CN105807391B - 光学镜片组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光学镜片组，从物侧至像侧沿光轴包含光圈与第一至第六透镜。第三透镜之物侧面具有位于圆周附近区域的凹面部，像侧面具有位于光轴附近区域的凸面部。第四透镜像侧面具有位于光轴附近区域的凸面部。第五透镜具有正屈光率，物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部。第六透镜之物侧面具有位于圆周附近区域的凸面部。第一透镜在光轴上的中心厚度为T1、第二透镜在光轴上的中心厚度为T2、第三透镜在光轴上的中心厚度为T3、第四透镜在光轴上的中心厚度为T4、第六透镜在光轴上的中心厚度为T6，而满足(T1+T2+T3+T4)/T6≦4.0。本发明用于光学成像。

Description

光学镜片组
技术领域
本发明大致上关于一种光学镜片组。具体而言，本发明特别是指一种具有较短镜头长度的光学镜片组，而主要用于拍摄影像及录像，并应用于手持式电子产品，例如：行动电话、相机、平板计算机、车用摄影装置、或是个人数位助理(Personal DigitalAssistant,PDA)中。
背景技术
近年来，手机和数码相机的普及使得摄影模块(包含光学镜片组、座体及影像感应器等)蓬勃发展，手机和数码相机的薄型轻巧化也让摄影模块的小型化需求愈来愈高，随着感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)的技术进步和尺寸缩小，装载在摄影模块中的光学镜片组也需要缩小体积，但光学镜片组的良好光学性能也是必要顾及之处。
便携式电子产品的规格日新月异，其关键零组件-光学镜片组也更加多样化发展，应用不只仅限于拍摄影像与录像，还加上环境监视、行车纪录摄影等，且随着影像感测技术之进步，消费者对于成像质量等的要求也更加提高。因此光学镜片组的设计不仅需求好的成像质量、较小的镜头空间，对于因应行车与光线不足的环境，视场角与光圈大小的提升也是须考量之课题。因此极需要开发一种成像质量良好且镜头长度缩短的镜头。
光学镜片组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片组，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行车与光线不足环境的摄像镜头，并持续提升其成像质量并缩小摄像镜头的长度，一直是业界持续精进的目标。
发明内容
于是，本发明提出一种缩减光学镜头之系统长度、维持足够之光学性能、以及扩大视场角的六片式光学镜片组。本发明六片式光学镜片组从物侧至像侧，在光轴上依序安排有光圈、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜都分别具有朝向物侧的物侧面以及朝向像侧的像侧面。本光学镜片组只有此六片具有屈光率的透镜。
本发明在第一方面所提供之光学镜片组，第一透镜具有屈光率，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面。第二透镜具有屈光率，其像侧面具有位于圆周附近区域的凹面部，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面。第三透镜的物侧面具有位于圆周附近区域的凹面部，其像侧面具有位于光轴附近区域的凸面部。第四透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的凸面部，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面。第五透镜具有正屈光率，其物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部，其物侧面及其像侧面皆为非球面。第六透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部与位于圆周附近区域的凸面部，其物侧面及其像侧面皆为非球面。第一透镜在光轴上的中心厚度为T1、第二透镜在光轴上的中心厚度为T2、第三透镜在光轴上的中心厚度为T3、第四透镜在光轴上的中心厚度为T4、第六透镜在光轴上的中心厚度为T6，而满足(T1+T2+T3+T4)/T6≦4.0。
在本发明光学镜片组中，又满足(T3+T6)/T1≦1.9。
在本发明光学镜片组中，第五透镜在光轴上的中心厚度为T5，而满足(T3+T6)/T5≦2.1。
在本发明光学镜片组中，G12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度，而满足(T3+T6)/G12≦8.0。
在本发明光学镜片组中，G34为第三透镜到第四透镜之间空气间隙的宽度，而满足(T3+T6)/G34≦2.8。
在本发明光学镜片组中，G56为第五透镜到第六透镜在光轴上的空气间隙，而满足(T3+T6)/G56≦3.3。
在本发明光学镜片组中，G12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度、G23为第二透镜到第三透镜之间空气间隙宽度，而满足(T3+T6)/(G12+G23)≦1.8。
在本发明光学镜片组中，G23为第二透镜到第三透镜之间空气间隙宽度、G56为第五透镜到第六透镜在光轴上的空气间隙，而满足(T3+T6)/(G23+G56)≦1.4。
在本发明光学镜片组中，又满足(T3+T6)/T2≦3.8。
在本发明光学镜片组中，G12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度，而满足(T4+T6)/G12≦5.5。
本发明在第二方面所提供之光学镜片组，第一透镜具有屈光率，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面。第二透镜具有屈光率，其像侧面具有位于圆周附近区域的凹面部，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面。第三透镜的物侧面具有位于圆周附近区域的凹面部，其像侧面具有位于光轴附近区域的凸面部。第四透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的凸面部，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面。第五透镜，具有正屈光率，其物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部，其像侧面具有位于光轴附近区域的凹面部，其物侧面及其像侧面皆为非球面。第六透镜的物侧面具有位于圆周附近区域的凸面部，其物侧面及其像侧面皆为非球面。第一透镜在光轴上的中心厚度为T1、第二透镜在光轴上的中心厚度为T2、第三透镜在光轴上的中心厚度为T3、第四透镜在光轴上的中心厚度为T4、第六透镜在光轴上的中心厚度为T6，而满足(T1+T2+T3+T4)/T6≦4.0。
在本发明光学镜片组中，又满足(T3+T6)/T1≦1.9。
在本发明光学镜片组中，第五透镜在光轴上的中心厚度为T5，而满足(T3+T6)/T5≦2.1。
在本发明光学镜片组中，G23为第二透镜到第三透镜之间空气间隙宽度，而满足(T4+T6)/G23≦1.8。
在本发明光学镜片组中，G34为第三透镜到第四透镜之间空气间隙的宽度，而满足(T4+T6)/G34≦1.8。
在本发明光学镜片组中，G56为第五透镜到第六透镜在光轴上的空气间隙，而满足(T4+T6)/G56≦2.5。
在本发明光学镜片组中，G12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度，而满足T3/G12≦2.9。
在本发明光学镜片组中，G12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度，而满足T4/G12≦2.6。
在本发明光学镜片组中，第五透镜在光轴上的中心厚度为T5、G12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度，而满足T5/G12≦3.6。
在本发明光学镜片组中，G12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度，而满足T6/G12≦2.7。
附图说明
图1是本发明的一实施例的透镜剖面结构示意图。
图2是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是本发明六片式光学镜片组的第一实施例之示意图。
图7A是第一实施例在成像面上的纵向球差。
图7B是第一实施例在弧矢方向的像散像差。
图7C是第一实施例在子午方向的像散像差。
图7D是第一实施例的畸变像差。
图8是本发明六片式光学镜片组的第二实施例之示意图。
图9A是第二实施例在成像面上的纵向球差。
图9B是第二实施例在弧矢方向的像散像差。
图9C是第二实施例在子午方向的像散像差。
图9D是第二实施例的畸变像差。
图10是本发明六片式光学镜片组的第三实施例之示意图。
图11A是第三实施例在成像面上的纵向球差。
图11B是第三实施例在弧矢方向的像散像差。
图11C是第三实施例在子午方向的像散像差。
图11D是第三实施例的畸变像差。
图12是本发明六片式光学镜片组的第四实施例之示意图。
图13A是第四实施例在成像面上的纵向球差。
图13B是第四实施例在弧矢方向的像散像差。
图13C是第四实施例在子午方向的像散像差。
图13D是第四实施例的畸变像差。
图14是本发明六片式光学镜片组的第五实施例之示意图。
图15A是第五实施例在成像面上的纵向球差。
图15B是第五实施例在弧矢方向的像散像差。
图15C是第五实施例在子午方向的像散像差。
图15D是第五实施例的畸变像差。
图16是本发明六片式光学镜片组的第六实施例之示意图。
图17A是第六实施例在成像面上的纵向球差。
图17B是第六实施例在弧矢方向的像散像差。
图17C是第六实施例在子午方向的像散像差。
图17D是第六实施例的畸变像差。
图18是本发明六片式光学镜片组的第七实施例之示意图。
图19A是第七实施例在成像面上的纵向球差。
图19B是第七实施例在弧矢方向的像散像差。
图19C是第七实施例在子午方向的像散像差。
图19D是第七实施例的畸变像差。
图20是本发明六片式光学镜片组的第八实施例之示意图。
图21A是第八实施例在成像面上的纵向球差。
图21B是第八实施例在弧矢方向的像散像差。
图21C是第八实施例在子午方向的像散像差。
图21D是第八实施例的畸变像差。
图22是应用本发明六片式光学镜片组的便携式电子装置的第一较佳实施例之示意图。
图23是应用本发明六片式光学镜片组的便携式电子装置的第二较佳实施例之示意图。
图24是第一实施例详细的光学数据。
图25是第一实施例详细的非球面数据。
图26是第二实施例详细的光学数据。
图27是第二实施例详细的非球面数据。
图28是第三实施例详细的光学数据。
图29是第三实施例详细的非球面数据。
图30是第四实施例详细的光学数据。
图31是第四实施例详细的非球面数据。
图32是第五实施例详细的光学数据。
图33是第五实施例详细的非球面数据。
图34是第六实施例详细的光学数据。
图35是第六实施例详细的非球面数据。
图36是第七实施例详细的光学数据。
图37是第七实施例详细的非球面数据。
图38是第八实施例详细的光学数据。
图39是第八实施例详细的非球面数据。
图40是各实施例之重要参数。
具体实施方式
在开始详细描述本发明之前，首先要说明的是，在本发明附图中，类似的元件是以相同的编号来表示。其中，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(chiefray)Lc及边缘光线(marginalray)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镜片组内，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，以下之实施例为求附图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：
请参照图1，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范例一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范例二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范例三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。
如图6所示，本发明光学镜片组1，从放置物体(图未示)的物侧2至成像的像侧3，沿着光轴(optical axis)4，依序包含有光圈80、第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60、滤光片70及成像面(image plane)71。一般说来，第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60都可以是由透明的塑胶材质所制成，但本发明不以此为限。在本发明光学镜片组1中，具有屈光率的镜片总共只有第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60等这六片透镜而已。光轴4为整个光学镜片组1的光轴，所以每个透镜的光轴和光学镜片组1的光轴都是相同的。
此外，光学镜片组1还包含光圈(aperture stop)80，而设置于适当之位置。在图6中，光圈80是设置在物侧2与第一透镜10之间。当由位于物侧2之待拍摄物(图未示)所发出的光线(图未示)进入本发明光学镜片组1时，即会经由光圈80、第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60与滤光片70之后，会在像侧3的成像面71上聚焦而形成清晰的影像。在本发明各实施例中，选择性设置的滤光片70还可以是具各种合适功能之滤镜，可滤除特定波长的光线(例如红外线)，设于第六透镜60的朝向像侧的一面62与成像面71之间。
本发明光学镜片组1中之各个透镜，都分别具有朝向物侧2的物侧面，与朝向像侧3的像侧面。另外，本发明光学镜片组1中之各个透镜，亦都具有接近光轴4的光轴附近区域、与远离光轴4的圆周附近区域。例如，第一透镜10具有第一物侧面11与第一像侧面12；第二透镜20具有第二物侧面21与第二像侧面22；第三透镜30具有第三物侧面31与第三像侧面32；第四透镜40具有第四物侧面41与第四像侧面42；第五透镜50具有第五物侧面51与第五像侧面52；第六透镜60具有第六物侧面61与第六像侧面62。
本发明光学镜片组1中之各个透镜，还都分别具有位在光轴4上的中心厚度T。例如，第一透镜10具有第一透镜厚度T1、第二透镜20具有第二透镜厚度T2、第三透镜30具有第三透镜厚度T3、第四透镜40具有第四透镜厚度T4、第五透镜50具有第五透镜厚度T5、第六透镜60具有第六透镜厚度T6。所以，在光轴4上光学镜片组1中透镜的中心厚度总合称为ALT。亦即，ALT＝T1+T2+T3+T4+T5+T6。
另外，本发明光学镜片组1中在各个透镜之间又具有位在光轴4上的空气间隙(airgap)。例如，第一透镜10到第二透镜20之间空气间隙宽度称为G12、第二透镜20到第三透镜30之间空气间隙宽度称为G23、第三透镜30到第四透镜40之间空气间隙宽度称为G34、第四透镜40到第五透镜50之间空气间隙宽度称为G45、第五透镜50到第六透镜60之间空气间隙宽度称为G56。所以，第一透镜10到第六透镜60之间位于光轴4上各透镜间之五个空气间隙宽度之总合即称为AAG。亦即，AAG＝G12+G23+G34+G45+G56。
另外，第一透镜10的物侧面11至成像面71在光轴上的长度为TTL。光学镜片组的有效焦距为EFL，第六透镜60的第六像侧面62至成像面71在光轴4上的长度为BFL。
另外，再定义：f1为第一透镜10的焦距；f2为第二透镜20的焦距；f3为第三透镜30的焦距；f4为第四透镜40的焦距；f5为第五透镜50的焦距；f6为第六透镜60的焦距；n1为第一透镜10的折射率；n2为第二透镜20的折射率；n3为第三透镜30的折射率；n4为第四透镜40的折射率；n5为第五透镜50的折射率；n6为第六透镜60的折射率；υ1为第一透镜10的阿贝系数(Abbe number)；υ2为第二透镜20的阿贝系数；υ3为第三透镜30的阿贝系数；υ4为第四透镜10的阿贝系数；υ5为第五透镜50的阿贝系数；及υ6为第六透镜60的阿贝系数。
第一实施例
请参阅图6，例示本发明光学镜片组1的第一实施例。第一实施例在成像面71上的纵向球差(longitudinal spherical aberration)请参考图7A、弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatic field aberration)请参考图7B、子午(tangential)方向的像散像差请参考图7C、以及畸变像差(distortion aberration)请参考图7D。所有实施例中各球差图之Y轴代表视场，其最高点均为1.0，实施例中各像散图及畸变图之Y轴代表像高，系统像高为3.413毫米。
第一实施例之光学镜片组系统1主要由六枚具有屈光率之透镜、滤光片70、光圈80、与成像面71所构成。光圈80是设置在物侧2与第一透镜10之间。滤光片70可以防止特定波长的光线(例如红外线)投射至成像面而影响成像质量。
第一透镜10具有正屈光率。朝向物侧2的第一物侧面11具有位于光轴附近区域的凸面部13以及位于圆周附近区域的凸面部14，朝向像侧3的第一像侧面12具有位于光轴附近区域的凹面部16以及位于圆周附近区域的凸面部17。第一透镜之物侧面11及像侧面12其中至少一者为非球面。
第二透镜20具有负屈光率。朝向物侧2的第二物侧面21具有位于光轴附近区域的凸面部23以及位于圆周附近区域的凹面部24，朝向像侧3的第二像侧面22具有位于光轴附近区域的凹面部26以及位于圆周附近区域的凹面部27。第二透镜20之物侧面21及像侧面22其中至少一者为非球面。
第三透镜30具有正屈光率，朝向物侧2的第三物侧面31具有位于光轴附近区域的凸面部33以及位于圆周附近区域的凹面部34，而朝向像侧3的第三像侧面32具有位于光轴附近区域的凸面部36以及在圆周附近的凸面部37。第三透镜30之物侧面31及像侧面32其中至少一者为非球面。
第四透镜40具有负屈光率，朝向物侧2的第四物侧面41具有位于光轴附近区域的凹面部43以及位于圆周附近区域的凹面部44，而朝向像侧3的第四像侧面42具有位于光轴附近区域的凸面部46以及在圆周附近的凸面部47。第四透镜40之物侧面41及像侧面42其中至少一者为非球面。
第五透镜50具有正屈光率，物侧2的第五物侧面51具有位于光轴附近区域的凸面部53以及位在圆周附近的凹面部54，朝向像侧3的第五像侧面52具有位于光轴附近区域的凹面部56以及位于圆周附近区域的凸面部57。另外，第五物侧面51与第五像侧面52均为非球面。
第六透镜60具有负屈光率，朝向物侧2的第六物侧面61具有位于光轴附近区域的凸面部63以及位于圆周附近区域的凸面部64，朝向像侧3的第六像侧面62具有位于光轴附近区域的凹面部66以及位于圆周附近区域的凸面部67。另外，第六物侧面61与第六像侧面62均为非球面。滤光片70位于第六透镜60的第六像侧面62以及成像面71之间。
在本发明光学镜片组1中，从第一透镜10到第六透镜60中，所有物侧面11/21/31/41/51/61与像侧面12/22/32/42/52/62共计十二个曲面。若为非球面，则这些非球面系经由下列公式所定义：
其中：
R表示透镜表面之曲率半径；
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)；
Y表示非球面曲面上的点与光轴的垂直距离；
K为圆锥系数(conic constant)；
ai为第i阶非球面系数。
第一实施例光学透镜系统的光学数据如图24所示，非球面数据如图25所示。在以下实施例之光学透镜系统中，整体光学透镜系统的光圈值(f-number)为Fno、有效焦距为(F)、半视角(HalfField ofView，简称HFOV)为整体光学透镜系统中最大视角(FieldofView)的一半，又曲率半径、厚度及焦距的单位均为毫米(mm)。而Fno为2.0497，系统像高为3.413毫米，HFOV为37.4916度。
本发明第一实施例的系统长度已有效缩短，仍能有效克服色像差并提供较佳的成像质量，故本案第一实施例能在维持良好光学性能之条件下，达到缩短镜头长度之效果。
第二实施例
请参阅图8，例示本发明光学镜片组1的第二实施例。请注意，从第二实施例开始，为简化并清楚表达附图，仅在图上特别标示各透镜与第一实施例不同之面型，而其余与第一实施例的透镜相同的面型，例如凹面部或是凸面部则不另外标示。第二实施例在成像面71上的纵向球差请参考图9A、弧矢方向的像散像差请参考图9B、子午方向的像散像差请参考图9C、畸变像差请参考图9D。第二实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别。特别是：1.第二实施例的镜头长度TTL比第一实施例短。2.第二实施例比第一实施例易于制造因此良率较高。
第二实施例详细的光学数据如图26所示，非球面数据如图27所示。系统像高为3.413毫米，Fno为2.0497，HFOV为37.4916度。
第三实施例
请参阅图10，例示本发明光学镜片组1的第三实施例。第三实施例在成像面71上的纵向球差请参考图11A、弧矢方向的像散像差请参考图11B、子午方向的像散像差请参考图11C、畸变像差请参考图11D。第三实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及：第一透镜10的第一像侧面12具有位于圆周附近区域的凹面部17’。特别是：1.第三实施例的镜头长度TTL比第一实施例短。2.第三实施例的成像质量优于第一实施例。3.第三实施例比第一实施例易于制造因此良率较高。
第三实施例详细的光学数据如图28所示，非球面数据如图29所示，系统像高为3.413毫米，Fno为2.0497，HFOV为37.4916度。
第四实施例
请参阅图12，例示本发明光学镜片组1的第四实施例。第四实施例在成像面71上的纵向球差请参考图13A、弧矢方向的像散像差请参考图13B、子午方向的像散像差请参考图13C、畸变像差请参考图13D。第四实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及：第一透镜10的第一像侧面12具有位于圆周附近区域的凹面部17’。特别是：第四实施例比第一实施例易于制造因此良率较高。
第四实施例详细的光学数据如图30所示，非球面数据如图31所示，系统像高为3.413毫米，Fno为2.0497，HFOV为37.4916度。
第五实施例
请参阅图14，例示本发明光学镜片组1的第五实施例。第五实施例在成像面71上的纵向球差请参考图15A、弧矢方向的像散像差请参考图15B、子午方向的像散像差请参考图15C、畸变像差请参考图15D。第五实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别。特别是：1.第五实施例的镜头长度TTL比第一实施例短。2.第五实施例的成像质量优于第一实施例。3.第五实施例比第一实施例易于制造因此良率较高。
第五实施例详细的光学数据如图32所示，非球面数据如图33所示，系统像高为3.413毫米，Fno为2.0497，HFOV为37.4916度。
第六实施例
请参阅图16，例示本发明光学镜片组1的第六实施例。第六实施例在成像面71上的纵向球差请参考图17A、弧矢方向的像散像差请参考图17B、子午方向的像散像差请参考图17C、畸变像差请参考图17D。第六实施例之设计与第一实施例类似，不同之处在于，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及：第一透镜10的第一像侧面12具有位于圆周附近区域的凹面部17’。特别是：第六实施例比第一实施例易于制造因此良率较高。
第六实施例详细的光学数据如图34所示，非球面数据如图35所示，系统像高为3.413毫米，Fno为2.0497，HFOV为37.4916度。
第七实施例
请参阅图18，例示本发明光学镜片组1的第七实施例。第七实施例在成像面71上的纵向球差请参考图19A、弧矢方向的像散像差请参考图19B、子午方向的像散像差请参考图19C、畸变像差请参考图19D。第七实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别。特别是：1.第七实施例的成像质量优于第一实施例。2.第七实施例比第一实施例易于制造因此良率较高。
第七实施例详细的光学数据如图36所示，非球面数据如图37所示，系统像高为3.413毫米，Fno为2.0497，HFOV为37.4916度。
第八实施例
请参阅图20，例示本发明光学镜片组1的第八实施例。第八实施例在成像面71上的纵向球差请参考图21A、弧矢方向的像散像差请参考图21B、子午方向的像散像差请参考图21C、畸变像差请参考图21D。第八实施例之设计与第一实施例类似，仅曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及：第一透镜10的第一像侧面12具有位于圆周附近区域的凹面部17’。特别是：第八实施例比第一实施例易于制造因此良率较高。
第八实施例详细的光学数据如图38所示，非球面数据如图39所示，系统像高为3.413毫米，Fno为2.0497，HFOV为37.4916度。
另外，各实施例之重要参数则整理于图40中。其中G6F代表第六透镜60到滤光片70之间在光轴4上的间隙宽度、TF代表滤光片70在光轴4上的厚度、GFP代表滤光片70到成像面71之间在光轴4上的间隙宽度、BFL为第六透镜60的第六像侧面62到成像面71在光轴4上的距离、即BFL＝G6F+TF+GFP。
申请人发现，本案的透镜配置，具有以下的特征，以及可以达成的对应功效：
1.具有屈光率的第一透镜搭配具有屈光率的第二透镜与其像侧圆周区域为凹面，易于修正第一透镜产生的像差。第三透镜物侧圆周区域为凹面且像侧光轴区域为凸面，与第四透镜像侧光轴区域为凸面有利于修正前二镜片产生的像差。第五透镜的正屈光率，物侧光轴区域为凸面且像侧光轴区域为凹面，则有利于微调前四镜片修正后的像差。第六透镜物侧光轴区域为凸面且物侧圆周区域为凸面，则有利于修正前五镜片的像差。
2.第一透镜至第四透镜的物侧面或是像侧面其中之至少一面为非球面，易于协助修正光学镜片组整体的彗差(comatic aberration)、像散(astigmatism)、场曲(fieldcurvature)、畸变(distortion)与离轴色差(off-axis chromatic aberration)…等等。第五透镜与第六透镜之物侧面及像侧面皆为非球面，有利于修正主要的彗差、像散、场曲、畸变与离轴色差。光圈位置因为必须考量很多透镜面形、透镜厚度及透镜间空气间隙等多组参数的配合，而在此设计前述各镜片之特性又须考量光学镜片组的光学特性与镜头长度。举例来说：第一透镜具有屈光率可有效增加聚光能力，搭配光圈位置设置在第一透镜之物侧面之前，有助于增加可用光圈与降低光圈值，因此光圈的位置设计有其特别意义。
此外，透过以下各参数之数值控制，可协助设计者设计出具备良好光学性能、整体长度有效缩短、拍摄角度大、光圈值降低、且技术上可行之光学镜片组。同时，可协助控制透镜或是空气间隙之厚度，使其维持适当之比例，以避免任一透镜厚度过大而不利于镜头整体之薄型化，或是避免任一透镜厚度过小而不利于镜头整体之组装及制造。不同参数之比例有较佳之范围，例如：
1.当满足(T1+T2+T3+T4)/T6≦4.0，有助于增加第六透镜的厚度以利于修正前四镜片所产生的像差，此外限制第六透镜厚度不至过薄以提升良率。较佳地，当满足2.6≦(T1+T2+T3+T4)/T6≦4.0，使得前四片的厚度不至过小而降低制造上的良率，或第六透镜过厚增加整体镜头长度。
2.当满足(T3+T6)/T1≦1.9，有助于增加第一透镜的厚度，使得厚度不至过薄，以利于在光圈后收聚光线。较佳地，当满足0.8≦(T3+T6)/T1≦1.9，使得第三透镜与第六透镜的厚度不至过小而降低了制造上的良率，或是使得第一透镜过厚而增加整体镜头长度。
3.当满足(T3+T6)/T5≦2.1，有助于增加第五透镜的厚度，使得其厚度不至过薄，以利于修正前四枚透镜所产生的像差。较佳地，当满足0.8≦(T3+T6)/T5≦2.1，使得第三透镜与第六透镜的厚度不至过小而降低制造上的良率，或使得第五透镜过厚而增加整体镜头长度。
4.当满足(T3+T6)/T2≦3.8，有助于限制第二透镜厚度不至过薄以提升良率。较佳地，当满足2.3≦(T3+T6)/T2≦3.8，使得第三透镜与第六透镜的厚度不至过小而降低制造上的良率，或第二透镜过厚使负屈光率降低。
5.对于参数群(T3+T6)/G12≦8.0、(T3+T6)/G34≦2.8、(T3+T6)/G56≦3.3、(T3+T6)/(G12+G23)≦1.8、(T3+T6)/(G23+G56)≦1.4、(T4+T6)/G12≦5.5、(T4+T6)/G23≦1.8、(T4+T6)/G34≦1.8、(T4+T6)/G56≦2.5、T3/G12≦2.9、T4/G12≦2.6、T5/G12≦3.6、T6/G12≦2.7等的比例，其较佳地限制为3.0≦(T3+T6)/G12≦8.0、1.6≦(T3+T6)/G34≦2.8、1.8≦(T3+T6)/G56≦3.3、0.9≦(T3+T6)/(G12+G23)≦1.8、0.7≦(T3+T6)/(G23+G56)≦1.4、1.2≦(T4+T6)/G12≦5.5、1.0≦(T4+T6)/G23≦1.8、0.6≦(T4+T6)/G34≦1.8、1.15≦(T4+T6)/G56≦2.5、2.35≦T3/G12≦2.9、0.5≦T4/G12≦2.6、1.7≦T5/G12≦3.6、0.6≦T6/G12≦2.7，目的为使各透镜的厚度与间隙维持在一适当范围内，避免任一参数过大而不利于本发明光学镜片组1整体之薄型化。或是，避免任一参数过小而影响镜头组装，或是提高了制造上之困难度。
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镜片组长度缩短、可用光圈增大、视场角增加、成像质量提升，或组装良率提升而改善先前技术的缺点。前述所列之例示性限定关系式，亦可任意选择性地合并不等数量而施用于本发明之实施态样中，并不限于此。
本发明之光学镜片组1，还可应用于电子装置中，例如应用于行动电话或是行车记录仪。请参阅图22，其为应用前述光学镜片组1的电子装置100的第一较佳实施例。电子装置100包含机壳110，及安装在机壳110内的影像模块120。图22仅以行动电话为例，说明电子装置100，但电子装置100的型式不以此为限。
如图22中所示，影像模块120包括如前所述的光学镜片组1。图22例示前述第一实施例之光学镜片组1。此外，电子装置100另包含用于供光学镜片组1设置的镜筒130、用于供镜筒130设置的模块后座单元(module housing unit)140，用于供模块后座单元140设置的基板172，及设置于基板172、且位于光学镜片组1的像侧3的影像传感器72。光学镜片组1中之影像传感器72可以是电子感光元件，例如感光耦合元件或互补性氧化金属半导体元件。成像面71是形成于影像传感器72。
本发明所使用的影像传感器72是采用板上连接式芯片封装(Chip on Board,COB)的封装方式而直接连接在基板172上。这和传统芯片尺寸封装之封装方式的差别在于，板上连接式芯片封装不需使用保护玻璃。因此，在光学镜片组1中并不需要在影像传感器72之前设置保护玻璃，然本发明并不以此为限。
须注意的是，本实施例虽显示滤光片70，然而在其他实施例中亦可省略滤光片70之结构，所以滤光片70并非必要。且机壳110、镜筒130、及/或模块后座单元140可为单一元件或多个元件组装而成，但无须限定于此。其次，本实施例所使用的影像传感器72是采用板上连接式芯片封装的封装方式而直接连接在基板172上，然本发明并不以此为限。
具有屈光率的六片透镜10、20、30、40、50、60例示性地是以于两透镜之间分别存在有空气间隔的方式设置于镜筒130内。模块后座单元140具有镜头后座141，及设置于镜头后座141与影像传感器72之间的影像传感器后座146，然在其它的实施态样中，不一定存在有影像传感器后座146。镜筒130是和镜头后座141沿轴线I-I'同轴设置，且镜筒130设置于镜头后座141的内侧。
另请参阅图23，为应用前述光学镜片组1的便携式电子装置200的第二较佳实施例。第二较佳实施例的便携式电子装置200与第一较佳实施例的便携式电子装置100的主要差别在于：镜头后座141具有第一座体142、第二座体143、线圈144及磁性元件145。第一座体142供镜筒130设置并与镜筒130外侧相贴合且沿轴线I-I'设置、第二座体143沿轴线I-I'并环绕着第一座体142之外侧设置。线圈144设置在第一座体142的外侧与第二座体143的内侧之间。磁性元件145设置在线圈144的外侧与第二座体143的内侧之间。
第一座体142可带着镜筒130及设置在镜筒130内的光学镜片组1沿轴线I-I'，即图6之光轴4移动。影像传感器后座146则与第二座体143相贴合。滤光片70，则是设置在影像传感器后座146。第二实施例便携式电子装置200的其他元件结构则与第一实施例的便携式电子装置100类似，故在此不再赘述。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种光学镜片组，从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一光圈、一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜以及一第六透镜，各透镜分别具有朝向该物侧且使成像光线通过的一物侧面以及朝向该像侧且使成像光线通过的一像侧面，该光学镜片组包含：
该第一透镜，具有屈光率，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面；
该第二透镜，具有屈光率，其像侧面具有位于一圆周附近区域的一凹面部，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面；
该第三透镜，其物侧面具有位于一圆周附近区域的一凹面部，其像侧面具有位于该光轴附近区域的一凸面部；
该第四透镜，其像侧面具有位于该光轴附近区域的一凸面部，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面；
该第五透镜，具有正屈光率，其物侧面具有位于该光轴附近区域的一凸面部，其物侧面及其像侧面皆为非球面；以及
该第六透镜，其物侧面具有位于该光轴附近区域的一凸面部与位于一圆周附近区域的一凸面部，其物侧面及其像侧面皆为非球面；
其中，该光学镜片组只有上述六片透镜具有屈光率，该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T1、该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T2、第三透镜在该光轴上的中心厚度为T3、该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T4、该第六透镜在该光轴上的中心厚度为T6，G23为该第二透镜到该第三透镜在该光轴上的空气间隙、G56为该第五透镜到该第六透镜在该光轴上的空气间隙，而满足(T1+T2+T3+T4)/T6≦4.0；(T3+T6)/(G23+G56)≦1.4。
2.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：又满足(T3+T6)/T1≦1.9。
3.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：该第五透镜在该光轴上的中心厚度为T5，而满足(T3+T6)/T5≦2.1。
4.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：G12为该第一透镜到该第二透镜在该光轴上的空气间隙，而满足(T3+T6)/G12≦8.0。
5.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：G34为该第三透镜到该第四透镜在该光轴上的空气间隙，而满足(T3+T6)/G34≦2.8。
6.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：满足(T3+T6)/G56≦3.3。
7.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：G12为该第一透镜到该第二透镜在该光轴上的空气间隙，而满足(T3+T6)/(G12+G23)≦1.8。
8.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：又满足(T3+T6)/T2≦3.8。
9.如权利要求1所述的光学镜片组，其特征在于：G12为该第一透镜到该第二透镜在该光轴上的空气间隙，而满足(T4+T6)/G12≦5.5。
10.一种光学镜片组，从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一光圈、一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜以及一第六透镜，各透镜分别具有朝向该物侧且使成像光线通过的一物侧面以及朝向该像侧且使成像光线通过的一像侧面，该光学镜片组包含：
该第一透镜，具有屈光率，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面；
该第二透镜，具有屈光率，其像侧面具有位于一圆周附近区域的一凹面部，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面；
该第三透镜，其物侧面具有位于一圆周附近区域的一凹面部，其像侧面具有位于该光轴附近区域的一凸面部；
该第四透镜其像侧面具有位于该光轴附近区域的一凸面部，其物侧面及其像侧面至少其中一者为非球面；
该第五透镜，具有正屈光率，其物侧面具有位于该光轴附近区域的一凸面部，其像侧面具有位于该光轴附近区域的一凹面部，其物侧面及其像侧面皆为非球面；以及
该第六透镜，其物侧面具有位于一圆周附近区域的一凸面部，其物侧面及其像侧面皆为非球面；
其中，该光学镜片组只有上述六片透镜具有屈光率，该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T1、该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T2、第三透镜在该光轴上的中心厚度为T3、该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T4、该第六透镜在该光轴上的中心厚度为T6，G23为该第二透镜到该第三透镜在该光轴上的空气间隙、G56为该第五透镜到该第六透镜在该光轴上的空气间隙，而满足(T1+T2+T3+T4)/T6≦4.0，(T3+T6)/(G23+G56)≦1.4。
11.如权利要求10所述的光学镜片组，其特征在于：又满足(T3+T6)/T1≦1.9。
12.如权利要求10所述的光学镜片组，其特征在于：该第五透镜在该光轴上的中心厚度为T5，而满足(T3+T6)/T5≦2.1。
13.如权利要求10所述的光学镜片组，其特征在于：满足(T4+T6)/G23≦1.8。
14.如权利要求10所述的光学镜片组，其特征在于：G34为该第三透镜到该第四透镜在该光轴上的空气间隙，而满足(T4+T6)/G34≦1.8。
15.如权利要求10所述的光学镜片组，其特征在于：满足(T4+T6)/G56≦2.5。
16.如权利要求10所述的光学镜片组，其特征在于：G12为该第一透镜到该第二透镜在该光轴上的空气间隙，而满足T3/G12≦2.9。
17.如权利要求10所述的光学镜片组，其特征在于：G12为该第一透镜到该第二透镜在该光轴上的空气间隙，而满足T4/G12≦2.6。
18.如权利要求10所述的光学镜片组，其特征在于：该第五透镜在该光轴上的中心厚度为T5，G12为该第一透镜到该第二透镜在该光轴上的空气间隙，而满足T5/G12≦3.6。
19.如权利要求10所述的光学镜片组，其特征在于：G12为该第一透镜到该第二透镜在该光轴上的空气间隙，而满足T6/G12≦2.7。
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