TWI701457B - 廣角鏡頭 - Google Patents
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Abstract
一種廣角鏡頭沿著一光軸從一物側至一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、一第六透鏡、一第七透鏡及一第八透鏡。第一透鏡為彎月型透鏡具有負屈光力,此第一透鏡之凸面朝向物側凹面朝向像側。第二透鏡為雙凹透鏡具有負屈光力。第三透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力。第四透鏡包括一凸面,此凸面朝向物側。第五透鏡具有正屈光力且包括一凸面,此凸面朝向像側。第六透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力。第七透鏡為雙凹透鏡具有負屈光力。第八透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力。
Description
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,除了不斷朝向小型化與廣視角化發展外,隨著不同的應用需求,還需同時具備高解析度與抗環境溫度變化的能力,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,才能同時滿足小型化、廣視角、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,其鏡頭總長度短小、視角較大、抗環境溫度變化,但是仍具有良好的光學性能,鏡頭解析度也能滿足要求。
本發明之廣角鏡頭沿著一光軸從一物側至一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、一第六透鏡、一第七透鏡及一第八透鏡。第一透鏡為彎月型透鏡具有負屈光力,此第一透鏡之凸面朝向物側凹面朝向像側。第二透鏡為雙凹透鏡具有負屈光力。第三透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力。第四透鏡包括一凸面,此凸面朝向物側。第五透鏡具有正屈光力且包括一凸面,此凸面朝向像側。第六透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力。第七透鏡為雙凹透鏡具有負屈光力。第八透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力。
其中第四透鏡及第五透鏡膠合成一膠合透鏡。
其中第六透鏡及第七透鏡膠合成一膠合透鏡。
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、第七透鏡及第八透鏡係由玻璃材質製成。
其中第二透鏡及第八透鏡之每一透鏡中至少有一面為非球面表面。
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、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
L18、L28、L38:第八透鏡
ST1、ST2、ST3:光圈
OF1、OF2、OF3:濾光片
IMA1、IMA2、IMA3:成像面
OA1、OA2、OA3:光軸
S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17:面
S18、S19、S110、S111、S112、S113:面
S114、S115、S116、S117:面
S21、S22、S23、S24、S25、S26、S27:面
S28、S29、S210、S211、S212、S213:面
S214、S215、S216、S217:面
S31、S32、S33、S34、S35、S36、S37:面
S38、S39、S310、S311、S312、S313:面
S314、S315、S316、S317: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與光路示意圖。
第2A圖係第1圖之廣角鏡頭之縱向球差圖。
第2B圖係第1圖之廣角鏡頭之像散場曲圖。
第2C圖係第1圖之廣角鏡頭之畸變圖。
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與光路示意圖。
第4A圖係第3圖之廣角鏡頭之縱向球差圖。
第4B圖係第3圖之廣角鏡頭之像散場曲圖。
第4C圖係第3圖之廣角鏡頭之畸變圖。
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與光路示意圖。
第6A圖係第5圖之廣角鏡頭之縱向球差圖。
第6B圖係第5圖之廣角鏡頭之像散場曲圖。
第6C圖係第5圖之廣角鏡頭之畸變圖。
請參閱第1圖,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與光路示意圖。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、一第八透鏡L18及一濾光片OF1。成像時,來自物側之光線最後成像於一成像面IMA1上。第一透鏡L11為彎月型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,物側面S11與像側面S12皆為球面表面。第二透鏡L12為雙凹透鏡具有負屈光力由玻璃材質製成,其物側面S13為非球面表面,像側面S14為非球面表面。第三透鏡L13為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S15為球面表面,像側
面S16為球面表面。第四透鏡L14為彎月型透鏡具有負屈光力由玻璃材質製成,其物側面S18為凸面像側面S19為凹面,物側面S18與像側面S19皆為球面表面。第五透鏡L15為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S19與像側面S110皆為球面表面。第四透鏡L14與第五透鏡L15膠合成一膠合透鏡。第六透鏡L16為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S111與像側面S112皆為球面表面。第七透鏡L17為雙凹透鏡具有負屈光力由玻璃材質製成,其物側面S112與像側面S113皆為球面表面。第六透鏡L16與第七透鏡L17膠合成一膠合透鏡。第八透鏡L18為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S114與像側面S115皆為非球面表面。濾光片OF1其物側面S116與像側面S117皆為平面。
其中,R171為第七透鏡L17之物側面S112之曲率半徑,R172為第七透鏡L17之像側面S113之曲率半徑,f14為第四透鏡L14之有效焦距,f1為廣角鏡頭1之有效焦距,f167為第六透鏡L16與第七透鏡L17膠合成一膠合透鏡之有效焦距,Vd14為第四透鏡L14之阿貝係數,Nd14為第四透鏡L14之折射率。
利用上述透鏡與光圈ST1之設計,使得廣角鏡頭1能有效的縮短鏡頭總長度、提高視角、有效的修正像差、提升鏡頭解析度、降低溫度變化對鏡頭解析度的影響。
表一為第1圖中廣角鏡頭1之各透鏡之相關參數表,表一資料顯示,第一實施例之廣角鏡頭1之有效焦距等於1.8288mm、光圈值等於2.0、視角等於174.3°、鏡頭總長度等於17.625mm。
表一中各個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。
表二為表一中各個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。
第一實施例之廣角鏡頭1,其第七透鏡L17之物側面S112之曲率半徑R171=-3.32024mm,第七透鏡L17之像側面S113之曲率半徑R172=7.62421mm,第四透鏡L14之有效焦距f14=-8.6650mm,廣角鏡頭1之有效焦距f1=1.8288mm,第六透鏡L16與第七透鏡L17膠合成一膠合透鏡之有效焦距f167=-15.24650mm,第四透鏡L14之阿貝係數Vd14=58.6,第四透鏡L14之折射率Nd14=1.652,由上述資料可得到(R171-R172)/(R171+R172)=-2.543、f14/f1=-4.738、f167/f1=-8.337、Vd14/Nd14=35.451,皆能滿足上述條件(1)至條件(4)之要求。
另外,第一實施例之廣角鏡頭1的光學性能也可達到要求,這可從第2A至第2C圖看出。第2A圖所示的,是第一實施例之廣角鏡頭1的縱向球差(Longitudinal Spherical Aberration)圖。第2B圖所示的,是第一實施例之廣角鏡頭1的像散場曲(Astigmatic Field Curves)圖。第2C圖所示的,是第一實施例之廣角鏡頭1的畸變(Distortion)圖。
由第2A圖可看出,第一實施例之廣角鏡頭1對波長為436.000nm、546.000nm、656.000nm之光線所產生的縱向球差值介於-0.02mm至0.00mm之間。由第2B圖可看出,第一實施例之廣角鏡頭1對波長為546.000nm之光線,於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向之像散場曲介於-0.13mm至0.02mm之間。由第2C圖可看出,第一實施例之廣角鏡頭1對波長為546.000nm之光線所產生的畸變介於-100%至0%之間。顯見第一實施例之廣角鏡頭1之縱向球差、像散場曲、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
施例的透鏡配置與光路示意圖。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、一第八透鏡L28及一濾光片OF2。成像時,來自物側之光線最後成像於一成像面IMA2上。第一透鏡L21為彎月型透鏡具有負屈光力由玻璃材質製成,其物側面S21為凸面,像側面S22為凹面,物側面S21與像側面S22皆為球面表面。第二透鏡L22為雙凹透鏡具有負屈光力由玻璃材質製成,其物側面S23為非球面表面,像側面S24為非球面表面。第三透鏡L23為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S25為球面表面,像側面S26為球面表面。第四透鏡L24為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S28與像側面S29皆為球面表面。第五透鏡L25為彎月型透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S29與像側面S210皆為球面表面。第四透鏡L24與第五透鏡L25膠合成一膠合透鏡。第六透鏡L26為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S211與像側面S212皆為球面表面。第七透鏡L27為雙凹透鏡具有負屈光力由玻璃材質製成,其物側面S212與像側面S213皆為球面表面。第六透鏡L26與第七透鏡L27膠合成一膠合透鏡。第八透鏡L28為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S214與像側面S215皆為非球面表面。濾光片OF2其物側面S216與像側面S217皆為平面。
其中,R271為第七透鏡L27之物側面S212之曲率半徑,R272為第七透鏡L27之像側面S213之曲率半徑,f24為第四透鏡L24之有效焦距,f2為廣角鏡頭2之有效焦距,f267為第六透鏡L26與第七透鏡L27膠合成一膠合透鏡之有效焦距,Vd24為第四透鏡L24之阿貝係數,Nd24為第四透鏡L24之折射率。
利用上述透鏡與光圈ST2之設計,使得廣角鏡頭2能有效的縮短鏡頭總長度、提高視角、有效的修正像差、提升鏡頭解析度、降低溫度變化對鏡頭解析度的影響。
表三為第3圖中廣角鏡頭2之各透鏡之相關參數表,表三資料顯示,第二實施例之廣角鏡頭2之有效焦距等於1.8287mm、光圈值等於2.0、視角等於173.9°、鏡頭總長度等於18.000mm。
表三中各個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。
表四為表三中各個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。
第二實施例之廣角鏡頭2,其第七透鏡L27之物側面S212之曲率半徑R271=-3.07642mm,第七透鏡L27之像側面S213之曲率半徑R272=4.61793mm,第四透鏡L24之有效焦距f24=16.2755mm,廣角鏡頭2之有效焦距f2=1.8287mm,第六透鏡L26與第七透鏡L27膠合成一膠合透鏡之有效焦距f267=-11.84770mm,第四透鏡L24之阿貝係數Vd24=23.8,第四透鏡L24之折射率Nd24=1.847,由上述資料可得到(R271-R272)/(R271+R272)=-4.991、f24/f2=8.900、f267/f2=-6.479、Vd24/Nd24=12.876,皆能滿足上述條件(5)至條件(8)之要求。
另外,第二實施例之廣角鏡頭2的光學性能也可達到要求,這可從第4A至第4C圖看出。第4A圖所示的,是第二實施例之廣角鏡頭2的縱向球差(Longitudinal Spherical Aberration)圖。第4B圖所示的,是第二實施例之廣角鏡頭2的像散場曲(Astigmatic Field Curves)圖。第4C圖所示的,是第二實施例之廣角鏡頭2的畸變(Distortion)圖。
由第4A圖可看出,第二實施例之廣角鏡頭2對波長為436.000nm、546.000nm、656.000nm之光線所產生的縱向球差值介於-0.015mm至0.008mm之間。由第4B圖可看出,第二實施例之廣角鏡頭2對波長為546.000nm之光線,於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向之像散場曲介於-0.04mm至0.01mm之間。由第4C圖可看出,第二實施例之廣角鏡頭2對波長為546.000nm之光線所產生的畸變介於-100%至0%之間。顯見第二實施例之廣角鏡頭2之縱向球差、像散場曲、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與光路示意圖。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、一第八透鏡L38及一濾光片OF3。成像時,來自物側之光線最後成像於一成像面IMA3上。第一透鏡L31為彎月型透鏡具有負屈光力由玻璃材質製成,其物側面S31為凸面,像側面S32為凹面,物側面S31與像側面S32皆為球面表面。第二透鏡L32為雙凹透鏡具有負屈光力由玻璃材質製成,其物側面S33為非球面表面,像側面S34為非球面表面。第三透鏡L33為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S35為球面表面,像側面S36為球面表面。第四透鏡L34為彎月型透鏡具有負屈光力由玻璃材質製成,其物側面S38為凸面像側面S39為凹面,物側面S38與像側面S39皆為球面表面。第五透鏡L35為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S39與像側面S310皆為球面表面。第四透鏡L34與第五透鏡L35膠合成一膠合透鏡。第六透鏡L36為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S311與像側面S312皆為球面表面。第七透鏡L37為雙凹透鏡
具有負屈光力由玻璃材質製成,其物側面S312與像側面S313皆為球面表面。第六透鏡L36與第七透鏡L37膠合成一膠合透鏡。第八透鏡L38為雙凸透鏡具有正屈光力由玻璃材質製成,其物側面S314與像側面S315皆為非球面表面。濾光片OF3其物側面S316與像側面S317皆為平面。
其中,R371為第七透鏡L37之物側面S312之曲率半徑,R372為第七透鏡L37之像側面S313之曲率半徑,f34為第四透鏡L34之有效焦距,f3為廣角鏡頭3之有效焦距,f367為第六透鏡L36與第七透鏡L37膠合成一膠合透鏡之有效焦距,Vd34為第四透鏡L34之阿貝係數,Nd34為第四透鏡L34之折射率。
利用上述透鏡與光圈ST3之設計,使得廣角鏡頭3能有效的縮短鏡頭總長度、提高視角、有效的修正像差、提升鏡頭解析度、降低溫度變化對鏡頭解析度的影響。
表五為第5圖中廣角鏡頭3之各透鏡之相關參數表,表五資料顯示,第三實施例之廣角鏡頭3之有效焦距等於1.8325mm、光圈值等於2.0、視角等於174.0°、鏡頭總長度等於18.000mm。
表五中各個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。
表六為表五中各個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。
第三實施例之廣角鏡頭3,其第七透鏡L37之物側面S312之曲率半徑R371=-4.91214mm,第七透鏡L37之像側面S313之曲率半徑R372=5.00930mm,第四透鏡L34之有效焦距f34=-20.0008mm,廣角鏡頭3之有效焦距f3=1.8325mm,第六透鏡L36與第七透鏡L37膠合成一膠合透鏡之有效焦距f367=-47.05990mm,第四透鏡L34之阿貝係數Vd34=23.8,第四透鏡L34之折射率Nd34=1.847,由上述資料可得到
(R371-R372)/(R371+R372)=-102.115、f34/f3=-10.915、f367/f3=-25.681、Vd34/Nd34=12.876,皆能滿足上述條件(9)至條件(12)之要求。
另外,第三實施例之廣角鏡頭3的光學性能也可達到要求,這可從第6A至第6C圖看出。第6A圖所示的,是第三實施例之廣角鏡頭3的縱向球差(Longitudinal Spherical Aberration)圖。第6B圖所示的,是第三實施例之廣角鏡頭3的像散場曲(Astigmatic Field Curves)圖。第6C圖所示的,是第三實施例之廣角鏡頭3的畸變(Distortion)圖。
由第6A圖可看出,第三實施例之廣角鏡頭3對波長為436.000nm、546.000nm、656.000nm之光線所產生的縱向球差值介於-0.014mm至0.007mm之間。由第6B圖可看出,第三實施例之廣角鏡頭3對波長為546.000nm之光線,於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向之像散場曲介於-0.04mm至0.01mm之間。由第6C圖可看出,第三實施例之廣角鏡頭3對波長為546.000nm之光線所產生的畸變介於-100%至0%之間。顯見第三實施例之廣角鏡頭3之縱向球差、像散場曲、畸變都能被有效修正,從而得到較佳的光學性能。
1:廣角鏡頭
L11:第一透鏡
L12:第二透鏡
L13:第三透鏡
L14:第四透鏡
L15:第五透鏡
L16:第六透鏡
L17:第七透鏡
L18:第八透鏡
ST1:光圈
OF1:濾光片
OA1:光軸
IMA1:成像面
S11、S12、S13、S14、S15:面
S16、S17、S18、S19、S110:面
S111、S112、S113、S114:面
S115、S116、S117:面
Claims (12)
- 一種廣角鏡頭,沿著一光軸從一物側至一像側依序包括:一第一透鏡,該第一透鏡具有負屈光力;一第二透鏡,該第二透鏡包括一凹面,該凹面朝向該物側,具有負屈光力;一第三透鏡,該第三透鏡具有正屈光力;一光圈;一第四透鏡,該第四透鏡包括一凸面,該凸面朝向該物側;一第五透鏡,該第五透鏡具有正屈光力;一第六透鏡,該第六透鏡為具有正屈光力;一第七透鏡,該第七透鏡為具有負屈光力;以及一第八透鏡,該第八透鏡為具有正屈光力。
- 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭,其中該第一透鏡為彎月型透鏡具有負屈光力,該第一透鏡之凸面朝向該物側凹面朝向該像側。
- 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭,其中該第二透鏡為雙凹透鏡。
- 如申請專利範圍第3項所述之廣角鏡頭,其中該第三透鏡、第六透鏡以及第八透鏡至少一為雙凸透鏡。
- 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭,其中該第五透鏡包括一凸面,該凸面朝向該像側。
- 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭,其中該第七透鏡為雙凹透鏡。
- 如申請專利範圍第5或6項所述之廣角鏡頭,其中該第四透鏡以及該第五透鏡膠合成一膠合透鏡或該第六透鏡以及該第七透鏡膠合成一膠合透鏡。
- 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭,其中該第二透鏡以及該第八透鏡之每一透鏡中至少有一面為非球面表面。
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TWI788961B (zh) * | 2021-08-19 | 2023-01-01 | 佳凌科技股份有限公司 | 光學成像鏡頭 |
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- 2016-02-26 TW TW105105814A patent/TWI701457B/zh active
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