CN110554478A - 镜头及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镜头，包括第一透镜组和屈光度为正的第二透镜组，及设于第一透镜组与第二透镜组之间的光圈。第一透镜组包含至少两片具有屈光度的透镜，且第二透镜组包含双合透镜。镜头包含具屈光度的透镜数为大于4且小于11，D为第二透镜组最远离第一透镜组的透镜表面直径，LT为第一透镜组最远离第二透镜组的透镜表面，到第二透镜组最远离第一透镜组的透镜表面，在镜头光轴上的长度。镜头满足下列条件：7mm<D<25mm且0.3<D/LT<0.5。
Description
技术领域
本发明涉及一种镜头及其制造方法。
背景技术
近年来随科技的进展，镜头的种类日渐多元，应用于车辆上的车载镜头是一种常见的镜头。目前对于薄型化及光学性能的要求也越来越高，要满足这样需求的镜头，大致上需要具低成本、高解析度、大光圈、大靶面、广工作温度范围和轻量化等特点。因此，目前需要一种兼顾轻量化，且能提供较低的制造成本、广工作温度范围及较佳的成像品质的取像镜头设计。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中具有通常知识者所知道的习知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表所述内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中具有通常知识者所知晓或认知。
发明内容
本发明的其他目的和优点可以从本发明实施例所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
根据本发明的一个观点，提供一种镜头，包括第一透镜组和屈光度为正的第二透镜组，及设在第一透镜组与第二透镜组之间的光圈。第一透镜组包含至少两片具有屈光度的透镜，且第二透镜组包含双合透镜。镜头包含具屈光度的透镜数是大于4且小于11，D是第二透镜组最远离第一透镜组的透镜表面直径，LT是第一透镜组最远离第二透镜组的透镜表面，到第二透镜组最远离第一透镜组的透镜表面，在镜头光轴上的长度。镜头满足下列条件：7mm<D<25mm且0.3<D/LT<0.5。通过本实施例两个正屈光度的透镜组和后透镜组包含双合透镜，且镜头的透镜数介于5片至10片，达到轻量化、较低的制造成本、广工作温度范围及较佳的成像品质的取像镜头设计。
根据本发明的另一个观点，提供一种镜头，包含沿影像放大侧到影像缩小侧依序设置第一透镜、第二透镜、至少由两镜片构成的结合透镜和非球面透镜，其中结合透镜，包括曲率半径差异小于0.005mm的对应邻近表面，且镜头包括具有屈光度的透镜数大于4且小于11，其中LT是第一透镜靠近影像放大侧的透镜表面，到非球面透镜靠近影像缩小侧的透镜表面，在镜头光轴上的长度，IMH25是镜头半视场角25度在成像面的影像高度，IMH45是镜头半视场角45度在成像面的影像高度，镜头还满足下列条件：LT/IMH25<12，且LT/IMH45<6.5。通过本实施例包含至少两个透镜、结合透镜和非球面透镜，且镜头的透镜数介于5片至10片，达到轻量化、较低的制造成本、广工作温度范围及较佳的成像品质的取像镜头设计。
根据本发明的又一个观点，提供一种镜头，包括第一透镜组和屈光度为正的第二透镜组。第一透镜组包含第一透镜与第二透镜，第二透镜组包含至少由两镜片构成的结合透镜和非球面透镜。D是第二透镜组最远离第一透镜组的透镜表面直径，镜头满足下列条件：7mm<D<25mm，且镜头成像面上影像高度最高点位置的照明数值，与成像面上光轴位置的照明数值的比值，大于35％。通过本实施例两个正屈光度的透镜组和后透镜组包含结合透镜，且镜头的透镜数介于5片至10片，达到轻量化、较低的制造成本、广工作温度范围及较佳的成像品质的取像镜头设计。
根据本发明的再一个观点，提供一种镜头制造方法，包括提供镜筒；将第一透镜组和屈光度为正的第二透镜组置入并固定于镜筒内。第一透镜组包含至少两片具有屈光度的透镜。第二透镜组包含双合透镜。光圈设于第一透镜组与第二透镜组之间，其中镜头包含具屈光度的透镜数为大于4且小于11，D为第二透镜组最远离第一透镜组的透镜表面直径，LT为第一透镜组最远离第二透镜组的透镜表面，到第二透镜组最远离第一透镜组的透镜表面，在镜头光轴上的长度。镜头满足下列条件：7mm<D<25mm且0.3<D/LT<0.5。
通过本发明实施例的设计，可提供一种能兼顾可使光学镜头兼具良好的光学成像品质、微型化与轻量化的特性，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的取像镜头设计。再者，本发明实施例的工作温度范围可从-40℃到105℃之间与光学镜头5片至10片镜片的设计，因此能够提供具低成本、大光圈、高解析度、轻量化、广工作温度范围等特点，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的光学镜头设计。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合附图，作详细说明如下。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1是依本发明一实施例的镜头10a的示意图。
图2至图4分别是镜头10a的光线扇形图、光学传递函数图、和成像面上影像高度十等分点位置的照明数值，与成像面上光轴位置的照明数值的比值图。
图5是依本发明一实施例的镜头10b的示意图。
图6至图8分别是镜头10b的光线扇形图、光学传递函数图、和成像面上影像高度十等分点位置的照明数值，与成像面上光轴位置的照明数值的比值图。
图9是依本发明一实施例的镜头10c的示意图。
图10至图12分别是镜头10c的光线扇形图、光学传递函数图、和成像面上影像高度十等分点位置的照明数值，与成像面上光轴位置的照明数值的比值图。
图13是依本发明一实施例的镜头10d的示意图。
图14至图16分别是镜头10d的光线扇形图、光学传递函数图、和成像面上影像高度十等分点位置的照明数值，与成像面上光轴位置的照明数值的比值图。
图17是依本发明一实施例的镜头10e的示意图。
图18至图20分别是镜头10e的光线扇形图、光学传递函数图、和成像面上影像高度十等分点位置的照明数值，与成像面上光轴位置的照明数值的比值图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并不是用来限制本发明。另外，下列实施例中所使用的用语“第一”、“第二”是为了辨识相同或相似的元件而使用，幷不是用以限定所述元件。
本发明所谓的光学元件，是指元件具有部分或全部可反射或穿透的材质所构成，通常包含玻璃或塑胶所组成。例如是透镜、棱镜或是光圈。
当镜头应用在取像***中时，影像放大侧是指在光路上靠近被拍摄物所处的一侧，影像缩小侧则是指在光路上较靠近感光元件的一侧。
一透镜的物侧面(或像侧面)具有位于某区域的凸面部(或凹面部)，是指所述区域相较于径向上紧邻所述区域的外侧区域，朝平行于光轴的方向更是“向外凸起”(或“向内凹陷”)而言。
图1是本发明第一实施例的镜头架构示意图。请参照图1，在本实施例中，镜头10a有一镜筒(图未示)，镜筒里由第一侧(影像放大侧OS)往第二侧(影像缩小侧IS)排列包含了第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光圈14及第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8。第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3构成具有正屈光度的第一透镜组(例如为前组)20，第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8可构成具有正屈光度的第二透镜组(例如为后组)30。再者，影像缩小侧IS可设置滤光片16、玻璃盖18以及影像感测器(图中未显示)，镜头10a的可见光有效焦距上成像面标示为19，滤光片16和玻璃盖18位于第二透镜群30与可见光有效焦距上成像面19之间。在本实施例中，第一透镜L1至第八透镜L8屈光度分别为负、负、正、正、正、负、正、负，且第二透镜和第八透镜为非球面玻璃透镜。在一实施例中，非球面玻璃透镜可以用非球面塑胶透镜取代。另外，两透镜相邻的两面有大致或完全相同的曲率半径(曲率半径相差0.005mm以内)且形成双合透镜(doublet)或三合透镜(triplet)，例如本实施例的第五透镜L5及第六透镜L6可构成双合透镜，但本发明实施例并不以此为限制。本发明各具体实施例的影像放大侧OS均分别设在各图的左侧，而影像缩小侧IS均设在各图的右侧，将不予重复说明。
本发明所指光圈14是指一孔径光阑(Aperture Stop)，光圈为一独立元件或是整合于其他光学元件上。在本实施例中，光圈是利用机构件挡去周边光线并保留中间部分透光的方式来达到类似的效果，而前述所谓的机构件可以是可调整的。所谓可调整，是指机构件的位置、形状或是透明度的调整。或是，光圈也可以在透镜表面涂布不透明的吸光材料，并使其保留中央部分透光以达限制光路的效果。
各透镜是定义有一表面的直径。举例而言，如图1所示，表面的直径是指所述光轴12两端的镜面转折点P、Q在垂直光轴12方向上的距离(例如表面的直径D1)。再者，在本实施例中，表面S1的直径是11.99mm，表面S16的直径是9.74mm。
镜头10a的透镜设计参数、外形及非球面系数分别如表一及表二所示，在本发明设计实例中，非球面多项式可用下列公式表示：
上述的公式(1)中，Z是光轴方向的偏移量(sag)，c是密切球面(osculatingsphere)的半径的倒数，也就是接近光轴处的曲率半径的倒数，k是二次曲面系数(conic)，r是非球面高度，即为从透镜中心往透镜边缘的高度。表二的A-F分别代表非球面多项式的4、6、8、10、12、14阶项系数值。然而，下文中所列举的资料并不是用以限定本发明，任何所属领域中具有通常知识者在参照本发明之后，当可对其参数或设定作适当的更动，但是其仍应属于本发明的范畴内。
表一
表二
| S3 | S4 | S15 | S16 | |
| k | 7.281E-01 | -7.927E-01 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| A | 9.498E-04 | 3.805E-03 | -3.570E-03 | -2.500E-03 |
| B | -2.166E-04 | -1.880E-04 | -6.201E-05 | -2.719E-05 |
| C | 3.405E-06 | -8.739E-06 | 3.088E-06 | 1.490E-06 |
| D | 9.045E-08 | 5.507E-07 | -5.664E-08 | -3.063E-08 |
| E | -3.044E-09 | 5.046E-09 | -6.716E-09 | 0.000E+00 |
| F | -4.044E-12 | -2.461E-10 | 1.648E-10 | 0.000E+00 |
S1的间距是表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距是表面S2到S3在光轴12的距离，S20间距是表面S20到可见光有效焦距上成像平面19在光轴12的距离。
表中表面有出现的＊是指所述表面是非球面表面，而若未标示即为球面之意。
曲率半径是指曲率的倒数。曲率半径为正时，透镜表面的球心在透镜的影像缩小侧方向。曲率半径为负时，透镜表面的球心在透镜的影像放大侧方向。而各透镜的凸凹可见上表。
本发明的光圈值是以F/#来代表，如上表所标示者。本发明镜头应用在投影***时，成像面是光阀表面。而当镜头应用在取像***中时，成像面则是指感光元件表面。
当镜头应用在取像***中时，影像高度IMH是指在成像面的影像对角线(imagecircle)长度的1/2，如上表所标示者。
本发明中，镜头的总长是以LT来表示，如上表所标示者。更明确的说，本实施例的总长是指镜头10a最接近影像放大侧的光学表面S1与最接近影像缩小侧的光学表面S16之间，沿光轴12量测的距离，如上表所标示者。镜头的镜头总长(LT)小于30mm。
在本实施例中，视场角FOV是指最接近影像放大端的光学表面S1的收光角度，也即以对角线量测所得的视野(field of view)，如上表所标示者。
在本实施例中，IMH25是所述镜头半视场角(FOV)25度在成像面19的影像高度，IMH45是所述镜头半视场角(FOV)45度在成像面19的影像高度，如上表所标示者。
本实施例中，镜头的有效焦距与第一透镜组(前组)的有效焦距的比值为0.09，镜头的有效焦距与第二透镜组(后组)的有效焦距的比值为0.46。
本发明一实施例的镜头包含两透镜群，前群例如可使用两个具负屈光度的透镜，其中包含一非球面透镜，以具有收光能力，但其并不限定。镜头的光圈值约落于2.2。后群包含一双合透镜(胶合透镜、结合透镜)及一非球面透镜以修正像差和色差，双合透镜使后群中的两个透镜间沿一光轴的最小距离小于0.05mm。双合透镜(doublet lens)例如可以是三合透镜(triplet lens)取代而不限定。双合透镜、胶合透镜、结合透镜、三合透镜都包含曲率半径约相同或相近的对应邻近表面。镜头具屈光度的透镜总片数为5片至10片，镜头的入光瞳直径(phi)大于2mm，例如本实施例入光瞳直径约落于2.23，且镜头可具有至少两阿贝数大于65的透镜。
在一实施例中，镜头的透镜表面可符合7mm<D<25mm，在另一实施例可符合8mm<D<20mm，在又另一实施例可符合8.5mm<D<15mm，其中D是最靠近镜头成像面的透镜表面直径，藉以让进入镜头的影像光收敛到接近影像感测器的大小，以在有限空间中取得较佳的光学效果。
在一实施例中，镜头可符合0.3<D/LT<0.5，在另一实施例可符合0.32<D/LT<0.48，在又另一实施例可符合0.35<D/LT<0.47，藉以提供影像感测器对应镜头总长的较佳设计范围，其中D是最靠近镜头成像面的透镜表面直径，LT是镜头的第一透镜面对影像放大侧OS的表面，到最后一片透镜面对影像缩小侧IS的表面在一光轴上的长度。
在一实施例中，镜头可符合LT/IMH25<12，且LT/IMH45<6.5，在另一实施例可符合LT/IMH25<11.8，且LT/IMH45<6.4，在又另一实施例可符合LT/IMH25<11.6，且LT/IMH45<6.3，藉以提供影像感测器对应镜头总长的较佳设计范围，其中LT是第一透镜靠近影像放大侧的透镜表面，到非球面透镜靠近影像缩小侧的透镜表面，在镜头光轴上的长度，IMH25是镜头半视场角25度在成像面的影像高度，IMH45是镜头半视场角45度在成像面的影像高度。
在一实施例中，镜头成像面上影像高度最高点位置的照明数值，与成像面上光轴位置的照明数值的比值，大于35％。在另一实施例中，镜头成像面上影像高度最高点位置的照明数值，与成像面上光轴位置的照明数值的比值，大于38％。在又一实施例中，镜头成像面上影像高度最高点位置的照明数值，与成像面上光轴位置的照明数值的比值，大于40％。
以下将说明本发明的镜头的第二实施例的设计。图5是本发明第二实施例的镜头10b架构示意图。在本实施例中，镜头10b的第一透镜L1到第七透镜L7的屈光度分别为负、负、正、负、正、正、负，全部透镜均是玻璃透镜，且第二透镜L2及第七透镜L7是非球面透镜，在本实施例中，非球面透镜可由玻璃模造所制成。在一实施例中，非球面玻璃透镜可以用非球面塑胶透镜取代。再者，在本实施例中，表面S1的直径是12mm，表面S14的直径是10.23mm。镜头10b中的透镜及其周边元件的设计参数如表三所示。
表三
表四列出本发明的第二实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
表四
| S3 | S4 | S13 | S14 | |
| k | 0.000E+00 | 0.000E+00 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| A | 1.310E-04 | 2.404E-04 | -4.175E-03 | -3.627E-03 |
| B | -5.333E-05 | -8.036E-05 | 7.788E-06 | 8.272E-05 |
| C | 1.967E-06 | 1.394E-06 | 2.045E-07 | -2.472E-06 |
| D | -3.797E-08 | -1.623E-08 | 5.899E-09 | 2.899E-08 |
S1的间距是表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距是表面S2到S3在光轴12的距离，S18间距是表面S18到可见光有效焦距上成像平面19在光轴12的距离。镜头的入光瞳直径(phi)大于2mm，例如本实施例入光瞳直径约落在2.25，且镜头可具有至少两阿贝数大于65的透镜。
本实施例中，镜头的有效焦距与第一透镜组(前组)的有效焦距的比值为0.02，镜头的有效焦距与第二透镜组(后组)的有效焦距的比值为0.6。
以下将说明本发明的镜头的第三实施例的设计。图9是本发明第三实施例的镜头10c架构示意图。在本实施例中，镜头10c的第一透镜L1到第七透镜L7的屈光度分别是负、负、正、正、负、正、负，全部透镜均是玻璃透镜，且第一透镜L1及第七透镜L7是非球面透镜，在本实施例中，非球面透镜可由玻璃模造所制成。在一实施例中，非球面玻璃透镜可以用非球面塑胶透镜取代。再者，在本实施例中，表面S1的直径是12.2mm，表面S14的直径是9.38mm。镜头10c中的透镜及其周边元件的设计参数如表五所示。
表五
表六列出本发明的第三实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
表六
| S1 | S2 | S13 | S14 | |
| k | -3.482E+00 | -4.525E-01 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| A | 0.000E+00 | 0.000E+00 | -3.557E-03 | -2.025E-03 |
| B | 0.000E+00 | 0.000E+00 | -3.027E-05 | 3.566E-05 |
| C | 0.000E+00 | 0.000E+00 | 1.425E-06 | -7.208E-07 |
S1的间距是表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距是表面S2到S3在光轴12的距离，S18间距是表面S18到可见光有效焦距上成像平面19在光轴12的距离。镜头的入光瞳直径(phi)大于2mm，例如本实施例入光瞳直径约落在2.09，且镜头可具有至少两阿贝数大于65的透镜。
本实施例中，镜头的有效焦距与第一透镜组(前组)的有效焦距的比值为0.26，镜头的有效焦距与第二透镜组(后组)的有效焦距的比值为0.39。
以下将说明本发明的镜头的第四实施例的设计。图13是本发明第四实施例的镜头10d架构示意图。在本实施例中，镜头10d的第一透镜L1到第七透镜L7的屈光度分别是负、负、正、负、正、正、负，全部透镜均是玻璃透镜，且第七透镜L7是非球面透镜，在本实施例中，非球面透镜可由玻璃模造所制成。在一实施例中，非球面玻璃透镜可以用非球面塑胶透镜取代。本实施例中，移除玻璃盖，可降低成本。再者，在本实施例中，表面S1的直径是12.22mm，表面S14的直径是8.67mm。镜头10d中的透镜及其周边元件的设计参数如表七所示。
表七
表八列出本发明的第四实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
表八
| S13 | S14 | |
| k | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| A | -1.748E-03 | -1.111E-03 |
| B | -2.132E-06 | 1.753E-05 |
| C | 8.625E-08 | 3.119E-07 |
| D | 0.000E+00 | 3.681E-09 |
S1的间距是表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距是表面S2到S3在光轴12的距离，S16间距是表面S16到可见光有效焦距上成像平面19在光轴12的距离。镜头的入光瞳直径(phi)大于2mm，例如本实施例入光瞳直径约落在2.45，且镜头可具有至少两阿贝数大于65的透镜。
本实施例中，镜头的有效焦距与第一透镜组(前组)的有效焦距的比值为0.08，镜头的有效焦距与第二透镜组(后组)的有效焦距的比值为0.58。
以下将说明本发明的镜头的第五实施例的设计。图17是本发明第五实施例的镜头10e架构示意图。在本实施例中，镜头10e的第一透镜L1到第七透镜L7的屈光度分别是负、负、正、负、正、正、负，全部透镜均是玻璃透镜，且第二透镜L2及第七透镜L7是非球面透镜，在本实施例中，非球面透镜可由玻璃模造所制成。在一实施例中，非球面玻璃透镜可以用非球面塑胶透镜取代。第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3构成具有负屈光度的第一透镜组(例如为前组)20，第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7构成具有正屈光度的第二透镜组(例如为后组)30。再者，在本实施例中，表面S1的直径是13.6mm，表面S14的直径是9.49mm。镜头10e中的透镜及其周边元件的设计参数如表九所示。
表九
表十列出本发明的第五实施例中，镜头的非球面透镜表面的各阶非球面系数及二次曲面系数值。
表十
| S3 | S4 | S13 | S14 | |
| k | 0.000E+00 | 0.000E+00 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| A | -2.366E-04 | -5.678E-04 | -1.991E-03 | -9.608E-04 |
| B | -3.138E-05 | -7.104E-05 | -1.970E-05 | -1.672E-05 |
| C | 1.365E-06 | 7.803E-08 | -1.613E-06 | 5.141E-07 |
| D | -2.477E-08 | 4.014E-08 | 3.834E-08 | -3.066E-09 |
| E | 0.000E+00 | -5.243E-09 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
S1的间距是表面S1到S2在光轴12的距离，S2的间距是表面S2到S3在光轴12的距离，S16间距是表面S16到可见光有效焦距上成像平面19在光轴12的距离。镜头的入光瞳直径(phi)大于2mm，例如本实施例入光瞳直径约落在2.33，且镜头可具有至少两阿贝数大于65的透镜。
本实施例中，镜头的有效焦距与第一透镜组(前组)的有效焦距的比值为-0.06，镜头的有效焦距与第二透镜组(后组)的有效焦距的比值为0.55。
图2至图4、图6至图8、图10至图12、图14至图16和图18至图20分别是实施例镜头10a、10b、10c、10d和10e的成像光学模拟数据图。图2、6、10、14和18分别是实施例镜头10a、10b、10c、10d和10e的可见光的光线扇形图(ray fan plot)，其中X轴是光线通过入瞳的位置，Y轴是主光线投射到像平面(例如成像面S19)的位置的相对数值。图3、7、11、15和19分别是实施例镜头10a、10b、10c、10d和10e的光学传递函数(MTF)模拟数据图，图4、8、12、16和20分别是实施例镜头10a、10b、10c、10d和10e的成像面上影像高度十等分点位置的照明数值，与成像面上光轴位置的照明数值的比值模拟数据图。图2至图4、图6至图8、图10至图12、图14至图16和图18至图20模拟数据图所显示出的图形均在标准的范围内，由此可验证实施例的镜头10a、10b、10c、10d和10e确实能够兼具良好的光学成像品质的特性。
通过本发明实施例的设计，可提供一种能兼顾可使光学镜头兼具良好的光学成像品质、微型化与轻量化的特性，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的取像镜头设计。再者，本发明实施例的工作温度范围可从-40℃到105℃之间与光学镜头5片至10片镜片的设计，因此能够提供具低成本、大光圈、高解析度、轻量化、广工作温度范围等特点，且能提供较低的制造成本及较佳的成像品质的光学镜头设计。
以上各具体实施例中所列出的表格中的参数仅仅是例示之用，而不是限制本发明。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但是其并不是用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。另外，本发明的任一实施例或权利要求范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。摘要部分和标题仅仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并不是用来限制本发明的权利范围。
Claims (10)
1.一种镜头，其特征在于，包含：
一第一透镜组，包含至少两片具有屈光度的透镜；
一屈光度为正的第二透镜组，包含一双合透镜；以及
一光圈，设于所述第一透镜组与所述第二透镜组之间；
其中所述镜头包含具屈光度的透镜数为大于4且小于11，D为所述第二透镜组最远离所述第一透镜组的透镜表面直径，LT为所述第一透镜组最远离所述第二透镜组的透镜表面，到所述第二透镜组最远离所述第一透镜组的透镜表面，在所述镜头光轴上的长度，且所述镜头满足下列条件：7mm<D<25mm且0.3<D/LT<0.5。
2.一种镜头，其特征在于，包含：
沿一影像放大侧至一影像缩小侧依序设置一第一透镜、一第二透镜、一至少由两镜片构成的结合透镜和一非球面透镜，其中所述结合透镜，包括曲率半径差异小于0.005mm的对应邻近表面，且所述镜头包括具有屈光度的透镜数大于4且小于11，其中LT为所述第一透镜靠近所述影像放大侧的透镜表面，到所述非球面透镜靠近所述影像缩小侧的透镜表面，在所述镜头光轴上的长度，IMH25为所述镜头半视场角25度在一成像面的影像高度，IMH45为所述镜头半视场角45度在所述成像面的影像高度，所述镜头满足下列条件：LT/IMH25<12，且LT/IMH45<6.5。
3.一种镜头，其特征在于，包含：
一第一透镜组，所述第一透镜组包含一第一透镜与一第二透镜；以及
一屈光度为正的一第二透镜组，所述第二透镜组包含一至少由两镜片构成的结合透镜和一非球面透镜，其中D为所述第二透镜组最远离所述第一透镜组的透镜表面直径，且所述镜头满足下列条件：7mm<D<25mm，且所述镜头成像面上影像高度最高点位置的照明数值，与所述成像面上光轴位置的照明数值的比值，大于35％。
4.如权利要求1至3中任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头包含至少2片阿贝数小于65的透镜。
5.如权利要求1至3中任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头的光圈值(F/#)大于等于2.2。
6.如权利要求1至3中任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头符合下列条件之一：(1)在所述第一侧或所述影像放大侧和所述光圈之间，包含一片非球面透镜，(2)在所述光圈和所述第二侧或所述影像缩小侧之间，仅包含一片非球面透镜，(3)所有透镜的材料均由玻璃所构成，(4)所述第一透镜组的屈光度为正，(5)所述第一透镜组的屈光度为负。
7.如权利要求1至3中任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头的镜头总长(LT)小于30mm。
8.如权利要求1至3中任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足下列条件之一:(1)自所述第一透镜组或所述影像放大侧至所述第二透镜组或所述影像缩小侧依序为凸凹、非球面、双凸、双凸、双凸、双凹、双凸和非球面透镜，(2)自所述第一透镜组或所述影像放大侧至所述第二透镜组或所述影像缩小侧依序为凸凹、非球面、双凸、双凹、双凸、双凸、和非球面透镜，(3)自所述第一透镜组或所述影像放大侧至所述第二透镜组或所述影像缩小侧依序为非球面、凸凹、双凸、双凸、凸凹、凹凸和非球面透镜，(4)自所述第一透镜组或所述影像放大侧至所述第二透镜组或所述影像缩小侧依序为凸凹、双凹、双凸、双凹、双凸、双凸、和非球面透镜。
9.如权利要求1至3中任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足下列条件之一:(1)自所述第一透镜组或所述影像放大侧至所述第二透镜组或所述影像缩小侧的透镜屈光度依序为负、负、正、正、正、负、正和负，(2)自所述第一透镜组或所述影像放大侧至所述第二透镜组或所述影像缩小侧的透镜屈光度依序为负、负、正、负、正、正和负，(3)自所述第一透镜组或所述影像放大侧至所述第二透镜组或所述影像缩小侧的透镜屈光度依序为负、负、正、正、负、正和负。
10.一种镜头制造方法，其特征在于，包括：
提供一镜筒；
将一第一透镜组和屈光度为正的一第二透镜组置入并固定于所述镜筒内，其中所述第一透镜组，包含至少两片具有屈光度的透镜，所述第二透镜组，包含一双合透镜；以及
一光圈，设于所述第一透镜组与所述第二透镜组之间，其中所述镜头包含具屈光度的透镜数为大于4且小于11，D为所述第二透镜组最远离所述第一透镜组的透镜表面直径，LT为所述第一透镜组最远离所述第二透镜组的透镜表面，到所述第二透镜组最远离所述第一透镜组的透镜表面，在所述镜头光轴上的长度，且所述镜头满足下列条件：7mm<D<25mm且0.3<D/LT<0.5。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110687658A (zh) * | 2018-07-05 | 2020-01-14 | 光芒光学股份有限公司 | 镜头及其制造方法 |
| CN110908225A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-03-24 | 成都极米科技股份有限公司 | 投影镜头及投影设备 |
| CN114911032A (zh) * | 2021-02-10 | 2022-08-16 | 三星电机株式会社 | 光学成像*** |
| CN114967065A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-08-30 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种镜头及摄像装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI726734B (zh) | 2020-05-29 | 2021-05-01 | 大立光電股份有限公司 | 影像擷取鏡組、取像裝置及電子裝置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160124188A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-05 | Genius Electronic Optical Co., Ltd. | Imaging lens, and electronic apparatus including the same |
| JP2016157076A (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 株式会社ニコン | ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法 |
| US20170184814A1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-06-29 | Alex Ning | Compact Wide Angle Lens |
| US20170307857A1 (en) * | 2014-10-27 | 2017-10-26 | Alex Ning | Wide-angle lenses with low distortion |
| CN110687658A (zh) * | 2018-07-05 | 2020-01-14 | 光芒光学股份有限公司 | 镜头及其制造方法 |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5835286A (en) | 1995-08-25 | 1998-11-10 | Olympus Optical Co., Ltd. | Standard lens system having a large aperture ratio |
| US5999338A (en) | 1998-06-02 | 1999-12-07 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Imaging lens |
| JP4744711B2 (ja) | 2001-04-02 | 2011-08-10 | 富士フイルム株式会社 | 画像取込レンズ |
| TW559293U (en) | 2002-03-13 | 2003-10-21 | Genius Electronic Ptical Xiame | Image lens |
| TW556842U (en) | 2002-03-13 | 2003-10-01 | Genius Electronic Ptical Xiame | Digital camera lens |
| TW559292U (en) | 2002-03-13 | 2003-10-21 | Genius Electronic Ptical Xiame | Lens for image formation |
| TWI258597B (en) | 2004-12-28 | 2006-07-21 | Compal Communications Inc | Projection lens device having approximately unitary ratio of overall lens length and back focal length |
| JP4717477B2 (ja) | 2005-03-07 | 2011-07-06 | 富士フイルム株式会社 | 望遠レンズ |
| JP4869813B2 (ja) | 2006-07-21 | 2012-02-08 | 富士フイルム株式会社 | 画像読取用レンズ、画像読取用光学系および画像読取装置 |
| JP3946245B1 (ja) | 2007-03-08 | 2007-07-18 | マイルストーン株式会社 | 撮像レンズ |
| CN101359087B (zh) * | 2007-08-02 | 2010-06-02 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 广角镜头及使用该广角镜头的车辆装置 |
| US8498065B2 (en) | 2008-07-02 | 2013-07-30 | Nikon Corporation | Lens system and optical apparatus |
| JP5601598B2 (ja) | 2010-03-02 | 2014-10-08 | コニカミノルタ株式会社 | 内焦式大口径中望遠レンズ，撮像光学装置及びデジタル機器 |
| CN102455483B (zh) | 2010-10-20 | 2014-07-09 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 投影镜头 |
| CN102455489A (zh) | 2010-10-27 | 2012-05-16 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 投影镜头 |
| JP5620607B2 (ja) | 2012-02-22 | 2014-11-05 | 富士フイルム株式会社 | 撮像レンズおよびこれを備えた撮像装置 |
| JP5749865B2 (ja) | 2012-08-29 | 2015-07-15 | 富士フイルム株式会社 | 撮像レンズおよび撮像装置 |
| US20150036230A1 (en) | 2013-07-31 | 2015-02-05 | Genius Electronic Optical Co., Ltd. | Optical imaging lens |
| JP6219183B2 (ja) | 2014-01-30 | 2017-10-25 | 富士フイルム株式会社 | 撮像レンズおよび撮像装置 |
| KR101659140B1 (ko) | 2014-02-27 | 2016-09-22 | 삼성전기주식회사 | 렌즈 모듈 |
| JP6165675B2 (ja) | 2014-05-28 | 2017-07-19 | 富士フイルム株式会社 | リアアタッチメントレンズ |
| JP6372744B2 (ja) * | 2014-06-13 | 2018-08-15 | 株式会社リコー | 撮像光学系、カメラ装置および車載カメラ装置 |
| JP6204896B2 (ja) | 2014-09-24 | 2017-09-27 | 富士フイルム株式会社 | 撮像レンズおよび撮像装置 |
| TWI662291B (zh) | 2015-04-14 | 2019-06-11 | 佳能企業股份有限公司 | 光學鏡頭 |
| JP6401137B2 (ja) | 2015-09-28 | 2018-10-03 | 富士フイルム株式会社 | 撮像レンズおよび撮像装置 |
| CN106918890B (zh) | 2015-12-24 | 2020-08-07 | 宁波舜宇车载光学技术有限公司 | 光学成像镜头及其透镜组 |
| JP6548590B2 (ja) | 2016-02-18 | 2019-07-24 | 富士フイルム株式会社 | 撮像レンズおよび撮像装置 |
| JP2017146518A (ja) | 2016-02-19 | 2017-08-24 | 富士フイルム株式会社 | 撮像レンズおよび撮像装置 |
| TWI623773B (zh) | 2016-06-02 | 2018-05-11 | Calin Technology Co Ltd | Fixed focus projection lens |
-
2018
- 2018-11-29 CN CN201811444654.8A patent/CN110554478A/zh active Pending
-
2019
- 2019-04-24 US US16/393,739 patent/US11256067B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170307857A1 (en) * | 2014-10-27 | 2017-10-26 | Alex Ning | Wide-angle lenses with low distortion |
| US20160124188A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-05 | Genius Electronic Optical Co., Ltd. | Imaging lens, and electronic apparatus including the same |
| JP2016157076A (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 株式会社ニコン | ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法 |
| US20170184814A1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-06-29 | Alex Ning | Compact Wide Angle Lens |
| CN110687658A (zh) * | 2018-07-05 | 2020-01-14 | 光芒光学股份有限公司 | 镜头及其制造方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110687658A (zh) * | 2018-07-05 | 2020-01-14 | 光芒光学股份有限公司 | 镜头及其制造方法 |
| CN110908225A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-03-24 | 成都极米科技股份有限公司 | 投影镜头及投影设备 |
| CN114911032A (zh) * | 2021-02-10 | 2022-08-16 | 三星电机株式会社 | 光学成像*** |
| CN114911032B (zh) * | 2021-02-10 | 2023-11-24 | 三星电机株式会社 | 光学成像*** |
| CN114967065A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-08-30 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种镜头及摄像装置 |
| CN114967065B (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-25 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种镜头及摄像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190369363A1 (en) | 2019-12-05 |
| US11256067B2 (en) | 2022-02-22 |
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