TW201411221A

TW201411221A - 光學成像鏡頭及應用此鏡頭之電子裝置

Info

Publication number: TW201411221A
Application number: TW102127841A
Authority: TW
Inventors: 許聖偉; 唐子健
Original assignee: 玉晶光電股份有限公司
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2014-03-16
Also published as: US20150036044A1; US9075221B2; TWI490588B

Abstract

一種光學成像鏡頭，包含一第一透鏡、一光圈、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡以及一第五透鏡，第一透鏡具有屈光率，其物側面為一凸面，像側面具有一位於圓周附近區域之凹面部，第二透鏡具有屈光率，物側面具有一位於圓周附近區域之凸面部，第三透鏡具有屈光率，物側面具有一位於圓周附近區域之凹面部，第四透鏡具有屈光率，第五透鏡之像側面具有一位於光軸附近區域之凹面部；此種透鏡之設計可有效縮短鏡頭之總長度、擴大拍攝角度，同時具備良好之光學性能。

Description

光學成像鏡頭及應用此鏡頭之電子裝置

本發明大致上關於一種光學成像鏡頭，與包含此光學成像鏡頭之電子裝置。具體而言，本發明特別是指一種擴大半視角之光學成像鏡頭，及應用此光學成像鏡頭之電子裝置。

近年來，行動電話之小型化、薄型化已成為設計趨勢，而此一趨勢連帶影響了相關光學成像鏡頭的發展；如何能夠有效縮減光學鏡頭之系統長度，同時仍能夠維持足夠之光學性能，一直是業界努力之研發方向。

美國專利US7502181、US7826151以及US8422145都揭露了一種由五片透鏡所組成之光學鏡頭，然而，這些專利之光圈是設於第一透鏡之前，此種光學設計之半視角(HFOV；half of field of view)僅約32~33度，無法滿足日益嚴苛之使用者需求，且該等光學設計之系統長度分別為6.5~8.0mm，也無法滿足行動電話薄型化之設計需求。

因此，如何能夠有效擴大視場角、縮減光學鏡頭之系統長度，同時仍能夠維持足夠之光學性能，一直是業界亟待解決之課題。

於是，本發明可以提供一種輕量化、低製造成本、長度縮短、大半視角並能提供高解析度與高成像品質的光學成像鏡頭。本發明五片式成像鏡頭從物側至像側，在光軸上依序安排有第一透鏡、光圈、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。

本發明提供一種光學成像鏡頭，由一物側至一像側在一光軸上依序包含：一具有屈光率的第一透鏡，其具有朝向該物側的一第一物側面與朝向該像側的一第一像側面，該第一物側面為一凸面，該第一像側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，一光圈，一具有屈光率的第二透鏡，其具有朝向該物側的一第二物側面，該第二物側面具有一位於圓周附近區域的凸面部，一具有屈光率的第三透鏡，其具有朝向該物側的一第三物側面，該第三物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，一具有屈光率的第四透鏡，以及一具有屈光率的第五透鏡，其具有朝向該像側的一第五像側面，該第五像側面具有一位於光軸附近區域的凹面部，其中，該第五透鏡為一塑膠鏡片，且該光學成像鏡頭只具備五片具有屈光率之鏡片。

本發明光學成像鏡頭中，第一透鏡與第二透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為AG12、第二透鏡與第三透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為AG23、第三透鏡與第四透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為AG34、第四透鏡與第五透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為AG45、所以第一透鏡到第五透鏡之間在光軸上之四個空氣間隙之總合為AAG。

本發明光學成像鏡頭中，第一透鏡在光軸上的中心厚度為T1、第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2、第三透鏡在光軸上的中心厚度為T3、第四透鏡在光軸上的中心厚度為T4、第五透鏡在光軸上的中心厚度為T5，所以第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡與第五透鏡在光軸上的中心厚度總合為ALT。

本發明光學成像鏡頭中，滿足2.2T4/(AG12+AG34)之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足1.7AG23/(AG12+AG45)之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足2.3AAG/T1之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足ALT/T42.8之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足1T2/T1之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足1.5AG23/T3之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足ALT/AG235.5之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足其中3.3T4/T3之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足其中1.3T2/T3之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足其中1.6T2/(AG12+AG34)2.5之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足1.6AG23/(AG12+AG34)之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足1.9T2/(AG12+AG45)3.3之關係。

進一步地，本發明又提供一種應用前述的光學成像鏡頭之電子裝置。本發明的電子裝置，包含機殼、以及安裝在機殼內的影像模組。影像模組包括：符合前述技術特徵的光學成像鏡頭、用於供光學成像鏡頭設置的鏡筒、用於供鏡筒設置的模組後座單元、用於供該模組後座單元設置的一基板，以及設置於該基板且位於該光學成像鏡頭之一像側的一影像感測器。

1‧‧‧光學成像鏡頭

2‧‧‧物側

3‧‧‧像側

4‧‧‧光軸

10‧‧‧第一透鏡

11‧‧‧第一物側面

12‧‧‧第一像側面

E‧‧‧延伸部

16‧‧‧凹面部

17‧‧‧凹面部

20‧‧‧第二透鏡

21‧‧‧第二物側面

22‧‧‧第二像側面

24‧‧‧凸面部

30‧‧‧第三透鏡

31‧‧‧第三物側面

32‧‧‧第三像側面

33‧‧‧凹面部

34‧‧‧凹面部

36‧‧‧凹面部

37‧‧‧凸面部

40‧‧‧第四透鏡

41‧‧‧第四物側面

42‧‧‧第四像側面

50‧‧‧第五透鏡

51‧‧‧第五物側面

52‧‧‧第五像側面

53‧‧‧凸面部

54‧‧‧凹面部

55‧‧‧凸面部

56‧‧‧凹面部

57‧‧‧凸面部

60‧‧‧濾光片

70‧‧‧影像感測器

71‧‧‧成像面

80‧‧‧光圈

100‧‧‧可攜式電子裝置

110‧‧‧機殼

120‧‧‧影像模組

130‧‧‧鏡筒

140‧‧‧模組後座單元

141‧‧‧鏡頭後座

142‧‧‧第一座體

143‧‧‧第二座體

144‧‧‧線圈

145‧‧‧磁性元件

146‧‧‧影像感測器後座

172‧‧‧基板

200‧‧‧可攜式電子裝置

I-I’‧‧‧軸線

A~D‧‧‧區域

Lc‧‧‧主光線

Lm‧‧‧邊緣光線

T1~T5‧‧‧透鏡中心厚度

第1圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭的第一實施例之示意圖。

第2A圖繪示第一實施例在成像面上的縱向球差。

第2B圖繪示第一實施例在弧矢方向的像散像差。

第2C圖繪示第一實施例在子午方向的像散像差。

第2D圖繪示第一實施例的畸變像差。

第3圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭的第二實施例之示意圖。

第4A圖繪示第二實施例在成像面上的縱向球差。

第4B圖繪示第二實施例在弧矢方向的像散像差。

第4C圖繪示第二實施例在子午方向的像散像差。

第4D圖繪示第二實施例的畸變像差。

第5圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭的第三實施例之示意圖。

第6A圖繪示第三實施例在成像面上的縱向球差。

第6B圖繪示第三實施例在弧矢方向的像散像差。

第6C圖繪示第三實施例在子午方向的像散像差。

第6D圖繪示第三實施例的畸變像差。

第7圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭的第四實施例之示意圖。

第8A圖繪示第四實施例在成像面上的縱向球差。

第8B圖繪示第四實施例在弧矢方向的像散像差。

第8C圖繪示第四實施例在子午方向的像散像差。

第8D圖繪示第四實施例的畸變像差。

第9圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭的第五實施例之示意圖。

第10A圖繪示第五實施例在成像面上的縱向球差。

第10B圖繪示第五實施例在弧矢方向的像散像差。

第10C圖繪示第五實施例在子午方向的像散像差。

第10D圖繪示第五實施例的畸變像差。

第11圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭的第六實施例之示意圖。

第12A圖繪示第六實施例在成像面上的縱向球差。

第12B圖繪示第六實施例在弧矢方向的像散像差。

第12C圖繪示第六實施例在子午方向的像散像差。

第12D圖繪示第六實施例的畸變像差。

第13圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭的第七實施例之示意圖。

第14A圖繪示第七實施例在成像面上的縱向球差。

第14B圖繪示第七實施例在弧矢方向的像散像差。

第14C圖繪示第七實施例在子午方向的像散像差。

第14D圖繪示第七實施例的畸變像差。

第15圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭的第八實施例之示意圖。

第16A圖繪示第八實施例在成像面上的縱向球差。

第16B圖繪示第八實施例在弧矢方向的像散像差。

第16C圖繪示第八實施例在子午方向的像散像差。

第16D圖繪示第八實施例的畸變像差。

第17圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭的第九實施例之示意圖。

第18A圖繪示第九實施例在成像面上的縱向球差。

第18B圖繪示第九實施例在弧矢方向的像散像差。

第18C圖繪示第九實施例在子午方向的像散像差。

第18D圖繪示第九實施例的畸變像差。

第19圖繪示本發明光學成像鏡頭曲率形狀之示意圖。

第20圖繪示應用本發明五片式光學成像鏡頭的可攜式電子裝置的第一較佳實施例之示意圖。

第21圖繪示應用本發明五片式光學成像鏡頭的可攜式電子裝置的第二較佳實施例之示意圖。

第22圖表示第一實施例詳細的光學數據

第23圖表示第一實施例詳細的非球面數據。

第24圖表示第二實施例詳細的光學數據。

第25圖表示第二實施例詳細的非球面數據。

第26圖表示第三實施例詳細的光學數據。

第27圖表示第三實施例詳細的非球面數據。

第28圖表示第四實施例詳細的光學數據。

第29圖表示第四實施例詳細的非球面數據。

第30圖表示第五實施例詳細的光學數據。

第31圖表示第五實施例詳細的非球面數據。

第32圖表示第六實施例詳細的光學數據。

第33圖表示第六實施例詳細的非球面數據。

第34圖表示第七實施例詳細的光學數據。

第35圖表示第七實施例詳細的非球面數據。

第36圖表示第八實施例詳細的光學數據。

第37圖表示第八實施例詳細的非球面數據。

第38圖表示第九實施例詳細的光學數據。

第39圖表示第九實施例詳細的非球面數據。

第40圖表示各實施例之重要參數。

在開始詳細描述本發明之前，首先要說明的是，在本發明圖式中，類似的元件是以相同的編號來表示。其中，本篇說明書所言之「一透鏡具有正屈光率(或負屈光率)」，是指所述透鏡在光軸附近區域具有正屈光率(或負屈光率)而言。「一透鏡的物側面(或像側面)具有位於某區域的凸面部(或凹面部)」，是指該區域相較於徑向上緊鄰該區域的外側區域，朝平行於光軸的方向更為「向外凸起」(或「向內凹陷」)而言。以第19圖為例，其中I為光軸且此一透鏡是以該光軸I為對稱軸徑向地相互對稱，該透鏡之物側面於A區域具有凸面部、B區域具有凹面部而C區域具有凸面部，原因在於A區域相較於徑向上緊鄰該區域的外側區域(即B區域)，朝平行於光軸的方向更為向外凸起，B區域則相較於C區域更為向內凹陷，而C區域相較於E區域也同理地更為向外凸起。「圓周附近區域」，是指位於透鏡上僅供成像光線通過之曲面之圓周附近區域，亦即圖中之C區域，其中，成像光線包括了主光線Lc(chief ray)及邊緣光線Lm(marginal ray)。「光軸附近區域」是指該僅供成像光線通過之曲面之光軸附近區域，亦即第19圖中之A區域。此外，各透鏡還包含一延伸部E，用以供該透鏡組裝於光學成像鏡頭內，理想的成像光線並不會通過該延伸部E，但該延伸部E之結構與形狀並不限於此，以下之實施例為求圖式簡潔均省略了延伸部。

如第1圖所示，本發明光學成像鏡頭1，從放置物體(圖未示)的物側2至成像的像側3，沿著光軸4(optical axis)，依序包含有第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50，濾光片60及成像面71(image plane)。一般說來，第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40與第五透鏡50都可以是由透明的塑膠材質所製成，但本發明不以此為限。在本發明光學成像鏡頭1中，具有屈光率的鏡片總共只有五片。光軸4為整個光學成像鏡頭1的光軸，所以每個透鏡的光軸和光學成像鏡頭1的光軸都是相同的。

此外，光學成像鏡頭1還包含光圈80(aperture stop)，而設置於適當之位置。在第1圖中，光圈80是設置在第一透鏡10與第二透鏡20之間。當由位於物側2之待拍攝物(圖未示)所發出的光線(圖未示)進入本發明光學成像鏡頭1時，即會經由第一透鏡10、光圈80、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50與濾光片60之後，會在像側3的成像面71上聚焦而形成清晰的影像。

在本發明各實施例中，選擇性設置的濾光片60還可以是具各種合適功能之濾鏡，例如濾光片60可以是紅外線濾除濾光片(IR cut filter)，置於第五透鏡50與成像面71之間。濾光片60的材質為玻璃。

本發明光學成像鏡頭1中之各個透鏡，都分別具有朝向物側2的物側面，與朝向像側3的像側面。另外，本發明光學成像鏡頭1中之各個透鏡，亦都具有接近光軸4的光軸附近區域、與遠離光軸4的圓周附近區域。例如，第一透鏡10具有第一物側面11與第一像側面12；第二透鏡20具有第二物側面21與第二像側面22；第三透鏡30具有第三物側面31與第三像側面32；第四透鏡40具有第四物側面41與第四像側面42；第五透鏡50具有第五物側面51與第五像側面52。

本發明光學成像鏡頭1中之各個透鏡，還都分別具有位在光軸4上的中心厚度T。例如，第一透鏡10具有第一透鏡厚度T1、第二透鏡20具有第二透鏡厚度T2、第三透鏡30具有第三透鏡厚度T3、第四透鏡40具有第四透鏡厚度T4，而第五透鏡50具有第五透鏡厚度T5。所以，在光軸4上光學成像鏡頭1中透鏡的中心厚度總合稱為ALT。亦即，ALT=T1+T2+T3+T4+T5。

另外，本發明光學成像鏡頭1中在各個透鏡之間又具有位在光軸4上的空氣間隙(air gap)G。例如，第一透鏡10到第二透鏡20之間空氣間隙寬度AG12、第二透鏡20到第三透鏡30之間空氣間隙寬度AG23、第三透鏡30到第四透鏡40之間空氣間隙寬度AG34、第四透鏡40到第五透鏡50之間空氣間隙寬度AG45。所以，第一透鏡10到第五透鏡50之間位於光軸4上各透鏡間之四個空氣間隙寬度之總合即稱為AAG。亦即，AAG=AG12+AG23+AG34+AG45。

第一實施例

請參閱第1圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第一實施例。第一實施例在成像面71上的縱向球差(longitudinal spherical aberration)請參考第2A圖、弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatic field aberration)請參考第2B圖、子午(tangential)方向的像散像差請參考第2C圖、以及畸變像差(distortion aberration)請參考第2D圖。所有實施例中各球差圖之Y軸代表視場，其最高點均為1.0，此實施例中各像散圖及畸變圖之Y軸代表像高，系統像高為2.950mm。

第一實施例之光學成像鏡頭系統1主要由五枚以塑膠材質製成又具有屈光率之透鏡10~50、濾光片60、光圈80、與成像面71所構成。光圈80是設置在第一透鏡10與第二透鏡20之間。濾光片60可以是紅外線濾光片，用來防止光線中之紅外線投射至成像面而影響成像品質。

第一透鏡10具有負屈光率。朝向物側2的第一物側面11為凸面，朝向像側3的第一像側面12在光軸附近區域具有凹面部16，在圓周附近區域則具有凹面部17。另外，第一透鏡10之第一物側面11及第一像側面12皆為非球面(aspheric surface)。

第二透鏡20具有正屈光率。朝向物側2的第二物側面21為凸面，在圓周附近區域則具有凸面部24，而朝向像側3的第二像側面22為凸面，另外，第二透鏡之第二物側面21以及第二像側面22皆為非球面。

第三透鏡30具有負屈光率、與朝向物側2的第三物側面31以及朝向像側3的第三像側面32。第三物側面31在光軸附近區域具有凹面部33，在圓周附近區域則具有凹面部34。第三像側面32具有一光軸附近的凹面部36，以及一圓周附近的凸面部37。另外，第三透鏡30之第三物側面31以及第三像側面32皆為非球面。

第四透鏡40具有正屈光率。朝向物側2的第四物側面41為凹面，而朝向像側3的第四像側面42為凸面。另外，第四透鏡40之第四物側面41及第四像側面42皆為非球面。

第五透鏡50具有負屈光率、朝向物側2的第五物側面51以及朝向像側3的第五像側面52。第五物側面51具有在光軸附近區域的凸面部53以及圓周附近區域的凹面部54，第五像側面52具有在光軸附近區域的凹面部56及圓周附近區域的凸面部57。另外，第五透鏡50之第五物側面51及第五像側面52皆為非球面。濾光片60可以是紅外線濾光片，其位於第五透鏡50以及成像面71之間。

在本發明光學成像鏡頭1中，從第一透鏡10到第五透鏡50的所有物側面11/21/31/41/51與像側面12/22/32/42/52共計十個曲面，均為非球面。此等非球面係經由下列公式所定義：

其中：R表示透鏡表面之曲率半徑；Z表示非球面之深度(非球面上距離光軸為Y的點，其與相切於非球面光軸上頂點之切面，兩者間的垂直距離)；Y表示非球面曲面上的點與光軸的垂直距離；K為錐面係數(conic constant)；a2i為第2i階非球面係數。

第一實施例成像透鏡系統的光學數據如第22圖所示，非球面數據如第23圖所示。在以下實施例之光學透鏡系統中，整體光學透鏡系統的光圈值(f-number)為Fno，半視角(Half Field of View,簡稱HFOV)為整體光學透鏡系統中最大視角(Field of View)的一半，又曲率半徑、厚度及焦距的單位為公厘(mm)。光學成像鏡頭長度為4.197公厘，而系統像高為2.950mm。

第一實施例中各重要參數間的關係例舉如下：ALT=2.173 AAG=0.936 T4/(AG12+AG34)=2.220 AG23/(AG12+AG45)=1.703 T2/T1=1.333 AAG/T1=3.246 ALT/T4=2.720 AG23/T3=1.897 ALT/AG23=4.580 T4/T3=3.195 T2/T3=1.536 T2/(AG12+AG34)=1.068 AG23/(AG12+AG34)=1.318 T2/(AG12+AG45)=1.379

第二實施例

請參閱第3圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第二實施例。第二實施例在成像面71上的縱向球差請參考第4A圖、弧矢方向的像散像差請參考第4B圖、子午方向的像散像差請參考第4C圖、畸變像差請參考第4D圖。第二實施例中各透鏡表面之凹凸形狀均與第一實施例大致上類似，不同處在於透鏡之參數及空氣間隙不同，以及第二實施例第五透鏡50之第五物側面51具有一位於光軸附近區域的凸面部53、一位於圓周附近區域的凸面部54，及一位於光軸附近區域與圓周附近區域之間的凹面部55。第二實施例詳細的光學數據如第24圖所示，非球面數據如第25圖所示。光學成像鏡頭長度4.347公厘，而系統像高為2.950mm。其各重要參數間的關係為：ALT=2.470 AAG=0.831 T4/(AG12+AG34)=6.055 AG23/(AG12+AG45)=1.725 T2/T1=2.111 AAG/T1=3.323 ALT/T4=2.345 AG23/T3=1.865 ALT/AG23=5.295 T4/T3=4.211 T2/T3=2.110 T2/(AG12+AG34)=3.034 AG23/(AG12+AG34)=2.682 T2/(AG12+AG45)=1.952

第三實施例

請參閱第5圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第三實施例。第三實施例在成像面71上的縱向球差請參考第6A圖、弧矢方向的像散像差請參考第6B圖、子午方向的像散像差請參考第6C圖、畸變像差請參考第6D圖。第三實施例中各透鏡表面之凹凸形狀均與第一實施例大致上類似，不同處在於透鏡之參數及空氣間隙不同，以及第三實施例第五透鏡50之第五物側面51具有一位於光軸附近區域的凸面部53、一位於圓周附近區域的凸面部54，及一位於光軸附近區域與圓周附近區域之間的凹面部55。第三實施例詳細的光學數據如第26圖所示，非球面數據如第27圖所示，光學成像鏡頭長度4.263公厘，而系統像高為2.950mm。其各重要參數間的關係為： ALT=2.433 AAG=0.702 T4/(AG12+AG34)=5.581 AG23/(AG12+AG45)=4.005 T2/T1=1.030 AAG/T1=1.800 ALT/T4=2.704 AG23/T3=1.827 ALT/AG23=5.063 T4/T3=3.421 T2/T3=1.526 T2/(AG12+AG34)=2.490 AG23/(AG12+AG34)=2.980 T2/(AG12+AG45)=3.346

第四實施例

請參閱第7圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第四實施例。第四實施例在成像面71上的縱向球差請參考第8A圖、弧矢方向的像散像差請參考第8B圖、子午方向的像散像差請參考第8C圖、畸變像差請參考第8D圖。第四實施例和第一實施例類似，不同處僅在於透鏡之參數及空氣間隙不同。第四實施例詳細的光學數據如第28圖所示，非球面數據如第29圖所示，光學成像鏡頭長度4.321公厘，而系統像高為2.950mm。其各重要參數間的關係為：ALT=2.298 AAG=0.724 T4/(AG12+AG34)=6.749 AG23/(AG12+AG45)=3.958 T2/T1=1.342 AAG/T1=2.491 ALT/T4=2.617 AG23/T3=1.812 ALT/AG23=4.649 T4/T3=3.219 T2/T3=1.430 T2/(AG12+AG34)=2.999 AG23/(AG12+AG34)=3.799 T2/(AG12+AG45)=3.125

第五實施例

請參閱第9圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第五實施例。第五實施例在成像面71上的縱向球差請參考第10A圖、弧矢方向的像散像差請參考第10B圖、子午方向的像散像差請參考第10C圖、畸變像差請參考第10D圖。第五實施例和第一實施例類似，不同處僅在於透鏡之參數及空氣間隙不同。第五實施例詳細的光學數據如第30圖所示，非球面數據如第31圖所示，光學成像鏡頭長度4.344公厘，而系統像高為2.950mm。其各重要參數間的關係為：ALT=2.286 AAG=0.729 T4/(AG12+AG34)=6.347 AG23/(AG12+AG45)=4.067 T2/T1=1.318 AAG/T1=2.487 ALT/T4=2.695 AG23/T3=1.704 ALT/AG23=4.637 T4/T3=2.932 T2/T3=1.335 T2/(AG12+AG34)=2.890 AG23/(AG12+AG34)=3.688 T2/(AG12+AG45)=3.187

第六實施例

請參閱第11圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第六實施例。第六實施例在成像面71上的縱向球差請參考第12A圖、弧矢方向的像散像差請參考第12B圖、子午方向的像散像差請參考第12C圖、畸變像差請參考第12D圖。第六實施例中各透鏡表面之凹凸形狀均與第一實施例大致上類似，不同處在於透鏡之參數及空氣間隙不同，以及第六實施例第五透鏡50之第五物側面51具有一位於光軸附近區域的凸面部53、一位於圓周附近區域的凸面部54，及一位於光軸附近區域與圓周附近區域之間的凹面部55。第六實施例詳細的光學數據如第32圖所示，非球面數據如第33圖所示，光學成像鏡頭長度4.293公厘，而系統像高為2.950mm。其各重要參數間的關係為：ALT=2.353 AAG=0.887 T4/(AG12+AG34)=3.635 AG23/(AG12+AG45)=1.964 T2/T1=1.462 AAG/T1=3.174 ALT/T4=2.614 AG23/T3=2.009 ALT/AG23=4.683 T4/T3=3.600 T2/T3=1.634 T2/(AG12+AG34)=1.650 AG23/(AG12+AG34)=2.029 T2/(AG12+AG45)=1.597

第七實施例

請參閱第13圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第七實施例。第七實施例在成像面71上的縱向球差請參考第14A圖、弧矢方向的像散像差請參考第14B圖、子午方向的像散像差請參考第14C圖、畸變像差請參考第14D圖。第七實施例中各透鏡表面之凹凸形狀均與第一實施例大致上類似，不同處在於透鏡之參數及空氣間隙不同，以及第七實施例第五透鏡50之第五物側面51具有一位於光軸附近區域的凸面部53、一位於圓周附近區域的凸面部54，及一位於光軸附近區域與圓周附近區域之間的凹面部55。第七實施例詳細的光學數據如第34圖所示，非球面數據如第35圖所示，光學成像鏡頭長度4.247公厘，而系統像高為2.950mm。其各重要參數間的關係為：ALT=2.404 AAG=0.796 T4/(AG12+AG34)=5.325 AG23/(AG12+AG45)=2.447 T2/T1=1.430 AAG/T1=2.705 ALT/T4=2.671 AG23/T3=1.971 ALT/AG23=4.879 T4/T3=3.600 T2/T3=1.683 T2/(AG12+AG34)=2.490 AG23/(AG12+AG34)=2.916 T2/(AG12+AG45)=2.090

第八實施例

請參閱第15圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第七實施例。第七實施例在成像面71上的縱向球差請參考第16A圖、弧矢方向的像散像差請參考第16B圖、子午方向的像散像差請參考第16C圖、畸變像差請參考第16D圖。第八實施例中各透鏡表面之凹凸形狀均與第一實施例大致上類似，不同處僅在於透鏡之參數及空氣間隙不同。第八實施例詳細的光學數據如第36圖所示，非球面數據如第37圖所示，光學成像鏡頭長度4.307公厘，而系統像高為2.950mm。其各重要參數間的關係為：ALT=2.463 AAG=0.884 T4/(AG12+AG34)=3.462 AG23/(AG12+AG45)=1.568 T2/T1=1.661 AAG/T1=3.118 ALT/T4=2.737 AG23/T3=1.767 ALT/AG23=5.574 T4/T3=3.600 T2/T3=1.884 T2/(AG12+AG34)=1.812 AG23/(AG12+AG34)=1.700 T2/(AG12+AG45)=1.671

第九實施例

請參閱第17圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第七實施例。第七實施例在成像面71上的縱向球差請參考第18A圖、弧矢方向的像散像差請參考第18B圖、子午方向的像散像差請參考第18C圖、畸變像差請參考第18D 圖。第九實施例中各透鏡表面之凹凸形狀均與第一實施例大致上類似，不同處在於透鏡之參數及空氣間隙不同，以及第九實施例第五透鏡50之第五物側面51具有一位於光軸附近區域的凸面部53、一位於圓周附近區域的凸面部54，及一位於光軸附近區域與圓周附近區域之間的凹面部55。第九實施例詳細的光學數據如第38圖所示，非球面數據如第39圖所示，光學成像鏡頭長度4.218公厘，而系統像高為2.950mm。其各重要參數間的關係為：ALT=2.408 AAG=0.799 T4/(AG12+AG34)=6.023 AG23/(AG12+AG45)=2.164 T2/T1=1.520 AAG/T1=2.778 ALT/T4=2.675 AG23/T3=1.942 ALT/AG23=4.959 T4/T3=3.600 T2/T3=1.749 T2/(AG12+AG34)=2.927 AG23/(AG12+AG34)=3.249 T2/(AG12+AG45)=1.949

另外，各實施例之重要參數則整理於第40圖中。

總結以上之各實施例，申請人發現有以下特色：

1. 第一透鏡物側面為凸面可協助收集成光像線，光圈置於第一與第二透鏡之間，可達到擴大視場角以及改善像差之效果；另外，第一透鏡像側面於圓周附近區域設置凹面部，第二透鏡物側面於圓周附近區域設置凸面部、第三透鏡物側面於圓周附近區域設置凹面部，以及第五透鏡像側面於光軸附近區域設置凹面部，則可搭配地達到改善像差的效果。

2. 以本發明第一較佳實施例說明，在本第一較佳實施例的縱向球差第2A圖中，每一種波長所成的曲線皆很靠近，說明每一種波長不同高度的離軸光線皆集中在成像點附近，由每一曲線的偏斜幅度可看出不同高度的離軸光線的成像點偏差控制在±0.07mm，故本第一較佳實施例確實明顯改善不同波長的球差，此外，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差獲得明顯改善。

3. 在第2B圖與第2C圖的二個像散像差圖示中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距落在±0.15mm內，說明第一較佳實施例的光學成像鏡頭能有效消除像差，此外，三種代表波長彼此間的距離已相當接近，代表軸上的色散也有明顯的改善。而第2D圖的畸變像差圖式則顯示第一較佳實施例的畸變像差維持在±2%的範圍內，說明本第一較佳實施例的畸變像差已符合光學系統的成像品質要求，據此說明本第一較佳實施例相較於現有光學鏡頭，在系統長度已縮短至4.2mm、半視角(HFOV)高達約47度的條件下，仍能有效克服色像差並提供較佳的成像品質，故本第一較佳實施例能在維持良好光學性能之條件下，達到縮短鏡頭長度以及擴大拍攝角度之效果。

此外，依據以上之各實施例之各重要參數間的關係，透過以下各參數之數值控制，可協助設計者設計出具備良好光學性能、整體長度有效縮短、且技術上可行之光學成像鏡頭。不同參數之比例有較佳之範圍，例如：

1、T4/(AG12+AG34)建議大於或等於2.2：AG12為第一與第二透鏡之間隙寬度，AG34為第三與第四透鏡之間隙寬度，如能有效縮小將有助於鏡頭整體之薄型化，而且T4/(AG12+AG34)值如能大於或等於2.2，可使T4、AG12與AG34取得良好的厚度配置，該T4/(AG12+AG34)建議以介於2.2~8.0之間較佳。

2、AG23/(AG12+AG45)建議應大於或等於1.7：AG23為第二與第三透鏡之間隙寬度，由於第三透鏡的第三物側面具備圓周附近區域之凹面部，故該值並無法有效縮小，但AG12及AG45則不受上述限制可儘量縮小以縮短系統整體長度，因此AG23/(AG12+AG45)應朝趨近大之方式來設計，建議應大於或等於1.7，但以介於1.7~5.0之間較佳。

3、T2/T1建議應大於或等於1.0：T1、T2分別為第一及第二透鏡之中心厚度值，該T2/T1如大於或等於1.0，可使該第一、第二透鏡具備良的厚度配置，但此T2/T1值以介於1.0~2.5之間較佳。

4、AAG/T1應大於或等於2.3：AAG為第一至第五透鏡之間各空氣間隙之寬度總和，該值之縮小雖有助於縮短鏡頭之整體長度，但該AAG仍需維持相當之寬度值以免提高透鏡組裝之難度，而T1則建議可縮小以縮短總長，因此AAG/T1建議朝趨近大之方式來設計，建議大於或等於，但以2.3~3.5之間較佳。

5、ALT/T4建議應小於或等於2.8：ALT為第一至第五透鏡之中心寬度總和，該ALT/T4若符合小於或等於2.8之條件，可使各透鏡間獲得良好之厚度配置，避免透鏡之間的比例過於懸殊而不利於整體之薄型化，但此ALT/T4以介2.0~2.8之間較佳。

6、AG23/T3建議應大於或等於1.5：AG23如上所述並無法有效縮小，而T3則比較不限制，可縮小來達到鏡頭整體薄型化之效果，因此 AG23/T3應朝趨近大之方式來設計，AG23/T3建議大於或等於1.5，但以介於1.5~2.5之間較佳。

7、ALT/AG23建議應小於或等於5.5：AG23如上所述並無法有效縮小，而ALT則比較不限制，可縮小來達到鏡頭整體薄型化之效果，因此ALT/AG23應朝趨小之方式來設計，ALT/AG23建議小於或等於5.5，但以介於4.0~5.5之間較佳。

8、T4/T3建議大於或等於3.3，T2/T3建議應大於1.3，使得第二、第三以及第四透鏡之間取得良好的厚度配置，T4/T3建議以介於3.3~4.5較佳，T2/T3建議以介於1.3~2.5之間較佳。

9、AG23/(AG12+AG34)建議應大於或等於1.6：AG23如上所述並無法有效縮小，但AG12及AG34則不受上述限制可儘量縮小以縮短系統整體長度，因此AG23/(AG12+AG34)應朝趨近大之方式來設計，建議應大於或等於1.6，但以介於1.6~4.5之間較佳。

10、T2/(AG12+AG34)建議介於1.6~2.5之間，T2/(AG12+AG45)建議介於1.9~3.3之間，使得T2、AG12、AG34與AG45取得較佳之厚度配置，避免該等數值過大而導致整體長度或長，或是過小而影響組裝或是不易製造。

本發明之光學成像鏡頭1，還可應用於可攜式電子裝置中。請參閱第20圖，其為應用前述光學成像鏡頭1的可攜式電子裝置100的第一較佳實施例。可攜式電子裝置100包含機殼110，及安裝在機殼110內的影像模組120。第20圖僅以行動電話為例，說明可攜式電子裝置100，但可攜式電子裝置100的型式不以此為限。

如第20圖中所示，影像模組120包括如前所述的光學成像鏡頭1。第20圖例示前述第一實施例之光學成像鏡頭1。此外，可攜式電子裝置100另包含用於供光學成像鏡頭1設置的鏡筒130、用於供鏡筒130設置的模組後座單元(module housing unit)140，用於供模組後座單元140設置的基板172，及設置於基板172、且位於光學成像鏡頭1的像側3的影像感測器70。光學成像鏡頭1中之影像感測器70可以是電子感光元件，例如感光耦合元件或互補性氧化金屬半導體元件。成像面71是形成於影像感測器70。

本發明所使用的影像感測器70是採用板上連接式晶片封裝的封裝方式而直接連接在基板172上。這和傳統晶片尺寸封裝之封裝方式的差別在於，板上連接式晶片封裝不需使用保護玻璃。因此，在光學成像鏡頭1中並不需要在影像感測器70之前設置保護玻璃，然本發明並不以此為限。

須注意的是，本實施例雖顯示濾光件60，然而在其他實施例中亦可省略濾光件60之結構，所以濾光件60並非必要。且機殼110、鏡筒130、及/或模組後座單元140可為單一元件或多個元件組裝而成，但無須限定於此。其次，本實施例所使用的影像感測器70是採用板上連接式晶片封裝(Chip on Board,COB)的封裝方式而直接連接在基板172上，然本發明並不以此為限。

具有屈光率的五片透鏡10、20、30、40、50例示性地是以於兩透鏡之間分別存在有空氣間隔的方式設置於鏡筒130內。模組後座單元140具有鏡頭後座141，及設置於鏡頭後座141與影像感測器70之間的影像感測器後座146，然在其它的實施態樣中，不一定存在有影像感測器後座146。鏡筒 130是和鏡頭後座141沿軸線I-I'同軸設置，且鏡筒130設置於鏡頭後座141的內側。

由於本發明光學成像鏡頭1之長度可以僅為4.1~4.4公厘左右，因此容許將可攜式電子裝置100之尺寸設計地更為輕薄短小，且仍然能夠提供良好的光學性能與成像品質。藉此，使本發明之各實施例除了具有減少機殼原料用量的經濟效益外，還能滿足輕薄短小的產品設計趨勢與消費需求。

另請參閱第21圖，為應用前述光學成像鏡頭1的可攜式電子裝置200的第二較佳實施例。第二較佳實施例的可攜式電子裝置200與第一較佳實施例的可攜式電子裝置100的主要差別在於：鏡頭後座141具有第一座體142、第二座體143、線圈144及磁性元件145。第一座體142供鏡筒130設置並與鏡筒130外側相貼合且沿軸線I-I'設置、第二座體143沿軸線I-I'並環繞著第一座體142之外側設置。線圈144設置在第一座體142的外側與第二座體143的內側之間。磁性元件145設置在線圈144的外側與第二座體143的內側之間。

第一座體142可帶著鏡筒130及設置在鏡筒130內的光學成像鏡頭1沿軸線I-I'，即第一圖之光軸4移動。影像感測器後座146則與第二座體143相貼合。濾光件60，如紅外線濾光片，則是設置在影像感測器後座146。第二實施例可攜式電子裝置200的其他元件結構則與第一實施例的可攜式電子裝置100類似，故在此不再贅述。