TW201508318A - 光學成像鏡頭及應用此鏡頭之電子裝置 - Google Patents
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Abstract
一種光學成像鏡頭，包含：一第一透鏡，具有正屈光率，物側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部以及一位於圓周附近區域的凸面部；一第二透鏡，具有負屈光率，且物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部；一第三透鏡，其物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，像側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部；一第四透鏡，其像側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部；一第五透鏡，其物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，像側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部；一第六透鏡，其像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部。
Description
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具有較短鏡頭長度之光學成像鏡頭，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。
US7830620號專利揭露一種六片式之光學成像鏡頭，其第一透鏡之屈光率為負，第二透鏡之屈光率為正，且光圈置於第二透鏡與第三透鏡之間，此種設計容易導致整體長度過長，難以符合小型化之設計趨勢。
因此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，一直是業界亟待解決之課題。
於是，本發明可以提供一種較短鏡頭長度、輕量化、低製造成本、擴大半視場角並能提供高解析度與高成像品質的光學成像鏡頭。本發明六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、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡。
本發明提供一種光學成像鏡頭，包含一第一透鏡、一第二透鏡、
一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡及一第六透鏡，其中該第一透鏡具有正屈光率，其物側面為一凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部以及一位於圓周附近區域的凸面部；該第二透鏡具有負屈光率，其像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部；該第三透鏡之物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部；該第四透鏡之像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部；該第五透鏡之物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部；該第六透鏡之像側面具有一位於光軸附近區域的凹面部。其中，該光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有六片。
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、第五透鏡與第六透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為AG56，所以第一透鏡到第六透鏡之間在光軸上之五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，第六透鏡在光軸上的中心厚度為T6，所以第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡與第六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T1/AG452.1之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足T6/T23.5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足3.0AAG/(AG12+AG56)之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足(AG34+AG56)/AG231.2之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/T62.0之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足T5/T22.0之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足T1/T31.4之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1.0T4/AG23之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/(AG12+AG34)6.5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/T24.8之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足ALT/T49.0之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足T6/AG232.8之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1.2T3/T5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AG23/(AG12+AG34)1.85之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足5.0ALT/T5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足T5/T41.5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/T43.3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
13‧‧‧凸面部
14‧‧‧凸面部
16‧‧‧凸面部
17‧‧‧凸面部
20‧‧‧第二透鏡
21‧‧‧第二物側面
22‧‧‧第二像側面
23‧‧‧凸面部
24‧‧‧凹面部
26‧‧‧凹面部
26B‧‧‧凹面部
26C‧‧‧凹面部
26E‧‧‧凹面部
27‧‧‧凹面部
27B‧‧‧凸面部
27C‧‧‧凸面部
27E‧‧‧凸面部
30‧‧‧第三透鏡
31‧‧‧第三物側面
32‧‧‧第三像側面
33‧‧‧凸面部
33A‧‧‧凸面部
33B‧‧‧凸面部
33C‧‧‧凸面部
34‧‧‧凸面部
34A‧‧‧凹面部
34B‧‧‧凹面部
34C‧‧‧凹面部
35‧‧‧凹面部
36‧‧‧凸面部
36B‧‧‧凸面部
36C‧‧‧凸面部
37‧‧‧凹面部
37B‧‧‧凸面部
37C‧‧‧凸面部
40‧‧‧第四透鏡
41‧‧‧第四物側面
42‧‧‧第四像側面
43‧‧‧凹面部
44‧‧‧凹面部
46‧‧‧凸面部
47‧‧‧凸面部
50‧‧‧第五透鏡
51‧‧‧第五物側面
52‧‧‧第五像側面
53‧‧‧凹面部
54‧‧‧凹面部
56‧‧‧凸面部
56D‧‧‧凸面部
56F‧‧‧凸面部
57‧‧‧凸面部
57D‧‧‧凹面部
57F‧‧‧凹面部
60‧‧‧第六透鏡
61‧‧‧第六物側面
62‧‧‧第六像側面
63‧‧‧凸面部
64‧‧‧凹面部
66‧‧‧凹面部
67‧‧‧凸面部
70‧‧‧影像感測器
71‧‧‧成像面
72‧‧‧濾光片
80‧‧‧光圈
T1~T6‧‧‧透鏡中心厚度
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‧‧‧光軸
A~C‧‧‧區域
E‧‧‧延伸部
Lc‧‧‧主光線
Lm‧‧‧邊緣光線
第1圖繪示本發明六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圖繪示本發明六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圖繪示本發明六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圖繪示本發明六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圖繪示本發明六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圖繪示本發明六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圖繪示本發明六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圖繪示本發明光學成像鏡頭曲率形狀之示意圖。
第16圖繪示應用本發明六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17圖繪示應用本發明六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18圖表示第一實施例詳細的光學數據。
第19圖表示第一實施例詳細的非球面數據。
第20圖表示第二實施例詳細的光學數據。
第21圖表示第二實施例詳細的非球面數據。
第22圖表示第三實施例詳細的光學數據。
第23圖表示第三實施例詳細的非球面數據。
第24圖表示第四實施例詳細的光學數據。
第25圖表示第四實施例詳細的非球面數據。
第26圖表示第五實施例詳細的光學數據。
第27圖表示第五實施例詳細的非球面數據。
第28圖表示第六實施例詳細的光學數據。
第29圖表示第六實施例詳細的非球面數據。
第30圖表示第七實施例詳細的光學數據。
第31圖表示第七實施例詳細的非球面數據。
第32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15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15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(optical axis)4，依序包含有一光圈、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、第六透鏡60，濾光片72及成像面(image plane)71。一般說來，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與第六透鏡60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六片。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(aperture stop)80，而設置於適當之位置。在第1圖中，光圈80是設置在物側2與第一透鏡10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，即會經由光圈80、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、第六透鏡60與濾光片72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72還可以是具各種合適功能之濾鏡，可濾除特定波長的光線(例如紅外線)，置於第六透鏡60與成像面71之間。濾光片72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；第六透鏡60具有第六物側面61與第六像側面62。
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，第五透鏡50具有第五透鏡厚度T5，第六透鏡60具有第六透鏡厚度T6。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+T6。
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)。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、第五透鏡50到第六透鏡60之間空氣間隙寬度AG56。所以，第一透鏡10到第六透鏡50之間位於光軸4上各透鏡間之五個空氣間隙寬度之總合即稱為AAG。亦即，AAG=AG12+AG23+AG34+AG45+AG56。
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3.085mm。
第一實施例之光學成像鏡頭系統1主要由六枚以塑膠材質製成又具有屈光率之透鏡、濾光片72、光圈80、與成像面71所構成。光圈80是設置在物側2與第一透鏡10之間。濾光片72可以防止特定波長的光線(例如紅外線)投射至成像面而影響成像品質。
第一透鏡10具有正屈光率。朝向物側2的第一物側面11為凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部13以及一位於圓周附近區域的凸面部14，朝向像側3的第一像側面12為凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部16以及一圓周附近區域的凸面部17。
第二透鏡20具有負屈光率。朝向物側2的第二物側面21具有一位於光軸附近區域的凸面部23以及一圓周附近的凹面部24，朝向像側3的第二像側面22為凹面，具有一位於光軸附近區域的凹面部26以及一位於圓周附近區域的凹面部27。
第三透鏡30具有正屈光率，朝向物側2的第三物側面31具有一位於光軸附近區域的凸面部33，以及一位於圓周附近區域的凹面部34，而朝向像側3的第三像側面32具有一位於光軸附近區域的凸面部36以及一在圓周附近的凹面部37。
第四透鏡40具有負屈光率，朝向物側2的第四物側面41具有一位於光軸附近區域的凹面部43以及一位於圓周附近區域的凹面部44，而朝向像側3的第四像側面42具有一位於光軸附近區域的凸面部46以及一位於圓周附近區域的凸面部47。
第五透鏡50具有負屈光率，物側2的第五物側面51為凹面，並具有一位於光軸附近區域的凹面部53以及一在圓周附近的凹面部54，朝向像側3的第五像側面52為凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部56以及一位於圓周附近區域的凸面部57。
第六透鏡60具有正屈光率，朝向物側2的第六物側面61具有一
位於光軸附近區域的凸面部63以及一位於圓周附近區域的凹面部64，朝向像側3的第六像側面62，具有在光軸附近區域的凹面部66及圓周附近區域的凸面部67。濾光片72位於第六透鏡60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到第六透鏡60中，所有物側面11/21/31/41/51/61與像側面12/22/32/42/52/62共計十二個曲面，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18圖所示，非球面數據如第19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(第一透鏡10之物側面11至該成像面71的距離)為4.978公厘，而系統像高為3.0mm，HFOV為38.86度。第一實施例中各重要參數間的關係列舉如下：T1/AG45=1.996
T6/T2=2.226
T5/T2=1.278
AAG/T2=3.722
AG23/(AG12+AG34)=1.553
AAG/(AG12+AG56)=4.932
(AG34+AG56)/AG23=0.698
AAG/T6=1.672
T1/T3=1.377
T4/AG23=1.338
AAG/(AG12+AG34)=4.975
ALT/T4=7.004
T6/AG23=1.916
T3/T5=1.590
ALT/T5=8.521
T5/T4=0.822
AAG/T4=2.394
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。請注意，從第二實施例開始，為簡化並清楚表達圖式，僅在圖上特別標示各透鏡與第一實施例不同之面型，而其餘與第一實施例的透鏡相同的面型，例如凹面部或是凸面部則不另外標示。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，如曲率半徑、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等不同，另外在本實施例中，第三透鏡30的第三物側面31具有一位於光軸附近區域的凸面部33A以及一位於圓周附近區域的凹面部34A。第二實施例詳細的光學數據如第20圖所示，非球面數據如第21圖所示。光學成像鏡頭長度5.052公
厘，而系統像高為3.085mm，HFOV為40.00度。其各重要參數間的關係為：T1/AG45=1.382
T6/T2=3.492
T5/T2=1.269
AAG/T2=3.935
AG23/(AG12+AG34)=1.664
AAG/(AG12+AG56)=5.148
(AG34+AG56)/AG23=0.459
AAG/T6=1.127
T1/T3=1.094
T4/AG23=1.238
AAG/(AG12+AG34)=5.178
ALT/T4=7.414
T6/AG23=2.762
T3/T5=1.610
ALT/T5=9.145
T5/T4=0.811
AAG/T4=2.514
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，如曲率半徑、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等不同，另外在本實施例中，第二透鏡20的第二像側面22具有一位於光軸附近區域的凹面部26B以及一位於圓周附近區域的凸面部27B，第三透鏡30的第三物側面31具有一位於光軸附近區域的凸面部
33B以及一位於圓周附近區域的凹面部34B，第三像側面32為一凸面，並具有一位於光軸附近區域的凸面部36B以及一位於圓周附近區域的凸面部37B。第三實施例詳細的光學數據如第22圖所示，非球面數據如第23圖所示，光學成像鏡頭長度5.171公厘，而系統像高為3.085mm，HFOV為39.99度。其各重要參數間的關係為：T1/AG45=1.582
T6/T2=2.268
T5/T2=1.896
AAG/T2=3.603
AG23/(AG12+AG34)=1.610
AAG/(AG12+AG56)=5.089
(AG34+AG56)/AG23=0.520
AAG/T6=1.588
T1/T3=0.847
T4/AG23=1.063
AAG/(AG12+AG34)=4.698
ALT/T4=8.379
T6/AG23=1.838
T3/T5=1.291
ALT/T5=5.801
T5/T4=1.444
AAG/T4=2.745
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，不同處在於透鏡之參數，如曲率半徑、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等不同，另外在本實施例中，第二透鏡20的第二像側面22具有一位於光軸附近區域的凹面部26C以及一位於圓周附近區域的凸面部27C，第三透鏡30的第三物側面31具有一位於光軸附近區域的凸面部33C以及一位於圓周附近區域的凹面部34C，第三像側面為一凸面，並具有一位於光軸附近區域的凸面部36C以及一位於圓周附近區域的凸面部37C。第四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5.034公厘，而系統像高為3.085mm，HFOV為39.85度。其各重要參數間的關係為：T1/AG45=1.002
T6/T2=2.449
T5/T2=1.251
AAG/T2=4.699
AG23/(AG12+AG34)=1.772
AAG/(AG12+AG56)=4.907
(AG34+AG56)/AG23=0.593
AAG/T6=1.919
T1/T3=0.978
T4/AG23=1.099
AAG/(AG12+AG34)=6.253
ALT/T4=7.145
T6/AG23=1.839
T3/T5=1.734
ALT/T5=8.358
T5/T4=0.855
AAG/T4=3.212
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，不同處在於透鏡之參數，如曲率半徑、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等不同，另外在本實施例中，第五透鏡50的第五像側面52具有一位於光軸附近區域的凸面部56D，以及一位於圓周附近區域的凹面部57D。第五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4.958公厘，而系統像高為3.0mm，HFOV為39.11度。其各重要參數間的關係為：T1/AG45=1.676
T6/T2=1.617
T5/T2=0.916
AAG/T2=2.511
AG23/(AG12+AG34)=1.816
AAG/(AG12+AG56)=5.921
(AG34+AG56)/AG23=0.553
AAG/T6=1.552
T1/T3=1.112
T4/AG23=1.408
AAG/(AG12+AG34)=5.489
ALT/T4=6.767
T6/AG23=1.946
T3/T5=1.661
ALT/T5=8.642
T5/T4=0.783
AAG/T4=2.146
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。第六實施例與第一實施例類似，不同處在於透鏡之參數，如曲率半徑、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等不同，另外在本實施例中，第二透鏡20的第二像側面22具有一位於光軸附近區域的凹面部26E以及一位於圓周附近區域的凸面部27E。第六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4.903公厘，而系統像高為3.0mm，HFOV為39.21度。其各重要參數間的關係為：T1/AG45=1.276
T6/T2=2.266
T5/T2=1.295
AAG/T2=4.239
AG23/(AG12+AG34)=0.813
AAG/(AG12+AG56)=4.765
(AG34+AG56)/AG23=0.932
AAG/T6=1.871
T1/T3=1.051
T4/AG23=1.386
AAG/(AG12+AG34)=3.354
ALT/T4=7.101
T6/AG23=2.206
T3/T5=1.554
ALT/T5=7.808
T5/T4=0.909
AAG/T4=2.978
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，如曲率半徑、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等不同，另外在本實施例中，第五透鏡50的第五像側面52具有一位於光軸附近區域的凸面部56F，以及一位於圓周附近區域的凹面部57F。第七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4.982公厘，而系統像高為3.0mm，HFOV為38.81度。其各重要參數間的關係為：T1/AG45=2.007
T6/T2=2.237
T5/T2=1.251
AAG/T2=4.010
AG23/(AG12+AG34)=1.243
AAG/(AG12+AG56)=3.301
(AG34+AG56)/AG23=1.083
AAG/T6=1.793
T1/T3=1.153
T4/AG23=1.269
AAG/(AG12+AG34)=4.302
ALT/T4=6.984
T6/AG23=1.931
T3/T5=1.600
ALT/T5=8.208
T5/T4=0.851
AAG/T4=2.727
另外，各實施例之重要參數則整理於第32圖中。
申請人發現有以下特徵：
第一透鏡之正屈光率可提供鏡頭所需之屈光率，第二透鏡之負屈光率可修正鏡頭整體之像差；另，光圈置於第一透鏡之前，可增加聚光能力，縮短鏡頭長度。此外，第一透鏡物側面為凸面，可協助收集成光像光線，第二透鏡物側面圓周附近區域之凹面部、第三透鏡物側面圓周附近區域之凹面部、像側面光軸附近區域之凸面部、第四透鏡像側面光軸附近區域之凸面部、第五透鏡物側面圓周附近區域之凹面部、像側面光軸附近區域之凸面部、以及第六透鏡像側面圓周附近區域之凸面部，則可相互搭配地達到改善像差的效果。
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)T1/AG45建議應小於或等於2.1：AG45為第四與第五透鏡之間的空氣間隙寬度，如能維持相對之稍大值，有助於提高成像品質，而T1為第一透鏡沿光軸之厚度，應儘量趨小設計以縮短鏡頭之整體長度，因此T1/AG45應趨小設計，T1/AG45建議應小於或等於2.1，並以介於0.8~2.1之間較佳。
(2)AAG/T2建議應小於或等於4.8、AAG/T6建議應小於或等於2.0、AAG/T4建議應小於或等於3.3：AAG為第一至第六透鏡間沿光軸之空氣間隙厚度總和，如能儘
量縮小有助於提高鏡頭之整體長度，而T2、T4、T6分別為第二、第四及第六透鏡沿光軸之厚度，受限於製作工藝之極限，該T2、T4、T6並無法有效地減小，而AAG則比較不受限制，因此AAG/T2、AAG/T6、AAG/T4均應以趨小的方式來設計，AAG/T2建議應小於或等於4.8，並以介於2.0~4.8之間較佳，AAG/T6建議應小於或等於2.0，並以介於0.8~2.0之間較佳，AAG/T4建議應小於或等於3.3，並以介於2.0~3.3之間較佳。
(3)T6/T2建議應小於或等於3.5、T5/T2建議應小於或等於2.0、T1/T3建議應小於或等於1.4、ALT/T4建議應小於或等於9.0、T3/T5建議應大於或等於1.2、ALT/T5建議應大於或等於5.0、T5/T4建議應小於或等於1.5：T1~T6分別為第一至第六透鏡各個透鏡沿光軸之厚度，ALT則為該等厚度值之總和，這些數值之間均應維持適當之比例，以避免任一透鏡過厚而導致鏡頭過長，或是任一透鏡過薄而難以製造，T6/T2建議應小於或等於3.5，並以介於1.5~3.5之間較佳，T5/T2建議應小於或等於2.0，並以介於0.8~2.0之間較佳，T1/T3建議應小於或等於1.4，並以介於0.7~1.4之間較佳，ALT/T4建議應小於或等於9.0，並以介於5.0~9.0之間較佳，T3/T5建議應大於或等於1.2，並以介於1.2~2.0之間較佳，ALT/T5建議應大於或等於5.0，並以介於5.0~10.0之間較佳，T5/T4建議應小於或等於1.5，並以介於0.7~1.5之間較佳。
(4)AG23/(AG12+AG34)建議應小於或等於1.85、AAG/(AG12+AG56)建議應大於或等於3.0、(AG34+AG56)/AG23建議應小於或等於1.2、AAG/(AG12+AG34)建議應小於或等於6.5：AG12、AG23、AG34、AG56分別為第一透鏡與第二透鏡之間、第二透鏡與第三透鏡之間、第三透鏡與第四透鏡之間、第五透鏡與第六透鏡
之間的空氣間隙寬度，AAG為第一至第六透鏡間沿光軸之空氣間隙厚度總和，該等數值之間也應維持適當之比例，以避免任一間隙值過厚而導致鏡頭過長，或是避免任一間隙值過小而導致不易組裝AG23/(AG12+AG34)建議應小於或等於1.85，並以介於0.7~1.85之間較佳，AAG/(AG12+AG56)建議應大於或等於3.0，並以介於3.0~7.0之間較佳，(AG34+AG56)/AG23建議應小於或等於1.2，並以介於0.3~1.2之間較佳，AAG/(AG12+AG34)建議應小於或等於6.5，並以介於3.0~6.5之間較佳。
(5)T4/AG23建議應大於或等於1.0、T6/AG23建議應小於或等於2.8，以避免AG23過大或過小，T4/AG23建議以介於1.0~1.6之間較佳，T6/AG23建議以介於1.5~2.8之間較佳。
本發明之光學成像鏡頭1，還可應用於電子裝置中，例如應用於行動電話或是行車紀綠器。請參閱第16圖，其為應用前述光學成像鏡頭1的電子裝置100的第一較佳實施例。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16圖僅以行動電話為例，說明電子裝置100，但電子裝置100的型式不以此為限。
如第16圖中所示，影像模組120包括如前所述的光學成像鏡頭1。第16圖例示前述第一實施例之光學成像鏡頭1。此外，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片72，然而在其他實施例中亦可省略濾光片72之結構，所以濾光片72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。
具有屈光率的六片透鏡10、20、30、40、50、60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。
另請參閱第17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1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。濾光片72，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。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
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
13‧‧‧凸面部
14‧‧‧凸面部
16‧‧‧凸面部
17‧‧‧凸面部
20‧‧‧第二透鏡
21‧‧‧第二物側面
22‧‧‧第二像側面
23‧‧‧凸面部
24‧‧‧凹面部
26‧‧‧凹面部
27‧‧‧凹面部
30‧‧‧第三透鏡
31‧‧‧第三物側面
32‧‧‧第三像側面
33‧‧‧凸面部
34‧‧‧凸面部
35‧‧‧凹面部
36‧‧‧凸面部
37‧‧‧凹面部
40‧‧‧第四透鏡
41‧‧‧第四物側面
42‧‧‧第四像側面
43‧‧‧凹面部
44‧‧‧凹面部
46‧‧‧凸面部
47‧‧‧凸面部
50‧‧‧第五透鏡
51‧‧‧第五物側面
52‧‧‧第五像側面
53‧‧‧凹面部
54‧‧‧凹面部
56‧‧‧凸面部
57‧‧‧凸面部
60‧‧‧第六透鏡
61‧‧‧第六物側面
62‧‧‧第六像側面
63‧‧‧凸面部
64‧‧‧凹面部
66‧‧‧凹面部
67‧‧‧凸面部
70‧‧‧影像感測器
71‧‧‧成像面
72‧‧‧濾光片
80‧‧‧光圈
T1~T6‧‧‧透鏡中心厚度
Claims (18)
- 一種光學成像鏡頭，從一物側至一像側沿一光軸依序包含：一光圈；一第一透鏡，該第一透鏡具有正屈光率，其物側面為一凸面，具有一位於該光軸附近區域的凸面部以及一位於圓周附近區域的凸面部；一第二透鏡，該第二透鏡具有負屈光率，其物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部；一第三透鏡，該第三透鏡之物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，其像側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部；一第四透鏡，該第四透鏡之像側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部；一第五透鏡，該第五透鏡之物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，其像側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部；及一第六透鏡，該第六透鏡之像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部；其中，該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1，該第四透鏡與該第五透鏡之間的間隙寬度為AG45，並滿足T1/AG452.1之條件，且該光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有上述第一透鏡至第六透鏡共六片。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第六透鏡在該光軸上的中心厚度為T6，該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2，並滿足T6/T23.5之條件。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第六透鏡之間在光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，該第一透鏡與該第二透鏡之間的間隙寬度為AG12，該第五透鏡與該第六透鏡之間的間隙寬度為AG56，並滿足3.0AAG/(AG12+AG56)之條件。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學成像鏡頭，其中該第三透鏡與該第四透鏡之間的間隙寬度為AG34，該第五透鏡與該第六透鏡之間的間隙寬度為AG56，該第二透鏡與該第三透鏡之間的間隙寬度為AG23，並滿足(AG34+AG56)/AG231.2之條件。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第六透鏡之間在光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，並滿足AAG/T62.0之條件。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第五透鏡在該光軸上的中心厚度為T5，該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2，並滿足T5/T22.0之條件。
- 如申請專利範圍第6項所述之光學成像鏡頭，其中該第三透鏡在該光軸上的中心厚度為T3，並滿足T1/T31.4之條件。
- 如申請專利範圍第6項所述之光學成像鏡頭，其中該第二透鏡與該第三透鏡之間的間隙寬度為AG23，該第四透鏡在該光軸上的中心厚度為T4，並滿足1.0T4/AG23之條件。
- 如申請專利範圍第6項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第六透鏡之間在光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，該第一透鏡與該第二透鏡之間的間隙寬度為AG12，該第三透鏡與該第四透鏡之間的間隙寬度為AG34，並滿足AAG/(AG12+AG34)6.5之條件。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第六 透鏡之間在光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2，並滿足AAG/T24.8之條件。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第六透鏡在該光軸上的所有透鏡之中心厚度總和為ALT，第四透鏡在該光軸上的中心厚度為T4，並滿足ALT/T49.0之條件。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學成像鏡頭，其中該第六透鏡在該光軸上的中心厚度為T6，該第二透鏡與該第三透鏡之間的間隙寬度為AG23，並滿足T6/AG232.8之條件。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學成像鏡頭，其中該第三透鏡在該光軸上的中心厚度為T3，該第五透鏡在該光軸上的中心厚度為T5，並滿足1.2T3/T5之條件。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡與該第二透鏡之間的間隙寬度為AG12，該第二透鏡與該第三透鏡之間的間隙寬度為AG23，該第三透鏡與該第四透鏡之間的間隙寬度為AG34，並滿足AG23/(AG12+AG34)1.85之條件。
- 如申請專利範圍第14項所述之光學成像鏡頭，其中第一透鏡至該第六透鏡在該光軸上的所有透鏡之中心厚度總和為ALT，該第五透鏡在該光軸上的中心厚度為T5，並滿足5.0ALT/T5之條件。
- 如申請專利範圍第14項所述之光學成像鏡頭，其中該第四透鏡在該光軸上的中心厚度為T4，該第五透鏡在該光軸上的中心厚度為T5，並滿足T5/T41.5之條件。
- 如申請專利範圍第14項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第六透鏡之間在光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，該第四透鏡在該光軸上的中心厚度為T4，並滿足AAG/T43.3之條件。
- 一種電子裝置，包含：一機殼；及一影像模組，安裝在該機殼內，該影像模組包括：如請求項1至17中任一項所述的一光學成像鏡頭；用於供該光學成像鏡頭設置的一鏡筒；用於供該鏡筒設置的一模組後座單元；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。
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