TW202225770A - 廣角鏡頭（三十一） - Google Patents

廣角鏡頭（三十一） Download PDF

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張安凱
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大陸商信泰光學（深圳）有限公司
亞洲光學股份有限公司
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Abstract

一種廣角鏡頭包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡及一第七透鏡。第一透鏡具有屈光力。第二透鏡具有屈光力且包括一凸面朝向一像側。第三透鏡具有屈光力。第四透鏡為彎月型透鏡具有屈光力，且包括一凹面朝向一物側及一凸面朝向像側。第五透鏡具有正屈光力。第六透鏡為彎月型透鏡具有正屈光力，且包括一凹面朝向物側及一凸面朝向像側。第七透鏡具有屈光力。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡及第七透鏡沿著一光軸從物側至像側依序排列。

Description

廣角鏡頭(三十一)
本發明係有關於一種廣角鏡頭。
現今的廣角鏡頭之發展趨勢，除了不斷朝向大光圈發展外，隨著不同的應用需求，還需具備高解析度及抗環境溫度變化的特性，習知的廣角鏡頭已經無法滿足現今的需求，需要有另一種新架構的廣角鏡頭，才能同時滿足大光圈、高解析度及抗環境溫度變化的需求。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種廣角鏡頭，其光圈值較小、解析度較高、抗環境溫度變化，但是仍具有良好的光學性能。
本發明提供一種廣角鏡頭包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡及一第七透鏡。第一透鏡具有屈光力。第二透鏡具有屈光力且包括一凸面朝向一像側。第三透鏡具有屈光力。第四透鏡為彎月型透鏡具有屈光力，且包括一凹面朝向一物側及一凸面朝向像側。第五透鏡具有正屈光力。第六透鏡為彎月型透鏡具有正屈光力，且包括一凹面朝向物側及一凸面朝向像側。第七透鏡具有屈光力。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡及第七透鏡沿著一光軸從物側至像側依序排列。
其中第一透鏡具有負屈光力，第二透鏡具有負屈光力，第三透鏡具有正屈光力，第四透鏡具有正屈光力，第七透鏡具有正屈光力且包括一凸面朝向物側。
其中第一透鏡為彎月型透鏡，且包括一凸面朝向物側及一凹面朝向該像側，第二透鏡為彎月型透鏡可更包括一凹面朝向物側，第五透鏡為彎月型透鏡，且包括一凸面朝向物側及一凹面朝向像側。
其中第三透鏡為雙凸透鏡，且包括一凸面朝向物側及另一凸面朝向像側，第七透鏡可更包括一凸或凹面朝向像側。
本發明之廣角鏡頭，可更包括一光圈設置於第三透鏡與第四透鏡之間。
其中廣角鏡頭滿足以下條件：0.7<f3/f7<1.1；其中，f3為第三透鏡之一有效焦距，f7為第七透鏡之一有效焦距。
其中廣角鏡頭滿足以下條件：0.8<f/IH<1.2；其中，f為廣角鏡頭之一有效焦距，IH為廣角鏡頭於一成像面之一半像高。
其中廣角鏡頭滿足以下條件：0.5<Gap23/Gap67<0.75；其中，Gap23為第二透鏡之一像側面至第三透鏡之一物側面於光軸上之一間距，Gap67為第六透鏡之一像側面至第七透鏡之一物側面於光軸上之一間距。
其中廣角鏡頭滿足以下條件：-2<R42/R51<-0.8；其中，R42為第四透鏡之一像側面之一曲率半徑，R51為第五透鏡之一物側面之一曲率半徑。
其中第一透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第七透鏡為球面透 鏡由玻璃材質製成，第二透鏡、第五透鏡及第六透鏡為非球面透鏡由塑膠材質製成。
為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。
1、2、3:廣角鏡頭
L11、L21、L31:第一透鏡
L12、L22、L32:第二透鏡
L13、L23、L33:第三透鏡
L14、L24、L34:第四透鏡
L15、L25、L35:第五透鏡
L16、L26、L36:第六透鏡
L17、L27、L37:第七透鏡
ST1、ST2、ST3:光圈
OA1、OA2、OA3:光軸
OF1、OF2、OF3:濾光片
CG1、CG2、CG3:保護玻璃
IMA1、IMA2、IMA3:成像面
S11、S21、S31:第一透鏡物側面
S12、S22、S32:第一透鏡像側面
S13、S23、S33:第二透鏡物側面
S14、S24、S34:第二透鏡像側面
S15、S25、S35:第三透鏡物側面
S16、S26、S36:第三透鏡像側面
S17、S27、S37:光圈面
S18、S28、S38:第四透鏡物側面
S19、S29、S39:第四透鏡像側面
S110、S210、S310:第五透鏡物側面
S111、S211、S311:第五透鏡像側面
S112、S212、S312:第六透鏡物側面
S113、S213、S313:第六透鏡像側面
S114、S214、S314:第七透鏡物側面
S115、S215、S315:第七透鏡像側面
S116、S216、S316:濾光片物側面
S117、S217、S317:濾光片像側面
S118、S218、S318:保護玻璃物側面
S119、S219、S319:保護玻璃像側面
第1圖係依據本發明之廣角鏡頭之第一實施例的透鏡配置示意圖。
第2A圖係依據本發明之廣角鏡頭之第一實施例的縱向像差(Longitudinal Aberration)圖。
第2B圖係依據本發明之廣角鏡頭之第一實施例的場曲(Field Curvature)圖。
第2C圖係依據本發明之廣角鏡頭之第一實施例的畸變(Distortion)圖。
第3圖係依據本發明之廣角鏡頭之第二實施例的透鏡配置示意圖。
第4A圖係依據本發明之廣角鏡頭之第二實施例的縱向像差圖。
第4B圖係依據本發明之廣角鏡頭之第二實施例的場曲圖。
第4C圖係依據本發明之廣角鏡頭之第二實施例的畸變圖。
第5圖係依據本發明之廣角鏡頭之第三實施例的透鏡配置示意圖。
第6A圖係依據本發明之廣角鏡頭之第三實施例的縱向像差圖。
第6B圖係依據本發明之廣角鏡頭之第三實施例的場曲圖。
第6C圖係依據本發明之廣角鏡頭之第三實施例的畸變圖。
本發明提供一種廣角鏡頭，包括：一第一透鏡具有屈光力； 一第二透鏡具有屈光力，此第二透鏡包括一凸面朝向一像側；一第三透鏡具有屈光力；一第四透鏡具有屈光力，此第四透鏡為彎月型透鏡，且包括一凹面朝向一物側及一凸面朝向像側；一第五透鏡具有正屈光力；一第六透鏡具有正屈光力，此第六透鏡為彎月型透鏡，且包括一凹面朝向物側及一凸面朝向像側；及一第七透鏡具有屈光力；其中第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡及第七透鏡沿著一光軸從物側至像側依序排列。
請參閱底下表一、表二、表四、表五、表七及表八，其中表一、表四及表七分別為依據本發明之廣角鏡頭之第一實施例至第三實施例的各透鏡之相關參數表，表二、表五及表八分別為表一、表四及表七中非球面透鏡之非球面表面之相關參數表。
第1、3、5圖分別為本發明之廣角鏡頭之第一、二、三實施例的透鏡配置示意圖，其中第一透鏡L11、L21、L31為彎月型透鏡具有負屈光力，由玻璃材質製成，其物側面S11、S21、S31為凸面，像側面S12、S22、S32為凹面，物側面S11、S21、S31與像側面S12、S22、S32皆為球面表面。
第二透鏡L12、L22、L32為彎月型透鏡具有負屈光力，由塑膠材質製成，其物側面S13、S23、S33為凹面，像側面S14、S24、S34為凸面，物側面S13、S23、S33與像側面S14、S24、S34皆為非球面表面。
第三透鏡L13、L23、L33為雙凸透鏡具有正屈光力，由玻璃材質製成，其物側面S15、S25、S35為凸面，像側面S16、S26、S36為凸面，物側面S15、S25、S35與像側面S16、S26、S36皆為球面表面。
第四透鏡L14、L24、L34為彎月型透鏡具有正屈光力，由玻璃材質製成，其物側面S18、S28、S38為凹面，像側面S19、S29、S39為凸面，物側面S18、S28、S38與像側面S19、S29、S39皆為球面表面。
第五透鏡L15、L25、L35為彎月型透鏡具有正屈光力，由塑膠材質製成，其物側面S110、S210、S310為凸面，像側面S111、S211、S311為凹面，物側面S110、S210、S310與像側面S111、S211、S311皆為非球面表面。
第六透鏡L16、L26、L36為彎月型透鏡具有正屈光力，由塑膠材質製成，其物側面S112、S212、S312為凹面，像側面S113、S213、S313為凸面，物側面S112、S212、S312與像側面S113、S213、S313皆為非球面表面。
第七透鏡L17、L27、L37具有正屈光力，由玻璃材質製成，其物側面S114、S214、S314為凸面，物側面S114、S214、S314與像側面S115、S215、S315皆為球面表面。
另外，廣角鏡頭1、2、3至少滿足底下其中一條件：
0.7<f3/f7<1.1； (1)
0.8<f/IH<1.2； (2)
0.5<Gap23/Gap67<0.75； (3)
-2<R42/R51<-0.8； (4)
其中，f3為第一實施例至第三實施例中，第三透鏡L13、L23、L33之一有效焦距，f7為第一實施例至第三實施例中，第七透鏡L17、L27、L37之一有效焦距，f為第一實施例至第三實施例中，廣角鏡頭1、2、3之 一有效焦距，IH為第一實施例至第三實施例中，廣角鏡頭1、2、3分別於成像面IMA1、IMA2、IMA3之一半像高，Gap23為第一實施例至第三實施例中，第二透鏡L12、L22、L32之一像側面S14、S24、S34分別至第三透鏡L13、L23、L33之一物側面S15、S25、S35於光軸OA1、OA2、OA3上之一間距，Gap67為第一實施例至第三實施例中，第六透鏡L16、L26、L36之一像側面S113、S213、S313分別至第七透鏡L17、L27、L37之一物側面S114、S214、S314於光軸OA1、OA2、OA3上之一間距，R42為第一實施例至第三實施例中，第四透鏡L14、L24、L34之像側面S19、S29、S39之一曲率半徑，R51為第一實施例至第三實施例中，第五透鏡L15、L25、L35之物側面S110、S210、S310之一曲率半徑。使得廣角鏡頭1、2、3能有效的縮短鏡頭總長度、有效的縮小光圈值、有效的提升解析度、有效的抗環境溫度變化、有效的修正像差、有效的修正色差。
當滿足條件(2)：0.8<f/IH<1.2時，可有效增加視場。
當滿足條件(3)：0.5<Gap23/Gap67<0.75時，可有效縮短廣角鏡頭總長度。
當滿足條件(4)：-2<R42/R51<-0.8時，可有效修正球面像差。
現詳細說明本發明之廣角鏡頭之第一實施例。請參閱第1圖，廣角鏡頭1沿著一光軸OA1從一物側至一像側依序包括一第一透鏡L11、一第二透鏡L12、一第三透鏡L13、一光圈ST1、一第四透鏡L14、一第五透鏡L15、一第六透鏡L16、一第七透鏡L17、一濾光片OF1及一保護玻璃CG1。成像時，來自物側之光線最後成像於一成像面IMA1上。根據【實施方式】第一至九段落，其中：
第七透鏡L17為雙凸透鏡，其像側面S115為凸面；濾光片OF1其物側面S116與像側面S117皆為平面；保護玻璃CG1其物側面S118與像側面S119皆為平面；
利用上述透鏡、光圈ST1及至少滿足條件(1)至條件(4)其中一條件之設計，使得廣角鏡頭1能有效的縮短鏡頭總長度、有效的縮小光圈值、有效的提升解析度、有效的抗環境溫度變化、有效的修正像差、有效的修正色差。
表一為第1圖中廣角鏡頭1之各透鏡之相關參數表。
Figure 109146670-A0101-12-0007-1
表一中非球面透鏡之非球面表面凹陷度z由下列公式所得 到：
z=ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10
其中：
c：曲率；
h：透鏡表面任一點至光軸之垂直距離；
k：圓錐係數；
A~D：非球面係數。
表二為表一中非球面透鏡之非球面表面之相關參數表，其中k為圓錐係數(Conic Constant)、A~D為非球面係數。
Figure 109146670-A0101-12-0008-2
表三為第一實施例之廣角鏡頭1之相關參數值及其對應條件(1)至條件(4)之計算值，由表三可知，第一實施例之廣角鏡頭1皆能滿足條件(1)至條件(4)之要求。
Figure 109146670-A0101-12-0008-3
另外，第一實施例之廣角鏡頭1的光學性能也可達到要求，由第2A圖可看出，第一實施例之廣角鏡頭1其縱向像差介於-0.025mm至 0.025mm之間。由第2B圖可看出，第一實施例之廣角鏡頭1其場曲介於-0.025mm至0.05mm之間。由第2C圖可看出，第一實施例之廣角鏡頭1其畸變介於-70%至0%之間。
顯見第一實施例之廣角鏡頭1之縱向像差、場曲、畸變都能被有效修正，從而得到較佳的光學性能。
請參閱第3圖，第3圖係依據本發明之廣角鏡頭之第二實施例的透鏡配置示意圖。廣角鏡頭2沿著一光軸OA2從一物側至一像側依序包括一第一透鏡L21、一第二透鏡L22、一第三透鏡L23、一光圈ST2、一第四透鏡L24、一第五透鏡L25、一第六透鏡L26、一第七透鏡L27、一濾光片OF2及一保護玻璃CG2。成像時，來自物側之光線最後成像於一成像面IMA2上。根據【實施方式】第一至九段落，其中：
第七透鏡L27為彎月型透鏡，其像側面S215為凹面；濾光片OF2其物側面S216與像側面S217皆為平面；保護玻璃CG2其物側面S218與像側面S219皆為平面；
利用上述透鏡、光圈ST2及至少滿足條件(1)至條件(4)其中一條件之設計，使得廣角鏡頭2能有效的縮短鏡頭總長度、有效的縮小光圈值、有效的提升解析度、有效的抗環境溫度變化、有效的修正像差、有效的修正色差。
表四為第3圖中廣角鏡頭2之各透鏡之相關參數表。
Figure 109146670-A0101-12-0009-4
Figure 109146670-A0101-12-0010-5
表四中非球面透鏡之非球面表面凹陷度z之定義，與第一實施例中表一之非球面透鏡之非球面表面凹陷度z之定義相同，在此皆不加以贅述。
表五為表四中非球面透鏡之非球面表面之相關參數表，其中k為圓錐係數(Conic Constant)、A~D為非球面係數。
Figure 109146670-A0101-12-0010-6
表六為第二實施例之廣角鏡頭2之相關參數值及其對應條件(1)至條件(4)之計算值，由表六可知，第二實施例之廣角鏡頭2皆能 滿足條件(1)至條件(4)之要求。
Figure 109146670-A0101-12-0011-7
另外，第二實施例之廣角鏡頭2的光學性能也可達到要求，由第4A圖可看出，第二實施例之廣角鏡頭2其縱向像差介於-0.025mm至0.025mm之間。由第4B圖可看出，第二實施例之廣角鏡頭2其場曲介於-0.03mm至0.06mm之間。由第4C圖可看出，第二實施例之廣角鏡頭2其畸變介於-70%至0%之間。
顯見第二實施例之廣角鏡頭2之縱向像差、場曲、畸變都能被有效修正，從而得到較佳的光學性能。
請參閱第5圖，第5圖係依據本發明之廣角鏡頭之第三實施例的透鏡配置示意圖。廣角鏡頭3沿著一光軸OA3從一物側至一像側依序包括一第一透鏡L31、一第二透鏡L32、一第三透鏡L33、一光圈ST3、一第四透鏡L34、一第五透鏡L35、一第六透鏡L36、一第七透鏡L37、一濾光片OF3及一保護玻璃CG3。成像時，來自物側之光線最後成像於一成像面IMA3上。根據【實施方式】第一至九段落，其中：
第七透鏡L37為雙凸透鏡，其像側面S315為凸面；濾光片OF3其物側面S316與像側面S317皆為平面；保護玻璃CG3其物側面S318與像側面S319皆為平面；
利用上述透鏡、光圈ST3及至少滿足條件(1)至條件(4)其中一條件之設計，使得廣角鏡頭3能有效的縮短鏡頭總長度、有效的縮小光 圈值、有效的提升解析度、有效的抗環境溫度變化、有效的修正像差、有效的修正色差。
表七為第5圖中廣角鏡頭3之各透鏡之相關參數表。
Figure 109146670-A0101-12-0012-8
表七中非球面透鏡之非球面表面凹陷度z之定義，與第一實施例中表一之非球面透鏡之非球面表面凹陷度z之定義相同，在此皆不加以贅述。
表八為表七中非球面透鏡之非球面表面之相關參數表，其中k為圓錐係數(Conic Constant)、A~D為非球面係數。
Figure 109146670-A0101-12-0012-9
Figure 109146670-A0101-12-0013-10
表九為第三實施例之廣角鏡頭3之相關參數值及其對應條件(1)至條件(4)之計算值，由表九可知，第三實施例之廣角鏡頭3皆能滿足條件(1)至條件(4)之要求。
Figure 109146670-A0101-12-0013-11
另外，第三實施例之廣角鏡頭3的光學性能也可達到要求，由第6A圖可看出，第三實施例之廣角鏡頭3其縱向像差介於-0.03mm至0.03mm之間。由第6B圖可看出，第三實施例之廣角鏡頭3其場曲介於-0.03mm至0.06mm之間。由第6C圖可看出，第三實施例之廣角鏡頭3其畸變介於-70%至0%之間。
顯見第三實施例之廣角鏡頭3之縱向像差、場曲、畸變都能被有效修正，從而得到較佳的光學性能。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1:廣角鏡頭
L11:第一透鏡
L12:第二透鏡
L13:第三透鏡
ST1:光圈
L14:第四透鏡
L15:第五透鏡
L16:第六透鏡
L17:第七透鏡
OA1:光軸
OF1:濾光片
CG1:保護玻璃
IMA1:成像面
S11:第一透鏡物側面
S12:第一透鏡像側面
S13:第二透鏡物側面
S14:第二透鏡像側面
S15:第三透鏡物側面
S16:第三透鏡像側面
S17:光圈面
S18:第四透鏡物側面
S19:第四透鏡像側面
S110:第五透鏡物側面
S111:第五透鏡像側面
S112:第六透鏡物側面
S113:第六透鏡像側面
S114:第七透鏡物側面
S115:第七透鏡像側面
S116:濾光片物側面
S117:濾光片像側面
S118:保護玻璃物側面
S119:保護玻璃像側面

Claims (10)

  1. 一種廣角鏡頭，包括：
    一第一透鏡具有屈光力；
    一第二透鏡具有屈光力，該第二透鏡包括一凸面朝向一像側；
    一第三透鏡具有屈光力；
    一第四透鏡具有屈光力，該第四透鏡為彎月型透鏡，且包括一凹面朝向一物側以及一凸面朝向該像側；
    一第五透鏡具有正屈光力；
    一第六透鏡具有正屈光力，該第六透鏡為彎月型透鏡，且包括一凹面朝向該物側以及一凸面朝向該像側；以及
    一第七透鏡具有屈光力；
    其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡、該第六透鏡以及該第七透鏡沿著一光軸從該物側至該像側依序排列。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭，其中：
    該第一透鏡具有負屈光力；
    該第二透鏡具有負屈光力；
    該第三透鏡具有正屈光力；以及
    該第四透鏡具有正屈光力。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之廣角鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡以及該第五透鏡為彎月型透鏡。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之廣角鏡頭，其中：
    該第一透鏡包括一凸面朝向該物側以及一凹面朝向該像側；
    該第二透鏡更包括一凹面朝向該物側；
    該第三透鏡包括一凸面朝向該物側以及另一凸面朝向該像側；
    該第五透鏡包括一凸面朝向該物側以及一凹面朝向該像側；以及
    該第七透鏡具有正屈光力，且包括一凸面朝向該物側。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之廣角鏡頭，其中該第七透鏡更包括一凸面或一凹面朝向該像側。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭，其更包括一光圈設置於該第三透鏡與該第四透鏡之間。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一請求項所述之廣角鏡頭，其中該廣角鏡頭滿足以下條件：
    0.7<f3/f7<1.1；
    其中，f3為該第三透鏡之一有效焦距，f7為該第七透鏡之一有效焦距。
  8. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一請求項所述之廣角鏡頭，其中該廣角鏡頭滿足以下條件：
    0.8<f/IH<1.2；
    其中，f為該廣角鏡頭之一有效焦距，IH為該廣角鏡頭於一成像面之一半像高。
  9. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一請求項所述之廣角鏡頭，其中該廣角鏡頭滿足以下條件：
    0.5<Gap23/Gap67<0.75；
    其中，Gap23為該第二透鏡之一像側面至該第三透鏡之一物側面於該光軸上之一間距，Gap67為該第六透鏡之一像側面至該第七透鏡之一物側 面於該光軸上之一間距。
  10. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一請求項所述之廣角鏡頭，其中該廣角鏡頭滿足以下條件：
    -2<R42/R51<-0.8；
    其中，R42為該第四透鏡之一像側面之一曲率半徑，R51為該第五透鏡之一物側面之一曲率半徑。
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