光学镜头的制作方法

本发明是有关于一种光学镜头，且特别是有关于一种低畸变且大光圈的光学镜头。

背景技术：

随着摄影活动的兴起，提升了大众对于摄像装置的需求；而根据摄影活动的性质，摄像装置亦须具备不同的特性。举例而言，在不同亮度的环境中进行摄影，摄像装置的收光能力需相应调整；又或是在不同介质中进行摄影，摄像装置则需处理介质折射率不同所造成的畸变问题。

总体而言，若能提出一种新的光学镜头，具有低畸变、大光圈、大视域、小体积以及低成本的特点，将能满足大部分的摄像需求，此亦为本领域人士亟欲达成的目标之一。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明揭露一种光学镜头，其自物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜。第一透镜具有正屈光度。第二透镜具有负屈光度。第三透镜具有正屈光度。第四透镜具有负屈光度。第五透镜具有正屈光度。第六透镜具有屈光度并包含第六像侧表面。第六像侧表面的半径是r，第六像侧表面上的反曲点与光轴的实质垂直距离是h，且0.615≤|h/r|及/或|h/r|≤0.9。

本发明另揭露一种光学镜头，其自物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜。第一透镜具有正屈光度，并包含第一物侧表面及第一像侧表面，第一物侧表面的曲率半径是r1、第一像侧表面的曲率半径是r2。第二透镜具有负屈光度。第三透镜具有正屈光度。第四透镜具有负屈光度。第五透镜具有正屈光度。第六透镜具有屈光度，并包含第六物侧表面及第六像侧表面。第六物侧表面的曲率半径是r11、第六像侧表面的曲率半径是r12，且光学镜头满足以下条件的至少一者：0.5≤|r2/r1|、|r2/r1|≤2、2≤|r11/r12|及|r11/r12|≤5。

本发明又揭露一种光学镜头，其自物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜。第一透镜具有正屈光度，并包含第一物侧表面及第一像侧表面。第二透镜具有负屈光度。第三透镜具有正屈光度。第四透镜具有负屈光度。第五透镜具有正屈光度。第六透镜具有屈光度，并包含第六物侧表面及第六像侧表面。光学镜头满足以下条件的至少一者：第一物侧表面为凸面、第一像侧表面为凸面、第六物侧表面为凸面及第六像侧表面为凹面。

在一些实施方式中，光学镜头还满足|(r1-r2)/(r1+r2)|≤5及/或|(r11-r12)/(r11+r12)|≤5。

在一些实施方式中，第一透镜为玻璃透镜，及/或第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜分别为塑胶透镜或玻璃透镜。

在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件的至少一者：第二透镜是凸凹透镜、第三透镜是凹凸透镜、第四透镜是凸凹透镜、第五透镜是凹凸透镜，及第六透镜是凸凹透镜。

在一些实施方式中，光学镜头的焦距是f、镜头总长是ttl，且1.5≤ttl/f。

在一些实施方式中，光学镜头还包含一光圈，光圈具有光圈值是fno，光学镜头的焦距是f、像高是y、视域是fov，则0≤(fno*ttl)/(fov*y)及/或(fno*ttl)/(fov*y)≤0.05。

在一些实施方式中，光学镜头的成像面上的像高是y，光学镜头的焦距是f，则1≤f/y及/或f/y≤1.5。

在一些实施方式中，第一透镜具有折射率n1、阿贝数v1，第二透镜具有折射率n2、阿贝数v2，第三透镜具有折射率n3、阿贝数v3，第四透镜具有折射率n4、阿贝数v4，第五透镜具有折射率n5、阿贝数v5，第六透镜具有折射率n6、阿贝数v6，且光学镜头满足以下条件的至少一者：n1≥n2、n2≥n3、n4≥n3、n4≥n5、n6≥n5、v1≥v2、v3≥v2、v3≥v4、v5≥v4及v5≥v6。

综上所述，本发明所提出的光学镜头具有低畸变、大光圈、大视域、小体积以及低成本的特点。

附图说明

图1绘示本发明一实施方式的光学镜头剖面图；

图2绘示图1的光学镜头的各透镜参数的一实施方式；

图3列出图1的光学镜头的一实施例的非球面透镜的非球面数学式系数；

图4绘示图1中的第六透镜的放大图。

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。并且，除非有其他表示，在不同附图中相同的元件符号可视为相对应的元件。这些附图的绘示是为了清楚表达这些实施方式中各元件之间的连接关系，并非绘示各元件的实际尺寸。

请参照图1，其绘示依据本发明一实施方式的光学镜头100的剖面图。具体而言，图1中仅绘示出本发明光学镜头100的主要光学透镜结构，其余结构，如透镜镜筒等部件，可由本领域人士对应设计，在此予以省略。光学镜头100具有低畸变、大光圈、大视角、体积小以及低成本的特性，可以应用于各种具有影像投影或影像撷取功能的装置上，诸如：手持式通讯系统、空拍机、微型摄影机、运动型摄像镜头、车用摄像镜头、监视系统、数字相机、数字摄影机或投影机等等。

在图1中，定义图中左侧为物侧(objectside)，图中右侧成像面ima方向则为像侧(imageside)。光学镜头100自物侧至像侧依序至少包含了六个透镜：第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5以及第六透镜l6，且上述六个透镜可沿一光轴a排列。

在本实施方式中，第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5和第六透镜l6可分别具有屈光度。一实施例，光学镜头100的六个透镜中，任三者可具有正屈光度，另外三者则可具有负屈光度；另一实施例，各透镜是以正屈光度及负屈光度交错设置；再一实施例，第一透镜l1、第三透镜l3及第五透镜l5可具有正屈光度，第二透镜l2及第四透镜l4可具有负屈光度，而第六透镜l6则可具有正屈光度或负屈光度。此外，一具体实施例中，第六透镜l6具有正屈光度。

再者，一实施例中，光学镜头100的焦距是f，且镜头总长是ttl，则1.5≤ttl/f。其中，镜头总长可以是第一透镜l1的第一物侧表面s1与成像面之间的距离。

一实施例，光学镜头100可将来自物侧的入射光束汇聚至像侧的成像面ima上，且若一物体在成像面ima上的影像像高是y，则1≤f/y及/或f/y≤1.5。

此外，一实施例中，光学镜头100的视域是fov，且光学镜头100还包含光圈sto。光圈sto的光圈值是fno，则0≤(fno*ttl)/(fov*y)及/或(fno*ttl)/(fov*y)≤0.05。

一实施例，第一透镜l1包含第一物侧表面s1及第一像侧表面s2，第一物侧表面s1的曲率半径是r1、第一像侧表面s2的曲率半径是r2，且0.5≤|r2/r1|及/或|r2/r1|≤2。

再者，一实施例中，第一透镜l1具有折射率n1、阿贝数v1，第二透镜l2具有折射率n2、阿贝数v2，第三透镜l3具有折射率n3、阿贝数v3，第四透镜l4具有折射率n4、阿贝数v4，第五透镜l5具有折射率n5、阿贝数v5，第六透镜l6具有折射率n6、阿贝数v6，且光学镜头100满足n1≥n2、n2≥n3、n4≥n3、n4≥n5、n6≥n5、v1≥v2、v3≥v2、v3≥v4、v5≥v4及v5≥v6的至少一条件。

另一实施例中，光学镜头100满足n1-n2≥0.05、n2-n3≥0.05、n4-n3≥0.05、n4-n5≥0.05、n6-n5≥0.05、v1-v2≥5、v3-v2≥5、v3-v4≥5、v5-v4≥5及v5-v6≥5的至少一条件。

一实施例中，第一透镜l1具有屈光度p1、第二透镜l2具有屈光度p2、第三透镜l3具有屈光度p3、第四透镜l4具有屈光度p4、第五透镜l5具有屈光度p5且第六透镜l6具有屈光度p6，且|p6|≥|p5|≥|p3|≥|p2|≥|p1|≥|p4|。即，除了第四透镜l4以外，越靠近像侧的透镜具有越高的屈光度绝对值。

此外，一实施例中，第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5及第六透镜l6可分别采用由玻璃材料所制成的一玻璃透镜或由塑胶材料所制成的一塑胶透镜。其中，塑胶透镜的材料可包含，但不限于，聚碳酸脂(polycarbonate)、环烯烃共聚物(例如apel)，以及聚酯树脂(例如okp4或okp4ht)等，或可以是包括了前述三者的至少一者的混合及/或化合材料。具体地，一实施例中，第一透镜l1是玻璃透镜；另一实施例，第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5及第六透镜l6分别为塑胶透镜或玻璃透镜。

另外，一实施例中，第二透镜l2、第四透镜l4及第六透镜l6可由相同一种材料制作而成，或采用具有相同折射率及阿贝数材料制作而成；另一实施例中，第三透镜l3及第五透镜l5可由相同一种材料制作而成，或采用具有相同折射率及阿贝数材料制作而成。再一实施例中，第二透镜l2、第四透镜l4及第六透镜l6具有相同折射率及/或阿贝数，以及/或者第三透镜l3及第五透镜l5具有相同折射率及/或阿贝数。

再者，一实施例中，第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5及第六透镜l6可分别为一球面透镜、一自由曲面透镜或一非球面透镜。具体实施例中，第一透镜l1、第二透镜l2、第四透镜l4、第七透镜l7及第八透镜l8的至少一者是非球面透镜。具体地，一实施例中，第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5及第六透镜l6皆为非球面透镜。

具体而言，每一自由曲面透镜具有至少一自由曲面表面，意即自由曲面透镜的物侧表面及/或像侧表面是自由曲面表面；而每一非球面透镜具有至少一非球面表面，意即非球面透镜的物侧表面及/或像侧表面是非球面表面。且各非球面表面可满足下列数学式：

其中，z为在光轴oa方向的座标值，以光传输方向为正方向，a4、a6、a8、a10、a12、a14及a16为非球面系数，k为二次曲面常数，c＝1/r，r为曲率半径，y为正交于光轴oa方向的座标值，以远离光轴oa的方向为正方向。此外，每一非球面表面数学式的各项参数或系数的值可分别设定，以决定非球面表面的各位置点的焦距。

图2绘示图1的光学镜头100的各透镜参数的一实施方式，其包括各透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数(色散系数)等。其中镜片的表面代号是从物侧至像侧依序编排，例如：“st”代表光圈st，“s1”代表第一透镜l1的第一物侧表面s1，“s2”代表第一透镜l1的第一像侧表面s2…等等，“s13”及“s14”分别代表第一光学片f1朝向物侧的表面s13及朝向像侧的表面s14等等。另外，“厚度”代表该表面与相邻于像侧一表面的距离，例如，第一物侧表面s1的“厚度”为第一透镜l1的第一物侧表面s1与第一像侧表面s2之间的距离；第一像侧表面s2的“厚度”为第一像侧表面s2与第二透镜l2的物侧表面s3之间的距离。

图3列出图1的光学镜头100的一实施例的非球面透镜的非球面数学式系数。若光学镜头100的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5及第六透镜l6的各表面s1～s12分别为非球面表面，则各自的非球面数学式的各项系数可如图3所示。

请参照图1至图3，第一透镜l1的第一物侧表面s1可具有正屈光率，第一像侧表面s2可具有负屈光率。第一物侧表面s1可以是朝物侧凸出的凸面，第一像侧表面s2可以是朝像侧凸出的凸面。进一步地，第一透镜l1可采用具有正屈光度的透镜，包括但不限于具有正屈光度的双凸透镜、玻璃或塑胶透镜，及球面或非球面透镜的任一者或组合。

第二透镜l2及第四透镜l4的第二物侧表面s3、第四物侧表面s7、第二像侧表面s4以及第四像侧表面s8可皆具有正屈光率。第二物侧表面s3、第四物侧表面s7可分别是朝物侧凸出的凸面，第二像侧表面s4以及第四像侧表面s8可分别是朝物侧凹入的凹面。进一步地，第二透镜l2及第四透镜l4可分别采用具有负屈光度的透镜，包括但不限于具有负屈光度的凸凹透镜、玻璃或塑胶透镜，及球面或非球面透镜的任一者或组合。

第三透镜l3及第五透镜l5的第三物侧表面s5、第五物侧表面s9、第三像侧表面s6、第五像侧表面s10可皆具有负屈光率。第三物侧表面s5、第五物侧表面s9可分别是朝像侧凹入的凹面，第三像侧表面s6、第五像侧表面s10可分别是朝像侧凸出的凸面。进一步地，第三透镜l3及第五透镜l5可分别采用具有正屈光度的透镜，包括但不限于具有正屈光度的凹凸透镜、玻璃或塑胶透镜，及球面或非球面透镜的任一者或组合。

第六透镜l6的第六物侧表面s11和第六像侧表面s12在光轴oa处可皆具有正屈光率，且第六物侧表面s11可整体朝像侧凹入的凹面或是朝物侧凸出、第六像侧表面s12可整体朝物侧凹入的凹面。进一步地，第六透镜l6可采用具有负屈光度的透镜，包括但不限于具有负屈光度的凸凹或双凹透镜、玻璃或塑胶透镜，及球面或非球面透镜的任一者或组合。

图4绘示图1中的第六透镜l6的放大图。如图2至图4所示，第六透镜l6的第六物侧表面s11的曲率半径是r11，第六像侧表面s12的曲率半径是r12，且2≤|r11/r12|及/或|r11/r12|≤5。

而在另一实施方式中，光学镜头100亦可满足|(r11-r12)/(r11+r12)|≤5的条件。

除了上述特征以外，第六透镜l6的第六像侧表面s12在远离光轴a的位置还进一步往像侧凸出。第六像侧表面s12自中心处至远离光轴方向，其曲律半径是由正屈光率变化为负屈光率，并因此在第六侧表面s12上形成一反曲点p。由此，反曲点p是第六像侧表面s12上最靠近成像面ima的点。换句话说，第六像侧表面s12在与光轴a相交的位置往物侧凹陷，而在反曲点p的位置往像侧凸出。

第六透镜l6上的反曲点p的位置设置，可以进一步降低光学镜头100的畸变值(distorsion)，并提升光学镜头100解像力，即提升调制转换函数(modulationtransferfunction,mtf)所呈现出的光学特性。

一实施例中，第六透镜l6的第六像侧表面s12的半径是r，反曲点p与光轴a实质垂直距离是h，且0.615≤|h/r|及/或|h/r|≤0.9。

进一步地，一具体实施例中，第六像侧表面s12上具有一个以上的反曲点p，而最接近成像面的反曲点p满足前述条件。

由此，第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5以及第六透镜l6组合出了光学镜头100，使光学镜头100具有低畸变值以及高解像力的特性。

一实施例中，光学镜头100还可包含光圈st、第一光学片f1以及/或第二光学片f2，于成像面ima上还可设置一影像撷取单元(未绘示)，其可对穿透光学镜头100的入射光束进行光电转换。光圈sto可控制入射光量，以及入射光穿透光圈sto后与光轴a所夹的相对角度，能够有效缩短镜头尺寸，其中光圈sot可设置于第一透镜l1的物侧，但不以此为限，光圈sot也可设置在任二透镜之间或第六透镜l6与成像面ima之间；第一光学片f1为红外线滤波片(irfilter)，而第二光学片f2为透明保护玻璃。在其他实施方式中，第一光学片f1与第二光学片f2亦可整合成一光学元件并达到实质相同的功效。

综上所述，本发明所提出的光学镜头具有低畸变、大光圈、大视域、小体积以及低成本的特点，且第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5以及第六透镜l6可彼此独立，光学镜头100整体具有制造程序简单的优点。

本发明已由范例及上述实施方式描述，应了解本发明并不限于所揭露的实施方式。相反的，本发明涵盖多种更动及近似的布置(如，此领域中的通常技艺者所能明显得知者)。因此，附加的权利要求应依据最宽的解释以涵盖所有此类更动及近似布置。