TWI504926B

TWI504926B - 微小型鏡頭

Info

Publication number: TWI504926B
Application number: TW103106433A
Authority: TW
Inventors: Po Yuan Shih
Original assignee: Sintai Optical Shenzhen Co Ltd; Asia Optical Co Inc
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2015-10-21
Also published as: TW201533464A

Description

微小型鏡頭

本發明係有關於一種鏡頭，特別是有關於一種微小型鏡頭。

數位相機與手幾不斷的往高畫素與輕量化發展，使得小型化與具有高解析度的鏡頭模組需求大增。習知的四片透鏡組成的鏡頭模組已無法滿足現今的需求，需要有另一種新架構的鏡頭模組，才能同時滿足小型化與高解析度的需求。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種微小型鏡頭，其鏡頭總長度短小、視角較大，但是仍具有良好的光學性能，鏡頭解析度也能滿足要求。

本發明之微小型鏡頭沿著光軸從物側至像側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。第一透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力。第二透鏡為凸凹透鏡具有負屈光力，第二透鏡之凸面朝向物側凹面朝向像側。第三透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力。第四透鏡為凹凸透鏡具有正屈光力，第四透鏡之凹面朝向物側凸面朝向像側。第五透鏡具有負屈光力且包括一凹面，此凹面朝向像側。微小型鏡頭滿足以下條件：0.73f/TTL0.80，其中f為微小型鏡頭之有效焦距，TTL為第一透鏡之物側表面至成像面於光軸上之距離。

其中第一透鏡滿足以下條件：-2.5(R₁₁ -R₁₂ )/(R₁₁ +R₁₂ )-1.9；其中，R₁₁ 為第一透鏡之物側面之曲率半徑，R₁₂ 為第一透鏡之像側面之曲率半徑。

其中第二透鏡滿足以下條件：0.4(R₂₁ -R₂₂ )/(R₂₁ +R₂₂ )0.5；其中，R₂₁ 為第二透鏡之物側面之曲率半徑，R₂₂ 為第二透鏡之像側面之曲率半徑。

其中第二透鏡滿足以下條件：-1.2f₂ /f-1.0；其中，f₂ 為第二透鏡之有效焦距，f為微小型鏡頭之有效焦距。

其中第三透鏡滿足以下條件：-14.0(R₃₁ -R₃₂ )/(R₃₁ +R₃₂ )-2.4；其中，R₃₁ 為第三透鏡之物側面之曲率半徑，R₃₂ 為第三透鏡之像側面之曲率半徑。

其中第三透鏡滿足以下條件：2.2f₃ /f2.7；其中，f₃ 為第三透鏡之有效焦距，f為微小型鏡頭之有效焦距。

其中第四透鏡滿足以下條件：0.65f₄ /f0.70；其中，f₄ 為第四透鏡之有效焦距，f為微小型鏡頭之有效焦距。

其中第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡之每一透鏡至少一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面。

其中第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡係由塑膠材質製成。

本發明之微小型鏡頭可更包括一光圈，設置於第一透鏡與第二透鏡之間。

為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。

1、2、3、4、5‧‧‧微小型鏡頭

L11、L21、L31、L41、L51‧‧‧第一透鏡

L12、L22、L32、L42、L52‧‧‧第二透鏡

L13、L23、L33、L43、L53‧‧‧第三透鏡

L14、L24、L34、L44、L54‧‧‧第四透鏡

L15、L25、L35、L45、L55‧‧‧第五透鏡

ST1、ST2、ST3、ST4、ST5‧‧‧光圈

OF1、OF2、OF3、OF4、OF5‧‧‧濾光片

IMA1、IMA2、IMA3、IMA4、IMA5‧‧‧成像面

OA1、OA2、OA3、OA4、OA5‧‧‧光軸

S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17‧‧‧面

S18、S19、S110、S111、S112、S113‧‧‧面

S21、S22、S23、S24、S25、S26、S27‧‧‧面

S28、S29、S210、S211、S212、S213‧‧‧面

S31、S32、S33、S34、S35、S36、S37‧‧‧面

S38、S39、S310、S311、S312、S313‧‧‧面

S41、S42、S43、S44、S45、S46、S47‧‧‧面

S48、S49、S410、S411、S412、S413‧‧‧面

S51、S52、S53、S54、S55、S56、S57‧‧‧面

S58、S59、S510、S511、S512、S513‧‧‧面

第1圖係依據本發明之微小型鏡頭之第一實施例的透鏡配置與光路示意圖。

第2A圖係第1圖之微小型鏡頭之縱向球差圖。

第2B圖係第1圖之微小型鏡頭之像散場曲圖。

第2C圖係第1圖之微小型鏡頭之畸變圖。

第3圖係依據本發明之微小型鏡頭之第二實施例的透鏡配置與光路示意圖。

第4A圖係第3圖之微小型鏡頭之縱向球差圖。

第4B圖係第3圖之微小型鏡頭之像散場曲圖。

第4C圖係第3圖之微小型鏡頭之畸變圖。

第5圖係依據本發明之微小型鏡頭之第三實施例的透鏡配置與光路示意圖。

第6A圖係第5圖之微小型鏡頭之縱向球差圖。

第6B圖係第5圖之微小型鏡頭之像散場曲圖。

第6C圖係第5圖之微小型鏡頭之畸變圖。

第7圖係依據本發明之微小型鏡頭之第四實施例的透鏡配置與光路示意圖。

第8A圖係第7圖之微小型鏡頭之縱向球差圖。

第8B圖係第7圖之微小型鏡頭之像散場曲圖。

第8C圖係第7圖之微小型鏡頭之畸變圖。

第9圖係依據本發明之微小型鏡頭之第五實施例的透鏡配置與光路示意圖。

第10A圖係第9圖之微小型鏡頭之縱向球差圖。

第10B圖係第9圖之微小型鏡頭之像散場曲圖。

第10C圖係第9圖之微小型鏡頭之畸變圖。

請參閱第1圖，第1圖係依據本發明之微小型鏡頭之第一實施例的透鏡配置與光路示意圖。微小型鏡頭1沿著光軸OA1從物側至像側依序包括一第一透鏡L11、一光圈ST1、一第二透鏡L12、一第三透鏡L13、一第四透鏡L14、一第五透鏡L15及一濾光片OF1。成像時，來自物側之光線最後成像於成像面IMA1上。第一透鏡L11具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S11為凸面像側面S12為凸面，物側面S11與像側面S12皆為非球面表面。第二透鏡L12具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S14為凸面像側面S15為凹面，物側面S14與像側面S15皆為非球面表面。第三透鏡L13具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S16為凸面像側面S17為凸面，物側面S16與像側面S17皆為非球面表面。第四透鏡L14具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S18為凹面像側面S19為凸面，物側面S18與像側面S19皆為非球面表面。第五透鏡L15具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S110於靠近光軸OA1處為凹面，像側面S111為凹面，物側面S110與像側面S111皆為非球面表面。濾光片OF1其物側面S112與像側面S113皆為平面。

另外，為使本發明之微小型鏡頭能保持良好的光學性能，第一實施例中的微小型鏡頭1需滿足底下七條件：

其中，f1為微小型鏡頭1之有效焦距，TTL1為第一透鏡L11之物側面S11至成像面IMA1於光軸OA1上之距離，R1₁₁ 為第一透鏡L11之物側面S11之曲率半徑，R1₁₂ 為第一透鏡L11之像側面S12之曲率半徑，R1₂₁ 為第二透鏡L12之物側面S14之曲率半徑，R1₂₂ 為第二透鏡L12之像側面S15之曲率半徑，f1₂ 為第二透鏡L12之有效焦距，R1₃₁ 為第三透鏡L13之物側面S16之曲率半徑，R1₃₂ 為第三透鏡L13之像側面S17之曲率半徑，f1₃ 為第三透鏡L13之有效焦距，f1₄ 為第四透鏡L14之有效焦距。

利用上述透鏡與光圈ST1之設計，使得微小型鏡頭1能有效的縮短鏡頭總長度、提高視角、有效的修正像差、提升鏡頭解析度。

表一為第1圖中微小型鏡頭1之各透鏡之相關參數表，表一資料顯示本實施例之微小型鏡頭1之有效焦距等於2.667mm、光圈值等於2.4、視角等於80.20°、鏡頭總長度等於3.500mm。

表一中各個透鏡之非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：z=ch² /{1+[1-(k+1)c² h² ]^1/2 }+Ah⁴ +Bh⁶ +Ch⁸ +Dh¹⁰ +Eh¹² +Fh¹⁴ +Gh¹⁶

其中： c：曲率；h：透鏡表面任一點至光軸之垂直距離；k：圓錐係數；A~G：非球面係數。

表二為表一中各個透鏡之非球面表面之相關參數表，其中k為圓錐係數(Conic Constant)、A~G為非球面係數。

第一實施例之微小型鏡頭1其有效焦距f1=2.667mm、第一透鏡L11之物側面S11至成像面IMA1於光軸OA1上之距離TTL1=3.500mm、第一透鏡L11之物側面S11之曲率半徑R1₁₁ =1.67161mm、第一透鏡L11之像側面S12之曲率半徑R1₁₂ =-4.18918mm、第二透鏡L12之物側面S14之曲率半徑R1₂₁ =2.99021mm、第二透鏡L12之像側面S15之曲率半徑R1₂₂ =1.14049mm、第二透鏡L12之有效焦距f1₂ =-3.00666mm、第三透鏡L13 之物側面S16之曲率半徑R1₃₁ =6.14331mm、第三透鏡L13之像側面S17之曲率半徑R1₃₂ =-7.09446mm、第三透鏡L13之有效焦距f1₃ =6.08317mm、第四透鏡L14之有效焦距f1₄ =1.82098mm，由上述資料可得到f1/TTL1=0.7619、(R1₁₁ -R1₁₂ )/(R1₁₁ +R1₁₂ )=-2.3279、(R1₂₁ -R1₂₂ )/(R1₂₁ +R1₂₂ )=0.4478、f1₂ /f1=-1.1275、(R1₃₁ -R1₃₂ )/(R1₃₁ +R1₃₂ )=-13.9177、f1₃ /f1=2.2811、f1₄ /f1=0.6828，皆能滿足上述條件(1)至條件(7)之要求。

另外，第一實施例之微小型鏡頭1的光學性能也可達到要求，這可從第2A至第2C圖看出。第2A圖所示的，是第一實施例之微小型鏡頭1的縱向球差(Longitudinal Spherical Aberration)圖。第2B圖所示的，是第一實施例之微小型鏡頭1的像散場曲(Astigmatic Field Curves)圖。第2C圖所示的，是第一實施例之微小型鏡頭1的畸變(Distortion)圖。

由第2A圖可看出，第一實施例之微小型鏡頭1對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線所產生的縱向球差值介於0.000mm至0.025mm之間。由第2B圖(圖中的弧矢方向之三條線幾乎重合，子午方向之三條線也幾乎重合，以致於看起來只有二條線)可看出，第一實施例之微小型鏡頭1對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線，於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向之像散場曲介於-0.025mm至0.0125mm之間。由第2C圖(圖中的三條線幾乎重合，以致於看起來只有一條線)可看出，第一實施例之微小型鏡頭1對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線所產生的畸變介於0%至2.0%之間。顯見第一實施例之微小型鏡頭1之縱向球差、像散場曲、畸變都能被有效修正，從而得到較佳的光學性能。

請參閱第3圖，第3圖係依據本發明之微小型鏡頭之第二實施例的透鏡配置與光路示意圖。微小型鏡頭2沿著光軸OA2從物側至像側依序包括一第一透鏡L21、一光圈ST2、一第二透鏡L22、一第三透鏡L23、一第四透鏡L24、一第五透鏡L25及一濾光片OF2。成像時，來自物側之光線最後成像於成像面IMA2上。第一透鏡L21具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S21為凸面像側面S22為凸面，物側面S21與像側面S22皆為非球面表面。第二透鏡L22具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S24為凸面像側面S25為凹面，物側面S24與像側面S25皆為非球面表面。第三透鏡L23具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S26為凸面像側面S27為凸面，物側面S26與像側面S27皆為非球面表面。第四透鏡L24具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S28為凹面像側面S29為凸面，物側面S28與像側面S29皆為非球面表面。第五透鏡L25具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S210於靠近光軸OA2處為凹面，像側面S211為凹面，物側面S210與像側面S211皆為非球面表面。濾光片OF2其物側面S212與像側面S213皆為平面。

另外，為使本發明之微小型鏡頭能保持良好的光學性能，第二實施例中的微小型鏡頭2需滿足底下七條件：

其中，f2為微小型鏡頭2之有效焦距，TTL2為第一透鏡L21之物側面S21至成像面IMA2於光軸OA2上之距離，R2₁₁ 為第一透鏡L21之物側面S21之曲率半徑，R2₁₂ 為第一透鏡L21之像側面S22之曲率半徑，R2₂₁ 為第二透鏡L22之物側面S24之曲率半徑，R2₂₂ 為第二透鏡L22之像側面S25之曲率半徑，f2₂ 為第二透鏡L22之有效焦距，R2₃₁ 為第三透鏡L23之物側面S26之曲率半徑，R2₃₂ 為第三透鏡L23之像側面S27之曲率半徑，f2₃ 為第三透鏡L23之有效焦距，f2₄ 為第四透鏡L24之有效焦距。

利用上述透鏡與光圈ST2之設計，使得微小型鏡頭2能有效的縮短鏡頭總長度、提高視角、有效的修正像差、提升鏡頭解析度。

表三為第3圖中微小型鏡頭2之各透鏡之相關參數表，表三資料顯示本實施例之微小型鏡頭2之有效焦距等於2.705mm、光圈值等於2.4、視角等於79.50°、鏡頭總長度等於3.500mm。

表三中各個透鏡之非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：z=ch² /{1+[1-(k+1)c² h² ]^1/2 }+Ah⁴ +Bh⁶ +Ch⁸ +Dh¹⁰ +Eh¹² +Fh¹⁴ +Gh¹⁶

其中：c：曲率；h：透鏡表面任一點至光軸之垂直距離；k：圓錐係數；A~G：非球面係數。

表四為表三中各個透鏡之非球面表面之相關參數表，其中k為圓錐係數(Conic Constant)、A~G為非球面係數。

第二實施例之微小型鏡頭2其有效焦距f2=2.705mm、第一透鏡L21之物側面S21至成像面IMA2於光軸OA2上之距離TTL2=3.500mm、第一透鏡L21之物側面S21之曲率半徑R2₁₁ =1.64534mm、第一透鏡L21之像側面S22之曲率半徑R2₁₂ =-4.36832mm、第二透鏡L22之物側面S24之曲率半徑R2₂₁ =3.75734mm、第二透鏡L22之像側面S25之曲率半徑R2₂₂ =1.24618mm、第二透鏡L22之有效焦距f2₂ =-3.03017mm、第三透鏡L23之物側面S26之曲率半徑R2₃₁ =4.83745mm、第三透鏡L23之像側面S27之曲率半徑R2₃₂ =-11.62055mm、第三透鏡L23之有效焦距f2₃ =6.30243mm、第四透鏡L24之有效焦距f2₄ =1.77902mm，由上述資料可得到f2/TTL2=0.7728、(R2₁₁ -R2₁₂ )/(R2₁₁ +R2₁₂ )=-2.2085、(R2₂₁ -R2₂₂ )/(R2₂₁ +R2₂₂ )=0.5019、f2₂ /f2=-1.1203、(R2₃₁ -R2₃₂ )/(R2₃₁ +R2₃₂ )=-2.4263、f2₃ /f2=2.3301、f2₄ /f2=0.6577，皆能滿足上述條件(8)至條件(14)之要求。

另外，第二實施例之微小型鏡頭2的光學性能也可達到要求，這可從第4A至第4C圖看出。第4A圖所示的，是第二實施例之微小型鏡頭2的縱向球差(Longitudinal Spherical Aberration)圖。第4B圖所示的，是第二實施例之微小型鏡頭2的像散場曲(Astigmatic Field Curves)圖。第4C圖所示的，是第二實施例之微小型鏡頭2的畸變(Distortion)圖。

由第4A圖可看出，第二實施例之微小型鏡頭2對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線所產生的縱向球差值介於-0.025mm至0.0125mm之間。由第4B圖(圖中的弧矢方向之三條線幾乎重合，子午方向之三條線也幾乎重合，以致於看起來只有二條線)可看出，第二實施例之微小型鏡頭2對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線，於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向之像散場曲介於-0.025mm至0.025mm之間。由第4C圖(圖中的三條線幾乎重合，以致於看起來只有一條線)可看出，第二實施例之微小型鏡頭2對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線所產生的畸變介於0%至2.0%之間。顯見第二實施例之微小型鏡頭2之縱向球差、像散場曲、畸變都能被有效修正，從而得到較佳的光學性能。

請參閱第5圖，第5圖係依據本發明之微小型鏡頭之第三實施例的透鏡配置與光路示意圖。微小型鏡頭3沿著光軸OA3從物側至像側依序包括一第一透鏡L31、一光圈ST3、一第二透鏡L32、一第三透鏡L33、一第四透鏡L34、一第五透鏡L35及一濾光片OF3。成像時，來自物側之光線最後成像於成像面IMA3上。第一透鏡L31具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S31為凸面像側面S32為凸面，物側面S31與像側面S32皆為非球面表面。第二透鏡L32具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面 S34為凸面像側面S35為凹面，物側面S34與像側面S35皆為非球面表面。第三透鏡L33具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S36為凸面像側面S37為凸面，物側面S36與像側面S37皆為非球面表面。第四透鏡L34具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S38為凹面像側面S39為凸面，物側面S38與像側面S39皆為非球面表面。第五透鏡L35具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S310於靠近光軸OA3處為凹面，像側面S311為凹面，物側面S310與像側面S311皆為非球面表面。濾光片OF3其物側面S312與像側面S313皆為平面。

另外，為使本發明之微小型鏡頭能保持良好的光學性能，第三實施例中的微小型鏡頭3需滿足底下七條件：

其中，f3為微小型鏡頭3之有效焦距，TTL3為第一透鏡L31之物側面S31至成像面IMA3於光軸OA3上之距離，R3₁₁ 為第一透鏡L31之物側面S31之曲率半徑，R3₁₂ 為第一透鏡L31之像側面S32之曲率半徑，R3₂₁ 為第二透鏡L32之物側面S34之曲率半徑，R3₂₂ 為第二透鏡L32之像側面S35之曲率半徑，f3₂ 為第二透鏡L32之有效焦距，R3₃₁ 為第三透鏡L33 之物側面S36之曲率半徑，R3₃₂ 為第三透鏡L33之像側面S37之曲率半徑，f3₃ 為第三透鏡L33之有效焦距，f3₄ 為第四透鏡L34之有效焦距。

利用上述透鏡與光圈ST3之設計，使得微小型鏡頭3能有效的縮短鏡頭總長度、提高視角、有效的修正像差、提升鏡頭解析度。

表五為第5圖中微小型鏡頭3之各透鏡之相關參數表，表五資料顯示本實施例之微小型鏡頭3之有效焦距等於2.773mm、光圈值等於2.4、視角等於77.9°、鏡頭總長度等於3.500mm。

表五中各個透鏡之非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：z=ch² /{1+[1-(k+1)c² h² ]^1/2 }+Ah⁴ +Bh⁶ +Ch⁸ +Dh¹⁰ +Eh¹² +Fh¹⁴ +Gh¹⁶

表六為表五中各個透鏡之非球面表面之相關參數表，其中k為圓錐係數(Conic Constant)、A~G為非球面係數。

第三實施例之微小型鏡頭3其有效焦距f3=2.773mm、第一透鏡L31之物側面S31至成像面IMA3於光軸OA3上之距離TTL3=3.500mm、第一透鏡L31之物側面S31之曲率半徑R3₁₁ =1.54820mm、第一透鏡L31之像側面S32之曲率半徑R3₁₂ =-4.76373mm、第二透鏡L32之物側面S34之曲率半徑R3₂₁ =3.13608mm、第二透鏡L32之像側面S35之曲率半徑R3₂₂ =1.13344mm、第二透鏡L32之有效焦距f3₂ =-2.88481mm、第三透鏡L33之物側面S36之曲率半徑R3₃₁ =4.79957mm、第三透鏡L33之像側面S37之曲率半徑R3₃₂ =-11.41386mm、第三透鏡L33之有效焦距f3₃ =6.23269mm、第四透鏡L34之有效焦距f3₄ =1.88222mm，由上述資料可得到f3/TTL3=0.7924、(R3₁₁ -R3₁₂ )/(R3₁₁ +R3₁₂ )=-1.9629、(R3₂₁ -R3₂₂ )/(R3₂₁ +R3₂₂ )=0.4691、f3₂ /f3=-1.0401、(R3₃₁ -R3₃₂ )/(R3₃₁ +R3₃₂ )=-2.4513、f3₃ /f3=2.2473、f3₄ /f3=0.6786，皆能滿足上述條件(15)至條件(21)之要求。

另外，第三實施例之微小型鏡頭3的光學性能也可達到要求，這可從第6A至第6C圖看出。第6A圖所示的，是第三實施例之微小型鏡頭3的縱向球差(Longitudinal Spherical Aberration)圖。第6B圖所示的，是第三實施例之微小型鏡頭3的像散場曲(Astigmatic Field Curves)圖。第6C圖所示的，是第三實施例之微小型鏡頭3的畸變(Distortion)圖。

由第6A圖可看出，第三實施例之微小型鏡頭3對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線所產生的縱向球差值介於0.000mm至0.03mm之間。由第6B圖(圖中的弧矢方向之三條線幾乎重合，子午方向之三條線也幾乎重合，以致於看起來只有二條線)可看出，第三實施例之微小型鏡頭3對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線，於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向之像散場曲介於-0.025mm至0.005mm之間。由第6C圖(圖中的三條線幾乎重合，以致於看起來只有一條線)可看出，第三實施例之微小型鏡頭3對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線所產生的畸變介於0%至2.0%之間。顯見第三實施例之微小型鏡頭3之縱向球差、像散場曲、畸變都能被有效修正，從而得到較佳的光學性能。

請參閱第7圖，第7圖係依據本發明之微小型鏡頭之第四實施例的透鏡配置與光路示意圖。微小型鏡頭4沿著光軸OA4從物側至像側依序包括一第一透鏡L41、一光圈ST4、一第二透鏡L42、一第三透鏡L43、一第四透鏡L44、一第五透鏡L45及一濾光片OF4。成像時，來自物側之光線最後成像於成像面IMA4上。第一透鏡L41具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S41為凸面像側面S42為凸面，物側面S41與像側面S42皆為非球面表面。第二透鏡L42具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S44為凸面像側面S45為凹面，物側面S44與像側面S45皆為非球面表面。第三透鏡L43具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S46為凸面像側面S47為凸面，物側面S46與像側面S47皆為非球面表面。第四透鏡L44具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S48為凹面像側面S49為凸面，物側面S48與像側面S49皆為非球面表面。第五透鏡L45具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S410於靠近光軸OA4處為凸面，像側面S411為凹面，物側面S410與像側面S411皆為非球面表面。濾光片OF4其物側面S412與像側面S413皆為平面。

另外，為使本發明之微小型鏡頭能保持良好的光學性能，第四實施例中的微小型鏡頭4需滿足底下七條件：

其中，f4為微小型鏡頭4之有效焦距，TTL4為第一透鏡L41之物側面S41至成像面IMA4於光軸OA4上之距離，R4₁₁ 為第一透鏡L41之物側面S41之曲率半徑，R4₁₂ 為第一透鏡L41之像側面S42之曲率半徑，R4₂₁ 為第二透鏡L42之物側面S44之曲率半徑，R4₂₂ 為第二透鏡L42之像側面S45之曲率半徑，f4₂ 為第二透鏡L42之有效焦距，R4₃₁ 為第三透鏡L43之物側面S46之曲率半徑，R4₃₂ 為第三透鏡L43之像側面S47之曲率半徑，f4₃ 為第三透鏡L43之有效焦距，f4₄ 為第四透鏡L44之有效焦距。

利用上述透鏡與光圈ST4之設計，使得微小型鏡頭4能有效的縮短鏡頭總長度、提高視角、有效的修正像差、提升鏡頭解析度。

表七為第7圖中微小型鏡頭4之各透鏡之相關參數表，表七資料顯示本實施例之微小型鏡頭4之有效焦距等於2.555mm、光圈值等於2.0、視角等於82.0°、鏡頭總長度等於3.500mm。

表七中各個透鏡之非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：z=ch² /{1+[1-(k+1)c² h² ]^1/2 }+Ah⁴ +Bh⁶ +Ch⁸ +Dh¹⁰ +Eh¹² +Fh¹⁴ +Gh¹⁶

其中：c：曲率； h：透鏡表面任一點至光軸之垂直距離；k：圓錐係數；A~G：非球面係數。

表八為表七中各個透鏡之非球面表面之相關參數表，其中k為圓錐係數(Conic Constant)、A~G為非球面係數。

第四實施例之微小型鏡頭4其有效焦距f4=2.555mm、第一透鏡L41之物側面S41至成像面IMA4於光軸OA4上之距離TTL4=3.500mm、第一透鏡L41之物側面S41之曲率半徑R4₁₁ =1.67958mm、第一透鏡L41之像側面S42之曲率半徑R4₁₂ =-4.13849mm、第二透鏡L42之物側面S44之曲率半徑R4₂₁ =2.80443mm、第二透鏡L42之像側面S45之曲率半徑R4₂₂ =1.11582mm、第二透鏡L42之有效焦距f4₂ =-3.03488mm、第三透鏡L43之物側面S46之曲率半徑R4₃₁ =6.15654mm、第三透鏡L43之像側面S47之曲率半徑R4₃₂ =-7.49855mm、第三透鏡L43之有效焦距f4₃ =6.24439mm、第四透鏡L44之有效焦距f4₄ =1.78600mm，由上述資料可得到f4/TTL4=0.7300、(R4₁₁ -R4₁₂ )/(R4₁₁ +R4₁₂ )=-2.3661、(R4₂₁ -R4₂₂ )/(R4₂₁ +R4₂₂ )=0.4307、f4₂ /f4=-1.1878、(R4₃₁ -R4₃₂ )/(R4₃₁ +R4₃₂ )=-10.1751、f4₃ /f4=2.4440、f4₄ /f4=0.6990，皆能滿足上述條件(22)至條件(28)之要求。

另外，第四實施例之微小型鏡頭4的光學性能也可達到要求，這可從第8A至第8C圖看出。第8A圖所示的，是第四實施例之微小型鏡頭4的縱向球差(Longitudinal Spherical Aberration)圖。第8B圖所示的，是第四實施例之微小型鏡頭4的像散場曲(Astigmatic Field Curves)圖。第8C圖所示的，是第四實施例之微小型鏡頭4的畸變(Distortion)圖。

由第8A圖可看出，第四實施例之微小型鏡頭4對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線所產生的縱向球差值介於0.000mm至0.040mm之間。由第8B圖(圖中的弧矢方向之三條線幾乎重合，子午方向之三條線也幾乎重合，以致於看起來只有二條線)可看出，第四實施例之微小型鏡頭4對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線，於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向之像散場曲介於-0.025mm至0.025mm之間。由第8C圖(圖中的三條線幾乎重合，以致於看起來只有一條線)可看出，第四實施例之微小型鏡頭4對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線所產生的畸變介於0%至2.5%之間。顯見第四實施例之微小型鏡頭4之縱向球差、像散場曲、畸變都能被有效修正，從而得到較佳的光學性能。

請參閱第9圖，第9圖係依據本發明之微小型鏡頭之第五實施例的透鏡配置與光路示意圖。微小型鏡頭5沿著光軸OA5從物側至像側依序包括一第一透鏡L51、一光圈ST5、一第二透鏡L52、一第三透鏡L53、一第四透鏡L54、一第五透鏡L55及一濾光片OF5。成像時，來自物側之光線最後成像於成像面IMA5上。第一透鏡L51具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S51為凸面像側面S52為凸面，物側面S51與像側面S52皆為非球面表面。第二透鏡L52具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S54為凸面像側面S55為凹面，物側面S54與像側面S55皆為非球面表面。第三透鏡L53具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S56為凸面像側面S57為凸面，物側面S56與像側面S57皆為非球面表面。第四透鏡L54具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S58為凹面像側面S59為凸面，物側面S58與像側面S59皆為非球面表面。第五透鏡L55具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S510於靠近光軸OA5處為凸面，像側面S511為凹面，物側面S510與像側面S511皆為非球面表面。濾光片OF5其物側面S512與像側面S513皆為平面。

另外，為使本發明之微小型鏡頭能保持良好的光學性能，第五實施例中的微小型鏡頭5需滿足底下七條件：

其中，f5為微小型鏡頭5之有效焦距，TTL5為第一透鏡L51之物側面S51至成像面IMA5於光軸OA5上之距離，R5₁₁ 為第一透鏡L51之物側面S51之曲率半徑，R5₁₂ 為第一透鏡L51之像側面S52之曲率半徑，R5₂₁ 為第二透鏡L52之物側面S54之曲率半徑，R5₂₂ 為第二透鏡L52之像側面S55之曲率半徑，f5₂ 為第二透鏡L52之有效焦距，R5₃₁ 為第三透鏡L53之物側面S56之曲率半徑，R5₃₂ 為第三透鏡L53之像側面S57之曲率半徑，f5₃ 為第三透鏡L53之有效焦距，f5₄ 為第四透鏡L54之有效焦距。

利用上述透鏡與光圈ST5之設計，使得微小型鏡頭5能有效的縮短鏡頭總長度、提高視角、有效的修正像差、提升鏡頭解析度。

表九為第9圖中微小型鏡頭5之各透鏡之相關參數表，表九資料顯示本實施例之微小型鏡頭5之有效焦距等於2.594mm、光圈值等於2.2、視角等於81.9°、鏡頭總長度等於3.400mm。

表九中各個透鏡之非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：z=ch² /{1+[1-(k+1)c² h² ]^1/2 }+Ah⁴ +Bh⁶ +Ch⁸ +Dh¹⁰ +Eh¹² +Fh¹⁴ +Gh¹⁶

表十為表九中各個透鏡之非球面表面之相關參數表，其中k為圓錐係數(Conic Constant)、A~G為非球面係數。

第五實施例之微小型鏡頭5其有效焦距f5=2.594mm、第一透鏡L51之物側面S51至成像面IMA5於光軸OA5上之距離TTL5=3.400mm、第一透鏡L51之物側面S51之曲率半徑R5₁₁ =1.62604mm、第一透鏡L51之像側面S52之曲率半徑R5₁₂ =-3.99399mm、第二透鏡L52之物側面S54之曲率半徑R5₂₁ =3.10580mm、第二透鏡L52之像側面S55之曲率半徑R5₂₂ =1.15884mm、第二透鏡L52之有效焦距f5₂ =-3.00803mm、第三透鏡L53之物側面S56之曲率半徑R5₃₁ =6.47980mm、第三透鏡L53之像側面S57之曲率半徑R5₃₂ =-8.65335mm、第三透鏡L53之有效焦距f5₃ =6.83494mm、第四透鏡L54之有效焦距f5₄ =1.70254mm，由上述資料可得到f5/TTL5=0.7628、(R5₁₁ -R5₁₂ )/(R5₁₁ +R5₁₂ )=-2.3734、(R5₂₁ -R5₂₂ )/(R5₂₁ +R5₂₂ )=0.4565、f5₂ /f5=-1.1598、(R5₃₁ -R5₃₂ )/(R5₃₁ +R5₃₂ )=-6.9624、f5₃ /f5=2.6354、f5₄ /f5=0.6565，皆能滿足上述條件(29)至條件(35)之要求。

另外，第五實施例之微小型鏡頭5的光學性能也可達到要求，這可從第10A至第10C圖看出。第10A圖所示的，是第五實施例之微小型鏡頭5的縱向球差(Longitudinal Spherical Aberration)圖。第10B圖所示的，是第五實施例之微小型鏡頭5的像散場曲(Astigmatic Field Curves)圖。第10C圖所示的，是第五實施例之微小型鏡頭5的畸變(Distortion)圖。

由第10A圖可看出，第五實施例之微小型鏡頭5對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線所產生的縱向球差值介於-0.005mm至0.020mm之間。由第10B圖(圖中的弧矢方向之三條線幾乎重合，子午方向之三條線也幾乎重合，以致於看起來只有二條線)可看出，第五實施例之微小型鏡頭5對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線，於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向之像散場曲介於-0.070mm至0.025mm之間。由第10C圖(圖中的三條線幾乎重合，以致於看起來只有一條線)可看出，第五實施例之微小型鏡頭5對波長為470.0000nm、555.0000nm、650.0000nm之光線所產生的畸變介於-0.5%至2.5%之間。顯見第五實施例之微小型鏡頭5之縱向球差、像散場曲、畸變都能被有效修正，從而得到較佳的光學性能。

上述實施例中，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡之物側面與像側面皆為非球面表面，然而可以了解到，若第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡之每一透鏡改為至少一面為非球面表面，亦應屬本發明之範疇。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何於其所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧微小型鏡頭

L11‧‧‧第一透鏡

L12‧‧‧第二透鏡

L13‧‧‧第三透鏡

L14‧‧‧第四透鏡

L15‧‧‧第五透鏡

ST1‧‧‧光圈

OF1‧‧‧濾光片

IMA1‧‧‧成像面

OA1‧‧‧光軸

S11、S12、S13、S14、S15‧‧‧面

S16、S17、S18、S19、S110‧‧‧面

S111、S112、S113‧‧‧面

Claims

一種微小型鏡頭，沿著光軸從物側至像側依序包括：一第一透鏡，該第一透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力；一第二透鏡，該第二透鏡為凸凹透鏡具有負屈光力，該第二透鏡之凸面朝向該物側凹面朝向該像側；一第三透鏡，該第三透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力；一第四透鏡，該第四透鏡為凹凸透鏡具有正屈光力，該第四透鏡之凹面朝向該物側凸面朝向該像側；以及一第五透鏡，該第五透鏡具有負屈光力且包括一凹面，該凹面朝向該像側；其中該微小型鏡頭以及該第四透鏡滿足以下條件：0.73f/TTL0.80，0.65f₄ /f0.70其中，f為該微小型鏡頭之有效焦距，TTL為該第一透鏡之物側表面至成像面於該光軸上之距離，f₄ 為該第四透鏡之有效焦距。
如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第一透鏡滿足以下條件：-2.5(R₁₁ -R₁₂ )/(R₁₁ +R₁₂ )-1.9其中，R₁₁ 為該第一透鏡之物側面之曲率半徑，R₁₂ 為該第一透鏡之像側面之曲率半徑。
如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第二透鏡滿足以下條件： 0.4(R₂₁ -R₂₂ )/(R₂₁ +R₂₂ )0.5其中，R₂₁ 為該第二透鏡之物側面之曲率半徑，R₂₂ 為該第二透鏡之像側面之曲率半徑。
如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第二透鏡滿足以下條件：-1.2f₂ /f-1.0其中，f₂ 為該第二透鏡之有效焦距，f為該微小型鏡頭之有效焦距。
如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第三透鏡滿足以下條件：-14.0(R₃₁ -R₃₂ )/(R₃₁ +R₃₂ )-2.4其中，R₃₁ 為該第三透鏡之物側面之曲率半徑，R₃₂ 為該第三透鏡之像側面之曲率半徑。
如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第三透鏡滿足以下條件：2.2f₃ /f2.7其中，f₃ 為該第三透鏡之有效焦距，f為該微小型鏡頭之有效焦距。
如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡以及該第五透鏡之每一透鏡至少一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面。
如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡以及該第五透鏡係由塑膠材質製成。
如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其更包括一光圈，設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間。