專利名稱：：廣角鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鏡頭，且特別是涉及一種廣角鏡頭(wideanglelens)。
背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代視訊技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字?jǐn)z影機(jī)(digitalvideocamera,DVC)及數(shù)字相機(jī)(digitalcamera,DC)等影像裝置已被普遍地使用，并被廣泛地應(yīng)用于各領(lǐng)域中。這些影像裝置(imageapparatus)中的核心元件之一為鏡頭，其用以將影像清晰地成像于屏幕或是電荷耦合元件(ChargeCoupledDevice,CCD)上，且當(dāng)影像裝置應(yīng)用于某些特定領(lǐng)域中時(shí)，其會(huì)采用廣角鏡頭以增加視場(chǎng)角(fiddofview,FOV)。舉例來(lái)說(shuō)，車用倒車攝影機(jī)就需采用廣角鏡頭。一般而言，車用廣角鏡頭的視角約在90度以上。而采用廣角鏡頭所擷取到的影像在屏幕上通常會(huì)有嚴(yán)重的TV畸變(TVdistortion),且其數(shù)值通常遠(yuǎn)超過(guò)10%。因此，如何設(shè)計(jì)出視角廣且不會(huì)造成嚴(yán)重的TV畸變的廣角鏡頭，已成為重要的課題。在己知技術(shù)中，會(huì)采用非球面透鏡(asphericlens)來(lái)降低TV畸變。參見(jiàn)圖1，美國(guó)發(fā)明專利No.6,353,509所揭示的廣角鏡頭100包括自一物側(cè)(objectside)至一像側(cè)(imageside)依序排列的三個(gè)透鏡組(lensgroup)110、120及130，其屈光度(refmctivepower)分別為負(fù)、正、正。透鏡組110由一片透鏡112所組成，透鏡組120由一片透鏡122所組成，而透鏡組130由透鏡132、134、136、138所組成。其中，透鏡138即為非球面透鏡。然而，非球面透鏡的生產(chǎn)成本較高，使得采用非球面透鏡的廣角鏡頭100的成本過(guò)高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種廣角鏡頭，其兼具成本低、體積小及光學(xué)品質(zhì)佳等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。為達(dá)上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本發(fā)明提出一種廣角鏡頭，包括自一物側(cè)至一像側(cè)依序排列的一第一透鏡組及一第二透鏡組。第一透鏡組是由自物側(cè)至像側(cè)依序排列的一第一球面透鏡(sphericallens)、一第二球面透鏡與一第三球面透鏡所組成。第二透鏡組是由自物側(cè)至像側(cè)依序排列的一第四球面透鏡與一第五球面透鏡所組成。第一球面透鏡至第五球面透鏡的屈光度依序?yàn)樨?fù)、負(fù)、正、正、正。此廣角鏡頭滿足下列兩條件(1)1<D/FG1<3;(2)4<D/FG2<6。其中，D為第一球面透鏡的面向物側(cè)的一表面至像側(cè)的距離；FG1為第一透鏡組的有效焦距(effectivefocallength,EFL);而FG2為第二透鏡組的有效焦距?；谏鲜觯景l(fā)明的廣角鏡頭不須采用成本較高的非球面透鏡，故成本較低，較具價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。此外，本發(fā)明的廣角鏡頭采用屈光度依序?yàn)樨?fù)、負(fù)、正、正、正的五片球面透鏡來(lái)減低像差(aberration)及TV畸變，由于透鏡數(shù)較少，所以具有小體積的優(yōu)點(diǎn)。為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并結(jié)合附圖，進(jìn)行如下詳細(xì)說(shuō)明。圖1為已知的一種廣角鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的廣角鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的廣角鏡頭成像的TV畸變的示意圖；圖4為圖2的廣角鏡頭的成像光學(xué)仿真數(shù)據(jù)圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明10:感光元件100、200:廣角鏡頭110、120、130:透鏡組112、122、132、134、136、138:透鏡210:第一透鏡組212:第一球面透鏡214:第二球面透鏡216:第三球面透鏡220:第二透鏡組222:第四球面透鏡224:第五球面透鏡230:孔徑光闌240:紅外光阻隔片250:玻璃蓋300:矩形物體的影像SlS12:表面具體實(shí)施方式下列各實(shí)施例的說(shuō)明是參考附圖，用以例示本發(fā)明可用以實(shí)施的特定實(shí)施例。本發(fā)明所提到的方向用語(yǔ)，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用來(lái)說(shuō)明，而非用來(lái)限制本發(fā)明。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的廣角鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D2，本實(shí)施例的廣角鏡頭200適于將位于一物側(cè)的景物成像至一像側(cè)，其中像側(cè)可配置例如電荷耦合元件(chargecoupleddevice,CCD)、互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,CMOS)或底片等的感光元件(lightsensingdevice)10，以擷取成像至像側(cè)的影像。廣角鏡頭200包括自物側(cè)至像側(cè)依序排列的一第一透鏡組210及一第二透鏡組220。第一透鏡組210是由自物側(cè)至像側(cè)依序排列的一第一球面透鏡212、一第二球面透鏡214與一第三球面透鏡216所組成。第二透鏡組220是由自物側(cè)至像側(cè)依序排列的一第四球面透鏡222與一第五球面透鏡224所組成。第一球面透鏡212至第五球面透鏡224的屈光度依序?yàn)樨?fù)、負(fù)、正、正、正。此廣角鏡頭200滿足下列兩條件(1)1<D/FG1<3;(2)4<D/Fc2<6。其中，D為第一球面透鏡212的面向物側(cè)的表面S1至像側(cè)的距離；Fw為第一透鏡組210的有效焦距；而F^為第二透鏡組220的有效焦距。承上述，本實(shí)施例的廣角鏡頭200所采用的透鏡皆為球面透鏡。由于不須采用價(jià)格昂貴的非球面透鏡，故本實(shí)施例的廣角鏡頭200的成本較低且較具價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。此外，由于廣角鏡頭200的透鏡數(shù)僅為五片，因此整體體積可以較小，以符合電子產(chǎn)品小型化的趨勢(shì)。再者，第一球面透鏡212至第三球面透鏡216的屈光度分別為負(fù)、負(fù)、正的設(shè)計(jì)能有效減少像差及TV畸變的程度，以提升廣角鏡頭200的光學(xué)特性。為了使廣角鏡頭200具有較佳的光學(xué)特性，其各項(xiàng)參數(shù)可設(shè)計(jì)為符合下列全部或部分條件。這些條件為(1)1<FL3/F0<4;(2)-8<FL1/F0<-6;(3)3<FG1/F0<5;(4)4<FG2/F0<6;(5)Ndl>1.7;(6)Vd2>45;(7)Nd3>1.7;(8)Vd3<35;(9)Nd4>1.7。其中，F(xiàn)o為廣角鏡頭200的有效焦距；Fu為第三球面透鏡216的有效焦距；Fu為第一球面透鏡212的有效焦距；Nd,為第一球面透鏡212的折射率；Vd2為第二球面透鏡214的色散值；Nd3為第三球面透鏡216的折射率；Vd3為第三球面透鏡216的色散值；而Nd4為第四球面透鏡222的折射率。為了使廣角鏡頭200具有更佳的光學(xué)特性，第一球面透鏡212至第五球面透鏡224的材質(zhì)可為玻璃。此外，廣角鏡頭200可以更進(jìn)一步包括一孔徑光闌230、一紅外光阻隔片(IR-cutfilter)240或一玻璃蓋(coverglass)250。其中，孔徑光闌230配置于第三球面透鏡216與第四球面透鏡222之間(例如表面S6與表面S8之間)、第三球面透鏡216靠近像側(cè)的表面S6上或第四球面透鏡222靠近物側(cè)的表面S8上，以控制入射光量，而此實(shí)施例是將孔徑光闌230配置于第三球面透鏡216與第四球面透鏡222之間；而紅外光阻隔片240及玻璃蓋250依序配置于第五球面透鏡224與像側(cè)之間，其中玻璃蓋250是用以保護(hù)像側(cè)的感光元件10。在本實(shí)施例中，第一球面透鏡212與第二球面透鏡214可為凸面朝向物側(cè)的凸凹透鏡，第三球面透鏡216與第五球面透鏡224可皆為雙凸透鏡，而第四球面透鏡222可為凸面朝向像側(cè)的凹凸透鏡。以下內(nèi)容將列舉廣角鏡頭200中的優(yōu)選參數(shù)值，然而，下文中所列舉的數(shù)據(jù)資料并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在參照本發(fā)明之后，當(dāng)可對(duì)其參數(shù)或設(shè)定作適當(dāng)?shù)母鼊?dòng)，惟其仍應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇內(nèi)。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在表一中，曲率半徑(mm)指每一表面的曲率半徑，間距(mm)是指兩相鄰表面間的距離。舉例來(lái)說(shuō)，表面S1的間距，即表面S1至表面S2間的距離，備注欄中各透鏡所對(duì)應(yīng)的厚度、折射率與色散值請(qǐng)參照同列中各間距、折射率與色散值對(duì)應(yīng)的數(shù)值。表面Sl、S2為第一透鏡212的兩表面。表面S3、S4為第二透鏡214的兩表面。表面S5、S6為第三透鏡216的兩表面。表面S7為孔徑光闌230的表面。表面S8、S9為第四透鏡222的兩表面。表面SIO、Sll為第五透鏡224的兩表面。表面S12為感光元件的一主動(dòng)表面。有關(guān)于各表面的曲率半徑、間距等等參數(shù)值，參照表一，在此不再重述。表二<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在表二中，分別列出廣角鏡頭200的一些重要參數(shù)值，包括有效焦距、視場(chǎng)角、f數(shù)值(f-number)。值得注意的是，本實(shí)施例的廣角鏡頭200的視場(chǎng)角可高達(dá)133度。圖3為圖2的廣角鏡頭成像的TV畸變的示意圖。參照?qǐng)D3，經(jīng)廣角鏡頭200成像后，屏幕上的影像300的TV畸變的絕對(duì)值，即IAh/HI僅約為9.7%,其中Ah為實(shí)際Y方向中心成像高度一半減去Y方向邊緣成像高度一半之差，而H為Y方向中心成像總高度之值。相較于已知技術(shù)的廣角鏡頭成像的TV畸變遠(yuǎn)超過(guò)10%，本實(shí)施例的廣角鏡頭200可有效降低TV畸變。圖4為圖2的廣角鏡頭的成像光學(xué)仿真數(shù)據(jù)圖。在圖4中，由左自右依序?yàn)榭v向球差(LongitudinalSphericalAberration)、像散場(chǎng)曲(AstigmatismFieldCurves)及畸變(Distortion)的圖形。由于本發(fā)明的廣角鏡頭200的縱向球差、像散場(chǎng)曲及畸變的圖形均在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，因此本發(fā)明的廣角鏡頭200具有良好的光學(xué)品質(zhì)。綜上所述，本發(fā)明的廣角鏡頭所采用的透鏡皆為球面透鏡，由于不須采用價(jià)格昂貴的非球面透鏡，故成本較低且較具價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。此外，由于廣角鏡頭的透鏡數(shù)僅為五片，因此整體體積可以較小，以符合電子產(chǎn)品小型化的趨勢(shì)。另外，第一球面透鏡至第三球面透鏡的屈光度分別為負(fù)、負(fù)、正額設(shè)計(jì)能有效減少像差及TV畸變的程度，以提升本發(fā)明的廣角鏡頭的光學(xué)特性。另外，第一球面透鏡至第五球面透鏡的材質(zhì)可為玻璃，以使本發(fā)明的廣角鏡頭具有更佳的光學(xué)特性。雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)，另外本發(fā)明的任一實(shí)施例或權(quán)利要求不須實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來(lái)幫助專利文件査找之用，并非用來(lái)限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。權(quán)利要求1.一種廣角鏡頭，包括一第一透鏡組，其由自一物側(cè)至一像側(cè)依序排列的一第一球面透鏡、一第二球面透鏡與一第三球面透鏡所組成，且該第一球面透鏡至該第三球面透鏡的屈光度依序?yàn)樨?fù)、負(fù)、正；以及一第二透鏡組，其位于該第一透鏡組與該像側(cè)之間，并由自該物側(cè)至該像側(cè)依序排列的一第四球面透鏡與一第五球面透鏡所組成，且該第四球面透鏡與該第五球面透鏡的屈光度依序?yàn)檎?、正，其?＜D/FG1＜3，且4＜D/FG2＜6，D為該第一球面透鏡的面向該物側(cè)的一表面至該像側(cè)的距離，F(xiàn)G1為該第一透鏡組的有效焦距，F(xiàn)G2為該第二透鏡組的有效焦距。2、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其中該廣角鏡頭的有效焦距為Fo，而該第三球面透鏡的有效焦距為Fu，且KFu/Fo〈4。3、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其中該廣角鏡頭的有效焦距為F。，而該第一球面透鏡的有效焦距為Fu，且-8〈Fu/Fo〈-6。4、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其中該廣角鏡頭的有效焦距為F。，i3<FG1/F0<5。5、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其中該廣角鏡頭的有效焦距為F。，且4〈Fg2/F()〈6。6、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其中該第一球面透鏡的折射率大于1.7。7、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其中該第二球面透鏡的色散值大于45。8、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其中該第三球面透鏡的折射率大于1.7。9、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其中該第三球面透鏡的色散值小于35。10、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其中該第四球面透鏡的折射率大于1.7。11、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，還包括一孔徑光闌，配置于該第三球面透鏡與該第四球面透鏡之間、該第三球面透鏡靠近該像側(cè)的一表面上或該第四球面透鏡靠近該物側(cè)的一表面上。12、如權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其中該第一球面透鏡與該第二球面透鏡皆為凸面朝向該物側(cè)的凸凹透鏡，該第三球面透鏡與該第五球面透鏡皆為雙凸透鏡，而該第四球面透鏡為凸面朝向該像側(cè)的凹凸透鏡。全文摘要一種廣角鏡頭，包括自物側(cè)至像側(cè)依序排列之一第一透鏡組及一第二透鏡組。第一透鏡組是由自物側(cè)至像側(cè)依序排列的一第一球面透鏡、一第二球面透鏡與一第三球面透鏡所組成。第二透鏡組是由自物側(cè)至像側(cè)依序排列的一第四球面透鏡與一第五球面透鏡所組成。第一球面透鏡至第五球面透鏡的屈光度依序?yàn)樨?fù)、負(fù)、正、正、正。此廣角鏡頭滿足下列兩條件1＜D/F_G1＜3及4＜D/F_G2＜6。其中，D為第一球面透鏡的面向物側(cè)的一表面至像側(cè)的距離；F_G1為第一透鏡組的有效焦距；而F_G2為第二透鏡組的有效焦距。由于此廣角鏡頭采用五片透鏡且透鏡皆為球面透鏡，故可降低成本。文檔編號(hào)G02B9/00GK101261354SQ20071008565公開(kāi)日2008年9月10日申請(qǐng)日期2007年3月6日優(yōu)先權(quán)日2007年3月6日發(fā)明者謝定衡申請(qǐng)人:揚(yáng)明光學(xué)股份有限公司