TWI792063B

TWI792063B - 鏡頭裝置（七）

Info

Publication number: TWI792063B
Application number: TW109134147A
Authority: TW
Inventors: 施銘偉
Original assignee: 大陸商信泰光學（深圳）有限公司; 亞洲光學股份有限公司
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2023-02-11
Also published as: TW202215094A

Abstract

一種鏡頭裝置包括至少一個透鏡群、一第一反射元件及一第二反射元件。此透鏡群沿著一光路從一第一側進入鏡頭裝置至一第二側進行成像排列。第一反射元件包括一第一反射面，第一反射元件設置於第一側及透鏡群之間。第二反射元件包括一第二反射面，設置於第一反射面以及第二側之間。鏡頭裝置滿足以下條件：22mm<G1+LB<49mm；其中G1為最靠近第一側的透鏡群之所有透鏡之一最大光學有效直徑，LB為第一反射面至第二反射面於光路上之一間距。

Description

鏡頭裝置(七)

本發明係有關於一種鏡頭裝置。

請參閱第1圖，第1圖係習知潛望式鏡頭裝置之示意圖，鏡頭裝置10包括一第一反射元件P、一第一透鏡群LG1、一第二透鏡群LG2、一第三透鏡群LG3及一影像感測元件(只圖示感測面SS)。第一反射元件P、第一透鏡群LG1、第二透鏡群LG2、第三透鏡群LG3及影像感測元件沿著一光路OA從一第一側至一第二側依序排列。成像時，來自一第三側之光線，沿著一垂直軸VA由第一入射面Sin入射第一反射元件P，經第一反射面Sref反射改變行進方向，再依序通過第一出射面Sout、第一透鏡群LG1、第二透鏡群LG2、第三透鏡群LG3，最後成像於一成像面IMA(感測面SS)。雖然上述的習知潛望式鏡頭裝置應用於手機可縮短手機厚度，但鏡頭總長度(第一反射面Sref至成像面IMA沿著光路OA之間距)並沒有縮短。隨著手機所使用的鏡頭數量愈來愈多以及光學變焦的需求，習知的潛望式鏡頭裝置仍須更進一步縮短鏡頭總長度，才能滿足現今手機多鏡頭及光學變焦之需求。所以需要有另一種新架構的鏡頭裝置才能同時滿足小型化、薄型化及具備光學變焦功能之需求。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種鏡頭裝置，其鏡頭總長度較短、具備薄型化、具備光學變焦功能，但是仍具有良好的光學性能。

本發明之鏡頭裝置包括至少一個透鏡群、一第一反射元件及一第二反射元件。此透鏡群沿著一光路從一第一側進入鏡頭裝置至一第二側進行成像排列。第一反射元件包括一第一反射面，第一反射元件設置於第一側及透鏡群之間。第二反射元件包括一第二反射面，設置於第一反射面以及第二側之間。鏡頭裝置滿足以下條件：22mm<G1+LB<49mm；其中G1為最靠近第一側的透鏡群之所有透鏡之一最大光學有效直徑，LB為第一反射面至第二反射面於光路上之一間距。

其中當鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，此等透鏡群各包括至少一透鏡，此第一反射元件可更包括一第一入射面及一第一出射面，此第一入射面與此第一出射面互相垂直，鏡頭裝置至少滿足以下任一條件：45mm<LA<70mm；20mm<LB<42mm；1<LA/LB<5；4mm<C

7.5mm；4mm<G1<7mm；2.5mm<G3<5.5mm；25mm<C+LB<50mm；其中LA為第一反射面至一成像面於光路上之一間距，LB為第一反射面至第二反射面於光路上之一間距，G1為最靠近第一側的透鏡群之所有透鏡之一最大光學有效直徑，G3為最靠近第二側的透鏡群之所有透鏡之一最大光學有效直徑，C為第一反射元件之一厚度，此厚度等於第一出射面沿著垂直第一入射面的方向之一邊長長度。

其中當鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，此等透鏡群可全部同時沿著光路移動，以使鏡頭裝置由一廣角端變焦至一望遠端，此等透鏡群各包括至少一透鏡。

其中當鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，此等透鏡群可部份同時沿著光路移動，以使鏡頭裝置由一廣角端變焦至一望遠端，此等透鏡群各包括至少一透鏡。

其中當鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，此等透鏡群可由單獨一個透鏡群沿著光路移動，以使鏡頭裝置由一廣角端變焦至一望遠端，此等透鏡群各包括至少一透鏡。

其中最靠近第一側的透鏡群包括至少一透鏡，第一反射元件可更包括一第一入射面及一第一出射面，此第一入射面與此第一出射面互相垂直，鏡頭裝置滿足以下條件：1<C/G1<2；其中C為第一反射元件之一厚度，此厚度等於第一出射面沿著垂直第一入射面的方向之一邊長長度，G1為最靠近第一側的透鏡群之所有透鏡之一最大光學有效直徑。

其中當鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，最靠近第二側的透鏡群包括至少一透鏡，第一反射元件可更包括一第一入射面及一第一出射面，此第一入射面與此第一出射面互相垂直，鏡頭裝置滿足以下條件：1.1<C/G3<2.2；其中C為第一反射元件之一厚度，此厚度等於第一出射面沿著垂直第一入射面的方向之一邊長長度，G3為最靠近第二側的透鏡群之所有透鏡之一最大光學有效直徑。

本發明之鏡頭裝置可更包括一影像感測元件，此影像感測元件包括一感測面，此感測面設置於一成像面，此感測面包括一長邊及一短邊。

其中當鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，一入射光依序通過第一反射元件、最靠近第一側的透鏡群、第二靠近第二側的透鏡群、第二反射元件及最靠近第二側的透鏡群，再成像於影像感測元件。

其中第一反射元件可更包括一第一入射面及一第一出射面，此第一入射面與此第一出射面互相垂直，鏡頭裝置滿足以下條件：1.2<C/S<3.5；其中C為第一反射元件之一厚度，此厚度等於第一出射面沿著垂直第一入射面的方向之一邊長長度，S為感測面之一短邊長度。

其中第一反射元件為稜鏡或反射鏡，第二反射元件為稜鏡或反射鏡。

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、10:鏡頭裝置

P、P1:第一反射元件

LG1、LG11:第一透鏡群

LG2、LG12:第二透鏡群

P2:第二反射元件

LG3、LG13:第三透鏡群

IMA、IMA1:成像面

SS、SS1、SS2:感測面

OA、OA1:光路

VA、VA1:垂直軸

Sin、S1in:第一入射面

Sref、S1ref:第一反射面

Sout、S1out:第一出射面

S2in:第二入射面

S2ref:第二反射面

S2out:第二出射面

IP11、IP12:點

C:厚度

A:長邊

B:短邊

第1圖係習知潛望式鏡頭裝置之示意圖。

第2圖係依據本發明之鏡頭裝置之第一實施例於廣角端時之示意圖。

第3圖係依據本發明之鏡頭裝置之第一實施例於變焦時之示意圖。

第4圖係依據本發明之鏡頭裝置之第一反射元件之示意圖。

第5圖係依據本發明之鏡頭裝置之感測面之示意圖。

本發明提供一種鏡頭裝置，包括：至少一個透鏡群，此透鏡群沿著一光路從一第一側進入鏡頭裝置至一第二側進行成像排列；一第一反射元件，此第一反射元件包括一第一反射面，第一反射元件設置於第一側及透鏡群之間；及一第二反射元件，此第二反射元件包括一第二反射面，第二反射元件設置於第一反射面及第二側之間；鏡頭裝置滿足以下條件：22mm<G1+LB<49mm；其中G1為最靠近第一側的透鏡群之所有透鏡之一最大光學有效直徑，LB為第一反射面至第二反射面於光路上之一間距。

請參閱第2圖，第2圖係依據本發明之鏡頭裝置之第一實施例於廣角端時之示意圖，鏡頭裝置1包括複數個透鏡群、一第一反射元件P1、一第反射元件P2及一影像感測元件(只圖示感測面SS1)。

複數個透鏡群包括一最靠近第一側的透鏡群LG11、一第二靠近第二側的透鏡群LG12及一最靠近第二側的透鏡群LG13，最靠近第一側的透鏡群LG11、第二靠近第二側的透鏡群LG12及最靠近第二側透的鏡群LG13分別各包括至少一透鏡(未圖示)，最靠近第一側的透鏡群LG11、第二靠近第二側的透鏡群LG12及最靠近第二側透的鏡群LG13沿著一光路OA1從一第一側至一第二側依序排列，最靠近第一側的透鏡群LG11即最靠近第一側，第二靠近第二側的透鏡群LG12即第二靠近第二側，最靠近第二側的透鏡群LG13即最靠近第二側。其中，該光路OA1即為入射光於光軸上的路徑，亦可視為光軸。

第一反射元件P1為一稜鏡包括一第一入射面S1in、一第一反射面S1ref及一第一出射面S1out，第一入射面S1in沿著垂直軸VA1朝向一第三側，第一反射面S1ref沿著光路OA1朝向第二側，第一出射面S1out沿著光路OA1朝向第二側，第一入射面S1in與第一出射面S1out互相垂直，第一反射元件P1也可以是一反射鏡，當為反射鏡時可以僅包含一反射面，第一反射元件P1設置於第一側與最靠近第一側的透鏡群LG11之間。

第二反射元件P2為一稜鏡包括一第二入射面S2in、一第二反射面S2ref及一第二出射面S2out，第二入射面S2in沿著光路OA1朝向第一側，第二反射面S2ref沿著光路OA1朝向第二側，第二出射面S2out沿著光路OA1朝向第二側，第二入射面S2in與第二出射面S2out互相垂直，第二反射元件P2也可以是一反射鏡，當為反射鏡時可以僅包含一反射面，第二反射元件P2設置於第二靠近第二側的透鏡群LG12與最靠近第二側透的鏡群LG13之間。

影像感測元件包括一感測面SS1，感測面SS1與一成像面IMA1重合。感測面SS1呈矩形狀包括一長邊A及一短邊B(如第5圖所示)，長邊長度L比短邊長度S為4比3(如第5圖所示，L：S=4.184mm：3.138mm=4：3)。上述影像感測元件也可更換，使其感測面SS2之長邊長度L比短邊長度S為16比9(例如，L：S=4.558mm：2.564mm=16：9)，亦應屬本發明之範疇。

光路OA1與第一反射面S1ref相交於一點IP11、與第二反射面S2ref相交於一點IP12後改變方向往第二側，一垂直軸VA1垂直通過第一入射面S1in與光路OA1及第一反射面S1ref相交於點IP11，垂直軸VA1經點IP11轉向90度至點IP12再轉向90度後垂直通過成像面IMA1的連線即為鏡頭裝置1之光軸。成像時，來自第三側之一入射光由第一入射面S1in入射第一反射元件P1，經第一反射面S1ref反射改變行進方向，再依序通過第一出射面S1out、最靠近第一側的透鏡群LG11、第二靠近第二側的透鏡群LG12、第二入射面S2in，再經第二反射面S2ref反射改變行進方向，再依序通過第二出射面S2out、最靠近第二側的透鏡群LG13，最後成像於成像面 IMA1(感測面SS1)，成像面IMA1(感測面SS1)與第一入射面S1in互相垂直。換言之，入射光依序通過第一反射元件P1、最靠近第一側的透鏡群LG11、第二靠近第二側的透鏡群LG12、第二反射元件P2、最靠近第二側的透鏡群LG1，再成像於影像感測元件。

最靠近第一側的透鏡群LG11、第二靠近第二側的透鏡群LG12及最靠近第二側透的鏡群LG13，可全部同時沿著光路OA1移動，以使鏡頭裝置由一廣角端變焦至一望遠端(未圖示)，或最靠近第一側的透鏡群LG11、第二靠近第二側的透鏡群LG12及最靠近第二側透的鏡群LG13，可部份同時沿著光路OA1移動，以使鏡頭裝置由一廣角端變焦至一望遠端(如第3圖所示)，或最靠近第一側的透鏡群LG11、第二靠近第二側的透鏡群LG12及最靠近第二側透的鏡群LG13，可由單獨一個透鏡群沿著光路OA1移動，以使鏡頭裝置由一廣角端變焦至一望遠端(未圖示)。

另外，鏡頭裝置1至少滿足底下其中一條件：1<LA/LB<5 (1)

1<C/G1<2 (2)

1.1<C/G3<2.2 (3)

1.2<C/S<3.5 (4)

25mm<C+LB<50mm (5)

45mm<LA<70mm (6)

20mm<LB<42mm (7)

4mm<G1<7mm (9)

2.5mm<G3<5.5mm (10)

22mm<G1+LB<49mm； (11)

其中，LA為第一反射面S1ref至成像面SS1於光路OA1上之一間距，LB為第一反射面S1ref至第二反射面S2ref於光路OA1上之一間距，C為第一反射元件P1之一厚度，此厚度等於第一出射面S1out沿著垂直第一入射面S1in的方向之一邊長(如第4圖標示C)，G1為最靠近第一側的透鏡群LG11之所有透鏡之一最大光學有效直徑，G3為最靠近第二側的透鏡群LG13之所有透鏡之一最大光學有效直徑，S為感測面SS1之短邊B長度。

利用上述透鏡群、第一反射元件P1、第二反射元件P2、影像感測元件及至少滿足條件(1)至條件(10)其中一條件之設計，使得鏡頭裝置1能有效的縮短鏡頭總長度，增加手機內的可利用空間，並能夠以更長的焦距長度，達成更高倍率的光學變焦。

當滿足條件(1)：1<LA/LB<5時，可擁有更長的焦距並同時達成鏡頭裝置總長度縮短的效果，並且使手機在多鏡頭排列組合上增加更大的空間。

當滿足條件(2)：1<C/G1<2時，有利於鏡頭裝置的組裝，可提高製作良率。

當滿足條件(3)：1.1<C/G3<2.2時，可有效控制最靠近第二側的透鏡群之光學有效直徑及屈光力變化，有助於自動對焦功能及鏡頭裝置微型化。

當滿足條件(4)：1.2<C/S<3.5時，可適當控制第一反射元件之厚度與感測面之短邊長度的比例，可利於縮減鏡頭裝置厚度，達到薄型化之目的。

當滿足條件(5)：25mm<C+LB<50mm時，藉此，有助於鏡頭裝置的微型化並且兼具達到更佳的光學規格，此外亦可維持鏡頭裝置的製造品質以及尺寸的安定性。

當滿足條件(6)~(10)：45mm<LA<70mm、20mm<LB<42mm、4mm<C

7.5mm、4mm<G1<7mm、2.5mm<G3<5.5mm時，可使鏡頭裝置之光學成像系統的總長度控制在適當範圍內以配合各種應用，並有助於調整透鏡群的配置，進而對於鏡頭裝置壓縮尺寸與體積有所改善，並且可提升影像感測元件的響應效率，同時使得鏡頭裝置的組裝便利性大幅提升，亦可在壓縮光學系統總長度與增大影像感測元件的感測面之間取得平衡。

當滿足條件(11)：22mm<G1+LB<49mm時，有利於調整光學成像系統在物側端的透鏡分布，進而有助於壓縮鏡頭裝置總長度，以及可避免最靠近第一側的透鏡群的屈光力過強，以降低光學成像系統的敏感度並且減少像差。

表一、表二及表三為第一實施例之鏡頭裝置1之相關參數值及其對應條件(1)至條件(11)之計算值，由表一、表二及表三可知，第一實施例之鏡頭裝置1皆能滿足條件(1)至條件(11)之要求。

上述實施例中，鏡頭裝置包括一最靠近第一側的透鏡群、一第二靠近第二側的透鏡群及一最靠近第二側的透鏡群等共三個透鏡群，然而可以了解到，鏡頭裝置也可只包括僅一個透鏡群、二個透鏡群或至少四個透鏡群，亦應屬本發明之範疇。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此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。

1:鏡頭裝置

P1:第一反射元件

LG11:第一透鏡群

LG12:第二透鏡群

P2:第二反射元件

LG13:第三透鏡群

IMA1:成像面

SS1:感測面

OA1:光路

VA1:垂直軸

S1in:第一入射面

S1ref:第一反射面

S1out:第一出射面

S2in:第二入射面

S2ref:第二反射面

S2out:第二出射面

IP11、IP12:點

Claims

一種鏡頭裝置，包括：至少一個透鏡群；一第一反射元件；以及一第二反射元件；其中該透鏡群沿著一光路從一第一側進入該鏡頭裝置至一第二側進行成像排列；其中該第一反射元件包括一第一反射面，該第一反射元件設置於該第一側以及該透鏡群之間；其中該第二反射元件包括一第二反射面，該第二反射元件設置於該第一反射面以及該第二側之間；其中該鏡頭裝置滿足以下條件：22mm<G1+LB<49mm；其中G1為最靠近該第一側的透鏡群中所有透鏡之一最大光學有效直徑，LB為該第一反射面至該第二反射面於該光路上之一間距。
如申請專利範圍第1項所述之鏡頭裝置，其更包括一影像感測元件，該影像感測元件包括一感測面，該感測面設置於一成像面，該感測面包括一長邊以及一短邊。
如申請專利範圍第1項所述之鏡頭裝置，其中當該鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，該等透鏡群可全部同時沿著該光路移動、該等透鏡群可部份同時沿著該光路移動或該等透鏡群可由單獨一個透鏡群沿著該光路移動，以使該鏡頭裝置由一廣角端變焦至一望遠端，該等透鏡群各包括至少一透鏡。
如申請專利範圍第1項所述之鏡頭裝置，其中最靠近該第一側的透鏡群包括至少一透鏡，該第一反射元件更包括一第一入射面以及一第一出射面，該第一入射面與該第一出射面互相垂直，該鏡頭裝置滿足以下條件：1<C/G1<2；其中C為該第一反射元件之一厚度，該厚度等於該第一出射面沿著垂直該第一入射面的方向之一邊長長度。
如申請專利範圍第1項所述之鏡頭裝置，其中當該鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，最靠近該第二側的透鏡群包括至少一透鏡，該第一反射元件更包括一第一入射面以及一第一出射面，該第一入射面與該第一出射面互相垂直，該鏡頭裝置滿足以下條件：1.1<C/G3<2.2；其中C為該第一反射元件之一厚度，該厚度等於該第一出射面沿著垂直該第一入射面的方向之一邊長長度，G3為最靠近該第二側的透鏡群之所有透鏡之一最大光學有效直徑。
如申請專利範圍第2項所述之鏡頭裝置，其中當該鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，一入射光依序通過該第一反射元件、最靠近該第一側的透鏡群、第二靠近該第二側的透鏡群、該第二反射元件以及最靠近該第二側的透鏡群，再成像於該影像感測元件。
如申請專利範圍第2項所述之鏡頭裝置，該第一反射元件更包括一第一入射面以及一第一出射面，該第一入射面與該第一出射面互相垂直，該鏡頭裝置滿足以下條件：1.2<C/S<3.5；其中C為該第一反射元件之一厚度，該厚度等於該第一出射面沿著垂直該第一入射面的方向之一邊長長度，S為該感測面之一短邊長度。
如申請專利範圍第1項至第7項中任一請求項所述之鏡頭裝置，其中該第一反射元件為稜鏡或反射鏡，該第二反射元件為稜鏡或反射鏡。
如申請專利範圍第1項或第3項所述之鏡頭裝置，其中當該鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，該等透鏡群各包括至少一透鏡，該第一反射元件更包括一第一入射面以及一第一出射面，該第一入射面與該第一出射面互相垂直，該鏡頭裝置至少滿足以下任一條件：45mm<LA<70mm；20mm<LB<42mm；4mm<C
7.5mm；4mm<G1<7mm；2.5mm<G3<5.5mm；其中LA為該第一反射面至一成像面於該光路上之一間距，G3為最靠近該第二側的透鏡群之所有透鏡之一最大光學有效直徑，C為該第一反射元件之一厚度，該厚度等於該第一出射面沿著垂直該第一入射面的方向之一邊長長度。
如申請專利範圍第1項或第3項所述之鏡頭裝置，其中當該鏡頭裝置包括複數個透鏡群時，該等透鏡群各包括至少一透鏡，該第一反射元件更包括一第一入射面以及一第一出射面，該第一入射面與該第一出射面互相垂直，該鏡頭裝置至少滿足以下任一條件：1<LA/LB<5；25mm<C+LB<50mm；其中LA為該第一反射面至一成像面於該光路上之一間距，C為該第一反射元件之一厚度，該厚度等於該第一出射面沿著垂直該第一入射面的方向之一邊長長度。