CN109425955B - 光学成像镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学成像镜头,其从物侧至像侧依序至少包括第一、第二、第三、第四、第五透镜。本发明透过控制各透镜的凹凸曲面排列,而在维持良好光学性能之条件下,缩短镜头长度,增加视场角及进光量。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像镜头领域,尤其涉及一种光学成像镜头。
背景技术
近年来,手机、数位相机、平板计算机、个人数位助理(Personal DigitalAssistant,简称PDA)等便携式电子产品、甚至是车用电子装置的普及使得包含光学成像镜头、模块后座单元及影像传感器等之影像模块蓬勃发展,便携式电子产品的薄型轻巧化也让影像模块的小型化需求愈来愈高,随着感光耦合元件(Charge Coupled Device,简称CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,简称CMOS)之技术进步和尺寸缩小,装戴在影像模块中的光学成像镜头也需要缩小体积,但光学成像镜头之良好光学性能也是必要顾及之处。若影像模块应用于车用摄影装置中,甚至为了因应行车与光线不足的环境,镜头的视场角(view angle)与进光量的提升也是必须要考量之课题。
就一五片式透镜结构而言,以往设计其第一透镜物侧面至成像面在光轴上的距离均较长,不利便携式电子产品或虚拟实境装置的薄型化,因此极需要开发成像质量良好且镜头长度缩短的镜头。然而,光学成像镜头设计并非单纯将成像质量佳的镜头等比例缩小就能制作出兼具成像质量与微型化的光学成像镜头,设计过程牵涉到材料特性,还必须考量到制作、组装良率等生产面的实际问题,所以微型化镜头的技术难度明显高出传统镜头。
因此如何制作出符合应用的光学成像镜头,并持续提升其成像质量并缩小光学成像镜头的长度,同时具有优异的视场角与光圈大小,一直是业界持续精进的目标。
发明内容
本发明之一目的系在提供一种光学成像镜头,透过控制各透镜的凹凸曲面排列,维持其成像质量并缩小镜头长度,同时扩大视场角及光圈。
依据本发明,提供一种光学成像镜头,其从物侧至像侧沿一光轴包括五片透镜,依序包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜及一第五透镜。前述每一透镜都具有一屈光率,而且具有一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。
为了便于表示本发明所指的参数,在本说明书及图示中定义:T1代表第一透镜在光轴上的厚度、G12代表第一透镜与第二透镜之间在光轴上的空气间隙宽度、TA代表光圈到下一个相邻透镜物侧面在光轴上的距离、G12-TA代表第一透鏡到光圈中心在光軸上的距離、T2代表第二透镜在光轴上的厚度、G23代表第二透镜与第三透镜之间在光轴上的空气间隙宽度、T3代表第三透镜在光轴上的厚度、G34代表第三透镜与第四透镜之间在光轴上的空气间隙宽度、T4代表第四透镜在光轴上的厚度、G45代表第四透镜与第五透镜之间在光轴上的空气间隙宽度、T5代表第五透镜在光轴上的厚度、G5F代表第五透镜之像侧面至一滤光件之物侧面在光轴上的距离、TF代表滤光件在光轴上的厚度、GFP代表滤光件之像侧面至成像面在光轴上的距离、f1代表第一透镜的焦距、f2代表第二透镜的焦距、f3代表第三透镜的焦距、f4代表第四透镜的焦距、f5代表第五透镜的焦距、n1代表第一透镜的折射率、n2代表第二透镜的折射率、n3代表第三透镜的折射率、n4代表第四透镜的折射率、n5代表第五透镜的折射率、nf代表滤光件的折射率、V1代表第一透镜的阿贝数、V2代表第二透镜的阿贝数、V3代表第三透镜的阿贝数、V4代表第四透镜的阿贝数、V5代表第五透镜的阿贝数、EFL代表光学成像镜头的有效焦距、TL代表第一透镜之物侧面至第五透镜之像侧面在光轴上的距离、TTL代表第一透镜之物侧面至成像面在光轴上的距离、ALT代表第一透镜至第五透镜在光轴上的全部透镜厚度总和(即T1、T2、T3、T4、T5之和)、AAG代表第一透镜至第五透镜之间在光轴上的所有空气间隙宽度总和(即G12、G23、G34、G45之和)、BFL代表光学成像镜头的后焦距,即第五透镜之像侧面至成像面在光轴上的距离(即G5F、TF、GFP之和)。ImgH代表光学成像镜头的像高。
依据本发明的一实施例所提供的一光学成像镜头,第一透镜具有负屈光率,第二透镜之像侧面上包括一位于圆周附近区域的凸面部,第三透镜具有负屈光率,且第三透镜之物侧面上包括一位于圆周附近区域的凸面部,第四透镜之物侧面上包括一位于光轴附近区域的凸面部,且第四透镜之像侧面上包括一位于光轴附近区域的凸面部或一圆周附近区域的凸面部,第五透镜之像侧面上包括一位于光轴附近区域的凹面部。
本发明可选择性地控制前述参数,满足下列至少一条件式:
EFL/T5≦6.000条件式(1);
G12/T1≦4.400条件式(2);
(T2+G23)/T1≦1.800条件式(3);
(G12+G45)/T2≦4.500条件式(4);
ImgH/G12≦2.000条件式(5);
TTL/(G12+G23+G34)≦3.800条件式(6);
(AAG+BFL)/T4≦4.000条件式(7);
TL/ImgH≦4.600条件式(8);
EFL/BFL≦2.500条件式(9);
G12/T4≦2.600条件式(10);
(G34+T4)/T3≦5.400条件式(11);
(G12+G45)/T4≦2.100条件式(12);
(T1+T2+T3+T5)/G12≦2.600条件式(13);
ALT/(G12+G23+G34)≦2.200条件式(14);
(AAG+BFL)/(T2+T3)≦4.400条件式(15);
TTL/ALT≦2.700条件式(16);
V2>(V3+V5)条件式(17);及/或
V4>(V3+V5)条件式(18)。
前述所列之示例性限定条件式,亦可任意选择性地合并不等数量施用于本发明之实施态样中,并不限于此。在实施本发明时,除了前述条件式之外,亦可针对单一透镜或广泛性地针对多个透镜额外设计出其他更多的透镜的凹凸曲面排列、屈光率变化、选用各种材质或其他细部结构,以加强对***性能及/或分辨率的控制。须注意的是,此些细节需在无冲突之情况之下,选择性地合并施用于本发明之其他实施例当中。
由上述中可以得知,本发明之光学成像镜头透过控制各透镜的凹凸曲面排列,可维持其成像质量并缩小镜头长度,扩大视场角及光圈。
附图说明
图1显示本发明之一实施例之透镜剖面结构示意图;
图2绘示透镜面形与光线焦点的关系示意图;
图3绘示范例一的透镜面形与有效半径的关系图;
图4绘示范例二的透镜面形与有效半径的关系图;
图5绘示范例三的透镜面形与有效半径的关系图;
图6显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图7显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图8显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据表格图;
图9显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之非球面数据表格图;
图10显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图11显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图12显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据表格图;
图13显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之非球面数据表格图;
图14显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图15显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图16显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据表格图;
图17显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之非球面数据表格图;
图18显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图19显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图20显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据表格图;
图21显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之非球面数据表格图;
图22显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图23显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图24显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据表格图;
图25显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之非球面数据表格图;
图26显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图27显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图28显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据表格图;
图29显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之非球面数据表格图;
图30显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图31显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图32显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据表格图;
图33显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之非球面数据表格图;
图34显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图35显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图36显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据表格图;
图37显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之非球面数据表格图;
图38显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图39显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图40显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据表格图;
图41显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之非球面数据表格图;
图42显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图;
图43显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图;
图44显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之各透镜之详细光学数据表格图;
图45显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之非球面数据表格图;
图46统列出以上十个实施例的EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT值的比较表格图。
具体实施方式
进一步说明各实施例,本发明乃提供有图式。此些图式乃为本发明揭露内容之一部分,其主要系用以说明实施例,并可配合说明书之相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容,本领域具有通常知识者应能理解其他可能的实施方式以及本发明之优点。图中的元件并未按比例绘制,而类似的元件符号通常用来表示类似的元件。
附图中的符号说明:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10光学成像镜头;100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000光圈;110,210,310,410,510,610,710,810,910,1010第一透镜;111,121,131,141,151,161,211,221,231,241,251,261,311,321,331,341,351,361,411,421,431,441,451,461,511,521,531,541,551,561,611,621,631,641,651,661,711,721,731,741,751,761,811,821,831,841,851,861,911,921,931,941,951,961,1011,1021,1031,1041,1051,1061物侧面;112,122,132,142,152,162,212,222,232,242,252,262,312,322,332,342,352,362,412,422,432,442,452,462,512,522,532,542,552,562,612,622,632,642,652,662,712,722,732,742,752,762,812,822,832,842,852,862,912,922,932,942,952,962,1012,1022,1032,1042,1052,1062像侧面;120,220,320,420,520,620,720,820,920,1020第二透镜;130,230,330,430,530,630,730,830,930,1030第三透镜;140,240,340,440,540,640,740,840,940,1040第四透镜;150,250,350,450,550,650,750,850,950,1050第五透镜;160,260,360,460,560,660,760,860,960,1060滤光件;170,270,370,470,570,670,770,870,970,1070成像面;1111,1211,1221,1311,1411,1421,1511位于光轴附近区域的凸面部;1112,1212,1222,1312,1412,1422,1522位于圆周附近区域的凸面部;1121,1321,1521位于光轴附近区域的凹面部;1122,1322,1512,2522,5522,6522,7522,8522,10522位于圆周附近区域的凹面部;A1物侧;A2像侧;I光轴;I-I'轴线;A光轴附近区域;C圆周附近区域;E延伸部。
本篇说明书所言之「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」,是指所述透镜以高斯光学理论计算出来之光轴上的屈光率为正(或为负)。该像侧面、物侧面定义为成像光线通过的范围,其中成像光线包括了主光线(chief ray)Lc及边缘光线(marginal ray)Lm,如图1所示,I为光轴且此一透镜是以该光轴I为对称轴径向地相互对称,光线通过光轴上的区域为光轴附近区域A,边缘光线通过的区域为圆周附近区域C,此外,该透镜还包含一延伸部E(即圆周附近区域C径向上向外的区域),用以供该透镜组装于一光学成像镜头内,理想的成像光线并不会通过该延伸部E,但该延伸部E之结构与形状并不限于此,以下之实施例为求图式简洁均省略了部分的延伸部。更详细的说,判定面形或光轴附近区域、圆周附近区域、或多个区域的范围的方法如下:
如图1所示,其系一透镜径向上的剖视图。以该剖视图观之,在判断前述区域的范围时,定义一中心点为该透镜表面上与光轴的一交点,而一转换点是位于该透镜表面上的一点,且通过该点的一切线与光轴垂直。如果径向上向外有复数个转换点,则依序为第一转换点,第二转换点,而有效半效径上距光轴径向上最远的转换点为第N转换点。中心点和第一转换点之间的范围为光轴附近区域,第N转换点径向上向外的区域为圆周附近区域,中间可依各转换点区分不同的区域。此外,有效半径为边缘光线Lm与透镜表面交点到光轴I上的垂直距离。
如图2所示,该区域的形状凹凸系以平行通过该区域的光线(或光线延伸线)与光轴的交点在像侧或物侧来决定(光线焦点判定方式)。举例言之,当光线通过该区域后,光线会朝像侧聚焦,与光轴的焦点会位在像侧,例如图2中R点,则该区域为凸面部。反之,若光线通过该某区域后,光线会发散,其延伸线与光轴的焦点在物侧,例如图2中M点,则该区域为凹面部,所以中心点到第一转换点间为凸面部,第一转换点径向上向外的区域为凹面部;由图2可知,该转换点即是凸面部转凹面部的分界点,因此可定义该区域与径向上相邻该区域的内侧的区域,系以该转换点为分界具有不同的面形。另外,若是光轴附近区域的面形判断可依该领域中通常知识者的判断方式,以R值(指近轴的曲率半径,通常指光学软件中的透镜数据库(lens data)上的R值)正负判断凹凸。以物侧面来说,当R值为正时,判定为凸面部,当R值为负时,判定为凹面部;以像侧面来说,当R值为正时,判定为凹面部,当R值为负时,判定为凸面部,此方法判定出的凹凸和光线焦点判定方式相同。
若该透镜表面上无转换点,该光轴附近区域定义为有效半径的0~50%,圆周附近区域定义为有效半径的50~100%。
图3为第一范例的透镜像侧表面在有效半径上仅具有第一转换点,则第一区为光轴附近区域,第二区为圆周附近区域。此透镜像侧面的R值为正,故判断光轴附近区域具有一凹面部;圆周附近区域的面形和径向上紧邻该区域的内侧区域不同。即,圆周附近区域和光轴附近区域的面形不同;该圆周附近区域系具有一凸面部。
图4为第二范例的透镜物侧表面在有效半径上具有第一及第二转换点,则第一区为光轴附近区域,第三区为圆周附近区域。此透镜物侧面的R值为正,故判断光轴附近区域为凸面部;第一转换点与第二转换点间的区域(第二区)具有一凹面部,圆周附近区域(第三区)具有一凸面部。
图5为第三范例的透镜物侧表面在有效半径上无转换点,此时以有效半径0%~50%为光轴附近区域,50%~100%为圆周附近区域。由于光轴附近区域的R值为正,故此物侧面在光轴附近区域具有一凸面部;而圆周附近区域与光轴附近区域间无转换点,故圆周附近区域具有一凸面部。
本发明之光学成像镜头,乃是一定焦镜头,其从物侧至像侧沿一光轴设置五片透镜,依序包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜及一第五透镜。前述每一透镜都具有屈光率且具有一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。本发明之光学成像镜头透过设计各透镜之细部特征,而可维持其成像质量并缩小镜头长度,同时扩大视场角及光圈。
在此设计的前述各镜片之特性主要是考量光学成像镜头的光学特性与镜头长度,举例来说:第一透镜具有负屈光率与第二透镜的像侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部有利于增加镜头的半视角,光圈设置在第一透镜与第二透镜之间有利于增加镜头的半视角,第三透镜具有负屈光率并且物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部有利于修正前二透镜的像差,第四透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部搭配第四透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部或一位于圆周附近区域的凸面部有利于修正前三透镜产生的像差,第五透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部有利于修正前四透镜产生的像差。
其次,当光学成像镜头满足条件式(17)的V2>(V3+V5)或条件式(28)的V4>(V3+V5)并配合各透镜表面的凹凸配置,可有利于修正光学成像镜头的色像差。
为使光学成像镜头***焦距与光学各参数维持一适当值,避免任一参数过大而不利于该光学***整体之像差的修正,或是避免任一参数过小而影响组装或是提高制造上之困难度,可设计各参数满足下列条件式:
条件式(1):EFL/T5≦6.000,较佳的范围介于2.000~6.000之间;
条件式(9):EFL/BFL≦2.500,较佳的范围介于0.800~2.500之间。
为了达成缩短透镜***长度及确保成像质量,可将透镜间的空气间隙缩小或是透镜厚度适度的缩短,使各透镜的厚度与间隔维持一适当值,避免任一参数过大而不利于该光学成像镜头整体之薄型化,或是避免任一参数过小而影响组装或是提高制造上之困难度,因此若满足以下条件式之数值限定,光学成像镜头能有较佳的配置:
条件式(2):G12/T1≦4.400,较佳的范围介于1.500~4.400之间;
条件式(3):(T2+G23)/T1≦1.800,较佳的范围介于0.300~1.800之间;
条件式(4):(G12+G45)/T2≦4.500,较佳的范围介于1.700~4.500之间;
条件式(5):ImgH/G12≦2.000,较佳的范围介于0.600~2.000之间;
条件式(6):TTL/(G12+G23+G34)≦3.800,较佳的范围介于1.800~3.800之间;
条件式(7):(AAG+BFL)/T4≦4.000,较佳的范围介于2.000~4.000之间;
条件式(8):TL/ImgH≦4.600,较佳的范围介于2.000~4.600之间;
条件式(10):G12/T4≦2.600,较佳的范围介于0.700~2.600之间;
条件式(11):(G34+T4)/T3≦5.400,较佳的范围介于1.700~5.400之间;
条件式(12):(G12+G45)/T4≦2.100,较佳的范围介于1.000~2.100之间;
条件式(13):(T1+T2+T3+T5)/G12≦2.600,较佳的范围介于0.500~2.600之间;
条件式(14):ALT/(G12+G23+G34)≦2.200,较佳的范围介于1.000~2.200之间;
条件式(15):(AAG+BFL)/(T2+T3)≦4.400,较佳的范围介于2.200~4.400之间;及/或
条件式(16):TTL/ALT≦2.700,较佳的范围介于1.500~2.700之间。
有鉴于光学***设计的不可预测性,在本发明的架构之下,符合上述的条件式时,能较佳地使本发明的成像质量提升镜头、视场角增加、镜头长度缩短、光圈值(f-number)缩小及/或组装良率提升而改善先前技术的缺点。
在实施本发明时,除了上述条件式之外,亦可如以下实施例针对单一透镜或广泛性地针对多个透镜额外设计出其他更多的透镜的凹凸曲面排列、屈光率变化或其他细部结构,以加强对***性能及/或分辨率的控制以及制造上良率的提升。举例来说,第一透镜的物侧面上可选择性地额外形成一位于光轴附近区域的凸面部。除此之外,材质设计方面,本发明的实施例的光学成像镜头的所有透镜中可为玻璃、树脂等各种透明材质制作之透镜。须注意的是,此些细节需在无冲突之情况之下,选择性地合并施用于本发明之其他实施例当中,并不限于此。
为了说明本发明确实可在提供良好的光学性能的同时,增加视场角及降低光圈值,以下提供多个实施例以及其详细的光学数据。首先请一并参考图6至图9,其中图6显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图7显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图,图8显示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图9显示依据本发明之第一实施例光学成像镜头之各透镜之非球面数据。
如图6所示,本实施例之光学成像镜头1从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜110、一光圈(aperture stop)100、一第二透镜120、一第三透镜130、一第四透镜140及一第五透镜150。一滤光件160及一影像传感器的一成像面170皆设置于光学成像镜头1的像侧A2。在本实施例中,滤光件160为红外线滤光片(IR cut filter)且设于第五透镜150与成像面170之间,滤光件160将经过光学成像镜头1的光过滤掉特定波段的波长,例如过滤掉红外线波段,可使得人眼看不到的红外线波段的波长不会成像于成像面170上。
光学成像镜头1之第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150在此示例性地以塑料材质所构成,然不限于此,亦可为其他透明材质制作。
第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150且形成细部结构如下:第一透镜110具有负屈光率,并具有一朝向物侧A1的物侧面111及一朝向像侧A2的像侧面112。物侧面111为一凸面,且包括一位于光轴附近区域的凸面部1111及一位于圆周附近区域的凸面部1112。像侧面112为一凹面,且包括一位于光轴附近区域的凹面部1121及一位于圆周附近区域的凹面部1122。第一透镜110的物侧面111与像侧面112皆为非球面。
第二透镜120具有正屈光率,并具有一朝向物侧A1的物侧面121及一朝向像侧A2的像侧面122。物侧面121为一凸面,且包括一位于光轴附近区域的凸面部1211及一位于圆周附近区域的凸面部1212。像侧面122为一凸面,且包括一位于光轴附近区域的凸面部1221及一位于圆周附近区域的凸面部1222。第二透镜120的物侧面121与像侧面122皆为非球面。
第三透镜130具有负屈光率,并具有一朝向物侧A1的物侧面131及一朝向像侧A2的像侧面132。物侧面131为一凸面,且包括一位于光轴附近区域的凸面部1311以及一位于圆周附近区域的凸面部1312。像侧面132为一凹面,且包括一位于光轴附近区域的凹面部1321及一位于圆周附近区域的凹面部1322。第三透镜130的物侧面131与像侧面132皆为非球面。
第四透镜140具有正屈光率,并具有一朝向物侧A1的物侧面141及具有一朝向像侧A2的像侧面142。物侧面141为一凸面,且且包括一位于光轴附近区域的凸面部1411以及一位于圆周附近区域的凸面部1412。像侧面142为一凸面,且包括一位于光轴附近区域的凸面部1421及一位于圆周附近区域的凸面部1422。第四透镜140的物侧面141与像侧面142皆为非球面。
第五透镜150具有负屈光率,并具有一朝向物侧A1的物侧面151及一朝向像侧A2的像侧面152。物侧面151包括一位于光轴附近区域的凸面部1511以及一位于圆周附近区域的凹面部1512。像侧面152包括一位于光轴附近区域的凹面部1521及一位于圆周附近区域的凸面部1522。第五透镜150的物侧面151与像侧面152皆为非球面。
在本实施例中,系设计各透镜110、120、130、140、150、滤光件160及影像传感器的成像面170之间存在空气间隙。在其他实施例中,可将两相对的透镜对应表面轮廓设计为彼此相应,而可彼此贴合,以消除其间之空气间隙。
关于本实施例之光学成像镜头1中的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图8,其中G12-TA代表第一透镜110到光圈100中心在光轴上的距离。关于EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT之值,请参考图46。
第一透镜110的物侧面111及像侧面112、第二透镜120的物侧面121及像侧面122、第三透镜130的物侧面131及像侧面132、第四透镜140的物侧面141及像侧面142及第五透镜150的物侧面151及像侧面152,共十个非球面皆是依下列非球面曲线公式定义:
Y表示非球面曲面上的点与光轴的垂直距离;Z表示非球面之深度(非球面上距离光轴为Y的点,其与相切于非球面光轴上顶点之切面,两者间的垂直距离);R表示透镜表面之曲率半径;K为锥面系数(Conic Constant);ai为第i阶非球面系数。各个非球面之参数详细数据请一并参考图9。
图7的(a)绘示本实施例的纵向球差的示意图,横轴为焦距,纵轴为视场。图7的(b)绘示本实施例的弧矢方向的像散像差的示意图,图7的(c)绘示本实施例的子午方向的像散像差的示意图,横轴为焦距,纵轴为像高。图7的(d)绘示本实施例的畸变像差的示意图,横轴为百分比,纵轴为像高。三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在不同高度的离轴光线皆集中于的成像点附近,每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.02mm,明显改善不同波长的球差,弧矢方向的像散像差在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.025mm内,子午方向的像散像差落在±0.05mm内,而畸变像差维持于±20%内。
从上述数据中可以看出光学成像镜头1的各种光学特性已符合光学***的成像质量要求。据此说明本第一较佳实施例之光学成像镜头1相较于现有光学镜头,在镜头长度缩短至6.243mm、半视角(HFOV)扩大至55度、Fno为2.2的同时,仍能有效提供较佳的成像质量。
参考图10至图13,图10显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图11显示依据本发明之第二实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图,图12显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图13显示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的元件,唯在此使用的标号开头改为2,例如第三透镜物侧面为231,第三透镜像侧面为232,其它元件标号在此不再赘述。如图10中所示,本实施例之光学成像镜头2从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜210、一光圈200、一第二透镜220、一第三透镜230、一第四透镜240及一第五透镜250。
第二实施例之朝向物侧A1的物侧面211、221、231、241、251及朝向像侧A2的像侧面212、222、232、242之表面凹凸配置及各透镜的正负屈光率配置大致上与第一实施例类似,唯第二实施例的各曲率半径、透镜厚度、非球面系数、后焦距等相关光学参数及像侧面252之表面凹凸配置与第一实施例不同。在此为了更清楚显示图面,表面凹凸配置的特征仅标示与第一实施例不同之处,而省略相同之处的标号,且以下每个实施例的透镜表面凹凸配置的特征,亦仅标示与第一实施例不同之处,省略相同处的标号,并不再赘述。详细地说,表面凹凸配置差异之处在于,第五透镜250的像侧面252包括一位于圆周附近区域的凹面部2522。关于本实施例之光学成像镜头2的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图12,关于EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT之值,请参考图46。
从图11的(a)的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.025mm以内。从图11的(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.025mm内。从图11的(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.05mm内。图11的(d)显示光学成像镜头2的畸变像差维持在±10%的范围内。第二实施例与第一实施例相比较,畸变像差较小。
从上述数据中可以看出光学成像镜头2的各种光学特性已符合光学***的成像质量要求。据此说明本实施例之光学成像镜头2相较于现有光学镜头,在镜头长度缩短至5.576mm、HFOV扩大为55度、Fno为2.2的同时,仍能有效提供较佳的成像质量。第三实施例与第一实施例相比较,镜头长度较短。
参考图14至图17,其中图14显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图15显示依据本发明之第三实施例光学成像镜头之各项像差图示意图,图16显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图17显示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的元件,唯在此使用的标号开头改为3,例如第三透镜物侧面为331,第三透镜像侧面为332,其它元件标号在此不再赘述。如图18中所示,本实施例之光学成像镜头3从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜310、一光圈300、一第二透镜320、一第三透镜330、一第四透镜340及一第五透镜350。
第三实施例之朝向物侧A1的物侧面311、321、331、341、351及朝向像侧A2的像侧面312、322、332、342、352等透镜表面的凹凸配置及各透镜的正负屈光率配置大致上与第一实施例类似,唯第三实施例的各曲率半径、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数第一实施例不同。在于关于本实施例之光学成像镜头3的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图16。关于EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT之值,请参考图46。
从图15的(a)的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.08mm以内。从图15的(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.08mm内。从图15的(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.08mm内。图15的(d)显示光学成像镜头3的畸变像差维持在±50%的范围内。
从上述数据中可以看出光学成像镜头3的各种光学特性已符合光学***的成像质量要求。据此说明本实施例之光学成像镜头3相较于现有光学镜头,在镜头长度缩短至4.588mm、HFOV扩大为54.943度、Fno为2.2的同时,仍能有效提供较佳的成像质量。第三实施例与第一实施例相比较,镜头长度较短。
另请一并参考图18至图21,其中图18显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图19显示依据本发明之第四实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图,图20显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图21显示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的元件,唯在此使用的标号开头改为4,例如第三透镜物侧面为431,第三透镜像侧面为432,其它元件标号在此不再赘述。如图18中所示,本实施例之光学成像镜头4从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜410、一光圈400、一第二透镜420一第三透镜430、一第四透镜440及一第五透镜450。
第四实施例之朝向物侧A1的物侧面411、421、431、441、451及朝向像侧A2的像侧面412、422、432、442、452等透镜表面的凹凸配置及第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430及第四透镜440的正负屈光率配置大致上与第一实施例类似,唯第四实施例的各曲率半径、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数与第一实施例不同,且第五透镜450具有正屈光率。关于本实施例之光学成像镜头4的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图20,关于EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT之值,请参考图46。
从图19的(a)的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.05mm以内。从图19的(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.04mm内。从图19的(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.08mm内。图19的(d)显示光学成像镜头4的畸变像差维持在±50%的范围内。
从上述数据中可以看出光学成像镜头4的各种光学特性已符合光学***的成像质量要求。据此说明本实施例之光学成像镜头4相较于现有光学镜头,在镜头长度缩短至5.723mm、HFOV扩大为55度、Fno为2.2的同时,仍能有效提供较佳的成像质量。第四实施例与第一实施例相比较,镜头长度较短。
另请一并参考图22至图25,其中图22显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图23显示依据本发明之第五实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图,图24显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图25显示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的元件,唯在此使用的标号开头改为5,例如第三透镜物侧面为531,第三透镜像侧面为532,其它元件标号在此不再赘述。如图22中所示,本实施例之光学成像镜头5从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜510、一光圈500、一第二透镜520、一第三透镜530、一第四透镜540及一第五透镜550。
第五实施例之朝向物侧A1的物侧面511、521、531、541、551及朝向像侧A2的像侧面512、522、532、542的透镜表面的凹凸配置及第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530及第四透镜540的正负屈光率配置大致上与第一实施例类似,唯第五实施例的各曲率半径、透镜厚度、非球面系数、后焦距等相关光学参数及像侧面552的透镜表面的凹凸配置与第一实施例不同,且第五透镜550具有正屈光率。详细地说,透镜表面的凹凸配置差异在于,第五透镜550的像侧面552包括一位于圆周附近区域的凹面部5522。关于本实施例之光学成像镜头5的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图24,关于EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT之值,请参考图46。
从图23的(a)的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.02mm以内。从图23的(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.025mm内。从图23的(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.05mm内。图23的(d)显示光学成像镜头5的畸变像差维持在±25%的范围内。
从上述数据中可以看出光学成像镜头5的各种光学特性已符合光学***的成像质量要求。据此说明本实施例之光学成像镜头5相较于现有光学镜头,在镜头长度缩短至5.964mm、HFOV扩大为59.299度、Fno为2.2的同时,仍能有效提供较佳的成像质量。第五实施例与第一实施例相比较,镜头长度较短、HFOV较大。
另请一并参考图26至图29,其中图26显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图27显示依据本发明之第六实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图,图28显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图29显示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的元件,唯在此使用的标号开头改为6,例如第三透镜物侧面为631,第三透镜像侧面为632,其它元件标号在此不再赘述。如图26中所示,本实施例之光学成像镜头6从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜610、一光圈600、一第二透镜620、一第三透镜630、一第四透镜640及一第五透镜650。
第六实施例之朝向物侧A1的物侧面611、621、631、641、651及朝向像侧A2的像侧面612、622、632、642的透镜表面的凹凸配置及各透镜的正负屈光率配置大致上与第一实施例类似,唯第六实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、非球面系数、后焦距等相关光学参数及物侧面641透镜表面的凹凸配置与第一实施例不同。详细地说,透镜表面的凹凸配置差异在于,第五透镜650的像侧面652包括一位于圆周附近区域的凹面部6522。关于本实施例之光学成像镜头6的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图28,关于EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT之值,请参考图46。
从图27的(a)的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.05mm以内。从图27的(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.025mm内。从图27的(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.05mm内。图27的(d)显示光学成像镜头6的畸变像差维持在±8%的范围内。与第一实施例相较,本实施例的畸变像差较小。
从上述数据中可以看出光学成像镜头6的各种光学特性已符合光学***的成像质量要求。据此说明本实施例之光学成像镜头6相较于现有光学镜头,在镜头长度缩短至6.344mm、HFOV扩大为51.418度、Fno为2.2的同时,仍能有效提供较佳的成像质量。
另请一并参考图30至图33,其中图30显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图31显示依据本发明之第七实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图,图32显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图33显示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的元件,唯在此使用的标号开头改为7,例如第三透镜物侧面为731,第三透镜像侧面为732,其它元件标号在此不再赘述。如图30中所示,本实施例之光学成像镜头7从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜710、一光圈700、一第二透镜720、一第三透镜730、一第四透镜740、一第五透镜750。
第七实施例之朝向物侧A1的物侧面711、721、731、741、751及朝向像侧A2的像侧面712、722、732、742的透镜表面的凹凸配置及各透镜的正负屈光率配置大致上与第一实施例类似,唯第七实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、非球面系数、后焦距等相关光学参数及像侧面752的透镜表面的凹凸配置与第一实施例不同。详细地说,透镜表面的凹凸配置差异在于,第五透镜750的像侧面752包括一位于圆周附近区域的凹面部7522。关于本实施例之光学成像镜头7的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图32,关于EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT之值,请参考图46。
从图31的(a)的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.05mm以内。从图31的(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.025mm内。从图31的(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.05mm内。图31的(d)显示光学成像镜头7的畸变像差维持在±20%的范围内。
从上述数据中可以看出光学成像镜头7的各种光学特性已符合光学***的成像质量要求。据此说明本实施例之光学成像镜头7相较于现有光学镜头,在镜头长度缩短至5.291mm、HFOV扩大为49.290、Fno为2.2的同时,仍能有效提供较佳的成像质量。与第一实施例相较,本实施例的镜头长度较短。
另请一并参考图34至图37,其中图34显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图35显示依据本发明之第八实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图,图36显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图37显示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的元件,唯在此使用的标号开头改为8,例如第三透镜物侧面为831,第三透镜像侧面为832,其它元件标号在此不再赘述。如图34中所示,本实施例之光学成像镜头8从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜810、一光圈800、一第二透镜820、一第三透镜830、一第四透镜840及一第五透镜850。
第八实施例之朝向物侧A1的物侧面811、821、831、851及朝向像侧A2的像侧面812、822、832、842的透镜表面的凹凸配置及各透镜的正负屈光率配置大致上与第一实施例类似,唯第八实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、非球面系数、后焦距等相关光学参数及像侧面852透镜表面的凹凸配置与第一实施例不同。详细地说,透镜表面的凹凸配置差异在于,第五透镜850的像侧面852包括一位于圆周附近区域的凹面部8522。关于本实施例之光学成像镜头8的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图36,关于EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT之值,请参考图46。
从图35的(a)的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.05mm以内。从图35的(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.1mm内。从图35的(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.2mm内。图35的(d)显示光学成像镜头8的畸变像差维持在±20%的范围内。
从上述数据中可以看出光学成像镜头8的各种光学特性已符合光学***的成像质量要求。据此说明本实施例之光学成像镜头8相较于现有光学镜头,在镜头长度缩短至7.030mm、HFOV扩大为55度、Fno为2.2的同时,仍能有效提供较佳的成像质量。
另请一并参考图38至图41,其中图38显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图39显示依据本发明之第九实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图,图40显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图41显示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的元件,唯在此使用的标号开头改为9,例如第三透镜物侧面为931,第三透镜像侧面为932,其它元件标号在此不再赘述。如图38中所示,本实施例之光学成像镜头9从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜910、一光圈900、一第二透镜920、一第三透镜930、一第四透镜940及一第五透镜950。
第九实施例之朝向物侧A1的物侧面911、921、931、941、951及朝向像侧A2的像侧面912、922、932、942、952的透镜表面的凹凸配置及各透镜的正负屈光率配置大致上与第一实施例类似,唯第九实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、非球面系数及后焦距等相关光学参数与第一实施例不同。关于本实施例之光学成像镜头9的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图40,关于EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT之值,请参考图46。
从图39的(a)的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.02mm以内。从图39的(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.025mm内。从图39的(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.05mm内。图39的(d)显示光学成像镜头9的畸变像差维持在±50%的范围内。
从上述数据中可以看出光学成像镜头9的各种光学特性已符合光学***的成像质量要求。据此说明本实施例之光学成像镜头9相较于现有光学镜头,在镜头长度缩短至5.783mm、HFOV扩大为54.999度、Fno为2.2的同时,仍能有效提供较佳的成像质量。与第一实施例相较,本实施例的光学成像镜头9的镜头长度较短。
另请一并参考图42至图45,其中图42显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之五片式透镜之剖面结构示意图,图43显示依据本发明之第十实施例光学成像镜头之纵向球差与各项像差图示意图,图44显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之详细光学数据,图45显示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之各透镜之非球面数据。在本实施例中使用与第一实施例类似的标号标示出相似的元件,唯在此使用的标号开头改为10,例如第三透镜物侧面为1031,第三透镜像侧面为1032,其它元件标号在此不再赘述。如图42中所示,本实施例之光学成像镜头10从物侧A1至像侧A2依序包括一第一透镜1010、一光圈1000、一第二透镜1020、一第三透镜1030、一第四透镜1040及一第五透镜1050。
第十实施例之朝向物侧A1的物侧面1011、1021、1031、1041、1051及朝向像侧A2的像侧面1012、1022、1032、1042的透镜表面的凹凸配置及各透镜的正负屈光率配置大致上与第一实施例类似,唯第十实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、非球面系数、后焦距等相关光学参数及像侧面1052透镜表面的凹凸配置与第一实施例不同。详细地说,透镜表面的凹凸配置差异在于,第五透镜1050的像侧面1052包括一位于圆周附近区域的凹面部10522。关于本实施例之光学成像镜头10的各透镜之各光学特性及各空气间隙之宽度,请参考图44,关于EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT之值,请参考图46。
从图43的(a)的纵向球差中,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.02mm以内。从图43的(b)的弧矢方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.05mm内。从图43的(c)的子午方向的像散像差中,三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.05mm内。图43的(d)显示光学成像镜头10的畸变像差维持在±50%的范围内。
从上述数据中可以看出光学成像镜头10的各种光学特性已符合光学***的成像质量要求。据此说明本实施例之光学成像镜头10相较于现有光学镜头,在镜头长度缩短至6.092mm、HFOV扩大为55度、Fno为2.2的同时,仍能有效提供较佳的成像质量。与第一实施例相较,本实施例的光学成像镜头10的镜头长度较短。
图46统列出以上十个实施例的EFL/T5、G12/T1、(T2+G23)/T1、(G12+G45)/T2、ImgH/G12、TTL/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/T4、TL/ImgH、EFL/BFL、G12/T4、(G34+T4)/T3、(G12+G45)/T4、(T1+T2+T3+T5)/G12、ALT/(G12+G23+G34)、(AAG+BFL)/(T2+T3)及TTL/ALT值,以及各实施例的详细光学数据中,可看出本发明之光学成像镜头确实可满足前述条件式(1)~(18)至少任一。其次,此处各个实施例所揭露之光学参数的组合比例关系所得的包含最大最小值以内的数值范围皆可属本发明据以实施之范畴。
本发明光学成像镜头各实施例的纵向球差、像散像差、畸变皆符合使用规范。另外,三种代表波长在不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近,由每一曲线的偏斜幅度可看出不同高度的离轴光线的成像点偏差皆获得控制而具有良好的球差、像差、畸变抑制能力。进一步参阅成像质量数据,三种代表波长彼此间的距离亦相当接近,显示本发明在各种状态下对不同波长光线的集中性佳而具有优良的色散抑制能力。综上所述,本发明藉由透镜的设计与相互搭配,能产生优异的成像质量。
以上叙述依据本发明多个不同实施例,其中各项特征可以单一或不同结合方式实施。因此,本发明实施方式之揭露为阐明本发明原则之具体实施例,应不拘限本发明于所揭示的实施例。进一步言之,先前叙述及其附图仅为本发明示范之用,并不受其限囿。其他元件之变化或组合皆可能,且不悖于本发明之精神与范围。此外,本发明之各个实施例所揭露之光学参数的组合比例关系所得的包含最大最小值以内的数值范围皆可据以实施。
Claims (18)
1.一种光学成像镜头,其从物侧至像侧沿一光轴依序包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜及一第五透镜,每一透镜都具有一屈光率,且具有一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面,其中:
该第一透镜具有负屈光率;
该第二透镜之该像侧面上包括一位于圆周附近区域的凸面部;
该第三透镜具有负屈光率,且该第三透镜之该物侧面上包括一位于圆周附近区域的凸面部;
该第四透镜之该物侧面上包括一位于光轴附近区域的凸面部;
且该第四透镜之该像侧面上包括一位于光轴附近区域的凸面部或一圆周附近区域的凸面部;
该第五透镜之该像侧面上包括一位于光轴附近区域的凹面部;
其中该光学成像镜头只有上述五片具有屈光率的透镜;
该光学成像镜头更满足(T2+G23)/T1≦1.800,T2代表该第二透镜在该光轴上的一厚度,G23代表该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度,T1代表该第一透镜在该光轴上的一厚度。
2.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足EFL/T5≦6.000,EFL代表该光学成像镜头的一有效焦距,T5代表该第五透镜在该光轴上的一厚度。
3.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足G12/T1≦4.400,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度。
4.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足(G12+G45)/T2≦4.500,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度,G45代表该第四透镜与该第五透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度。
5.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足ImgH/G12≦2.000,ImgH代表该光学成像镜头的像高,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度。
6.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足TTL/(G12+G23+G34)≦3.800,TTL代表该第一透镜之该物侧面至一成像面在该光轴上的一距离,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度,G34代表该第三透镜与该第四透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度。
7.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足(AAG+BFL)/T4≦4.000,AAG代表该第一透镜至该第五透镜之间在该光轴上的一所有空气间隙宽度总和,BFL代表该光学成像镜头的一后焦距,即该第五透镜之该像侧面至一成像面在该光轴上的一距离,T4代表该第四透镜在该光轴上的一厚度。
8.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足TL/ImgH≦4.600,TL代表该第一透镜之该物侧面至该第五透镜之该像侧面在该光轴上的一距离,ImgH代表该光学成像镜头的像高。
9.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足EFL/BFL≦2.500,EFL代表该光学成像镜头的一有效焦距,BFL代表该光学成像镜头的一后焦距,即该第五透镜之该像侧面至一成像面在该光轴上的一距离。
10.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足G12/T4≦2.600,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度,T4代表该第四透镜在该光轴上的一厚度。
11.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足(G34+T4)/T3≦5.400,G34代表该第三透镜与该第四透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度,T4代表该第四透镜在该光轴上的一厚度,T3代表该第三透镜在该光轴上的一厚度。
12.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足(G12+G45)/T4≦2.100,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度,G45代表该第四透镜与该第五透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度,T4代表该第四透镜在该光轴上的一厚度。
13.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足(T1+T2+T3+T5)/G12≦2.600,T3代表该第三透镜在该光轴上的一厚度,T5代表该第五透镜在该光轴上的一厚度,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度。
14.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足ALT/(G12+G23+G34)≦2.200,ALT代表该第一透镜至该第五透镜在该光轴上的一全部透镜厚度总和,G12代表该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度,G34代表该第三透镜与该第四透镜之间在该光轴上的一空气间隙宽度。
15.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足(AAG+BFL)/(T2+T3)≦4.400,AAG代表该第一透镜至该第五透镜之间在该光轴上的一所有空气间隙宽度总和,BFL代表该光学成像镜头的一后焦距,即该第五透镜之该像侧面至一成像面在该光轴上的一距离,T3代表该第三透镜在该光轴上的一厚度。
16.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足TTL/ALT≦2.700,TTL代表该第一透镜之该物侧面至一成像面在该光轴上的一距离,ALT代表该第一透镜至该第五透镜在该光轴上的一全部透镜厚度总和。
17.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足V2>(V3+V5),V2代表该第二透镜的一阿贝数,V3代表该第三透镜的一阿贝数,V5代表该第五透镜的一阿贝数。
18.如权利要求1所述光学成像镜头,其中该光学成像镜头更满足V4>(V3+V5),V4代表该第四透镜的一阿贝数,V3代表该第三透镜的一阿贝数,V5代表该第五透镜的一阿贝数。
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