TWI471593B - 光學成像鏡頭及應用此鏡頭之電子裝置 - Google Patents

光學成像鏡頭及應用此鏡頭之電子裝置 Download PDF

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TWI471593B
TWI471593B TW103107733A TW103107733A TWI471593B TW I471593 B TWI471593 B TW I471593B TW 103107733 A TW103107733 A TW 103107733A TW 103107733 A TW103107733 A TW 103107733A TW I471593 B TWI471593 B TW I471593B
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唐子健
葉致仰
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玉晶光電股份有限公司
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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。
近年來，手機和數位相機的普及使得攝影模組(包含光學成像鏡頭、holder及sensor等)蓬勃發展，手機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)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)之技術進步和尺寸縮小，裝戴在攝影模組中的光學成像鏡頭也需要縮小體積，但光學成像鏡頭之良好光學性能也是必要顧及之處。
習知的光學成像鏡頭多為四片式光學成像鏡頭，由於透鏡片數較少，光學成像鏡頭長度可以縮得較短，然而隨著高規格的產品需求愈來愈多，使得光學成像鏡頭在畫素及品質上的需求快速提升，極需發展更高規格的產品，如利用六片式透鏡結構的光學成像鏡頭，然習知的六片式鏡頭如美國專利號US 7663814及US 8040618所示，其鏡頭長度高達21mm以上，不利手機和數位相機的薄型化，因此極需要開發成像品質良好且鏡頭長度縮短的鏡頭。
於是，本發明可以提供一種輕量化、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，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、一第五透鏡以及一第六透鏡，其中第一透鏡具正屈光率，第二透鏡物側面具有一在圓周附近區域的凹面部，第二透鏡像側面具有一在圓周附近區域的凹面部，第四透鏡像側面具有一在光軸附近區域的凸面部，第五透鏡物側面具有一在光軸附近區域的凸面部，第五透鏡像側面具有一在光軸附近區域的凹面部，第六透鏡像側面具有一在圓周附近區域的凸面部，且材質為塑膠，其中，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。
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、第四透鏡與第五透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為G45、第五透鏡與第六透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為G56，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和為AAG，即AAG=G12+G23+G34+G45+G56。
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和為ALT，即ALT=T1+T2+T3+T4+T5+T6。
本發明光學成像鏡頭中，滿足T1/T6≦1.4之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足2≦BFL/G56之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足10.5≦EFL/G23≦30之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/G12≦9之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1.9≦BFL/T5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1≦T6/G23≦3.5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足T5/T6≦1.22之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足T1/G12≦3之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足G56/G12≦4之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1.1≦T3/T4之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足ALT/T6≦6之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足G23/G12≦5.5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足0.85≦T3/T5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足2.6≦BFL/G23≦10之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/G12≦7之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1.9≦EFL/T5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足ALT/G12≦13.6之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/T6≦2.9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
16C‧‧‧凹面部
17‧‧‧凹面部
17C‧‧‧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
33A‧‧‧凸面部
33B‧‧‧凸面部
33C‧‧‧凹面部
34‧‧‧凹面部
34A‧‧‧凸面部
34B‧‧‧凸面部
34C‧‧‧凹面部
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‧‧‧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‧‧‧凸面部
54‧‧‧凹面部
56‧‧‧凹面部
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
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
T1~T6‧‧‧透鏡中心厚度
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圖繪示本發明六片式光學成像鏡頭的第八實施例之示意圖。
第16A圖繪示第八實施例在成像面上的縱向球差。
第16B圖繪示第八實施例在弧矢方向的像散像差。
第16C圖繪示第八實施例在子午方向的像散像差。
第16D圖繪示第八實施例的畸變像差。
第17圖繪示本發明六片式光學成像鏡頭的第九實施例之示意圖。
第18A圖繪示第九實施例在成像面上的縱向球差。
第18B圖繪示第九實施例在弧矢方向的像散像差。
第18C圖繪示第九實施例在子午方向的像散像差。
第18D圖繪示第九實施例的畸變像差。
第19圖繪示本發明光學成像鏡頭曲率形狀之示意圖。
第20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21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22圖表示第一實施例詳細的光學數據。
第23圖表示第一實施例詳細的非球面數據。
第24圖表示第二實施例詳細的光學數據。
第25圖表示第二實施例詳細的非球面數據。
第26圖表示第三實施例詳細的光學數據。
第27圖表示第三實施例詳細的非球面數據。
第28圖表示第四實施例詳細的光學數據。
第29圖表示第四實施例詳細的非球面數據。
第30圖表示第五實施例詳細的光學數據。
第31圖表示第五實施例詳細的非球面數據。
第32圖表示第六實施例詳細的光學數據。
第33圖表示第六實施例詳細的非球面數據。
第34圖表示第七實施例詳細的光學數據。
第35圖表示第七實施例詳細的非球面數據。
第36圖表示第八實施例詳細的光學數據。
第37圖表示第八實施例詳細的非球面數據。
第38圖表示第九實施例詳細的光學數據。
第39圖表示第九實施例詳細的非球面數據。
第40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19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19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，但第一透鏡10到第五透鏡50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是設置在第一透鏡10之前。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，例如濾光片72可以是紅外線濾除濾光片(IR cut filter)，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。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。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。
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和稱為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、第四透鏡40到第五透鏡50之間空氣間隙寬度G45、第五透鏡50到第六透鏡60之間空氣間隙寬度G56。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和即稱為AAG。亦即，AAG=G12+G23+G34+G45+G56。
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；第六透鏡像側面62至成像面71在光軸上的長度為BFL，包含第六透鏡60的像側面62到濾光片72在該光軸上的距離T6R，濾光片72的厚度TF，及濾光片72到成像面71在該光軸上的距離TFP，亦即，BFL=T6R+TF+TFP。
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2.93mm。
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10~60、濾光片72、光圈80、與成像面71所構成。光圈80是設置在第一透鏡10之前。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，第一透鏡10之第一物側面11以及第一像側面12皆為非球面。
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以及一圓周附近區域的凹面部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，第二透鏡20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，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為凸面，並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。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具有負屈光率，朝向物側2的第四物側面41為一凹面，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，並具有一位於光軸附近區域的凸面部46以及一在圓周附近的凸面部47。另外，第四透鏡40之第四物側面41以及第四像側面42皆為非球面。
第五透鏡50具有正屈光率，物側2的第五物側面51，具有一位於光軸附近區域的凸面部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，具有一位於光軸附近區域的凹面部56以及一位於圓周附近區域的凸面部57。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。
第六透鏡60具有負屈光率，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，以及一朝向像側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。另外，第六透鏡60之第六物側面61及第六像側面62皆為非球面。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22圖所示，非球面數據如第23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4.942公厘，而系統像高為2.93mm，HFOV為36.42度。第一實施例中各重要參數間的關係列舉如下：EFL=3.85
AAG=1.261
ALT=2.625
BFL=1.057
TTL=4.943
T1/T6=0.741
BFL/G56=3.683
EFL/G23=18.780
AAG/G12=5.389
BFL/T5=1.943
T6/G23=2.639
T5/T6=1.006
T1/G12=1.714
G56/G12=1.226
T3/T4=2.000
ALT/T6=4.852
G23/G12=0.876
T3/T5=1.107
BFL/G23=5.156
AAG/G12=5.389
EFL/T5=7.077
ALT/G12=11.218
AAG/T6=2.331
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，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。第二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5.111公厘，而系統像高為2.93mm，HFOV為35.00度。其各重要參數間的關係為：EFL=4.052
AAG=1.347
ALT=2.69
BFL=1.073
TTL=5.11
T1/T6=0.916
BFL/G56=3.484
EFL/G23=19.863
AAG/G12=4.970
BFL/T5=1.791
T6/G23=2.456
T5/T6=1.196
T1/G12=1.694
G56/G12=1.137
T3/T4=1.359
ALT/T6=5.369
G23/G12=0.753
T3/T5=0.866
BFL/G23=5.260
AAG/G12=4.970
EFL/T5=6.765
ALT/G12=9.926
AAG/T6=2.689
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，以及第三透鏡30的第三物側面31是一凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部33A，一位於圓周附近區域的凸面部34A。第三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5.255公厘，而系統像高為2.93mm，HFOV為33.75度。其各重要參數間的關係為：EFL=4.239
AAG=1.379
ALT=2.827
BFL=1.05
TTL=5.256
T1/T6=1.359
BFL/G56=2.339
EFL/G23=36.231
AAG/G12=4.706
BFL/T5=2.178
T6/G23=4.171
T5/T6=0.988
T1/G12=2.263
G56/G12=1.532
T3/T4=1.715
ALT/T6=5.793
G23/G12=0.399
T3/T5=1.263
BFL/G23=8.974
AAG/G12=4.706
EFL/T5=8.795
ALT/G12=9.648
AAG/T6=2.826
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，以及第三透鏡30的第三物側面31是一凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部33B，一位於圓周附近區域的凸面部34B。第四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5.175公厘，而系統像高為2.93mm，HFOV為34.00度。其各重要參數間的關係為：EFL=4.228
AAG=1.604
ALT=2.486
BFL=1.087
TTL=5.177
T1/T6=1.269
BFL/G56=1.698
EFL/G23=15.601
AAG/G12=8.020
BFL/T5=3.294
T6/G23=1.716
T5/T6=0.710
T1/G12=2.950
G56/G12=3.200
T3/T4=1.721
ALT/T6=5.346
G23/G12=1.355
T3/T5=1.627
BFL/G23=4.011
AAG/G12=8.020
EFL/T5=12.812
ALT/G12=12.430
AAG/T6=3.449
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。第五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5.271公厘，而系統像高為2.93mm，HFOV為34.00度。其各重要參數間的關係為：EFL=4.209
AAG=1.41
ALT=2.709
BFL=1.152
TTL=5.271
T1/T6=1.126
BFL/G56=3.339
EFL/G23=14.414
AAG/G12=5.975
BFL/T5=1.904
T6/G23=1.301
T5/T6=1.592
T1/G12=1.814
G56/G12=1.462
T3/T4=1.473
ALT/T6=7.129
G23/G12=1.237
T3/T5=1.050
BFL/G23=3.945
AAG/G12=5.975
EFL/T5=6.957
ALT/G12=11.479
AAG/T6=3.711
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。第六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5.258公厘，而系統像高為2.93mm，HFOV為34.33度。其各重要參數間的關係為：EFL=4.154
AAG=1.343
ALT=2.841
BFL=1.074
TTL=5.258
T1/T6=0.800
BFL/G56=3.150
EFL/G23=24.726
AAG/G12=4.729
BFL/T5=1.904
T6/G23=3.006
T5/T6=1.117
T1/G12=1.423
G56/G12=1.201
T3/T4=1.963
ALT/T6=5.626
G23/G12=0.592
T3/T5=1.333
BFL/G23=6.393
AAG/G12=4.729
EFL/T5=7.365
ALT/G12=10.004
AAG/T6=2.659
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。第七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5.206公厘，而系統像高為2.93mm，HFOV為34.00度。其各重要參數間的關係為：EFL=4.199
AAG=1.409
ALT=2.739
BFL=1.059
TTL=5.207
T1/T6=0.854
BFL/G56=3.330
EFL/G23=11.895
AAG/G12=6.975
BFL/T5=1.725
T6/G23=1.436
T5/T6=1.211
T1/G12=2.144
G56/G12=1.574
T3/T4=1.388
ALT/T6=5.402
G23/G12=1.748
T3/T5=0.904
BFL/G23=3.000
AAG/G12=6.975
EFL/T5=6.839
ALT/G12=13.559
AAG/T6=2.779
第八實施例
請參閱第15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16A圖、弧矢方向的像散像差請參考第16B圖、子午方向的像散像差請參考第16C圖、畸變像差請參考第16D圖。第八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，以及第一透鏡10的第一像側面12，具有一位於光軸附近區域的凹面部16C，與一位於圓周附近區域的凸面部17C，第三透鏡30的第三物側面31是一凹面，具有一位於光軸附近區域的凹面部33C，一位於圓周附近區域的凹面部34C。第八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5.184公厘，而系統像高為2.93mm，HFOV為34.00度。其各重要參數間的關係為：EFL=4.219
AAG=1.345
ALT=2.799
BFL=1.04
TTL=5.184
T1/T6=1.179
BFL/G56=2.488
EFL/G23=14.302
AAG/G12=20.379
BFL/T5=2.088
T6/G23=1.681
T5/T6=1.004
T1/G12=8.864
G56/G12=6.333
T3/T4=2.322
ALT/T6=5.643
G23/G12=4.470
T3/T5=1.390
BFL/G23=3.525
AAG/G12=20.379
EFL/T5=8.472
ALT/G12=42.409
AAG/T6=2.712
第九實施例
請參閱第17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18A圖、弧矢方向的像散像差請參考第18B圖、子午方向的像散像差請參考第18C圖、畸變像差請參考第18D圖。第九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。第九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5.503公厘，而系統像高為2.93mm，HFOV為34.00度。其各重要參數間的關係為：EFL=4.395
AAG=0.852
ALT=3.583
BFL=1.068
TTL=5.503
T1/T6=1.503
BFL/G56=10.680
EFL/G23=26.161
AAG/G12=3.000
BFL/T5=0.607
T6/G23=1.786
T5/T6=5.863
T1/G12=1.588
G56/G12=0.352
T3/T4=1.968
ALT/T6=11.943
G23/G12=0.592
T3/T5=0.318
BFL/G23=6.357
AAG/G12=3.000
EFL/T5=2.499
ALT/G12=12.616
AAG/T6=2.840
另外，各實施例之重要參數則整理於第40圖中。
本案的光學成像鏡頭可達成的功效至少包含：
1、第一透鏡具有正屈光率，可幫助系統聚光，提供鏡頭整體所需要之屈光率。
2、第二透鏡的物側面具有一在圓周附近區域的凹面部，像側面具有一在圓周附近區域的凹面部，第四透鏡的像側面具有一在光軸附近區域的凸面部，第五透鏡的物側面具有一在光軸附近區域的凸面部，像側面具有一在光軸附近區域的凹面部，第六透鏡的像側面具有一在圓周附近區域的凸面部，可搭配地達到改善像差的效果。
3、第六透鏡的材質為塑膠，有利減低鏡頭重量及降低製造成本。
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/T6建議應小於或等於1.4、ALT/T6建議應小於或等於6.0、 T5/T6建議應小於或等於1.22、AAG/T6建議應小於或等於2.9：第六透鏡是光學有效徑較大的透鏡，所以厚度厚，較容易製作，而第一透鏡的光學有效徑較小，因此T1相較於T6可以變薄的比例較大，而ALT、AAG為鏡頭中佔比例較大者，故若能設計縮短的比例較大，會有利光學成像鏡頭的長度縮短，另外，第五透鏡在光軸上的面形是凸凹透鏡，因此相對第六透鏡可以做得較薄，故T1/T6、ALT/T6、T5/T6、AAG/T6應趨小設計。T1/T6建議應小於或等於1.4，並以介於0.3~1.4較佳，ALT/T6建議應小於或等於6.0，並以介於4.0~6.0較佳，T5/T6建議應小於或等於1.22，並以介於0.3~1.22之間較佳，AAG/T6建議應小於或等於2.9，並以介於1.9~2.9之間較佳。
(2)BFL/T5建議應大於或等於1.9、EFL/T5建議應大於或等於1.9、T3/T5建議應大於或等於0.85：在鏡頭縮短的過程中，BFL與EFL都應趨小設計，第三透鏡也應趨小設計，然而因為第五透鏡在光軸上的面形是凸凹透鏡，所以T5相對EFL、BFL、T3可以縮短的比例較大，故BFL/T5、EFL/T5、T3/T5應趨大設計。BFL/T5建議應大於或等於1.9，並以介於1.9~4.0之間較佳，EFL/T5建議應大於或等於1.9，並以介於1.9~14.0之間較佳，T3/T5建議應大於或等於0.85，並以介於0.85~2.0之間較佳。
(3)BFL/G56建議應大於或等於2.0：BFL和G56相比，由於BFL需具有一定的寬度供其它元件(如濾光片等)放置，而G56則無此限制，所以BFL能縮小的比例較G56小，故BFL/G56應趨大設計，BFL/G56建議應大於或等於2.0，並以介於2.0~11.0之間較佳。
(4)BFL/G23建議應介於2.6~10.0之間、EFL/G23建議應介於10.5~30.0之間、T6/G23建議應介於1.0~3.5之間、T3/T4建議應大於或等於1.1：透鏡的厚度、透鏡間的間隙會影響焦距，而焦距會影響BFL，所以當滿足上述關係式時，光學鏡頭縮短的過程中能有較好的配置，可避免某一參數過大而使鏡頭過長，或某一參數過小而使得製作困難。建議T3/T4建議應大於或等於1.1，並以介於1.1~3.0之間較佳。
(5)AAG/G12建議應小於或等於9.0、T1/G12建議應小於或等於3.0、G56/G12建議應小於或等於4.0、G23/G12建議應小於或等於5.5、ALT/G12建議應小於或等於13.6：第一透鏡具正屈光率，入射的光經過第一透鏡後會聚光，由於該第二透鏡的邊緣兩側均為凹面，故光需在合適的高度內入射到到第二透鏡內，最後經過其它透鏡聚焦到成像面上，所以G12需保持有一定的寬度讓成像效果更好，所以和其它參數相比，所能縮小的比例較小，故AAG/G12、T1/G12、G56/G12、G23/G12、ALT/G12應趨小設計。AAG/G12建議應小於或等於9.0，並以介於2.0~9.0之間較佳，更佳的，AAG/G12建議應小於或等於7.0，此時AAG較小，易於其它參數的配置，T1/G12建議應小於或等於3.0，並以介於1.0~3.0之間較佳，G56/G12建議應小於或等於4.0，並以介於0.05~4.0之間較佳，G23/G12建議應小於或等於5.5，並以介於0.05~5.5之間較佳，ALT/G12建議應小於或等於13.6，並以介於8.0~13.6之間較佳。
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20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20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20圖中所示，影像模組120包括如前所述的光學成像鏡頭1。第20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21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‧‧‧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‧‧‧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‧‧‧凹面部
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‧‧‧凹面部
44‧‧‧凹面部
46‧‧‧凸面部
47‧‧‧凹面部
50‧‧‧第五透鏡
51‧‧‧第五物側面
52‧‧‧第五像側面
53‧‧‧凸面部
54‧‧‧凹面部
56‧‧‧凹面部
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
71‧‧‧成像面
72‧‧‧濾光片
80‧‧‧光圈
T1~T6‧‧‧透鏡中心厚度

Claims (18)

  1. 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第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡以及一第六透鏡，且該第一透鏡至該第六透鏡都具有屈光率，且包括一朝向物側使成像光線通過的物側面，以及一朝向像側且使成像光線通過的像側面：該第一透鏡具正屈光率；該第二透鏡的該物側面具有一在圓周附近區域的凹面部，該像側面具有一在圓周附近區域的凹面部；該第四透鏡的該像側面具有一在該光軸附近區域的凸面部；該第五透鏡的該物側面具有一在該光軸附近區域的凸面部，該像側面具有一在該光軸附近區域的凹面部；該第六透鏡的該像側面具有一在圓周附近區域的凸面部，且材質為塑膠；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，該第一透鏡與該第二透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G12，該第一透鏡至該第六透鏡之間在該光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，該第六透鏡在該光軸上的中心厚度為T6，並滿足ALT/G12≦13.6以及AAG/T6≦2.9之關係，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。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1，該第六透鏡在該光軸上的中心厚度為T6，並滿足T1/T6≦1.4之關係。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光學成像鏡頭，其中該第六透鏡的像側 面至一成像面在該光軸上的長度為BFL，該第五透鏡與該第六透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G56，並滿足2≦BFL/G56之關係。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭的整體焦距為EFL，該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G23，並滿足10.5≦EFL/G23≦30之關係。
  5. 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該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在該光軸上的間隙寬度為G12，並滿足AAG/G12≦9之關係。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學成像鏡頭，其中該第六透鏡的像側面至一成像面在該光軸上的長度為BFL，該第五透鏡在該光軸上的中心厚度為T5，並滿足1.9≦BFL/T5之關係。
  7. 如申請專利範圍第6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在該光軸上的間隙寬度為G23，並滿足1≦T6/G23≦3.5之關係。
  8. 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，該第六透鏡在該光軸上的中心厚度為T6，並滿足T5/T6≦1.22之關係。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1，該第一透鏡與該第二透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G12，並滿足T1/G12≦3之關係。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之光學成像鏡頭，其中該第五透鏡與該第六透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G56，該第一透鏡與該第二透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G12，並滿足G56/G12≦4之關係。
  11. 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，該第四透鏡在該光軸上的中心厚度為T4，並滿足1.1≦T3/T4之關係。
  12. 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在該光軸上的所有透鏡之中心厚度總和為ALT，該第六透鏡在該光軸上的中心厚度為T6，並滿足ALT/T6≦6之關係。
  13. 如申請專利範圍第12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在該光軸上的間隙寬度為G12，該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G23，並滿足G23/G12≦5.5之關係。
  14. 如申請專利範圍第13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0.85≦T3/T5之關係。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之光學成像鏡頭，其中該第六透鏡的像側面至一成像面在該光軸上的長度為BFL，該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G23，並滿足2.6≦BFL/G23≦10之關係。
  16. 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該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在該光軸上的間隙寬度為G12，並滿足AAG/G12≦7之關係。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭的整體焦距為EFL，該第五透鏡在該光軸上的中心厚度為T5，並滿足1.9≦EFL/T5之關係。
  18. 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該像側的一影像感測器。
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