廣角鏡頭及攝像單元與監(jiān)視裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)一種鏡頭及攝像單元與監(jiān)視裝置，尤指一種廣角鏡頭及攝像單元與 監(jiān)視裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的進步，電子產(chǎn)品中如：行車紀錄器、監(jiān)視器、行車導(dǎo)引裝置、數(shù)碼相機 (DigitalStillCamera)、電腦相機（PCcamera)、網(wǎng)絡(luò)相機（Networkcamera)、行動電話 (手機）等常配備有廣角鏡頭，以滿足圖像紀錄、監(jiān)視或增進安全等的需求。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，有二鏡片至五鏡片式，甚至更多鏡片組成的不同設(shè)計的廣角鏡 頭，然而以成像品質(zhì)考量，多鏡片式光學鏡頭在像差修正、光學傳遞函數(shù)MTF(modulation transferfunction)性能上較具優(yōu)勢，可使用在高像素（pixel)要求的電子產(chǎn)品。為了改 良廣角鏡頭，如縮小系統(tǒng)長度、增加像差修正效果、降低制作成本等，在現(xiàn)有的廣角鏡頭的 結(jié)構(gòu)設(shè)計之間的差異處或技術(shù)特征，往往決定于以下各種因素的變化或組合：透鏡之間對 應(yīng)配合的形狀設(shè)計不同，如新月形（meniscusshape)、雙凸（biconvex)、雙凹（biconcave) 等不同形狀的透鏡，以達不同正/負屈光度（positiveornegativerefractivepower) 效果；或透鏡之間對應(yīng)配合的凸面/凹面方向不同，以調(diào)整光線入射與出射的角度；或使 透鏡間對應(yīng)配合的屈光度（正/負）組合不同，以適當分配光束降低鬼影；或提供具有 最佳范圍的透鏡間的相關(guān)光學數(shù)據(jù)，如f(鏡頭系統(tǒng)的有效焦距）、di(各光學面i間距 離）、Ri(各光學面i曲率半徑）等，通過分別滿足不同的條件，以改善成像品質(zhì)、調(diào)整系 統(tǒng)長度或其他特殊功能與目的。例如，日本專利JPA1999-095096、JPA2002-250862、美國 專利US20050174463、US20060087747、US20060227434、US20090303612、US20100194853、 US20100259632、US20110299178、US20070188892、臺灣專利TWM366075、TWI320101 等。
[0004] 由上可知，就鏡頭的設(shè)計而論，該等現(xiàn)有技術(shù)在設(shè)計廣角鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，是針對各 種不同光學目的的應(yīng)用，而產(chǎn)生不同的變化或組合，因其使用透鏡形狀、組合、作用或功效 不同，即可視為具有新穎性（novelty)或創(chuàng)造性（inventivestep)。
[0005] 在現(xiàn)今廣角鏡頭的改良中，為了便于攜帶及增進記錄品質(zhì)，業(yè)者在設(shè)計廣角鏡頭 時不僅需要考量如何在較廣的視角下保有良好的成像品質(zhì)，同時也需要考量如何將其體積 (長度）與成本降低。隨著攝像單元的應(yīng)用范圍日漸廣泛，尤其是為了滿足隨行紀錄的需 求，如何提出一種小型化、平價并且可同時具備攝像品質(zhì)與廣視角的鏡頭即為業(yè)者迫切改 善的項目。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種廣角鏡頭及攝像單元與監(jiān)視裝置，以適用在各電子裝置中，通過 本發(fā)明的實施例所提供的廣角鏡頭的各鏡片的面形結(jié)構(gòu)與光學參數(shù)的最佳化范圍的組合， 可在維持高成像品質(zhì)的情況下有效地縮短系統(tǒng)長度并提升視角，以提供需配備有高階成像 品質(zhì)的小型（薄型）電子裝置（例如行車紀錄器、監(jiān)視器、行車導(dǎo)引裝置或手機等）使用。 另外，還提供了一種具備本發(fā)明的廣角鏡頭的攝像單元，藉此提供一種小型且高性能的攝 像單元。
[0007] 本發(fā)明的實施例提供一種廣角鏡頭，其包含：沿著光軸由物側(cè)至像側(cè)依序排列的 第一透鏡、孔徑光闌、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡。第一透鏡具有負屈光度，其凹面面向 像側(cè)。第二透鏡具有正屈光度，其凸面朝向像側(cè)。第三透鏡為具有正屈光度的雙凸型透鏡， 而第四透鏡則具有負屈光度，且第三及第四透鏡構(gòu)成雙膠合透鏡。本發(fā)明的廣角鏡頭至少 滿足下列式（1)及式（2)的條件：
[0008] -DF/F〉-〗.5…式（1)
[0009] 0? 25>F/ITL>0. 1 …式（2)
[0010] 其中，F(xiàn)1為第一透鏡的焦距；F為系統(tǒng)焦距；TTL為光軸上自第一透鏡的物側(cè)光學 面至取像鏡頭的成像面的距離。
[0011] 通過上述的鏡片面形結(jié)構(gòu)與式（1)及式（2)，可獲得較廣的視角，并且在縮小系統(tǒng) 全長的條件下仍獲得良好成像品質(zhì)，以避免鏡頭的場視角過窄，從而導(dǎo)致系統(tǒng)全長加大而 不適用于小型（薄型）化的電子裝置中，同時也可避免鏡頭的場視角過寬而難以補償像散 和畸變。
[0012] 進一步地，本發(fā)明的實施例的廣角鏡頭可選擇性地符合式（3)至式（6)的其中之 一或其組合：
【主權(quán)項】
1. 一種廣角鏡頭，其特征在于，包括沿著其光軸由物側(cè)至像側(cè)依序排列的： 第一透鏡，具有負屈光度，其像側(cè)光學面為凹面； 孔徑光闌； 第二透鏡，具有正屈光度，其像側(cè)光學面為凸面； 第三透鏡，為具有正屈光度的雙凸型透鏡；以及 第四透鏡，具有負屈光度； 該第三透鏡與該第四透鏡構(gòu)成雙膠合透鏡； 該廣角鏡頭滿足下列條件： -DFi/F〉-〗· 5 ;及 0. 25>F/TTL>0. 1 ； F1為該第一透鏡的焦距；F為該廣角鏡頭的系統(tǒng)焦距；TTL為該光軸上自該第一透鏡的 物側(cè)光學面至該廣角鏡頭的成像面的距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，還滿足以下條件： 7<F34/F<15 ； F34為該第三透鏡與該四透鏡的合成焦距。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，還符合以下條件：
L3R1為該第三透鏡的物側(cè)光學面的曲率半徑；L2R2為該第二透鏡的該像側(cè)光學面的曲 率半徑；Nd3為該第三透鏡的折射率；Nd2S該第二透鏡的折射率；D5為該光軸上該第二透鏡 的該像側(cè)光學面至該第三透鏡的物側(cè)光學面的距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，還符合以下條件：
L2R1為該第二透鏡的物側(cè)光學面的曲率半徑；L1R2為該第一透鏡的該像側(cè)光學面的曲 率半徑；Nd1為該第一透鏡的折射率；Nd2S該第二透鏡的折射率；D2為該光軸上該第一透鏡 的該像側(cè)光學面至該孔徑光闌的距離；D 3為該光軸上該孔徑光闌至該第二透鏡的該物側(cè)光 學面的距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，還符合以下條件： 1. 36<F2/F<2 ； F2為該第二透鏡的焦距。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，還滿足以下條件： L2R2KlL2R1I ;以及 L2R2/F<-0. 9 ； L2R2為該第二透鏡的該像側(cè)光學面的曲率半徑；L2R1為該第二透鏡的物側(cè)光學面的曲 率半徑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，該第二透鏡的物側(cè)光學面與該像側(cè) 光學面均為非球面，該第一透鏡、該第三透鏡及該第四透鏡的物側(cè)光學面與像側(cè)光學面均 為球面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，該第二透鏡、該第三透鏡的其中之一 的阿貝數(shù)大于該第一透鏡及該第四透鏡的阿貝數(shù)。
9. 一種攝像單元，其特征在于，包括： 光電轉(zhuǎn)換元件，用以對被攝物進行光電轉(zhuǎn)換；以及 如權(quán)利要求1至8任一項所述的廣角鏡頭配置在該被攝物與該光電轉(zhuǎn)換元件之間的光 路徑上。
10. -種監(jiān)視裝置，其特征在于，包括： 顯示單元；以及 如權(quán)利要求9所述的攝像單元，電性連接至該顯示單元，該顯示單元用以顯示該攝像 單元所拍攝的該被攝物的圖像。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種廣角鏡頭及攝像單元與監(jiān)視裝置，此廣角鏡頭包括由物側(cè)至像側(cè)依序排列的：具有負屈光度的第一透鏡，其像側(cè)面為凹面；孔徑光闌；具有正屈光度的第二透鏡，其像側(cè)面為凸面；具有正屈光度的第三透鏡；以及具有負屈光度的第四透鏡，其與第三透鏡構(gòu)成雙膠合透鏡。其中，廣角鏡頭需滿足特定條件，以達到全長短且視角廣的效果。
【IPC分類】G02B13-00, G02B13-18, G02B13-06
【公開號】CN104678536
【申請?zhí)枴緾N201410012339
【發(fā)明人】周祥禾
【申請人】一品光學工業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年1月10日