光学镜头及电子装置的制作方法

1.本发明是有关于一种光学镜头及电子装置，且特别是有关于一种轻薄化、高变焦倍率且成像品质佳的光学镜头及电子装置。


背景技术：

2.光学镜头可分成定焦镜头与变焦镜头，其中变焦镜头拥有焦距可变的优势，使其应用性更为广泛。为了达到高变焦倍率、低畸变及高成像品质的变焦镜头，大多都需要使用多片的透镜，使得变焦镜头的光学体积无法缩小；若减少透镜数量，则无法达成变焦镜头的性能要求。因此，亟需提出一种新的光学镜头，可同时满足轻薄化、高变焦倍率及高成像品质的要求。


技术实现要素：

3.本发明有关于一种光学镜头及电子装置，具有轻薄化、高变焦倍率、低畸变及高成像品质等特性的光学镜头及电子装置。
4.本发明提出一种光学镜头。光学镜头自物侧至像侧依序包含：具有正屈光度的第一透镜、具有屈光度的第二透镜、具有屈光度的第三透镜、具有负屈光度的第四透镜、具有负屈光度的第五透镜、具有正屈光度的第六透镜、具有负屈光度的第七透镜、具有负屈光度的第八透镜、具有屈光度的第九透镜及具有正屈光度的第十透镜。
5.本发明另提出一种光学镜头。光学镜头自物侧至像侧依序包含：第一透镜群、第二透镜群、第三透镜群及第四透镜群。第一透镜群具有正屈光度，包含第一透镜及第二透镜。第二透镜群具有负屈光度，包含第三透镜、第四透镜及第五透镜。第三透镜群具有正屈光度，包含第六透镜及第七透镜。第四透镜群具有正屈光度，包含第八透镜、第九透镜及第十透镜。
6.本发明再提出一种光学镜头。光学镜头自物侧至像侧依序包含：具有屈光度的第一透镜、具有屈光度的第二透镜、具有屈光度的第三透镜、具有负屈光度的第四透镜、具有负屈光度的第五透镜、具有屈光度的第六透镜、具有负屈光度的第七透镜、具有负屈光度的第八透镜、具有屈光度的第九透镜及具有正屈光度的第十透镜。第一透镜及第六透镜之至少一者是胶合透镜。
7.本发明又提出一种电子装置，包含光学镜头、控制模块及驱动模块。光学镜头具有多个透镜，控制模块电性连接光学镜头，驱动模块电性连接控制模块及光学镜头。光学镜头可连续撷取多个影像，控制模块可依据影像中的目标物计算光学镜头的对焦数据，驱动模块可依据对焦数据驱使光学镜头对焦。
8.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
9.图1为本发明一实施例的光学镜头处于望远端时各透镜位置的示意图；
10.图2为图1的光学镜头处于广角端时各透镜位置的示意图；
11.图3为图1中的光学镜头于望远端时的各透镜参数的一实施例；
12.图4为图2中的光学镜头于广角端时的各透镜参数的一实施例；
13.图5为图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；
14.图6为图1的光学镜头的具体参数表现。
15.图7为本发明一实施例的电子装置示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
17.以下将详述本发明的各实施例，并配合附图作为例示。除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本案的范围内，并以之后的权利要求范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部这些特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要限制。附图中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，附图仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，除非有特别说明。
18.图1为本发明一实施例的光学镜头ol处于望远端(tele end)时各透镜位置的示意图，图2绘示图1的光学镜头ol处于广角端(wide end)时各透镜位置的示意图。为显现实施例的特征，仅显示与本发明实施例有关的结构，其余结构予以省略。
19.光学镜头ol可以是变焦镜头，其可应用于具有影像投影或影像撷取功能的一装置上，包含但不限于是手持式电脑系统、手持式通讯系统、空拍机移动摄像镜头、车用摄像镜头、监视系统、网络摄影机、数字相机、数字摄影机或投影机。
20.请参照图1及图2，左侧为物侧(object side)，右侧为像侧(image-forming side)，光束可由物侧穿透光学镜头ol中的各透镜，并成像于像侧的一成像面ima。光学镜头ol自物侧至像侧依序可包含第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9及第十透镜l10，且上述十个透镜可沿着一光轴oa排列。其中，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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9及第十透镜l10可分别具有屈光度。
21.一实施例中，第一透镜l1可具有正屈光度；第二透镜l2可具有正屈光度；第三透镜l3可具有正屈光度；第四透镜l4可具有负屈光度；第五透镜l5可具有负屈光度；第六透镜l6可具有正屈光度；第七透镜l7可具有负屈光度；第八透镜l8可具有负屈光度；第九透镜l9可具有正屈光度；第十透镜l10可具有正屈光度。
22.一实施例中，第一透镜l1可包含第一子透镜l11及第二子透镜l12；另一实施例中，第六透镜l6可包含第三子透镜l61及第四子透镜l62。第一子透镜l11、第二子透镜l12以及第三子透镜l61、第四子透镜l62可分别具有屈光度。
23.一具体实施例中，第一子透镜l11可具有负屈光度；第二子透镜l12可具有正屈光度；第三子透镜l61可具有正屈光度；第四子透镜l62可具有负屈光度。
24.一实施例中，第一透镜l1可以是胶合透镜，意即第一子透镜l11及第二子透镜l12可通过胶合构成第一透镜l1；另一实施例中，第六透镜l6可以是胶合透镜，意即第三子透镜
r2)/(r1 r2)|≤0.3、|(r1-r2)/(r1 r2)|≤0.35、|(r1-r2)/(r1 r2)|≤0.5、|(r1-r2)/(r1 r2)|≤0.7及|(r1-r2)/(r1 r2)|＜1。
37.具体地，一实施例中，光学镜头ol还可满足以下条件之至少一者：0≤(r1-r2)/(r1 r2)、0.1≤(r1-r2)/(r1 r2)、0.2≤(r1-r2)/(r1 r2)、0.25≤(r1-r2)/(r1 r2)、(r1-r2)/(r1 r2)≤0.3、(r1-r2)/(r1 r2)≤0.35、(r1-r2)/(r1 r2)≤0.5、(r1-r2)/(r1 r2)≤0.7及(r1-r2)/(r1 r2)＜1。
38.一实施例中，第十透镜l10的物侧表面s23的曲率半径是r23，第十透镜l10的像侧表面s24的曲率半径是r24。光学镜头ol可满足以下条件之至少一者：0≤|(r23 r24)/(r23-r24)|、0.01≤|(r23 r24)/(r23-r24)|、0.03≤|(r23 r24)/(r23-r24)|、0.05≤|(r23 r24)/(r23-r24)|、|(r23 r24)/(r23-r24)|≤0.07、|(r23 r24)/(r23-r24)|≤0.085、|(r23 r24)/(r23-r24)|≤0.1、|(r23 r24)/(r23-r24)|≤0.15及|(r23 r24)/(r23-r24)|≤0.2。
39.具体地，一实施例中，光学镜头ol还可满足以下条件之至少一者：0≤(r23 r24)/(r23-r24)、0.01≤(r23 r24)/(r23-r24)、0.03≤(r23 r24)/(r23-r24)、0.05≤(r23 r24)/(r23-r24)、(r23 r24)/(r23-r24)≤0.07、(r23 r24)/(r23-r24)≤0.085、(r23 r24)/(r23-r24)≤0.1、(r23 r24)/(r23-r24)≤0.15及(r23 r24)/(r23-r24)≤0.2。
40.一实施例中，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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9及第十透镜l10可分别为球面透镜或非球面透镜。
41.具体而言，每一球面透镜的物侧表面及像侧表面皆是球面表面；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和/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：
[0042][0043]
其中，z为在光轴oa方向的座标值，以光传输方向为正方向，a2、a4、a6、a8及a10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，以决定非球面表面之各位置点的焦距。
[0044]
一具体实施例中，第一透镜l1至第十透镜l10均为球面透镜；另一具体实施例中，第十透镜l10是非球面透镜。再一具体实施例中，第一透镜l1的第一子透镜l11及第二子透镜l12，以及第六透镜l6的第三子透镜l61及第四子透镜l62均为球面透镜。
[0045]
此外，一实施例中，第一透镜l1至第十透镜l10可分别是玻璃材料所制成的玻璃透镜或由塑胶材料所制成的塑胶透镜。一具体实施例，第一透镜l1至第十透镜l10皆是玻璃透镜，但不以此限定本发明；另一具体实施例，第一透镜l1至第十透镜l10之至少一者是塑胶透镜。
[0046]
进一步地，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，或可以是包含了前述三者之至少一者的混合和/或化合材料。
[0047]
同时参照图1及图2，第一透镜l1的第一子透镜l11、第五透镜l5及第八透镜l8的物侧表面s1、s11、s19皆可以是朝物侧凸出的凸面，具有正屈光率；像侧表面s2、s12、s20皆可以是朝物侧凹入的凹面，具有正屈光率。第一子透镜l11、第五透镜l1及第八透镜l8皆可采用具有负屈光度的透镜，包含但不限于具有负屈光度的凸凹透镜、玻璃透镜或塑胶透镜，以及球面透镜或非球面透镜之任一者或其组合。
[0048]
第一透镜l1的第二子透镜l12、第三透镜l3及第十透镜l10的物侧表面s3、s7、s23皆可以是朝物侧凸出的凸面，具有正屈光率；像侧表面s4、s8、s24皆可以是朝像侧凸出的凸面，其具有负屈光率。第二子透镜l12、第三透镜l3及第十透镜l10皆可采用具有正屈光度的透镜，包含但不限于具有正屈光度的双凸透镜、玻璃透镜或塑胶透镜，以及球面透镜或非球面透镜之任一者或其组合。
[0049]
第二透镜l2及第九透镜l9的物侧表面s5、s21皆可以是朝物侧凸出的凸面，具有正屈光率；像侧表面s6、s22皆可以是朝物侧凹入的凹面，具有正屈光率。第二透镜l2及第九透镜l9皆可采用具有正屈光度的透镜，包含但不限于具有正屈光度的凸凹透镜、玻璃透镜或塑胶透镜，以及球面透镜或非球面透镜之任一者或其组合。
[0050]
第四透镜l4的物侧表面s9可以是朝像侧凹入的凹面，具有负屈光率；像侧表面s10可以是朝物侧凹入的凹面，具有正屈光率。第四透镜l4可采用具有负屈光度的透镜，包含但不限于具有负屈光度的双凹透镜、玻璃透镜或塑胶透镜，以及球面透镜或非球面透镜之任一者或其组合。
[0051]
第六透镜l6的第三子透镜l61的物侧表面s13可以是朝像侧凹入的凹面，具有负屈光率；像侧表面s14可以是朝像侧凸出的凸面，具有负屈光率。第三子透镜l61可采用具有正屈光度的透镜，包含但不限于具有正屈光度的凹凸透镜、玻璃透镜或塑胶透镜，以及球面透镜或非球面透镜之任一者或其组合。
[0052]
第六透镜l6的第四子透镜l62及第七透镜l7的物侧表面s15、s17皆可以是朝像侧凹入的凹面，具有负屈光率；像侧表面s16、s18皆可以是朝像侧凸出的凸面，具有负屈光率。第四子透镜l62及第七透镜l7皆可采用具有负屈光度的透镜，包含但不限于具有负屈光度的凹凸透镜、玻璃透镜或塑胶透镜，以及球面透镜或非球面透镜之任一者或其组合。
[0053]
一实施例中，光学镜头ol还可包含光圈sto；另一实施例中，于成像面ima上还可设置影像撷取单元(未示出)，其可对穿透光学镜头ol的光束进行光电转换。其中，光圈sto可设置于第一透镜l1的物侧、第一透镜l1至第十透镜l10中任两透镜之间的任一间隙，或是第十透镜l10与成像面ima之间。一具体实施例中，光圈sto设置于第五透镜l5与第六透镜l6之间，但不以此为限。
[0054]
再者，光学镜头ol还可包含滤光片f及/或保护片c。一实施例中，滤光片f可设置于第十透镜l10与成像面ima之间。一具体实施例中，滤光片f可以是一红外滤光片(ir filter)；另一实施例中，保护片c可设置于滤光片f与成像面ima之间，且保护片c上还可形成一滤光膜(未示出)；再一实施例中，可只采用整合了保护影像撷取单元及滤除红外光束的功能的保护片c。
[0055]
图3列示图1中的光学镜头ol于望远端时的各透镜参数的一实施例，图4列示图2中的光学镜头ol于广角端时的各透镜参数的一实施例。
[0056]
图3及图4分别包含各透镜的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数(色散系数)、有效直
径及有效焦距等。其中镜片的表面代号是从物侧至像侧依序编排，例如：「sto」代表光圈sto，「s1」代表第一透镜l1的第一子透镜l11的物侧表面s1，「s2」代表第一透镜l1的第一子透镜l11的像侧表面s2
…
，「s25」及「s26」分别代表滤光片f的物侧表面s25及像侧表面s26，「s27」及「s28」分别代表保护片c的物侧表面s27及像侧表面s28等等。另外，「厚度」代表该表面与相邻于像侧方向之下一表面的距離，例如，物侧表面s1的「厚度」为第一子透镜l11的物侧表面s1与像侧表面s2之间的距離；像侧表面s2的「厚度」为第一子透镜l11的像侧表面s2与第一透镜l1的第二子透镜l12的物侧表面s3之间的距離。
[0057]
同时参照图1至图4，第一透镜l1在广角端及望远端皆在相同的位置，然在光学镜头ol的变焦过程中，第一透镜l1可各自在光轴oa上移动或位置固定，而不限定在相同位置。
[0058]
图5列示图1的光学镜头ol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ol的第十透镜l10的物侧表面s23及像侧表面s24各自为非球面表面，则各非球面数学式的各项系数可如图5所示。
[0059]
进一步地，参照图1及图2，一实施例中，光学镜头ol可定义成第一透镜群g1、第二透镜群g2、第三透镜群g3及第四透镜群g4。第一透镜群g1可包含第一透镜l1及第二透镜l2；第二透镜群g2可包含第三透镜l3、第四透镜l4及第五透镜l5；第三透镜群g3可包含第六透镜l6及第七透镜l7；第四透镜群g4可包含第八透镜l8、第九透镜l9及第十透镜l10。一具体实施例，第一透镜群g1可具有正屈光度、第二透镜群g2可具有负屈光度、第三透镜群g3可具有正屈光度，以及第四透镜群g4可具有正屈光度。
[0060]
此外，一具体实施例，光学镜头ol的第一透镜群g1、第二透镜群g2、第三透镜群g3及第四透镜群g4可于变焦过程中沿着光轴oa于望远端与广角端之间位移；另一具体实施例，第一透镜群g1于变焦过程中的位置不变；再一具体实施例，于变焦过程中，光圈sto可随着第三透镜群g3沿着光轴oa移动，但不以此为限。
[0061]
图6为列示图1的光学镜头ol的具体实施例的参数表现，包含光学镜头ol在广角端的有效焦距fw、在望远端的有效焦距ft、第一透镜群g1的有效焦距f
g1
、第二透镜群g2的有效焦距f
g2
、第三透镜群g3的有效焦距f
g3
、第四透镜群g4的有效焦距f
g4
、第一透镜l1的物侧表面s1与成像面ima之间的距离ttl、光圈值fno、成像高度y’、光学镜头ol在广角端的视角fovw、在望远端的视角fovt、物侧表面s1、s23及像侧表面s2、s24在光轴oa处的曲率半径r1、r23、r2及r24、及上述参数间的关系式的值。
[0062]
再者，一实施例中，光学镜头ol可满足以下条件之至少一者：1.2≤|f
g1
/f
g2
|、1.5≤|f
g1
/f
g2
|、1.7≤|f
g1
/f
g2
|、1.9≤|f
g1
/f
g2
|、|f
g1
/f
g2
|≤2、|f
g1
/f
g2
|≤2.2及|f
g1
/f
g2
|≤2.5。
[0063]
图7为本发明一实施例的电子装置100示意图。同时参照图1、图2及图7，电子装置100包含光学镜头ol、控制模块30及驱动模块50，控制模块30电性连接光学镜头ol，驱动模块50电性连接控制模块30及光学镜头ol。
[0064]
光学镜头ol可连续撷取多个帧影像，并将影像传送至控制模块30。多个帧影像中至少有两帧影像包含目标物，其中目标物可以是人物、人脸、动物、使用者预先指定的物体或控制模块30自动选定的标的，但本发明不以此为限；控制模块30依据帧影像中的目标物计算光学镜头的对焦数据，其中对焦数据可包含第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9及第十透镜l10
各自在光轴oa上的位置；其后，驱动模块50依据对焦数据驱使光学镜头ol对焦，使第一透镜l1至第十透镜l10分别依据对焦数据移动至各自的对焦位置。一具体实施例中，光学镜头ol持续撷取影像，控制模块30持续依据最新的影像更新对焦数据，且驱动模块50持续以更新后的对焦数据驱动光学镜头ol至对焦位置。
[0065]
由上述的实施例可知，本发明所提出的光学镜头可具有轻薄化、高变焦倍率、低畸变及高成像品质等特性。
[0066]
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。