TW202334707A - 光學成像鏡頭 - Google Patents

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Abstract

一種光學成像鏡頭，沿著一光軸從一物側至一像側依序包括有一第一鏡群、一光圈以及一第二鏡群。該第一鏡群包含有一第一透鏡、一第二透鏡以及一第三透鏡，該第一透鏡具有負屈折力，該第二透鏡具有負屈折力，該第三透鏡具有正屈折力；該第二鏡群包含一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡以及一第七透鏡，該第四透鏡具有正屈折力，該第五透鏡具有負屈折力，該第六透鏡具有負屈折力，該第七透鏡具有正屈折力；其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.05＜F/fg1＜0.3，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，fg1為該第一鏡群的組合焦距，使光學成像系統具有高成像品質的優點。

Description

光學成像鏡頭
本發明係與光學成像系統的應用領域有關；特別是指一種具有低畸變、良好成像品質的光學成像鏡頭。
近年來，隨著具有攝影功能之可攜式電子產品的興起，光學系統的需求日漸提高。一般光學系統的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge Coupled Device, CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor, CMOS Sensor)兩種，且隨著半導體製程技術的精進，使得感光元件的畫素尺寸縮小，光學系統逐漸往高畫素領域發展。
此外，隨著無人機與無人駕駛自動車的蓬勃發展，先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance system, ADAS)扮演著重要的腳色，藉由各種鏡頭搭配感測器來收集環境資訊，以保障駕駛人行車安全。此外，車用鏡頭隨著外在應用環境溫度變化，鏡頭品質對於溫度的需求也隨之提高，因此，對成像品質的要求也日益增加。
好的成像鏡頭一般具備低畸變(distortion)、高解析度(resolution)…等優點。且於實際應用面，尚須考慮小尺寸與成本的問題，因此，在種種限制條件下設計出具備良好成像品質的鏡頭，為設計者的一大難題。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種光學成像鏡頭，具有良好成像品質的優點。
緣以達成上述目的，本發明提供的光學成像鏡頭，沿著一光軸從一物側至一像側依序包括有一第一鏡群、一光圈以及一第二鏡群。該第一鏡群包含有由該物側至該像側沿該光軸排列之一第一透鏡、一第二透鏡以及一第三透鏡；該第一透鏡具有負屈折力，該第一透鏡的物側面為凸面，該第一透鏡的像側面為凹面；該第二透鏡具有負屈折力，該第二透鏡的物側面為凹面，該第二透鏡的像側面為凸面，且該第二透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面；該第三透鏡具有正屈折力，該第三透鏡的物側面為凸面；該第二鏡群包含有由該物側至該像側沿該光軸排列之一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡以及一第七透鏡；該第四透鏡為具有正屈折力之雙凸透鏡，且該第四透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面；該第五透鏡為具有負屈折力之雙凸透鏡；該第六透鏡為具有負屈折力之雙凹透鏡，該第六透鏡的物側面與該第五透鏡之像側面膠黏形成具有負屈折力之複合透鏡；該第七透鏡具有正屈折力，該第七透鏡的物側面為凸面，該第七透鏡的像側面為凹面，且該第七透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面；其中，該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.05＜F/fg1＜0.3，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，fg1為該第一鏡群的組合焦距。
本發明另一目的在於提供一種光學成像鏡頭，沿著一光軸從一物側至一像側依序包括有一第一鏡群、一光圈以及一第二鏡群。該第一鏡群包含有由該物側至該像側沿該光軸排列之一第一透鏡、一第二透鏡以及一第三透鏡；該第一透鏡具有負屈折力，該第一透鏡的物側面為凸面，該第一透鏡的像側面為凹面；該第二透鏡具有負屈折力，該第二透鏡的物側面為凹面，該第二透鏡的像側面為凸面，且該第二透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面；該第三透鏡具有正屈折力，該第三透鏡的物側面為凸面；該第二鏡群包含有由該物側至該像側沿該光軸排列之一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡以及一第七透鏡；該第四透鏡為具有正屈折力之雙凸透鏡，且該第四透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面；該第五透鏡為具有負屈折力之雙凸透鏡；該第六透鏡為具有負屈折力之雙凹透鏡，該第六透鏡的物側面與該第五透鏡之像側面膠黏形成具有負屈折力之複合透鏡；該第七透鏡具有正屈折力，該第七透鏡的物側面為凸面，該第七透鏡的像側面為凹面，且該第七透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面；其中，該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.35＜F/fg2＜0.5，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，fg2為該第二鏡群的組合焦距。
本發明之效果在於，該光學成像鏡頭利用七片透鏡的鏡面形狀、屈折力排列及焦距設計等條件設計，可大幅改善鏡頭像差的產生，藉以實現具有良好成像品質的效果，達到提升成像品質之目的。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參考圖1A，為本發明第一實施例之光學成像鏡頭100，其沿著一光軸Z從一物側至一像側依序包括有一第一鏡群G1、一光圈ST以及一第二鏡群G2。在第一實施例中，該第一鏡群G1包含有由該物側至該像側沿該光軸Z排列之一第一透鏡L1、一第二透鏡L2以及一第三透鏡L3；該第二鏡群G2包含有由該物側至該像側沿該光軸Z排列之一第四透鏡L4、一第五透鏡L5、一第六透鏡L6以及一第七透鏡L7。
該第一透鏡L1具有負屈折力，如圖1A所示，該第一透鏡L1係為凸凹透鏡，其中該第一透鏡L1的物側面S1為朝該物側圓弧凸出的凸面，該第一透鏡L1的像側面S2為凹面；在第一實施例中，該第一透鏡L1朝該像側之一面部分凹入成該像側面S2，該光軸Z通過該物側面S1與該像側面S2。
該第二透鏡L2具有負屈折力，如圖1A所示，該第二透鏡L2係為凹凸透鏡，其中該第二透鏡L2的物側面S3為朝該物側凹入的凹面，該第二透鏡L2的像側面S4為朝該像側凸出的凸面，且該第二透鏡L2之物側面S3與像側面S4的至少一者為非球面；在第一實施例中，該第二透鏡L2之物側面S3與像側面S4均為非球面。
該第三透鏡L3具有正屈折力，如圖1A所示，該第三透鏡L3係為雙凸透鏡，即該第三透鏡L3的物側面S5以及像側面S6均為凸面，其中該第三透鏡L3的物側面S5為朝該物側略微凸出的凸面，該第三透鏡L3的像側面S6為朝該像側圓弧凸出的凸面。
該第四透鏡L4具有正屈折力，如圖1A所示，該第四透鏡L4係為雙凸透鏡，即該第四透鏡L4的物側面S7以及像側面S8均為凸面，且該第四透鏡L4之物側面S7與像側面S8的至少一者為非球面，在第一實施例中，該第四透鏡L4之物側面S7與像側面S8均為非球面。
該第五透鏡L5具有負屈折力，如圖1A所示，該第五透鏡L5係為雙凸透鏡，即該第五透鏡L5的物側面S9以及像側面S10均為凸面，其中該第五透鏡L5的物側面S9為朝該物側略微凸出的凸面，該第五透鏡L5的像側面S10為朝該像側圓弧凸出的凸面。
該第六透鏡L6具有負屈折力，如圖1A所示，該第六透鏡L6係為雙凹透鏡，即該第六透鏡L6的物側面S11以及像側面S12均為凹面，在第一實施例中，該第六透鏡L6朝該物側之一面部分凹入成該物側面S11，該光軸Z通過該物側面S11與該像側面S12，且該第六透鏡L6的物側面S11對應膠黏該第五透鏡L5的像側面S10，使該第五透鏡L5的像側面S10與該第六透鏡L6的物側面S11形成同一平面，以致該第五透鏡L5與該第六透鏡L6結合成具有負屈折力之複合透鏡。
該第七透鏡L7具有正屈折力，如圖1A，該第七透鏡L7係為凸凹透鏡，其中該第七透鏡L7的物側面S13為凸面，該第七透鏡L7的像側面S14為凹面，且該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14的至少一者為非球面，在第一實施例中，該第七透鏡L7朝該像側之一面部分凹入成該像側面S14，該光軸Z通過該物側面S13與該像側面S14，且該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14均為非球面。
另外，該光學成像鏡頭100進一步包括有一紅外線濾光片L8以及一保護玻璃L9。該紅外線濾光片L8係位於該第七透鏡L7之像側面S14的一側，用來濾除通過該第一鏡群G1至該第二鏡群G2的影像光中多餘的紅外線；該保護玻璃L9設置於該紅外線濾光片L8之一側，且該保護玻璃L9位於該紅外線濾光片L8與成像面Im之間，用來保護該紅外線濾光片L8。
為使得本發明之光學成像鏡頭100保持良好的光學性能以及較高的成像品質，該光學成像鏡頭100還滿足以下條件： (1) -0.05＜F/fg1＜0.3； (2) -0.65＜F/f1＜-0.45，-0.25＜F/f2＜-0.1，0.25＜F/f3＜0.42； (3) 0.35＜F/fg2＜0.5； (4) 0.25＜F/f4＜0.45，-0.1＜F/f5＜0.1，-0.45＜F/f6＜-0.25，0.1＜F/f7＜0.35； (5) -0.3＜F/f56＜-0.05。
其中，F為該光學成像鏡頭100的焦距，f1為該第一透鏡L1的焦距；f2為該第二透鏡L2的焦距；f3為該第三透鏡L3的焦距；f4為該第四透鏡L4的焦距；f5為該第五透鏡L5的焦距；f6為該第六透鏡L6的焦距；f56為該第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距；f7為該第七透鏡L7的焦距；fg1為該第一鏡群G1的組合焦距；fg2為該第二鏡群G2的組合焦距。
下表一為本發明第一實施例之光學成像鏡頭100的數據，包括有：光學成像鏡頭100的焦距F（或稱有效焦距）、光圈值Fno、視場角FOV、各透鏡的曲率半徑R、各表面與下一表面在光軸Z上的距離、各透鏡的折射率Nd、色散、各透鏡的焦距、該第五透鏡L5與第六透鏡L6的膠合焦距；其中，焦距、曲率半徑和距離的單位為mm。下文中所列舉的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可對其參數或設定作適當的更動，惟其仍應屬於本發明之範疇內。 表一
焦距F=5.2mm ； 光圈值Fno= 2.1；視場角FOV= 112.6度
表面編號 曲率半徑 距離 折射率 色散 焦距 膠合焦距 備註
S1 52.25 1.20 1.74 49.3994 -8.8855 　 第一透鏡L1
S2 5.82 4.54   　 　 　  
S3 -7.56 4.40 1.88 37.2213 -34.924 　 第二透鏡L2
S4 -12.74 1.69   　 　 　  
S5 57.72 4.04 1.59 48.4459 17.747 　 第三透鏡L3
S6 -12.49 1.77   　 　 　  
ST Infinity 1.05   　 　 　 光圈ST
S7 20.871 1.98 1.46 67.8267 14.938 　 第四透鏡L4
S8 -9.93 2.14   　 　 　  
S9 45.02 4.52 1.65 55.9038 -57.366 -18.264 第五透鏡L5
S10、S11 -6.01 2.55 1.85 23.8256 -13.714 　 第六透鏡L6
S12 22.50 1.51   　 　 　  
S13 12.18 2.60 1.80 41.1438 16.69 　 第七透鏡L7
S14 124.80 1   　 　 　
S15 Infinity 0.4 1.52 64.17 　 　 紅外線濾光片L8
S16 Infinity 2.26   　 　 　  
S17 Infinity 0.5 1.52 64.17 　 　 保護玻璃L9
S18 Infinity 0.435          
Im Infinity           成像面Im
藉由上述表一可知，第一實施例的光學成像鏡頭100的焦距F=5.2mm，光圈值Fno=2.1；視場角FOV=112.6度，其中該第一透鏡L1之焦距f1=-8.8855mm，該第二透鏡L2之焦距f2=-34.924mm，該第三透鏡L3之焦距f3=17.747mm，該第四透鏡L4之焦距f4=14.938mm，該第五透鏡L5之焦距f5=-57.366mm，該第六透鏡L6之焦距f6=-13.714mm，該第七透鏡L7之焦距f7=16.69mm，該第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距f56=-18.264mm，該第一鏡群G1的組合焦距fg1=67.23mm，該第二鏡群G2的組合焦距fg2=14.89mm。
此外，依據上述之詳細參數，前述之條件式於第一實施例之詳細數值如下： (1) F/fg1=0.08； (2) F/f1=-0.59，F/f2=-0.15，F/f3=0.29； (3) F/fg2=0.35； (4) F/f4=0.35，F/f5=-0.09，F/f6=-0.38，F/f7=0.31； (5) F/f56=-0.28。
由上述表一數據得出，該第一鏡群G1及該第二鏡群G2滿足前述該光學成像鏡頭100所設定第(1)至(5)點的條件。
另外，第一實施例之光學成像鏡頭100當中該第二透鏡L2的物側面S3及像側面S4、該第四透鏡L4的物側面S7及像側面S8，以及該第七透鏡L7的物側面S13及像側面S14之非球面表面輪廓形狀Z由下列公式得到： 其中， Z：非球面表面輪廓形狀； c：曲率半徑之倒數； h：表面之離軸半高； k：圓錐係數； A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16：表面之離軸半高h的各階係數。
本第一實施例之光學成像鏡頭100當中該第二透鏡L2的物側面S3及像側面S4、該第四透鏡L4的物側面S7及像側面S8，以及該第七透鏡L7的物側面S13及像側面S14之圓錐係數k及A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16各階係數，如下表二至四所示： 表二
表面編號 S3 S4
k -6.8394E-01 -1.0047E+01
A4 -2.0522E-04 1.0690E-04
A6 2.3985E-05 9.4079E-06
A8 -7.0003E-07 -3.4953E-07
A10 1.6620E-08 7.1361E-09
A12 0 0
A14 0 0
A16 0 0
表三
表面編號 S7 S8
k 0 0
A4 1.6786E-04 7.2968E-05
A6 -9.0987E-06 -1.0077E-05
A8 1.0574E-07 3.4837E-07
A10 -5.1905E-08 -7.1222E-08
A12 0 0
A14 0 0
A16 0 0
表四
表面編號 S13 S14
k 1.2559E+00 0
A4 4.2040E-04 1.2627E-04
A6 1.1771E-05 7.8887E-06
A8 1.9976E-07 -7.1154E-09
A10 0 0
A12 0 0
A14 0 0
A16 0 0
接著，以光學模擬數據來驗證該光學成像鏡頭100的成像品質。圖1B為本發明之第一實施例的縱向球差圖，圖1C為本發明之第一實施例的橫向球差圖。由圖1B及1C的結果可驗證本實施例的光學成像鏡頭100透過上述設計，可有效地提升成像品質。
請參圖2A，為本發明第二實施例之光學成像鏡頭200，沿著一光軸Z從一物側至一像側依序包括有一第一鏡群G1、一光圈ST以及一第二鏡群G2。在第二實施例中，該第一鏡群G1包含有由該物側至該像側沿該光軸Z排列之一第一透鏡L1、一第二透鏡L2以及一第三透鏡L3；該第二鏡群G2包含有由該物側至該像側沿該光軸Z排列之一第四透鏡L4、一第五透鏡L5、一第六透鏡L6以及一第七透鏡L7。
該第一透鏡L1具有負屈折力，如圖2A所示，該第一透鏡L1係為凸凹透鏡，其中該第一透鏡L1的物側面S1為朝該物側弧型凸出的凸面，該第一透鏡L1的像側面S2為凹面；在第二實施例中，該第一透鏡L1朝該像側之一面部分凹入成該像側面S2，該光軸Z通過該物側面S1與該像側面S2。
該第二透鏡L2具有負屈折力，如圖2A所示，該第二透鏡L2係為凹凸透鏡，其中該第二透鏡L2的物側面S3為朝該物側圓弧凹入的凹面，該第二透鏡L2的像側面S4為朝該像側凸出的凸面，且該第二透鏡L2之物側面S3與像側面S4的至少一者為非球面；在第二實施例中，該第二透鏡L2之物側面S3與像側面S4均為非球面。
該第三透鏡L3具有正屈折力，如圖2A所示，該第三透鏡L3係為凸凹透鏡，其中該第三透鏡L3的物側面S5為朝該物側弧型凸出的凸面，該第三透鏡L3的像側面S6可設計為平面或凹面，在第二實施例中，該第三透鏡L3的像側面S6係為朝該像側略微凹入的凹面。
該第四透鏡L4具有正屈折力，如圖2A所示，該第四透鏡L4係為雙凸透鏡，即該第四透鏡L4的物側面S7以及像側面S8均為凸面，且該第四透鏡L4之物側面S7與像側面S8的至少一者為非球面，在第二實施例中，該第四透鏡L4朝該物側之一面部分凸出成該物側面S7，該光軸Z通過該物側面S7與該像側面S8，且該第四透鏡L4之物側面S7與像側面S8均為非球面。
該第五透鏡L5具有負屈折力，如圖2A所示，該第五透鏡L5係為雙凸透鏡，即該第五透鏡L5的物側面S9以及像側面S10均為凸面，其中該第五透鏡L5的物側面S9為朝該物側弧型凸出的凸面，該第五透鏡L5的像側面S10為朝該像側圓弧凸出的凸面。
該第六透鏡L6具有負屈折力，如圖2A所示，該第六透鏡L6係為雙凹透鏡，即該第六透鏡L6的物側面S11以及像側面S12均為凹面，在第二實施例中，該第六透鏡L6的物側面S11朝該物側之一面部分凹入成該像側面S12，該光軸Z通過該物側面S11與該像側面S12，且該第六透鏡L6的物側面S11對應膠黏該第五透鏡L5的像側面S10，使該第五透鏡L5的像側面S10與該第六透鏡L6的物側面S11形成同一平面，以致該第五透鏡L5與該第六透鏡L6結合成具有負屈折力之複合透鏡。
該第七透鏡L7具有正屈折力，如圖2A所示，該第七透鏡L7係為凸凹透鏡，其中該第七透鏡L7的物側面S13為凸面，該第七透鏡L7的像側面S14為凹面，且該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14的至少一者為非球面，在第二實施例中，該第七透鏡L7朝該像側之一面部分凹入成該像側面S14，該光軸Z通過該物側面S13與該像側面S14，且該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14均為非球面。
另外，該光學成像鏡頭100進一步包括有一紅外線濾光片L8以及一保護玻璃L9。該紅外線濾光片L8係位於該第七透鏡L7之像側面S14的一側，用來濾除通過該第一鏡群G1至該第二鏡群G2的影像光中多餘的紅外線；該保護玻璃L9設置於該紅外線濾光片L8之一側，且該保護玻璃L9位於該紅外線濾光片L8與成像面Im之間，用來保護該紅外線濾光片L8。
為使得本發明之光學成像鏡頭200保持良好的光學性能以及較高的成像品質，該光學成像鏡頭200還滿足以下條件： (1) -0.05＜F/fg1＜0.3； (2) -0.65＜F/f1＜-0.45，-0.25＜F/f2＜-0.1，0.25＜F/f3＜0.42； (3) 0.35＜F/fg2＜0.5； (4) 0.25＜F/f4＜0.45，-0.1＜F/f5＜0.1，-0.45＜F/f6＜-0.25，0.1＜F/f7＜0.35； (5) -0.3＜F/f56＜-0.05。
其中，F為該光學成像鏡頭200的焦距，f1為該第一透鏡L1的焦距；f2為該第二透鏡L2的焦距；f3為該第三透鏡L3的焦距；f4為該第四透鏡L4的焦距；f5為該第五透鏡L5的焦距；f6為該第六透鏡L6的焦距；f56為該第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距；f7為該第七透鏡L7的焦距；fg1為該第一鏡群G1的組合焦距；fg2為該第二鏡群G2的組合焦距。
下表五為本發明第二實施例之光學成像鏡頭200的數據，包括有：光學成像鏡頭200的焦距F（或稱有效焦距）、光圈值Fno、視場角FOV、各透鏡的曲率半徑R、各表面與下一表面在光軸Z上的距離、各透鏡的折射率Nd、色散、各透鏡的焦距、該第五透鏡L5與第六透鏡L6的膠合焦距；其中，焦距、曲率半徑和距離的單位為mm。下文中所列舉的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可對其參數或設定作適當的更動，惟其仍應屬於本發明之範疇內。 表五
焦距F=5mm ； 光圈值Fno= 2；視場角FOV= 156度
表面編號 曲率半徑 距離 折射率 色散 焦距 膠合焦距 備註
S1 31.9849 1.50 1.834809 42.7437 -10.37 　 第一透鏡L1
S2 6.68845 4.55   　 　 　  
S3 -6.6863 4.01 1.785896 44.2026 -24.97 　 第二透鏡L2
S4 -12.798 1.38   　 　 　  
S5 11.851 3.37 1.7936 37.0895 16.44 　 第三透鏡L3
S6 107.9 1.61   　 　 　  
ST Infinity 1.05   　 　 　 光圈ST
S7 14.235 3.98 1.48749 70.2363 12.83 　 第四透鏡L4
S8 -10.184 0.10   　 　 　  
S9 16.2532 3.31 1.651133 55.8889 95.29 -71.28 第五透鏡L5
S10、S11 -6.186 1.12 1.84666 23.7779 -16.76 　 第六透鏡L6
S12 31.7653 1.96   　 　 　  
S13 10.8104 2.56 1.799516 42.225 36.05 　 第七透鏡L7
S14 15.436 1.00   　 　 　
S15 Infinity 0.4 1.52 64.17 　 　 紅外線濾光片L8
S16 Infinity 1.91   　 　 　  
S17 Infinity 0.50 1.52 64.17 　 　 保護玻璃L9
S18 Infinity 0.20   　 　 　  
Im Infinity 　 　 　 　 　 成像面Im
藉由上述表五可知，第二實施例的光學成像鏡頭200的焦距F=5mm，光圈值Fno=2；視場角FOV=156度，其中該第一透鏡L1之焦距f1=-10.37mm，該第二透鏡L2之焦距f2=-24.97mm，該第三透鏡L3之焦距f3=16.44mm，該第四透鏡L4之焦距f4=12.83mm，該第五透鏡L5之焦距f5=95.29mm，該第六透鏡L6之焦距f6=-16.76mm，該第七透鏡L7之焦距f7=36.05mm，該第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距f56=-71.28mm，該第一鏡群G1的組合焦距fg1=-126mm，該第二鏡群G2的組合焦距fg2=10.59mm。
此外，依據上述之詳細參數，前述之條件式於第二實施例之詳細數值如下： (1) F/fg1=-0.04； (2) F/f1=-0.48，F/f2=-0.20，F/f3=0.30； (3) F/fg2=0.47； (4) F/f4=0.39，F/f5=0.05，F/f6=-0.30，F/f7=0.14； (5) F/f56=-0.07。
由上述表五數據得出，該第一鏡群G1及該第二鏡群G2滿足前述該光學成像鏡頭200所設定第(1)至(5)點的條件。
另外，第二實施例之光學成像鏡頭200當中該第二透鏡L2的物側面S3及像側面S4、該第四透鏡L4的物側面S7及像側面S8，以及該第七透鏡L7的物側面S13及像側面S14之非球面表面輪廓形狀Z由下列公式得到： 其中， Z：非球面表面輪廓形狀； c：曲率半徑之倒數； h：表面之離軸半高； k：圓錐係數； A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16：表面之離軸半高h的各階係數。
第二實施例之光學成像鏡頭200當中該第二透鏡L2的物側面S3及像側面S4、該第四透鏡L4的物側面S7及像側面S8，以及該第七透鏡L7的物側面S13及像側面S14之圓錐係數k及A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16各階係數，如下表六至八所示： 表六
表面編號 S3 S4
k -6.0362E-01 -1.0000E+01
A4 4.7391E-04 -5.6051E-05
A6 8.5082E-06 2.0568E-05
A8 -1.7595E-07 -4.0019E-07
A10 3.0569E-09 1.4152E-08
A12 0 0
A14 0 0
A16 0 0
表七
表面編號 S7 S8
k -1.9204E-01 1.1245E+00
A4 1.1009E-04 3.3609E-04
A6 -1.7446E-06 -2.2640E-07
A8 1.5886E-07 1.0488E-07
A10 0 0
A12 0 0
A14 0 0
A16 0 0
表八
表面編號 S13 S14
k -4.9404E-01 1.1245E+00
A4 -1.0473E-04 -1.5106E-04
A6 6.0890E-08 -7.3729E-06
A8 -1.2947E-07 -1.7138E-07
A10 0 0
A12 0 0
A14 0 0
A16 0 0
接著，以光學模擬數據來驗證該光學成像鏡頭200的成像品質。圖2B為本發明之第二實施例的縱向球差圖，圖2C為本發明之第二實施例的橫向球差圖。由圖2B及2C的結果可驗證本實施例的光學成像鏡頭200透過上述設計，可有效地提升成像品質。
請參圖3A，為本發明第三實施例之光學成像鏡頭300，沿著一光軸Z從一物側至一像側依序包括有一第一鏡群G1、一光圈ST以及一第二鏡群G2。在第二實施例中，該第一鏡群G1包含有由該物側至該像側沿該光軸Z排列之一第一透鏡L1、一第二透鏡L2以及一第三透鏡L3；該第二鏡群G2包含有由該物側至該像側沿該光軸Z排列之一第四透鏡L4、一第五透鏡L5、一第六透鏡L6以及一第七透鏡L7。
該第一透鏡L1具有負屈折力，如圖3A所示，該第一透鏡L1係為凸凹透鏡，其中該第一透鏡L1的物側面S1為朝該物側弧型凸出的凸面，該第一透鏡L1的像側面S2為凹面；在第三實施例中，該第一透鏡L1朝該像側之一面部分凹入成該像側面S2，該光軸Z通過該物側面S1與該像側面S2。
該第二透鏡L2具有負屈折力，如圖3A所示，該第二透鏡L2係為凹凸透鏡，其中該第二透鏡L2的物側面S3為朝該物側圓弧凹入的凹面，該第二透鏡L2的像側面S4為朝該像側凸出的凸面，且該第二透鏡L2之物側面S3與像側面S4的至少一者為非球面；在第三實施例中，該第二透鏡L2之物側面S3與像側面S4均為非球面。
該第三透鏡L3具有正屈折力，如圖3A所示，該第三透鏡L3係為雙凸透鏡，即該第三透鏡L3的物側面S5以及像側面S6均為弧型凸出的凸面。
該第四透鏡L4具有正屈折力，如圖3A所示，該第四透鏡L4係為雙凸透鏡，即該第四透鏡L4的物側面S7以及像側面S8均為凸面，且該第四透鏡L4之物側面S7與像側面S8的至少一者為非球面，在第二實施例中，該第四透鏡L4之物側面S7係為朝該物側略微凸出的凸面，該光軸Z通過該物側面S7與該像側面S8，且該第四透鏡L4之物側面S7與像側面S8均為非球面。
該第五透鏡L5具有負屈折力，如圖3A所示，該第五透鏡L5係為雙凸透鏡，即該第五透鏡L5的物側面S9以及像側面S10均為凸面，其中該第五透鏡L5的物側面S9為朝該物側弧型凸出的凸面，該第五透鏡L5的像側面S10為朝該像側圓弧凸出的凸面。
該第六透鏡L6具有負屈折力，如圖3A所示，該第六透鏡L6係為雙凹透鏡，即該第六透鏡L6的物側面S11以及像側面S12均為凹面，在第三實施例中，該第六透鏡L6的物側面S11朝該物側之一面部分凹入成該像側面S12，該光軸Z通過該物側面S11與該像側面S12，且該第六透鏡L6的物側面S11對應膠黏該第五透鏡L5的像側面S10，使該第五透鏡L5的像側面S10與該第六透鏡L6的物側面S11形成同一平面，以致該第五透鏡L5與該第六透鏡L6結合成具有負屈折力之複合透鏡。
該第七透鏡L7具有正屈折力，如圖3A所示，該第七透鏡L7係為凸凹透鏡，其中該第七透鏡L7的物側面S13為凸面，該第七透鏡L7的像側面S14為凹面，且該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14的至少一者為非球面，在第三實施例中，該第七透鏡L7朝該像側之一面部分凹入成該像側面S14，該光軸Z通過該物側面S13與該像側面S14，且該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14均為非球面。
另外，該光學成像鏡頭100進一步包括有一紅外線濾光片L8以及一保護玻璃L9。該紅外線濾光片L8係位於該第七透鏡L7之像側面S14的一側，用來濾除通過該第一鏡群G1至該第二鏡群G2的影像光中多餘的紅外線；該保護玻璃L9設置於該紅外線濾光片L8之一側，且該保護玻璃L9位於該紅外線濾光片L8與成像面Im之間，用來保護該紅外線濾光片L8。
為使得本發明之光學成像鏡頭300保持良好的光學性能以及較高的成像品質，該光學成像鏡頭300還滿足以下條件： (1) -0.05＜F/fg1＜0.3； (2) -0.65＜F/f1＜-0.45，-0.25＜F/f2＜-0.1，0.25＜F/f3＜0.42； (3) 0.35＜F/fg2＜0.5； (4) 0.25＜F/f4＜0.45，-0.1＜F/f5＜0.1，-0.45＜F/f6＜-0.25，0.1＜F/f7＜0.35； (5) -0.3＜F/f56＜-0.05。
其中，F為該光學成像鏡頭300的焦距，f1為該第一透鏡L1的焦距；f2為該第二透鏡L2的焦距；f3為該第三透鏡L3的焦距；f4為該第四透鏡L4的焦距；f5為該第五透鏡L5的焦距；f6為該第六透鏡L6的焦距；f56為該第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距；f7為該第七透鏡L7的焦距；fg1為該第一鏡群G1的組合焦距；fg2為該第二鏡群G2的組合焦距。
下表九為本發明第三實施例之光學成像鏡頭300的數據，包括有：光學成像鏡頭300的焦距F（或稱有效焦距）、光圈值Fno、視場角FOV、各透鏡的曲率半徑R、各表面與下一表面在光軸Z上的距離、各透鏡的折射率Nd、色散、各透鏡的焦距、該第五透鏡L5與第六透鏡L6的膠合焦距；其中，焦距、曲率半徑和距離的單位為mm。下文中所列舉的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可對其參數或設定作適當的更動，惟其仍應屬於本發明之範疇內。 表九
焦距F=4.4mm ； 光圈值Fno= 1.7；視場角FOV= 120度
表面編號 曲率半徑 距離 折射率 色散 焦距 膠合焦距 備註
S1 20.41 1.20 1.834809 42.7437 -8.50 　 第一透鏡L1
S2 5.14 4.54   　 　 　  
S3 -6.27 4.00 1.851348 40.1045 -20.90 　 第二透鏡L2
S4 -12.50 1.36   　 　 　  
S5 19.31 3.39 1.7936 37.0895 11.95 　 第三透鏡L3
S6 -17.34 1.61   　 　 　  
ST Infinity 1.20   　 　 　 光圈ST
S7 60.96 4.00 1.497005 81.6333 15.38 　 第四透鏡L4
S8 -8.57 0.10   　 　 　  
S9 19.33 3.35 1.651133 55.8889 423.98 -22.47 第五透鏡L5
S10、S11 -5.92 1.20 1.846663 23.8256 -11.73 　 第六透鏡L6
S12 16.92 1.86   　 　 　  
S13 10.86 2.60 1.853702 40.5987 15.02 　 第七透鏡L7
S14 61.81 1.00   　 　 　
S15 Infinity 0.4 1.52 64.17 　 　 紅外線濾光片L8
S16 Infinity 2.26   　 　 　  
S17 Infinity 0.50 1.52 64.17 　 　 保護玻璃L9
S18 Infinity 0.34   　 　 　  
Im Infinity 　 　 　 　 　 成像面Im
藉由上述表九可知，第三實施例的光學成像鏡頭300的焦距F=4.4mm，光圈值Fno=1.7；視場角FOV=120度，其中該第一透鏡L1之焦距f1=-8.5mm，該第二透鏡L2之焦距f2=-20.9mm，該第三透鏡L3之焦距f3=11.95mm，該第四透鏡L4之焦距f4=15.38mm，該第五透鏡L5之焦距f5=423.98mm，該第六透鏡L6之焦距f6=-11.73mm，該第七透鏡L7之焦距f7=15.02mm，該第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距f56=-22.47mm，該第一鏡群G1的組合焦距fg1=21.42mm，該第二鏡群G2的組合焦距fg2=12.52mm。
此外，依據上述之詳細參數，前述之條件式於第三實施例之詳細數值如下： (1) F/fg1=0.2； (2) F/f1=-0.52，F/f2=-0.21，F/f3=0.37； (3) F/fg2=0.35； (4) F/f4=0.29，F/f5=0.01，F/f6=-0.38，F/f7=0.29； (5) F/f56=-0.2。
由上述表五數據得出，該第一鏡群G1及該第二鏡群G2滿足前述該光學成像鏡頭300所設定第(1)至(5)點的條件。
另外，第三實施例之光學成像鏡頭300當中該第二透鏡L2的物側面S3及像側面S4、該第四透鏡L4的物側面S7及像側面S8，以及該第七透鏡L7的物側面S13及像側面S14之非球面表面輪廓形狀Z由下列公式得到： 其中， Z：非球面表面輪廓形狀； c：曲率半徑之倒數； h：表面之離軸半高； k：圓錐係數； A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16：表面之離軸半高h的各階係數。
本第三實施例之光學成像鏡頭300當中該第二透鏡L2的物側面S3及像側面S4、該第四透鏡L4的物側面S7及像側面S8，以及該第七透鏡L7的物側面S13及像側面S14之圓錐係數k及A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16各階係數，如下表十至表十二所示： 表十
表面編號 S3 S4
k -6.8394E-01 -1.0047E+01
A4 2.3875E-04 9.1420E-06
A6 -7.0269E-06 -7.2814E-06
A8 -6.1215E-08 1.5289E-07
A10 -1.2860E-08 -3.6197E-08
A12 0 0
A14 0 0
A16 0 0
表十一
表面編號 S7 S8
k 0 0
A4 5.1944E-04 -5.5462E-05
A6 7.5112E-06 2.0921E-05
A8 -2.4540E-07 -4.3466E-07
A10 4.6148E-09 9.9528E-09
A12 0 0
A14 0 0
A16 0 0
表十二
表面編號 S13 S14
k 1.2559E+00 0
A4 2.3921E-04 8.0449E-05
A6 5.8997E-06 -6.0768E-07
A8 7.3610E-08 4.4448E-08
A10 0 0
A12 0 0
A14 0 0
A16 0 0
接著，以光學模擬數據來驗證該光學成像鏡頭300的成像品質。圖3B為本發明之第三實施例的縱向球差圖，圖3C為本發明之第三實施例的橫向球差圖。由圖3B及3C的結果可驗證本實施例的光學成像鏡頭300透過上述設計，可有效地提升成像品質。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，需注意的是，上述表格所列的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明後，當可對其參數或設定做適當的更動，惟其乃應屬於本發明之範疇內。舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
［本發明］ 100,200,300:光學成像鏡頭 G1:第一鏡群 G2:第二鏡群 L1:第一透鏡 L2:第二透鏡 L3:第三透鏡 L4:第四透鏡 L5:第五透鏡 L6:第六透鏡 L7:第七透鏡 L8:紅外線濾光片 L9:保護玻璃 Im:成像面 ST:光圈 Z:光軸 S1,S3,S5,S7,S9,S11,S13:物側面 S2,S4,S6,S8,S10,S12,S14:像側面
圖1A為本發明第一實施例的光學成像鏡頭的結構示意圖。 圖1B為本發明第一實施例之光學成像鏡頭的縱向球差圖。 圖1C為本發明第一實施例之光學成像鏡頭的橫向球差圖。 圖2A為本發明第二實施例的光學成像鏡頭的結構示意圖。 圖2B為本發明第二實施例之光學成像鏡頭的縱向球差圖。 圖2C為本發明第二實施例之光學成像鏡頭的橫向球差圖。 圖3A為本發明第三實施例的光學成像鏡頭的結構示意圖。 圖3B為本發明第三實施例之光學成像鏡頭的縱向球差圖。 圖3C為本發明第三實施例之光學成像鏡頭的橫向球差圖。
100:光學成像鏡頭
G1:第一鏡群
G2:第二鏡群
L1:第一透鏡
L2:第二透鏡
L3:第三透鏡
L4:第四透鏡
L5:第五透鏡
L6:第六透鏡
L7:第七透鏡
L8:紅外線濾光片
L9:保護玻璃
Im:成像面
ST:光圈
Z:光軸
S1,S3,S5,S7,S9,S11,S13:物側面
S2,S4,S6,S8,S10,S12,S14:像側面

Claims (24)

  1. 一種光學成像鏡頭，沿著一光軸從一物側至一像側依序包括有： 一第一鏡群，包含有由該物側至該像側沿該光軸排列之一第一透鏡、一第二透鏡以及一第三透鏡；其中 該第一透鏡具有負屈折力，該第一透鏡的物側面為凸面，該第一透鏡的像側面為凹面； 該第二透鏡具有負屈折力，該第二透鏡的物側面為凹面，該第二透鏡的像側面為凸面，且該第二透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面； 該第三透鏡具有正屈折力，該第三透鏡的物側面為凸面； 一光圈； 一第二鏡群，包含有由該物側至該像側沿該光軸排列之一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡以及一第七透鏡；其中 該第四透鏡為具有正屈折力之雙凸透鏡，且該第四透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面； 該第五透鏡為具有負屈折力之雙凸透鏡； 該第六透鏡為具有負屈折力之雙凹透鏡，該第六透鏡的物側面與該第五透鏡之像側面膠黏形成具有負屈折力之複合透鏡； 該第七透鏡具有正屈折力，該第七透鏡的物側面為凸面，該第七透鏡的像側面為凹面，且該第七透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面； 其中，該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.05＜F/fg1＜0.3，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，fg1為該第一鏡群的組合焦距。
  2. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.65＜F/f1＜-0.45，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f1為該第一透鏡的焦距。
  3. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.25＜F/f2＜-0.1，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f2為該第二透鏡的焦距。
  4. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.25＜F/f3＜0.42，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f3為該第三透鏡的焦距。
  5. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.25＜F/f4＜0.45，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f4為該第四透鏡的焦距。
  6. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.3＜F/f56＜-0.05，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f5為該第四光學組件之第五透鏡與第六透鏡膠黏形成複合透鏡的膠合焦距。
  7. 如請求項6所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.1＜F/f5＜0.1，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f6為該第六透鏡的焦距。
  8. 如請求項6所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.45＜F/f6＜-0.25，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f6為該第六透鏡的焦距。
  9. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.1＜F/f7＜0.35，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f7為該第七透鏡的焦距。
  10. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該第二透鏡之物側面與像側面均為非球面。
  11. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該第四透鏡之物側面與像側面均為非球面。
  12. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該第七透鏡之物側面與像側面均為非球面。
  13. 一種光學成像鏡頭，沿著一光軸從一物側至一像側依序包括有： 一第一鏡群，包含有由該物側至該像側沿該光軸排列之一第一透鏡、一第二透鏡以及一第三透鏡；其中 該第一透鏡具有負屈折力，該第一透鏡的物側面為凸面，該第一透鏡的像側面為凹面； 該第二透鏡為具有負屈折力之雙凹透鏡，且該第二透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面； 該第三透鏡為具有正屈折力之雙凸透鏡； 一光圈； 一第二鏡群，包含有由該物側至該像側沿該光軸排列之一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡以及一第七透鏡；其中 該第四透鏡為具有正屈折力之雙凸透鏡； 該第五透鏡為具有負屈折力之雙凸透鏡； 該第六透鏡為具有負屈折力之雙凹透鏡，該第六透鏡的物側面與該第五透鏡之像側面膠黏形成具有負屈折力之複合透鏡； 該第七透鏡為具有正屈折力之雙凸透鏡，且該第七透鏡之物側面與像側面的至少一者為非球面； 其中，該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.35＜F/fg2＜0.5，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，fg2為該第二鏡群的組合焦距。
  14. 如請求項13所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.65＜F/f1＜-0.45，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f1為該第一透鏡的焦距。
  15. 如請求項13所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.25＜F/f2＜-0.1，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f2為該第二透鏡的焦距。
  16. 如請求項13所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.25＜F/f3＜0.42，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f3為該第三透鏡的焦距。
  17. 如請求項13所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.25＜F/f4＜0.45，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f4為該第四透鏡的焦距。
  18. 如請求項13所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.3＜F/f56＜-0.05，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f5為該第四光學組件之第五透鏡與第六透鏡膠黏形成複合透鏡的膠合焦距。
  19. 如請求項18所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.1＜F/f5＜0.1，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f6為該第六透鏡的焦距。
  20. 如請求項18所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.45＜F/f6＜-0.25，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f6為該第六透鏡的焦距。
  21. 如請求項13所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.1＜F/f7＜0.35，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f7為該第七透鏡的焦距。
  22. 如請求項13所述之光學成像鏡頭，其中該第二透鏡之物側面與像側面均為非球面。
  23. 如請求項13所述之光學成像鏡頭，其中該第四透鏡之物側面與像側面均為非球面。
  24. 如請求項13所述之光學成像鏡頭，其中該第七透鏡之物側面與像側面均為非球面。
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