TW201520593A

TW201520593A - 光學成像鏡頭及應用此鏡頭之電子裝置

Info

Publication number: TW201520593A
Application number: TW103138704A
Authority: TW
Inventors: 陳雁斌; 葉龍; 陳鋒
Original assignee: 玉晶光電股份有限公司
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2015-06-01
Also published as: CN105527693B; TWI567417B; US9658430B2; US20160116704A1; CN105527693A

Abstract

本發明提供一種光學成像鏡頭，從物側至像側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡以及一第四透鏡，其中第一透鏡具有負屈光率，第二透鏡像側面具有一在該光軸附近區域的凹面部，第三透鏡具有正屈光率，其物側面具有一在該光軸附近區域的凸面部，第四透鏡的像側面具有一在光軸附近區域的凹面部，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四透鏡共四片。

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。

消費性電子產品的規格日新月異，追求輕薄短小的腳步也未曾放慢，因此光學鏡頭等電子產品的關鍵零組件在規格上也必須持續提升，以符合消費者的需求。而光學鏡頭最重要的特性不外乎就是成像品質與體積。

光學鏡頭設計並非單純將成像品質佳的鏡頭等比例縮小就能製作出兼具成像品質與微型化的光學鏡頭，設計過程牽涉到材料特性，還必須考量到組裝良率等生產面的實際問題。

綜上所述，微型化鏡頭的技術難度明顯高出傳統鏡頭，因此如何製作出符合消費性電子產品需求的光學鏡頭，並持續提升其成像品質，長久以來一直是本領域產、官、學界所熱切追求的目標。

於是，本發明可以提供一種輕量化、縮短鏡頭長度、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。本發明四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、光圈、第三透鏡以及第四透鏡。

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、一光圈、一第三透鏡及一第四透鏡，各透鏡都具有一朝向物側的物側面及一朝向像側的像側面，其中該第一透鏡的該物側面具有一在圓周附近區域的凸面部；該第二透鏡的該像側面具有一在光軸附近區域的凹面部；該第三透鏡的該像側面具有一在光軸附近區域的凸面部；該第四透鏡的該物側面具有一在光軸附近區域的凹面部，且該光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有上述第一透鏡~第四透鏡共四片。

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G12、第二透鏡與第三透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為G23、第三透鏡與第四透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為G34，所以第一透鏡到第四透鏡之間在光軸上之三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，所以第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡在光軸上的中心厚度總合為ALT。另外，第一透鏡的物側面至一成像面在光軸上的長度為TTL。光學成像鏡頭的有效焦距為EFL，第四透鏡的像側面至成像面在光軸上的長度為BFL。

另外，再定義：f1為該第一透鏡的焦距；f2為該第二透鏡的焦距；f3為該第三透鏡的焦距；f4為該第四透鏡的焦距；n1為該第一透鏡的折射率；n2為該第二透鏡的折射率；n3為該第三透鏡的折射率；n4為該第四透鏡的折射率；υ1為該第一透鏡的阿貝係數(Abbe number)；υ2為該第二透鏡的阿貝係數；υ3為該第三透鏡的阿貝係數；及υ4為該第四透鏡的阿貝係數。

本發明光學成像鏡頭中，滿足EFL/BFL≦2.35之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足TTL/AAG≦13.94之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足TTL/G12≦89.82之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足TTL/T2≦32.35之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足ALT/G23≦47.81之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足TTL/G23≦71.93之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足ALT/G34≦40.80之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足TTL/G34≦61.66之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足TTL/T1≦17.06之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足ALT/T2≦20.82之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足TTL/T3≦12.87之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足|υ1-υ2|≧20之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足TTL/T4≦21.49之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足TTL/BFL≦5.77之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足|υ2-υ3|≦10之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足ALT/AAG≦9.22之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足T3/T4≦4.34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‧‧‧凹面部

17‧‧‧凹面部

20‧‧‧第二透鏡

21‧‧‧第二物側面

22‧‧‧第二像側面

23‧‧‧凸面部

24‧‧‧凸面部

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

36‧‧‧凸面部

37‧‧‧凸面部

40‧‧‧第四透鏡

41‧‧‧第四物側面

42‧‧‧第四像側面

43‧‧‧凸面部

44‧‧‧凹面部

46‧‧‧凹面部

47‧‧‧凸面部

70‧‧‧影像感測器

T1~T6‧‧‧透鏡中心厚度

71‧‧‧成像面

72‧‧‧濾光片

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‧‧‧光軸

A~C‧‧‧區域

E‧‧‧延伸部

Lc‧‧‧主光線

Lm‧‧‧邊緣光線

第1~5圖繪示本發明光學成像鏡頭判斷曲率形狀方法之示意圖。

第6圖繪示本發明四片式光學成像鏡頭的第一實施例之示意圖。

第7A圖繪示第一實施例在成像面上的縱向球差。

第7B圖繪示第一實施例在弧矢方向的像散像差。

第7C圖繪示第一實施例在子午方向的像散像差。

第7D圖繪示第一實施例的畸變像差。

第8圖繪示本發明四片式光學成像鏡頭的第二實施例之示意圖。

第9A圖繪示第二實施例在成像面上的縱向球差。

第9B圖繪示第二實施例在弧矢方向的像散像差。

第9C圖繪示第二實施例在子午方向的像散像差。

第9D圖繪示第二實施例的畸變像差。

第10圖繪示本發明四片式光學成像鏡頭的第三實施例之示意圖。

第11A圖繪示第三實施例在成像面上的縱向球差。

第11B圖繪示第三實施例在弧矢方向的像散像差。

第11C圖繪示第三實施例在子午方向的像散像差。

第11D圖繪示第三實施例的畸變像差。

第12圖繪示本發明四片式光學成像鏡頭的第四實施例之示意圖。

第13A圖繪示第四實施例在成像面上的縱向球差。

第13B圖繪示第四實施例在弧矢方向的像散像差。

第13C圖繪示第四實施例在子午方向的像散像差。

第13D圖繪示第四實施例的畸變像差。

第14圖繪示本發明四片式光學成像鏡頭的第五實施例之示意圖。

第15A圖繪示第五實施例在成像面上的縱向球差。

第15B圖繪示第五實施例在弧矢方向的像散像差。

第15C圖繪示第五實施例在子午方向的像散像差。

第15D圖繪示第五實施例的畸變像差。

第16圖繪示本發明四片式光學成像鏡頭的第六實施例之示意圖。

第17A圖繪示第六實施例在成像面上的縱向球差。

第17B圖繪示第六實施例在弧矢方向的像散像差。

第17C圖繪示第六實施例在子午方向的像散像差。

第17D圖繪示第六實施例的畸變像差。

第18圖繪示本發明四片式光學成像鏡頭的第七實施例之示意圖。

第19A圖繪示第七實施例在成像面上的縱向球差。

第19B圖繪示第七實施例在弧矢方向的像散像差。

第19C圖繪示第七實施例在子午方向的像散像差。

第19D圖繪示第七實施例的畸變像差。

第20圖繪示本發明四片式光學成像鏡頭的第八實施例之示意圖。

第21A圖繪示第八實施例在成像面上的縱向球差。

第21B圖繪示第八實施例在弧矢方向的像散像差。

第21C圖繪示第八實施例在子午方向的像散像差。

第21D圖繪示第八實施例的畸變像差。

第22圖繪示本發明四片式光學成像鏡頭的第九實施例之示意圖。

第23A圖繪示第九實施例在成像面上的縱向球差。

第23B圖繪示第九實施例在弧矢方向的像散像差。

第23C圖繪示第九實施例在子午方向的像散像差。

第23D圖繪示第九實施例的畸變像差。

第24圖繪示應用本發明四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25圖繪示應用本發明四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26圖表示第一實施例詳細的光學數據

第27圖表示第一實施例詳細的非球面數據。

第28圖表示第二實施例詳細的光學數據。

第29圖表示第二實施例詳細的非球面數據。

第30圖表示第三實施例詳細的光學數據。

第31圖表示第三實施例詳細的非球面數據。

第32圖表示第四實施例詳細的光學數據。

第33圖表示第四實施例詳細的非球面數據。

第34圖表示第五實施例詳細的光學數據。

第35圖表示第五實施例詳細的非球面數據。

第36圖表示第六實施例詳細的光學數據。

第37圖表示第六實施例詳細的非球面數據。

第38圖表示第七實施例詳細的光學數據。

第39圖表示第七實施例詳細的非球面數據。

第40圖表示第八實施例詳細的光學數據。

第41圖表示第八實施例詳細的非球面數據。

第42圖表示第九實施例詳細的光學數據。

第43圖表示第九實施例詳細的非球面數據。

第44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)」，是指所述透鏡以高斯光學理論計算出來之光軸上的屈光率為正(或為負)。該像側面、物側面定義為成像光線通過的範圍，其中成像光線包括了主光線(chief ray)Lc及邊緣光線(marginal ray)Lm，如第1圖所示，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，光線通過光軸上的區域為光軸附近區域A，邊緣光線通過的區域為圓周附近區域C，此外，該透鏡還包含一延伸部E(即圓周附近區域C徑向上向外的區域)，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分的延伸部。更詳細的說，判定面形或光軸附近區域、圓周附近區域、或多個區域的範圍的方法如下：

1.請參照第1圖，其係一透鏡徑向上的剖視圖。以該剖視圖觀之，在判斷前述區域的範圍時，定義一中心點為該透鏡表面上與光軸的一交點，而一轉換點是位於該透鏡表面上的一點，且通過該點的一切線與光軸垂直。如果徑向上向外有複數個轉換點，則依序為第一轉換點，第二轉換點，而有效半效徑上距光軸徑向上最遠的轉換點為第N轉換點。中心點和第一轉換點之間的範圍為光軸附近區域，第N轉換點徑向上向外的區域為圓周附近區域，中間可依各轉換點區分不同的區域。此外，有效半徑為邊緣光線Lm與透鏡表面交點到光軸I上的垂直距離。

2.如第2圖所示，該區域的形狀凹凸係以平行通過該區域的光線(或光線延伸線)與光軸的交點在像側或物側來決定(光線焦點判定方式)。舉例言之，當光線通過該區域後，光線會朝像側聚焦，與光軸的焦點會位在像側，例如第2圖中R點，則該區域為凸面部。反之，若光線通過該某區域後，光線會發散，其延伸線與光軸的焦點在物側，例如第2圖中M點，則該區域為凹面部，所以中心點到第一轉換點間為凸面部，第一轉換點徑向上向外的區域為凹面部；由第2圖可知，該轉換點即是凸面部轉凹面部的分界點，因此可定義該區域與徑向上相鄰該區域的內側的區域，係以該轉換點為分界具有不同的面形。另外，若是光軸附近區域的面形判斷可依該領域中通常知識者的判斷方式，以R值(指近軸的曲率半徑，通常指光學軟體中的透鏡資料庫(lens data)上的R值)正負判斷凹凸。以物側面來說，當R值為正時，判定為凸面部，當R值為負時，判定為凹面部；以像側面來說，當R值為正時，判定為凹面部，當R值為負時，判定為凸面部，此方法判定出的凹凸和光線焦點判定方式相同。

3.若該透鏡表面上無轉換點，該光軸附近區域定義為有效半徑的0~50%，圓周附近區域定義為有效半徑的50~100%。

第3圖為範例一的透鏡像側表面在有效半徑上僅具有第一轉換點，則第一區為光軸附近區域，第二區為圓周附近區域。此透鏡像側面的R值為正，故判斷光軸附近區域具有一凹面部；圓周附近區域的面形和徑向上緊鄰該區域的內側區域不同。即，圓周附近區域和光軸附近區域的面形不同；該圓周附近區域係具有一凸面部。

第4圖為範例二的透鏡物側表面在有效半徑上具有第一及第二轉換點，則第一區為光軸附近區域，第三區為圓周附近區域。此透鏡物側面的R值為正，故判斷光軸附近區域為凸面部；第一轉換點與第二轉換點間的區域(第二區)具有一凹面部，圓周附近區域(第三區)具有一凸面部。

第5圖為範例三的透鏡物側表面在有效半徑上無轉換點，此時以有效半徑0%~50%為光軸附近區域，50%~100%為圓周附近區域。由於光軸附近區域的R值為正，故此物側面在光軸附近區域具有一凸面部；而圓周附近區域與光軸附近區域間無轉換點，故圓周附近區域具有一凸面部。

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，依序包含有第一透鏡10、第二透鏡20、一光圈80、第三透鏡30、第四透鏡40，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與第四透鏡40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四片。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是設置在第二透鏡20與第三透鏡30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、第二透鏡20、光圈80、第三透鏡30、第四透鏡40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，例如紅外線等，置於第四透鏡40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。

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。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。

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G12、第二透鏡20到第三透鏡30之間空氣間隙寬度G23、第三透鏡30到第四透鏡40之間空氣間隙寬度G34。所以，第一透鏡10到第四透鏡40之間位於光軸4上各透鏡間之三個空氣間隙寬度之總合即稱為AAG。亦即，AAG=G12+G23+G34。

另外，第一透鏡10的第一物側面11至成像面71在光軸4上的長度，也就是整個光學成像鏡頭的系統總長度為TTL；光學成像鏡頭1的整體焦距為EFL；該第四透鏡40到該濾光片7在光軸4上的空氣間隙為G4F；該濾光片72在光軸4上的厚度為TF；該濾光片72到該成像面71在光軸4上的空氣間隙為GFP；第四透鏡40的第四像側面42至成像面71在光軸4上的長度為BFL，即BFL=G4F+TF+GFP。

另外，再定義：f1為該第一透鏡10的焦距；f2為該第二透鏡20的焦距；f3為該第三透鏡30的焦距；f4為該第四透鏡40的焦距；n1為該第一透鏡10的折射率；n2為該第二透鏡20的折射率；n3為該第三透鏡30的折射率；n4為該第四透鏡40的折射率；υ1為該第一透鏡10的阿貝係數(Abbe number)；υ2為該第二透鏡20的阿貝係數；υ3為該第三透鏡30的阿貝係數；及υ4為該第四透鏡40的阿貝係數。

第一實施例

請參閱第6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7B圖、子午(tangential)方向的像散像差請參考第7C圖、以及畸變像差(distortion aberration)請參考第7D圖。所有實施例中各球差圖之Y軸代表視場(Filed)，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1.78mm。

本發明光學成像鏡頭1的第一實施例依序包含一第一透鏡10、一第二透鏡20、一光圈80、一第三透鏡30、一第四透鏡40、一濾光片72。該光圈80是設置在第二透鏡20與第三透鏡30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。

該第一透鏡10具有負屈光率。朝向物側2的第一物側面11為一凸面，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為一凹面，具有一位於光軸附近區域的凹面部16以及一圓周附近區域的凹面部17。此外，第一物側面11與第一像側面12均為非球面。

第二透鏡20具有正屈光率。朝向物側2的第二物側面2為一凸面1，具有一位於光軸附近區域的凸面部23以及一圓周附近的凸面部24，朝向像側3的第二像側面22為一凹面，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。此外，第二物側面21與第二像側面22均為非球面。

第三透鏡30具有正屈光率，朝向物側2的第三物側面31為一凸面，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凸面部34，而朝向像側3的第三像側面32為一凸面，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凸面部37。此外，第三物側面31與第三像側面32均為非球面。

第四透鏡40具有正屈光率，朝向物側2的第四物側面41具有一位於光軸附近區域的凸面部43以及一在圓周附近的凹面部44，朝向像側3的第四像側面42具有一位於光軸附近區域的凹面部46以及一位於圓周附近區域的凸面部47。濾光片72位於第四透鏡40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到第四透鏡40中，所有物側面11/21/31/41與像側面12/22/32/42共計八個曲面，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26圖所示，非球面數據如第27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4.00公厘，像高為1.78公厘，HFOV為46度。其各重要參數間的關係如第44圖所示。

第二實施例

請參閱第8圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第二實施例，在此要特別說明的是，為了圖面的整潔，從第二實施例開始，圖中只會標出與第一實施例面形不同處的標號與基本透鏡標號，其它和第一實施例相同之處，如像側面、物側面、光軸附近區域的面形與圓周附近區域的面形等標號，則不再標出。第二實施例在成像面71上的縱向球差請參考第9A圖、弧矢方向的像散像差請參考第9B圖、子午方向的像散像差請參考第9C圖、畸變像差請參考第9D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。第二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3.97公厘，像高為1.78公厘，HFOV為46度。其各重要參數間的關係如第44圖所示。

值得注意的是，本實施例相較於第一實施例，還具有系統總長度較短，成像品質較佳，易於製造且良率更高等優點。

第三實施例

請參閱第10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11A圖、弧矢方向的像散像差請參考第11B圖、子午方向的像散像差請參考第11C圖、畸變像差請參考第11D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。第三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3.96公厘，像高為1.77公厘，HFOV為46度。其各重要參數間的關係如第44圖所示。

值得注意的是，本實施例相較於第一實施例，還具有系統總長度較短，易於製造且良率更高等優點。

第四實施例

請參閱第12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13A圖、弧矢方向的像散像差請參考第13B圖、子午方向的像散像差請參考第13C圖、畸變像差請參考第13D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具有負屈光率。第四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4.48公厘，像高為1.77公厘，HFOV為46度。其各重要參數間的關係如第44圖所示。

值得注意的是，本實施例相較於第一實施例，還具有易於製造且良率更高等優點。

第五實施例

請參閱第14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15A圖、弧矢方向的像散像差請參考第15B圖、子午方向的像散像差請參考第15C圖、畸變像差請參考第15D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。第五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3.79公厘，像高為1.52公厘，HFOV為46度。其各重要參數間的關係如第44圖所示。

第六實施例

請參閱第16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17A圖、弧矢方向的像散像差請參考第17B圖、子午方向的像散像差請參考第17C圖、畸變像差請參考第17D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具有負屈光率。第六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5.63公厘，像高為1.71公厘，HFOV為46度。其各重要參數間的關係如第44圖所示。

值得注意的是，本實施例相較於第一實施例，還具有成像品質較佳，易於製造且良率更高等優點。

第七實施例

請參閱第18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19A圖、弧矢方向的像散像差請參考第19B圖、子午方向的像散像差請參考第19C圖、畸變像差請參考第19D圖。第七實施例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。第七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3.10公厘，像高為1.44公厘， HFOV為46度。其各重要參數間的關係如第44圖所示。

第八實施例

請參閱第20圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第八實施例。第八實施例在成像面71上的縱向球差請參考第21A圖、弧矢方向的像散像差請參考第21B圖、子午方向的像散像差請參考第21C圖、畸變像差請參考第21D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。第八實施例詳細的光學數據如第40圖所示，非球面數據如第41圖所示，光學成像鏡頭長度4.64公厘，而系統像高為1.70公厘，HFOV為46度。其各重要參數間的關係如第44圖所示。

第九實施例

請參閱第22圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第九實施例。第九實施例在成像面71上的縱向球差請參考第23A圖、弧矢方向的像散像差請參考第23B圖、子午方向的像散像差請參考第23C圖、畸變像差請參考第23D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，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具有負屈光率。第九實施例詳細的光學數據如第42圖所示，非球面數據如第43圖所示，光學成像鏡頭長度3.67公厘，而系統像高為1.51公厘，HFOV為46度。其各重要參數間的關係如第44圖所示。

請注意，有鑑於光學系統設計的不可預測性，在本發明的架構之下，符合上述條件式能較佳地使本發明鏡頭長度縮短、可用光圈增大、視場角增加、成像品質提升，或製造良率提升而改善先前技術的缺點。

在此補充本發明中所提及，以及其他未於上述實施例中所提及的各參數定義，整理如下表一：

本案的光學成像鏡頭可達成的功效至少包含：綜上所述，本發明至少具有下列功效：本發明各實施例的縱向球差、像散像差、畸變皆符合使用規範。另外，紅、綠、藍三種代表波長在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皆獲得控制而具有良好的球差、像差、畸變抑制能力。進一步參閱成像品質數據，紅、綠、藍三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，顯示本發明在各種狀態下對不同波長光線的集中性佳而具有優良的色散抑制能力。綜上所述，本發明藉由所述透鏡的設計與相互搭配，而能產生優異的成像品質。

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。

1.本發明光學成像鏡頭滿足下列條件式：|v1-v2|≧20時，表示其具有較佳的配置，能在維持適當良率的前提之下產生良好的成像品質，且能維持較小的體積。

2.本發明光學成像鏡頭滿足下列任一條件式時，表示當分母不變時，分子的長度能相對縮短，而能達到縮減鏡頭體積的功效：EFL/BFL≦2.35，TTL/AAG≦13.94，TTL/G12≦89.82，TTL/T2≦32.35，ALT/G23≦47.81，TTL/G23≦71.93，ALT/G34≦40.80，TTL/G34≦61.66，TTL/T1≦17.06，ALT/T2≦20.82，TTL/T3≦12.87，TTL/T4≦21.49，TTL/BFL≦5.77，|υ2-υ3|≦10，ALT/AAG≦9.22，T3/T4≦4.34。若能進一步符合下列任一條件式時，還能夠產生較為優良的成像品質：0.60≦EFL/BFL≦2.35，2.50≦TTL/AAG≦13.94，9.60≦TTL/G12≦89.82，2.12≦TTL/T2≦32.35，3.84≦ALT/G23≦47.81，8.27≦TTL/G23≦71.93，2.66≦ALT/G34≦40.80，5.72≦TTL/G34≦61.66，2.11≦TTL/T1≦17.06，1.41≦ALT/T2≦20.82，1.83≦TTL/T3≦12.87，2.52≦TTL/T4≦21.49，1.74≦TTL/BFL≦5.77，1.16≦ALT/AAG≦9.22，0.48≦T3/T4≦4.34。

值得一提的是，有鑑於光學系統設計的不可預測性，在本發明的架構之下，符合上述條件式能較佳地使本發明鏡頭長度縮短、可用光視場角增加、成像品質提升，或製造良率提升而改善先前技術的缺點。

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24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24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24圖中所示，影像模組120包括如前所述的光學成像鏡頭1。第24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(Chip on Board,COB)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。

具有屈光率的四片透鏡10、20、30、40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25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6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。