TWI763075B

TWI763075B - 光學透鏡組

Info

Publication number: TWI763075B
Application number: TW109135199A
Authority: TW
Inventors: 廖華濱; 朱清智; 張嘉元; 謝宏健
Original assignee: 大陸商玉晶光電（廈門）有限公司
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2022-05-01
Also published as: CN112114418A; TW202229963A; US20230221522A1; CN116841007A; CN112114418B; US11579415B2; US20220091376A1; TW202212890A

Abstract

一種光學透鏡組，其從第一側至第二側沿光軸依序包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。光學透鏡組滿足D34/D12≧2.600的條件式。另，其他光學透鏡組亦被提供。

Description

光學透鏡組

本發明是有關於一種光學透鏡組，特別是一種適用於投影的光學透鏡組。

投影鏡頭是藉由光源通過光學透鏡組之後投射出影像，然而不同波長的光很難聚焦在同一平面上，因此需有多個透鏡組使這些不同波長的光分別校正，才能使該些不同波長的光通過光學透鏡組之後還能投射出具有良好的光學品質的影像。然而，多個透鏡組的設置不利於體積輕薄短小的需求。此外，為了使產品能適應各種環境溫度，在各種環境溫度下具有良好的光學品質，熱穩定性也是研發人員的一項課題。

本發明提供一種光學透鏡組，使多個不同波長的光通過仍能維持良好光學品質、系統長度短、技術上可行，且熱穩定性良好。

本發明的一實施例提供一種光學透鏡組，由第一側至第二側沿光軸依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡，第一側為出光側或物側，第二側為入光側或像側，第一透鏡至第五透鏡各自包括朝向第一側且使成像光線通過的第一側面以及朝向第二側且使成像光線通過的第二側面。第一透鏡具有正屈光率。第三透鏡的第二側面的光軸區域為凸面。第四透鏡的第一側面的圓周區域為凸面。第五透鏡的第二側面的光軸區域為凹面，且第五透鏡的第二側面的圓周區域為凸面。光學透鏡組的透鏡只有上述第一透鏡至第五透鏡，並且滿足以下的條件式：D34/D12≧2.600，其中D34為第三透鏡的第一側面到第四透鏡的第二側面在光軸上的距離，且D12為第一透鏡的第一側面到第二透鏡的第二側面在光軸上的距離。

本發明的一實施例提供一種光學透鏡組，由第一側至第二側沿光軸依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡，第一側為出光側或物側，第二側為入光側或像側，第一透鏡至第五透鏡各自包括朝向第一側且使成像光線通過的第一側面以及朝向第二側且使成像光線通過的第二側面。第一透鏡具有正屈光率，且第一透鏡的第二側面的圓周區域為凹面。第三透鏡具有正屈光率。第四透鏡的第一側面的圓周區域為凸面。第五透鏡的第二側面的光軸區域為凹面。光學透鏡組的透鏡只有上述第一透鏡至第五透鏡，並且滿足以下的條件式：D34/D12≧2.600，其中D34為第三透鏡的第一側面到第四透鏡的第二側面在光軸上的距離，且D12為第一透鏡的第一側面到第二透鏡的第二側面在光軸上的距離。

本發明的一實施例提供一種光學透鏡組，由第一側至第二側沿光軸依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡，第一側為出光側或物側，第二側為入光側或像側，第一透鏡至第五透鏡各自包括朝向第一側且使成像光線通過的第一側面以及朝向第二側且使成像光線通過的第二側面。第三透鏡的第二側面的光軸區域為凸面。第四透鏡具有正屈光率，且第四透鏡的第一側面的圓周區域為凸面。第五透鏡的第一側面的光軸區域為凸面，且第五透鏡的第二側面的圓周區域為凸面。光學透鏡組的透鏡只有上述第一透鏡至第五透鏡，並且滿足以下的條件式：D3P/D12≧4.500其中D3P為第三透鏡的第一側面到參考面在光軸上的距離，參考面為發光面或成像面，且D12為第一透鏡的第一側面到第二透鏡的第二側面在光軸上的距離。

基於上述，本發明的實施例的光學透鏡組的有益效果在於：藉由滿足上述透鏡的凹凸曲面排列設計、屈光率的條件以及滿足上述條件式的設計，光學透鏡組使多個不同波長的光通過仍能維持良好光學品質、系統長度短、技術上可行，且熱穩定性良好。

請參照圖1A，在一實施例中，本發明的實施例的光學透鏡組10適用以投影。投影鏡頭20的光線方向為多個成像光線由多光源產生單元PM所發出，經由本發明的實施例的光學透鏡組10產生多個不同出射角度的成像光線a、b、c ，用以投射至前方環境，其中出射角的範圍例如是落在-ω度至ω度的範圍內，其中ω為光學透鏡組10最大半出光角度；成像光線a、b、c不限於是何種形式的成像光線，在此以虛線的形式描述成像光線行進的方向，且成像光線a、b、c的數量也不限於3個，其數量可以是不等於3及1的其他數量，而圖1A中以繪示成像光線a、b、c來作代表，其中成像光線a、b、c分別具有主光線（chief ray）Lc及邊緣光線（marginal ray）Lm (圖未示)，成像光線a的主光線及邊緣光線彼此互相近似平行；同樣地，成像光線b的主光線及邊緣光線也彼此互相近似平行，成像光線c的主光線及邊緣光線也彼此互相近似平行。詳細來說，圖1A的成像光線a、b、c分別由圖1B中不同位置的光源Pa、Pb、Pc所發出，從圖1A可知，在不同位置的光源P發出的成像光線經過光學透鏡組10後皆會以平行的方式出射於光學透鏡組10，但出射的方向會依據位置而不同。以圖1A來說，光源Pa經過光學透鏡組10後以斜向左下且平行地出射於光學透鏡組10(如成像光線a所示)，另一位置的光源Pb經過光學透鏡組10後以正左方且平行地出射於光學透鏡組10(如成像光線b所示)，又一位置的光源Pc經過光學透鏡組10後以斜向左上且平行地出射於光學透鏡組10(如成像光線c所示)。

請參照圖1B，在一實施例中，多光源產生單元PM包括多個以陣列方式排列的光源P。光源P例如是綠光光源，但本發明並不以此為限制。此外，於其他的實施態樣中，這些光源P的排列方式也可以是環形排列或者是其他排列方式，本發明並不以此為限制。光源P例如是發光二極體(Light Emitting Diode, LED)、雷射二極體(laser diode)、毫發光二極體(Mini LED)或微發光二極體(Micro LED)。這些光源P的發光面形成參考面100a。在一實施例中，參考面100a是多光源產生單元PM的發光面。

需說明的是，若本發明的實施例的光學透鏡組10用以投影，例如光學透鏡組10為投影機的投影鏡頭，則以下說明本發明之實施例之光學規格的判斷準則是假設光線方向逆追跡（Reversely Tracking）為一平行成像光線由第一側經過光學透鏡組10到位於第二側的參考面100a聚焦成像，其中參考面100a為多光源產生單元PM的發光面，第二側是朝向多光源產生單元PM的一側（即入光側），且第一側是相對的另一側（即出光側）。此外，若本發明的實施例的光學透鏡組10用以投影，則下述之光學透鏡組10的每一透鏡的第二側面是指朝向多光源產生單元PM的表面（即入光面），且下述之光學透鏡組10的每一透鏡的第一側面為相對的另一表面（即出光面）。

若本發明的實施例的光學透鏡組10為相機的成像鏡頭，則以下說明本發明之實施例之光學規格的判斷準則是假設光線方向追跡為一平行成像光線由第一側經過光學透鏡組10到位於第二側的參考面100a聚焦成像，其中參考面100a為成像面，第二側是朝向成像面的一側（即像側），且第一側是朝向待拍攝物的一側（即物側）。此外，若本發明的實施例的光學透鏡組10用以成像，則下述之光學透鏡組10的每一透鏡的第二側面是指朝向成像面的表面（即像側面），且下述之光學透鏡組10的每一透鏡的第一側面是指朝向待拍攝物的表面（即物側面）。

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（當光學透鏡組為相機的成像鏡頭時）或成像光線的逆追跡（當光學透鏡組為投影機的投影鏡頭時）通過光學系統於參考面上成像。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「透鏡之第一側面（或第二側面）」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2所示）。透鏡之第一側面（或第二側面）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2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2所例示，第一中心點CP1位於透鏡100的第一側面110，第二中心點CP2位於透鏡100的第二側面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5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的交點位在透鏡第二側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的交點位在透鏡第一側A1，則該區域為凹面。

除此之外，參見圖2，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3，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3所示，平行光線211在通過光軸區域Z1後與光軸I在透鏡200的第二側A2相交，即平行光線211通過光軸區域Z1的焦點位於透鏡200第二側A2的R點。由於光線與光軸I相交於透鏡200第二側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3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的第一側A1相交，即平行光線212通過圓周區域Z2的焦點位於透鏡200第一側A1的M點。由於光線的延伸線EL與光軸I相交於透鏡200第一側A1，故圓周區域Z2為凹面。於圖3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。以第一側面來說，當R值為正時，判定為第一側面的光軸區域為凸面；當R值為負時，判定第一側面的光軸區域為凹面。反之，以第二側面來說，當R值為正時，判定第二側面的光軸區域為凹面；當R值為負時，判定第二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第一側或第二側來判斷面形凹凸。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4至圖6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4為透鏡300的徑向剖視圖。參見圖4，透鏡300的第二側面320在光學邊界OB內僅存在一個轉換點TP1。透鏡300的第二側面320的光軸區域Z1及圓周區域Z2如圖4所示。此第二側面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4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5為透鏡400的徑向剖視圖。參見圖5，透鏡400的第一側面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之間為第一側面410的光軸區域Z1。此第一側面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的第一側面410的光學邊界OB之間為圓周區域Z2，該第一側面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，該第一側面410的該中繼區域Z3為凹面。再次參見圖5，第一側面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的第一側面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6為透鏡500的徑向剖視圖。透鏡500的第一側面510無轉換點。對於無轉換點的透鏡表面，例如透鏡500的第一側面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6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%為第一側面510的光軸區域Z1。此第一側面510的R值為正（即R＞0），因此，光軸區域Z1為凸面。由於透鏡500的第一側面510無轉換點，因此第一側面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。

圖7為本發明之第一實施例之光學透鏡組的示意圖，而圖8A至圖8D為第一實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖7，本發明的第一實施例之光學透鏡組10從第一側A1至第二側A2沿光學透鏡組10的一光軸I依序包括一光圈0、一第一透鏡1、一第二透鏡2、一第三透鏡3、一第四透鏡4及一第五透鏡5。當多個成像光線由參考面100a（即多光源產生單元PM的發光面）發出而進入光學透鏡組10，經由第五透鏡5、第四透鏡4、第三透鏡3、第二透鏡2、第一透鏡1及光圈0之後，會於第一側A1產生多個不同出射角度的成像光線，並射出光學透鏡組10。補充說明的是，在本實施例中，第二側A2是朝向多光源產生單元PM的一側，第一側A1是相對的另一側；第二側A2即入光側，第一側A1即出光側。

第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4及第五透鏡5都各自具有一朝向第一側A1且使成像光線通過之第一側面11、21、31、41、51及一朝向第二側A2且使成像光線通過之第二側面12、22、32、42、52。

在本實施例中，第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4及第五透鏡5的材質分別為塑膠、塑膠、玻璃、塑膠及塑膠，但本發明不以此為限。

第一透鏡1具有正屈光率。第一透鏡1的第一側面11的光軸區域115為凸面，且其圓周區域116為凸面。第一透鏡1的第二側面12的光軸區域125為凸面，且其圓周區域126為凹面。在本實施例中，第一透鏡1的第一側面11與第二側面12皆為非球面，但不限於此。

第二透鏡2具有負屈光率。第二透鏡2的第一側面21的光軸區域215為凸面，且其圓周區域216為凸面。第二透鏡2的第二側面22的光軸區域225為凹面，且其圓周區域226也為凹面。在本實施例中，第二透鏡2的第一側面21與第二側面22皆為非球面，但不限於此。

第三透鏡3具有正屈光率。第三透鏡3的第一側面31的光軸區域315為凸面，且其圓周區域316也為凸面。第三透鏡3的第二側面32的光軸區域325為凸面，且其圓周區域326為凸面。在本實施例中，第三透鏡3的第一側面31與第二側面32皆為球面，但不限於此。

第四透鏡4具有正屈光率。第四透鏡4的第一側面41的光軸區域415為凸面，且其圓周區域416也為凸面。第四透鏡4的第二側面42的光軸區域425為凸面，且其圓周區域426為凸面。在本實施例中，第四透鏡4的第一側面41與第二側面42皆為非球面，但不限於此。

第五透鏡5具有負屈光率。第五透鏡5的第一側面51的光軸區域515為凸面，且其圓周區域516為凹面。第五透鏡5的第二側面52的光軸區域525為凹面，且其圓周區域526為凸面。在本實施例中，第五透鏡5的第一側面51與第二側面52皆為非球面，但不限於此。

第一實施例之光學透鏡組10具有良好的熱穩定性。更進一步地說，在不同環境溫度下，光學透鏡組10具有極小的焦距偏移量（Focal shift）。舉例而言，設定常溫20℃為一基準，在20℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0000 mm；在0℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0020 mm；在60℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為-0.0036 mm。

第一實施例的其他詳細光學數據如圖9所示，且第一實施例的系統有效焦距（effective focal length, EFL）為3.729 mm，半視場角（half field of view, HFOV）為34.500∘，系統長度（即TTL）為5.969 mm，光圈值（f-number, Fno）為1.865，LCR為2.134 mm。其中，系統長度（即TTL）是指由第一透鏡1的第一側面11到參考面100a在光軸I上的距離。當光學透鏡組10為相機的成像鏡頭時，光圈0的光圈值即是一般的定義之光圈值，也就是光圈0就是入射光瞳，並依此入射光瞳所計算而得的光圈值。當光學透鏡組10為投影機的投影鏡頭時，本說明書中的「光圈值」是根據光的可逆性原理，將光圈0視為入射光瞳所計算而得的光圈值。

此外，在本實施例中，第一透鏡1、第二透鏡2、第四透鏡4及第五透鏡5的第一側面11、21、41、51及第二側面12、22、41、51共計八個面均是非球面，而這些非球面是依下列公式（2）定義：

-----------（2）其中： Y：非球面曲線上的點與光軸I的距離； Z：非球面之深度(非球面上距離光軸I為Y的點，與相切於非球面光軸I上頂點之切面，兩者間的垂直距離)； R：透鏡表面近光軸I處的曲率半徑； K：錐面係數(conic constant)；

：第i階非球面係數。

第一透鏡1的第一側面11及第二側面12、第二透鏡2的第一側面21及第二側面22、第四透鏡4的第一側面41及第二側面42與第五透鏡5的第一側面51及第二側面52在公式（2）中的各項非球面係數如圖10所示。其中，圖10中欄位編號11表示其為第一透鏡1的第一側面11的非球面係數，其它欄位依此類推。

另外，第一實施例之光學透鏡組10中各重要參數間的關係如圖35所示。其中， f1為第一透鏡1的焦距； f2為第二透鏡2的焦距； f3為第三透鏡3的焦距； f4為第四透鏡4的焦距； f5為第五透鏡5的焦距； V1為第一透鏡1的阿貝係數（Abbe number），阿貝係數也可被稱為色散係數； V2為第二透鏡2的阿貝係數； V3為第三透鏡3的阿貝係數； V4為第四透鏡4的阿貝係數； V5為第五透鏡5的阿貝係數； T1為第一透鏡1在光軸I上的厚度； T2為第二透鏡2在光軸I上的厚度； T3為第三透鏡3在光軸I上的厚度； T4為第四透鏡4在光軸I上的厚度； T5為第五透鏡5在光軸I上的厚度； G12為第一透鏡1到第二透鏡2在光軸I上的空氣間隙； G23為第二透鏡2到第三透鏡3在光軸I上的空氣間隙； G34為第三透鏡3到第四透鏡4在光軸I上的空氣間隙； G45為第四透鏡4到第五透鏡5在光軸I上的空氣間隙； D12為第一透鏡1的第一側面11到第二透鏡2的第二側面22在光軸I上的距離； D34為第三透鏡3的第一側面31到第四透鏡4的第二側面42在光軸I上的距離； D3P為第三透鏡3的第一側面31到參考面100a在光軸I上的距離； AAG為第一透鏡1到第五透鏡5在光軸I上的四個空氣間隙的總和； ALT為第一透鏡1到第五透鏡5在光軸I上的五個透鏡厚度的總和； EFL為光學透鏡組10的有效焦距； BFL為第五透鏡5的第二側面52到參考面100a在光軸I上的距離，參考面100a為發光面或成像面； TTL為第一透鏡1的第一側面11到參考面100a在光軸上的距離； TL為第一透鏡1的第一側面11到第五透鏡5的第二側面52在光軸I上的距離； HFOV為光學透鏡組10的半視角，為光學透鏡組10的最大半出光角度，如圖1A所示之ω； LCR（Light circle radius）為發光圓半徑（標記為LCR，如圖1B所繪示），為多光源產生單元PM的發光面之最小外接圓之半徑，或當光學透鏡組10做為成像鏡頭時，其值亦可為光學透鏡組10的像高值(Image Height，ImgH)； Fno為光圈值，根據光的可逆性原理為光學透鏡組10發出成像光線的有效孔徑計算而得的光圈值，在本發明的實施例中也就是將光圈0視為入射光瞳所計算而得的光圈值。

圖35中，從T1那列至AAG那列的數值的單位均為毫米（mm）。

再配合參閱圖8A至圖8D，圖8A的圖式說明第一實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的縱向球差（longitudinal spherical aberration），圖8B與圖8C的圖式則分別說明第一實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上有關弧矢（sagittal）方向的場曲像差（field curvature aberration）及子午（tangential）方向的場曲像差，圖8D的圖式則說明第一實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的畸變像差（distortion aberration）。本第一實施例的縱向球差圖式圖8A中，每一種波長的曲線皆很靠近並向中間靠近，說明每一種波長不同高度的離軸光線皆集中在成像點附近，由每一波長的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-0.002 mm至0.016 mm的範圍，故本實施例確實明顯改善相同波長的球差，此外，三種代表波長彼此間的距離也相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差也獲得明顯改善。

在圖8B的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-0.01mm到0.04 mm內；在圖8C的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-0.02 mm到0.03 mm內；說明了本第一實施例的光學系統能有效消除像差。而圖8D的畸變像差圖式則顯示本第一實施例的畸變像差維持在-20%至0%的範圍內，說明本第一實施例的畸變像差已符合光學系統的光學品質要求，據此說明本第一實施例相較於現有光學透鏡組，在系統長度已縮短至5.969 mm左右的條件下，仍能提供較佳的光學品質。

圖11為本發明的第二實施例的光學透鏡組的示意圖，而圖12A至圖12D為第二實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖11，本發明光學透鏡組10的一第二實施例，其與第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5間的參數或多或少有些不同。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖11中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。

第二實施例之光學透鏡組10具有良好的熱穩定性。更進一步地說，在不同環境溫度下，光學透鏡組10具有極小的焦距偏移量。舉例而言，設定常溫20℃為一基準，在20℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0000 mm；在0℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0025 mm；在60℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為-0.0046 mm。

光學透鏡組10詳細的光學數據如圖13所示，且第二實施例的系統有效焦距（effective focal length, EFL）為3.725 mm，半視場角（half field of view, HFOV）為34.500∘，系統長度（即TTL）為5.910 mm，光圈值（f-number, Fno）為1.862，LCR為2.134 mm。

如圖14所示，則為第二實施例的第一透鏡1的第一側面11及第二側面12、第二透鏡2的第一側面21及第二側面22、第四透鏡4的第一側面41及第二側面42與第五透鏡5的第一側面51及第二側面52在公式（2）中的各項非球面係數。

另外，第二實施例之光學透鏡組10中各重要參數間的關係如圖35所示。

再配合參閱圖12A至圖12D，圖12A的圖式說明第二實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的縱向球差（longitudinal spherical aberration），圖12B與圖12C的圖式則分別說明第二實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上有關弧矢（sagittal）方向的場曲像差（field curvature aberration）及子午（tangential）方向的場曲像差，圖12D的圖式則說明第二實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的畸變像差（distortion aberration）。本第二實施例的縱向球差圖式圖12A中，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.003 mm至0.006 mm的範圍。在圖12B的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-0.02 mm至0.02 mm的範圍。在圖12C的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-0.02 mm至0.03 mm的範圍。圖12D的畸變像差圖式則顯示本第二實施例的畸變像差維持在-20%至0%的範圍。據此說明本第二實施例相較於現有光學透鏡組，在系統長度已縮短至5.910 mm左右的條件下，仍能提供較佳的光學品質。

經由上述說明可得知，第二實施例相較於第一實施例的優點在於：第二實施例的縱向球差比第一實施例的縱向球差小，第二實施例之弧矢方向的場曲像差比第一實施例之弧矢方向的場曲像差小，且第二實施例的系統長度較第一實施例的系統長度短。

圖15為本發明的第三實施例的光學透鏡組的示意圖，而圖16A至圖16D為第三實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖15，本發明光學透鏡組10的一第三實施例，其與第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第二透鏡2的第一側面21的圓周區域218為凹面，第二透鏡2的第二側面22的圓周區域228為凸面，第四透鏡4的第一側面41的光軸區域417為凹面，且第四透鏡4的第二側面42的圓周區域428為凹面。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖15中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。

第三實施例之光學透鏡組10具有良好的熱穩定性。更進一步地說，在不同環境溫度下，光學透鏡組10具有極小的焦距偏移量。舉例而言，設定常溫20℃為一基準，在20℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0000 mm；在0℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0015 mm；在60℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為-0.0031 mm。

光學透鏡組10詳細的光學數據如圖17所示，且第三實施例的系統有效焦距（effective focal length, EFL）為3.691 mm，半視場角（half field of view, HFOV）為34.500∘，系統長度（即TTL）為6.200 mm，光圈值（f-number, Fno）為1.845，LCR為2.136 mm。

如圖18所示，則為第三實施例的第一透鏡1的第一側面11及第二側面12、第二透鏡2的第一側面21及第二側面22、第四透鏡4的第一側面41及第二側面42與第五透鏡5的第一側面51及第二側面52在公式（2）中的各項非球面係數。

另外，第三實施例之光學透鏡組10中各重要參數間的關係如圖35所示。

再配合參閱圖16A至圖16D，圖16A的圖式說明第三實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的縱向球差（longitudinal spherical aberration），圖16B與圖16C的圖式則分別說明第三實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上有關弧矢（sagittal）方向的場曲像差（field curvature aberration）及子午（tangential）方向的場曲像差，圖16D的圖式則說明第三實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的畸變像差（distortion aberration）。本第三實施例的縱向球差圖式圖16A中不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.012 mm至0.004 mm的範圍。在圖16B的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-0.02 mm至0.02 mm的範圍。在圖16C的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-0.03 mm至0.04 mm的範圍。圖16D的畸變像差圖式則顯示本第二實施例的畸變像差維持在-20%至0%的範圍。據此說明本第三實施例相較於現有光學透鏡組，在系統長度已縮短至6.200 mm左右的條件下，仍能提供較佳的光學品質。

經由上述說明可得知，第三實施例相較於第一實施例的優點在於：第三實施例的縱向球差比第一實施例的縱向球差小，第三實施例之弧矢方向的場曲像差比第一實施例之弧矢方向的像場曲差小，且第三實施例的熱穩定性比第一實施例的熱穩定性優良。

圖19為本發明的第四實施例的光學透鏡組的示意圖，而圖20A至圖20D為第四實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖19，本發明光學透鏡組10的一第四實施例，其與第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5間的參數或多或少有些不同。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖19中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。

第四實施例之光學透鏡組10具有良好的熱穩定性。更進一步地說，在不同環境溫度下，光學透鏡組10具有極小的焦距偏移量。舉例而言，設定常溫20℃為一基準，在20℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0000 mm；在0℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0020 mm；在60℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為-0.0038 mm。

光學透鏡組10詳細的光學數據如圖21所示，且第四實施例的系統有效焦距（effective focal length, EFL）為3.725 mm，半視場角（half field of view, HFOV）為34.432∘，系統長度（即TTL）為5.926 mm，光圈值（f-number, Fno）為1.863，LCR為2.133 mm。

如圖22所示，則為第四實施例的第一透鏡1的第一側面11及第二側面12、第二透鏡2的第一側面21及第二側面22、第四透鏡4的第一側面41及第二側面42與第五透鏡5的第一側面51及第二側面52在公式（2）中的各項非球面係數。

另外，第四實施例之光學透鏡組10中各重要參數間的關係如圖35所示。

再配合參閱圖20A至圖20D，圖20A的圖式說明第四實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的縱向球差（longitudinal spherical aberration），圖20B與圖20C的圖式則分別說明第四實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上有關弧矢（sagittal）方向的場曲像差（field curvature aberration）及子午（tangential）方向的場曲像差，圖20D的圖式則說明第四實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的畸變像差（distortion aberration）。本第四實施例的縱向球差圖式圖20A中，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.004 mm至0.009 mm的範圍。在圖20B的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-0.03 mm至0.02 mm的範圍。在圖20C的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-0.04 mm至0.02 mm的範圍。圖20D的畸變像差圖式則顯示本第四實施例的畸變像差維持在-20%至0%的範圍。據此說明本第四實施例相較於現有光學透鏡組，在系統長度已縮短至5.926 mm左右的條件下，仍能提供較佳的光學品質。

經由上述說明可得知，第四實施例相較於第一實施例的優點在於：第四實施例的縱向球差比第一實施例的縱向球差小，且第四實施例的系統長度比第一實施例的系統長度短。

圖23為本發明的第五實施例的光學透鏡組的示意圖，而圖24A至圖24D為第五實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖23，本發明光學透鏡組10的一第五實施例，其與第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第一透鏡1的第二側面12的光軸區域127為凹面。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖23中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。

第五實施例之光學透鏡組10具有良好的熱穩定性。更進一步地說，在不同環境溫度下，光學透鏡組10具有極小的焦距偏移量。舉例而言，設定常溫20℃為一基準，在20℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0000 mm；在0℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0043 mm；在60℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為-0.0085 mm。

光學透鏡組10詳細的光學數據如圖25所示，且第五實施例的系統有效焦距（effective focal length, EFL）為3.739 mm，半視場角（half field of view, HFOV）為34.500∘，系統長度（即TTL）為6.038 mm，光圈值（f-number, Fno）為1.869，LCR為2.135 mm。

如圖26所示，則為第五實施例的第一透鏡1的第一側面11及第二側面12、第二透鏡2的第一側面21及第二側面22、第四透鏡4的第一側面41及第二側面42與第五透鏡5的第一側面51及第二側面52在公式（2）中的各項非球面係數。

另外，第五實施例之光學透鏡組10中各重要參數間的關係如圖35所示。

再配合參閱圖24A至圖24D，圖24A的圖式說明第五實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的縱向球差（longitudinal spherical aberration），圖24B與圖24C的圖式則分別說明例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上有關弧矢（sagittal）方向的場曲像差（field curvature aberration）及子午（tangential）方向的場曲像差，圖24D的圖式則說明第五實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的畸變像差（distortion aberration）。本第五實施例的縱向球差圖式圖24A中，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.004 mm至0.012 mm的範圍。在圖24B的像場曲差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-16 μm至12 μm的範圍。在圖24C的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-20.00 μm至12.00 μm的範圍。圖24D的畸變像差圖式則顯示本第五實施例的畸變像差維持在-20%至0%的範圍。據此說明本第五實施例相較於現有光學透鏡組，在系統長度已縮短至6.038 mm左右的條件下，仍能提供較佳的光學品質。

經由上述說明可得知，第五實施例相較於第一實施例的優點在於：第五實施例的縱向球差比第一實施例的縱向球差小，第五實施例之弧矢方向及子午方向的場曲像差比第一實施例之弧矢方向及子午方向的場曲像差小。

圖27為本發明的第六實施例的光學透鏡組的示意圖，而圖28A至圖28D為第六實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖27，本發明光學透鏡組10的一第六實施例，其與第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第一透鏡1的第二側面12的光軸區域127為凹面。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖27中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。

第六實施例之光學透鏡組10具有良好的熱穩定性。更進一步地說，在不同環境溫度下，光學透鏡組10具有極小的焦距偏移量。舉例而言，設定常溫20℃為一基準，在20℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0000 mm；在0℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0026 mm；在60℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為-0.0045 mm。

光學透鏡組10詳細的光學數據如圖29所示，且第六實施例的系統有效焦距（effective focal length, EFL）為3.754 mm，半視場角（half field of view, HFOV）為34.500∘，系統長度（即TTL）為5.882 mm，光圈值（f-number, Fno）為1.877，LCR為2.134 mm。

如圖30所示，則為第六實施例的第一透鏡1的第一側面11及第二側面12、第二透鏡2的第一側面21及第二側面22、第四透鏡4的第一側面41及第二側面42與第五透鏡5的第一側面51及第二側面52在公式（2）中的各項非球面係數。

另外，第六實施例之光學透鏡組10中各重要參數間的關係如圖35所示。

再配合參閱圖28A至圖28D，圖28A的圖式說明第六實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的縱向球差（longitudinal spherical aberration），圖28B與圖28C的圖式則分別說明第六實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上有關弧矢（sagittal）方向的場曲像差（field curvature aberration）及子午（tangential）方向的場曲像差，圖28D的圖式則說明第六實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的畸變像差（distortion aberration）。本第六實施例的縱向球差圖式圖28A中，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.005 mm至0.025 mm的範圍。在圖28B的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-0.01 mm至0.03 mm的範圍。在圖28C的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-0.02 mm至0.03 mm的範圍。圖28D的畸變像差圖式則顯示本第二實施例的畸變像差維持在-20%至0%的範圍。據此說明本第三實施例相較於現有光學透鏡組，在系統長度已縮短至5.882 mm左右的條件下，仍能提供較佳的光學品質。

經由上述說明可得知，第六實施例相較於第一實施例的優點在於：第六實施例之弧矢方向的場曲像差比第一實施例之弧矢方向的場曲像差小，且第六實施例的系統長度比第一實施例的系統長度短。

圖31為本發明的第七實施例的光學透鏡組的示意圖，而圖32A至圖32D為第七實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖31，本發明光學透鏡組10的一第七實施例，其與第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第四透鏡4的第二側面42的圓周區域428為凹面。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖31中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。

第七實施例之光學透鏡組10具有良好的熱穩定性。更進一步地說，在不同環境溫度下，光學透鏡組10具有極小的焦距偏移量。舉例而言，設定常溫20℃為一基準，在20℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0000 mm；在0℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為0.0010 mm；在60℃的環境下，光學透鏡組10的焦距偏移量為-0.0016 mm。

光學透鏡組10詳細的光學數據如圖33所示，且第七實施例的系統有效焦距（effective focal length, EFL）為3.742 mm，半視場角（half field of view, HFOV）為34.500∘，系統長度（即TTL）為5.921 mm，光圈值（f-number, Fno）為1.871，LCR為2.135 mm。

如圖34所示，則為第七實施例的第一透鏡1的第一側面11及第二側面12、第二透鏡2的第一側面21及第二側面22、第四透鏡4的第一側面41及第二側面42與第五透鏡5的第一側面51及第二側面52在公式（2）中的各項非球面係數。

另外，第七實施例之光學透鏡組10中各重要參數間的關係如圖35所示。

再配合參閱圖32A至圖32D，圖32A的圖式說明第七實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的縱向球差（longitudinal spherical aberration），圖32B與圖32C的圖式則分別說明第七實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上有關弧矢（sagittal）方向的場曲像差（field curvature aberration）及子午（tangential）方向的場曲像差，圖32D的圖式則說明第七實施例當波長為520 nm、530 nm及540 nm時在參考面100a上的畸變像差（distortion aberration）。本第七實施例的縱向球差圖式圖32A中，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在-0.004 mm至0.012 mm的範圍。在圖32B的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-20μm至12μm的範圍。在圖32C的場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在-20μm至12μm的範圍。圖32D的畸變像差圖式則顯示本第二實施例的畸變像差維持在-20%至0%的範圍。據此說明本第三實施例相較於現有光學透鏡組，在系統長度已縮短至5.921 mm左右的條件下，仍能提供較佳的光學品質。

經由上述說明可得知，第七實施例相較於第一實施例的優點在於：第七實施例的縱向球差比第一實施例的縱向球差小，第七實施例之弧矢方向及子午方向的場曲像差比第一實施例之弧矢方向及子午方向的場曲像差小，第七實施例的系統長度比第一實施例的系統長度短，且第七實施例的熱穩定性比第一實施例的熱穩定性優良。

再配合參閱圖35，為上述七個實施例的各項光學參數的表格圖，當本發明的實施例的光學透鏡組10中的各項光學參數間的關係式符合下列條件式的至少其中之一時，可協助設計者設計出具備良好光學性能、且技術上可行之光學透鏡組：

一、為了達成縮短光學透鏡組10的系統長度，可適當地調整透鏡間的空氣間隙或是透鏡厚度，但又必須同時考量製作的難易程度及須確保光學品質，因此若滿足以下條件式之數值限定，能有較佳的配置： TL/BFL≧4.400，較佳的範圍為4.400≦TL/BFL≦6.700； (T4+G45)/T1≧3.50，較佳的範圍為3.500≦(T4+G45)/T1≦7.200； TL/(T4+T5)≦3.500，較佳的範圍為2.000≦TL/(T4+T5)≦3.500； ALT/(G23+T3+G34)≦3.000，較佳的範圍為1.200≦ALT/(G23+T3+G34)≦3.000； EFL/(T2+G23+T3)≦2.500，較佳的範圍為1.500≦EFL/(T2+G23+T3)≦2.500； (T3+G34)/BFL≧1.200，較佳的範圍為1.200≦(T3+G34)/BFL≦2.500； (G23+G34+G45)/T1≧2.000，較佳的範圍為2.000≦(G23+G34+G45)/T1≦5.300； (G12+BFL)/T5≦2.700，較佳的範圍為1.300≦(G12+BFL)/T5≦2.700； (T3+T4+T5)/BFL≧2.400，較佳的範圍為2.400≦(T3+T4+T5)/BFL≦4.300； (G12+G23)/G34≦3.300，較佳的範圍為0.400≦(G12+G23)/G34≦3.300； AAG/(G12+T3)≦1.700，較佳的範圍為0.800≦AAG/(G12+T3)≦1.700； TTL/(T3+T4+G45)≦2.700，較佳的範圍為1.500≦TTL/(T3+T4+G45)≦2.700； T4/(G12+T2)≧2.300，較佳的範圍為2.300≦T4/(G12+T2)≦4.500； T3/T5≧1.500，較佳的範圍為1.500≦T3/T5≦3.000； AAG/(G23+G45)≦2.000，較佳的範圍為1.000≦AAG/(G23+G45)≦2.000； (G34+T4)/G45≦3.500，較佳的範圍為2.500≦(G34+T4)/G45≦3.500； (T2+T3+T4)/AAG≧1.300，較佳的範圍為1.300≦(T2+T3+T4)/AAG≦3.000。

此外，另可選擇實施例參數之任意組合關係增加光學透鏡組限制，以利於本發明相同架構的光學透鏡組設計。有鑑於光學系統設計的不可預測性，在本發明的架構之下，符合上述條件式能較佳地使本發明光學透鏡組長度縮短、光學品質提升，及/或組裝良率提升而改善先前技術的缺點。

前述所列之示例性限定關係式，也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，除了前述關係式之外，亦也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等細部結構，以加強對系統性能及／或解析度的控制。須注意的是，此些細節需在無衝突之情況之下，可選擇性地合併施用於本發明之其他實施例當中。

此外，另可選擇實施例參數之任意組合關係增加光學透鏡組限制，以利於本發明相同架構的光學透鏡組設計。

有鑑於光學系統設計的不可預測性，在本發明的架構之下，符合上述條件式能較佳地使本發明光學透鏡組長度縮短、光學品質提升，或組裝良率提升。

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。

綜上所述，本發明的實施例的光學透鏡組10可獲致下述的功效及優點：

一、本發明各實施例的縱向球差、場曲像差、畸變皆符合使用規範。另外，520nm、530nm、540nm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。進一步參閱光學品質數據，520nm、530nm、540nm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，本發明藉由所述透鏡的設計與相互搭配，而能產生優異的光學品質。

二、在本發明實施例的光學透鏡組中，藉由將：（a）第一透鏡1的屈光率設計為正、第三透鏡3的第二側面32的光軸區域325設計為凸面，第四透鏡4的第一側面41的圓周區域416設計為凸面，第五透鏡5的第二側面52的光軸區域525設計為凹面，及第五透鏡5的第二側面52的圓周區域526設計為凸面；（b）第一透鏡1的屈光率設計為正，第一透鏡1的第二側面12的圓周區域126設計為凹面，第三透鏡3的屈光率設計為正，第四透鏡4的第一側面41的圓周區域416設計為凸面，及第五透鏡5的第二側面52的光軸區域525設計為凹面；及/或（c）第三透鏡3的第二側面32的光軸區域325設計為凸面，第四透鏡4的屈光率設計為正，第四透鏡4的第一側面41的圓周區域416設計為凸面，第五透鏡5的第一側面51的光軸區域515設計為凸面，及第五透鏡5的第二側面52的圓周區域526設計為凸面，光學透鏡組10可達到修正光學系統球差、色差以及降低畸變的目的，使光學透鏡組應用在投影鏡頭時同時讓多個不同波長的光通過仍能維持良好的光學品質。更進一步地說，上述（a）及（b）的設計若更滿足D34/D12≧2.600的條件式，還能有效縮短系統長度，其中較佳的範圍為2.600≦D34/D12≦4.000；上述（c）的設計若更滿足D3P/D12≧4.500，還能有效縮短系統長度，較佳的範圍為4.500≦D3P/D12≦6.500。

三、本發明各實施例的光學透鏡組10當中的透鏡其在光軸I上的厚度是所有透鏡裡最厚或第二厚的透鏡的材質選用玻璃，可有效提升熱穩定性，並提升透鏡加工製作的良率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

0:光圈 1:第一透鏡 2:第二透鏡 3:第三透鏡 4:第四透鏡 5:第五透鏡 10:光學透鏡組 11、21、31、41、51:第一側面 12、22、32、42、52:第二側面 100a:參考面 100、200、300、400、500:透鏡 130:組裝部 115、125、127、215、225、315、325、415、417、425、515、525、Z1:光軸區域 116、126、216、218、226、228、316、326、416、426、428、516、526、Z2:圓周區域 211、212:平行光線 A1:第一側 A2:第二側 CP:中心點 CP1:第一中心點 CP2:第二中心點 EL:延伸線 P、Pa、Pb、Pc：光源 PM:多光源產生單元 I:光軸 Lm:邊緣光線 Lc:主光線 LCR:發光圓半徑 M、R:相交點 OB:光學邊界 TP1:第一轉換點 TP2:第二轉換點 Z3:中繼區域

圖1A是一示意圖，說明本發明的光學透鏡組應用於投影鏡頭的示意圖。圖1B是圖1A中的多光源產生單元的一實施例的前視圖。圖2是一示意圖，說明一透鏡的面形結構。圖3是一示意圖，說明一透鏡的面形凹凸結構及光線焦點。圖4是一示意圖，說明一範例一的透鏡的面形結構。圖5是一示意圖，說明一範例二的透鏡的面形結構。圖6是一示意圖，說明一範例三的透鏡的面形結構。圖7為本發明之第一實施例之光學透鏡組的示意圖。圖8A至圖8D為第一實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。圖9示出本發明之第一實施例之光學透鏡組的詳細光學數據。圖10示出本發明之第一實施例之光學透鏡組的非球面參數。圖11為本發明之第二實施例之光學透鏡組的示意圖。圖12A至圖12D為第二實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。圖13示出本發明之第二實施例之光學透鏡組的詳細光學數據。圖14示出本發明之第二實施例之光學透鏡組的非球面參數。圖15為本發明的第三實施例的光學透鏡組的示意圖。圖16A至圖16D為第三實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。圖17示出本發明之第三實施例之光學透鏡組的詳細光學數據。圖18示出本發明之第三實施例之光學透鏡組的非球面參數。圖19為本發明的第四實施例的光學透鏡組的示意圖。圖20A至圖20D為第四實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。圖21示出本發明之第四實施例之光學透鏡組的詳細光學數據。圖22示出本發明之第四實施例之光學透鏡組的非球面參數。圖23為本發明的第五實施例的光學透鏡組的示意圖。圖24A至圖24D為第五實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。圖25示出本發明之第五實施例之光學透鏡組的詳細光學數據。圖26示出本發明之第五實施例之光學透鏡組的非球面參數。圖27為本發明的第六實施例的光學透鏡組的示意圖。圖28A至圖28D為第六實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。圖29示出本發明之第六實施例之光學透鏡組的詳細光學數據。圖30示出本發明之第六實施例之光學透鏡組的非球面參數。圖31為本發明的第七實施例的光學透鏡組的示意圖。圖32A至圖32D為第七實施例之光學透鏡組的縱向球差與各項像差圖。圖33示出本發明之第七實施例之光學透鏡組的詳細光學數據。圖34示出本發明之第七實施例之光學透鏡組的非球面參數。圖35示出本發明之第一至第七實施例之光學透鏡組的各重要參數及其關係式的數值。

0:光圈 1:第一透鏡 2:第二透鏡 3:第三透鏡 4:第四透鏡 5:第五透鏡 10:光學透鏡組 11、21、31、41、51:第一側面 12、22、32、42、52:第二側面 100a:參考面 115、125、215、225、315、325、415、425、515、525:光軸區域 116、126、216、226、316、326、416、426、516、526:圓周區域 A1:第一側 A2:第二側 I:光軸

Claims

一種光學透鏡組，由一第一側至一第二側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡，該第一側為一出光側或一物側，該第二側為一入光側或一像側，該第一透鏡至該第五透鏡各自包括一朝向該第一側且使成像光線通過的一第一側面以及一朝向該第二側且使該成像光線通過的一第二側面，其中該第一透鏡具有正屈光率；該第三透鏡的該第二側面的一光軸區域為凸面；該第四透鏡的該第一側面的一圓周區域為凸面；該第五透鏡的該第二側面的一光軸區域為凹面，且該第五透鏡的該第二側面的一圓周區域為凸面；該光學透鏡組的透鏡只有上述該第一透鏡至該第五透鏡，並且滿足以下的條件式：D34/D12≧2.600，其中D34為該第三透鏡的該第一側面到該第四透鏡的該第二側面在該光軸上的距離，且D12為該第一透鏡的該第一側面到該第二透鏡的該第二側面在該光軸上的距離。
一種光學透鏡組，由一第一側至一第二側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡，該第一側為一出光側或一物側，該第二側為一入光側或一像側，該第一透鏡至該第五透鏡各自包括一朝向該第一側且使成像光線通過的一第一側面以及一朝向該第二側且使該成像光線通過的一第二側面，其中該第一透鏡具有正屈光率，且該第一透鏡的該第二側面的一圓周區域為凹面；該第三透鏡具有正屈光率；該第四透鏡的該第一側面的一圓周區域為凸面；該第五透鏡的該第二側面的一光軸區域為凹面；該光學透鏡組的透鏡只有上述該第一透鏡至該第五透鏡，並且滿足以下的條件式：D34/D12≧2.600，其中D34為該第三透鏡的該第一側面到該第四透鏡的該第二側面在該光軸上的距離，且D12為該第一透鏡的該第一側面到該第二透鏡的該第二側面在該光軸上的距離。
如請求項1或請求項2所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：TL/BFL≧4.400，其中TL為該第一透鏡的該第一側面到該第五透鏡的該第二側面在該光軸上的距離，且BFL為該第五透鏡的該第二側面到一參考面在該光軸上的距離，該參考面為一發光面或一成像面。
如請求項1或請求項2所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：(T3+G34)/BFL≧1.200，其中T3為為該第三透鏡在該光軸上的厚度，G34為該第三透鏡到該第四透鏡在該光軸上的空氣間隙，且BFL為該第五透鏡的該第二側面到一參考面在該光軸上的距離，該參考面為一發光面或一成像面。
如請求項1或請求項2所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：(G12+BFL)/T5≦2.700，其中G12為該第一透鏡到該第二透鏡在該光軸上的空氣間隙，BFL為該第五透鏡的該第二側面到一參考面在該光軸上的距離，該參考面為一發光面或一成像面，且T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度。
如請求項1或請求項2所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：(T3+T4+T5)/BFL≧2.400，其中T3為該第三透鏡在該光軸上的厚度，T4為該第四透鏡在該光軸上的厚度，T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度，且BFL為該第五透鏡的該第二側面到一參考面在該光軸上的距離，該參考面為一發光面或一成像面。
如請求項1或請求項2所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：TTL/(T3+T4+G45)≦2.700，其中TTL為該第一透鏡的該第一側面到一參考面在該光軸上的距離，該參考面為一發光面或一成像面，T3為該第三透鏡在該光軸上的厚度，T4為該第四透鏡在該光軸上的厚度，且G45為該第四透鏡到該第五透鏡在該光軸上的空氣間隙。
一種光學透鏡組，由一第一側至一第二側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡，該第一側為一出光側或一物側，該第二側為一入光側或一像側，該第一透鏡至該第五透鏡各自包括一朝向該第一側且使成像光線通過的一第一側面以及一朝向該第二側且使該成像光線通過的一第二側面，其中該第三透鏡的該第二側面的一光軸區域為凸面；該第四透鏡具有正屈光率，且該第四透鏡的該第一側面的一圓周區域為凸面；該第五透鏡的該第一側面的一光軸區域為凸面，且該第五透鏡的該第二側面的一圓周區域為凸面；該光學透鏡組的透鏡只有上述該第一透鏡至該第五透鏡，並且滿足以下的條件式：D3P/D12≧4.500，其中D3P為該第三透鏡的該第一側面到一參考面在該光軸上的距離，該參考面為一發光面或一成像面，且D12為該第一透鏡的該第一側面到該第二透鏡的該第二側面在該光軸上的距離。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：(T4+G45)/T1≧3.500，其中為，T4為該第四透鏡在該光軸上的厚度，G45為該第四透鏡到該第五透鏡在該光軸上的空氣間隙，且T1為該第一透鏡在該光軸上的厚度。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：TL/(T4+T5)≦3.500，其中TL為該第一透鏡的該第一側面到該第五透鏡的該第二側面在該光軸上的距離，T4為該第四透鏡在該光軸上的厚度，且T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：ALT/(G23+T3+G34)≦3.000，其中ALT為該第一透鏡到該第五透鏡在該光軸上的五個透鏡厚度的總和，G23為該第二透鏡到該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙，T3為該第三透鏡在該光軸上的厚度，且G34為該第三透鏡到該第四透鏡在該光軸上的空氣間隙。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：EFL/(T2+G23+T3)≦2.500，其中EFL為該光學透鏡組的有效焦距，T2為該第二透鏡在該光軸上的厚度，G23為該第二透鏡到該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙，且T3為該第三透鏡在該光軸上的厚度。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：(G23+G34+G45)/T1≧2.000，其中G23為該第二透鏡到該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙，G34為該第三透鏡到該第四透鏡在該光軸上的空氣間隙，G45為該第四透鏡到該第五透鏡在該光軸上的空氣間隙，且T1為該第一透鏡在該光軸上的厚度。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：(G12+G23)/G34≦3.300，其中G12為該第一透鏡到該第二透鏡在該光軸上的空氣間隙，G23為該第二透鏡到該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙，且G34為該第三透鏡到該第四透鏡在該光軸上的空氣間隙。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：AAG/(G12+T3)≦1.700，其中AAG為該第一透鏡到該第五透鏡在該光軸上的四個空氣間隙的總和，G12為該第一透鏡到該第二透鏡在該光軸上的空氣間隙，且T3為該第三透鏡在該光軸上的厚度。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：T4/(G12+T2)≧2.300，其中T4為該第四透鏡在該光軸上的厚度，G12為該第一透鏡到該第二透鏡在該光軸上的空氣間隙，且T2為該第二透鏡在該光軸上的厚度。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：T3/T5≧1.500，其中T3為該第三透鏡在該光軸上的厚度，且T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：AAG/(G23+G45)≦2.000，其中AAG為該第一透鏡到該第五透鏡在該光軸上的四個空氣間隙的總和，G23為該第二透鏡到該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙，且G45為該第四透鏡到該第五透鏡在該光軸上的空氣間隙。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：(G34+T4)/G45≦3.500，其中G34為該第三透鏡到該第四透鏡在該光軸上的空氣間隙，T4為該第四透鏡在該光軸上的厚度，且G45為該第四透鏡到該第五透鏡在該光軸上的空氣間隙。
如請求項1、請求項2或請求項8所述的光學透鏡組，其中該光學透鏡組更滿足以下的條件式：(T2+T3+T4)/AAG≧1.300，其中T2為該第二透鏡在該光軸上的厚度，T3為該第三透鏡在該光軸上的厚度，T4為該第四透鏡在該光軸上的厚度，且AAG為該第一透鏡到該第五透鏡在該光軸上的四個空氣間隙的總和。