TWI594009B

TWI594009B - Wide-angle lens

Info

Publication number: TWI594009B
Application number: TW104136480A
Authority: TW
Inventors: yuan-long Cai
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-08-01
Also published as: TW201716819A

Description

廣角鏡頭

本發明係與光學鏡頭有關；特別是指一種廣角鏡頭。

近年來，光學鏡頭均有朝向輕、薄、短小的設計趨勢，以應用於車用裝置、運動裝置、行動裝置及安全監控裝置等領域的產品上。光學鏡頭在小型化的過程中，人們還希望鏡頭兼具較大的視角(Field of View，FOV)，才能夠擷取較寬廣的視野範圍。

然而，當鏡頭的視場角大於90度時，容易導致成像畸變與失真。除此之外，一般的廣角鏡頭，常用於1/3”或是1/2.7”的感光元件，而運動攝影機要求格規主要以千萬畫素的1/2.3”感光元件為主，因此，為了克服畸變或失真等像差，以及可配合1/2.3”的感光元件，鏡頭就必須採用較多的透鏡來加以補償，如此卻增加了鏡頭的厚度，與小型化的需求相違背。但是若要以較少的透鏡數或是較短的鏡頭長度來達成規格，在技術上會有一定的困難度。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種總長度短小、視角可達140度以上的廣角鏡頭。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種廣角鏡頭包括有沿著光軸從物側至像側依序排列的一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡以及一第六透鏡。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。該第四透鏡具有正屈光力。該第五透鏡具有負屈光力。該第六透鏡具有正屈光力，且該第六透鏡與第五透鏡膠合，而形成一膠合透鏡。此外，該廣角鏡頭更滿足SD2/R2>0.6之條件；其中，SD2為該第一透鏡之像側面的有效半孔徑；R2為該第一透鏡之像側面的曲率半徑。

緣以達成上述目的，本發明再提供的一種廣角鏡頭包括有沿著光軸從物側至像側依序排列的一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡以及一第六透鏡。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。該第四透鏡具有正屈光力。該第五透鏡具有負屈光力。該第六透鏡具有正屈光力，且該第六透鏡與第五透鏡膠合，而形成一膠合透鏡。此外，該廣角鏡頭更滿足EFL×(FOV/360)×π>3之條件；其中，EFL為該廣角鏡頭的有效焦距；FOV為該廣角鏡頭的視角。

本發明之效果在於，透過上述之鏡片結構與光學條件式之設計，除了視角大於140度以及可適用於如1/2.3”的大尺寸感光元件之外，廣角鏡頭內的鏡片限制在6片，可維持廣角鏡頭整體的輕薄短小，此外，還同時矯正從可見光到紅外光的像差，以保持高解析度，在容易製造以及組裝。

〔本發明〕

100‧‧‧刀夾裝置

10‧‧‧基座

10a‧‧‧頂面

10b‧‧‧底面

10c‧‧‧嵌合槽

10d‧‧‧第一螺孔

10e‧‧‧第二螺孔

10f‧‧‧定位孔

12‧‧‧環框

14‧‧‧結合座

14a‧‧‧承載面

14b‧‧‧擋垣

20‧‧‧刀夾

20a‧‧‧抵靠面

20b‧‧‧凸肋

20c‧‧‧凹窩

22‧‧‧基體

22a‧‧‧穿孔

22b‧‧‧定位柱

24‧‧‧夾臂

30‧‧‧第一螺栓

30a‧‧‧頭部

40‧‧‧第二螺栓

50‧‧‧頂抵件

52‧‧‧第一片體

52a‧‧‧第一孔

52b‧‧‧第二孔

54‧‧‧第二片體

54a‧‧‧頂出端

1、2‧‧‧刀桿

1a‧‧‧結合槽

1b、2a‧‧‧環形槽

圖1為本發明第一實施例之廣角鏡頭的架構圖。

圖2為圖1之廣角鏡頭的縱向球差曲線圖。

圖3為圖1之廣角鏡頭的場曲圖。

圖4為圖1之廣角鏡頭的畸變圖。

圖5為本發明第二實施例之廣角鏡頭的架構圖。

圖6為圖5之廣角鏡頭的縱向球差曲線圖。

圖7為圖5之廣角鏡頭的場曲圖。

圖8為圖5之廣角鏡頭的畸變圖。

為能更清楚地說明本發明，以下茲舉第一及第二實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1及圖5所示，詳細說明如後。其中，圖1為本發明第一實施例之廣角鏡頭1，圖5為本發明第二實施例之廣角鏡頭2。

其中，上述之該等廣角鏡頭1、2各別包含有沿一光軸Z且由一物側至一像側依序排列之一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4、一第五透鏡L5以及一第六透鏡L6。另外，依使用上之需求，該第三透鏡L3與該第四透鏡L4之間設置有一光圈STO，以減少入射於廣角鏡頭1內的雜散光，而提昇影像品質。

第一實施例以及第二實施例的該第一透鏡L1以及該第二透鏡L2為新月形透鏡具有負屈光力，且該第一透鏡L1以及該第二透鏡L2的凸面S1、S3朝向物側，如此一來，可增加廣角鏡頭1的視角。

第一實施例的該第三透鏡L3為凹凸透鏡，具有正屈光力，且凹面S5為非球表面並朝向物側，凸面S6為非球表面朝向像側。在第二實施例中，第三透鏡L3為雙凸透鏡，具有正屈光力，且凸面S5為非球表面並朝向物側，凸面S6為非球表面朝向像側。第一實施例以及第二實施例的該第四透鏡L4為凹凸透鏡，具有正屈光力，且凹面S8朝向物側，凸面S9朝向像側。該第三透鏡L3以及該第四透鏡L4之組合可有效地達到消除球差(Spherical aberration)、慧差(Coma aberration)、像散(Astigmatism)等像差之目的。在其他實施例中，除第三透鏡L3為非球面鏡片外，該第四透鏡L4的凹面S8以及凸面S9至少其中之一面亦可設計為非球表面，也可達到消除球差(Spherical aberration)、慧差(Coma aberration)、像散(Astigmatism)等像差之目的。

第一實施例以及第二實施例的該第五透鏡L5為凹凸透鏡，具有負屈光力，且凸面S10朝向物側，凹面朝向像側。該第六透鏡L6為雙凸透鏡，具有正屈光力。該第五透鏡L5與該第六透鏡L6相互膠合，而形成一膠合透鏡，且該膠合透鏡具有正屈光力。透過該第五透鏡L5與該第六透鏡L6所形成的膠合透鏡，能有地消除軸上色差(Axial chromatic aberration)以及橫向色差(Lateral color)。

另外，本實施例的該些廣角鏡頭1、2，更滿足下列條件：

(1)SD2/R2>0.6。

(2)EFL×(FOV/360)×π>3。

(3)第四透鏡L4之阿貝數大於71。

上述第(1)點的條件中，SD2為該些第一透鏡L1之像側面的有效半孔徑；R2為該些第一透鏡L1之像側面的曲率半徑。上述第(2)點的條件中，EFL為該些廣角鏡頭1、2的有效焦距；FOV為該些廣角鏡頭1、2的視角。

本實施例的該些廣角鏡頭1、2藉由滿足上述第(1)點至第(3)點的條件，使廣角鏡頭1具有較高的成像品質、較大的視角，以及可滿足大尺寸的感光元件。舉例來說，藉由符合上述第(1)點的條件，即能有效的增加廣角鏡頭1的視角。藉由符合上述第(2)點的條件，使廣角鏡頭1能滿足大尺寸的感光元件以及高畫素的解析度要求。藉由符合上述第(3)點的條件，使廣角鏡頭1能有效地消除色差。

下列表一以及表二分別顯示第一以及第二實施例之廣角鏡頭1、2的有效焦距EFL、光圈Fno、視角FOV以及各個透鏡表面的光軸Z通過處的曲率半徑R、各表面與下一表面於光軸Z上之距離D、各鏡片之折射率Nd、各鏡片之阿貝數Vd、有效半孔徑。

另外，第一以及第二實施例第三透鏡L3的非球面表面S5及S6之表面凹陷度z由下列公式所得到：

其中：z：非球面表面之凹陷度；c：曲率半徑之倒數；h：表面之離軸半高；k：圓錐係數；A~I：表面之離軸半高h的各階係數。

本發明之第一以及第二廣角鏡頭1、2的各個非球面表面S5及S6的非球面係數k及各階係數A~I，依序如表三以及表四所示：

藉由上述表一可知，第一實施例的廣角鏡頭1符合上述第(1)點至第(3)點的條件，其中廣角鏡頭1的SD2/R2為0.753，符合上述第(1)點中SD2/R2>0.6之條件。廣角鏡頭1的EFL×(FOV/360)×π為4.05，符合上述第(2)點中EFL×(FOV/360)×π>3之條件。至於第(3)點之條件如上述表一所示，而不再贅述。

如此一來，請參閱圖2至圖4，本實施例之該廣角鏡頭1藉由上述的鏡片L1~L6及光圈STO之設計，在成像品質上也可達到要求，其中，該廣角鏡頭1在圖2可看出，縱向球差不超過0.2mm。由圖3可看出，最大埸曲不超過0.5mm與-0.5mm。由圖4可看出，畸變量不超過-80%。

藉由上述表二可知，第二實施例的廣角鏡頭2符合上述第(1)點至第(3)點的條件，其中廣角鏡頭1的SD2/R2為0.88，符合上述第(1)點中SD2/R2>0.6之條件。廣角鏡頭2的EFL×(FOV/360)×π為4.71，符合上述第(2)點中EFL×(FOV/360)×π>3之條件。至於第(3)點之條件如上述表二所示，而不再贅述。

如此一來，請參閱圖6至圖8，本實施例之該廣角鏡頭1藉由上述的鏡片L1~L6及光圈STO之設計，在成像品質上也可達到要求，其中，該廣角鏡頭2在圖6可看出，縱向球差不超過0.375mm。由圖7可看出，最大埸曲不超過0.1mm與-0.15mm。由圖8可看出，畸變量不超過-80%。

綜上所述，本發明之該廣角鏡頭，透過上述之鏡片結構與光學條件式之設計，除了視角大於140度以及可適用於1/2.3”的大尺寸感光元件之外，廣角鏡頭內的鏡片限制在6片，可維持廣角鏡頭整體的輕薄短小，此外，還同時矯正從可見光到紅外光的像差，以保持高解析度，在容易製造以及組裝。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

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

STO‧‧‧光圈

S1~S13‧‧‧面

Z‧‧‧光軸

Claims

一種廣角鏡頭，沿著光軸從物側至像側依序包括：一第一透鏡，具有負屈光力；一第二透鏡，具有負屈光力；一第三透鏡，具有正屈光力；一第四透鏡，具有正屈光力；一第五透鏡，具有負屈光力；以及一第六透鏡，具有正屈光力，且該第六透鏡與第五透鏡膠合，而形成一膠合透鏡；此外，該廣角鏡頭更滿足SD2/R2>0.6之條件；其中，SD2為該第一透鏡之像側面的有效半孔徑；R2為該第一透鏡之像側面的曲率半徑。
如請求項1所述之廣角鏡頭，該廣角鏡頭更滿足EFL×(FOV/360)×π>3之條件；其中，EFL為該廣角鏡頭的有效焦距；FOV為該廣角鏡頭的視角。
如請求項1所述之廣角鏡頭，其中該第四透鏡之阿貝數大於71。
如請求項1所述之廣角鏡頭，其中該第三透鏡與該第四透鏡之其中至少一透鏡之至少一表面為非球面表面。
如請求項1所述之廣角鏡頭，其中該膠合透鏡具有正屈光力。
如請求項1所述之廣角鏡頭，更包括一光圈，且該光圈位在該第三透鏡與第四透鏡之間。
一種廣角鏡頭，沿著光軸從物側至像側依序包括：一第一透鏡，具有負屈光力；一第二透鏡，具有負屈光力；一第三透鏡，具有正屈光力；一第四透鏡，具有正屈光力；一第五透鏡，具有負屈光力；以及一第六透鏡，具有正屈光力，且該第六透鏡與第五透鏡膠合，而形成一膠合透鏡；此外，該廣角鏡頭更滿足EFL×(FOV/360)×π>3之條件；其中，EFL為該廣角鏡頭的有效焦距；FOV為該廣角鏡頭的視角；其中，該第三透鏡與該第四透鏡之其中至少一透鏡之至少一表面為非球面。
如請求項7所述之廣角鏡頭，其中該第四透鏡之阿貝數大於71。
如請求項7所述之廣角鏡頭，其中該膠合透鏡具有正屈光力。
如請求項7所述之廣角鏡頭，更包括一光圈，且該光圈位在該第三透鏡與第四透鏡之間。