TWI588530B - 光學成像鏡頭 - Google Patents

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TWI588530B
TWI588530B TW105109575A TW105109575A TWI588530B TW I588530 B TWI588530 B TW I588530B TW 105109575 A TW105109575 A TW 105109575A TW 105109575 A TW105109575 A TW 105109575A TW I588530 B TWI588530 B TW I588530B
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殷焱煊
林茂宗
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玉晶光電股份有限公司
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Description

光學成像鏡頭
本發明乃是與一種光學成像鏡頭相關，且尤其是與應用四片式及五片式透鏡光學成像鏡頭。
近年來，手機和數位相機的普及使得包含光學成像鏡頭、模組後座單元及影像感測器等之影像模組蓬勃發展，手機和數位相機的薄型輕巧化也讓影像模組的小型化需求愈來愈高，隨著感光耦合元件(Charge Coupled Device，簡稱CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，簡稱CMOS)之技術進步和尺寸縮小，裝戴在影像模組中的光學成像鏡頭也需要縮小體積，但光學成像鏡頭之良好光學性能也是必要顧及之處。
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，設計過程牽涉到材料特性，還必須考量到組裝良率等生產面的實際問題。
綜上所述，微型化鏡頭的技術難度明顯高出傳統鏡頭，因此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、學界所熱切追求的目標。
本發明之一目的係在提供一種光學成像鏡頭，透過控制各透鏡的凹凸曲面排列，並以至少兩個關係式控制相關參數，維持足夠之光學性能，且同時縮短光學成像鏡頭的長度。
依據本發明，提供一種光學成像鏡頭，從物側至像側沿一光軸依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一濾光片，每一透鏡都具有屈光率，而且具有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。
為了便於表示本發明所指的參數，在本說明書及圖示中定義如下表1：
依據本發明所提供的光學成像鏡頭，第一透鏡具有一正屈光率，第一透鏡的物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部以及一位於圓周附近區域的凸面部；第二透鏡具有一負屈光率；第三透鏡的物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部；第四透鏡的像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部；其中，該光學成像鏡頭只具備上述四片具有屈光率的透鏡，並滿足下列關係式：1.0≦EFL/TTL 關係式(1)；TL/G23≦4.5 關係式(2)；ALT/T1≦2.8 關係式(3)；及4.5≦(T1+G12+T2+G23)/T3 關係式(4)。
本發明可選擇性地控制前述參數，額外滿足下列關係式：FNO/(G12+G23)≦1.8 關係式(5)；7.5≦ALT/T4 關係式(6)；(T1+G12+T2)/G23≦1.3 關係式(7)；6.5≦EFL/(T2+T3) 關係式(8)；0.9≦(G12+G23)/(T1+T2) 關係式(9)；2.5≦EFL/FNO 關係式(10)；11.5≦EFL/T2 關係式(11)；2.5≦FNO/T4 關係式(12)； 0.8≦(G12+G23)/T1 關係式(13)；4.5≦EFL/(T1+T2) 關係式(14)；1.5≦(T1+T2+T3)/T4 關係式(15)；16.5≦TTL/T2 關係式(16)；3.1≦G23/T2 關係式(17)；FNO/T1≦2.7 關係式(18)；0.8≦ALT/(G12+G23) 關係式(19)；2.6≦EFL/G23 關係式(20)；(T2+T3)/T1≦1.2 關係式(21)；及/或TTL≦8.0mm 關係式(22)。
前述所列之示例性限定關係式，亦可任意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，除了前述關係式之外，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等細部結構，以加強對系統性能及/或解析度的控制，甚至是製造上良率的提升。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，並以至少一關係式控制相關參數，能較佳地使本發明鏡頭長度縮短、可用光圈增大、視場角增加、成像品質提升，或組裝良率提升而改善先前技術的缺點。
1-17‧‧‧光學成像鏡頭
100-1700‧‧‧光圈
110-1710‧‧‧第一透鏡
120-1720‧‧‧第二透鏡
130-1730‧‧‧第三透鏡
140-1740‧‧‧第四透鏡
1050-1750‧‧‧第五透鏡
160-1760‧‧‧濾光片
170-1770‧‧‧成像面
111-1711、121-1721、131-1731、1051-1751、141-1741、161-1761‧‧‧物側面
112-1712、122-1722、132-1732、1052-1752、142-1742、162-1762‧‧‧像側面
1111-1411、1121-1421、10111-15111、10121-10521、2321、2411、2421、3211、4221、4311、5221、5311、6221、6311、7221、7311、7321、7411、7421、8221、8311、9221、9321、9411、 9421、12211、12521、13321、14411、15321、15511、15521、17321‧‧‧位於光軸附近區域的凸面部或凹面部
1112-1412、1122-1422、10112-10512、10122-10522、2212、6212、6222、7122、7412、8212、8222、9322、9412、12122、12212、12322、13122、13212、14212、14512、15512、15522、16512、16522、17322‧‧‧位於圓周附近區域的凸面部或凹面部
d1、d2、d3、d3'、d4、d5、d6‧‧‧空氣間隙
A1‧‧‧物側
A2‧‧‧像側
I‧‧‧光軸
I-I'‧‧‧軸線
A,C,E‧‧‧區域
本發明所附圖示說明如下：圖1顯示本發明之一實施例之透鏡剖面結構示意圖；圖2繪示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顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖7顯示依據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顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖9顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖10顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖11顯示依據本發明之第二實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖12顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖13顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖14顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖15顯示依據本發明之第三實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖16顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據； 圖17顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖18顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖19顯示依據本發明之第四實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖20顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖21顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖22顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖23顯示依據本發明之第五實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖24顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖25顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖26顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖27顯示依據本發明之第六實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖28顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據； 圖29顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖30顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖31顯示依據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顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖33顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖34顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖35顯示依據本發明之第八實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖36顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖37顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖38顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖39顯示依據本發明之第九實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖40顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據； 圖41顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖42顯示依據本發明之第一實施例至第九實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值；圖43顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖；圖44顯示依據本發明之第十實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖45顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖46顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖47顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖；圖48顯示依據本發明之第十一實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖49顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖50顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據； 圖51顯示依據本發明之第十二實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖；圖52顯示依據本發明之第十二實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖53顯示依據本發明之第十二實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖54顯示依據本發明之第十二實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖55顯示依據本發明之第十三實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖；圖56顯示依據本發明之第十三實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖57顯示依據本發明之第十三實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖58顯示依據本發明之第十三實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖59顯示依據本發明之第十四實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖；圖60顯示依據本發明之第十四實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖61顯示依據本發明之第十四實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖62顯示依據本發明之第十四實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據； 圖63顯示依據本發明之第十五實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖；圖64顯示依據本發明之第十五實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖65顯示依據本發明之第十五實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖66顯示依據本發明之第十五實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖67顯示依據本發明之第十六實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖；圖68顯示依據本發明之第十六實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖69顯示依據本發明之第十六實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖70顯示依據本發明之第十六實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據；圖71顯示依據本發明之第十七實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖；圖72顯示依據本發明之第十七實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖73顯示依據本發明之第十七實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據；圖74顯示依據本發明之第十七實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據； 圖75顯示依據本發明之第十實施例至第十七實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值。
為進一步說明各實施例，本發明乃提供有圖式。此些圖式乃為本發明揭露內容之一部分，其主要係用以說明實施例，並可配合說明書之相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域具有通常知識者應能理解其他可能的實施方式以及本發明之優點。圖中的元件並未按比例繪製，而類似的元件符號通常用來表示類似的元件。
本篇說明書所言之「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光軸上的屈光率為正(或為負)。該像側面、物側面定義為成像光線通過的範圍，其中成像光線包括了主光線(chief ray)Lc及邊緣光線(marginal ray)Lm，如圖1所示，I為光軸且此一透鏡是以該光軸I為對稱軸徑向地相互對稱，光線通過光軸上的區域為光軸附近區域A，邊緣光線通過的區域為圓周附近區域C，此外，該透鏡還包含一延伸部E(即圓周附近區域C徑向上向外的區域)，用以供該透鏡組裝於一光學成像鏡頭內，理想的成像光線並不會通過該延伸部E，但該延伸部E之結構與形狀並不限於此，以下之實施例為求圖式簡潔均省略了部分的延伸部。更詳細的說，判定面形或光軸附近區域、圓周附近區域、或多個區域的範圍的方法如下： 如圖1所示，其係一透鏡徑向上的剖視圖。以該剖視圖觀之，在判斷前述區域的範圍時，定義一中心點為該透鏡表面上與光軸的一 交點，而一轉換點是位於該透鏡表面上的一點，且通過該點的一切線與光軸垂直。如果徑向上向外有複數個轉換點，則依序為第一轉換點，第二轉換點，而有效半效徑上距光軸徑向上最遠的轉換點為第N轉換點。中心點和第一轉換點之間的範圍為光軸附近區域，第N轉換點徑向上向外的區域為圓周附近區域，中間可依各轉換點區分不同的區域。此外，有效半徑為邊緣光線Lm與透鏡表面交點到光軸I上的垂直距離。
如圖2所示，該區域的形狀凹凸係以平行通過該區域的光線(或光線延伸線)與光軸的交點在像側或物側來決定(光線焦點判定方式)。舉例言之，當光線通過該區域後，光線會朝像側聚焦，與光軸的焦點會位在像側，例如圖2中R點，則該區域為凸面部。反之，若光線通過該某區域後，光線會發散，其延伸線與光軸的焦點在物側，例如圖2中M點，則該區域為凹面部，所以中心點到第一轉換點間為凸面部，第一轉換點徑向上向外的區域為凹面部；由圖2可知，該轉換點即是凸面部轉凹面部的分界點，因此可定義該區域與徑向上相鄰該區域的內側的區域，係以該轉換點為分界具有不同的面形。另外，若是光軸附近區域的面形判斷可依該領域中通常知識者的判斷方式，以R值(指近軸的曲率半徑，通常指光學軟體中的透鏡資料庫(lens data)上的R值)正負判斷凹凸。以物側面來說，當R值為正時，判定為凸面部，當R值為負時，判定為凹面部；以像側面來說，當R值為正時，判定為凹面部，當R值為負時，判定為凸面部，此方法判定出的凹凸和光線焦點判定方式相同。
若該透鏡表面上無轉換點，該光軸附近區域定義為有效半徑的0~50%，圓周附近區域定義為有效半徑的50~100%。
圖3為第一範例的透鏡像側表面在有效半徑上僅具有第一轉換點，則第一區為光軸附近區域，第二區為圓周附近區域。此透鏡像側面的R值為正，故判斷光軸附近區域具有一凹面部；圓周附近區域的面形和徑向上緊鄰該區域的內側區域不同。即，圓周附近區域和光軸附近區域的面形不同；該圓周附近區域係具有一凸面部。
圖4為第二範例的透鏡物側表面在有效半徑上具有第一及第二轉換點，則第一區為光軸附近區域，第三區為圓周附近區域。此透鏡物側面的R值為正，故判斷光軸附近區域為凸面部；第一轉換點與第二轉換點間的區域(第二區)具有一凹面部，圓周附近區域(第三區)具有一凸面部。
圖5為第三範例的透鏡物側表面在有效半徑上無轉換點，此時以有效半徑0%~50%為光軸附近區域，50%~100%為圓周附近區域。由於光軸附近區域的R值為正，故此物側面在光軸附近區域具有一凸面部；而圓周附近區域與光軸附近區域間無轉換點，故圓周附近區域具有一凸面部。
本發明之光學成像鏡頭，乃是一定焦鏡頭，且是由從物側至像側沿一光軸依序設置之一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡及一濾光片所構成，每一透鏡都具有屈光率且具有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各透鏡之細部特徵，而可提供較短的光學成像鏡頭長度及良好的光學性能。
前述各鏡片之特性又須考量光學成像鏡頭的光學特性與鏡頭長度，舉例來說：第一透鏡具有一正屈光率，第一透鏡的物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部以及一位於圓周附近區域的凸面部，第二透鏡具有一負屈光率，第三透鏡的物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，第四透鏡的該像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部，以上設計彼此互相搭配可有效消除像差並同時確保成像品質以及縮短光學系統長度。
此外，透過以下各參數之數值控制，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： 例如，縮短EFL有助縮減光學成像鏡頭的體積並可擴大視埸角，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。在此提出藉由控制EFL/(T2+T3)、 EFL/FNO、EFL/T2、EFL/(T1+T2)滿足前述關係式(8)、關係式(10)、關係式(11)及關係式(14)。較佳地，EFL/(T2+T3)的範圍可進一步限定介於6.500~6.553或6.500~17.196。較佳地，EFL/FNO的範圍可進一步限定介於2.949~3.341或3.755~3.795。較佳地，EFL/T2的範圍可進一步限定介於16.503~30.822或18.654~38.460。較佳地，EFL/(T1+T2)的範圍可進一步限定介於4.500~5.608或4.782~7.091。藉此，可產生較佳的成像品質。
為了縮短光學成像鏡頭的長度及聚焦容易以提升成像品質，本發明適當地縮短透鏡厚度和透鏡間的空氣間隙，然而考量到透鏡組合過程的難異度以及必須兼顧成像品質的前提下，透鏡厚度及透鏡間的空氣間隙彼此需互相調配而滿足以下條件式之數值限定，使光學成像系統能有較佳配置：當光學成像鏡頭滿足下列任一條件式時，表示當分母的參數不變時，分子的參數的長度能相對縮短，而能達到縮減鏡頭體積的功效：關係式(2)：TL/G23≦4.5。較佳地，TL/G23可更限定介於2.208~2.776或1.978~4.477，藉此，可產生較佳的成像品質。
關係式(3)：ALT/T1≦2.8。較佳地，ALT/T1可更限定介於2.090~2.538或1.956~2.799，藉此，可產生較佳的成像品質。
關係式(5)：FNO/(G12+G23)≦1.8。較佳地，FNO/(G12+G23)可更限定介於0.810~1.222或0.681~1.554，藉此，可產生較佳的成像品質。
關係式(7)：(T1+G12+T2)/G23≦1.3。較佳地，(T1+G12+T2)/G23可更限定介於0.536~0.958或0.438~1.217，藉此，可產生較佳的成像品質。
關係式(18)：FNO/T1≦2.7。較佳地，FNO/T1可更限定介於1.627~2.648或1.501~2.386，藉此，可產生較佳的成像品質。
關係式(21)：(T2+T3)/T1≦1.2。較佳地，(T2+T3)/T1可更限定介於0.811~1.200或0.332~0.989，藉此，可產生較佳的成像品質。
關係式(22)：TTL≦8.0mm。較佳地，TTL可更限定介於6.877~8.681或7.928~7.993，藉此，可產生較佳的成像品質。
當光學成像鏡頭滿足下列任一條件式時，表示其具有較佳的配置，能在維持適當良率的前提下產生良好的成像品質： 關係式(1)：1.0≦EFL/TTL。較佳地，EFL/TTL可更限定介於1.000~1.028或1.126~1.135，藉此，可維持較適當的鏡頭體積。
關係式(4)：4.5≦(T1+G12+T2+G23)/T3。較佳地，(T1+G12+T2+G23)/T3可更限定介於4.501~6.442或4.501~17.561，藉此，可維持較適當的鏡頭體積。
關係式(6)：7.5≦ALT/T4。較佳地，ALT/T4可更限定介於7.500~7.999或7.500~9.453，藉此，可維持較適當的鏡頭體積。
關係式(9)：0.9≦(G12+G23)/(T1+T2)。較佳地，(G12+G23)/(T1+T2)可更限定介於1.102~2.347或0.901~2.405，藉此，可維持較適當的鏡頭體積。
關係式(12)：2.5≦FNO/T4。較佳地，FNO/T4可更限定介於5.759~8.059或4.583~7.253，藉此，可維持較適當的鏡頭體積。
關係式(13)：0.8≦(G12+G23)/T1。較佳地，(G12+G23)/T1可更限定介於1.439~3.170或1.044~3.052，藉此，可維持較適當的鏡頭體積。
關係式(15)：1.5≦(T1+T2+T3)/T4。較佳地，(T1+T2+T3)/T4可更限定介於6.500~6.999或4.491~6.438，藉此，可維持較適當的鏡頭體積。
關係式(16)：16.5≦TTL/T2。較佳地，TTL/T2可更限定介於16.501~30.267或16.509~33.992，藉此，可維持較適當的鏡頭體積。
關係式(17)：3.1≦G23/T2。較佳地，G23/T2可更限定介於4.588~11.192或3.283~14.787，藉此，可維持較適當的鏡頭體積。
關係式(19)：0.8≦ALT/(G12+G23)。較佳地，ALT/(G12+G23)可更限定介於0.800~1.526或0.818~2.281，藉此，可維持較適當的鏡頭體積。
有鑑於光學系統設計的不可預測性，在本發明的架構之下，符合上述的關係式時，能較佳地使本發明的鏡頭長度縮短、可用光圈增大(即光圈值縮小)、視場角增加、成像品質提升或組裝良率提升而改善先前技術的缺點。
在實施本發明時，除了上述關係式之外，亦可如以下實施例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等細部結構，以加強對系統性能及/或解析度的控制以及製造上良率的提升。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，並不限於此。
為了說明本發明確實可在提供良好的光學性能的同時，縮短鏡頭長度，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顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖7顯示依據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。
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)100、一第一透鏡110、一第二透鏡120、一第三透鏡130及一第四透鏡140。一濾光片160、一影像感測器(圖未示)的一成像面170皆設置於光學成像鏡頭1的像側A2。在本實施例中，濾光片160為紅外線濾光片(IR cut filter)且設於第四透鏡140與成像面170之間，濾光片160將經過光學成像鏡頭1的光過濾掉特定波段的波長，例如過濾掉紅外線波段，可使得人眼看不到的紅外線波段的波長不會成像於成像面170上。
光學成像鏡頭1之第一透鏡110具有正屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面111及一朝向像側A2的像側面112。物側面111包括一位於光軸附近區域的凸面部1111及一位於圓周附近區域的凸面部1112。像側面112包括一位於光軸附近區域的凸面部1121及一位於圓周附近區域的凸面部1122。
第二透鏡120具有負屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面121及一朝向像側A2的像側面122。物側面121包括一位於光軸附近區域的凹面部1211及一位於圓周附近區域的凸面部1212。像側面122包括一位於光軸附近區域的凹面部1221及一位於圓周附近區域的凹面部1222。第二透鏡120的物側面121與像側面122皆為非球面。第一透鏡110的物側面111與像側面112皆為非球面。
第三透鏡130具有正屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面131及一朝向像側A2的像側面132。物側面131包括一位於光軸附近區域的凸面部1311以及一位於圓周附近區域的凹面部1312。像側面132包括一位於光軸附近區域的凸面部1321及一位於圓周附近區域的凸面部1322。第三透鏡130的物側面131與像側面132皆為非球面。
第四透鏡140具有負屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面141及具有一朝向像側A2的像側面142。物側面141包括一位於光軸附近區域的凹面部1411以及一位於圓周附近區域的凹面部1412。像側面142包括一位於光軸附近區域的凸面部1421及一位於圓周附近區域的凸面部1422。第四透鏡140的物側面141與像側面142皆為非球面。
在本實施例中，係設計各透鏡110、120、130、140、濾光片160、及影像感測器的成像面170之間皆存在空氣間隙，如：第一透鏡110與第二透鏡120之間存在空氣間隙d1、第二透鏡120與第三透鏡130之間存在空氣間隙d2、第三透鏡130與第四透鏡140之間存在空氣間隙d3、第四透鏡140與濾光片160之間存在空氣間隙d4、濾光片160與影像感測器的成像面170之間存在空氣間隙d6。然而在其他實施例中，亦可不具有前 述其中任一空氣間隙，如：將兩相對透鏡的表面輪廓設計為彼此相應，而可彼此貼合，以消除其間之空氣間隙。由此可知，空氣間隙d1即為G12、空氣間隙d2即為G23、空氣間隙d3即為G34，空氣間隙d1、d2、d3的總和即為AAG。
關於本實施例之光學成像鏡頭1中的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖8，圖8顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據。第一透鏡110的物側面111及像側面112、第二透鏡120的物側面121及像側面122、第三透鏡130的物側面131及像側面132、第四透鏡140的物側面141及像側面142，共八個非球面皆是依下列非球面曲線公式(1)定義： Y表示非球面曲面上的點與光軸的垂直距離；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；K為錐面係數(Conic Constant)； a 2i 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9顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
圖7(a)繪示本實施例的縱向球差的示意圖，橫軸為焦距，縱軸為視場。圖7(b)繪示本實施例的弧矢方向的像散像差的示意圖，圖7(c)繪示本實施例的子午方向的像散像差的示意圖，橫軸為焦距，縱軸為像高。圖7(d)繪示本實施例的畸變像差的示意圖，橫軸為百分比，縱軸為像高。三種代表波長(470nm,555nm,650nm)在不同高度的離軸光線皆集中於的成像點附近，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控制在±0.008mm，明顯改善不同波長的球差，弧矢方向的像散像差在整個視 場範圍內的焦距變化量落在±10μm內，子午方向的像散像差落在±14μm內，至於畸變像差則維持在±0.3%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖42。本實施例之光學成像鏡頭1中，從第一透鏡物側面111至成像面170在光軸上之長度為6.960mm，故本實施例能在維持良好光學性能之條件下，縮短系統總長度以實現更加薄型化的產品設計。
參考圖10至圖13，圖10顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖11顯示依據本發明之第二實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為2，例如第三透鏡物側面為231，第三透鏡像側面為232，其它元件標號在此不再贅述。如圖10中所示，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200、一第一透鏡210、一第二透鏡220、一第三透鏡230及一第四透鏡240。
第二實施例之朝向物側A1的物側面211、231及朝向像側A2的像側面212、222之凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第二實施例的物側面221、241、像側面232、242的表面凹凸配置、各曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第一實施例不同。更詳細地來說，第二實施例的第三透鏡230具有負屈光率，第四透鏡240具有正屈光率，物側面221具有一位於圓周附近區域的凹面部2212，像側面232具有一位於光軸附近區域的凹面部2321，物側面241具有一位於光軸附近區域的凸面部2411，像側面242具有一位於光軸附近區域的凹面部2421。
在此為了更清楚顯示圖面，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，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第一實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭2的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖12。
圖13顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖11(a)的縱向球差中，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控制在±0.025mm以內。從圖11(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.03mm內。從圖11(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。圖11(d)顯示光學成像鏡頭2的畸變像差維持在±0.4%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖42。
第二實施例與第一實施例相比較，第二實施例較第一實施例易於製造，因此良率較高。
參考圖14至圖17，圖14顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖15顯示依據本發明之第三實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為3，例如第三透鏡物側面為331，第三透鏡像側面為332，其它元件標號在此不再贅述。如圖14中所示，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300、一第一透鏡310、一第二透鏡320、一第三透鏡330及一第四透鏡340。
第三實施例之朝向物側A1的物側面311、331、341及朝向像側A2的像側面312、322、332、342之凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第三實施例的物側面321的表面凹凸配置、各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第一實施例不同。更詳細地來說，第三實施例的物側面321具有一位於光軸附近區域的凸面部3211。
在此為了更清楚顯示圖面，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，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第一實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭3的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖16。
圖17顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖15(a)的縱向球差中，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控制在±0.008mm以內。從圖15(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±10μm內。從圖15(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±16μm內。圖15(d)顯示光學成像鏡頭3的畸變像差維持在±0.4%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖42。
第三實施例與第一實施例相比較，第三實施例較第一實施例的FNO大，且第一透鏡310之物側面311至成像面370在光軸上的長度較第一實施例短，可有效縮短光學鏡頭長度。
參考圖18至圖21，圖18顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖19顯示依據本發明之第四實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為4，例如第三透鏡物側面為431，第三透鏡像側面為432，其它元件標號在此不再贅述。如圖18中所示，本實施例之光學成像鏡頭4從物側A1至像側A2依序包括一光圈400、一第一透鏡410、一第二透鏡420、一第三透鏡430及一第四透鏡440。
第四實施例之朝向物側A1的物側面411、421、441及朝向像側A2的像側面412、432、442之凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第四實施例的像側面422、物側面431的表面凹凸配置、各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第一實施例不同。更詳細地來說，第四實施例的物側面421具有一位於圓周附近區域的凹面部4212，像側面422具有一位於光軸附近區域的凸面部4221及一位於圓周附近區域的凸面部4222，物側面431具有一位於光軸附近區域的凹面部4311。
在此為了更清楚顯示圖面，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，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第一實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭4的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖20。
圖21顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖19(a)的縱向球差中，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控制在±0.018mm以內。從圖19(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.05mm內。從圖19(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。圖19(d)顯示光學成像鏡頭4的畸變像差維持在±0.12%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖42。
第四實施例與第一實施例相比較，第四實施例較第一實施例的有效焦聚EFL短、FNO大、畸變像差小，具有較佳的成像品質。
參考圖22至圖25，圖22顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖23顯示依據本發明之第五實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為5，例如第三透鏡物側面為531，第三透鏡像側面為532，其它元件標號在此不再贅述。如圖22中所示，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500、一第一透鏡510、一第二透鏡520、一第三透鏡530及一第四透鏡540。
第五實施例之朝向物側A1的物側面511、521、541及朝向像側A2的像側面512、532、542之凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第五實施例的像側面522、物側面531的表面凹凸配置、各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第一實施例不同。更詳細地來說，第五實施例的物側面521具有一位於圓周附近區域的凹面部5212， 像側面522具有一位於光軸附近區域的凸面部5221及一位於圓周附近區域的凸面部5222，物側面531具有一位於光軸附近區域的凹面部5311。
在此為了更清楚顯示圖面，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，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第一實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭5的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖24。
圖25顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖23(a)的縱向球差中，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控制在±0.018mm以內。從圖23(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.05mm內。從圖23(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.05mm內。圖23(d)顯示光學成像鏡頭5的畸變像差維持在±0.3%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖42。
第五實施例與第一實施例相比較，第五實施例較第一實施例的FNO大，且易於製造因此良率較高。
參考圖26至圖29，圖26顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖27顯示依據本發明之第六實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改 為6，例如第三透鏡物側面為631，第三透鏡像側面為632，其它元件標號在此不再贅述。如圖26中所示，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600、一第一透鏡610、一第二透鏡620、一第三透鏡630及一第四透鏡640。
第六實施例之朝向物側A1的物側面611、641及朝向像側A2的像側面612、632、642之凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第六實施例的物側面621、631、像側面622的表面凹凸配置、各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第一實施例不同。更詳細地來說，第六實施例的物側面621具有一位於圓周附近區域的凹面部6212，像側面622具有一位於光軸附近區域的凸面部6221及一位於圓周附近區域的凸面部6222，物側面631具有一位於光軸附近區域的凹面部6311。
在此為了更清楚顯示圖面，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，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第一實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭6的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖28。
圖29顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖27(a)的縱向球差中，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控制在±0.018mm以內。從圖27(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。從圖27(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.02mm內。圖27(d)顯示光學成像鏡頭6的畸變像差維持在±0.12%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、 (T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖42。
第六實施例與第一實施例相比較，第六實施例較第一實施例的FNO大，畸變像差小，且易於製造因此良率較高。
參考圖30至圖33，圖30顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖31顯示依據本發明之第七實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為7，例如第三透鏡物側面為731，第三透鏡像側面為732，其它元件標號在此不再贅述。如圖30中所示，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700、一第一透鏡710、一第二透鏡720、一第三透鏡730及一第四透鏡740。
第七實施例之朝向物側A1的物側面711、721之凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第七實施例的物側面731、741、像側面712、722、732、742的表面凹凸配置、各曲率半徑、透鏡厚度、透鏡屈光率、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第一實施例不同。更詳細地來說，第七實施例的第四透鏡740具有正屈光率，像側面712具有一位於圓周附近區域的凹面部7122，像側面722具有一位於光軸附近區域的凸面部7221，物側面731具有一位於光軸附近區域的凹面部7311，像側面732具有一位於光軸附近區域的凹面部7321，物側面741具有一位於光軸附近區域的凸面部7411及一位於圓周附近區域的凸面部7412，像側面742具有一位於光軸附近區域的凹面部7421。
在此為了更清楚顯示圖面，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，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第一實施例不同之處，省略相同處的標號， 並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭7的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖32。
圖33顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖31(a)的縱向球差中，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控制在±0.035mm以內。從圖31(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.02mm內。從圖31(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。圖31(d)顯示光學成像鏡頭7的畸變像差維持在±0.35%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖42。
第七實施例與第一實施例相比較，第七實施例較第一實施例易於製造因此良率較高。
參考圖34至圖37，圖34顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖35顯示依據本發明之第八實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為8，例如第三透鏡物側面為831，第三透鏡像側面為832，其它元件標號在此不再贅述。如圖34中所示，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800、一第一透鏡810、一第二透鏡820、一第三透鏡830及一第四透鏡840。
第八實施例之朝向物側A1的物側面811、841及朝向像側A2的像側面812、832、842之凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第八實施例的物側面821、831、像側面822的表面凹凸配置、各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第一實施例不同。更詳細地來說，第八實施例的物側面821具有一位於圓周附近區域的凹面部8212，像側面822具有一位於光軸附近區域的凸面部8221及一位於圓周附近區域的凸面部8222，物側面831具有一位於光軸附近區域的凹面部8311。
在此為了更清楚顯示圖面，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，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第一實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭8的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖36。
圖37顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖35(a)的縱向球差中，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控制在±0.025mm以內。從圖35(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.045mm內。從圖35(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.02mm內。圖35(d)顯示光學成像鏡頭8的畸變像差維持在±0.1%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖42。
第八實施例與第一實施例相比較，第八實施例較第一實施例的FNO大，畸變像差小，且易於製造因此良率較高。
參考圖38至圖41，圖38顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖39顯示依據本發明之第九實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為9，例如第三透鏡物側面為931，第三透鏡像側面為932，其它元件標號在此不再贅述。如圖38中所示，本實施例之光學成像鏡頭9從物側A1至像側A2依序包括一第一透鏡910、一光圈900、一第二透鏡920、一第三透鏡930及一第四透鏡940。
第九實施例之朝向物側A1的物側面911、921、931及朝向像側A2的像側面912之凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第九實施例的光圈位置、物側面941、像側面922、932、941的表面凹凸配置、各曲率半徑、透鏡厚度、透鏡屈光率、光圈位置、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第一實施例不同。更詳細地來說，第九實施例的光圈900位於第一透鏡910與第二透鏡920之間，，第三透鏡930具有負屈光率，第四透鏡940具有正屈光率，像側面922具有一位於光軸附近區域的凸面部921，像側面932具有一位於光軸附近區域的凹面部9321及一位於圓周附近區域的凹面部9322，物側面941具有一位於光軸附近區域的凸面部9411及一位於圓周附近區域的凸面部9412，像側面942具有一位於光軸附近區域的凹面部9421。
在此為了更清楚顯示圖面，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，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第一實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭9的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖40。
圖41顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖39(a)的縱向球差中，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控制在±0.025mm以內。從圖39(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.035mm內。從圖39(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.048mm內。圖39(d)顯示光學成像鏡頭9的畸變像差維持在±0.16%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖42。
第九實施例與第一實施例相比較，第九實施例較第一實施例的FNO大，畸變像差小，且易於製造因此良率較高。
圖42統列出以上九個實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，可看出本發明之光學成像鏡頭確實可滿足前述關係式(1)~(22)。
在其他實施例中，第一實施例的第三透鏡130與第四透鏡140之間可加入一第五透鏡而形成五片式透鏡之光學成像鏡頭，以下將描述具有五片式透鏡之光學成像鏡頭之實施例。
參考圖43至圖46，其中圖43顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖，圖44顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。
如圖43所示，本實施例之光學成像鏡頭10從物側A1至像側A2依序包括一光圈(aperture stop)1000、一第一透鏡1010、一第二透鏡1020、一第三透鏡1030、第五透鏡1050及一第四透鏡1040。一濾光片1060、一影像感測器(圖未示)的一成像面1070皆設置於光學成像鏡頭10的像側A2。
光學成像鏡頭10之第一透鏡1010具有正屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面1011及一朝向像側A2的像側面1012。物側面1011包括一位於光軸附近區域的凸面部10111及一位於圓周附近區域的凸面部10112。像側面1012包括一位於光軸附近區域的凸面部10121及一位於圓周附近區域的凸面部10122。第一透鏡1010的物側面1011與像側面1012皆為非球面。
第二透鏡1020具有負屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面1021及一朝向像側A2的像側面1022。物側面1021包括一位於光軸附近區域的凹面部10211及一位於圓周附近區域的凹面部10212。像側面1022包括一位於光軸附近區域的凹面部10221及一位於圓周附近區域的凹面部10222。第二透鏡1020的物側面1021與像側面1022皆為非球面。
第三透鏡1030具有負屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面1031及一朝向像側A2的像側面1032。物側面1031包括一位於光軸附近區域的凹面部10311以及一位於圓周附近區域的凹面部10312。像側面1032包括一位於光軸附近區域的凸面部10321及一位於圓周附近區域的凹面部10322。第三透鏡1030的物側面1031與像側面1032皆為非球面。
第五透鏡1050具有正屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面1051及一朝向像側A2的像側面1052。物側面1051包括一位於光軸附近 區域的凹面部10511以及一位於圓周附近區域的凹面部10512。像側面1052包括一位於光軸附近區域的凸面部10521及一位於圓周附近區域的凸面部10522。第五透鏡1050的物側面1051與像側面1052皆為非球面。
第四透鏡1040具有負屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面1041及具有一朝向像側A2的像側面1042。物側面1041包括一位於光軸附近區域的凹面部10411以及一位於圓周附近區域的凹面部10412。像側面1042包括一位於光軸附近區域的凹面部10421及一位於圓周附近區域的凸面部10422。第四透鏡1040的物側面1041與像側面1042皆為非球面。
第十實施例與第一實施例共同的面形特徵在於：第一透鏡1010具有正屈光率，且物側面1011包括一位於光軸附近區域的凸面部10111及一位於圓周附近區域的凸面部10112。第二透鏡1020具有負屈光率。第三透鏡1030的物側面1031包括一位於圓周附近區域的凹面部10312。第四透鏡1040的像側面1042包括一位於圓周附近區域的凸面部10422。
在本實施例中，係設計各透鏡1010、1020、1030、1050、1040、濾光片1060、及影像感測器的成像面1070之間皆存在空氣間隙，如：第一透鏡1010與第二透鏡1020之間存在空氣間隙d1、第二透鏡1020與第三透鏡1030之間存在空氣間隙d2、第三透鏡1030與第五透鏡1050之間存在空氣間隙d3'、第五透鏡1050與第四透鏡1040之間存在空氣間隙d5、第四透鏡1040與濾光片1060之間存在空氣間隙d4、濾光片1060與影像感測器的成像面1070之間存在空氣間隙d6。然而在其他實施例中，亦可不具有前述其中任一空氣間隙，如：將兩相對透鏡的表面輪廓設計為彼此相應，而可彼此貼合，以消除其間之空氣間隙。由此可知，空氣間隙d1即為G12、空氣間隙d2即為G23、空氣間隙d3'即為G35、空氣間隙d5即為G54，空氣間隙d1、d2、d3'、d5的總和即為AAG。
關於本實施例之光學成像鏡頭10中的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考表20，圖45顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據。
第一透鏡1010的物側面1011及像側面1012、第二透鏡1020的物側面1021及像側面1022、第三透鏡1030的物側面1031及像側面1032、第五透鏡1050的物側面1051及像側面1052、第四透鏡1040的物側面1041及像側面1042，共十個非球面皆是依上述非球面曲線公式(1)定義。各個非球面之參數詳細數據請一併參考圖46，圖46顯示依據本發明之第十實施例光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
圖44(a)繪示本實施例的縱向球差的示意圖，橫軸為焦距，縱軸為視場。圖44(b)繪示本實施例的弧矢方向的像散像差的示意圖，圖44(c)繪示本實施例的子午方向的像散像差的示意圖，橫軸為焦距，縱軸為像高。圖44(d)繪示本實施例的畸變像差的示意圖，橫軸為百分比，縱軸為像高。三種代表波長(470nm,555nm,650nm)在不同高度的離軸光線皆集中於的成像點附近，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控制在±0.035mm，明顯改善不同波長的球差，弧矢方向的像散像差在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內，子午方向的像散像差落在±0.05mm內，至於畸變像差則維持在±0.8%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖75。本實施例之光學成像鏡頭10中，從第一透鏡物側面1011至成像面1070在光軸上之長度為7.952mm，故本實施例能在維持良好光學性能之條件下，縮短系統總長度以實現更加薄型化的產品設計。
參考圖47至圖50，圖47顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖，圖48顯示依據本發明之第十一實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例 中使用與第十實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為11，例如第三透鏡物側面為1131，第三透鏡像側面為1132，其它元件標號在此不再贅述。如圖47中所示，本實施例之光學成像鏡頭11從物側A1至像側A2依序包括一光圈1100、一第一透鏡1110、一第二透鏡1120、一第三透鏡1130、一第五透鏡1150及一第四透鏡1140。
第十一實施例之朝向物側A1的物側面1111、1121、1131、1151、1141及朝向像側A2的像側面1112、1122、1132、1152、1142之凹凸配置大致上與第十實施例類似，唯第十一實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第十實施例不同。
在此為了更清楚顯示圖面，表面凹凸配置的特徵僅標示與第十實施例不同之處，而省略相同之處的標號，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第十實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭11的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖49。
圖50顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖48(a)的縱向球差中，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控制在±0.045mm以內。從圖48(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。從圖48(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.06mm內。圖48(d)顯示光學成像鏡頭11的畸變像差維持在±0.6%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、 FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖75。
第十一實施例與第十實施例相比較，第十一實施例較第十實施例的HFOV與FNO大，畸變像差小，且易於製造因此良率較高。
參考圖51至圖54，圖51顯示依據本發明之第十二實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖，圖52顯示依據本發明之第十二實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第十實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為12，例如第三透鏡物側面為1231，第三透鏡像側面為1232，其它元件標號在此不再贅述。如圖51中所示，本實施例之光學成像鏡頭12從物側A1至像側A2依序包括一光圈1200、一第一透鏡1210、一第二透鏡1220、一第三透鏡1230、一第五透鏡1250及一第四透鏡1240。
第十二實施例之朝向物側A1的物側面1211、1231、1251、1241及朝向像側A2的像側面1222、1252之凹凸配置大致上與第十實施例類似，唯第十一實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第十實施例不同。更詳細地來說，像側面1212具有一位於圓周附近區域的凹面部12122，物側面1221具有一位於光軸附近區域的凸面部12211及一位於圓周附近區域的凸面部12212，像側面1232具有一位於圓周附近區域的凸面部12322，像側面1242具有一位於光軸附近區域的凸面部12421。
在此為了更清楚顯示圖面，表面凹凸配置的特徵僅標示與第十實施例不同之處，而省略相同之處的標號，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第十實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭12的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖53。
圖54顯示依據本發明之第十二實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖52(a)的縱向球差中，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控制在±0.016mm以內。從圖52(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.10mm內。從圖52(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.20mm內。圖52(d)顯示光學成像鏡頭12的畸變像差維持在±1.4%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖75。
第十二實施例與第十實施例相比較，第十二實施例較第十實施例的縱向球差小，且易於製造因此良率較高。
參考圖55至圖58，圖55顯示依據本發明之第十三實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖，圖56顯示依據本發明之第十三實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第十實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為13，例如第三透鏡物側面為1331，第三透鏡像側面為1332，其它元件標號在此不再贅述。如圖55中所示，本實施例之光學成像鏡頭13從物側A1至像側A2依序包括一光圈1300、一第一透鏡1310、一第二透鏡1320、一第三透鏡1330、一第五透鏡1350及一第四透鏡1340。
第十三實施例之朝向物側A1的物側面1311、1331、1351、1341及朝向像側A2的像側面1322、1352、1342之凹凸配置大致上與第十實施例類似，唯第十三實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後 焦距等相關光學參數與第十實施例不同。更詳細地來說，像側面1312具有一位於圓周附近區域的凹面部13122，物側面1321具有一位於圓周附近區域的凸面部13212，像側面1332具有一位於光軸附近區域的凹面部13321，。
在此為了更清楚顯示圖面，表面凹凸配置的特徵僅標示與第十實施例不同之處，而省略相同之處的標號，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第十實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭13的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖57。
圖58顯示依據本發明之第十三實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖56(a)的縱向球差中，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控制在±0.05mm以內。從圖56(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.02mm內。從圖56(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.08mm內。圖56(d)顯示光學成像鏡頭13的畸變像差維持在±2.0%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖75。
第十三實施例與第十實施例相比較，第十三實施例較第十實施例的弧矢方向的像散像差小，且易於製造因此良率較高。
參考圖59至圖62，圖59顯示依據本發明之第十四實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖，圖60顯示依據本發明之第十四實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例 中使用與第十實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為14，例如第三透鏡物側面為1431，第三透鏡像側面為1432，其它元件標號在此不再贅述。如圖59中所示，本實施例之光學成像鏡頭14從物側A1至像側A2依序包括一光圈1400、一第一透鏡1410、一第二透鏡1420、一第三透鏡1430、一第五透鏡1450及一第四透鏡1440。
第十四實施例之朝向物側A1的物側面1411、1431及朝向像側A2的像側面1412、1422、1432、1452、1442之凹凸配置大致上與第十實施例類似，唯第十四實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、透鏡屈光率、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第十實施例不同。更詳細地來說，第五透鏡1450具有負屈光率，物側面1421具有一位於圓周附近區域的凸面部14212，物側面1451具有一位於圓周附近區域的凸面部14512，物側面1441具有一位於光軸附近區域的凸面部14411。
在此為了更清楚顯示圖面，表面凹凸配置的特徵僅標示與第十實施例不同之處，而省略相同之處的標號，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第十實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭14的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖61。
圖62顯示依據本發明之第十四實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖60(a)的縱向球差中，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控制在±0.035mm以內。從圖60(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。從圖60(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.06mm內。圖60(d)顯示光學成像鏡頭14的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖75。
第十四實施例與第十實施例相比較，第十四實施例較第十實施例的HFOV大，且易於製造因此良率較高。
參考圖63至圖66，圖63顯示依據本發明之第十五實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖，圖64顯示依據本發明之第十五實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第十實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為15，例如第三透鏡物側面為1531，第三透鏡像側面為1532，其它元件標號在此不再贅述。如圖63中所示，本實施例之光學成像鏡頭15從物側A1至像側A2依序包括一光圈1500、一第一透鏡1510、一第二透鏡1520、一第三透鏡1530、一第五透鏡1550及一第四透鏡1540。
第十五實施例之朝向物側A1的物側面1511、1521、1331、1541及朝向像側A2的像側面1512、1522、1542之凹凸配置大致上與第十實施例類似，唯第十五實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第十實施例不同。更詳細地來說，像側面1532具有一位於光軸附近區域的凹面部15321，物側面1551具有一位於光軸附近區域的一凸面部15511及一位於圓周附近區域的凸面部15512，像側面1552具有一位於光軸附近區域的一凹面部15521及一位於圓周附近區域的一凹面部15522。
在此為了更清楚顯示圖面，表面凹凸配置的特徵僅標示與第十實施例不同之處，而省略相同之處的標號，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第十實施例不同之處，省略相同處的標號， 並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭15的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖65。
圖66顯示依據本發明之第十五實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖64(a)的縱向球差中，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控制在±0.025mm以內。從圖64(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.02mm內。從圖64(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.10mm內。圖64(d)顯示光學成像鏡頭15的畸變像差維持在±1.6%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖75。
第十五實施例與第十實施例相比較，第十五實施例較第十實施例的弧矢方向的像散像差小，縱向球差小，且易於製造因此良率較高。
參考圖67至圖70，圖67顯示依據本發明之第十六實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖，圖68顯示依據本發明之第十六實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第十實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為16，例如第三透鏡物側面為1631，第三透鏡像側面為1632，其它元件標號在此不再贅述。如圖67中所示，本實施例之光學成像鏡頭16從物側A1至像側A2依序包括一光圈1600、一第一透鏡1610、一第二透鏡1620、一第三透鏡1630、一第五透鏡1650及一第四透鏡1640。
第十六實施例之朝向物側A1的物側面1611、1621、1631、1641及朝向像側A2的像側面1612、1622、1632、1642之凹凸配置大致上與第十實施例類似，唯第十六實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、透鏡屈光率、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第十實施例不同。更詳細地來說，第五透鏡1650具有負屈光率，物側面1651具有一位於圓周附近區域的凸面部16512，像側面1652具有一位於光軸附近區域的一凹面部16521及一位於圓周附近區域的凹面部16522。
在此為了更清楚顯示圖面，表面凹凸配置的特徵僅標示與第十實施例不同之處，而省略相同之處的標號，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第十實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭16的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖69。
圖70顯示依據本發明之第十六實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖68(a)的縱向球差中，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控制在±0.035mm以內。從圖68(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.02mm內。從圖68(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.08mm內。圖68(d)顯示光學成像鏡頭16的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖75。
第十六實施例與第十實施例相比較，第十六實施例較第十實施例的弧矢方向的像散像差小，且易於製造因此良率較高。
參考圖71至圖74，圖71顯示依據本發明之第十七實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖，圖72顯示依據本發明之第十七實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。在本實施例中使用與第十實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為17，例如第三透鏡物側面為1731，第三透鏡像側面為1732，其它元件標號在此不再贅述。如圖71中所示，本實施例之光學成像鏡頭17從物側A1至像側A2依序包括一第一透鏡1710、一光圈1700、一第二透鏡1720、一第三透鏡1730、一第五透鏡1750及一第四透鏡1740。
第十七實施例之朝向物側A1的物側面1711、1721、1731、、1751、1741及朝向像側A2的像側面1712、1722、1752、1742之凹凸配置大致上與第十實施例類似，唯第十七實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、透鏡屈光率、光圈位置、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第十實施例不同。更詳細地來說，光圈1700位於第一透鏡1710與第二透鏡1720之間，第五透鏡1750具有負屈光率，像側面1732具有一位於光軸附近區域的一凹面部17321及一位於圓周附近區域的凸面部17322。
在此為了更清楚顯示圖面，表面凹凸配置的特徵僅標示與第十實施例不同之處，而省略相同之處的標號，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第十實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。關於本實施例之光學成像鏡頭17的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖73。
圖74顯示依據本發明之第十七實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
從圖72(a)的縱向球差中，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控制在±0.07mm以內。從圖72(b)的弧矢方 向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.2mm內。從圖72(c)的子午方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.3mm內。圖72(d)顯示光學成像鏡頭17的畸變像差維持在±3.0%的範圍內。
關於本實施例的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，請參考圖75。
第十七實施例與第十實施例相比較，第十七實施例較第十實施例的TTL小，FNO大，且易於製造因此良率較高。
圖75統列出以上八個實施例(第十實施例至第十七實施例)的ALT、Gaa、BFL、TTL、TL、EFL/TTL、TL/G23、ALT/T1、(T1+G12+T2+G23)/T3、FNO/(G12+G23)、ALT/T4、(T1+G12+T2)/G23、EFL/(T2+T3)、(G12+G23)/(T1+T2)、EFL/FNO、EFL/T2、FNO/T4、(G12+G23)/T1、EFL/(T1+T2)、(T1+T2+T3)/T4、TTL/T2、G23/T2、FNO/T1、ALT/(G12+G23)、EFL/G23、(T2+T3)/T1、TTL之值，可看出本發明之光學成像鏡頭確實可滿足前述關係式(1)~(22)。
本發明各實施例的縱向球差、像散像差、畸變皆符合使用規範。另外，紅、綠、藍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，紅、綠、藍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。綜上所述，本發明藉由所述透鏡的設計與相互搭配，而能產生優異的成像品質。
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。
1‧‧‧光學成像鏡頭
100‧‧‧光圈
110‧‧‧第一透鏡
120‧‧‧第二透鏡
130‧‧‧第三透鏡
140‧‧‧第四透鏡
160‧‧‧濾光片
170‧‧‧成像面
111-141‧‧‧物側面
112-142‧‧‧像側面
1111-1411、1121-1421‧‧‧位於光軸附近區域的凸面部或凹面部
1112-1412、1122-1422‧‧‧位於圓周附近區域的凸面部或凹面部
d1、d2、d3、d4、d6‧‧‧空氣間隙
A1‧‧‧物側
A2‧‧‧像側

Claims (20)

  1. 一種光學成像鏡頭，從物側至像側沿一光軸依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡及一第四透鏡，每一透鏡皆具有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，其中：該第一透鏡具有一正屈光率，該第一透鏡的該物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部以及一位於圓周附近區域的凸面部；該第二透鏡具有一負屈光率；該第三透鏡的該物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部；及該第四透鏡的該像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部；其中，該光學成像鏡頭只具備上述四片具有屈光率的透鏡，並滿足下列關係式：EFL/TTL≧1.0；TL/G23≦4.5；ALT/T1≦2.8；及(T1+G12+T2+G23)/T3≧4.5；其中EFL代表該光學成像鏡頭的一有效焦距，TTL代表該第一透鏡之該物側面至該成像面在光軸上的長度，TL代表該第一透鏡之該物側面至該第四透鏡之該像側面在光軸上的長度，G23代表該第二透鏡之該像側面至該第三透鏡之該物側面在光軸上的距離，ALT代表該光學成像鏡頭的所有透鏡在光軸上厚度的總合，T1代表該第一透鏡在光軸上的厚度，G12代表該第一透鏡之該像側面至該第二透鏡之該物側面在光軸上的距離，T2代表該第二透鏡在光軸上的厚度，T3代表該第三透鏡在光軸上的厚度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足FNO/(G12+G23)≦1.8，FNO代表該光學成像鏡頭的光圈值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足7.5≦ALT/T4，T4代表該第四透鏡在光軸上的厚度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足(T1+G12+T2)/G23≦1.3。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足6.5≦EFL/(T2+T3)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足0.9≦(G12+G23)/(T1+T2)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足2.5≦EFL/FNO，FNO代表該光學成像鏡頭的光圈值。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足11.5≦EFL/T2。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足2.5≦FNO/T4，FNO代表該光學成像鏡頭的光圈值，T4代表該第四透鏡在光軸上的厚度。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足0.8≦(G12+G23)/T1。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足4.5≦EFL/(T1+T2)。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足1.5≦(T1+T2+T3)/T4，T4代表該第四透鏡在光軸上的厚度。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足16.5≦TTL/T2。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足3.1≦G23/T2。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足FNO/T1≦2.7，FNO代表該光學成像鏡頭的光圈值。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足0.8≦ALT/(G12+G23)。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足2.6≦EFL/G23。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足(T2+T3)/T1≦1.2。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足TTL≦8.0mm。
  20. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，還包括一光圈，該光圈位於該第一透鏡之該物側或位於該第一透鏡與該第二透鏡之間。
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