TWI595260B

TWI595260B - 成像鏡頭

Info

Publication number: TWI595260B
Application number: TW104123652A
Authority: TW
Inventors: 陳柏言; 張錫齡
Original assignee: 亞太精密工業（深圳）有限公司; 亞太光電股份有限公司
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-08-11
Also published as: TW201704799A

Description

成像鏡頭

本發明係有關於一種成像鏡頭。

數位相機與手機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成像鏡頭需求大增。習知的五片透鏡組成的成像鏡頭大都採用一片低阿貝係數(Abbe Number)透鏡與四片高阿貝係數(Abbe Number)透鏡組合，再搭配前置光圈，以達到成像鏡頭小型化與提高解析度之目的。唯，仍未臻完善尚有改進之處，需要有另一種架構的成像鏡頭，才能滿足現今的需求。

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

本發明之成像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、一光圈、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，此第二透鏡之凸面朝向物側凹面朝向像側。第三透鏡為凸凹透鏡具有負屈光力，此第三透鏡之凸面朝向物側凹面朝向像側。第四透鏡為凹凸透鏡具有正屈光力，此第四透鏡之凹面朝向物側凸面朝向像側。第五透鏡為雙凹透鏡具有負屈光力。成像鏡頭滿足以下條件：1.10<D_L1/D_ST<10.90；其中， D_L1為第一透鏡之有效直徑，D_ST為光圈之有效直徑。

其中成像鏡頭滿足以下條件：1.10<D_L1/D_L2<1.35；其中，D_L1為第一透鏡之有效直徑，D_L2為第二透鏡之有效直徑。

其中第一透鏡、第四透鏡及第五透鏡之阿貝係數(Abbe Number)大於第二透鏡及第三透鏡之阿貝係數(Abbe Number)。

其中成像鏡頭滿足以下條件：Vd₁>40，Vd₂<40，Vd₃<40，Vd₄>40，Vd₅>40；其中，Vd₁為第一透鏡之阿貝係數(Abbe Number)，Vd₂為第二透鏡之阿貝係數(Abbe Number)，Vd₃為第三透鏡之阿貝係數(Abbe Number)，Vd₄為第四透鏡之阿貝係數(Abbe Number)，Vd₅為第五透鏡之阿貝係數(Abbe Number)。

其中第一透鏡、第三透鏡及第四透鏡滿足以下條件：-1.3<f/f₃+f/f₄-f/f₁<-0.1；其中，f為成像鏡頭之有效焦距，f₁為第一透鏡之有效焦距，f₃為第三透鏡之有效焦距，f₄為第四透鏡之有效焦距。

其中第三透鏡及第四透鏡滿足以下條件：-54.97<Vd₄-Vd₃<43.61；其中，Vd₃為第三透鏡之阿貝係數(Abbe Number)，Vd₄為第四透鏡之阿貝係數(Abbe Number)。

其中成像鏡頭滿足以下條件：0.6<SL/TTL<0.87；其中，SL為光圈至一成像面於光軸上之距離，TTL為第一透鏡之物側面至成像面於光軸上之距離。

其中第四透鏡係由玻璃材質製成。

其中第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第五透鏡係由塑膠材質製成。

其中光圈包括一光孔，此光孔之直徑可改變大小，以使光圈之有效直徑改變大小。

其中成像鏡頭滿足以下條件：1.4F13；其中，F為成像鏡頭之光圈值(F-number)。

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‧‧‧成像鏡頭

L11、L21、L31‧‧‧第一透鏡

L12、L22、L32‧‧‧第二透鏡

L13、L23、L33‧‧‧第三透鏡

L14、L24、L34‧‧‧第四透鏡

L15、L25、L35‧‧‧第五透鏡

ST1、ST2、ST3‧‧‧光圈

OF1、OF2、OF3‧‧‧濾光片

IMA1、IMA2、IMA3‧‧‧成像面

OA1、OA2、OA3‧‧‧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

第1圖係依據本發明之成像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圖之成像鏡頭之場曲圖。

第2B圖係第1圖之成像鏡頭之畸變圖。

第2C圖係第1圖之成像鏡頭之調變轉換函數圖。

第3圖係依據本發明之成像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圖之成像鏡頭之場曲圖。

第4B圖係第3圖之成像鏡頭之畸變圖。

第4C圖係第3圖之成像鏡頭之調變轉換函數圖。

第5圖係依據本發明之成像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圖之成像鏡頭之場曲圖。

第6B圖係第5圖之成像鏡頭之畸變圖。

第6C圖係第5圖之成像鏡頭之調變轉換函數圖。

請參閱第1圖，第1圖係依據本發明之成像鏡頭之第一實施例的透鏡配置與光路示意圖。成像鏡頭1沿著光軸OA1從物側至像側依序包括一第一透鏡L11、一第二透鏡L12、一光圈ST1、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一成像面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S13為凸面像側面S14為凹面，物側面S13與像側面S14皆為非球面表面。第三透鏡L13具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S16為凸面像側面S17為凹面，物側面S16與像側面S17皆為非球面表面。第四透鏡L14具有正屈光力由玻璃材質製成，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之物側面S112與像側面S113皆為平面。在第一實施例中，第一透鏡L11、第四透鏡L14及第五透鏡L15的阿貝係數大於第二透鏡L12及第三透鏡L13的阿貝係數。

另外，為使本發明之成像鏡頭能保持良好的光學性能，第一實施例中的成像鏡頭1需滿足底下十一條件：

1.10<D1_L11/D1_ST1<10.90 (1)

1.10<D1_L11/D1_L12<1.35 (2)

Vd1₁>40 (3)

Vd1₂<40 (4)

Vd1₃<40 (5)

Vd1₄>40 (6)

Vd1₅>40 (7)

-1.3<f1/f1₃+f1/f1₄-f1/f1₁<-0.1 (8)

-54.97<Vd1₄-Vd1₃<43.61 (9)

0.6<SL1/TTL1<0.87 (10)

其中，D1_L11為第一透鏡L11之有效直徑，D1_L12為第二透鏡L12之有效直徑，D1_ST1為光圈ST1之有效直徑，上述第一透鏡L11之有效直徑D1_L11是指從第一透鏡L11的一邊緣通過第一透鏡L11之中心點至另一邊緣的直線長度，第二透鏡L12之有效直徑D1_L12是指從第二透鏡L12的一邊緣通過第二透鏡L12之中心點至另一邊緣的直線長度，而光圈ST1之有效直徑D1_ST1是指光圈ST1的一光孔之直徑。Vd1₁為第一透鏡L11之阿貝係數(Abbe Number)，Vd1₂為第二透鏡L12之阿貝係數(Abbe Number)，Vd1₃為第三透鏡L13之阿貝係數(Abbe Number)，Vd1₄為第四透鏡L14之阿貝係數(Abbe Number)，Vd1₅為第五透鏡L15之阿貝係數(Abbe Number)，f1為成像鏡頭1之有效焦距，f1₁為第一透鏡L11之有效焦距，f1₃為第三透鏡L13之有效焦距，f1₄為第四透鏡L14之有效焦距，SL1為光圈ST1至成像面IMA1於光軸OA1上之距離，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。

利用上述透鏡與光圈ST1之設計，使得成像鏡頭1能有效的縮短鏡頭總長度、有效的修正像差、提升鏡頭解析度。

表一為第1圖中成像鏡頭1之各透鏡之相關參數表，表一資料顯示第一實施例之成像鏡頭1之有效焦距等於4.914mm、光圈值等於1.6、鏡頭總長度等於5.515mm、視角等於120°、第一透鏡L11的有效直徑等於2.68mm、第二透鏡L12的有效直徑等於2.030mm、光圈ST1的有效直徑等於1.998mm。

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)c²h²]^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。

第一實施例之成像鏡頭1，其第一透鏡L11的有效直徑D1_L11=2.68mm，第二透鏡L12的有效直徑D1_L12=2.030mm，光圈ST1的有效直徑D1_ST1=1.998mm，第一透鏡L11之阿貝係數(Abbe Number)Vd1₁=56.1，第二透鏡L12之阿貝係數(Abbe Number)Vd1₂=21.5，第三透鏡L13之阿貝係數(Abbe Number)Vd1₃=21.5，第四透鏡L14之阿貝係數(Abbe Number)Vd1₄=40.3，第五透鏡L15之阿貝係數(Abbe Number)Vd1₅=56.1，成像鏡頭1之有效焦距f1=4.914mm，第一透鏡L11之有效焦距f1₁=3.0183mm，第三透鏡L13之有效焦距f1₃=-13.9211mm，第四透鏡L14之有效焦距f1₄=3.9326mm，光圈ST1至成像面IMA1於光軸OA1上之距離SL1=3.778mm，第一透鏡L11之物側面S11至成像面IMA1於光軸OA1上之距離TTL1=5.515mm，由上述資料可得到D1_L11/D1_ST1=1.34、D1_L11/D1_L12=1.32、Vd1₁=56.1、Vd1₂=21.5、Vd1₃=21.5、Vd1₄=40.3、Vd1₅=56.1、f1/f1₃+f1/f1₄-f1/f1₁=-0.7314、Vd1₄-Vd1₃=18.8、SL1/TTL1=0.685、F1=1.6皆能滿足上述條件(1)至條件(11)之要求。

另外，第一實施例之成像鏡頭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，是第一實施例之成像鏡頭1的場曲(Field Curvature)圖。第2B圖所示的，是第一實施例之成像鏡頭1的畸變(Distortion)圖。第2C圖所示的，是第一實施例之成像鏡頭1的調變轉換函數(Modulation Transfer Function)圖。

由第2A圖可看出，第一實施例之成像鏡頭1對波長為0.435μm、0.555μm、0.650μm之光線所產生的子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向場曲介於-0.16mm至0.06mm之間。由第2B圖可看出，第一實施例之成像鏡頭1對波長為0.435μm、0.555μm、0.650μm之光線所產生的畸變介於0.0%至1.4%之間。由第2C圖可看出，第一實施例之成像鏡頭1對波長範圍介於0.435μm至0.650μm之光線，分別於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向，視場高度分別為0.000mm、0.6864mm、1.3728mm、2.4024mm、3.4320mm，空間頻率介於0lp/mm至446lp/mm，其調變轉換函數值介於0.0至1.0之間。顯見第一實施例之成像鏡頭1之場曲、畸變都能被有效修正，鏡頭解析度也能滿足要求，從而得到較佳的光學性能。

上述第一實施例中，當光圈ST1的有效直徑改變大小，分別調整為2.348mm、1.458mm、0.954mm、0.246mm時，成像鏡頭1之光圈值將分別變為1.4、2.4、3.4、13，其相對之D1_L11/D1_ST1之最大值等於2.68/0.246=10.894、最小值等於2.68/2.348=1.141，皆能滿足上述條件(1)之要求，經由改變光圈ST1的有效直徑大小，可以控制成像鏡頭1之入光量，使成像面IMA1之照度改變。另一方面，改變光圈ST1的有效直徑可控制景深，當光圈ST1的有效直徑越大，景深越淺，當光圈ST1的有效直徑越小，景深越深。

請參閱第3圖，第3圖係依據本發明之成像鏡頭之第二實施例的透鏡配置與光路示意圖。成像鏡頭2沿著光軸OA2從物側至像側依序包括一第一透鏡L21、一第二透鏡L22、一光圈ST2、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一成像面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S23為凸面像側面S24為凹面，物側面S23與像側面S24皆為非球面表面。第三透鏡L23具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S26為凸面像側面S27為凹面，物側面S26與像側面S27皆為非球面表面。第四透鏡L24具有正屈光力由玻璃材質製成，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之物側面S212與像側面S213皆為平面。在第二實施例中，第一透鏡L21、第四透鏡L24及第五透鏡L25的阿貝係數大於第二透鏡L22及第三透鏡L23的阿貝係數。

另外，為使本發明之成像鏡頭能保持良好的光學性能，第二實施例中的成像鏡頭2需滿足底下十一條件：

1.10<D2_L21/D2_ST2<10.90 (12)

1.10<D2_L21/D2_L22<1.35 (13)

Vd2₁>40 (14)

Vd2₂<40 (15)

Vd2₃<40 (16)

Vd2₄>40 (17)

Vd2₅>40 (18)

-1.3<f2/f2₃+f2/f2₄-f2/f2₁<-0.1 (19)

-54.97<Vd2₄-Vd2₃<43.61 (20)

0.6<SL2/TTL2<0.87 (21)

其中，D2_L21為第一透鏡L21之有效直徑，D2_L22為第二透鏡L22之有效直徑，D2_ST2為光圈ST2之有效直徑，上述第一透鏡L21之有效直徑D2_L21是指從第一透鏡L21的一邊緣通過第一透鏡L21之中心點至另一邊緣的直線長度，第二透鏡L22之有效直徑D2_L22是指從第二透鏡L22的一邊緣通過第二透鏡L22之中心點至另一邊緣的直線長度，而光圈ST2之有效直徑D2_ST2是指光圈ST2的一光孔之直徑。Vd2₁為第一透鏡L21之阿貝係數(Abbe Number)，Vd2₂為第二透鏡L22之阿貝係數(Abbe Number)，Vd2₃ 為第三透鏡L23之阿貝係數(Abbe Number)，Vd2₄為第四透鏡L24之阿貝係數(Abbe Number)，Vd2₅為第五透鏡L25之阿貝係數(Abbe Number)，f2為成像鏡頭2之有效焦距，f2₁為第一透鏡L21之有效焦距，f2₃為第三透鏡L23之有效焦距，f2₄為第四透鏡L24之有效焦距，SL2為光圈ST2至成像面IMA2於光軸OA2上之距離，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。

利用上述透鏡與光圈ST2之設計，使得成像鏡頭2能有效的縮短鏡頭總長度、有效的修正像差、提升鏡頭解析度。

表三為第3圖中成像鏡頭2之各透鏡之相關參數表，表三資料顯示第二實施例之成像鏡頭2之有效焦距等於4.837mm、光圈值等於1.6、鏡頭總長度等於5.493mm、視角等於120°、第一透鏡L21的有效直徑等於2.74mm、第二透鏡L22的有效直徑等於2.314mm、光圈ST2的有效直徑等於2.052mm。

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)c²h²]^1/2}+Ah⁴+Bh⁶+Ch⁸+Dh¹⁰+Eh¹²+Fh¹⁴+Gh¹⁶

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。

第二實施例之成像鏡頭2，其第一透鏡L21的有效直徑 D2_L21=2.74mm，第二透鏡L22的有效直徑D2_L22=2.314mm，光圈ST2的有效直徑D2_ST2=2.052mm第一透鏡L21之阿貝係數(Abbe Number)Vd2₁=56.1，第二透鏡L22之阿貝係數(Abbe Number)Vd2₂=21.5，第三透鏡L23之阿貝係數(Abbe Number)Vd2₃=35，第四透鏡L24之阿貝係數(Abbe Number)Vd2₄=50，第五透鏡L25之阿貝係數(Abbe Number)Vd2₅=56.1，成像鏡頭2之有效焦距f2=4.837mm，第一透鏡L21之有效焦距f2₁=3.0152mm，第三透鏡L23之有效焦距f2₃=-14.3156mm，第四透鏡L24之有效焦距f2₄=3.9271mm，光圈ST2至成像面IMA2於光軸OA2上之距離SL2=3.897mm，第一透鏡L21之物側面S21至成像面IMA2於光軸OA2上之距離TTL2=5.493mm，由上述資料可得到D2_L21/D2_ST2=1.34、D2_L21/D2_L22=1.18、Vd2₁=56.1、Vd2₂=21.5、Vd2₃=35、Vd2₄=50、Vd2₅=56.1、f2/f2₃+f2/f2₄-f2/f2₁=-0.71、Vd2₄-Vd2₃=15、SL2/TTL2=0.709、F2=1.6皆能滿足上述條件(12)至條件(22)之要求。

另外，第二實施例之成像鏡頭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，是第二實施例之成像鏡頭2的場曲(Field Curvature)圖。第4B圖所示的，是第二實施例之成像鏡頭2的畸變(Distortion)圖。第4C圖所示的，是第二實施例之成像鏡頭2的調變轉換函數(Modulation Transfer Function)圖。

由第4A圖可看出，第二實施例之成像鏡頭2對波長為0.470μm、0.555μm、0.650μm之光線所產生的子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向場曲介於-0.020mm至0.035mm之間。由第4B圖可看出，第二實施例之成像鏡頭2對波長為0.470μm、0.555μm、0.650μm之光線所產生的畸變介於0.0%至0.6%之間。由第4C圖可看出，第二實施例之成像鏡頭2對波長範圍介於0.470μm至0.650μm之光線，分別於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向，視場高度分別為0.000mm、0.6864mm、1.3728mm、2.4024mm、3.4320mm，空間頻率介於0lp/mm至446lp/mm，其調變轉換函數值介於0.0至1.0之間。顯見第二實施例之成像鏡頭2之場曲、畸變都能被有效修正，鏡頭解析度也能滿足要求，從而得到較佳的光學性能。

上述第二實施例中，當光圈ST2的有效直徑改變大小，分別調整為2.222mm、1.41mm、0.98mm、0.252mm時，成像鏡頭2之光圈值將分別變為1.4、2.4、3.4、13，其相對之D2_L21/D2_ST2之最大值等於2.74/0.252=10.873、最小值等於2.74/2.222=1.233，皆能滿足上述條件(12)之要求，經由改變光圈ST2的有效直徑大小，可以控制成像鏡頭2之入光量，使成像面IMA2之照度改變。另一方面，改變光圈ST2的有效直徑可控制景深，當光圈ST2的有效直徑越大，景深越淺，當光圈ST2的有效直徑越小，景深越深。

請參閱第5圖，第5圖係依據本發明之成像鏡頭之第三實施例的透鏡配置與光路示意圖。成像鏡頭3沿著光軸OA3從物側至像側依序包括一第一透鏡L31、一第二透鏡L32、一光圈ST3、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一成像面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S33為凸面像側面S34為凹面，物側面S33與像側面S34皆為非球面表面。第三透鏡L33具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S36為凸面像側面S37 為凹面，物側面S36與像側面S37皆為非球面表面。第四透鏡L34具有正屈光力由玻璃材質製成，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之物側面S312與像側面S313皆為平面。在第三實施例中，第一透鏡L31、第四透鏡L34及第五透鏡L35的阿貝係數大於第二透鏡L32及第三透鏡L33的阿貝係數。

另外，為使本發明之成像鏡頭能保持良好的光學性能，第三實施例中的成像鏡頭3需滿足底下十一條件：

1.10<D3_L31/D3_ST3<10.90 (23)

1.10<D3_L31/D3_L32<1.35 (24)

Vd3₁>40 (25)

Vd3₂<40 (26)

Vd3₃<40 (27)

Vd3₄>40 (28)

Vd3₅>40 (29)

-1.3<f3/f3₃+f3/f3₄-f3/f3₁<-0.1 (30)

-54.97<Vd3₄-Vd3₃<43.61 (31)

0.6<SL3/TTL3<0.87 (32)

其中，D3_L31為第一透鏡L31之有效直徑，D3_L32為第二透鏡L32之有效直徑，D3_ST3為光圈ST3之有效直徑，上述第一透鏡L31之有效直徑D3_L31是指從第一透鏡L31的一邊緣通過第一透鏡L31之中心點至另一邊緣的直線長度，第二透鏡L32之有效直徑D3_L32是指從第二透鏡L32的一邊緣通過第二透鏡L32之中心點至另一邊緣的直線長度，而光圈ST3之有效直徑D3_ST3是指光圈ST3的一光孔之直徑。Vd3₁為第一透鏡L31之阿貝係數(Abbe Number)，Vd3₂為第二透鏡L32之阿貝係數(Abbe Number)，Vd3₃為第三透鏡L33之阿貝係數(Abbe Number)，Vd3₄為第四透鏡L34之阿貝係數(Abbe Number)，Vd3₅為第五透鏡L35之阿貝係數(Abbe Number)，f3為成像鏡頭3之有效焦距，f3₁為第一透鏡L31之有效焦距，f3₃為第三透鏡L33之有效焦距，f3₄為第四透鏡L34之有效焦距，SL3為光圈ST3至成像面IMA3於光軸OA3上之距離，TTL3為第一透鏡L31之物側面S31至成像面LMA3於光軸OA3上之距離。

利用上述透鏡與光圈ST3之設計，使得成像鏡頭3能有效的縮短鏡頭總長度、有效的修正像差、提升鏡頭解析度。

表五為第5圖中成像鏡頭3之各透鏡之相關參數表，表五資料顯示第三實施例之成像鏡頭3之有效焦距等於4.885mm、光圈值等於1.6、鏡頭總長度等於5.494mm、視角等於120°、第一透鏡L31的有效直徑等於2.59mm、第二透鏡L32的有效直徑等於2.268mm、光圈ST3的有效直徑等於2.084mm。

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)c²h²]^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。

第三實施例之成像鏡頭3，其第一透鏡L31的有效直徑D3_L31=2.59mm，第二透鏡L32的有效直徑D3_L32=2.268mm，光圈ST3的有效直徑D3_ST3=2.084mm，第一透鏡L31之阿貝係數(Abbe Number)Vd3₁=56.1，第二透鏡L32之阿貝係數(Abbe Number)Vd3₂=21.5，第三透鏡L33之阿貝係數(Abbe Number)Vd3₃=21.5，第四透鏡L34之阿貝係數(Abbe Number)Vd3₄=60，第五透鏡L35之阿貝係數(Abbe Number)Vd3₅=56.1，成像鏡頭3之有效焦距f3=4.885mm，第一透鏡L31之有效焦距f3₁=3.017mm，第三透鏡L33之有效焦距f3₃=-14.362mm，第四透鏡L34之有效焦距f3₄=3.913mm，光圈ST3至成像面IMA3於光軸OA3上之距離SL3=3.911mm，第一透鏡L31之物側面S31至成像面IMA3於光軸OA3上之距離TTL3=5.494mm，由上述資料可得到D3_L31/D3_ST3=1.24、D3_L31/D3_L32=1.14、Vd3₁=56.1、Vd3₂=21.5、Vd3₃=21.5、Vd3₄=60、Vd3₅=56.1、f3/f3₃+f3/f3₄-f3/f3₁=-0.7111、Vd3₄-Vd3₃=38.5、SL3/TTL3=0.711、F3=1.6皆能滿足上述條件(23)至條件(33)之要求。

另外，第三實施例之成像鏡頭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，是第三實施例之成像鏡頭3的場曲(Field Curvature)圖。第6B圖所示的，是第三實施例之成像鏡頭3的畸變(Distortion)圖。第6C圖所示的，是第三實施例之成像鏡頭3的調變轉換函數(Modulation Transfer Function)圖。

由第6A圖可看出，第三實施例之成像鏡頭3對波長為0.470μm、0.555μm、0.650μm之光線所產生的子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向場曲介於-0.04mm至0.06mm之間。由第6B圖可看出，第三實施例之成像鏡頭3對波長為0.470μm、0.555μm、0.650μm之光線所產生的畸變介於-0.2%至0.4%之間。由第6C圖可看出，第三實施例之成像鏡頭3對波長範圍介於0.470μm至0.650μm之光線，分別於子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向，視場高度分別為0.000mm、0.6864mm、1.3728mm、2.4024mm、3.4320mm，空間頻率介於0lp/rmm至446lp/mm，其調變轉換函數值介於0.0至1.0之間。顯見第三實施例之成像鏡頭3之場曲、畸變都能被有效修正，鏡頭解析度也能滿足要求，從而得到較佳的光學性能。

上述第三實施例中，當光圈ST3的有效直徑改變大小，分別調整為2.258mm、1.434mm、0.996mm、0.256mm時，成像鏡頭3之光圈值將分別變為1.4、2.4、3.4、13，其相對之D3_L31/D3_ST3之最大值等於2.59/0.256=10.117、最小值等於2.59/2.258=1.147，皆能滿足上述條件(23)之要求，經由改變光圈ST1的有效直徑大小，可以控制成像鏡頭1之入光量，使成像面IMA1之照度改變。另一方面，改變光圈ST1的有效直徑可控制景深，當光圈ST1的有效直徑越大，景深越淺，當光圈ST1的有效直徑越小，景深越深。

1‧‧‧成像鏡頭

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

OA1‧‧‧光軸

IMA1‧‧‧成像面

S11、S12、S13、S14、S15‧‧‧面

S16、S17、S18、S19、S110‧‧‧面

S111、S112、S113‧‧‧面

Claims

一種成像鏡頭，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；一光圈；一第三透鏡，該第三透鏡為凸凹透鏡具有負屈光力，該第三透鏡之凸面朝向該物側凹面朝向該像側；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，該第五透鏡為雙凹透鏡具有負屈光力；其中該成像鏡頭滿足以下條件：1.10<D_L1/D_ST<10.90其中，D_L1為該第一透鏡之有效直徑，D_ST為該光圈之有效直徑。
如申請專利範圍第1項所述之成像鏡頭，其中該成像鏡頭滿足以下條件：1.10<D_L1/D_L2<1.35其中，D_L1為該第一透鏡之有效直徑，D_L2為該第二透鏡之有效直徑。
如申請專利範圍第1項所述之成像鏡頭，其中該第一透鏡、該第四透鏡以及該第五透鏡之阿貝係數(Abbe Number)大於該第二透鏡以及該第三透鏡之阿貝係數(Abbe Number)。
如申請專利範圍第1項所述之成像鏡頭，其中該成像鏡頭滿足以下條件：Vd₁>40 Vd₂<40 Vd₃<40 Vd₄>40 Vd₅>40其中，Vd₁為該第一透鏡之阿貝係數(Abbe Number)，Vd₂為該第二透鏡之阿貝係數(Abbe Number)，Vd₃為該第三透鏡之阿貝係數(Abbe Number)，Vd₄為該第四透鏡之阿貝係數(Abbe Number)，Vd₅為該第五透鏡之阿貝係數(Abbe Number)。
如申請專利範圍第1項所述之成像鏡頭，其中該第一透鏡、該第三透鏡以及該第四透鏡滿足以下條件：-1.3<f/f₃+f/f₄-f/f₁<-0.1其中，f為該成像鏡頭之有效焦距，f₁為該第一透鏡之有效焦距，f₃為該第三透鏡之有效焦距，f₄為該第四透鏡之有效焦距。
如申請專利範圍第1項所述之成像鏡頭，其中該第三透鏡以及該第四透鏡滿足以下條件：-54.97<Vd₄-Vd₃<43.61其中，Vd₃為該第三透鏡之阿貝係數(Abbe Number)，Vd₄為該第四透鏡之阿貝係數(Abbe Number)。
如申請專利範圍第1項所述之成像鏡頭，其中該成像鏡頭滿足以下條件：0.6<SL/TTL<0.87其中，SL為該光圈至一成像面於該光軸上之距離，TTL為該第一透鏡之物側面至該成像面於該光軸上之距離。
如申請專利範圍第1項所述之成像鏡頭，其中該第四透鏡係由玻璃材質製成。
如申請專利範圍第1項所述之成像鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三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項所述之成像鏡頭，其中該光圈包括一光孔，該光孔之直徑可改變大小，以使該光圈之有效直徑改變大小。
如申請專利範圍第10項所述之成像鏡頭，其中該成像鏡頭滿足以下條件：1.4F13其中，F為該成像鏡頭之光圈值(F-number)。