TWI757027B - 光學成像鏡頭 - Google Patents

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TWI757027B TW110100055A TW110100055A TWI757027B TW I757027 B TWI757027 B TW I757027B TW 110100055 A TW110100055 A TW 110100055A TW 110100055 A TW110100055 A TW 110100055A TW I757027 B TWI757027 B TW I757027B
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Abstract

一種光學成像鏡頭，從一物側至一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、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡以及一第九透鏡，且第一透鏡至第九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。光學成像鏡頭的透鏡只有上述九片透鏡。其中第二透鏡具有負屈光率，第四透鏡具有負屈光率，第七透鏡的物側面的一光軸區域為凹面，且第九透鏡的像側面的一光軸區域為凹面。

Description

光學成像鏡頭
本發明是有關於一種光學元件，且特別是有關於一種光學成像鏡頭。
近年來，光學成像鏡頭不斷演進，除了要求光學成像鏡頭輕薄短小，改善鏡頭的像差及色差等成像品質也越來越重要。然而，因應需求，增加光學透鏡的片數會使得第一透鏡的物側面至成像面在光軸上的距離增大，導致不利手機及數位相機的薄型化。
因此，提供一個輕薄短小且成像品質良好的光學成像鏡頭一直都是設計的發展目標。除此之外，小的光圈值可增大通光量，大的像高則可適度增加像素尺寸（pixel size）有利於夜拍，因此也漸為市場趨勢。
本發明提供一種光學成像鏡頭，其可具有較大的像高且同時縮短光學成像鏡頭的系統長度以及縮小光學成像鏡頭的光圈值。
本發明提供一種光學成像鏡頭，從一物側至一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、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡、一第八透鏡以及一第九透鏡，且第一透鏡至第九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。第二透鏡具有負屈光率。第四透鏡具有負屈光率。第七透鏡的物側面的一光軸區域為凹面。第九透鏡的像側面的一光軸區域為凹面，其中光學成像鏡頭的透鏡只有上述九片透鏡。
本發明另提供一種光學成像鏡頭，從一物側至一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、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡、一第八透鏡以及一第九透鏡，且第一透鏡至第九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。第一透鏡具有正屈光率。第三透鏡具有正屈光率。第七透鏡的物側面的一光軸區域為凹面。第九透鏡的像側面的一光軸區域為凹面，其中光學成像鏡頭的透鏡只有上述九片透鏡。
本發明另提供一種光學成像鏡頭，從一物側至一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、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡、一第八透鏡以及一第九透鏡，且第一透鏡至第九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。第二透鏡具有負屈光率。第四透鏡具有負屈光率。第五透鏡的物側面的一圓周區域為凹面。第七透鏡的像側面的一光軸區域為凸面，其中光學成像鏡頭的透鏡只有上述九片透鏡。
基於上述，本發明的實施例的光學成像鏡頭的有益效果在於：藉由滿足上述透鏡的凹凸曲面排列設計以及屈光率的條件，使光學成像鏡頭具有較大的像高，且同時縮短光學成像鏡頭的系統長度以及縮小光學成像鏡頭的光圈值。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本說明書和申請專利範圍中使用的用語「光軸區域」、「圓周區域」、「凹面」和「凸面」應基於本說明書中列出的定義來解釋。
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，透鏡100表面可能不具有轉換點或具有至少一轉換點，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）。
當透鏡表面具有至少一轉換點，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最遠的轉換點（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。當透鏡表面不具有轉換點，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。
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。
圖6為本發明之第一實施例之光學成像鏡頭的示意圖。圖7A至圖7D為第一實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖6，本發明的第一實施例之光學成像鏡頭10從物側A1至像側A2沿光學成像鏡頭10的一光軸I依序包括一光圈0、一第一透鏡1、一第二透鏡2、一第三透鏡3、一第四透鏡4、一第五透鏡5、一第六透鏡6、一第七透鏡7、一第八透鏡8、一第九透鏡9及一濾光片11。當由一待拍攝物所發出的光線進入光學成像鏡頭10，並經由光圈0、第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7、第八透鏡8、第九透鏡9及濾光片11之後，會在一成像面99（Image Plane）形成一影像。濾光片11設置於第九透鏡9的像側面96與成像面99之間。補充說明的是，物側A1是朝向待拍攝物的一側，而像側A2是朝向成像面99的一側。在本實施例中，濾光片11為紅外線濾除濾光片（IR Cut Filter）。
在本實施例中，光學成像鏡頭10的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7、第八透鏡8、第九透鏡9及濾光片11都各自具有朝向物側A1且使成像光線通過之一物側面15、25、35、45、55、65、75、85、95、115及朝向像側A2且使成像光線通過之一像側面16、26、36、46、56、66、76、86、96、116。在本實施例中，光圈0置於物側A1及第一透鏡1之間。
第一透鏡1具有正屈光率。第一透鏡1的材質為塑膠。第一透鏡1的物側面15的光軸區域151為凸面，且其圓周區域153為凸面。第一透鏡1的像側面16的光軸區域161為凹面，且其圓周區域163為凹面。在本實施例中，第一透鏡1的物側面15與像側面16皆為非球面（aspheric surface），但本發明並不以此為限。
第二透鏡2具有負屈光率。第二透鏡2的材質為塑膠。第二透鏡2的物側面25的光軸區域251為凸面，且其圓周區域253為凸面。第二透鏡2的像側面26的光軸區域261為凹面，且其圓周區域263為凹面。在本實施例中，第二透鏡2的物側面25與像側面26皆為非球面，但本發明並不以此為限。
第三透鏡3具有正屈光率。第三透鏡3的材質為塑膠。第三透鏡3的物側面35的光軸區域351為凸面，且其圓周區域353為凸面。第三透鏡3的像側面36的光軸區域361為凹面，且其圓周區域363為凸面。在本實施例中，第三透鏡3的物側面35與像側面36皆為非球面，但本發明並不以此為限。
第四透鏡4具有負屈光率。第四透鏡4的材質為塑膠。第四透鏡4的物側面45的光軸區域451為凹面，且其圓周區域453為凹面。第四透鏡4的像側面46的光軸區域461為凹面，且其圓周區域463為凸面。在本實施例中，第四透鏡4的物側面45與像側面46皆為非球面，但本發明並不以此為限。
第五透鏡5具有正屈光率。第五透鏡5的材質為塑膠。第五透鏡5的物側面55的光軸區域551為凹面，且其圓周區域553為凹面。第五透鏡5的像側面56的光軸區域561為凸面，且其圓周區域563為凸面。在本實施例中，第五透鏡5的物側面55與像側面56皆為非球面，但本發明並不以此為限。
第六透鏡6具有正屈光率。第六透鏡6的材質為塑膠。第六透鏡6的物側面65的光軸區域651為凹面，且其圓周區域653為凹面。第六透鏡6的像側面66的光軸區域661為凸面，且其圓周區域663為凸面。在本實施例中，第六透鏡6的物側面65與像側面66皆為非球面，但本發明並不以此為限。
第七透鏡7具有正屈光率。第七透鏡7的材質為塑膠。第七透鏡7的物側面75的光軸區域751為凹面，且其圓周區域753為凹面。第七透鏡7的像側面76的光軸區域761為凸面，且其圓周區域763為凸面。在本實施例中，第七透鏡7的物側面75與像側面76皆為非球面，但本發明並不以此為限。
第八透鏡8具有正屈光率。第八透鏡8的材質為塑膠。第八透鏡8的物側面85的光軸區域851為凸面，且其圓周區域853為凹面。第八透鏡8的像側面86的光軸區域861為凹面，且其圓周區域863為凸面。在本實施例中，第八透鏡8的物側面85與像側面86皆為非球面，但本發明並不以此為限。
第九透鏡9具有負屈光率。第九透鏡9的材質為塑膠。第九透鏡9的物側面95的光軸區域951為凹面，且其圓周區域953為凹面。第九透鏡9的像側面96的光軸區域961為凹面，且其圓周區域963為凸面。在本實施例中，第九透鏡9的物側面95與像側面96皆為非球面，但本發明並不以此為限。
在本實施例中，光學成像鏡頭10的透鏡只有上述九片。
第一實施例的其他詳細光學數據如圖8所示，且第一實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距（Effective Focal Length, EFL）為6.251毫米（Millimiter, mm），半視角（Half Field of View, HFOV）為34.067度，系統長度為8.122毫米，光圈值（F-number, Fno）為1.600，像高為5.000毫米，其中系統長度是指由第一透鏡1的物側面15到成像面99在光軸I上的距離。
此外，在本實施例中，第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7、第八透鏡8以及第九透鏡9的物側面15、25、35、45、55、65、75、85、95及像側面16、26、36、46、56、66、76、86、96共計十八個面均是非球面，其中物側面15、25、35、45、55、65、75、85、95與像側面16、26、36、46、56、66、76、86、96為一般的偶次非球面（even asphere surface）。而這些非球面是依下列公式(1)定義：
Figure 02_image001
其中： R：透鏡表面近光軸I處的曲率半徑； Z：非球面之深度（非球面上距離光軸I為Y的點，其與相切於非球面光軸I上頂點之切面，兩者間的垂直距離）； Y：非球面曲線上的點與光軸I的垂直距離； K：圓錐係數（conic constant）； a 2i：第2i階非球面係數。
第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面96在公式(1)中的各項非球面係數如圖9所示。其中，圖9中欄位編號15表示其為第一透鏡1的物側面15的非球面係數，其它欄位依此類推。在本實施例中，各非球面的第2階非球面係數a 2皆為零，故未列於圖9中。
另外，第一實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖50、51所示。 其中， f1為第一透鏡的焦距； f2為第二透鏡的焦距； f3為第三透鏡的焦距； f4為第四透鏡的焦距； f5為第五透鏡的焦距； f6為第六透鏡的焦距； f7為第七透鏡的焦距； f8為第八透鏡的焦距； f9為第九透鏡的焦距； n1為第一透鏡的折射率； n2為第二透鏡的折射率； n3為第三透鏡的折射率； n4為第四透鏡的折射率； n5為第五透鏡的折射率； n6為第六透鏡的折射率； n7為第七透鏡的折射率； n8為第八透鏡的折射率； n9為第九透鏡的折射率； V1為第一透鏡的阿貝數； V2為第二透鏡的阿貝數； V3為第三透鏡的阿貝數； V4為第四透鏡的阿貝數； V5為第五透鏡的阿貝數； V6為第六透鏡的阿貝數； V7為第七透鏡的阿貝數； V8為第八透鏡的阿貝數； V9為第九透鏡的阿貝數； 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； T7為第七透鏡在光軸上的厚度； T8為第八透鏡在光軸上的厚度； T9為第九透鏡在光軸上的厚度； 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； G67為第六透鏡與第七透鏡在光軸上的空氣間隙； G78為第七透鏡與第八透鏡在光軸上的空氣間隙； G89為第八透鏡與第九透鏡在光軸上的空氣間隙； G9F為第九透鏡與濾光片在光軸上的空氣間隙； TF為濾光片在光軸上的厚度； GFP為濾光片與成像面在光軸上的空氣間隙； AAG為第一透鏡到第九透鏡在光軸上的八個空氣間隙總和； ALT為第一透鏡到第九透鏡在光軸上的九個透鏡厚度總和； EFL為光學成像鏡頭的有效焦距； BFL為第九透鏡的像側面到成像面在光軸上的距離； TTL為第一透鏡的物側面到成像面在光軸上的距離； TL為第一透鏡的物側面到第九透鏡的像側面在光軸上的距離； HFOV為光學成像鏡頭的半視角； ImgH光學成像鏡頭的像高； Fno為光學成像鏡頭的光圈值。
再配合參閱圖7A至圖7D，圖7A的圖式說明第一實施例當其波長為470 nm、555 nm及650 nm時在成像面99上的縱向球差（Longitudinal Spherical Aberration），圖7B與圖7C的圖式則分別說明第一實施例當其波長為470 nm、555 nm及650 nm時在成像面99上有關弧矢（Sagittal）方向的場曲（Field Curvature）像差及子午（Tangential）方向的場曲像差，圖7D的圖式則說明第一實施例當其波長為470 nm、555 nm及650 nm時在成像面99上的畸變像差（Distortion Aberration）。本第一實施例的縱向球差如圖7A所示，每一種波長所成的曲線皆很靠近並向中間靠近，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，由每一波長的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±0.03毫米的範圍內，故本第一實施例確實明顯改善相同波長的球差，此外，三種代表波長彼此間的距離也相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差也獲得明顯改善。
在圖7B與圖7C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.40毫米內，說明本第一實施例的光學系統能有效消除像差。而圖7D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±20%的範圍內，說明本第一實施例的畸變像差已符合光學系統的成像品質要求，據此說明本第一實施例相較於現有光學鏡頭，在系統長度已縮短至8.122毫米的條件下，仍能提供良好的成像品質，故本第一實施例能在維持良好光學性能之條件下，能夠縮短鏡頭長度且具有良好的成像品質。
圖10為本發明的第二實施例的光學成像鏡頭的示意圖。圖11A至圖11D為第二實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖10，本發明光學成像鏡頭10的一第二實施例，其與第一實施例大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5、6、7、8及9之間的參數或多或少有些不同。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖10中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。
第二實施例的光學成像鏡頭10詳細的光學數據如圖12所示，且第二實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距為6.438毫米，半視角為36.289度，系統長度為8.012毫米，光圈值為1.600，像高為5.000毫米。
如圖13所示，圖13則為第二實施例的第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面96在上述公式(1)中的各項非球面係數。
另外，第二實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖50、51所示。
本第二實施例的縱向球差如圖11A所示，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.018毫米的範圍內。在圖11B與圖11C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.06毫米內。而圖11D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±6%的範圍內。
經由上述說明可得知：第二實施例的系統長度短於第一實施例的系統長度，且第二實施例的半視角大於第一實施例的半視角。因此相較於第一實施例來說，第二實施例具有更小的體積及更大的接收影像的角度範圍。此外，第二實施例的縱向球差小於第一實施例的縱向球差，第二實施例的場曲像差小於第一實施例的場曲像差，且第二實施例的畸變像差小於第一實施例的畸變像差。
圖14為本發明的第三實施例的光學成像鏡頭的示意圖。圖15A至圖15D為第三實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖14，本發明光學成像鏡頭10的一第三實施例，其與第一實施例大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5、6、7、8及9之間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第三透鏡3的物側面35的圓周區域353為凹面。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖14中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。
第三實施例的光學成像鏡頭10詳細的光學數據如圖16所示，且第三實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距為6.276毫米，半視角為37.603度，系統長度為8.039毫米，光圈值為1.600，像高為5.000毫米。
如圖17所示，圖17則為第三實施例的第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面96在上述公式(1)中的各項非球面係數。
另外，第三實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖50、51所示。
本第三實施例的縱向球差如圖15A所示，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.06毫米的範圍內。在圖15B與圖15C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.07毫米內。而圖15D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
經由上述說明可得知：第三實施例的系統長度短於第一實施例的系統長度，且第三實施例的半視角大於第一實施例的半視角。因此相較於第一實施例來說，第三實施例具有更小的體積及更大的接收影像的角度範圍。此外，第三實施例的場曲像差小於第一實施例的場曲像差，且第三實施例的畸變像差小於第一實施例的畸變像差。
圖18為本發明的第四實施例的光學成像鏡頭的示意圖。圖19A至圖19D為第四實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖18，本發明光學成像鏡頭10的一第四實施例，其與第一實施例大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5、6、7、8及9之間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第三透鏡3的物側面35的圓周區域353為凹面。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖18中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。
第四實施例的光學成像鏡頭10詳細的光學數據如圖20所示，且第四實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距為6.423毫米，半視角為36.685度，系統長度為8.051毫米，光圈值為1.600，像高為5.000毫米。
如圖21所示，圖21則為第四實施例的第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面96在上述公式(1)中的各項非球面係數。
另外，第四實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖50、51所示。
本第四實施例的縱向球差如圖19A所示，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.018毫米的範圍內。在圖19B與圖19C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04毫米內。而圖19D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±5%的範圍內。
經由上述說明可得知：第四實施例的系統長度短於第一實施例的系統長度，且第四實施例的半視角大於第一實施例的半視角。因此相較於第一實施例來說，第四實施例具有更小的體積及更大的接收影像的角度範圍。此外，第四實施例的縱向球差小於第一實施例的縱向球差，第四實施例的場曲像差小於第一實施例的場曲像差，且第四實施例的畸變像差小於第一實施例的畸變像差。
圖22為本發明的第五實施例的光學成像鏡頭的示意圖。圖23A至圖23D為第五實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖22，本發明光學成像鏡頭10的一第五實施例，其與第一實施例大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5、6、7、8及9之間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第三透鏡3的物側面35的圓周區域353為凹面。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖22中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。
第五實施例的光學成像鏡頭10詳細的光學數據如圖24所示，且第五實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距為6.436毫米，半視角為36.628度，系統長度為8.054毫米，光圈值為1.600，像高為5.000毫米。
如圖25所示，圖25則為第五實施例的第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面96在上述公式(1)中的各項非球面係數。
另外，第五實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖50、51所示。
本第五實施例的縱向球差如圖23A所示，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.06毫米的範圍內。在圖23B與圖23C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.09毫米內。而圖23D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±3.5%的範圍內。
經由上述說明可得知：第五實施例的系統長度短於第一實施例的系統長度，且第五實施例的半視角大於第一實施例的半視角。因此相較於第一實施例來說，第五實施例具有更小的體積及更大的接收影像的角度範圍。此外，第五實施例的場曲像差小於第一實施例的場曲像差，且第五實施例的畸變像差小於第一實施例的畸變像差。
圖26為本發明的第六實施例的光學成像鏡頭的示意圖。圖27A至圖27D為第六實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖26，本發明光學成像鏡頭10的一第六實施例，其與第一實施例大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5、6、7、8及9之間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第三透鏡3的物側面35的圓周區域353為凹面。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖26中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。
第六實施例的光學成像鏡頭10詳細的光學數據如圖28所示，且第六實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距為6.250毫米，半視角為36.996度，系統長度為8.050毫米，光圈值為1.600，像高為5.000毫米。
如圖29所示，圖29則為第六實施例的第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面96在上述公式(1)中的各項非球面係數。
另外，第六實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖50、51所示。
本第六實施例的縱向球差如圖27A所示，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.09毫米的範圍內。在圖27B與圖27C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.12毫米內。而圖27D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±5%的範圍內。
經由上述說明可得知：第六實施例的系統長度短於第一實施例的系統長度，且第六實施例的半視角大於第一實施例的半視角。因此相較於第一實施例來說，第六實施例具有更小的體積及更大的接收影像的角度範圍。此外，第六實施例的場曲像差小於第一實施例的場曲像差，且第六實施例的畸變像差小於第一實施例的畸變像差。
圖30為本發明的第七實施例的光學成像鏡頭的示意圖。圖31A至圖31D為第七實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖30，本發明光學成像鏡頭10的一第七實施例，其與第一實施例大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5、6、7、8及9之間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第三透鏡3的物側面35的圓周區域353為凹面。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖30中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。
第七實施例的光學成像鏡頭10詳細的光學數據如圖32所示，且第七實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距為6.396毫米，半視角為37.149度，系統長度為7.998毫米，光圈值為1.600，像高為5.000毫米。
如圖33所示，圖33則為第七實施例的第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面96在上述公式(1)中的各項非球面係數。
另外，第七實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖52、53所示。
本第七實施例的縱向球差如圖31A所示，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.018毫米的範圍內。在圖31B與圖31C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.045毫米內。而圖31D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±3.5%的範圍內。
經由上述說明可得知：第七實施例的系統長度短於第一實施例的系統長度，且第七實施例的半視角大於第一實施例的半視角。因此相較於第一實施例來說，第七實施例具有更小的體積及更大的接收影像的角度範圍。此外，第七實施例的縱向球差小於第一實施例的縱向球差，第七實施例的場曲像差小於第一實施例的場曲像差，且第七實施例的畸變像差小於第一實施例的畸變像差。
圖34為本發明的第八實施例的光學成像鏡頭的示意圖。圖35A至圖35D為第八實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖34，本發明光學成像鏡頭10的一第八實施例，其與第一實施例大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5、6、7、8及9之間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第三透鏡3的物側面35的圓周區域353為凹面，第四透鏡4的像側面46的光軸區域461為凸面，第五透鏡5具有負屈光率，且第八透鏡8具有負屈光率。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖34中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。
第八實施例的光學成像鏡頭10詳細的光學數據如圖36所示，且第八實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距為6.122毫米，半視角為37.591度，系統長度為8.033毫米，光圈值為1.600，像高為5.000毫米。
如圖37所示，圖37則為第八實施例的第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面96在上述公式(1)中的各項非球面係數。
另外，第八實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖52、53所示。
本第八實施例的縱向球差如圖35A所示，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.07毫米的範圍內。在圖35B與圖35C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.35毫米內。而圖35D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±5%的範圍內。
經由上述說明可得知：第八實施例的系統長度短於第一實施例的系統長度，且第八實施例的半視角大於第一實施例的半視角。因此相較於第一實施例來說，第八實施例具有更小的體積及更大的接收影像的角度範圍。此外，第八實施例的場曲像差小於第一實施例的場曲像差，且第八實施例的畸變像差小於第一實施例的畸變像差。
圖38為本發明的第九實施例的光學成像鏡頭的示意圖。圖39A至圖39D為第九實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖38，本發明光學成像鏡頭10的一第九實施例，其與第一實施例大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5、6、7、8及9之間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第三透鏡3的物側面35的圓周區域353為凹面，第四透鏡4的像側面46的光軸區域461為凸面，第五透鏡5具有負屈光率，且第八透鏡8具有負屈光率。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖38中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。
第九實施例的光學成像鏡頭10詳細的光學數據如圖40所示，且第九實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距為6.186毫米，半視角為37.979度，系統長度為8.003毫米，光圈值為1.600，像高為5.000毫米。
如圖41所示，圖41則為第九實施例的第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面96在上述公式(1)中的各項非球面係數。
另外，第九實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖52、53所示。
本第九實施例的縱向球差如圖39A所示，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.06毫米的範圍內。在圖39B與圖39C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.06毫米內。而圖39D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±3%的範圍內。
經由上述說明可得知：第九實施例的系統長度短於第一實施例的系統長度，且第九實施例的半視角大於第一實施例的半視角。因此相較於第一實施例來說，第九實施例具有更小的體積及更大的接收影像的角度範圍。此外，第九實施例的場曲像差小於第一實施例的場曲像差，且第九實施例的畸變像差小於第一實施例的畸變像差。
圖42為本發明的第十實施例的光學成像鏡頭的示意圖。圖43A至圖43D為第十實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖42，本發明光學成像鏡頭10的一第十實施例，其與第一實施例大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5、6、7、8及9之間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第三透鏡3的物側面35的圓周區域353為凹面，第四透鏡4的像側面46的光軸區域461為凸面，第四透鏡4的像側面46的圓周區域463為凹面，第五透鏡5具有負屈光率，且第八透鏡8具有負屈光率。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖42中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。
第十實施例的光學成像鏡頭10詳細的光學數據如圖44所示，且第十實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距為5.975毫米，半視角為38.021度，系統長度為7.924毫米，光圈值為1.600，像高為5.000毫米。
如圖45所示，圖45則為第十實施例的第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面86在上述公式(1)中的各項非球面係數。
另外，第十實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖52、53所示。
本第十實施例的縱向球差如圖43A所示，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.07毫米的範圍內。在圖43B與圖43C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.10毫米內。而圖43D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±6%的範圍內。
經由上述說明可得知：第十實施例的系統長度短於第一實施例的系統長度，且第十實施例的半視角大於第一實施例的半視角。因此相較於第一實施例來說，第十實施例具有更小的體積及更大的接收影像的角度範圍。此外，第十實施例的場曲像差小於第一實施例的場曲像差，且第十實施例的畸變像差小於第一實施例的畸變像差。
圖46為本發明的第十一實施例的光學成像鏡頭的示意圖。圖47A至圖47D為第十一實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。請先參照圖46，本發明光學成像鏡頭10的一第十一實施例，其與第一實施例大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據、非球面係數及這些透鏡1、2、3、4、5、6、7、8及9之間的參數或多或少有些不同。此外，在本實施例中，第三透鏡3的物側面35的圓周區域353為凹面，第四透鏡4的像側面46的光軸區域461為凸面，第五透鏡5具有負屈光率，且第八透鏡8具有負屈光率。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖46中省略部分與第一實施例面形相似的光軸區域與圓周區域的標號。
第十一實施例的光學成像鏡頭10詳細的光學數據如圖48所示，且第十一實施例的光學成像鏡頭10的有效焦距為6.289毫米，半視角為37.519度，系統長度為7.995毫米，光圈值為1.600，像高為5.000毫米。
如圖49所示，圖49則為第十一實施例的第一透鏡1的物側面15到第九透鏡9的像側面96在上述公式(1)中的各項非球面係數。
另外，第十一實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖52、53所示。
本第十一實施例的縱向球差如圖47A所示，不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.02毫米的範圍內。在圖47B與圖47C的二個場曲像差圖式中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.08毫米內。而圖47D的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±4%的範圍內。
經由上述說明可得知：第十一實施例的系統長度短於第一實施例的系統長度，且第十一實施例的半視角大於第一實施例的半視角。因此相較於第一實施例來說，第十一實施例具有更小的體積及更大的接收影像的角度範圍。此外，第十一實施例的縱向球差小於第一實施例的縱向球差，第十一實施例的場曲像差小於第一實施例的場曲像差，且第十一實施例的畸變像差小於第一實施例的畸變像差。
再配合參閱圖50至圖53，圖50至圖53為上述第一實施例至第十一實施例的各項光學參數的表格圖。當光學成像鏡頭10透過滿足第二透鏡2具有負屈光率以及第四透鏡4具有負屈光率，並且搭配以下(a)及(b)組合之一，皆可在設計大像高及小光圈值的光學成像鏡頭10的同時達到修正光學系統球差、像差及降低畸變的目的。 其中， (a)第七透鏡7的物側面75的光軸區域751為凹面及第九透鏡9的像側面96的光軸區域961為凹面；或 (b)第五透鏡5的物側面55的圓周區域553為凹面及第七透鏡7的像側面76的光軸區域761為凸面。
本發明實施例還可透過滿足第一透鏡1具有正屈光率、第三透鏡3具有正屈光率、第七透鏡7的物側面75的光軸區域751為凹面以及的第九透鏡9的像側面96的光軸區域961為凹面，在設計大像高及小光圈值的光學成像鏡頭10的同時達到修正光學系統球差、像差及降低畸變的目的。
本發明實施例可透過滿足材料的配置例如：第五透鏡5至第九透鏡9中至少有3片透鏡的阿貝數大於50.000的配置改善色差，並且當滿足第一透鏡1具有正屈光率、第三透鏡3具有正屈光率及第七透鏡7的物側面75的光軸區域751為凹面搭配第四透鏡4具有負屈光率、第四透鏡4的物側面45的圓周區域453為凹面、第五透鏡5的物側面55的圓周區域553為凹面、第五透鏡5的像側面56的圓周區域563為凸面、第六區域6的物側面65的圓周區域653為凹面或第八透鏡8的物側面85的圓周區域853為凹面可以達到增大像高及縮小光圈值的目的。
此外，本發明實施例的光學成像鏡頭10透過滿足以下材料的配置，除了可以改善色差以外，因不同材料有不同的折射率，彼此搭配可以使光線順利轉折收斂，以至於獲得較佳的成像品質。 光學成像鏡頭10符合V4+V5+V6≧120.000，較佳的範圍為120.000≦V4+V5+V6≦140.000； 光學成像鏡頭10符合V2+V7+V8≦110.000，較佳的範圍為55.000≦V2+V7+V8≦110.000； 光學成像鏡頭10符合V2+V4+V7≦110.000，較佳的範圍為55.000≦V2+V4+V7≦110.000；或者 光學成像鏡頭10符合V7+V8-V9≦30.000，較佳的範圍為-20.000≦V7+V8-V9≦30.000。
此外，為了達成縮短光學成像鏡頭10系統長度，可適當地調整透鏡間的空氣間隙或是透鏡厚度，但又必須同時考量製作的難易程度及須確保成像品質，因此若滿足以下條件式之數值限定，能有較佳的配置。 其中， 光學成像鏡頭10可符合ALT/(T1+G89)≦3.900，較佳的範圍為1.900≦ALT/(T1+G89)≦3.900； 光學成像鏡頭10可符合AAG/(T8+T9)≦2.500，較佳的範圍為1.400≦AAG/(T8+T9)≦2.500； 光學成像鏡頭10可符合(G12+G23+G34)/T2≧1.700，較佳的範圍為1.700≦(G12+G23+G34)/T2≦2.900； 光學成像鏡頭10可符合BFL/(G12+G34)≦3.100，較佳的範圍為1.800≦BFL/(G12+G34)≦3.100； 光學成像鏡頭10可符合(T3+T5)/T4≦4.200，較佳的範圍為2.800≦(T3+T5)/T4≦4.200； 光學成像鏡頭10可符合(T6+T7)/G23≦4.300，較佳的範圍為2.500≦(T6+T7)/G23≦4.300； 光學成像鏡頭10可符合(T1+T8)/(G45+T5+G56)≧1.300，較佳的範圍為1.300≦(T1+T8)/(G45+T5+G56)≦2.300； 光學成像鏡頭10可符合TL/(G78+T8+G89+T9)≦4.500，較佳的範圍為2.900≦TL/(G78+T8+G89+T9)≦4.500； 光學成像鏡頭10可符合EFL/(T5+T6+G67)≧4.500，較佳的範圍為4.500≦EFL/(T5+T6+G67)≦6.200； 光學成像鏡頭10可符合TTL/(T1+G89+T9)≦4.300，較佳的範圍為2.800≦TTL/(T1+G89+T9)≦4.300； 光學成像鏡頭10可符合(T5+T6)/(G56+G67)≧3.000，較佳的範圍為3.000≦(T5+T6)/(G56+G67)≦5.500； 光學成像鏡頭10可符合T1/(T3+G45)≧1.000，較佳的範圍為1.000≦T1/(T3+G45)≦2.500； 光學成像鏡頭10可符合(T5+T8)/T2≧3.000，較佳的範圍為3.000≦(T5+T8)/T2≦4.500； 光學成像鏡頭10可符合T1/(G23+G34+G45)≧1.000，較佳的範圍為1.000≦T1/(G23+G34+G45)≦2.000； 光學成像鏡頭10可符合AAG/(T5+T6)≦2.800，較佳的範圍為1.000≦AAG/(T5+T6)≦2.800；以及 光學成像鏡頭10可符合(T3+G34+T4)/T6≦3.200，較佳的範圍為1.500≦(T3+G34+T4)/T6≦3.200。
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系統長度縮短、像高增大、成像品質提升，或組裝良率提升而改善先前技術的缺點。
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。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。
綜上所述，本發明的實施例的光學成像鏡頭可獲致下述的功效及優點：
一、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。
二、在本發明實施例的光學成像鏡頭中，當光學成像鏡頭10透過滿足第二透鏡2具有負屈光率以及第四透鏡4具有負屈光率，並且搭配以下組合之一，皆可在設計大像高及小光圈值的光學成像鏡頭10的同時達到修正光學系統球差、像差及降低畸變的目的：(a)第七透鏡7的物側面75的光軸區域751為凹面及第九透鏡9的像側面96的光軸區域961為凹面；或(b)第五透鏡5的物側面55的圓周區域553為凹面及第七透鏡7的像側面76的光軸區域761為凸面。
三、在本發明實施例的光學成像鏡頭中，可透過滿足第一透鏡1具有正屈光率、第三透鏡3具有正屈光率、第七透鏡7的物側面75的光軸區域751為凹面以及的第九透鏡9的像側面96的光軸區域961為凹面，在設計大像高及小光圈值的光學成像鏡頭10的同時達到修正光學系統球差、像差及降低畸變的目的。
四、在本發明實施例的光學成像鏡頭中，透過滿足材料的配置例如：第五透鏡5至第九透鏡9中至少有3片透鏡的阿貝數大於50.000的配置改善色差，並且當滿足第一透鏡1具有正屈光率、第三透鏡3具有正屈光率及第七透鏡7的物側面75的光軸區域751為凹面搭配第四透鏡4具有負屈光率、第四透鏡4的物側面45的圓周區域453為凹面、第五透鏡5的物側面55的圓周區域553為凹面、第五透鏡5的像側面56的圓周區域563為凸面、第六區域6的物側面65的圓周區域653為凹面或第八透鏡8的物側面85的圓周區域853為凹面可以達到增大像高及縮小光圈值的目的。
五、在本發明實施例的光學成像鏡頭中，藉由滿足材料的配置例如：V4+V5+V6≧120.000、V2+V7+V8≦110.000、V2+V4+V7≦110.000或V7+V8-V9≦30.000除了可以改善色差以外，因不同材料有不同的折射率，彼此搭配可以使光線順利轉折收斂，以至於獲得較佳的成像品質。較佳的範圍為120.000≦V4+V5+V6≦140.000、55.000≦V2+V7+V8≦110.000、55.000≦V2+V4+V7≦110.000或-20.000≦V7+V8-V9≦30.000。
六、本發明各實施例的透鏡採用非球面的設計更有利於優化成像品質。
七、本發明各實施例的透鏡選擇塑膠材質有助於輕量化，更能減輕光學成像鏡頭的重量及節省成本。
本發明各實施例揭露之內容包含但不限於焦距、透鏡厚度、阿貝數等光學參數，舉例而言，本發明於各實施例揭露一光學參數A及一光學參數B，其中該些光學參數所涵蓋的範圍、光學參數互相之比較關係及多個實施例涵蓋的條件式範圍的具體解釋如下： (1)光學參數所涵蓋的範圍，例如：α 2≦A≦α 1或β 2≦B≦β 1，α 1為光學參數A在多個實施例中的最大值，α 2為光學參數A在多個實施例中的最小值，β 1為光學參數B在多個實施例中的最大值，β 2為光學參數B在多個實施例中的最小值。 (2)光學參數互相之比較關係，例如：A大於B或A小於B。 (3)多個實施例涵蓋的條件式範圍，具體來說，由同一實施例的複數個光學參數經過可能的運算所獲得之組合關係或比例關係，該些關係定義為E。E可為例如：A+B或A-B或A/B或A*B或(A*B) 1/2，而E又滿足條件式E≦γ 1或E≧γ 2或γ 2≦E≦γ 1，γ 1及γ 2為同一實施例的光學參數A與光學參數B經過運算所得到的值，且γ 1為本發明多個實施例中的最大值，γ 2為本發明多個實施例中的最小值。 上述光學參數所涵蓋的範圍、光學參數互相之比較關係及該些條件式的最大值、最小值及最大值最小值以內的數值範圍皆為本發明可據以實施之特徵，且皆屬於本發明所揭露的範圍。上述僅為舉例說明，不應以此為限。
本發明之實施例皆可實施，且可於同一實施例中擷取部分特徵組合，該特徵組合相較於先前技術而言亦能達成無法預期之本案功效，該特徵組合包括但不限於面形、屈光率及條件式等特徵之搭配。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，實施例及其附圖僅為本發明示範之用，並不受其限囿。
0:光圈 1:第一透鏡 2:第二透鏡 3:第三透鏡 4:第四透鏡 5:第五透鏡 6:第六透鏡 7:第七透鏡 8:第八透鏡 9:第九透鏡 10:光學成像鏡頭 11:濾光片 15,25,35,45,55,65,75,85,95,110,115,410,510:物側面 16,26,36,46,56,66,76,86,96,116,120,320:像側面 99:成像面 100,200,300,400,500:透鏡 130:組裝部 151,161,251,261,351,361,451,461,551,561,651,661,751,761,851,861,951,961,Z1:光軸區域 153,163,253,263,353,363,453,463,553,563,653,663,753,763,853,863,953,963,Z2:圓周區域 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 EL:延伸線 I:光軸 Lc:主光線 Lm:邊緣光線 M,R:相交點 OB:光學邊界 TP1:第一轉換點 TP2:第二轉換點 Z3:中繼區域
圖1是一示意圖，說明一透鏡的面形結構。 圖2是一示意圖，說明一透鏡的面形凹凸結構及光線交點。 圖3是一示意圖，說明一範例一的透鏡的面形結構。 圖4是一示意圖，說明一範例二的透鏡的面形結構。 圖5是一示意圖，說明一範例三的透鏡的面形結構。 圖6為本發明之第一實施例之光學成像鏡頭的示意圖。 圖7A至圖7D為第一實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖8示出本發明之第一實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖9示出本發明之第一實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖10為本發明的第二實施例的光學成像鏡頭的示意圖。 圖11A至圖11D為第二實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖12示出本發明之第二實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖13示出本發明之第二實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖14為本發明的第三實施例的光學成像鏡頭的示意圖。 圖15A至圖15D為第三實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖16示出本發明之第三實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖17示出本發明之第三實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖18為本發明的第四實施例的光學成像鏡頭的示意圖。 圖19A至圖19D為第四實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖20示出本發明之第四實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖21示出本發明之第四實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖22為本發明的第五實施例的光學成像鏡頭的示意圖。 圖23A至圖23D為第五實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖24示出本發明之第五實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖25示出本發明之第五實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖26為本發明的第六實施例的光學成像鏡頭的示意圖。 圖27A至圖27D為第六實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖28示出本發明之第六實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖29示出本發明之第六實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖30為本發明的第七實施例的光學成像鏡頭的示意圖。 圖31A至圖31D為第七實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖32示出本發明之第七實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖33示出本發明之第七實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖34為本發明的第八實施例的光學成像鏡頭的示意圖。 圖35A至圖35D為第八實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖36示出本發明之第八實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖37示出本發明之第八實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖38為本發明的第九實施例的光學成像鏡頭的示意圖。 圖39A至圖39D為第九實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖40示出本發明之第九實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖41示出本發明之第九實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖42為本發明的第十實施例的光學成像鏡頭的示意圖。 圖43A至圖43D為第十實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖44示出本發明之第十實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖45示出本發明之第十實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖46為本發明的第十一實施例的光學成像鏡頭的示意圖。 圖47A至圖47D為第十一實施例之光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖。 圖48示出本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭的詳細光學數據。 圖49示出本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭的非球面參數。 圖50以及圖51示出本發明之第一至第六實施例之光學成像鏡頭的各重要參數及其關係式的數值。 圖52以及圖53示出本發明之第七至第十一實施例之光學成像鏡頭的各重要參數及其關係式的數值。
0:光圈
1:第一透鏡
2:第二透鏡
3:第三透鏡
4:第四透鏡
5:第五透鏡
6:第六透鏡
7:第七透鏡
8:第八透鏡
9:第九透鏡
10:光學成像鏡頭
11:濾光片
15,25,35,45,55,65,75,85,95,115:物側面
16,26,36,46,56,66,76,86,96,116:像側面
99:成像面
151,161,251,261,351,361,451,461,551,561,651,661,751,761,851,861 ,951,961:光軸區域
153,163,253,263,353,363,453,463,553,563,653,663,753,763,853,863,953,963:圓周區域
A1:物側
A2:像側
I:光軸

Claims (19)

  1. 一種光學成像鏡頭，從一物側至一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、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡、一第八透鏡以及一第九透鏡，且該第一透鏡至該第九透鏡各自包括朝向該物側且使成像光線通過的一物側面及朝向該像側且使成像光線通過的一像側面；該第二透鏡具有負屈光率；該第四透鏡具有負屈光率；該第五透鏡的該物側面的一光軸區域為凹面；該第七透鏡的該物側面的一光軸區域為凹面；以及該第九透鏡的該像側面的一光軸區域為凹面，其中該光學成像鏡頭的透鏡只有上述九片透鏡，該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：BFL/(G12+G34)≦3.100，其中BFL為該第九透鏡的該像側面到一成像面在該光軸上的距離，G12為該第一透鏡與該第二透鏡在該光軸上的空氣間隙，且G34為該第三透鏡與該第四透鏡在該光軸上的空氣間隙。
  2. 一種光學成像鏡頭，從一物側至一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、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡、一第八透鏡以及一第九透鏡，且該第一透鏡至該第九透鏡各自包括朝向該物側且使成像光線通過的一物側面及朝向該像側且使成像光線通過的一像側面；該第一透鏡具有正屈光率； 該第三透鏡具有正屈光率；該第五透鏡的該物側面的一光軸區域為凹面；該第七透鏡的該物側面的一光軸區域為凹面；以及該第九透鏡的該像側面的一光軸區域為凹面，其中該光學成像鏡頭的透鏡只有上述九片透鏡，該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：BFL/(G12+G34)≦3.100，其中BFL為該第九透鏡的該像側面到一成像面在該光軸上的距離，G12為該第一透鏡與該第二透鏡在該光軸上的空氣間隙，且G34為該第三透鏡與該第四透鏡在該光軸上的空氣間隙。
  3. 一種光學成像鏡頭，從一物側至一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、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡、一第八透鏡以及一第九透鏡，且該第一透鏡至該第九透鏡各自包括朝向該物側且使成像光線通過的一物側面及朝向該像側且使成像光線通過的一像側面；該第二透鏡具有負屈光率；該第四透鏡具有負屈光率；該第五透鏡的該物側面的一圓周區域以及一光軸區域為凹面；以及該第七透鏡的該像側面的一光軸區域為凸面，其中該光學成像鏡頭的透鏡只有上述九片透鏡，該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：BFL/(G12+G34)≦3.100，其中BFL為該第九透鏡的該像側面到一成像面在該光軸上的距離，G12為該第一透鏡與該第二 透鏡在該光軸上的空氣間隙，且G34為該第三透鏡與該第四透鏡在該光軸上的空氣間隙。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：ALT/(T1+G89)≦3.900，其中ALT為該第一透鏡到該第九透鏡在該光軸上的九個透鏡厚度總和，T1為該第一透鏡在該光軸上的厚度，且G89為該第八透鏡與該第九透鏡在該光軸上的空氣間隙。
  5. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：AAG/(T8+T9)≦2.500，其中AAG為該第一透鏡到該第九透鏡在該光軸上的八個空氣間隙總和，T8為該第八透鏡在該光軸上的厚度，且T9為該第九透鏡在該光軸上的厚度。
  6. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：(G12+G23+G34)/T2≧1.700，其中G23為該第二透鏡與該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙，且T2為該第二透鏡在該光軸上的厚度。
  7. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：(T3+T5)/T4≦4.200，其中T3為該第三透鏡在該光軸上的厚度，T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度，且T4為該第四透鏡在該光軸上的厚度。
  8. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：(T6+T7)/G23≦ 4.300，其中T6為該第六透鏡在該光軸上的厚度，T7為該第七透鏡在該光軸上的厚度，且G23為該第二透鏡與該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙。
  9. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：(T1+T8)/(G45+T5+G56)≧1.300，其中T1為該第一透鏡在該光軸上的厚度，T8為該第八透鏡在該光軸上的厚度，G45為該第四透鏡與該第五透鏡在該光軸上的空氣間隙，T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度，且G56為該第五透鏡與該第六透鏡在該光軸上的空氣間隙。
  10. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：TL/(G78+T8+G89+T9)≦4.500，其中TL為該第一透鏡的該物側面到該第九透鏡的該像側面在該光軸上的距離，G78為該第七透鏡與該第八透鏡在該光軸上的空氣間隙，T8為該第八透鏡在該光軸上的厚度，G89為該第八透鏡與該第九透鏡在該光軸上的空氣間隙，且T9為該第九透鏡在該光軸上的厚度。
  11. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：V7+V8-V9≦30.000，其中V7為該第七透鏡的阿貝數，V8為該第八透鏡的阿貝數，且V9為該第九透鏡的阿貝數。
  12. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：EFL/(T5+T6+G67)≧4.500，其中EFL為該光學成像鏡頭的有效焦距，T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度，T6為該第六透鏡在該光軸上的厚度，且G67為該第六透鏡與該第七透鏡在該光軸上的空氣間隙。
  13. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：TTL/(T1+G89+T9)≦4.300，其中TTL為該第一透鏡的該物側面到該成像面在該光軸上的距離，T1為該第一透鏡在該光軸上的厚度，G89為該第八透鏡與該第九透鏡在該光軸上的空氣間隙，且T9為該第九透鏡在該光軸上的厚度。
  14. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：(T5+T6)/(G56+G67)≧3.000，其中T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度，T6為該第六透鏡在該光軸上的厚度，G56為該第五透鏡與該第六透鏡在該光軸上的空氣間隙，且G67為該第六透鏡與該第七透鏡在該光軸上的空氣間隙。
  15. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：T1/(T3+G45)≧1.000，其中T1為該第一透鏡在該光軸上的厚度，T3為該第三透鏡 在該光軸上的厚度，且G45為該第四透鏡與該第五透鏡在該光軸上的空氣間隙。
  16. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：(T5+T8)/T2≧3.000，其中T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度，T8為該第八透鏡在該光軸上的厚度，且T2為該第二透鏡在該光軸上的厚度。
  17. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：T1/(G23+G34+G45)≧1.000，其中T1為該第一透鏡在該光軸上的厚度，G23為該第二透鏡與該第三透鏡在該光軸上的空氣間隙，且G45為該第四透鏡與該第五透鏡在該光軸上的空氣間隙。
  18. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：AAG/(T5+T6)≦2.800，其中AAG為該第一透鏡到該第九透鏡在該光軸上的八個空氣間隙總和，T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度，且T6為該第六透鏡在該光軸上的厚度。
  19. 如請求項1至請求項3中任一項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足以下的條件式：(T3+G34+T4)/T6≦3.200，其中T3為該第三透鏡在該光軸上的厚度，T4為該第四透鏡在該光軸上的厚度，且T6為該第六透鏡在該光軸上的厚度。
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