TW202120993A - 光學成像鏡頭 - Google Patents
光學成像鏡頭 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202120993A TW202120993A TW109128418A TW109128418A TW202120993A TW 202120993 A TW202120993 A TW 202120993A TW 109128418 A TW109128418 A TW 109128418A TW 109128418 A TW109128418 A TW 109128418A TW 202120993 A TW202120993 A TW 202120993A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- lens
- optical imaging
- optical
- object side
- optical axis
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
- G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
- G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/20—Soft-focus objectives
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0012—Optical design, e.g. procedures, algorithms, optimisation routines
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
- G02B3/04—Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/60—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having five components only
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Lenses (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
本發明提供一種光學成像鏡頭,其從物側至像側沿光軸依序包括第一、第二、第三、第四及第五透鏡,此些透鏡各自包括朝向物側且使成像光線通過的物側面及朝向像側且使成像光線通過的像側面,第一透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第一個透鏡,第二透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第二個透鏡,第三透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第三個透鏡,第四透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第四個透鏡,第五透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第五個透鏡。本發明透過控制在兩相鄰透鏡間形成可調整空氣間隙,並在符合條件式的限制之下,縮短光學成像鏡頭對焦需調整的距離。
Description
本發明乃是與一種光學成像鏡頭相關,且尤其是與應用在可攜式電子產品之光學成像鏡頭相關。
可攜式電子產品的規格日新月異,其關鍵零組件-光學成像鏡頭也更加多樣化發展,應用不只僅限於拍攝影像與錄影,還加上望遠攝像的需求,配合廣角鏡頭可達到光學變焦的功能。隨著市場對於可攜式裝置的光學變焦倍率要求越來越高,所以對於望遠鏡頭也要求更長的焦距。
現有最普遍雙鏡頭可攜式電子裝置為搭載26mm等效焦距(f35mm等效焦距)之廣角鏡頭與52mm等效焦距之望遠鏡頭,如此可達到兩倍光學變焦的功能。望遠鏡頭所設計拍攝的範圍為物體從無窮遠的距離到1.200公尺的距離,因此當所拍攝的物體從無窮遠的距離縮短到1.200公尺時,望遠鏡頭需要藉由致動器調整鏡頭與成像面的距離以調整像距的位置進行對焦。
根據薄透鏡公式,隨著鏡頭焦距增加,望遠鏡頭在拍攝範圍內,也就是從無窮遠到1.200公尺的範圍,將以非線性比例增加對應的藉由致動器調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,比如說,f35mm等效焦距為250mm的望遠鏡頭在拍攝範圍內的對焦調整的距離可達f35mm等效焦距為125mm的望遠鏡頭近四倍,與現行廣角鏡頭對焦調整所需的距離差異巨大。此外,可攜式電子裝置的待機與高負荷運算產生的熱能差也間接造成鏡頭作業環境並非是穩定的溫度,進而可能造成鏡頭在對焦時額外產生焦距的偏移量。因此當望遠鏡頭的等效焦距設計值超過五倍光學變焦且在溫度變動的情況下,望遠鏡頭在拍攝範圍所對應之對焦須調整的距離將超過現行致動器設計作動的距離,使得望遠鏡頭無法在最近的拍攝距離進行對焦以接收清晰的影像。
因此,為了提供f35mm等效焦距超過五倍光學變焦的倍率的望遠鏡頭,首要面臨的問題是需要克服現行致動器設計作動的距離不足使望遠鏡頭可以從無窮遠的距離縮短到1.200公尺的距離以進行對焦。並且,致動器可推動的距離愈長,愈不符合可攜式電子裝置所需要的輕薄尺寸需求,所以望遠鏡頭除了需改善對焦的問題之外,也須同時考量整體的體積。
此外,以望遠鏡頭的f35mm等效焦距為160mm、Fno為3.5、像高為2.5mm為例,此時鏡頭的入瞳直徑將達到5.291mm,加上鏡片外裝設的鏡筒等其他元件後,即使望遠鏡頭採用潛望式設計也會因為體積過大而無法設置在可攜式電子裝置中。因此高光學變焦倍率的望遠鏡頭除了考量對焦的問題外,如何將隨著焦距變長而增加的體積設置在可攜式電子裝置中,也是需要解決的問題。
本發明之一目的係在提供一種光學成像鏡頭,將可調整空氣間隙設置在一對相鄰的鏡片之間,可大幅減少望遠時在拍攝範圍內對焦須調整的距離,解決無法對焦的情形,較佳地可以適用現行致動器設計作動的距離提供高光學變焦倍率的望遠鏡頭。
為了便於表示本發明所指的參數,在本說明書及圖式定義: T1代表第一透鏡在光軸上的厚度、G12代表第一透鏡之像側面至第二透鏡之物側面在光軸上的距離、T2代表第二透鏡在光軸上的厚度、G23代表第二透鏡之像側面至第三透鏡之物側面在光軸上的距離、T3代表第三透鏡在光軸上的厚度、G34代表第三透鏡之像側面至第四透鏡之物側面在光軸上的距離、T4代表第四透鏡在光軸上的厚度、G45代表第四透鏡之像側面至第五透鏡之物側面在光軸上的距離、T5代表第五透鏡在光軸上的厚度、G56代表第五透鏡之像側面至第六透鏡之物側面在光軸上的距離、T6代表第六透鏡在光軸上的厚度、G67代表第六透鏡之像側面至第七透鏡之物側面在光軸上的距離、T7代表第七透鏡在光軸上的厚度、G5F代表第五透鏡的像側面至濾光片的物側面在光軸上的距離、G6F代表第六透鏡的像側面至濾光片的物側面在光軸上的距離、G7F代表第七透鏡的像側面至濾光片的物側面在光軸上的距離、TTF代表濾光片在光軸上的厚度、GFP代表濾光片至成像面在光軸上的空氣間隙、f1代表第一透鏡的焦距、f2代表第二透鏡的焦距、f3代表第三透鏡的焦距、f4代表第四透鏡的焦距、f5代表第五透鏡的焦距、f6代表第六透鏡的焦距、f7代表第七透鏡的焦距、n1代表第一透鏡的折射率、n2代表第二透鏡的折射率、n3代表第三透鏡的折射率、n4代表第四透鏡的折射率、n5代表第五透鏡的折射率、n6代表第六透鏡的折射率、n7代表第七透鏡的折射率、V1代表第一透鏡的阿貝數、V2代表第二透鏡的阿貝數、V3代表第三透鏡的阿貝數、V4代表第四透鏡的阿貝數、V5代表第五透鏡的阿貝數、V6代表第六透鏡的阿貝數、V7代表第七透鏡的阿貝數、EFL代表光學成像鏡頭的系統焦距,也就是光學成像鏡頭在攝氏20℃且物體在無窮遠時對焦的系統焦距、EFLA代表光學成像鏡頭調整可調整空氣間隙後的系統焦距,TL代表第一透鏡之物側面至第五透鏡之像側面在光軸上的距離、TTL代表光學成像鏡頭的系統長度,即第一透鏡之物側面至成像面在光軸上的距離、ALT代表第一透鏡至第五透鏡在光軸上的五個透鏡厚度總和、AAG代表第一透鏡到第五透鏡在光軸上的四個空氣間隙總和、BFL代表第五透鏡之像側面至成像面在光軸上的距離、HFOV代表光學成像鏡頭的半視角、ImgH代表光學成像鏡頭的像高、Fno代表光學成像鏡頭的光圈值、fG為物側至一第一可調整空氣間隙之間的鏡片群焦距,此第一可調整空氣間隙為物側至像側依序數來第一個可調整空氣間隙。
依據本發明一實施例,提供一種光學成像鏡頭,其從一物側至一像側沿一光軸包括五片透鏡,依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,第一透鏡至第五透鏡各自包括一朝向該物側且使成像光線通過的物側面及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面,第一透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第一個透鏡,第二透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第二個透鏡,第三透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第三個透鏡,第四透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第四個透鏡,第五透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第五個透鏡,且光學成像鏡頭具有一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙。光學成像鏡頭可滿足下列條件式之任一:
6.900≦EFL/ImgH 條件式(1);
6.400≦TTL/ImgH 條件式(2);
HFOV/ImgH≦3.800 °/mm 條件式(3)。
其次,本發明可選擇性地控制前述參數,使光學成像鏡頭更滿足下列至少一條件式:
1.200≦EFL/fG 條件式(4);
2.000≦EFL/(Fno*ImgH) 條件式(5);
HFOV≦9.000° 條件式(6);
EFL/BFL≦2.800 條件式(7);
1.400≦TTL/TL 條件式(8);
6.000≦TTL/T1 條件式(9);
4.000≦TTL/(T2+G23+T3) 條件式(10);
1.300≦ALT/AAG 條件式(11);
0.900≦(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5) 條件式(12);
1.200≦(G23+T3+G34)/(T1+T2) 條件式(13);
0.700≦(T4+G45+T5)/(T1+T2) 條件式(14);
(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)≦2.500 條件式(15);及/或
0.800≦EFL/EFLA≦1.200 條件式(16)。
前述所列之示例性限定條件式,亦可任意選擇性地合併不等數量施用於本發明之實施態樣中,並不限於此。在實施本發明時,除了前述條件式之外,亦可針對單一透鏡或廣泛性地針對多個透鏡額外設計出其他更多的透鏡的凹凸曲面排列、屈光率變化、選用各種材質或其他細部或額外結構,以加強對系統體積、性能、解析度及/或製造上良率的提升等的控制。舉例來說,光學成像鏡頭可額外包括一鏡筒,其內容置第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡之至少一者,鏡筒之一外表面上形成一平行光軸之切面。另一例為光學成像鏡頭中包括第一透鏡的像側面的一光軸區域為凹面,第三透鏡具有正屈光率,第四透鏡具有負屈光率,第四透鏡的像側面的一光軸區域為凹面,及第五透鏡的該物側面的一光軸區域為凸面等特徵。再一例為光學成像鏡頭中,可調整空氣間隙調整前與後的最大距離差的絕對值是小於或等於1.000 mm,其中可調整空氣間隙調整前與後的最大距離差為光學成像鏡頭在攝氏60℃且物體在1.200公尺時對焦的該可調整空氣間隙的距離減去光學成像鏡頭在攝氏20℃且物體在無窮遠時對焦的可調整空氣間隙的距離。又一例為光學成像鏡頭中,第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡的至少一者具有一切面形成於物側面與像側面之間,其中具有切面的透鏡的光學邊界與不具有切面的透鏡的光學邊界不同。除此之外,材質設計方面,本發明的實施例的光學成像鏡頭的所有透鏡中可為玻璃、塑膠、樹脂等各種透明材質製作之透鏡。須注意的是,此些細節需在無衝突之情況之下,選擇性地合併施用於本發明之其他實施例當中。
依據本發明另一實施例,提供一種光學成像鏡頭,其從一物側至一像側沿一光軸包括五片透鏡,依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,第一透鏡至第五透鏡各自包括一朝向該物側且使成像光線通過的物側面及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面,第一透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第一個透鏡,第二透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第二個透鏡,第三透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第三個透鏡,第四透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第四個透鏡,第五透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第五個透鏡,且光學成像鏡頭具有一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙且滿足條件式(16)。光學成像鏡頭可滿足上述條件式(1)~(3)之任一。
依據本發明另一實施例,提供一種光學成像鏡頭,其從一物側至一像側沿一光軸包括五片透鏡,依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,第一透鏡至第五透鏡各自包括一朝向該物側且使成像光線通過的物側面及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面,第一透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第一個透鏡,第二透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第二個透鏡,第三透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第三個透鏡,第四透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第四個透鏡,第五透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第五個透鏡,且光學成像鏡頭具有一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙且滿足可調整空氣間隙調整前與後的最大距離差的絕對值是小於或等於1.000 mm。光學成像鏡頭可滿足上述條件式(1)~(3)之任一。
依據本發明另一實施例,提供一種光學成像鏡頭,其從一物側至一像側沿一光軸包括五片透鏡,依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,第一透鏡至第五透鏡各自包括一朝向該物側且使成像光線通過的物側面及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面,第一透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第一個透鏡,第二透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第二個透鏡,第三透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第三個透鏡,第四透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第四個透鏡,第五透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第五個透鏡,且光學成像鏡頭具有一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙且滿足條件式(4)。光學成像鏡頭可滿足上述條件式(1)~(3)之任一。
依據本發明另一實施例,提供一種光學成像鏡頭,其從一物側至一像側沿一光軸包括五片透鏡,依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,第一透鏡至第五透鏡各自包括一朝向該物側且使成像光線通過的物側面及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面,第一透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第一個透鏡,第二透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第二個透鏡,第三透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第三個透鏡,第四透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第四個透鏡,第五透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第五個透鏡,且光學成像鏡頭具有一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙且更包括一鏡筒,其內容置第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡之至少一者,鏡筒之一外表面上形成一平行該光軸之切面。光學成像鏡頭可滿足上述條件之任一:條件式(4)、條件式(16)或可調整空氣間隙調整前與後的最大距離差的絕對值是小於或等於1.000 mm。
依據本發明另一實施例,提供一種光學成像鏡頭,其從一物側至一像側沿一光軸包括五片透鏡,依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,第一透鏡至第五透鏡各自包括一朝向該物側且使成像光線通過的物側面及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面,第一透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第一個透鏡,第二透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第二個透鏡,第三透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第三個透鏡,第四透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第四個透鏡,第五透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第五個透鏡,且光學成像鏡頭具有一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙且其中第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡的至少一者具有一切面形成於物側面與像側面之間,其中具有切面的透鏡的光學邊界與不具有切面的透鏡的光學邊界不同。光學成像鏡頭可滿足上述條件之任一:條件式(4)、條件式(16)或可調整空氣間隙調整前與後的最大距離差的絕對值是小於或等於1.000 mm。
依據本發明另一實施例,提供一種光學成像鏡頭,其從一物側至一像側沿一光軸包括五片透鏡,依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,第一透鏡至第五透鏡各自包括一朝向該物側且使成像光線通過的物側面及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面,第一透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第一個透鏡且第一透鏡的像側面的一光軸區域為凹面,第二透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第二個透鏡,第三透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第三個透鏡且第三透鏡具有正屈光率,第四透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第四個透鏡且第四透鏡具有負屈光率且第四透鏡的像側面的一光軸區域為凹面,第五透鏡是從物側往像側數來具有屈光率的第五個透鏡且第五透鏡的物側面的一光軸區域為凸面,且光學成像鏡頭具有一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙。光學成像鏡頭可滿足上述條件之任一:條件式(4)、條件式(16)或可調整空氣間隙調整前與後的最大距離差的絕對值是小於或等於1.000 mm。
由上述中可以得知,本發明之光學成像鏡頭可大幅減少望遠鏡頭在拍攝範圍內的對焦調整的距離,解決無法對焦的情形。
為進一步說明各實施例,本發明乃提供有圖式。此些圖式乃為本發明揭露內容之一部分,其主要係用以說明實施例,並可配合說明書之相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容,本領域具有通常知識者應能理解其他可能的實施方式以及本發明之優點。圖中的元件並未按比例繪製,而類似的元件符號通常用來表示類似的元件。
本說明書和申請專利範圍中使用的用語「光軸區域」、「圓周區域」、「凹面」和「凸面」應基於本說明書中列出的定義來解釋。
本說明書之光學系統包含至少一透鏡,接收入射光學系統之平行於光軸至相對光軸呈半視角(HFOV)角度內的成像光線。成像光線通過光學系統於成像面上成像。所言之「一透鏡具有正屈光率(或負屈光率)」,是指所述透鏡以高斯光學理論計算出來之近軸屈光率為正(或為負)。所言之「透鏡之物側面(或像側面)」定義為成像光線通過透鏡表面的特定範圍。成像光線包括至少兩類光線:主光線(chief ray)Lc及邊緣光線(marginal ray)Lm(如圖1所示)。透鏡之物側面(或像側面)可依不同位置區分為不同區域,包含光軸區域、圓周區域、或在部分實施例中的一個或多個中繼區域,該些區域的說明將於下方詳細闡述。
圖1為透鏡100的徑向剖視圖。定義透鏡100表面上的二參考點:中心點及轉換點。透鏡表面的中心點為該表面與光軸I的一交點。如圖1所例示,第一中心點CP1位於透鏡100的物側面110,第二中心點CP2位於透鏡100的像側面120。轉換點是位於透鏡表面上的一點,且該點的切線與光軸I垂直。定義透鏡表面之光學邊界OB為通過該透鏡表面徑向最外側的邊緣光線Lm與該透鏡表面相交的一點。所有的轉換點皆位於光軸I與透鏡表面之光學邊界OB之間。除此之外,若單一透鏡表面有複數個轉換點,則該些轉換點由徑向向外的方向依序自第一轉換點開始命名。例如,第一轉換點TP1(最靠近光軸I)、第二轉換點TP2(如圖4所示)及第N轉換點(距離光軸I最遠)。
定義從中心點至第一轉換點TP1的範圍為光軸區域,其中,該光軸區域包含中心點。定義距離光軸I最遠的第N轉換點徑向向外至光學邊界OB的區域為圓周區域。在部分實施例中,可另包含介於光軸區域與圓周區域之間的中繼區域,中繼區域的數量取決於轉換點的數量。
當平行光軸I之光線通過一區域後,若光線朝光軸I偏折且與光軸I的交點位在透鏡像側A2,則該區域為凸面。當平行光軸I之光線通過一區域後,若光線的延伸線與光軸I的交點位在透鏡物側A1,則該區域為凹面。
除此之外,參見圖1,透鏡100還可包含一由光學邊界OB徑向向外延伸的組裝部130。組裝部130一般來說用以供該透鏡100組裝於光學系統之一相對應元件(圖未示)。成像光線並不會到達該組裝部130。組裝部130之結構與形狀僅為說明本發明之示例,不以此限制本發明的範圍。下列討論之透鏡的組裝部130可能會在圖式中被部分或全部省略。
參見圖2,定義中心點CP與第一轉換點TP1之間為光軸區域Z1。定義第一轉換點TP1與透鏡表面的光學邊界OB之間為圓周區域Z2。如圖2所示,平行光線211在通過光軸區域Z1後與光軸I在透鏡200的像側A2相交,即平行光線211通過光軸區域Z1的焦點位於透鏡200像側A2的R點。由於光線與光軸I相交於透鏡200像側A2,故光軸區域Z1為凸面。反之,平行光線212在通過圓周區域Z2後發散。如圖2所示,平行光線212通過圓周區域Z2後的延伸線EL與光軸I在透鏡200的物側A1相交,即平行光線212通過圓周區域Z2的焦點位於透鏡200物側A1的M點。由於光線的延伸線EL與光軸I相交於透鏡200物側A1,故圓周區域Z2為凹面。於圖2所示的透鏡200中,第一轉換點TP1是光軸區域與圓周區域的分界,即第一轉換點TP1為凸面轉凹面的分界點。
另一方面,光軸區域的面形凹凸判斷還可依該領域中通常知識者的判斷方式,即藉由近軸的曲率半徑(簡寫為R值)的正負號來判斷透鏡之光軸區域面形的凹凸。R值可常見被使用於光學設計軟體中,例如Zemax或CodeV。R值亦常見於光學設計軟體的透鏡資料表(lens data sheet)中。以物側面來說,當R值為正時,判定為物側面的光軸區域為凸面;當R值為負時,判定物側面的光軸區域為凹面。反之,以像側面來說,當R值為正時,判定像側面的光軸區域為凹面;當R值為負時,判定像側面的光軸區域為凸面。此方法判定的結果與前述藉由光線/光線延伸線與光軸的交點判定方式的結果一致,光線/光線延伸線與光軸交點的判定方式即為以一平行光軸之光線的焦點位於透鏡之物側或像側來判斷面形凹凸。本說明書所描述之「一區域為凸面(或凹面)」、「一區域為凸(或凹)」或「一凸面(或凹面)區域」可被替換使用。
圖3至圖5提供了在各個情況下判斷透鏡區域的面形及區域分界的範例,包含前述之光軸區域、圓周區域及中繼區域。
圖3為透鏡300的徑向剖視圖。參見圖3,透鏡300的像側面320在光學邊界OB內僅存在一個轉換點TP1。透鏡300的像側面320的光軸區域Z1及圓周區域Z2如圖3所示。此像側面320的R值為正(即R>0),因此,光軸區域Z1為凹面。
一般來說,以轉換點為界的各個區域面形會與相鄰的區域面形相反,因此,可用轉換點來界定面形的轉變,即自轉換點由凹面轉凸面或由凸面轉凹面。於圖3中,由於光軸區域Z1為凹面,面形於轉換點TP1轉變,故圓周區域Z2為凸面。
圖4為透鏡400的徑向剖視圖。參見圖4,透鏡400的物側面410存在一第一轉換點TP1及一第二轉換點TP2。定義光軸I與第一轉換點TP1之間為物側面410的光軸區域Z1。此物側面410的R值為正(即R>0),因此,光軸區域Z1為凸面。
定義第二轉換點TP2與透鏡400的物側面410的光學邊界OB之間為圓周區域Z2,該物側面410的該圓周區域Z2亦為凸面。除此之外,定義第一轉換點TP1與第二轉換點TP2之間為中繼區域Z3,該物側面410的該中繼區域Z3為凹面。再次參見圖4,物側面410由光軸I徑向向外依序包含光軸I與第一轉換點TP1之間的光軸區域Z1、位於第一轉換點TP1與第二轉換點TP2之間的中繼區域Z3,及第二轉換點TP2與透鏡400的物側面410的光學邊界OB之間的圓周區域Z2。由於光軸區域Z1為凸面,面形自第一轉換點TP1轉變為凹,故中繼區域Z3為凹面,又面形自第二轉換點TP2再轉變為凸,故圓周區域Z2為凸面。
圖5為透鏡500的徑向剖視圖。透鏡500的物側面510無轉換點。對於無轉換點的透鏡表面,例如透鏡500的物側面510,定義自光軸I起算至透鏡表面光學邊界OB之間距離的0~50%為光軸區域,自光軸I起算至透鏡表面光學邊界OB之間距離的50~100%為圓周區域。參見圖5所示之透鏡500,定義光軸I至自光軸I起算到透鏡500表面光學邊界OB之間距離的50%為物側面510的光軸區域Z1。此物側面510的R值為正(即R>0),因此,光軸區域Z1為凸面。由於透鏡500的物側面510無轉換點,因此物側面510的圓周區域Z2亦為凸面。透鏡500更可具有組裝部(圖未示)自圓周區域Z2徑向向外延伸。
本發明之光學成像鏡頭,其從物側至像側沿一光軸設置至少五片具有屈光率的透鏡,依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡。當有更多具有屈光率的透鏡時,可接著第五透鏡之後,依照物側往像側順序繼續命名透鏡,舉例來說設置七片透鏡時第五透鏡之後從物側往像側順序更包括一第六透鏡及一第七透鏡。此些具有屈光率的透鏡各自包括一朝向物側且使成像光線通過的物側面及一朝向像側且使成像光線通過的像側面。本發明之光學成像鏡頭透過設計一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙及滿足至少一參數數值範圍,而可大幅減少望遠時在拍攝範圍內對焦須調整的距離,解決無法對焦的情形,較佳地可以適用現行致動器設計作動的距離提供高光學變焦倍率的望遠鏡頭。
當本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭在透鏡間具有一可調整空氣間隙並滿足6.900≦EFL/ImgH、6.400≦TTL/ImgH或HFOV/ImgH≦3.800°/mm條件式時,有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,藉調整可調整空氣間隙的距離來替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使物體可在無窮遠到1.200公尺的範圍內調整,如此使得光學成像鏡頭可作為一望遠鏡頭並藉由致動器進行對焦。較佳地,光學成像鏡頭可進一步滿足7.300≦EFL/ImgH、6.700≦TTL/ImgH或HFOV/ImgH≦3.100°/mm,如此會有利於增加望遠鏡頭的等效焦距以提高光學變焦的倍率。最佳地,可更進一步滿足7.300≦EFL/ImgH≦14.000、6.700≦TTL/ImgH≦16.000或1.600°/mm≦HFOV/ImgH≦3.100°/mm,這樣會有助於避免等效焦距太長使得整體體積過大而無法設置在可攜式電子裝置中。
本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭在透鏡間具有一可調整空氣間隙,若其滿足0.800≦EFL/EFLA≦1.200並滿足6.900≦EFL/ImgH、6.400≦TTL/ImgH或HFOV/ImgH≦3.800°/mm時,將有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使望遠鏡頭可在無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦,並且藉著限制可調整空氣間隙調整前與後的系統焦距之比值縮小致動器的體積。較佳地,光學成像鏡頭進一步滿足0.900≦EFL/EFLA≦1.100、7.300≦EFL/ImgH、6.700≦TTL/ImgH或HFOV/ImgH≦3.100°/mm,如此會有利於增加望遠鏡頭的等效焦距以提高光學變焦的倍率。最佳地,光學成像鏡頭更進一步滿足0.950≦EFL/EFLA≦1.050、7.300≦EFL/ImgH≦14.000、6.700≦TTL/ImgH≦16.000或1.600°/mm≦HFOV/ImgH≦3.100°/mm,如此會有助於避免等效焦距太長使得整體體積過大而無法設置在可攜式電子裝置中。
本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭在透鏡間具有一可調整空氣間隙,其中可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值小於等於1.000mm並滿足6.900≦EFL/ImgH, 6.400≦TTL/ImgH或HFOV/ImgH≦3.800°/mm條件式時,將有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使望遠鏡頭可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦,並且藉著限制可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值縮小致動器的體積。較佳地,光學成像鏡頭可進一步滿足可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值小於等於0.500mm、7.300≦EFL/ImgH、6.700≦TTL/ImgH或HFOV/ImgH≦3.100°/mm,這樣會有利於增加望遠鏡頭的等效焦距以提高光學變焦的倍率。最佳地,光學成像鏡頭可進一步滿足可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值小於等於0.400mm、7.300≦EFL/ImgH≦14.000、6.700≦TTL/ImgH≦16.000或1.600°/mm≦HFOV/ImgH≦3.100°/mm,如此會有助於避免等效焦距太長使得整體體積過大而無法設置在可攜式電子裝置中。
本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭在透鏡間具有一可調整空氣間隙,當滿足1.200≦EFL/fG條件式並滿足6.900≦EFL/ImgH、6.400≦TTL/ImgH或HFOV/ImgH≦3.800 °/mm時,將有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使望遠鏡頭可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦,並且當EFL/fG比值愈大,可調整空氣間隙需要調整的距離愈小。較佳地,光學成像鏡頭可進一步滿足1.200≦EFL/fG≦3.000、7.300≦EFL/ImgH、6.700≦TTL/ImgH或HFOV/ImgH≦3.100°/mm,如此有利於增加望遠鏡頭的等效焦距以提高光學變焦的倍率。最佳地,光學成像鏡頭可更進一步滿足1.500≦EFL/fG≦3.000、7.300≦EFL/ImgH≦14.000、6.700≦TTL/ImgH≦16.000或1.600°/mm≦HFOV/ImgH≦3.100°/mm,如此會有助於避免等效焦距太長使得整體體積過大而無法設置在可攜式電子裝置中。
本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭包括具有一切面的鏡筒並且在透鏡間具有一可調整空氣間隙,當其滿足0.800≦EFL/EFLA≦1.200、可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值小於等於1.000mm或1.200≦EFL/fG時,會有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使望遠鏡頭可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦,並且藉由一切面的鏡筒設計降低望遠鏡頭的體積。
本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭包括具有一切面的透鏡並且在透鏡間具有一可調整空氣間隙,當其滿足0.800≦EFL/EFLA≦1.200、可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值小於等於1.000mm或1.200≦EFL/fG時,有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使望遠鏡頭可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦,並且藉由一切面的透鏡設計降低望遠鏡頭的體積。
本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭可額外包括第一透鏡的像側面的一光軸區域為凹面,第四透鏡的像側面的一光軸區域為凹面及第五透鏡的該物側面的一光軸區域為凸面等面型且在透鏡間具有一可調整空氣間隙,搭配第三透鏡具有正屈光率及第四透鏡具有負屈光率,並且滿足0.800≦EFL/EFLA≦1.200、可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值小於等於1.000mm或1.200≦EFL/fG時,會有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使望遠鏡頭可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦。
本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭進一步滿足HFOV≦9.000°並配合面形限制時,有利於增加望遠鏡頭的等效焦距,較佳的限制為HFOV≦8.600°,最佳的限制為4.000°≦HFOV≦8.600°,藉此以避免等效焦距太長使得體積過大無法設置在可攜式電子裝置中。
本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭進一步滿足V1>V2+V4、V3>V2+V4或V5>V2+V4,有利於修正光學成像鏡頭的色像差。
本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有五片時有利於提升良率並降低製造成本;較佳的限制為光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡為六片以上,有利於增加f35等效焦距以及改善成像品質;最佳的限制為光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡為七片以下,有利於使良率控制在一定程度來增加f35等效焦距以及提升成像品質。
為使各透鏡的厚度與間隔維持一適當值,避免任一參數過大而不利於光學成像鏡頭整體之薄型化,或是避免任一參數過小而影響組裝或是提高製造上之困難度,可使得本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭進一步滿足以下至少一條件式:
EFL/BFL≦2.800,較佳的限制為1.200≦EFL/BFL≦2.800;
1.400≦TTL/TL,較佳的限制為1.400≦TTL/TL≦2.700;
6.000≦TTL/T1,較佳的限制為6.000≦TTL/T1≦150.000;
4.000≦TTL/(T2+G23+T3),較佳的限制為4.000≦TTL/(T2+G23+T3)≦14.000;
1.600≦ALT/AAG,較佳的限制為1.600≦ALT/AAG≦8.600;
0.900≦(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5),較佳的限制為0.900≦(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)≦4.000;
1.200≦(G23+T3+G34)/(T1+T2),較佳的限制為1.200≦(G23+T3+G34)/(T1+T2)≦11.000;
0.700≦(T4+G45+T5)/(T1+T2),較佳的限制為0.700≦(T4+G45+T5)/(T1+T2)≦4.200;
(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)≦2.500,較佳的限制為0.500≦(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)≦2.500。
有鑑於光學系統設計的不可預測性,在本發明的架構之下,符合上述的條件式時,能較佳地使本發明光學成像鏡頭的成像品質提升、f35等效焦距增加、系統長度縮短、光圈值縮小及/或組裝良率提升。
在實施本發明時,除了上述條件式之外,亦可如以下實施例針對單一透鏡或廣泛性地針對多個透鏡額外設計出其他更多的透鏡的凹凸曲面排列、屈光率變化或其他細部或額外結構,以加強對系統體積、性能、解析度的控制及/或製造上良率的提升。舉例來說,光學成像鏡頭可額外包括一鏡筒,其內容置第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡之至少一者,鏡筒之一外表面上形成一平行光軸之切面。另一例為光學成像鏡頭中包括第一透鏡的像側面的一光軸區域為凹面,第三透鏡具有正屈光率,第四透鏡具有負屈光率,第四透鏡的像側面的一光軸區域為凹面,及第五透鏡的該物側面的一光軸區域為凸面等特徵。再一例為光學成像鏡頭中,可調整空氣間隙調整前與後的最大距離差的絕對值是小於或等於1.000 mm。又一例為光學成像鏡頭中,第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡的至少一者具有一切面形成於物側面與像側面之間,其中具有切面的透鏡的光學邊界與不具有切面的透鏡的光學邊界不同。除此之外,材質設計方面,本發明的實施例的光學成像鏡頭的所有透鏡中可為玻璃、塑膠、樹脂等各種透明材質製作之透鏡。須注意的是,此些細節需在無衝突之情況之下,選擇性地合併施用於本發明之其他實施例當中,並不限於此。
為了說明本發明確實可在提供良好的光學性能的同時,增加視場角及降低光圈值,以下提供多個實施例以及其詳細的光學數據。首先請一併參考圖6至圖9,其中圖6顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖,圖7顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖,圖8顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據,圖9顯示依據本發明之第一實施例光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據,圖10顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據,其中可調整空氣間隙調整前與後的距離差為光學成像鏡頭在不同溫度與不同距離時對焦的可調整空氣間隙的距離減去光學成像鏡頭在攝氏20℃且距離無窮遠時對焦的可調整空氣間隙的距離。
如圖6所示,本實施例之光學成像鏡頭1從物側A1至像側A2依序包括一光圈(aperture stop)STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4及一第五透鏡L5。一濾光片TF及一影像感測器的一成像面IMG皆設置於光學成像鏡頭1的像側A2。在本實施例中,濾光片TF為紅外線濾光片(IR cut filter)且設於第五透鏡L5與成像面IMG之間,濾光片TF將經過光學成像鏡頭1的光過濾掉特定波段的波長,例如過濾掉紅外光波段,可使得紅外光波段的波長不會成像於成像面IMG上。
光學成像鏡頭1之第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5在此示例性地以塑膠材質所構成,然不限於此,亦可為其他透明材質製作,如:玻璃、樹脂。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5形成細部結構如下:第一透鏡L1具有正屈光率,並具有一朝向物側A1的物側面L1A1及一朝向像側A2的像側面L1A2。物側面L1A1的光軸區域L1A1C為凸面及其圓周區域L1A1P為凸面。像側面L1A2的光軸區域L1A2C為凹面及其圓周區域L1A2P為凹面。
第二透鏡L2具有負屈光率,並具有一朝向物側A1的物側面L2A1及一朝向像側A2的像側面L2A2。物側面L2A1的光軸區域L2A1C為凸面及其圓周區域L2A1P為凹面。像側面L2A2的光軸區域L2A2C為凹面及其圓周區域L2A2P為凹面。
第三透鏡L3具有正屈光率,並具有一朝向物側A1的物側面L3A1及一朝向像側A2的像側面L3A2。物側面L3A1的光軸區域L3A1C為凸面以及其圓周區域L3A1P為凸面。像側面L3A2的光軸區域L3A2C為凹面及其圓周區域L3A2P為凹面。
第四透鏡L4具有負屈光率,並具有一朝向物側A1的物側面L4A1及具有一朝向像側A2的像側面L4A2。物側面L4A1的光軸區域L4A1C為凸面以及其圓周區域L4A1P為凹面。像側面L4A2的光軸區域L4A2C為凹面及其圓周區域L4A2P為凹面。
第五透鏡L5具有正屈光率,並具有一朝向物側A1的物側面L5A1及一朝向像側A2的像側面L5A2。物側面的光軸區域L5A1C為凸面以及其圓周區域L5A1P為凹面。像側面L5A2的光軸區域L5A2C為凸面及其圓周區域L5A2P為凸面。
在本實施例中,係設計各透鏡L1、L2、L3、L4、L5、濾光片TF及影像感測器的成像面IMG之間皆存在空氣間隙,然而並不限於此,在其他實施例中亦可使任兩相對的透鏡表面輪廓設計為彼此相應,而可彼此貼合,以消除其間之空氣間隙。光學成像鏡頭1中,兩相鄰的第三透鏡L3與第四透鏡L4之間的空氣間隙及第五透鏡L5與濾光片TF之間的空氣間隙皆為可調整空氣間隙,即,可調整第三透鏡L3之像側面L3A2至第四透鏡L4之物側面L4A1在光軸上的距離G34與第五透鏡L5之像側面L5A2至濾光片TF之物側面TFA1在光軸上的距離G5F。在此係將透鏡L1、L2、L3、L4、L5及濾光片TF區分成三鏡片群,第一鏡片群包括第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3,第二鏡片群包括第四透鏡L4及第五透鏡L5,第三鏡片群包括濾光片TF至成像面IMG,並在光學成像鏡頭1對焦時,藉著音圈馬達等致動器控制第二鏡片群沿光軸進行相對移動來同時調整可調整空氣間隙G34與G5F。因此,當調整G34與G5F時,減少G34則對應增加G5F或增加G34則對應減少G5F,並且其他空氣間隙,如G12、G23、G45等並未調整。
關於本實施例之光學成像鏡頭1中的各透鏡之各光學特性及各距離之數值,請參考圖8。關於各條件式EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)之值皆以光學成像鏡頭在攝氏20℃且距離無窮遠對焦時的光學參數作為計算,請參考圖51。
第一透鏡L1的物側面L1A1及像側面L1A2、第二透鏡L2的物側面L2A1及像側面L2A2、第三透鏡L3的物側面L3A1及像側面L3A2、第四透鏡L4的物側面L4A1及像側面L4A2及第五透鏡L5的物側面L5A1及像側面L5A2,共十個非球面皆是依下列非球面曲線公式定義:
Y表示非球面曲面上的點與光軸的垂直距離;Z表示非球面之深度(非球面上距離光軸為Y的點,其與相切於非球面光軸上頂點之切面,兩者間的垂直距離);R表示透鏡表面近光軸處之曲率半徑;K為錐面係數(Conic Constant);ai
為第i階非球面係數。各個非球面之參數詳細數據請一併參考圖9。
圖7(a)繪示本實施例的縱向球差的示意圖,橫軸為縱向球差,縱軸為視場。圖7(b)繪示本實施例的弧矢方向的場曲像差的示意圖,圖7(c)繪示本實施例的子午方向的場曲像差的示意圖,橫軸為場曲像差,縱軸為像高。圖7(d)繪示本實施例的畸變像差的示意圖,橫軸為百分比,縱軸為像高。三種代表波長(470nm, 555nm, 650nm)在不同高度的離軸光線皆集中於成像點附近,每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.01~0.03 mm,明顯改善不同波長的球差,弧矢方向的場曲像差落在-0.02~0.025 mm內,子午方向的場曲像差落在-0.01~0.035 mm內,而畸變像差維持於0~1.4%內。從上述數據中可以看出光學成像鏡頭1的各種光學特性已符合光學系統的成像品質要求。
另,從圖8可知本實施例之光學成像鏡頭1提供149.878 mm的f35等效焦距,搭配廣角鏡頭確實相較於現有光學鏡頭能有效提供較大的光學變焦倍率。其次,依圖10中顯示之溫度與可調整空氣間隙之相關數據可知,即使溫度在-20~60℃、物體距離在無窮遠與1.200公尺之間變動,可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值僅在0.276 mm之內,如此有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使光學成像鏡頭1作為望遠鏡頭時,可以從無窮遠到1.200公尺的物體距離範圍內藉由致動器進行對焦。
參考圖11至圖15,圖11顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖,圖12顯示依據本發明之第二實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖,圖13顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據,圖14顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據,圖15顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據。如圖11中所示,本實施例之光學成像鏡頭2從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4及一第五透鏡L5。
第二實施例之朝向物側A1的物側面L1A1, L2A1, L3A1, L5A1及朝向像側A2的像側面L1A2, L2A2, L4A2, L5A2之表面凹凸配置及各透鏡的正負屈光率配置大致上與第一實施例類似,唯第二實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及物側面L4A1和像側面L3A2之表面凹凸配置及可調整空氣間隙的位置與第一實施例不同,並且本實施例的第一透鏡L1係以玻璃製成。在此為了更清楚顯示圖面,僅標示表面凹凸配置與第一實施例不同之光軸區域與圓周區域之處,而省略相同凹凸配置之光軸區域與圓周區域的標號,且以下每個實施例亦僅標示透鏡表面凹凸配置與第一實施例不同之光軸區域與圓周區域之處,省略相同處的標號,並不再贅述。詳細地說,表面凹凸配置差異之處在於,第三透鏡L3的像側面L3A2的光軸區域L3A2C為凸面,第四透鏡L4的物側面L4A1的光軸區域L4A1C為凹面。光學成像鏡頭1中,兩相鄰的第一透鏡L1與第二透鏡L2與兩相鄰的第三透鏡L3與第四透鏡L4之間的空氣間隙皆為可調整空氣間隙,即,可調整G12與G34。在此係將透鏡L1、L2、L3、L4、L5及濾光片TF區分成三鏡片群,第一鏡片群包括第一透鏡L1,第二鏡片群包括第二透鏡L2及第三透鏡L3,第三鏡片群包括第四透鏡L4、第五透鏡L5、濾光片TF至成像面IMG,並在光學成像鏡頭1對焦時,藉著音圈馬達等致動器控制第二鏡片群沿光軸進行相對移動來同時調整可調整空氣間隙G12與G34。因此,當調整G12與G34時,減少G12則對應增加G34或增加G12則對應減少G34,並且其他空氣間隙,如G23、G45、G5F等並未調整。關於本實施例之光學成像鏡頭2的各透鏡之各光學特性及各距離之數值,請參考圖12。關於EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)之值皆以光學成像鏡頭在攝氏20℃且距離無窮遠對焦時的光學參數作為計算,請參考圖51。
從圖11(a)的縱向球差中,由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.015~0.025mm以內。從圖11(b)的弧矢方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.025~0.02mm內。從圖11(c)的子午方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.03~0.02mm內。圖11(d)顯示光學成像鏡頭2的畸變像差維持在0~0.45%的範圍內。與第一實施例相較,本實施例的畸變像差較小。從上述數據中可以看出光學成像鏡頭2的各種光學特性已符合光學系統的成像品質要求。
另,從圖13可知本實施例之光學成像鏡頭2提供比第一實施例更為優異161.746 mm的f35等效焦距,搭配廣角鏡頭確實相較於現有光學鏡頭能有效提供較大的光學變焦倍率。其次,依圖15中顯示之溫度與可調整空氣間隙之相關數據可知,由於本實施例的第一透鏡L1係以玻璃製成,其溫度穩定性更高,即使溫度在-20~60℃、物體距離在無窮遠與1.200公尺之間變動,可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值比第一實施例更為優異地控制在0.125 mm之內。如此有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使光學成像鏡頭2作為望遠鏡頭時,可以從無窮遠到1.200公尺的物體距離範圍內藉由致動器進行對焦。
參考圖16至圖20,其中圖16顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖,圖17顯示依據本發明之第三實施例光學成像鏡頭之各項像差圖示意圖,圖18顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據,圖19顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據,圖20顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據。如圖16中所示,本實施例之光學成像鏡頭3從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4及一第五透鏡L5。
第三實施例之朝向物側A1的物側面L1A1, L3A1, L5A1及朝向像側A2的像側面L1A2, L2A2, L3A2, L4A2等透鏡表面的凹凸配置及各透鏡的正負屈光率配置大致上與第一實施例類似,唯第三實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數、物側面L2A1, L4A1及像側面L3A2的凹凸配置及可調整空氣間隙的位置與第一實施例不同。詳細地說,表面凹凸配置差異之處在於,第二透鏡L2的物側面L2A1的圓周區域L2A1P為凸面,第三透鏡L3的像側面L3A2的光軸區域L3A2C為凸面,第四透鏡L4的物側面L4A1的光軸區域L4A1C為凹面,第五透鏡L5的像側面L5A2的光軸區域L5A2C為凹面。光學成像鏡頭3中,兩相鄰的第三透鏡L3與第四透鏡L4之間的空氣間隙為可調整空氣間隙,即,可調整G34。在此係將透鏡L1、L2、L3、L4、L5及濾光片TF區分成兩鏡片群,第一鏡片群包括第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3,第二鏡片群包括第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片TF至成像面IMG,並在光學成像鏡頭3對焦時,藉著音圈馬達等致動器控制第一鏡片群或第二鏡片群之任一沿光軸進行相對移動來調整可調整空氣間隙。在於關於本實施例之光學成像鏡頭3的各透鏡之各光學特性及各距離之數值,請參考圖18。關於EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)之值皆以光學成像鏡頭在攝氏20℃且距離無窮遠對焦時的光學參數作為計算,請參考圖51。
從圖17(a)的縱向球差中,由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.01~0.03mm以內。從圖17(b)的弧矢方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.025~0.015mm內。從圖17(c)的子午方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.025~0.02mm內。圖17(d)顯示光學成像鏡頭3的畸變像差維持在-2.5~0%的範圍內。與第一實施例相較,本實施例的弧矢方向的場曲像差較小。從上述數據中可以看出光學成像鏡頭3的各種光學特性已符合光學系統的成像品質要求。
另,從圖18可知本實施例之光學成像鏡頭3提供比第一實施例更為優異149.989 mm的f35等效焦距,搭配廣角鏡頭確實相較於現有光學鏡頭能有效提供較大的光學變焦倍率。其次,依圖20中顯示之溫度與可調整空氣間隙之相關數據可知,即使溫度在-20~60℃、物體距離在無窮遠與1.200公尺之間變動,可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值比第一實施例更為優異地控制在0.163 mm之內。如此有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使光學成像鏡頭3作為望遠鏡頭時,可以從無窮遠到1.200公尺的物體距離範圍內藉由致動器進行對焦。
另請一併參考圖21至圖25,其中圖21顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖,圖22顯示依據本發明之第四實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖,圖23顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據,圖24顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據,圖25顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據。如圖21中所示,本實施例之光學成像鏡頭4從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4及一第五透鏡L5。
第四實施例之朝向物側A1的物側面L1A1, L3A1, L5A1及朝向像側A2的像側面L1A2, L2A2, L4A2等透鏡表面的凹凸配置、各透鏡的正負屈光率配置大致上與第一實施例類似,唯第四實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數、物側面L2A1, L4A1及像側面L3A2, L5A2之表面凹凸配置及可調整空氣間隙的位置與第一實施例不同。詳細地說,表面凹凸配置差異之處在於,第二透鏡L2的物側面L2A1的圓周區域L2A1P為凸面,第三透鏡L3的像側面L3A2的光軸區域L3A2C為凸面且圓周區域L3A2P為凸面,第四透鏡L4的物側面L4A1的光軸區域L4A1C為凹面,且第五透鏡L5的像側面L5A2的光軸區域L5A2C為凹面。光學成像鏡頭4中,兩相鄰的第三透鏡L3與第四透鏡L4之間的空氣間隙為可調整空氣間隙,即,可調整G34。在此係將透鏡L1、L2、L3、L4、L5及濾光片TF區分成兩鏡片群,第一鏡片群包括第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3,第二鏡片群包括第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片TF至成像面IMG,並在光學成像鏡頭4對焦時,藉著音圈馬達等致動器控制第一鏡片群或第二鏡片群之任一沿光軸進行相對移動來調整可調整空氣間隙。關於本實施例之光學成像鏡頭4的各透鏡之各光學特性及各距離之數值,請參考圖23。關於EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)之值皆以光學成像鏡頭在攝氏20℃且距離無窮遠對焦時的光學參數作為計算,請參考圖51。
從圖22(a)的縱向球差中,由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.02~0.035mm以內。從圖22(b)的弧矢方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.025~0.02mm內。從圖22(c)的子午方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.035~0.02mm內。圖22(d)顯示光學成像鏡頭4的畸變像差維持在0~0.45%的範圍內。與第一實施例相比較,本實施例的畸變像差較小。從上述數據中可以看出光學成像鏡頭4的各種光學特性已符合光學系統的成像品質要求。
另,從圖23可知本實施例之光學成像鏡頭4提供比第一實施例更為優異160.492 mm的f35等效焦距,搭配廣角鏡頭確實相較於現有光學鏡頭能有效提供較大的光學變焦倍率。其次,依圖25中顯示之溫度與可調整空氣間隙之相關數據可知,即使溫度在-20~60℃、距離在無窮遠與1.200公尺之間變動,可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值比第一實施例更為優異地控制在0.225 mm之內。如此有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使光學成像鏡頭4作為望遠鏡頭時,可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦。
另請一併參考圖26至圖30,其中圖26顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖,圖27顯示依據本發明之第五實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖,圖28顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據,圖29顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據,圖30顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據。如圖26中所示,本實施例之光學成像鏡頭5從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4及一第五透鏡L5。
第五實施例之朝向物側A1的物側面L1A1, L3A1, L5A1及朝向像側A2的像側面L1A2, L2A2, L4A2等透鏡表面的凹凸配置及各透鏡的正負屈光率配置大致上與第一實施例類似,唯第五實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數、物側面L2A1, L4A1及像側面L3A2, L5A2之表面凹凸配置及可調整空氣間隙的位置與第一實施例不同。詳細地說,表面凹凸配置差異之處在於,第二透鏡L2的物側面L2A1的圓周區域L2A1P為凸面,第三透鏡L3的像側面L3A2的光軸區域L3A2C為凸面且圓周區域L3A2P為凸面,第四透鏡L4的物側面L4A1的光軸區域L4A1C為凹面且圓周區域L4A1P為凸面,且第五透鏡L5的像側面L5A2的光軸區域L5A2C為凹面。光學成像鏡頭5中,兩相鄰的第一透鏡L1與第二透鏡L2之間的空氣間隙為可調整空氣間隙,即,可調整G12。在此係將透鏡L1、L2、L3、L4、L5及濾光片TF區分成兩鏡片群,第一鏡片群包括第一透鏡L1,第二鏡片群包括第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片TF至成像面IMG,並在光學成像鏡頭5對焦時,藉著音圈馬達等致動器控制第一鏡片群或第二鏡片群之任一沿光軸進行相對移動來調整可調整空氣間隙。關於本實施例之光學成像鏡頭5的各透鏡之各光學特性及各距離之數值,請參考圖28。關於EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)之值皆以光學成像鏡頭在攝氏20℃且距離無窮遠對焦時的光學參數作為計算,請參考圖51。
從圖27(a)的縱向球差中,由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.06~0. 1mm以內。從圖27(b)的弧矢方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.025~0.045mm內。從圖27(c)的子午方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.035~0.045mm內。圖27(d)顯示光學成像鏡頭5的畸變像差維持在0~0.45%的範圍內。與第一實施例相比較,本實施例的畸變像差較小。從上述數據中可以看出光學成像鏡頭5的各種光學特性已符合光學系統的成像品質要求。
另,從圖28可知本實施例之光學成像鏡頭5提供比第一實施例更為優異的300.201 mm的f35等效焦距,搭配廣角鏡頭確實相較於現有光學鏡頭能有效提供較大的光學變焦倍率。其次,依圖30中顯示之溫度與可調整空氣間隙之相關數據可知,即使溫度在-20~60℃、距離在無窮遠與1.200公尺之間變動,可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值比第一實施例更為優異地控制在0.256 mm之內。如此有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使光學成像鏡頭5作為望遠鏡頭時,可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦。
另請一併參考圖31至圖35,其中圖31顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖,圖32顯示依據本發明之第六實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖,圖33顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據,圖34顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據,圖35顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據。如圖31中所示,本實施例之光學成像鏡頭6從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4及一第五透鏡L5。
第六實施例之朝向物側A1的物側面L1A1及朝向像側A2的像側面L1A2, L4A2等透鏡表面的凹凸配置及第三透鏡L3與第四透鏡L4的正負屈光率配置大致上與第一實施例類似,唯第六實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數、物側面L2A1, L3A1, L4A1, L5A1及像側面L2A2, L3A2, L5A2之表面凹凸配置、可調整空氣間隙的位置、第一透鏡L1具有負屈光率、第二透鏡L2具有正屈光率且第五透鏡L5具有負屈光率等與第一實施例不同。詳細地說,表面凹凸配置差異之處在於,第二透鏡L2的物側面L2A1的圓周區域L2A1P為凸面,第二透鏡L2的像側面L2A2的光軸區域L2A2C為凸面且圓周區域L2A2P為凸面,第三透鏡L3的物側面L3A1的光軸區域L3A1C為凹面且圓周區域L3A1P為凹面,第三透鏡L3的像側面L3A2的光軸區域L3A2C為凸面且圓周區域L3A2P為凸面,第五透鏡L5的物側面L5A1的圓周區域L5A1P為凸面,第五透鏡L5的像側面L5A2的光軸區域L5A2C為凹面且圓周區域L5A2P為凹面。光學成像鏡頭6中,兩相鄰的第二透鏡L2與第三透鏡L3之間的空氣間隙為可調整空氣間隙,即,可調整G23。在此係將透鏡L1、L2、L3、L4、L5及濾光片TF區分成兩鏡片群,第一鏡片群包括第一透鏡L1、第二透鏡L2,第二鏡片群包括第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片TF至成像面IMG,並在光學成像鏡頭6對焦時,藉著音圈馬達等致動器控制第一鏡片群或第二鏡片群之任一沿光軸進行相對移動來調整可調整空氣間隙。關於本實施例之光學成像鏡頭6的各透鏡之各光學特性及各距離之數值,請參考圖33。關於EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)之值皆以光學成像鏡頭在攝氏20℃且距離無窮遠對焦時的光學參數作為計算,請參考圖51。
從圖32(a)的縱向球差中,由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.01~0.03mm以內。從圖32(b)的弧矢方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.02~0.025mm內。從圖32(c)的子午方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.025~0.04mm內。圖32(d)顯示光學成像鏡頭6的畸變像差維持在-2.5~0%的範圍內。從上述數據中可以看出光學成像鏡頭6的各種光學特性已符合光學系統的成像品質要求。
另,從圖33可知本實施例之光學成像鏡頭6提供比第一實施例更為優異的150.053 mm的f35等效焦距,搭配廣角鏡頭確實相較於現有光學鏡頭能有效提供較大的光學變焦倍率。其次,依圖35中顯示之溫度與可調整空氣間隙之相關數據可知,即使溫度在-20~60℃、距離在無窮遠與1.200公尺之間變動,可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值控制在0.786 mm之內。如此有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使光學成像鏡頭6作為望遠鏡頭時,可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦。
另請一併參考圖36至圖40,其中圖36顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖,圖37顯示依據本發明之第七實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖,圖38顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據,圖39顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據,圖40顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據。如圖36中所示,本實施例之光學成像鏡頭7從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4及一第五透鏡L5。
第七實施例之朝向物側A1的物側面L1A1及朝向像側A2的像側面L1A2, L4A2等透鏡表面的凹凸配置及第三透鏡L3與第四透鏡L4的正負屈光率配置大致上與第一實施例類似,唯第七實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數、物側面L2A1, L3A1, L4A1, L5A1及像側面L2A2, L3A2, L5A2之表面凹凸配置、可調整空氣間隙的位置、第一透鏡L1具有負屈光率、第二透鏡L2具有正屈光率且第五透鏡L5具有負屈光率等與第一實施例不同。詳細地說,表面凹凸配置差異之處在於,第二透鏡L2的物側面L2A1的圓周區域L2A1P為凸面,第二透鏡L2的像側面L2A2的光軸區域L2A2C為凸面且圓周區域L2A2P為凸面,第三透鏡L3的物側面L3A1的光軸區域L3A1C為凹面且圓周區域L3A1P為凹面,第三透鏡L3的像側面L3A2的光軸區域L3A2C為凸面且圓周區域L3A2P為凸面,第五透鏡L5的物側面L5A1的圓周區域L5A1P為凸面,第五透鏡L5的像側面L5A2的光軸區域L5A2C為凹面且圓周區域L5A2P為凹面。光學成像鏡頭7中,兩相鄰的第三透鏡L3與第四透鏡L4之間的空氣間隙為可調整空氣間隙,即,可調整G34。在此係將透鏡L1、L2、L3、L4、L5及濾光片TF區分成兩鏡片群,第一鏡片群包括第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3,第二鏡片群包括第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片TF至成像面IMG,並在光學成像鏡頭7對焦時,藉著音圈馬達等致動器控制第一鏡片群或第二鏡片群之任一沿光軸進行相對移動來調整可調整空氣間隙。關於本實施例之光學成像鏡頭7的各透鏡之各光學特性及各距離之數值,請參考圖38。關於EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)之值皆以光學成像鏡頭在攝氏20℃且距離無窮遠對焦時的光學參數作為計算,請參考圖51。
從圖37(a)的縱向球差中,由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.01~0.03mm以內。從圖37(b)的弧矢方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.02~0.025mm內。從圖37(c)的子午方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.025~0.035mm內。圖37(d)顯示光學成像鏡頭7的畸變像差維持在-2.5~0%的範圍內。從上述數據中可以看出光學成像鏡頭7的各種光學特性已符合光學系統的成像品質要求。
另,從圖38可知本實施例之光學成像鏡頭7提供比第一實施例更為優異的150.126 mm的f35等效焦距,搭配廣角鏡頭確實相較於現有光學鏡頭能有效提供較大的光學變焦倍率。其次,依圖40中顯示之溫度與可調整空氣間隙之相關數據可知,即使溫度在-20~60℃、距離在無窮遠與1.200公尺之間變動,可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值比第一實施例更為優異地控制在0.118 mm之內。如此有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使光學成像鏡頭7作為望遠鏡頭時,可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦。本實施例之光學成像鏡頭7與第六實施例之光學成像鏡頭類似,差異只在於本實施例的G34與BFL些許差異以及可調整空氣間隙為G34,因此本實施例之fG較小,故可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值可大幅縮小至0.118mm。
另請一併參考圖41至圖45,其中圖41顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之六片式透鏡之剖面結構示意圖,圖42顯示依據本發明之第八實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖,圖43顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據,圖44顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據,圖45顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據。如圖41中所示,本實施例之光學成像鏡頭8從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4、一第五透鏡L5及一第六透鏡L6。
第八實施例之朝向物側A1的物側面L1A1, L4A1及朝向像側A2的像側面L1A2, L2A2, L3A2, L5A2等透鏡表面的凹凸配置及第一透鏡L1、第二透鏡L2與第五透鏡L5的正負屈光率配置大致上與第一實施例類似,唯第八實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數、物側面L2A1, L3A1, L5A1及像側面L4A2之表面凹凸配置、可調整空氣間隙的位置、第三透鏡L3具有負屈光率、第四透鏡L4具有正屈光率且新增一片第六透鏡L6等與第一實施例不同。詳細地說,表面凹凸配置差異之處在於,第二透鏡L2的物側面L2A1的光軸區域L2A1C為凹面,第三透鏡L3的物側面L3A1的圓周區域L3A1P為凹面,第四透鏡L4的像側面L4A2的光軸區域L4A2C為凸面且圓周區域L4A2P為凸面,第五透鏡L5的物側面L5A1的光軸區域L5A1C為凹面。本實施例新增的第六透鏡L6具有負屈光率,物側面L6A1的光軸區域L6A1C為凹面以及其圓周區域L6A1P為凸面,像側面L6A2的光軸區域L6A2C為凹面及其圓周區域L6A2P為凸面,第六透鏡L6的物側面L6A1與像側面L6A2皆是依第一實施例之非球面曲線公式定義之非球面。光學成像鏡頭8中,兩相鄰的第一透鏡L1與第二透鏡L2之間的空氣間隙為可調整空氣間隙,即,可調整G12。在此係將透鏡L1、L2、L3、L4、L5、L6及濾光片TF區分成兩鏡片群,第一鏡片群包括第一透鏡L1,第二鏡片群包括第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6及濾光片TF至成像面IMG,並在光學成像鏡頭8對焦時,藉著音圈馬達等致動器控制第一鏡片群或第二鏡片群之任一沿光軸進行相對移動來調整可調整空氣間隙。關於本實施例之光學成像鏡頭8的各透鏡之各光學特性及各距離之數值,請參考圖43。關於EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)之值皆以光學成像鏡頭在攝氏20℃且距離無窮遠對焦時的光學參數作為計算,請參考圖51。
從圖42(a)的縱向球差中,由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.02~0.04mm以內。從圖42(b)的弧矢方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.02~0.02mm內。從圖42(c)的子午方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.015~0.05mm內。圖42(d)顯示光學成像鏡頭8的畸變像差維持在-6.5~0%的範圍內。與第一實施例相比較,本實施例弧矢方向的場曲像差較小。從上述數據中可以看出光學成像鏡頭8的各種光學特性已符合光學系統的成像品質要求。
另,從圖43可知本實施例之光學成像鏡頭8提供比第一實施例更為優異的236.121 mm的f35等效焦距,搭配廣角鏡頭確實相較於現有光學鏡頭能有效提供較大的光學變焦倍率。其次,依圖45中顯示之溫度與可調整空氣間隙之相關數據可知,即使溫度在-20~60℃、距離在無窮遠與1.200公尺之間變動,可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值控制在0.437 mm之內。如此有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使光學成像鏡頭8作為望遠鏡頭時,可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦。
另請一併參考圖46至圖50,其中圖38顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之七片式透鏡之剖面結構示意圖,圖46顯示依據本發明之第九實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖,圖47顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據,圖48顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據,圖49顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據。如圖50中所示,本實施例之光學成像鏡頭9從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4、一第五透鏡L5、一第六透鏡L6及一第七透鏡L7。
第九實施例之朝向物側A1的物側面L1A1, L5A1及朝向像側A2的像側面L1A2, L5A2等透鏡表面的凹凸配置及第一透鏡L1與第二透鏡L2的正負屈光率配置大致上與第一實施例類似,唯第九實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數、物側面L2A1, L3A1, L4A1及像側面L3A2, L4A2, L5A2之表面凹凸配置、可調整空氣間隙的位置、第三透鏡L3具有負屈光率、第四透鏡L4具有正屈光率、第五透鏡L5具有負屈光率且新增第六透鏡L6及第七透鏡L7等與第一實施例不同。詳細地說,表面凹凸配置差異之處在於,第二透鏡L2的物側面L2A1的圓周區域L2A1P為凸面,第三透鏡L3的物側面L3A1的圓周區域L3A1P為凹面,第三透鏡L3的像側面L3A2的圓周區域L3A2P為凸面,第四透鏡L4的物側面L4A1的圓周區域L4A1P為凸面,第四透鏡L4的像側面L4A2的圓周區域L4A2P為凸面,第五透鏡L5的像側面L5A2的光軸區域L5A2C為凹面且圓周區域L5A2P為凹面。本實施例新增的第六透鏡L6具有正屈光率,物側面L6A1的光軸區域L6A1C為凸面以及其圓周區域L6A1P為凸面,像側面L6A2的光軸區域L6A2C為凸面及其圓周區域L6A2P為凸面,第六透鏡L6的物側面L6A1與像側面L6A2皆是依第一實施例之非球面曲線公式定義之非球面。本實施例新增的第七透鏡L7具有負屈光率,物側面L7A1的光軸區域L7A1C為凹面以及其圓周區域L7A1P為凹面,像側面L7A2的光軸區域L7A2C為凹面及其圓周區域L7A2P為凸面,第七透鏡L7的物側面L7A1與像側面L7A2皆是依第一實施例之非球面曲線公式定義之非球面。光學成像鏡頭9中,兩相鄰的第六透鏡L6與第七透鏡L7之間的空氣間隙為可調整空氣間隙,即,可調整G67。在此係將透鏡L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7及濾光片TF區分成兩鏡片群,第一鏡片群包括第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及第六透鏡L6,第二鏡片群包括第七透鏡L7及濾光片TF至成像面IMG,並在光學成像鏡頭9對焦時,藉著音圈馬達等致動器控制第一鏡片群或第二鏡片群之任一沿光軸進行相對移動來調整可調整空氣間隙。關於本實施例之光學成像鏡頭9的各透鏡之各光學特性及各距離之數值,請參考圖48。關於EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)之值皆以光學成像鏡頭在攝氏20℃且距離無窮遠對焦時的光學參數作為計算,請參考圖51。
從圖47(a)的縱向球差中,由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.02~0.03mm以內。從圖47(b)的弧矢方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.01~0.04mm內。從圖47(c)的子午方向的場曲像差中,三種代表波長變化量落在-0.06~0.08mm內。圖47(d)顯示光學成像鏡頭9的畸變像差維持在-5~0%的範圍內。從上述數據中可以看出光學成像鏡頭9的各種光學特性已符合光學系統的成像品質要求。
另,從圖48可知本實施例之光學成像鏡頭9提供比第一實施例更為優異的261.369 mm的f35等效焦距,搭配廣角鏡頭確實相較於現有光學鏡頭能有效提供較大的光學變焦倍率。其次,依圖50中顯示之溫度與可調整空氣間隙之相關數據可知,即使溫度在-20~60℃、距離在無窮遠與1.200公尺之間變動,可調整空氣間隙調整前與後的距離差的絕對值控制在0.486 mm之內。如此有利於克服現行致動器設計作動的距離限制,以調整可調整空氣間隙的距離替代調整鏡頭與成像面的距離之對焦的距離,使光學成像鏡頭9作為望遠鏡頭時,可以從無窮遠到1.200公尺的距離範圍內藉由致動器進行對焦。
圖51統列出以上九個實施例的EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)之值,以及各實施例的詳細光學數據與表格中,可看出本發明之光學成像鏡頭確實至少可滿足前述條件式(1)~(3)之任一及/或條件式(4)~(16)之任一。其次,此處各個實施例所揭露之光學參數的組合比例關係所得的包含最大最小值以內的數值範圍皆可屬本發明據以實施之範疇。
在此舉例但不限制調整可調整空氣間隙之技術手段為透過一硬體結構帶動兩相鄰透鏡之任一者沿光軸移動以調整相鄰兩透鏡之間的可調整空氣間隙寬度,請一併參考圖圖52至圖55,其中圖52顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之一外觀側視圖,圖53顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之一外觀前視圖,圖54顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭依圖53之AA'方向之一剖面示意圖,圖55顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭依圖53之BB'方向之一剖面示意圖。在本實施例中,光學成像鏡頭10包括第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4、一第五透鏡L5及一鏡筒BA。鏡筒BA其內容置第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5之至少一者,舉例來說,鏡筒BA包括兩承載部BA1、BA2,其等內部分別容置至少一片透鏡,如承載部BA1容置第一透鏡L1、第二透鏡L2及第三透鏡L3,承載部BA2容置第四透鏡L4及第五透鏡L5。一音圈馬達等致動器(圖中未示)可帶動兩承載部BA1、BA2之任一者,使得兩承載部BA1、BA2之間沿光軸進行相對運動,以調整相鄰兩透鏡之間的可調整空氣間隙,如第三透鏡L3與第四透鏡L4之間的可調整空氣間隙。
為了更加縮減光學成像鏡頭10之整體體積,本實施例提出兩步措施,其一在鏡筒BA之一外表面上形成一平行光軸之切面,其二為使得第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5的至少一者具有一切面形成於物側面與像側面之間。前一措施是藉減少鏡筒BA的體積減少光學成像鏡頭10之整體體積,後一措施是藉著進一步減少透鏡的體積減少光學成像鏡頭10之整體體積。在本實施例中,舉例為第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5皆具有形成於物側面L1A1/L2A1/L3A1/L4A1/L5A1與像側面L1A2/L2A2/L3A2/L4A2/L5A2之間的切面L1A3/L2A3/L3A3/L4A3/L5A3,但本發明不限於此,可同時包括具有切面的透鏡與不具有切面的透鏡,使具有切面的透鏡的光學邊界與不具有切面的透鏡的光學邊界不同。更明確地說,雖然具有切面的透鏡減少了切面之外的光學有效徑,但仍足以形成可完整顯示在可攜式電子產品常用的影像顯示器上的影像。如圖54顯示,依圖53之AA'方向,第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5的物側面L1A1/L2A1/L3A1/L4A1/L5A1與像側面L1A2/L2A2/L3A2/L4A2/L5A2之間的光學邊界仍維持圓弧形,而如圖55顯示,依圖53之BB'方向,第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5的物側面L1A1/L2A1/L3A1/L4A1/L5A1與像側面L1A2/L2A2/L3A2/L4A2/L5A2之間的光學邊界為以切面L1A3/L2A3/L3A3/L4A3/L5A3定義之平面。
另請參考圖56,其顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之一外觀示意圖。在此舉例前述縮減光學成像鏡頭10之整體體積之措施亦可單獨實施,如:本實施例的光學成像鏡頭11僅在鏡筒BA之一外表面上形成一平行光軸之切面BAA1。
前述第一至第九實施例之光學成像鏡頭1-9可設置如第十、第十一實施例之鏡筒BA、其他鏡筒或其他硬體結構帶動兩相鄰透鏡之任一者沿光軸移動以調整相鄰兩透鏡之間的可調整空氣間隙寬度,在此無須限制。
本發明光學成像鏡頭各實施例的縱向球差、場曲像差、畸變像差皆符合使用規範。另外,三種代表波長在不同高度的離軸光線皆集中在成像點附近,由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差皆獲得控制而具有良好的球差、像差、畸變抑制能力。進一步參閱成像品質數據,三種代表波長彼此間的距離亦相當接近,顯示本發明在各種狀態下對不同波長光線的集中性佳而具有優良的色散抑制能力。綜上所述,本發明藉由透鏡的設計與相互搭配,能產生優異的成像品質。
以上敍述依據本發明多個不同實施例,其中各項特徵可以單一或不同結合方式實施。因此,本發明實施方式之揭露為闡明本發明原則之具體實施例,應不拘限本發明於所揭示的實施例。進一步言之,先前敍述及其附圖僅為本發明示範之用,並不受其限囿。其他元件之變化或組合皆可能,且不悖于本發明之精神與範圍。此外,本發明之各個實施例所揭露之光學參數的組合比例關係所得的包含最大最小值以內的數值範圍皆可據以實施。
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11:光學成像鏡頭
100,200,300,400,500:透鏡
101,102:承載部
130:組裝部
211,212:平行光線
BA:鏡筒
STO:光圈
L1:第一透鏡
L2:第二透鏡
L3:第三透鏡
L4:第四透鏡
L5:第五透鏡
L6:第六透鏡
L7:第七透鏡
TF:濾光片
IMG:成像面
110,410,510,L1A1,L2A1,L3A1,L4A1,L5A1,L6A1,TFA1:物側面
120,320,L1A2,L2A2,L3A2,L4A2,L5A2,L6A2,TFA2:像側面
L1A3,L2A3,L3A3,L4A3,L5A3,BAA1:切面
Z1,L1A1C,L1A2C,L2A1C,L2A2C,L3A1C,L3A2C,L4A1C,L4A2C,L5A1C,L5A2C, L6A1C,L6A2C,L7A1C,L7A2C:光軸區域
Z2,L1A1P,L1A2P,L2A1P,L2A2P,L3A1P,L3A2P,L4A1P,L4A2P,L5A1P,L5A2P,L6A1P,L6A2P,L7A1P,L7A2P:圓周區域
A1:物側
A2:像側
CP:中心點
CP1:第一中心點
CP2:第二中心點
TP1:第一轉換點
TP2:第二轉換點
OB:光學邊界
I:光軸
Lc:主光線
Lm:邊緣光線
EL:延伸線
Z3:中繼區域
M,R:相交點
本發明所附圖式說明如下:
圖1顯示本發明之一實施例之透鏡剖面結構示意圖;
圖2繪示透鏡面形與光線焦點的關係示意圖;
圖3繪示範例一的透鏡區域的面形及區域分界的關係圖;
圖4繪示範例二的透鏡區域的面形及區域分界的關係圖;
圖5繪示範例三的透鏡區域的面形及區域分界的關係圖;
圖6顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖;
圖7顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖;
圖8顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據;
圖9顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之非球面數據;
圖10顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據;
圖11顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖;
圖12顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖;
圖13顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據;
圖14顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之非球面數據;
圖15顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據;
圖16顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖;
圖17顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖;
圖18顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據;
圖19顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之非球面數據;
圖20顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據;
圖21顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖;
圖22顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖;
圖23顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據;
圖24顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之非球面數據;
圖25顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據;
圖26顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖;
圖27顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖;
圖28顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據;
圖29顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之非球面數據;
圖30顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據;
圖31顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖;
圖32顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖;
圖33顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據;
圖34顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之非球面數據;
圖35顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據;
圖36顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖;
圖37顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖;
圖38顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據;
圖39顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之非球面數據;
圖40顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據;
圖41顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之六片式透鏡之剖面結構示意圖;
圖42顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖;
圖43顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據;
圖44顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之非球面數據;
圖45顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據;
圖46顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之七片式透鏡之剖面結構示意圖;
圖47顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖;
圖48顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據;
圖49顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之非球面數據;
圖50顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之溫度與可調整空氣間隙之相關數據;
圖51統列出以上九個實施例的各參數及EFL/ImgH、TTL/ImgH、HFOV/ImgH、EFL/fG、EFL/(Fno*ImgH)、EFL/BFL、TTL/TL、TTL/T1、TTL/(T2+G23+T3)、ALT/AAG、(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5)、(G23+T3+G34)/(T1+T2)、(T4+G45+T5)/(T1+T2)及(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)值的比較表;
圖52顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之一外觀側視圖;圖53顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之一外觀前視圖;圖54顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭依圖53之AA'方向之一剖面示意圖;
圖55顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭依圖53之BB'方向之一剖面示意圖;
圖56,其顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之一外觀示意圖。
1:光學成像鏡頭
STO:光圈
L1:第一透鏡
L2:第二透鏡
L3:第三透鏡
L4:第四透鏡
L5:第五透鏡
TF:濾光片
IMG:成像面
L1A1,L2A1,L3A1,L4A1,L5A1,TFA1:物側面
L1A2,L2A2,L3A2,L4A2,L5A2,TFA2:像側面
L1A1C,L1A2C,L2A1C,L2A2C,L3A1C,L3A2C,L4A1C,L4A2C,L5A1C,L5A2C:光軸區域
L1A1P,L1A2P,L2A1P,L2A2P,L3A1P,L3A2P,L4A1P,L4A2P,L5A1P,L5A2P:圓周區域
A1:物側
A2:像側
Claims (20)
- 一種光學成像鏡頭,其從一物側至一像側沿一光軸依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,且該第一透鏡至該第五透鏡各自包括一朝向該物側且使成像光線通過的物側面及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面,其中: 該第一透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第一個透鏡; 該第二透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第二個透鏡; 該第三透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第三個透鏡; 該第四透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第四個透鏡; 該第五透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第五個透鏡; 該光學成像鏡頭具有一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙; 該光學成像鏡頭更包括一鏡筒,其內容置該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡之至少一者,該鏡筒之一外表面上形成一平行該光軸之切面;且 該可調整空氣間隙調整前與後的最大距離差的絕對值小於或等於1.000 mm。
- 一種光學成像鏡頭,其從一物側至一像側沿一光軸依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,且該第一透鏡至該第五透鏡各自包括一朝向該物側且使成像光線通過的物側面及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面,其中: 該第一透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第一個透鏡; 該第二透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第二個透鏡; 該第三透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第三個透鏡; 該第四透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第四個透鏡; 該第五透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第五個透鏡; 該光學成像鏡頭具有一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙; 該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡的至少一者具有一切面形成於該物側面與該像側面之間,其中具有該切面的該透鏡的光學邊界與不具有該切面的該透鏡的光學邊界不同;且 該可調整空氣間隙調整前與後的最大距離差的絕對值小於或等於1.000 mm。
- 如請求項1或2之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足0.800≦EFL/EFLA≦1.200,其中EFL代表該光學成像鏡頭的一系統焦距,EFLA代表該光學成像鏡頭調整該可調整空氣間隙後的系統焦距。
- 如請求項1或2之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足6.900≦EFL/ImgH,EFL代表該光學成像鏡頭的一系統焦距,ImgH代表該光學成像鏡頭的一像高。
- 如請求項1或2之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足HFOV/ImgH≦3.800 °/mm,HFOV代表該光學成像鏡頭的一半視角,ImgH代表該光學成像鏡頭的一像高。
- 如請求項1或2之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足1.200≦EFL/fG,EFL代表該光學成像鏡頭的一系統焦距,fG為該物側至一第一可調整空氣間隙之間的鏡片群焦距。
- 如請求項1或2之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足EFL/BFL≦2.800,EFL代表該光學成像鏡頭的一系統焦距,BFL代表該第五透鏡之該像側面至一成像面在該光軸上的一距離。
- 如請求項1或2之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足2.000≦EFL/(Fno*ImgH),EFL代表該光學成像鏡頭的一系統焦距,Fno代表該光學成像鏡頭的一光圈值,ImgH代表該光學成像鏡頭的一像高。
- 一種光學成像鏡頭,其從一物側至一像側沿一光軸依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡,且該第一透鏡至該第五透鏡各自包括一朝向該物側且使成像光線通過的物側面及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面,其中: 該第一透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第一個透鏡; 該第二透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第二個透鏡; 該第三透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第三個透鏡; 該第四透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第四個透鏡; 該第五透鏡是從該物側往該像側數來具有屈光率的第五個透鏡; 該光學成像鏡頭具有一在兩相鄰透鏡間的可調整空氣間隙;且 該光學成像鏡頭滿足:HFOV≦9.000 °以及0.800≦EFL/EFLA≦1.200; 其中HFOV代表該光學成像鏡頭的一半視角,EFL代表該光學成像鏡頭的一系統焦距,EFLA代表該光學成像鏡頭調整該可調整空氣間隙後的系統焦距。
- 如請求項9的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更包括一鏡筒,其內容置該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡之至少一者,該鏡筒之一外表面上形成一平行該光軸之切面。
- 如請求項9的光學成像鏡頭,其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡的至少一者具有一切面形成於該物側面與該像側面之間,且具有該切面的該透鏡的光學邊界與不具有該切面的該透鏡的光學邊界不同。
- 2或9之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足6.400≦TTL/ImgH,TTL代表該第一透鏡的該物側面到一成像面在該光軸上的一距離,ImgH代表該光學成像鏡頭的一像高。
- 2或9之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足1.500≦TTL/TL,TTL代表該第一透鏡的該物側面到一成像面在該光軸上的一距離,TL代表該第一透鏡之該物側面至該第五透鏡之該像側面在該光軸上的一距離。
- 2或9之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足6.000≦TTL/T1,TTL代表該第一透鏡的該物側面到一成像面在該光軸上的一距離,T1代表該第一透鏡在該光軸上的一厚度。
- 2或9之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足4.000≦TTL/(T2+G23+T3),TTL代表該第一透鏡的該物側面到一成像面在該光軸上的一距離,T2代表該第二透鏡在該光軸上的一厚度,G23代表該第二透鏡之該像側面至該第三透鏡之該物側面在該光軸上的一距離,T3代表該第三透鏡在該光軸上的一厚度。
- 2或9之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足1.300≦ALT/AAG,ALT代表該第一透鏡至該第五透鏡在該光軸上的五個透鏡厚度的一總和,AAG代表該第一透鏡到該第五透鏡在該光軸上的四個空氣間隙的一總和。
- 2或9之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足1.000≦(T1+G12+T3+G34)/(T4+G45+T5),T1代表該第一透鏡在該光軸上的一厚度,G12代表該第一透鏡之該像側面至該第二透鏡之該物側面在該光軸上的一距離,T3代表該第三透鏡在該光軸上的一厚度,G34代表該第三透鏡之該像側面至該第四透鏡之該物側面在該光軸上的一距離,T4代表該第四透鏡在該光軸上的一厚度,G45代表該第四透鏡之該像側面至該第五透鏡之該物側面在該光軸上的一距離,T5代表該第五透鏡在該光軸上的一厚度。
- 2或9之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足1.200≦(G23+T3+G34)/(T1+T2),G23代表該第二透鏡之該像側面至該第三透鏡之該物側面在該光軸上的一距離,T3代表該第三透鏡在該光軸上的一厚度,G34代表該第三透鏡之該像側面至該第四透鏡的該物側面在該光軸上的一距離,T1代表該第一透鏡在該光軸上的一厚度,T2代表該第二透鏡在該光軸上的一厚度。
- 2或9之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足0.700≦(T4+G45+T5)/(T1+T2),T4代表該第四透鏡在該光軸上的一厚度,G45代表該第四透鏡之該像側面至該第五透鏡之該物側面在該光軸上的一距離,T5代表該第五透鏡在該光軸上的一厚度,T1代表該第一透鏡在該光軸上的一厚度,T2代表該第二透鏡在該光軸上的一厚度。
- 2或9之任一者所述的光學成像鏡頭,其中該光學成像鏡頭更滿足(T1+G12+T2+T4+G45+T5)/(G23+T3+G34)≦2.500,T1代表該第一透鏡在該光軸上的一厚度,G12代表該第一透鏡之該像側面至該第二透鏡之該物側面在該光軸上的一距離,T2代表該第二透鏡在該光軸上的一厚度,T4代表該第四透鏡在該光軸上的一厚度,G45代表該第四透鏡之該像側面至該第五透鏡之該物側面在該光軸上的一距離,T5代表該第五透鏡在該光軸上的一厚度,G23代表該第二透鏡之該像側面至該第三透鏡之該物側面在該光軸上的一距離,T3代表該第三透鏡在該光軸上的一厚度,G34代表該第三透鏡之該像側面至該第四透鏡之該物側面在該光軸上的一距離。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911148096.5A CN111007620A (zh) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | 光学成像镜头 |
CN201911148096.5 | 2019-11-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202120993A true TW202120993A (zh) | 2021-06-01 |
TWI807212B TWI807212B (zh) | 2023-07-01 |
Family
ID=70112871
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109128418A TWI807212B (zh) | 2019-11-21 | 2019-12-03 | 光學成像鏡頭 |
TW108144105A TWI706184B (zh) | 2019-11-21 | 2019-12-03 | 光學成像鏡頭 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108144105A TWI706184B (zh) | 2019-11-21 | 2019-12-03 | 光學成像鏡頭 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11609408B2 (zh) |
CN (1) | CN111007620A (zh) |
TW (2) | TWI807212B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111830689B (zh) * | 2020-07-30 | 2022-04-08 | 玉晶光电(厦门)有限公司 | 光学成像镜头 |
CN111948789B (zh) * | 2020-09-15 | 2024-08-20 | 厦门力鼎光电股份有限公司 | 一种搭配液体镜头的光学成像镜头 |
TWI771811B (zh) * | 2020-09-18 | 2022-07-21 | 大立光電股份有限公司 | 電子裝置 |
CN114942514B (zh) * | 2022-06-17 | 2024-05-24 | 辽宁中蓝光电科技有限公司 | 一种小型变焦镜头 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2886907B2 (ja) * | 1989-10-25 | 1999-04-26 | 旭光学工業株式会社 | ソフトフォーカスレンズ |
JP3646295B2 (ja) * | 1995-11-24 | 2005-05-11 | 株式会社ニコン | 内焦式望遠レンズ |
JP5087945B2 (ja) | 2007-02-16 | 2012-12-05 | 株式会社ニコン | ズームレンズと、これを有する光学装置 |
JP4914999B2 (ja) * | 2007-04-11 | 2012-04-11 | ペンタックスリコーイメージング株式会社 | 望遠レンズ系 |
KR101618763B1 (ko) * | 2009-03-13 | 2016-05-09 | 삼성전자주식회사 | 촬상렌즈의 조립방법, 촬상렌즈 및 촬상장치 |
JP6000179B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2016-09-28 | 富士フイルム株式会社 | 撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置 |
CN107250868B (zh) * | 2015-01-23 | 2020-01-10 | 株式会社尼康 | 光学系统以及具有该光学系统的摄像装置 |
JP6230770B1 (ja) * | 2016-04-12 | 2017-11-15 | オリンパス株式会社 | 内視鏡用対物光学系 |
TWI616675B (zh) | 2016-07-14 | 2018-03-01 | 大立光電股份有限公司 | 光學攝像系統組、取像裝置及電子裝置 |
CN206773267U (zh) * | 2017-06-12 | 2017-12-19 | 浙江舜宇光学有限公司 | 镜头及包含该镜头的摄像模组 |
CN209182571U (zh) * | 2018-09-14 | 2019-07-30 | 三河市蓝思泰克光电科技有限公司 | 一种便携长焦距经济型长波红外连续变焦镜头 |
TWI674449B (zh) | 2018-09-26 | 2019-10-11 | 大立光電股份有限公司 | 攝像光學系統、取像裝置及電子裝置 |
CN110174748A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-08-27 | 玉晶光电(厦门)有限公司 | 光学成像镜头 |
CN110174747A (zh) | 2019-03-08 | 2019-08-27 | 玉晶光电(厦门)有限公司 | 光学成像镜头 |
TWM581700U (zh) * | 2019-04-11 | 2019-08-01 | 紘立光電股份有限公司 | 光學成像透鏡組及成像裝置 |
US11372201B2 (en) * | 2019-04-11 | 2022-06-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and imaging apparatus having the same |
-
2019
- 2019-11-21 CN CN201911148096.5A patent/CN111007620A/zh active Pending
- 2019-12-03 TW TW109128418A patent/TWI807212B/zh active
- 2019-12-03 TW TW108144105A patent/TWI706184B/zh active
-
2020
- 2020-05-07 US US16/869,523 patent/US11609408B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111007620A (zh) | 2020-04-14 |
US11609408B2 (en) | 2023-03-21 |
TW202120994A (zh) | 2021-06-01 |
TWI807212B (zh) | 2023-07-01 |
TWI706184B (zh) | 2020-10-01 |
US20210157095A1 (en) | 2021-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI834362B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI725315B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI706184B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI835620B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI732418B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI729741B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI750945B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
CN108318995B (zh) | 一种透镜系统和镜头 | |
TWI806886B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI684041B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TW201812381A (zh) | 光學成像鏡頭 | |
CN112415721A (zh) | 一种光学成像镜头 | |
TW202208918A (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI734355B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI633328B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI717786B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TW202127089A (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TW202326217A (zh) | 光學成像鏡頭 | |
CN111650727B (zh) | 一种光学成像镜头 | |
CN111650726B (zh) | 光学成像镜头 | |
TWI691750B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TWI807650B (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TW202331337A (zh) | 光學成像鏡頭 | |
TW202414016A (zh) | 光學成像鏡頭 | |
CN117075317A (zh) | 一种变焦镜头 |