CN106033142B - 光学镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学镜头，自物侧至像侧依序包含：一具有正屈光度的第一透镜群以及一具有负屈光度的第二透镜群。第一透镜群自物侧至像侧依序包含一具有屈光度的第一透镜及一具有屈光度的第二透镜。第二透镜群自物侧至像侧依序包含一具有屈光度的第三透镜及一具有屈光度的第四透镜，其中第四透镜的物侧表面是为凹面。

Description

光学镜头

技术领域

本发明涉及一种光学镜头，且特别涉及一种体积小且成像品质佳的光学镜头。

背景技术

近年来，由于智能型手机以及手持平板电脑的技术日新月异，各种移动装置对于其摄像装置的光学影像品质要求提升；且因为移动装置的轻薄化设计，摄像装置的光学镜头的厚度也需要随之变薄。光学镜头通常是由多片镜片构成，为了增加市场上的竞争优势，微型化、高画质及降低成本一直是产品开发所欲追求的目标。

因此，亟需提出一种新的光学镜头，在降低制造成本的前提下，同时实现光学镜头小型化与提升成像品质的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学镜头。在降低制造成本的前提下，同时实现光学镜头小型化与提升成像品质。

本发明提出一种光学镜头。光学镜头自物侧至像侧依序包含：一具有正屈光度的第一透镜群以及一具有负屈光度的第二透镜群。第一透镜群自物侧至像侧依序包含一具有屈光度的第一透镜及一具有屈光度的第二透镜。第二透镜群自物侧至像侧依序包含一具有屈光度的第三透镜及一具有屈光度的第四透镜，其中第四透镜是为凹透镜。

本发明另提出一种光学镜头。光学镜头自物侧至像侧依序包含：一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，第一透镜具有正屈光度，第二透镜及第三透镜具有屈光度，第四透镜的物侧表面为朝像侧的凹面。

本发明又提出一种光学镜头。光学镜头自物侧至像侧依序包含：一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，第一透镜具有正屈光度，第二透镜具有屈光度，第三透镜为一凹凸透镜，第四透镜为一凹透镜。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示根据本发明的一实施例的光学镜头；

图2A绘示根据本发明的一实施例的光学镜头的场曲(field curvature)曲线图；

图2B绘示根据本发明的一实施例的光学镜头的畸变(distortion)曲线图；

图3绘示根据本发明的另一实施例的光学镜头；

图4A绘示根据本发明的另一实施例的光学镜头的场曲曲线图；

图4B绘示根据本发明的另一实施例的光学镜头的畸变曲线图。

具体实施方式

以下将详述本发明的各实施例，并配合附图作为例示。除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本案的范围内，并以之后的权利要求范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部这些特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。图中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，附图仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，除非有特别说明。

图1绘示根据本发明的第一实施例的光学镜头OL1。为显现本实施例的特征，仅显示与本实施例有关的结构，其余结构予以省略。本实施例的光学镜头OL1，可以是一定焦镜头，可应用于具有影像投影或撷取功能的一装置上，例如，手持式通讯系统、车用摄像镜头、监视系统、数码相机、数码摄影机或投影机。

如图1所示，本实施例中，光学镜头OL1自物侧(object side)至像侧(image-forming side)依序主要包含：一具有正屈光度的第一透镜群G1以及一具有负屈光度的第二透镜群G2。第一透镜群G1自物侧至像侧依序包含一具有屈光度的第一透镜L1及一具有屈光度的第二透镜L2。第二透镜群G2自物侧至像侧依序包含一具有屈光度的第三透镜L3及一具有屈光度的第四透镜L4，其中第四透镜L4的物侧表面是为凹面。

实施例中，具有正屈光度的第一透镜群G1搭配具有负屈光度的第二透镜群G2。

更进一步，第四透镜L4的物侧表面S8是为朝像侧弯曲的凹面，特别是靠近光轴OA处的物侧表面S8为负屈光度。

于实施例中，光学镜头OL1可满足以下条件：

0.1<│F1/F2│<0.5

其中，F1是第一透镜L1的焦距，F2是第二透镜L2的焦距。

再者，于实施例中，光学镜头OL1还可满足以下条件：

-0.12<1/(F12+F34-D23)<0

其中，F12是为第一透镜群G1的焦距，F34是为第二透镜群G2的焦距，自第一透镜群G1的像侧至第二透镜群G2的物侧之间具有一距离D23。具体而言，F12是第一透镜L1及第二透镜L2的整合焦距，F34是第三透镜L3及第四透镜L4的整合焦距；距离D23是自第二透镜L2的像侧表面S5至第三透镜L3的物侧表面S6的距离。其中，第二透镜L2的像侧表面S5可实质等同于本文的表一及表三中的表面代号S5，第三透镜L3的物侧表面S6可实质等同于本文的表一及表三中的表面代号S6。

如图1所示，第四透镜L4的像侧表面具有一反曲点IF，第四透镜L4的反曲点IF至光轴OA的最短距离是一第一距离h8，第四透镜L4的外径至光轴OA的最短距离是一第二距离H8。

于实施例中，光学镜头OL1还可满足以下条件：

│h8/H8│<0.4

具体而言，反曲点IF位于第四透镜L4的像侧表面S9上由邻近光轴OA处到镜片周边处；第二距离H8可以是第四透镜L4的光学有效口径。其中，第四透镜L4的像侧表面S9可实质等同于以下表一及表三所列的表面代号S9。

再如图1所示，第四透镜L4的像侧表面S9与光轴OA的交点至反曲点IF投影至光轴OA的位置具有一延伸长度δ8；第四透镜L4沿光轴OA具有一厚度D4，其中厚度D4亦可以是第四透镜L4中心点的厚度。

于实施例中，光学镜头OL1还可满足以下条件：

│δ8/D4│<0.22

具体而言，在实施例的光学镜头OL1中，第四透镜L4的像侧表面S9为非球面，对于第四透镜L4的像侧表面S9而言，自其外径至光轴OA方向，第四透镜L4的像侧表面S9可先朝向光学镜头OL1的像侧延伸、再反曲向物侧延伸。因此，第四透镜L4的反曲点IF实质上可说是第四透镜L4的像侧表面S9最接近成像面I的位置。

于实施例中，第一透镜L1、二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的屈光度以正负交错的方式穿插排列。

举例而言，第一透镜L1具有正屈光度，第二透镜L2具有负屈光度，第三透镜L3具有正屈光度，第四透镜L4具有负屈光度。

于一实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的至少一者可为非球面透镜或自由曲面透镜，其中非球面透镜具有至少一非球面表面，自由曲面透镜具有至少一自由曲面表面。

于另一实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4可均为非球面透镜，而每一非球面透镜具有至少一非球面表面，且各非球面表面可满足下列数学式：

其中Z为在光轴OA方向的座标值，以光传输方向为正方向，A4、A6、A8、A10、A12及A14为非球面系数，K为二次曲面常数，C＝1/R，R为曲率半径，Y为正交于光轴OA方向的座标值，以远离光轴OA的方向为正方向。此外，每一非球面透镜的非球面数学式的各项参数或系数的值可分别设定，以决定各非球面透镜表面上的位置的焦距。

此外，实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4可均采用塑胶透镜，其中，塑胶透镜的材料可包含，但不局限于，聚碳酸脂(polycarbonate)、环烯烃共聚物(例如APEL)，以及聚酯树脂(例如OKP4或OKP4HT)等，或为包括前述三者的至少一者的混合材料。

实施例中，第一透镜L1的物侧表面S1和像侧表面S2可均为非球面。如第1图所示，第一透镜L1的物侧表面S1为朝向物侧凸出的凸面、像侧表面S2为朝向物侧凹入的凹面，且物侧表面S1及像侧表面S2皆具有正屈光度。进一步地，第一透镜L1可采用一凸凹透镜。

实施例中，如图1所示，第二透镜L2的物侧表面S4是大致呈朝向像侧凹入的凹面状、像侧表面S5大致呈朝向物侧凹入的凹面状，且像侧表面S5在接近光轴OA处，亦即于其中心处为朝向像侧凸出的凸面；第二透镜L2的物侧表面S4及像侧表面S5在光轴OA处皆具有负屈光度。进一步地，第二透镜L2的物侧表面S4在远离光轴OA处可朝像侧凹曲，但不用以限定本发明。其中，第二透镜L2的物侧表面S4和像侧表面S5可均为非球面。

实施例中，如图1所示，第三透镜L3的物侧表面S6为朝向像侧凹入的凹面、像侧表面S7为朝向像侧凸出的凸面；第三透镜L3的物侧表面S6及像侧表面S7在光轴OA处皆具有负屈光度。进一步地，第三透镜L3可采用一凹凸透镜。其中，第三透镜L3的物侧表面S6和像侧表面S7可均为非球面。

实施例中，如图1所示，第四透镜L4的物侧表面S8为朝向像侧凹入的凹面、像侧表面S9大致呈朝向像侧凸出的凸面状，且在接近光轴OA处为朝向物侧凹入的凹面；第四透镜L4的物侧表面S8在光轴OA处具有负屈光度、像侧表面S9在光轴OA处具有正屈光度。进一步地，第四透镜L4可采用一具有两侧的中央位置皆为凹面的凹透镜。其中，第四透镜L4的物侧表面S8和像侧表面S9可均为非球面。

再者，如图1所示，光学镜头OL1更包含光阑St及滤光片F。光阑St可设置于第一透镜L1的像侧和第二透镜L2的物侧之间；滤光片F设置于第四透镜L4及成像面I之间，其中滤光片F可以是一红外滤光片。此外，于成像面I上设置一具有光电转换功能的影像撷取单元，其可感测穿透光学镜头OL1的光束。此外，本实施例中，滤光片F尚可作为影像撷取单元的保护玻璃(cover glass)。另一方面，光阑St亦可以视需要第一透镜L1之前、各透镜之间或第四透镜L4之后，并不以前述实施例的设置方式为限。

表一列示如图1所示的光学镜头OL1的一实施例的详细数据，其包含各透镜的曲率半径、厚度、折射率、色散是数等。其中镜片的表面代号是从物侧至像侧依序编排，例如：「S1」代表第一透镜L1朝物侧的表面S1，「S2」代表第一透镜L1朝像侧的表面S2、「S3」代表光阑位置、「S10」及「S11」分别代表滤光片F朝物侧的表面S10及朝像侧的表面S11等等。另外，「厚度」代表该表面与相邻于像侧的一表面的距离，例如，表面S1的「厚度」为表面S1与表面S2的距离。

表一

透镜代号	表面代号	曲率半径(mm)	厚度(mm)	折射率nd	色散系数vd
						L1	S1	1.814	0.669	1.540	56.0
	S2	8.178	0.007
						St	S3	∞	0.113
L2	S4	-4.413	0.50	1.640	4.0
							S5	-9.863	1.416
L3	S6	-5.984	1.106	1.540	5.0
							S7	-2.172	1.135
L4	S8	-2.934	0.330	1.540	56.0
							S9	5.724	0.241
F	S10	∞	0.21	1.5168	64.17
							S11	∞	0.57
	I	∞

上述如图1所示的光学镜头OL1的实施例中的第一透镜L1～第四透镜L4的所有表面，亦即表面代号为「S1」、「S2」、「S4」、「S5」、「S6」、「S7」、「S8」及「S9」者，其非球面数学式中的各项是数如表二所示。

表二

图2A绘示根据本发明的一实施例的光学镜头OL1的场曲(field curvature)曲线图。其中，曲线T、S分别显示光学镜头OL1对于正切光束(Tangential Rays)与弧矢光束(Sagittal Rays)的色像差。图中显示光束的正切场曲值与弧矢场曲值均控制在良好的范围内。

图2B绘示根据本发明的一实施例的光学镜头OL1的畸变(distortion)曲线图。图中显示光束的畸变率控制在(0％,+4％)范围内。

图3绘示根据本发明的另一实施例的光学镜头OL2。本实施例的光学镜头OL2的结构，与图1所示的实施例的光学镜头OL1大致相同，主要差异处在于各透镜的曲率半径、厚度、折射率、色散系数等的差异。相同处可沿用先前说明，不再赘述。

表三列示如图3的光学镜头OL2的一实施例的详细数据，其包含各透镜的曲率半径、厚度、折射率、色散系数等。其中各个代号与前述实施例相同，于此不再赘述。

表三

透镜代号	表面代号	曲率半径(mm)	厚度(mm)	折射率nd	色散系数vd
						L1	S1	1.960	0.839	1.540	56.0
	S2	9.385	0.000
						St	S3	∞	0.099
L2	S4	-6.697	0.250	1.640	24.0
							S5	-101.220	1.292

L3	S6	-9.477	0.943	1.540	56.0
							S7	-2.286	1.319
L4	S8	-2.902	0.312	1.540	56.0
							S9	6.532	0.184
F	S10	∞	0.21	1.5168	64.17
							S11	∞	0.57
	I	∞

上述如第3图所示的光学镜头OL2的实施例中的第一透镜L1～第四透镜L4的所有表面，亦即表面代号为「S1」、「S2」、「S4」、「S5」、「S6」、「S7」、「S8」及「S9」者，其非球面数学式中的各项系数如表四所示。

表四

图4A绘示根据本发明的另一实施例的光学镜头OL2的场曲曲线图。其中，曲线T、S分别显示光学镜头OL2对于正切光束与弧矢光束的色像差。图中显示光束的正切场曲值与弧矢场曲值均控制在良好的范围内。

图4B绘示根据本发明的另一实施例的光学镜头OL2的畸变曲线图。图中显示光束的畸变率控制在(0％,+3％)范围内。

由图2A～图2B及图4A～图4B可知，本实施例的光学镜头OL1和OL2的场曲和畸变均能获得良好校正。因此，根据本发明的实施例，光学镜头OL1和OL2能在降低成本、小型化的条件下，产生高解析度、低色像差的高品质的影像。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学镜头，其特征在于，自物侧至像侧依序包含：

一具有正屈光度的第一透镜群，自物侧至像侧依序包含一具有屈光度的第一透镜及一具有屈光度的第二透镜；以及

一具有负屈光度的第二透镜群，自物侧至像侧依序包含一具有屈光度的第三透镜及一具有屈光度的第四透镜，其中该第四透镜为一凹透镜，该第四透镜的像侧表面具有一反曲点，该第四透镜的该反曲点至一光轴的最短距离为一第一距离h8，该第四透镜的一外径至该光轴的最短距离为一第二距离H8，该第四透镜的像侧表面与该光轴的交点至该反曲点投影至该光轴的位置具有一延伸长度δ8，该第四透镜沿该光轴具有一厚度D4，且该光学镜头满足以下至少一个条件：

│h8/H8│<0.4；及

│δ8/D4│<0.22。

2.一种光学镜头，自物侧至像侧依序包含：一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，该第一透镜具有正屈光度，该第二透镜及该第三透镜具有屈光度，该第四透镜的物侧表面为朝像侧的凹面，该第四透镜的像侧表面具有一反曲点，该第四透镜的该反曲点至一光轴的最短距离为一第一距离h8，该第四透镜的一外径至该光轴的最短距离为一第二距离H8，该第四透镜的像侧表面与该光轴的交点至该反曲点投影至该光轴的位置具有一延伸长度δ8，该第四透镜沿该光轴具有一厚度D4，且该光学镜头满足以下至少一个条件：

│h8/H8│<0.4；及

│δ8/D4│<0.22。

3.一种光学镜头，其特征在于，自物侧至像侧依序包含：一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，该第一透镜具有正屈光度，该第二透镜具有屈光度，该第三透镜为一凹凸透镜，该第四透镜为一凹透镜，该第四透镜的像侧表面具有一反曲点，该第四透镜的该反曲点至一光轴的最短距离为一第一距离h8，该第四透镜的一外径至该光轴的最短距离为一第二距离H8，该第四透镜的像侧表面与该光轴的交点至该反曲点投影至该光轴的位置具有一延伸长度δ8，该第四透镜沿该光轴具有一厚度D4，且该光学镜头满足以下至少一个条件：

│h8/H8│<0.4；及

│δ8/D4│<0.22。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的光学镜头，其特征在于，该第一透镜具有焦距F1，该第二透镜具有焦距F2，且0.1<│F1/F2│<0.5。

5.根据权利要求1至3的任意一项所述的光学镜头，其特征在于，F12是该第一透镜及该第二透镜的整合焦距，F34是该第三透镜及该第四透镜的整合焦距，D23是自该第二透镜的像侧至该第三透镜的物侧的距离，且-0.12<1/(F12+F34-D23)<0。

6.根据权利要求1至3的任意一项所述的光学镜头，其特征在于，该第二透镜具有负屈光度。

7.根据权利要求1至3的任意一项所述的光学镜头，其特征在于，该第三透镜具有正屈光度，该第四透镜具有负屈光度。

8.根据权利要求1至3的任意一项所述的光学镜头，其特征在于，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜及该第四透镜的至少一者为非球面透镜或自由曲面透镜。

9.根据权利要求1至3的任意一项所述的光学镜头，其特征在于，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜及该第四透镜的至少一者为塑胶透镜。

10.根据权利要求1至3的任意一项所述的光学镜头，其特征在于，该第一透镜的物侧表面为朝向物侧的凸面、该第二透镜的物侧表面为朝向像侧的凹面，及/或该第三透镜的物侧表面为朝向像侧的凹面。