TWI769032B

TWI769032B - 鏡頭模組

Info

Publication number: TWI769032B
Application number: TW110127922A
Authority: TW
Inventors: 邱煥評
Original assignee: 天勤光電股份有限公司
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2022-06-21
Also published as: TW202305441A

Abstract

本發明係為一種鏡頭模組，包含五片透鏡，五片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡。第一透鏡具有負屈折力，其透鏡物側表面近光軸處為凸面，其透鏡像側表面近光軸處為凹面，第二透鏡具有負屈折力，其透鏡物側表面及像側表面近光軸處皆為凹面，第三透鏡具有正屈折力，其物側表面與像側表面近光軸處皆為凸面，其第四透鏡具有負屈折力，其物側表面近光軸處為凸面，該第五透鏡具有負屈折力，其透鏡物側表面及像側表面近光軸處皆為凹面，當滿足特定條件時，鏡頭模組能滿足拍攝圖案於距離13m~26m時之成像品質。

Description

鏡頭模組

本發明係關於一種鏡頭模組，特別係指用於拍攝距離13m~26m之鏡頭模組。

在現在社會中，隨時隨地都會有拍照之需求，無論是風景、靜態物品、動態物品或是自拍，對於照相品質要求也會提高，依據拍攝內容物不同，鏡頭需求設計有不同發展方向，如拍攝範圍較廣之廣角鏡頭、一般常用拍攝鏡頭及拍攝距離較遠之遠距鏡頭，而拍攝較遠距離之物品及風景時，需要使用遠距鏡頭以滿足拍攝者之需求，如拍攝遠方風景、賞鳥時拍攝鳥類照片、看到位於遠方之稀有物種等，因為不同原因與拍攝物需保持距離較遠之情形，因此拍攝時會有距離上、環境上等各種問題導致拍攝成品清晰度不足、景深無法達到特定需求等問題。

而拍攝用鏡頭組隨著播放媒體播放品質提升，拍攝品質則跟著提升，鏡頭組拍攝品質、達到更廣範圍拍攝、更遠距離拍攝、特定物品拍攝及因應不同拍攝需求而提升不同拍攝需求之拍攝成品品質，一直在業界持續發展。

傳統相機鏡頭依據拍攝者需求可分為定焦鏡頭及變焦鏡頭，定焦鏡頭屬於固定焦距，對應不同距離需要攜帶不同鏡頭，變焦鏡頭屬於非固定距離，可攜帶單一鏡頭即可對應不同焦距之拍攝。

數位相機發展至今，也有可更換鏡頭之數位單眼相機，數位相機於鏡頭選擇開始增加，可依照拍照需求更改對應焦距之特定鏡頭。

因此，於拍攝成品之清晰度、景深、光線等技術問題，在鏡頭組設計亦有不同數量之透鏡組合達成特定目的需求，使用於非特定距離可變換焦距鏡頭及特定距離不可變換焦距鏡頭，如利用三組透鏡組合、四組透鏡組合、五組透鏡亦或是更多透鏡之組合，進而提升一般拍攝、廣角拍攝後照片清晰度與照片景深，持續增加拍攝成品品質。

然而，包含手機、數位相機等拍攝產品，隨著人類科技發展及需求，走向輕薄、方便攜帶等方向，故，鏡頭組合不能單靠增加透鏡數提升拍攝品質，必須顧及體積問題，因此，設計方面鏡頭組往改變透鏡組合、改變材質、改變光圈等方法提升其拍攝成品品質。

透鏡組合參考包含焦距、折射率、透鏡鏡片凹凸組合、曲率半徑、鏡片厚度、色散程度、屈折率及阿貝數等參數，故製作時會以上列參數做為製造時之考量。

其中，色散數影響成像品質，色散程度愈高，清晰度則愈低，反之亦然，而折射率及阿貝數會影響色散程度，折射率與色散程度呈現正相關，意指折射率愈高，色散程度愈高，清晰度愈低，阿貝數與色散程度呈現負相關，意指阿貝數愈高，色散程度愈低，清晰度愈高。

透鏡常用公式中，造鏡者公式可以得知，透鏡厚度、透鏡材料、透鏡物側曲率半徑及透鏡像側曲率半徑皆會影響該透鏡之焦距。

透鏡物側及透鏡像側結構影響透鏡屈折度，而透鏡屈折度影響透鏡焦距。

一般透鏡中，凸透鏡用於聚焦，凹透鏡用於發散，透鏡物側為凸透鏡屈折度為正，凹透鏡為負，透鏡像側則相反，凸透鏡屈折度為負，凹透鏡屈折度為正，若物側與像側非相同透鏡，則要以兩者數值做比較。

參閱專利TWI707156B，其說明書揭示其專利保護範圍包含透鏡各自屈折力屬於正屈折力或負屈折力、透鏡阿貝數、折射率、透鏡厚度、曲率半徑、焦距、透鏡間距離等數值，第一透鏡為正屈折力、第二透鏡為負屈折力、第五透鏡為負屈折力。

參閱專利TWI607235B，其說明書揭示其專利保護範圍包含透鏡各自屈折力屬於正屈折力或負曲折力、透鏡於近光軸處為凸面或是凹面、各自透鏡厚度、透鏡之間空氣間隙、透鏡於光軸上厚度總合、色散係數等數值，第一透鏡為正屈折力、第三透鏡為正屈折力、第五透鏡為負屈折力。

本發明提供一種鏡頭模組，其沿著光軸從物側至像側依序包含具有負屈折力之第一透鏡、具有負屈折力之第二透鏡、具有正屈折力之第三透鏡、具有負屈折力之第四透鏡、具有負屈折力之第五透鏡，其中第一透鏡物側表面近光軸處為凸面、像側近光軸處為凹面，第二透鏡物側及像側近光軸處皆為凹面、第三透鏡物側及像側近光軸處皆為凸面，第四透鏡近光軸處為凸面，第五透鏡物側及像側近光軸處皆為凹面，光線則沿著本發明依序先經過兩次發散，再經過一次聚焦，最後經過兩次發散將成像置於後方數位微鏡裝置玻璃上，增加距離介於13m~26m成像之分辨率。

本發明之一目的，在於提供一種鏡頭模組，其內部透鏡組合只有五片，該特定透鏡組合，係能在距離13m~26m之間能夠保有良好拍攝品質，其不同正負屈折力組合提高鏡頭模組之分辨率。

針對上述之目的，本發明提供一種鏡頭模組，其由一物側至一像側包含：一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡。

該第一透鏡為具有一第一屈折力，該第二透鏡為具有一第二屈折力，該第三透鏡為具有一第三屈折力，該第四透鏡為具有一第四屈折力，該第五透鏡為具有一第五屈折力。

該第一屈折力為負值，該第二屈折力為負值，該第三屈折力為正值，該第四屈折力為負值，該第五屈折力為負值。

該第一透鏡之一第一物側表面近光軸處為凸面，該第一透鏡之一第一像側表面近光軸處為一第一凹面，該第二透鏡之一第二物側表面近光軸處為一第二凹面，該第二透鏡之一第二像測表面近光軸處為一第三凹面，該第三透鏡之一第三物側表面近光軸處為一第二凸面，該第三透鏡之一第三像測表面近光軸處為一第三凸面，該第四透鏡之一第四物側表面近光軸處為一第四凸面，該第五透鏡之一第五物側表面近光軸處為一第四凹面，該第五透鏡之一第五像側表面近光軸處為一第五凹面。

該第二透鏡之一第二阿貝數為Vd2，該第三透鏡之一第三阿貝數為Vd3，該第四透鏡之一第四阿貝數為Vd4，其滿足下列條件：131.21<Vd2+Vd3+Vd4<131.37。

該第一透鏡之一第一厚度為CT1，該第二透鏡之一第二厚度為CT2，該第三透鏡之一第三厚度為CT3，該第四透鏡之一第四厚度為CT4，該第五透鏡之一第五厚度為CT5，該第二透鏡及第三透鏡間之一第二空氣間隙G23，其滿足下列條件：CT5/CT4=0.367及0.59<(CT1+CT2+CT4+CT5)/(CT3+G23)<0.60。

該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡厚度總合為ALT，該第一透鏡及該第二透鏡間空氣間隙、該第二透鏡及該第三透鏡、該第三透鏡及該第四透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡間總合Gaa，其滿足下列條件：0.96<ALT/Gaa<0.97。

該鏡頭模組，所有透鏡中最高折射率為Nmax，其滿足下列條件：1.67<Nmax<1.85。

該鏡頭模組，所有透鏡中最低阿貝數為Vdmin，其滿足下列條件：23.77<Vdmin<49.60。

於本發明之一實施例中，其中，該第二透鏡厚度CT2、該第三透鏡厚度CT3、該第一透鏡及該第二透鏡在光軸上之一第一空氣間隙G12，其滿足下列條件：5.56<(G12+CT3)/CT2<5.57。

於本發明之一實施例中，其中，該第二厚度CT2及該第三厚度CT3，其滿足下列條件：3.30<CT3/CT2<3.37。

於本發明之一實施例中，其中，該第二厚度CT2及該第一透鏡至該第五透鏡厚度總合AL，其滿足下列條件：9.10<ALT/CT2<9.33。

於本發明之一實施例中，其中，該第四透鏡厚度CT4、該第四透鏡及該第五透鏡在光軸上之一第四空氣間隙G45，其滿足下列條件：3.23<CT4/G45<3.25。

於本發明之一實施例中，其中，該第五透鏡厚度CT5、該第一透鏡至該第五透鏡在光軸上空氣間隙總和Gaa，其滿足下列條件：11.58<Gaa/CT5<11.82。

於本發明之一實施例中，其中，該第一透鏡厚度CT1、該第二透鏡厚度CT2、該第四透鏡厚度CT4、該第五透鏡厚度CT5、該第一透鏡至該第五透鏡在光軸上空氣間隙總和Gaa，其滿足下列條件：0.85<(T1+T2+T4+T5)/Gaa<0.88。

1:鏡頭模組

2:物側

3:像側

11:第一透鏡

111:第一物側

1111:第一凸面

112:第一像側

1121:第一凹面

12:第二透鏡

121:第二物側

1211:第二凹面

122:第二像側

1221:第三凹面

13:第三透鏡

131:第三物側

1311:第二凸面

132:第三像側

1321:第三凸面

14:第四透鏡

141:第四物側

1411:第四凸面

15:第五透鏡

151:第五物側

1511:第四凹面

152:第五像側

1521:第五凹面

16:數位微鏡裝置

I:光軸

D1:第一屈折力

D2:第二屈折力

D3:第三屈折力

D4:第四屈折力

D5:第五屈折力

Vd2:第二阿貝數

Vd3:第三阿貝數

Vd4:第四阿貝數

Vdmin:透鏡阿貝數最小值

Nmax:透鏡折射率最大值

CT1:第一厚度

CT2:第二厚度

CT3:第三厚度

CT4:第四厚度

CT5:第五厚度

ALT:透鏡厚度總合

G12:第一空氣間隙

G23:第二空氣間隙

G45:第四空氣間隙

Gaa:透鏡間空氣間隙總合

第1圖：其為本發明之一實施例之配置示意圖。

為使貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：習知，過去鏡頭模組於13~26m會有分辨率不足及微距鏡頭景深有限之問題，若處理以上問題，於拍攝13~26m距離時，拍攝成品品質會有所提升。

有鑑於的問題。據此，本發明遂提出一鏡頭模組，以解決習知技術所造成之問題。

以下，將進一步說明本發明所包含之特性、所搭配之結構：各透鏡依造鏡者公式定義：1/f=(n-1)(1/R1-1/R2)+[(n-1)²/n](t/R1R2)，其中f為該透鏡焦距，n為該材料折射率，R1為透鏡物側曲率半徑，R2為該透鏡像側曲率半徑，t為該透鏡厚度，可以求出各透鏡之焦距。

請參閱第1圖，其係為一鏡頭模組1之配置示意圖，該鏡頭模組1由一物側2至一像側3分別為一第一透鏡11、一第二透鏡12、一第三透鏡13、一第四透鏡14、一第五透鏡15。

接續上述，如圖所示，本實施例中，光線經過該第一透鏡11、該第二透鏡12、該第三透鏡13、該第四透鏡14及該第五透鏡15，匯聚於一數位微鏡裝置16上。

其中，該第一透鏡11之一第一物側111表面近光軸I處為一第一凸面1111，該第一透鏡11之一第一像側112表面近光軸I處為一第一凹面1121，該第二透鏡12之一第二物側121表面近光軸I處為一第二凹面1211，該第二透鏡12之一第二像側122表面近光軸I處為一第三凹面1221，該第三透鏡13之一第三物側131表面近光軸處I為一第二凸面1311，該第三透鏡13之一第三像側132表面近光軸I處為一第三凸面1321，該第四透鏡14之一第四物側141表面近光軸I處為一第四凸面1411，該第五透鏡15之一第五物側151表面近光軸處I為一第四凹面1511，該第五透鏡15之一第五像側152表面近光軸I處為一第五凹面1521。

其中，該第一透鏡11具有一第一屈折力D1、該第二透鏡12具有一第二屈折力D2、該第三透鏡13具有一第三屈折力D3、該第四透鏡14具有一第四屈折力D4、該第五透鏡15具有一第五屈折力D5。

其中，該第一屈折力D1為負值，該第二屈折力D2為負值，該第三屈折力D3為正值，該第四屈折力D4為負值，該第五屈折力為D5負值。

接續上述，第二透鏡12一第二阿貝數為Vd2，該第三透鏡13一第三阿貝數為Vd3，該第四透鏡14一第四阿貝數為Vd4，其滿足下列條件：131.21<Vd2+Vd3+Vd4<131.37。

接續上述，該第一透鏡11於光軸I上之一第一厚度為CT1，該第二透鏡12於光軸I上之一第二厚度為CT2，該第三透鏡13於光軸I上之一第三厚度為CT3，該第四透鏡14於光軸I上之一第四厚度為CT4，該第五透鏡15於光軸I上之一第五厚度為CT5，該第二透鏡12及該第三透鏡13之間在光軸I上之一第二空氣間隙G23，其滿足下列條件：CT5/CT4=0.367及0.59<(CT1+CT2+CT4+CT5)/(CT3 +G23)<0.60。

接續上述，該鏡頭模組1中，該第一透鏡11至該第五透鏡15在光軸I上之四個空氣間隙總合Gaa，該第一透鏡11至該第五透鏡15厚度總合為ALT，其滿足以下條件：0.96<ALT/Gaa<0.97。

接續上述，該鏡頭模組1中所有透鏡中折射率最大值為Nmax，該鏡頭模組中，所有透鏡中阿貝率最小值為Vdmin，其滿足下列條件：1.67<Nmax<1.85及23.77<Vdmin<49.60。

接續上述，其中，該第二透鏡厚度CT2、該第三透鏡厚度CT3及該第一透鏡11及該第二透鏡12在光軸I上之一第一空氣間隙G12，其滿足下列條件：5.56<(G12+CT3)/CT2<5.57。

接續上述，其中，該第二透鏡厚度CT2及該第三透鏡厚度CT3，其滿足下列條件：3.30<CT3/CT2<3.37。

接續上述，其中，該第二厚度CT2及該第一透鏡至該第五透鏡厚度總合ALT，其滿足下列條件：9.10<ALT/CT2<9.33。

接續上述，其中，該第四透鏡14及該第五透鏡15在光軸I上之一第四空氣間隙G45，其滿足下列條件：3.23<CT4/G45<3.25。

接續上述，其中，該第五透鏡厚度CT5、該第一透鏡至該第五透鏡在光軸上空氣間隙總和Gaa，其滿足下列條件：Gaa/CT5=11.905。

接續上述，其中，該第一透鏡厚度CT1、該第二透鏡厚度CT2、該第三透鏡厚度CT3、該第四透鏡厚度CT4、該第五透鏡厚度CT5、該第一透鏡至該第五透鏡在光軸上空氣間隙總和Gaa，其滿足下列條件：0.96<(CT1+CT2+CT3+CT4+CT5)/Gaa<0.97。

接續上述，該鏡頭模組1圖案投射距離介於13~26m，平均反射率小於0.5%，適用於波長範圍420nm~680nm。

參閱第1圖，本發明鏡頭模組1之一第一實施例，從一物側2至一像側3沿光軸I依序包含一第一透鏡11、一第二透鏡12、一第三透鏡13、一第四透鏡14、一第五透鏡15及一數位微鏡裝置16。

其中，該第一透鏡11具有一第一物側111及一第一像側112，該第一物側111具有一第一凸面1111，該第一像側112具有一第一凹面1121，該第一凸面1111之曲率半徑為31.03mm，該第一凹面1121之曲率半徑為70.78mm，該第一透鏡11具有一第一屈折力D1，該第一屈折力D1為負值。

其中，該第二透鏡12具有一第二物側121及一第二像側122，該第二物側121具有一第二凹面1211，該第二像側122具有一第三凹面1221，該第二凹面1211之曲率半徑為59.07mm，該第三凹面1221之曲率半徑為35.88mm，該第二透鏡12具有一第二屈折力D2，該第二屈折力D2為負值。

其中，該第三透鏡13具有一第三物側131及一第三像側132，該第三物側131具有一第二凸面1311，該第三像側132具有一第三凸面1321，該第二凸面1311之曲率半徑為118.07mm，該第三凸面1321之曲率半徑為42.69mm，該第三透鏡13具有一第三屈折力D3，該第三屈折力D3為正值。

其中，該第四透鏡14具有一第四物側141，該第四物側141具有一第四凸面1411，該第四凸面1411之曲率半徑為35.57mm，該第四透鏡14具有一第四屈折力D4，該第四屈折力D4為負值。

其中，該第五透鏡15具有一第五物側151及一第五像側152，該第五物側151具有一第四凹面1511，該第五像側152具有一第五凹面1521，該第四凹面1511之曲率半徑為129.48mm，該第五凹面1521之曲率半徑為70.94mm，該第五透鏡11具有一第五屈折力D5，該第五屈折力D5為負值。

其中，該第一透鏡11於光軸I上之一第一厚度CT1為4.67mm，該第二透鏡12於光軸I上之一第二厚度CT2為2.50mm，該第三透鏡13於光軸I上之一第一厚度CT3為8.33mm，該第四透鏡14於光軸I上之一第四厚度CT4為5.54mm，該第五透鏡15於光軸I上之一第五厚度CT5為2.00mm。

其中，該第二透鏡12之一第二阿貝數Vd2為32.10，該第三透鏡13之一第三阿貝數Vd3為49.60，該第四透鏡14之一第四阿貝數Vd4為49.60。

其中，該第一透鏡11及該第二透鏡12在光軸I上之一第一空氣間隙G12為5.59mm，該第二透鏡12及該第三透鏡13在光軸I上之一第二空氣間隙G23為16.41mm，該第四透鏡14及該第五透鏡15在光軸I上之一第四空氣間隙G45為1.71mm，該第一透鏡11至該第五透鏡15在光軸I上之四個空氣間隙總合Gaa為23.81mm。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。