TW202026692A - 光學成像鏡頭 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種光學成像鏡頭，其從物側至像側依序包括第一、第二、第三、第四透鏡。本發明透過控制各透鏡表面的凹凸曲面排列，並在符合該第三透鏡到該第四透鏡在光軸上的空氣間隙（G34）、該第四透鏡在光軸上的厚度（T4）、該第一透鏡至該第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和（AAG）、該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡的阿貝數值（V1, V2, V3, V4）的關係為(G34+T4)/AAG≦2.200以及V1+V2+V3+V4≧110.000限制之下，達到鏡頭長度短、視場角度大、光圈值大且成像品質良好的效果。

Description

光學成像鏡頭
本發明涉及一種光學成像鏡頭，尤指一種四片式的光學成像鏡頭。
消費性電子產品的規格日新月異，追求輕薄短小的腳步也未曾放慢，因此光學鏡頭等電子產品的關鍵零組件在規格上也必須持續提升，以符合消費者的需求。而光學鏡頭最重要的特性為成像品質與體積，另外，為了因應光線不足的環境，提升成像鏡頭的視場角度與光圈大小也日趨重要。因此在光學鏡頭設計領域中，除了追求鏡頭薄型化，同時也必須兼顧鏡頭成像品質及性能。
然而，光學鏡頭設計並非單純將成像品質佳的鏡頭等比例縮小就能製作出兼具成像品質與微型化的光學鏡頭，設計過程不僅牽涉到材料特性，還必須考量到製作、組裝良率等生產面的實際問題。
因此，微型化鏡頭的技術難度明顯高出傳統鏡頭，故如何製作出符合消費性電子產品需求的光學鏡頭，並持續提升其成像品質，長久以來一直是本領域產、官、學界所持續精進的目標。
有鑑於上述之問題，光學成像鏡頭除了成像品質良好之外，縮短鏡頭長度及提升視場角度和光圈大小，都是本發明的改善重點。
本發明提供一種光學成像鏡頭，可用於拍攝影像及錄影，例如：手機、相機、平板電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant, PDA)及車用鏡頭等電子產品的光學成像鏡頭，還可適用於3D感測應用。透過四片透鏡的表面凹凸配置，達到薄型化體積、擴大視場角和光圈大小，同時兼顧成像品質。
在本發明說明書揭示內容中，使用以下表格列出的參數，但不侷限於只使用這些參數：
參數 定義
T1 第一透鏡在光軸上的厚度
G12 第一透鏡的像側面至第二透鏡的物側面在光軸上的距離，即第一透鏡到第二透鏡在光軸上的空氣間隙
T2 第二透鏡在光軸上的厚度
G23 第二透鏡的像側面至第三透鏡的物側面在光軸上的距離，即第二透鏡到第三透鏡在光軸上的空氣間隙
T3 第三透鏡在光軸上的厚度
G34 第三透鏡的像側面至第四透鏡的物側面在光軸上的距離，即第三透鏡到第四透鏡在光軸上的空氣間隙
T4 第四透鏡在光軸上的厚度
G4F 第四透鏡的像側面至濾光片的物側面在光軸上的距離
TTF 濾光片在光軸上的厚度
GFP 濾光片的像側面至成像面在光軸上的距離
f1 第一透鏡的焦距
f2 第二透鏡的焦距
f3 第三透鏡的焦距
f4 第四透鏡的焦距
n1 第一透鏡的折射率
n2 第二透鏡的折射率
n3 第三透鏡的折射率
n4 第四透鏡的折射率
V1 第一透鏡的阿貝數值
V2 第二透鏡的阿貝數值
V3 第三透鏡的阿貝數值
V4 第四透鏡的阿貝數值
HFOV 光學成像鏡頭的半視角角度
Fno 光學成像鏡頭的光圈值
EFL 光學成像鏡頭的系統焦距
TTL 第一透鏡的物側面至成像面在光軸上的距離，即光學成像鏡頭的系統總長
ALT 第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡在光軸上的透鏡厚度總和（T1、T2、T3、T4之和）
AAG 第一透鏡的像側面至第二透鏡的物側面在光軸上的距離、第二透鏡的像側面至第三透鏡的物側面在光軸上的距離、第三透鏡的像側面至第四透鏡的物側面在光軸上的距離總和，即第一透鏡至第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和（G12、G23、G34之和）
BFL 光學成像鏡頭的後焦距，即第四透鏡之像側面至成像面在光軸上的距離（G4F、TTF、GFP之和）
TL 第一透鏡的物側面至第四透鏡的像側面在光軸上的距離
Tmin 第一透鏡到第四透鏡在光軸上的四個透鏡厚度之中的最小值
Tmax 第一透鏡到第四透鏡在光軸上的四個透鏡厚度之中的最大值
Gmin 第一透鏡至第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙的最小值
Gmax 第一透鏡至第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙的最大值
ImgH 光學成像鏡頭的像高
依據本發明一實施例所提供的光學成像鏡頭，該光學成像鏡頭從一物側至一像側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡以及一第四透鏡，每一透鏡具有一朝向該物側且使成像光線通過的物側面以及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面，其中第一透鏡具有負屈光率；第二透鏡具有正屈光率，第二透鏡的物側面的圓周區域為凹面，第二透鏡的像側面的光軸區域為凹面；第三透鏡的物側面的光軸區域為凹面；第四透鏡的像側面的光軸區域為凹面。光學成像鏡頭中具有屈光率的透鏡只有上述四片，該光學成像鏡頭滿足條件式（1）：(G34+T4)/AAG≦2.200以及條件式（2）：V1+V2+V3+V4≧110.000。
依據本發明另一實施例所提供的光學成像鏡頭，該光學成像鏡頭從一物側至一像側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡以及一第四透鏡，每一透鏡具有一朝向該物側且使成像光線通過的物側面以及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面，其中第一透鏡具有負屈光率，第一透鏡的像側面的圓周區域為凸面；第二透鏡具有正屈光率，第二透鏡的物側面的圓周區域為凹面，第二透鏡的像側面的光軸區域為凹面；第四透鏡的像側面的光軸區域為凹面。光學成像鏡頭中具有屈光率的透鏡只有上述四片，該光學成像鏡頭滿足條件式（1）：(G34+T4)/AAG≦2.200以及條件式（2）：V1+V2+V3+V4≧110.000。
上述二個實施例的光學成像鏡頭還可選擇地滿足下列條件式： 條件式（3）：TTL/EFL≦2.500； 條件式（4）：TL/ImgH≦1.800； 條件式（5）：AAG/T1≦1.600； 條件式（6）：ALT/EFL≦1.300； 條件式（7）：TL/(G23+T3)≦2.400； 條件式（8）：(ALT+BFL)/ImgH≦2.100； 條件式（9）：(T3+G34+T4)/(T1+G12)≦2.800； 條件式（10）：TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)≦2.000； 條件式（11）：EFL/BFL≦2.200； 條件式（12）：TL/EFL≦1.700； 條件式（13）：TTL/ImgH≦2.400； 條件式（14）：AAG/G23≦1.900； 條件式（15）：ALT/(T2+T3)≦1.800； 條件式（16）：TL/BFL≦2.600； 條件式（17）：BFL/T3≦1.800； 條件式（18）：(T2+G23+T3)/(T1+T4)≦2.600； 條件式（19）：(T1+T2)/T3≦1.200； 條件式（20）：AAG/(T1+T2)≦1.000。
前述所列之示例性限定條件式，亦可選擇性地合併不等數量施用於本發明之實施態樣中，並不限於此。在實施本發明時，除了前述條件式之外，亦可針對單一透鏡或廣泛性地針對多個透鏡額外設計出其他更多的透鏡的凹凸曲面排列、屈光率變化、選用各種材質或其他細部結構，以加強對系統性能及／或解析度的控制。須注意的是，此些細節需在無衝突之情況之下，選擇性地合併施用於本發明之其他實施例當中。
由上述中可以得知，本發明之光學成像鏡頭透過控制各透鏡的凹凸曲面排列，可維持其成像品質並縮小鏡頭長度，同時擴大視場角和光圈大小。
本說明書之光學系統包含至少一透鏡，接收入射光學系統之平行於光軸至相對光軸呈半視角（HFOV）角度內的成像光線。成像光線通過光學系統於成像面上成像。所言之「一透鏡具有正屈光率（或負屈光率）」，是指所述透鏡以高斯光學理論計算出來之近軸屈光率為正（或為負）。所言之「透鏡之物側面（或像側面）」定義為成像光線通過透鏡表面的特定範圍。成像光線包括至少兩類光線：主光線（chief ray）Lc及邊緣光線（marginal ray）Lm（如圖1所示）。透鏡之物側面（或像側面）可依不同位置區分為不同區域，包含光軸區域、圓周區域、或在部分實施例中的一個或多個中繼區域，該些區域的說明將於下方詳細闡述。
圖1為透鏡100的徑向剖視圖。定義透鏡100表面上的二參考點：中心點及轉換點。透鏡表面的中心點為該表面與光軸I的一交點。如圖1所例示，第一中心點CP1位於透鏡100的物側面110，第二中心點CP2位於透鏡100的像側面120。轉換點是位於透鏡表面上的一點，且該點的切線與光軸I垂直。定義透鏡表面之光學邊界OB為通過該透鏡表面徑向最外側的邊緣光線Lm與該透鏡表面相交的一點。所有的轉換點皆位於光軸I與透鏡表面之光學邊界OB之間。除此之外，若單一透鏡表面有複數個轉換點，則該些轉換點由徑向向外的方向依序自第一轉換點開始命名。例如，第一轉換點TP1（最靠近光軸I）、第二轉換點TP2（如圖4所示）及第N轉換點（距離光軸I最遠）。
定義從中心點至第一轉換點TP1的範圍為光軸區域，其中，該光軸區域包含中心點。定義距離光軸I最遠的第N轉換點徑向向外至光學邊界OB的區域為圓周區域。在部分實施例中，可另包含介於光軸區域與圓周區域之間的中繼區域，中繼區域的數量取決於轉換點的數量。
當平行光軸I之光線通過一區域後，若光線朝光軸I偏折且與光軸I的交點位在透鏡像側A2，則該區域為凸面。當平行光軸I之光線通過一區域後，若光線的延伸線與光軸I的交點位在透鏡物側A1，則該區域為凹面。
除此之外，參見圖1，透鏡100還可包含一由光學邊界OB徑向向外延伸的組裝部130。組裝部130一般來說用以供該透鏡100組裝於光學系統之一相對應元件（圖未示）。成像光線並不會到達該組裝部130。組裝部130之結構與形狀僅為說明本發明之示例，不以此限制本發明的範圍。下列討論之透鏡的組裝部130可能會在圖式中被部分或全部省略。
參見圖2，定義中心點CP與第一轉換點TP1之間為光軸區域Z1。定義第一轉換點TP1與透鏡表面的光學邊界OB之間為圓周區域Z2。如圖2所示，平行光線211在通過光軸區域Z1後與光軸I在透鏡200的像側A2相交，即平行光線211通過光軸區域Z1的焦點位於透鏡200像側A2的R點。由於光線與光軸I相交於透鏡200像側A2，故光軸區域Z1為凸面。反之，平行光線212在通過圓周區域Z2後發散。如圖2所示，平行光線212通過圓周區域Z2後的延伸線EL與光軸I在透鏡200的物側A1相交，即平行光線212通過圓周區域Z2的焦點位於透鏡200物側A1的M點。由於光線的延伸線EL與光軸I相交於透鏡200物側A1，故圓周區域Z2為凹面。於圖2所示的透鏡200中，第一轉換點TP1是光軸區域與圓周區域的分界，即第一轉換點TP1為凸面轉凹面的分界點。
另一方面，光軸區域的面形凹凸判斷還可依該領域中通常知識者的判斷方式，即藉由近軸的曲率半徑（簡寫為R值）的正負號來判斷透鏡之光軸區域面形的凹凸。R值可常見被使用於光學設計軟體中，例如Zemax或CodeV。R值亦常見於光學設計軟體的透鏡資料表（lens data sheet）中。以物側面來說，當R值為正時，判定為物側面的光軸區域為凸面；當R值為負時，判定物側面的光軸區域為凹面。反之，以像側面來說，當R值為正時，判定像側面的光軸區域為凹面；當R值為負時，判定像側面的光軸區域為凸面。此方法判定的結果與前述藉由光線／光線延伸線與光軸的交點判定方式的結果一致，光線／光線延伸線與光軸交點的判定方式即為以一平行光軸之光線的焦點位於透鏡之物側或像側來判斷面形凹凸。本說明書所描述之「一區域為凸面（或凹面）」、「一區域為凸（或凹）」或「一凸面（或凹面）區域」可被替換使用。
圖3至圖5提供了在各個情況下判斷透鏡區域的面形及區域分界的範例，包含前述之光軸區域、圓周區域及中繼區域。
圖3為透鏡300的徑向剖視圖。參見圖3，透鏡300的像側面320在光學邊界OB內僅存在一個轉換點TP1。透鏡300的像側面320的光軸區域Z1及圓周區域Z2如圖3所示。此像側面320的R值為正（即R＞0），因此，光軸區域Z1為凹面。
一般來說，以轉換點為界的各個區域面形會與相鄰的區域面形相反，因此，可用轉換點來界定面形的轉變，即自轉換點由凹面轉凸面或由凸面轉凹面。於圖3中，由於光軸區域Z1為凹面，面形於轉換點TP1轉變，故圓周區域Z2為凸面。
圖4為透鏡400的徑向剖視圖。參見圖4，透鏡400的物側面410存在一第一轉換點TP1及一第二轉換點TP2。定義光軸I與第一轉換點TP1之間為物側面410的光軸區域Z1。此物側面410的R值為正（即R＞0），因此，光軸區域Z1為凸面。
定義第二轉換點TP2與透鏡400的物側面410的光學邊界OB之間為圓周區域Z2，該物側面410的該圓周區域Z2亦為凸面。除此之外，定義第一轉換點TP1與第二轉換點TP2之間為中繼區域Z3，該物側面410的該中繼區域Z3為凹面。再次參見圖4，物側面410由光軸I徑向向外依序包含光軸I與第一轉換點TP1之間的光軸區域Z1、位於第一轉換點TP1與第二轉換點TP2之間的中繼區域Z3，及第二轉換點TP2與透鏡400的物側面410的光學邊界OB之間的圓周區域Z2。由於光軸區域Z1為凸面，面形自第一轉換點TP1轉變為凹，故中繼區域Z3為凹面，又面形自第二轉換點TP2再轉變為凸，故圓周區域Z2為凸面。
圖5為透鏡500的徑向剖視圖。透鏡500的物側面510無轉換點。對於無轉換點的透鏡表面，例如透鏡500的物側面510，定義自光軸I起算至透鏡表面光學邊界OB之間距離的0~50%為光軸區域，自光軸I起算至透鏡表面光學邊界OB之間距離的50~100%為圓周區域。參見圖5所示之透鏡500，定義光軸I至自光軸I起算到透鏡500表面光學邊界OB之間距離的50%為物側面510的光軸區域Z1。此物側面510的R值為正（即R＞0），因此，光軸區域Z1為凸面。由於透鏡500的物側面510無轉換點，因此物側面510的圓周區域Z2亦為凸面。透鏡500更可具有組裝部（圖未示）自圓周區域Z2徑向向外延伸。
本發明之光學成像鏡頭，其從物側至像側沿一光軸設置四片透鏡，依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡以及一第四透鏡。該第一透鏡至該第四透鏡各自包括一朝向物側且使成像光線通過的物側面及一朝向像側且使成像光線通過的像側面。本發明之光學成像鏡頭透過設計下述各透鏡之細部特徵的相互搭配，而可維持其成像品質並縮小鏡頭長度，同時擴大視場角與可用光圈。
根據本發明的一些實施例，設計第一透鏡具有負屈光率可有效擴大視場角度。設計第二透鏡具有正屈光率且第二透鏡的物側面的圓周區域為凹面可有利於收復較大角度的光線。設計第二透鏡的像側面的光軸區域為凹面可修正第一透鏡產生的像差。設計第四透鏡的像側面的光軸區域為凹面可有助於修正局部像差。
此外，設計光學成像鏡頭符合條件式（1）：(G34+T4)/AAG≦2.200有助於縮短透鏡系統長度且有效擴大視場角，而較佳功效的範圍為：0.200≦(G34+T4)/AAG≦2.200；且設計光學成像鏡頭符合條件式（2）：V1+V2+V3+V4≧110.000有助於修正整個光學系統色差並能達到縮短光學系統長度的目的，而較佳功效的範圍為：110.000≦V1+V2+V3+V4≦194.000。
另外，選擇性地搭配第三透鏡的物側面的光軸區域為凹面有利於修正第一透鏡及第二透鏡產生的像差；或選擇性地搭配第一透鏡的像側面的圓周區域為凸面使鏡頭設計更易達到良好的光學性能。
根據本發明的一些實施例，選擇性地設計光學成像鏡頭符合以下所描述之條件式可協助設計者設計出具備良好光學性能、整體長度有效縮短、且技術上可行之光學成像鏡頭。
根據本發明的一些實施例，為了達成縮短透鏡系統長度，本發明適當的縮短透鏡厚度和透鏡間的距離，但考量到透鏡組裝過程的難易度以及必須兼顧成像品質的前提下，透鏡厚度及透鏡間的距離彼此需互相調配，或調配特定光學參數於特定鏡群數值組合中的比例，故在滿足以下條件式的數值限定之下，光學成像系統能達到較佳的配置： 條件式（5）：AAG/T1≦1.600，較佳功效的範圍為0.400≦AAG/T1≦1.600； 條件式（6）：ALT/EFL≦1.300，較佳功效的範圍為0.200≦ALT/EFL≦1.300 條件式（20）：AAG/(T1+T2)≦1.000，較佳功效的範圍為0.200≦AAG/(T1+T2)≦1.000； 條件式（17）：BFL/T3≦1.800，較佳功效的範圍為0.800≦BFL/T3≦1.800； 條件式（9）：(T3+G34+T4)/(T1+G12)≦2.800，較佳功效的範圍為1.100≦(T3+G34+T4)/(T1+G12)≦2.800； 條件式（15）：ALT/(T2+T3)≦1.800，較佳功效的範圍為1.200≦ALT/(T2+T3)≦1.800； 條件式（14）：AAG/G23≦1.900，較佳功效的範圍為1.000≦AAG/G23≦1.900； 條件式（18）：(T2+G23+T3)/(T1+T4)≦2.600，較佳功效的範圍為1.000≦(T2+G23+T3)/(T1+T4)≦2.600； 條件式（19）：(T1+T2)/T3≦1.200，較佳功效的範圍為0.400≦(T1+T2)/T3≦1.200。
根據本發明的一些實施例，為了使光學元件參數與鏡頭長度比值維持為一適當值，避免參數過小不利於生產製造，或是避免參數過大而使得鏡頭長度過長，在滿足以下條件式的數值限定之下，光學成像系統能達到較佳的配置： 條件式（3）：TTL/EFL≦2.500，較佳功效的範圍為0.900≦TTL/EFL≦2.500； 條件式（16）：TL/BFL≦2.600，較佳功效的範圍為1.300≦TL/BFL≦2.600； 條件式（7）：TL/(G23+T3)≦2.400，較佳功效的範圍為1.300≦TL/(G23+T3)≦2.400； 條件式（10）：TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)≦2.000，較佳功效的範圍為1.200≦TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)≦2.000； 條件式（12）：TL/EFL≦1.700，較佳功效的範圍為0.600≦TL/EFL≦1.700； 條件式（13）：TTL/ImgH≦2.400，較佳功效的範圍為1.200≦TTL/ImgH≦2.400； 條件式（4）：TL/ImgH≦1.800，較佳功效的範圍為0.900≦TL/ImgH≦1.800。
根據本發明的一些實施例，為了擴大視埸角，縮短EFL可有助於視埸角的擴大，所以將EFL趨小設計，若滿足以下條件式，在光學系統厚度薄化的過程中，也有可幫助擴大視場角度： 條件式（11）：EFL/BFL≦2.200，較佳功效的範圍為1.100≦EFL/BFL≦2.200。
根據本發明的一些實施例，為了提升成像品質，加大ImgH可有助於成像品質的提升，所以將ImgH趨大設計，若滿足以下條件式，在光學系統厚度薄化的過程中，可幫助成像畫面清晰度提高： 條件式（13）：TTL/ImgH≦2.400，較佳功效的範圍為1.200≦TTL/ImgH≦2.400； 條件式（4）：TL/ImgH≦1.800，較佳功效的範圍為0.900≦TL/ImgH≦1.800； 條件式（8）：(ALT+BFL)/ImgH≦2.100，較佳功效的範圍為1.100≦(ALT+BFL)/ImgH≦2.100。
此外另可選擇實施例參數之任意組合關係增加光學成像鏡頭限制，以利於本發明相同架構的光學成像鏡頭設計。有鑑於光學系統設計的不可預測性，在本發明的架構之下，符合上述條件式能較佳地使本發明光學成像鏡頭長度縮短、可用光圈增大、視場角增大、成像品質提升，或組裝良率提升而改善先前技術的缺點。
為了說明本發明確實可在提供良好的光學性能的同時，擴大視場角與可用光圈，以下提供多個實施例以及其詳細的光學數據。首先請一併參考圖6至圖9，其中圖6繪示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭1之透鏡剖面結構示意圖，圖7繪示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭1之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖8繪示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭1之詳細光學數據，圖9繪示依據本發明之第一實施例光學成像鏡頭1之各透鏡之非球面數據。
如圖6所示，本實施例之光學成像鏡頭1從物側A1至像側A2依序包括一光圈（aperture stop）STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3以及一第四透鏡L4。一濾光片TF及一影像感測器(圖未顯示)的一成像面IMA皆設置於光學成像鏡頭1的像側A2。第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4以及濾光片TF分別包含朝向物側A1的物側面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、TFA1以及朝向像側A2的像側面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、TFA2。在本實施例中，濾光片TF設於第四透鏡L4與成像面IMA之間，其可以視實際需求選用濾除特定波長的濾光片用以避免特定波長的光線傳遞至成像面而影響成像品質。
在本實施例中，光學成像鏡頭1的每個透鏡的細部結構可參照圖式。第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3以及第四透鏡L4可為塑膠材質，但不限於此。
在第一實施例中，第一透鏡L1具有負屈光率。第一透鏡L1的物側面L1A1的光軸區域L1A1C為凸面，第一透鏡L1的物側面的圓周區域L1A1P為凹面。第一透鏡L1的像側面L1A2的光軸區域L1A2C為凹面，第一透鏡L1的像側面L1A2的圓周區域L1A2P為凸面。
第二透鏡L2具有正屈光率。第二透鏡L2的物側面L2A1的光軸區域L2A1C為凸面，第二透鏡L2的物側面L2A1的圓周區域L2A1P為凹面。第二透鏡L2的像側面L2A2的光軸區域L2A2C為凹面，第二透鏡L2的像側面L2A2的圓周區域L2A2P為凸面。
第三透鏡L3具有正屈光率。第三透鏡L3的物側面L3A1的光軸區域L3A1C為凹面，第三透鏡L3的物側面L3A1的圓周區域L3A1P為凸面。第三透鏡L3的像側面L3A2的光軸區域L3A2C和圓周區域L3A2P皆為凸面。
第四透鏡L4具有負屈光率。第四透鏡L4的物側面L4A1的光軸區域L4A1C為凸面，第四透鏡L4的圓周區域L4A1P為凹面。第四透鏡L4的像側面L4A2的光軸區域L4A2C為凹面，第四透鏡L4的像側面L4A2的圓周區域L4A2P為凸面。
第一透鏡L1的物側面L1A1和像側面L1A2、第二透鏡L2的物側面L2A1和像側面L2A2、第三透鏡L3的物側面L3A1和像側面L3A2、第四透鏡L4的物側面L4A1和像側面L4A2共計8個非球面皆是依下列非球面曲線公式定義：
Figure 02_image001
+
Figure 02_image003
Z表示非球面之深度（非球面上距離光軸為Y的點，其與相切於非球面光軸上頂點之切面，兩者間的垂直距離）； R表示透鏡表面之曲率半徑； Y表示非球面曲面上的點與光軸的垂直距離； K為錐面係數(Conic Constant)；
Figure 02_image005
為第2i階非球面係數。
各個非球面之參數詳細數據請一併參考圖9。
圖7(a)繪示本實施例的三種代表波長(920nm、940nm、960nm)的縱向球差的示意圖，其中縱軸定義為視場。圖7(b)繪示本實施例的三種代表波長(920nm、940nm、960nm)的弧矢(Sagittal)方向的場曲像差的示意圖，縱軸定義為像高。圖7(c)繪示本實施例的三種代表波長(920nm、940nm、960nm)的子午(Tangential)方向的場曲像差的示意圖，其中縱軸定義為像高。圖7(d)繪示本實施例的畸變像差的示意圖，縱軸為像高。三種代表波長(920nm、940nm、960nm)在不同高度的離軸光線皆集中於的成像點附近。每一種波長所成的曲線皆很靠近，說明每一種波長不同高度的離軸光線皆集中在成像點附近。從圖7(a)中每一曲線的縱向球差，可看出不同高度的離軸光線的成像點之偏差控制在±0.02 mm的範圍內。因此，本實施例確實明顯改善不同波長的縱向球差，此外，參閱圖7(b)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.10 mm的範圍內。參閱圖7(c)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.40 mm的範圍內。參閱圖7(d)的橫軸，畸變像差維持在±3 %的範圍內。
如圖8所示，光學成像鏡頭1的第一透鏡L1之物側面L1A1至成像面IMA在光軸上之長度(TTL)大約4.105 mm，光圈值(Fno)為1.33，半視角(HFOV)為38.992度，系統焦距（EFL）為2.479 mm。搭配圖7所示各種相差的數值，本實施例之光學成像鏡頭1可達到薄型化體積、擴大視場角和擴大可用光圈，且兼顧成像品質。
關於本實施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、(G34+T4)/AAG、V1+V2+V3+V4、TTL/EFL、TL/ImgH、AAG/T1、ALT/EFL、TL/(G23+T3)、(ALT+BFL)/ImgH、(T3+G34+T4)/(T1+G12)、TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)、EFL/BFL、TL/EFL、TTL/ImgH、AAG/G23、ALT/(T2+T3)、TL/BFL、BFL/T3、(T2+G23+T3)/(T1+T4)、(T1+T2)/T3、AAG/(T1+T2)之數值，請參考圖38。
另請一併參考圖10至圖13，其中圖10繪示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭2之透鏡剖面結構示意圖，圖11繪示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭2之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖12繪示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭2之詳細光學數據，圖13繪示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭2之各透鏡之非球面數據。
如圖10所示，本實施例之光學成像鏡頭2從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3以及一第四透鏡L4。
第二實施例之物側面L1A1、L2A1、L4A1及像側面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透鏡的屈光率配置大致上與第一實施例類似，然而第三透鏡L3之物側面L3A1之表面凹凸配置與第一實施例不同。此外，第二實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數及系統焦距的光學參數也與第一實施例不同。具體來說，第三實施例的第三透鏡L3的物側面L3A1之圓周區域L3A1P為凹面。
在此為了更清楚繪示本實施例之圖面，透鏡表面凹凸配置的特徵僅標示與第一實施例不同之處，而省略相同之處的標號。關於本實施例之光學成像鏡頭2的各透鏡之光學特性，請參考圖12。
從圖11(a)中每一曲線的縱向球差，可看出不同高度的離軸光線的成像點之偏差控制在±0.03 mm的範圍內。參閱圖11(b)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.10 mm的範圍內。參閱圖11(c)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.30 mm的範圍內。參閱圖11(d)的橫軸，光學成像鏡頭2的畸變像差維持在±3 %的範圍內。
如圖11、12所示，相較於第一實施例，本實施例之子午方向的場曲像差縱向球差較小、半視角較大且易於製造，因此良率較高。
關於本實施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G45、T5、G56、T6、G6F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、(G12+G56)/(G23+T3+G34)、AAG/(G45+G56)、TL/(T2+T3+T4)、(T1+G12)/T6、(T2+T5)/T3、ALT/(T2+G23)、BFL/T1、TTL/(T5+G56+T6)、(V1+V5)/V2、ALT/(G12+G45)、(T1+T2)/T3、(T1+T6)/T4、BFL/(G23+G34+G45)、(T4+T5)/G12、(G56+T6)/T1、EFL/(T3+T4)、T5/T2、AAG/(T3+T6)之數值，請參考圖38。
另請一併參考圖14至圖17，其中圖14繪示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭3之透鏡剖面結構示意圖，圖15繪示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭3之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖16繪示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭3之詳細光學數據，圖17繪示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭3之各透鏡之非球面數據。
如圖14所示，本實施例之光學成像鏡頭3從物側A1至像側A2依序包括一光圈（aperture stop）STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3以及一第四透鏡L4。
第三實施例之物側面L2A1、L3A1、L4A1及像側面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透鏡的屈光率配置大致上與第一實施例類似，然而第一透鏡L1的物側面L1A1之表面凹凸配置與第一實施例不同。此外，第三實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數及系統焦距的光學參數也與第一實施例不同。具體來說，第三實施例的第一透鏡L1的物側面L1A1的圓周區域L1A1P為凸面。
在此為了更清楚繪示本實施例之圖面，透鏡表面凹凸配置的特徵僅標示與第一實施例不同之處，而省略相同之處的標號。關於本實施例之光學成像鏡頭3的各透鏡之光學特性，請參考圖16。
從圖15(a)中每一曲線的縱向球差，可看出不同高度的離軸光線的成像點之偏差控制在±0.03 mm的範圍內。參閱圖15(b)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.10 mm的範圍內。參閱圖15(c)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.40 mm的範圍內。參閱圖15(d)的橫軸，光學成像鏡頭3的畸變像差維持在±3 %的範圍內。
如圖15、16所示，相較於第一實施例，本實施例之系統焦距較短且易於製造，因此良率較高。
關於本實施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、(G34+T4)/AAG、V1+V2+V3+V4、TTL/EFL、TL/ImgH、AAG/T1、ALT/EFL、TL/(G23+T3)、(ALT+BFL)/ImgH、(T3+G34+T4)/(T1+G12)、TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)、EFL/BFL、TL/EFL、TTL/ImgH、AAG/G23、ALT/(T2+T3)、TL/BFL、BFL/T3、(T2+G23+T3)/(T1+T4)、(T1+T2)/T3、AAG/(T1+T2)之數值，請參考圖38。
另請一併參考圖18至圖21，其中圖18繪示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭4之透鏡剖面結構示意圖，圖19繪示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭4之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖20繪示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭4之詳細光學數據，圖21繪示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭4之各透鏡之非球面數據。
如圖18所示，本實施例之光學成像鏡頭4從物側A1至像側A2依序包括一第一透鏡L1、一光圈STO、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3以及一第四透鏡L4。
第四實施例之物側面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1及像側面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透鏡的屈光率配置大致上與第一實施例類似。此外，第四實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數及系統焦距的光學參數也與第一實施例不同。具體來說，第四實施例的光圈STO位於第一透鏡L1與第二透鏡L2之間。
在此為了更清楚繪示本實施例之圖面，透鏡表面凹凸配置的特徵僅標示與第一實施例不同之處，而省略相同之處的標號。關於本實施例之光學成像鏡頭4的各透鏡之光學特性，請參考圖20。
從圖19(a)中每一曲線的縱向球差，可看出不同高度的離軸光線的成像點之偏差控制在±0.12 mm的範圍內。參閱圖19(b)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在± 0.12 mm的範圍內。參閱圖19(c)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.16 mm的範圍內。參閱圖19(d)的橫軸，光學成像鏡頭4的畸變像差維持在±3 %的範圍內。
如圖19、20所示，相較於第一實施例，本實施例之子午方向的場曲像差較小、光圈值較大，且易於製造，因此良率較高。
關於本實施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、(G34+T4)/AAG、V1+V2+V3+V4、TTL/EFL、TL/ImgH、AAG/T1、ALT/EFL、TL/(G23+T3)、(ALT+BFL)/ImgH、(T3+G34+T4)/(T1+G12)、TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)、EFL/BFL、TL/EFL、TTL/ImgH、AAG/G23、ALT/(T2+T3)、TL/BFL、BFL/T3、(T2+G23+T3)/(T1+T4)、(T1+T2)/T3、AAG/(T1+T2)之數值，請參考圖38。
另請一併參考圖22至圖25，其中圖22繪示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭5之透鏡剖面結構示意圖，圖23繪示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭5之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖24依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭5之詳細光學數據，圖25繪示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭5之各透鏡之非球面數據。
如圖22所示，本實施例之光學成像鏡頭5從物側A1至像側A2依序包括一光圈（aperture stop）STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3以及一第四透鏡L4。
第五實施例之物側面L2A1、L3A1、L4A1及像側面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透鏡的屈光率配置大致上與第一實施例類似，然而第一透鏡L1的物側面L1A1之表面凹凸配置與第一實施例不同。此外，第五實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數及系統焦距的光學參數也與第一實施例不同。具體來說，第五實施例的第一透鏡L1的物側面L1A1的圓周區域L1A1P為凸面。
在此為了更清楚繪示本實施例之圖面，透鏡表面凹凸配置的特徵僅標示與第一實施例不同之處，而省略相同之處的標號。關於本實施例之光學成像鏡頭5的各透鏡之光學特性，請參考圖24。
從圖23(a)中每一曲線的縱向球差，可看出不同高度的離軸光線的成像點之偏差控制在±0.02 mm的範圍內。參閱圖23(b)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.04 mm的範圍內。參閱圖23(c)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.08 mm的範圍內。參閱圖23(d)的橫軸，光學成像鏡頭5的畸變像差維持在±2 %的範圍內。
如圖23、24所示，相較於第一實施例，本實施例之半視角較大，弧矢方向和子午方向的場曲像差、畸變像差較小，且易於製造，因此良率較高。
關於本實施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、(G34+T4)/AAG、V1+V2+V3+V4、TTL/EFL、TL/ImgH、AAG/T1、ALT/EFL、TL/(G23+T3)、(ALT+BFL)/ImgH、(T3+G34+T4)/(T1+G12)、TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)、EFL/BFL、TL/EFL、TTL/ImgH、AAG/G23、ALT/(T2+T3)、TL/BFL、BFL/T3、(T2+G23+T3)/(T1+T4)、(T1+T2)/T3、AAG/(T1+T2)之數值，請參考圖38。
另請一併參考圖26至圖29，其中圖26繪示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭6之透鏡剖面結構示意圖，圖27繪示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭6之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖28依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭6之詳細光學數據，圖29繪示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭6之各透鏡之非球面數據。
如圖26所示，本實施例之光學成像鏡頭6從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3以及一第四透鏡L4。
第六實施例之物側面L2A1、L3A1、L4A1及像側面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透鏡的屈光率配置大致上與第一實施例類似，然而第一透鏡L1的物側面L1A1之表面凹凸配置與第一實施例不同。此外，第六實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數及系統焦距的光學參數也與第一實施例不同。具體來說，第六實施例的第一透鏡L1的物側面L1A1的圓周區域L1A1P為凸面。
在此為了更清楚繪示本實施例之圖面，透鏡表面凹凸配置的特徵僅標示與第一實施例不同之處，而省略相同之處的標號。關於本實施例之光學成像鏡頭6的各透鏡之光學特性，請參考圖28。
從圖27(a)中每一曲線的縱向球差，可看出不同高度的離軸光線的成像點之偏差控制在±0.016 mm的範圍內。參閱圖27(b)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在± 0.04 mm的範圍內。參閱圖27(c)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在± 0.06 mm的範圍內。參閱圖27(d)的橫軸，光學成像鏡頭6的畸變像差維持在± 1.6 %的範圍內。
如圖27、28所示，相較於第一實施例，本實施例之半視角較大，縱向球差、弧矢方向和子午方向的場曲像差、畸變像差較小，且易於製造，因此良率較高。
關於本實施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、(G34+T4)/AAG、V1+V2+V3+V4、TTL/EFL、TL/ImgH、AAG/T1、ALT/EFL、TL/(G23+T3)、(ALT+BFL)/ImgH、(T3+G34+T4)/(T1+G12)、TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)、EFL/BFL、TL/EFL、TTL/ImgH、AAG/G23、ALT/(T2+T3)、TL/BFL、BFL/T3、(T2+G23+T3)/(T1+T4)、(T1+T2)/T3、AAG/(T1+T2)之數值，請參考圖38。
另請一併參考圖30至圖33，其中圖30繪示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭7之透鏡剖面結構示意圖，圖31繪示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭7之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖32依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭7之詳細光學數據，圖33繪示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭7之各透鏡之非球面數據。
如圖30所示，本實施例之光學成像鏡頭7從物側A1至像側A2依序包括一光圈STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3以及一第四透鏡L4。
第七實施例之物側面L1A1、L2A1、L4A1及像側面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透鏡的屈光率配置大致上與第一實施例類似，然而第三透鏡L3的物側面L3A1的表面凹凸配置與第一實施例不同，且第四透鏡的屈光率與第一實施例不同。此外，第七實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數及系統焦距的光學參數也與第一實施例不同。具體來說，第七實施例的第三透鏡L3的物側面L3A1的圓周區域L3A1P為凹面，且第四透鏡L4具有正屈光率。
在此為了更清楚繪示本實施例之圖面，透鏡表面凹凸配置的特徵僅標示與第一實施例不同之處，而省略相同之處的標號。關於本實施例之光學成像鏡頭7的各透鏡之光學特性，請參考圖32。
從圖31(a)中每一曲線的縱向球差，可看出不同高度的離軸光線的成像點之偏差控制在±0.01 mm的範圍內。參閱圖31(b)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±4.00 mm的範圍內。參閱圖31(c)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±16.00 mm的範圍內。參閱圖31(d)的橫軸，光學成像鏡頭7的畸變像差維持在±40 %的範圍內。
如圖31、32所示，相較於第一實施例，本實施例之系統焦距較短，半視角較大，縱向球差較小，且易於製造，因此良率較高。
關於本實施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、(G34+T4)/AAG、V1+V2+V3+V4、TTL/EFL、TL/ImgH、AAG/T1、ALT/EFL、TL/(G23+T3)、(ALT+BFL)/ImgH、(T3+G34+T4)/(T1+G12)、TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)、EFL/BFL、TL/EFL、TTL/ImgH、AAG/G23、ALT/(T2+T3)、TL/BFL、BFL/T3、(T2+G23+T3)/(T1+T4)、(T1+T2)/T3、AAG/(T1+T2)之數值，請參考圖38。
另請一併參考圖34至圖37，其中圖34繪示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭8之透鏡剖面結構示意圖，圖35繪示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭8之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖36依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭8之詳細光學數據，圖37繪示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭8之各透鏡之非球面數據。
如圖34所示，本實施例之光學成像鏡頭8從物側A1至像側A2依序包括一光圈（aperture stop）STO、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3以及一第四透鏡L4。
第八實施例之物側面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1及像側面L1A2、L2A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透鏡的屈光率配置大致上與第一實施例類似，然而第三透鏡L3的像側面L3A2的表面凹凸配置與第一實施例不同。此外，第八實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數及系統焦距的光學參數也與第一實施例不同。具體來說，第三透鏡L3的像側面L3A2的圓周區域L3A2P為凹面。
在此為了更清楚繪示本實施例之圖面，透鏡表面凹凸配置的特徵僅標示與第一實施例不同之處，而省略相同之處的標號。關於本實施例之光學成像鏡頭8的各透鏡之光學特性，請參考圖36。
從圖35(a)中每一曲線的縱向球差，可看出不同高度的離軸光線的成像點之偏差控制在±0.1 mm的範圍內。參閱圖35(b)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.40mm的範圍內。參閱圖35(c)，三種代表波長在整個視場範圍內的場曲像差落在±0.40 mm的範圍內。參閱圖35(d)的橫軸，光學成像鏡頭8的畸變像差維持在±8 %的範圍內。
如圖35、36所示，相較於第一實施例，本實施例之系統總長較短，且易於製造。
關於本實施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、(G34+T4)/AAG、V1+V2+V3+V4、TTL/EFL、TL/ImgH、AAG/T1、ALT/EFL、TL/(G23+T3)、(ALT+BFL)/ImgH、(T3+G34+T4)/(T1+G12)、TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)、EFL/BFL、TL/EFL、TTL/ImgH、AAG/G23、ALT/(T2+T3)、TL/BFL、BFL/T3、(T2+G23+T3)/(T1+T4)、(T1+T2)/T3、AAG/(T1+T2)之數值，請參考圖38。
圖38列出以上八個實施例的之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、(G34+T4)/AAG、V1+V2+V3+V4、TTL/EFL、TL/ImgH、AAG/T1、ALT/EFL、TL/(G23+T3)、(ALT+BFL)/ImgH、(T3+G34+T4)/(T1+G12)、TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)、EFL/BFL、TL/EFL、TTL/ImgH、AAG/G23、ALT/(T2+T3)、TL/BFL、BFL/T3、(T2+G23+T3)/(T1+T4)、(T1+T2)/T3、AAG/(T1+T2)之數值，可看出本發明之光學成像鏡頭1-8確實可滿足前述條件式（1）至（20）中之任一者。
本發明各實施例提供一個視場角大、光圈值大的光學成像鏡頭，透過鏡片的凹凸搭配設計，例如：第一透鏡具有負屈光率；第二透鏡具有正屈光率，第二透鏡的物側面的圓周區域為凹面，第二透鏡的像側面的光軸區域為凹面；第三透鏡的物側面的光軸區域為凹面；第四透鏡的像側面的光軸區域為凹面。光學成像鏡頭中具有屈光率的透鏡只有上述四片，該光學成像鏡頭滿足條件式（1）：(G34+T4)/AAG≦2.200以及條件式（2）：V1+V2+V3+V4≧110.000。亦可替換地設計第一透鏡具有負屈光率，第一透鏡的像側面的圓周區域為凸面；第二透鏡具有正屈光率，第二透鏡的物側面的圓周區域為凹面，第二透鏡的像側面的光軸區域為凹面；第四透鏡的像側面的光軸區域為凹面。光學成像鏡頭中具有屈光率的透鏡只有上述四片，該光學成像鏡頭滿足條件式（1）：(G34+T4)/AAG≦2.200以及條件式（2）：V1+V2+V3+V4≧110.000。以上二種組合皆能有效達到修正光學成像鏡頭的球差、像差以及降低畸變的目的。
本發明之各個實施例所揭露之光學參數的組合比例關係所得的包含最大最小值以內的數值範圍皆可據以實施。
透過本發明各實施例的縱向球差、場曲像差、畸變皆符合使用規範。另外，三種代表波長在不同高度的離軸光線皆集中在成像點附近，由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差皆獲得控制而具有良好的球差、像差、畸變抑制能力。進一步參閱成像品質數據，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，顯示本發明在各種狀態下對不同波長光線的集中性佳而具有優良的色散抑制能力，故透過上述可知本發明具備良好光學性能。
有鑑於光學系統設計的不可預測性，在本發明的架構之下，符合上述條件式能較佳地使本發明鏡頭長度縮短、光學系統球差、像差以及畸變小、光學成像系統視場角度擴大及成像品質提升，或組裝良率提升而改善先前技術的缺點。
以上敍述依據本發明多個不同實施例，其中各項特徵可以單一或不同結合方式實施。因此，本發明實施方式之揭露為闡明本發明原則之具體實施例，應不拘限本發明於所揭示的實施例。進一步言之，先前敍述及其附圖僅為本發明示範之用，並不受其限囿。其他元件之變化或組合皆可能，且不悖于本發明之精神與範圍。
100、200、300、400、500、L1、L2、L3、L4:透鏡110、410、510、L1A1、L2A1、L3A1、L4A1TFA1:物側面120、320、L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、TFA2:像側面130:組裝部211、212:平行光線A1:物側A2:像側CP:中心點CP1:第一中心點CP2:第二中心點TP1:第一轉換點TP2:第二轉換點OB:光學邊界I:光軸Lc:主光線Lm:邊緣光線EL:延伸線Z1、L1A1C、L2A1C、L3A1C、L4A1C:光軸區域Z2、L1A1P、L2A1P、L3A1P、L4A1P:圓周區域Z3:中繼區域M、R:相交點1、2、3、4、5、6、7、8:光學成像鏡頭STO:光圈TF:濾光片IMA:成像面
為了更清楚理解本發明說明書中的實施例，請結合參照以下圖式： [圖1]繪示本發明之一實施例之透鏡的徑向剖視圖。 [圖2]繪示本發明之一實施例之透鏡面形與光線焦點的關係示意圖。 [圖3]繪示範例一的透鏡面形與有效半徑的關係圖。 [圖4]繪示範例二的透鏡面形與有效半徑的關係圖。 [圖5]繪示範例三的透鏡面形與有效半徑的關係圖。 [圖6]繪示本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之透鏡剖面結構示意圖。 [圖7]繪示本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。 [圖8]繪示本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據。 [圖9]繪示本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之非球面數據。 [圖10]繪示本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之透鏡剖面結構示意圖。 [圖11]繪示本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。 [圖12]繪示本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據。 [圖13]繪示本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之非球面數據。 [圖14]繪示本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之透鏡剖面結構示意圖。 [圖15]繪示本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。 [圖16]繪示本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據。 [圖17]繪示本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之非球面數據。 [圖18]繪示本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之透鏡剖面結構示意圖。 [圖19]繪示本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。 [圖20]繪示本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據。 [圖21]繪示本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之非球面數據。 [圖22]繪示本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之透鏡剖面結構示意圖。 [圖23]繪示本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。 [圖24]繪示本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據。 [圖25]繪示本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之非球面數據。 [圖26]繪示本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之透鏡剖面結構示意圖。 [圖27]繪示本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。 [圖28]繪示本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據。 [圖29]繪示本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之非球面數據。 [圖30]繪示本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之透鏡剖面結構示意圖。 [圖31]繪示本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。 [圖32]繪示本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據。 [圖33]繪示本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之非球面數據。 [圖34]繪示本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之透鏡剖面結構示意圖。 [圖35]繪示本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。 [圖36]繪示本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據。 [圖37]繪示本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之非球面數據。 [圖38]繪示本發明上述八個實施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、AAG、ALT、BFL、TTL、TL、EFL、(G34+T4)/AAG、V1+V2+V3+V4、TTL/EFL、TL/ImgH、AAG/T1、ALT/EFL、TL/(G23+T3)、(ALT+BFL)/ImgH、(T3+G34+T4)/(T1+G12)、TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)、EFL/BFL、TL/EFL、TTL/ImgH、AAG/G23、ALT/(T2+T3)、TL/BFL、BFL/T3、(T2+G23+T3)/(T1+T4)、(T1+T2)/T3、AAG/(T1+T2)之數值表。
1:光學成像鏡頭
STO:光圈
L1:第一透鏡
L2:第二透鏡
L3:第三透鏡
L4:第四透鏡
TF:濾光片
IMA:成像面
L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、TFA1:物側面
L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、TFA2:像側面
L1A1C、L1A2C、L2A1C、L2A2C、L3A1C、L3A2C、L4A1C、L4A2C:光軸區域
L1A1P、L1A2P、L2A1P、L2A2P、L3A1P、L3A2P、L4A1P、L4A2P:圓周區域
A1:物側
A2:像側

Claims (20)

  1. 一種光學成像鏡頭，從一物側至一像側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡以及一第四透鏡，每一透鏡具有一朝向該物側且使成像光線通過的物側面以及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面，其中： 該第一透鏡具有負屈光率； 該第二透鏡具有正屈光率，該第二透鏡的該物側面的一圓周區域為凹面，該第二透鏡的該像側面的一光軸區域為凹面； 該第三透鏡的該物側面的一光軸區域為凹面； 該第四透鏡的該像側面的一光軸區域為凹面， 該光學成像鏡頭中具有屈光率的透鏡只有上述四片，該光學成像鏡頭滿足條件式：(G34+T4)/AAG≦2.200以及條件式：V1+V2+V3+V4≧110.000， 其中G34代表該第三透鏡到該第四透鏡在該光軸上的空氣間隙，T4代表該第四透鏡在該光軸上的厚度，AAG代表該第一透鏡至該第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和，V1、V2、V3、V4分別代表該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡的阿貝數值（Abbe Number）。
  2. 一種光學成像鏡頭，從一物側至一像側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡以及一第四透鏡，每一透鏡具有一朝向該物側且使成像光線通過的物側面以及一朝向該像側且使成像光線通過的像側面，其中： 該第一透鏡具有負屈光率，該第一透鏡的該像側面的一圓周區域為凸面； 該第二透鏡具有正屈光率，該第二透鏡的該物側面的一圓周區域為凹面，該第二透鏡的該像側面的一光軸區域為凹面； 該第四透鏡的該像側面的一光軸區域為凹面， 該光學成像鏡頭中具有屈光率的透鏡只有上述四片，該光學成像鏡頭滿足條件式：(G34+T4)/AAG≦2.200以及條件式：V1+V2+V3+V4≧110.000， 其中G34代表該第三透鏡到該第四透鏡在該光軸上的空氣間隙，T4代表該第四透鏡在該光軸上的厚度，AAG代表該第一透鏡至該第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和，V1、V2、V3、V4分別代表該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡的阿貝數值（Abbe Number）。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中TTL代表該第一透鏡的該物側面至一成像面在光軸上的距離，EFL代表該光學成像鏡頭的系統焦距，而該光學成像鏡頭滿足條件式：TTL/EFL≦2.500。
  4. 如申請專利範圍第1或2所述的光學成像鏡頭，其中TL代表該第一透鏡的該物側面至該第四透鏡的該像側面在光軸上的距離，ImgH代表該光學成像鏡頭的像高，而該光學成像鏡頭滿足條件式：TL/ImgH≦1.800。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中T1代表該第一透鏡在光軸上的厚度，而該光學成像鏡頭滿足條件式：AAG/T1≦1.600。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中ALT代表該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡在光軸上的透鏡厚度總和，EFL代表該光學成像鏡頭的系統焦距，而該光學成像鏡頭滿足條件式：ALT/EFL≦1.300。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中TL代表該第一透鏡的該物側面至該第四透鏡的該像側面在光軸上的距離，G23代表該第二透鏡到該第三透鏡在光軸上的空氣間隙，T3代表該第三透鏡在光軸上的厚度，而該光學成像鏡頭滿足條件式：TL/(G23+T3)≦2.400。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中BFL代表該第四透鏡的該像側面至一成像面在該光軸上的距離，ALT代表該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡在光軸上的透鏡厚度總和，ImgH代表該光學成像鏡頭的像高，而該光學成像鏡頭滿足條件式：(ALT+BFL)/ImgH≦2.100。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中T1代表該第一透鏡在該光軸上的厚度，T3代表該第三透鏡在該光軸上的厚度，G12代表該第一透鏡到該第二透鏡在該光軸上的空氣間隙，而該光學成像鏡頭滿足條件式：(T3+G34+T4)/(T1+G12)≦2.800。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中T1代表該第一透鏡在該光軸上的厚度，T2代表該第二透鏡在該光軸上的厚度，T3代表該第三透鏡在該光軸上的厚度，G12代表該第一透鏡到該第二透鏡在該光軸上的空氣間隙，G23代表該第二透鏡到該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙，TTL代表該第一透鏡的該物側面至一成像面在光軸上的距離，而該光學成像鏡頭滿足條件式：TTL/(T1+G12+T2+G23+T3)≦2.000。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中EFL代表該光學成像鏡頭的系統焦距，BFL代表該第四透鏡的該像側面至一成像面在該光軸上的距離，而該光學成像鏡頭滿足條件式：EFL/BFL≦2.200。
  12. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中EFL代表該光學成像鏡頭的系統焦距，TL代表該第一透鏡的該物側面至該第四透鏡的該像側面在光軸上的距離，而該光學成像鏡頭滿足條件式：TL/EFL≦1.700。
  13. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中TTL代表該第一透鏡的該物側面至一成像面在光軸上的距離，ImgH代表該光學成像鏡頭的像高：TTL/ImgH≦2.400。
  14. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中G23代表該第二透鏡到該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙，ALT代表該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡在光軸上的透鏡厚度總和，而該光學成像鏡頭滿足條件式：AAG/G23≦1.900。
  15. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中T2代表該第二透鏡在該光軸上的厚度，T3代表該第三透鏡在該光軸上的厚度，ALT代表該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡在光軸上的透鏡厚度總和，而該光學成像鏡頭滿足條件式：ALT/(T2+T3)≦1.800。
  16. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中TL代表該第一透鏡的該物側面至該第四透鏡的該像側面在光軸上的距離，BFL代表該第四透鏡的該像側面至一成像面在該光軸上的距離，而該光學成像鏡頭滿足條件式：TL/BFL≦2.600。
  17. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中BFL代表該第四透鏡的該像側面至一成像面在該光軸上的距離，T3代表該第三透鏡在該光軸上的厚度，而該光學成像鏡頭滿足條件式：BFL/T3≦1.800。
  18. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中T1代表該第一透鏡在該光軸上的厚度，T2代表該第二透鏡在該光軸上的厚度，T3代表該第三透鏡在該光軸上的厚度，G23代表該第二透鏡到該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙，而該光學成像鏡頭滿足條件式：(T2+G23+T3)/(T1+T4)≦2.600。
  19. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中T1代表該第一透鏡在該光軸上的厚度，T2代表該第二透鏡在該光軸上的厚度，T3代表該第三透鏡在該光軸上的厚度，而該光學成像鏡頭滿足條件式：(T1+T2)/T3≦1.200。
  20. 如申請專利範圍第1或2項所述的光學成像鏡頭，其中T1代表該第一透鏡在該光軸上的厚度，T2代表該第二透鏡在該光軸上的厚度，而該光學成像鏡頭滿足條件式：AAG/(T1+T2)≦1.000。
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