TWI444651B - Five-piece optical imaging lens and the application of the lens of the electronic device - Google Patents

Description

五片式光學成像鏡頭及應用該鏡頭的電子裝置

本發明是有關於一種光學鏡頭，特別是指一種五片式光學成像鏡頭及應用該鏡頭的電子裝置。

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(主要包含光學成像鏡頭、後座(holder)與感測器(sensor)等元件)相關技術蓬勃發展，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。

美國專利公開號20110013069的第一實施例揭露一種五片式光學成像鏡頭，其中，該設計的第三透鏡和第四透鏡之間的間隙較大。

台灣專利公開號201144890的第一和第四實施例及台灣專利公開號201106040的第一實施例亦分別揭露一種五片式光學成像鏡頭，其中，該設計的第二透鏡和第三透鏡之間的間隙較大。

台灣專利公開號201022714的第二實施例、台灣專利公開號201137430的第二實施例及台灣專利公開號201043999的第二實施例，均揭露了五片式光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡到第三透鏡的屈光率(Reflective Power)依序為正負正。

美國專利公開號20110249346的第一實施例到第三實施例，均揭露了五片式光學成像鏡頭，其中，該設計的光學成像鏡頭的各透鏡厚度和各透鏡間的空氣間隙較大。

上述申請案之鏡頭長度有縮短趨勢，但仍有部份鏡頭長度過長，例如，台灣專利公開號201144890的第一實施例鏡頭長度在6.5mm左右，不利於手機和數位相機等攜帶型電子產品的薄型化設計。

由上述申請案所公開的鏡頭的長度範圍，可以歸納出目前的研發趨勢仍在於縮短鏡頭的整體系統長度，但當鏡頭長度逐漸縮短，勢必會影響到光學性能與成像品質，因此，目前仍有開發鏡頭長度縮短且能維持良好的光學性能的光學成像鏡頭的需求。

因此，本發明目的，是在提供一種在縮短鏡頭長度的條件下仍能保有良好的光學性能的五片式光學成像鏡頭。

於是，本發明五片式光學成像鏡頭從物側至像側依序包含一光圈(Aperture Stop)、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，其中，該成像鏡頭僅包含上述五片透鏡。

該第一透鏡為正屈光率的透鏡，且該第一透鏡的物側面為凸面。該第二透鏡為負屈光率的透鏡，且該第二透鏡的像側面為凹面。該第三透鏡為負屈光率的透鏡。該第四透鏡的像側面為凸面。該第五透鏡的像側面為曲面，並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，該第二透鏡的色散係數為ν₂ ，該第三透鏡的色散係數為ν₃ ，並滿足下列條件式：|ν₂ -ν₃ |<10。

該第四透鏡在光軸上的中心厚度為T₄ ，自該第一透鏡到該第五透鏡沿光軸上的空氣間隙總合為G_AA ，並滿足下列條件式：0.5<T₄ /G_AA <1.0。

本發明五片式光學成像鏡頭的有益效果在於：藉由限定該第二透鏡與第三透鏡的色散係數差的範圍，能確保第二透鏡的屈光率被有效分配，限定該第四透鏡在光軸上的中心厚度與第一透鏡到第五透鏡在光軸上的空氣間隙總合的比例關係，能在不減少間隙長度及增加系統敏感度的條件下，有效分配系統中的空氣間隙長度與第四透鏡厚度，使本發明的光學成像鏡頭在縮短長度的條件下，仍能提供良好的光學性能。

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。

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申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述的五片式光學成像鏡頭、一用於供該五片式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，及一設置於該五片式光學成像鏡頭像側的影像感測器。

本發明該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五片式光學成像鏡頭的影像模組，可以利用該光學成像鏡頭在縮短長度的條件下，仍能提供良好的光學性能的優勢，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的消費需求。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之數個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，本發明五片式光學成像鏡頭2從物側至像側依序包含沿一光軸I設置的一光圈8、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9，且該成像鏡頭2的透鏡系統僅包含第一透鏡3至第五透鏡7的五片透鏡。當由一待拍攝物所發出的光線進入該光學成像鏡頭2，並經由該光圈8、第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、第四透鏡6、第五透鏡7及該濾光片9之後，會在一成像面10(Image Plane)形成一影像。該濾光片9為紅外線濾光片(IR Cut Filter)，用於防止光線中的紅外線投射至該成像面10造成色偏而影響成像品質。在本實施例中，元件的物側是朝向該待拍攝物的一側，而元件的像側是朝向該成像面10的一側。

該第一透鏡3至該第五透鏡7及該濾光片9都具有一朝向物側且使成像光線通過之物側面31、41、51、61、71、91，及一朝向像側且使成像光線通過之像側面32、42、52、62、72、92。

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都是塑膠材質所製成，但其材質不以此為限。

此外，該光學成像鏡頭2中各重要參數間的關係並滿足下列條件式：

|ν₂ -ν₃ |<10　-------------------------(1)

0.5<T₄ /G_AA <1.0　-----------------(2)

0.33<T₃ /G_AA <0.60　----------------(3)

5<|f₄ /T_4-5 |<8　-----------------------(4)

0.42<|R₇ /f₄ |<0.62　---------------------(5)

T₄ >T_L3A2-L4A1 　----------------------(6)

其中，

ν₂ 為第二透鏡4之色散係數；

ν₃ 為該第三透鏡5之色散係數；

T₄ 為該第四透鏡6在光軸Ⅰ上的中心厚度；

G_AA 為自該第一透鏡3到該第五透鏡7沿光軸Ⅰ上的空氣間隙總合；

T₃ 為該第三透鏡5在光軸Ⅰ上的中心厚度；

f₄ 為該第四透鏡6的焦距；

T_4-5 為該第四透鏡6在光軸Ⅰ上的中心厚度及該第四透鏡6到該第五透鏡7沿光軸Ⅰ上的空氣間隙總合；

R₇ 為該第四透鏡6的物側面61在光軸Ⅰ上的曲率半徑；

T_L3A2-L4A1 為該第三透鏡5之像側面52位於光軸Ⅰ上的中心點到第四透鏡6之物側面61位於光軸Ⅰ上的中心點之距離。

(第一較佳實施例)

參閱圖1，為本發明五片式光學成像鏡頭2的一第一較佳實施例，其中，該第一透鏡3為正屈光率的透鏡，該一透鏡3的物側面31與像側面32皆為凸面，且兩者皆為非球面。該第二透鏡4為負屈光率的透鏡，且該第二透鏡4的物側面41為曲面，並具有位於光軸Ⅰ附近區域的一凸面部411及位於圓周附近區域的另一凸面部412，該第二透鏡4的像側面42則為凹面，且該物側面41與該像側面42皆為非球面。該第三透鏡5為負屈光率的透鏡，該第三透鏡5的物側面51與像側面52皆為曲面且都是非球面，該第三透鏡5的物側面51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凹面部512，及該第三透鏡5的像側面52具有一位於光軸Ⅰ附近區域的凹面部521及一位於圓周附近區域的凸面部522。該第四透鏡6為正屈光率的透鏡，且該第四透鏡6的物側面61為凹面，該第四透鏡的像側面62為凸面，兩者皆為非球面。該第五透鏡7為負屈光率的透鏡，且該第五透鏡7的物側面71與像側面72皆為曲面且都是非球面，該第五透鏡7的物側面71具有位於光軸Ⅰ附近區域的一凸面部711及位於圓周附近區域的另一凸面部712，及該第五透鏡7的像側面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。該紅外線濾光片9是設於該第五透鏡7的像側面72與該成像面10之間。該濾光片9為平板玻璃。

在該第一較佳實施例的成像透鏡系統中，各重要參數間的關係如下：

|ν₂ -ν₃ |=2.75；

T₄ /G_AA =0.71；

T₃ /G_AA =0.40；

T_L3A2-L4A1 =0.17；

T₄ =0.56；

|f₄ /T_4-5 |=6.86；及

|R₇ /f₄ |=0.45。

該第一較佳實施例的其他詳細光學數據則如圖3所示，且該實施例的整體系統焦距為3.26mm，半視角(HFOV)為35.15°，系統長度則為3.68mm。

此外，從第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72，共計十個曲面均是非球面，而該非球面是依下列公式定義：

其中，

R：透鏡表面之曲率半徑；

Y：非球面曲面上的點與光軸的垂直距離；

Z：非球面之深度(非球面上距離光軸為Y的點，與相切於非球面光軸上頂點之切面，兩者間的垂直距離)；

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(7)中的各項非球面係數如圖4所示。

配合參閱圖2，(a)的圖式說明該第一較佳實施例的縱向球差(longitudinal spherical aberration)，(b)與(c)的圖式則分別說明該第一較佳實施例在成像面10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較佳實施例在成像面10上的畸變像差(distortion aberration)。在本實施例的縱向球差圖示中，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±0.015mm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都控制在±0.015 mm的範圍內，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2(b)與2(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落在±0.03mm內，且弧矢方向的焦距更控制在±0.02 mm的更小範圍內，說明本實施例的光學系統能有效消除像差，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。而圖2(d)的畸變像差圖式則顯示本實施例的畸變像差維持在±2.5%的範圍內，說明本實施例的畸變像差已符合光學系統的成像品質要求，據此說明本實施例相較於現有光學鏡頭，在系統長度已縮短至4mm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。

(第二較佳實施例)

參閱圖5，為本發明五片式光學成像鏡頭2的一第二較佳實施例，其與該第一較佳實施例相似。其中，該第一透鏡3的物側面31為凸面，該第一透鏡3的像側面32為凹面。該第二透鏡4的物側面41為曲面，並具有位於光軸Ⅰ附近區域的一凸面部411及位於圓周附近區域的另一凸面部412，該第二透鏡4的像側面42則為凹面。該第三透鏡5的物側面51與像側面52皆為曲面，且該第三透鏡5的物側面51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凹面部512，及該第三透鏡5的像側面52具有一位於光軸Ⅰ附近區域的凹面部521及一位於圓周附近區域的凸面部522。該第四透鏡6的物側面61為凹面，該第四透鏡的像側面62為凸面。該第五透鏡7的物側面71與像側面72皆為曲面，且該第五透鏡7的物側面71具有位於光軸Ⅰ附近區域的一凸面部711及位於圓周附近區域的另一凸面部712，及該第五透鏡7的像側面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。第二較佳實施例與第一較佳實施例的主要差別為：該第二較佳實施例的第一透鏡3的像側面32為凹面，及該第二透鏡4與第三透鏡5的色散系數ν2、ν3與第一較佳實施例不同。

此外，第二較佳實施例的光學成像鏡頭2中各重要參數間的關係為：

|ν₂ -ν₃ |=0.64；

T₄ /G_AA =0.93；

T₃ /G_AA =0.37；

T_L3A2-L4A1 =0.21；

T₄ =0.63；

|f₄ /T_4-5 |=5.92；及

|R₇ /f₄ |=0.47。

該第二較佳實施例的其他詳細光學數據則如圖7所示，且該實施例的整體系統焦距為3.25mm，半視角(HFOV)為35.36°，系統長度則為3.65mm。

此外，從第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72，共計十個曲面均是非球面，而該非球面是依上述公式(7)定義，各項非球面係數如圖8所示。

參閱圖6，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該第二較佳實施例與第一較佳實施例一樣，所得到的縱向球差的三種代表波長的曲線彼此也相當接近，本實施例也有效消除縱向球差，且具有明顯改善的色像差。而本實施例所得到的像散像差中三種代表波長在整個視場角範圍內的焦距都落在±0.03mm的範圍內，弧矢方向的像散像差的焦距更控制在±0.025 mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±2.5%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至4mm的條件下，克服色像差而提供較佳的成像品質，使本實施例也能在維持良好光學性能之條件下，縮短鏡頭長度，而有利於薄型化產品設計。

(第三較佳實施例)

參閱圖9，為本發明五片式光學成像鏡頭2的一第三較佳實施例，其與該第一較佳實施例相似。其中，該第一透鏡3的物側面31為凸面，該第一透鏡3的像側面32為凹面。該第二透鏡4的物側面41為曲面，並具有位於光軸Ⅰ附近區域的一凸面部411及位於圓周附近區域的另一凸面部412，該第二透鏡4的像側面42則為凹面。該第三透鏡5的物側面51與像側面52皆為曲面，且該第三透鏡5的物側面51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凹面部512，及該第三透鏡5的像側面52具有一位於光軸Ⅰ附近區域的凹面部521及一位於圓周附近區域的凸面部522。該第四透鏡6的物側面61為凹面，該第四透鏡的像側面62為凸面。該第五透鏡7的物側面71與像側面72皆為曲面，且該第五透鏡7的物側面71具有位於光軸Ⅰ附近區域的一凸面部711及位於圓周附近區域的另一凸面部712，及該第五透鏡7的像側面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。第三較佳實施例與第一較佳實施例的主要差別為：該第三較佳實施例的第一透鏡3的像側面32為凹面，及該第二透鏡4的色散系數ν₂ 與第一較佳實施例不同。

此外，第三較佳實施例的光學成像鏡頭2中各重要參數間的關係為：

|ν₂ -ν₃ |=6.02；

T₄ /G_AA =0.82；

T₃ /G_AA =0.51；

T_L3A2-L4A1 =0.16；

T₄ =0.56；

|f₄ /T_4-5 |=7.61；及

|R₇ /f₄ |=0.47。

該第三較佳實施例的其他詳細光學數據則如圖11所示，且該實施例的整體系統焦距為3.25mm，半視角(HFOV)為35.26°，系統長度則為3.75mm。

此外，從第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72，共計十個曲面均是非球面，而該非球面是依上述公式(7)定義，各項非球面係數如圖12所示。

參閱圖10，同樣說明該第三較佳實施例與第一較佳實施例一樣，在系統長度已縮短至4mm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。

(第四較佳實施例)

參閱圖13，為本發明五片式光學成像鏡頭2的一第四較佳實施例，其與該第一較佳實施例相似。其中，該第一透鏡3的物側面31為凸面，該第一透鏡3的像側面32為凹面。該第二透鏡4的物側面41為曲面，並具有位於光軸Ⅰ附近區域的一凸面部411及位於圓周附近區域的另一凸面部412，該第二透鏡4的像側面42則為凹面。該第三透鏡5的物側面51與像側面52皆為曲面，且該第三透鏡5的物側面51具有位於光軸Ⅰ附近區域的一凹面部513及位於圓周附近區域的另一凹面部512，及該第三透鏡5的像側面52具有位於光軸Ⅰ附近區域的一凸面部523及位於圓周附近區域的另一凸面部522。該第四透鏡6的物側面61為凹面，該第四透鏡的像側面62為凸面。該第五透鏡7的物側面71與像側面72皆為曲面，且該第五透鏡7的物側面71具有位於光軸Ⅰ附近區域的一凸面部711及位於圓周附近區域的另一凸面部712，及該第五透鏡7的像側面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。第四較佳實施例與第一較佳實施例的主要差別為：該第四較佳實施例的第一透鏡3的像側面32為凹面、該第三透鏡5的物側面51在光軸Ⅰ附近區域為凹面、該第三透鏡5的像側面52在光軸Ⅰ附近區域為凸面，以及該第二透鏡4的色散系數ν₂ 與第一較佳實施例不同。

此外，第四較佳實施例的光學成像鏡頭2中各重要參數間的關係為：

|ν₂ -ν₃ |=0.00；

T₄ /G_AA =0.68；

T₃ /G_AA =0.35；

T_L3A2-L4A1 =0.26；

T₄ =0.52；

|f₄ /T_4-5 |=6.69；及

|R₇ /f₄ |=0.56。

該第四較佳實施例的整體系統焦距為3.36mm，半視角(HFOV)為34.64°，系統長度則為3.59mm。

此外，從第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72，共計十個曲面均是非球面，而該非球面亦是依上述公式(7)定義，各項非球面係數如圖16所示。

參閱圖14，同樣說明該第四較佳實施例與第一較佳實施例一樣，在系統長度已縮短至4mm的條件下，仍能有效克服色像差並提供較佳的成像品質，故本實施例同樣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。

進一步歸納上述四個實施例，將所述四個實施例中的各項光學參數列表如圖13所示。

配合圖2、圖6、圖10與圖14的光學性質得到的結果顯示，當本發明光學成像鏡頭2中的各項光學參數間的關係滿足上述條件式(1)~(6)時，在系統長度縮短為4mm左右的範圍內，仍然會有較佳的光學性能表現，使本發明應用於相關電子裝置時，能製出更加薄型化的產品。針對上述條件式設定所達成的效果，進一步說明如下：

一、該第二透鏡的色散係數為ν₂ ，該第三透鏡的色散係數為ν₃ ，當第二透鏡4與第三透鏡5的色散係數能滿足的條件式(1)：|ν₂ -ν₃ |<10時，表示第二透鏡4和第三透鏡5的材質色散程度差異不大，能有效分配該第二透鏡4的屈光率。

二、該第四透鏡6在光軸Ⅰ上的中心厚度為T₄ ，自該第一透鏡3到該第五透鏡7沿光軸Ⅰ上的空氣間隙總合為G_AA ，當該第四透鏡6的厚度與該空氣間隙總合能滿足條件式(2)：0.5<T₄ /G_AA <1.0時，表示系統中的空氣間隙長度與該第四透鏡6的厚度獲得有效分配。當T₄ /G_AA >1.0時，表示在不減少空氣間隙長度的情況下，因為該第四透鏡6的厚度過厚及曲率半徑過小，而有容易增加透鏡系統敏感度的情形，當T₄ /G_AA <0.5時，則代表透鏡之間的間距要增大，如此將不利於整體鏡頭長度縮短。

三、該第三透鏡5在光軸Ⅰ上的中心厚度為T₃ ，自該第一透鏡3到該第五透鏡7沿光軸Ⅰ上的空氣間隙總合為G_AA ，當該第三透鏡5的厚度與該空氣間隙總合能滿足條件式(3)：0.33<T₃ /G_AA <0.60時，表示系統中的空氣間隙長度與該第三透鏡5的厚度獲得有效分配。T₃ /G_AA >0.60時，表示在縮短鏡頭的過程中透鏡間距過短，不易製作，而當T₃ /G_AA <0.33時，代表其中該第三透鏡5的厚度會過薄，並會導致製作困難的問題。

四、該第四透鏡6的焦距為f₄ ，且該第四透鏡6在光軸Ⅰ上的中心厚度及該第四透鏡6到該第五透鏡7沿光軸Ⅰ上的空氣間隙的總合為T_4-5 ，當該焦距與該距離滿足條件式(4)：5<|f₄ /T_4-5 |<8時，表示第四透鏡6的屈光率不易影響到整體系統屈光率的分配，且能藉由對該第四透鏡6厚度及第四透鏡6與第五透鏡7之間的空氣間隙的總合的限制使光線入射到該第五透鏡7的物側面71的高度控制在合理的範圍，而能有效平衡像差。當|f₄ /T_4-5 |>8時，代表該第四透鏡6到該第五透鏡7在光軸上的間距過短，將會影響到光線入射到該第五透鏡7的高度，並導致像差無法有效平衡，當|f₄ /T_4-5 |<5時，表示該第四透鏡6的焦距f₄ 過小並導致屈光率過大，容易影響系統屈光率的分配，並會影響到像差。

五、該第四透鏡6的焦距為f₄ ，且該第四透鏡6的物側面61在光軸Ⅰ上的曲率半徑為R₇ ，當該焦距與該曲率半徑滿足條件式(5)：0.42<|R₇ /f₄ |<0.62時，表示能在不增加製作難度的條件下使所製出的透鏡系統的屈光率獲得有效分配。當|R₇ /f₄ |>0.62時，表示第四透鏡6的焦距f₄ 過小並導致屈光率過大，易影響到系統屈光率的分配，|R₇ /f₄ |<0.42時，代表該第四透鏡6的物側面61的曲率半徑R₇ 過小，導致該第四透鏡6的製作難度過高，而易增加製造成本。較佳地，0.42<|R₇ /f₄ |<0.60。

六、該第四透鏡6在光軸Ⅰ上的中心厚度為T₄ ，該第三透鏡5之像側面52位於光軸Ⅰ上的中心點到該第四透鏡6的物側面61位於光軸Ⅰ上的中心點之距離為T_L3A2-L4A1 ，當該厚度與該距離滿足條件式(6)：T₄ >T_L3A2-L4A1 時，表示該第三透鏡5與第四透鏡6的間距受到限制，藉此，可以避免間距過長而影響到鏡頭的小型化。

除了上述光學參數間的關係外，該光圈8的配置、該第一透鏡3至該第五透鏡7的屈光率設計，及該等物側面31、41、51、61、71與像側面32、42、52、62、72不同的表面型式設計分別能達到下述效果，同樣有助於實現本發明的目的：

一、該第一透鏡3為正屈光率且其物側面31為凸面的設計，能產生較佳的收光能力，並能有效地從該第二透鏡4分配部份的屈光率，有助於降低透鏡系統的敏感度。

二、該光圈8置於該第一透鏡3之前的配置方式再搭配該第一透鏡3的正屈光率則可有效縮短該光學成像鏡頭2的系統長度。

三、該第二透鏡4為負屈光率及其像側面42為凹面，搭配該第三透鏡5為負屈光率的設計，將能有效補正系統像差並消除像差。

四、該第四透鏡6的像側面62為凸面，有助於增加系統收光能力，並能有效縮短系統長度，而該物側面61為凹面的設計，則能搭配該像側面62的凸面設計，進一步提升系統收光能力。

五、該第五透鏡7的像側面72為具有位於光軸Ⅰ附近區域的該凹面部721及位於該圓周附近區域的凸面部722的曲面設計，則有助於修正場曲、像差並壓低主光線角度，藉此，可提高系統影像感測器接收的靈敏度。此外，該第五透鏡7的物側面71具有位於光軸Ⅰ附近區域的該凸面部711的設計，則能有效修正系統像差。

配合以上關係式與對透鏡的物側面、像側面的表面型式的設計，使本發明所設計的光學成像鏡頭2的系統長度可以有效縮短(大部分可以達到4mm以內)，且仍能維持良好的光學性能。

歸納上述，本發明五片式光學成像鏡頭2透過以上設計，在將系統長度縮短為4mm以內的條件下，仍然能夠提供良好的成像品質，因而能達到本發明的目的。

參閱圖18，為應用前述五片式光學成像鏡頭2的電子裝置1的一第一較佳實施例，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包括一如前所述的五片式光學成像鏡頭2、一用於供該五片式光學成像鏡頭2設置的鏡筒21、一用於供該鏡筒21設置的模組後座單元120，及一設置於該五片式光學成像鏡頭2像側的影像感測器130。該成像面10(見圖1)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19，為應用前述五片式光學成像鏡頭2的電子裝置1的一第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例的電子裝置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內的五片式光學成像鏡頭2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，該紅外線濾光片9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電子裝置1類似，在此不再贅述。

藉由安裝該五片式光學成像鏡頭2，由於該光學成像鏡頭2的系統長度能有效縮短，使該電子裝置1的第一較佳實施例與第二較佳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。

參閱圖20，在此要特別說明的是，該第一透鏡3至該第五透鏡7還分別具有有一自該物側面31、41、51、61、71周緣向外延伸且成像光線不通過的物側延伸部310、410、510、610、710，及一自該像側面32、42、52、62、72周緣向外延伸且成像光線不通過的像側延伸部320、420、520、620、720，該第一透鏡3至該第五透鏡7的物側延伸部310、410、510、610、710和像側延伸部320、420、520、620、720分別用來供該等透鏡3、4、5、6、7組裝。圖20主要是用來說明該等透鏡3、4、5、6、7的物側延伸部310、410、510、610、710、像側延伸部320、420、520、620、720與其物側面31、41、51、61、71、像側面32、42、52、62、72的連接關係，不應以圖20所呈現的圖面內容限制透鏡的物側面與像側面的表面型式。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，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發明說明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。

2．．．光學成像鏡頭

3．．．第一透鏡

31．．．物側面

310．．．物側延伸部

32．．．像側面

320．．．像側延伸部

4．．．第二透鏡

41．．．物側面

410．．．物側延伸部

411．．．凸面部

412．．．凸面部

42．．．像側面

420．．．像側延伸部

5．．．第三透鏡

51．．．物側面

511．．．凸面部

512．．．凹面部

513．．．凹面部

510．．．物側延伸部

52．．．像側面

521．．．凹面部

522．．．凸面部

523．．．凸面部

520．．．像側延伸部

6．．．第四透鏡

61．．．物側面

610．．．物側延伸部

62．．．像側面

620．．．像側延伸部

7．．．第五透鏡

71．．．物側面

711．．．凸面部

712．．．凸面部

710．．．物側延伸部

72．．．像側面

721．．．凹面部

722．．．凸面部

720．．．像側延伸部

8．．．光圈

9．．．濾光片

91．．．物側面

92．．．像側面

10．．．成像面

Ⅰ．．．光軸

1．．．電子裝置

11．．．機殼

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

圖1是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第一較佳實施例；

圖2是第一較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；

圖3是一表格圖，說明該光學成像鏡頭第一較佳實施例的各透鏡的光學數據；

圖4是一表格圖，說明該光學成像鏡頭第一較佳實施例的各透鏡的非球面係數；

圖5是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第二較佳實施例；

圖6是第二較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；

圖7是一表格圖，說明該光學成像鏡頭第二較佳實施例的各透鏡的光學數據；

圖8是一表格圖，說明該光學成像鏡頭第二較佳實施例的各透鏡的非球面係數；

圖9是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第三較佳實施例；

圖10是第三較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；

圖11是一表格圖，說明該光學成像鏡頭第三較佳實施例的各透鏡的光學數據；

圖12是一表格圖，說明該光學成像鏡頭第三較佳實施例的各透鏡的非球面係數；

圖13是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第四較佳實施例；

圖14是第四較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；

圖15是一表格圖，說明該光學成像鏡頭第四較佳實施例的各透鏡的光學數據；

圖16是一表格圖，說明該光學成像鏡頭第四較佳實施例的各透鏡的非球面係數；

圖17是一表格圖，說明該光學成像鏡頭第一較佳實施例至第四較佳實施例的各項光學參數；

圖18是一剖視示意圖，說明本發明應用該五片式光學成像鏡頭之電子裝置的一較佳實施例；

圖19是一剖視示意圖，說明本發明應用該五片式光學成像鏡頭之電子裝置的一模組後座單元為不同結構型式的另一較佳實施例；及

圖20是一透鏡結構從中間剖切後的一立體示意圖，說明該第一透鏡至該第五透鏡分別具有一物側延伸部及一像側延伸部的情形。

2．．．光學成像鏡頭

3．．．第一透鏡

31．．．物側面

32．．．像側面

4．．．第二透鏡

41．．．物側面

411．．．凸面部

412．．．凸面部

42．．．像側面

5．．．第三透鏡

51．．．物側面

511．．．凸面部

512．．．凹面部

52．．．像側面

521．．．凹面部

522．．．凸面部

6．．．第四透鏡

61．．．物側面

62．．．像側面

7．．．第五透鏡

71．．．物側面

711．．．凸面部

712．．．凸面部

72．．．像側面

721．．．凹面部

722．．．凸面部

8．．．光圈

9．．．濾光片

91．．．物側面

92．．．像側面

10．．．成像面

Ⅰ．．．光軸

Claims (17)

1. 一種五片式光學成像鏡頭，從物側至像側依序包含一光圈、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：該第一透鏡為正屈光率的透鏡，且該第一透鏡的物側面為凸面；該第二透鏡為負屈光率的透鏡，且該第二透鏡的像側面為凹面；該第三透鏡為負屈光率的透鏡；該第四透鏡的像側面為凸面；該第五透鏡的像側面為曲面，並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，該成像鏡頭僅包含上述五片透鏡；該第二透鏡的色散係數為ν₂ ，該第三透鏡的色散係數為ν₃ ，並滿足下列條件式：|ν₂ -ν₃ |<10；該第四透鏡在光軸上的中心厚度為T₄ ，自該第一透鏡到該第五透鏡沿光軸上的空氣間隙總合為G_AA ，並滿足下列條件式：0.5<T₄ /G_AA <1.0；及該第三透鏡在光軸上的中心厚度為T₃ ，並滿足下列條件式：0.33<T₃ /G_AA <0.60。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡的焦距為f₄ ，且該第四透鏡在光軸上 的中心厚度及該第四透鏡到該第五透鏡沿光軸上的空氣間隙的總合為T_4-5 ，並滿足下列條件式：5<|f₄ /T_4-5 |<8。
3. 依據申請專利範圍第2項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡的焦距為f₄ ，且該第四透鏡的物側面在光軸上的曲率半徑為R₇ ，該焦距與該曲率半徑並滿足下列條件式：0.42<|R₇ /f₄ |<0.62。
4. 依據申請專利範圍第3項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡之像側面位於光軸上的中心點到該第四透鏡之物側面位於光軸上的中心點之距離為T_L3A2-L4A1 ，且該第三透鏡與該第四透鏡的關係滿足下列條件式：T₄ >T_L3A2-L4A1 。
5. 依據申請專利範圍第4項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡的物側面為曲面，並具有一位於圓周附近區域的凸面部。
6. 依據申請專利範圍第5項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡的像側面為凸面，該第二透鏡的物側面還具有一位於光軸附近區域的凸面部，該第三透鏡的像側面與物側面皆為曲面，且該第三透鏡的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凹面部，及該第三透鏡的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，該第四透鏡為正屈光率的透鏡，且該第四透鏡的物側面為凹面，該第五透鏡為負屈光率的透鏡，且該第五透鏡的物側面為曲面，並具有位於光軸附近區域的一凸面部，及位於 圓周附近區域的另一凸面部。
7. 依據申請專利範圍第5項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡的像側面為凹面，該第二透鏡的物側面還具有一位於光軸附近區域的凸面部，該第三透鏡的像側面與物側面皆為曲面，且該第三透鏡的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凹面部，及該第三透鏡的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，該第四透鏡為正屈光率的透鏡，且該第四透鏡的物側面為凹面，該第五透鏡為負屈光率的透鏡，且該第五透鏡的物側面為曲面，並具有位於光軸附近區域的一凸面部，及位於圓周附近區域的另一凸面部。
8. 依據申請專利範圍第5項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡的像側面為凹面，該第二透鏡的物側面還具有一位於光軸附近區域的凸面部，該第三透鏡的像側面與物側面皆為曲面，且該第三透鏡的物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，及該第三透鏡的像側面具有位於光軸附近區域的一凸面部及位於圓周附近區域的另一凸面部，該第四透鏡為正屈光率的透鏡，且該第四透鏡的物側面為凹面，該第五透鏡為負屈光率的透鏡，且該第五透鏡的物側面為曲面，並具有位於光軸附近區域的一凸面部，及位於圓周附近區域的另一凸面部。
9. 依據申請專利範圍第1項所述的五片式光學成像鏡頭， 其中，該第四透鏡的焦距為f₄ ，且該第四透鏡在光軸上的中心厚度及該第四透鏡到該第五透鏡沿光軸上的空氣間隙的總合為T_4-5 ，並滿足下列條件式：5<|f₄ /T_4-5 |<8。
10. 依據申請專利範圍第1項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡的焦距為f₄ ，且該第四透鏡的物側面在光軸上的曲率半徑為R₇ ，該焦距與該曲率半徑並滿足下列條件式：0.42<|R₇ /f₄ |<0.62。
11. 依據申請專利範圍第1項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡的像側面位於光軸上的中心點到該第四透鏡的物側面位於光軸上的中心點之距離為T_L3A2-L4A1 ，且該第三透鏡與該第四透鏡的關係滿足下列條件式：T₄ >T_L3A2-L4A1 。
12. 依據申請專利範圍第1項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡的物側面為曲面，並具有一位於圓周附近區域的凸面部。
13. 依據申請專利範圍第1項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第五透鏡的物側面為曲面，並具有一位於光軸附近區域的凸面部。
14. 依據申請專利範圍第1項所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡的物側面為凹面。
15. 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，並包括一如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述的五片式光學成 像鏡頭、一用於供該五片式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，及一設置於該五片式光學成像鏡頭像側的影像感測器。
16. 依據申請專利範圍第15項所述的電子裝置，其中，該模組後座單元具有一鏡頭後座，該鏡頭後座具有一與該鏡筒外側相貼合且沿一軸線設置的第一座體，及一沿該軸線並環繞著該第一座體外側設置的第二座體，該第一座體可帶著該鏡筒與設置於該鏡筒內的五片式光學成像鏡頭沿該軸線移動。
17. 依據申請專利範圍第16項所述的電子裝置，其中，該模組後座單元還具有一位於該第二座體和該影像感測器之間的影像感測器後座，且該影像感測器後座和該第二座體相貼合。