TWI443368B - 光學成像鏡頭與電子裝置 - Google Patents

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TWI443368B TW101151012A TW101151012A TWI443368B TW I443368 B TWI443368 B TW I443368B TW 101151012 A TW101151012 A TW 101151012A TW 101151012 A TW101151012 A TW 101151012A TW I443368 B TWI443368 B TW I443368B
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Description

光學成像鏡頭與電子裝置
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五片式光學成像鏡頭及應用此五片式光學成像鏡頭之電子裝置。
近年來，行動電話和數位相機的普及使得各種攜帶型電子產品的攝影模組，例如光學成像鏡頭或是影像感測器...等等，蓬勃發展，行動電話和數位相機的薄型輕巧化也讓攝影模組的小型化需求愈來愈高。隨著感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或是互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)之技術日益進步和尺寸漸趨縮小，裝載在攝影模組中的光學成像鏡頭也需要隨之縮小體積以迎合此等趨勢。但是，光學成像鏡頭良好與必要之光學性能，例如系統像差，而且製造時的製造成本、製造難易度，也都是需要顧及之處。目前的發展趨勢是研發長度更短且維持良好光學品質的光學成像鏡頭。
例如，以美國專利公開號2011/0176049、2011/0316969及美國專利公告號7480105來看，均為五片式透鏡結構，其中第一透鏡的屈光率為負。另外，以美國專利公開號 2010/0254029、日本專利公開號2008-281760、台灣專利公告號M369459及I268360來看，其均為五片式透鏡結構，其第五透鏡的厚度較厚。還有，以美國專利公開號2012/0069455、2012/0087019、2012/0087020、日本專利公開號2010-224521、2010-152042、2010-026434及台灣專利公開號201215942、201213926等技術方案來看，其均為五片式透鏡結構，但是各透鏡間的空氣間隙總和設計過大。其中，日本專利公開號2008-281760所揭示之鏡頭長度還在16公厘(mm)以上。此等尺寸不利於行動電話和數位相機等攜帶型電子產品的薄型化設計。
因此，本發明提供一種輕量化、低製造成本、長度縮短，並能提供高解析度與高成像品質的五片式光學成像鏡頭。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、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡。
本發明五片式成像鏡頭中之第一透鏡具有正的屈光率，以及朝向像側的第一像側面。第一像側面在其圓周附近區域具有凸面部。本發明五片式成像鏡頭中之第二透鏡具有朝向物側的第二物側面。第二物側面在其圓周附近區域具有凸面部。本發明五片式成像鏡頭中之第三透鏡具有朝向物側的第三物側面。第三物側面具有在其圓周附近區域的凹面 部。本發明五片式成像鏡頭中之第四透鏡具有朝向物側、且為凹面的第四物側面。本發明五片式成像鏡頭中之第五透鏡由塑膠材質所製成，並具有朝向像側的第五像側面。第五像側面具有在光軸附近區域的凹面部。
本發明五片式成像鏡頭之中，具有屈光率的透鏡只有五片。當第二透鏡與第三透鏡之間在光軸上空氣間隙的厚度為G23 ，而且第三透鏡與第四透鏡之間在光軸上空氣間隙的厚度為G34 時，滿足1.40≦G23 /G34 之關係。
其中，當第一透鏡到第五透鏡之間於光軸上之四個空氣間隙之總和為Gaa ，且第五透鏡在光軸上的中心厚度為T5 時，又滿足0.50≦T5 /Gaa 之關係。
其中，當第一透鏡、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和為Tal ，且第一透鏡朝向物側的第一物側面直至位於像側的成像面在光軸上的距離為Ltt ，又滿足0.55≦Tal /Ltt 之關係。
其中，當第三透鏡在光軸上的中心厚度為T3 ，又滿足2≦T5 /T3 之關係。
其中，當第四透鏡在光軸上的中心厚度為T4 ，又滿足 0.53≦T4 /Gaa 之關係。
另外，又滿足2≦T4 /T3 之關係、2.8≦Tal /Gaa 之關係、或是2.85≦T4 /G34 之關係。
本發明五片式光學成像鏡頭的有益效果在於：第一像側面具有在圓周附近區域的凸面部，有助系統聚光；第二物側面具有在圓周附近區域的凸面部、第三物側面具有在圓周附近區域的凹面部、第四透鏡具有朝向物側的凹面、第五像側面具有在光軸附近區域的凹面部，有助於修正系統像差，其中，若是至少有一透鏡採用塑膠材質製成，例如第五透鏡，則使得光學成像鏡頭具有重量輕與製造成本低而較便宜的優勢。
1.40≦G23 /G34 的關係，可在鏡頭縮短的過程中得到較佳的配置；0.5≦T5 /Gaa 的關係，會使第五透鏡製作的容易度增加，而Gaa 縮小有助於鏡頭縮短；0.53≦T4 /Gaa 的關係，會使第四透鏡製作的容易度增加，而Gaa縮小有助於鏡頭縮短；0.55≦Tal /Ltt ，表示鏡頭整體長度縮短的比例要比透鏡在光軸上總厚度縮短的比例為大；2.8≦Tal /Gaa 會使得透鏡厚度與空氣間隙總和得到較佳的配置；考量製作的容易度，2≦T4 /T3 較佳的使T3 縮短的比例較T4 大；考量製作的容易度，2≦T5 /T3 ，較佳的使T3 縮短的比例較T5 大；2.85≦T4 /G34 可 在鏡頭縮短的過程中得到較佳的配置。
進一步地，本發明還提供一種應用前述的五片式光學成像鏡頭之電子裝置。本發明的電子裝置，包含機殼及安裝在機殼內的影像模組。
影像模組包括：符合前述關係的光學成像鏡頭、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、以及設置於光學成像鏡頭像側的影像感測器。模組後座單元具有鏡頭後座，鏡頭後座具有與鏡筒外側相貼合且沿軸線設置的第一座體，以及沿軸線並環繞著第一座體外側設置的第二座體，使得第一座體可帶著鏡筒，與設置於鏡筒內的光學成像鏡頭沿軸線移動。
模組後座單元又具有位於第二座體和影像感測器之間的影像感測器後座，且影像感測器後座和第二座體相貼合。
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。如第1圖所示，本發明五片式光學成像鏡頭1，從放置物體的物側2至像側3沿著光軸(optical axis)4，依序包含有第一透鏡10、第二透鏡20、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，而具有適當之屈光率，但本發明不以此為限。光軸為整個光學成像鏡頭1的光軸，每個透鏡的光軸和光學成像鏡頭1的光軸是相同的。
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前，第一透鏡10與物側2之間，但本發明不以此為限。當由位於物側2之待拍攝物(圖未示)所發出或反射的光線(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與濾光片60之後，會在像側3的成像面71上形成清晰銳利的影像。
在本實施例中，選擇性設置的濾光片60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 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，且不影響本發明光學透鏡系統的焦距。
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、第一像側面12、第一光軸附近區域與第一圓周附近區域；第二透鏡20具有第二物側面21、第二像側面22、第二光軸附近區域與第二圓周附近區域；第三透鏡30具有第三物側面31、第三像側面32、第三光軸附近區域與第三圓周附近區域；第四透鏡40具有第四物側面41、第四像側面42、第四光軸附近區域與第四圓周附近區域；第五透鏡50具有第五物側面51、第五像側面52、第五光軸附近區域與第五圓周附近區域。
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和稱為Tal 。亦即，Tal =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G12 、第二透鏡20到第三透鏡30之間空氣間隙G23 、第三透鏡30到第四透鏡40之間空氣間隙G34 、第四透鏡40到第五透鏡50之間空氣間隙G45 。 所以，第一透鏡10到第五透鏡50之間於光軸4上各透鏡間之四個空氣間隙之總和即稱為Gaa 。亦即，Gaa =G12 +G23 +G34 +G45 。還有，從第一透鏡10朝向物側2的第一物側面11直至位於像側3的成像面71，在光軸4上的距離稱為Ltt 。
第一實施例
請參閱第1圖，例示本發明五片式光學成像鏡頭1的第一實施例。本發明五片式光學成像鏡頭1的第一實施例請參考第1圖，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。
第一實施例之光學成像鏡頭系統主要由五枚以塑膠材質製成又具有屈光率之透鏡10~50、光圈80、濾光片60、與成像面71所構成。光圈80是設置在第一透鏡10之前，即第一透鏡10與物側2之間。
第一透鏡10具有正屈光率、朝向物側2的第一物側面11為凸面而朝向像側3的第一像側面12亦為凸面。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具有負屈光率、朝向物側2的第二物側面21為凸面，而朝向像側3的第二像側面22為凹面，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具有正屈光率、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具有位於第三光軸附近區域33的凸面部以及第三圓周附近區域34的凹面部。第三像側面32具有位於第三光軸附近區域33的凹面部、位於第三圓周附近區域34的凹面部、以及位於第三光軸附近區域33與第三圓周附近區域34之間的凸面部35。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具有在第五光軸附近區域53的凸面部及第五圓周附近區域54的凹面部。第五像側面52具有在第五光軸附近區域53的凹面部 及第五圓周附近區域54的凸面部。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可以是紅外線濾除濾光片，其位於第五透鏡50以及成像面71之間。
在本發明五片式光學成像鏡頭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。此等非球面係經由依下列公式所定義： 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19圖所示，非球面數據如第20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4.61公厘。第一實施例中各重要參數間的關係例舉如下：G23 /G34 =1.45
T5 /Gaa =0.99
T4 /Gaa =1.00
Tal /Ltt =0.56
Tal /Gaa =3.59
T4 /T3 =2.41
T5 /T3 =2.39
T4 /G34 =2.85
第二實施例
請參閱第3圖，例示本發明五片式光學成像鏡頭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。第二實施例和第一實施例大致上類似。不同處在於，第五物側面51具有在第五光軸附近區域53的凸面部、第五圓周附近區域54的凸面部及一位於第五光軸附近區域53與第五圓周附近區域54之間的凹面部55。第二實施例詳細的光學數據如第21圖所示，非球面數據如第22圖所示。光學成像鏡頭長度4.77公厘，其各重要參數間的關係為：G23 /G34 =4.00
T5 /Gaa =0.97
T4 /Gaa =1.12
Tal /Ltt =0.57
Tal /Gaa =3.68
T4 /T3 =2.65
T5 /T3 =2.29
T4 /G34 =6.60
第三實施例
請參閱第5圖，例示本發明五片式光學成像鏡頭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。第三實施例和第一實施例類似，不同之處在於，第三透鏡30為負的屈光率，且第三物側面31是凹面，第三像側面32是凸面。第三實施例詳細的光學數據如第23圖所示，非球面數據如第24圖所示，光學成像鏡頭長度4.82公厘，其各重要參數間的關係為：G23 /G34 =9.00
T5 /Gaa =1.06
T4 /Gaa =0.88
Tal /Ltt =0.56
Tal /Gaa =3.35
T4 /T3 =2.20
T5 /T3 =2.66
T4 /G34 =10.00
第四實施例
請參閱第7圖，例示本發明五片式光學成像鏡頭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。第四實施例詳細的光學數據如第25圖所示，非球面數據如第26圖所示，光學成像鏡頭長度4.57公厘，其各重要參數間的關係為： G23 /G34 =1.58
T5 /Gaa =1.02
T4 /Gaa =0.94
Tal /Ltt =0.57
Tal /Gaa =3.60
T4 /T3 =2.07
T5 /T3 =2.24
T4 /G34 =2.85
第五實施例
請參閱第9圖，例示本發明五片式光學成像鏡頭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。第五實施例詳細的光學數據如第27圖所示，非球面數據如第28圖所示，光學成像鏡頭長度4.69公厘，其各重要參數間的關係為：G23 /G34 =1.61
T5 /Gaa =0.89
T4 /Gaa =1.18
Tal /Ltt =0.57
Tal /Gaa =3.51
T4 /T3 =3.90
T5 /T3 =2.96
T4 /G34 =3.53
第六實施例
請參閱第11圖，例示本發明五片式光學成像鏡頭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。第六實施例和第一實施例類似，不同之處在於，第三透鏡30為負的屈光率，且第三像側面32具有位於第三圓周附近區域34的凸面部，第五物側面51具有在第五光軸附近區域53的凸面部、第五圓周附近區域54的凸面部及一位於第五光軸附近區域53與第五圓周附近區域54之間的凹面部55。第六實施例詳細的光學數據如第29圖所示，非球面數據如第 30圖所示，光學成像鏡頭長度4.35公厘，其各重要參數間的關係為：G23 /G34 =2.08
T5 /Gaa =0.50
T4 /Gaa =0.58
Tal /Ltt =0.54
Tal /Gaa =2.23
T4 /T3 =2.00
T5 /T3 =1.72
T4 /G34 =2.85
第七實施例
請參閱第13圖，例示本發明五片式光學成像鏡頭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。第七實施例和第一實施例類似。第七實施例詳細的光學數據如第31圖所示，非球面數據如第32圖所示，光學成像鏡頭長度4.55公厘，其各重要參數間的關係為：G23 /G34 =2.25
T5 /Gaa =0.52
T4 /Gaa =1.01
Tal /Ltt =0.53
Tal /Gaa =2.81
T4 /T3 =3.90
T5 /T3 =2.01
T4 /G34 =4.61
各實施例之重要參數整理於第33圖中。
在上述各實施例中，縱向球差的縱軸為半視場角常態化(normalized)。而且從縱向球差圖、弧矢方向的像散像差圖、子午方向的像散像差圖、畸變像差圖都可明顯觀察到，三種代表波長在整個視場角範圍內的焦距都相當靠近成像面71(如第2A圖)，且相對於成像面71的焦距偏離範圍極窄(如第2B圖、第2C圖)，說明本發明之各實施態樣，即使在較大的視場角皆能維持較佳的成像品質。
總結以上之各實施例，申請人發現，依據以上之各實施例各重要參數間的關係，不同參數之比例有較佳之範圍。例如：
1.考量光線入射第三、四透鏡的高度必須合適，且也需要容易組裝，因此較佳的使G23 及G34 滿足1.40≦G23 /G34 ，可在鏡頭縮短的過程中得到較佳的配置。較佳地，1.40≦G23 /G34 ≦15，更佳的範圍為1.40≦G23 /G34 ≦12。
2.第五透鏡50通常在鏡頭中是光學有效徑比較大的鏡片。 厚度較厚會使製作的容易度增加，而Gaa 縮小有助於鏡頭縮短，因此滿足0.5≦T5 /Gaa 時T5 與Gaa 的配置較為恰當。較佳地，0.5≦T5 /Gaa ≦1.5，更佳的範圍為0.5≦T5 /Gaa ≦1.2。第15圖例示一四片式的光學成像鏡頭，第四物側面成像光線可通過的最大範圍(如圖中虛線所示)即為第四物側面的光學有效徑。
3. 第四透鏡40在鏡頭中也是光學有效徑較大的鏡片。厚度較厚會使製作的容易度增加，而Gaa 縮小有助於鏡頭縮短，因此滿足0.53≦T4 /Gaa 時T4 與Gaa 的配置較為恰當。較佳地，0.53≦T4 /Gaa ≦1.73，更佳的範圍為0.53≦T4 /Gaa ≦1.35。
4. Tal /Ltt 較大表示鏡頭整體長度縮短的比例要較Tal 大。當鏡頭在縮短的過程中，除了Tal 外還有Gaa 及後焦距(back focal length，簡稱BFL，即第五像側面52到成像面71在光軸上的距離)可以縮短。而Tal 在考慮鏡頭縮短與製造容易度的問題，不能太厚也不能太薄，應該要滿足0.55≦Tal /Ltt 。較佳地，0.55≦Tal /Ltt ≦0.65，更佳的範圍為0.55≦Tal /Ltt ≦0.60。
5. Tal 的設計必需考慮鏡頭縮短與製造容易度的問題，而Gaa 在設計上也需考量光線入射的高度及透鏡間的邊緣干涉問題，所以在符合2.8≦Tal /Gaa 時，透鏡厚度與空氣間隙總和可以得到較佳的配置。較佳地，2.8≦Tal /Gaa ≦7，更佳的範 圍為2.8≦Tal /Gaa ≦4.5。
6. 第四透鏡40在鏡頭中是光學有效徑較大的鏡片，而第三透鏡30的光學有效徑通常較小。考量製作的容易度，可使T3 縮短的比例較T4 大，因此滿足2≦T4 /T3 。較佳地，2≦T4 /T3 ≦6，更佳的範圍為2≦T4 /T3 ≦4.3。
7. 第五透鏡50在鏡頭是光學有效徑較大的鏡片，而第三透鏡30的光學有效徑通常較小。考量製作的容易度，可使T3 縮短的比例較T5 大，因此滿足2≦T5 /T3 。較佳地，2≦T5 /T3 ≦4，更佳的範圍為2≦T5 /T3 ≦3.3。
8. 第四透鏡40通常在鏡頭中是光學有效徑比較大的鏡片，厚度較厚會使製作的容易度增加，而G34 與光線入射第四透鏡40的高度及組裝容易度有關，不能太大也不能太小。如果設計時T4 及G34 滿足2.85≦T4 /G34 ，可在鏡頭縮短的過程中得到較佳的配置。較佳地，2.85≦T4 /G34 ≦15，更佳的範圍為2.85≦T4 /G34 ≦13。
在本發明另一方面中，為了簡明顯示各透鏡之結構，例如第1圖，僅顯示成像光線通過的部分。舉例來說，以第一透鏡10為例，如第1圖所示，僅繪出包括朝向物側的第一物側面11，及朝向像側的第二像側面12。然而，在實施 本實施例一至七之各透鏡時，可選擇性地額外包括固定部，以供各透鏡設置於光學成像鏡頭1內。同樣以第一透鏡10為例，請參考第16圖，其顯示第一透鏡10還包括固定部。在第16圖中固定部即例示為由第一物側面11及第二物側面12往外延伸之延伸部15，以供第一透鏡10組裝於光學成像鏡頭1內。理想上來說，光線不會通過延伸部15。第16圖所例示之固定部，僅為實施本發明光學成像鏡頭之一種可能方案，延伸部15之實際結構與外形則不限於此。
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17圖，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17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17圖中所示，影像模組120包括如前所述的五片式光學成像鏡頭1。第17圖例示前述第一實施例之五片式光學成像鏡頭1。此外，可攜式電子裝置100另包含用於供五片式光學成像鏡頭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，及設置於五片式光學成像鏡頭1像側的影像感測器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。
在這裡要特別說明的是，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(Chip on Board,COB)的封裝方式。和傳統晶片尺寸封裝(Chip Scale Package,CSP)的差別在於，晶片置板封裝並不需使用保護玻璃，因此在整個光學成像鏡頭1中並不需要保護玻璃的存在。
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並不必要。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。
分別具有屈光率的五片式透鏡10、20、30、40、50例示性地是以相對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4.61公厘，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18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'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，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‧‧‧五片式光學成像鏡頭
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
15‧‧‧延伸部
20‧‧‧第二透鏡
21‧‧‧第二物側面
22‧‧‧第二像側面
30‧‧‧第三透鏡
31‧‧‧第三物側面
32‧‧‧第三像側面
33‧‧‧第三光軸附近區域
34‧‧‧第三圓周附近區域
35‧‧‧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‧‧‧第五光軸附近區域
54‧‧‧第五圓周附近區域
55‧‧‧凹面部
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
第1圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭的第一實施例。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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中，成像光線可通過的最大範圍即為光學有效徑。
第16圖繪示本發明五片式光學成像鏡頭中透鏡還包括固定部。
第17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。
第18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。
第19圖表示第一實施例詳細的光學數據
第20圖表示第一實施例詳細的非球面數據。
第21圖表示第二實施例詳細的光學數據。
第22圖表示第二實施例詳細的非球面數據。
第23圖表示第三實施例詳細的光學數據。
第24圖表示第三實施例詳細的非球面數據。
第25圖表示第四實施例詳細的光學數據。
第26圖表示第四實施例詳細的非球面數據。
第27圖表示第五實施例詳細的光學數據。
第28圖表示第五實施例詳細的非球面數據。
第29圖表示第六實施例詳細的光學數據。
第30圖表示第六實施例詳細的非球面數據。
第31圖表示第七實施例詳細的光學數據。
第32圖表示第七實施例詳細的非球面數據。
第33圖表示各實施例之重要參數。
1‧‧‧五片式光學成像鏡頭
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
20‧‧‧第二透鏡
21‧‧‧第二物側面
22‧‧‧第二像側面
30‧‧‧第三透鏡
31‧‧‧第三物側面
32‧‧‧第三像側面
33‧‧‧第三光軸附近區域
34‧‧‧第三圓周附近區域
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‧‧‧第五光軸附近區域
54‧‧‧第五圓周附近區域
60‧‧‧濾光片
70‧‧‧影像感測器
71‧‧‧成像面
80‧‧‧光圈

Claims (18)

  1. 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：一第一透鏡，該第一透鏡具有正的屈光率，並具有朝向該像側的一第一像側面，該第一像側面在其圓周附近區域具有一凸面部；一第二透鏡，該第二透鏡具有朝向該物側的一第二物側面，該第二物側面在其圓周附近區域具有一凸面部；一第三透鏡，該第三透鏡具有朝向該物側的一第三物側面，該第三物側面具有在其圓周附近區域的一凹面部；一第四透鏡，該第四透鏡具有朝向該物側的一第四物側面，且該第四物側面為一凹面；以及一第五透鏡，該第五透鏡由一塑膠材質所製成，並具有朝向該像側的一第五像側面，該第五像側面具有在該光軸附近區域的一凹面部；其中，該光學成像鏡頭中具有屈光率的透鏡只有五片、該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上空氣間隙的厚度為G23 、該第三透鏡與該第四透鏡之間在該光軸上空氣間隙的厚度為G34 ，並滿足1.40≦G23 /G34 ≦15。
  2. 如請求項1之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡到該第五透鏡之間於該光軸上之四個空氣間隙之總和為Gaa ，且該第五透鏡在該光軸上的中心厚度為T5 ，並滿足0.50≦T5 /Gaa 。
  3. 如請求項2之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡與該第五透鏡在該光軸上的中心厚度總和為 Tal ，且該第一透鏡朝向該物側的一第一物側面直至位於該像側的一成像面在該光軸上的距離為Ltt ，並滿足0.55≦Tal /Ltt 。
  4. 如請求項3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2≦T5 /T3 。
  5. 如請求項2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 ，並滿足0.53≦T4 /Gaa 。
  6. 如請求項5之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡與該第五透鏡在該光軸上的中心厚度總和為Tal ，且該第一透鏡朝向該物側的的一第一物側面直至位於該像側的一成像面在該光軸上的距離為Ltt ，並滿足0.55≦Tal /Ltt 。
  7. 如請求項2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 ，該第四透鏡在該光軸上的中心厚度為T4 ，並滿足2≦T4 /T3 。
  8. 如請求項7之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡與該第五透鏡在該光軸上的中心厚度總和為Tal ，且該第一透鏡朝向該物側的的一第一物側面直至位於該像側的一成像面在該光軸上的距離為Ltt ，並滿足0.55≦Tal /Ltt 。
  9. 如請求項1之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡到該第五透鏡之間於該光軸上之四個空氣間隙之總和為Gaa ，該第四透鏡在該光軸上的中心厚度為T4 ，並滿足0.53≦T4 /Gaa 。
  10. 如請求項9之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡與該第五透鏡在該光軸上的中心厚度總和為Tal ，且該第一透鏡朝向該物側的一第一物側面直至位於該像側的 一成像面在該光軸上的距離為Ltt ，並滿足0.55≦Tal /Ltt 。
  11. 如請求項1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 ，該第四透鏡在該光軸上的中心厚度為T4 ，並滿足2≦T4 /T3 。
  12. 如請求項11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2≦T5 /T3 。
  13. 如請求項12之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡與該第五透鏡在該光軸上的中心厚度總和為Tal ，該第一透鏡到該第五透鏡之間於該光軸上之四個空氣間隙之總和為Gaa ，並滿足2.8≦Tal /Gaa 。
  14. 如請求項1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 ，並滿足2.85≦T4 /G34 。
  15. 如請求項14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2≦T5 /T3 。
  16. 一種電子裝置，包含：一機殼；以及一影像模組，安裝在該機殼內，該影像模組包括：如請求項1至15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；以及設置於該光學成像鏡頭之一像側的一影像感測器。
  17. 如請求項16所述的電子裝置，其中該模組後座單元具有一鏡頭後座，該鏡頭後座具有與該鏡筒外側相貼合且沿一軸線設置的一第一座體，以及沿該軸線並環繞著該第一座體外側設置的一第二座體，其中該第一座體可帶著該鏡筒，與設置於該鏡筒內的該光學成像鏡頭沿該軸線移動。
  18. 如請求項17所述的電子裝置，其中該模組後座單元還具有位於該第二座體和該影像感測器之間的一影像感測器後座，且該影像感測器後座和該第二座體相貼合。
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