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廣角鏡頭的制作方法

文檔序號:12269367閱讀:458來源:國知局
廣角鏡頭的制作方法與工藝

本發(fā)明有關于一種廣角鏡頭。



背景技術:

數(shù)字相機與手機不斷的往高畫素與輕量化發(fā)展,使得小型化與具有高分辨率的廣角鏡頭需求大增?,F(xiàn)有的三片透鏡組成的成像鏡頭大都采用一片低阿貝系數(shù)(Abbe Number)透鏡與兩片高阿貝系數(shù)(Abbe Number)透鏡組合,其中最靠近像側(cè)的透鏡具有低阿貝系數(shù)(Abbe Number),另外兩片透鏡具有高阿貝系數(shù)(Abbe Number),再搭配前置光圈,以達到鏡頭小型化與提高分辨率的目的。但是,上述的現(xiàn)有成像鏡頭其視角較小,當溫度達到攝氏60度時其分辨率會變差,當被攝物與鏡頭距離拉近到300mm時其分辨率也會變差,所以需要有另一種架構的鏡頭設計,才能提升上述成像鏡頭的特性以滿足現(xiàn)今的需求。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明要解決的技術問題在于,針對現(xiàn)有技術中的成像鏡頭視角較小且分辨率差的缺陷,提供一種廣角鏡頭,其鏡頭總長度短小、視角較大,但是仍具有良好的光學性能。

本發(fā)明為解決其技術問題所采用的技術方案是,提供一種廣角鏡頭沿著光軸從物側(cè)至像側(cè)依序包括第一透鏡、第二透鏡、光圈及第三透鏡。第一透鏡為雙凹透鏡具有負屈光力。第二透鏡為凸凹透鏡具有正屈光力,此第二透鏡的凸面朝向物側(cè)凹面朝向像側(cè)。第三透鏡具有正屈光力且包括凸面朝向像側(cè)。廣角鏡頭滿足以下條件:2.9<DL1/DL2<3.1;其中,DL1為第一透鏡的有效直徑,DL2為第二透鏡的有效直徑。第一透鏡的物側(cè)面于靠近光軸處呈凹面,此凹面愈遠離光軸時,此凹面的屈光力愈弱。

其中第三透鏡可更包括凸面朝向物側(cè)。

其中第一透鏡的物側(cè)面包括二反曲點。

其中第一透鏡及第三透鏡的阿貝系數(shù)(Abbe Number)大于第二透鏡的阿貝系數(shù)(Abbe Number)。

其中廣角鏡頭滿足以下條件:1.48mm<TLT<1.50mm;其中,TLT為廣角鏡頭中所有具屈光力的透鏡于光軸上的厚度的總和。

其中廣角鏡頭滿足以下條件:Vd1>40,Vd2<40,Vd3>40;其中,Vd1為第一透鏡的阿貝系數(shù)(Abbe Number),Vd2為第二透鏡的阿貝系數(shù)(Abbe Number),Vd3為第三透鏡的阿貝系數(shù)(Abbe Number)。

其中第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡滿足以下條件:-3<f/f2+f/f3-f/f1<7;其中,f為廣角鏡頭的有效焦距,f1為第一透鏡的有效焦距,f2為第二透鏡的有效焦距,f3為第三透鏡的有效焦距。

其中第二透鏡及第三透鏡滿足以下條件:2<Vd3-Vd2<74;其中,Vd2為第二透鏡的阿貝系數(shù)(Abbe Number),Vd3為第三透鏡的阿貝系數(shù)(Abbe Number)。

其中第三透鏡由玻璃材質(zhì)制成。

其中第一透鏡及第二透鏡由塑料材質(zhì)制成。

其中第一透鏡至少有一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面,第二透鏡至少有一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面,第三透鏡至少有一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面。

實施本發(fā)明的廣角鏡頭,具有以下有益效果:其鏡頭總長度短小、視角較大,但是仍具有良好的光學性能,當溫度達到攝氏60度或拍攝距離為30mm時,鏡頭分辨率也能滿足要求。

附圖說明

為使本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例并配合附圖做詳細說明。

圖1是依據(jù)本發(fā)明的廣角鏡頭的第一實施例的透鏡配置與光路示意圖。

圖2A是圖1的廣角鏡頭的場曲圖。

圖2B是圖1的廣角鏡頭的畸變圖。

圖2C是圖1的廣角鏡頭的調(diào)變轉(zhuǎn)換函數(shù)圖。

圖3是依據(jù)本發(fā)明的廣角鏡頭的第二實施例的透鏡配置與光路示意圖。

圖4A是圖3的廣角鏡頭的場曲圖。

圖4B是圖3的廣角鏡頭的畸變圖。

圖4C是圖3的廣角鏡頭的調(diào)變轉(zhuǎn)換函數(shù)圖。

具體實施方式

請參閱圖1,圖1是依據(jù)本發(fā)明的廣角鏡頭的第一實施例的透鏡配置與光路示意圖。廣角鏡頭1沿著光軸OA1從物側(cè)至像側(cè)依序包括第一透鏡L11、第二透鏡L12、光圈ST1、第三透鏡L13及濾光片OF1。成像時,來自物側(cè)的光線最后成像于成像面IMA1上。第一透鏡L11具有負屈光力由塑料材質(zhì)制成,其物側(cè)面S11為凹面像側(cè)面S12為凹面,物側(cè)面S11與像側(cè)面S12皆為非球面表面且物側(cè)面S11具有兩個反曲點,第一透鏡L11的物側(cè)面S11于靠近光軸OA1處呈凹面,此凹面愈遠離光軸時,此凹面的屈光力愈弱。第二透鏡L12具有正屈光力由塑料材質(zhì)制成,其物側(cè)面S13為凸面像側(cè)面S14為凹面,物側(cè)面S13與像側(cè)面S14皆為非球面表面。第三透鏡L13具有正屈光力由玻璃材質(zhì)制成,其物側(cè)面S16為凸面像側(cè)面S17為凸面,物側(cè)面S16與像側(cè)面S17皆為非球面表面。濾光片OF1的物側(cè)面S18與像側(cè)面S19皆為平面。在第一實施例中,第一透鏡L11及第三透鏡L13的阿貝系數(shù)大于第二透鏡L12的阿貝系數(shù)。

另外,為使本發(fā)明的廣角鏡頭能保持良好的光學性能,第一實施例中的廣角鏡頭1需滿足底下七條件:

2.9<D1L11/D1L12<3.1 (1)

1.48mm<TLT1<1.50mm (2)

Vd11>40 (3)

Vd12<40 (4)

Vd13>40 (5)

-3<f1/f12+f1/f13-f1/f11<7 (6)

2<Vd13-Vd12<74 (7)

其中,D1L11為第一透鏡L11的有效直徑,D1L12為第二透鏡L12的有效直徑,上述第一透鏡L11的有效直徑D1L11是指從第一透鏡L11的一邊緣通過第一透鏡L11的中心點至另一邊緣的直線長度,第二透鏡L12的有效直徑D1L12是指從第二透鏡L12的一邊緣通過第二透鏡L12的中心點至另一邊緣的直線長度,TLT1為廣角鏡頭1中所有具屈光力的透鏡于光軸OA1上的厚度的總和,Vd11為第一透鏡L11的阿貝系數(shù)(Abbe Number),Vd12為第二透鏡L12的阿貝系數(shù)(Abbe Number),Vd13為第三透鏡L13的阿貝系數(shù)(Abbe Number),f1為廣角鏡頭1的有效焦距,f11為第一透鏡L11的有效焦距,f12為第二透鏡L12的有效焦距,f13為第三透鏡L13的有效焦距。

利用上述透鏡與光圈ST1的設計,使得廣角鏡頭1能有效的縮短鏡頭總長度、增大視角、有效的修正像差、在溫度達到攝氏60度時鏡頭分辨率也能滿足要求。

表一為圖1中廣角鏡頭1的各透鏡的相關參數(shù)表,表一數(shù)據(jù)顯示第一實施例的廣角鏡頭1的有效焦距等于0.8074mm、光圈值等于2.2、鏡頭總長度等于3.26mm、視角等于120°、第一透鏡L11的有效直徑等于1.53mm、第二透鏡L12的有效直徑等于0.52mm、工作環(huán)境溫度等于攝氏60度、被攝物1與廣角鏡頭1的距離等于2000mm。

表一

表一中各個透鏡的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到:

z=ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14+Gh16

其中:

c:曲率;

h:透鏡表面任一點至光軸的垂直距離;

k:圓錐系數(shù);

A~G:非球面系數(shù)。

表二為表一中各個透鏡的非球面表面的相關參數(shù)表,其中k為圓錐系數(shù)(Conic Constant)、A~G為非球面系數(shù)。

表二

第一實施例的廣角鏡頭1,其第一透鏡L11的有效直徑D1L11=1.53mm, 第二透鏡L12的有效直徑D1L12=0.52mm,廣角鏡頭1中所有具屈光力的透鏡于光軸OA1上的厚度的總和TLT1=1.488mm,第一透鏡L11的阿貝系數(shù)(Abbe Number)Vd11=55.71,第二透鏡L12的阿貝系數(shù)(Abbe Number)Vd12=23.9,第三透鏡L13的阿貝系數(shù)(Abbe Number)Vd13=57.54,廣角鏡頭1的有效焦距f1=0.8074mm,第一透鏡L11的有效焦距f11=-1.0781mm,第二透鏡L12的有效焦距f12=1.9537mm,第三透鏡L13的有效焦距f13=0.889495mm,由上述數(shù)據(jù)可得到D1L11/D1L12=2.94、TLT1=1.488mm、Vd11=55.71、Vd12=23.9、Vd13=57.54、f1/f12+f1/f13–f1/f11=2.0698、Vd13-Vd12=33.64皆能滿足上述條件(1)至條件(7)的要求。

另外,第一實施例的廣角鏡頭1的光學性能也可達到要求,這可從圖2A至圖2C看出。圖2A所示的,是第一實施例的廣角鏡頭1的場曲(Field Curvature)圖。圖2B所示的,是第一實施例的廣角鏡頭1的畸變(Distortion)圖。圖2C所示的,是第一實施例的廣角鏡頭1的調(diào)變轉(zhuǎn)換函數(shù)(Modulation Transfer Function)圖。

由圖2A可看出,第一實施例的廣角鏡頭1對波長為0.471μm、0.555μm、0.650μm的光線所產(chǎn)生的子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向場曲介于-0.05㎜至0.07㎜之間。由圖2B(圖中的三條線幾乎重合,以致于看起來只有一條線)可看出,第一實施例的廣角鏡頭1對波長為0.471μm、0.555μm、0.650μm的光線所產(chǎn)生的畸變介于-23%至0%之間。由圖2C可看出,第一實施例的廣角鏡頭1對波長范圍介于0.471μm至0.650μm的光線,分別于子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向,視場角度分別為0.000度、12.00度、24.00度、42.00度、60.00度,空間頻率介于0lp/mm至83lp/mm,其調(diào)變轉(zhuǎn)換函數(shù)值介于0.51至1.0之間。顯見第一實施例的廣角鏡頭1的場曲、畸變都能被有效修正,工作環(huán)境溫度等于攝氏60度時,鏡頭分辨率也能滿足要求,從而得到較佳的光學性能。

請參閱圖3,圖3是依據(jù)本發(fā)明的廣角鏡頭的第二實施例的透鏡配置與光路示意圖。廣角鏡頭2沿著光軸OA2從物側(cè)至像側(cè)依序包括第一透鏡L21、第二透鏡L22、光圈ST2、第三透鏡L23及濾光片OF2。成像時,來自物側(cè)的光 線最后成像于成像面IMA2上。第一透鏡L21具有負屈光力由塑料材質(zhì)制成,其物側(cè)面S21為凹面像側(cè)面S22為凹面,物側(cè)面S21與像側(cè)面S22皆為非球面表面且物側(cè)面S21具有兩個反曲點,第一透鏡L21的物側(cè)面S21于靠近光軸OA2處呈凹面,此凹面愈遠離光軸時,此凹面的屈光力愈弱。第二透鏡L22具有正屈光力由塑料材質(zhì)制成,其物側(cè)面S23為凸面像側(cè)面S24為凹面,物側(cè)面S23與像側(cè)面S24皆為非球面表面。第三透鏡L23具有正屈光力由玻璃材質(zhì)制成,其物側(cè)面S26為凸面像側(cè)面S27為凸面,物側(cè)面S26與像側(cè)面S27皆為非球面表面。濾光片OF2的物側(cè)面S28與像側(cè)面S29皆為平面。在第二實施例中,第一透鏡L21及第三透鏡L23的阿貝系數(shù)大于第二透鏡L22的阿貝系數(shù)。

另外,為使本發(fā)明的廣角鏡頭能保持良好的光學性能,第二實施例中的廣角鏡頭2需滿足底下七條件:

2.9<D2L21/D2L22<3.1 (8)

1.48mm<TLT2<1.50mm (9)

Vd21>40 (10)

Vd22<40 (11)

Vd23>40 (12)

-3<f2/f22+f2/f23-f2/f21<7 (13)

2<Vd23-Vd22<74 (14)

其中,D2L21為第一透鏡L21的有效直徑,D2L22為第二透鏡L22的有效直徑,上述第一透鏡L21的有效直徑D2L21是指從第一透鏡L21的一邊緣通過第一透鏡L21的中心點至另一邊緣的直線長度,第二透鏡L22的有效直徑D2L22是指從第二透鏡L22的一邊緣通過第二透鏡L22的中心點至另一邊緣的直線長度,TLT2為廣角鏡頭2中所有具屈光力的透鏡于光軸OA2上的厚度的總和,Vd21為第一透鏡L21的阿貝系數(shù)(Abbe Number),Vd22為第二透鏡L22的阿貝系數(shù)(Abbe Number),Vd23為第三透鏡L23的阿貝系數(shù)(Abbe Number),f2為廣角鏡頭2的有效焦距,f21為第一透鏡L21的有效焦距,f22為第二透鏡L22的有效焦距,f23為第三透鏡L23的有效焦距。

利用上述透鏡與光圈ST2的設計,使得廣角鏡頭2能有效的縮短鏡頭 總長度、增大視角、有效的修正像差、在拍攝距離為300mm時鏡頭分辨率也能滿足要求。

表三為圖3中廣角鏡頭2的各透鏡的相關參數(shù)表,表三數(shù)據(jù)顯示第二實施例的廣角鏡頭2的有效焦距等于0.7067mm、光圈值等于2.2、鏡頭總長度等于3.27mm、視角等于120°、第一透鏡L21的有效直徑等于1.5mm、第二透鏡L22的有效直徑等于0.49mm、工作環(huán)境溫度等于攝氏40度、被攝物2與廣角鏡頭2的距離等于300mm。

表三

表三中各個透鏡的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到:

z=ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14+Gh16

其中:

c:曲率;

h:透鏡表面任一點至光軸的垂直距離;

k:圓錐系數(shù);

A~G:非球面系數(shù)。

表四為表三中各個透鏡的非球面表面的相關參數(shù)表,其中k為圓錐系數(shù)(Conic Constant)、A~G為非球面系數(shù)。

表四

第二實施例的廣角鏡頭2,其第一透鏡L21的有效直徑D2L21=1.5mm,第二透鏡L22的有效直徑D2L22=0.49mm,廣角鏡頭2中所有具屈光力的透鏡于光軸OA2上的厚度的總和TLT2=1.491mm,第一透鏡L21的阿貝系數(shù)(Abbe Number)Vd21=55.71,第二透鏡L22的阿貝系數(shù)(Abbe Number)Vd22=23.9,第三透鏡L23的阿貝系數(shù)(Abbe Number)Vd23=80,廣角鏡頭2的有效焦距f2=0.7067mm,第一透鏡L21的有效焦距f21=-1.2239mm,第二透鏡L22的有效焦距f22=1.9537mm,第三透鏡L23的有效焦距f23=0.8384mm,由上述數(shù)據(jù)可得到D2L21/D2L22=3.06、TLT2=1.491mm、Vd21=55.71、Vd22=23.9、Vd23=80、f2/f22+f2/f23–f2/f21=1.782、Vd23-Vd22=56.1皆能滿足上述條件(8)至條件 (14)的要求。

另外,第二實施例的廣角鏡頭2的光學性能也可達到要求,這可從圖4A至圖4C看出。圖4A所示的,是第二實施例的廣角鏡頭2的場曲(Field Curvature)圖。圖4B所示的,是第二實施例的廣角鏡頭2的畸變(Distortion)圖。圖4C所示的,是第二實施例的廣角鏡頭2的調(diào)變轉(zhuǎn)換函數(shù)(Modulation Transfer Function)圖。

由圖4A可看出,第二實施例的廣角鏡頭2對波長為0.471μm、0.555μm、0.650μm的光線所產(chǎn)生的子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向場曲介于-0.04㎜至0.07㎜之間。由圖4B(圖中的三條線幾乎重合,以致于看起來只有一條線)可看出,第二實施例的廣角鏡頭2對波長為0.471μm、0.555μm、0.650μm的光線所產(chǎn)生的畸變介于-24.5%至0%之間。由圖4C可看出,第二實施例的廣角鏡頭2對波長范圍介于0.471μm至0.650μm的光線,分別于子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向,視場角度分別為0.000度、12.00度、24.00度、42.00度、60.00度,空間頻率介于0lp/mm至83lp/mm,其調(diào)變轉(zhuǎn)換函數(shù)值介于0.6至1.0之間。顯見第二實施例的廣角鏡頭2的場曲、畸變都能被有效修正,被攝物2與廣角鏡頭2的距離等于300mm時,鏡頭分辨率也能滿足要求,從而得到較佳的光學性能。

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