光学影像撷取镜头及光学影像撷取模块的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光学影像撷取镜头及其光学影像撷取模块，该光学影像撷取镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有正屈光力的第一透镜，且其物侧光学面为凸面；具有正屈光力的第二透镜，且其像侧光学面为凸面；具有负屈光力的第三透镜，其物侧及像侧光学面分别为凹面及凸面；具有屈光力的第四透镜，且其物侧光学面为凸面，第四透镜的物侧及像侧光学面均为非球面；以及具有屈光力的第五透镜，且其像侧光学面为凹面，且至少一光学面中的至少一面设有至少一个反曲点；本发明具有良好的像差修正，可应用于相机等需良好摄像目的的使用需求。
【专利说明】光学影像撷取镜头及光学影像撷取模块
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种光学影撷取镜头及其光学影像撷取模块，特别是，有关于由 五个透镜所构成高品质成像的光学影像撷取镜头及其光学影像撷取模块，以应用于3C产 品上。
【背景技术】
[0002] 目前在数位相机、行动电话或是平板电脑等小型电子设备上常装设有光学影像撷 取镜头，用以对物体进行影像撷取，而光学影像撷取镜头的趋势也走向微小化及低成本，同 时亦需具备良好的像差修正能力、高解析度以及高成像品质。
[0003] 已知技术在小型电子产品的光学影像撷取镜头里可分为二透镜式、三透镜式、四 透镜式及五透镜式等不同的设计，然而若是以成像品质来考虑，则四透镜式式及五透镜式 光学影像撷取镜头在像差修正及光学传递函数MTF(ModulationTransferFunction)上较 具优势，其中由于四透镜式的解析度较五透镜式低，所以在高品质或高画素要求的电子产 品中常以五透镜式光学影像撷取镜头为主。
[0004] 在各种小型化的五透镜式固定焦距的光学影像撷取镜头设计中，已知技术以不同 的正或负屈光力的透镜组合，如美国专利US7502181利用负屈光力的第四透镜与负屈光力 的第五透镜配置，可增加光学影像撷取的后焦距与全长，其易造成光学系统的全长较难缩 短。
[0005] 在各种不同五透镜式的固定焦距光学影像撷取镜头中，其中以第一透镜像侧面为 凸面的透镜，较有利于在扩大系统视场角与修正像差中取得良好平衡，又，或是使用屈光力 不同的第四透镜及第五透镜，且具有反曲点的第四透镜或第五透镜，较能符合像差修正良 好且全长不致于过长的设计需求。
[0006] 因此，如何有效缩短光学影像撷取镜头的总长度，并进一步提高成像的品质，便成 为一个相当重要的议题。
【发明内容】
[0007] 鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种光学影像撷取镜头及光学影像撷 取模块。
[0008] 为了达到上述目的，本发明的目的之一是提供一种光学影像撷取镜头，所述光学 影像撷取镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括：沿光轴具有正屈光力的第一透镜，所述第 一透镜的物侧光学面为凸面；沿光轴具有正屈光力的第二透镜，所述第二透镜的像侧光学 面为凸面；沿光轴具有负屈光力的第三透镜，所述第三透镜的物侧光学面为凹面且所述第 三透镜的像侧光学面为凸面，其中所述第三透镜的物侧光学面及像侧光学面中至少有一面 为非球面；沿光轴具有屈光力的第四透镜，所述第四透镜的物侧光学面为凸面且所述第四 透镜的物侧光学面及像侧光学面均为非球面；以及沿光轴具有屈光力的第五透镜，所述第 五透镜的像侧光学面为凹面，所述第五透镜的物侧光学面及像侧光学面皆非球面，且所述 第五透镜的物侧光学面及像侧光学面中至少有一面设有至少一个反曲点。
[0009] 优选地，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜或第五透镜包括塑胶材质 或玻璃材质。
[0010] 优选地，所述第一透镜的焦距值为n，所述第二透镜的焦距值为f2,所述n、n满 足下列关系式：
[0011] 0. 5<(f/fl) + (f/f2)<2. 5〇
[0012] 优选地，所述光学影像撷取镜头的焦距为f，所述光学影像撷取镜头的最大使用的 可视角度的一半为HF0V，所述HFOV满足下列关系式：
[0013]l<HF0V/f<35〇
[0014] 优选地，所述第一透镜的色散系数为VI，所述第二透镜的色散系数为V2,所述第 三透镜的色散系数为V3,所述第四透镜的色散系数为V4,所述VI、V2、V3和V4满足下列关 系式：
[0015]Vl-V4|<10,
[0016]V2-V3|>28〇
[0017] 本发明的另一目的是提供一种光学影像撷取模块，所述光学影像撷取模块包括： 光学影像撷取镜头；影像感测元件，设置于一成像面，以供一被摄物成像；以及固定光阑。 所述光学影像撷取镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括：沿光轴具有正屈光力的第一透 镜，所述第一透镜的物侧光学面为凸面；沿光轴具有正屈光力的第二透镜，所述第二透镜的 像侧光学面为凸面；沿光轴具有负屈光力的第三透镜，所述第三透镜的物侧光学面为凹面 且所述第三透镜的像侧光学面为凸面，其中所述第三透镜的物侧光学面及像侧光学面中至 少有一面为非球面；沿光轴具有屈光力的第四透镜，所述第四透镜的物侧光学面为凸面且 所述第四透镜的物侧光学面及像侧光学面均为非球面；以及沿光轴具有屈光力的第五透 镜，所述第五透镜的像侧光学面为凹面，所述第五透镜的物侧光学面及像侧光学面皆非球 面，且所述第五透镜的物侧光学面及像侧光学面中至少有一面设有至少一个反曲点。在光 轴上所述固定光阑至所述成像面的距离为SL，在光轴上所述第一透镜的物侧光学面至所述 成像面的距离为TTL，在光轴上所述第一透镜的物侧光学面至所述第五透镜的像侧光学面 的距离为TD，在光轴上所述第五透镜的像侧光学面至所述成像面的距离为BFL，所述SL、 TTL、TD和BFL满足下列关系式：
[0018]I. 5<TTL<5. 5,
[0019]I. 5<TD/BFL<4. 0,
[0020] 0? 5〈SL/TTL〈1. 5。
[0021] 优选地，所述第一透镜的焦距值为fl，该第二透镜的焦距值为f2,所述fl、f2满足 下列关系式：
[0022] 0. 5<(f/fl) + (f/f2)<2. 5〇
[0023] 优选地，所述光学影像撷取镜头的焦距为f，所述光学影像撷取镜头的最大使用的 可视角度的一半为HF0V，所述HFOV满足下列关系式：
[0024]l<HF0V/f<35〇
[0025] 优选地，所述第一透镜的色散系数为VI，所述第二透镜的色散系数为V2,所述第 三透镜的色散系数为V3,所述第四透镜的色散系数为V4,所述VI、V2、V3和V4满足下列关 系式：
[0026] Vl-V4|<10,
[0027] V2-V3|>28〇
[0028] 优选地，所述光学影像撷取模块还包括红外线滤除滤光片以调整成像的光线的可 通过波长区段。
[0029] 优选地，所述红外线滤除滤光片的材质包括平板玻璃材质，所述光学影像撷取模 块经由所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述固 定光阑及所述红外线滤除滤光片的组合，可将所述被摄物在所述影像感测元件上成像。
[0030] 本发明提供的光学影像撷取镜头及光学影像撷取模块能够利用五个透镜的屈光 力、凸面与凹面的组合，进而有效缩短光学影像撷取镜头的总长度，且对非点像差、歪曲像 差及球面像差有良好的补偿效果，可提高成像品质，以应用于小型的电子产品上。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图IA为根据本发明实施例1提供的光学影像撷取模块的示意图；
[0032] 图IB为根据本发明实施例1提供的非点像差及歪曲像差的曲线图；
[0033] 图IC为根据本发明实施例1提供的球面像差的曲线图；
[0034] 图2A为根据本发明实施例2提供的光学影像撷取模块的示意图；
[0035] 图2B为根据本发明实施例2提供的非点像差及歪曲像差的曲线图；
[0036] 图2C为根据本发明实施例2提供的球面像差的曲线图；
[0037] 图3A为根据本发明实施例3提供的光学影像撷取模块的示意图；
[0038] 图3B为根据本发明实施例3提供的非点像差及歪曲像差的曲线图；
[0039] 图3C为根据本发明实施例3提供的球面像差的曲线图；
[0040] 图4A为根据本发明实施例4提供的光学影像撷取模块的示意图；
[0041] 图4B为根据本发明实施例4提供的非点像差及歪曲像差的曲线图；
[0042] 图4C为根据本发明实施例4提供的球面像差的曲线图。
【具体实施方式】
[0043] 在本文中，词汇"与/或"包含一或多个相关条列项目的任何或所有组合。当"至 少其一"的叙述前缀于一元件列表前时，是修饰整个列表元件而非修饰列表中的个别元件。
[0044] 实施例1
[0045] 请参阅图1A，为显示本发明的实施例1的光学影像撷取模块的示意图。如图IA所 示，本实施例提供了一种光学影像撷取镜头，其沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜 110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150,其中，第一透镜110具有正 屈光力且其物侧光学面111为一凸面；第二透镜120具有一正屈光力，且其像侧光学面122 为一凸面；第三透镜130具有负屈光力，第三透镜130的物侧光学面131为凹面，且其像侧 光学面132为一凸面，其中该第三透镜130的物侧光学面131及像侧光学面132至少有一 面为非球面；第四透镜140具有一屈光力，第四透镜140的物侧光学面141为一凸面，且第 四透镜140的物侧光学面141及像侧光学面142均为非球面；第五透镜150具有一屈光力， 该第五透镜150的像侧光学面152为一凹面，且该第五透镜150的物侧光学面151及像侧 光学面152中至少有一面设有至少一个反曲点。
[0046] 本实施例提供的光学影像撷取模块还包括固定光阑100与红外线滤除滤光片 160,固定光阑100设置于被摄物与第一透镜110间为前置光圈。红外线滤除滤光片160则 设置于第五透镜150与成像面170之间，该红外线滤除滤光片160通常为平板光学材料所 制成，不影响本发明光学影像撷取模块的焦距。
[0047] 光学影像撷取模块还可包括影像感测元件180,其设置于成像面170上，可将被摄 物成像。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150由塑胶 材质或玻璃材质制成，其非球面的方程式系为：
[0048] z=ch2/[l+[l-(k+l)c2h2]0. 5]+Ah4+Bh6+Ch8+Dhl0+Ehl2+Fhl4+Ghl6+Hhl8+Jh20 (I)
[0049] 其中，
[0050] z为沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考的位置值，
[0051] k为锥常度量，
[0052] c为曲率半径的倒数，且
[0053] A、B、C、D、E、F、G、H以及J为高阶非球面系数。
[0054] 本实施例的光学数据如表一所示，其中第一透镜110至第五透镜150的物侧光 学面与像侧光学面均使用式（1)的非球面方程式所构成，其非球面系数如表二所示，其 中f=3. 02119mm,fl=4. 231mm,f2=4. 439mm,TTL=4. 415mm,BFL=L1226mm,SL=4. 324mm, HF0V=44deg，TD=3. 189mm。
[0055] 表一、实施例I的基本透镜数据。
[0056]
【权利要求】
1. 一种光学影像撷取镜头，其特征在于，所述光学影像撷取镜头沿着光轴由物侧至像 侧依序包括： 沿光轴具有正屈光力的第一透镜，所述第一透镜的物侧光学面为凸面； 沿光轴具有正屈光力的第二透镜，所述第二透镜的像侧光学面为凸面； 沿光轴具有负屈光力的第三透镜，所述第三透镜的物侧光学面为凹面且所述第三透镜 的像侧光学面为凸面，其中，所述第三透镜的物侧光学面及像侧光学面中至少有一面为非 球面； 沿光轴具有屈光力的第四透镜，所述第四透镜的物侧光学面为凸面且所述第四透镜的 物侧光学面及像侧光学面均为非球面；以及 沿光轴具有屈光力的第五透镜，所述第五透镜的像侧光学面为凹面，所述第五透镜的 物侧光学面及像侧光学面皆非球面，且所述第五透镜的物侧光学面及像侧光学面中至少有 一面设有至少一个反曲点。
2. 根据权利要求1所述的光学影像撷取镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、 第三透镜、第四透镜或第五透镜包括塑胶材质或玻璃材质。
3. 根据权利要求1所述的光学影像撷取镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距值为 n，所述第二透镜的焦距值为f2,所述f1、f1满足下列关系式： 0. 5<(f/fl) + (f/f2)<2. 5〇
4. 根据权利要求3所述的光学影像撷取镜头，其特征在于，所述光学影像撷取镜头的 焦距为f，所述光学影像撷取镜头的最大使用的可视角度的一半为HFOV，所述HFOV满足下 列关系式： l<HFOV/f<35〇
5. 根据权利要求1所述的光学影像撷取镜头，其特征在于，所述第一透镜的色散系数 为VI，所述第二透镜的色散系数为V2,所述第三透镜的色散系数为V3,所述第四透镜的色 散系数为V4,所述VI、V2、V3和V4满足下列关系式： Vl-V4|<10, V2-V3|>28〇
6. -种光学影像撷取模块，其特征在于，所述光学影像撷取模块包括： 光学影像撷取镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括： 沿光轴具有正屈光力的第一透镜，所述第一透镜的物侧光学面为凸面； 沿光轴具有正屈光力的第二透镜，所述第二透镜的像侧光学面为凸面； 沿光轴具有负屈光力的第三透镜，所述第三透镜的物侧光学面为凹面且所述第三透镜 的像侧光学面为凸面，其中，所述第三透镜的物侧光学面及像侧光学面中至少有一面为非 球面； 沿光轴具有屈光力的第四透镜，所述第四透镜的物侧光学面为凸面且所述第四透镜的 物侧光学面及像侧光学面均为非球面；以及 沿光轴具有屈光力的第五透镜，所述第五透镜的像侧光学面为凹面，所述第五透镜的 物侧光学面及像侧光学面皆非球面，且所述第五透镜的物侧光学面及像侧光学面中至少有 一面设有至少一个反曲点； 影像感测元件，设置于一成像面，以供一被摄物成像；以及 固定光阑； 其中，在光轴上所述固定光阑至所述成像面的距离为SL，在光轴上所述第一透镜的物 侧光学面至所述成像面的距离为TTL，在光轴上所述第一透镜的物侧光学面至所述第五透 镜的像侧光学面的距离为TD，在光轴上所述第五透镜的像侧光学面至所述成像面的距离为 BFL，所述SL、TTL、TD和BFL满足下列关系式： 1. 5〈TTL〈5. 5， I. 5〈TD/BFL〈4. 0， 0?5〈SL/TTL〈1. 5。
7. 根据权利要求6所述的光学影像撷取模块，其特征在于，所述第一透镜的焦距值为 fl，所述第二透镜的焦距值为f2,所述fl、f2满足下列关系式： 0. 5<(f/fl) + (f/f2)<2. 5〇
8. 根据权利要求6所述的光学影像撷取模块，其特征在于，所述光学影像撷取镜头的 焦距为f，所述光学影像撷取镜头的最大使用的可视角度的一半为HFOV，所述HFOV满足下 列关系式： l<HFOV/f<35〇
9. 根据权利要求6所述的光学影像撷取模块，其特征在于，所述第一透镜的色散系数 为VI，所述第二透镜的色散系数为V2,所述第三透镜的色散系数为V3,所述第四透镜的色 散系数为V4,所述VI、V2、V3和V4满足下列关系式： Vl-V4|<10, V2-V3|>28〇
10. 根据权利要求6所述的光学影像撷取模块，其特征在于，所述光学影像撷取模块还 包括红外线滤除滤光片以调整成像的光线的可通过波长区段。 II. 根据权利要求10所述的光学影像撷取模块，其特征在于，所述红外线滤除滤光片 的材质包括平板玻璃材质，所述光学影像撷取模块经由所述第一透镜、所述第二透镜、所述 第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述固定光阑及所述红外线滤除滤光片的组合， 将所述被摄物在所述影像感测元件上成像。
【文档编号】G02B13/00GK104516089SQ201310593502
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】游鸿国 申请人:先进光电科技股份有限公司