广角光学镜头的制作方法

本发明是关于一种光学镜头，特别有关一种广角光学镜头，具有小型化、片数少及解像力良好等特点。

背景技术：

近年来，智能型手机、平板计算机、个人数字助理(PDA)和个人计算机等电子装置以及车辆都配备有相机，以显示、储存、拍摄相片或影片。另外，由于智能型手机及无线网络的蓬勃发达，使用者可以透过手机观看监视镜头的画面，也造就了IP cam产业的蓬勃发展。

诸如上述的电子产品不断朝轻薄短小的方向发展，相应地，对小尺寸和重量轻同时具备高画质的相机的需求也不断提升。另外，具有较小尺寸、较轻重量以及高分辨率的相机应具备广视角特性，以尽可能获得大范围的影像数据。然而，已知技术在减小相机尺寸的同时，为了维持广视角的特性，导致了广角镜头的畸变恶化。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中广角镜头的畸变较大的缺陷，提供一种广角光学镜头，其能够降低广视角影像的扭曲情形，具有尺寸小、镜头总长短的优点和高分辨率的光学特性。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种广角光学镜头，其从物端至像端在光轴上依序包含：第一透镜，其为具负屈光率的透镜，该第一透镜为凸面朝向物端的新月形凹透镜；第二透镜，其为具负屈光率的透镜，该第二透镜为双凹透镜，其物侧的表面凹向像端，像侧的表面凹向物端；第三透镜，其为具正屈光率的透镜；第四透镜，其为具正屈光率的透镜：第五透镜， 其为具负屈光率的透镜，该第五透镜为凸面朝向像端的新月形凹透镜；以及第六透镜，其为具正屈光率的透镜。

根据本发明实施例，其中该第二透镜物侧表面的曲率半径大于像侧表面的曲率半径。

根据本发明实施例，其中该第三透镜为双凸透镜，具有凸向物端的表面和凸向像端的表面。

根据本发明实施例，其中该第四透镜为具有凸向物端的表面和凸向像端的表面的双凸形状的透镜。

根据本发明实施例，该广角光学镜头还包含孔径光阑，其设置于该第三透镜和该第四透镜之间，用以调整形成在成像表面上的影像的光量。

根据本发明实施例，其中该第五透镜与该第四透镜构成复合透镜，该第四透镜的像侧表面与该第五透镜的物侧表面接合。

根据本发明实施例，其中该第六透镜为双凸形状的透镜，具有凸向物端的表面和凸向像端的表面。

根据本发明实施例，其中该第六透镜为非球面透镜，该第六透镜的物侧表面和像侧表面为非球面表面。

根据本发明实施例，其中该广角光学镜头满足如下条件式： 其中TL代表该第一透镜物侧的表面至成像表面在该光轴上的距离，以毫米为单位，θm代表最大半视角，以度为单位。

根据本发明实施例，其中该广角光学镜头满足如下条件式： 其中f1代表该第一透镜的焦距，L1R2代表该第一透镜像侧的表面的曲率半径。

根据本发明实施例，其中该广角光学镜头满足如下条件式： 其中L1R1s代表该第一透镜物侧的半径，f代表此光学系统 或该广角光学镜头的焦距。

根据本发明实施例，其中该广角光学镜头满足如下条件式：50≥(V4d-V5d)≥37，其中V4d代表该第四透镜的阿贝系数，V5d代表该第五透镜的阿贝系数。

本发明另一方面提供一种广角光学镜头，其从物端至像端在光轴上依序包含：第一透镜，其为具负屈光率的透镜，该第一透镜为凸面朝向物端的新月形凹透镜；第二透镜，其为具负屈光率的透镜，该第二透镜为双凹透镜，其物侧的表面凹向像端，像侧的表面凹向物端，该第二透镜物侧表面的曲率半径大于像侧表面的曲率半径；第三透镜，其为具正屈光率的透镜，该第三透镜为双凸透镜，具有凸向物端的表面和凸向像端的表面；第四透镜，其为具正屈光率的透镜，该第四透镜为具有凸向物端的表面和凸向像端的表面的双凸形状的透镜：第五透镜，其为具负屈光率的透镜，该第五透镜为凸面朝向像端的新月形凹透镜，该第五透镜与该第四透镜构成复合透镜，该第四透镜的像侧表面与该第五透镜的物侧表面接合；以及第六透镜，其为具正屈光率的透镜，该第六透镜为双凸形状的透镜，具有凸向物端的表面和凸向像端的表面。

本发明再一方面提供一种广角光学镜头，其从物端至像端在光轴上依序包含：第一透镜，其为具负屈光率的透镜，该第一透镜为凸面朝向物端的新月形凹透镜；第二透镜，其为具负屈光率的透镜，该第二透镜为双凹透镜，其物侧的表面凹向像端，像侧的表面凹向物端，该第二透镜物侧表面的曲率半径大于像侧表面的曲率半径；第三透镜，其为具正屈光率的透镜，该第三透镜为双凸透镜，具有凸向物端的表面和凸向像端的表面；第四透镜，其为具正屈光率的透镜，该第四透镜为具有凸向物端的表面和凸向像端的表面的双凸形状的透镜：第五透镜，其为具负屈光率的透镜，该第五透镜为凸面朝向像端的新月形凹透镜；以及第六透镜，其为具正屈光率的透镜，该第六透镜为双凸形状的透镜，具有凸向物端的表面和凸向像端的表面；其中该广角光学镜头满足如下条 件式： 其中TL代表该第一透镜物侧的表面至成像表面在该光轴上的距离，以毫米为单位，θm代表最大半视角，以度为单位。

本发明各个具体实施例的广角光学镜头具有尺寸小、镜头总长短和高分辨率的光学特性，同时大大降低了广视角影像的扭曲情形，且能有效修正像差。本发明的广角光学镜头可以应用于具备照相或摄影功能的任何电子产品，应用本发明的广角光学镜头的产品也能够有效缩小尺寸，达到轻薄的需求。

附图说明

图1显示本发明第一实施例的广角光学镜头的光学结构示意图。

图2A显示本发明第一实施例的广角光学镜头的场曲(Field Curvature)的表现图。

图2B显示本发明第一实施例的广角光学镜头的畸变(Distortion)的表现图。

图2C显示本发明第一实施例的广角光学镜头的纵向色收差(Longitudinal Aberration)的表现图。

图3显示本发明第二实施例的广角光学镜头的光学结构示意图。

图4A显示本发明第二实施例的广角光学镜头的场曲的表现图。

图4B显示本发明第二实施例的广角光学镜头的畸变的表现图。

图4C显示本发明第二实施例的广角光学镜头的纵向色收差的表现图。

图5显示本发明第三实施例的广角光学镜头的光学结构示意图。

图6A显示本发明第三实施例的广角光学镜头的场曲的表现图。

图6B显示本发明第三实施例的广角光学镜头的畸变的表现图。

图6C显示本发明第三实施例的广角光学镜头的纵向色收差的表现图。

具体实施方式

为让本发明的上述及其它目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

为了简单和便于理解的目的，本发明揭露中所描绘的特征及/或组件利用相对于彼此的尺寸及/或方位来例示说明，然而实际的尺寸及/或方位与所例示的尺寸及/或方位大大不同，为了清楚起见，所例示的特征及/或组件的尺寸或相对尺寸可以被夸大或缩小，并且为了清楚、简明起见，相同或类似的组件以相同的组件标号来表示，且众所周知的功能和构造的描述予以省略。

本发明提供的广角光学镜头可应用于各种具备成像装置(如相机或摄影机)的产品，诸如个人信息终端(如手机、智能型手机和平板计算机等)、行车记录器、倒车显影设备、网络摄像机(IP cam)及监视设备等。

本发明的广角光学镜头的基本结构显示于图1(对应于第一实施例)、图3(对应于第二实施例)及图5(对应于第三实施例)，其中“OA”代表此广角光学镜头的光轴、“OBJ”代表物方或物端、“IMG”代表像方或像端、“ST”代表孔径光阑(Aperture Stop)、“EG”代表玻璃件以及“IP”代表成像平面。

如图1、3及5所示，本发明各个实施例的广角光学镜头具有单一群透镜，其从物端“OBJ”至像端“IMG”依序包含第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6，此外还包含位于第三透镜L3和第五透镜L5之间的孔径光阑(較佳為第三透鏡L3和第四透鏡L4之間)“ST”以及位于第六透镜L6和成像平面“IP”之间的玻璃件“EG”。

第一透镜L1为具负屈光率的透镜，第一透镜L1较佳为凸面朝向物端的新月形凹透镜，第一透镜L1靠近物侧的曲率半径大于靠近像侧的曲率半径。

第二透镜L2为具负屈光率的透镜，第二透镜L2较佳为双凹透镜，其物侧的表面凹向像端，像侧的表面凹向物端，较佳地，第二透镜L2的物侧表面的曲率半径大于像侧表面的曲率半径。

第三透镜L3为具正屈光率的透镜，第三透镜L3较佳为双凸透镜，具有凸向物侧的表面和凸向像侧的表面。第三透镜L3靠近物侧的曲率半径可大于或小于靠近像侧的曲率半径。

第四透镜L4为具正屈光率的透镜，第四透镜L4较佳为具有凸向物侧的表面和凸向像侧的表面的双凸形状的透镜。孔径光阑“ST”被设置在第三透镜L3和第四透镜L4之间以调整形成在成像表面“IP”上的影像的光量。

第五透镜L5与第四透镜L4构成复合透镜(如图1、3及5所示，R9为其接合面，亦即第四透镜靠近像侧的表面与第五透镜靠近物侧的表面接合)。在其它优选的实施例中，第五透镜L5与第四透镜L4亦可以一段预定的距离隔开。第五透镜L5为具负屈光率的透镜，第五透镜L5较佳为凸面朝向像端的新月形凹透镜，第五透镜L5靠近像侧的曲率半径大于靠近物侧的曲率半径。

第六透镜L6为具正屈光率的透镜，第六透镜L6较佳为双凸形状的透镜，具有凸向物侧的表面和凸向像侧的表面。

本发明各个实施例的广角光学镜头中，第一透镜L1至第六透镜L6中某些透镜可以为非球面透镜。举例来说，第六透镜L6可以为非球面透镜，第六透镜L6的相对两面为非球面表面，此非球面表面的设置可以降低光学误差(例如球差)，并提升镜头的分辨率，从而制造出光学性能优异、体积小的光学镜头。非球面的第六透镜L6可利用塑料制成，以塑料制作具有加工容易、制造成本低及重量轻的优点。

在本发明中，第一透镜L1和第二透镜L2为具负屈光率的透镜，第三透镜L3和第四透镜L4为具正屈光率的透镜，第五透镜L5为具负屈光率的透镜，第六透镜L6为具正屈光率的透镜，这些透镜中某些透镜为新月形透镜和非球面透镜，此透镜的组成方案可使得大角度的入射光被适当地折射，使得影像的扭曲最小化。

再者，为使本发明的广角光学镜头能够保持良好的光学性能，本发明的广角光学镜头需满足以下条件。

首先，本发明的广角光学镜头满足如下条件式(1)。

其中TL代表第一透镜L1物侧的表面至成像表面“IP”在光轴“OA”上的距离，以毫米(mm)为单位，θm代表最大半视角，以度为单位。当光学总长TL过长，使得最大可视角度过小时，而很难得出广角影像数据；另外，若光学总长TL过短，则很难达到所要的分辨率。

本发明的广角光学镜头可选地满足如下条件式(2)。

其中f1代表第一透镜L1的焦距，以毫米为单位，L1R2代表第一透镜L1像侧的表面的曲率半径，以毫米为单位。

此外，本发明的广角光学镜头可选地满足如下条件式(3)。

其中L1R1s代表第一透镜L1物侧的半径，以毫米为单位，f代表此光学系统的焦距，以毫米为单位。

本发明的广角光学镜头亦可满足如下条件式(4)。

50≥(V4d-V5d)≥37 (4)

其中V4d代表第四透镜L4的阿贝系数Vd，V5d代表第五透镜L5的阿贝系数Vd。

透过上述的透镜组成方案及数据方案，本发明的广角光学镜头能够有效缩短镜头总长、提升镜头分辨率，同时提高视角并有效修正像差。

以下将举三个具体实施例，对本发明的广角变焦镜头作进一步详细说明，并列出各个具体实施例所采用的数据，第一实施例的透镜组成显示于图1中，第二实施例的透镜组成显示于图3中，第三实施例的透镜组成显示于图5中。

本发明的广角光学镜头中某些透镜为非球面透镜，非球面透镜的形状可以下式表示：

其中z代表非球面透镜在离透镜中心轴的相对高度时的矢(Sag)量，C表示近轴曲率半径倒数，r表示非球面透镜在离透镜中心轴的相对高度，k表示非球面透镜的圆锥常数(Conic Constant)，而A_2i为四阶以上的偶数阶的非球面修正系数。

第一实施例：

图1显示本发明第一实施例的广角光学镜头的光学结构示意图，其透镜组 成如前所述。如下表一，其显示图1中的广角光学镜头各透镜的相关参数表，表一数据显示本发明第一实施例的广角光学镜头的有效焦距或镜头总焦距为1.641mm，焦比或光圈值(F-number)为2，镜头总长度为18.5132mm，最大半视角θm为90度。此外，第一实施例中，第一透镜L1物侧的半径L1R1s为5.798mm。

表一

表二显示表一中非球面透镜的相关参数表。本发明第一实施例的广角光学镜头中第六透镜的相对两面(即R11和R12)较佳为非球面表面。

表二

第一实施例的广角光学镜头的镜头总长度或光学总长TL为18.5132mm，最大半视角θm为90度，第一透镜L1的焦距为-3.804mm，第一透镜L1像侧的表面的曲率半径L1R2为2.7506mm，第一透镜L1物侧的半径L1R1s为5.798mm，有效焦距或镜头总焦距f为1.641mm，第四透镜L4的阿贝系数V4d为68.62，第五透镜L5的阿贝系数V5d为24。由上述资料可得，TL/θm＝0.206，f1/L1R2＝－1.383，L1R1s/f＝3.533，V4d-V5d＝44.62，皆满足上述条件式(1)至(4)的要求。

图2A显示本发明第一实施例的广角光学镜头的场曲(Field Curvature)的表现图，图2B显示本发明第一实施例的广角光学镜头的畸变(Distortion)的表现图，图2C显示本发明第一实施例的广角光学镜头的纵向色收差(Longitudinal Aberration)的表现图。从图2A～2C可以看出，本发明第一实施例的场曲、畸变和纵向色收差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

第二实施例：

图3显示本发明第二实施例的广角光学镜头的光学结构示意图，其透镜组成与本发明第一实施例相同，但各透镜的参数和相对间距有所不同。如下表三，其显示图3中的广角光学镜头各透镜的相关参数表，表三数据显示本发明第二实施例的广角光学镜头的有效焦距或镜头总焦距为1.6467mm，焦比或光圈值(F-number)为2，镜头总长度为18.5133mm，最大半视角θm为90度。此外， 第二实施例中，第一透镜L1物侧的半径L1R1s为5.518mm。

表三

表四显示表三中非球面透镜的相关参数表。本发明第二实施例的广角光学镜头中第六透镜的相对两面(即R11和R12)较佳为非球面表面。

表四

第二实施例的广角光学镜头的镜头总长度或光学总长TL为18.5133mm，最大半视角θm为90度，第一透镜L1的焦距为-6.713mm，第一透镜L1像侧的表面的曲率半径L1R2为2.770mm，第一透镜L1物侧的半径L1R1s为5.518mm，有效焦距或镜头总焦距f为1.6467mm，第四透镜L4的阿贝系数V4d为68，第五透镜L5的阿贝系数V5d为24。由上述资料可得，TL/θm＝0.206，f1/L1R2＝－2.423，L1R1s/f＝3.531，V4d-V5d＝44，皆满足上述条件式(1)至(4)的要求。

图4A显示本发明第二实施例的广角光学镜头的场曲(Field Curvature)的表现图，图4B显示本发明第二实施例的广角光学镜头的畸变(Distortion)的表现图，图4C显示本发明第二实施例的广角光学镜头的纵向色收差(Longitudinal Aberration)的表现图。从图4A～4C可以看出，本发明第二实施例的场曲、畸变和纵向色收差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

第三实施例：

图5显示本发明第三实施例的广角光学镜头的光学结构示意图，其透镜组成与本发明第一实施例和第二实施例相同，但各透镜的参数和相对间距有所不同。如下表五，其显示图5中的广角光学镜头各透镜的相关参数表，表五数据显示本发明第三实施例的广角光学镜头的有效焦距或镜头总焦距为1.5833mm，焦比或光圈值(F-number)为2，镜头总长度为18.0192mm，最大半视角θm为90度。此外，第三实施例中，第一透镜L1物侧的半径L1R1s为5.949mm。

表五

表六显示表五中非球面透镜的相关参数表。本发明第三实施例的广角光学镜头中第六透镜的相对两面(即R11和R12)较佳为非球面表面。

表六

第三实施例的广角光学镜头的镜头总长度或光学总长TL为18.0192mm，最大半视角θm为90度，第一透镜L1的焦距为-6.914mm，第一透镜L1像侧的表面的曲率半径L1R2为2.734mm，第一透镜L1物侧的半径L1R1s为5.949mm，有效焦距或镜头总焦距f为1.5833mm，第四透镜L4的阿贝系数V4d为68.62，第五透镜L5的阿贝系数V5d为24。由上述资料可得，TL/θm＝0.2，f1/L1R2＝－2.529，L1R1s/f＝3.757，V4d-V5d＝44.62，皆满足上述条件式(1)至(4)的要求。

图6A显示本发明第三实施例的广角光学镜头的场曲(Field Curvature)的表现图，图6B显示本发明第三实施例的广角光学镜头的畸变(Distortion)的表现图，图6C显示本发明第三实施例的广角光学镜头的纵向色收差(Longitudinal Aberration)的表现图。从图6A～6C可以看出，本发明第三实施例的场曲、畸变和纵向色收差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

本发明各个具体实施例的广角光学镜头具有尺寸小、镜头总长短和高分辨率的光学特性，同时大大降低了广视角影像的扭曲情形，且能有效修正像差。本发明的广角光学镜头可以应用于具备照相或摄影功能的任何电子产品，应用本发明的广角光学镜头的产品也能够有效缩小尺寸，达到轻薄的需求。

虽然本发明已用较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。