CN108957691B - 一种光学成像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学成像镜头,其从物侧至像侧依序包括第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七透镜。本发明通过控制各透镜表面的凹凸曲面排列,并在符合第一透镜至第七透镜之间在光轴上的六个空气间隙宽度总和(AAG)、第一透镜至第七透镜之间在光轴上的六个空气间隙的最大值(Gmax)和第一透镜到第七透镜在光轴上的七个透镜厚度的最小值(Tmin)的关系为AAG/(Gmax+Tmin)≦1.700的限制之下,达到维持良好光学性能以及扩大视场角的功效。

Description

一种光学成像镜头
技术领域
本发明涉及一种光学成像镜头,尤指一种七片式的光学成像镜头。
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为成像质量与体积,另外,提升视场角度的特色也日趋重要。其中,就成像质量而言,随着影像感测技术的进步,消费者对于成像质量等的要求也将更加提高,因此在光学镜头设计领域中,除了追求镜头薄型化,同时也必须兼顾镜头成像质量及性能。
然而,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,设计过程不仅牵涉到材料特性,还必须考量到制作、组装良率等生产方面的实际问题。
因此,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、学界所持续精进的目标。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种光学成像镜头,其除了成像质量良好之外,还缩短了镜头长度以及提升了视场角度。
本发明提供一种光学成像镜头,可用于拍摄影像及录像,例如:手机、相机、平板计算机、个人数位助理(Personal Digital Assistant,PDA)及车用镜头等便携式电子产品的光学成像镜头。通过七片透镜的表面凹凸配置,达到薄型化体积、扩大视场角且兼顾成像质量。
在本发明说明书公开内容中,使用以下表格列出的参数,但不局限于只使用这些参数:
Figure BDA0001713654270000011
Figure BDA0001713654270000021
Figure BDA0001713654270000031
依据本发明一实施例所提供的光学成像镜头,该光学成像镜头从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜、一第六透镜以及一第七透镜,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,其中第一透镜具有负屈光率;第二透镜的像侧面的光轴区域为凸面:第三透镜的物侧面的光轴区域为凹面;第四透镜的物侧面的圆周区域为凹面;第六透镜的像侧面的圆周区域为凸面;第七透镜的像侧面的光轴区域为凹面。光学成像镜头中具有屈光率的透镜只有上述七片,该光学成像镜头满足条件式(1):AAG/(Gmax+Tmin)≦1.700。
依据本发明另一实施例所提供的光学成像镜头,该光学成像镜头从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜、一第六透镜以及一第七透镜,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,其中第一透镜具有负屈光率;第二透镜的像侧面的光轴区域为凸面:第三透镜的物侧面的光轴区域为凹面;第三透镜的像侧面的光轴区域为凸面;第四透镜的物侧面的圆周区域为凹面;第六透镜的像侧面的圆周区域为凸面。光学成像镜头中具有屈光率的透镜只有上述七片,该光学成像镜头满足条件式(1):AAG/(Gmax+Tmin)≦1.700。
上述两个实施例的光学成像镜头还可选择地满足下列条件式:
条件式(2):AAG/T2≦2.300;
条件式(3):(T2+G23+T3)/(T1+G12)≦2.500;
条件式(4):TL/(T5+G56+T6+G67+T7)≦2.200;
条件式(5):(T4+G45)/(T3+G34)≦2.200;
条件式(6):(G23+G34+G45+G56+G67)/G12≦2.100;
条件式(7):ALT/(T5+T6)≦3.200;
条件式(8):1.800≦TTL/EFL;
条件式(9):3.000≦ALT/T7;
条件式(10):EFL/BFL≦2.200。
条件式(11):AAG/(G12+Gmax)≦1.600;
条件式(12):T2/T1≦2.400;
条件式(13):TL/BFL≦4.400;
条件式(14):(T3+T4)/T1≦2.500;
条件式(15):Tmax/T6≦2.100;
条件式(16):BFL/T6≦2.600;
条件式(17):4.200≦TTL/(Tmin+Tmax);
条件式(18):3.000≦ALT/(Tmin+Tmax);
条件式(19):0.900≦T5/T7。
上述所列的示例性限定条件式,也可选择性地合并不等数量施用于本发明的实施态样中,并不限于此。在实施本发明时,除了上述条件式之外,亦可针对单一透镜或广泛性地针对多个透镜额外设计出其它更多的透镜的凹凸曲面排列、屈光率变化、选用各种材质或其他细部结构,以加强对系统性能及/或分辨率的控制。须注意的是,此些细节需在无冲突的情况之下,选择性地合并施用于本发明的其他实施例当中。
由上述中可以得知,本发明的光学成像镜头通过控制各透镜的凹凸曲面排列,并以至少一关系式控制相关参数,可维持其成像质量并缩小镜头长度,同时扩大视场角。
附图说明
图1是本发明的一实施例的透镜的径向剖视图;
图2是本发明的一实施例的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是本发明的第一实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图;
图7是本发明的第一实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图;
图8是本发明的第一实施例的光学成像镜头的各透镜的详细光学数据;
图9是本发明的第一实施例的光学成像镜头的非球面数据;
图10是本发明的第二实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图;
图11是本发明的第二实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图;
图12是本发明的第二实施例的光学成像镜头的各透镜的详细光学数据;
图13是本发明的第二实施例的光学成像镜头的非球面数据;
图14是本发明的第三实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图;
图15是本发明的第三实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图;
图16是本发明的第三实施例的光学成像镜头的各透镜的详细光学数据;
图17是本发明的第三实施例的光学成像镜头的非球面数据;
图18是本发明的第四实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图;
图19是本发明的第四实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图;
图20是本发明的第四实施例的光学成像镜头的各透镜的详细光学数据;
图21是本发明的第四实施例的光学成像镜头的非球面数据;
图22是本发明的第五实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图;
图23是本发明的第五实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图;
图24是本发明的第五实施例的光学成像镜头的各透镜的详细光学数据;
图25是本发明的第五实施例的光学成像镜头的非球面数据;
图26是本发明的第六实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图;
图27是本发明的第六实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图;
图28是本发明的第六实施例的光学成像镜头的各透镜的详细光学数据;
图29是本发明的第六实施例的光学成像镜头的非球面数据;
图30是本发明的第七实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图;
图31是本发明的第七实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图;
图32是本发明的第七实施例的光学成像镜头的各透镜的详细光学数据;
图33是本发明的第七实施例的光学成像镜头的非球面数据;
图34是本发明的第八实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图;
图35是本发明的第八实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图;
图36是本发明的第八实施例的光学成像镜头的各透镜的详细光学数据;
图37是本发明的第八实施例的光学成像镜头的非球面数据;
图38是本发明的第九实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图;
图39是本发明的第九实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图;
图40是本发明的第九实施例的光学成像镜头的各透镜的详细光学数据;
图41是本发明的第九实施例的光学成像镜头的非球面数据;
图42是本发明的第十实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图;
图43是本发明的第十实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图;
图44是本发明的第十实施例的光学成像镜头的各透镜的详细光学数据;
图45是本发明的第十实施例的光学成像镜头的非球面数据;
图46A及图46B是上述本发明十个实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值表。
符号说明
100、200、300、400、500、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7 透镜
110、410、510、L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、L5A1、L6A1、L7A1、TFA1 物侧面
120、320、L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2、TFA2 像侧面
130 组装部
211、212 平行光线
A1 物侧
A2 像侧
CP 中心点
CP1 第一中心点
CP2 第二中心点
TP1 第一转换点
TP2 第二转换点
OB 光学边界
I 光轴
Lc 主光线
Lm 边缘光线
EL 延伸线
Z1、L1A1C、L2A1C、L3A1C、L4A1C、L5A1C、L6A1C、L7A1C、L1A2C、L2A2C、L3A2C、L4A2C、L5A2C、L6A2C、L7A2C 光轴区域
Z2、L1A1P、L2A1P、L3A1P、L4A1P、L5A1P、L6A1P、L7A1P、L1A2P、L2A2P、L3A2P、L4A2P、L5A2P、L6A2P、L7A2P 圆周区域
Z3 中继区域
M、R 相交点
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 光学成像镜头
STO 光圈
TF 滤光片
IMA 成像面
具体实施方式
为进一步说明各实施例,本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要是用以说明实施例,并可配合说明书的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的优点。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。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
本说明书的光学系统包含至少一透镜,接收入射光学系统的平行于光轴至相对光轴呈半视角(HFOV)角度内的成像光线。成像光线通过光学系统于成像面上成像。所说的「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的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。成像光线包括至少两类光线:主光线(chiefray)Lc及边缘光线(marginal ray)Lm(如图1所示)。透镜的物侧面(或像侧面)可依不同位置区分为不同区域,包含光轴区域、圆周区域、或在部分实施例中的一个或多个中继区域,该些区域的说明将于下方详细阐述。
图1为透镜100的径向剖视图。定义透镜100表面上的二参考点:中心点及转换点。透镜表面的中心点为该表面与光轴I的一交点。如图1所例示,第一中心点CP1位于透镜100的物侧面110,第二中心点CP2位于透镜100的像侧面120。转换点是位于透镜表面上的一点,且该点的切线与光轴I垂直。定义透镜表面的光学边界OB为通过该透镜表面径向最外侧的边缘光线Lm与该透镜表面相交的一点。所有的转换点皆位于光轴I与透镜表面的光学边界OB之间。除此之外,若单一透镜表面有复数个转换点,则该些转换点由径向向外的方向依序自第一转换点开始命名。例如,第一转换点TP1(最靠近光轴I)、第二转换点TP2(如图4所示)及第N转换点(距离光轴I最远)。
定义从中心点至第一转换点TP1的范围为光轴区域,其中,该光轴区域包含中心点。定义距离光轴I最远的第N转换点径向向外至光学边界OB的区域为圆周区域。在部分实施例中,可另包含介于光轴区域与圆周区域之间的中继区域,中继区域的数量取决于转换点的数量。
当平行光轴I的光线通过一区域后,若光线朝光轴I偏折且与光轴I的交点位在透镜像侧A2,则该区域为凸面。当平行光轴I的光线通过一区域后,若光线的延伸线与光轴I的交点位在透镜物侧A1,则该区域为凹面。
除此之外,参见图1,透镜100还可包含一由光学边界OB径向向外延伸的组装部130。组装部130一般来说用以供该透镜100组装于光学系统的一相对应元件(图未示)。成像光线并不会到达该组装部130。组装部130的结构与形状仅为说明本发明的示例,不以此限制本发明的范围。下列讨论的透镜的组装部130可能会在图式中被部分或全部省略。
参见图2,定义中心点CP与第一转换点TP1之间为光轴区域Z1。定义第一转换点TP1与透镜表面的光学边界OB之间为圆周区域Z2。如图2所示,平行光线211在通过光轴区域Z1后与光轴I在透镜200的像侧A2相交,即平行光线211通过光轴区域Z1的焦点位于透镜200像侧A2的R点。由于光线与光轴I相交于透镜200像侧A2,故光轴区域Z1为凸面。反之,平行光线212在通过圆周区域Z2后发散。如图2所示,平行光线212通过圆周区域Z2后的延伸线EL与光轴I在透镜200的物侧A1相交,即平行光线212通过圆周区域Z2的焦点位于透镜200物侧A1的M点。由于光线的延伸线EL与光轴I相交于透镜200物侧A1,故圆周区域Z2为凹面。于图2所示的透镜200中,第一转换点TP1是光轴区域与圆周区域的分界,即第一转换点TP1为凸面转凹面的分界点。
另一方面,光轴区域的面形凹凸判断还可依该领域中通常知识者的判断方式,即藉由近轴的曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜的光轴区域面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中,例如Zemax或CodeV。R值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lens data sheet)中。以物侧面来说,当R值为正时,判定为物侧面的光轴区域为凸面;当R值为负时,判定物侧面的光轴区域为凹面。反之,以像侧面来说,当R值为正时,判定像侧面的光轴区域为凹面;当R值为负时,判定像侧面的光轴区域为凸面。此方法判定的结果与前述藉由光线/光线延伸线与光轴的交点判定方式的结果一致,光线/光线延伸线与光轴交点的判定方式即为以一平行光轴的光线的焦点位于透镜的物侧或像侧来判断面形凹凸。本说明书所描述的「一区域为凸面(或凹面)」、「一区域为凸(或凹)」或「一凸面(或凹面)区域」可被替换使用。
图3至图5提供了在各个情况下判断透镜区域的面形及区域分界的范例,包含上述的光轴区域、圆周区域及中继区域。
图3为透镜300的径向剖视图。参见图3,透镜300的像侧面320在光学边界OB内仅存在一个转换点TP1。透镜300的像侧面320的光轴区域Z1及圆周区域Z2如图3所示。此像侧面320的R值为正(即R>0),因此,光轴区域Z1为凹面。
一般来说,以转换点为界的各个区域面形会与相邻的区域面形相反,因此,可用转换点来界定面形的转变,即自转换点由凹面转凸面或由凸面转凹面。于图3中,由于光轴区域Z1为凹面,面形于转换点TP1转变,故圆周区域Z2为凸面。
图4为透镜400的径向剖视图。参见图4,透镜400的物侧面410存在一第一转换点TP1及一第二转换点TP2。定义光轴I与第一转换点TP1之间为物侧面410的光轴区域Z1。此物侧面410的R值为正(即R>0),因此,光轴区域Z1为凸面。
定义第二转换点TP2与透镜400的物侧面410的光学边界OB之间为圆周区域Z2,该物侧面410的该圆周区域Z2亦为凸面。除此之外,定义第一转换点TP1与第二转换点TP2之间为中继区域Z3,该物侧面410的该中继区域Z3为凹面。再次参见图4,物侧面410由光轴I径向向外依序包含光轴I与第一转换点TP1之间的光轴区域Z1、位于第一转换点TP1与第二转换点TP2之间的中继区域Z3,及第二转换点TP2与透镜400的物侧面410的光学边界OB之间的圆周区域Z2。由于光轴区域Z1为凸面,面形自第一转换点TP1转变为凹,故中继区域Z3为凹面,又面形自第二转换点TP2再转变为凸,故圆周区域Z2为凸面。
图5为透镜500的径向剖视图。透镜500的物侧面510无转换点。对于无转换点的透镜表面,例如透镜500的物侧面510,定义自光轴I起算至透镜表面光学边界OB之间距离的0~50%为光轴区域,自光轴I起算至透镜表面光学边界OB之间距离的50~100%为圆周区域。参见图5所示的透镜500,定义光轴I至自光轴I起算到透镜500表面光学边界OB之间距离的50%为物侧面510的光轴区域Z1。此物侧面510的R值为正(即R>0),因此,光轴区域Z1为凸面。由于透镜500的物侧面510无转换点,因此物侧面510的圆周区域Z2亦为凸面。透镜500更可具有组装部(图未示)自圆周区域Z2径向向外延伸。
本发明的光学成像镜头,其从物侧至像侧沿一光轴设置七片透镜,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、一第六透镜以及一第七透镜。该第一透镜至该第七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。本发明的光学成像镜头通过设计下述各透镜的细部特征,而可维持其成像质量并缩小镜头长度,同时扩大视场角。
根据本发明的一些实施例,设计第一透镜具有负屈光率可有效扩大视场角度。设计第二透镜的像侧面的光轴区域为凸面可修正第一透镜产生的像差。设计第三透镜的物侧面的光轴区域为凹面有利于修正第一透镜及第二透镜产生的像差。设计第四透镜的物侧面的圆周区域为凹面以及第六透镜的像侧面的圆周区域为凸面皆有助于修正局部像差。选择性地设计第三透镜的像侧面的光轴区域为凸面或第七透镜的像侧面的光轴区域为凹面可使镜头设计更易达到良好的光学性能。此外,再搭配透镜之间的空气间隙与透镜在光轴上的厚度符合条件式(1):AAG/(Gmax+Tmin)≦1.700,可达到缩短透镜系统长度及确保成像质量的功效,其中较佳的范围为0.600≦AAG/(Gmax+Tmin)≦1.700。
根据本发明的一些实施例,为了达成缩短透镜系统长度,本发明适当的缩短透镜厚度和透镜之间的距离,故除了条件式(1)之外还设计光学成像镜头满足条件式(2)、(3)、(5)~(7)、(9)、(11)、(12)、(14)~(16)、(18)及(19)至少其中之一,但考量到透镜组装过程的难易度以及必须兼顾成像质量的前提下,透镜厚度及透镜之间的距离彼此需互相调配,或调配特定光学参数于特定镜群数值组合中的比例,故设计上述条件式进一步满足以下数值,可使光学成像系统能达到较佳的配置:
1.000≦T2/T1≦2.400;
0.900≦Tmax/T6≦2.100;
2.100≦ALT/(T5+T6)≦3.200;
1.100≦AAG/T2≦2.300;
0.800≦(T4+G45)/(T3+G34)≦2.200;
0.900≦(T2+G23+T3)/(T1+G12)≦2.500;
0.800≦AAG/(G12+Gmax)≦1.600;
0.700≦(G23+G34+G45+G56+G67)/G12≦2.100;
1.300≦(T3+T4)/T1≦2.500;
1.100≦BFL/T6≦2.600;
3.000≦ALT/T7≦10.100;
3.000≦ALT/(Tmin+Tmax)≦4.200;以及
0.900≦T5/T7≦2.400。
根据本发明的一些实施例,为了使光学元件参数与光学成像镜头的系统总长(TTL)比值维持一适当值,故设计光学成像镜头满足条件式(4)、(8)、(13)及(17)至少其中之一,但须避免参数过小不利于生产制造,或是避免参数过大而使得镜头长度过长,因此设计上述条件式进一步满足以下数值,可使光学成像系统能达到较佳的配置:
1.700≦TL/(T5+G56+T6+G67+T7)≦2.200;
2.700≦TL/BFL≦4.400;
1.800≦TTL/EFL≦2.800;以及
4.200≦TTL/(Tmin+Tmax)≦7.500。
由于缩短EFL有助于视埸角的扩大,所以将EFL趋小设计,故设计光学成像镜头满足条件式(10),在光学系统厚度薄化的过程中,也有可帮助扩大视场角度。若设计上述条件式进一步满足以下数值,可使光学成像系统能达到较佳的配置:
1.500≦EFL/BFL≦2.200。
此外另可选择实施例参数的任意组合关系增加光学成像镜头限制,以利于本发明相同架构的光学成像镜头设计。有鉴于光学系统设计的不可预测性,在本发明的架构之下,符合上述条件式能较佳地使本发明光学成像镜头长度缩短、可用光圈增大、视场角增大、成像质量提升,或组装良率提升而改善先前技术的缺点。
为了说明本发明确实可在提供良好的光学性能的同时,扩大视场角,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是依据本发明的第一实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图,图7是依据本发明的第一实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图,图8是依据本发明的第一实施例的光学成像镜头的详细光学数据,图9是依据本发明的第一实施例光学成像镜头的各透镜的非球面数据。
如图6所示,本实施例的光学成像镜头1从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜L1、一光圈(aperture stop)STO、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4、一第五透镜L5、一第六透镜L6以及一第七透镜L7。一滤光片TF及一影像传感器(图未显示)的一成像面IMA皆设置于光学成像镜头1的像侧A2。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以及滤光片TF分别包含朝向物侧A1的物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、L5A1、L6A1、L7A1、TFA1以及朝向像侧A2的像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2、TFA2。在本实施例中,滤光片TF设于第七透镜L7与成像面IMA之间,其可以是一红外线截止滤光片(infrared cut-off filter)用以避免光线中的红外线传递至成像面而影响成像质量。
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。为了达到产品轻量化的目的,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以及第七透镜L7可为塑胶材质。
在第一实施例中,第一透镜L1具有负屈光率。第一透镜L1的物侧面L1A1的光轴区域L1A1C和圆周区域L1A1P皆为凸面。第一透镜L1的像侧面L1A2的光轴区域L1A2C和圆周区域L1A2P皆为凹面。
第二透镜L2具有正屈光率。第二透镜L2的物侧面L2A1的光轴区域L2A1C和圆周区域L2A1P皆为凸面。第二透镜L2的像侧面L2A2的光轴区域L2A2C和圆周区域L2A2P皆为凸面。
第三透镜L3具有正屈光率。第三透镜L3的物侧面L3A1的光轴区域L3A1C和圆周区域L3A1P皆为凹面。第三透镜L3的像侧面L3A2的光轴区域L3A2C和圆周区域L3A2P皆为凸面。
第四透镜L4具有负屈光率。第四透镜L4的物侧面L4A1的光轴区域L4A1C为凸面,圆周区域L4A1P为凹面。第四透镜L4的像侧面L4A2的光轴区域L4A2C为凹面,圆周区域L4A2P为凸面。
第五透镜L5具有正屈光率。第五透镜L5的物侧面L5A1的光轴区域L5A1C和圆周区域L5A1P皆为凸面。第五透镜L5的像侧面L5A2的光轴区域L5A2C和圆周区域L5A2P皆为凸面。
第六透镜L6具有正屈光率。第六透镜L6的物侧面L6A1的光轴区域L6A1C和圆周区域L6A1P为皆凹面。第六透镜L6的像侧面L6A2的光轴区域L6A2C和圆周区域L6A2P皆为凸面。
第七透镜L7具有负屈光率。第七透镜L7的物侧面L7A1的光轴区域L7A1C为凸面,圆周区域L7A1P为凹面。第七透镜L7的像侧面L7A2的光轴区域L7A2C为凹面,圆周区域L7A2P为凸面。
第一透镜L1的物侧面L1A1和像侧面L1A2、第二透镜L2的物侧面L2A1和像侧面L2A2、第三透镜L3的物侧面L3A1和像侧面L3A2、第四透镜L4的物侧面L4A1和像侧面L4A2、第五透镜L5的物侧面L5A1和像侧面L5A2、第六透镜L6的物侧面L6A1和像侧面L6A2、第七透镜L7的物侧面L7A1和像侧面L7A2共计14个非球面皆是依下列非球面曲线公式定义:
Figure BDA0001713654270000131
Z表示非球面的深度(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的切面,两者间的垂直距离);
R表示透镜表面的曲率半径;
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);
a2i为第2i阶非球面系数。
各个非球面的参数详细数据请一并参考图9。
图7(a)为本实施例的三种代表波长(0.470mm、0.555mm、0.650mm)的纵向球差的示意图,其中纵轴定义为视场。图7(b)为本实施例的三种代表波长(0.470mm、0.555mm、0.650mm)的弧矢(Sagittal)方向的场曲像差的示意图,纵轴定义为像高。图7(c)为本实施例的三种代表波长(0.470mm、0.555mm、0.650mm)的子午(Tangential)方向的场曲像差的示意图,其中纵轴定义为像高。图7(d)为本实施例的畸变像差的示意图,纵轴为像高。三种代表波长(0.470mm、0.555mm、0.650mm)在不同高度的离轴光线皆集中于的成像点附近。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(a)中每一曲线的纵向球差,可看出不同高度的离轴光线的成像点的偏差控制在±0.016mm的范围内。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(b),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.04mm的范围内。参阅图7(c),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.16mm的范围内。参阅图7(d)的横轴,畸变像差维持在±20%的范围内。
在本实施例中,第一透镜L1的物侧面L1A1至成像面IMA在光轴上的长度(TTL)大约5.047mm,光圈值(Fno)为1.85,半视角(HFOV)为60.254度,系统焦距(EFL)为2.073mm。依据上述各种相差的数值,本实施例的光学成像镜头达到薄型化体积及扩大视场角,且兼顾成像质量。
关于本实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,请参考图46A。
另请一并参考图10至图13,其中图10是依据本发明的第二实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图,图11是依据本发明的第二实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图,图12是依据本发明的第二实施例的光学成像镜头的详细光学数据,图13是依据本发明的第二实施例的光学成像镜头的各透镜的非球面数据。
如图10所示,本实施例的光学成像镜头2从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜L1、一光圈(aperture stop)STO、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4、一第五透镜L5以、一第六透镜L6以及一第七透镜L7。
第二实施例的物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、L6A1、L7A1及像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2的表面的凹凸配置及各透镜的屈光率配置大致上与第一实施例类似,然而第五透镜L5的物侧面L5A1的表面凹凸配置与第一实施例不同。此外,第二实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体来说,第二实施例的第五透镜L5的物侧面L5A1的光轴区域L5A1C和圆周区域L5A1P皆为凹面。
在此为了更清楚显示本实施例的图面,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。关于本实施例的光学成像镜头2的各透镜的光学特性,请参考图12。
从图11(a)中每一曲线的纵向球差,可看出不同高度的离轴光线的成像点的偏差控制在±0.012mm的范围内。参阅图11(b),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.04mm的范围内。参阅图11(c),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.08mm的范围内。参阅图11(d)的横轴,光学成像镜头2的畸变像差维持在±20%的范围内。
关于本实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,请参考图46A。
相较于第一实施例,本实施例的纵向球差、子午方向的场曲像差较小,系统焦距、系统总长较短,且易于制造,因此良率较高。
另请一并参考图14至图17,其中图14是依据本发明的第三实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图,图15是依据本发明的第三实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图,图16是依据本发明的第三实施例之光学成像镜头的详细光学数据,图17是依据本发明的第三实施例的光学成像镜头的各透镜的非球面数据。
如图14所示,本实施例的光学成像镜头3从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜L1、一光圈(aperture stop)STO、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4、一第五透镜L5、一第六透镜L6以及一第七透镜L7。
第三实施例的物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、L6A1、L7A1及像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2的表面的凹凸配置及各透镜的屈光率配置大致上与第一实施例类似,然而第五透镜L5的物侧面L5A1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、透镜非球面系数及系统焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体来说,第三实施例的第五透镜L5的物侧面L5A1的圆周区域L5A1P为凹面。
在此为了更清楚显示本实施例的图面,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。关于本实施例的光学成像镜头3的各透镜的光学特性,请参考图16。
从图15(a)中每一曲线的纵向球差,可看出不同高度的离轴光线的成像点的偏差控制在±0.018mm的范围内。参阅图15(b),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.04mm的范围内。参阅图15(c),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.20mm的范围内。参阅图15(d)的横轴,光学成像镜头3的畸变像差维持在±20%的范围内。
关于本实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,请参考图46A。
相较于第一实施例,本实施例的系统焦距较短,且易于制造,因此良率较高。
另请一并参考图18至图21,其中图18是依据本发明的第四实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图,图19是依据本发明的第四实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图,图20是依据本发明的第四实施例的光学成像镜头的详细光学数据,图21是依据本发明的第四实施例的光学成像镜头的各透镜的非球面数据。
如图18所示,本实施例的光学成像镜头4从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜L1、一光圈(aperture stop)STO、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4、一第五透镜L5、一第六透镜L6以及一第七透镜L7。
第四实施例的物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L6A1、L7A1及像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2的表面的凹凸配置及各透镜的屈光率配置大致上与第一实施例类似,然而第五透镜L5的物侧面L5A1的表面凹凸配置与第一实施例不同。此外,第四实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体来说,第四实施例的第五透镜L5的物侧面L5A1的圆周区域L5A1P为凹面。
在此为了更清楚显示本实施例的图面,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。关于本实施例的光学成像镜头4的各透镜的光学特性,请参考图20。
从图19(a)中每一曲线的纵向球差,可看出不同高度的离轴光线的成像点的偏差控制在±0.016mm的范围内。参阅图19(b),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.02mm的范围内。参阅图19(c),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.10mm的范围内。参阅图19(d)的横轴,光学成像镜头4的畸变像差维持在±16%的范围内。
关于本实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,请参考图46A。
相较于第一实施例,本实施例的弧矢和子午方向的场曲像差、畸变像差较小,系统焦距、系统总长较短,且易于制造,因此良率较高。
另请一并参考图22至图25,其中图22是依据本发明的第五实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图,图23是依据本发明的第五实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图,图24是本发明的第五实施例的光学成像镜头的详细光学数据,图25是依据本发明的第五实施例的光学成像镜头的各透镜的非球面数据。
如图22所示,本实施例的光学成像镜头5从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜L1、一光圈(aperture stop)STO、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4、一第五透镜L5、一第六透镜L6以及一第七透镜L7。
第五实施例的物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、L6A1、L7A1及像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2的表面的凹凸配置及各透镜的屈光率配置大致上与第一实施例类似,然而第五透镜L5的物侧面L5A1的表面凹凸配置与第一实施例不同。此外,第五实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体来说,第五实施例之第五透镜L5的物侧面L5A1的光轴区域L5A1C为凹面。
在此为了更清楚显示本实施例的图面,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。关于本实施例的光学成像镜头5的各透镜的光学特性,请参考图24。
从图23(a)中每一曲线的纵向球差,可看出不同高度的离轴光线的成像点的偏差控制在±0.04mm的范围内。参阅图23(b),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.06mm的范围内。参阅图23(c),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.08mm的范围内。参阅图23(d)的横轴,光学成像镜头5的畸变像差维持在±30%的范围内。
关于本实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,请参考图46A。
相较于第一实施例,本实施例的系统总长较短,子午方向的场曲像差较小,且易于制造,因此良率较高。
另请一并参考图26至图29,其中图26是依据本发明的第六实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图,图27是依据本发明的第六实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图,图28是本发明的第六实施例的光学成像镜头的详细光学数据,图29是依据本发明的第六实施例的光学成像镜头的各透镜的非球面数据。
如图26所示,本实施例的光学成像镜头6从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜L1、一光圈(aperture stop)STO、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4、一第五透镜L5、一第六透镜L6以及一第七透镜L7。
第六实施例的物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、L6A1、L7A1及像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2的表面的凹凸配置及各透镜的屈光率配置大致上与第一实施例类似,然而第五透镜L5的物侧面L5A1的表面凹凸配置与第一实施例不同。此外,第六实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体来说,第六实施例的第五透镜5的物侧面L5A1的圆周区域L5A1P为凹面。
在此为了更清楚显示本实施例的图面,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。关于本实施例的光学成像镜头6的各透镜的光学特性,请参考图28。
从图27(a)中每一曲线的纵向球差,可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.045mm的范围内。参阅图27(b),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.08mm的范围内。参阅图27(c),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.12mm的范围内。参阅图27(d)的横轴,光学成像镜头6的畸变像差维持在±30%的范围内。
关于本实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,请参考图46B。
相较于第一实施例,本实施例的子午方向的场曲像差较小,且易于制造,因此良率较高。
另请一并参考图30至图33,其中图30是依据本发明的第七实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图,图31是依据本发明的第七实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图,图32是依据本发明的第七实施例的光学成像镜头的详细光学数据,图33是依据本发明的第七实施例的光学成像镜头的各透镜的非球面数据。
如图30所示,本实施例的光学成像镜头7从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜L1、一光圈(aperture stop)STO、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4、一第五透镜L5、一第六透镜L6以及一第七透镜L7。
第七实施例的物侧面L2A1、L3A1、L4A1、L5A1、L6A1、L7A1及像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2的表面的凹凸配置及各透镜的屈光率配置大致上与第一实施例类似,然而第一透镜L1的物侧面L1A1的表面凹凸配置与第一实施例不同。此外,第七实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体来说,第七实施例的第一透镜L1的物侧面L1A1的光轴区域L1A1C为凹面。
在此为了更清楚显示本实施例的图面,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。关于本实施例的光学成像镜头7的各透镜的光学特性,请参考图32。
从图31(a)中每一曲线的纵向球差,可看出不同高度的离轴光线的成像点的偏差控制在±0.012mm的范围内。参阅图31(b),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.06mm的范围内。参阅图31(c),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.10mm的范围内。参阅图31(d)的横轴,光学成像镜头7的畸变像差维持在±16%的范围内。
关于本实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,请参考图46B。
相较于第一实施例,本实施例的系统焦距较短,纵向球差、子午方向的场曲像差、畸变像差较小,且易于制造,因此良率较高。
另请一并参考图34至图37,其中图34是依据本发明的第八实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图,图35是依据本发明的第八实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图,图36是依据本发明的第八实施例的光学成像镜头的详细光学数据,图37是依据本发明的第八实施例的光学成像镜头的各透镜的非球面数据。
如图34所示,本实施例的光学成像镜头8从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜L1、一光圈(aperture stop)STO、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4、一第五透镜L5、一第六透镜L6以及一第七透镜L7。
第八实施例的物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、L6A1、L7A1及像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2的表面的凹凸配置及各透镜的屈光率配置大致上与第一实施例类似,然而第五透镜L5的物侧面L5A1的表面凹凸配置与第一实施例不同。此外,第八实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距的光学参数也与第一实施例不同。具体来说,第八实施例的第五透镜L5的物侧面L5A1的圆周区域L5A1P为凹面。
在此为了更清楚显示本实施例的图面,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。关于本实施例的光学成像镜头8的各透镜的光学特性,请参考图36。
从图35(a)中每一曲线的纵向球差,可看出不同高度的离轴光线的成像点的偏差控制在±0.04mm的范围内。参阅图35(b),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.06mm的范围内。参阅图35(c),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.10mm的范围内。参阅图35(d)的横轴,光学成像镜头8的畸变像差维持在±20%的范围内。
关于本实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,请参考图46B。
相较于第一实施例,本实施例的系统焦距较短,子午方向的场曲像差较小,且易于制造,因此良率较高。
另请一并参考图38至图41,其中图38是依据本发明的第九实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图,图39是依据本发明的第九实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图,图40是依据本发明的第九实施例的光学成像镜头的详细光学数据,图41是依据本发明的第九实施例的光学成像镜头的各透镜的非球面数据。
如图38所示,本实施例的光学成像镜头9从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜L1、一光圈(aperture stop)STO、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4、一第五透镜L5、一第六透镜L6以及一第七透镜L7。
第九实施例的物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、L5A1、L6A1、L7A1及像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2的表面的凹凸配置及各透镜的屈光率配置大致上与第一实施例类似。此外,第九实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距的光学参数也与第一实施例不同。
在此为了更清楚显示本实施例的图面,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。关于本实施例的光学成像镜头9的各透镜的光学特性,请参考图40。
从图39(a)中每一曲线的纵向球差,可看出不同高度的离轴光线的成像点的偏差控制在±0.014mm的范围内。参阅图39(b),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.06mm的范围内。参阅图39(c),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.08mm的范围内。参阅图39(d)的横轴,光学成像镜头9的畸变像差维持在±16%的范围内。
关于本实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,请参考图46B。
相较于第一实施例,本实施例的系统焦距较短,纵向球差、子午方向的场曲像差、畸变相差较小,且易于制造,因此良率较高。
另请一并参考图42至图45,其中图42是依据本发明的第十实施例的光学成像镜头的透镜剖面结构示意图,图43是依据本发明的第十实施例的光学成像镜头的纵向球差与各项像差图示意图,图44是依据本发明的第十实施例的光学成像镜头的详细光学数据,图45是依据本发明的第十实施例的光学成像镜头的各透镜的非球面数据。
如图42所示,本实施例的光学成像镜头10从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜L1、一第二透镜L2、一光圈(aperture stop)STO、一第三透镜L3、一第四透镜L4、一第五透镜L5、一第六透镜L6以及一第七透镜L7。
第十实施例的物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、L5A1、L6A1、L7A1及像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、L6A2、L7A2的表面的凹凸配置及各透镜的屈光率配置大致上与第一实施例类似。此外,第十实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距的光学参数、光圈位置也与第一实施例不同。具体来说,第十实施例的光圈STO位于第二透镜L2与第三透镜L3之间。
在此为了更清楚显示本实施例的图面,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。关于本实施例的光学成像镜头10的各透镜的光学特性,请参考图44。
从图43(a)中每一曲线的纵向球差,可看出不同高度的离轴光线的成像点的偏差控制在±0.04mm的范围内。参阅图43(b),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.04mm的范围内。参阅图43(c),三种代表波长在整个视场范围内的焦点位置落在±0.10mm的范围内。参阅图43(d)的横轴,光学成像镜头10的畸变像差维持在±16%的范围内。
关于本实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,请参考图46。
相较于第一实施例,本实施例的系统焦距较短,弧矢方向和子午方向的场曲像差、畸变相差较小,且易于制造,因此良率较高。
图46列出以上十个实施例的的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G67、T7、G7F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、Tmin、Tmax、Gmin、Gmax、AAG/(Gmax+Tmin)、EFL/BFL、T2/T1、Tmax/T6、ALT/(T5+T6)、TL/(T5+G56+T6+G67+T7)、AAG/T2、(T4+G45)/(T3+G34)、(T2+G23+T3)/(T1+G12)、AAG/(G12+Gmax)、TL/BFL、(G23+G34+G45+G56+G67)/G12、(T3+T4)/T1、BFL/T6、TTL/EFL、ALT/T7、TTL/(Tmin+Tmax)、ALT/(Tmin+Tmax)、T5/T7的数值,可看出本发明的光学成像镜头确实可满足上述条件式(1)至(19)。
本发明各实施例提供一个视场角大且有良好成像质量的光学成像镜头,通过镜片的凹凸搭配设计,例如:第一透镜具有负屈光率;第二透镜的像侧面的光轴区域为凸面:第三透镜的物侧面的光轴区域为凹面;第四透镜的物侧面的圆周区域为凹面;第六透镜的像侧面的圆周区域为凸面;第七透镜的像侧面的光轴区域为凹面。光学成像镜头中具有屈光率的透镜只有上述七片,该光学成像镜头满足条件式(1):AAG/(Gmax+Tmin)≦1.700。亦可替换地设计第一透镜具有负屈光率;第二透镜的像侧面的光轴区域为凸面:第三透镜的物侧面的光轴区域为凹面;第三透镜的像侧面的光轴区域为凸面;第四透镜的物侧面的圆周区域为凹面;第六透镜的像侧面的圆周区域为凸面。光学成像镜头中具有屈光率的透镜只有上述七片,该光学成像镜头满足条件式(1):AAG/(Gmax+Tmin)≦1.700。以上两种组合皆能有效达到修正光学成像镜头的球差、像差以及降低畸变的目的。
本发明的各个实施例所公开的光学参数的组合比例关系所得的包含最大最小值以内的数值范围皆可据以实施。
通过本发明各实施例的纵向球差、场曲像差、畸变皆符合使用规范。另外,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,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,所以通过上述可知本发明具备良好光学性能。
有鉴于光学系统设计的不可预测性,在本发明的架构之下,符合上述条件式能较佳地使本发明镜头长度缩短、光学系统球差、像差以及畸变小、光学成像系统视场角度扩大及成像质量提升,或组装良率提升而改善先前技术的缺点。
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,本发明实施方式的公开为阐明本发明原则的具体实施例,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。其他元件的变化或组合皆可能,且不悖于本发明之精神与范围。
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。

Claims (20)

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、一第五透镜、一第六透镜以及一第七透镜,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,其特征在于,其中:
该第一透镜具有负屈光率;
该第二透镜的该像侧面的一光轴区域为凸面:
该第三透镜的该物侧面的一光轴区域为凹面;
该第四透镜的该物侧面的一圆周区域为凹面;
该第六透镜的该像侧面的一圆周区域为凸面;
该第七透镜的该像侧面的一光轴区域为凹面;
该光学成像镜头中具有屈光率的透镜只有上述七片,该光学成像镜头满足条件式:AAG/(Gmax+Tmin)≦1.700;
其中AAG为该第一透镜至该第七透镜之间在该光轴上的六个空气间隙宽度总和,Gmax为该第一透镜至该第七透镜之间在该光轴上的六个空气间隙的最大值,Tmin为该第一透镜到该第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度的最小值。
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、一第五透镜、一第六透镜以及一第七透镜,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,其特征在于,其中:
该第一透镜具有负屈光率;
该第二透镜的该像侧面的一光轴区域为凸面:
该第三透镜的该物侧面的一光轴区域为凹面;
该第三透镜的该像侧面的一光轴区域为凸面;
该第四透镜的该物侧面的一圆周区域为凹面;
该第六透镜的该像侧面的一圆周区域为凸面;
该光学成像镜头中具有屈光率的透镜只有上述七片,该光学成像镜头满足条件式:AAG/(Gmax+Tmin)≦1.700;
其中AAG为该第一透镜至该第七透镜之间在该光轴上的六个空气间隙宽度总和,Gmax为该第一透镜至该第七透镜之间在该光轴上的六个空气间隙的最大值,Tmin为该第一透镜到该第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度的最小值。
3.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:AAG/T2≦2.300,其中T2为该第二透镜在该光轴上的厚度。
4.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:(T2+G23+T3)/(T1+G12)≦2.500,其中T1为该第一透镜在该光轴上的厚度,T2为该第二透镜在该光轴上的厚度,T3为该第三透镜在该光轴上的厚度,G12为该第一透镜的该像侧面至该第二透镜的该物侧面在该光轴上的距离,G23为该第二透镜的该像侧面至该第三透镜的该物侧面在该光轴上的距离。
5.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:TL/(T5+G56+T6+G67+T7)≦2.200,其中T5为该第五透镜在该光轴上的厚度,T6为该第六透镜在该光轴上的厚度,T7为该第七透镜在该光轴上的厚度,TL为该第一透镜的该物侧面至该第七透镜的该像侧面在该光轴上的距离,G56为该第五透镜的该像侧面至该第六透镜的该物侧面在该光轴上的距离,G67为该第六透镜的该像侧面至该第七透镜的该物侧面在该光轴上的距离。
6.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:(T4+G45)/(T3+G34)≦2.200,其中T3为该第三透镜在该光轴上的厚度,T4为该第四透镜在该光轴上的厚度,G34为该第三透镜的该像侧面至该第四透镜的该物侧面在该光轴上的距离,G45为该第四透镜的该像侧面至该第五透镜的该物侧面在该光轴上的距离。
7.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:(G23+G34+G45+G56+G67)/G12≦2.100,其中G12为该第一透镜的该像侧面至该第二透镜的该物侧面在该光轴上的距离,G23为该第二透镜的该像侧面至该第三透镜的该物侧面在该光轴上的距离,G34为该第三透镜的该像侧面至该第四透镜的该物侧面在该光轴上的距离,G45为该第四透镜的该像侧面至该第五透镜的该物侧面在该光轴上的距离,G56为该第五透镜的该像侧面至该第六透镜的该物侧面在该光轴上的距离,G67为该第六透镜的该像侧面至该第七透镜的该物侧面在该光轴上的距离。
8.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:ALT/(T5+T6)≦3.200,其中ALT为该第一透镜至该第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度总和,T5为该第五透镜在该光轴上的厚度,T6为该第六透镜在该光轴上的厚度。
9.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:1.800≦TTL/EFL,其中TTL为该第一透镜的该物侧面至一成像面在该光轴上的距离,EFL为该光学成像镜头的系统焦距。
10.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:3.000≦ALT/T7,其中ALT为该第一透镜至该第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度总和,T7为该第七透镜在该光轴上的厚度。
11.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:EFL/BFL≦2.200,其中EFL为该光学成像镜头的系统焦距,BFL为该第七透镜的该像侧面至一成像面在该光轴上的距离。
12.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:AAG/(G12+Gmax)≦1.600,其中G12为该第一透镜的该像侧面至该第二透镜的该物侧面在该光轴上的距离。
13.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:T2/T1≦2.400,其中T1为该第一透镜在该光轴上的厚度,T2为该第二透镜在该光轴上的厚度。
14.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:TL/BFL≦4.400,其中TL为该第一透镜的该物侧面至该第七透镜的该像侧面在该光轴上的距离,BFL为该第七透镜的该像侧面至一成像面在该光轴上的距离。
15.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:(T3+T4)/T1≦2.500,其中T1为该第一透镜在该光轴上的厚度,T3为该第三透镜在该光轴上的厚度,T4为该第四透镜在该光轴上的厚度。
16.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:Tmax/T6≦2.100,其中T6为该第六透镜在该光轴上的厚度,Tmax为该第一透镜到该第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度的最大值。
17.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:BFL/T6≦2.600,其中BFL为该第七透镜的该像侧面至一成像面在该光轴上的距离,T6为该第六透镜在该光轴上的厚度。
18.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:4.200≦TTL/(Tmin+Tmax),其中TTL为该第一透镜的该物侧面至一成像面在该光轴上的距离,Tmax为该第一透镜到该第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度的最大值。
19.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:3.000≦ALT/(Tmin+Tmax),其中ALT为为该第一透镜至该第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度总和,Tmax为该第一透镜到该第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度的最大值。
20.根据权利要求1或2所述的光学成像镜头,其特征在于:该光学成像镜头更满足条件式:0.900≦T5/T7,其中T5为该第五透镜在该光轴上的厚度,T7为该第七透镜在该光轴上的厚度。
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