CN105068214A - 可携式电子装置与其光学成像镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可携式电子装置与其光学成像镜头,该光学成像镜头包括五透镜,第一透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近区域的凸面部;第二透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部;第三透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近区域的凸面部,且第三透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部;第四透镜具有一负屈光率;及第五透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部,且第五透镜的像侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部;并满足下列关系式:EFL/(G23+G45)≦3.5。本发明维持足够之光学性能,且同时扩大视场角及缩减光学透镜的系统长度。
Description
技术领域
本发明乃是与一种可携式电子装置与其光学成像镜头相关,且尤其是与应用五片式透镜之可携式电子装置与其光学成像镜头相关。
背景技术
近年来,手机和数字相机的普及使得包含光学成像镜头、模块后座单元及影像传感器等之影像模块蓬勃发展,手机和数字相机的薄型轻巧化也让影像模块的小型化需求愈来愈高,随着感光耦合组件(ChargeCoupledDevice,简称CCD)或互补性氧化金属半导体组件(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,简称CMOS)之技术进步和尺寸缩小,装戴在影像模块中的光学成像镜头也需要缩小体积,但光学成像镜头之良好光学性能也是必要顾及之处。
除了追求轻薄短小以外,提升视场角度也日趋重要,因此光学成像镜头等电子产品的关键零组件在规格上也必须持续提升,以符合消费者的需求。
就一五片式透镜结构而言,以往之发明常会有视场角不够大且成像质量不佳的问题,而在追求镜头广角化又必须兼顾光学成像镜头的成像质量及性能,因此极需要开发扩大视场角度且维持成像质量良好的镜头是目前研究的主要目标。
发明内容
本发明之一目的系在提供一种可携式电子装置与其光学成像镜头,透过控制各透镜的凹凸曲面排列,并以至少两个关系式控制相关参数,维持足够之光学性能,且同时扩大视场角及缩减光学透镜的系统长度。
依据本发明,提供一种光学成像镜头,从物侧至像侧沿一光轴依序包括一第一透镜、一第二透镜、一光圈、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜、一滤光件及保护组件,每一透镜都具有屈光率,而且具有一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。
为了便于表示本发明所指的参数,在本说明书及图示中定义:TA代表光圈到下一个相邻透镜物侧面在光轴上的距离(负号表示该距离方向朝向物侧)、T1代表第一透镜在光轴上的厚度、G12代表第一透镜与第二透镜之间在光轴上的空气间隙宽度、T2代表第二透镜在光轴上的厚度、G23代表第二透镜与第三透镜之间在光轴上的空气间隙宽度、T3代表第三透镜在光轴上的厚度、G34代表第三透镜与第四透镜之间在光轴上的空气间隙宽度、T4代表第四透镜在光轴上的厚度、G45代表第四透镜与第五透镜之间在光轴上的空气间隙宽度、T5代表第五透镜在光轴上的厚度、G5F代表第五透镜之像侧面至滤光件之物侧面在光轴上的距离、TF代表滤光件在光轴上的厚度、GFF代表滤光件之像侧面至保护组件之物侧面在光轴上的距离、TF'代表保护组件在光轴上的厚度、GFP代表保护组件之像侧面至成像面在光轴上的距离、TI代表一影像传感器在光轴上的厚度、fno代表光圈值(f-number)、f1代表第一透镜的焦距、f2代表第二透镜的焦距、f3代表第三透镜的焦距、f4代表第四透镜的焦距、f5代表第五透镜的焦距、n1代表第一透镜的折射率、n2代表第二透镜的折射率、n3代表第三透镜的折射率、n4代表第四透镜的折射率、n5代表第五透镜的折射率、nf代表滤光件的折射率、nf'代表保护组件的折射率、V1代表第一透镜的阿贝数值(Abbenumber)、V2代表第二透镜的阿贝数值、V3代表第三透镜的阿贝数值、V4代表第四透镜的阿贝数值、V5代表第五透镜的阿贝数值、V6代表滤光件的阿贝数值、V6'代表保护组件的阿贝数值、EFL或f皆代表光学成像镜头的有效焦距、TTL代表第一透镜之物侧面至一成像面在光轴上的距离、ALT代表第一透镜至第五透镜在光轴上的五片透镜厚度总和(即T1、T2、T3、T4、T5之和)、AAG代表第一透镜至第五透镜之间在光轴上的四个空气间隙宽度总和(即G12、G23、G34、G45之和)、BFL代表光学成像镜头的后焦距,即第五透镜之像侧面至成像面在光轴上的距离(即G5F、TF、GFF、TF'、GFP之和)。
依据本发明所提供的光学成像镜头,第一透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近区域的凸面部;第二透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部;第三透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于在圆周附近区域的凸面部,且第三透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部;第四透镜具有一负屈光率;第五透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部,且第五透镜的像侧面具有一位于圆周附近的凸面部,其中,光学成像镜头只具备上述五片具有屈光率的透镜,并满足下列关系式:
EFL/(G23+G45)≦3.5关系式(1)。
本发明可选择性地控制前述参数,额外满足下列关系式:
AAG/T1≦5.0关系式(2);
G23/T1≦1.6关系式(3);
(G12+G45)/T3≦2.5关系式(4);
EFL/T4≦5.8关系式(5);
G12/T5≦4.0关系式(6);
(T3+T4)/G23≧1.1关系式(7);
ALT/T2≧2.4关系式(8);
(T4+T5)/G12≦1.2关系式(9);
AAG/(T1+T4)≦3.5关系式(10);
(G12+G23)/T3≦3.5关系式(11);
(G12+G34)/T5≦4.0关系式(12);
AAG/G12≦3.3关系式(13);
AAG/(T1+T3)≦2.3关系式(14);及/或
(G23+G34)/T4≦4.1关系式(15)。
前述所列之示例性限定关系式,亦可任意选择性地合并不等数量施用于本发明之实施态样中,并不限于此。在实施本发明时,除了前述关系式之外,亦可针对单一透镜或广泛性地针对多个透镜额外设计出其他更多的透镜的凹凸曲面排列等细部结构,以加强对系统性能及/或分辨率的控制,甚至是制造上良率的提升。须注意的是,此些细节需在无冲突之情况之下,选择性地合并施用于本发明之其他实施例当中。
本发明可依据前述之各种光学成像镜头,提供一种可携式电子装置,其包括一机壳以及一影像模块,影像模块安装于该机壳内。影像模块包括依据本发明之任一光学成像镜头、一镜筒、一模块后座单元及一影像传感器。镜筒以供给设置光学成像镜头,模块后座单元以供给设置镜筒,影像传感器位于光学成像镜头的像侧。
由上述中可以得知,本发明之可携式电子装置与其光学成像镜头,透过控制各透镜的凹凸曲面排列,并以至少一关系式控制相关参数,可扩大视场角,并有效地缩短镜头的长度,同时维持良好的光学系统成像质量及性能。
附图说明
图1显示本发明之一实施例之透镜剖面结构示意图;
图2绘示透镜面形与光线焦点的关系示意图;
图3绘示范例一的透镜面形与有效半径的关系图;
图4绘示范例二的透镜面形与有效半径的关系图;
图5绘示范例三的透镜面形与有效半径的关系图;
图6显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图7显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图8显示依据本发明之第一实施例光学成像镜头之各透镜之详细光学数据;
图9显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之非球面数据;
图10显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图11显示依据本发明之第二实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图12显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据;
图13显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之非球面数据;
图14显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图15显示依据本发明之第三实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图16显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据;
图17显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之非球面数据;
图18显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图19显示依据本发明之第四实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图20显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据;
图21显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之非球面数据;
图22显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图23显示依据本发明之第五实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图24显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据;
图25显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之非球面数据;
图26显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图27显示依据本发明之第六实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图28显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据;
图29显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之非球面数据;
图30显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图31显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图32显示依据本发明之第七实施例光学成像镜头之各透镜之详细光学数据;
图33显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之非球面数据;
图34显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图35显示依据本发明之第八实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图36显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据;
图37显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之非球面数据;
图38显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图39显示依据本发明之第九实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图40显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据;
图41显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之非球面数据;
图42显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图43显示依据本发明之第十实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图44显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据;
图45显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之非球面数据;
图46显示依据本发明之以上十个实施例的EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值的比较表;
图47显示依据本发明之一实施例之可携式电子装置之一结构示意图;及
图48显示依据本发明之另一实施例之可携式电子装置之一结构示意图。
[符号说明]
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10光学成像镜头
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000光圈
110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010第一透镜
120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020第二透镜
130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030第三透镜
140、240、340、440、540、640、740、840、940、1040第四透镜
150、250、350、450、550、650、750、850、950、1050第五透镜
160、260、360、460、560、660、760、860、960、1060滤光件
160'、260'、360'、460'、560'、660'、760'、860'、960'、1060'保护组件
170、270、370、470、570、670、770、870、970、1070成像面
111、121、131、141、151、211、221、231、241、251、311、321、331、341、351、411、421、431、441、451、511、521、531、541、551、611、621、631、641、651、711、721、731、741、751、811、821、831、841、851、911、921、931、941、951、1011、1021、1031、1041、1051物侧面
112、122、132、142、152、212、222、232、242、252、312、322、332、342、352、412、422、432、442、452、512、522、532、542、552、612、622、632、642、652、712、722、732、742、752、812、822、832、842、852、912、922、932、942、952、1012、1022、1032、1042、1052像侧面
1111、1221、1311、1321、1421、1511、1521、2111、2221、2311、2321、2421、2511、2521、3111、3221、3311、3321、3421、3511、3521、4111、4221、4311、4321、4421、4511、4521、5111、5221、5311、5321、5421、5511、6111、6221、6311、6321、6421、6511、6521、7111、7221、7311、7321、7421、7511、7521、8111、8221、8311、8321、8421、8511、8521、9111、9221、9311、9321、9421、9511、9521、10111、10221、10311、10321、10421、10511、10521位于光轴附近区域的凸面部
1112、1222、1312、1322、1512、1522、2112、2222、2312、2322、2512、2522、3112、3222、3312、3322、3512、3522、4112、4222、4312、4322、4512、4522、5112、5222、5312、5322、5512、5522、6112、6222、6312、6322、6512、6522、7112、7222、7312、7322、7512、7522、8112、8222、8312、8322、8512、8522、9112、9222、9312、9322、9512、9522、10112、10222、10312、10322、10512、10522位于圆周附近区域的凸面部
1121、1211、1411、2121、2211、2411、3121、3211、3411、4121、4211、4411、5121、5211、5411、5521、6121、6211、6411、7121、7211、7411、8121、8211、8411、9121、9211、9411、10121、10211、10411位于光轴附近区域的凹面部
1122、1212、1412、1422、2122、2212、2412、2422、3122、3212、3412、3422、4122、4212、4412、4422、5122、5212、5412、5422、6122、6212、6412、6422、7122、7212、7412、7422、8122、8212、8412、8422、9122、9212、9412、9422、10122、10212、10412、10422位于圆周附近区域的凹面部
d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7空气间隙
171影像传感器
172基板
20、20'可携式电子装置
21机壳
22影像模块
23镜筒
24模块后座单元
2401镜头后座
2402座体单元
2403第二座体单元
2404线圈
2405磁性组件
2406影像传感器后座
A1物侧
A2像侧
I光轴
I-I'轴线
A,C,E区域
具体实施方式
为进一步说明各实施例,本发明乃提供有图式。此些图式乃为本发明揭露内容之一部分,其主要系用以说明实施例,并可配合说明书之相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容,本领域具有通常知识者应能理解其他可能的实施方式以及本发明之优点。图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
本篇说明书所言之“一透镜具有正屈光率(或负屈光率)”,是指所述透镜以高斯光学理论计算出来之光轴上的屈光率为正(或为负)。该像侧面、物侧面定义为成像光线通过的范围,其中成像光线包括了主光线(chiefray)Lc及边缘光线(marginalray)Lm,如图1所示,I为光轴且此一透镜是以该光轴I为对称轴径向地相互对称,光线通过光轴上的区域为光轴附近区域A,边缘光线通过的区域为圆周附近区域C,此外,该透镜还包含一延伸部E(即圆周附近区域C径向上向外的区域),用以供该透镜组装于一光学成像镜头内,理想的成像光线并不会通过该延伸部E,但该延伸部E之结构与形状并不限于此,以下之实施例为求图式简洁均省略了部分的延伸部。更详细的说,判定面形或光轴附近区域、圆周附近区域、或多个区域的范围的方法如下:
如图1所示,其系一透镜径向上的剖视图。以该剖视图观之,在判断前述区域的范围时,定义一中心点为该透镜表面上与光轴的一交点,而一转换点是位于该透镜表面上的一点,且通过该点的一切线与光轴垂直。如果径向上向外有复数个转换点,则依序为第一转换点,第二转换点,而有效半效径上距光轴径向上最远的转换点为第N转换点。中心点和第一转换点之间的范围为光轴附近区域,第N转换点径向上向外的区域为圆周附近区域,中间可依各转换点区分不同的区域。此外,有效半径为边缘光线Lm与透镜表面交点到光轴I上的垂直距离。
如图2所示,该区域的形状凹凸系以平行通过该区域的光线(或光线延伸线)与光轴的交点在像侧或物侧来决定(光线焦点判定方式)。举例言之,当光线通过该区域后,光线会朝像侧聚焦,与光轴的焦点会位在像侧,例如图2中R点,则该区域为凸面部。反之,若光线通过该某区域后,光线会发散,其延伸线与光轴的焦点在物侧,例如图2中M点,则该区域为凹面部,所以中心点到第一转换点间为凸面部,第一转换点径向上向外的区域为凹面部;由图2可知,该转换点即是凸面部转凹面部的分界点,因此可定义该区域与径向上相邻该区域的内侧的区域,系以该转换点为分界具有不同的面形。另外,若是光轴附近区域的面形判断可依该领域中通常知识者的判断方式,以R值(指近轴的曲率半径,通常指光学软件中的透镜数据库(lensdata)上的R值)正负判断凹凸。以物侧面来说,当R值为正时,判定为凸面部,当R值为负时,判定为凹面部;以像侧面来说,当R值为正时,判定为凹面部,当R值为负时,判定为凸面部,此方法判定出的凹凸和光线焦点判定方式相同。
若该透镜表面上无转换点,该光轴附近区域定义为有效半径的0~50%,圆周附近区域定义为有效半径的50~100%。
图3为第一范例的透镜像侧表面在有效半径上仅具有第一转换点,则第一区为光轴附近区域,第二区为圆周附近区域。此透镜像侧面的R值为正,故判断光轴附近区域具有一凹面部;圆周附近区域的面形和径向上紧邻该区域的内侧区域不同。即,圆周附近区域和光轴附近区域的面形不同;该圆周附近区域系具有一凸面部。
图4为第二范例的透镜物侧表面在有效半径上具有第一及第二转换点,则第一区为光轴附近区域,第三区为圆周附近区域。此透镜物侧面的R值为正,故判断光轴附近区域为凸面部;第一转换点与第二转换点间的区域(第二区)具有一凹面部,圆周附近区域(第三区)具有一凸面部。
图5为第三范例的透镜物侧表面在有效半径上无转换点,此时以有效半径0%~50%为光轴附近区域,50%~100%为圆周附近区域。由于光轴附近区域的R值为正,故此物侧面在光轴附近区域具有一凸面部;而圆周附近区域与光轴附近区域间无转换点,故圆周附近区域具有一凸面部。
本发明之光学成像镜头,乃是一定焦镜头,且是由从物侧至像侧沿一光轴依序设置之一第一透镜、一第二透镜、一光圈、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜、一滤光件及一保护组件所构成,每一透镜都具有屈光率且具有一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。本发明之光学成像镜头总共只有前述五片具有屈光率的透镜,透过设计各透镜之细部特征,而可提供较短的光学成像镜头长度及良好的光学性能。
本发明将光圈的位置设计在第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面之间,可有效降低敏感度,具有易于制造且扩大视场角的优点。此外,光圈的位置设计的重要性在于可能影响到光路线的变化,必须同时考虑很多透镜面型、透镜厚度及透镜间空气间隙等参数的配合才能在不影响聚焦的情况下维持良好的光学成像质量。前述各镜片之特性又须考虑光学成像镜头的光学特性与镜头长度,举例来说:第一透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近的凸面部,第二透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部,第三透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近区域的凸面部,第三透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部,第四透镜具有一负屈光率,再加上第五透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部,以及第五透镜的像侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部,以上设计彼此互相搭配可有效消除像差并同时确保成像质量以及缩短光学系统长度。
此外,透过以下各参数之数值控制,可协助设计者设计出具备良好光学性能、整体长度有效缩短、且技术上可行之光学成像镜头:
例如,缩短EFL有助于视埸角的扩大,所以将EFL趋小设计,若满足以下条件式,在光学系统厚度薄化的过程中,也有可帮助扩大视场角度,在此提出藉由控制缩短EFL有助于视埸角的扩大,所以将EFL趋小设计,若满足以下条件式,在光学系统厚度薄化的过程中,也有可帮助扩大视场角度。在此提出藉由控制EFL/(G23+G45)及EFL/T4参数满足前述关系式(1)及关系式(5)。较佳地,EFL/(G23+G45)范围可更限定介于0.5~3.5,EFL/T4范围可更限定介于1.8~5.8。
为了缩短光学成像镜头的长度及聚焦容易以提升成像质量,本发明适当地缩短透镜厚度和透镜间的空气间隙,然而考虑到透镜组合过程的难异度以及必须兼顾成像质量的前提下,透镜厚度及透镜间的空气间隙彼此需互相调配而满足以下条件式之数值限定,使光学成像系统能有较佳配置:
关系式(2):AAG/T1≦5.0,较佳地,可更限定介于1.6~5.0之间;
关系式(3):G23/T1≦1.6,较佳地,可更限定介于0.1~1.6之间;
关系式(4):(G12+G45)/T3≦2.5,较佳地,可更限定介于1.0~2.5之间;
关系式(6):G12/T5≦4.0,较佳地,可更限定介于1.2~4.0之间;
关系式(7):(T3+T4)/G23≧1.1,较佳地,可更限定介于1.1~8.7之间;
关系式(8):ALT/T2≧2.4,较佳地,可更限定介于2.4~2.9之间;
关系式(9):(T4+T5)/G12≦1.2,较佳地,可更限定介于0.4~1.2之间;
关系式(10):AAG/(T1+T4)≦3.5,较佳地,可更限定介于1.3~3.5之间;
关系式(11):(G12+G23)/T3≦3.5,较佳地,可更限定介于1.1~3.5之间;
关系式(12):(G12+G34)/T5≦4.0,较佳地,可更限定介于1.2~4.0之间;
关系式(13):AAG/G12≦3.3,较佳地,可更限定介于1.1~3.3之间;
关系式(14):AAG/(T1+T3)≦2.3,较佳地,可更限定介于0.7~2.3之间;
关系式(15):(G23+G34)/T4≦4.1,较佳地,可更限定介于0.9~4.1之间。
有鉴于光学系统设计的不可预测性,在本发明的架构之下,符合上述的关系式时,能较佳地使本发明的镜头长度缩短、可用光圈增大(即光圈值缩小)、视场角增加、成像质量提升或组装良率提升而改善先前技术的缺点。
在实施本发明时,除了上述关系式之外,亦可如以下实施例针对单一透镜或广泛性地针对多个透镜额外设计出其他更多的透镜的凹凸曲面排列等细部结构,以加强对系统性能及/或分辨率的控制以及制造上良率的提升,举例来说,第二透镜的像侧面上可选择性地额外形成有一位于光轴附近区域的凸面部及一位于圆周附近区域的凸面部。须注意的是,此些细节需在无冲突之情况之下,选择性地合并施用于本发明之其他实施例当中,并不限于此。
为了说明本发明确实可在提供良好的光学性能的同时,缩短镜头长度,以下提供多个实施例以及其详细的光学数据。首先请一并参考图6至图9,其中图6显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图7显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图标意图,图8显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图9显示依据本发明之第一实施例光学成像镜头之各透镜之非球面数据。
如图6所示,本实施例之光学成像镜头1从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜110、一第二透镜120、一光圈(aperturestop)100、一第三透镜130一第四透镜140及一第五透镜150。一滤光件160、一保护组件160'及一影像传感器(图未示)的一成像面170皆设置于光学成像镜头1的像侧A2。在本实施例中,滤光件160为红外线滤光片(IRcutfilter)且设于第五透镜150与成像面170之间,滤光件160将经过光学成像镜头1的光过滤掉特定波段的波长,例如过滤掉红外线波段,可使得人眼看不到的红外线波段的波长不会成像于成像面170上。设于滤光件160与成像面170之间的保护组件160'可为一保护玻璃,用于保护影像传感器。
光学成像镜头1之第一透镜110在此示例性地以玻璃材质所构成,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150在此示例性地以塑料材质所构成,且形成细部结构如下:第一透镜110具有负屈光率,并具有一朝向物侧A1的物侧面111及一朝向像侧A2的像侧面112。物侧面111包括一位于光轴附近区域的凸面部1111及一位于圆周附近区域的凸面部1112。像侧面112包括一位于光轴附近区域的凹面部1121及一位于圆周附近区域的凹面部1122。
第二透镜120具有正屈光率,并具有一朝向物侧A1的物侧面121及一朝向像侧A2的像侧面122。物侧面121包括一位于光轴附近区域的凹面部1211及一位于圆周附近区域的凹面部1212。像侧面122包括一位于光轴附近区域的凸面部1221及一位于圆周附近区域的凸面部1222。第二透镜120的物侧面121与像侧面122皆为非球面。
第三透镜130具有正屈光率,并具有一朝向物侧A1的物侧面131及一朝向像侧A2的像侧面132。物侧面131包括一位于光轴附近区域的凸面部1311以及一位于圆周附近区域的凸面部1312。像侧面132包括一位于光轴附近区域的凸面部1321及一位于圆周附近区域的凸面部1322。第三透镜130的物侧面131与像侧面132皆为非球面。
第四透镜140具有负屈光率,并具有一朝向物侧A1的物侧面141及具有一朝向像侧A2的像侧面142。物侧面141包括一位于光轴附近区域的凹面部1411以及一位于圆周附近区域的凹面部1412。像侧面142包括一位于光轴附近区域的凸面部1421及一位于圆周附近区域的凹面部1422。第四透镜140的物侧面141与像侧面142皆为非球面。
第五透镜150具有正屈光率,并具有一朝向物侧A1的物侧面151及具有一朝向像侧A2的像侧面152。物侧面151包括一位于光轴附近区域的凸面部1511以及一位于圆周附近区域的凸面部1512。像侧面152包括一位于光轴附近区域的凸面部1521及一位于圆周附近区域的凸面部1522。第五透镜150的物侧面151与像侧面152皆为非球面。
在本实施例中,系设计各透镜110、120、130、140、150、滤光件160、保护组件160'及影像传感器的成像面170之间皆存在空气间隙,如:第一透镜110与第二透镜120之间存在空气间隙d1、第二透镜120与第三透镜130之间存在空气间隙d2、第三透镜130与第四透镜140之间存在空气间隙d3、第四透镜140与第五透镜150之间存在空气间隙d4、第五透镜150与滤光件160之间存在空气间隙d5、滤光件160与保护组件160'之间存在空气间隙d6、及保护组件160'与影像传感器的成像面170之间存在空气间隙d7。然而在其他实施例中,亦可不具有前述其中任一空气间隙,如:将两相对透镜的表面轮廓设计为彼此相应,而可彼此贴合,以消除其间之空气间隙。由此可知,空气间隙d1即为G12、空气间隙d2即为G23、空气间隙d3即为G34,空气间隙d4即为G45、空气间隙d1、d2、d3、d4的总和即为AAG。
关于本实施例之光学成像镜头1中的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图8,关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,请参考图46。本实施例之光学成像镜头1中,从第一透镜物侧面111至成像面170在光轴上之长度为15.354mm,半视角为100度。
第二透镜120的物侧面121及像侧面122、第三透镜130的物侧面131及像侧面132、第四透镜140的物侧面141及像侧面142、以及第五透镜150的物侧面151及像侧面152,共八个非球面皆是依下列非球面曲线公式定义:
Y表示非球面曲面上的点与光轴的垂直距离;Z表示非球面之深度(非球面上距离光轴为Y的点,其与相切于非球面光轴上顶点之切面,两者间的垂直距离);R表示透镜表面之曲率半径;K为锥面系数(ConicConstant);a2i为第2i阶非球面系数。各个非球面之参数详细数据请一并参考图9。
图7(a)绘示本实施例的纵向球差的示意图,横轴为焦距,纵轴为视场。图7(b)绘示本实施例的弧矢方向的像散像差的示意图,图7(c)绘示本实施例的子午方向的像散像差的示意图,横轴为焦距,纵轴为半视场角。图7(d)绘示本实施例的畸变像差的示意图,横轴为百分比,纵轴为像高。三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在不同高度的离轴光线皆集中于的成像点附近,每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.04mm,明显改善不同波长的球差,弧矢方向的像散像差在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.07mm内,子午方向的像散像差落在±0.07mm内,至于畸变像差则因为大视角而随半视角增加而变大。
参考图10至图13,图10显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图11显示依据本发明之第二实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图标意图,图12显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图13显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件,唯在此使用的标号开头改为2,例如第三透镜物侧面为231,第三透镜像侧面为232,其它组件标号在此不再赘述。如图10中所示,本实施例之光学成像镜头2从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜210、一第二透镜220、一光圈200、一第三透镜230、一第四透镜240及一第五透镜250。
第二实施例之朝向物侧A1的物侧面211、221、231、241、251及朝向像侧A2的像侧面212、222、232、242、252之凹凸配置大致上与第一实施例类似,唯第二实施例的各曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数与第一实施例不同。在此为了更清楚显示图面,表面凹凸配置的特征仅标示与第一实施例不同之处,而省略相同之处的标号,且以下每个实施例的透镜表面凹凸配置的特征,亦仅标示与第一实施例不同之处,省略相同处的标号,并不再赘述。关于本实施例之光学成像镜头2的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图12。关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,请参考图46。本实施例之光学成像镜头2中,从第一透镜物侧面211至成像面270在光轴上之长度为16.052mm,半视角为100度。
从图11(a)的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.012mm以内。从图11(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.04mm内。从图11(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.20mm内。图11(d)显示光学成像镜头2的畸变像差则因为大视角而随半视角增加而变大。
第二实施例与第一实施例相比较,纵向球差较小,且弧矢方向的像散像差较小。
参考图14至图17,其中图14显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图15显示依据本发明之第三实施例光学成像镜头之各项像差图标意图,图16显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图17显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件,唯在此使用的标号开头改为3,例如第三透镜物侧面为331,第三透镜像侧面为332,其它组件标号在此不再赘述。如图18中所示,本实施例之光学成像镜头3从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜310、一第二透镜320、一光圈300、一第三透镜330、一第四透镜340及一第五透镜350。
第三实施例之朝向物侧A1的物侧面311、321、331、341、351及朝向像侧A2的像侧面312、322、332、342、352等透镜表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似,唯第三实施例的各曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数与第一实施例不同。关于本实施例之光学成像镜头3的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图16。关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,请参考图46。本实施例之光学成像镜头3中,从第一透镜物侧面311至成像面370在光轴上之长度为14.620mm,半视角为100度。
从图15(a)当中可以看出,在本实施例的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.035mm以内。从图15(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.10mm内。从图15(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.30mm内。图15(d)显示光学成像镜头3的畸变像差则因为大视角而随半视角增加而变大。
第三实施例与第一实施例相比较,镜头长度较短,且纵向球差较小。
另请一并参考图18至图21,其中图18显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图19显示依据本发明之第四实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图标意图,图20显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图21显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件,唯在此使用的标号开头改为4,例如第三透镜物侧面为431,第三透镜像侧面为432,其它组件标号在此不再赘述。如图18中所示,本实施例之光学成像镜头4从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜410、一第二透镜420、一光圈400、一第三透镜430、一第四透镜440及一第五透镜450。
第四实施例之朝向物侧A1的物侧面411、421、431、441、451及朝向像侧A2的像侧面412、422、432、442、452等透镜表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似,唯第四实施例的各曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数与第一实施例不同。关于本实施例之光学成像镜头4的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图20。关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,请参考图42。在本实施例之光学成像镜头4中,从第一透镜物侧面411至成像面470在光轴上之厚度为16.514mm,半视角为100度。
从图19(a)可以看出纵向球差,每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.012mm以内。从图19(b)可看出弧矢方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.06mm内,从图19(c)可看出子午方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.12mm内。从图19(d)可看出光学成像镜头4的畸变像差则因为大视角而随半视角增加而变大。
第四实施例与第一实施例相比较,纵向球差较小,弧矢方向的像散像差较小。
另请一并参考图22至图25,其中图22显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图23显示依据本发明之第五实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图标意图,图24显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图25显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件,唯在此使用的标号开头改为5,例如第三透镜物侧面为531,第三透镜像侧面为532,其它组件标号在此不再赘述。如图22中所示,本实施例之光学成像镜头5从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜510、一第二透镜520、一光圈500、一第三透镜530、一第四透镜540及一第五透镜550。
第五实施例之朝向物侧A1的物侧面511、521、531、541、551及朝向像侧A2的像侧面512、522、532、542的透镜表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似,唯第五实施例的各曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、非球面系数、后焦距等相关光学参数及第五透镜550的像侧面552的透镜表面的凹凸配置与第一实施例不同。就透镜表面的凹凸配置的差异详细来说,第五透镜550的像侧面552包括一位于光轴附近区域的凹面部5521。其次,关于本实施例之光学成像镜头5的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图24。关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,请参考图46。本实施例之光学成像镜头5中,从第一透镜物侧面511至成像面570在光轴上之厚度为15.983mm,半视角为100度。
从图23(a)当中可以看出本实施例的纵向球差,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.06mm以内。从图23(b)当中可以看出本实施例的弧矢方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.06mm内。从图23(c)当中可以看出在子午方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.16mm内。从图23(d)当中可以看出光学成像镜头5的畸变像差则因为大视角而随半视角增加而变大。
第五实施例与第一实施例相比较,弧矢方向的像散像差较小。
另请一并参考图26至图29,其中图26显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图27显示依据本发明之第六实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图标意图,图28显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图29显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件,唯在此使用的标号开头改为6,例如第三透镜物侧面为631,第三透镜像侧面为632,其它组件标号在此不再赘述。如图26中所示,本实施例之光学成像镜头6从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜610、一第二透镜620、一光圈600、一第三透镜630、一第四透镜640及一第五透镜650。
第六实施例之朝向物侧A1的物侧面611、621、631、641、651及朝向像侧A2的像侧面612、622、632、642、652的透镜表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似,唯第六实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数与第一实施例不同。关于本实施例之光学成像镜头6的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图28,关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,请参考图46。本实施例之光学成像镜头6中,从第一透镜物侧面611至成像面670在光轴上之厚度为15.875mm,半视角为100度。
从图27(a)当中可以看出本实施例的纵向球差,每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.025mm以内。图27(b)的弧矢方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.06mm内。图27(c)的子午方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.20mm内。图27(d)显示光学成像镜头6的畸变像差则因为大视角而随半视角增加而变大。
第六实施例与第一实施例相比较,纵向球差较小,且弧矢方向的像散像差较小。
另请一并参考图30至图33,其中图30显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图31显示依据本发明之第七实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图标意图,图32显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图33显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件,唯在此使用的标号开头改为7,例如第三透镜物侧面为731,第三透镜像侧面为732,其它组件标号在此不再赘述。如图30中所示,本实施例之光学成像镜头7从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜710、一第二透镜720、一光圈700、一第三透镜730、一第四透镜740及一第五透镜750。
第七实施例之朝向物侧A1的物侧面711、721、731、741、751及朝向像侧A2的像侧面712、722、732、742、752的透镜表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似,唯第七实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数与第一实施例不同。关于本实施例之光学成像镜头7的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图32,关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,请参考图46。本实施例之光学成像镜头7中,从第一透镜物侧面711至成像面770在光轴上之厚度为15.538mm,半视角为100度。
从图31(a)当中可以看出,本实施例的纵向球差中,每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.025mm以内。从图31(b)当中可以看出弧矢方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.04mm内。从图31(c)当中可以看出子午方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.12mm内。图31(d)显示光学成像镜头7的畸变像差则因为大视角而随半视角增加而变大。
第七实施例与第一实施例相比较,纵向球差较小,且弧矢方向的像散像差较小。
另请一并参考图34至图37,其中图34显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之5片式透镜之剖面结构示意图,图35显示依据本发明之第八实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图标意图,图36显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图37显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件,唯在此使用的标号开头改为8,例如第三透镜物侧面为831,第三透镜像侧面为832,其它组件标号在此不再赘述。如图34中所示,本实施例之光学成像镜头8从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜810、一第二透镜820、一光圈800、一第三透镜830、一第四透镜840及一第五透镜850。
第八实施例之朝向物侧A1的物侧面811、821、831、841、851及朝向像侧A2的像侧面812、822、832、842、852的透镜表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似,唯第八实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数。关于本实施例之光学成像镜头8的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图36,关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,请参考图46。本实施例之光学成像镜头8中,从第一透镜物侧面811至成像面870在光轴上之厚度为16.282mm,半视角为100度。
从图35(a)当中可以看出本实施例的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.04mm以内。从图35(b)当中可以看出弧矢方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.10mm内。从图35(c)当中可以看出子午方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.25mm内。图35(d)显示光学成像镜头8的畸变像差则因为大视角而随半视角增加而变大。
另请一并参考图38至图41,其中图38显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图39显示依据本发明之第九实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图标意图,图40显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图41显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件,唯在此使用的标号开头改为9,例如第三透镜物侧面为931,第三透镜像侧面为932,其它组件标号在此不再赘述。如图38中所示,本实施例之光学成像镜头9从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜910、一第二透镜920、一光圈900、一第三透镜930、一第四透镜940及一第五透镜950。
第九实施例之朝向物侧A1的物侧面911、921、931、941、951及朝向像侧A2的像侧面912、922、932、942、952的透镜表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似,唯第九实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数与第一实施例不同。关于本实施例之光学成像镜头9的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图40,关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,请参考图46。本实施例之光学成像镜头9中,从第一透镜物侧面911至成像面970在光轴上之厚度为15.746mm,半视角为100度。
从图39(a)当中可以看出本实施例的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.025mm以内。从图39(b)当中可以看出弧矢方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.04mm内。从图39(c)当中可以看出子午方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.14mm内。图39(d)显示光学成像镜头9的畸变像则因为大视角而随半视角增加而变大。
第九实施例与第一实施例相比较,纵向球差较小,且弧矢方向的像散像差较小。
另请一并参考图42至图45,其中图42显示依据本发明第十实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图43显示依据本发明之第十实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图标意图,图44显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图45显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件,唯在此使用的标号开头改为10,例如第三透镜物侧面为1031,第三透镜像侧面为1032,其它组件标号在此不再赘述。如图42中所示,本实施例之光学成像镜头10从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜1010、一第二透镜1020、一光圈1000、一第三透镜1030、一第四透镜1040及一第五透镜1050。
第十实施例之朝向物侧A1的物侧面1011、1021、1031、1041、1051及朝向像侧A2的像侧面1012、1022、1032、1042、1052的透镜表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似,唯第十实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数与第一实施例不同。关于本实施例之光学成像镜头10的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图44,关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,请参考图46。本实施例之光学成像镜头10中,从第一透镜物侧面1011至成像面1070在光轴上之厚度为15.513mm,半视角为100度。
从图43(a)当中可以看出本实施例的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.016mm以内。从图43(b)当中可以看出弧矢方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.04mm内。从图43(c)当中可以看出子午方向的像散像差,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.09mm内。图43(d)显示光学成像镜头10的畸变像则因为大视角而随半视角增加而变大。
第十实施例与第一实施例相比较,纵向球差较小,且弧矢方向的像散像差较小。
图46统列出以上九个实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、BFL、EFL、ALT、AAG、TTL、EFL/(G23+G45)、AAG/T1、G23/T1、(G12+G45)/T3、EFL/T4、G12/T5、(T3+T4)/G23、ALT/T2、(T4+T5)/G12、AAG/(T1+T4)、(G12+G23)/T3、(G12+G34)/T5、AAG/G12、AAG/(T1+T3)及(G23+G34)/T4之值,可看出本发明之光学成像镜头确实可满足前述关系式(1)~(15)。
请参阅图47,为应用前述光学成像镜头的可携式电子装置20的一第一较佳实施例,可携式电子装置20包含一机壳21及一安装在机壳21内的影像模块22。在此仅是以手机为例说明可携式电子装置20,但可携式电子装置20的型式不以此为限,举例来说,可携式电子装置20还可包括但不限于相机、平板计算机、个人数字助理(personaldigitalassistant,简称PDA)等。
如图47中所示,影像模块22内具有一焦距为固定不变之光学成像镜头,其包括一如前所述的光学成像镜头,如在此示例性地选用前述第一实施例之光学成像镜头1、一用于供光学成像镜头1设置的镜筒23、一用于供镜筒23设置的模块后座单元(modulehousingunit)24、一供该模块后座单元24设置之基板172及一设置于该基板172且位于光学成像镜头1的像侧的影像传感器171。成像面170是形成于影像传感器171。
须注意的是,本实施例虽显示滤光件160、保护组件160',然而在其他实施例中亦可省略滤光件160、保护组件160'之结构,并不以滤光件160、保护组件160'之必要为限,且机壳21、镜筒23、及/或模块后座单元24可为单一组件或多个组件组装而成,无须限定于此;其次,乃是本实施例所使用的影像传感器171是采用板上连接式芯片封装(ChiponBoard,COB)的封装方式直接连接在基板172上,和传统芯片尺寸封装(ChipScalePackage,CSP)之封装方式的差别在于板上连接式芯片封装不需使用保护玻璃(coverglass),因此在光学成像镜头1中并不需要在影像传感器171之前设置保护玻璃,然本发明并不以此为限。
整体具有屈光率的五片式透镜110、120、130、140、150示例性地是以相对两透镜之间分别存在一空气间隙的方式设置于镜筒23内。
模块后座单元24包括一用以供镜筒23设置的镜头后座2401及一影像传感器后座2406。镜筒23是和镜头后座2401沿一轴线I-I'同轴设置,且镜筒23设置于镜头后座2401内侧,影像传感器后座2406位于该镜头后座2401和该影像传感器171之间,且该影像传感器后座2406和该镜头后座2401相贴合,然在其它的实施态样中,不一定存在影像传感器后座2406。
由于光学成像镜头1不仅具有较短的成像镜头长度,还具有较大的半视角,因此可携式电子装置20可具有较大的视场角,且仍然能够提供良好的光学性能与成像质量。藉此,使本实施例除了具有减少机壳原料用量的经济效益外,还能满足轻薄短小的产品设计趋势与消费需求。
另请参阅图48,为应用前述光学成像镜头1的可携式电子装置20'的一第二较佳实施例,第二较佳实施例的可携式电子装置20'与第一较佳实施例的可携式电子装置20的主要差别在于:镜头后座2401具有一第一座体单元2402、一第二座体单元2403、一线圈2404及一磁性组件2405。第一座体单元2402与镜筒23外侧相贴合且沿一轴线I-I'设置、第二座体单元2403沿轴线I-I'并环绕着第一座体单元2402外侧设置。线圈2404设置在第一座体单元2402外侧与第二座体单元2403内侧之间。磁性组件2405设置在线圈2404外侧与第二座体单元2403内侧之间。
第一座体单元2402可带着镜筒23及设置在镜筒23内的光学成像镜头1沿轴线I-I'移动。可携式电子装置20'的第二实施例的其他组件结构则与第一实施例的可携式电子装置20类似,在此不再赘述。
类似地,由于光学成像镜头1不仅具有较短的成像镜头长度,还具有较大的半视角,因此可携式电子装置20'可具有较大的视场角,且仍然能够提供良好的光学性能与成像质量。藉此,使本实施例除了具有减少机壳原料用量的经济效益外,还能满足轻薄短小的产品设计趋势与消费需求。
本发明光学成像镜头各实施例的纵向球差、像散像差、畸变皆符合使用规范。另外,三种代表波长在不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差皆获得控制而具有良好的球差、像差、畸变抑制能力。进一步参阅成像质量数据,三种代表波长彼此间的距离亦相当接近,显示本发明在各种状态下对不同波长光线的集中性佳而具有优良的色散抑制能力。综上所述,本发明藉由透镜的设计与相互搭配,能产生优异的成像质量。
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 (16)
1.一种光学成像镜头,其特征在于:从物侧至像侧沿一光轴依序包括一第一透镜、一第二透镜、一光圈、一第三透镜、一第四透镜及一第五透镜,每一透镜皆具有一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面,其中:
该第一透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近区域的凸面部;
该第二透镜的该物侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部;
该第三透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近区域的凸面部,且该第三透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部;
该第四透镜具有一负屈光率;及
该第五透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部,且该第五透镜的像侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部;
其中,该光学成像镜头只具备上述五片具有屈光率的透镜,并满足下列关系式:
EFL/(G23+G45)≦3.5,
其中EFL代表该光学成像镜头的一有效焦距,G23代表该第二透镜与该第三透镜之间在光轴上的空气间隙宽度,G45代表该第四透镜与该第五透镜之间在光轴上的空气间隙宽度。
2.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足AAG/T1≦5.0,AAG代表该第一透镜至该第五透镜之间在光轴上的四个空气间隙宽度总和,T1代表该第一透镜在光轴上的厚度。
3.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足G23/T1≦1.6,T1代表该第一透镜在光轴上的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足(G12+G45)/T3≦2.5,T3代表该第三透镜在光轴上的厚度,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在光轴上的空气间隙宽度。
5.根据权利要求4所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足EFL/T4≦5.8,T4代表该第四透镜在光轴上的厚度。
6.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足G12/T5≦4.0,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在光轴上的空气间隙宽度,T5代表该第五透镜在光轴上的厚度。
7.根据权利要求6所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足(T3+T4)/G23≧1.1,T3代表该第三透镜在光轴上的厚度,T4代表该第四透镜在光轴上的厚度。
8.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足ALT/T2≧2.4,ALT代表该第一透镜至该第五透镜在光轴上的五片透镜厚度总和,T2代表该第二透镜在光轴上的厚度。
9.根据权利要求8所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足(T4+T5)/G12≦1.2,T4代表该第四透镜在光轴上的厚度,T5代表该第五透镜在光轴上的厚度,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在光轴上的空气间隙宽度。
10.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足AAG/(T1+T4)≦3.5,AAG代表该第一透镜至该第五透镜之间在光轴上的四个空气间隙宽度总和,T1代表该第一透镜在光轴上的厚度,T4代表该第四透镜在光轴上的厚度。
11.根据权利要求10所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足(G12+G23)/T3≦3.5,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的空气间隙宽度,T3代表该第三透镜在光轴上的厚度。
12.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足(G12+G34)/T5≦4.0,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的空气间隙宽度,G34代表该第三透镜与该第四透镜之间在该光轴上的空气间隙宽度,T5代表该第五透镜在该光轴上的厚度。
13.根据权利要求12所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足AAG/G12≦3.3。
14.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足AAG/(T1+T3)≦2.3,AAG代表该第一透镜至该第五透镜之间在光轴上的四个空气间隙宽度总和,T1代表该第一透镜在光轴上的厚度,T3代表该第三透镜在光轴上的厚度。
15.根据权利要求14所述的一种光学成像镜头,其特征在于:其中该光学成像镜头更满足(G23+G34)/T4≦4.1,G34代表该第三透镜与该第四透镜之间在该光轴上的空气间隙宽度,T4代表该第四透镜在光轴上的厚度。
16.一种可携式电子装置,其特征在于:包括:
一机壳;及
一影像模块,安装于该机壳内,包括:
一如申请专利范围第1项至第15项中任一项所述的光学成像镜头;
一镜筒,以供给设置该光学成像镜头;
一模块后座单元,以供给设置该镜筒;及
一影像传感器,位于该光学成像镜头的像侧。
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