成像镜头的制作方法

本发明涉及一种光学镜头，尤其涉及一种成像镜头。
背景技术：
：随着现代图像科技的发展，图像装置如数码摄影机(dvc)、数码相机(dc)以及监视摄影机等已被广泛地使用，并广泛地应用在不同的领域上。这些图像装置的核心元件是成像镜头，用以在电荷耦合元件(charge-coupleddevice，ccd)或互补式金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide-semiconductor，cmos)感像器中清楚地形成图像。于监视镜头的应用中，监视镜头在白昼的焦点位置需要与夜晚的焦点位置相同。现有技术的监视器于白昼时在监视镜头的光路径中加入红外光截止滤光片，在夜晚时则通过空气层替代红外光截止滤光片以提供适当的光程长度(opticalpathlength，opl)，以便达到昼夜焦点位置相同的功效。然而，在同时存在可见光与红外光的环境中，会因红外光的焦点位置与可见光的焦点位置不同而发生局部图像模糊的问题。技术实现要素：本发明提供一种成像镜头，其可达成红外光的焦点位置与可见光的焦点位置同时实质相同的功效。在本发明的一实施例中，一种成像镜头包括第一透镜群、第二透镜群、孔径光栏、第一光学元件、第二光学元件以及切换单元。第一透镜群设置在物侧与像侧之间。第二透镜群设置在第一透镜群与像侧之间。孔径光栏设置在第一透镜群与第二透镜群之间。第一光学元件与第二光学元件设置在第一透镜群与像侧之间。切换单元设置在第一透镜群与像侧之间且切换单元连接至第一光学元件与第二光学元件。切换单元用以切换第一光学元件或第二光学元件至光路上。第一光学元件为不可见光滤光器(invisiblelightfilter)。成像镜头包括至少三个胶合透镜，各胶合透镜包含至少一屈光度(refractivepower)非为零的透镜。在本发明的一实施例中，一种成像镜头包括第一透镜群、第二透镜群、孔径光栏、第一光学元件、第二光学元件以及切换单元。第一透镜群设置在物侧与像侧之间。第二透镜群设置在第一透镜群与像侧之间。孔径光栏设置在第一透镜群与第二透镜群之间。第一光学元件与第二光学元件设置在第一透镜群与像侧之间。切换单元连接至第一光学元件与第二光学元件。切换单元用以切换第一光学元件或第二光学元件至从第一透镜群至像侧的光路上。第一光学元件为不可见光滤光器。当波长为850奈米(nm)的入射光通过成像镜头并于像侧形成图像，图像相对于绿光的焦点偏移量小于0.015毫米(mm)，或例如小于0.01mm。在本发明的一实施例中，一种成像镜头包括第一透镜群、第二透群以及孔径光栏。第一透镜群设置在物侧与像侧之间。第二透镜群设置在第一透镜群与像侧之间。孔径光栏设置在第一透镜群与第二透镜群之间。成像镜头包括至少三个胶合透镜，各胶合透镜包含至少一屈光度非为零的透镜，且各胶合透镜的每一个均分别包括有阿贝数大于80的透镜。在发明的实施例的成像镜头中，因采用胶合透镜，或因波长为850nm的入射光相对于绿光的焦点偏移量小于0.015mm或例如小于0.01mm，使成像镜头可达成红外光的焦点位置与可见光的焦点位置同时实质相同的功效。因此，即使环境中同时存在可见光与红外光，由于红外光的焦点位置与可见光的焦点位置同时实质相同，而不会发生局部图像模糊的问题。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1a为本发明的一实施例的成像镜头的剖面示意图；图1b为图1a的成像镜头的侧视外观示意图；图2a为本发明的另一实施例的成像镜头的第一光学元件切换至成像镜头的光路的剖面示意图；图2b为图2a的成像镜头的第二光学元件切换至成像镜头的光路的剖面示意图；图3为本发明的另一实施例的成像镜头的剖面示意图；；图4a与4b为图3的成像镜头分别位在广角端与望远端的横向色差图；图5为图3的成像镜头的焦点偏移量图。附图标记说明：100、100a、100b：成像镜头110：镜筒112：接头120：切换单元g1：第一透镜群g2：第二透镜群m1：孔径光栏m2：覆盖玻璃n1：第一光学元件n2：第二光学元件os：物侧is：像侧l1：第一透镜l2、l2b：第二透镜l3、l3a、l3b：第三透镜l4、l4a：第四透镜l5、l5a：第五透镜l6：第六透镜l7：第七透镜l8、l8a、l8b：第八透镜l9、l9a、l9b：第九透镜l10、l10a：第十透镜c1、c2、c2a、c3、c3a：胶合透镜p：图像感测器od：外径a：光轴s1～s22：面具体实施方式图1a为本发明的一实施例的成像镜头的剖面示意图，且图1b为图1a的成像镜头的侧视外观示意图。参照图1a与图1b，本实施例的成像镜头100包括第一透镜群g1、第二透镜群g2以及孔径光栏m1。第一透镜群g1设置在物侧os与像侧is之间。第二透镜群g2设置在第一透镜群g1与像侧is之间。孔径光栏m1设置在第一透镜群g1与第二透镜群g2之间。在本实施例中，第一透镜群g1包括从物侧os往像测is依序排列的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及第四透镜l4，且第二透镜群g2包括从物侧os往像测is依序排列的第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9以及第十透镜l10。第一至第十透镜l1-l10的屈光度分别为负、负、负、正、正、负、正、负、正、及负。在本实施例中，第一透镜群g1为对焦群，且第二透镜群g2为变焦群。成像镜头100包括至少三个胶合透镜(例如胶合透镜c1、胶合透镜c2及胶合透镜c3)，用以降低色差，各胶合透镜c1、胶合透镜c2、胶合透镜c3包括至少一屈光度非为零的透镜，且各胶合透镜c1、胶合透镜c2、胶合透镜c3的每一个均分别包括有阿贝数大于80的透镜。第一透镜群g1可包括至少一个胶合透镜，第二透镜群g2可包括至少二个胶合透镜，且第二透镜群g2所包括的至少二个胶合透镜中的至少一个为三胶合透镜(triplecementedlens)。各胶合透镜可包括至少二透镜。具体而言，在本实施例中，第三透镜l3与第四透镜l4构成胶合透镜c1，胶合透镜c1为双胶合透镜(doublecementedlens)。第六透镜l6与第七透镜l7构成胶合透镜c2，胶合透镜c2为双胶合透镜。第八透镜l8、第九透镜l9及第十透镜l10构成胶合透镜c3，胶合透镜c3为三胶合透镜。此外，在本实施例中，第三透镜l3、第七透镜l7及第九透镜l9都具有大于80的阿贝数。在本实施例中的成像镜头100中，使用了胶合透镜c1、胶合透镜c2及胶合透镜c3，且各胶合透镜c1、胶合透镜c2、胶合透镜c3的每一个，均分别包括有阿贝数大于80的透镜，从而有效降低波长范围从435nm到850nm的光线的色差，且成像镜头100可达成红外光的焦点位置与可见光的焦点位置同时实质相同的功效。因此，即使环境中同时存在可见光与红外光，由于红外光的焦点位置与可见光的焦点位置实质相同，而不会发生局部图像模糊的问题。因此，即使成像镜头100未使用红外光截止滤光片，成像镜头100也得使昼夜的焦点位置实质且自然相同，且使成像镜头100的成形图像的蓝紫边现象可有效地减少并且不明显。在本实施例中，当波长为850nm的入射光通过成像镜头100并于像侧is形成图像，图像相对于绿光(举例而言，绿光的波长为546nm)的焦点偏移量小于0.015mm，或例如小于0.01mm。此外，在本实施例中，当波长为435nm的入射光通过成像镜头100并于像侧is形成图像，图像相对于波长为587nm的光线的横向色差小于3微米，所以能有效地减少成像镜头100的成形图像的蓝紫边现象，且使其不明显。成像镜头100可包括至少一非球面透镜，以减少球差(sphericalaberration)、彗差(comaaberration)、像散(astigmatism)、场曲(curvatureoffield)与畸变(distortion)等现象，且达到高解像的功效。举例而言，第二透镜群g2可包括非球面透镜。在本实施例中，第五透镜l5为非球面透镜，且第一透镜至第四透镜l1-l4与第六透镜至第十透镜l6-l10为球面透镜。在本实施例中，第一透镜l1为具有朝向物侧os的凸面的负弯月形透镜，第二透镜l2为双凹透镜，第三透镜l3为具有朝向像侧is的凹面的平凹透镜，第四透镜l4为双凸透镜，第五透镜l5为具有朝向物侧os的凸面的正弯月形透镜，第六透镜l6为具有朝向物侧os的凸面的负弯月形透镜，第七透镜l7为双凸透镜，第八透镜l8为具有朝向物侧os的凸面的负弯月形透镜，第九透镜l9为双凸透镜，以及第十透镜l10为具有朝向像侧is的凸面的负弯月形透镜。此外，在本实施例中，成像镜头100进一步包括设置在第二透镜群g2与位在像侧is的图像感测器p之间的覆盖玻璃m2，其用以保护图像感测器p。以下提供一实施例的成像镜头100。然而，本发明并不受限于表1与表2中所列出的数据。表1在表1中，间距指得是在两相邻的表面之间沿着成像镜头100的光轴a的直线距离。例如表面s1的间距是位于表面s1与表面s2之间且沿着光轴a的直线距离。标记栏中各透镜相应的厚度、折射率及阿贝数需参照同一列中对应的间距、折射率及阿贝数的数值。此外，在表1中，表面s1与表面s2为第一透镜l1的两个表面。表面s3与表面s4为第二透镜l2的两个表面…等依此类推。表面s8为孔径光栏m1。表面s18与表面s19为覆盖玻璃m2的两个表面。表面s20是图像感测器p上的像平面。表1揭示成像镜头100位在广角端的数据。当成像透镜100位在望远端时，表面s7与表面s8间沿着光轴a的间距改变为2.49，表面s8与表面s9间沿着光轴a的间距改变为0.1，且表面s17与表面s18间沿着光轴a的间距改变为7.53。成像镜头100的表面s9与表面s10为非球面且能通过以下方程式(1)来表述：在方程式中，z为光轴a方向的下垂度，且c为密切球面的半径的倒数，即接近光轴a的曲率半径(例如是表1中表面s9与表面s10的曲率半径)的倒数。k为圆锥系数，y为非球面高度，且a2到a10为非球面系数。表面s9与表面s10的参数值列于表2。在本实施例中，k与a2都为零。表2非球面参数s9s10a45.596220e-054.221353e-04a6-5.731411e-081.879864e-06a89.451688e-088.921620e-08a10-3.721501e-09-5.076777e-09在本实施例中，成像镜头100可包括镜筒110，且第一透镜至第十透镜l1-l10设置在镜筒110内部。此外，镜筒110可具有设置在第二透镜群g2与像侧is之间的接头112，且接头112的外径(outsidediameter、od)小于或等于14英寸。在本实施例中，第二透镜群g2的透镜中包括最靠近像侧is的胶合透镜(例如是胶合透镜c3)，且胶合透镜c3沿着光轴a的总长(例如是表面s14与s17之间的距离)与该第二透镜群g2沿着光轴a的总长(例如是表面s9与s17之间的距离)的比值大于0.5。此外，在本实施例中，第一透镜群g1具有至少一阿贝数小于20的透镜，例如是第一透镜l1。图2a为本发明的一实施例的成像镜头的第一光学元件切换至成像镜头的光路的剖面示意图。图2b为图2a的成像镜头的第二光学元件切换至成像镜头的光路的剖面示意图。参考图2a与图2b，本实施例的成像镜头100a类似于图1a与1b的成像镜头100，且两者的主要差异处如下所述。在本实施例中，第九透镜l9a具有负屈光度，且第十透镜l10a具有正屈光度。此外，在本实施例中，第六透镜l6、第七透镜l7及第八透镜l8a构成胶合透镜c2a，且第九透镜l9a与第十透镜l10a构成胶合透镜c3a。另外，在本实施例中，第三透镜l3a为具有朝向物侧os的凸面的负弯月形透镜，第四透镜l4a为具有朝向物侧os的凸面的正弯月形透镜，第五透镜l5a为双凸透镜，第八透镜l8a为具有朝向像侧is的凸面的负弯月形透镜，第九透镜l9a为具有朝向物侧os的凸面的负弯月形透镜，以及第十透镜l10a为具有朝向物侧os的凸面的正弯月形透镜。在本实施例中，第二透镜群g2的双胶合透镜中的各透镜具有小于25的阿贝数，且第二透镜群g2的三胶合透镜具有阿贝数大于80的透镜。例如是胶合透镜c3a中的第九透镜l9a与第十透镜l10a的每一个的阿贝数小于25，且胶合透镜c2a中的第七透镜l7的阿贝数大于80。在本实施例中，成像镜头100a进一步包括第一光学元件n1、第二光学元件n2及切换单元120。第一光学元件n1与第二光学元件n2设置在第一透镜群g1与像侧is之间。在本实施例中，第一光学元件n1与第二光学元件n2设置在第一透镜群g1与第二透镜群g2之间。如图2a与图2b所示，例如是第一光学元件n1与第二光学元件n2设置在第一透镜群g1与孔径光栏m1之间。切换单元120连接至第一光学元件n1与第二光学元件n2。在本实施例中，切换单元120设置在第一透镜群g1与像侧is之间。切换单元120用以切换第一光学元件n1或第二光学元件n2至光路，例如位在第一透镜群g1与像侧is之间的光路。在本实施例中，切换单元120为致动器，例如是马达，其用以移动第一光学元件n1与第二光学元件n2。在本实施例中，第一光学元件n1为不可见光滤光器(invisiblelightfilter)，例如是红外光截止滤光片，且第二光学元件n2为透光元件，例如是抗反射(anti-reflection，ar)透明板。在白昼时，切换单元120切换第一光学元件n1至从第一透镜群g1至像侧is的光路，如图2a所示，所以红外光可被第一光学元件n1阻挡。因此，图像感测器p能感测到可见光的图像，且图像感测器p感测到的图像色彩为准确的且未受到环境中的红外光的影响。在夜晚时，切换单元120切换第二光学元件n2至从第二透镜群g2至像侧is的光路，如图2b所示，所以红外光可穿透第二光学元件n2且被图像感测器p所感应，以达到夜视功能。在本实施例中，第一光学元件n1沿着平行于光轴a的方向的厚度实质上等于第二光学元件n2沿着平行于光轴a的方向的厚度，所以通过第一光学元件n1的光路径长度(opticalpathlength，opl)实质上等于通过第二光学元件n2的光路径长度。因此，成像镜头100a可达到昼夜的焦点位置为实质上且自然地相同的功效。第一光学元件n1、第二光学元件n2及切换单元120也可整合至图1a与图1b的成像镜头100以形成成像镜头的新实施例。或者，在其它实施例中，成像镜头100a包括切换单元120与第一光学元件n1但不包括第二光学元件n2，且在白昼时切换单元120切换第一光学元件n1至成像镜头100a中的光路，在夜晚时切换第一光学元件n1离开成像镜头100a中的光路。在本实施例中，孔径光栏m1与第一光学元件n1和第二光学元件n2中的任一切换至成像镜头100a的光路的光学元件沿成像镜头100a的光轴a排列，所以光线通过孔径光栏m1时可在一时间中通过第一光学元件n1与第二光学元件n2的其中之一。以下提供一实施例的成像镜头100a。然而，本发明并不受限于表3与表4中所列出的数据。表3在表3中，表面s8与表面s9为第一光学元件n1的两个面，且表面s1-s7与表面s10-s22的含意可依据表1的内容类推，而不再复述。表3揭示成像透镜100a位在广角端的数据。当成像透镜100a位在望远端时，表面s7与表面s8间沿着光轴a的间距改变为2.8，表面s10与表面s11间沿着光轴a的间距改变为0.1，且表面s19与表面s20间沿着光轴a的间距改变为11.64。成像镜头100a的表面s11与表面s12为非球面且能通过上述方程式(1)来表述。表面s11与表面s12的参数值列于表4。在本实施例中，k与a2都为零。表4非球面参数s11s12a4-2.193312e-041.069426e-03a69.981143e-064.337512e-05a8-6.027202e-07-3.319648e-06a102.204099e-082.210877e-07在本实施例中，第一透镜群g1的各透镜具有大于30的阿贝数。例如，第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3a及第四透镜l4a中的各透镜的阿贝数大于30。在本实施例中，第二透镜群g2中的各负透镜的厚度小于0.8mm，其中负透镜代表具有负屈光度的透镜。例如，第六透镜l6、第八透镜l8及第九透镜l9a中的各透镜的厚度小于0.8mm。此外，在本实施例中，第二透镜群g2的透镜中最靠近像侧is的两透镜(例如是第九透镜l9a与第十透镜l10a)的阿贝数的差值的绝对值小于10。图3为本发明的另一实施例的成像镜头的剖面示意图。参考图3，本实施例的成像镜头100b类似于图1a与1b的成像镜头100，且两者的主要差异处如下所述。在本实施例中，第八透镜l8b、第九透镜l9b及第十透镜l10a的屈光度分为正、负及正。此外，在本实施例中，第二透镜l2b为具有朝向像侧is的凸面的负弯月形透镜，第三透镜l3b为双凹透镜，第五透镜l5a为双凸透镜，第八透镜l8b为双凸透镜，第九透镜l9b为双凹透镜，以及第十透镜l10a为具有朝向物侧os的凸面的正弯月形透镜。此外，本实施例的成像镜头100b也包括如图2a与图2b的实施例所示的第一光学元件n1、第二光学元件n2及切换单元120。关于第一光学元件n1、第二光学元件n2及切换单元120的细节，请参考图2a与图2b的实施例内容，且细节不再复述。以下提供成像镜头100b的一实施例。然而，本发明并不受限于表5与表6中所列出的数据。表5在表5中，表面s8与表面s9为第一光学元件n1的两个表面，且表面s1-s7与表面s10-s22的含意可依据表1的内容类推，而不再复述。表5揭示成像镜头100a位在广角端的数据。当成像镜头100b位在望远端时，表面s7与表面s8间沿着光轴a的间距改变为2.6，表面s10与表面s11间沿着光轴a的间距改变为0.1，且表面s19与表面s20间沿着光轴a的间距改变为10.92。成像镜头100b的表面s11与表面s12为非球面且能通过上述方程式(1)来表述。表面s11与表面s12的参数值列于表6。在本实施例中，k与a2都为零。表6非球面参数s11s12a4-2.727978e-043.227924e-04a6-2.672673e-06-2.089811e-06a80.000000e+001.027229e-07a100.000000e+000.000000e+00在本实施例中，第二透镜群g2中的正透镜数量大于负透镜数量，其中正透镜代表具有正屈光度的透镜，且负透镜代表具有负屈光度的透镜。例如，第五透镜l5a、第七透镜l7、第八透镜l8b及第十透镜l10a为正透镜，而第六透镜l6及第九透镜l9b为负透镜。此外，在本实施例中，第二透镜群g2包括具有大于20的阿贝数的至少一正透镜，其例如是第十透镜l10a。图4a与4b为图3的成像镜头分别位在广角端与望远端的横向色差图，且图5为图3的成像镜头的焦点偏移量图。从图4a与图4b中可得知波长为435nm的光线相对于波长为587nm的光线于广角端与望远端的横向色差都小于3微米。从图5中可得知波长为850nm的光线相对于绿光的焦点偏移量小于0.015mm或例如小于0.01mm。因此，成像镜头100b确实达成红外光的焦点位置与可见光的焦点位置同时实质相同的功效，且能有效减少色差。综上所述，在本发明的实施例的成像镜头中，因采用胶合透镜，或因波长为850nm的入射光相对于绿光的焦点偏移量小于0.015mm或例如小于0.01mm，使成像镜头可达成红外光的焦点位置与可见光的焦点位置同时实质相同的功效。因此，即使环境中同时存在可见光与红外光，由于红外光的焦点位置与可见光的焦点位置同时实质相同，所以不会发生局部图像模糊的问题。虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属
技术领域：
中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。当前第1页12