TW201447358A - 光學成像鏡頭及應用該光學成像鏡頭的電子裝置 - Google Patents

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TW201447358A TW103116587A TW103116587A TW201447358A TW 201447358 A TW201447358 A TW 201447358A TW 103116587 A TW103116587 A TW 103116587A TW 103116587 A TW103116587 A TW 103116587A TW 201447358 A TW201447358 A TW 201447358A
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Abstract

一種光學成像鏡頭沿一光軸從物側至像側依序包含一第一、二、三、四、五透鏡，各透鏡都具有一物側面及一像側面；該第一透鏡的該物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部及一位於圓周附近區域的凸面部；該第二透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凹面部及一位於圓周附近區域的凹面部；該第三透鏡為塑膠材質；該第四透鏡的該物側面由光軸徑向朝外各處的垂度分別為Sag_r0、Sag_r1、Sag_r2及Sag_r3，且滿足|Sag_r1-Sag_r0|＞|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|＞|Sag_r2-Sag_r1|；及該第五透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凹面部及一位於圓周附近區域的凸面部。

Description

光學成像鏡頭及應用該光學成像鏡頭的電子裝置
本發明是有關於一種光學鏡頭，特別是指一種光學成像鏡頭及應用該光學成像鏡頭的電子裝置。
近年來，手機和數位相機等攜帶型電子產品的普及使得影像模組相關技術蓬勃發展，該影像模組主要包含光學成像鏡頭、模組後座單元(module holder unit)與感測器(sensor)等元件，而手機和數位相機的薄型輕巧化趨勢也讓影像模組的小型化需求愈來愈高，隨著感光耦合元件(Charge Coupled Device，簡稱為CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，簡稱為CMOS)之技術進步和尺寸縮小化，裝載在影像模組中的光學成像鏡頭也需要相應地縮短長度，但是為了避免攝影效果與品質下降，在縮短光學成像鏡頭的長度時仍然要兼顧良好的光學性能。
美國專利案US7480105、US7639432、US7486449以及US7684127都揭露了一種由五片透鏡所組成之光學鏡頭，然而，該US7480105案及US7639432案前二片透鏡之 屈光率分別為負正配置，而US7486449案以及US7684127案則分別為負負配置，然而，這樣的配置並無法獲得良好之光學特性，而且此四案之鏡頭系統長度分別為10~18mm，而無法使裝置整體達到薄型輕巧化的效果。
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。
因此，本發明之目的，即在提供一種在縮短鏡頭系統長度的條件下，仍能夠保有良好的光學性能的光學成像鏡頭。
於是本發明光學成像鏡頭，從物側至像側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡，及一第五透鏡，且該第一透鏡至該第五透鏡都具有屈光率，並包括一朝向物側且使成像光線通過的物側面及一朝向像側且使成像光線通過的像側面。
該第一透鏡的該物側面為一凸面，且具有一位於光軸附近區域的凸面部及一位於圓周附近區域的凸面部；該第二透鏡的該像側面為一凹面，且具有一位於光軸附近區域的凹面部及一位於圓周附近區域的凹面部；該第三透鏡為塑膠材質；該第四透鏡的該物側面位於光軸處的垂度為Sag_r0，由光軸徑向朝外位於半光學有效徑1/3處的垂度為Sag_r1，由光軸徑向朝外位於半光學有效徑2/3處的垂度為Sag_r2，由光軸徑向朝外位於半光學有效徑最 外側的垂度為Sag_r3，且滿足下列條件式：|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|；及該第五透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凹面部及一位於圓周附近區域的凸面部。
其中，該光學成像鏡頭只具備五片具有屈光率的鏡片。
本發明光學成像鏡頭的有益效果在於：藉由該第一透鏡的該物側面的一位於光軸附近區域的凸面部及一位於圓周附近區域的凸面部、該第二透鏡的該像側面的一位於光軸附近區域的凹面部及一位於圓周附近區域的凹面部，及該第五透鏡的該像側面的一位於光軸附近區域的凹面部及一位於圓周附近區域的凸面部，相互搭配有助修正像差，提升該光學成像鏡頭的成像品質。另外，該第四透鏡的該物側面滿足|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|，可提昇該光學成像鏡頭整體消除像差之能力，提高成像品質。
因此，本發明之另一目的，即在提供一種應用於前述的光學成像鏡頭的電子裝置。
於是，本發明的電子裝置，包含一機殼，及一安裝在該機殼內的影像模組。
該影像模組包括一如前述所述的光學成像鏡頭、一用於供該光學成像鏡頭設置的鏡筒、一用於供該鏡筒設置的模組後座單元，及一設置於該光學成像鏡頭像側的影像感測器。
本發明電子裝置的有益效果在於：藉由在該電子裝置中裝載具有前述的光學成像鏡頭的影像模組，以利該成像鏡頭在縮短系統長度的條件下，仍能夠提供良好之光學性能的優勢，在不犧牲光學性能的情形下製出更為薄型輕巧的電子裝置，使本發明兼具良好的實用性能且有助於輕薄短小化的結構設計，而能滿足更高品質的消費需求。
10‧‧‧光學成像鏡頭
2‧‧‧光圈
3‧‧‧第一透鏡
31‧‧‧物側面
311‧‧‧凸面部
312‧‧‧凸面部
32‧‧‧像側面
321‧‧‧凹面部
322‧‧‧凸面部
4‧‧‧第二透鏡
41‧‧‧物側面
411‧‧‧凸面部
412‧‧‧凸面部
413‧‧‧凹面部
42‧‧‧像側面
421‧‧‧凹面部
422‧‧‧凹面部
5‧‧‧第三透鏡
51‧‧‧物側面
511‧‧‧凸面部
512‧‧‧凸面部
513‧‧‧凹面部
52‧‧‧像側面
521‧‧‧凸面部
522‧‧‧凹面部
6‧‧‧第四透鏡
61‧‧‧物側面
611‧‧‧凹面部
612‧‧‧凹面部
62‧‧‧像側面
621‧‧‧凸面部
622‧‧‧凸面部
7‧‧‧第五透鏡
71‧‧‧物側面
711‧‧‧凸面部
712‧‧‧凹面部
72‧‧‧像側面
721‧‧‧凹面部
722‧‧‧凸面部
8‧‧‧濾光片
81‧‧‧物側面
82‧‧‧像側面
100‧‧‧成像面
I‧‧‧光軸
1‧‧‧電子裝置
11‧‧‧機殼
12‧‧‧影像模組
120‧‧‧模組後座單元
121‧‧‧鏡頭後座
122‧‧‧影像感測器後座
123‧‧‧第一座體
124‧‧‧第二座體
125‧‧‧線圈
126‧‧‧磁性元件
130‧‧‧影像感測器
21‧‧‧鏡筒
Ⅱ、Ⅲ‧‧‧軸線
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明一透鏡結構；圖2是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第一實施例；圖3是該第一實施例的縱向球差與各項像差圖；圖4是一示意圖，說明該第一實施例的一第四透鏡的垂度定義；圖5是一表格圖，說明該第一實施例的各透鏡的光學數據；圖6是一表格圖，說明該第一實施例的各透鏡的非球面係數；圖7是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第二實施例；圖8是該第二實施例的縱向球差與各項像差圖；圖9是一表格圖，說明該第二實施例的各透鏡的光學數據； 圖10是一表格圖，說明該第二實施例的各透鏡的非球面係數；圖11是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第三實施例；圖12是該第三實施例的縱向球差與各項像差圖；圖13是一表格圖，說明該第三實施例的各透鏡的光學數據；圖14是一表格圖，說明該第三實施例的各透鏡的非球面係數；圖15是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第四實施例；圖16是該第四實施例的縱向球差與各項像差圖；圖17是一表格圖，說明該第四實施例的各透鏡的光學數據；圖18是一表格圖，說明該第四實施例的各透鏡的非球面係數；圖19是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第五實施例；圖20是該第五實施例的縱向球差與各項像差圖；圖21是一表格圖，說明該第五實施例的各透鏡的光學數據；圖22是一表格圖，說明該第五實施例的各透鏡的非球面係數；圖23是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一 第六實施例；圖24是該第六實施例的縱向球差與各項像差圖；圖25是一表格圖，說明該第六實施例的各透鏡的光學數據；圖26是一表格圖，說明該第六實施例的各透鏡的非球面係數；圖27是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第七實施例；圖28是該第七實施例的縱向球差與各項像差圖；圖29是一表格圖，說明該第七實施例的各透鏡的光學數據；圖30是一表格圖，說明該第七實施例的各透鏡的非球面係數；圖31是一表格圖，說明該五片式光學成像鏡頭的該第一實施例至該第七實施例的光學參數；圖32是一剖視示意圖，說明本發明電子裝置的一第一實施例；及圖33是一剖視示意圖，說明本發明電子裝置的一第二實施例。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
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，以圖1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(chief ray)Lc及邊緣光線(marginal ray)Lm。「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，亦即圖1中之A區域。此外，該透鏡還包含一延伸部E，用以供該透鏡組裝於一光學成像鏡頭內，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部份的延伸部。
參閱圖2、圖4與圖5，本發明光學成像鏡頭10之一第一實施例，從物側至像側沿一光軸I依序包含一光圈2、一第一透鏡3、一第二透鏡4、一第三透鏡5、一第四透鏡6、一第五透鏡7，及一濾光片8。當由一待拍攝物所發出的光線進入該光學成像鏡頭10，並經由該光圈2、該第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡 6、該第五透鏡7，及該濾光片8之後，會在一成像面100(Image Plane)形成一影像。該濾光片8為紅外線濾光片(IR Cut Filter)，用於防止光線中的紅外線透射至該成像面100而影響成像品質。補充說明的是，物側是朝向該待拍攝物的一側，而像側是朝向該成像面100的一側。
其中，該第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6、該第五透鏡7，及該濾光片8都分別具有一朝向物側且使成像光線通過之物側面31、41、51、61、71、81，及一朝向像側且使成像光線通過之像側面32、42、52、62、72、82。其中，該等物側面31、41、51、61、71與該等像側面32、42、52、62、72皆為非球面。
此外，為了滿足產品輕量化的需求，該第一透鏡3至該第五透鏡7皆為具備屈光率且都是塑膠材質所製成，但該第一透鏡3至該第五透鏡7的材質仍不以此為限制。
該第一透鏡3為正屈光率的透鏡。該第一透鏡3的該物側面31為一凸面，且具有一位於光軸I附近區域的凸面部311及一位於圓周附近區域的凸面部312。該第一透鏡3的該像側面32具有一位於光軸I附近區域的凹面部321及一位於圓周附近區域的凸面部322。
該第二透鏡4為負屈光率的透鏡。該第二透鏡4的該物側面41為一凸面，且具有一位於光軸I附近區域的凸面部411及一位於圓周附近區域的凸面部412。該第二透鏡4的該像側面42為一凹面，且具有一在光軸I附近區域 的凹面部421及一位於圓周附近區域的凹面部422。
該第三透鏡5為正屈光率的透鏡，該第三透鏡5的該物側面51具有一位於光軸I附近區域的凸面部511、一位於圓周附近區域的凸面部512，及一位於該等凸面部511、512間的凹面部513。該第三透鏡5的該像側面5具有一位於光軸I附近區域的凸面部521及一位於圓周附近區域的凹面部522。
該第四透鏡6為負屈光率的透鏡。該第四透鏡6的該物側面61為一凹面，且具有一位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於圓周附近區域的凹面部612。該第四透鏡6的該像側面62為一凸面，且具有一位於光軸I附近區域的凸面部621及一位於圓周附近區域的凸面部622。
該第五透鏡7為正屈光率的透鏡。該第五透鏡7的該物側面71具有一位於光軸I附近區域的凸面部711，及一位於圓周附近區域的凹面部712。該第五透鏡7的該像側面72具有一位於光軸I附近區域的凹面部721及一位於圓周附近區域的凸面部722。
其中，參閱圖4，該第四透鏡6的該物側面61位於光軸I處的垂度(Sag value)為Sag_r0，由光軸I徑向朝外位於半光學有效徑r的1/3處的垂度為Sag_r1，由光軸I徑向朝外位於半光學有效徑r的2/3處的垂度為Sag_r2，由光軸I徑向朝外位於半光學有效徑r最外側的垂度為Sag_r3。在本實施例中，r=1.309mm,|Sag_r0|=0mm,|Sag_r1|=0.03155mm,|Sag_r2|=0.04578mm, |Sag_r3|=0.26528mm，且滿足下列條件式：|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|。
在本實施例中，只有上述透鏡具有屈光率。
該第一實施例的其他詳細光學數據如圖5所示，且該第一實施例的整體系統焦距(effective focal length，簡稱EFL)為3.436mm，半視角(half field of view，簡稱HFOV)為41.91°、光圈值(Fno)為2.17，其系統長度為4.387mm。其中，該系統長度是指由該第一透鏡3的該物側面31到該成像面100在光軸I上之間的距離。
此外，從第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6，及該第五透鏡7的物側面31、41、51、61、71及像側面32、42、52、62、72，共計十個面均是非球面，而該非球面是依下列公式定義：
其中：Y：非球面曲線上的點與光軸I的距離；Z：非球面之深度(非球面上距離光軸I為Y的點，與相切於非球面光軸I上頂點之切面，兩者間的垂直距離)；R：透鏡表面的曲率半徑；K：錐面係數(conic constant)；a 2i ：第2i階非球面係數。
該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數如圖6所示。其中，圖 5中欄位編號31表示其為第一透鏡3物側面31的非球面係數，其它欄位依此類推。
另外，該第一實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖31所示。
其中，T1為該第一透鏡3在光軸I上的厚度；T2為該第二透鏡4在光軸I上的厚度；T3為該第三透鏡5在光軸I上的厚度；T4為該第四透鏡6在光軸I上的厚度；T5為該第五透鏡7在光軸I上的厚度；G12為該第一透鏡3到該第二透鏡4在光軸I上的空氣間隙；G23為該第二透鏡4到該第三透鏡5在光軸I上的空氣間隙；G34為該第三透鏡5到該第四透鏡6在光軸I上的空氣間隙；G45為該第四透鏡6到該第五透鏡7在光軸I上的空氣間隙；Gaa為該第一透鏡3至該第五透鏡7在光軸I上的五個空氣間隙總和，即G12、G23、G34、G45之和；ALT為該第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6及該第五透鏡7在光軸I上的厚度總和，即T1、T2、T3、T4、T5之和；TTL為該第一透鏡3的該物側面31到該成像面100 在光軸I上的距離；BFL為該第五透鏡7的該像側面72到該成像面100在光軸I上的距離；及EFL為該光學成像鏡頭10的系統焦距。
另外，再定義：G5F為該第五透鏡7到該濾光片8在光軸I上的空氣間隙；TF為該濾光片8在光軸I上的厚度；GFP為該濾光片8到該成像面100在光軸I上的空氣間隙；f1為該第一透鏡3的焦距；f2為該第二透鏡4的焦距；f3為該第三透鏡5的焦距；f4為該第四透鏡6的焦距；f5為該第五透鏡7的焦距；n1為該第一透鏡3的折射率；n2為該第二透鏡4的折射率；n3為該第三透鏡5的折射率；n4為該第四透鏡6的折射率；n5為該第五透鏡7的折射率；υ1為該第一透鏡3的阿貝係數；υ2為該第二透鏡4的阿貝係數；υ3為該第三透鏡5的阿貝係數；υ4為該第四透鏡6的阿貝係數；及 υ5為該第五透鏡7的阿貝係數。
再配合參閱圖3，(a)的圖式說明該第一實施例的縱向球差(longitudinal spherical aberration)，(b)與(c)的圖式則分別說明該第一實施例在成像面100上有關弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatism aberration)，及子午(tangential)方向的像散像差，(d)的圖式則說明該第一實施例在成像面100上的畸變像差(distortion aberration)。本第一實施例的縱向球差圖示圖3(a)中，每一種波長所成的曲線皆很靠近並向中間靠近，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，由每一波長的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±0.04mm範圍內，故本實施例確實明顯改善相同波長的球差，此外，三種代表波長彼此間的距離也相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差也獲得明顯改善。
在圖3(b)與3(c)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變化量落在±0.1mm內，說明本第一實施例的光學系統能有效消除像差。而圖3(d)的畸變像差圖式則顯示本第一實施例的畸變像差維持在±2%的範圍內，說明本第一實施例的畸變像差已符合光學系統的成像品質要求，據此說明本第一實施例相較於現有光學鏡頭，在系統長度已縮短至4.4mm的條件下，仍能提供較佳的成像品質，故本第一實施例能在維持良好光學性能之條件下，縮短鏡頭長度以實現更加薄型化的產品設計。
參閱圖7，為本發明光學成像鏡頭10的一第二實施例，其與該第一實施例大致相似，僅曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別，以及該第三透鏡5的該物側面51只具有一位於光軸I附近區域的凸面部511及一位於圓周附近區域的凸面部512。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖7中省略與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。
在本實施例中，r=1.351mm，|Sag_r0|=0mm，|Sag_r1|=0.03643mm，|Sag_r2|=0.04375mm，|Sag_r3|=0.23808mm，且滿足下列條件式：|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|。
其詳細的光學數據如圖9所示，且該第二實施例的整體系統焦距為3.552mm，半視角(HFOV)為39.53°、光圈值(Fno)為2.26，系統長度則為4.772mm。
如圖10所示，則為該第二實施例的該第一透鏡3的物側面31到該第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。
另外，該第二實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖31所示。
配合參閱圖8，由(a)的縱向球差、(b)、(c)的像散像差，以及(d)的畸變像差圖式可看出本第二實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖11，為本發明光學成像鏡頭10的一第三 實施例，其與該第一實施例大致相似，僅曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別，以及該第二透鏡4的該物側面41具有一位於光軸I附近區域的凸面部411及一位於圓周附近區域的凹面部413。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖11中省略與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。
在本實施例中，r=1.251mm，|Sag_r0|=0mm，|Sag_r1|=0.05628mm，|Sag_r2|=0.10696mm，|Sag_r3|=0.27041mm，且滿足下列條件式：|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|。
其詳細的光學數據如圖13所示，且本第三實施例的整體系統焦距為3.460mm，半視角(HFOV)為40.00°、光圈值(Fno)為2.24，系統長度則為4.461mm。
如圖14所示，則為該第三實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。
另外，該第三實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖31所示。
配合參閱圖12，由(a)的縱向球差、(b)、(c)的像散像差，以及(d)的畸變像差圖式可看出本第三實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖15，為本發明光學成像鏡頭10的一第四實施例，其與該第一實施例大致相似，僅曲率半徑、透鏡 屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別，以及該第二透鏡4的該物側面41具有一位於光軸I附近區域的凸面部411及一位於圓周附近區域的凹面部413。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖14中省略與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。
在本實施例中，r=1.274mm，|Sag_r0|=0mm，|Sag_r1|=0.04388mm，|Sag_r2|=0.07550mm，|Sag_r3|=0.29143mm，且滿足下列條件式：|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|。
其詳細的光學數據如圖17所示，且本第四實施例的整體系統焦距為3.446mm，半視角(HFOV)為40.28°、光圈值(Fno)為2.21，系統長度則為4.332mm。
如圖18所示，則為該第四實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。
另外，該第四實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖31所示。
配合參閱圖16，由(a)的縱向球差、(b)、(c)的像散像差，以及(d)的畸變像差圖式可看出本第四實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖19，為本發明光學成像鏡頭10的一第五實施例，其與該第一實施例大致相似，僅曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是 後焦距等相關參數有別，以及該第二透鏡4的該物側面41具有一位於光軸I附近區域的凸面部411及一位於圓周附近區域的凹面部413，該第三透鏡5的該物側面51只具有一位於光軸I附近區域的凸面部511及一位於圓周附近區域的凸面部512。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖19中省略與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。
在本實施例中，r=1.067mm，|Sag_r0|=0mm，|Sag_r1|=0.05801mm，|Sag_r2|=0.10660mm，|Sag_r3|=0.33760mm，且滿足下列條件式：|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|。
其詳細的光學數據如圖21所示，且本第五實施例的整體系統焦距為3.419mm，半視角(HFOV)為40.38°、光圈值(Fno)為2.26，系統長度則為4.460mm。
如圖22所示，則為該第五實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。
另外，該第五實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖31所示。
配合參閱圖20，由(a)的縱向球差、(b)、(c)的像散像差，以及(d)的畸變像差圖式可看出本第五實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖23，為本發明光學成像鏡頭10的一第六實施例，其與該第一實施例大致相似，僅曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是 後焦距等相關參數有別。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖23中省略與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。
在本實施例中，r=1.230mm，|Sag_r0|=0mm，|Sag_r1|=0.05210mm，|Sag_r2|=0.08819mm，|Sag_r3|=0.25217mm，且滿足下列條件式：|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|。
其詳細的光學數據如圖25所示，且本第六實施例的整體系統焦距為3.436mm，半視角(HFOV)為40.53°、光圈值(Fno)為2.25，系統長度則為4.487mm。
如圖26所示，則為該第六實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。
另外，該第六實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖31所示。
配合參閱圖24，由(a)的縱向球差、(b)、(c)的像散像差，以及(d)的畸變像差圖式可看出本第六實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖27，為本發明光學成像鏡頭10的一第七實施例，其與該第一實施例大致相似，僅曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等相關參數有別。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖27中省略與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。
在本實施例中，r=1.128mm，|Sag_r0|=0mm，|Sag_r1|=0.04965mm，|Sag_r2|=0.08681mm，|Sag_r3|=0.24857mm，且滿足下列條件式：|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|。
其詳細的光學數據如圖29所示，且本第七實施例的整體系統焦距為3.383mm，半視角(HFOV)為42.04°、光圈值(Fno)為2.21，系統長度則為4.229mm。
如圖30所示，則為該第七實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。
另外，該第七實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖31所示。
配合參閱圖28，由(a)的縱向球差、(b)、(c)的像散像差，以及(d)的畸變像差圖式可看出本第七實施例也能維持良好光學性能。
再配合參閱圖31，為上述七個實施例的各項光學參數的表格圖，當本發明光學成像鏡頭10中的各項光學參數間的關係式滿足下列條件式時，在系統長度縮短的情形下，仍然會有較佳的光學性能表現，使本發明應用於相關可攜式電子裝置時，能製出更加薄型化的產品：
一、G34/G23建議應大於或等於0.52、G34/(G12+G45)建議應大於或等於0.85：G12為該第一透鏡3及該第二透鏡4間在光軸I上的空氣間隙，G23為該第二透鏡4及該第三透鏡5間在光軸I上的空氣間隙，G34為該 第三透鏡5及該第四透鏡6間在光軸I上的空氣間隙，G45為第四透鏡6及該第五透鏡7間在光軸I上的空氣間隙，該等間隙值之縮小原則上均有助於該光學成像鏡頭10整體之薄型化，但是該第四透鏡6之物側面61之特殊垂度設計，相鄰的G34之擴大有助提昇該光學成像鏡頭10整體消除像差之能力，因此G34應稍大，導致G34/G23、G34/(G12+G45)，應朝趨大之方式來設計。G34/AC23建議應大於或等於0.52，並以介於0.52~3.0之間較佳，G34/(G12+G45)建議應大於或等於0.85，並以介於0.85~4.0之間較佳。
二、ALT/G23建議應大於或等於4.8、T5/G23建議應大於或等於1.45：ALT為該第一透鏡3至該第五透鏡7沿光軸I之厚度總和，T5則為該第五透鏡7在光軸I上的厚度，G23為該第二透鏡4及該第三透鏡5間在光軸I上的空氣間隙，ALT及T5之縮小受限於工業製造技術之極限，無法有效縮小，而G23則比較不受限制，因此ALT/G23及T5/G23則應朝趨大之方式來設計，ALT/G23建議應大於或等於4.8，並以介於4.8~15.0之間較佳，T5/G23建議應大於或等於1.45，並以介於1.45~7.0之間較佳。
三、T1/(G12+G45)建議應大於或等於2.0、T5/(G12+G45)建議應大於或等於3.6、T3/(G12+G45)建議應大於或等於1.8、ALT/(G12+G45)建議應大於或等於7.3：如前段所述，透鏡之厚度，例如T1、T3、T5、ALT，受限於製造技術無法縮小，而透鏡間的空氣間隙，例如G12、G45， 則建議儘量趨小設計，導致T1/(G12+G45)、T5/(G12+G45)、T3/(G12+G45)、ALT/(G12+G45)等值應趨大，建議T1/(G12+G45)應大於或等於2.0，並以介於2.0~4.0之間較佳，T5/(G12+G45)建議應大於或等於3.6，並以介於3.6~10.0之間較佳，T3/(G12+G45)建議應大於或等於1.8，並以介於1.8~6.0之間較佳，ALT/(G12+G45)建議應大於或等於7.3，並以介於7.3~25.0之間較佳。
四、ALT/T4建議應大於或等於6.0、(T5+T1)/T4建議應大於或等於3.8，T5/T4建議應大於或等於1.8：T1、T4、T5分別為該第一透鏡3、該第四透鏡6、該第五透鏡7於光軸I上之厚度，ALT為各透鏡之厚度總和，該等數值應維持適當之比例關係，以避免任一透鏡之厚度過大而影響薄型化，或是避免任一透鏡過薄而不利製造，ALT/T4建議應大於或等於6.0，並以介於6.0~15.0之間較佳，(T5+T1)/T4建議應大於或等於3.8，並以介於3.8~8.0之間較佳，T5/T4建議應大於或等於1.8，並以介於1.8~6.0之間較佳。
歸納上述，本發明光學成像鏡頭10，可獲致下述的功效及優點，故能達到本發明的目的：
一、該一透鏡3的該物側面31為凸面可協助收集成光像光線；該第二透鏡4的該像側面42為凹面、該第五透鏡7的像側面72位於光軸I附近區域的凹面部721與位於圓周附近區域的凸面部722，則可相互搭配地達到提高成像品質的效果；另外，該第三透鏡5為塑膠鏡片可使得 該透鏡於凹凸形狀上之設計更為靈活。
二、該第四透鏡6的該物側面61滿足|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|，可提昇該光學成像鏡頭10整體消除像差之能力，提高成像品質。
三、本發明藉由相關設計參數之控制，使整個系統具有較佳的消除像差能力，例如消除球差之能力，再配合該等透鏡3、4、5、6、7物側面31、41、51、61、71或像側面32、42、52、62、72的凹凸形狀設計與排列，使該光學成像鏡頭10在縮短系統長度的條件下，仍具備能夠有效克服色像差的光學性能，並提供較佳的成像品質。
四、由前述七個實施例的說明，顯示本發明光學成像鏡頭10的設計，其該等實施例的系統長度皆可以縮短到小於4.80mm以下，相較於現有的光學成像鏡頭，應用本發明的鏡頭能製造出更薄型化的產品，使本發明具有符合市場需求的經濟效益。
參閱圖32，為應用前述該光學成像鏡頭10的電子裝置1的一第一實施例，該電子裝置1包含一機殼11，及一安裝在該機殼11內的影像模組12。在此僅是以手機為例說明該電子裝置1，但該電子裝置1的型式不以此為限。
該影像模組12包括一如前所述的該光學成像鏡頭10、一用於供該光學成像鏡頭10設置的鏡筒21、一用於供該鏡筒21設置的模組後座單元120，及一設置於該光學成像鏡頭10像側的影像感測器130。該成像面100(見圖 2)是形成於該影像感測器130。
該模組後座單元120具有一鏡頭後座121，及一設置於該鏡頭後座121與該影像感測器130之間的影像感測器後座122。其中，該鏡筒21是和該鏡頭後座121沿一軸線Ⅱ同軸設置，且該鏡筒21設置於該鏡頭後座121內側。
參閱圖33，為應用前述該光學成像鏡頭10的電子裝置1的一第二實施例，該第二實施例與該第一實施例的該電子裝置1的主要差別在於：該模組後座單元120為音圈馬達(VCM)型式。該鏡頭後座121具有一與該鏡筒21外側相貼合且沿一軸線Ⅲ設置的第一座體123、一沿該軸線Ⅲ並環繞著該第一座體123外側設置的第二座體124、一設置在該第一座體123外側與該第二座體124內側之間的線圈125，及一設置在該線圈125外側與該第二座體124內側之間的磁性元件126。
該鏡頭後座121的第一座體123可帶著該鏡筒21及設置在該鏡筒21內的該光學成像鏡頭10沿該軸線Ⅲ移動。該影像感測器後座122則與該第二座體124相貼合。其中，該濾光片8則是設置在該影像感測器後座122。該電子裝置1的第二實施例的其他元件結構則與第一實施例的該電子裝置1類似，在此不再贅述。
藉由安裝該光學成像鏡頭10，由於該光學成像鏡頭10的系統長度能有效縮短，使該電子裝置1的第一實施例與第二實施例的厚度都能相對縮小進而製出更薄型化的產品，且仍然能夠提供良好的光學性能與成像品質，藉 此，使本發明的該電子裝置1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。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10‧‧‧光學成像鏡頭
2‧‧‧光圈
3‧‧‧第一透鏡
31‧‧‧物側面
311‧‧‧凸面部
312‧‧‧凸面部
32‧‧‧像側面
321‧‧‧凹面部
322‧‧‧凸面部
4‧‧‧第二透鏡
41‧‧‧物側面
411‧‧‧凸面部
412‧‧‧凸面部
42‧‧‧像側面
421‧‧‧凹面部
422‧‧‧凹面部
5‧‧‧第三透鏡
51‧‧‧物側面
511‧‧‧凸面部
512‧‧‧凸面部
513‧‧‧凹面部
52‧‧‧像側面
521‧‧‧凸面部
522‧‧‧凹面部
6‧‧‧第四透鏡
61‧‧‧物側面
611‧‧‧凹面部
612‧‧‧凹面部
62‧‧‧像側面
621‧‧‧凸面部
622‧‧‧凸面部
7‧‧‧第五透鏡
71‧‧‧物側面
711‧‧‧凸面部
712‧‧‧凹面部
72‧‧‧像側面
721‧‧‧凹面部
722‧‧‧凸面部
8‧‧‧濾光片
81‧‧‧物側面
82‧‧‧像側面
100‧‧‧成像面
I‧‧‧光軸

Claims (16)

  1. 一種光學成像鏡頭，從物側至像側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡，及一第五透鏡，且該第一透鏡至該第五透鏡都具有屈光率，並分別包括一朝向物側且使成像光線通過的物側面及一朝向像側且使成像光線通過的像側面；該第一透鏡的該物側面為一凸面，且具有一位於光軸附近區域的凸面部及一位於圓周附近區域的凸面部；該第二透鏡的該像側面為一凹面，且具有一位於光軸附近區域的凹面部及一位於圓周附近區域的凹面部；該第三透鏡為塑膠材質；該第四透鏡的該物側面位於光軸處的垂度為Sag_r0，由光軸徑向朝外位於半光學有效徑1/3處的垂度為Sag_r1，由光軸徑向朝外位於半光學有效徑2/3處的垂度為Sag_r2，由光軸徑向朝外位於半光學有效徑最外側的垂度為Sag_r3，且滿足下列條件式：|Sag_r1-Sag_r0|>|Sag_r2-Sag_r1|，|Sag_r3-Sag_r2|>|Sag_r2-Sag_r1|；及該第五透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凹面部及一位於圓周附近區域的凸面部；其中，該光學成像鏡頭只具備五片具有屈光率的鏡片。
  2. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G34，該第二透 鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G23，並還滿足下列條件式：G34/G23≧0.52。
  3. 如請求項2所述的光學成像鏡頭，其中，該第一、二、三、四、五透鏡在光軸上的厚度總和為ALT，該第四透鏡在光軸上的厚度為T4，並滿足下列條件式：ALT/T4≧6.0。
  4. 如請求項3所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡與該第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G12，該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G45，該第一透鏡在光軸上的厚度為T1，並滿足下列條件式：T1/(G12+G45)≧2.0。
  5. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡，及該第五透鏡在光軸上的厚度總和為ALT，該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G23，並還滿足下列條件式：ALT/G23≧4.8。
  6. 如請求項5所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡與該第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G12，該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G34，該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G45，並滿足下列條件式：G34/(G12+G45)≧0.85。
  7. 如請求項6所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡在光軸上的厚度為T1，該四透鏡在光軸上的厚度為T4，該第五透鏡在光軸上的厚度為T5，並滿足下列條件式： (T1+T5)/T4≧3.8。
  8. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第五透鏡在光軸上的厚度為T5，該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G23，並還滿足下列條件式：T5/G23≧1.45。
  9. 如請求項8所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡與該第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G12，該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G34，該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G45，並滿足下列條件式：0.85≦G34/(G12+G45)≦3.3。
  10. 如請求項9所述的光學成像鏡頭，滿足下列條件式：T5/(G12+G45)≧3.6。
  11. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡在光軸上的厚度為T4，該第五透鏡在光軸上的厚度為T5，並還滿足下列條件式：T5/T4≧1.8。
  12. 如請求項11所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡在光軸上的厚度為T3，該第一透鏡與該第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G12，該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G45，並滿足下列條件式：T3/(G12+G45)≧1.8。
  13. 如請求項12所述的光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。
  14. 如請求項11所述的光學成像鏡頭，其中，該第一、二、三、四、五透鏡在光軸上的厚度總和為ALT，該第一透 鏡與該第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G12，該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G45，並滿足下列條件式：ALT/(G12+G45)≧7.3。
  15. 如請求項14所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡的該像側面具有一位於圓周附近區域的凹面部。
  16. 一種電子裝置，包含：一機殼；及一影像模組，是安裝在該機殼內，並包括一如請求項1至請求項15中任一項所述的光學成像鏡頭、一用於供該光學成像鏡頭設置的鏡筒、一用於供該鏡筒設置的模組後座單元，及一設置於該光學成像鏡頭的像側的影像感測器。
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