TWI499795B

TWI499795B - 廣角鏡頭

Info

Publication number: TWI499795B
Application number: TW103106950A
Authority: TW
Inventors: zhe-ming Wu
Original assignee: Sintai Optical Shenzhen Co Ltd; Asia Optical Co Inc
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-09-11
Also published as: TW201534959A

Description

廣角鏡頭

本發明係有關於一種鏡頭，特別是有關於一種廣角鏡頭。

近年來數位相機為了攜帶方便，已逐漸走向小型化設計，使得其中所使用之鏡頭也需跟著小型化。另一方面為了獲得更高解析度影像，其所使用的CCD或CMOS等感測元件之畫素也越來越高。為了提升鏡頭解析度以獲得更高品質影像，習知的鏡頭設計通常採用增加透鏡數量的方式來達成，此種增加透鏡數量的設計方式使得鏡頭體積變大，無法達到鏡頭小型化。此外，鏡頭在高溫、高溼環境下使用時，其使用壽命將大幅減少。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種廣角鏡頭，具備較大視角、小型化、高解析度及使用壽命長等優點。本發明之廣角鏡頭使用球面透鏡與非球面透鏡組合，以縮小體積達到小型化，其中的透鏡採用玻璃材質製成，可耐高溫、高溼環境，延長鏡頭使用壽命。

本發明之廣角鏡頭沿著光軸從物側至像側依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡及一第六透鏡。第一透鏡具有負屈光力且包括一凸面，此凸面朝向物側。第三透鏡為雙凸透鏡。第四透鏡為雙凸透鏡。第五透鏡為雙凹透鏡。第六透鏡為雙凸透鏡。

其中第四透鏡及第五透鏡膠合成為一膠合透鏡。

本發明之廣角鏡頭可更包括一光圈，設置於第三透鏡與膠合透鏡之間。

其中第一透鏡滿足以下條件：f₁ /f<0；其中，f₁ 為第一透鏡之有效焦距，f為廣角鏡頭之有效焦距。

其中第一透鏡及第六透鏡滿足以下條件：0.5<|f₁ /f₆ |<5；其中，f₁ 為第一透鏡之有效焦距，f₆ 為第六透鏡之有效焦距。

其中第六透鏡滿足以下條件：0<f₆ /f<10；其中，f₆ 為第六透鏡之有效焦距，f為廣角鏡頭之有效焦距。

其中第二透鏡包括一凸面，此凸面朝向物側。

其中第二透鏡、第三透鏡及第六透鏡至少一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面。

其中第四透鏡及第五透鏡之間沒有空氣間隔。

其中第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡及第六透鏡皆由玻璃材質製成。

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。

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‧‧‧廣角鏡頭

L1‧‧‧第一透鏡

L2‧‧‧第二透鏡

L3‧‧‧第三透鏡

L4‧‧‧第四透鏡

L5‧‧‧第五透鏡

L6‧‧‧第六透鏡

ST‧‧‧光圈

CG‧‧‧平板玻璃

OA‧‧‧光軸

IMA‧‧‧成像面

S11、S12、S21、S22、S31、S32‧‧‧面

S41、S42、S51、S52、S61、S62‧‧‧面

S71、S72‧‧‧面

第1圖係依據本發明之廣角鏡頭之一實施例的透鏡配置示意圖。

第2A圖係第1圖之廣角鏡頭之場曲圖。

第2B圖係第1圖之廣角鏡頭之畸變圖。

第2C圖係第1圖之廣角鏡頭之橫向光扇圖。

第2D圖係第1圖之廣角鏡頭之橫向光扇圖。

第2E圖係第1圖之廣角鏡頭之橫向光扇圖。

第2F圖係第1圖之廣角鏡頭之橫向色差圖。

第2G圖係第1圖之廣角鏡頭之調變轉換函數圖。

請參閱第1圖，第1圖係依據本發明之廣角鏡頭之一實施例的透鏡配置示意圖。廣角鏡頭1沿著光軸OA從物側至像側依序包括一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一光圈ST、一第四透鏡L4、一第五透鏡L5、一第六透鏡L6及一平板玻璃CG。成像時，來自物側之光線最後成像於成像面IMA上。第一透鏡L1為球面透鏡，具有負屈光力由玻璃材質製成，其物側面S11為凸面像側面S12為凹面。第二透鏡L2為非球面透鏡由玻璃材質製成，其物側面S21為凸面像側面S22為凹面。第三透鏡L3為非球面透鏡由玻璃材質製成，其物側面S31為凸面像側面S32為凸面。第四透鏡L4為球面透鏡由玻璃材質製成，其物側面S41為凸面像側面S42為凸面。第五透鏡L5為球面透鏡由玻璃材質製成，其物側面S51為凹面像側面S52為凹面。第四透鏡L4之像側面S42與第五透鏡L5之物側面S51兩者膠合，使得第四透鏡L4與第五透鏡L5成為一膠合透鏡，可有效減少色差。第六透鏡L6為非球面透鏡由玻璃材質製成，其物側面S61為凸面像側面S62為凸面。平板玻璃CG之物側面S71與像側面S72皆為平面。

另外，為使本發明之廣角鏡頭能保持良好的光學性能，本實施例中的廣角鏡頭1需滿足底下三條件：f₁ /f<0 (1)

0.5<|f₁ /f₆ |<5 (2)

0<f₆ /f<10 (3)

其中，f₁ 為第一透鏡之有效焦距，f為廣角鏡頭1之有效焦距效焦距，f₆ 為第六透鏡之有效焦距。

利用上述透鏡與光圈ST之設計，使得廣角鏡頭1能有效的提高視角至大約150度、降低光圈值至大約3.0、有效的修正像差以達到良好的成像品質。

上述實施例之廣角鏡頭1之有效焦距f=2.711mm、第一透鏡L1之有效焦距f₁ =-11.623mm、第六透鏡L6之有效焦距f₆ =6.512mm，由上述資料可得到f₁ /f=-4.287、|f₁ /f₆ |=1.785、f₆ /f=2.402，皆能滿足上述條件(1)至條件(3)之要求。

另外，本實施例之廣角鏡頭1的光學性能也可達到要求，這可從第2A至第2G圖看出。第2A圖所示的，是本實施例之廣角鏡頭1的場曲(Field Curvature)圖。第2B圖所示的，是本實施例之廣角鏡頭1的畸變(Distortion)圖。第2C圖、第2D圖、第2E圖所示的，是本實施例之廣角鏡頭1的橫向光扇圖(Transverse Ray Fan Plot)。第2F圖所示的，是本實施例之廣角鏡頭1的橫向色差(Lateral Color)圖。第2G圖所示的，是本實施例之廣角鏡頭1的調變轉換函數(Modulation Transfer Function)圖。

由第2A圖可看出，本實施例之廣角鏡頭1對波長為0.436μm、0.546μm、0.656μm之光線所產生的子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向場曲介於-0.035mm至0.035mm之間。由第2B圖(圖中的3條線幾乎重合，以致於看起來只有一條線)可看出，本實施例之廣角鏡頭1對波長為0.436μm、0.546μm、0.656μm之光線所產生的畸變介於-65.9%至0.00%之間。由第2C圖、第2D圖、第2E圖可看出，本實施例之廣角鏡頭1對波長為0.436μm、0.546μm、0.656μm之光線，於影像高度分別為0.0000mm、2.6377mm、4.0000mm處所產生的橫向像差值介於-12.0μm至30.0μm之間。由第2F圖可看出，本實施例之廣角鏡頭1，以波長0.546μm為參考波長，對波長為0.436μm、0.486μm、0.656μm之光線，於視場高度介於0mm至4mm之間所產生的橫向色差值介於-0.94μm至7.30μm之間。由第2G圖可看出，本實施例之廣角鏡頭1，對波長範圍介於0.436μm至0.656μm之光線，分別於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向、Y視場(Y Field)高度介於0mm至4.0mm，當空間頻率等於80 lp/mm時之調變轉換函數值介於0.49至0.83之間，當空間頻率等於160 lp/mm時之調變轉換函數值介於0.32至0.83之間。顯見第一實施例之廣角鏡頭1之場曲、畸變、橫向像差、橫向色差都能被有效修正，影像解析度也能滿足要求，從而得到較佳的光學性能。

上述實施例中，第四透鏡及第五透鏡膠合成為一膠合透鏡，然而可以了解到，若第四透鏡及第五透鏡改為第四透鏡及第五透鏡之間沒有空氣間隔，亦應屬本發明之範疇。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何於其所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。