广角镜头的制作方法

本实用新型为涉及一种镜头，尤指一种广角镜头。

背景技术：

广角镜头的焦距短于标准镜头，其视角较大、景深较深，在同一视点观察到的景物范围要比人眼所看到的大得多，可以拍摄到更多的景物，因此，常应用于监控与车用镜头，有助于还原现场以厘清相关问题。

常见的广角镜头如中国大陆专利第CN 101359087号的“广角镜头及使用该广角镜头的车辆装置”，其从物侧至像侧依序为一具有负光焦度的第一透镜群组以及一具有正光焦度的第二透镜群组，并满足关系式：-0.15＜f10/f12＜-0.05、0.3＜f10/f14＜0.8，其中，f10表示该广角镜头的系统焦距，f12表示该第一透镜群组的有效焦距，f14表示该第二透镜群组的有效焦距。

然而，此系统在视角超过90°时，将无法有效的修正系统像差，而导致成像品质下降，因此，如何有效的修正系统像差并提高成像品质，实为一大课题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的，在于解决无法有效的修正系统像差并提高成像品质的问题。

为达上述目的，本实用新型提供一种广角镜头，由物侧至像侧依序为一第一镜片、一第二镜片、一第三镜片、一光圈、一第四镜片、一第五镜片以及一第六镜片，该第一镜片具有负屈光力，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面，该第二镜片具有负屈光力，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面，该第三镜片具有正屈光力，且其物侧面与像侧面均为凸面，该第四镜片具有正屈光力，其物侧面与像侧面均为凸面，该第五镜片具有负屈光力，其物侧面为凹面，像侧面为凸面，该第六镜片具有正屈光力，其物侧面与像侧面均为凸面，其中，该第四镜片的焦距为f4，该第五镜片的焦距为f5，该第六镜片的焦距为f6，更满足以下关系式：

-0.5＜(f4+f5)/f6＜-0.05

为达上述目的，本实用新型又提供一种广角镜头，由物侧至像侧依序为一第一镜片、一第二镜片、一第三镜片、一光圈、一第四镜片、一第五镜片以及一第六镜片，该第一镜片具有负屈光力，其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为正，该第二镜片一具有负屈光力，其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为正，该第三镜片具有正屈光力，其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为正，该第四镜片具有正屈光力，其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为正，该第五镜片具有负屈光力，其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为负，该第六镜片具有正屈光力，其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为正，其中，该第四镜片的焦距为f4，该第五镜片的焦距为f5，该第六镜片的焦距为f6，更满足以下关系式：

-0.5＜(f4+f5)/f6＜-0.05

综上所述，藉由满足关系式-0.5＜(f4+f5)/f6＜-0.05，可以有效的修正系统像差，并通过适当的屈光力配置，可以产生高品质的影像。

附图说明

图1，为本实用新型第一实施例的光学系统示意图。

图2，为本实用新型第一实施例的色差示意图。

图3A～3C，为本实用新型第一实施例的横向光扇示意图。

图4，为本实用新型第二实施例的光学系统示意图。

图5，为本实用新型第二实施例的色差示意图。

图6A～6C，为本实用新型第二实施例的横向光扇示意图。

图7，为本实用新型第三实施例的光学系统示意图。

图8，为本实用新型第三实施例的色差示意图。

图9A～9C，为本实用新型第三实施例的横向光扇示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

请参阅图1至图9C所示，本实用新型为一种广角镜头，由物侧至像侧依序为一具有负屈光力的第一镜片L1、一具有负屈光力的第二镜片L2、一具有正屈光力的第三镜片L3、一光圈S、一具有正屈光力的第四镜片L4、一具有负屈光力的第五镜片L5、一具有正屈光力的第六镜片L6以及一滤光片10，该第一镜片L1的物侧面为凸面，像侧面为凹面，而其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为正，该第二镜片L2的物侧面为凸面，像侧面为凹面，而其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为正，该第三镜片L3的物侧面与像侧面均为凸面，其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为正，该第四镜片L4的物侧面与像侧面均为凸面，其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为正，该第五镜片L5的物侧面为凹面，像侧面为凸面，其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为负，该第六镜片L6的物侧面与像侧面均为凸面，其物侧面曲率半径大于像侧面曲率半径，且物侧面曲率半径数值为正。

其中，该第一镜片L1、该第四镜片L4、该第五镜片L5的材质为玻璃，且其物侧面与像侧面为球面，而该第四镜片L4与该第五镜片L5为一玻璃胶合镜片，如此一来，可以确保其影像品质，不但消除色差的效果更好，更可以于-40℃至85℃的环境温度下，仍可以具备良好的成像品质。而该第二镜片L2、该第六镜片L6的材质为塑胶，且其物侧面与像侧面为非球面，而于本实用新型中，该第三镜片L3的材质可以为玻璃或塑胶，若为玻璃，则其物侧面与像侧面为球面，而若为塑胶，其物侧面与像侧面则为非球面。

此外，该第四镜片L4的焦距为f4，该第五镜片L5的焦距为f5，该第六镜片L6的焦距为f6，更满足以下关系式：

-0.5＜(f4+f5)/f6＜-0.05

如此可以有效的修正系统像差。

而该第四镜片L4的折射率为N4，该第五镜片L5的折射率为N5，更满足以下关系式：

0.2<N5-N4<0.3

可以有效的修正系统色差。

该广角镜头的系统长度为TTL，该广角镜头的整体有效焦距为f，更满足以下关系式：

8≦TTL/f≦17

如此一来，可以达到系统小型化的效果。

最后，该第二镜片L2的焦距为f2，该第三镜片L3的焦距为f3，该第四镜片L4的焦距为f4，该第五镜片L5的焦距为f5，更满足以下关系式：

-10≦(f2+f3)/(f4+f5)≦0

藉由满足此关系式，可以确保光线在光圈S前的转折较小，以降低系统敏感度。

续参阅图1所示，为本实用新型第一实施例的光学系统示意图，由物侧至像侧依序为一第一镜片L1、一第二镜片L2、一第三镜片L3、一光圈S、一第四镜片L4、一第五镜片L5、一第六镜片L6以及一滤光片10，该第一镜片L1具有负屈光力，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面，该第二镜片L2具有负屈光力，且其物侧面为凸面，像侧面为凹面，该第三镜片L3具有正屈光力，且其物侧面与像侧面均为凸面，该第四镜片L4具有正屈光力，其物侧面与像侧面均为凸面，该第五镜片L5具有负屈光力，其物侧面为凹面，像侧面为凸面，该第六镜片L6具有正屈光力，其物侧面与像侧面均为凸面。

而于本实施例中，该第一镜片L1、该第四镜片L4、该第五镜片L5的材质为玻璃，且其物侧面与像侧面为球面，该第四镜片L4与该第五镜片L5为一玻璃胶合镜片，采用玻璃胶合镜片可以确保其影像品质并可有效的修正色差，而该第二镜片L2、该第三镜片L3、该第六镜片L6的材质为塑胶，且其物侧面与像侧面为非球面。

本实施例的详细数值如表一所示：

表一

其中，表面1为该第一镜片L1的物侧面，表面2为该第一镜片L1的像侧面，表面3为该第二镜片L2的物侧面，表面4为该第二镜片L2的像侧面，表面5为该第三镜片L3的物侧面，表面6为该第三镜片L3的像侧面，表面8为该第四镜片L4的物侧面，表面10为该第五镜片L5的物侧面，表面11为该第五镜片L5的像侧面，表面12为该第六镜片L6的物侧面，表面13为该第六镜片L6的像侧面，本实用新型的各实施例皆同，便不再于后多加赘述。

而表面1的间隔为该第一镜片L1的物侧面的距离至该第一镜片L1的像侧面的距离；表面2的间隔为该第一镜片L1的像侧面至该第二镜片L2的物侧面的距离；表面3的间隔为该第二镜片L2的物侧面至该第二镜片L2的像侧面的距离，以此类推，至表面15的间隔为该滤光片10的像侧面至该成像面20的距离。于各实施例中，间隔的定义亦相同，亦不再于后多加赘述。

而该广角镜头的整体有效焦距为1.76mm，光圈值Fno为2.2，视野范围FOV为180°。

于本实施例中，满足以下关系式：

-0.5＜(f4+f5)/f6＜-0.05

其中，该第四镜片L4的焦距为f4，该第五镜片L5的焦距为f5，该第六镜片L6的焦距为f6，于本实施例中，(f4+f5)/f6＝-0.06，因此，可以有效的修正系统像差。

本实施例亦满足下列关系式：

0.2<N5-N4<0.3

而该第四镜片L4的折射率为N4，该第五镜片L5的折射率为N5，于本实施例中，N5-N4＝0.22，故本实施例可以有效的修正系统色差。

此外，本实施例还满足下列关系式：

8≦TTL/f≦17

该广角镜头的系统长度为TTL，该广角镜头的整体有效焦距为f，于本实施例中，TTL/f＝10.22，因此本实施例可以达到系统小型化的效果。

最后，本实施例满足以下关系式：

-10≦(f2+f3)/(f4+f5)≦0

该第二镜片L2的焦距为f2，该第三镜片L3的焦距为f3，该第四镜片L4的焦距为f4，该第五镜片L5的焦距为f5，于本实施例中，(f2+f3)/(f4+f5)＝-7.18，藉由可以确保光线在光圈S前的转折较小，以降低系统敏感度。

续搭配参阅图2、图3A～图3C所示，分别为本实用新型第一实施例的色差图与横向光扇图，于图2中，线段A的波长为0.46μm，线段B的波长为0.54μm，线段C的波长为0.64μm，并以波长0.54μm为基准，其色差介于-0.2μm至7μm之间；图3A～图3C则为在不同温度下的横向光扇图，其Y轴范围介于-20微米(μm)至20微米(μm)之间，可看出由常温20℃到低温-40℃，或是高温85℃时，其像差变化皆在10μm以内，因此，本实施例的色差与像差可被有效的修正，而具有较佳的成像品质，且藉由使该玻璃胶合镜片的设置，故在-40℃至85℃的严苛环境下，仍可确保其影像品质。

此外，由于该第二镜片L2、该第三镜片L3、该第六镜片L6的为塑胶，且物侧面与像侧面为非球面，故会满足以下非球面方程式：

其中，c＝1/r，r为表面曲率半径，h为光线在此表面的高度，k为锥面系数，A为第二阶系数，B为第四阶系数，C为第六阶系数，D为第八阶系数，E为第十阶系数，F为第十二阶系数，G为第十四阶系数，H为第十六阶系数。

而本实施例中该第二镜片L2、该第三镜片L3、该第六镜片L6的各非球面参数如表二所示：

表二

续参阅图4所示，为本实用新型第二实施例的光学系统示意图，其配置同于第一实施例，故此不再赘述，而于本实施例中，该第一镜片L1、该第四镜片L4、该第五镜片L5的材质同样为玻璃，且其物侧面与像侧面为球面，该第四镜片L4与该第五镜片L5为一玻璃胶合镜片，采用玻璃胶合镜片可以确保其影像品质并可有效的修正色差，而该第二镜片L2、该第三镜片L3、该第六镜片L6的材质为塑胶，且其物侧面与像侧面为非球面。

本实施例的详细数值如表三所示：

表三

而该广角镜头的整体有效焦距为1.92mm，光圈值Fno为2，视野范围FOV为180°。

于本实施例中，满足以下关系式：

-0.5＜(f4+f5)/f6＜-0.05

其中，该第四镜片L4的焦距为f4，该第五镜片L5的焦距为f5，该第六镜片L6的焦距为f6，于本实施例中，(f4+f5)/f6＝-0.09，因此，可以有效的修正系统像差。

本实施例亦满足下列关系式：

0.2<N5-N4<0.3

而该第四镜片L4的折射率为N4，该第五镜片L5的折射率为N5，于本实施例中，N5-N4＝0.25，故本实施例可以有效的修正系统色差。

此外，本实施例还满足下列关系式：

8≦TTL/f≦17

该广角镜头的系统长度为TTL，该广角镜头的整体有效焦距为f，于本实施例中，TTL/f＝9.37，因此本实施例可以达到系统小型化的效果。

最后，本实施例满足以下关系式：

-10≦(f2+f3)/(f4+f5)≦0

该第二镜片L2的焦距为f2，该第三镜片L3的焦距为f3，该第四镜片L4的焦距为f4，该第五镜片L5的焦距为f5，于本实施例中，(f2+f3)/(f4+f5)＝-4.16，藉由满足此关系式，可以确保光线在光圈S前的转折较小，以降低系统敏感度。

续搭配参阅图5、图6A～图6C所示，分别为本实用新型第二实施例的色差图与横向光扇图，于图5中，线段A的波长为0.46μm，线段B的波长为0.54μm，线段C的波长为0.64μm，并以波长0.54μm为基准，其色差介于-0.2μm至8μm之间；图6A～图6C则为在不同温度下的横向光扇图，其Y轴范围介于-20微米(μm)至20微米(μm)之间，可看出由常温20℃到低温-40℃，或是高温85℃时，其像差变化皆在10μm以内，因此，本实施例的色差与像差可被有效的修正，而具有较佳的成像品质，且藉由使该玻璃胶合镜片的设置，故在-40℃至85℃的严苛环境下，仍可确保其影像品质。

此外，由于该第二镜片L2、该第三镜片L3、该第六镜片L6的为塑胶，且物侧面与像侧面为非球面，故会满足以下非球面方程式：

其中，c＝1/r，r为表面曲率半径，h为光线在此表面的高度，k为锥面系数，A为第二阶系数，B为第四阶系数，C为第六阶系数，D为第八阶系数，E为第十阶系数，F为第十二阶系数，G为第十四阶系数，H为第十六阶系数。

而本实施例中该第二镜片L2、该第三镜片L3、该第六镜片L6的各非球面参数如表四所示：

表四

续参阅图7所示，为本实用新型第三实施例的光学系统示意图，其配置大致上同于第一实施例，唯一不同的是，于本实施例中，该第一镜片L1、该第三镜片L3、该第四镜片L4、该第五镜片L5的材质为玻璃，且其物侧面与像侧面为球面，该第四镜片L4与该第五镜片L5为一玻璃胶合镜片，采用玻璃胶合镜片可以确保其影像品质并可有效的修正色差，而该第二镜片L2、该第六镜片L6的材质为塑胶，且其物侧面与像侧面为非球面。

本实施例的详细数值如表五所示：

表五

而该广角镜头的整体有效焦距为1.241mm，光圈值Fno为1.8，视野范围FOV为200°。

于本实施例中，满足以下关系式：

-0.5＜(f4+f5)/f6＜-0.05

其中，该第四镜片L4的焦距为f4，该第五镜片L5的焦距为f5，该第六镜片L6的焦距为f6，于本实施例中，(f4+f5)/f6＝-0.35，因此，可以有效的修正系统像差。

本实施例亦满足下列关系式：

0.2<N5-N4<0.3

而该第四镜片L4的折射率为N4，该第五镜片L5的折射率为N5，于本实施例中，N5-N4＝0.24，故本实施例可以有效的修正系统色差。

此外，本实施例还满足下列关系式：

8≦TTL/f≦17

该广角镜头的系统长度为TTL，该广角镜头的整体有效焦距为f，于本实施例中，TTL/f＝16.12，因此本实施例可以达到系统小型化的效果。

最后，本实施例满足以下关系式：

-10≦(f2+f3)/(f4+f5)≦0

该第二镜片L2的焦距为f2，该第三镜片L3的焦距为f3，该第四镜片L4的焦距为f4，该第五镜片L5的焦距为f5，于本实施例中，(f2+f3)/(f4+f5)＝-2.11，藉由满足此关系式，可以确保光线在光圈S前的转折较小，以降低系统敏感度。

续搭配参阅图8、图9A～图9C所示，分别为本实用新型第三实施例的色差图与横向光扇图，于图8中，线段A的波长为0.46μm，线段B的波长为0.54μm，线段C的波长为0.64μm，并以波长0.54μm为基准，其色差介于-3.5μm至4μm之间；图9A～图9C则为在不同温度下的横向光扇图，其Y轴范围介于-20微米(μm)至20微米(μm)之间，可看出由常温20℃到低温-40℃，或是高温85℃时，其像差变化皆在10μm以内，因此，本实施例的色差与像差可被有效的修正，而具有较佳的成像品质，且藉由使该玻璃胶合镜片的设置，故在-40℃至85℃的严苛环境下，仍可确保其影像品质。

此外，由于该第二镜片L2、该第六镜片L6的为塑胶，且物侧面与像侧面为非球面，故会满足以下非球面方程式：

其中，c＝1/r，r为表面曲率半径，h为光线在此表面的高度，k为锥面系数，A为第二阶系数，B为第四阶系数，C为第六阶系数，D为第八阶系数，E为第十阶系数，F为第十二阶系数，G为第十四阶系数，H为第十六阶系数。

而本实施例中该第二镜片L2、该第六镜片L6的各非球面参数如表六所示：

表六

而本实施例中第一实施例至第三实施例更可推算出下列数值如表七所示：

表七

关于上表中的符号，以下作一统一说明，f为该广角镜头的系统焦距值，R1为该第一镜片L1物侧面的曲率半径，R2为该第一镜片L1像侧面的曲率半径，R3为该第二镜片L2物侧面的曲率半径，R4为该第二镜片L2像侧面的曲率半径，R5为该第三镜片L3物侧面的曲率半径，R6为该第三镜片L3像侧面的曲率半径，R7为该第四镜片L4物侧面的曲率半径，R8为该第四镜片L4像侧面的曲率半径，R9为该第五镜片L5物侧面的曲率半径，R10为该第五镜片L5像侧面的曲率半径，R11为该第六镜片L6物侧面的曲率半径，R12为该第六镜片L6像侧面的曲率半径，f1为该第一镜片L1的焦距，f2为该第二镜片L2的焦距，f3为该第三镜片L3的焦距，f4为该第四镜片L4的焦距，f5为该第五镜片L5的焦距，f6为该第六镜片L6的焦距，ATL为该广角镜头的整体镜片厚度，Gaa为该广角镜头的光轴空隙长度。

综上所述，本实用新型具有以下特点：

藉由满足关系式：-0.5＜(f4+f5)/f6＜-0.05，可以有效的修正系统像差。

藉由满足关系式：0.2<N5-N4<0.3，可以有效的修正系统色差。

藉由满足关系式：8≦TTL/f≦17，可以达到系统小型化的效果。

藉由满足关系式：-10≦(f2+f3)/(f4+f5)≦0，可以确保光线在光圈前的转折较小，以降低系统敏感度。

藉由适当的屈光力配置，可以产生高品质的影像。

将该第四镜片与该第五镜片形成玻璃胶合镜片，可以确保其影像品质，不但消除色差的效果更好，更可以于-40℃至85℃的环境温度下，仍可以具备良好的成像品质。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。