TWI412781B

TWI412781B - 取像鏡頭

Info

Publication number: TWI412781B
Application number: TW99103032A
Authority: TW
Inventors: chang-qing Wu; Yang-Cheng Luo; Yuan Zhao
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2013-10-21
Also published as: TW201128219A

Description

取像鏡頭

本發明涉及成像技術，特別涉及一種取像鏡頭。

隨著成像技術的發展，越來越多的車輛上安裝了取像鏡頭用以監視車輛周圍的環境，從而保證行車安全。設置在車輛上的取像鏡頭的特點是大視場，小體積。為達到體積小同時又能保證取像鏡頭具有足夠的視場角，設計者常採用非球面透鏡來實現。而非球面透鏡的開發成本高，製作工藝複雜，且產品的良率較低。

有鑒於此，有必要提供一種小尺寸，大視場角且便於製造的取像鏡頭。

一種取像鏡頭其包括多個透鏡，所述多個透鏡從物側到像側依次為具有負光焦度的第一透鏡，具有負光焦度的第二透鏡，具有正光焦度的第三透鏡，具有負光焦度的第四透鏡，具有正光焦度的第五透鏡，以及具有正光焦度的第六透鏡。每一所述透鏡均包括一個朝向物側的物側面以及一個朝向像側的像側面，其中該取像鏡頭滿足條件式：(1)8mm<R1<12mm； (2)1mm<R2<2mm；(3)1.8<Nd1<2；(4)30<vd1<50；(5)0.8mm<D1<1.2mm；(6)2<-f1<3；其中，R1為第一透鏡的物側面的曲率半徑；R2為第一透鏡的像側面的曲率半徑；Nd1為第一透鏡的折射率；vd1為第一透鏡的阿貝數；D1為第一透鏡的中心厚度；f1為第一透鏡的焦距。

相較先前技術，本發明的取像鏡頭，通過上述條件式(1)~(6)有效的限制了第一透鏡的厚度以及表面彎曲度。從而有效地減小取像鏡頭的體積同時增大了視場角。

100‧‧‧取像鏡頭

110‧‧‧第一透鏡

120‧‧‧第二透鏡

130‧‧‧第三透鏡

140‧‧‧第四透鏡

150‧‧‧第五透鏡

160‧‧‧第六透鏡

170‧‧‧光闌

180‧‧‧成像面

190‧‧‧紅外濾光片

210‧‧‧玻璃蓋板

S1‧‧‧第一表面

S2‧‧‧第二表面

S3‧‧‧第三表面

S4‧‧‧第四表面

S5‧‧‧第五表面

S6‧‧‧第六表面

S7‧‧‧第七表面

S8‧‧‧第八表面

S9‧‧‧第九表面

S10‧‧‧第十表面

S11‧‧‧第十一表面

S12‧‧‧第十二表面

圖1係本發明取像鏡頭的光學結構示意圖；圖2係圖1中取像鏡頭的縱向色差曲線圖；圖3係圖1中取像鏡頭的橫向色差曲線圖；圖4係圖1中取像鏡頭的場曲曲線圖；圖5係圖1中取像鏡頭的畸變曲線圖；圖6係圖1中取像鏡頭中視場角的鏡頭邊緣與中心亮度比的曲線圖。

請參閱圖1，為本發明較佳實施方式的取像鏡頭100的結構示意圖。該取像鏡頭100從物側到像側依次包括具有負光焦度的第一透鏡110、具有負光焦度的第二透鏡120、具有正光焦度的第三透鏡130、具有負光焦度的第四透鏡140、具有正光焦度的第五透鏡150以及具有正光焦度的第六透鏡160。

所述第一透鏡110面對物側的物側面為第一表面S1，面對像側的像側面為第二表面S2。所述第一表面S1呈朝向物側凸出的球面，第二表面S2呈相對於像側凹陷的球面。

所述第二透鏡120面對物側的物側面為第三表面S3，面對像側的像側面為第四表面S4。所述第三表面S3呈朝向物側凸出的球面，第四表面S4呈相對於像側凹陷的球面。

所述第三透鏡130面對物側的物側面為第五表面S5，面對像側的像側面為第六表面S6。所述第五表面S5呈朝向物側凸出的球面，第六表面S6呈朝向像側凸出的球面。

所述第四透鏡140面對物側的物側面為第七表面S7，面對像側的像側面為第八表面S8。所述第七表面S7呈相對於物側凹陷的球面，第八表面S8相對於像側凹陷的球面。

所述第五透鏡150面對物側的物側面為第九表面S9，面對像側的像側面為第十表面S10。所述第九表面S9呈朝向物側凸出的球面，第十表面S10呈朝向像側凸出的球面。其中，第四透鏡140通過其第八表面S8與第五透鏡150的第九表面S9相互膠合。

所述第六透鏡160面對物側的物側面為第十一表面S11，面對像側的像側面為第十二表面S12。所述第十一表面S11呈朝向物側凸出的球面，第十二表面S12呈朝向像側凸出的球面。

為避免取像鏡頭在高溫的環境下產生失焦而產生成像模糊的弊端，本實施方式中的第一至六透鏡110~160均採用玻璃材質。

此外，為了避免雜散光的干擾，以及獲得適當的成像範圍，該取像鏡頭100還包括一個設置於第三透鏡130的第六表面S6與第四透鏡140的第七表面S7之間的光闌(aperture stop)170。

取像鏡頭100成像時，光線自物側入射，依次經第一至六透鏡110~160並成像於成像面180上。在該成像面180處設置光感測組件如CCD或者CMOS等便可獲取經由取像鏡頭100透射的光線並將其獲得的光線轉化為電子影像信號。為了保護設置在成像面180處的光感測組件以及過濾投射光線中的紅外線，在所述第六透鏡160與所述成像面180之間還設置有紅外濾光片190及玻璃蓋板210。所述紅外濾光片190及玻璃蓋板210由物側至像側的表面依次記為S13、S14、S15及S16。

為了得到較小尺寸且具有較大視場角的取像鏡頭100，所述取像鏡頭100滿足條件式：(1)8mm<R1<12mm；(2)1mm<R2<2mm；(3)1.8<Nd1<2；(4)30<vd1<50； (5)0.8mm<D1<1.2mm；(6)2<-f1<3；其中，R1為第一透鏡110的第一表面S1的曲率半徑；R2為第一透鏡110的第二表面S2的曲率半徑；Nd1為第一透鏡110的折射率；vd1為第一透鏡110的阿貝數；D1為第一透鏡110的第一表面S1到第二表面S2在所述第一透鏡110的光軸上所截取的長度，即第一透鏡110的中心厚度；f1為第一透鏡110的焦距。

上述條件式(1)~(6)有效的限制了第一透鏡110的厚度以及表面彎曲度。從而為對減小取像鏡頭100的體積增大視場角起到積極的作用。

優選地，取像鏡頭100還滿足條件式：(7)9.5mm<R3<11mm；(8)1mm<R4<2mm；(9)1.5<Nd2<1.6；(10)40<vd2<60；(11)0.3mm<D2<1mm；(12)1.5<-f2/-f1<2；其中，R3為第二透鏡120的第三表面S3的曲率半徑；R4為第二透鏡120的第四表面S4的曲率半徑；Nd2為第二透鏡120的折射率；vd2為第二透鏡120的阿貝數；D2為第二透鏡120的第三表面S3到第四表面S4在所述第二透鏡120的光軸上所截取的長度，即第二透鏡120的中心厚度；f2為第二透鏡120的焦距。

上述條件式(7)~(12)有效的限制了第二透鏡120的厚度以及表面彎曲度，同時限制了第一透鏡110與第二透鏡120之間的焦距比。從而進一步減小取像鏡頭100的體積以及增大取像鏡頭100的視場角。

優選地，取像鏡頭100還滿足條件式：(13)2mm<R5<3mm；(14)-9mm<R6<-7mm；(15)1.8<Nd3<2；(16)10<vd3<25；(17)1mm<D3<1.5mm；(18)1.5<f3<3；其中，R5為第三透鏡130的第五表面S5的曲率半徑；R6為第三透鏡130的第六表面S6的曲率半徑；Nd3為第三透鏡130的折射率；vd3為第三透鏡130的阿貝數；D3為第三透鏡130的第五表面S5到第六表面S6在所述第三透鏡130的光軸上所截取的長度，即第三透鏡130的中心厚度；f3為第三透鏡130的焦距。

上述條件式(13)~(18)有效的限制了第三透鏡130的厚度以及表面彎曲度。從而進一步減小取像鏡頭100的體積以及增大取像鏡頭 100的視場角。

優選地，取像鏡頭100還滿足條件式：(19)-10mm<R7<-8mm；(20)1mm<R8<2mm；(21)1.8<Nd4<2；(22)10<vd4<25；(23)0.2mm≦D4<0.4mm；(24)4<-f4<5；其中，R7為第四透鏡140的第七表面S7的曲率半徑；R8為第四透鏡140的第八表面S8的曲率半徑；Nd4為第四透鏡140的折射率；vd4為第四透鏡140的阿貝數；D4為第四透鏡140的第七表面S7到第八表面S8在所述第四透鏡140的光軸上所截取的長度，即第四透鏡140的中心厚度；f4為第四透鏡140的焦距。

上述條件式(19)~(24)有效的限制了第四透鏡140的厚度以及表面彎曲度。從而進一步減小取像鏡頭100的體積以及增大取像鏡頭100的視場角。

優選地，取像鏡頭100還滿足條件式：(25)1mm<R9<2mm；(26)-3mm<R10<-2mm； (27)1.7<Nd5<1.8；(28)10<vd5<25；(29)1.5mm<D5<2mm；(30)4<-f5<5；其中，R9為第五透鏡150的第九表面S9的曲率半徑；R10為第五透鏡150的第九表面S9的曲率半徑；Nd5為第五透鏡150的折射率；vd5為第五透鏡150的阿貝數；D5為第五透鏡150的第九表面S9到第十表面S10在所述第五透鏡150的光軸上所截取的長度，即第五透鏡150的中心厚度；f5為第五透鏡150的焦距。

上述條件式(25)~(30)有效的限制了第五透鏡150的厚度以及表面彎曲度。從而進一步減小取像鏡頭100的體積以及增大取像鏡頭100的視場角。

優選地，取像鏡頭100還滿足條件式：(31)6mm<R11<7mm；(32)-16mm<R12<-15mm；(33)1.8<Nd6<2；(34)30<vd6<50；(35)0.5mm<D6<1mm；(36)5<f6<6；其中，R11為第六透鏡160的第十一表面S11的曲率半徑；R12為第六透鏡160的第十二表面S12的曲率半徑；Nd6為第六透鏡160的折射率；vd6為第六透鏡160的阿貝數；D6為第六透鏡160的第十一表面S11到第十二表面S12在所述第六透鏡160的光軸上所截取的長度，即第六透鏡160的中心厚度；f6為第六透鏡160的焦距。

上述條件式(30)~(36)有效的限制了第六透鏡160的厚度以及表面彎曲度。從而進一步減小取像鏡頭100的體積以及增大取像鏡頭100的視場角。

以下結合附表進一步說明取像鏡頭100。其中，R為對應表面的曲率半徑，D為對應表面到後一個表面(往像側方向)的軸上距離(兩個表面截得光軸的長度)，SD為各透鏡的光學表面的半徑。

取像鏡頭100滿足表1所列的條件。

表1

從上表中可得出，該取像鏡頭100的總體長度被控制在10mm以內。

取像鏡頭100的縱向色差曲線、橫向色差曲線、場曲特性曲線及畸變的特性曲線分別如圖2、圖3、圖4及圖5所示。圖2及圖3中，曲線a,c及e分別代表波長為436奈米、546奈米及656奈米的光線經取像鏡頭100所產生的縱向色差曲線及橫向色差曲線。可見，本實施方式中取像鏡頭對可見光(400-700奈米)產生的縱向色差被控制在-0.1mm~0.1mm內，橫向色差被控制在-5um~5um。圖4中，曲線a,c及e分別代表波長為436奈米、546奈米及656奈米的光線經取像鏡頭100所產生的子午場曲t(tangential field curvature)特性曲線及弧矢場曲s(sagittal field curvature)特性曲線(下同)。可見，子午場曲值及弧矢場曲值被控制在-0.25mm~0.10mm間。圖4中，曲線為畸變特性曲線(下同)。可見，最大畸變量小於-58.8%。此外，參照圖6取像鏡頭100的相對亮度圖，其中橫坐標為半視場角，縱坐標為取像鏡頭100的周圍相對中心點的亮度比。從而可見，在較大視場角(173度)的範圍內的相對照度比均大於40%，從而保證該取像鏡頭100在較大視場角範圍的圖像依然具有足夠的亮度。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。