TWI512321B - 廣角鏡頭及其攝像單元與監視裝置 - Google Patents

Description

廣角鏡頭及其攝像單元與監視裝置

本發明係有關一種鏡頭及其攝像單元與監視裝置，尤指一種廣角鏡頭及其攝像單元與監視裝置。

隨著科技的進步，電子產品中如：行車紀錄器、監視器、行車導引裝置、數位相機(Digital Still Camera)、電腦相機(PC camera)、網路相機(Network camera)、行動電話(手機)等常配備有廣角鏡頭，以滿足影像紀錄、監視或增進安全等的需求。

於習知技術中，有二鏡片至五鏡片式，甚至更多鏡片組成之不同設計的廣角鏡頭，然而以成像品質考量，多鏡片式光學鏡頭在像差修正、光學傳遞函數MTF(modulation transfer function)性能上較具優勢，可使用於高畫素(pixel)要求的電子產品。為了改良廣角鏡頭，如縮小系統長度、增加像差修正效果、降低製作成本等，在習知的廣角鏡頭之結構設計之間的差異處或技術特徵，往往決定於以下各種因素的變化或組合：透鏡之間對應配合之形狀設計不同，如新月形(meniscus shape)、雙凸(biconvex)、雙凹 (biconcave)等不同形狀的透鏡，以達不同正/負屈光度(positive or negative refractive power)效果；或透鏡之間對應配合之凸面/凹面方向不同，以調整光線入射與出射的角度；或使透鏡間對應配合之屈光度(正/負)組合不同，以適當分配光束降低鬼影；或提出具有最佳範圍的透鏡間的相關光學數據，如f(鏡頭系統之有效焦距)、di(各光學面i間距離)、Ri(各光學面i曲率半徑)等，藉由分別滿足不同的條件，以改善成像品質、調整系統長度或其他特殊功能與目的。例如，日本專利JPA1999-095096、JPA2002-250862、美國專利US 20050174463、US20060087747、US20060227434、US20090303612、US20100194853、US20100259632、US20110299178、US20070188892、台灣專利TWM366075、TWI320101等。

由上可知，就鏡頭的設計而論，該等習知技術在設計廣角鏡頭技術領域，係針對各種不同光學目的之應用，而產生不同的變化或組合，因其使用透鏡形狀、組合、作用或功效不同，即可視為具有新穎性(novelty)或進步性(inventive step)。

於現今廣角鏡頭的改良中，為了便於攜帶及增進記錄品質，業者在設計廣角鏡頭時不僅需要考量如何在較廣的視角下保有良好的成像品質，同時亦需要考量如何將其體積(長度)與成本降低。隨著攝像單元之應用範圍日漸廣泛，尤其是為了滿足隨行紀錄的需求，如何提出一種小型化、平價並且可同時具備攝像品質與廣視角的鏡頭即為業者迫切改善的項目。

本發明提供一種廣角鏡頭，以適用於各電子裝置中，藉由本發明的實施例所提出的廣角鏡頭的各鏡片的面形結構與光學參數的最佳化範圍之組合，可在維持高成像品質的情況下有效地縮短系統長度並提升視角，以提供需配備有高階成像品質的小型(薄型)電子裝置(例如行車紀錄器、監視器、行車導引裝置或手機等)使用。另外，更提出了一種具備本發明之廣角鏡頭的攝像單元，藉此提供一種小型且高性能的攝像單元。

本發明的實施例提出一種廣角鏡頭，其包含：沿著光軸由物側至像側依序排列的第一透鏡、孔徑光闌、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡。第一透鏡具有負屈光度，其凹面面向像側。第二透鏡具有正屈光度，其凸面朝向像側。第三透鏡為具有正屈光度的雙凸型透鏡，而第四透鏡則具有負屈光度，且第三及第四透鏡係構成一雙膠合透鏡。本發明的廣角鏡頭至少滿足下列式(1)及式(2)的條件：-1>F₁ /F>-2.5...式(1)

0.25>F/TTL>0.1...式(2)

其中，F₁ 為第一透鏡的焦距；F為系統焦距；TTL為光軸上自第一透鏡的物側光學面至取像鏡頭的成像面的距離。

藉由上述的鏡片面形結構與式(1)及式(2)，可獲得較廣的視角，並且在縮小系統全長的條件下仍獲得良好成像品質，以避免鏡頭的場視角過窄，從而導致系統全長加大而不適用於小型(薄 型)化的電子裝置中，同時亦可避免鏡頭的場視角過寬而難以補償像散和畸變。

進一步地，本發明的實施例的廣角鏡頭可選擇性地符合式(3)至式(6)的其中之一或其組合：7<F₃₄ /F<15......式(3)

1.36<F₂ /F<2...式(6)

其中，F₃₄ 為第三透鏡與第四透鏡的合成焦距；L₃ R₁ 為第三透鏡的物側光學面之曲率半徑；L₂ R₂ 為第二透鏡的像側光學面之曲率半徑；Nd₃ 為第三透鏡的折射率；Nd₂ 為第二透鏡的折射率；D₅ 為光軸上第二透鏡的像側光學面至第三透鏡的物側光學面的距離；L₂ R₁ 為第二透鏡的物側光學面之曲率半徑；L₁ R₂ 為第一透鏡的像側光學面之曲率半徑；Nd₁ 為第一透鏡的折射率；Nd₂ 為第二透鏡的折射率；D₂ 為光軸上第一透鏡的像側光學面至該孔徑光闌的距離；D₃ 為光軸上孔徑光闌至第二透鏡的物側光學面的距離；F₂ 為第二透鏡的焦距。

藉由式(3)可進一步地控制第三透鏡與第四透鏡的合成焦距與系統焦距的比例，從而使第三透鏡配合第四透鏡提供適當的 正屈折力以聚焦來自第二透鏡的聚焦光束並修正像差。藉由式(4)可適當地限制第二透鏡與第三透鏡間形成的空氣透鏡的焦距，從而改良像平面的修正及透鏡加工性的條件。當式(4)的值大於等於0.3時，既可維持第二透鏡與第三透鏡間形成的空氣透鏡具有足夠的正折射力，亦能控制系統的珀茲伐總和(Petzval sum)不過大而維持像平面的平坦性。另一方面，當式(4)的值小於等於0.4時，能使第二透鏡與第三透鏡間形成的空氣透鏡的正折射力不致過大，亦即控制第二透鏡的像側光學面與第三透鏡的物側光學面的曲率半徑的絕對值不會過小，以提高透鏡的加工性。

藉由式(5)，可適當地限制第一透鏡與第二透鏡間形成的空氣透鏡的焦距，從而改良像平面的修正及透鏡加工性的條件。由於在負焦距中，此值愈小其發散曲折能力愈大，當式(5)的值小於等於-0.35時，因為能維持第一透鏡與第二透鏡間形成的空氣透鏡具有足夠的負折射力，而能控制系統的珀茲伐總和不過大而維持像平面的平坦性。另一方面，當式(5)的值大於等於-0.45時，能使第一透鏡與第二透鏡間形成的空氣透鏡的負折射力不致過大，亦即控制第一透鏡的像側光學面與第二透鏡的物側光學面的曲率半徑的絕對值不會過小，以提高透鏡的加工性。

藉由式(6)可進一步地控制第二透鏡的焦距與系統焦距的比例，從而使第二透鏡提供適當的正屈折力以收斂來自第一透鏡的發散光束並修正像差。

進一步地，本發明的廣角鏡頭可滿足式(7)與式(8)的條 件，以提供具有較佳修正像差效果的第二透鏡。另外，本發明的廣角鏡頭更可選擇性地符合式(3)至式(6)的其中之一或其組合。

|L₂ R₂ |<|L₂ R₁ |...式(7)

L₂ R₂ /F<-0.9...式(8)

較佳地，第二透鏡的物側光學面與像側光學面可皆為非球面。從廣義上來說，除了球面和平面以外的表面都可以稱為非球面，包括非對稱性的空間曲面(或稱自由曲面)。藉此，以減小系統的尺寸和重量與提高成像品質。另外，第一透鏡、第三透鏡及第四透鏡的物側光學面與像側光學面可皆為球面，以便於製作、組裝並降低成本。

較佳地，為提高成像品質，第二透鏡、第三透鏡的其中之一的阿貝數可大於第一透鏡及第四透鏡的阿貝數。

根據本發明之另一目的，提出一種攝像單元，其包括前述之廣角鏡頭與光電轉換元件，其中光電轉換元件用以對被攝物進行光電轉換，而廣角鏡頭配置於被攝物與光電轉換元件之間的光路徑上。

根據本發明之又一目的，提出一種監視裝置，其包括前述之攝像單元與顯示單元。攝像單元電性連接至顯示單元，且顯示單元用以顯示攝像單元所拍攝的被攝物的影像。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

1‧‧‧廣角鏡頭

2‧‧‧攝像單元

3‧‧‧監視裝置

11‧‧‧第一透鏡

S‧‧‧光闌

12‧‧‧第二透鏡

13‧‧‧第三透鏡

14‧‧‧第四透鏡

15‧‧‧紅外線濾光片

16‧‧‧間隔片

21‧‧‧影像感測器

22‧‧‧框體

23‧‧‧電路板

31‧‧‧顯示單元

L₁ R₁ ‧‧‧第一透鏡物側光學面

L₁ R₂ ‧‧‧第一透鏡像側光學面

L₂ R₁ ‧‧‧第二透鏡物側光學面

L₂ R₂ ‧‧‧第二透鏡像側光學面

L₃ R₁ ‧‧‧第三透鏡物側光學面

L₃ R₂ ‧‧‧第三透鏡像側光學面

L₄ R₁ ‧‧‧第四透鏡物側光學面

L₄ R₂ ‧‧‧第四透鏡像側光學面

Z‧‧‧光軸

I‧‧‧成像面

圖1係本發明之監視裝置的示意圖；圖2係本發明廣角鏡頭的第一實施例之光路與光軸方向剖面示意圖；圖3係本發明廣角鏡頭的第一實施例之像差示意圖；圖4係本發明廣角鏡頭的第二實施例之光路與光軸方向剖面示意圖；圖5係本發明廣角鏡頭的第二實施例之像差示意圖；圖6係本發明廣角鏡頭的第三實施例之光路與光軸方向剖面示意圖；圖7係本發明廣角鏡頭的第三實施例之像差示意圖；圖8係本發明廣角鏡頭的第四實施例之光路與光軸方向剖面示意圖；圖9係本發明廣角鏡頭的第四實施例之像差示意圖；圖10係本發明廣角鏡頭的第五實施例之光路與光軸方向剖面示意圖；圖11係本發明廣角鏡頭的第五實施例之像差示意圖；圖12係本發明廣角鏡頭的第六實施例之光路與光軸方向剖面示意圖；圖13係本發明廣角鏡頭的第六實施例之像差示意圖；圖14係本發明廣角鏡頭的第七實施例之光路與光軸方向剖 面示意圖；圖15係本發明廣角鏡頭的第七實施例之像差示意圖；圖16係本發明廣角鏡頭的第八實施例之光路與光軸方向剖面示意圖；圖17係本發明廣角鏡頭的第八實施例之像差示意圖

圖18係本發明廣角鏡頭的第九實施例之光路與光軸方向剖面示意圖；及圖19係本發明廣角鏡頭的第九實施例之像差示意圖。

參照圖1所示，其係本發明之監視裝置3的結構示意圖。監視裝置3包括顯示單元31與攝像單元2，而攝像單元2包括本發明之廣角鏡頭1、影像感測器21、由遮光部件構成以作為鏡筒的框體22及與影像感測器21電性連接的電路板23。在本實施例中，攝像單元2電性連接至顯示單元31，且顯示單元31用以顯示攝像單元2所拍攝的被攝物的影像。此外，在本實施例中，影像感測器21例如為一光電轉換元件，其用以對來自被攝物的光進行光電轉換。廣角鏡頭1配置於被攝物與影像感測器21之間的光路徑上。於一些實施例中，攝像單元2還可具有例如表玻璃或紅外線濾光片(IR cut)等的光學元件，其中表玻璃可選擇性地設置在廣角鏡頭1之物側或廣角鏡頭1與影像感測器21之間，可用以保護廣角鏡頭1或影像感測器21，而紅外線濾光片可設置在廣角鏡 頭1與影像感測器21之間。請參照圖1、圖2、圖4、圖6、圖8、圖10、圖12、圖14、圖16及圖18，以下各實施例的廣角鏡頭1包括：沿著光軸Z由物側(object side)至像側(image side)依序排列的一第一透鏡11、一孔徑光闌S、一第二透鏡12、一第三透鏡13及一第四透鏡14。透鏡與透鏡或透鏡與光闌S間可具有如圖1中的間隔片16，使透鏡與透鏡或透鏡與光闌S間具有一預定間距，然而，使透鏡與透鏡或透鏡與光闌S間具有預定間距的機構設計不為所限。圖1中，攝像單元2包括一紅外線濾光片15，設置於廣角鏡頭1與影像感測器21之間。亦即，於取像時，物(object)之光線是依序經過第一透鏡11、第二透鏡12、第三透鏡13、第四透鏡14後，再經過紅外線濾光片15而成像於影像感測器21之成像面I上。

為獲得較廣的視角，並且在縮小系統全長的條件下仍獲得良好成像品質，本發明之廣角鏡頭1至少須滿足式(1)，而各鏡片的技術特徵詳述如下。

第一透鏡11係滿足式(1)且具有負屈光度，其像側光學面為凹面，亦即，其像側光學面L₁ R₂ 的曲率半徑為正。於較佳的實施例中，第一透鏡的像側光學面L₁ R₂ 的曲率半徑的絕對值可小於其物側光學面L₁ R₁ 的曲率半徑，且第一透鏡的物側光學面L₁ R₁ 的光學有效半徑係大於第一透鏡的像側光學面L₁ R₂ 的光學有效半徑，以提供較廣的場視角並有利於縮短廣角鏡頭1的全長。

第二透鏡12具有正屈光度，其像側光學面為凸面，亦即， 第二透鏡12的像側光學面L₂ R₂ 的曲率為負。於較佳的實施例中，第二透鏡12可進一步滿足式(6)或式(7)及式(8)的條件及其組合，以提供適當的正屈折力而補償珀茲伐總和，從而提升成像品質。於另一些較佳的實施例中，第二透鏡12的物側光學面L₂ R₁ 及像側光學面L₂ R₂ 可均為非球面，以有效地修正像差而提供較佳的成像品質，並且進一步地使鏡頭1的全長縮小化。再者，本發明將孔徑光闌S設置於第一透鏡11與第二透鏡12之間，如此一來，即使減小了第一透鏡11的物側光學面L₁ R₁ 的曲率半徑以利於鏡頭1全長的縮短時，通過第一透鏡11物側光學面L₁ R₁ 的遠軸光束的折射角將得以控制而可優化成像品質。

於一些較佳的實施例中，為控制系統的珀茲伐總和不過大而維持像平面的平坦性、使第一透鏡11與第二透鏡12間形成的空氣透鏡具有適當的負折射力，並避免第一透鏡11的像側光學面L₁ R₂ 與第二透鏡12的物側光學面L₂ R₁ 的曲率半徑的絕對值過小所導致的透鏡加工困難，第一透鏡11與第二透鏡12須符合式(5)的條件，以獲得成像品質良好且容易加工的透鏡。

第三透鏡13為具有正屈光度的雙凸型透鏡，亦即，其物側光學面L₃ R₁ 的曲率為正，且其像側光學面L₃ R₂ 的曲率為負。第四透鏡14則具有負屈光度，並與第三透鏡13構成一雙膠合透鏡。於較佳的實施例中，第三透鏡13與第四透鏡14的合成焦距F₃₄ 與系統焦距F可進一步滿足式(3)的條件。於另一些較佳實施例中，為適當地限制第二透鏡12與第三透鏡13間所形成的空氣透 鏡的焦距，從而改良像平面的修正及透鏡加工性的條件，第二透鏡12與第三透鏡13可進一步滿足式(4)的條件。在下列各實施例中，第四透鏡14的物側光學面L₄ R₁ 的曲率為負，且為凹面。另外，在圖2、圖4及圖18的實施例中，第四透鏡14的像側光學面L₄ R₂ 為凸面，且其曲率半徑為負。然而，在圖6、圖8、圖10、圖12、圖14及圖16的實施例中，第四透鏡14的像側光學面L₄ R₂ 為凹面，且其曲率半徑為正。

藉由具有負屈光度且像側面L₁ R₂ 為凹面的第一透鏡11、設置在第一透鏡11與第二透鏡12間的孔徑光闌S、具有正屈光度且像側面L₂ R₂ 為凸面的第二透鏡12、具有正屈光度的雙凸型第三透鏡13、具有負屈光度的第四透鏡14，並至少符合式(1)與(2)的條件，使本發明的廣角鏡頭1在縮小系統全長的條件下，仍能具有較廣的視角並獲得良好的成像品質。

於較佳的實施例中，第一透鏡11、第二透鏡11、第三透鏡13與第四透鏡14可由折射率介於1.6至2.1的玻璃或塑膠材質所製成。為便於製作、組裝、降低成本並減小系統的尺寸和重量與提高成像品質，第二透鏡12的物側光學面L₂ R₁ 與像側光學面L₂ R₂ 可皆為非球面，而第一透鏡11、第三透鏡13及第四透鏡14的物側光學面與像側光學面可皆為球面。於另一些較佳的實施例中，為提高成像品質，第二透鏡12與第三透鏡13的其中之一的阿貝數可大於第一透鏡11及第四透鏡14的阿貝數。

紅外線濾光片(IR cut-off filter)15可為一鏡片，或利用 鍍膜技術形成一具有紅外線濾光功能之薄膜並貼附於表玻璃上。影像感測器21可為CCD(電荷藕合裝置)或CMOS(互補型金屬氧化物半導體)，其用以將影像轉變成電子信號。顯示單元31用以將影像感測器21所擷取的影像訊號轉換成可供顯示的靜態或動態畫面，可例如為一液晶面板，但不為所限。

於本發明的各實施例中，係採用下列式(9)的非球面方程式(aspherical surface formula)來表示非球面的形狀：

其中，Z(h)為鏡片之光學面上任一點以光軸方向至鏡片中心點切平面的距離(SAG值)，c是非球面頂點的曲率，h為鏡片之光學面上任一點沿垂直光軸的方向至光軸的距離，K為圓錐係數(conic constant)、A₄ 、A₆ 、A₈ 、A₁₀ 、A₁₂ 至A_2N 分別四、六、八、十、十二至2N階的非球面修正係數(Nth Order Aspherical Coefficient)。需注意的是，這裡所列的非球面方程式僅為非球面形狀表現的一種方式，任何可表示軸對稱的非球面方程式應當皆可利用以製作出本發明之廣角鏡頭1中的任一透鏡之非球面光學面，而不應當為此所限。

為說明根據本發明的主要技術特徵所衍生的各實施例，以下將列出共7種態樣的廣角鏡頭1，然而本發明的廣角鏡頭1的尺寸、各項係數及各組成的數據皆應不為所限。另外，於各實 施例中，各光學面於光軸上的曲率半徑Ri、光軸上各面之間距Di、廣角鏡頭1之系統全長(TTL)、各焦距的單位皆為mm。各實施例中，各面編號後附有[*]的面為具有非球面形狀的光學面。於各實施例的各像差示意圖中，包括(a)成像之縱向球面像差(longitudinal spherical aberration)、(b)像散場曲(astigmatic field curvature)與(c)成像之畸變(distortion)圖。這些縱向球面像差圖是以光的波長為650奈米、555奈米與470奈米來模擬而產生的，其中相同的虛線或實線的樣態之曲線表是相同的波長(如650奈米、555奈米、470奈米)所模擬出的曲線。這些像散場曲圖是以光的波長為555奈米來模擬而產生的，其中標示S的曲線表示矢形像面，而標示T的曲線表示子午像面。這些畸變圖是以光的波長為555奈米來模擬而產生的。

<第一實施例>

請參考圖2及圖3所示，其分別係本發明廣角鏡頭1的第一實施例之光路與結構示意圖與像差示意圖。

下列表(一)中分別列有廣角鏡頭1中由物側至像側依序編號之光學面編號(i)、各光學面於光軸上的曲率半徑Ri、光軸上各面之間距D_i ，各透鏡之折射率Nd_i 、各透鏡之阿貝數(Abbe’s number)νd_i 、各透鏡之焦距F_i 、廣角鏡頭1的系統焦距F、最大場視角2ω、後焦距BFL、系統全長TTL與第三透鏡與第四透鏡的合成焦距F₃₄ 。

表(一)

在表(一)及其後的表(三)、(五)、(七)、(九)、(十一)、(十三)、(十五)、(十七)中，面編號10與11分別代表紅外線濾光片15的物側光學面與像側光學面，且像平面是代表影像感測器21之成像面I，而間距Di中的數值是代表其所對應的光學面至表中下一列的光學面的數值，例如面編號1的間距2.500代表面編號1的光學面至面編號2的光學面在光軸Z上的距離為2.500毫米。

下列表(二)列有第二透鏡12之各光學面之非球面式(9)之各項係數，其中E表示10的冪乘數：

<第二實施例>

請參考圖4及圖5所示，其分別係本發明廣角鏡頭1的第二實施例之光路與結構示意圖與像差示意圖。

第二實施例之廣角鏡頭1的各項數值載於下列表(三)中。其中，各數值的符號說明與表(一)相同，於此便不再贅述。

下列表(四)列有各光學面之非球面式(9)之各項係數：

<第三實施例>

請參考圖6及圖7所示，其分別係本發明廣角鏡頭1的第三實施例之光路與結構示意圖與像差示意圖。

第三實施例之廣角鏡頭1的各項數值載於下列表(五)中。其中，各數值的符號說明與表(一)相同，於此便不再贅述。

下列表(六)列有各光學面之非球面式(9)之各項係數：

<第四實施例>

請參考圖8及圖9所示，其分別係本發明廣角鏡頭1的 第四實施例之光路與結構示意圖與像差示意圖。

第四實施例之廣角鏡頭1的各項數值載於下列表(七)中。其中，各數值的符號說明與表(一)相同，於此便不再贅述。

下列表(八)列有各光學面之非球面式(9)之各項係數：

<第五實施例>

請參考圖10及圖11所示，其分別係本發明廣角鏡頭1的第五實施例之光路與結構示意圖與像差示意圖。

第五實施例之廣角鏡頭1的各項數值載於下列表(九)中。其中，各數值的符號說明與表(一)相同，於此便不再贅述。

下列表(十)列有各光學面之非球面式(9)之各項係數：

<第六實施例>

請參考圖12及圖13所示，其分別係本發明廣角鏡頭1的第六實施例之光路與結構示意圖與像差示意圖。

第六實施例之廣角鏡頭1的各項數值載於下列表(十一) 中。其中，各數值的符號說明與表(一)相同，於此便不再贅述。

下列表(十二)列有各光學面之非球面式(9)之各項係數：

<第七實施例>

請參考圖14及圖15所示，其分別係本發明廣角鏡頭1的第七實施例之光路與結構示意圖與像差示意圖。

第七實施例之廣角鏡頭1的各項數值載於下列表(十三)中。其中，各數值的符號說明與表(一)相同，於此便不再贅述。

下列表(十四)列有各光學面之非球面式(9)之各項係數：

<第八實施例>

請參考圖16及圖17所示，其分別係本發明廣角鏡頭1的第八實施例之光路與結構示意圖與像差示意圖。

第八實施例之廣角鏡頭1的各項數值載於下列表(十五)中。其中，各數值的符號說明與表(一)相同，於此便不再贅述。

表(十五)

下列表(十六)列有各光學面之非球面式(9)之各項係數：

<第九實施例>

請參考圖18及圖19所示，其分別係本發明廣角鏡頭1的第九實施例之光路與結構示意圖與像差示意圖。

第九實施例之廣角鏡頭1的各項數值載於下列表(十七)中。其中，各數值的符號說明與表(一)相同，於此便不再贅述。

表(十七)

下列表(十八)列有各光學面之非球面式(9)之各項係數：

其中，第一實施例至第九實施例皆符合式(7)的條件，又下列表(十五)與表(十六)中則列有各實施例中式(1)至式(6)與式(8)的結果：

以上的九個實施例的共同技術特徵為：本發明的廣角鏡頭1包含，沿著光軸Z排列由物側至像側依序排列的第一透鏡11、孔徑光闌S、第二透鏡12、第三透鏡13與第四透鏡14；第一透鏡11具有負屈光度，其凹面面向像側；第二透鏡12具有正屈光度，其凸面朝向像側；第三透鏡13為具有正屈光度的雙凸型透鏡；而第四透鏡14則具有負屈光度，且第三透鏡13及第四透鏡14係構成一雙膠合透鏡。其中，本發明的廣角鏡頭1須至少滿足式(1)與式(2)的條件。根據以上所列的九個實施例與其像差示意圖，可得 知根據本發明之廣角鏡頭1，可在較短鏡頭全長的條件下，優選地，鏡頭全長小於21mm，仍可具有較廣的視角與良好的成像品質，使得廣角鏡頭1更有利於應用在小型的電子裝置中。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故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

11‧‧‧第一透鏡

S‧‧‧光闌

12‧‧‧第二透鏡

13‧‧‧第三透鏡

14‧‧‧第四透鏡

15‧‧‧紅外線濾光片

21‧‧‧影像感測器

L₁ R₁ ‧‧‧第一透鏡物側光學面

L₁ R₂ ‧‧‧第一透鏡像側光學面

L₂ R₁ ‧‧‧第二透鏡物側光學面

L₂ R₂ ‧‧‧第二透鏡像側光學面

L₃ R₁ ‧‧‧第三透鏡物側光學面

L₃ R₂ ‧‧‧第三透鏡像側光學面

L₄ R₁ ‧‧‧第四透鏡物側光學面

L₄ R₂ ‧‧‧第四透鏡像側光學面

Z‧‧‧光軸

I‧‧‧成像面

Claims (10)

1. 一種廣角鏡頭，其包括沿著其光軸由物側至像側依序排列的：一第一透鏡，具有負屈光度，其像側光學面為凹面；一孔徑光闌；一第二透鏡，具有正屈光度，其像側光學面為凸面；一第三透鏡，係為具有正屈光度的雙凸型透鏡；以及一第四透鏡，具有負屈光度；其中，該第三透鏡與該第四透鏡係構成一雙膠合透鏡；其中，該廣角鏡頭滿足下列條件：-1>F₁ /F>-2.5；及0.25>F/TTL>0.1；其中，F₁ 為該第一透鏡的焦距；F為該廣角鏡頭的系統焦距；TTL為該光軸上自該第一透鏡的物側光學面至該廣角鏡頭的成像面的距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭，更滿足以下條件：7<F₃₄ /F<15；其中，F₃₄ 為該第三透鏡與該四透鏡的合成焦距。
3. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭，更符合以下條件： 其中，L₃ R₁ 為該第三透鏡的物側光學面之曲率半徑；L₂ R₂ 為 該第二透鏡的該像側光學面之曲率半徑；Nd₃ 為該第三透鏡的折射率；Nd₂ 為該第二透鏡的折射率；D₅ 為該光軸上該第二透鏡的該像側光學面至該第三透鏡的物側光學面的距離。
4. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭，更符合以下條件： 其中，L₂ R₁ 為該第二透鏡的物側光學面之曲率半徑；L₁ R₂ 為該第一透鏡的該像側光學面之曲率半徑；Nd₁ 為該第一透鏡的折射率；Nd₂ 為該第二透鏡的折射率；D₂ 為該光軸上該第一透鏡的該像側光學面至該孔徑光闌的距離；D₃ 為該光軸上該孔徑光闌至該第二透鏡的該物側光學面的距離。
5. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭，更符合以下條件：1.36<F₂ /F<2；其中，F₂ 為該第二透鏡的焦距。
6. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭，更滿足以下條件：|L₂ R₂ |<|L₂ R₁ |；以及L₂ R₂ /F<-0.9；其中，L₂ R₂ 為該第二透鏡的該像側光學面之曲率半徑；L₂ R₁ 為該第二透鏡的物側光學面之曲率半徑。
7. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭，其中該第二透鏡的物側光學面與該像側光學面均為非球面，該第一透鏡、該第三透鏡及該第四透鏡的物側光學面與像側光學面均為球面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭，其中該第二透鏡、該第三透鏡的其中之一的阿貝數大於該第一透鏡及該第四透鏡的阿貝數。
9. 一種攝像單元，其包括：一光電轉換元件，用以對被攝物進行光電轉換；以及如申請專利範圍第1項至第8項之任一項所述之廣角鏡頭配置於該被攝物與該光電轉換元件之間的光路徑上。
10. 一種監視裝置，其包括：一顯示單元；以及如申請專利範圍第9項所述之攝像單元，電性連接至該顯示單元，其中該顯示單元用以顯示該攝像單元所拍攝的該被攝物的影像。