光学成像镜头的制作方法

文档序号:11826047阅读:267来源:国知局
光学成像镜头的制作方法与工艺

本发明是有关于一种光学镜头,且特别是有关于一种光学成像镜头。



背景技术:

消费性电子产品的规格日新月异,追求轻薄短小的脚步也未曾放慢,因此光学镜头等电子产品的关键零组件在规格上也必须持续提升,以符合消费者的需求。而光学镜头最重要的特性不外乎就是成像质量与体积。光学镜头设计并非单纯将成像质量佳的镜头等比例缩小就能制作出兼具成像质量与微型化的光学镜头,设计过程牵涉到材料特性,还必须考虑到组装良率等生产面的实际问题。综上所述,微型化镜头的技术难度明显高出传统镜头,因此如何制作出符合消费性电子产品需求的光学镜头,并持续提升其成像质量,长久以来一直是本领域产、官、学界所热切追求的目标。



技术实现要素:

本发明提供一种光学成像镜头,其在缩短镜头系统长度的条件下,仍能保有良好的光学性能。

本发明的一实施例提出一种光学成像镜头,从物侧至像侧沿光轴依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜。第一透镜至第四透镜各自包括朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。第一透镜具有正屈光率。第一透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部及位于圆周附近区域的凸面部。第二透镜具有负屈光率。第三透镜的物侧面具有位于圆周附近区域的凹面部。第四透镜的像侧面具有位于圆周附近区域的凸面部。光学成像镜头符合:HFOV≦25°;TTL≦7.2mm;以及(T1+T2+T3)/(G12+G23)≦2.0,其中HFOV为光学成像镜头整体的半视角(half field of view),TTL为第一透镜的物侧面至一成像面在光轴上的距离,T1为第一透镜在光轴上的厚度,T2为第二透镜在光轴上的厚度,T3为第三透镜在光轴上的厚度,G12为第一透镜的像侧面至第二透镜的物侧面在光轴上的距离,G23为第二透镜的像侧面至第三透镜的物侧面在光轴上的距离。

基于上述,本发明的实施例的光学成像镜头的有益效果在于:藉由上述透镜的物侧面或像侧面的凹凸形状设计与排列,使光学成像镜头在缩短系统长度的条件下,仍具备能够有效克服像差的光学性能,并提供良好的成像质量。

附图说明

图1是一示意图,说明一透镜的面型结构。

图2是一示意图,说明一透镜的面型凹凸结构及光线焦点。

图3是一示意图,说明一范例一的透镜的面型结构。

图4是一示意图,说明一范例二的透镜的面型结构。

图5是一示意图,说明一范例三的透镜的面型结构。

图6为本发明之第一实施例之光学成像镜头的示意图。

图7A至图7D为第一实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图8示出本发明之第一实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图9示出本发明之第一实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图10为本发明的第二实施例的光学成像镜头的示意图。

图11A至图11D为第二实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图12示出本发明之第二实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图13示出本发明之第二实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图14为本发明的第三实施例的光学成像镜头的示意图。

图15A至图15D为第三实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图16示出本发明之第三实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图17示出本发明之第三实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图18为本发明的第四实施例的光学成像镜头的示意图。

图19A至图19D为第四实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图20示出本发明之第四实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图21示出本发明之第四实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图22为本发明的第五实施例的光学成像镜头的示意图。

图23A至图23D为第五实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图24示出本发明之第五实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图25示出本发明之第五实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图26为本发明的第六实施例的光学成像镜头的示意图。

图27A至图27D为第六实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图28示出本发明之第六实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图29示出本发明之第六实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图30为本发明的第七实施例的光学成像镜头的示意图。

图31A至图31D为第七实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图32示出本发明之第七实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图33示出本发明之第七实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图34为本发明的第八实施例的光学成像镜头的示意图。

图35A至图35D为第八实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图36示出本发明之第八实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图37示出本发明之第八实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图38为本发明的第九实施例的光学成像镜头的示意图。

图39A至图39D为第九实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图40示出本发明之第九实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图41示出本发明之第九实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图42为本发明之第十实施例之光学成像镜头的示意图。

图43A至图43D为第十实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图44示出本发明之第十实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图45示出本发明之第十实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图46为本发明的第十一实施例的光学成像镜头的示意图。

图47A至图47D为第十一实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图48示出本发明之第十一实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图49示出本发明之第十一实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图50为本发明的第十二实施例的光学成像镜头的示意图。

图51A至图51D为第十二实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图52示出本发明之第十二实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图53示出本发明之第十二实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图54为本发明的第十三实施例的光学成像镜头的示意图。

图55A至图55D为第十三实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图56示出本发明之第十三实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图57示出本发明之第十三实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图58为本发明的第十四实施例的光学成像镜头的示意图。

图59A至图59D为第十四实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图60示出本发明之第十四实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图61示出本发明之第十四实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图62为本发明的第十五实施例的光学成像镜头的示意图。

图63A至图63D为第十五实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图64示出本发明之第十五实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图65示出本发明之第十五实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图66为本发明的第十六实施例的光学成像镜头的示意图。

图67A至图67D为第十六实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图68示出本发明之第十六实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图69示出本发明之第十六实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图70为本发明的第十七实施例的光学成像镜头的示意图。

图71A至图71D为第十七实施例之光学成像镜头的纵向球差与各项像差图。

图72示出本发明之第十七实施例之光学成像镜头的详细光学数据。

图73示出本发明之第十七实施例之光学成像镜头的非球面参数。

图74示出本发明之第一至第九实施例之光学成像镜头的各重要参数及其关系式的数值。

图75示出本发明之第十至第十七实施例之光学成像镜头的各重要参数及其关系式的数值。

【符号说明】

10:光学成像镜头

100:成像面

2:光圈

3:第一透镜

31、41、51、61、71、91:物侧面

311、312、313、314、321’、323、324、411、412’、423、511、521、522、523、611、613、622、623、713、723:凸面部

321、322、412、413、414、421、422、512、513、524、612、614、621、711、712、721、722:凹面部

32、42、52、62、72、92:像侧面

4:第二透镜

5:第三透镜

6:第四透镜

7:第五透镜

9:滤光片

A:光轴附近区域

C:圆周附近区域

E:延伸部

I:光轴

Lc:主光线

Lm:边缘光线

M、R:点

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本篇说明书所言之“一透镜具有正屈光率(或负屈光率)”,是指所述透镜以高斯光学理论计算出来之光轴上的屈光率为正(或为负)。该像侧面、物侧面定义为成像光线通过的范围,其中成像光线包括了主光线(chief ray)Lc及边缘光线(marginal ray)Lm,如图1所示,I为光轴且此一透镜是以该光轴I为对称轴径向地相互对称,光线通过光轴上的区域为光轴附近区域A,边缘光线通过的区域为圆周附近区域C,此外,该透镜还包含一延伸部E(即圆周附近区域C径向上向外的区域),用以供该透镜组装于一光学成像镜头内,理想的成像光线并不会通过该延伸部E,但该延伸部E之结构与形状并不限于此,以下之实施例为求图式简洁均省略了部分的延伸部。更详细的说,判定面形或光轴附近区域、圆周附近区域、或多个区域的范围的方法如下:

1.请参照图1,其系一透镜径向上的剖视图。以该剖视图观之,在判断前述区域的范围时,定义一中心点为该透镜表面上与光轴的一交点,而一转换点是位于该透镜表面上的一点,且通过该点的一切线与光轴垂直。如果径向上向外有复数个转换点,则依序为第一转换点,第二转换点,而有效半径上距光轴径向上最远的转换点为第N转换点。中心点和第一转换点之间的范围为光轴附近区域,第N转换点径向上向外的区域为圆周附近区域,中间可依各转换点区分不同的区域。此外,有效半径为边缘光线Lm与透镜表面交点到光轴I上的垂直距离。

2.如图2所示,该区域的形状凹凸系以平行通过该区域的光线(或光线延伸线)与光轴的交点在像侧或物侧来决定(光线焦点判定方式)。举例言之,当光线通过该区域后,光线会朝像侧聚焦,与光轴的焦点会位在像侧,例如图2中R点,则该区域为凸面部。反之,若光线通过该某区域后,光线会发散,其延伸线与光轴的焦点在物侧,例如图2中M点,则该区域为凹面部,所以中心点到第一转换点间为凸面部,第一转换点径向上向外的区域为凹面部;由图2可知,该转换点即是凸面部转凹面部的分界点,因此可定义该区域与径向上相邻该区域的内侧的区域,系以该转换点为分界具有不同的面形。另外,若是光轴附近区域的面形判断可依该领域中通常知识者的判断方式,以R值(指近轴的曲率半径,通常指光学软件中的透镜数据库(lens data)上的R值)正负判断凹凸。以物侧面来说,当R值为正时,判定为凸面部,当R值为负时,判定为凹面部;以像侧面来说,当R值为正时,判定为凹面部,当R值为负时,判定为凸面部,此方法判定出的凹凸和光线焦点判定方式相同。

3.若该透镜表面上无转换点,该光轴附近区域定义为有效半径的0~50%,圆周附近区域定义为有效半径的50~100%。

图3范例一的透镜像侧表面在有效半径上仅具有第一转换点,则第一区为光轴附近区域,第二区为圆周附近区域。此透镜像侧面的R值为正,故判断光轴附近区域具有一凹面部;圆周附近区域的面形和径向上紧邻该区域的内侧区域不同。即,圆周附近区域和光轴附近区域的面形不同;该圆周附近区域系具有一凸面部。

图4范例二的透镜物侧表面在有效半径上具有第一及第二转换点,则第一区为光轴附近区域,第三区为圆周附近区域。此透镜物侧面的R值为正,故判断光轴附近区域为凸面部;第一转换点与第二转换点间的区域(第二区)具有一凹面部,圆周附近区域(第三区)具有一凸面部。

图5范例三的透镜物侧表面在有效半径上无转换点,此时以有效半径0%~50%为光轴附近区域,50%~100%为圆周附近区域。由于光轴附近区域的R值为正,故此物侧面在光轴附近区域具有一凸面部;而圆周附近区域与光轴附近区域间无转换点,故圆周附近区域具有一凸面部。

图6为本发明之第一实施例之光学成像镜头的示意图,而图7A至图7D为第一实施例之光学成像镜头在光瞳半径(pupil radius)为1.4729mm下的纵向球差(longitudinal spherical aberration)与各项像差图。请先参照图6,本发明的第一实施例之光学成像镜头10从物侧至像侧沿成像镜头10的一光轴I依序包含一第一透镜3、一第二透镜4、一第三透镜5、一第四透镜6及一滤光片9。光学成像镜头10更包括一光圈2。在本实施例中,光圈2可选择性地位于第一透镜3的物侧面31上,但本发明不以此为限。当由一待拍摄物所发出的光线进入光学成像镜头10,并经由光圈2、第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6及滤光片9之后,会在一成像面100(image plane)形成一影像。滤光片9例如为红外线截止片(IR cut filter),用于防止光线中的部分波段的红外线透射至成像面100而影响成像质量。补充说明的是,物侧是朝向待拍摄物的一侧,而像侧是朝向成像面100的一侧。

第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6及滤光片9都各自具有一朝向物侧且使成像光线通过之物侧面31、41、51、61、91及一朝向像侧且使成像光线通过之像侧面32、42、52、62、92。

此外,为了满足产品轻量化的需求,第一透镜3至第四透镜6皆为具备屈光率且都是塑料材质所制成,但第一透镜3至第四透镜6的材质仍不以此为限制。

第一透镜3具有正屈光率。第一透镜3的物侧面31为一凸面,且具有一位于光轴I附近区域的凸面部311及一位于圆周附近区域的凸面部312。第一透镜3的像侧面32具有一位于光轴I附近区域的凹面部321及一位于圆周附近区域的凹面部322。在本实施例中,第一透镜3的物侧面31与像侧面32皆为非球面。

第二透镜4具有负屈光率。第二透镜4的物侧面41具有一位于光轴I附近区域的凸面部411及一位于圆周附近区域的凸面部412。第二透镜4的像侧面42具有一在光轴I附近区域的凹面部421及一位于圆周附近区域的凹面部422。在本实施例中,第二透镜4的物侧面41与像侧面42皆为非球面。

第三透镜5具有负屈光率。第三透镜5的物侧面51具有一位于光轴I附近区域的凸面部511及一位于圆周附近区域的凹面部512。第三透镜5的像侧面52具有一位于光轴I附近区域的凹面部521及一位于圆周附近区域的凸面部522。在本实施例中,第三透镜5的物侧面51与像侧面52皆为非球面。

第四透镜6具有正屈光率。第四透镜6的物侧面61具有一位于光轴I附近区域的凸面部611及一位于圆周附近区域的凹面部612。第四透镜6的像侧面62具有一位于光轴I附近区域的凹面部621及一位于圆周附近区域的凸面部622。在本实施例中,第四透镜6的物侧面61与像侧面62皆为非球面。

第一实施例的其他详细光学数据如图8所示,且第一实施例的光学成像镜头10整体的有效焦距EFL(effective focal length)为7.069mm,半视角HFOV(half field of view)为18.59°,光圈值FNO(f-number)为2.384,光学成像镜头10的系统长度TTL为6.380mm,像高为2.4mm。其中,光学成像镜头10的系统长度TTL是指由第一透镜3的物侧面31至成像面100在光轴I上的距离。

此外,在本实施例中,第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5及第四透镜6的物侧面31、41、51、61及像侧面32、42、52、62共计八个面均是非球面,而这些非球面是依下列公式定义:

<mrow> <mi>Z</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>Y</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <msup> <mi>Y</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>R</mi> </mfrac> <mo>/</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <msqrt> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>K</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mfrac> <msup> <mi>Y</mi> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> </mrow> </msqrt> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <mi>a</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&times;</mo> <msup> <mi>Y</mi> <mi>i</mi> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中:

Y:非球面曲线上的点与光轴I的距离;

Z:非球面之深度(非球面上距离光轴I为Y的点,与相切于非球面光轴I上顶点之切面,两者间的垂直距离);

R:透镜表面近光轴I处的曲率半径;

K:锥面系数(conic constant);

ai:第i阶非球面系数。

第一透镜3的物侧面31到第四透镜6的像侧面62在公式(1)中的各项非球面系数如图9所示。其中,图9中字段编号31表示其为第一透镜3的物侧面31的非球面系数,其它字段依此类推。

另外,第一实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图74所示。

其中,

T1为第一透镜3在光轴I上的厚度;

T2为第二透镜4在光轴I上的厚度;

T3为第三透镜5在光轴I上的厚度;

T4为第四透镜6在光轴I上的厚度;

TF为滤光片9在光轴I上的厚度;

G12为第一透镜3的像侧面32至第二透镜4的物侧面41在光轴I上的距离;

G23为第二透镜4的像侧面42至第三透镜5的物侧面51在光轴I上的距离;

G34为第三透镜5的像侧面52至第四透镜6的物侧面61在光轴I上的距离;

G4F为第四透镜6的像侧面62至滤光片9的物侧面91在光轴I上的距离;

GFP为滤光片9的像侧面92至成像面100在光轴I上的距离;

Gaa为第一透镜3至第四透镜6之间的空气间隙在光轴I上的总合,即G12、G23与G34之和;

ALT为第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5及第四透镜6在光轴I上的厚度的总和,即T1、T2、T3与T4之和;

TTL为第一透镜3的物侧面31到成像面100在光轴I上的距离;

TL为第一透镜3的物侧面31至第四透镜6的像侧面62在光轴I上的距离;

BFL为第四透镜6的像侧面62到成像面100在光轴I上的距离;

EFL为光学成像镜头10整体的有效焦距;

HFOV为光学成像镜头10整体的半视角(half field of view);

TA为光圈2到下一个相邻透镜的物侧面(在本实施例中例如是第一透镜3的物侧面31)在光轴I上的距离;以及

FNO为光学成像镜头10整体的光圈值(f-number)。

另外,再定义:

GFP为滤光片9与成像面100之间在光轴I上的空气间隙;

f1为第一透镜3的焦距;

f2为第二透镜4的焦距;

f3为第三透镜5的焦距;

f4为第四透镜6的焦距;

n1为第一透镜3的折射率;

n2为第二透镜4的折射率;

n3为第三透镜5的折射率;

n4为第四透镜6的折射率;

υ1为第一透镜3的阿贝系数(Abbe number),阿贝系数也可称为色散系数;

υ2为第二透镜4的阿贝系数;

υ3为第三透镜5的阿贝系数;以及

υ4为第四透镜6的阿贝系数。

再配合参阅图7A至图7D,图7A与图7B的图式则分别说明第一实施例在成像面100上有关弧矢(sagittal)方向的场曲(field curvature)及子午(tangential)方向的场曲像差,图7C的图式则说明第一实施例在成像面100上的畸变(distortion)像差,而图7D的图式说明第一实施例的纵向球差(longitudinal spherical aberration)。

请参照图7A,在图7A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.03~0.015mm内;请参照图7B,在图7B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.02~0.015mm内,说明本第一实施例的光学系统能有效消除像差。请参照图7C,图7C的畸变像差图式则显示本第一实施例的畸变像差维持在-0.4~1%的范围内,说明本第一实施例的畸变像差已符合光学系统的成像质量要求。请参照图7D,在本第一实施例的纵向球差图示图7D中,每一种波长所成的曲线皆很靠近并向中间靠近,说明每一种波长不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近,由每一波长的曲线的偏斜幅度可看出,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.01mm至0.016mm的范围内,故本实施例确实明显改善球差,此外,红、绿、蓝三种代表波长彼此间的距离也相当接近,代表不同波长光线的成像位置已相当集中,因而使色像差也获得明显改善。据此,说明本第一实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至6.380mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量,故本第一实施例能在维持良好光学性能之条件下,缩短镜头长度以及扩大拍摄角度,以实现薄型化并增加视场角的产品设计。

图10为本发明的第二实施例的光学成像镜头的示意图,而图11A至图11D为第二实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.5092mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图10,本发明之第二实施例的光学成像镜头10与第一实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及第一、二、三、四透镜3、4、5、6间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于光轴I附近区域的凸面部323,第四透镜6具有负屈光率,第四透镜6的物侧面61具有一位于圆周附近区域的凸面部613。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图10中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第二实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图12所示,且第二实施例的整体的有效焦距EFL为7.244mm,半视角HFOV为18.307°,光圈值FNO为2.402,第二实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.190mm,像高则为2.4mm。

如图13所示,则为第二实施例的第一透镜3的物侧面31到第四透镜6的像侧面62在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第二实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图74所示。

请参照图11A,在图11A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.01mm内。请参照图11B,在图11B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.015~0.04mm内。请参照图11C,图11C的畸变像差图式则显示本第二实施例的畸变像差维持在0~0.25%的范围内。请参照图11D,在本第二实施例的纵向球差图示图11D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.004mm至0.014mm的范围内。据此说明本第二实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.190mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第二实施例相较于第一实施例的优点在于:第二实施例的光圈值FNO比第一实施例大,第二实施例的弧矢方向的场曲像差、畸变像差及纵向球差小于第一实施例,且第二实施例比第一实施例易于制造,因此良率较高。

图14为本发明的第三实施例的光学成像镜头的示意图,而图15A至图15D为第三实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.4729mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图14,本发明第三实施例的光学成像镜头10与第一实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于光轴I附近区域的凸面部323。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图14中省略与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第三实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图16所示,且第三实施例的整体的有效焦距EFL为7.201mm,半视角HFOV为18.422°,光圈值FNO为2.444,第二实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.197mm,像高则为2.4mm。

如图17所示,则为第三实施例的第一透镜3的物侧面31到第四透镜6的像侧面62在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第三实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图74所示。

请参照图15A,在图15A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.002~0.014mm内。请参照图15B,在图15B子午矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.002~0.02mm内。请参照图15C,图15C的畸变像差图式则显示本第三实施例的畸变像差维持在-0.06%~0.12%的范围内。请参照图15D,在本第二实施例的纵向球差图示图15D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.003mm至0.008mm的范围内。据此说明本第三实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.197mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第三实施例相较于第一实施例的优点在于:第三实施例的光圈值FNO比第一实施例大,第三实施例的弧矢方向的场曲像差、畸变像差及纵向球差小于第一实施例,且第三实施例比第一实施例易于制造,因此良率较高。

图18为本发明的第四实施例的光学成像镜头的示意图,而图19A至图19D为第四实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.5092mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图18,本发明之第四实施例的光学成像镜头10与第一实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于光轴I附近区域的凸面部323,第三透镜5具有正屈光率,第三透镜5的物侧面51具有一位于光轴I附近区域的凹面部513,第三透镜5的像侧面52具有一位于光轴I附近区域的凸面部523,第四透镜6具有负屈光率,第四透镜6的物侧面61具有一位于光轴I附近区域的凹面部614,第四透镜6的像侧面62具有一位于光轴I附近区域的凸面部623。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图18中省略与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第四实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图20所示,且第四实施例的整体的有效焦距EFL为7.069mm,半视角HFOV为18.738°,光圈值FNO为2.390,第四实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为6.662mm,像高则为2.4mm。

如图21所示,则为第四实施例的第一透镜3的物侧面31到第四透镜6的像侧面62在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第四实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图74所示。

请参照图19A,在图19A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.02mm内。请参照图19B,在图19B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.07mm内。请参照图19C,图19C的畸变像差图式则显示本第四实施例的畸变像差维持在-0.5%~0.2%的范围内。请参照图19D,在本第四实施例的纵向球差图示图11D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.012mm至0.02mm的范围内。据此说明本第四实施例相较于第一实施例,在系统长度已缩短至6.662mm左右的条件下,畸变像差可做到更小。

经由上述说明可得知,第四实施例相较于第一实施例的优点在于:第四实施例的光圈值FNO比第一实施例大,第四实施例的半视角较第一实施例的半视角大,第四实施例的畸变像差小于第一实施例,且第四实施例比第一实施例易于制造,因此良率较高。

图22为本发明的第五实施例的光学成像镜头的示意图,而图23A至图23D为第五实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.3804mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图22,本发明之第五实施例的光学成像镜头10与第一实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于光轴I附近区域的凸面部323与一位于圆周附近区域的凸面部324,第三透镜5具有正屈光率,第三透镜5的物侧面51具有一位于光轴I附近区域的凹面部513,第三透镜5的像侧面52具有一位于光轴I附近区域的凸面部523,第四透镜6具有负屈光率,第四透镜6的物侧面61具有一位于光轴I附近区域的凹面部614。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图22中省略与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第五实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图24所示,且第五实施例的整体的有效焦距EFL为6.625mm,半视角HFOV为19.905°,光圈值FNO为2.394,第五实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为6.429mm,像高则为2.4mm。

如图25所示,则为第五实施例的第一透镜3的物侧面31到第四透镜6的像侧面62在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第五实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图74所示。

请参照图23A,在图23A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.01mm内。请参照图23B,在图23B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.025mm内。请参照图23C,图23C的畸变像差图式则显示本第五实施例的畸变像差维持在-0.15%~0.4%的范围内。请参照图23D,在本第五实施例的纵向球差图示图23D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.012mm至0.01mm的范围内。据此说明本第五实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至6.429mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第五实施例的光圈值FNO比第一实施例大,第五实施例的半视角HFOV比第一实施例大,第五实施例的弧矢方向的场曲像差、畸变像差及纵向球差小于第一实施例,且第五实施例比第一实施例易于制造,因此良率较高。

图26为本发明的第六实施例的光学成像镜头的示意图,而图27A至图27D为第六实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.4966mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图26,本发明之第六实施例的光学成像镜头10与第一实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于光轴I附近区域的凸面部323和一位于圆周附近区域的凸面部324,第四透镜6的物侧面61具有一位于圆周附近区域的凸面部613。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图26中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第六实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图28所示,且第六实施例的整体的有效焦距EFL为7.183mm,半视角HFOV为18.388°,光圈值FNO为2.403,第二实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.152mm,像高则为2.4mm。

如图29所示,则为第六实施例的第一透镜3的物侧面31到第四透镜6的像侧面62在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第六实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图74所示。

请参照图27A,在图27A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.02~0.06mm内。请参照图27B,在图27B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.03mm内。请参照图27C,图27C的畸变像差图式则显示本第六实施例的畸变像差维持在-0.4%~0.6%的范围内。请参照图27D,在本第六实施例的纵向球差图示图27D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.003mm至0.01mm的范围内。据此说明本第六实施例相较于第一实施例,在系统长度已缩短至7.152mm左右的条件下,仍能提供较小的畸变。

经由上述说明可得知,第六实施例相较于第一实施例的优点在于:第六实施例的光圈值FNO比第一实施例大,第六实施例的影像的畸变比第一实施例的影像的畸变小,且第六实施例比第一实施例易于制造,因此良率较高。

图30为本发明的第七实施例的光学成像镜头的示意图,而图31A至图31D为第七实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.5050mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图30,本发明之第七实施例的光学成像镜头10与第一实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于光轴I附近区域的凸面部323和一位于圆周附近区域的凸面部324,第二透镜4的物侧面41具有一位于光轴I附近区域的凹面部413和一位于圆周附近区域的凹面部414,第三透镜5的物侧面51具有一位于光轴I附近区域的凹面部513,第四透镜6具有负屈光率。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图30中省略与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第七实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图32所示,且第七实施例的整体的有效焦距EFL为7.223mm,半视角HFOV为18.296°,光圈值FNO为2.395,第二实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.191mm,像高则为2.4mm。

如图33所示,则为第七实施例的第一透镜3的物侧面31到第四透镜6的像侧面62在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第七实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图74所示。

请参照图31A,在图31A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.015~0.012mm内。请参照图31B,在图31B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.015~0.025mm内。请参照图31C,图31C的畸变像差图式则显示本第七实施例的畸变像差维持在0%~0.6%的范围内。请参照图31D,在本第七实施例的纵向球差图示图31D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.005mm至0.015mm的范围内。据此说明本第七实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.191mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第七实施例相较于第一实施例的优点在于:第七实施例的光圈值FNO比第一实施例大,第七实施例的弧矢方向的场曲像差、畸变像差及纵向球差小于第一实施例,且第七实施例比第一实施例易于制造,因此良率较高。

图34为本发明的第八实施例的光学成像镜头的示意图,而图35A至图35D为第八实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.4997mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图34,本发明之第八实施例的光学成像镜头10与第一实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及第一、二、三、四透镜3、4、5、6间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于光轴I附近区域的凸面部323和一位于圆周附近区域的凸面部324,第二透镜4的物侧面41具有一位于光轴I附近区域的凹面部413和一位于圆周附近区域的凹面部414,第二透镜4的像侧面42具有一位于光轴I附近区域的凸面部423,第三透镜5具有正屈光率,第三透镜5的物侧面51具有一位于光轴I附近区域的凹面部513,第三透镜5的像侧面52具有一位于光轴I附近区域的凸面部523,第四透镜6具有负屈光率,第四透镜6的物侧面61具有一位于光轴I附近区域的凹面部614。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图34中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第八实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图36所示,且第八实施例的整体的有效焦距EFL为7.198mm,半视角HFOV为18.421°,光圈值FNO为2.397,第八实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.190mm,像高则为2.4mm。

如图37所示,则为第八实施例的第一透镜3的物侧面31到第四透镜6的像侧面61在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第八实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图74所示。

请参照图35A,在图35A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.025~0.01mm内。请参照图35B,在图35B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.015mm内。请参照图35C,图35C的畸变像差图式则显示本第八实施例的畸变像差维持在-0.01%~0.018%的范围内。请参照图35D,在本第八实施例的纵向球差图示图35D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.006mm至0.012mm的范围内。据此说明本第八实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.190mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第八实施例相较于第一实施例的优点在于:第八实施例的光圈值FNO比第一实施例大,第八实施例的弧矢方向的场曲像差、畸变像差及纵向球差小于第一实施例,且第八实施例比第一实施例易于制造,因此良率较高。

图38为本发明的第九实施例的光学成像镜头的示意图,而图39A至图39D为第九实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.4297mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图38,本发明之第九实施例的光学成像镜头10与第一实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于光轴I附近区域的凸面部323,第二透镜4的物侧面41具有一位于光轴I附近区域的凹面部413,第四透镜6的物侧面61具有一位于圆周附近区域的凸面部613,光圈2位于第一透镜3与第二透镜4之间。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图38中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第九实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图40所示,且第九实施例的整体的有效焦距EFL为6.862mm,半视角HFOV为19.252°,光圈值FNO为2.611,第九实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为6.722mm,像高则为2.4mm。

如图41所示,则为第九实施例的第一透镜3的物侧面31到第四透镜6的像侧面61在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第九实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图74所示。

请参照图39A,在图39A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.08mm内。请参照图39B,在图39B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.004~0.02mm内。请参照图39C,图39C的畸变像差图式则显示本第九实施例的畸变像差维持在0~0.25%的范围内。请参照图39C,图39C的畸变像差图式则显示本第九实施例的畸变像差维持在0%~0.25%的范围内。请参照图39D,在本第九实施例的纵向球差图示图39D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.004mm至0.011mm的范围内。据此说明本第九实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至6.722mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第九实施例相较于第一实施例的优点在于:第九实施例的光圈值FNO比第一实施例大,第九实施例的半视角HFOV大于第一实施例,第九实施例的畸变与纵向球差小于第一实施例,且第九实施例比第一实施例易于制造,因此良率较高。

图42为本发明之第十实施例之光学成像镜头的示意图,而图43A至图43D为第十实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.7802mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图42,本发明的第十实施例之光学成像镜头10从物侧至像侧沿成像镜头10的一光轴I依序包含一第一透镜3、一第二透镜4、一第三透镜5、一第五透镜7、一第四透镜6及一滤光片9。光学成像镜头10更包括一光圈2。在本实施例中,光圈2可选择性地位于第一透镜3的物侧面31上,但本发明不以此为限。当由一待拍摄物所发出的光线进入光学成像镜头10,并经由光圈2、第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第五透镜7、第四透镜6及滤光片9之后,会在一成像面100(image plane)形成一影像。滤光片9例如为红外线截止片(IR cut filter),用于防止光线中的部分波段的红外线透射至成像面100而影响成像质量。补充说明的是,物侧是朝向待拍摄物的一侧,而像侧是朝向成像面100的一侧。

第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第五透镜7、第四透镜6及滤光片9都各自具有一朝向物侧且使成像光线通过之物侧面31、41、51、71、61、91及一朝向像侧且使成像光线通过之像侧面32、42、52、72、62、92。

此外,为了满足产品轻量化的需求,第一透镜3至第五透镜7皆为具备屈光率且都是塑料材质所制成,但第一透镜3至第五透镜7的材质仍不以此为限制。

第一透镜3具有正屈光率。第一透镜3的物侧面31为一凸面,且具有一位于光轴I附近区域的凸面部311及一位于圆周附近区域的凸面部312。第一透镜3的像侧面32具有一位于光轴I附近区域的凸面部321’及一位于圆周附近区域的凹面部322。在本实施例中,第一透镜3的物侧面31与像侧面32皆为非球面。

第二透镜4具有负屈光率。第二透镜4的物侧面41具有一位于光轴I附近区域的凸面部411及一位于圆周附近区域的凸面部412’。第二透镜4的像侧面42具有一在光轴I附近区域的凹面部421及一位于圆周附近区域的凹面部422。在本实施例中,第二透镜4的物侧面41与像侧面42皆为非球面。

第三透镜5具有正屈光率。第三透镜5的物侧面51具有一位于光轴I附近区域的凸面部511及一位于圆周附近区域的凹面部512。第三透镜5的像侧面52具有一位于光轴I附近区域的凸面部521及一位于圆周附近区域的凸面部522。在本实施例中,第三透镜5的物侧面51与像侧面52皆为非球面。

第五透镜7具有负屈光率。第五透镜7的物侧面71具有一位于光轴I附近区域的凹面部711及一位于圆周附近区域的凹面部712。第五透镜7的像侧面72具有一位于光轴I附近区域的凹面部721及一位于圆周附近区域的凸面部722。在本实施例中,第五透镜7的物侧面71与像侧面72皆为非球面。

第四透镜6具有正屈光率。第四透镜6的物侧面61具有一位于光轴I附近区域的凸面部611及一位于圆周附近区域的凹面部612。第四透镜6的像侧面62具有一位于光轴I附近区域的凹面部621及一位于圆周附近区域的凸面部622。在本实施例中,第四透镜6的物侧面61与像侧面62皆为非球面。

第十实施例的其他详细光学数据如图44所示,且第一实施例的光学成像镜头10整体的有效焦距EFL(effective focal length)为7.235mm,半视角HFOV(half field of view)为22.611°,光圈值FNO(f-number)为2.032,光学成像镜头10的系统长度TTL为7.191mm,像高为3.0mm。其中,光学成像镜头10的系统长度TTL是指由第一透镜3的物侧面31至成像面100在光轴I上的距离。

此外,在本实施例中,第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第五透镜7及第四透镜6的物侧面31、41、51、71、61及像侧面32、42、52、72、62共计十个面均是非球面,而这些非球面是依上述公式(1)来定义。

第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72在公式(1)中的各项非球面系数如图45所示。其中,图45中字段编号31表示其为第一透镜3的物侧面31的非球面系数,其它字段依此类推。

另外,第十实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图75所示。

其中,

T1为第一透镜3在光轴I上的厚度;

T2为第二透镜4在光轴I上的厚度;

T3为第三透镜5在光轴I上的厚度;

T4为第四透镜6在光轴I上的厚度;

T5为第五透镜7在光轴I上的厚度;

TF为滤光片9在光轴I上的厚度;

G12为第一透镜3的像侧面32至第二透镜4的物侧面41在光轴I上的距离;

G23为第二透镜4的像侧面42至第三透镜5的物侧面51在光轴I上的距离;

G35为第三透镜5的像侧面52至第五透镜7的物侧面71在光轴I上的距离;

G4F为第四透镜6的像侧面62至滤光片9的物侧面91在光轴I上的距离;

GFP为滤光片9的像侧面92至成像面100在光轴I上的距离;

Gaa为第一透镜3至第四透镜6之间的空气间隙在光轴I上的总合;

ALT为第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第五透镜7及第四透镜6在光轴I上的厚度的总和,即T1、T2、T3、T5与T4之和;

TTL为第一透镜3的物侧面31到成像面100在光轴I上的距离;

TL为第一透镜3的物侧面31至第四透镜6的像侧面62在光轴I上的距离;

BFL为第四透镜6的像侧面62到成像面100在光轴I上的距离;

EFL为光学成像镜头10整体的有效焦距;

HFOV为光学成像镜头10整体的半视角(half field of view);

TA为光圈2到下一个相邻透镜的物侧面(在本实施例中例如是第一透镜3的物侧面31)在光轴I上的距离;以及

FNO为光学成像镜头10整体的光圈值(f-number)。

另外,再定义:

GFP为滤光片9与成像面100之间在光轴I上的空气间隙;

f1为第一透镜3的焦距;

f2为第二透镜4的焦距;

f3为第三透镜5的焦距;

f4为第四透镜6的焦距;

f5为第五透镜7的焦距;

n1为第一透镜3的折射率;

n2为第二透镜4的折射率;

n3为第三透镜5的折射率;

n4为第四透镜6的折射率;

n5为第五透镜7的折射率;

υ1为第一透镜3的阿贝系数(Abbe number),阿贝系数也可称为色散系数;

υ2为第二透镜4的阿贝系数;

υ3为第三透镜5的阿贝系数;

υ4为第四透镜6的阿贝系数;以及

υ5为第五透镜7的阿贝系数。

再配合参阅图43A至图43D,图43A与图43B的图式则分别说明第十实施例在成像面100上有关弧矢(sagittal)方向的场曲(field curvature)及子午(tangential)方向的场曲像差,图43C的图式则说明第十实施例在成像面100上的畸变(distortion)像差,而图43D的图式说明第十实施例的纵向球差(longitudinal spherical aberration)。

请参照图43A,在图43A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.03mm内;请参照图43B,在图43B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.08mm内,说明本第十实施例的光学系统能有效消除像差。请参照图43C,图43C的畸变像差图式则显示本第十实施例的畸变像差维持在-0.1~0.3%的范围内,说明本第十实施例的畸变像差已符合光学系统的成像质量要求。请参照图43D,在本第十实施例的纵向球差图示图43D中,每一种波长所成的曲线皆很靠近并向中间靠近,说明每一种波长不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近,由每一波长的曲线的偏斜幅度可看出,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.004mm至0.013mm的范围内,故本实施例确实明显改善球差,此外,红、绿、蓝三种代表波长彼此间的距离也相当接近,代表不同波长光线的成像位置已相当集中,因而使色像差也获得明显改善。据此,说明本第十实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.191mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量,故本第十实施例能在维持良好光学性能之条件下,缩短镜头长度以及扩大拍摄角度,以实现薄型化并增加视场角的产品设计。

图46为本发明的第十一实施例的光学成像镜头的示意图,而图47A至图47D为第十一实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.5034mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图46,本发明之第十一实施例的光学成像镜头10与第十实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6、7间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3具有正屈光率,第一透镜3的物侧面31具有一位于光轴I附近区域的凸面部313以及一位于圆周附近区域的凸面部314,第二透镜4具有负屈光率,第三透镜5的物侧面51具有一位于圆周附近区域的凹面部513,第五透镜7的像侧面72具有一位于圆周附近区域的凸面部723,第四透镜6的像侧面62具有一位于圆周附近区域的凸面部623。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图46中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第十一实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图48所示,且第十一实施例的整体的有效焦距EFL为7.216mm,半视角HFOV为22.61°,光圈值FNO为2.399,第十一实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.190mm,像高则为3.0mm。

如图49所示,则为第十一实施例的第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第十一实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图75所示。

请参照图47A,在图47A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.005~0.015mm内。请参照图47B,在图47B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在0~0.035mm内。请参照图47C,图47C的畸变像差图式则显示本第十一实施例的畸变像差维持在-0.2~0.3%的范围内。请参照图47D,在本第十一实施例的纵向球差图示图47D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.004mm至0.011mm的范围内。据此说明本第十一实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.190mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第十一实施例相较于第十实施例的优点在于:第十一实施例的光圈值FNO比第十实施例大,第十一实施例的弧矢方向的场曲像差小于第十实施例,且第十一实施例比第十实施例易于制造,因此良率较高。

图50为本发明的第十二实施例的光学成像镜头的示意图,而图51A至图51D为第十二实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.5058mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图50,本发明之第十二实施例的光学成像镜头10与第十实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6、7间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于圆周附近区域的凸面部323,第二透镜4的物侧面41具有一位于光轴I附近区域的凹面部413,第二透镜4的物侧面41具有一位于圆周附近区域的凹面部414,第三透镜5具有负屈光率,第三透镜5的像侧面52具有一位于光轴I附近区域的凹面部524,第五透镜7具有正屈光率,第五透镜7的物侧面71具有一位于光轴I附近区域的凸面部713,第四透镜6具有负屈光率。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图50中省略部分与第十实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第十二实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图52所示,且第十二实施例的整体的有效焦距EFL为7.227mm,半视角HFOV为22.634°,光圈值FNO为2.397,第十二实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.190mm,像高则为3.0mm。

如图53所示,则为第十二实施例的第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第十二实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图75所示。

请参照图51A,在图51A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.01mm内。请参照图51B,在图51B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.035mm内。请参照图51C,图51C的畸变像差图式则显示本第十二实施例的畸变像差维持在-0.2~0.5%的范围内。请参照图51D,在本第十二实施例的纵向球差图示图51D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.008mm至0.012mm的范围内。据此说明本第十二实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.227mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第十二实施例相较于第十实施例的优点在于:第十二实施例的光圈值FNO比第十实施例大,第十二实施例的半视角HFOV比第十实施例大,第十二实施例的弧矢及子午方向的场曲像差小于第十实施例,且第十二实施例比第十实施例易于制造,因此良率较高。

图54为本发明的第十三实施例的光学成像镜头的示意图,而图55A至图55D为第十三实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.5006mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图54,本发明之第十三实施例的光学成像镜头10与第十实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6、7间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于圆周附近区域的凸面部323,第二透镜4的物侧面41具有一位于圆周附近区域的凹面部414,第三透镜5具有负屈光率,第三透镜5的像侧面52具有一位于光轴I附近区域的凹面部524,第五透镜7具有正屈光率,第五透镜7的物侧面71具有一位于光轴I附近区域的凸面部713,第四透镜6具有负屈光率。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图54中省略部分与第十实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第十三实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图56所示,且第十三实施例的整体的有效焦距EFL为7.202mm,半视角HFOV为22.634°,光圈值FNO为2.397,第十三实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.190mm,像高则为3.0mm。

如图57所示,则为第十三实施例的第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第十三实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图75所示。

请参照图55A,在图55A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.015mm内。请参照图55B,在图55B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.040mm内。请参照图55C,图55C的畸变像差图式则显示本第十三实施例的畸变像差维持在-0.1~0.25%的范围内。请参照图55D,在本第十三实施例的纵向球差图示图55D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.006mm至0.014mm的范围内。据此说明本第十三实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.190mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第十三实施例相较于第十实施例的优点在于:第十三实施例的光圈值FNO比第十实施例大,第十三实施例的半视角HFOV比第十实施例大,第十三实施例的弧矢及子午方向的场曲像差小于第十实施例,且第十三实施例比第十实施例易于制造,因此良率较高。

图58为本发明的第十四实施例的光学成像镜头的示意图,而图59A至图59D为第十四实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.5066mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图58,本发明之第十四实施例的光学成像镜头10与第十实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6、7间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于圆周附近区域的凸面部323,第二透镜4的物侧面41具有一位于光轴I附近区域的凹面部413,第二透镜4的物侧面41具有一位于圆周附近区域的凹面部414,第三透镜5具有负屈光率,第三透镜5的物侧面51具有一位于光轴I附近区域的凹面部513,第五透镜7具有正屈光率,第五透镜7的物侧面71具有一位于光轴I附近区域的凸面部713,第四透镜6具有负屈光率。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图58中省略部分与第十实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第十四实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图60所示,且第十四实施例的整体的有效焦距EFL为7.231mm,半视角HFOV为22.488°,光圈值FNO为2.401,第十四实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.190mm,像高则为3.0mm。

如图61所示,则为第十四实施例的第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第十四实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图75所示。

请参照图59A,在图59A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.015mm内。请参照图59B,在图59B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.040mm内。请参照图59C,图59C的畸变像差图式则显示本第十四实施例的畸变像差维持在0%~0.3%的范围内。请参照图59D,在本第十四实施例的纵向球差图示图59D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.006mm至0.014mm的范围内。据此说明本第十四实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.190mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第十四实施例相较于第十实施例的优点在于:第十四实施例的光圈值FNO比第十实施例大,第十四实施例的弧矢及子午方向的场曲像差小于第十实施例,第十四实施例的畸变像差小于第十实施例,且第十四实施例比第十实施例易于制造,因此良率较高。

图62为本发明的第十五实施例的光学成像镜头的示意图,而图63A至图63D为第十五实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.5004mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图62,本发明之第十五实施例的光学成像镜头10与第十实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6、7间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于圆周附近区域的凸面部323,第二透镜4的物侧面41具有一位于光轴I附近区域的凹面部413,第二透镜4的物侧面41具有一位于圆周附近区域的凹面部414,第三透镜5具有负屈光率,第三透镜5的物侧面51具有一位于光轴I附近区域的凹面部513,第三透镜5的像侧面52具有一位于光轴I附近区域的凹面部524,第五透镜7具有正屈光率,第四透镜6具有负屈光率。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图62中省略部分与第十实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第十五实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图64所示,且第十五实施例的整体的有效焦距EFL为7.202mm,半视角HFOV为22.612°,光圈值FNO为2.398,第十四实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.189mm,像高则为3.0mm。

如图65所示,则为第十五实施例的第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第十五实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图75所示。

请参照图63A,在图63A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.008~0.008mm内。请参照图63B,在图63B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.016mm内。请参照图63C,图63C的畸变像差图式则显示本第十五实施例的畸变像差维持在-0.04%~0.16%的范围内。请参照图63D,在本第十五实施例的纵向球差图示图63D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.003mm至0.01mm的范围内。据此说明本第十五实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.189mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第十五实施例相较于第十实施例的优点在于:第十五实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL比第十实施例短,第十五实施例的光圈值FNO比第十实施例大,第十五实施例的弧矢及子午方向的场曲像差小于第十实施例,第十五实施例的畸变像差小于第十实施例,第十五实施例的纵向球差小于第十实施例,且第十五实施例比第十实施例易于制造,因此良率较高。

图66为本发明的第十六实施例的光学成像镜头的示意图,而图67A至图67D为第十六实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.5004mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图66,本发明之第十六实施例的光学成像镜头10与第十实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6、7间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于圆周附近区域的凸面部323,第二透镜4的物侧面41具有一位于光轴I附近区域的凹面部413,第二透镜4的物侧面41具有一位于圆周附近区域的凹面部414,第三透镜5具有负屈光率,第三透镜5的物侧面51具有一位于光轴I附近区域的凹面部513,第三透镜5的像侧面52具有一位于光轴I附近区域的凹面部524,第五透镜7具有正屈光率,第四透镜6具有负屈光率。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图66中省略部分与第十实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第十六实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图68所示,且第十六实施例的整体的有效焦距EFL为7.202mm,半视角HFOV为22.612°,光圈值FNO为2.398,第十六实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.189mm,像高则为3.0mm。

如图69所示,则为第十六实施例的第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第十六实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图75所示。

请参照图67A,在图67A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.008~0.008mm内。请参照图67B,在图67B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.016mm内。请参照图67C,图67C的畸变像差图式则显示本第十六实施例的畸变像差维持在-0.04%~0.16%的范围内。请参照图67D,在本第十六实施例的纵向球差图示图67D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.003mm至0.01mm的范围内。据此说明本第十六实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.189mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第十六实施例相较于第十实施例的优点在于:第十六实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL比第十实施例短,第十六实施例的光圈值FNO比第十实施例大,第十六实施例的弧矢及子午方向的场曲像差小于第十实施例,第十六实施例的畸变像差小于第十实施例,第十六实施例的纵向球差小于第十实施例,且第十六实施例比第十实施例易于制造,因此良率较高。

图70为本发明的第十七实施例的光学成像镜头的示意图,而图71A至图71D为第十七实施例之光学成像镜头在光瞳半径为1.2937mm下的纵向球差与各项像差图。请先参照图70,本发明之第十七实施例的光学成像镜头10与第十实施例大致相似,仅各光学数据、非球面系数及这些透镜3、4、5、6、7间的参数或多或少有些不同,以及第一透镜3的像侧面32具有一位于圆周附近区域的凸面部323,第三透镜5具有负屈光率,第三透镜5的像侧面52具有一位于光轴I附近区域的凹面部524,第五透镜7具有正屈光率,第五透镜7的物侧面71具有一位于光轴I附近区域的凸面部713,第五透镜7的像侧面72具有一位于光轴I附近区域的凸面部723,第四透镜6具有负屈光率,第四透镜6的物侧面61具有一位于光轴I附近区域的凹面部614,光圈2位于第一透镜3与第二透镜4之间。在此需注意的是,为了清楚地显示图面,图70中省略部分与第十实施例相同的凹面部与凸面部的标号。

第十七实施例之光学成像镜头10详细的光学数据如图72所示,且第十七实施例的整体的有效焦距EFL为7.244mm,半视角HFOV为21.812°,光圈值FNO为2.943,第十七实施例之光学成像镜头10的系统长度TTL为7.190mm,像高则为2.4mm。

如图73所示,则为第十七实施例的第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72在公式(1)中的各项非球面系数。

另外,第十七实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图75所示。

请参照图71A,在图71A弧矢方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在-0.01~0.015mm内。请参照图71B,在图71B子午方向的场曲像差图示中,红、绿、蓝三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在0~0.035mm内。请参照图71C,图71C的畸变像差图式则显示本第十七实施例的畸变像差维持在-0.12%~0.12%的范围内。请参照图71D,在本第十七实施例的纵向球差图示图71D中,不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在-0.12mm至0.124mm的范围内。据此说明本第十七实施例相较于现有光学镜头,在系统长度已缩短至7.190mm左右的条件下,仍能提供较佳的成像质量。

经由上述说明可得知,第十七实施例相较于第十实施例的优点在于:第十七实施例的光圈值FNO比第十实施例大,第十七实施例的光圈2位置与第十实施例不同时,第十七实施例的成像质量较第十实施例更佳,第十七实施例的弧矢及子午方向的场曲像差小于第十实施例,第十七实施例的畸变像差小于第十实施例,且第十七实施例比第十实施例易于制造,因此良率较高。

再配合参阅图74,为上述第一~九实施例的各项光学参数的表格图,当本发明的实施例的光学成像镜头10中的各项光学参数间的关系式符合下列条件式的至少其中之一时,可协助设计者设计出具备良好光学性能、整体长度有效缩短、且技术上可行之光学成像镜头:

一、本发明的实施例的光学成像镜头满足下列任一条件式时,表示当分母不变时,分子的长度能相对缩短,而能达到缩减镜头体积的功效:HFOV≦25°;TTL≦7.2mm;(T1+T2+T3)/(G12+G23)≦2.0;T2/G34≦6.20;FNO/T1≦3.50;EFL/(G12+G23)≦7.20;(T2+T3)/T1≦1.20;FNO/(G12+G23)≦2.50;EFL/G23≦3.60;FNO/G23≦3.00;TL/G23≦4.50。若能进一步符合下列任一条件式时,还能够产生较为优良的成像质量:18.296°≦HFOV≦19.905°;6.380mm≦TTL≦7.198mm;0.537≦(T1+T2+T3)/(G12+G23)≦0.911;0.154≦T2/G34≦3.065;2.198≦FNO/T1≦2.950;2.252≦EFL/(G12+G23)≦3.503;0.493≦(T2+T3)/T1≦1.182;0.750≦FNO/(G12+G23)≦1.162;2.357≦EFL/G23≦3.590;0.785≦FNO/G23≦1.238;2.022≦TL/G23≦2.964。

二、本发明光学成像镜头满足下列任一条件式时,表示其具有较佳的配置,能在维持适当良率的前提之下产生良好的成像质量:T1/T2≧2.50;EFL/FNO≧1.80;(G12+G23)/(T1+T2)≧0.70;TTL/(T2+T3)≧5.50;TTL/(T1+G12+T2)≧4.50;G23/(T2+T3)≧1.20;EFL/(T1+T2)≧4.50;EFL/(T2+T3)≧5.20;(G12+G23)/T2≧3.20;EFL/TTL≧1.00。若能进一步符合下列任一条件式时,则能进一步维持较适当的体积:2.504≦T1/T2≦4.729;2.628≦EFL/FNO≦3.016;1.782≦(G12+G23)/(T1+T2)≦2.720;5.508≦TTL/(T2+T3)≦13.849;4.501≦TTL/(T1+G12+T2)≦6.150;1.928≦G23/(T2+T3)≦4.742;5.313≦EFL/(T1+T2)≦6.472;5.845≦EFL/(T2+T3)≦13.951;8.462≦(G12+G23)/T2≦11.635;1.001≦EFL/TTL≦1.108。

再配合参阅图75,为上述第十~十七实施例的各项光学参数的表格图,当本发明的实施例的光学成像镜头10中的各项光学参数间的关系式符合下列条件式的至少其中之一时,可协助设计者设计出具备良好光学性能、整体长度有效缩短、且技术上可行之光学成像镜头:

一、本发明的实施例的光学成像镜头满足下列任一条件式时,表示当分母不变时,分子的长度能相对缩短,而能达到缩减镜头体积的功效:HFOV≦25°;TTL≦7.2mm;(T1+T2+T3)/(G12+G23)≦2.0;T2/G34≦6.20;FNO/T1≦3.50;EFL/(G12+G23)≦7.20;(T2+T3)/T1≦1.20;FNO/(G12+G23)≦2.50;EFL/G23≦3.60;FNO/G23≦3.00;TL/G23≦4.50。若能进一步符合下列任一条件式时,还能够产生较为优良的成像质量:21.813°≦HFOV≦22.634°;7.190mm≦TTL≦7.192mm;0.466≦(T1+T2+T3)/(G12+G23)≦1.000;0.378≦T2/G34≦5.100;1.585≦FNO/T1≦2.922;2.513≦EFL/(G12+G23)≦3.508;0.486≦(T2+T3)/T1≦0.858;0.835≦FNO/(G12+G23)≦1.295;2.555≦EFL/G23≦3.595;0.849≦FNO/G23≦1.449;2.174≦TL/G23≦3.060。

二、本发明光学成像镜头满足下列任一条件式时,表示其具有较佳的配置,能在维持适当良率的前提之下产生良好的成像质量:T1/T2≧2.50;EFL/FNO≧1.80;(G12+G23)/(T1+T2)≧0.70;TTL/(T2+T3)≧5.50;TTL/(T1+G12+T2)≧4.50;G23/(T2+T3)≧1.20;EFL/(T1+T2)≧4.50;EFL/(T2+T3)≧5.20;(G12+G23)/T2≧3.20;EFL/TTL≧1.00。若能进一步符合下列任一条件式时,则能进一步维持较适当的体积:2.510≦T1/T2≦4.896;2.461≦EFL/FNO≦3.561;1.331≦(G12+G23)/(T1+T2)≦2.713;7.564≦TTL/(T2+T3)≦13.882;4.502≦TTL/(T1+G12+T2)≦6.491;2.114≦G23/(T2+T3)≦5.464;4.663≦EFL/(T1+T2)≦6.818;7.592≦EFL/(T2+T3)≦13.960;4.687≦(G12+G23)/T2≦12.055;1.002≦EFL/TTL≦1.008。

然而,有鉴于光学系统设计的不可预测性,在本发明的实施例的架构之下,符合上述条件式能较佳地使本发明镜头长度缩短、可用光圈增大、视场角增加、成像质量提升,或组装良率提升而改善先前技术的缺点。

综上所述,本发明的实施例的光学成像镜头10可获致下述的功效及优点:

本发明各实施例的纵向球差、像散像差、畸变皆符合使用规范。另外,红、绿、蓝三种代表波长在不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差皆获得控制而具有良好的球差、像差、畸变抑制能力。进一步参阅成像质量数据,红、绿、蓝三种代表波长彼此间的距离亦相当接近,显示本发明在各种状态下对不同波长光线的集中性佳而具有优良的色散抑制能力。综上所述,本发明藉由所述透镜的设计与相互搭配,而能产生优异的成像质量。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内,在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化,均为本发明的保护范围。

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