CN103135200A

CN103135200A - 光学镜头

Info

Publication number: CN103135200A
Application number: CN2012104269111A
Authority: CN
Inventors: 张国文
Original assignee: Genius Electronic Optical Xiamen Co Ltd
Current assignee: Genius Electronic Optical Xiamen Co Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: CN103135200B

Abstract

本发明是有关于一种光学镜头及应用该光学镜头的成像系统。该光学镜头包含依序从物侧至像侧排列的一第一透镜单元、一第二透镜单元、一第三透镜单元、一第四透镜单元，及一第五透镜单元。每一透镜单元具有一面向物侧的物侧面，及一面向像侧的像侧面。该第一透镜单元的阿贝数(abbenumber)大于该第二透镜单元的阿贝数且相对差值大于20。该第二透镜单元的阿贝数相对于该第三透镜单元的阿贝数的差的绝对值介于0至5之间。该第三透镜单元的阿贝数小于该第四透镜单元的阿贝数且相对差值大于20。该第四透镜单元的阿贝数相对于该第五透镜单元的阿贝数的差的绝对值介于0至5之间。本发明主要用于电子产品的光学摄像领域。

Description

光学镜头

技术领域

本发明是有关于一种光学镜头及应用该光学镜头的成像系统，特别是指一种具有五个透镜单元的光学镜头及应用该光学镜头的成像系统。

背景技术

近年来，许多电子产品都配备了光学镜头及影像传感器，以提供照相及录像的功能，为了增进可携带性及影像质量且同时减少电子产品的尺寸及重量，目前已有不同的透镜组合搭配具有感光耦合组件（CCD）或是互补性金属氧化物半导体组件（CMOS）的影像传感器使用，对于小型化且能提供高质量的光学镜头及成像系统的需求便因而产生。光学镜头要达成小型化，是由系统中每一透镜单元的光学有效径（clear aperture diameters或是clear aperture）决定，在以下的说明中，将简称为透镜单元的直径(diameter)。

在美国专利U.S. 8,072,695中，揭露了一种包含五个透镜单元的光学镜头，每一透镜单元皆有不同形状，通过特殊的组合以达成预定的光学特性。然而，为了达成某项光学特性，某些其他光学上的质量就被牺牲了。因此，市场上仍然在寻找具有更好光学性能的光学镜头。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供具有良好光学特性的光学镜头及其成像系统。

于是，本发明的光学镜头，包含依序从物侧至像侧排列的一第一透镜单元、一第二透镜单元、一第三透镜单元、一第四透镜单元，及一第五透镜单元。每一透镜单元具有一面向物侧的物侧面，及一面向像侧的像侧面。该第一透镜单元的阿贝数(abbe number)大于该第二透镜单元的阿贝数且相对差值大于20，即vd1–vd2>20，vd1为该第一透镜单元的阿贝数，vd2为该第二透镜单元的阿贝数。该第二透镜单元的阿贝数相对于该第三透镜单元的阿贝数的差的绝对值介于0至5之间，即0≤|vd3- vd2|≤5，vd3为该第三透镜单元的阿贝数。该第三透镜单元的阿贝数小于该第四透镜单元的阿贝数且相对差值大于20，即vd4–vd3>20，vd4为该第四透镜单元的阿贝数。该第四透镜单元的阿贝数相对于该第五透镜单元的阿贝数的差的绝对值介于0至5之间，即0≤|vd4- vd5|≤5，vd5为该第五透镜单元的阿贝数。该若干透镜单元的物侧面及像侧面都可以覆盖一抗反射膜（又称“增透膜”）。

本发明另一种光学镜头，包含依序从物侧至像侧排列的一光圈、一第一透镜单元、一第二透镜单元、一第三透镜单元、一第四透镜单元，及一第五透镜单元。其中，每一透镜单元具有一面向物侧的物侧面，及一面向像侧的像侧面，该物侧面的光学有效径为物侧直径，该像侧面的光学有效径为像侧直径，任一透镜单元的物侧直径小于或等于像侧直径。其中，该光圈具有一供来自物侧的光通过的圆形开孔，该圆形开孔的直径小于或等于该第一透镜单元的物侧直径，且该第一透镜的阿贝数大于该第二透镜的阿贝数且相对差值至少大于20，该若干透镜单元的物侧面及像侧面都可以覆盖一抗反射膜（又称“增透膜”）。

本发明另一种光学镜头，包含依序从物侧至像侧并沿一光轴排列的一第一透镜单元、一第二透镜单元、一第三透镜单元、一第四透镜单元、一第五透镜单元，及一设置在一影像传感器和该第五透镜单元间的滤光镜。其中，每一透镜单元具有一面向物侧的物侧面，及一面向像侧的像侧面，该滤光镜具有一面向物侧的物侧面。该第一、第二透镜单元在光轴上的气隙为0.070mm，该第二、第三透镜单元在光轴上的气隙为0.288mm，该第三、第四透镜单元在光轴上的气隙为0.260mm，该第四、第五透镜单元在光轴上的气隙为0.131mm。该第五透镜单元与该滤光镜在光轴上的气隙为0.441mm。该第一透镜单元沿该光轴的厚度为0.490mm，该第二透镜单元沿该光轴的厚度为0.270mm，该第三透镜单元沿该光轴的厚度为0.465mm，该第四透镜单元沿该光轴的厚度为0.400mm，该第五透镜单元沿该光轴的厚度为0.350mm，该滤光镜沿该光轴的厚度为0.300mm。该若干透镜单元的物侧面及像侧面都可以覆盖一抗反射膜（又称“增透膜”）。

附图说明

图1是一示意图，说明本发明光学镜头所使用的名词。

图2是一示意图，说明该光学镜头所使用的名词。

图3是一示意图，说明该光学镜头架构图。

图4是一示意图，说明多个直径、厚度及气隙的定义。

图5为多个透镜单元的参数表。

图6为一第一透镜单元的垂度数据表。

图7为该第一透镜单元的垂度数据表。

图8为一第二透镜单元的垂度数据表。

图9为该第二透镜单元的垂度数据表。

图10为一第三透镜单元的垂度数据表。

图11为该第三透镜单元的垂度数据表。

图12为该第三透镜单元的垂度数据表。

图13为一第四透镜单元的垂度数据表。

图14为该第四透镜单元的垂度数据表。

图15为该第四透镜单元的垂度数据表。

图16为一第五透镜单元的垂度数据表。

图17是该第五透镜单元的垂度数据表。

图18是该第五透镜单元的垂度数据表。

图19是该第五透镜单元的垂度数据表。

图20是该第五透镜单元的垂度数据表。

图21是一示意图，说明该光学镜头架构图。

图22是一示意图，说明该光学镜头架构图。

图23是一示意图，说明畸变的定义。

图24是一示意图，说明影像传感器、感测影像范围及最大影像范围的定义。

【主要组件符号说明】

1···· 光圈

10··· 镜筒

101··· 沟槽

11··· 圆形开孔

2···· 保护镜

200··· 光学镜头

21··· 物侧面

3···· 第一透镜单元

300··· 光学镜头

31··· 物侧面

32··· 像侧面

4···· 第二透镜单元

400··· 光学镜头

41··· 物侧面

410··· 透镜单元排列组合

42··· 像侧面

5···· 第三透镜单元

500··· 影像

502··· 内缩影像

504··· 外扩影像

51··· 物侧面

52··· 像侧面

6···· 第四透镜单元

600··· 感测影像范围

602··· 影像传感器

603··· 对角线

604··· 最大影像范围

61··· 物侧面

62··· 像侧面

7···· 第五透镜单元

71··· 物侧面

72··· 像侧面

8···· 滤光镜

81··· 物侧面

82··· 像侧面

9···· 影像传感器

30、40、50、60、70…抗反射层

s1～s6· 气隙

t1～t6· 厚度

d1、d3、d5、d7、d9…物侧直径

d2、d4、d6、d8、d10…像侧直径

h···· 长度

Δh··· 长度变化量

Δw··· 宽度变化量

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，在以下配合说明书附图的详细说明中，将可清楚的呈现。

光学镜头在此处用来描述一具有多数透镜单元、一光圈，及一滤光镜等组件的完整光学装置。透镜单元在此处的定义为透光材质制成的单体，可折射光线且具有分别位于该单体相反两侧的物侧面及像侧面。直径的定义是指光学有效径（clear aperture diameter or clear aperture），焦距(focal length)代表该光学镜头的光学中心沿光轴到一成像面上焦点的距离，而总光程长度（total track length）代表从第一个透镜单元的物侧面直到成像平面在光轴上的距离。

参阅图1及图2，垂度(sag)定义为透镜单元表面的任一点与一垂直于光轴的平面之间的最短距离，垂度可以在距光轴不同径向高度的点测量，例如以透镜单元的光学有效径上离光轴最远处至光轴的径向距离为100%，垂度sag(25)表示距离光轴25%长度的点的垂度，垂度sag(50)表示距离光轴50%长度的点的垂度，垂度sag(75)表示距离光轴75%长度的点的垂度，以此类推，垂度(N)表示距离光轴N%长度的表面的垂度，N为0到100间的任一数值。因为透镜单元是旋转对称于光轴，而透镜单元的下半部与其上半部为镜向对称。每一透镜单元的不同物侧面及像侧面的形状可以使得垂度为正值、零或负值。图1及图2列举两个各具有不同垂度的透镜单元，且图1及图2的垂度是正值。

参阅图3，一光学镜头200包含依序从一物侧至一像侧排列的一保护镜2、一第一透镜单元3、一第二透镜单元4、一第三透镜单元5、一第四透镜单元6、一第五透镜单元7及一滤光镜8。该保护镜2及该若干透镜单元3、4、5、6、7分别包括一面向物侧的物侧面21、31、41、51、61、71，及一面向像侧的像侧面22、32、42、52、62、72。在其它实施例中，还包含一光圈1设置于该保护镜2的物侧面21之前。来自物侧的光将依序穿过该光圈1、该保护镜2、该若干透镜单元3、4、5、6、7，及该滤光镜8，并在一成像平面上成像。该成像平面可为一影像传感器的感测面，该位置设置一影像传感器9，用以接收穿过该滤光镜8的光线。

该光圈1是由不透光材料制成，且具有一圆形开孔11，供来自物侧的光线通过。该圆形开孔11的直径小于该第一透镜单元3的物侧面31的物侧直径，于本较佳实施例中，该圆形开孔11的直径为1.360mm，该第一透镜单元物侧面31的物侧直径为1.377mm。该光圈1也可设置于该保护镜2及该第一透镜单元3之间。

每一透镜单元是由透光材质例如玻璃或塑料材料制成，其可用于聚光或散光，光的折射程度是由两表面(即物侧面与像侧面)的形状及材料折射率而定。每一透镜单元的表面形状可用一组垂度的数值来定义，该组垂度值可以表格形式储存于计算机的数据库中，以用来制作透镜。

该滤光镜8包括一面向物侧的物侧面81，及一面向像侧的像侧面82。该滤光镜8为一红外线滤光镜，用于滤除波长0.8μm以上的光。该若干透镜单元3、4、5、6、7的折射率皆在1.5以上，且在部份实施例中，该若干物侧面31、41、51、61、71及像侧面32、42、52、62、72分别覆盖一抗反射层(anti-reflective coating)30、40、50、60、70。

参阅图4，该若干透镜单元3、4、5、6、7之间的距离、每一透镜单元的直径对厚度的比值、相邻两透镜单元间的气隙对总光程长度的比值是达成优良光学质量的关键。气隙是用于让入射光线适当聚焦。该光学镜头还包含多数分别设置于该若干透镜单元3、4、5、6、7、该滤光镜8及该成像平面（该成像平面可为一影像传感器的感测面，该位置设置一影像传感器9）之间的气隙s1、气隙s2、气隙s3、气隙s4、气隙s5及气隙s6。s1是该第一、第二透镜单元3、4间的气隙，s2是该第二、第三透镜单元4、5间的气隙，s3是该第三、第四透镜单元5、6间的气隙，s4是该第四、第五透镜单元6、7间的气隙，s5是该第五透镜单元7与该滤光镜8的气隙，s6是该滤光镜8与该成像平面（该成像平面可为一影像传感器的感测面，该位置设置一影像传感器9）的气隙。如果该滤光镜8与该成像平面的气隙s6的长度大于0.4mm，对特定的主光线角度(chief ray angle, CRA)而言，可能会使该影像传感器(图未示)因为光线遗漏而产生不精准的影像。在部份实施例中，主光线角度小于31度。

沿着光轴，从该第一透镜单元3的物侧面31到像侧面32的长度称为该第一透镜单元3的厚度t1，从该第二透镜单元4的物侧面41到像侧面42的长度称为该第二透镜单元4的厚度t2，从该第三透镜单元5的物侧面51到像侧面52的长度称为该第三透镜单元5的厚度t3，从该第四透镜单元6的物侧面61到像侧面62的长度称为该第四透镜单元6的厚度t4，从该第五透镜单元7的物侧面71到像侧面72的长度称为该第五透镜单元7的厚度t5，每一透镜单元皆包括一环绕着其周围且向远离光轴方向延伸的凸缘（flange），用于与一镜筒(图未示)相接。该第一透镜单元3的物侧面31具有一物侧直径d1，该第一透镜单元3的像侧面32具有一像侧直径d2。该若干直径用于划分该第一透镜单元3表面能够影响光学质量的区域，因此通常不涵盖凸缘。同样地，该第二透镜单元4的物侧面41具有一物侧直径d3，该第二透镜单元4的像侧面42具有一像侧直径d4。该第三透镜单元5的物侧面51具有一物侧直径d5，该第三透镜单元5的像侧面52具有一像侧直径d6。该第四透镜单元6的物侧面61具有一物侧直径d7，该第四透镜单元6的像侧面62具有一像侧直径d8。该第五透镜单元7的物侧面71具有一物侧直径d9，该第五透镜单元7的像侧面72具有一像侧直径d10。

图5为本较佳实施例的参数，该第一透镜单元3沿着光轴的厚度为0.490mm。该第二透镜单元4沿着光轴的厚度为0.270mm。该第三透镜单元5沿着光轴的厚度为0.465mm。该第四透镜单元6沿着光轴的厚度为0.400mm。该第五透镜单元7沿着光轴的厚度为0.350mm。该第一、第二透镜单元3、4在光轴上的气隙为0.070mm。该第二、第三透镜单元4、5在光轴上的气隙为0.288mm。该第三、第四透镜单元5、6在光轴上的气隙为0.260mm。该第四、第五透镜单元6、7在光轴上的气隙为0.131mm。在本较佳实施例中，该滤光片8设置于该第五透镜单元7与该影像传感器9的感测面之间，且其沿着光轴的厚度为0.300mm。该滤光片8与该第五透镜单元7在光轴上的气隙为0.441mm，该滤光片8与该影像传感器9在光轴上的气隙在0.300mm至0.400mm。

该第一透镜单元3的物侧直径d1及像侧直径d2分别为1.377mm、1.393mm。该第二透镜单元4的物侧直径d3及像侧直径d4分别为1.388mm、1.390mm。该第三透镜单元5的物侧直径d5及像侧直径d6分别为1.494mm、1.906mm。该第四透镜单元6的物侧直径d7及像侧直径d8分别为2.078mm、2.431mm。该第五透镜单元7的物侧直径d9及像侧直径d10分别为2.870mm、3.402mm。该若干透镜单元3、4、5、6、7的物侧直径及像侧直径的制造公差在±0.2μm到±0.6μm以下，依据透镜屈光率不同而有不同的公差，该若干透镜单元3、4、5、6、7的倾斜度在±0.1度以下。

光学镜头的特性和每两相邻的透镜单元的物侧直径的比值相关，在本较佳实施例中，各比值如下：

d1/d3=0.992 (1a)

d3/d5=0.929 (1b)

d5/d7=0.719 (1c)

d7/d9=0.724 (1d)

另外，光学镜头的特性也和该若干透镜单元3、4、5、6、7的沿着光轴的厚度的比值相关，在本较佳实施例中，各比值如下：

t1/t2=1.810

t3/t4=1.162

t4/t5=1.143

较佳地，该若干透镜单元3、4、5、6、7在光轴上之间的气隙的比值满足下列条件：

0<s2/s1<5 (2a)

0<s4/s3<0.7 (2b)

0<s3/s2<1 (2c)

参阅图4，该若干透镜单元3、4、5、6、7环绕着该光轴对称，光学镜头300的光学特性由每个透镜单元的物侧面及像侧面的形状决定，而该若干物侧面及像侧面的形状可由距离该光轴不同高度的垂度来定义。

图6至图20分别列出该若干透镜单元3、4、5、6、7的垂度，单位为mm。其中，规一化(Normalized)透镜高度代表距离光轴的规一化距离，即透镜表面上的点到光轴的径向距离，0%代表位于光轴上，100%代表位于透镜单元的光学有效径离光轴最远处，50%则位于中间位置。因为各透镜单元环绕着该光轴对称，因此以不同规一化透镜高度的垂度即可表示透镜单元表面的形状。利用图6至图20即足够以一般数值控制的机台制造该若干透镜单元3、4、5、6、7。所制造的垂度公差为±0.2到±0.6μm以下，依据透镜屈光率不同而有不同的公差。值得注意的是，制造时还使用了一斜率函数以保证表面的斜度变化不会形成阶梯状。

图6至图7为该第一透镜单元3的数据，最小垂度及最大垂度代表该第一透镜单元3物侧面31及像侧面32最小及最大的垂度，制造时需保持在此区间内，sag3表示该第一透镜单元3物侧面31的垂度，sag4表示该第一透镜单元3像侧面32的垂度（图中的数值单位为mm）。

图8至图9为该第二透镜单元4的数据，最小垂度及最大垂度代表该第二透镜单元4物侧面41及像侧面42最小及最大的垂度，制造时需保持在此区间内。sag5表示该第二透镜单元4物侧面41的垂度，sag6表示该第二透镜单元4像侧面42的垂度（图中的数值单位为mm）。

图10至图12为该第三透镜单元5的数据，最小垂度及最大垂度代表该第三透镜单元5物侧面51及像侧面52最小及最大的垂度，制造时需保持在此区间内。sag7表示该第三透镜单元5物侧面51的垂度，sag8表示该第三透镜单元5像侧面52的垂度（图中的数值单位为mm）。

图13至图15为该第四透镜单元6的数据，最小垂度及最大垂度代表该第四透镜单元6物侧面61及像侧面62最小及最大的垂度，制造时需保持在此区间内。sag9表示该第四透镜单元6物侧面61的垂度，sag10表示该第四透镜单元6像侧面62的垂度（图中的数值单位为mm）。

图16至图20为该第五透镜单元7的数据，最小垂度及最大垂度代表该第五透镜单元物侧面71及像侧面72最小及最大的垂度，制造时需保持在此区间内。sag11表示该第五透镜单元物侧面71的垂度，sag12表示该第五透镜单元7像侧面72的垂度（图中的数值单位为mm）。

该第四透镜单元6物侧面61在75%位置的垂度及在25%位置的垂度其比值符合下列情况：

7.0<sag9(75)/sag9(25)<14.0

或较佳地，8.0<sag9(75)/sag9(25)<12.5。

在本较佳实施例中，该第四透镜单元6物侧面61在25%位置的垂度绝对值最小值为19.9μm，在75%位置的垂度绝对值最大值为163.4μm。若sag9(75)/sag9(25)低于下限8.0，该第四透镜单元6及该光学镜头300的屈光率会减小。若sag9(75)/sag9(25)超过上限12.5，该光学镜头300的光学成像质量会受影响。

除此之外，该第五透镜单元7物侧面71在100%位置的垂度sag11(100)的绝对值需大于320μm。该第五透镜单元7像侧面72在某一点会达到垂度绝对值的极大值，于本较佳实施例中，该极大值产生在100%的位置，即sag12(100)，实际上该绝对值极大值需大于260μm。如果未大于260μm，该光学镜头200(如图3所示)的像散及像差可能会超过设定的规格。上述三段的条件、条件式(1a)～(1d)及条件式(2a)～(2c)使光学镜头可设计于一目标总光程长度内。

该若干透镜单元3、4、5、6、7可由塑料或玻璃制造，且该第一透镜单元3的阿贝数大于该第二透镜单元4的阿贝数且相对差值大于20，即vd1–vd2>20，vd1为该第一透镜单元3的阿贝数，vd2为该第二透镜单元4的阿贝数。该第二透镜单元4的阿贝数相对于该第三透镜单元5的阿贝数的差的绝对值介于0至5之间，即0≤|vd3-vd2|≤5，vd3为该第三透镜单元5的阿贝数。该第三透镜单元5的阿贝数小于该第四透镜单元6的阿贝数且相对差值大于20，即vd4–vd3>20，vd4为该第四透镜单元6的阿贝数。该第四透镜单元6的阿贝数相对于该第五透镜单元7的阿贝数的差的绝对值介于0至5之间，即0≤|vd4-vd5|≤5，vd5为该第五透镜单元7的阿贝数。

在本较佳实施例中，该第一透镜单元3的阿贝数是大于50，较佳地是大于55。该第二透镜单元4及该第三透镜单元5的阿贝数是介于20至28间，该第四透镜单元6及该第五透镜单元7的阿贝数是介于51至57间。较佳地，该若干透镜单元3、4、5、6、7的阿贝数分别为56.11、23.34、23.34、55.70、55.70，且满足下列条件：该第一透镜单元3的阿贝数大于该第二透镜单元4的阿贝数且相对差值大于30，即30<vd1–vd2。该第二透镜单元4的阿贝数相等于该第三透镜单元5的阿贝数，即|vd3–vd2|=0。该第三透镜单元5的阿贝数小于该第四透镜单元6的阿贝数且相对差值大于30，即30<vd4–vd3。该第四透镜单元6的阿贝数相等于该第五透镜单元7的阿贝数即|vd4–vd5|=0。

介于该若干透镜单元3、4、5、6、7及该滤光镜8之间的气隙优化后可以减少像差。于本较佳实施例中，从该第一透镜单元3及该滤光镜8之间的气隙s1、s2、s3、s4、s5长度总和相对于总光程长度(TTL)的比值小于0.4，即[(s1+s2+s3+s4+s5)/TTL]<0.4，如此可使该光学镜头将无限远的光线聚焦于成像面上。如要使光学镜头更为小型化，该比值可小于0.35或更佳地0.3。

该若干透镜单元3、4、5、6、7之间的气隙s1、s2、s3、s4长度总和相对于总光程长度的比值小于0.25，即[(s1+s2+s3+s4)/TTL]<0.25，可使得该光学镜头将10cm处的光线聚焦于成像面上。该第一透镜单元3的物侧面31至该第五透镜单元7的像侧面72之间的气隙s1、s2、s3、s4长度总和为0.749mm。该若干透镜单元3、4、5、6、7之间的气隙s1、s2、s3、s4长度总和相对于总光程长度的比值小于0.25，即[(s1+s2+s3+s4)/TTL]<0.25，或更佳地小于0.20。

更进一步，各透镜单元3、4、5、6、7的平均直径和其厚度有如下关系：

2.0<d1avg/t1<3.0

4.0<d2avg/t2<6.0

2.0<d3avg/t3<5.0

4.0<d4avg/t4<7.0

7.0<d5avg/t5<11.0

其中d1avg、d2avg、d3avg、d4avg、d5avg分别为该第一、第二、第三、第四、第五透镜单元3、4、5、6、7的平均直径，平均直径为一透镜的物侧直径及像侧直径的平均值。另外，在本较佳实施例中，该第一透镜单元3的平均直径d1avg为1.385。该第二透镜单元4的平均直径d2avg为1.389。而在其它的实施例中，该第一透镜单元3的平均直径相等于该第二透镜单元4的平均直径。

图21及图22说明该光学镜头400于不同的操作状态而具有不同的总光程长度。如图21所示，该光学镜头400包含一透镜单元排列组合410。该透镜单元排列组合410包括第一、二、三、四、五透镜单元3、4、5、6、7。该光学镜头400也可以包含一设置介于该透镜单元排列组合410与该影像传感器9间的滤光镜8。该若干透镜单元3、4、5、6、7及该滤光镜8具有与图3或图4所示的该若干透镜单元3、4、5、6、7及该滤光镜8相同的光学特性及光学成像质量。在部份的实施例中，该第一透镜单元3与该第二透镜单元4具有的相同大小的直径、该第四透镜单元6的直径大于该第三透镜单元5的直径、该第五透镜单元7的直径大于该第四透镜单元6的直径，且该滤光镜8的直径大于该第五透镜单元7的直径。

在部份的实施例中，该透镜单元排列组合410可包括一镜筒10。该镜筒10为圆筒状，且具有多数形成于内表面且供该若干透镜单元3、4、5、6、7的突缘卡置的沟槽101。

参阅图21及图22，该透镜单元排列组合410可沿着光轴移动而趋近或远离该影像传感器9。在部份的实施例中，该透镜单元排列组合410还可包括一滤光镜8，且该若干透镜单元3、4、5、6、7与该滤光镜8沿着光轴的气隙保持定值，而该滤光镜8与该影像传感器9沿着光轴的气隙会随着该透镜单元排列组合410趋近或远离该影像传感器9而随之变化。在其他的实施例中，如图21及图22所示，该滤光镜8是不属于该透镜单元排列组合410的一部分，故当该透镜单元排列组合410趋近或远离影像传感器9时，该滤光镜8与该影像传感器9沿着光轴的气隙则保持定值。在以下所述的内容中，该透镜单元排列组合410可包括或不包括该滤光镜8。举例来说，在该透镜单元排列组合410包括该滤光镜8条件下，当该透镜单元排列组合410趋近或远离影像传感器9时，第五透镜单元7与该滤光镜8沿着光轴的气隙则保持定值。也就是说，该滤光镜8是与该若干透镜单元3、4、5、6、7一起间隔卡置于该镜筒10。

由于该透镜单元排列组合410对于位于不同距离处的物体的成像的焦距是不相同，故通过分次地沿着光轴移动该透镜单元排列组合410，使得不同距离的物体经由该透镜单元排列组合410而聚焦成像于该影像传感器9的感测面上。举例来说，在本较佳实施例中，该透镜单元排列组合410将于无限远处(或是一等效接近无限远的距离，(如10m)的物体成像的焦距(f _∞)是小于将于近处(如10cm)的物体成像的焦距(f _macro)。因此，当欲将一位于无限远处的物体对焦成像于该影像传感器9的感测面上时，该透镜单元排列组合410需往该影像传感器9靠近进行对焦。当欲将一位于近处的物体对焦成像于该影像传感器9的感测面上时，该透镜单元排列组合410需远离该影像传感器9进行对焦。

卡置有该透镜单元排列组合410的镜筒10可在一有限的移动范围内沿着光轴移动。当移动该透镜单元排列组合410趋近该影像传感器9，而得到将无限远处的光线聚焦的焦距(f _∞)时，使得该光学镜头400具有较短的总光程长度。当移动该透镜单元排列组合410远离该影像传感器9，而得到将近处的光线聚焦的焦距(f _macro)时，使得该光学镜头400具有较长的总光程长度。因此，该透镜单元排列组合410可位于一最接近于该影像传感器9的光学中心的最近位置。该透镜单元排列组合410位于该最近位置时，使得该光学镜头400具有最短的总光程长度。最短的总光程长度可让距离该光学镜头400的中心非常远处(如无限远处)的物体，透过光学镜头400聚焦成像于影像传感器9的感测面上。如图21所示，最短的总光程标示为TTL _∞。

同样地，该透镜单元排列组合410可位于一离于该影像传感器9的光学中心最远的最远位置。该透镜单元排列组合410位于该最近位置时，使得该光学镜头400具有最长的总光程长度。最长的总光程长度可让距离光学镜头400的中心非常近处的物体，透过光学镜头400聚焦成像于该影像传感器9的感测面上。如图22所示，最长的总光程标示为TTL _macro。在本较佳实施例中，成像的物体距离于该影像传感器9的光学中心最短距离为10cm。

该光学镜头400可通过调整该透镜单元排列组合410与该影像传感器9的距离来得到不同的对焦距离。也就是说，该光学镜头400的对焦点可通过将该透镜单元排列组合410置于总光程长度是介于TTL _∞和TTL _macro间的不同位置而变化。在本较佳实施例中，TTL _∞和TTL _macro的比值是正比于f _∞和f _macro的比值。f _∞为该光学镜头400将距离该影像传感器9的光学中心无限远处的物体聚焦成像于该影像传感器9的感测面上的最短焦距。f _macro为该光学镜头400将距离该影像传感器9的光学中心最近处(如10cm)的物体聚焦成像于该影像传感器9的感测面上的最长焦距。

在本较佳实施例中，标称总光程长度为3.910mm，最短的总光程长度为3.852mm(在此为该光学镜头400将距离该影像传感器9无限远处的物体，聚焦成像于该影像传感器9的感测面上时的总光程长度)，最长的总光程长度为3.965mm(在此为该光学镜头400将距离该影像传感器9十公分处的物体，聚焦成像于该影像传感器9的感测面上时的总光程长度)。最短的总光程长度(TTL _∞)与最长的总光程长度(TTL _macro)的比值为等于或小于0.99，较佳地为等于或小于0.98，更佳地为介于0.965至0.975，以达到该光学镜头400的最佳地小型化。

图23为一显示光学镜头畸变(TV distortion)的示意图，畸变使得理想上矩形的影像500变形，产生一内缩影像502或一外扩影像504。畸变程度可由下式描述：

TV distortion(高度)=Δh/h

TV distortion(宽度)=Δw/w

其中h为影像500的长度，Δh为该内缩影像502或该外扩影像504相对于影像500的长度变化量，w为影像500的宽度，Δw为该内缩影像502或该外扩影像504相对于影像500的宽度变化量。在部份的实施例中，上述的光学镜头实现了光学镜头会具有达到特定像差及像散目标的性能，该光学镜头所产生的影像置于电视屏幕观赏时其畸变程度小于1%。

图24为一示意图，说明一影像传感器602(例如CMOS)、一感测影像范围600及一最大影像范围604。该感测影像范围600定义为一围绕着该影像传感器602的圆形范围。换句话说，该感测影像范围600的直径为该影像传感器602的对角线603。该最大影像范围604定义为该光学镜头产生的影像范围。在部份的实施例中，该感测影像范围600相对于该最大影像范围604的比值大于0.9。例如该影像传感器602的对角线长为4.536mm，代表该感测影像范围600的直径为4.536mm，而该最大影像范围604的直径为4.736mm。该透镜系统的主光线角度小于31度，而对角线最高处的影像与中心影像的相对照度要大于40%。较佳地，该感测影像范围600的直径相对于总光程长度的比值大于或等于1.0，例如总光程长度可为3.100mm及该感测影像范围600的直径为4.534mm。

该影像传感器表面的照度依照该光学镜头的表现而定。一般而言，即使接收一平面光，该光学镜头也很难使光线均匀照射到该影像传感器上。以一定角度入射该光学镜头的光只有部份可以穿透，只有平行于光轴才可能完全穿透。因此，该影像传感器可能在中心接收的光比周围多，可用相对照度衡量该光学镜头的特性。如果该影像传感器表面上的最大照度(例如中心点)为100%，相对照度随着远离中心点而减小。于本较佳实施例中，在该影像传感器周围处可提供40%以上的相对照度。

在此需特别说明的是，图1到图4及图21到24皆为示意的图形，配合说明相关的名词定义，非本较佳较实施例实际的实施例。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.一种光学镜头，包含：

依序从物侧至像侧排列的一第一透镜单元、一第二透镜单元、一第三透镜单元、一第四透镜单元，及一第五透镜单元，该第一透镜单元的阿贝数大于该第二透镜单元的阿贝数且相对差值大于20，该第二透镜单元的阿贝数相对于该第三透镜单元的阿贝数的差的绝对值介于0至5间，该第四透镜单元的阿贝数大于该第三透镜单元的阿贝数且相对差值大于20，该第四透镜单元的阿贝数相对于该第五透镜单元的阿贝数的差的绝对值介于0至5间。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：每一透镜都具有一物侧直径及一像侧直径，两直径的平均值为平均直径，该第一透镜单元的平均直径对其在光轴上厚度的比值介于2到3之间，该第二透镜单元的平均直径对其在光轴上厚度的比值介于4到6之间。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：每一透镜都具有一物侧直径及一像侧直径，两直径的平均值为平均直径，该第一透镜单元的平均直径相等于该第二透镜单元的平均直径。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：每一透镜都具有一物侧直径及一像侧直径，该第三透镜单元、该第四透镜单元及该第五透镜单元的像侧直径分别至少大于物侧直径0.300mm。

5. 根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：每一透镜都具有一物侧直径及一像侧直径，两直径的平均值为平均直径，该第四透镜单元的平均直径对其在光轴上厚度的比值介于4到7之间，该第五透镜单元的平均直径对其在光轴上厚度的比值介于7到11之间。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：该第四透镜单元的物侧面的垂度sag(75)相对于垂度sag(25)的比值介于7到14之间，其中，垂度定义为透镜单元表面之任一点与一垂直于光轴的平面之间的最短距离，以透镜单元的光学有效径上离光轴最远处至光轴径向的距离为100%，垂度sag(N)表示距离光轴N%高度的表面的垂度，N为0到100间的任一数值。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：该第一至第五透镜单元还具有一抗反射层。

8.一种光学镜头，包含：

依序从物侧至像侧排列的一具有一供光通过的圆形开孔的光圈、一第一透镜单元、一第二透镜单元、一第三透镜单元、一第四透镜单元，及一第五透镜单元，其中，每一透镜都具有一面向物侧的物侧面、一面向像侧的像侧面、一物侧直径及一像侧直径，该光圈的圆形开孔的直径小于该第一透镜单元的物侧直径，该第一透镜单元的阿贝数大于该第二透镜单元的阿贝数且相对差值大于20，该第二透镜单元的阿贝数相对于该第三透镜单元的阿贝数的差的绝对值介于0至5间。

9. 根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于：还包含一滤光镜，设置于该第五透镜单元和位于像侧的一影像传感器之间，用于滤除红外光。

10.根据权利要求9所述的光学镜头，其特征在于：该滤光镜的厚度为0.300mm。

11.根据权利要求9所述的光学镜头，其特征在于：该滤光镜沿着光轴距离该影像传感器0.300mm至0.400mm。

12.根据权利要求9所述的光学镜头，其特征在于：还具有多数分别设置于该第一透镜单元的该物侧面到滤光镜之间的气隙，且所有气隙沿着光轴的长度总和相对于总光程长度的比值小于或等于0.4，定义总光程长度为该第一透镜单元的该物侧面到成像平面在光轴上的距离。

13.根据权利要求9所述的光学镜头，其特征在于：通过该第一透镜单元、该第二透镜单元、该第三透镜单元、该第四透镜单元及该第五透镜单元的设置关系，且移动全部透镜单元从相对于该影像传感器的一第一位置至一第二位置，而将距离该光学镜头从十公分处至无限远处的物体聚焦成像于该影像传感器，然而每两相邻的透镜单元的间距是保持固定的。

14.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于：每一个透镜单元的物侧直径等于或小于其像侧直径。

15.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于：该第二透镜单元和第三透镜单元之间的气隙相对于该第一透镜单元和第二透镜单元之间的气隙的比值为介于0至5间，该第四透镜单元和第五透镜单元之间的气隙相对于该第三透镜单元和第四透镜单元之间的气隙的比值为介于0至0.7间，该第三透镜单元和第四透镜单元之间的气隙相对于该第二透镜单元和第三透镜单元之间的气隙的比值为介于0至1间。

16.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于：该第四透镜单元的像侧面的垂度sag(75)相对于垂度sag(25)的比值介于7到14之间，其中，垂度定义为透镜单元表面之任一点与一垂直于光轴的平面之间的最短距离，以透镜单元的光学有效径上离光轴最远处至光轴径向的距离为100%，垂度sag(N)表示距离光轴N%高度的表面的垂度，N为0到100间的任一数值。

17.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于：还包含一镜筒，该镜筒用以固定该等透镜单元。

18.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于：该光学镜头的主光线角度小于31度。

19.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于：该光学镜头的畸变小于百分之一。

20.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于：具有一直径大小为4.536mm的感测影像范围，该感测影像范围定义为一围绕着一罝于该光学镜头的像侧的影像传感器的圆形范围。

21.一种光学镜头，包含：

依序从物侧至像侧并沿一光轴排列的一第一透镜单元、一第二透镜单元、一第三透镜单元、一第四透镜单元、一第五透镜单元、一滤光镜，及一影像传感器，每一透镜都具有一面向物侧的物侧面及一面向像侧的像侧面，该第一透镜单元沿该光轴的厚度为0.490mm，该第二透镜单元沿该光轴的厚度为0.270mm，该第三透镜单元沿该光轴的厚度为0.465mm，该第四透镜单元沿该光轴的厚度为0.400mm，该第五透镜单元沿该光轴的厚度为0.350mm，该滤光镜沿该光轴的厚度为0.300mm。

22.根据权利要求21所述的光学镜头，其特征在于：该第一透镜单元与该第二透镜单元在光轴上的气隙大小为0.070mm，该第二透镜单元与该第三透镜单元在光轴上的气隙大小为0.288mm，该第三透镜单元与该第四透镜单元在光轴上的气隙大小为0.260mm，该第四透镜单元与该第五透镜单元在光轴上的气隙大小为0.131mm，该第五透镜单元与该滤光镜在光轴上的气隙大小为0.441mm。

23.根据权利要求21所述的光学镜头，其特征在于：该第一透镜单元的阿贝数大于该第二透镜单元的阿贝数且相对差值大于20，该第二透镜单元的阿贝数相对于该第三透镜单元的阿贝数的差的绝对值介于0至5间，该第四透镜单元的阿贝数大于该第三透镜单元的阿贝数且相对差值大于20，该第四透镜单元的阿贝数相对于该第五透镜单元的阿贝数的差的绝对值介于0至5间。

24.根据权利要求21所述的光学镜头，其特征在于：其感测影像范围的直径相对于总光程长度的比值大于或等于1.0，该感测影像范围定义为一围绕该影像传感器的圆形范围，该总光程长度代表从该第一透镜单元的该物侧面直到成像平面在光轴上的距离。

25.根据权利要求21所述的光学镜头，其特征在于：在该影像传感器周围处可提供40%以上的相对照度，其中，该影像传感器表面上的最大照度为100%。

26.根据权利要求21所述的光学镜头，其特征在于：其中，TTL _∞和TTL _macro的比值是正比于f _∞和f _macro的比值，且TTL _∞和TTL _macro的比值介于0.96至0.98间，f _∞为该光学镜头将距离该影像传感器的光学中心无限远处的物体聚焦成像于该影像传感器的感测面的最短焦距，TTL _∞为此时的总光程长度，f _macro为该光学镜头将距离该影像传感器的光学中心最近处的物体聚焦成像于该影像传感器的感测面的最长焦距，TTL _macro为此时的总光程长度，该总光程长度代表从该第一透镜单元的该物侧面直到成像平面在光轴上的距离。

27.根据权利要求26所述的光学镜头，其特征在于：最近处的物体距离该光学镜头为10cm。