CN107300750B

CN107300750B - 光学成像镜头

Info

Publication number: CN107300750B
Application number: CN201710293378.9A
Authority: CN
Inventors: 张加欣; 李凤; 潘慧峰
Original assignee: YUJING PHOTOELECTRIC (XIAMEN) CO Ltd
Current assignee: YUJING PHOTOELECTRIC (XIAMEN) CO Ltd
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2020-02-04
Anticipated expiration: 2037-04-28
Also published as: TW201809782A; US10502930B2; TWI642965B; US20180314037A1; CN107300750A

Abstract

本发明提供一种光学成像镜头。该光学成像镜头从物侧至像侧依序包括第一、第二、第三、第四、及第五透镜。透过设计五片透镜表面的凹凸配置，使得光学成像镜头的整体长度被缩短时，同时可兼顾成像质量与光学性能。

Description

光学成像镜头

技术领域

本发明涉及光学成像领域，尤其涉及一种光学成像镜头。

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。光学镜头最重要的特性为成像质量与体积，另外，提升视场角度及扩大光圈的特色也日趋重要。随着影像感测技术之进步，消费者对于成像质量的要求也将更加提高，因此除了追求薄型化，同时也必须兼顾镜头成像质量及性能。

然而，并非只要将光学镜头尺寸缩小就能使光学镜头兼具成像质量与薄型化，设计过程不但牵涉到材料特性，还须考虑到制作、组装良率的问题。因此，如何制作出符合消费者需求的光学镜头，并持续提升成像质量，一直是本领域技术人员所持续精进的目标。

发明内容

本发明提供一种光学成像镜头，其透过五片透镜表面的凹凸配置，以增加光学成像镜头的进光量以及达到薄型化。

在本发明说明书揭示内容中，使用以下表格列出的参数，但不局限于只使用表1中的这些参数：

表1参数表

依据本发明一实施例的光学成像镜头，该光学成像镜头从一物侧至一像侧沿一光轴依序包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜及一第五透镜，且每一透镜具有一朝向该物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向该像侧且使成像光线通过的像侧面，其中：该第一透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；该第二透镜具有负屈光率且该第二透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部；该第三透镜具有正屈光率且该第三透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及该三透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部；该第四透镜具有正屈光率且该第四透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部；该第五透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；以及只有该第一透镜至该第五透镜具有屈光率。

依据本发明一实施例的光学成像镜头，该光学成像镜头从物侧至像侧沿一光轴依序包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜，且该第一透镜至该第五透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；该第一透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；该第二透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；该第三透镜具有正屈光率且该第三透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部，该第三透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部；该第四透镜具有正屈光率以及该第四透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部；该第五透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部以及一位于圆周附近区域的凸面部；以及只有该第一透镜至该第五透镜具有屈光率。

依据本发明一实施例的光学成像镜头，该光学成像镜头从物侧至像侧沿一光轴依序包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜，且该第一透镜至该第五透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；该第一透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；该第二透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部，该第二透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；该第三透镜具有正屈光率，该第三透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部；该第四透镜具有正屈光率；该第五透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；只有该第一至第五透镜具有屈光率且该光学成像镜头符合以下条件式：

TTL/BFL≦3.900 条件式(1)；

以及

TL/G12≦10.000 条件式(2)。

本发明的光学成像镜头的实施例，可选择地满足下列任一条件式：

(T2+G23+T3)/T1≦2.100 条件式(3)；

AAG/T3≦1.800 条件式(4)；

(T4+G45+T5)/T4≦2.300 条件式(5)；

EFL/T1≦6.800 条件式(6)；

ALT/T5≦10.000 条件式(7)；

TL/G34≦10.000 条件式(8)；

(T2+G23+T3)/T3≦1.900 条件式(9)；

AAG/G34≦3.300 条件式(10)；

(T4+G45+T5)/T1≦2.700 条件式(11)；

EFL/T4≦5.900 条件式(12)；

ALT/T1≦5.200 条件式(13)；

TL/BFL≦6.400 条件式(14)；

(T2+G23+T3)/G34≦2.500 条件式(15)；

AAG/T1≦2.600 条件式(16)；

TTL/T4≦8.300 条件式(17)；

G12/T2≦1.800 条件式(18)；

以及

T5/G12≦2.300 条件式(19)。

附图说明

图1是本发明之一实施例之透镜剖面结构示意图。

图2是透镜面形与光线焦点的关系示意图。

图3是范例一的透镜面形与有效半径的关系图。

图4是范例二的透镜面形与有效半径的关系图。

图5是范例三的透镜面形与有效半径的关系图。

图6是本发明之第一实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。

图7是本发明之第一实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图。

图8是本发明之第一实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据的表格图。

图9是本发明之第一实施例之光学成像镜头之非球面数据的表格图。

图10是本发明之第二实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。

图11是本发明之第二实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图。

图12是本发明之第二实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据的表格图。

图13是本发明之第二实施例之光学成像镜头之非球面数据的表格图。

图14是本发明之第三实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。

图15是本发明之第三实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图。

图16是本发明之第三实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据的表格图。

图17是本发明之第三实施例之光学成像镜头之非球面数据的表格图。

图18是本发明之第四实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。

图19是本发明之第四实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图。

图20是本发明之第四实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据的表格图。

图21是本发明之第四实施例之光学成像镜头之非球面数据的表格图。

图22是本发明之第五实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。

图23是本发明之第五实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图。

图24是本发明之第五实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据的表格图。

图25是本发明之第五实施例之光学成像镜头之非球面数据的表格图。

图26是本发明之第六实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。

图27是本发明之第六实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图。

图28是本发明之第六实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据的表格图。

图29是本发明之第六实施例之光学成像镜头之非球面数据的表格图。

图30是上述本发明六个实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G5F、TF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、TTL/BFL、TL/G12、TTL/T4、TL/BFL、EFL/T4、(T4+G45+T5)/T4、G12/T2、T5/G12、ALT/T5、TL/G34、AAG/T1、AAG/T3、AAG/G34、EFL/T1、(T2+G23+T3)/T1、(T2+G23+T3)/T3、(T2+G23+T3)/G34、(T4+G45+T5)/T1、ALT/T1之数值比较表格图。

具体实施方式

为了更完整地理解说明书内容及其优点，本发明乃提供有图式。此些图式乃为本发明揭露内容之一部分，其主要系用以说明实施例，并可配合说明书之相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域具有通常知识者应能理解其他可能的实施方式以及本发明之优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

附图中的符号说明：

1,2,3,4,5,6光学成像镜头；100,200,300,400,500,600光圈；110,210,310,410,510,610第一透镜；111,121,131,141,151,161,211,221,231,241,251,261,311,321,331,341,351,361,411,421,431,441,451,461,511,521,531,541,551,561,611,621,631,641,651,661物侧面；112,122,132,142,152,162,212,222,232,242,252,262,312,322,332,342,352,362,412,422,432,442,452,462,512,522,532,542,552,562,612,622,632,642,652,662像侧面；120,220,320,420,520,620第二透镜；130,230,330,430,530,630第三透镜；140,240,340,440,540,640第四透镜；150,250,350,450,550,650第五透镜；160,260,360,460,560,660滤光件；170,270,370,470,570,670成像面；1111,1311,1321,1511,6411光轴附近区域的凸面部；1112,1122,1222,1322,1412,1422,1522,5512,6512圆周附近区域的凸面部；1121,1211,1221,1411,1521,6311,6511光轴附近区域的凹面部；1212,1312,1512,3322,4322,5222,5322,6122,6222,6422圆周附近区域的凹面部；A1物侧；A2像侧；I光轴；A,C区域；E延伸部；Lc主光线；Lm边缘光线。

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，该延伸部E系沿着区域C之径向方向向外延伸，即是透镜的有效半径的外侧。延伸部E用以供透镜组装于一光学成像镜头内。在正常情况下，因为这些成像光线仅通过透镜的有效半径，所以这些成像光线不会通过延伸部E。前述的延伸部E之结构与形状并不限于这些范例，透镜之结构与形状不应局限于这些范例。以下实施例为求图式简洁均省略部分的透镜的延伸部。

用来判断透镜表面的形状与结构的准则会列于说明书中，这些准则主要是不数种情况下判断这些区域的边界，其包含判定光轴附近区域、透镜表面的圆周附近区域、以及其他形式的透镜表面，例如具有多个区域的透镜。

图1绘示一透镜在径向方向上的剖视图。以该剖视图观之，在判断前述区域的范围时，首先应定义出两个参考点，其包含一中心点以及一转换点。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。再者，如果单一表面上显示有复数个转换点，则沿着径向方向依序命名这些转换点。例如，第一转换点(最靠近光轴)、第二转换点以及第N转换点(在有效半径的范围内，距光轴最远的转换点)。透镜表面上的中心点和第一转换点之间的范围定义为光轴附近区域，第N转换点在径向上向外的区域定义为圆周附近区域(但仍然在有效半径的范围内)。在本发明的实施例中，光轴附近区域与圆周附近区域之间还存在其他区域；区域的数量由转换点的个数决定。此外，有效半径为边缘光线Lm与透镜表面之交点到光轴I上的垂直距离。

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是否聚集或分散来决定。举例言之，当平行发射的光线通过某一区域时，光线会转向且光线(或其延伸线)最终将与光轴交会。该区域之形状凹凸可藉由光线或其延伸线与光轴的交会处(意即焦点)在物侧或像侧来决定。举例来说，当光线通过某一区域后与光轴交会于透镜的像侧，意即光线的焦点在像侧(参见图2的R点)，则光线通过的该区域具凸面部。反之，若光线通过某区域后，光线会发散，光线的延伸线与光轴交会于物侧，意即光线的焦点在物侧(参见图2的M点)，则该区域具有凹面。因此，如图2所示，中心点到第一转换点之间的区域具有凸面，第一转换点径向上向外的区域具有凹面，因此第一转换点即是凸面转凹面的分界点。可选择地，还可藉由参考R值的正负来决定光轴附近区域的面形为凸面或凹面，而R值指透镜表面的近轴的曲率半径。R值被使用于常见的光学设计软件(例如Zemax与CodeV)。R值通常显示于软件的透镜数据表(lens data sheet)。以物侧面来说，当R值为正时，判定该物侧面为凸面，当R值为负时，判定该物侧面为凹面；反之，以像侧面来说，当R值为正时，判定该像侧面为凹面，当R值为负时，判定该像侧面为凸面，此方法判定透镜面型的结果，和前述藉由判断光线焦点的位置在物侧或像侧的方式相同。

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％，至于圆周附近区域则定义为有效半径的50～100％。

参阅图3的第一范例，其中透镜的像侧面在有效半径上具有一个转换点(称为第一转换点)，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光轴附近区域的面形不同，则该圆周附近区域系具有一凸面部。

参阅图4的第二范例，其中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，而圆周附近区域(第三区)具有一凸面部。此外，第一转换点与第二转换点之间还具有第二区，而该第二区具有一凹面部。

参阅图5的第三范例，其中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。

为了说明本发明确实可在提供良好的光学性能的同时，提供宽广的拍摄角度，以下提供多个实施例以及其详细的光学数据。首先请一并参考图6至图9，其中图6绘示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图7绘示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图，图8绘示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之详细光学数据，图9绘示依据本发明之第一实施例光学成像镜头之各透镜之非球面数据。

如图6所示，本实施例之光学成像镜头1从物侧A1至像侧A2依序包括一光圈(aperture stop)100、一第一透镜110、一第二透镜120、一第三透镜130、一第四透镜140及一第五透镜150。一滤光件160及一影像传感器(图未显示)的一成像面170皆设置于光学成像镜头1的像侧A2。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150及滤光件160分别包含朝向物侧A1的物侧面111/121/131/141/151/161以及朝向像侧A2的像侧面112/122/132/142/152/162。在本实施例中，滤光件160为红外线滤光片(IR cutfilter)且设于第五透镜150与成像面170之间。滤光件160将经过光学成像镜头1且具有特定波长的光线加以吸收。举例来说，红外光将被滤光件160所吸收，而人眼无法看到的红外光将不会成像于成像面170。

在本实施例中，光学成像镜头1的每个透镜的细部结构可参照图式。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150可例如为塑料材质。

在第一实施例中，第一透镜110具有正屈光率。物侧面111包括一位于光轴附近区域的凸面部1111及一位于第一透镜110之圆周附近区域的凸面部1112。像侧面112包括一位于光轴附近区域的凹面部1121及一位于第一透镜110之圆周附近区域的凸面部1122。

第二透镜120具有负屈光率。物侧面121包括一位于光轴附近区域的凹面部1211及一位于第二透镜120之圆周附近区域的凹面部1212。像侧面122包括一位于光轴附近区域的凹面部1221及一位于第二透镜120之圆周附近区域的凸面部1222。

第三透镜130具有正屈光率。物侧面131包括一位于光轴附近区域的凸面部1311以及一位于第三透镜130之圆周附近区域的凹面部1312。像侧面132包括一位于光轴附近区域的凸面部1321及一位于第三透镜130之圆周附近区域的凸面部1322。

第四透镜140具有正屈光率。物侧面141包括一位于光轴附近区域的凹面部1411及一位于第四透镜140之圆周附近区域的凸面部1412。像侧面142包括一位于光轴附近区域的凸面部1421及一位于第四透镜140之圆周附近区域的凸面部1422。

第五透镜150具有负屈光率。物侧面151包括一位于光轴附近区域的凸面部1511及一位于第五透镜150的圆周附近区域的凹面部1512。像侧面152包括一位于光轴附近区域的凹面部1521及一位于第五透镜150的圆周附近区域的凸面部1522。

第一透镜110的物侧面111及像侧面112、第二透镜120的物侧面121及像侧面122、第三透镜130的物侧面131及像侧面132、第四透镜140的物侧面141及像侧面142、第五透镜150的物侧面151及像侧面152共计十个非球面皆是依下列非球面曲线公式定义：

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

R表示透镜表面之曲率半径；

Y表示非球面曲面上的点与光轴的垂直距离；

K为锥面系数(Conic Constant)；

a_i为第i阶非球面系数。

各个非球面之参数详细数据请一并参考图9。

图7的(a)绘示本实施例的三种代表波长(470nm,555nm,650nm)的纵向球差的示意图，其中横轴定义为焦距，纵轴定义为视场。图7的(b)绘示本实施例的三种代表波长(470nm,555nm,650nm)的弧矢(Sagittal)方向的像散像差的示意图，横轴定义为焦距，纵轴定义为像高。图7的(c)绘示本实施例的三种代表波长(470nm,555nm,650nm)的子午(Tangential)方向的像散像差的示意图，其中横轴定义为焦距，而纵轴定义为像高。每一种波长所成的曲线皆很靠近，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。从图7的(a)中每一曲线的纵向偏差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.035mm。因此，本实施例确实明显改善不同波长的纵向球差，此外，参阅图7的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的焦距落在±0.04mm的范围。参阅图7的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的焦距落在±0.06mm的范围内。参阅图7的(d)的横轴，畸变像差维持在±2.5％的范围内。

关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G5、TF、GFP、BFL、ALT、AAG、TTL、TL、EFL/ALT、EFL/BFL、TTL/BFL、TTL/ALT、ALT/(T1+T3+T4)、(T2+G23+G34+G45+T5)/T1、(T2+G23+G34+G45+T5)/T3、(G12+T2+G45+T5)/T1、(G12+T2+G45+T5)/T3、(AAG+T5)/T1、(AAG+T5)/(T2+G23)、(AAG+T2)/T4、(AAG+T2)/T5、AAG/T2、AAG/G23、AAG/T4之值，请参考图30。

第一透镜110之物侧面111至成像面170在光轴上之长度(TTL)大约9.147mm，Fno大约2.390，HFOV(半视场角)大约14.90度，其中当Fno越小时，使得光圈尺寸以及进光量越大。依据上述这些参数值，可使得光学成像镜头的体积薄型化，同时维持较佳的进光量。

另请一并参考图10至图13，其中图10绘示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图11绘示依据本发明之第二实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图，图12绘示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之详细光学数据，图13绘示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件，唯在此使用的标号开头改为2，例如第三透镜物侧面为231，第三透镜像侧面为232，其它组件标号在此不再赘述。

如图10所示，本实施例之光学成像镜头2从物侧A1至像侧A2依序包括一光圈200、一第一透镜210、一第二透镜220、一第三透镜230、一第四透镜240及一第五透镜250。

物侧面211、221、231、241、251及像侧面212、222、232、242、252之表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似。此外，第二实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、非球面系数、及有效焦距的光学参数也与第一实施例不同。

在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第一实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头2的各透镜之光学特性，请参考图12。

从图11的(a)中每一曲线的纵向偏差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.04mm。参阅图11的(b)，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在整个视场范围内的焦距落在±0.05mm的范围。参阅图11的(c)，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在整个视场范围内的焦距落在±0.06mm的范围内。参阅图11的(d)的横轴，光学成像镜头2的畸变像差维持在±2％的范围内。

关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G5F、TF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、TTL/BFL、TL/G12、TTL/T4、TL/BFL、EFL/T4、(T4+G45+T5)/T4、G12/T2、T5/G12、ALT/T5、TL/G34、AAG/T1、AAG/T3、AAG/G34、EFL/T1、(T2+G23+T3)/T1、(T2+G23+T3)/T3、(T2+G23+T3)/G34、(T4+G45+T5)/T1、ALT/T1之值，请参考图30。

相较于第一实施例，本实施例的Fno值较小、HFOV较大、成像质量较优(比较纵向球差、像散相差、或畸变相差)、以及制造较容易因此良率较高。

另请一并参考图14至图17，其中图14绘示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图15绘示依据本发明之第三实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图，图16绘示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之详细光学数据，图17绘示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件，唯在此使用的标号开头改为3，例如第三透镜物侧面为331，第三透镜像侧面为332，其它组件标号在此不再赘述。

如图14所示，本实施例之光学成像镜头3从物侧A1至像侧A2依序包括一光圈300、一第一透镜310、一第二透镜320、一第三透镜330、一第四透镜340及一第五透镜350。

物侧面311、321、331、341、351及像侧面312、322、342、352之表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似，唯像侧面332的表面凹凸配置与第一实施例不同。此外，第三实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、非球面系数、及有效焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体而言，第三透镜330的像侧面332包含一位于圆周附近区域的凹面部3322。

在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第一实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头3的各透镜之光学特性，请参考图16。

从图15的(a)中每一曲线的纵向偏差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.03mm。参阅图15的(b)，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在整个视场范围内的焦距落在±0.03mm的范围。参阅图15的(c)，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在整个视场范围内的焦距落在±0.1mm的范围内。参阅图15的(d)的横轴，光学成像镜头3的畸变像差维持在±2.5％的范围内。

相较于第一实施例，本实施例的TTL较小、Fno较小、HFOV较大、成像质量较佳、以及制造较容易因此良率较高。

另请一并参考图18至图21，其中图18绘示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图19绘示依据本发明之第四实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图，图20绘示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之详细光学数据，图21绘示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件，唯在此使用的标号开头改为4，例如第三透镜物侧面为431，第三透镜像侧面为432，其它组件标号在此不再赘述。

如图18所示，本实施例之光学成像镜头4从物侧A1至像侧A2依序包括一光圈400、一第一透镜410、一第二透镜420、一第三透镜430、一第四透镜440及一第五透镜450。

物侧面411、421、431、441、451及像侧面412、422、442、452之表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似，唯像侧面432的表面凹凸配置不同。此外第四实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、非球面系数、及有效焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体而言，第三透镜430的像侧面432包含一位于圆周附近区域的凹面部4322。

在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第一实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头4的各透镜之光学特性，请参考图20。

从图19的(a)中每一曲线的纵向偏差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.45mm。参阅图19的(b)，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在整个视场范围内的焦距落在±0.05mm的范围。参阅图19的(c)，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在整个视场范围内的焦距落在±0.1mm的范围内。参阅图19的(d)的横轴，光学成像镜头4的畸变像差维持在±2.5％的范围内。

相较于第一实施例，本实施例的TTL较小、Fno较小、HFOV较大、以及制造较容易因此良率较高。

另请一并参考图22至图25，其中图22绘示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图23绘示依据本发明之第五实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图，图24绘示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之详细光学数据，图25绘示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件，唯在此使用的标号开头改为5，例如第三透镜物侧面为531，第三透镜像侧面为532，其它组件标号在此不再赘述。

如图22所示，本实施例之光学成像镜头5从物侧A1至像侧A2依序包括一光圈500、一第一透镜510、一第二透镜520、一第三透镜530、一第四透镜540及一第五透镜550。

物侧面511、521、531、541及像侧面512、542、552之表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似，唯物侧面551以及像侧面522、532之表面的凹凸配置不同。此外第五实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、非球面系数、及有效焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体而言，第五透镜550的物侧面551包含一位于位于圆周附近区域的凸面部5512，第二透镜520的像侧面522包含一位于圆周附近区域的凹面部5222，以及第三透镜530的像侧面532包含一位于圆周附近区域的凹面部5322。

在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第一实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头5的各透镜之光学特性，请参考图24。

从图23的(a)中每一曲线的纵向偏差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.03mm。参阅图23的(b)，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在整个视场范围内的焦距落在±0.03mm的范围。参阅图23的(c)，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在整个视场范围内的焦距落在±0.035mm的范围内。参阅图23的(d)的横轴，光学成像镜头5的畸变像差维持在±5％的范围内。

相较于第一实施例，本实施例的成像质量较优、以及制造较容易因此良率较高。

另请一并参考图26至图29，其中图26绘示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图27绘示依据本发明之第六实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图，图28绘示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之详细光学数据，图29绘示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的组件，唯在此使用的标号开头改为6，例如第三透镜物侧面为631，第三透镜像侧面为632，其它组件标号在此不再赘述。

如图26所示，本实施例之光学成像镜头6从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜610、一光圈600、一第二透镜620、一第三透镜630、一第四透镜640及一第五透镜650。

物侧面611、621及像侧面632、652之表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似，唯光圈600的配置位置不同、物侧面631、641、651以及像侧面612、622、642之表面的凹凸配置不同。此外，第六实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、非球面系数、及有效焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体而言，光圈600配置于第一透镜610与第二透镜620之间，第三透镜630的物侧面631包括一位于光轴附近区域的凹面部6311，第四透镜640的物侧面641包含一位于光轴附近区域的凸面部6411，第五透镜650的物侧面651包含一位于光轴附近区域的凹面部6511以及一位于圆周附近区域的凸面部6512，第一透镜610的像侧面612包含一位于圆周附近区域的凹面部6122，第二透镜620的像侧面622包含一位于圆周附近区域的凹面部6222，第四透镜640的像侧面642包含一位于圆周附近区域的凹面部6422。

在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第一实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头6的各透镜之光学特性，请参考图28。

从图27的(a)中每一曲线的纵向偏差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.025mm。参阅图27的(b)，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在整个视场范围内的焦距落在±0.04mm的范围。参阅图27的(c)，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在整个视场范围内的焦距落在±0.05mm的范围内。参阅图27的(d)的横轴，光学成像镜头6的畸变像差维持在±1％的范围内。

关于T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G5F、TF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、TTL/BFL、TL/G12、TTL/T4、TL/BFL、EFL/T4、(T4+G45+T5)/T4、G12/T2、T5/G12、ALT/T5、TL/G34、AAG/T1、AAG/T3、AAG/G34、EFL/T1、(T2+G23+T3)/T1、

(T2+G23+T3)/T3、(T2+G23+T3)/G34、(T4+G45+T5)/T1、ALT/T1之值，请参考图30。

图30列出以上六个实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G5F、TF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、TTL/BFL、TL/G12、TTL/T4、TL/BFL、EFL/T4、(T4+G45+T5)/T4、G12/T2、T5/G12、ALT/T5、TL/G34、AAG/T1、AAG/T3、AAG/G34、EFL/T1、(T2+G23+T3)/T1、(T2+G23+T3)/T3、(T2+G23+T3)/G34、(T4+G45+T5)/T1、ALT/T1之值，可看出本发明之光学成像镜头确实可满足前述条件式(1)至(19)。

该第一透镜之像侧面的光轴附近区域为凹面、该第二透镜之像侧面的光轴附近区域为凹面、以及该第五透镜之像侧面的光轴附近区域为凹面的配置可帮助聚集成像光线。该第四透镜之物侧面的圆周附近区域为凸面可帮助聚集成像光线，由于光学成像镜头在薄型化的过程中，大角度的光线入射至第四透镜与第五透镜时可能偏离光学有效径而无法抵达成像面，该第四透镜之物侧面的圆周附近区域为凸面能有效改善此种问题。该第二透镜之物侧面的光轴附近区域为凹面、该第三透镜之像侧面的光轴附近区域为凸面、以及该第五透镜之像侧面的圆周附近区域为凸面的配置，可修正整体像差。该第二透镜具有负屈光率可消除第一透镜产生的像差。该第三透镜具有正屈光率及该第四透镜具有正屈光率，有助于修正各像差。透过上述配置，可有效缩短光学成像镜头之长度、同时确保成像质量，且加强成像质量。

为了缩短光学成像镜头之长度，本发明可适当地缩短透镜厚度以及透镜之间的间隙，但考虑到组装困难度以及兼顾成像质量，透镜厚度及透镜间的空气间隙彼此需互相调配，故在满足以下条件式的数值限定之下，光学成像系统能达到较佳的配置：

(T4+G45+T5)/T4≦2.300，较佳的范围为1.200≦(T4+G45+T5)/T4≦2.300；

G12/T2≦1.800，较佳的范围为0.600≦G12/T2≦1.800；

T5/G12≦2.300，较佳的范围为0.200≦T5/G12≦2.300；

ALT/T5≦10.000，较佳的范围为3.300≦ALT/T5≦10.000；

AAG/T1≦2.600，较佳的范围为1.400≦AAG/T1≦2.600；

AAG/T3≦1.800，较佳的范围为1.200≦AAG/T3≦1.800；

AAG/G34≦3.300，较佳的范围为1.800≦AAG/G34≦3.300；

(T2+G23+T3)/T1≦2.100，较佳的范围为1.300≦(T2+G23+T3)/T1≦2.100；

(T2+G23+T3)/T3≦1.900，较佳的范围为1.500≦(T2+G23+T3)/T3≦1.900；

(T2+G23+T3)/G34≦2.500，较佳的范围为2.000≦(T2+G23+T3)/G34≦2.500；

(T4+G45+T5)/T1≦2.700，较佳的范围为1.800≦(T4+G45+T5)/T1≦2.700；ALT/T1≦5.200，较佳的范围为4.200≦ALT/T1≦5.200。

为了使光学组件参数与镜头长度比值维持一适当值，避免光学参数过小不利于生产制造，或是避免光学参数过大而使得光学成像镜头之长度过长，故在满足以下条件式的数值限定之下，能达到较佳的配置：

TTL/BFL≦3.900，较佳的范围为2.800≦TTL/BFL≦3.900；

TL/G12≦10.000，较佳的范围为4.300≦TL/G12≦10.000；

TTL/T4≦8.300，较佳的范围为5.000≦TTL/T4≦8.300；

TL/BFL≦6.400，较佳的范围为2.000≦TL/BFL≦6.400；

TL/G34≦10.000，较佳的范围为8.100≦TL/G34≦10.000。

缩短EFL有助于视埸角的扩大，所以将EFL趋小设计，故在满足以下条件式的数值限定之下，在光学系统厚度薄化的过程中，也可帮助扩大视场角度：

EFL/T4≦5.900，较佳的范围为0.400≦EFL/T4≦5.900；

EFL/T1≦6.800，较佳的范围为0.800≦EFL/T1≦6.800。

透过本发明各实施例的纵向球差、像散像差、畸变像差皆符合使用规范。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，故透过上述可知本发明具备良好光学性能。

以上叙述依据本发明多个不同实施例，其中各项特征可以单一或不同结合方式实施。因此，本发明实施方式之揭露为阐明本发明原则之具体实施例，应不拘限本发明于所揭示的实施例。进一步言之，先前叙述及其附图仅为本发明示范之用，并不受其限囿。其他组件之变化或组合皆可能，且不悖于本发明之精神与范围。

Claims

1.一种光学成像镜头，从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜以及一第五透镜，且每一透镜具有一朝向该物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向该像侧且使成像光线通过的像侧面，其中：

该第一透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；

该第二透镜具有负屈光率，该第二透镜之物侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；

该第三透镜具有正屈光率，该第三透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部，该第三透镜之物侧面具有一位于圆周区域的凹面部；

该第四透镜具有正屈光率，该第四透镜之物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部；

该第五透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；以及只有该第一至第五透镜具有屈光率。

2.一种光学成像镜头，从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜以及一第五透镜，且每一透镜具有一朝向该物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向该像侧且使成像光线通过的像侧面，其中：

该第一透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；

该第二透镜之物侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；

该第三透镜具有正屈光率，该第三透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部，该第三透镜之物侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部；

该第五透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部以及一位于圆周附近区域的凸面部；以及只有该第一至第五透镜具有屈光率。

3.一种光学成像镜头，从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜以及一第五透镜，且每一透镜具有一朝向该物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向该像侧且使成像光线通过的像侧面，其中：

该第一透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；

该第二透镜之物侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部，该第二透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；

该第三透镜具有正屈光率，该第三透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部；

该第四透镜具有正屈光率；

该第五透镜之像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；以及

只有该第一至第五透镜具有屈光率，TTL代表该第一透镜之物侧面至一成像面在该光轴上的距离，BFL代表该第五透镜之像侧面至该成像面在该光轴上的距离，TL代表该第一透镜之物侧面至该第五透镜的像侧面在该光轴上的距离，G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的空气间隙，该光学成像镜头符合下列条件式：

TTL/BFL≦3.900及TL/G12≦10.000。

4.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中T1代表该第一透镜在该光轴上的厚度，T2代表该第二透镜在该光轴上的厚度，T3代表该第三透镜在该光轴上的厚度，G23代表该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的空气间隙，该光学成像镜头满足一条件式：(T2+G23+T3)/T1≦2.100。

5.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中AAG代表从该第一透镜至该第五透镜在该光轴上的空气间隙总和，T3代表该第三透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足一条件式：AAG/T3≦1.800。

6.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中T4代表第该四透镜在该光轴上的厚度，T5代表该第五透镜在该光轴上的厚度，G45代表该第四透镜与该第五透镜之间在该光轴上的空气间隙宽度，该光学成像镜头满足一条件式：(T4+G45+T5)/T4≦2.300。

7.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中EFL代表该光学成像镜头的有效焦距，T1代表该第一透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足一条件式：EFL/T1≦6.800。

8.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中ALT代表从该第一透镜至该第五透镜在该光轴上的透镜厚度总和，T5代表该第五透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足一条件式：ALT/T5≦10.000。

9.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中TL代表该第一透镜之物侧面至该第五透镜的像侧面在该光轴上的距离，G34代表该第三透镜与该第四透镜之间在该光轴上的空气间隙，该光学成像镜头满足一条件式：TL/G34≦10.000。

10.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中T2代表该第二透镜在该光轴上的厚度，T3代表该第三透镜在该光轴上的厚度，G23代表该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的空气间隙，该光学成像镜头满足一条件式：(T2+G23+T3)/T3≦1.900。

11.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中AAG代表从该第一透镜至该第五透镜在该光轴上的空气间隙总和，G34代表该第三透镜与该第四透镜之间在该光轴上的空气间隙，该光学成像镜头满足一条件式：AAG/G34≦3.300。

12.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中T1代表该第一透镜在该光轴上的厚度，T4代表第该四透镜在该光轴上的厚度，T5代表该第五透镜在该光轴上的厚度，G45代表该第四透镜与该第五透镜之间在该光轴上的空气间隙宽度，该光学成像镜头满足一条件式：(T4+G45+T5)/T1≦2.700。

13.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中EFL代表该光学成像镜头的有效焦距，T4代表第该四透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足一条件式：EFL/T4≦5.900。

14.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中ALT代表从该第一透镜至该第五透镜在该光轴上的透镜厚度总和，T1代表该第一透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足一条件式：ALT/T1≦5.200。

15.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中TL代表该第一透镜之物侧面至该第五透镜的像侧面在该光轴上的距离，BFL代表该第五透镜之像侧面至一成像面在该光轴上的距离，该光学成像镜头满足一条件式：TL/BFL≦6.400。

16.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中T2代表该第二透镜在该光轴上的厚度，T3代表该第三透镜在该光轴上的厚度，G23代表该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的空气间隙，G34代表该第三透镜与该第四透镜之间在该光轴上的空气间隙，该光学成像镜头满足一条件式：(T2+G23+T3)/G34≦2.500。

17.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中AAG代表从该第一透镜至该第五透镜在该光轴上的空气间隙总和，T1代表该第一透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足一条件式：AAG/T1≦2.600。

18.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中TTL代表该第一透镜之物侧面至一成像面在该光轴上的距离，T4代表第该四透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足一条件式：TTL/T4≦8.300。

19.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的空气间隙，T2代表该第二透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足一条件式：G12/T2≦1.800。

20.如权利要求1-3项中任一项所述的光学成像镜头，其中T5代表该第五透镜在该光轴上的厚度，G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的空气间隙，该光学成像镜头满足一条件式：T5/G12≦2.300。