TWI692655B

TWI692655B - 光學成像鏡頭

Info

Publication number: TWI692655B
Application number: TW107116544A
Authority: TW
Inventors: 張嘉元; 蔡粉沙; 朱清智
Original assignee: 玉晶光電股份有限公司
Priority date: 2018-04-28
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2020-05-01
Also published as: US10712538B2; TW201907195A; CN108627953B; US20190331884A1; CN108627953A

Abstract

一種光學成像鏡頭，包含有第一透鏡至第六透鏡共六片透鏡。其中第一透鏡具有負屈光率，第三透鏡具有負屈光率，第六透鏡的像側面的光軸區域為凹面。此光學成像鏡頭只有上述第一透鏡至第六透鏡共六片透鏡具有屈光率。另外此光學成像鏡頭滿足以下條件：(G23+T3+G34+T4+G45)/G12≦2.600，以及υ3+υ4+υ5+υ6≦150.000。

Description

光學成像鏡頭

本發明大致上關於一種光學成像鏡頭。具體而言，本發明特別是指一種主要用於拍攝影像及錄影之光學成像鏡頭，並可以應用於可攜式電子產品中，例如：行動電話、相機、平板電腦、或是個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)等之中。

可攜式電子產品的規格日新月異，其關鍵零組件-光學成像鏡頭也更加多樣化發展，不僅追求輕薄以及有良好的成像品質，更追求更大視場角與更小焦距，而有利於搭配不同焦距之鏡頭。現有大角度之光學成像鏡頭不僅較長且較厚重，其畸變等成像品質也較差無法滿足市場需求。

光學成像鏡頭的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片組。光學成像鏡頭的設計過程牽涉到材料特性，還必須考量到製作、組裝良率等生產面的實際問題。

於是，本發明提出一種能縮減光學鏡頭之系統長度、縮減光學鏡頭之整體重量、確保成像品質、具備良好光學性能、更大視場角、更小焦距以及技術上可行的六片式光學成像鏡頭。本發明六片式光學成像鏡頭從物側至像側，在光軸上依序安排有第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡，都分別具有朝向物側且使成像光線通過的物側面，以及朝向像側且使成像光線通過的像側面。

為了便於清楚本發明及圖式所表示的參數，在本說明書及圖式定義：T1為第一透鏡在光軸上的厚度；T2為第二透鏡在光軸上的厚度；T3為第三透鏡在光軸上的厚度；T4為第四透鏡在光軸上的厚度；T5為第五透鏡在光軸上的厚度；T6為第六透鏡在光軸上的厚度。ALT為第一透鏡到第六透鏡在光軸上六個透鏡厚度總和。G12為第一透鏡與第二透鏡在光軸上的空氣間隙；G23為第二透鏡與第三透鏡在光軸上的空氣間隙；G34為第三透鏡與第四透鏡在光軸上的空氣間隙；G45為第四透鏡與第五透鏡在光軸上的空氣間隙；G56為第五透鏡與第六透鏡在光軸上的空氣間隙。AAG為第一透鏡到第六透鏡在光軸上的五個空氣間隙總和。另外，TTL為第一透鏡的物側面至成像面在光軸上的距離，即為光學成像鏡頭的系統長度，EFL為光學成像鏡頭的有效焦距，TL為第一透鏡的物側面至第六透鏡的像側面在光軸上的距離。BFL為第六透鏡的像側面到成像面在光軸上的距離。υ3為第三透鏡的阿貝係數；υ4為第四透鏡的阿貝係數；υ5為第五透鏡的阿貝係數；υ6為第六透鏡的阿貝係數。

在本發明的一實施例提出一種光學成像鏡頭，第一透鏡具有負屈光率，第三透鏡具有負屈光率，第六透鏡的像側面的光軸區域為凹面。其中，本發明光學成像鏡頭只有上述第一透鏡至第六透鏡共六片透鏡具有屈光率，且光學成像鏡頭滿足以下條件：(G23+T3+G34+T4+G45)/G12≦2.600，以及υ3+υ4+υ5+υ6≦150.000。

在一實施例提出一種光學成像鏡頭，第一透鏡具有負屈光率，第三透鏡具有負屈光率，第五透鏡具有正屈光率，第六透鏡的像側面的光軸區域為凹面。其中，本發明光學成像鏡頭只有上述第一透鏡至第六透鏡共六片透鏡具有屈光率，且光學成像鏡頭滿足以下條件：(G23+T3+G34+T4+G45)/G12≦2.600，以及υ3+υ4≦60.000。

在本發明光學成像鏡頭中，實施例還可選擇性地滿足以下條件：1.TTL/(T5+T6)≦5.000；2.TL/EFL≦2.700；3.AAG/(T1+G45)≦3.100；4.TTL/(T3+T5)≦4.800；5.(G12+T2+T3)/T5≦2.700；6.(G23+T3+G34+T4)/T1≦2.700；7.(T2+T3+T4+G23)/T1≦4.200；8.(T3+T4+G45+G56+T6)/T5≦1.500；9.(G23+T4+G45+G56)/T1≦1.800；10.ALT/T5≦3.500；11.TL/BFL≦4.400；12.(AAG+BFL)/(T1+T5)≦2.200；13.ALT/(G34+T5)≦3.100；14.(G12+T2+T4)/T5≦2.500；15.(G23+T3+G34+T4)/T6≦2.400；16.(T2+T3+T4+G56)/T6≦3.400； 17.(T3+T4+G45+G56)/T1≦2.200；以及18.第六透鏡的像側面具有一轉換點。

1:光學成像鏡頭

4:光軸

10:第一透鏡

20:第二透鏡

30:第三透鏡

40:第四透鏡

50:第五透鏡

60:第六透鏡

11、21、31、41、51、61:物側面

12、22、32、42、52、62:像側面

13、16、23、26、33、33’、36、36’、43、43’、46、46’、53、53’、56、63、66:光軸區域

14、14’、17、24、27、34、37、37’、44、47、47’、54、54’、57、64、67:圓周區域

80:光圈

90:濾光片

91:成像面

100:透鏡

110:物側面

120:像側面

130:組裝部

200:透鏡

211:平行光線

212:平行光線

300:透鏡

320:像側面

400:透鏡

410:物側面

500:透鏡

510:物側面

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:光軸區域

Z2:圓周區域

Z3:中繼區域

M:相交點

R:相交點

T1~T6:各透鏡在光軸上的厚度

圖1至圖5繪示本發明光學成像鏡頭判斷曲率形狀方法之示意圖。

圖6繪示本發明光學成像鏡頭的第一實施例之示意圖。

圖7A繪示第一實施例在成像面上的縱向球差。

圖7B繪示第一實施例在弧矢方向的場曲像差。

圖7C繪示第一實施例在子午方向的場曲像差。

圖7D繪示第一實施例的畸變像差。

圖8繪示本發明光學成像鏡頭的第二實施例之示意圖。

圖9A繪示第二實施例在成像面上的縱向球差。

圖9B繪示第二實施例在弧矢方向的場曲像差。

圖9C繪示第二實施例在子午方向的場曲像差。

圖9D繪示第二實施例的畸變像差。

圖10繪示本發明光學成像鏡頭的第三實施例之示意圖。

圖11A繪示第三實施例在成像面上的縱向球差。

圖11B繪示第三實施例在弧矢方向的場曲像差。

圖11C繪示第三實施例在子午方向的場曲像差。

圖11D繪示第三實施例的畸變像差。

圖12繪示本發明光學成像鏡頭的第四實施例之示意圖。

圖13A繪示第四實施例在成像面上的縱向球差。

圖13B繪示第四實施例在弧矢方向的場曲像差。

圖13C繪示第四實施例在子午方向的場曲像差。

圖13D繪示第四實施例的畸變像差。

圖14繪示本發明光學成像鏡頭的第五實施例之示意圖。

圖15A繪示第五實施例在成像面上的縱向球差。

圖15B繪示第五實施例在弧矢方向的場曲像差。

圖15C繪示第五實施例在子午方向的場曲像差。

圖15D繪示第五實施例的畸變像差。

圖16繪示本發明光學成像鏡頭的第六實施例之示意圖。

圖17A繪示第六實施例在成像面上的縱向球差。

圖17B繪示第六實施例在弧矢方向的場曲像差。

圖17C繪示第六實施例在子午方向的場曲像差。

圖17D繪示第六實施例的畸變像差。

圖18繪示本發明光學成像鏡頭的第七實施例之示意圖。

圖19A繪示第七實施例在成像面上的縱向球差。

圖19B繪示第七實施例在弧矢方向的場曲像差。

圖19C繪示第七實施例在子午方向的場曲像差。

圖19D繪示第七實施例的畸變像差。

圖20繪示本發明光學成像鏡頭的第八實施例之示意圖。

圖21A繪示第八實施例在成像面上的縱向球差。

圖21B繪示第八實施例在弧矢方向的場曲像差。

圖21C繪示第八實施例在子午方向的場曲像差。

圖21D繪示第八實施例的畸變像差。

圖22繪示本發明光學成像鏡頭的第九實施例之示意圖。

圖23A繪示第九實施例在成像面上的縱向球差。

圖23B繪示第九實施例在弧矢方向的場曲像差。

圖23C繪示第九實施例在子午方向的場曲像差。

圖23D繪示第九實施例的畸變像差。

圖24繪示本發明光學成像鏡頭的第十實施例之示意圖。

圖25A繪示第十實施例在成像面上的縱向球差。

圖25B繪示第十實施例在弧矢方向的場曲像差。

圖25C繪示第十實施例在子午方向的場曲像差。

圖25D繪示第十實施例的畸變像差。

圖26表示第一實施例詳細的光學數據。

圖27表示第一實施例詳細的非球面數據。

圖28表示第二實施例詳細的光學數據。

圖29表示第二實施例詳細的非球面數據。

圖30表示第三實施例詳細的光學數據。

圖31表示第三實施例詳細的非球面數據。

圖32表示第四實施例詳細的光學數據。

圖33表示第四實施例詳細的非球面數據。

圖34表示第五實施例詳細的光學數據。

圖35表示第五實施例詳細的非球面數據。

圖36表示第六實施例詳細的光學數據。

圖37表示第六實施例詳細的非球面數據。

圖38表示第七實施例詳細的光學數據。

圖39表示第七實施例詳細的非球面數據。

圖40表示第八實施例詳細的光學數據。

圖41表示第八實施例詳細的非球面數據。

圖42表示第九實施例詳細的光學數據。

圖43表示第九實施例詳細的非球面數據。

圖44表示第十實施例詳細的光學數據。

圖45表示第十實施例詳細的非球面數據。

圖46表示各實施例之重要參數。

圖47表示各實施例之重要參數。

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，該點的切線與光軸I垂直，因此轉換點可用來界定面形的轉變，即轉換點為凸面轉凹面或凹面轉凸面的分界點。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。

如圖6所示，本發明光學成像鏡頭1，從放置物體(圖未示)的物側A1至成像的像側A2，沿著光軸(optical axis)4，依序包含有第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50、第六透鏡60、濾光片90及成像面(image plane)91。一般說來，第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50、第六透鏡60都可以是由透明的塑膠材質所製成，但本發明不以此為限。各鏡片都有適當的屈光率。在本發明光學成像鏡頭1中，具有屈光率的鏡片總共只有第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50、第六透鏡60等這六片透鏡而已。光軸4為整個光學成像鏡頭1的光軸，所以每個透鏡的光軸和光學成像鏡頭1的光軸都是相同的。

此外，本光學成像鏡頭1還包含光圈(aperture stop)80，而設置於適當之位置。在圖6中，光圈80是設置在第一透鏡10與第二透鏡20之間。當由位於物側A1之待拍攝物(圖未示)所發出的光線(圖未示)進入本發明光學成像鏡頭1時，即會依序經由第一透鏡10、光圈80、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50、第六透鏡60與濾光片90之後，會在像側A2的成像面91上聚焦而形成清晰的影像。在本發明各實施例中，濾光片90是設於第六透鏡60朝向像側的一面62與成像面91之間。濾光片90可以是具有各種合適功能之濾鏡，而可以用來濾除特定波長的光線(例如紅外線)。

本發明光學成像鏡頭1中的第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50、第六透鏡60，都分別具有朝向物側A1且使成像光線通過之物側面11、21、31、41、51、61，與朝向像側A2且使成像光線通過之像側面12、22、32、42、52、62。

本發明光學成像鏡頭1中之各個透鏡，還都分別具有位在光軸4上的厚度T。例如，第一透鏡10具有第一透鏡在光軸上的厚度T1、第二透鏡20具有第二透鏡在光軸上的厚度T2、第三透鏡30具有第三透鏡在光軸上的厚度T3、第四透鏡40具有第四透鏡在光軸上的厚度T4、第五透鏡50具有第五透鏡在光軸上的厚度T5、第六透鏡60具有第六透鏡在光軸上的厚度T6。所以，在光軸4上光學成像鏡頭1中透鏡的厚度總和稱為ALT。也就是，ALT=T1+T2+T3+T4+T5+T6。

另外，本發明光學成像鏡頭1中，在各個透鏡之間又具有位在光軸4上的空氣間隙(air gap)。例如，第一透鏡10與第二透鏡20在光軸上的空氣間隙稱為G12、第二透鏡20與第三透鏡30在光軸上的空氣間隙稱為G23、第三透鏡30與第四透鏡40在光軸上的空氣間隙稱為G34、第四透鏡40與第五透鏡50在光軸上的空氣間隙稱為G45、而且第五透鏡50與第六透鏡60在光軸上的空氣間隙稱為G56。所以，在第一透鏡10到第六透鏡60位在光軸4上的五個空氣間隙之總和，即稱為AAG。亦即，AAG=G12+G23+G34+G45+G56。

另外，第一透鏡10的物側面11至成像面91在光軸上的距離為TTL，即為光學成像鏡頭1的系統長度，光學成像鏡頭1的有效焦距為EFL，TL為第一透鏡10的物側面11至第六透鏡60的像側面62在光軸4上的距離。G6F代表第六透鏡70到濾光片90之間在光軸4上的間隙寬度、TF代表濾光片90在光軸4上的厚度、GFP代表濾光片90到成像面91之間在光軸4上的間隙寬度、BFL為第六透鏡60的像側面62到成像面91在光軸4上的距離，即BFL=G6F+TF+GFP。ImgH為光學成像鏡頭1的像高。

另外，再定義：f1為第一透鏡10的焦距；f2為第二透鏡20的焦距；f3為第三透鏡30的焦距；f4為第四透鏡40的焦距；f5為第五透鏡50的焦距；f6為第六透鏡60的焦距；n1為第一透鏡10的折射率；n2為第二透鏡20的折射率；n3為第三透鏡30的折射率；n4為第四透鏡40的折射率；n5為第五透鏡50的折射率；n6為第六透鏡60的折射率；υ1為第一透鏡10的阿貝係數(Abbe number)；υ2為第二透鏡20的阿貝係數；υ3為第三透鏡30的阿貝係數；υ4為第四透鏡40的阿貝係數；υ5為第五透鏡50的阿貝係數；υ6為第六透鏡60的阿貝係數。

第一實施例

請參閱圖6，例示本發明光學成像鏡頭1的第一實施例。第一實施例在成像面91上的縱向球差(longitudinal spherical aberration)請參考圖7A、弧矢(sagittal)方向的場曲像差(astigmatic field aberration)請參考圖7B、子午(tangential)方向的場曲像差請參考圖7C、以及畸變像差(distortion aberration)請參考圖7D。所有實施例中各球差圖之Y軸代表視場，其最高點均為1.0，實施例中各場曲圖及畸變圖之Y軸代表像高，第一實施例的系統像高為2.507公厘。

第一實施例之光學成像鏡頭系統1主要由六枚具有屈光率之透鏡、光圈80、濾光片90、與成像面91所構成。光圈80是設置在第一透鏡10與第二透鏡20之間。濾光片90可以防止特定波長的光線(例如紅外線)投射至成像面91而影響成像品質。

第一透鏡10具有負屈光率。物側A1第一透鏡10之物側面11的光軸區域13為凸面且其圓周區域14為凸面。像側A2第一透鏡10之像側面12的光軸區域16為凹面且其圓周區域17為凹面。第一透鏡10之物側面11及像側面12均為非球面。

第二透鏡20具有正屈光率。物側A1第二透鏡20之物側面21的光軸區域23為凸面且其圓周區域24為凸面。第二透鏡20之像側A2像側面22的光軸區域26為凸面且其圓周區域27為凸面。第二透鏡20之物側面21及像側面22均為非球面。

第三透鏡30具有負屈光率。物側A1第三透鏡30之物側面31的光軸區域33為凹面且其圓周區域34為凹面。第三透鏡30之像側A2像側面32的光軸區域36為凹面且其圓周區域37為凸面。第三透鏡30之物側面31及像側面32均為非球面。

第四透鏡40具有正屈光率。第四透鏡40之物側A1物側面41的光軸區域43為凸面且其圓周區域44為凹面。第四透鏡40之像側A2像側面42的光軸區域46為凹面且其圓周區域47為凹面。第四透鏡40之物側面41及像側面42均為非球面。

第五透鏡50具有正屈光率。第五透鏡50之物側A1物側面51的光軸區域53為凹面且其圓周區域54為凸面。第五透鏡50之像側A2像側面52的光軸區域56為凸面且其圓周區域57為凸面。另外，第五透鏡50之物側面51與第五像側面52均為非球面。

第六透鏡60具有負屈光率。第六透鏡60之物側A1物側面61的光軸區域63為凸面且其圓周區域64為凹面。第六透鏡60之像側A2像側面62的光軸區域66為凹面且其圓周區域67為凸面。另外，第六透鏡60之物側面61與像側面62均為非球面。濾光片90位於第六透鏡60的像側面62以及成像面91之間。

在本發明光學成像鏡頭1中，從第一透鏡10到第六透鏡60中，所有的物側面11/21/31/41/51/61與像側面12/22/32/42/52/62共計十二個曲面。若為非球面，則此等非球面係經由下列公式所定義：

其中：R表示透鏡表面之曲率半徑；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)；Y表示非球面曲面上的點與光軸的垂直距離；K為圓錐係數(conic constant)；a_i為第i階非球面係數。

第一實施例光學透鏡系統的光學數據如圖26所示，非球面數據如圖27所示。在以下實施例之光學透鏡系統中，整體光學透鏡系統的光圈值(f-number)為Fno、有效焦距為(EFL)、半視角(Half Field of View，簡稱HFOV)為整體光學透鏡系統中最大視角(Field of View)的一半，又曲率半徑、厚度及焦距的單位均為公厘(mm)。本實施例中，EFL=1.874公厘；HFOV=60.060度；TTL=4.360公厘；Fno=2.200；ImgH=2.507公厘。

第二實施例

請參閱圖8，例示本發明光學成像鏡頭1的第二實施例。請注意，從第二實施例開始，為簡化並清楚表達圖式，僅在圖上特別標示各透鏡與第一實施例不同之面型，而其餘與第一實施例的透鏡相同的面型，例如凹面或是凸面則不另外標示。第二實施例在成像面91上的縱向球差請參考圖9A、弧矢方向的場曲像差請參考圖9B、子午方向的場曲像差請參考圖9C、畸變像差請參考圖9D。第二實施例之設計與第一實施例類似，僅透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別。此外本實施例中，第四透鏡40具有負屈光率，第四透鏡40的像側面42的圓周區域47’為凸面。

第二實施例詳細的光學數據如圖28所示，非球面數據如圖29所示。本實施例中，EFL=1.782公厘；HFOV=60.058度；TTL=5.234公厘；Fno=2.200；ImgH=2.389公厘。特別是：1.第二實施例的場曲像差優於第一實施例，2.第二實施例鏡片光軸與圓周區域厚薄差異比第一實施例小，易於製造因此良率較高。

第三實施例

請參閱圖10，例示本發明光學成像鏡頭1的第三實施例。第三實施例在成像面91上的縱向球差請參考圖11A、弧矢方向的場曲像差請參考圖11B、子午方向的場曲像差請參考圖11C、畸變像差請參考圖11D。第三實施例之設計與第一實施例類似，僅透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別。此外本實施例中，第四透鏡40具有負屈光率，第四透鏡40的物側面41的光軸區域43’為凹面。

第三實施例詳細的光學數據如圖30所示，非球面數據如圖31所示，本實施例中，EFL=1.836公厘；HFOV=56.219度；TTL=5.911公厘；Fno=2.200；ImgH=2.520公厘。特別是：第三實施例的畸變像差優於第一實施例。

第四實施例

請參閱圖12，例示本發明光學成像鏡頭1的第四實施例。第四實施例在成像面91上的縱向球差請參考圖13A、弧矢方向的場曲像差請參考圖13B、子午方向的場曲像差請參考圖13C、畸變像差請參考圖13D。第四實施例之設計與第一實施例類似，僅透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別。此外本實施例中，第四透鏡40具有負屈光率，第四透鏡40的物側面41的光軸區域43’為凹面，第四透鏡40的像側面42的圓周區域47’為凸面，第五透鏡50之物側面51的光軸區域53’為凸面。

第四實施例詳細的光學數據如圖32所示，非球面數據如圖33所示，本實施例中，EFL=1.722公厘；HFOV=56.859度；TTL=5.729公厘；Fno=2.200；ImgH=2.520公厘。特別是：1.第四實施例的畸變像差優於第一實施例、2.第四實施例鏡片光軸與圓周區域厚薄差異比第一實施例小，易於製造因此良率較高。

第五實施例

請參閱圖14，例示本發明光學成像鏡頭1的第五實施例。第五實施例在成像面91上的縱向球差請參考圖15A、弧矢方向的場曲像差請參考圖15B、子午方向的場曲像差請參考圖15C、畸變像差請參考圖15D。第五實施例之設計與第一實施例類似，僅透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別。此外本實施例中，第四透鏡40具有負屈光率，第四透鏡40的物側面41的光軸區域43’為凹面，第四透鏡40的像側面42的圓周區域47’為凸面，第五透鏡50之物側面51的光軸區域53’為凸面。

第五實施例詳細的光學數據如圖34所示，非球面數據如圖35所示，本實施例中，EFL=1.725公厘；HFOV=56.884度；TTL=5.715公厘；Fno=2.200；ImgH=2.520公厘。特別是：1.第五實施例的畸變像差優於第一實施例、2.第五實施例鏡片光軸與圓周區域厚薄差異比第一實施例小，易於製造因此良率較高。

第六實施例

請參閱圖16，例示本發明光學成像鏡頭1的第六實施例。第六實施例在成像面91上的縱向球差請參考圖17A、弧矢方向的場曲像差請參考圖17B、子午方向的場曲像差請參考圖17C、畸變像差請參考圖17D。第六實施例之設計與第一實施例類似，不同之處在於，僅透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別。此外本實施例中，第三透鏡30之物側面31的光軸區域33’為凸面，第三透鏡30的像側面32的圓周區域37’為凹面，第四透鏡40具有負屈光率，第四透鏡40的像側面42的圓周區域47’為凸面，第五透鏡50之物側面51的光軸區域53’為凸面。

第六實施例詳細的光學數據如圖36所示，非球面數據如圖37所示，本實施例中，EFL=1.696公厘；HFOV=60.060度；TTL=5.140公厘；Fno=2.200；ImgH=2.254公厘。特別是：1.第六實施例的縱向球差、弧矢方向的場曲像差與畸變像差優於第一實施例、2.第六實施例鏡片光軸與圓周區域厚薄差異比第一實施例小，易於製造因此良率較高。

第七實施例

請參閱圖18，例示本發明光學成像鏡頭1的第七實施例。第七實施例在成像面91上的縱向球差請參考圖19A、弧矢方向的場曲像差請參考圖19B、子午方向的場曲像差請參考圖19C、畸變像差請參考圖19D。第七實施例之設計與第一實施例類似，不同之處在於，僅透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別。此外本實施例中，第三透鏡30之物側面31的光軸區域33’為凸面，第四透鏡40的像側面42的圓周區域47’為凸面，第五透鏡50之物側面51的圓周區域54’為凹面。

第七實施例詳細的光學數據如圖38所示，非球面數據如圖39所示，本實施例中，EFL=1.850公厘；HFOV=60.015度；TTL=5.430公厘；Fno=2.200；ImgH=2.520公厘。特別是：1.第七實施例的縱向球差、弧矢方向的場曲像差與畸變像差優於第一實施例、2.第七實施例鏡片光軸與圓周區域厚薄差異比第一實施例小，易於製造因此良率較高。

第八實施例

請參閱圖20，例示本發明光學成像鏡頭1的第八實施例。第八實施例在成像面91上的縱向球差請參考圖21A、弧矢方向的場曲像差請參考圖21B、子午方向的場曲像差請參考圖21C、畸變像差請參考圖21D。第八實施例之設計與第一實施例類似，不同之處在於，僅透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別。此外，本實施例中，第三透鏡30之像側面32的光軸區域36’為凸面，第四透鏡40之物側面41的光軸區域43’為凹面，第四透鏡40的像側面42的光軸區域46’為凸面，第四透鏡40的像側面42的圓周區域47’為凸面，第五透鏡50之物側面51的圓周區域54’為凹面。

第八實施例詳細的光學數據如圖40所示，非球面數據如圖41所示，本實施例中，EFL=2.167公厘；HFOV=60.365度；TTL=4.968公厘；Fno=2.200；ImgH=2.520公厘。特別是：1.第八實施例的半視場角大於第一實施例、2.第八實施例鏡片光軸與圓周區域厚薄差異比第一實施例小，易於製造因此良率較高。

第九實施例

請參閱圖22，例示本發明光學成像鏡頭1的第九實施例。第九實施例在成像面91上的縱向球差請參考圖23A、弧矢方向的場曲像差請參考圖23B、子午方向的場曲像差請參考圖23C、畸變像差請參考圖23D。第九實施例之設計與第一實施例類似，不同之處在於，僅透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別。此外，本實施例中，第一透鏡10之物側面11的圓周區域14’為凹面，第四透鏡40具有負屈光率，第四透鏡40的像側面42的圓周區域47’為凸面，第五透鏡50之物側面51的圓周區域54’為凹面。

第九實施例詳細的光學數據如圖42所示，非球面數據如圖43所示，本實施例中，EFL=2.036公厘；HFOV=60.010度；TTL=4.173公厘；Fno=2.200；ImgH=2.540公厘。特別是：1.第九實施例的鏡頭長度TTL比第一實施例短、2.、第九實施例鏡片光軸與圓周區域厚薄差異比第一實施例小，易於製造因此良率較高。

第十實施例

請參閱圖24，例示本發明光學成像鏡頭1的第十實施例。第十實施例在成像面91上的縱向球差請參考圖25A、弧矢方向的場曲像差請參考圖25B、子午方向的場曲像差請參考圖25C、畸變像差請參考圖25D。第十實施例之設計與第一實施例類似，不同之處在於，僅透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別。此外，本實施例中，第四透鏡40具有負屈光率，第四透鏡40的像側面42的圓周區域47’為凸面。

第十實施例詳細的光學數據如圖44所示，非球面數據如圖45所示，本實施例中，EFL=1.850公厘；HFOV=60.015度；TTL=5.298公厘；Fno=2.200；ImgH=2.520公厘。特別是：1.第十實施例的弧矢方向的場曲像差與畸變像差優於第一實施例、2.第十實施例鏡片光軸與圓周區域厚薄差異比第一實施例小，易於製造因此良率較高。

另外，各實施例之重要參數則分別整理於圖46與圖47中。

申請人發現，透過以下設計之相互搭配可有效縮減光學鏡頭之整體長度同時擴大視場角，且縮短鏡頭長度並加強物體清晰度以及達到良好的成像品質：

1.第一透鏡具有負屈光率有利於增加半視角。第三透鏡具有負屈光率有利於修正第一透鏡與第二透鏡產生之像差。第五透鏡具有正屈光率有利於修正前四透鏡產生之像差。第六透鏡的像側面的光軸區域為凹面，有利於修正像差的同時減少鏡頭長度。

2.當滿足(G23+T3+G34+T4+G45)/G12≦2.600條件式時，將有利於增加半視角的同時維持成像品質與鏡頭長度，較佳的限制為0.600≦(G23+T3+G34+T4+G45)/G12≦2.600。

3.當滿足υ3+υ4+υ5+υ6≦150.000或υ3+υ4≦60.000條件式時，配合面形限制有利於修正光學成像鏡頭的色像差，較佳地限制為80.000≦υ3+υ4+υ5+υ6 ≦150.000或40.000≦υ3+υ4≦60.000。

4.鏡片的物側面或像側面具有一個轉換點，代表該物側面或該像側面包含兩個以上區域的凹凸面形不同。因此第六透鏡的像側面具有一個轉換點，有利於藉著兩個以上區域的不同凹凸的面形配置，在修正像差的前提下減少鏡頭長度。

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：

(a)對於符合TL/EFL≦2.700條件式，較佳地限制為1.500≦TL/EFL≦2.700。至少其中之一的目的為使系統焦距EFL與光學參數TL維持一適當值，避免任一參數過大而不利於光學成像系統整體之像差的修正，或是避免任一參數過小而影響組裝或是提高製造上之困難度。

(b)對於以下條件式，至少其中之一的目的為使各透鏡的厚度與間隔維持一適當值，避免任一參數過大而不利於光學成像鏡頭整體之薄型化，或是避免任一參數過小而影響組裝或是提高製造上之困難度：TTL/(T5+T6)≦5.000，較佳的範圍為2.800≦TTL/(T5+T6)≦5.000；ALT/T5≦3.500，較佳的範圍為2.500≦ALT/T5≦3.500；TL/BFL≦4.400，較佳的範圍為2.400≦TL/BFL≦4.400；AAG/(T1+G45)≦3.100，較佳的範圍為1.500≦AAG/(T1+G45)≦3.100；(AAG+BFL)/(T1+T5)≦2.200，較佳的範圍為1.200≦(AAG+BFL)/(T1+T5)≦2.200； TTL/(T3+T5)≦4.800，較佳的範圍為3.600≦TTL/(T3+T5)≦4.800；ALT/(G34+T5)≦3.100，較佳的範圍為1.800≦ALT/(G34+T5)≦3.100；(G12+T2+T3)/T5≦2.700，較佳的範圍為1.300≦(G12+T2+T3)/T5≦2.700；(G12+T2+T4)/T5≦2.500，較佳的範圍為1.200≦(G12+T2+T4)/T5≦2.500；(G23+T3+G34+T4)/T1≦2.700，較佳的範圍為1.100≦(G23+T3+G34+T4)/T1≦2.700；(G23+T3+G34+T4)/T6≦2.400，較佳的範圍為0.800≦(G23+T3+G34+T4)/T6≦2.400；(T2+T3+T4+G23)/T1≦4.200，較佳的範圍為1.900≦(T2+T3+T4+G23)/T1≦4.200；(T2+T3+T4+G56)/T6≦3.400，較佳的範圍為2.000≦(T2+T3+T4+G56)/T6≦3.400；(T3+T4+G45+G56+T6)/T5≦1.500，較佳的範圍為0.800≦(T3+T4+G45+G56+T6)/T5≦1.500；(T3+T4+G45+G56)/T1≦2.200，較佳的範圍為1.000≦(T3+T4+G45+G56)/T1≦2.200；(G23+T4+G45+G56)/T1≦1.800，較佳的範圍為0.500≦(G23+T4+G45+G56)/T1≦1.800。

此外，另可選擇實施例參數之任意組合關係增加鏡頭限制，以利於本發明相同架構的鏡頭設計。

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望遠鏡頭長度縮短、光圈增大、成像品質提升，或組裝良率提升而改善先前技術的缺點。

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。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。