廣角鏡頭及攝像單元與監視裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明是有關一種鏡頭及攝像單元與監視裝置，尤指一種廣角鏡頭及攝像單元與 監視裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著科技的進步，電子產品中如：行車紀錄器、監視器、行車導引裝置、數碼相機 (DigitalStillCamera)、電腦相機（PCcamera)、網絡相機（Networkcamera)、行動電話 (手機）等常配備有廣角鏡頭，以滿足圖像紀錄、監視或增進安全等的需求。
[0003] 在現有技術中，有二鏡片至五鏡片式，甚至更多鏡片組成的不同設計的廣角鏡 頭，然而以成像品質考量，多鏡片式光學鏡頭在像差修正、光學傳遞函數MTF(modulation transferfunction)性能上較具優勢，可使用在高像素（pixel)要求的電子產品。為了改 良廣角鏡頭，如縮小系統長度、增加像差修正效果、降低制作成本等，在現有的廣角鏡頭的 結構設計之間的差異處或技術特征，往往決定于以下各種因素的變化或組合：透鏡之間對 應配合的形狀設計不同，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；或透鏡之間對應配合的凸面/凹面方向不同，以調整光線入射與出射的角度；或使 透鏡間對應配合的屈光度（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光學數據，如f(鏡頭系統的有效焦距）、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、調整系 統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，就鏡頭的設計而論，該等現有技術在設計廣角鏡頭技術領域，是針對各 種不同光學目的的應用，而產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)或創造性（inventivestep)。
[0005] 在現今廣角鏡頭的改良中，為了便于攜帶及增進記錄品質，業者在設計廣角鏡頭 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，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與廣視角的鏡頭即為業者迫切改 善的項目。
【發明內容】
[0006] 本發明提供一種廣角鏡頭及攝像單元與監視裝置，以適用在各電子裝置中，通過 本發明的實施例所提供的廣角鏡頭的各鏡片的面形結構與光學參數的最佳化范圍的組合， 可在維持高成像品質的情況下有效地縮短系統長度并提升視角，以提供需配備有高階成像 品質的小型（薄型）電子裝置（例如行車紀錄器、監視器、行車導引裝置或手機等）使用。 另外，還提供了一種具備本發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] 本發明的實施例提供一種廣角鏡頭，其包含：沿著光軸由物側至像側依序排列的 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。第二透鏡具有正屈光度，其凸面朝向像側。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成雙膠合透鏡。本發明的廣角鏡頭至少 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，F1為第一透鏡的焦距；F為系統焦距；TTL為光軸上自第一透鏡的物側光學 面至取像鏡頭的成像面的距離。
[0011] 通過上述的鏡片面形結構與式（1)及式（2)，可獲得較廣的視角，并且在縮小系統 全長的條件下仍獲得良好成像品質，以避免鏡頭的場視角過窄，從而導致系統全長加大而 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：
【主權項】
1. 一種廣角鏡頭，其特征在于，包括沿著其光軸由物側至像側依序排列的： 第一透鏡，具有負屈光度，其像側光學面為凹面； 孔徑光闌； 第二透鏡，具有正屈光度，其像側光學面為凸面； 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焦距；TTL為該光軸上自該第一透鏡的 物側光學面至該廣角鏡頭的成像面的距離。
2. 根據權利要求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. 根據權利要求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光學面的曲率半徑；L2R2為該第二透鏡的該像側光學面的曲 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 的該像側光學面至該第三透鏡的物側光學面的距離。
4. 根據權利要求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光學面的曲率半徑；L1R2為該第一透鏡的該像側光學面的曲 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光 學面的距離。
5. 根據權利要求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. 根據權利要求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光學面的曲率半徑；L2R1為該第二透鏡的物側光學面的曲 率半徑。
7. 根據權利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，該第二透鏡的物側光學面與該像側 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光學面與像側光學面均 為球面。
8. 根據權利要求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 的阿貝數大于該第一透鏡及該第四透鏡的阿貝數。
9. 一種攝像單元，其特征在于，包括： 光電轉換元件，用以對被攝物進行光電轉換；以及 如權利要求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換元件之間的光 路徑上。
10. -種監視裝置，其特征在于，包括： 顯示單元；以及 如權利要求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】本發明提供一種廣角鏡頭及攝像單元與監視裝置，此廣角鏡頭包括由物側至像側依序排列的：具有負屈光度的第一透鏡，其像側面為凹面；孔徑光闌；具有正屈光度的第二透鏡，其像側面為凸面；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
【申請號】CN201410012339
【發明人】周祥禾
【申請人】一品光學工業股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年1月10日