CN106526793A - 光学镜片组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光学镜片组，第一透镜具有正屈光率、第二透镜具有屈光率、第三透镜的物侧面与像侧面至少一面为非球面、第四透镜具有负屈光率、以及第五透镜的物侧面具有在光轴附近区域的凹面部，其物侧面与像侧面皆为非球面。υ4为第四透镜的阿贝系数、υ5为第五透镜的阿贝系数、第一透镜与第二透镜间的空气间隙为G12、第二透镜与第三透镜间的空气间隙为G23、第四透镜与第五透镜间的空气间隙为G45、第二透镜的中心厚度为T2、第三透镜的中心厚度为T3、第四透镜的中心厚度为T4、第五透镜的中心厚度为T5。本发明用于光学摄影成像，在缩减光学镜头之系统长度下维持足够之光学性能。

Description

光学镜片组
技术领域
本发明大致上关于一种光学镜片组。具体而言，本发明特别是指一种用于拍摄影像及录像之光学镜片组，并应用于可携式电子产品，例如：移动电话、相机、平板计算机、或是个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)中。
背景技术
可携式电子产品的规格日新月异，其关键零组件-光学镜片组也更加多样化发展，应用不只仅限于拍摄影像与录像，还加上望远摄像的需求，且随着影像感测技术之进步，消费者对于成像质量等的要求也更加提高。而传统微型望远镜头的尺寸超过50毫米，Fno光圈值达到4以上，明显无法满足现有可携式电子产品的规格，因此望远用的光学镜片组的设计不仅需求较小的镜头空间，对于成像质量的提升也是须考虑之课题。
发明内容
于是，本发明提出一种缩减光学镜头之系统长度以及维持足够之光学性能的五片式光学镜片组。本发明五片式光学镜片组从物侧至像侧，在光轴上依序安排有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜都分别具有朝向物侧的物侧面以及朝向像侧的像侧面。
第一透镜具有正屈光率、第二透镜具有屈光率、第三透镜的物侧面与像侧面至少其中一面为非球面、第四透镜具有负屈光率、以及第五透镜的物侧面具有在光轴附近区域的凹面部，其物侧面与像侧面皆为非球面。此光学镜片组只有上述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜等五片具有屈光率的透镜，υ4为第四透镜的阿贝系数、υ5为第五透镜的阿贝系数、第一透镜与第二透镜间的空气间隙为G12、第二透镜与第三透镜间的空气间隙为G23、第四透镜与第五透镜间的空气间隙为G45、第二透镜的中心厚度为T2、第三透镜的中心厚度为T3、第四透镜的中心厚度为T4、第五透镜的中心厚度为T5，而满足18≦υ4-υ5≦50与(G12+T2+G23+T3+T4+G45+T5)/G34≦6.3等条件。
在本发明光学镜片组中，ALT为第一透镜到第五透镜在光轴上的五个透镜之中心厚度总和，第一透镜在光轴上的中心厚度为T1，并满足ALT/T1≦3.7。
在本发明光学镜片组中，满足ALT/G23≦4。
在本发明光学镜片组中，G34为第三透镜与第四透镜在光轴上的一空气间隙，并满足ALT/G34≦9。
在本发明光学镜片组中，满足ALT/T5≦4.5。
在本发明光学镜片组中，第五透镜的像侧面至一成像面在光轴上的长度为BFL，并满足ALT/BFL≦4。
在本发明光学镜片组中，第一透镜到第五透镜在光轴上的四个空气间隙总和为AAG，并满足AAG/T1≦3.5。
在本发明光学镜片组中，满足AAG/G23≦3.6。
在本发明光学镜片组中，满足AAG/G34≦20。
在本发明光学镜片组中，满足AAG/T5≦5.8。
在本发明光学镜片组中，满足AAG/BFL≦3.8。
在本发明光学镜片组中，第一透镜的物侧面至第五透镜的像侧面在光轴上的长度为TL，并满足TL/T1≦7。
在本发明光学镜片组中，满足TL/G23≦7.7。
在本发明光学镜片组中，满足TL/G34≦15。
在本发明光学镜片组中，满足TL/T5≦9.3。
在本发明光学镜片组中，满足TL/BFL≦7.8。
在本发明光学镜片组中，满足AAG/EFL≦0.48。
在本发明光学镜片组中，满足ALT/EFL≦0.43。
在本发明光学镜片组中，光学镜头系统有效焦距为EFL，并满足TL/EFL≦0.85。
在本发明光学镜片组中，满足TTL/EFL≦1。
附图说明
图1是本发明之一实施例之透镜剖面结构示意图。
图2是透镜面形与光线焦点的关系示意图。
图3是范例一的透镜面形与有效半径的关系图。
图4是范例二的透镜面形与有效半径的关系图。
图5是范例三的透镜面形与有效半径的关系图。
图6是本发明五片式光学镜片组的第一实施例之示意图。
图7的A部分是第一实施例在成像面上的纵向球差。
图7的B部分是第一实施例在弧矢方向的像散像差。
图7的C部分是第一实施例在子午方向的像散像差。
图7的D部分是第一实施例的畸变像差。
图8是本发明五片式光学镜片组的第二实施例之示意图。
图9的A部分是第二实施例在成像面上的纵向球差。
图9的B部分是第二实施例在弧矢方向的像散像差。
图9的C部分是第二实施例在子午方向的像散像差。
图9的D部分是第二实施例的畸变像差。
图10是本发明五片式光学镜片组的第三实施例之示意图。
图11的A部分是第三实施例在成像面上的纵向球差。
图11的B部分是第三实施例在弧矢方向的像散像差。
图11的C部分是第三实施例在子午方向的像散像差。
图11的D部分是第三实施例的畸变像差。
图12是本发明五片式光学镜片组的第四实施例之示意图。
图13的A部分是第四实施例在成像面上的纵向球差。
图13的B部分是第四实施例在弧矢方向的像散像差。
图13的C部分是第四实施例在子午方向的像散像差。
图13的D部分是第四实施例的畸变像差。
图14是本发明五片式光学镜片组的第五实施例之示意图。
图15的A部分是第五实施例在成像面上的纵向球差。
图15的B部分是第五实施例在弧矢方向的像散像差。
图15的C部分是第五实施例在子午方向的像散像差。
图15的D部分是第五实施例的畸变像差。
图16是本发明五片式光学镜片组的第六实施例之示意图。
图17的A部分是第六实施例在成像面上的纵向球差。
图17的B部分是第六实施例在弧矢方向的像散像差。
图17的C部分是第六实施例在子午方向的像散像差。
图17的D部分是第六实施例的畸变像差。
图18是本发明五片式光学镜片组的第七实施例之示意图。
图19的A部分是第七实施例在成像面上的纵向球差。
图19的B部分是第七实施例在弧矢方向的像散像差。
图19的C部分是第七实施例在子午方向的像散像差。
图19的D部分是第七实施例的畸变像差。
图20是本发明五片式光学镜片组的第八实施例之示意图。
图21的A部分是第八实施例在成像面上的纵向球差。
图21的B部分是第八实施例在弧矢方向的像散像差。
图21的C部分是第八实施例在子午方向的像散像差。
图21的D部分是第八实施例的畸变像差。
图22是本发明五片式光学镜片组的第九实施例之示意图。
图23的A部分是第九实施例在成像面上的纵向球差。
图23的B部分是第九实施例在弧矢方向的像散像差。
图23的C部分是第九实施例在子午方向的像散像差。
图23的D部分是第九实施例的畸变像差。
图24是第一实施例详细的光学数据。
图25是第一实施例详细的非球面数据。
图26是第二实施例详细的光学数据。
图27是第二实施例详细的非球面数据。
图28是第三实施例详细的光学数据。
图29是第三实施例详细的非球面数据。
图30是第四实施例详细的光学数据。
图31是第四实施例详细的非球面数据。
图32是第五实施例详细的光学数据。
图33是第五实施例详细的非球面数据。
图34是第六实施例详细的光学数据。
图35是第六实施例详细的非球面数据。
图36是第七实施例详细的光学数据。
图37是第七实施例详细的非球面数据。
图38是第八实施例详细的光学数据。
图39是第八实施例详细的非球面数据。
图40是第九实施例详细的光学数据。
图41是第九实施例详细的非球面数据。
图42是各实施例之重要参数。
具体实施方式
在开始详细描述本发明之前，首先要说明的是，在本发明附图中，类似的组件是以相同的编号来表示。其中，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(chief ray)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镜片组内，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，以下之实施例为求附图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：
请参照图1，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(lens data)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范例一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范例二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范例三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。
如图6所示，本发明光学镜片组1，从放置物体(图未示)的物侧2至成像的像侧3，沿着光轴(optical axis)4，依序包含有光圈80、第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50、滤光片70及成像面(image plane)71。一般说来，第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50都可以是由透明的塑料材质所制成，但本发明不以此为限。各镜片都有适当的屈光率。在本发明光学镜片组1中，具有屈光率的镜片总共只有第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50等这五片透镜而已。光轴4为整个光学镜片组1的光轴，所以每个透镜的光轴和光学镜片组1的光轴都是相同的。
此外，光学镜片组1还包含光圈(aperture stop)80，而设置于适当之位置。在图6中，光圈80是设置在物侧2与第一透镜10之间。当由位于物侧2之待拍摄物(图未示)所发出的光线(图未示)进入本发明光学镜片组1时，即会经由光圈80、第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50与滤光片70之后，会在像侧3的成像面71上聚焦而形成清晰的影像。在本发明各实施例中，选择性设置的滤光片70还可以是具各种合适功能之滤镜，可滤除特定波长的光线(例如红外线)，设于第五透镜50的朝向像侧的一面52与成像面71之间。
本发明光学镜片组1中之各个透镜，都分别具有朝向物侧2的物侧面，与朝向像侧3的像侧面。另外，本发明光学镜片组1中之各个透镜，亦都具有接近光轴4的光轴附近区域、与远离光轴4的圆周附近区域。例如，第一透镜10具有物侧面11与像侧面12；第二透镜20具有物侧面21与像侧面22；第三透镜30具有物侧面31与像侧面32；第四透镜40具有物侧面41与像侧面42；第五透镜50具有物侧面51与像侧面52。各物侧面与像侧面又有接近光轴4的光轴附近区域以及远离光轴4的圆周附近区域。
本发明光学镜片组1中之各个透镜，还都分别具有位在光轴4上的中心厚度T。例如，第一透镜10具有第一透镜厚度T1、第二透镜20具有第二透镜厚度T2、第三透镜30具有第三透镜厚度T3、第四透镜40具有第四透镜厚度T4、第五透镜50具有第五透镜厚度T5。所以，在光轴4上光学镜片组1中透镜的中心厚度总和称为ALT。亦即，ALT＝T1+T2+T3+T4+T5。
另外，本发明光学镜片组1中在各个透镜之间又具有位在光轴4上的空气间隙(airgap)。例如，第一透镜10到第二透镜20之间空气间隙宽度称为G12、第二透镜20到第三透镜30之间空气间隙宽度称为G23、第三透镜30到第四透镜40之间空气间隙宽度称为G34、第四透镜40到第五透镜50之间空气间隙宽度称为G45。所以，第一透镜10到第五透镜50之间位于光轴4上各透镜间之四个空气间隙宽度之总和即称为AAG。亦即，AAG＝G12+G23+G34+G45。
另外，第一透镜10的物侧面11至第五透镜50的像侧面52在光轴上的长度为TL。另外，第一透镜10的物侧面11至成像面71在光轴上的长度为TTL。光学镜片组的有效焦距为EFL。
另外，再定义：f1为第一透镜10的焦距；f2为第二透镜20的焦距；f3为第三透镜30的焦距；f4为第四透镜40的焦距；f5为第五透镜50的焦距；n1为第一透镜10的折射率；n2为第二透镜20的折射率；n3为第三透镜30的折射率；n4为第四透镜40的折射率；n5为第五透镜50的折射率；υ1为第一透镜10的阿贝系数(Abbe number)；υ2为第二透镜20的阿贝系数；υ3为第三透镜30的阿贝系数；υ4为第四透镜10的阿贝系数；及υ5为第五透镜50的阿贝系数。
第一实施例
请参阅图6，例示本发明光学镜片组1的第一实施例。第一实施例在成像面71上的纵向球差(longitudinal spherical aberration)请参考图7A、弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatic field aberration)请参考图7B、子午(tangential)方向的像散像差请参考图7C、以及畸变像差(distortion aberration)请参考图7D。所有实施例中各球差图之Y轴代表视场，其最高点均为1.0，实施例中各像散图及畸变图之Y轴代表像高，系统像高为2.62毫米。
第一实施例之光学镜片组系统1主要由五枚具有屈光率之透镜、滤光片70、光圈80、与成像面71所构成。光圈80是设置在物侧2与第一透镜10之间。滤光片70可以防止特定波长的光线(例如红外线)投射至成像面而影响成像质量。
第一透镜10具有正屈光率。朝向物侧2的物侧面11具有位于光轴附近区域的凸面部13以及位于圆周附近区域的凸面部14，朝向像侧3的像侧面12具有位于光轴附近区域的凸面部16以及位于圆周附近区域的凹面部17。第一透镜之物侧面11及像侧面12均为非球面。
第二透镜20具有负屈光率。朝向物侧2的物侧面21具有位于光轴附近区域的凸面部23以及位于圆周附近区域的凸面部24，朝向像侧3的像侧面22具有位于光轴附近区域的凹面部26以及位于圆周附近区域的凹面部27。第二透镜20之物侧面21及像侧面22均为非球面。
第三透镜30具有正屈光率，朝向物侧2的物侧面31具有位于光轴附近区域的凹面部33以及位于圆周附近区域的凸面部34，而朝向像侧3的像侧面32具有位于光轴附近区域的凸面部36以及在圆周附近的凹面部37。第三透镜30之物侧面31及像侧面32均为非球面。
第四透镜40具有负屈光率，朝向物侧2的物侧面41具有位于光轴附近区域的凹面部43以及位于圆周附近区域的凹面部44，而朝向像侧3的像侧面42具有位于光轴附近区域的凹面部46以及在圆周附近的凸面部47。第四透镜40之物侧面41及像侧面42均为非球面。
第五透镜50具有正屈光率，朝向物侧2的物侧面51具有位于光轴附近区域的凹面部53以及位在圆周附近的凹面部54，朝向像侧3的像侧面52具有位于光轴附近区域的凸面部56以及位于圆周附近区域的凸面部57。另外，第五物侧面51与第五像侧面52均为非球面。
在本发明光学镜片组1中，从第一透镜10到第五透镜50中，所有物侧面11/21/31/41/51与像侧面12/22/32/42/52共计十个曲面。若为非球面，则此等非球面系经由下列公式所定义：
其中：
R表示透镜表面之曲率半径；
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)；
Y表示非球面曲面上的点与光轴的垂直距离；
K为圆锥系数(conic constant)；
ai为第i阶非球面系数。
第一实施例光学透镜系统的光学数据如图24所示，非球面数据如图25所示。在以下实施例之光学透镜系统中，整体光学透镜系统的光圈值(f-number)为Fno、有效焦距为(EFL)、半视角(HalfField of View，简称HFOV)为整体光学透镜系统中最大视角(Field ofView)的一半，又曲率半径、厚度及焦距的单位均为毫米(mm)。而TTL为6.5424毫米，Fno为2.6248，系统像高为2.62毫米，HFOV为20.3206度。
第二实施例
请参阅图8，例示本发明光学镜片组1的第二实施例。请注意，从第二实施例开始，为简化并清楚表达附图，仅在图上特别标示各透镜与第一实施例不同之面型，而其余与第一实施例的透镜相同的面型，例如凹面部或是凸面部则不另外标示。第二实施例在成像面71上的纵向球差请参考图9A、弧矢方向的像散像差请参考图9B、子午方向的像散像差请参考图9C、畸变像差请参考图9D。第二实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及像侧面12具有位于光轴附近区域的凹面部16’。
第二实施例详细的光学数据如图26所示，非球面数据如图27所示。TTL为5.7734毫米，系统像高为2.62毫米，Fno为2.6407，HFOV为23.1242度。特别是：1.第二实施例的镜头长度TTL比第一实施例短。2.第二实施例的像散像差比第一实施例佳。3.第二实施例镜片光轴与圆周区域厚薄差异比第一实施例小，易于制造因此良率较高。
第三实施例
请参阅图10，例示本发明光学镜片组1的第三实施例。第三实施例在成像面71上的纵向球差请参考图11A、弧矢方向的像散像差请参考图11B、子午方向的像散像差请参考图11C、畸变像差请参考图11D。第三实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及像侧面12具有位于光轴附近区域的凹面部16’。
第三实施例详细的光学数据如图28所示，非球面数据如图29所示，TTL为5.7648毫米，系统像高为2.62毫米，Fno为2.6375，HFOV为22.6352度。特别是：1.第三实施例的镜头长度TTL比第一实施例短。2.第三实施例的像散像差比第一实施例佳。3.第三实施例镜片光轴与圆周区域厚薄差异比第一实施例小，易于制造因此良率较高。
第四实施例
请参阅图12，例示本发明光学镜片组1的第四实施例。第四实施例在成像面71上的纵向球差请参考图13A、弧矢方向的像散像差请参考图13B、子午方向的像散像差请参考图13C、畸变像差请参考图13D。第四实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及像侧面12具有位于光轴附近区域的凹面部16’与物侧面31具有位于圆周附近区域的凹面部34’。
第四实施例详细的光学数据如图30所示，非球面数据如图31所示，TTL为6.1092毫米，系统像高为2.62毫米，Fno为2.6190，HFOV为21.9907度。特别是：1.第四实施例的镜头长度TTL比第一实施例短。2.第四实施例的光圈比第一实施例大。3.第四实施例的球差比第一实施例佳。4.第四实施例镜片光轴与圆周区域厚薄差异比第一实施例小，易于制造因此良率较高。
第五实施例
请参阅图14，例示本发明光学镜片组1的第五实施例。第五实施例在成像面71上的纵向球差请参考图15A、弧矢方向的像散像差请参考图15B、子午方向的像散像差请参考图15C、畸变像差请参考图15D。第五实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及第五透镜50具有负屈光率、像侧面12具有位于光轴附近区域的凹面部16’与像侧面42具有位于光轴附近区域的凸面部46’。
第五实施例详细的光学数据如图32所示，非球面数据如图33所示，TTL为5.6881毫米，系统像高为2.62毫米，Fno为2.6232，HFOV为22.3880度。特别是：1.第五实施例的镜头长度TTL比第一实施例短。2.第五实施例的光圈比第一实施例大。3.第五实施例的畸变比第一实施例佳。4.第五实施例镜片光轴与圆周区域厚薄差异比第一实施例小，易于制造因此良率较高。
第六实施例
请参阅图16，例示本发明光学镜片组1的第六实施例。第六实施例在成像面71上的纵向球差请参考图17A、弧矢方向的像散像差请参考图17B、子午方向的像散像差请参考图17C、畸变像差请参考图17D。第六实施例之设计与第一实施例类似，不同之处在于，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及物侧面31具有位于圆周附近区域的凹面部34’以及像侧面32具有位于圆周附近的凸面部37’。
第六实施例详细的光学数据如图34所示，非球面数据如图35所示，TTL为7.4712毫米，系统像高为2.62毫米，Fno为2.6452，HFOV为18.3782度。特别是：1.第六实施例的半视场角小于第一实施例。2.第六实施例镜片光轴与圆周区域厚薄差异比第一实施例小，易于制造因此良率较高。
第七实施例
请参阅图18，例示本发明光学镜片组1的第七实施例。第七实施例在成像面71上的纵向球差请参考图19A、弧矢方向的像散像差请参考图19B、子午方向的像散像差请参考图19C、畸变像差请参考图19D。第七实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及像侧面12具有位于光轴附近区域的凹面部16’与像侧面42具有位于光轴附近区域的凸面部46’。
第七实施例详细的光学数据如图36所示，非球面数据如图37所示，TTL为5.7575毫米，系统像高为2.62毫米，Fno为2.6307，HFOV为22.3256度。特别是：1.第七实施例的镜头长度TTL比第一实施例短。2.第七实施例镜片光轴与圆周区域厚薄差异比第一实施例小，易于制造因此良率较高。
第八实施例
请参阅图20，例示本发明光学镜片组1的第八实施例。第八实施例在成像面71上的纵向球差请参考图21A、弧矢方向的像散像差请参考图21B、子午方向的像散像差请参考图21C、畸变像差请参考图21D。第八实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及像侧面12具有位于光轴附近区域的凹面部16’、物侧面41具有位于光轴附近区域的凸面部43’与物侧面51具有位于圆周附近区域的凸面部54’。
第八实施例详细的光学数据如图38所示，非球面数据如图39所示，TTL为6.9658毫米，系统像高为2.62毫米，Fno为2.6365，HFOV为19.1489度。1.第八实施例的HFOV比第一实施例佳。2.第八实施例的像散像差比第一实施例佳。3.第八实施例镜片光轴与圆周区域厚薄差异比第一实施例小，易于制造因此良率较高。
第九实施例
请参阅图22，例示本发明光学镜片组1的第九实施例。第九实施例在成像面71上的纵向球差请参考图23A、弧矢方向的像散像差请参考图23B、子午方向的像散像差请参考图23C、畸变像差请参考图23D。第九实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及第三透镜30具有负屈光率与像侧面32具有位于光轴附近区域的凹面部36’。
第九实施例详细的光学数据如图40所示，非球面数据如图41所示，TTL为6.7200毫米，系统像高为2.62毫米，Fno为2.6114，HFOV为18.5064度。1.第九实施例的光圈比第一实施例大。2.第九实施例的半视场角小于第一实施例。3.第九实施例的像散像差比第一实施例佳。4.第九实施例镜片光轴与圆周区域厚薄差异比第一实施例小，易于制造因此良率较高。
另外，各实施例之重要参数则整理于图42中。其中第五透镜50的像侧面52至成像面71在光轴4上的长度为BFL。G5F为第五透镜50到滤光片70在光轴4上的空气间隙。TF为滤光片71在光轴4上的厚度。GFP为滤光片70到成像面71在光轴4上的空气间隙，即BFL＝G5F+TF+GFP。
申请人发现，本案的透镜配置，具有以下的特征，以及可以达成的对应功效：
1.第一透镜具有正屈光率，有利于光线收聚。
2.第三透镜物侧或像侧面至少其中一面为非球面，有利于修正前二镜片产生主要的像差。
3.第四透镜具有负屈光率，易于微调第一透镜产生之负色差与正球差。
4.第五透镜在物侧面位于光轴附近区域具有凹面部，物侧面及像侧面皆为非球面，易于修正高级像差。
此外，通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且技术上可行之光学镜片组。不同参数之比例有较佳之范围，例如：
1.当镜头满足18≦υ4-υ5≦50条件式，有助于轴向色差与垂轴色差的修正；
2.当镜头满足(G12+T2+G23+T3+T4+G45+T5)/G34≦6.3条件式时，有利于缩短镜头长度而不致使远方物体摄像能力过于降低；较佳地限制为1≦(G12+T2+G23+T3+T4+G45+T5)/G34≦6.3，避免过于增加镜头对于远方物体的摄像能力的同时，使镜头长度过长；
3.对于AAG/EFL≦0.48，ALT/EFL≦0.43，TL/EFL≦0.85，TTL/EFL≦1，借着限制焦距与透镜厚度与空气间隙的关系，以提高望远摄像能力的同时不至影响成像质量。较佳地为0.15≦AAG/EFL≦0.48，0.25≦ALT/EFL≦0.43，0.4≦TL/EFL≦0.85，0.6≦TTL/EFL≦1；
4.对于ALT/T1≦3.7，ALT/G23≦4，ALT/G34≦9，ALT/T5≦4.5，ALT/BFL≦4，AAG/T1≦3.5，AAG/G23≦3.6，AAG/G34≦20，AAG/T5≦5.8，AAG/BFL≦3.8，TL/T1≦7，TL/G23≦7.7，TL/G34≦15，TL/T5≦9.3，TL/BFL≦7.8，其较佳地限制为2≦ALT/T1≦3.7，0.8≦ALT/G23≦4，1.3≦ALT/G34≦9，3≦ALT/T5≦4.5，1.1≦ALT/BFL≦4，1.4≦AAG/T1≦3.5，0.5≦AAG/G23≦3.6，0.9≦AAG/G34≦20，2≦AAG/T5≦5.8，0.7≦AAG/BFL≦3.8，3.5≦TL/T1≦7，1.2≦TL/G23≦7.7，2.2≦TL/G34≦15，5.1≦TL/T5≦9.3，1.9≦TL/BFL≦7.8，目的为使各透镜的厚度与间隔维持一适当值，避免任一参数过大而不利于光学镜片组整体之薄型化，或是避免任一参数过小而影响组装或是提高制造上之困难度。
此外，另可选择实施例参数之任意组合关系增加镜头限制，以利于本发明相同架构的镜头设计。
有鉴于光学系统设计的不可预测性，在本发明的架构之下，符合上述条件式能较佳地使本发明望远镜头长度缩短、可用光圈增大、成像质量提升，或组装良率提升而改善先前技术的缺点。
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例中，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，举例来说，第一透镜的物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。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。
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 (20)

1.一种光学镜片组，从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、以及一第五透镜，各透镜分别具有朝向该物侧的一物侧面以及朝向该像侧的一像侧面，该光学镜片组包含：
该第一透镜具有正屈光率；
该第二透镜具有一屈光率；
该第三透镜的物侧面与像侧面至少其中一面为非球面；
该第四透镜具有负屈光率；以及
该第五透镜的物侧面具有在光轴附近区域的一凹面部，其物侧面与像侧面皆为非球面；
其中，该光学镜片组只有上述五片具有屈光率的透镜，υ4为该第四透镜的阿贝系数、υ5为该第五透镜的阿贝系数、该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的空气间隙为G12、该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的空气间隙为G23、该第四透镜与该第五透镜之间在该光轴上的空气间隙为G45、该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T2、该第三透镜在该光轴上的中心厚度为T3、该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T4、该第五透镜在该光轴上的中心厚度为T5，并满足18≦υ4-υ5≦50与(G12+T2+G23+T3+T4+G45+T5)/G34≦6.3。
2.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：ALT为该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的五个透镜之中心厚度总和，该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T1，并满足ALT/T1≦3.7。
3.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：ALT为该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的五个透镜之中心厚度总和，并满足ALT/G23≦4。
4.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：ALT为该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的五个透镜之中心厚度总和，G34为该第三透镜与该第四透镜在该光轴上的一空气间隙，并满足ALT/G34≦9。
5.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：ALT为该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的五个透镜之中心厚度总和，并满足ALT/T5≦4.5。
6.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：ALT为该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的五个透镜之中心厚度总和，该第五透镜的该像侧面至一成像面在该光轴上的长度为BFL，并满足ALT/BFL≦4。
7.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的四个空气间隙总和为AAG，该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T1，并满足AAG/T1≦3.5。
8.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的四个空气间隙总和为AAG，并满足AAG/G23≦3.6。
9.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的四个空气间隙总和为AAG，G34为该第三透镜与该第四透镜在该光轴上的一空气间隙，并满足AAG/G34≦20。
10.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的四个空气间隙总和为AAG，并满足AAG/T5≦5.8。
11.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的四个空气间隙总和为AAG，该第五透镜的该像侧面至一成像面在该光轴上的长度为BFL，并满足AAG/BFL≦3.8。
12.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至该第五透镜的该像侧面在该光轴上的长度为TL，该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T1，并满足TL/T1≦7。
13.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至该第五透镜的该像侧面在该光轴上的长度为TL，并满足TL/G23≦7.7。
14.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至该第五透镜的该像侧面在该光轴上的长度为TL，G34为该第三透镜与该第四透镜在该光轴上的一空气间隙，并满足TL/G34≦15。
15.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至该第五透镜的该像侧面在该光轴上的长度为TL，并满足TL/T5≦9.3。
16.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至该第五透镜的该像侧面在该光轴上的长度为TL，该第五透镜的该像侧面至一成像面在该光轴上的长度为BFL，并满足TL/BFL≦7.8。
17.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的四个空气间隙总和为AAG，该光学镜头系统有效焦距为EFL，并满足AAG/EFL≦0.48。
18.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：ALT为该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的五个透镜之中心厚度总和，该光学镜头系统有效焦距为EFL，并满足ALT/EFL≦0.43。
19.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至该第五透镜的该像侧面在该光轴上的长度为TL，该光学镜头系统有效焦距为EFL，并满足TL/EFL≦0.85。
20.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至一成像面在该光轴上的长度为TTL，该光学镜头系统有效焦距为EFL，并满足TTL/EFL≦1。
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