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CN108957689B - 光学成像镜头 - Google Patents

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CN108957689B CN201810586060.4A CN201810586060A CN108957689B CN 108957689 B CN108957689 B CN 108957689B CN 201810586060 A CN201810586060 A CN 201810586060A CN 108957689 B CN108957689 B CN 108957689B
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Abstract

本发明提供一种光学成像镜头，其沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一、第二、第三、第四透镜。本发明透过控制各透镜表面的凹凸曲面排列，且该光学成像镜头满足条件式TTL/TL≧1.700及EFL/ImgH≧2.500，达到维持良好光学性能并能够配合现阶段电子产品的轻薄短小的需求，其中TTL代表该第一透镜之物侧面至成像面在光轴上的距离，TL代表该第一透镜的物侧面至该第四透镜的像侧面在光轴上的距离，EFL代表该光学成像镜头的系统焦距，ImgH代表像高。

Description

光学成像镜头
技术领域
本发明涉及光学成像领域，尤其涉及一种光学成像镜头。
背景技术
近年来，可携式电子产品越做越薄，光学镜头的设计常无法满足轻薄短小的需求，因为光学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镜头，设计过程不仅牵涉到材料特性，还必须考虑到制作、组装良率等生产面的实际问题。除此之外，维持良好的成像质量也是一大设计重点。因此镜头的设计必须能够配合现阶段电子产品轻薄短小的需求且同时具有良好的成像质量，一直是业界追求的目标。
微型化镜头的技术难度明显高出传统镜头，故如何制作出符合消费性电子产品需求的光学镜头，并持续提升其成像质量，长久以来一直是本领域产、官、学界所持续精进的目标。
发明内容
本发明提供一种光学成像镜头，可用于拍摄影像及录像，例如：手机、相机、平板计算机及个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)等的光学成像镜头。透过透镜的表面凹凸配置，达到能够配合现阶段电子产品轻薄短小的需求且兼顾成像质量以及具备望远功效。
在本发明说明书揭示内容中，使用表1中列出的参数，但不局限于只使用这些参数：
表1参数说明表
Figure BDA0001689506000000011
Figure BDA0001689506000000021
Figure BDA0001689506000000031
依据本发明一实施例所提供的光学成像镜头，该光学成像镜头从物侧至像侧沿光轴依序包含一光圈、一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一第四透镜，四个透镜各自具有一沿光轴朝向该物侧且使成像光线通过的物侧面以及一沿光轴朝向该像侧且使成像光线通过的像侧面。该第一透镜为该物侧至该像侧沿光轴数来第一片具有屈光率的透镜；该第二透镜为该物侧至该像侧沿光轴数来第二片具有屈光率的透镜，该第二透镜的该物侧面的圆周区域为凸面；该第三透镜为该像侧至该物侧沿光轴数来第二片具有屈光率的透镜，该第三透镜的该物侧面的光轴区域为凹面，且该第三透镜的该像侧面的圆周区域为凸面；该第四透镜为该像侧至该物侧沿光轴数来第一片具有屈光率的透镜，该第四透镜的该物侧面的圆周区域为凹面，且该第四透镜的该像侧面的光轴区域为凹面。该光学成像镜头满足条件式(1)：TTL/TL≧1.700以及条件式(2)：EFL/ImgH≧2.500。
根据一些实施例，该光学成像镜头还可选择地满足下列任一条件式：
条件式(3)：ALT/(T1+G12)≦2.700；
条件式(4)：AAG/(T3+T4)≧1.000；
条件式(5)：BFL/(T1+T4)≧2.100；
条件式(6)：EFL/BFL≦2.300；
条件式(7)：BFL/(T1+T2+T3)≧1.800；
条件式(8)：AAG/(T2+T3)≧1.400；
条件式(9)：T4/T2≦2.000；
条件式(10)：TL/(G12+G23)≦3.200；
条件式(11)：AAG/(T1+G34)≧1.000；
条件式(12)：AAG/(G34+T4)≧2.100；
条件式(13)：BFL/(G23+T3)≧1.400；
条件式(14)：ALT/AAG≦2.100；
条件式(15)：ALT/(T2+T3)≦3.800；
条件式(16)：G23/T4≦6.100；
条件式(17)：T1/T4≧1.200；
条件式(18)：EFL/AAG≦5.600。
根据一实施例，该光学成像镜头还可包含至少一反射组件，该反射组件可使成像光线转折进而配合达成可携式电子装置薄型化的目标。
根据一实施例，该光学成像镜头还可包含一反射组件，该反射组件设置于该第四透镜与一成像面之间，以使成像光线从该第四透镜转折至该成像面，或是该反射组件设置于该物侧与该第一透镜之间，以使成像光线从该物侧转折至该第一透镜，以符合可携式电子装置朝向薄型化发展的设计。
根据一实施例，该光学成像镜头还可包括一第一反射组件与一第二反射组件，该第一反射组件设置于该第四透镜与一成像面之间，以使成像光线从该第四透镜转折至该成像面，该第二反射组件设置于该物侧与该第一透镜之间，以使成像光线从该物侧转折至第一透镜，利用第一反射组件及第二反射组件的设置以转折光线，使光学成像镜头能轻易容置于可携式电子装置而不需受制于光学成像镜头的系统长度，进而实现薄型化的目标。
前述所列之示例性限定条件式，亦可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它更多的透镜的凹凸曲面排列、屈光率变化、选用各种材质或其它细部结构，以加强对系统性能及/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它实施例当中。
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达到配合可携式电子装置轻薄短小的目的。
附图说明
图1是本发明之一实施例之透镜的径向剖视图。
图2是本发明之一实施例之透镜面形与光线焦点的关系示意图。
图3是范例一的透镜面形与有效半径的关系图。
图4是范例二的透镜面形与有效半径的关系图。
图5是范例三的透镜面形与有效半径的关系图。
图6是本发明之第一实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。
图7是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是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是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是本发明之第二实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。
图11是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是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是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是本发明之第三实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。
图15是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是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是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是本发明之第四实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。
图19是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是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是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是本发明之第五实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。
图23是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是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是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是本发明之第六实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。
图27是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是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是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是本发明之第七实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。
图31是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是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是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是本发明之第八实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。
图35是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是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是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是本发明之第九实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。
图39是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是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是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是本发明之第十实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图。
图43是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是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是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46A是上述本发明之第一实施例至第三实施例的T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值表格图。
图46B是上述本发明之第四实施例至第十实施例的T1、G12、T2、G25、T5、G53、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、G23、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值表格图。
具体实施方式
在开始详细描述本发明之前，首先清楚表示附图中的符号说明：
100、200、300、400、500 透镜；110、410、510、L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、L5A1、TFA1 物侧面；120、320、L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、L5A2、TFA2 像侧面；R2A1 入射面；R2A2 反射面；R2A3 出光面；130 组装部；211、212 平行光线；A1 物侧；A2 像侧；CP 中心点；CP1 第一中心点；CP2 第二中心点；TP1 第一转换点；TP2 第二转换点；OB 光学边界；I 光轴；Lc 主光线；Lm 边缘光线；EL 延伸线；Z1、L1A1C、L2A1C、L3A1C、L4A1C、L5A1C、L1A2C、L2A2C、L3A2C、L4A2C、L5A2C 光轴区域；Z2、L1A1P、L2A1P、L3A1P、L4A1P、L5A1P、L1A2P、L2A2P、L3A2P、L4A2P、L5A2P 圆周区域；Z3 中继区域；M、R相交点；1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 光学成像镜头；I1 第一光轴；I2 第二光轴；I3 第三光轴；STO 光圈；L1 第一透镜；L2 第二透镜；L3 第三透镜；L4 第四透镜；L5 第五透镜；R1 第一反射组件；R2 第二反射组件；TF 滤光片；IMA 成像面。
本说明书之光学系统包含至少一透镜，接收入射光学系统之平行于光轴至相对光轴呈半视角(HFOV)角度内的成像光线。成像光线通过光学系统于成像面上成像。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近轴屈光率为正(或为负)。所言之「透镜之物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。成像光线包括至少两类光线：主光线(chief ray)Lc及边缘光线(marginal ray)Lm(如图1所示)。透镜之物侧面(或像侧面)可依不同位置区分为不同区域，包含光轴区域、圆周区域、或在部分实施例中的一个或多个中继区域，该些区域的说明将于下方详细阐述。
图1为透镜100的径向剖视图。定义透镜100表面上的二参考点：中心点及转换点。透镜表面的中心点为该表面与光轴I的一交点。如图1所例示，第一中心点CP1位于透镜100的物侧面110，第二中心点CP2位于透镜100的像侧面120。转换点是位于透镜表面上的一点，且该点的切线与光轴I垂直。定义透镜表面之光学边界OB为通过该透镜表面径向最外侧的边缘光线Lm与该透镜表面相交的一点。所有的转换点皆位于光轴I与透镜表面之光学边界OB之间。除此之外，若单一透镜表面有复数个转换点，则该些转换点由径向向外的方向依序自第一转换点开始命名。例如，第一转换点TP1(最靠近光轴I)、第二转换点TP2(如图4所示)及第N转换点(距离光轴I最远)。
定义从中心点至第一转换点TP1的范围为光轴区域，其中，该光轴区域包含中心点。定义距离光轴I最远的第N转换点径向向外至光学边界OB的区域为圆周区域。在部分实施例中，可另包含介于光轴区域与圆周区域之间的中继区域，中继区域的数量取决于转换点的数量。
当平行光轴I之光线通过一区域后，若光线朝光轴I偏折且与光轴I的交点位在透镜像侧A2，则该区域为凸面。当平行光轴I之光线通过一区域后，若光线的延伸线与光轴I的交点位在透镜物侧A1，则该区域为凹面。
除此之外，参见图1，透镜100还可包含一由光学边界OB径向向外延伸的组装部130。组装部130一般来说用以供该透镜100组装于光学系统之一相对应组件(图未示)。成像光线并不会到达该组装部130。组装部130之结构与形状仅为说明本发明之示例，不以此限制本发明的范围。下列讨论之透镜的组装部130可能会在图式中被部分或全部省略。
参见图2，定义中心点CP与第一转换点TP1之间为光轴区域Z1。定义第一转换点TP1与透镜表面的光学边界OB之间为圆周区域Z2。如图2所示，平行光线211在通过光轴区域Z1后与光轴I在透镜200的像侧A2相交，即平行光线211通过光轴区域Z1的焦点位于透镜200像侧A2的R点。由于光线与光轴I相交于透镜200像侧A2，故光轴区域Z1为凸面。反之，平行光线212在通过圆周区域Z2后发散。如图2所示，平行光线212通过圆周区域Z2后的延伸线EL与光轴I在透镜200的物侧A1相交，即平行光线212通过圆周区域Z2的焦点位于透镜200物侧A1的M点。由于光线的延伸线EL与光轴I相交于透镜200物侧A1，故圆周区域Z2为凹面。于图2所示的透镜200中，第一转换点TP1是光轴区域与圆周区域的分界，即第一转换点TP1为凸面转凹面的分界点。
另一方面，光轴区域的面形凹凸判断还可依该领域中通常知识者的判断方式，即藉由近轴的曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜之光轴区域面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中，例如Zemax或CodeV。R值亦常见于光学设计软件的透镜数据表(lens data sheet)中。以物侧面来说，当R值为正时，判定为物侧面的光轴区域为凸面；当R值为负时，判定物侧面的光轴区域为凹面。反之，以像侧面来说，当R值为正时，判定像侧面的光轴区域为凹面；当R值为负时，判定像侧面的光轴区域为凸面。此方法判定的结果与前述藉由光线/光线延伸线与光轴的交点判定方式的结果一致，光线/光线延伸线与光轴交点的判定方式即为以一平行光轴之光线的焦点位于透镜之物侧或像侧来判断面形凹凸。本说明书所描述之「一区域为凸面(或凹面)」、「一区域为凸(或凹)」或「一凸面(或凹面)区域」可被替换使用。
图3至图5提供了在各个情况下判断透镜区域的面形及区域分界的范例，包含前述之光轴区域、圆周区域及中继区域。
图3为透镜300的径向剖视图。参见图3，透镜300的像侧面320在光学边界OB内仅存在一个转换点TP1。透镜300的像侧面320的光轴区域Z1及圆周区域Z2如图3所示。此像侧面320的R值为正(即R>0)，因此，光轴区域Z1为凹面。
一般来说，以转换点为界的各个区域面形会与相邻的区域面形相反，因此，可用转换点来界定面形的转变，即自转换点由凹面转凸面或由凸面转凹面。于图3中，由于光轴区域Z1为凹面，面形于转换点TP1转变，故圆周区域Z2为凸面。
图4为透镜400的径向剖视图。参见图4，透镜400的物侧面410存在一第一转换点TP1及一第二转换点TP2。定义光轴I与第一转换点TP1之间为物侧面410的光轴区域Z1。此物侧面410的R值为正(即R>0)，因此，光轴区域Z1为凸面。
定义第二转换点TP2与透镜400的物侧面410的光学边界OB之间为圆周区域Z2，该物侧面410的该圆周区域Z2亦为凸面。除此之外，定义第一转换点TP1与第二转换点TP2之间为中继区域Z3，该物侧面410的该中继区域Z3为凹面。再次参见图4，物侧面410由光轴I径向向外依序包含光轴I与第一转换点TP1之间的光轴区域Z1、位于第一转换点TP1与第二转换点TP2之间的中继区域Z3，及第二转换点TP2与透镜400的物侧面410的光学边界OB之间的圆周区域Z2。由于光轴区域Z1为凸面，面形自第一转换点TP1转变为凹，故中继区域Z3为凹面，又面形自第二转换点TP2再转变为凸，故圆周区域Z2为凸面。
图5为透镜500的径向剖视图。透镜500的物侧面510无转换点。对于无转换点的透镜表面，例如透镜500的物侧面510，定义自光轴I起算至透镜表面光学边界OB之间距离的0～50％为光轴区域，自光轴I起算至透镜表面光学边界OB之间距离的50～100％为圆周区域。参见图5所示之透镜500，定义光轴I至自光轴I起算到透镜500表面光学边界OB之间距离的50％为物侧面510的光轴区域Z1。此物侧面510的R值为正(即R>0)，因此，光轴区域Z1为凸面。由于透镜500的物侧面510无转换点，因此物侧面510的圆周区域Z2亦为凸面。透镜500更可具有组装部(图未示)自圆周区域Z2径向向外延伸。
根据本发明的一些实施例，光学成像镜头的各透镜表面凹凸搭配设计以提供良好成像质量，例如：第二透镜为物侧至像侧沿光轴数来第二片具有屈光率的透镜，且第二透镜的物侧面的圆周区域为凸面；第三透镜为像侧至物侧沿光轴数来第二片具有屈光率的透镜，第三透镜的物侧面的光轴区域为凹面，且第三透镜的像侧面的圆周区域为凸面；第四透镜为像侧至物侧沿光轴数来第一片具有屈光率的透镜，第四透镜的物侧面的圆周区域为凹面，且第四透镜的像侧面的光轴区域为凹面。透过以上组合能有效达到修正光学系统球差、像差以及降低畸变的目的。
根据本发明的一些实施例，该光学成像镜头满足条件式(1)：TTL/TL≧1.700以及条件式(2)：EFL/ImgH≧2.500，可有效使光学成像镜头能够配合可携式电子装置薄型化的需求，同时也有助于达到望远的效果，条件式(1)、(2)较佳的范围1.700≦TTL/TL≦2.800及2.500≦EFL/ImgH≦6.000。
根据本发明的一些实施例，为了达成缩短透镜系统长度及确保成像质量，设计光学成像镜头满足条件式(3)～(18)至少其中之一，将透镜间的空气间隙缩小或是透镜在光轴上的厚度适度地缩短，但又同时考虑制作的难易程度，因此若条件式(3)～(18)进一步满足以下条件式之数值限定，能有较佳的配置：
1.300≦ALT/(T1+G12)≦2.700；
1.000≦AAG/(T3+T4)≦4.000；
2.100≦BFL/(T1+T4)≦4.700；
1.200≦EFL/BFL≦2.300；
1.800≦BFL/(T1+T2+T3)≦3.900；
1.400≦AAG/(T2+T3)≦3.200；
0.500≦T4/T2≦2.000；
1.700≦TL/(G12+G23)≦3.200；
1.000≦AAG/(T1+G34)≦3.400；
2.100≦AAG/(G34+T4)≦5.000；
1.400≦BFL/(G23+T3)≦4.600；
0.800≦ALT/AAG≦2.100；
2.300≦ALT/(T2+T3)≦3.800；
1.900≦G23/T4≦6.100；
1.200≦T1/T4≦3.200；
2.700≦EFL/AAG≦5.600。
根据本发明的一些实施例，光学成像镜头还设置至少一反射组件，该反射组件将成像光线转折进而使光学成像镜头能满足可携式电子装置薄型化的目的，其中又以将该反射组件设置于第四透镜与成像面之间或设置于物侧与第一透镜之间较佳。更佳的是，该反射组件为两个，分别设置于第四透镜与成像面之间及设置于物侧与第一透镜之间。
此外，另可选择实施例参数之任意组合关系增加光学成像镜头限制，以利于本发明相同架构的光学成像镜头设计。有鉴于光学系统设计的不可预测性，在本发明的架构之下，符合上述条件式能较佳地使本发明光学成像镜头成像质量提升，或组装良率提升而改善先前技术的缺点。
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它更多的透镜的凹凸曲面排列、屈光率变化或其它细部结构，以加强对系统性能及/或分辨率的控制以及制造上良率的提升。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、塑料、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它实施例当中，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，达到配合可携式电子产品装置轻薄短小的目的，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绘示依据本发明之第一实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图7绘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绘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绘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。须说明的是，本发明实施例中的厚度/距离数值为负代表沿光轴的方向不同。
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沿光轴依序包括第一反射组件R1、一光圈(aperture stop)STO、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4以及一第二反射组件R2。更具体地，光轴包括与入射光方向平行的第一光轴I1、与第一光轴I1交会并大致垂直的第二光轴I2以及与第二光轴I2交会并大致垂直的第三光轴I3，物侧A1位于第一光轴I1上，像侧A2位于第三光轴I3上。第一反射组件R1设置于物侧A1与第一透镜L1之间并位于第一光轴I1上，用以将入射光由沿着一第一光轴I1行进改为沿着第二光轴I2行进。光圈STO、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4沿着第二光轴I2设置。第二反射组件R2设置于第四透镜L4与一影像传感器(图未显示)的一成像面IMA之间并位于第三光轴I3上，用以将通过所有透镜(L1～L4)的光线由沿着一第二光轴I2行进改为沿着第三光轴I3行进。一滤光片TF及该成像面IMA皆设置于光学成像镜头1的像侧A2。藉由设置于光学成像镜头1中的第一反射组件R1、第二反射组件R2将光线行进方向转折，可以使光学成像透镜轻易容置于电子装置而不受光学成像透镜系统长度的限制，以达成光学成像镜头系统的较薄型设计。
第一反射组件R1可以是一平面镜或是棱镜，第二反射组件R2可以是一平面镜或是棱镜。根据一实施例，第一反射组件R1为平面镜，其具有相对第一光轴I1为45度角的平面，第二反射组件R2为棱镜，其具有一入射面R2A1、一反射面R2A2以及一出光面R2A3，其中入射面R2A1垂直于第二光轴I2，反射面R2A2相对于第二光轴I2为45度角，出光面R2A3垂直于第三光轴I3。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4以及滤光片TF分别包含沿光轴朝向物侧A1的物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1、TFA1以及沿光轴朝向像侧A2的像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2、TFA2。在本实施例中，滤光片TF设于第二反射组件R2与成像面IMA之间，且可以选择是用以阻挡红外光线的一红外线滤止的滤光片(infrared cut-off filter)。
根据第一实施例，光学成像镜头1的每个透镜的细部结构可参照图式。为了达到产品轻量化的目的，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4可为塑料材质所制成，但不以此为限。
根据第一实施例，第一透镜L1为沿光轴从物侧A1至像侧A2数来第一片具有屈光率的透镜，且为具有正屈光率。第一透镜L1的物侧面L1A1的光轴区域L1A1C及圆周区域L1A1P皆为凸面。第一透镜L1的像侧面L1A2的光轴区域L1A2C及圆周区域L1A2P皆为凸面。
根据第一实施例，第二透镜L2为沿光轴从物侧A1至像侧A2数来第二片具有屈光率的透镜，且为具有负屈光率。第二透镜L2的物侧面L2A1的光轴区域L2A1C及圆周区域L2A1P皆为凸面。第二透镜L2的像侧面L2A2的光轴区域L2A2C及圆周区域L2A2P皆为凹面。
根据第一实施例，第三透镜L3为沿光轴从像侧A2至物侧A1数来第二片具有屈光率的透镜，且为具有负屈光率。第三透镜L3的物侧面L3A1的光轴区域L3A1C及圆周区域L3A1P皆为凹面。第三透镜L3的像侧面L3A2的光轴区域L3A2C及圆周区域L3A2P皆为凸面。
根据第一实施例，第四透镜L4为沿光轴从像侧A2至物侧A1数来第一片具有屈光率的透镜，且为具有正屈光率。第四透镜L4的物侧面L4A1的光轴区域L4A1C为凸面，第四透镜L4的物侧面L4A1的圆周区域L4A1P为凹面。第四透镜L4的像侧面L4A2的光轴区域L4A2C为凹面，第四透镜L4的像侧面L4A2的圆周区域L4A2P为凸面。
第一透镜L1的物侧面L1A1及像侧面L1A2、第二透镜L2的物侧面L2A1及像侧面L2A2、第三透镜L3的物侧面L3A1及像侧面L3A2、第四透镜L4的物侧面L4A1及像侧面L4A2共计8个非球面皆是依下列非球面曲线方程式(1)定义：
Figure BDA0001689506000000121
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；
Y表示非球面曲面上的点与光轴的垂直距离；
K为锥面系数(Conic Constant)；
a2i为第2i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)绘示本实施例的三种代表波长(470nm、555nm、650nm)的纵向球差的示意图，其中纵轴定义为视场。图7的(b)绘示本实施例的三种代表波长(470nm、555nm、650nm)的弧矢(Sagittal)方向的场曲像差的示意图，纵轴定义为像高。图7的(c)绘示本实施例的三种代表波长(470nm、555nm、650nm)的子午(Tangential)方向的场曲像差的示意图，其中纵轴定义为像高。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。每一种波长所成的曲线皆很靠近，说明每一种波长不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近。从图7的(a)中每一曲线的纵向球差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.014mm的范围内。因此，本实施例确实明显改善不同波长的纵向球差。此外，参阅图7的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±14μm的范围内。参阅图7的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±14μm的范围内。参阅图7的(d)的横轴，畸变像差维持在±0.6％的范围内。
在本实施例中，第一透镜L1之物侧面L1A1至成像面IMA沿光轴之长度(TTL)大约11.535mm，光圈值(Fno)为2.200，半视角(HFOV)为14.502度，系统有效焦距(EFL)为9.687mm。
关于本实施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值，请参考图46A。
另请一并参考图10至图13，其中图10绘示依据本发明之第二实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图11绘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绘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绘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。
如图10所示，本实施例之光学成像镜头2沿光轴从物侧A1至像侧A2依序包括第一反射组件R1、一光圈(aperture stop)STO、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4以及一第二反射组件R2。
第二实施例之物侧面L1A1、L2A1、L3A1、L4A1及像侧面L1A2、L2A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透镜的屈光率正负配置大致上与第一实施例类似。此外，第二实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距等光学参数数值与第一实施例不同。
在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜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。关于本实施例之光学成像镜头2的各透镜之光学特性，请参考图12。
从图11的(a)中每一曲线的纵向球差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.014mm的范围内。参阅图11的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±12μm的范围内。参阅图11的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±12μm的范围内。参阅图11的(d)的横轴，光学成像镜头2的畸变像差维持在±1.5％的范围内。
关于本实施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值，请参考图46A。
相较于第一实施例，本实施例之纵向球差及弧矢方向的场曲像差较小，且系统总长(TTL)较短。
另请一并参考图14至图17，其中图14绘示依据本发明之第三实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图15绘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绘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绘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。
如图10所示，本实施例之光学成像镜头3沿光轴从物侧A1至像侧A2依序包括第一反射组件R1、一光圈(aperture stop)STO、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4以及一第二反射组件R2。
第三实施例之物侧面L1A1、L2A1、L4A1及像侧面L2A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置大致上与第一实施例类似，然而第一透镜L1之像侧面L1A2、第三透镜L3之物侧面L3A1之表面凹凸配置以及第三透镜L3的屈光率与第一实施例不同。此外，第三实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距等光学参数数值也与第一实施例不同。具体来说，第一透镜L1之像侧面L1A2之圆周区域L1A2P为凹面，第三透镜L3之物侧面L3A1之圆周区域L3A1P为凸面，且第三透镜L3具有正屈光率。
在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜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。关于本实施例之光学成像镜头3的各透镜之光学特性，请参考图16。
从图15的(a)中每一曲线的纵向球差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.011mm的范围内。参阅图15的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±0.03mm的范围内。参阅图15的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±0.025mm的范围内。参阅图15的(d)的横轴，光学成像镜头3的畸变像差维持在±4％的范围内。
关于本实施例之T1、G12、T2、G23、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值，请参考图46A。
相较于第一实施例，本实施例之纵向球差较小，且系统总长(TTL)、系统有效焦距(EFL)较短。
另请一并参考图18至图21，其中图18绘示依据本发明之第四实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图19绘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绘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绘示依据本发明之第四实施例光学成像镜头之各透镜之非球面数据。
如图18所示，本实施例之光学成像镜头4配置有与第一实施例之光学成像镜头1类似的第一反射组件R1、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4以及第二反射组件R2，相较于第一实施例之光学成像镜头1，光学成像镜头4为由五片透镜组成，其中第五透镜L5位于第二透镜L2与第三透镜L3之间。光学成像镜头4从物侧A1至像侧A2沿光轴依序包括第一反射组件R1、一光圈(aperture stop)STO、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第五透镜L5、一第三透镜L3、一第四透镜L4以及一第二反射组件R2。藉由设置于光学成像镜头4中的第一反射组件R1、第二反射组件R2将光线行进方向转折，可以使光学成像透镜轻易容置于电子装置而不受光学成像透镜系统长度的限制，以达成光学成像镜头系统的较薄型设计。
根据第四实施例，第一透镜L1为沿光轴从物侧A1至像侧A2数来第一片具有屈光率的透镜，且为具有正屈光率。第一透镜L1的物侧面L1A1的光轴区域L1A1C及圆周区域L1A1P皆为凸面。第一透镜L1的像侧面L1A2的光轴区域L1A2C为凹面，第一透镜L1的像侧面L1A2的圆周区域L1A2P为凸面。
根据第四实施例，第二透镜L2为沿光轴从物侧A1至像侧A2数来第二片具有屈光率的透镜，且为具有负屈光率。第二透镜L2的物侧面L2A1的光轴区域L2A1C及圆周区域L2A1P皆为凸面。第二透镜L2的像侧面L2A2的光轴区域L2A2C及圆周区域L2A2P皆为凹面。
根据第四实施例，第五透镜L5为沿光轴从物侧A1至像侧A2数来第三片具有屈光率的透镜，且为具有正屈光率。第五透镜L5的物侧面L5A1的光轴区域L5A1C及圆周区域L5A1P皆为凸面。第五透镜L5的像侧面L5A2的光轴区域L5A2C及圆周区域L5A2P皆为凹面。
根据第四实施例，第三透镜L3为沿光轴从像侧A2至物侧A1数来第二片具有屈光率的透镜，且为具有负屈光率。第三透镜L3的物侧面L3A1的光轴区域L3A1C及圆周区域L3A1P皆为凹面。第三透镜L3的像侧面L3A2的光轴区域L3A2C及圆周区域L3A2P皆为凸面。
根据第四实施例，第四透镜L4为沿光轴从像侧A2至物侧A1数来第一片具有屈光率的透镜，且为具有负屈光率。第四透镜L4的物侧面L4A1的光轴区域L4A1C为凸面，第四透镜L4的物侧面L4A1的圆周区域L4A1P为凹面。第四透镜L4的像侧面L4A2的光轴区域L4A2C为凹面，第四透镜L4的像侧面L4A2的圆周区域L4A2P为凸面。
根据第四实施例，第一透镜L1的物侧面L1A1及像侧面L1A2、第二透镜L2的物侧面L2A1及像侧面L2A2、第五透镜L5的物侧面L5A1及像侧面L5A2、第三透镜L3的物侧面L3A1及像侧面L3A2、第四透镜L4的物侧面L4A1及像侧面L4A2共计10个非球面皆是依上述非球面曲线方程式(1)定义。第一透镜L1、第二透镜L2、第五透镜L5、第三透镜L3及第四透镜L4可为塑料材质所制成，但不以此为限。
在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜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。关于本实施例之光学成像镜头4的各透镜之光学特性，请参考图20。
从图19的(a)中每一曲线的纵向球差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.014mm的范围内。参阅图19的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±16μm的范围内。参阅图19的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±16μm的范围内。参阅图19的(d)的横轴，光学成像镜头4的畸变像差维持在±0.8％的范围内。
在本实施例中，第一透镜L1之物侧面L1A1至成像面IMA沿光轴之长度(TTL)大约14.001mm，光圈值(Fno)为2.933，半视角(HFOV)为11.709度，系统有效焦距(EFL)为12.238mm。
关于本实施例之T1、G12、T2、G25、T5、G53、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、G23、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值，请参考图46B。
另请一并参考图22至图25，其中图22绘示依据本发明之第五实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图23绘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绘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绘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。
如图22所示，本实施例之光学成像镜头5沿光轴从物侧A1至像侧A2依序包括一第一反射组件R1、一光圈(aperture stop)STO、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第五透镜L5、一第三透镜L3、一第四透镜L4以及一第二反射组件R2。
第五实施例之物侧面L1A1、L2A1、L5A1、L3A1、L4A1及像侧面L2A2、L5A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透镜的屈光率正负配置大致上与第四实施例类似，然而第一透镜L1之像侧面L1A2、第五透镜L5的屈光率以及第四透镜L4的屈光率与第四实施例不同。此外，第五实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距等光学参数数值也与第四实施例不同。具体来说，第一透镜L1之像侧面L1A2之圆周区域L1A2P为凹面，第五透镜L5具有负屈光率，且第四透镜L4具有正屈光率。
在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第四实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头5的各透镜之光学特性，请参考图24。
从图23的(a)中每一曲线的纵向球差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.020mm的范围内。参阅图23的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±18μm的范围内。参阅图23的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±20μm的范围内。参阅图23的(d)的横轴，光学成像镜头5的畸变像差维持在±0.3％的范围内。
关于本实施例之T1、G12、T2、G25、T5、G53、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、G23、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值，请参考图46B。
相较于第四实施例，本实施例之畸变像差较小，且系统总长(TTL)较短。
另请一并参考图26至图29，其中图26绘示依据本发明之第六实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图27绘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绘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绘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。
如图26所示，本实施例之光学成像镜头6沿光轴从物侧A1至像侧A2依序包括一第一反射组件R1、一光圈(aperture stop)STO、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第五透镜L5、一第三透镜L3、一第四透镜L4以及一第二反射组件R2。
第六实施例之物侧面L1A1、L2A1、L5A1、L3A1、L4A1及像侧面L1A2、L2A2、L5A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透镜的屈光率正负配置大致上与第四实施例类似。此外，第六实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距等光学参数数值也与第四实施例不同。
在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第四实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头6的各透镜之光学特性，请参考图28。
从图27的(a)中每一曲线的纵向球差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.013mm的范围内。参阅图27的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±14μm的范围内。参阅图27的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±14μm的范围内。参阅图27的(d)的横轴，光学成像镜头6的畸变像差维持在±1.6％的范围内。
关于本实施例之T1、G12、T2、G25、T5、G53、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、G23、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值，请参考图46B。
相较于第四实施例，本实施例之纵向球差、场曲像差较小，系统总长(TTL)、系统有效焦距(EFL)较短，光圈值(Fno)较小，且半视角(HFOV)较大。
另请一并参考图30至图33，其中图30绘示依据本发明之第七实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图31绘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绘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绘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。
如图30所示，本实施例之光学成像镜头7沿光轴从物侧A1至像侧A2依序包括一第一反射组件R1、一光圈(aperture stop)STO、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第五透镜L5、一第三透镜L3、一第四透镜L4以及一第二反射组件R2。
第七实施例之物侧面L1A1、L2A1、L5A1、L3A1、L4A1及像侧面L1A2、L2A2、L5A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透镜的屈光率正负配置大致上与第四实施例类似，然而第四透镜L4的屈光率与第四实施例不同。此外，第七实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距等光学参数数值也与第四实施例不同。具体来说，第四透镜L4具有正屈光率。
在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第四实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头7的各透镜之光学特性，请参考图32。
从图31的(a)中每一曲线的纵向球差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.014mm的范围内。参阅图31的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±16μm的范围内。参阅图31的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±18μm的范围内。参阅图31的(d)的横轴，光学成像镜头7的畸变像差维持在±1.2％的范围内。
关于本实施例之T1、G12、T2、G25、T5、G53、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、G23、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值，请参考图46B。
相较于第四实施例，本实施例之光圈值(Fno)较大。
另请一并参考图34至图37，其中图34绘示依据本发明之第八实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图35绘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绘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绘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。
如图34所示，本实施例之光学成像镜头8沿光轴从物侧A1至像侧A2依序包括一第一反射组件R1、一光圈(aperture stop)STO、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第五透镜L5、一第三透镜L3、一第四透镜L4以及一第二反射组件R2。
第八实施例之物侧面L1A1、L2A1、L5A1、L3A1、L4A1及像侧面L1A2、L2A2、L5A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透镜的屈光率正负配置大致上与第四实施例类似，然而第四透镜L4的屈光率与第四实施例不同。此外，第八实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距等光学参数也与第四实施例不同。具体来说，第四透镜L4具有正屈光率。
在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第四实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头8的各透镜之光学特性，请参考图36。
从图35的(a)中每一曲线的纵向球差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.014mm的范围内。参阅图35的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±14μm的范围内。参阅图35的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±16μm的范围内。参阅图35的(d)的横轴，光学成像镜头8的畸变像差维持在±1.8％的范围内。
关于本实施例之T1、G12、T2、G25、T5、G53、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、G23、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值，请参考图46B。
相较于第四实施例，本实施例之光圈值(Fno)较大。
另请一并参考图38至图41，其中图38绘示依据本发明之第九实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图39绘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绘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绘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。
如图38所示，本实施例之光学成像镜头9沿光轴从物侧A1至像侧A2依序包括一第一反射组件R1、一光圈(aperture stop)STO、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第五透镜L5、一第三透镜L3、一第四透镜L4以及一第二反射组件R2。
第九实施例之物侧面L1A1、L2A1、L5A1、L3A1、L4A1及像侧面L2A2、L5A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透镜的屈光率正负配置大致上与第四实施例类似，然而第一透镜L1之像侧面L1A2和第三透镜L3、第四透镜L4的屈光率与第四实施例不同。此外，第九实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距等光学参数也与第四实施例不同。具体来说，第一透镜L1之像侧面L1A2之光轴区域L1A2C为凸面，第三透镜L3具有正屈光率，第四透镜L4具有正屈光率。
在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第四实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头9的各透镜之光学特性，请参考图40。
从图39的(a)中每一曲线的纵向球差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.025mm的范围内。参阅图39的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±0.02mm的范围内。参阅图39的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±0.03mm的范围内。参阅图39的(d)的横轴，光学成像镜头9的畸变像差维持在±0.4％的范围内。
关于本实施例之T1、G12、T2、G25、T5、G53、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、G23、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值，请参考图46B。
相较于第四实施例，本实施例之畸变像差较小，系统总长(TTL)、系统有效焦距(EFL)较短，半视角(HFOV)较大，且光圈值(Fno)较小。
另请一并参考图42至图45，其中图42绘示依据本发明之第十实施例之光学成像镜头之透镜剖面结构示意图，图43绘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绘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绘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。
如图42所示，本实施例之光学成像镜头10沿光轴从物侧A1至像侧A2依序包括一第一反射组件R1、一光圈(aperture stop)STO、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第五透镜L5、一第三透镜L3、一第四透镜L4以及一第二反射组件R2。
第十实施例之物侧面L1A1、L2A1、L5A1、L3A1、L4A1及像侧面L2A2、L5A2、L3A2、L4A2之表面的凹凸配置及各透镜的屈光率正负配置大致上与第四实施例类似，然而第一透镜L1之像侧面L1A2和第三透镜L3、第四透镜L4的屈光率与第四实施例不同。此外，第十实施例的各透镜表面的曲率半径、透镜屈光率、透镜厚度、透镜非球面系数及系统焦距等光学参数也与第四实施例不同。具体来说，第一透镜L1之像侧面L1A2之光轴区域L1A2C为凸面，第三透镜L3具有正屈光率，第四透镜L4具有正屈光率。
在此为了更清楚绘示本实施例之图面，透镜表面凹凸配置的特征仅标示与第四实施例不同之处，而省略相同之处的标号。关于本实施例之光学成像镜头10的各透镜之光学特性，请参考图44。
从图43的(a)中每一曲线的纵向球差，可看出不同高度的离轴光线的成像点之偏差控制在±0.018mm的范围内。参阅图43的(b)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±0.015mm的范围内。参阅图43的(c)，三种代表波长在整个视场范围内的场曲像差落在±0.025mm的范围内。参阅图43的(d)的横轴，光学成像镜头10的畸变像差维持在±0.25％的范围内。
关于本实施例之T1、G12、T2、G25、T5、G53、T3、G34、T4、G4F、TTF、GFP、TTL、G23、BFL、EFL、TL、ALT、AAG、ImgH、TTL/TL、EFL/ImgH、ALT/(T1+G12)、AAG/(T3+T4)、BFL/(T1+T4)、EFL/BFL、BFL/(T1+T2+T3)、AAG/(T2+T3)、T4/T2、TL/(G12+G23)、AAG/(T1+G34)、AAG/(G34+T4)、BFL/(G23+T3)、ALT/AAG、ALT/(T2+T3)、G23/T4、T1/T4、EFL/AAG之数值，请参考图46B。
相较于第四实施例，本实施例之弧矢(Sagittal)方向的场曲像差、畸变像差较小，系统总长(TTL)、系统有效焦距(EFL)较短，半视角(HFOV)较大，且光圈值(Fno)较小。
由图46A、图46B可知，本发明的第一至第十实施例之光学成像镜头确实满足条件式(1)～(18)。
本发明各实施例提供一个具有良好成像质量的光学成像镜头，透过镜片的凹凸搭配设计，例如：第二透镜的物侧面的圆周区域为凸面，第三透镜的物侧面的光轴区域为凹面，第三透镜的像侧面的圆周区域为凸面，第四透镜的物侧面的圆周区域为凹面，搭配第四透镜的像侧面的光轴区域为凹；第二透镜是沿光轴从物侧至像侧数来第二片具有屈光率的透镜，第三透镜为沿光轴从像侧至物侧数来第二片具有屈光率的透镜，第四透镜为沿光轴从像侧至物侧数来第一片具有屈光率的透镜，以达到修正光学成像镜头的球差、像差以及降低畸变的目的。
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。
透过本发明各实施例的纵向球差、场曲像差、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，故透过上述可知本发明具备良好光学性能。
有鉴于光学系统设计的不可预测性，在本发明的架构之下，符合上述条件式能较佳地使本发明镜头长度缩短、光学系统球差、像差以及畸变小、光学成像系统成像质量提升，或组装良率提升而改善先前技术的缺点。
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。其它组件之变化或组合皆可能，且不悖于本发明之精神与范围。

Claims (20)

1.一种光学成像镜头，从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜以及一第五透镜，每一透镜具有一沿该光轴朝向该物侧且使成像光线通过的物侧面以及一沿该光轴朝向该像侧且使成像光线通过的像侧面，其中：
该第一透镜为该物侧至该像侧沿该光轴数来第一片具有屈光率的透镜；
该第二透镜为该物侧至该像侧沿该光轴数来第二片具有屈光率的透镜，该第二透镜的该物侧面的一圆周区域为凸面；
该第五透镜为该物侧至该像侧沿该光轴数来第三片具有屈光率的透镜，该第五透镜具有正屈光率；
该第三透镜为该像侧至该物侧沿该光轴数来第二片具有屈光率的透镜，该第三透镜的该物侧面的一光轴区域为凹面，且该第三透镜的该像侧面的一圆周区域为凸面；
该第四透镜为该像侧至该物侧沿该光轴数来第一片具有屈光率的透镜，该第四透镜的该物侧面的一圆周区域为凹面，且该第四透镜的该像侧面的一光轴区域为凹面；
该光学成像镜头的透镜数量为五片，且该光学成像镜头满足条件式：TTL/TL≧1.700以及EFL/ImgH≧2.500，TTL代表该第一透镜的该物侧面至一成像面在该光轴上的距离，TL代表该第一透镜的该物侧面至该第四透镜的该像侧面在该光轴上的距离，EFL代表该光学成像镜头的系统有效焦距，ImgH代表该光学成像镜头的成像像高。
2.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中ALT代表该光学成像镜头中所有具有屈光率的透镜在该光轴上的透镜厚度总和，T1代表该第一透镜在该光轴上的厚度，G12代表该第一透镜的该像侧面至该第二透镜的该物侧面在该光轴上的距离，该光学成像镜头满足条件式：ALT/(T1+G12)≦2.700。
3.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中，AAG代表该光学成像镜头中所有具有屈光率的透镜在该光轴上的空气间隙总和，T3代表该第三透镜在该光轴上的厚度，T4代表该第四透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足条件式：AAG/(T3+T4)≧1.000。
4.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中BFL代表该第四透镜的该像侧面至该成像面在该光轴上的距离，T1代表该第一透镜在该光轴上的厚度，T4代表该第四透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足条件式：BFL/(T1+T4)≧2.100。
5.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中BFL代表该第四透镜的该像侧面至该成像面在该光轴上的距离，该光学成像镜头满足条件式：EFL/BFL≦2.300。
6.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中BFL代表该第四透镜的该像侧面至该成像面在该光轴上的距离，T1代表该第一透镜在该光轴上的厚度，T2代表该第二透镜在该光轴上的厚度，T3代表该第三透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足条件式：BFL/(T1+T2+T3)≧1.800。
7.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中AAG代表该光学成像镜头中所有具有屈光率的透镜在该光轴上的空气间隙总和，T2代表该第二透镜在该光轴上的厚度，T3代表该第三透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足条件式：AAG/(T2+T3)≧1.400。
8.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中T2代表该第二透镜在该光轴上的厚度，T4代表该第四透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足条件式：T4/T2≦2.000。
9.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中G12代表该第一透镜的该像侧面至该第二透镜的该物侧面在该光轴上的距离，G23代表该第二透镜的该像侧面至该第三透镜的该物侧面在该光轴上的距离，该光学成像镜头满足条件式：TL/(G12+G23)≦3.200。
10.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中AAG代表该光学成像镜头中所有具有屈光率的透镜在该光轴上的空气间隙总和，T1代表该第一透镜在该光轴上的厚度，G34代表该第三透镜的该像侧面至该第四透镜的该物侧面在该光轴上的距离，该光学成像镜头满足条件式：AAG/(T1+G34)≧1.000。
11.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中AAG代表该光学成像镜头中所有具有屈光率的透镜在该光轴上的空气间隙总和，T4代表该第四透镜在该光轴上的厚度，G34代表该第三透镜的该像侧面至该第四透镜的该物侧面在该光轴上的距离，该光学成像镜头满足条件式：AAG/(G34+T4)≧2.100。
12.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中BFL代表该第四透镜的该像侧面至该成像面在该光轴上的距离，T3代表该第三透镜在该光轴上的厚度，G23代表该第二透镜的该像侧面至该第三透镜的该物侧面在该光轴上的距离，该光学成像镜头满足条件式：BFL/(G23+T3)≧1.400。
13.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中ALT代表该光学成像镜头中所有具有屈光率的透镜在该光轴上的透镜厚度总和，AAG代表该光学成像镜头中所有具有屈光率的透镜在该光轴上的空气间隙总和，该光学成像镜头满足条件式：ALT/AAG≦2.100。
14.如权利要求1所述的光学成像镜头，还包含至少一反射组件。
15.如权利要求14所述的光学成像镜头，该反射组件设置于该第四透镜与该成像面之间，或设置于该物侧与该第一透镜之间。
16.如权利要求14所述的光学成像镜头，该反射组件有两个，其中一个设置于该物侧与该第一透镜之间，另一个设置于该第四透镜与该成像面之间。
17.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中ALT代表该光学成像镜头中所有具有屈光率的透镜在该光轴上的透镜厚度总和，T2代表该第二透镜在该光轴上的厚度，T3代表该第三透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足条件式：ALT/(T2+T3)≦3.800。
18.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中G23代表该第二透镜的该像侧面至该第三透镜的该物侧面在该光轴上的距离，T4代表该第四透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足条件式：G23/T4≦6.100。
19.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中T1代表该第一透镜在该光轴上的厚度，T4代表该第四透镜在该光轴上的厚度，该光学成像镜头满足条件式：T1/T4≧1.200。
20.如权利要求1所述的光学成像镜头，其中AAG代表该光学成像镜头中所有具有屈光率的透镜在该光轴上的空气间隙总和，该光学成像镜头满足条件式：EFL/AAG≦5.600。
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