TWI792635B - 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光學組件、一第二光學組件、一第三光學組件、一光圈、一第四光學組件及一第五光學組件；其中，該第一光學組件、該第二光學組件、該第三光學組件、該第四光學組件與該第五光學組件之其中二者為至少二片透鏡膠黏形成的複合透鏡，而另外三者則為單體透鏡，以使該光學成像鏡頭具有高成像品質與低畸變的優點。

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，具有良好成像品質與低畸變的優點。
緣以達成上述目的，本發明提供的一種光學成像鏡頭，沿著一光軸從一物側至一像側依序包括有一第一光學組件、一第二光學組件、一第三光學組件、一光圈、一第四光學組件以及一第五光學組件。該第一光學組件具有負屈折力；該第二光學組件具有正屈折力；該第三光學組件具有正屈折力；該第四光學組件具有正屈折力；該第五光學組件具有正屈折力；其中，該第一光學組件、該第二光學組件、該第三光學組件、該第四光學組件及該第五光學組件之其中二者為至少二片透鏡膠黏形成的複合透鏡，而另外三者則為單體透鏡。
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透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一光圈、一第五透鏡、一第六透鏡以及一第七透鏡。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，且該第一透鏡之物側面與像側面至少一者為非球面；該第二透鏡為具有負屈折力之雙凹透鏡；該第三透鏡為具有正屈折力之雙凸透鏡，且該第二透鏡的像側面與該第三透鏡之物側面膠黏形成具有正屈折力之複合透鏡；該第四透鏡具有正屈折力，該第四透鏡的物側面為凸面；該第五透鏡具有負屈折力，該第五透鏡的物側面為凸面；該第六透鏡具有正屈折力；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至少一者為非球面。
本發明之效果在於，該光學成像鏡頭係由七片透鏡所組成，該光學成像鏡頭當中的其中二者為包含有至少二片透鏡膠黏的複合透鏡，可大幅改善鏡頭的色差以及控制像差產生，且該光學成像鏡頭的屈折力排列及條件特性可實現具有良好成像品質的效果。
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光學組件C1、一第二光學組件C2、一第三光學組件C3、一光圈ST、一第四光學組件C4以及一第五光學組件C5，其中該第一光學組件C1、該第二光學組件C2、該第三光學組件C3、該第四光學組件C4以及該第五光學組件C5之其中二者為包含有至少二片透鏡膠黏的複合透鏡，而另外三者則為單體透鏡。在本實施例中，該第二光學組件C2與該第四光學組件C4分別為複合透鏡，而該第一光學組件C1、該第三光學組件C3與該第五光學組件C5分別為單體透鏡，具體說明如下：
該第一光學組件C1具有負屈折力，如圖1A所示，在第一實施例中，該第一光學組件C1為單體透鏡而包含一第一透鏡L1，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為朝該物側形成略微凸出的凸面，該第一透鏡L1的像側面S2為朝該像側形成弧狀凹入之凹面，且該第一透鏡L1之物側面S1與像側面S2至少一者為非球面；在第一實施例中(參圖1A)，該第一透鏡L1之物側面S1與像側面S2均為非球面，其中該第一透鏡L1朝該像側之一面部分凹入成該像側面S2，且該光軸Z通過該物側面S1與該像側面S2。
該第二光學組件C2具有正屈折力，如圖1A所示，在第一實施例中，該第二光學組件C2為複合透鏡而包含一第二透鏡L2以及一第三透鏡L3，其中該第二透鏡L2為具有負屈折力之雙凹透鏡，即該第二透鏡L2的物側面S3以及像側面S4均為凹面；在第一實施例中(參圖1A)，該第二透鏡L2朝該物側之一面部分凹入成該物側面S3，該第二透鏡L2朝該像側之一面形成弧形凹入成該像側面S4，且該光軸Z通過該物側面S3與該像側面S4。
該第三透鏡L3為具有正屈折力之雙凸透鏡，即該第三透鏡L3的物側面S5以及像側面S6均為凸面；在第一實施例中(參圖1A)，該第三透鏡L3朝該物側之一面部分凸出成該物側面S5，該第三透鏡L3朝該像側之一面形成弧形凸出成該像側面S6，且該光軸Z通過該物側面S5與該像側面S6，其中該第三透鏡L3的物側面S5對應膠黏該第二透鏡L2的像側面S4，使該第二透鏡L2的像側面S4與該第三透鏡L3之物側面S5形成同一平面，且該第二透鏡L2與該第三透鏡L3結合成具有正屈折力之複合透鏡。
該第三光學組件C3具有正屈折力，如圖1A所示，在第一實施例中，該第三光學組件C3為單體透鏡而包含一第四透鏡L4，該第四透鏡L4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；如圖1A所示，該第四透鏡L4的物側面S7係朝該物側弧形凸出，而該像側面S8則係朝該像側略微凸出。
該第四光學組件C4具有正屈折力，如圖1A所示，在第一實施例中，該第四光學組件C4為複合透鏡而包含一第五透鏡L5以及一第六透鏡L6，其中該第五透鏡L5為具有負屈折力之凸凹透鏡，即該第五透鏡L5的物側面S9為朝該物側形成弧形凸出的凸面，該第五透鏡L5的像側面S10則為朝該像側形成弧形凹入之凹面；在第一實施例中，該第五透鏡L5朝該像側之一面部分凹入成該像側面S10，且該光軸Z通過該物側面S9與該像側面S10。
該第六透鏡L6為具有正屈折力之雙凸透鏡，即該第六透鏡L6的物側面S11與像側面S12均為凸面；如圖1A所示，該第六透鏡L6朝該物側之一面形成弧形凸出成該物側面S11，該第六透鏡L6朝該像側之一面形成略微凸出成該像側面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之物側面S11形成同一平面，且該第五透鏡L5與該第六透鏡L6結合成具有正屈折力之複合透鏡。
該第五光學組件C5具有正屈折力，如圖1A所示，在第一實施例中，該第五光學組件C5為單體透鏡而包含一第七透鏡L7，該第七透鏡L7為具有正屈折力之雙凸透鏡，即該第七透鏡L7的物側面S13與像側面S14均為凸面，且該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14至少一者為非球面；在第一實施例中，該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14均為非球面，其中該第七透鏡L7朝該物側之一面形成略微凸出成該物側面S13，該第七透鏡L7朝該像側之一面形成弧形凸出成該像側面S14。
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，用來濾除通過該光學成像鏡頭100的影像光中多餘的紅外線，以提升成像品質；該保護玻璃L9設置於該紅外線濾光片L8之一側，且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) -0.48＞f1/F＞-0.53； (2) 0.18＞f23/F＞0.13，-0.35＞f2/F＞-0.42，0.35＞f3/F＞0.25； (3) 0.35＞f4/F＞0.3； (4) 0.15＞f56/F＞0.05，-0.05＞f5/F＞-0.15，0.3＞f6/F＞0.2； (5) 0.37＞f7/F＞0.3。
其中，F為該光學成像鏡頭100的焦距，f1為該第一光學組件C1之第一透鏡L1的焦距；f23為該第二光學組件C2之第二透鏡L2與第三透鏡L3膠黏形成複合透鏡的膠合焦距；f2為該第二光學組件C2之第二透鏡L2的焦距；f3為該第二光學組件C2之第三透鏡L3的焦距；f4為該第三光學組件C3之第四透鏡L4的焦距；f56為該第四光學組件C4之第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距；f5為該第四光學組件C4之第五透鏡L5的焦距；f6為該第四光學組件C4之第六透鏡L6的焦距；f7為該第五光學組件C5之第七透鏡L7的焦距。
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、各透鏡的焦距、第二光學組件C2的膠合焦距、第四光學組件C4的膠合焦距；其中，焦距、曲率半徑和距離的單位為mm。 表一
焦距F=5.91mm ； 光圈值Fno= 1.74；視場角FOV= 97度
表面編號 曲率半徑 距離 折射率 焦距 膠合焦距 備註
S1 17.43 1.4 1.52 -11.48 0 第一透鏡L1
S2 3.39 7.04 1 0 0  
S3 -7.87 1.86 1.88 -15.02 38.12 第二透鏡L2
S4、S5 15.73 5.3 1.7 19.83 0 第三透鏡L3
S6 -10.72 0.1 1 0 0  
S7 21.49 3 1.88 17.31 0 第四透鏡L4
S8 -57.07 5.81 1 0 0  
ST Infinity 0.01 1 0 0 光圈ST
S9 11.33 2.94 1.99 -64.75 64.3 第五透鏡L5
S10、S11 4.92 3.11 1.44 21 0 第六透鏡L6
S12 -3337.22 4.08 1 0 0  
S13 15.64 3.15 1.5 16.8 0 第七透鏡L7
S14 -14.85 0.64 1 0 0  
S15 Infinity 0.3 1.52 0 0 紅外線濾光片L8
S16 Infinity 5.21 1 0 0  
S17 Infinity 0.5 1.52 0 0 保護玻璃L9
S18 Infinity 0.16 1 0 0  
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=5.91mm，光圈值Fno=1.74；視場角FOV=97度，其中該第一透鏡L1之焦距f1=-11.48mm，該第二透鏡L2之焦距f2=-15.02mm，該第三透鏡L3之焦距f3=19.83mm，該第四透鏡L4之焦距f4=17.31mm，該第五透鏡L5之焦距f5=-64.75mm，該第六透鏡L6之焦距f6=21mm，該第七透鏡L7之焦距f7=16.8mm，該第二光學組件C2之第二透鏡L2與第三透鏡L3膠黏形成複合透鏡的膠合焦距f23=38.12mm，該第四光學組件C4之第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距f56=64.3mm。
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) f1/F=-0.51； (2) f23/F=0.16，f2/F=-0.39，f3/F=0.3； (3) f4/F=0.34； (4) f56/F=0.09，f5/F=-0.09，f6/F=0.28； (5) f7/F=0.35。
由上述表一數據得出，該第一光學組件C1至第五光學組件C5，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當中該第一透鏡L1的物側面S1及像側面S2，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：
Figure 02_image001
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； A2、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當中該第一透鏡L1的物側面S1及像側面S2，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A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16各階係數，如下表二所示： 表二
表面編號 S1 S2 S13 S14
k -7.84E-01 -1.07E+00 4.45E+00 -2.55E-01
A2 0 0 0 0
A4 -3.34E-04 4.02E-04 -2.97E-04 1.93E-04
A6 2.26E-06 2.15E-06 -4.96E-06 -1.52E-05
A8 -8.44E-09 -3.15E-07 3.52E-07 8.30E-07
A10 -3.61E-11 1.49E-08 -2.55E-08 -4.22E-08
A12 4.72E-13 -3.30E-10 7.86E-10 1.07E-09
A14 0.00E+00 1.77E-12 -8.53E-12 -9.94E-12
A16 0 0 0 0
以下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像散場曲(Astigmatic field curves)，圖1C為本發明之第一實施例的畸變圖，圖1D為本發明之第一實施例的調製遞移函數圖。在圖1B中，曲線S為弧矢(sagittal)方向的數據，而曲線T為子午(tangential)方向的數據，且圖1C及圖1D所顯示出的圖形均在標準的範圍內，由此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以及降低畸變。
請參圖2A所示，為本發明第二實施例之光學成像鏡頭200，其沿著一光軸Z從一物側至一像側依序包括有一第一光學組件C1、一第二光學組件C2、一第三光學組件C3、一光圈ST、一第四光學組件C4以及一第五光學組件C5。在本實施例中，該第二光學組件C2與該第四光學組件C4分別為複合透鏡，而該第一光學組件C1、該第三光學組件C3與該第五光學組件C5分別為單體透鏡，具體說明如下：
該第一光學組件C1具有負屈折力，如圖2A所示，在第二實施例中，該第一光學組件C1為單體透鏡而包含一第一透鏡L1，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為朝該物側形成略微凸出的凸面，該第一透鏡L1的像側面S2為朝該像側形成弧狀凹入之凹面，且該第一透鏡L1之物側面S1與像側面S2至少一者為非球面；在第二實施例中(參圖2A)，該第一透鏡L1之物側面S1與像側面S2均為非球面，其中該第一透鏡L1朝該像側之一面部分凹入成該像側面S2，且該光軸Z通過該物側面S1與該像側面S2。
該第二光學組件C2具有正屈折力，如圖2A所示，在第二實施例中該第二光學組件C2為複合透鏡而包含一第二透鏡L2以及一第三透鏡L3，其中該第二透鏡L2為具有負屈折力之雙凹透鏡，即該第二透鏡L2的物側面S3以及像側面S4均為凹面；在第二實施例中(參圖2A)，該第二透鏡L2朝該物側之一面部分凹入成該物側面S3，該第二透鏡L2朝該像側之一面形成弧形凹入成該像側面S4，且該光軸Z通過該物側面S3與該像側面S4。
該第三透鏡L3為具有正屈折力之雙凸透鏡，即該第三透鏡L3的物側面S5以及像側面S6均為凸面；在第二實施例中(參圖2A)，該第三透鏡L3朝該物側之一面部分凸出成該物側面S5，該第三透鏡L3朝該像側之一面形成弧形凸出成該像側面S6，且該光軸Z通過該物側面S5與該像側面S6，其中該第三透鏡L3的物側面S5對應膠黏該第二透鏡L2的像側面S4，使該第二透鏡L2的像側面S4與該第三透鏡L3之物側面S5形成同一平面，且該第二透鏡L2與該第三透鏡L3結合成具有正屈折力之複合透鏡。
該第三光學組件C3具有正屈折力，如圖2A所示，在第二實施例中，該第三光學組件C3為單體透鏡而包含一第四透鏡L4，該第四透鏡L4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；如圖2A所示，該第四透鏡L4的物側面S7係朝該物側弧形凸出，而該像側面S8則係朝該像側略微凸出。
該第四光學組件C4具有正屈折力，如圖2A所示，在第二實施例中，該第四光學組件C4為複合透鏡而包含一第五透鏡L5以及一第六透鏡L6，其中該第五透鏡L5為具有負屈折力之凸凹透鏡，即該第五透鏡L5的物側面S9為朝該物側形成弧形凸出的凸面，該第五透鏡L5的像側面S10則為朝該像側形成弧形凹入之凹面；在第二實施例中，該第五透鏡L5朝該像側之一面部分凹入成該像側面S10，且該光軸Z通過該物側面S9與該像側面S10。
該第六透鏡L6為具有正屈折力之凸凹透鏡，其中該第六透鏡L6朝該物側之一面形成弧形凸出成該物側面S11，該第六透鏡L6朝該像側之一面形成略微凹入成該像側面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之物側面S11形成同一平面，且該第五透鏡L5與該第六透鏡L6結合成具有正屈折力之複合透鏡。
該第五光學組件C5具有正屈折力，如圖2A所示，在第二實施例中，該第五光學組件C5為單體透鏡而包含一第七透鏡L7，該第七透鏡L7為具有正屈折力之雙凸透鏡，即該第七透鏡L7的物側面S13與像側面S14均為凸面，且該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14至少一者為非球面；在第二實施例中，該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14均為非球面，其中該第七透鏡L7朝該物側之一面形成略微凸出成該物側面S13，該第七透鏡L7朝該像側之一面形成弧形凸出成該像側面S14。
另外，該光學成像鏡頭200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，用來濾除通過該光學成像鏡頭200的影像光中多餘的紅外線，以提升成像品質；該保護玻璃L9設置於該紅外線濾光片L8之一側，且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) -0.48＞f1/F＞-0.53； (2) 0.18＞f23/F＞0.13，-0.35＞f2/F＞-0.42，0.35＞f3/F＞0.25； (3) 0.35＞f4/F＞0.3； (4) 0.15＞f56/F＞0.05，-0.05＞f5/F＞-0.15，0.3＞f6/F＞0.2； (5) 0.37＞f7/F＞0.3。
其中，F為該光學成像鏡頭200的焦距，f1為該第一光學組件C1之第一透鏡L1的焦距；f23為該第二光學組件C2之第二透鏡L2與第三透鏡L3膠黏形成複合透鏡的膠合焦距；f2為該第二光學組件C2之第二透鏡L2的焦距；f3為該第二光學組件C2之第三透鏡L3的焦距；f4為該第三光學組件C3之第四透鏡L4的焦距；f56為該第四光學組件C4之第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距；f5為該第四光學組件C4之第五透鏡L5的焦距；f6為該第四光學組件C4之第六透鏡L6的焦距；f7為該第五光學組件C5之第七透鏡L7的焦距。
下表三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、各透鏡的焦距、第二光學組件C2的膠合焦距、第四光學組件C4的膠合焦距；其中，焦距、曲率半徑和距離的單位為mm。 表三
焦距F=5.68mm ； 光圈值Fno= 1.75；視場角FOV= 100度
表面編號 曲率半徑 距離 折射率 焦距 膠合焦距 備註
S1 22.25 1.4 1.52 -11.36 0 第一透鏡L1
S2 4.56 6.92 1 0 0  
S3 -8.07 3.09 1.88 -15.22 38.79 第二透鏡L2
S4、S5 14.69 4.81 1.7 20.64 0 第三透鏡L3
S6 -11.06 0.1 1 0 0  
S7 18.59 3.19 1.89 17.22 0 第四透鏡L4
S8 -86.96 5.62 1 0 0  
ST Infinity 0.01 1 0 0 光圈ST
S9 10.27 2.2 1.96 -43.37 47.87 第五透鏡L5
S10、S11 5.93 3.12 1.5 23.6 0 第六透鏡L6
S12 193.86 4.75 1 0 0  
S13 19.16 3.42 1.5 17.88 0 第七透鏡L7
S14 -16.71 0.64 1 0 0  
S15 Infinity 0.3 1.52 0 0 紅外線濾光片L8
S16 Infinity 4.36 1 0 0  
S17 Infinity 0.5 1.52 0 0 保護玻璃L9
S18 Infinity 0.16 1 0 0  
Im Infinity 　 　 　 　 成像面Im
藉由上述表三可知，第二實施例的光學成像鏡頭200的焦距F=5.68mm，光圈值Fno=1.75；視場角FOV=100度，其中該第一透鏡L1之焦距f1=-11.36mm，該第二透鏡L2之焦距f2=-15.22mm，該第三透鏡L3之焦距f3=20.64mm，該第四透鏡L4之焦距f4=17.22mm，該第五透鏡L5之焦距f5=-43.37mm，該第六透鏡L6之焦距f6=23.6mm，該第七透鏡L7之焦距f7=17.88mm，該第二光學組件C2之第二透鏡L2與第三透鏡L3膠黏形成複合透鏡的膠合焦距f23=38.79mm，該第四光學組件C4之第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距f56=47.87mm。
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) f1/F=-0.5； (2) f23/F=0.15，f2/F=-0.37，f3/F=0.28； (3) f4/F=0.33； (4) f56/F=0.12，f5/F=-0.13，f6/F=0.24； (5) f7/F=0.32。
由上述表三數據得出，該第一光學組件C1至第五光學組件C5，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當中該第一透鏡L1的物側面S1及像側面S2，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：
Figure 02_image001
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； A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16：表面之離軸半高h的各階係數。
本第二實施例之光學成像鏡頭200當中該第一透鏡L1的物側面S1及像側面S2，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A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16各階係數，如下表四所示： 表四
表面編號 S1 S2 S13 S14
k 3.80E-01 -1.02E+00 2.76E+00 2.59E-01
A2 0 0 0 0
A4 -1.25E-04 5.63E-04 -4.76E-04 3.87E-05
A6 -2.98E-06 2.42E-06 7.28E-06 -3.44E-06
A8 6.27E-08 -4.01E-07 -8.59E-07 -2.83E-07
A10 -5.64E-10 8.40E-09 4.27E-08 1.26E-08
A12 2.08E-12 2.12E-11 -1.20E-09 -3.36E-10
A14 0.00E+00 -3.05E-12 1.52E-11 4.40E-12
A16 0 0 0 0
以下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像散場曲(Astigmatic field curves)，圖2C為本發明之第二實施例的畸變圖，圖2D為本發明之第二實施例的調製遞移函數圖。在圖2B中，曲線S為弧矢(sagittal)方向的數據，而曲線T為子午(tangential)方向的數據，且圖2C及圖2D所顯示出的圖形均在標準的範圍內，由此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以及降低畸變。
請參圖3A所示，為本發明第三實施例之光學成像鏡頭300，其沿著一光軸Z從一物側至一像側依序包括有一第一光學組件C1、一第二光學組件C2、一第三光學組件C3、一光圈ST、一第四光學組件C4以及一第五光學組件C5。在本實施例中，該第二光學組件C2與該第四光學組件C4分別為複合透鏡，而該第一光學組件C1、該第三光學組件C3與該第五光學組件C5分別為單體透鏡，具體說明如下：
該第一光學組件C1具有負屈折力，如圖3A所示，在第三實施例中，該第一光學組件C1為單體透鏡而包含一第一透鏡L1，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為朝該物側形成略微凸出的凸面，該第一透鏡L1的像側面S2為朝該像側形成弧狀凹入之凹面，且該第一透鏡L1之物側面S1與像側面S2至少一者為非球面；在第三實施例中(參圖3A)，該第一透鏡L1之物側面S1與像側面S2均為非球面，其中該第一透鏡L1朝該像側之一面部分凹入成該像側面S2，且該光軸Z通過該物側面S1與該像側面S2。
該第二光學組件C2具有正屈折力，如圖3A所示，在第三實施例中，該第二光學組件C2為複合透鏡而包含一第二透鏡L2以及一第三透鏡L3，其中該第二透鏡L2為具有負屈折力之雙凹透鏡，即該第二透鏡L2的物側面S3以及像側面S4均為凹面；在第三實施例中(參圖3A)，該第二透鏡L2朝該物側之一面部分凹入成該物側面S3，該第二透鏡L2朝該像側之一面形成弧形凹入成該像側面S4，且該光軸Z通過該物側面S3與該像側面S4。
該第三透鏡L3為具有正屈折力之雙凸透鏡，即該第三透鏡L3的物側面S5以及像側面S6均為凸面；在第三實施例中(參圖3A)，該第三透鏡L3朝該物側之一面部分凸出成該物側面S5，該第三透鏡L3朝該像側之一面形成弧形凸出成該像側面S6，且該光軸Z通過該物側面S5與該像側面S6，其中該第三透鏡L3的物側面S5對應膠黏該第二透鏡L2的像側面S4，使該第二透鏡L2的像側面S4與該第三透鏡L3之物側面S5形成同一平面，且該第二透鏡L2與該第三透鏡L3結合成具有正屈折力之複合透鏡。
該第三光學組件C3具有正屈折力，如圖3A所示，在第三實施例中，該第三光學組件C3為單體透鏡而包含一第四透鏡L4，該第四透鏡L4為凸透鏡，其中該第四透鏡L4的物側面S7為朝該物側凸出的凸面，該第四透鏡L4的像側面S8為朝該像側形成平面。
該第四光學組件C4具有正屈折力，如圖3A所示，在第三實施例中，該第四光學組件C4為複合透鏡而包含一第五透鏡L5以及一第六透鏡L6，其中該第五透鏡L5為具有負屈折力之凸凹透鏡，即該第五透鏡L5的物側面S9為朝該物側形成弧形凸出的凸面，該第五透鏡L5的像側面S10則為朝該像側形成弧形凹入之凹面；在第三實施例中，該第五透鏡L5朝該像側之一面部分凹入成該像側面S10，且該光軸Z通過該物側面S9與該像側面S10。
該第六透鏡L6為具有正屈折力之雙凹透鏡，即該第六透鏡L6的物側面S11與像側面S12均為凹面；如圖3A所示，該第六透鏡L6朝該物側之一面形成弧形凹入成該物側面S11，該第六透鏡L6朝該像側之一面形成略微凹入成該像側面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之物側面S11形成同一平面，且該第五透鏡L5與該第六透鏡L6結合成具有正屈折力之複合透鏡。
該第五光學組件C5具有正屈折力，如圖3A所示，在第三實施例中，該第五光學組件C5為單體透鏡而包含一第七透鏡L7，該第七透鏡L7為具有正屈折力之雙凸透鏡，即該第七透鏡L7的物側面S13與像側面S14均為凸面，且該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14至少一者為非球面；在第三實施例中，該第七透鏡L7之物側面S13與像側面S14均為非球面，其中該第七透鏡L7朝該物側之一面形成略微凸出成該物側面S13，該第七透鏡L7朝該像側之一面形成弧形凸出成該像側面S14。
另外，該光學成像鏡頭300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，用來濾除通過該光學成像鏡頭300的影像光中多餘的紅外線，以提升成像品質；該保護玻璃L9設置於該紅外線濾光片L8之一側，且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) -0.48＞f1/F＞-0.53； (2) 0.18＞f23/F＞0.13，-0.35＞f2/F＞-0.42，0.35＞f3/F＞0.25； (3) 0.35＞f4/F＞0.3； (4) 0.15＞f56/F＞0.05，-0.05＞f5/F＞-0.15，0.3＞f6/F＞0.2； (5) 0.37＞f7/F＞0.3。
其中，F為該光學成像鏡頭300的焦距，f1為該第一光學組件C1之第一透鏡L1的焦距；f23為該第二光學組件C2之第二透鏡L2與第三透鏡L3膠黏形成複合透鏡的膠合焦距；f2為該第二光學組件C2之第二透鏡L2的焦距；f3為該第二光學組件C2之第三透鏡L3的焦距；f4為該第三光學組件C3之第四透鏡L4的焦距；f56為該第四光學組件C4之第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距；f5為該第四光學組件C4之第五透鏡L5的焦距；f6為該第四光學組件C4之第六透鏡L6的焦距；f7為該第五光學組件C5之第七透鏡L7的焦距。
下表五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、各透鏡的焦距、第二光學組件C2的膠合焦距、第四光學組件C4的膠合焦距；其中，焦距、曲率半徑和距離的單位為mm。 表五
焦距F=5.68mm ； 光圈值Fno= 1.75；視場角FOV= 100度
表面編號 曲率半徑 距離 折射率 焦距 膠合焦距 備註
S1 12.74 1.47 1.69 -11.36 0 第一透鏡L1
S2 3.96 7.98 1 0 0  
S3 -14 4.54 1.91 -15.22 38.79 第二透鏡L2
S4、S5 14.97 4.64 1.88 20.64 0 第三透鏡L3
S6 -15.97 0.1 1 0 0  
S7 12.09 3.5 1.7 17.22 0 第四透鏡L4
S8 Infinity 2.69 1 0 0  
ST Infinity 4.07 1 0 0 光圈ST
S9 10.75 5.08 1.5 -43.37 47.87 第五透鏡L5
S10、S11 -8.29 0.8 1.81 23.6 0 第六透鏡L6
S12 46.81 2.29 1 0 0  
S13 12 3.66 1.5 17.88 0 第七透鏡L7
S14 -49 0.64 1 0 0  
S15 Infinity 0.3 1.52 0 0 紅外線濾光片L8
S16 Infinity 2.2 1 0 0  
S17 Infinity 0.5 1.52 0 0 保護玻璃L9
S18 Infinity 0.16 1 0 0  
Im Infinity 　 　 　 　 成像面Im
藉由上述表五可知，第三實施例的光學成像鏡頭300的焦距F=5.68mm，光圈值Fno=1.75；視場角FOV=100度，其中該第一透鏡L1之焦距f1=-11.36mm，該第二透鏡L2之焦距f2=-15.22mm，該第三透鏡L3之焦距f3=20.64mm，該第四透鏡L4之焦距f4=17.22mm，該第五透鏡L5之焦距f5=-43.37mm，該第六透鏡L6之焦距f6=23.6mm，該第七透鏡L7之焦距f7=17.88mm，該第二光學組件C2之第二透鏡L2與第三透鏡L3膠黏形成複合透鏡的膠合焦距f23=38.79mm，該第四光學組件C4之第五透鏡L5與第六透鏡L6膠黏形成複合透鏡的膠合焦距f56=47.87mm。
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) f1/F=-0.5； (2) f23/F=0.15，f2/F=-0.37，f3/F=0.28； (3) f4/F=0.33； (4) f56/F=0.12，f5/F=-0.13，f6/F=0.24； (5) f7/F=0.32。
由上述表五數據得出，該第一光學組件C1至第五光學組件C5，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當中該第一透鏡L1的物側面S1及像側面S2，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：
Figure 02_image001
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； A2、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當中該第一透鏡L1的物側面S1及像側面S2，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A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16各階係數，如下表六所示： 表六
表面編號 S1 S2 S13 S14
k -7.94E-01 -1.71E+00 1.66E+00 0.00E+00
A2 0 0 0 0
A4 -6.84E-04 1.36E-03 -7.93E-04 3.55E-04
A6 5.82E-06 -3.08E-05 -1.84E-05 -5.48E-05
A8 -3.09E-08 5.00E-07 -2.74E-08 1.21E-06
A10 8.66E-11 -2.09E-10 -2.40E-09 -1.45E-08
A12 -1.17E-13 -7.56E-11 2.97E-10 2.46E-10
A14 -6.23E-16 0.00E+00 0 0
A16 0 0 0 0
以下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像散場曲(Astigmatic field curves)，圖3C為本發明之第三實施例的畸變圖，圖3D為本發明之第三實施例的調製遞移函數圖。在圖3B中，曲線S為弧矢(sagittal)方向的數據，而曲線T為子午(tangential)方向的數據，且圖3C及圖3D所顯示出的圖形均在標準的範圍內，由此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及降低畸變。
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 C1:第一光學組件 C2:第二光學組件 C3:第三光學組件 C4:第四光學組件 C5:第五光學組件 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場曲圖。 圖1C為本發明第一實施例之光學成像鏡頭的畸變圖。 圖1D為本發明第一實施例之光學成像鏡頭的調製遞移函數圖。 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場曲圖。 圖2C為本發明第二實施例之光學成像鏡頭的畸變圖。 圖2D為本發明第二實施例之光學成像鏡頭的調製遞移函數圖。 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場曲圖。 圖3C為本發明第三實施例之光學成像鏡頭的畸變圖。 圖3D為本發明第三實施例之光學成像鏡頭的調製遞移函數圖。
100:光學成像鏡頭
C1:第一光學組件
C2:第二光學組件
C3:第三光學組件
C4:第四光學組件
C5:第五光學組件
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 (22)

  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：一第一光學組件，具有負屈折力，且該第一光學組件為單體透鏡而包含一第一透鏡；一第二光學組件，具有正屈折力，且該第二光學組件為複合透鏡而包含一第二透鏡以及一第三透鏡；一第三光學組件，具有正屈折力，且該第三光學組件為單體透鏡而包含一第四透鏡；一光圈：一第四光學組件，具有正屈折力，且該第四光學組件為複合透鏡而包含一第五透鏡以及一第六透鏡，其中該第五透鏡具有負屈折力，該第六透鏡具有正屈折力；以及一第五光學組件，具有正屈折力，且該第五光學組件為單體透鏡而包含一第七透鏡。
  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：-0.48>f1/F>-0.53，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：0.18>f23/F>0.13，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f23為該第二光學組件之第二透鏡與第三透鏡膠黏形成複合透鏡的膠合焦距。
  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：-0.35>f2/F>-0.42，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距， f2為該第二透鏡的焦距。
  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：0.35>f3/F>0.25，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f3為該第三透鏡的焦距。
  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：0.35>f4/F>0.3，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f4為該第四透鏡的焦距。
  7. 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：0.15>f56/F>0.05，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f56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。
  8. 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：-0.05>f5/F>-0.15，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f5為該第五透鏡的焦距。
  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：0.3>f6/F>0.2，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f6為該第六透鏡的焦距。
  10. 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：0.37>f7/F>0.3，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f7為該第七透鏡的焦距。
  11. 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，且該第一透鏡之物側面與像側面至少一者為非球 面；一第二透鏡，為具有負屈折力之雙凹透鏡；一第三透鏡，為具有正屈折力之雙凸透鏡，且該第二透鏡的像側面與該第三透鏡之物側面膠黏形成具有正屈折力之複合透鏡；一第四透鏡，具有正屈折力，該第四透鏡的物側面為凸面；一光圈：一第五透鏡，具有負屈折力，該第五透鏡的物側面為凸面；一第六透鏡，具有正屈折力；以及一第七透鏡，為具有正屈折力之雙凸透鏡，該第七透鏡之物側面與像側面至少一者為非球面。
  12. 如請求項11所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡之物側面與像側面均為非球面。
  13. 如請求項11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。
  14. 如請求項11所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.48>f1/F>-0.53，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11所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.18>f23/F>0.13，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f23為該第二透鏡與該第三透鏡膠黏形成複合透鏡的膠合焦距。
  16. 如請求項11所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.35>f2/F>-0.42，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f2為該第二透鏡的焦距。
  17. 如請求項11所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡 頭滿足以下條件：0.35>f3/F>0.25，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f3為該第三透鏡的焦距。
  18. 如請求項11所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.35>f4/F>0.3，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f4為該第四透鏡的焦距。
  19. 如請求項11所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.15>f56/F>0.05，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f56為該第五透鏡與該第六透鏡膠黏形成複合透鏡的膠合焦距。
  20. 如請求項11所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：-0.05>f5/F>-0.15，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f5為該第五透鏡的焦距。
  21. 如請求項11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>f6/F>0.2，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f6為該第六透鏡的焦距。
  22. 如請求項11所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭滿足以下條件：0.37>f7/F>0.3，其中，F為該光學成像鏡頭的焦距，f7為該第七透鏡的焦距。
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