片配置與第一實施例相似，差異之處在於，本實施例的第六鏡片60的像側面為凸面，且第一鏡群G1的合成焦距值為正值。
第四實施例的六片式廣角鏡頭1的設計參數如下表七所示：
表七
第四實施例中，第一、第二、第三、第五及第六鏡片10、20、30、50、60之物側面及像側面均為非球面，且其面型滿足下列公式：
其中c=1/r，r為表面曲率半徑，h為光線在此表面的高度，k為錐面係數，A為第四階係數，B為第六階係數，C為第八階係數，D為第十階係數，E為第十二階係數，F為第十四階係數，G為第十六階係數。第四實施例各非球面之參數如下表八所示：
表八
基於前述設計，本實施例之系統焦距f為1.92 mm，系統長度TTL為21.17mm，最大像高處的視場角達116度，光圈值（f-number）達2.0。
此時，第一鏡群G1的合成焦距值ff與第二鏡群G2的合成焦距值fr的比值絕對值為4.289，第一、第二鏡片10、20的焦距值f1、f2的比值為0.563，第一鏡片10的物側面到光圈ST在光軸L上的距離1CT與光圈ST到第六鏡片60的像側面在光軸L上的距離2CT的比值為1.952，之值為0.757，之值為0.1，之值為0.103，之值為0.084，之值為0.85。如此一來，六片式廣角鏡頭1具有較小的像差、色差、溫差、雜散光與場曲，且能夠實現廣角、大光圈及小型化的效果，還能平衡公差的影響，提高良率，修正溫度變化造成的離焦量，其橫向色差圖如第4A圖所示，且其場曲及畸變圖如第4B圖所示。
1‧‧‧六片式廣角鏡頭
10‧‧‧第一鏡片
20‧‧‧第二鏡片
30‧‧‧第三鏡片
40‧‧‧第四鏡片
50‧‧‧第五鏡片
60‧‧‧第六鏡片
70‧‧‧平板鏡片
G1‧‧‧第一鏡群
G2‧‧‧第二鏡群
ST‧‧‧光圈
B‧‧‧像側
A‧‧‧物側
L‧‧‧光軸
第1圖為本發明第一實施例的示意圖，虛線部分表示光路徑。
第1A圖為本發明第一實施例的橫向色差圖。
第1B圖為本發明第一實施例的場曲及畸變圖。
第2圖為本發明第二實施例的示意圖，虛線部分表示光路徑。
第2A圖為本發明第二實施例的橫向色差圖。
第2B圖為本發明第二實施例的場曲及畸變圖。
第3圖為本發明第三實施例的示意圖，虛線部分表示光路徑。
第3A圖為本發明第三實施例的橫向色差圖。
第3B圖為本發明第三實施例的場曲及畸變圖。
第4圖為本發明第四實施例的示意圖，虛線部分表示光路徑。
第4A圖為本發明第四實施例的橫向色差圖。
第4B圖為本發明第四實施例的場曲及畸變圖。
1‧‧‧六片式廣角鏡頭
10‧‧‧第一鏡片
20‧‧‧第二鏡片
30‧‧‧第三鏡片
40‧‧‧第四鏡片
50‧‧‧第五鏡片
60‧‧‧第六鏡片
70‧‧‧平板鏡片
G1‧‧‧第一鏡群
G2‧‧‧第二鏡群
ST‧‧‧光圈
B‧‧‧像側
A‧‧‧物側
L‧‧‧光軸

Claims (16)

  1. 一種六片式廣角鏡頭，由物側至像側依序包括： 一第一鏡群，係實質由一屈光力為負的第一鏡片、一屈光力為負的第二鏡片、及一屈光力為正的第三鏡片組成，該第一鏡片為凸面朝向物側的彎月形鏡片，該第二鏡片的像側面為凹面，該第三鏡片的物側面為凸面； 一光圈；以及 一第二鏡群，係實質由一屈光力為正的第四鏡片、一屈光力為負的第五鏡片、及一屈光力為正的第六鏡片組成，該第四鏡片為雙凸鏡片，該第五鏡片的像側面為凹面，該第六鏡片的物側面為凸面，且該第二鏡群的合成焦距值為正值； 其中，該六片式廣角鏡頭滿足下列關係式：； 其中ff為該第一鏡群的合成焦距值，fr為該第二鏡群的合成焦距值。
  2. 一種六片式廣角鏡頭，由物側至像側依序包括： 一第一鏡群，係實質由一屈光力為負的第一鏡片、一屈光力為負的第二鏡片、及一屈光力為正的第三鏡片組成，該第一鏡片為凸面朝向物側的彎月形鏡片，該第二鏡片的像側面為凹面，該第三鏡片的物側面為凸面； 一光圈；以及 一第二鏡群，係實質由一屈光力為正的第四鏡片、一屈光力為負的第五鏡片、及一屈光力為正的第六鏡片組成，該第四鏡片為雙凸鏡片，該第五鏡片的像側面為凹面，該第六鏡片的物側面為凸面，且該第二鏡群的合成焦距值為正值； 其中，該六片式廣角鏡頭滿足下列關係式：； 其中f1為該第一鏡片的焦距值，f2為該第二鏡片的焦距值。
  3. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，其中該第二鏡片的物側面為凸面。
  4. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，其中該第二鏡片的物側面為凹面。
  5. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，其中該第三鏡片的像側面為凸面。
  6. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，其中該第三鏡片的像側面為凹面。
  7. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，其中該第五鏡片的物側面為凸面。
  8. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，其中該第五鏡片的物側面為凹面。
  9. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，其中該第六鏡片的像側面為凸面。
  10. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，其中該第六鏡片的像側面為凹面。
  11. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，其中該第一鏡群的合成焦距值為正值。
  12. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，其中該第一鏡群的合成焦距值為負值。
  13. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，更滿足下列關係式：； 其中1CT為該第一鏡片的物側面到光圈在一光軸上的距離，2CT為該光圈到第六鏡片的像側面在該光軸上的距離。
  14. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，更滿足下列關係式：； 其中f為該六片式廣角鏡頭的系統焦距值，f3為該第三鏡片的焦距值，f4為該第四鏡片的焦距值。
  15. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，更滿足下列關係式：； 其中f為該六片式廣角鏡頭的系統焦距值，f4為該第四鏡片的焦距值，f5為該第五鏡片的焦距值，V4為該第四鏡片的色散係數，V5為該第五鏡片的色散係數。
  16. 如請求項1或2所述的六片式廣角鏡頭，更滿足下列關係式：； 其中f為該六片式廣角鏡頭的系統焦距值，f5為該第五鏡片的焦距值，f6為該第六鏡片的焦距值，V5為該第五鏡片的色散係數，V6為該第六鏡片的色散係數。
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