CN103777317B - 薄型镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄型镜头，沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜为具有负屈光力的凸凹透镜，其凸面朝向物侧凹面朝向像侧。第二透镜为具有正屈光力的透镜。第三透镜为具有负屈光力的双凹透镜。第四透镜为具有正屈光力的双凸透镜。第五透镜为具有负屈光力的凸凹透镜，其凸面朝向物侧凹面朝向像侧。

Description

薄型镜头

技术领域

本发明与影像撷取有关，特别是有关于一种薄型镜头。

背景技术

近年来，携带型电子产品为方便人们携带与使用，已经逐渐走向小型化与轻量化，其中所需用到的影像撷取镜头也必需随着小型化与轻量化。影像撷取镜头除了小型化与轻量化外，仍需具备良好的光学性能，才能呈现高影像质量。因此，小型化、轻量化和高光学性能是影像撷取镜头不可缺少的要件。

为了达成上述目的，影像撷取镜头开始使用非球面塑料透镜，从一开始的使用一片或两片非球面塑料透镜，到目前的有些全部皆使用非球面塑料透镜，大量的使用非球面塑料透镜于影像撷取镜头设计已经成为一种趋势。

目前已经发展的4片式非球面塑料透镜结构的镜头，尚无法满足全部应用需求，尤其在光圈值(F-number)、视角(Field of View)以及镜头总长(Total Track)等特性仍有改善空间，才能更符合特定应用需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的镜头无法兼顾薄型化与高光学性能的缺陷，提供一种薄型镜头，其具有较小光圈值(F-number)、较大视角(Field ofView)以及镜头总长(Total Track)短小等特性，仍拥有良好的光学性能，并且能被大量生产，兼具薄型化与高光学性能。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种薄型镜头，沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜为具有负屈光力的凸凹透镜，其凸面朝向物侧凹面朝向像侧。第二透镜为具有正屈光力的透镜。第三透镜为具有负屈光力的双凹透镜。第四透镜为具有正屈光力的双凸透镜。第五透镜为具有负屈光力的凸凹透镜，其凸面朝向物侧凹面朝向像侧。

其中薄型镜头满足以下条件：

$0.2560\≤\frac{\mathrm{BFL}}{\mathrm{TTL}}\≤0.3052---\left(1\right)$

$0.2883\≤\frac{R_{11}-R_{12}}{R_{11}+R_{12}}\≤0.3866---\left(2\right)$

$-3.0946\≤\frac{f_1}{f}\≤-1.7388---\left(3\right)$

$-1.6692\≤\frac{R_{21}-R_{22}}{R_{21}+R_{22}}\≤-0.7398---\left(4\right)$

$0.9108\≤\frac{f_2}{f}\≤1.1103---\left(5\right)$

$1.2989\≤\frac{R_{41}-R_{42}}{R_{41}+R_{42}}\≤1.7796---\left(6\right)$

$0.4745\≤\frac{f_4}{f}\≤0.7912---\left(7\right)$

其中，BFL为薄型镜头的后焦距，TT为第一透镜的物侧表面至成像面于光轴上的距离，R₁₁为第一透镜物侧面的曲率半径，R₁₂为第一透镜像侧面的曲率半径，f为薄型镜头的有效焦距，f₁为第一透镜的有效焦距，R₂₁为第二透镜物侧面的曲率半径，R₂₂为第二透镜像侧面的曲率半径，f₂为第二透镜的有效焦距，R₄₁为第四透镜物侧面的曲率半径，R₄₂为第四透镜像侧面的曲率半径，f₄为第四透镜的有效焦距。

其中第一透镜由塑料材质或玻璃材质所制成。

其中第一透镜至少一面为非球面表面。

其中第二透镜为双凸透镜。

其中第二透镜为凸凹透镜。

其中第二透镜由塑料材质或玻璃材质所制成。

其中第二透镜至少一面为非球面表面。

其中第三透镜由塑料材质或玻璃材质所制成。

其中第三透镜至少一面为非球面表面。

其中第四透镜由塑料材质或玻璃材质所制成。

其中第四透镜至少一面为非球面表面。

其中第五透镜由塑料材质或玻璃材质所制成。

其中第五透镜至少一面为非球面表面。

其中第五透镜至少一面为反曲面。

本发明的薄型镜头可更包括滤光片，设置于第五透镜与像侧之间。

本发明的薄型镜头可更包括光圈，设置于第二透镜与第三透镜之间。

实施本发明的薄型镜头，具有以下有益效果：具有较小光圈值、较大视角以及镜头总长短小等特性，兼具薄型化与高光学性能。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。

图1是本发明第一实施例的透镜配置与光路示意图。

图2A是本发明第一实施例的纵向球差图。

图2B是本发明第一实施例的像散场曲图。

图2C是本发明第一实施例的畸变图。

图3是本发明第二实施例的透镜配置与光路示意图。

图4A是本发明第二实施例的纵向球差图。

图4B是本发明第二实施例的像散场曲图。

图4C是本发明第二实施例的畸变图。

图5是本发明第三实施例的透镜配置与光路示意图。

图6A是本发明第三实施例的纵向球差图。

图6B是本发明第三实施例的像散场曲图。

图6C是本发明第三实施例的畸变图。

图7是本发明第四实施例的透镜配置与光路示意图。

图8A是本发明第四实施例的纵向球差图。

图8B是本发明第四实施例的像散场曲图。

图8C是本发明第四实施例的畸变图。

图9是本发明第五实施例的透镜配置与光路示意图。

图10A是本发明第五实施例的纵向球差图。

图10B是本发明第五实施例的像散场曲图。

图10C是本发明第五实施例的畸变图。

具体实施方式

本发明各实施例中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：

$z=\frac{{\mathrm{ch}}^2}{1+{[1-(k+1)c^2{h}^2]}^{\frac{1}{2}}}+{\mathrm{Ah}}^4+{\mathrm{Bh}}^6+{\mathrm{Ch}}^8+{\mathrm{Dh}}^{10}+{\mathrm{Eh}}^{12}+{\mathrm{Fh}}^{14}+{\mathrm{Gh}}^{16}$

其中：

z：非球面表面的凹陷度；

c：曲率；

h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；

k：圆锥系数；

A～G：非球面系数。

请参阅图1，图1是本发明第一实施例的薄型镜头的透镜配置与光路示意图。薄型镜头10，沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第一透镜L11、第二透镜L12、光圈ST1、第三透镜L13、第四透镜L14、第五透镜L15以及滤光片OF1。影像传感器11置于滤光片OF1与像侧之间，其感测面SS1位于成像面处。第一透镜L11由塑料材质所制成，其凸面S11朝向物侧，凹面S12朝向像侧，凸面S11与凹面S12皆为非球面表面，为具有负屈光力的凸凹透镜。第二透镜L12由塑料材质所制成，其两个凸面S13、S14皆为非球面表面，为具有正屈光力的透镜。第三透镜L13由塑料材质所制成，其两个凹面S16、S17皆为非球面表面，为具有负屈光力的双凹透镜。第四透镜L14由塑料材质所制成，其两个凸面S18、S19皆为非球面表面，为具有正屈光力的双凸透镜。第五透镜L15由塑料材质所制成，其凸面S110朝向物侧，凹面S111朝向像侧，凸面S110与凹面S111皆为非球面表面且凸面S110为反曲面，为具有负屈光力的凸凹透镜。滤光片OF1由玻璃材质所制成，其两个面S112、S113皆为平面。影像传感器11包含保护玻璃CG1以及感测组件(未图标)，保护玻璃CG1用来保护感测组件的感测面SS1免于刮伤或避免灰尘附着，保护玻璃CG1的两个面S114、S115皆为平面。藉此，利用上述透镜与光圈ST1的设计，使得薄型镜头10在具有较小光圈值(F-number)、较大视角(Field of View)以及镜头总长(Total Track)短小的情形下，仍拥有良好的光学性能。

为达上述目的并有效提升薄型镜头10的光学性能，本发明第一实施例的薄型镜头10的焦距（Focal Length）、光圈值(F-number)、镜头总长(Total Track)、视角(Field ofView)、各个透镜表面的曲率半径（Radius of Curvature）、各个透镜的厚度（Thickness）、各个透镜的折射率Nd（Refractive Index）以及各个透镜的阿贝系数Vd（Abbe Number），如表一所示：

表一

在本实施例中，各个非球面表面的圆锥系数k（Conic Constant）以及非球面系数A～G如表二所示：

表二

本发明各实施例的薄型镜头满足以下条件：

$0.2560\≤\frac{\mathrm{BFL}}{\mathrm{TTL}}\≤0.3052---\left(1\right)$

$0.2883\≤\frac{R_{11}-R_{12}}{R_{11}+R_{12}}\≤0.3866---\left(2\right)$

$-3.0946\≤\frac{f_1}{f}\≤-1.7388---\left(3\right)$

$-1.6692\≤\frac{R_{21}-R_{22}}{R_{21}+R_{22}}\≤-0.7398---\left(4\right)$

$0.9108\≤\frac{f_2}{f}\≤1.1103---\left(5\right)$

$1.2989\≤\frac{R_{41}-R_{42}}{R_{41}+R_{42}}\≤1.7796---\left(6\right)$

$0.4745\≤\frac{f_4}{f}\≤0.7912---\left(7\right)$

其中，BFL为薄型镜头的后焦距，TT为第一透镜的物侧表面至成像面于光轴上的距离，R₁₁为第一透镜物侧面的曲率半径，R₁₂为第一透镜像侧面的曲率半径，f为薄型镜头的有效焦距，f₁为第一透镜的有效焦距，R₂₁为第二透镜物侧面的曲率半径，R₂₂为第二透镜像侧面的曲率半径，f₂为第二透镜的有效焦距，R₄₁为第四透镜物侧面的曲率半径，R₄₂为第四透镜像侧面的曲率半径，f₄为第四透镜的有效焦距。

本实施例的薄型镜头10其焦距f=1.694mm、BFL=1.271mm、TT=4.280mm、R₁₁=1.74693mm、R₁₂=0.79376mm、f₁=-2.96186mm、R₂₁=1.00475mm、R₂₂=-4.00764mm、f₂=1.542819mm、R₄₁=2.49475mm、R₄₂=-0.55194mm、f₄=0.931672mm，各项条件值计算结果完全满足所述的条件(1)至条件(7)的要求，各项条件值计算结果如下：

$\frac{\mathrm{BFL}}{\mathrm{TT}}=0.2970$

$\frac{R_{11}-R_{12}}{R_{11}+R_{12}}=0.3752$

$\frac{f_1}{f}=-1.7484$

$\frac{R_{21}-R_{22}}{R_{21}+R_{22}}=-1.6692$

$\frac{f_2}{f}=0.9108$

$\frac{R_{41}-R_{42}}{R_{41}+R_{42}}=1.5682$

$\frac{f_4}{f}=0.5500$

藉由上述的透镜及光圈ST1配置，使得本实施例的薄型镜头10在光学性能上也可达到要求，这可从图2A至2C看出。图2A所示的，是本实施例的薄型镜头10的纵向球差(Longitudinal Spherical Aberration)图。图2B所示的，是本实施例的薄型镜头10的像散场曲(AstigmaticField Curves)图。图2C所示的，是本实施例的薄型镜头10的畸变(Distortion)图。

由图2A可看出，本实施例对波长范围介于470nm至650nm的光线所产生的纵向球差值介于-0.005㎜至0.005㎜之间。由图2B可看出，本实施例于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的像散场曲介于-0.01㎜至0.01㎜之间。由图2C可看出，本实施例的畸变小于正负5%。显见本实施例的薄型镜头10的纵向球差、像散场曲以及畸变都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图3，图3是本发明第二实施例的薄型镜头的透镜配置与光路示意图。薄型镜头20，沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括第一透镜L21、第二透镜L22、光圈ST2、第三透镜L23、第四透镜L24、第五透镜L25以及滤光片OF2。影像传感器21置于滤光片OF2与像侧之间，其感测面SS2位于成像面处。第一透镜L21由塑料材质所制成，其凸面S21朝向物侧，凹面S22朝向像侧，凸面S21与凹面S22皆为非球面表面，为具有负屈光力的凸凹透镜。第二透镜L22由塑料材质所制成，其凸面S23朝向物侧，凹面S24朝向像侧，凸面S23与凹面S24皆为非球面表面，为具有正屈光力的透镜。第三透镜L23由塑料材质所制成，其两个凹面S26、S27皆为非球面表面，为具有负屈光力的双凹透镜。第四透镜L24由塑料材质所制成，其两个凸面S28、S29皆为非球面表面，为具有正屈光力的双凸透镜。第五透镜L25由塑料材质所制成，其凸面S210朝向物侧，凹面S211朝向像侧，凸面S210与凹面S211皆为非球面表面且皆为反曲面，为具有负屈光力的凸凹透镜。滤光片OF2由玻璃材质所制成，其两个面S212、S213皆为平面。影像传感器21包含保护玻璃CG2以及感测组件(未图标)，保护玻璃CG2用来保护感测组件的感测面SS2免于刮伤或避免灰尘附着，保护玻璃CG2的两个面S214、S215皆为平面。藉此，利用上述透镜与光圈ST2的设计，使得薄型镜头20在具有较小光圈值(F-number)、较大视角(Field of View)以及镜头总长(Total Track)短小的情形下，仍拥有良好的光学性能。

为达上述目的并有效提升薄型镜头20的光学性能，本发明第二实施例的薄型镜头20的焦距（Focal Length）、光圈值(F-number)、镜头总长(Total Track)、视角(Field ofView)、各个透镜表面的曲率半径（Radius of Curvature）、各个透镜的厚度（Thickness）、各个透镜的折射率Nd（Refractive Index）以及各个透镜的阿贝系数Vd（Abbe Number），如表三所示：

表三

在本实施例中，各个非球面表面的圆锥系数k（Conic Constant）以及非球面系数A～G如表四所示：

表四

本实施例的薄型镜头20其焦距f=1.88262mm、BFL=1.287mm、TT=4.431mm、R₁₁=2.69709mm、R₁₂=1.30663mm、f₁=-5.100522mm、R₂₁=1.08086mm、R₂₂=17.89381mm、f₂=2.090202mm、R₄₁=3.23151mm、R₄₂=-0.53716mm、f₄=0.983162mm，各项条件值计算结果完全满足上述的条件(1)至条件(7)的要求，各项条件值计算结果如下：

$\frac{\mathrm{BFL}}{\mathrm{TT}}=0.2905$

$\frac{R_{11}-R_{12}}{R_{11}+R_{12}}=0.3473$

$\frac{f_1}{f}=-2.7093$

$\frac{R_{21}-R_{22}}{R_{21}+R_{22}}=-0.8861$

$\frac{f_2}{f}=1.1103$

$\frac{R_{41}-R_{42}}{R_{41}+R_{42}}=1.3987$

$\frac{f_4}{f}=0.5222$

藉由上述的透镜及光圈ST2配置，使得本实施例的薄型镜头20在光学性能上也可达到要求，这可从图4A至4C看出。图4A所示的，是本实施例的薄型镜头20的纵向球差(Longitudinal Spherical Aberration)图。图4B所示的，是本实施例的薄型镜头20的像散场曲(Astigmatic Field Curves)图。图4C所示的，是本实施例的薄型镜头20的畸变(Distortion)图。

由图4A可看出，本实施例对波长范围介于470nm至650nm的光线所产生的纵向球差值介于-0.0025㎜至0.005㎜之间。由图4B可看出，本实施例于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)的方向像散场曲介于-0.01㎜至0.01㎜之间。由图4C可看出，本实施例的畸变小于正负5%。显见本实施例的薄型镜头20的纵向球差、像散场曲以及畸变都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图5，图5是本发明第三实施例的薄型镜头的透镜配置与光路示意图。薄型镜头30，沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括第一透镜L31、第二透镜L32、光圈ST3、第三透镜L33、第四透镜L34、第五透镜L35以及滤光片OF3。影像传感器31置于滤光片OF3与像侧之间，其感测面SS3位于成像面处。第一透镜L31由塑料材质所制成，其凸面S31朝向物侧，凹面S32朝向像侧，凸面S31与凹面S32皆为非球面表面，为具有负屈光力的凸凹透镜。第二透镜L32由塑料材质所制成，其凸面S33朝向物侧凹面S34朝向像侧，凸面S33与凹面S34皆为非球面表面，为具有正屈光力的透镜。第三透镜L33由塑料材质所制成，其两个凹面S36、S37皆为非球面表面，为具有负屈光力的双凹透镜。第四透镜L34由塑料材质所制成，其两个凸面S38、S39皆为非球面表面，为具有正屈光力的双凸透镜。第五透镜L35由塑料材质所制成，其凸面S310朝向物侧，凹面S311朝向像侧，凸面S310与凹面S311皆为非球面表面且皆为反曲面，为具有负屈光力的凸凹透镜。滤光片OF3由玻璃材质所制成，其两个面S312、S313皆为平面。影像传感器31包含保护玻璃CG3以及感测组件(未图标)，保护玻璃CG3用来保护感测组件的感测面SS3免于刮伤或避免灰尘附着，保护玻璃CG3的两个面S314、S315皆为平面。藉此，利用上述透镜与光圈ST3的设计，使得薄型镜头30在具有较小光圈值(F-number)、较大视角(Field of View)以及镜头总长(Total Track)短小的情形下，仍拥有良好的光学性能。

为达上述目的并有效提升薄型镜头30的光学性能，本发明第三实施例的薄型镜头30的焦距（Focal Length）、光圈值(F-number)、镜头总长(Total Track)、视角(Field ofView)、各个透镜表面的曲率半径（Radius of Curvature）、各个透镜的厚度（Thickness）、各个透镜的折射率Nd（Refractive Index）以及各个透镜的阿贝系数Vd（Abbe Number），如表五所示：

表五

在本实施例中，各个非球面表面的圆锥系数k（Conic Constant）以及非球面系数A～G如表六所示：

表六

本实施例的薄型镜头30其焦距f=2.00349mm、BFL=1.253mm、TT=4.416mm、R₁₁=2.54694mm、R₁₂=1.40693mm、f₁=-6.199968mm、R₂₁=1.06534mm、R₂₂=9.21641mm、f₂=2.166097mm、R₄₁=4.18838mm、R₄₂=-0.54457mm、f₄=0.95069872mm，各项条件值计算结果完全满足上述的条件(1)至条件(7)的要求，各项条件值计算结果如下：

$\frac{\mathrm{BFL}}{\mathrm{TT}}=0.2838$

$\frac{R_{11}-R_{12}}{R_{11}+R_{12}}=0.2883$

$\frac{f_1}{f}=-3.0946$

$\frac{R_{21}-R_{22}}{R_{21}+R_{22}}=-0.7928$

$\frac{f_2}{f}=1.0812$

$\frac{R_{41}-R_{42}}{R_{41}+R_{42}}=1.2989$

$\frac{f_4}{f}=0.4745$

藉由上述的透镜及光圈ST3配置，使得本实施例的薄型镜头30在光学性能上也可达到要求，这可从图6A至6C看出。图6A所示的，是本实施例的薄型镜头30的纵向球差(Longitudinal Spherical Aberration)图。图6B所示的，是本实施例的薄型镜头30的像散场曲(AstigmaticField Curves)图。图6C所示的，是本实施例的薄型镜头30的畸变(Distortion)图。

由图6A可看出，本实施例对波长范围介于470nm至650nm的光线所产生的纵向球差值介于-0.006㎜至0.009㎜之间。由图6B可看出，本实施例于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)的方向像散场曲介于-0.015㎜至0.01㎜之间。由图6C可看出，本实施例的畸变小于正负2.5%。显见本实施例的薄型镜头30的纵向球差、像散场曲以及畸变都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图7，图7是本发明第四实施例的薄型镜头的透镜配置与光路示意图。薄型镜头40，沿着光轴OA4从物侧至像侧依序包括第一透镜L41、第二透镜L42、光圈ST4、第三透镜L43、第四透镜L44、第五透镜L45以及滤光片OF4。影像传感器41置于滤光片OF4与像侧之间，其感测面SS4位于成像面处。第一透镜L41由塑料材质所制成，其凸面S41朝向物侧，凹面S42朝向像侧，凸面S41与凹面S42皆为非球面表面，为具有负屈光力的凸凹透镜。第二透镜L42由塑料材质所制成，其两个凸面S43、S44皆为非球面表面，为具有正屈光力的透镜。第三透镜L43由塑料材质所制成，其两个凹面S46、S47皆为非球面表面，为具有负屈光力的双凹透镜。第四透镜L44由塑料材质所制成，其两个凸面S48、S49皆为非球面表面，为具有正屈光力的双凸透镜。第五透镜L45由塑料材质所制成，其凸面S410朝向物侧，凹面S411朝向像侧，凸面S410与凹面S411皆为非球面表面且凹面S411为反曲面，为具有负屈光力的凸凹透镜。滤光片OF4由玻璃材质所制成，其两个面S412、S413皆为平面。影像传感器41包含保护玻璃CG4以及感测组件(未图标)，保护玻璃CG4用来保护感测组件的感测面SS4免于刮伤或避免灰尘附着，保护玻璃CG4的两个面S414、S415皆为平面。藉此，利用上述透镜与光圈ST4的设计，使得薄型镜头40在具有较小光圈值(F-number)、较大视角(Field of View)以及镜头总长(Total Track)短小的情形下，仍拥有良好的光学性能。

为达上述目的并有效提升薄型镜头40的光学性能，本发明第四实施例的薄型镜头40的焦距（Focal Length）、光圈值(F-number)、镜头总长(Total Track)、视角(Field ofView)、各个透镜表面的曲率半径（Radius of Curvature）、各个透镜的厚度（Thickness）、各个透镜的折射率Nd（Refractive Index）以及各个透镜的阿贝系数Vd（Abbe Number），如表七所示：

表七

在本实施例中，各个非球面表面的圆锥系数k（Conic Constant）以及非球面系数A～G如表八所示：

表八

本实施例的薄型镜头40其焦距f=1.73413mm、BFL=1.330mm、TT=4.357mm、R₁₁=1.72452mm、R₁₂=0.84550mm、f₁=-3.403594mm、R₂₁=1.07727mm、R₂₂=-4.48885mm、f₂=1.636074mm、R₄₁=4.08399mm、R₄₂=-0.55711mm、f₄=0.956915mm，各项条件值计算结果完全满足上述的条件(1)至条件(7)的要求，各项条件值计算结果如下：

$\frac{\mathrm{BFL}}{\mathrm{TT}}=0.3052$

$\frac{R_{11}-R_{12}}{R_{11}+R_{12}}=0.3420$

$\frac{f_1}{f}=-1.9627$

$\frac{R_{21}-R_{22}}{R_{21}+R_{22}}=-1.6315$

$\frac{f_2}{f}=0.9435$

$\frac{R_{41}-R_{42}}{R_{41}+R_{42}}=1.3159$

$\frac{f_4}{f}=0.5518$

藉由上述的透镜及光圈ST4配置，使得本实施例的薄型镜头40在光学性能上也可达到要求，这可从图8A至8C看出。图8A所示的，是本实施例的薄型镜头40的纵向球差(Longitudinal Spherical Aberration)图。图8B所示的，是本实施例的薄型镜头40的像散场曲(AstigmaticField Curves)图。图8C所示的，是本实施例的薄型镜头40的畸变(Distortion)图。

由图8A可看出，本实施例对波长范围介于470nm至650nm的光线所产生的纵向球差值介于-0.005㎜至0.01㎜之间。由图8B可看出，本实施例于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的像散场曲介于-0.015㎜至0.005㎜之间。由图8C可看出，本实施例的畸变小于正负5%。显见本实施例的薄型镜头40的纵向球差、像散场曲以及畸变都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图9，图9是本发明第五实施例的薄型镜头的透镜配置与光路示意图。薄型镜头50，沿着光轴OA5从物侧至像侧依序包括第一透镜L51、第二透镜L52、光圈ST5、第三透镜L53、第四透镜L54、第五透镜L55以及滤光片OF5。影像传感器51置于滤光片OF5与像侧之间，其感测面SS5位于成像面处。第一透镜L51由塑料材质所制成，其凸面S51朝向物侧，凹面S52朝向像侧，凸面S51与凹面S52皆为非球面表面，为具有负屈光力的凸凹透镜。第二透镜L52由塑料材质所制成，其凸面S53朝向物侧，凹面S54朝向像侧，凸面S53与凹面S54皆为非球面表面，为具有正屈光力的透镜。第三透镜L53由塑料材质所制成，其两个凹面S56、S57皆为非球面表面，为具有负屈光力的双凹透镜。第四透镜L54由玻璃材质所制成，其两个凸面S58、S59皆为非球面表面，为具有正屈光力的双凸透镜。第五透镜L55由塑料材质所制成，其凸面S510朝向物侧，凹面S511朝向像侧，凸面S510与凹面S511皆为非球面表面且皆为反曲面，为具有负屈光力的凸凹透镜。滤光片OF5由玻璃材质所制成，其两个面S512、S513皆为平面。影像传感器51包含保护玻璃CG5以及感测组件(未图标)，保护玻璃CG5用来保护感测组件的感测面SS5免于刮伤或避免灰尘附着，保护玻璃CG5的两个面S514、S515皆为平面。藉此，利用上述透镜与光圈ST5的设计，使得薄型镜头50在具有较小光圈值(F-number)、较大视角(Field of View)以及镜头总长(Total Track)短小的情形下，仍拥有良好的光学性能。

为达上述目的并有效提升薄型镜头50的光学性能，本发明第五实施例的薄型镜头50的焦距（Focal Length）、光圈值(F-number)、镜头总长(Total Track)、视角(Field ofView)、各个透镜表面的曲率半径（Radius of Curvature）、各个透镜的厚度（Thickness）、各个透镜的折射率Nd（Refractive Index）以及各个透镜的阿贝系数Vd（Abbe Number），如表九所示：

表九

在本实施例中，各个非球面表面的圆锥系数k（Conic Constant）以及非球面系数A～G如表十所示：

表十

本实施例的薄型镜头50其焦距f=1.795mm、BFL=1.088mm、TT=4.252mm、R₁₁=1.97938mm、R₁₂=0.87561mm、f₁=-3.121058mm、R₂₁=0.79585mm、R₂₂=5.32183mm、f₂=1.704792mm、R₄₁=2.94552mm、R₄₂=-0.82617mm、f₄=1.420195mm，各项条件值计算结果完全满足上述的条件(1)至条件(7)的要求，各项条件值计算结果如下：

$\frac{\mathrm{BFL}}{\mathrm{TT}}=0.2560$

$\frac{R_{11}-R_{12}}{R_{11}+R_{12}}=0.3866$

$\frac{f_1}{f}=-1.7388$

$\frac{R_{21}-R_{22}}{R_{21}+R_{22}}=-0.7398$

$\frac{f_2}{f}=0.9497$

$\frac{R_{41}-R_{42}}{R_{41}+R_{42}}=1.7796$

$\frac{f_4}{f}=0.7912$

藉由上述的透镜及光圈ST5配置，使得本实施例的薄型镜头50在光学性能上也可达到要求，这可从图10A至10C看出。图10A所示的，是本实施例的薄型镜头50的纵向球差(Longitudinal Spherical Aberration)图。图10B所示的，是本实施例的薄型镜头50的像散场曲(Astigmatic Field Curves)图。图10C所示的，是本实施例的薄型镜头50的畸变(Distortion)图。

由图10A可看出，本实施例对波长范围介于436nm至656nm的光线所产生的纵向球差值介于-0.01㎜至0.015㎜之间。由图10B可看出，本实施例于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的像散场曲介于-0.015㎜至0.015㎜之间。由图10C可看出，本实施例的畸变小于正负5%。显见本实施例的薄型镜头50的纵向球差、像散场曲以及畸变都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

依据本发明的薄型镜头，其中的透镜，可以皆由塑料材质制成或皆由玻璃材质制成，也可以部份由塑料材质制成部份由玻璃材质制成。上述第一至第四实施例中所有的透镜皆由塑料材质制成，第五实施例则是部份由塑料材质制成部份由玻璃材质制成，第五实施例的第一透镜L51、第二透镜L52、第三透镜L53以及第五透镜L55是由塑料材质制成，第四透镜L54则是由玻璃材质制成，此为第五实施例与第一至第四实施例最大不同之处。第一至第四实施例中所有的透镜皆由塑料材质制成，导致薄型镜头10、薄型镜头20、薄型镜头30以及薄型镜头40的焦距易受环境温度变化影响，当温度变化较大时容易失焦，所以此类薄型镜头仅适用于温度变化较小的环境。第五实施例的第四透镜L54改用玻璃材质，其目的在于降低环境温度变化对焦距的影响，使得第五实施例的薄型镜头50即使在温差较大的环境中使用也不失焦，尤其适用于野外所装置的猎物追踪器，不管白天或晚上都不失焦，可清楚的捕捉猎物影像。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，本技术领域的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (8)

1.一种薄型镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至像侧依序包括：

第一透镜，该第一透镜为具有负屈光力的凸凹透镜，该第一透镜的凸面朝向该物侧凹面朝向该像侧；

第二透镜，该第二透镜为具有正屈光力的透镜；

第三透镜，该第三透镜为具有负屈光力的双凹透镜；

第四透镜，该第四透镜为具有正屈光力的双凸透镜；

第五透镜，该第五透镜为具有负屈光力的凸凹透镜，该第五透镜的凸面朝向该物侧凹面朝向该像侧；以及

光圈，设置于该第二透镜与该第三透镜之间；

该薄型镜头满足以下条件：

$0.2560\≤\frac{\mathrm{BFL}}{\mathrm{TTL}}\≤0.3052$

其中，BFL为该薄型镜头的后焦距，TTL为该第一透镜的物侧表面至成像面于该光轴上的距离。

2.如权利要求1所述的薄型镜头，其特征在于，该第一透镜满足以下条件：

$0.2883\≤\frac{R_{11}-R_{12}}{R_{11}+R_{12}}\≤0.3866$

$-3.0946\≤\frac{f_1}{f}\≤-1.7388$

其中，R₁₁为该第一透镜物侧面的曲率半径，R₁₂为该第一透镜像侧面的曲率半径，f为该薄型镜头的有效焦距，f₁为该第一透镜的有效焦距。

3.如权利要求2所述的薄型镜头，其特征在于，该第二透镜满足以下条件：

$-1.6692\≤\frac{R_{21}-R_{22}}{R_{21}+R_{22}}\≤-0.7398$

$0.9108\≤\frac{f_2}{f}\≤1.1103$

其中，R₂₁为该第二透镜物侧面的曲率半径，R₂₂为该第二透镜像侧面的曲率半径，f为该薄型镜头的有效焦距，f₂为该第二透镜的有效焦距。

4.如权利要求3所述的薄型镜头，其特征在于，该第四透镜满足以下条件：

$1.2989\≤\frac{R_{41}-R_{42}}{R_{41}+R_{42}}\≤1.7796$

$0.4745\≤\frac{f_4}{f}\≤0.7912$

其中，R₄₁为该第四透镜物侧面的曲率半径，R₄₂为该第四透镜像侧面的曲率半径，f为该薄型镜头的有效焦距，f₄为该第四透镜的有效焦距。

5.如权利要求1所述的薄型镜头，其特征在于，该第四透镜由塑料材质或玻璃材质所制成。

6.如权利要求1所述的薄型镜头，其特征在于，该第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜中的每一个透镜的至少一面为非球面表面。

7.如权利要求1所述的薄型镜头，其特征在于，该第二透镜为双凸透镜或者凸凹透镜。

8.如权利要求1所述的薄型镜头，其特征在于，该第五透镜至少一面为反曲面，或者该第五透镜的两个面皆为反曲面。