TWI471594B - Portable electronic device with its optical imaging lens - Google Patents

Description

可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭

本發明是有關於一種光學鏡頭，特別是指一種可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭。

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、模組後座單元(module holder unit)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。

台灣專利公告號M354075、M360372，及1324262所揭露的鏡頭皆為四片式鏡頭，其中I324262一案所揭露之第一較佳實施例中，從一第一透鏡的一物側面至一成像平面在光軸上之距離為5.615mm。

台灣專利公開號200842429所揭露的鏡頭為四片式鏡頭，其該案所揭露之第一較佳實施例中，從一第一透鏡的一物側面至一成像平面在光軸上之距離為10.869mm。

美國專利公告號8102608所揭露的鏡頭為四片式鏡頭，其該案所揭露之第一較佳實施例中，從一第一透鏡的一物側面至一成像平面在光軸上之距離為7.22mm。

上述專利所揭露之成像鏡頭，其鏡頭長度皆較長，而不符合手機漸趨小型化之需求。

因此，本發明之目的，即在提供一種在縮短鏡頭系統長度的條件下，仍能夠保有良好的光學性能的光學成像鏡頭。

於是本發明光學成像鏡頭，從物側至像側依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡，及一第四透鏡，且該第一透鏡至該第四透鏡都包括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，且該第一透鏡的該物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，該第一透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。該第二透鏡的該物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，該第二透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凹面部。該第四透鏡為負屈光率透鏡，且該第四透鏡的該物側面具有 一位於光軸附近區域的凹面部。其中，該光學成像鏡頭的系統焦距為EFL，該第一透鏡在光軸的中心厚度為CT1，並滿足下列條件式：EFL/CT1≧5.30。其中，該光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有四片。

本發明光學成像鏡頭的有益效果在於：藉由該第一透鏡為正屈光率，可以增加聚光能力，且可壓低感測元件(Sensor)邊緣處的成像光線的主光線角度(Chief ray angle)，達成平行光輸入，並可以確保影像不會失真。該第二透鏡的該像側面具有位於光軸附近區域的該凹面部，可以利於修正該第一透鏡產生的像差，確保成像邊緣部分的成像品質。該第四透鏡的該物側面為非球面且具有在光軸附近區域的該凹面部，可以補正像差。再加上，該光學成像鏡頭恆滿足條件式：EFL/CT1≧5.30，則會使EFL和CT1值落在合適的範圍內，如此一來，有利於縮短鏡頭整體系統長度。

因此，本發明之另一目的，即在提供一種應用於前述的光學成像鏡頭的可攜式電子裝置。

於是，本發明的可攜式電子裝置，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前述所述的光學成像鏡頭、一用於供該光學成像鏡頭設置的鏡筒、一用於供該鏡筒設置的模組基座單元，及一設置於該光學成像鏡頭像側的影像感測器。

本發明可攜式電子裝置的有益效果在於：藉由 在該可攜式電子裝置中裝載具有前述的光學成像鏡頭的影像模組，以利該光學成像鏡頭在縮短系統長度的條件下，仍能夠提供良好之光學性能的優勢，在不犧牲光學性能的情形下製出更為薄型輕巧的可攜式電子裝置，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，而能滿足更高品質的消費需求。

10‧‧‧光學成像鏡頭

2‧‧‧光圈

3‧‧‧陽極

3‧‧‧第一透鏡

31‧‧‧物側面

310‧‧‧物側延伸部

311‧‧‧凸面部

312‧‧‧凹面部

32‧‧‧像側面

321‧‧‧凸面部

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‧‧‧凹面部

413‧‧‧凸面部

42‧‧‧像側面

420‧‧‧像側延伸部

421‧‧‧凹面部

422‧‧‧凸面部

423‧‧‧凹面部

5‧‧‧第三透鏡

51‧‧‧物側面

510‧‧‧物側延伸部

511‧‧‧凹面部

512‧‧‧凸面部

513‧‧‧凹面部

514‧‧‧凸面部

52‧‧‧像側面

520‧‧‧像側延伸部

521‧‧‧凸面部

522‧‧‧凹面部

523‧‧‧凸面部

6‧‧‧第四透鏡

61‧‧‧物側面

610‧‧‧物側延伸部

611‧‧‧凹面部

612‧‧‧凹面部

613‧‧‧凸面部

614‧‧‧凸面部

62‧‧‧像側面

620‧‧‧像側延伸部

621‧‧‧凹面部

622‧‧‧凸面部

7‧‧‧濾光片

71‧‧‧物側面

72‧‧‧像側面

8‧‧‧成像面

I‧‧‧光軸

1‧‧‧可攜式電子裝置

11‧‧‧機殼

120‧‧‧模組基座單元

121‧‧‧後座單元

122‧‧‧影像感測器後座

123‧‧‧鏡座

124‧‧‧鏡頭後座

125‧‧‧線圈

126‧‧‧磁性元件

130‧‧‧影像感測器

21‧‧‧鏡筒

Ⅱ、Ⅲ‧‧‧軸線

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：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是該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，說明該第一較佳實施例的各透鏡的非球面係數；圖5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四透鏡分別具有一物側延伸部及一像側延伸部的情形；圖6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7是該第二較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；圖8是一表格圖，說明該第二較佳實施例的各透鏡的光學數據； 圖9是一表格圖，說明該第二較佳實施例的各透鏡的非球面係數；圖10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11是該第三較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；圖12是一表格圖，說明該第三較佳實施例的各透鏡的光學數據；圖13是一表格圖，說明該第三較佳實施例的各透鏡的非球面係數；圖14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15是該第四較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；圖16是一表格圖，說明該第四較佳實施例的各透鏡的光學數據；圖17是一表格圖，說明該第四較佳實施例的各透鏡的非球面係數；圖18是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第五較佳實施例；圖19是該第五較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；圖20是一表格圖，說明該第五較佳實施例的各透鏡的光學數據；圖21是一表格圖，說明該第五較佳實施例的各透鏡的非球面係數；圖22是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第 六較佳實施例；圖23是該第六較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；圖24是一表格圖，說明該第六較佳實施例的各透鏡的光學數據；圖25是一表格圖，說明該第六較佳實施例的各透鏡的非球面係數；圖26是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第七較佳實施例；圖27是該第七較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；圖28是一表格圖，說明該第七較佳實施例的各透鏡的光學數據；圖29是一表格圖，說明該第七較佳實施例的各透鏡的非球面係數；圖30是一表格圖，說明該光學成像鏡頭的該第一較佳實施例至該第七較佳實施例的各項光學參數；圖31是一剖視示意圖，說明本發明可攜式電子裝置的一第一較佳實施例；及圖32是一剖視示意圖，說明本發明可攜式電子裝置的一第二較佳實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意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與圖3，本發明光學成像鏡頭10之一第一較佳實施例，從物側至像側沿一光軸I依序包含一第 一透鏡3、一光圈2、一第二透鏡4、一第三透鏡5、一第四透鏡6，及一濾光片7。當由一待拍攝物所發出的光線進入該光學成像鏡頭10，並經由該第一透鏡3、該光圈2、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6，及該濾光片7之後，會在一成像面8(Image Plane)形成一影像。該濾光片7為紅外線濾光片(IR Cut Filter)，用於防止光線中的紅外線透射至該成像面8而影響成像品質。補充說明的是，物側A是朝向該待拍攝物的一側，而像側B是朝向該成像面8的一側。

其中，該第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6，及該濾光片7都分別具有一朝向物側且使成像光線通過之物側面31、41、51、61、71，及一朝向像側且使成像光線通過之像側面32、42、52、62、72。其中，該等物側面31、41、51、61與該等像側面32、42、52、62皆為非球面。

參閱圖5，在此要特別說明的是，該第一透鏡3至該第四透鏡6還分別具有一自該物側面31、41、51、61周緣向外延伸且成像光線不通過的物側延伸部310、410、510、610，及一自該像側面32、42、52、62周緣向外延伸且.成像光線不通過的像側延伸部320、420、520、620，該第一透鏡3至該第四透鏡6的物側延伸部310、410、510、610和像側延伸部320、420、520、620分別用來供該等透鏡3、4、5、6組裝時所用。圖5主要是用來說明該等透鏡3、4、5、6的物側延伸部310、410、510、610，像側延 伸部320、420、520、620與其物側面31、41、51、61，像側面32、42、52、62的連接關係，不應以圖5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。

此外，為了滿足產品輕量化的需求，該第一透鏡3至該第四透鏡6皆為具備屈光率且都是塑膠材質所製成，但其材質仍不以此為限制。

該第一透鏡3為正屈光率的透鏡，該第一透鏡3的該物側面31為凸面且具有一位於光軸I附近區域的凸面部311，該第一透鏡3的該像側面32為凸面且具有一位於光軸I附近區域的凸面部321。

該第二透鏡4為負屈光率的透鏡，該第二透鏡4的該物側面41具有一位於光軸I附近區域的凸面部411，及一位在圓周附近區域的凹面部412，該第二透鏡4的該像側面42具有一位於光軸I附近區域的凹面部421，及一位於圓周附近區域的凸面部422。

該第三透鏡5為正屈光率的透鏡，該第三透鏡5的該物側面51具有一位於光軸I附近區域的凹面部511，及一位於圓周附近區域的凸面部512，該第三透鏡5的該像側面52具有一位於光軸I附近區域的凸面部521，及一位於圓周附近區域的凹面部522。

該第四透鏡6為負屈光率透鏡，該第四透鏡6的該物側面61具有一位於光軸I附近區域的凹面部611、一位於圓周附近區域的凹面部612，及一位於光軸I附近區域的凹面部611與該圓周附近區域的凹面部612中間的凸 面部614，該第四透鏡6的該像側面62具有一位於光軸I附近區域的凹面部621，及一位於圓周附近區域的凸面部622。

該第一較佳實施例的其他詳細光學數據如圖3所示，且該第一較佳實施例的整體系統焦距(effective focal length，簡稱EFL)為2.80mm，半視角(half field of view，簡稱HFOV)為31.255°、光圈值(Fno)為2.0，其系統長度為3.75mm。其中，該系統長度是指由該第一透鏡3的該物側面31到成像面8之間的距離。

此外，從第一透鏡3的物側面31到第四透鏡6的像側面62，共計八個面均是非球面，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；Z ：非球面之深度(非球面上距離光軸I為Y 的點，與相切於非球面光軸I上頂點之切面，兩者間的垂直距離)；Y ：非球面曲面上的點與光軸I的垂直距離；K ：錐面係數(conic constant)；及a _2i ：第2i階非球面係數。

該第一透鏡3的物側面31到第四透鏡6的像側面62在公式(1)中的各項非球面係數如圖4所示。

另外，該第一較佳實施例之光學成像鏡頭10中 各重要參數間的關係為：EFL/CT1=9.69；CT3/AC34=11.30；AAG/AC34=8.50；CT1/CT2=1.46；ALT/CT1=4.22；CT3/CT1=1.56；CT3/CT4=1.61；ALT/CT3=2.70；其中，CT1為該第一透鏡3在光軸I上的中心厚度；CT2為該第二透鏡4在光軸I上的中心厚度；CT3為該第三透鏡5在光軸I上的中心厚度；CT4為該第四透鏡6在光軸I上的中心厚度；AAG為該第一透鏡3到該第四透鏡6在光軸I上的三個空氣間隙總合；EFL(Effective Focal Length)為該光學成像鏡頭10的系統焦距；AC12為該第一透鏡3到該第二透鏡4在光軸I上的空氣間隙；AC34為該第三透鏡5到該第四透鏡6在光軸I上的空氣間隙；及ALT為所有透鏡在光軸的中心厚度總合。

再配合參閱圖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8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8上的畸變像差(distortion aberration)。本第一較佳實施例的縱向球差圖示圖2(a)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±0.04mm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±0.005mm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變化量落在±0.16mm內，說明本第一較佳實施例的光學系統能有效消除像差。而圖2(d)的畸變像差圖式則顯示本第一較佳實施例的畸變像差維持在±1.5%的範圍內，說明本第一較佳實施例的畸變像差已符合光學系統的成像品質要求，據此說明本第一較佳實施例相較於現有光學鏡頭，在系統長度已縮短至3.75mm的條件下，仍能提供較佳的成像品質，故本第一較佳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。

參閱圖6，為本發明光學成像鏡頭10的一第二 較佳實施例，其與該第一較佳實施例大致相似。其中，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例的主要不同之處在於：該光圈2是置於該第一透鏡3之前，而且該第二透鏡4的該物側面41為凸面且具有一位於該圓周附近區域的凸面部413，該第二透鏡4的該像側面42為凹面且具有一位於該圓周附近區域的凹面部423，及該第四透鏡6的該物側面61為凹面，而且僅具有一位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於圓周附近區域的凹面部612。

其詳細的光學數據如圖8所示，且該第二較佳實施例的整體系統焦距為2.40mm，半視角(HFOV)為35.304°、光圈值(Fno)為2.2，系統長度則為3.18mm。

如圖9所示，則為該第二較佳實施例的該第一透鏡3的物側面31到第四透鏡6的像側面62在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第二實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：EFL/CT1=8.30；CT3/AC34=11.30；AAG/AC34=8.50；CT1/CT2=1.46；ALT/CT1=4.22；CT3/CT1=1.56；CT3/CT4=1.61；及ALT/CT3=2.70。

配合參閱圖7，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，本第二較佳實施例也有效消除縱向球差，且具有明顯改善的色像差。而本第二較佳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變化量也都落在±0.16mm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3.18mm的條件下提供較佳的成像品質，使本第二較佳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。

參閱圖10，為本發明光學成像鏡頭10的一第三較佳實施例，其與該第一較佳實施例大致相似。其中，該第三較佳實施例與該第一較佳實施例的主要不同之處在於：該第二透鏡4的該物側面41為凸面且具有一位於圓周附近區域的凸面部413，該第二透鏡4的該像側面42為凹面且具有一位於圓周附近域的凹面部423，該第三透鏡5的該像側面52為凸面且具有一位於圓周附近區域的凸面部523，及該第四透鏡6的該物側面61為凹面，而且僅具有一位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於圓周附近區域的凹面部612。

其詳細的光學數據如圖12所示，且本第三較佳實施例的整體系統焦距為2.30mm，半視角(HFOV)為36.417°、光圈值(Fno)為2.2，系統長度則為3.20mm。

如圖13所示，則為該第三較佳實施例的該第一透鏡3的物側面31到第四透鏡6的像側面62在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第三較佳實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：EFL/CT1=7.96；CT3/AC34=11.30；AAG/AC34=8.50；CT1/CT2=1.46；ALT/CT1=4.22；CT3/CT1=1.56；CT3/CT4=1.61；及ALT/CT3=2.70。

配合參閱圖11，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三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，本第三較佳實施例也有效消除縱向球差，且具有明顯改善的色像差。而本第三較佳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變化量也都落在±0.10mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±1.0%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至3.20mm的條件下提供較佳的成像品質，使本第三較佳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。

參閱圖14，為本發明光學成像鏡頭10的一第四較佳實施例，其與該第一較佳實施例大致相似。其中，該第四較佳實施例與該第一較佳實施例的主要不同之處在於：該光圈2是置於該第一透鏡3之前，而且該第二透鏡4的該物側面41為凸面且具有一位於圓周附近區域的凸面部413，該第二透鏡4的該像側面42為凹面且具有一位於圓周附近區域的凹面部423，該第三透鏡5的該物側面51具有一位於圓周附近區域的凹面部513，及一位於圓周附近區域與光軸I附近區域之間的凸面部514，該第四透鏡6的該物側面61為凹面，而且僅具有一位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於圓周附近區域的凹面部612。

其詳細的光學數據如圖16所示，且本第四較佳實施例的整體系統焦距為3.47mm，半視角(HFOV)為34.692°、光圈值(Fno)為2.4，系統長度則為4.73mm。

如圖17所示，則為該第四較佳實施例的該第一透鏡3的物側面31到第四透鏡6的像側面62在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第四較佳實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：EFL/CT1=5.30；CT3/AC34=8.13；AAG/AC34=12.00；CT1/CT2=1.05；ALT/CT1=3.55； CT3/CT1=0.99；CT3/CT4=1.63；及ALT/CT3=3.58。

配合參閱圖15，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四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，本第四較佳實施例也有效消除縱向球差，且具有明顯改善的色像差。而本第四較佳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變化量也都落在±0.4mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±2%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至4.73mm的條件下提供較佳的成像品質，使本第四較佳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。

參閱圖18，為本發明光學成像鏡頭10的一第五較佳實施例，其與該第一較佳實施例大致相似。其中，該第五較佳實施例與該第一較佳實施例的主要不同之處在於：該第一透鏡3的該物側面31具有一位於該圓周附近區域的凹面部312，該第二透鏡4的該物側面41為凸面且具有一位於圓周附近區域的凸面部413，該第二透鏡4的該像側面42為凹面且具有一位於圓周附近區域的凹面部423，該第三透鏡5的該物側面51為凹面且具有一位於圓周附近區域的凹面部513，及該第四透鏡6的該物側面61僅一具有位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於該圓周附近區域 的凸面部613。

其詳細的光學數據如圖20所示，且本第五較佳實施例的整體系統焦距為2.30mm，半視角(HFOV)為36.463°、光圈值(Fno)為2.0，系統長度則為3.44mm。

如圖21所示，則為該第五較佳實施例的該第一透鏡3的物側面31到第四透鏡6的像側面62在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第五較佳實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：EFL/CT1=5.30；CT3/AC34=8.90；AAG/AC34=8.06；CT1/CT2=1.05；ALT/CT1=3.63；CT3/CT1=0.98；CT3/CT4=1.00；及ALT/CT3=3.71。

配合參閱圖19，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五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，本第五較佳實施例也有效消除縱向球差，且具有明顯改善的色像差。而本第五較佳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變化量也都落在±0.10mm的範圍內，且其畸變像 差也維持在±1.2%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至3.44mm的條件下提供較佳的成像品質，使本第五較佳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。

參閱圖22，為本發明光學成像鏡頭10的一第六較佳實施例，其與該第一較佳實施例大致相似。其中，該第六較佳實施例與該第一較佳實施例的主要不同之處在於：該第二透鏡4的該物側面41為凸面且具有一位於圓周附近區域的凸面部413，該第二透鏡4的該像側面42為凹面且具有一位於圓周附近區域的凹面部423，該第三透鏡5的該物側面51為凹面且具有一位於圓周附近區域的凹面部513，該第三透鏡5的該像側面52為凸面且具有一位於圓周附近區域的凸面部523，及該第四透鏡6的該物側面61僅具有一位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於該圓周附近區域的凸面部613。

其詳細的光學數據如圖24所示，且本第六較佳實施例的整體系統焦距為2.71mm，半視角(HFOV)為32.062°、光圈值(Fno)為2.0，系統長度則為3.96mm。

如圖25所示，則為該第六較佳實施例的該第一透鏡3的物側面31到第四透鏡6的像側面62在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第六較佳實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：EFL/CT1=6.55； CT3/AC34=6.68；AAG/AC34=8.22；CT1/CT2=2.26；ALT/CT1=4.28；CT3/CT1=1.28；CT3/CT4=0.82；及ALT/CT3=3.35。

配合參閱圖23，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六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，本第六較佳實施例也有效消除縱向球差，且具有明顯改善的色像差。而本第六較佳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變化量也都落在±0.25mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±1.0%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至3.96mm的條件下提供較佳的成像品質，使本第六較佳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。

參閱圖26，為本發明光學成像鏡頭10的一第七較佳實施例，其與該第一較佳實施例大致相似。其中，該第七較佳實施例與該第一較佳實施例的主要不同之處在於：該第二透鏡4的該物側面41為凸面且具有一位於圓周附近區域的凸面部413，該第二透鏡4的該像側面42為凹面且具有一位於圓周附近區域的凹面部423，該第三透鏡5 的該物側面51為凹面且具有一位於圓周附近區域的凹面部513，及該第四透鏡6的該物側面61僅具有一位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於該圓周附近區域的凸面部613。

其詳細的光學數據如圖28所示，且本第七較佳實施例的整體系統焦距為2.74mm，半視角(HFOV)為31.782°、光圈值(Fno)為2.0，系統長度則為3.87mm。

如圖29所示，則為該第七較佳實施例的該第一透鏡3的物側面31到第四透鏡6的像側面62在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第七較佳實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：EFL/CT1=7.01；CT3/AC34=4.89；AAG/AC34=8.00；CT1/CT2=2.17；ALT/CT1=3.63；CT3/CT1=1.06；及CT3/CT4=0.96；ALT/CT3=3.41。

配合參閱圖27，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七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，本第七較佳實施例也有效消 除縱向球差，且具有明顯改善的色像差。而本第七較佳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變化量也都落在±0.14mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±1.2%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至3.87mm的條件下提供較佳的成像品質，使本第七較佳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。

再配合參閱圖30，為上述七個較佳實施的各項光學參數的表格圖，當本發明光學成像鏡頭10中的各項光學參數間的關係式滿足下列條件式時，在系統長度縮短的情形下，仍然會有較佳的光學性能表現，使本發明應用於相關可攜式電子裝置時，能製出更加薄型化的產品：EFL/CT1≧5.30------------------------(2)；CT3/AC34≧4.80----------------------(3)；AAG/AC34≧8.00---------------------(4)；CT1/CT2≦1.50------------------------(5)；ALT/CT1≧3.55------------------------(6)；CT3/CT1≧1.40------------------------(7)；CT3/CT4≦1.75------------------------(8)；及ALT/CT3≧2.65------------------------(9)。

為了使鏡頭長度縮短，可以朝向將各透鏡厚度做薄的方式進行，而當EFL/CT1滿足上述條件式(2)時，會使EFL和CT1值落在合適的範圍內，而CT1值較小，其代表該第一透鏡3的厚度變薄，所以鏡頭長度較小，而較佳 地是滿足5.30≦EFL/CT1≦10.50。

為了使鏡頭長度縮短，可以朝向將AC34值變小的方式進行，而因為該第三透鏡5的光學有效徑較大，所以該第三透鏡5的厚度可以做的較厚使製造容易，而當CT3/AC34滿足上述條件式(3)時，會使CT3和AC34值落在合適的範圍內，而較佳地是滿足4.80≦CT3/AC34≦13.00。

為了使鏡頭長度縮短，可以朝向將各空氣間隙縮短的方式進行，而當AAG/AC34滿足上述條件式(4)時，會使AAG和AC34值落在合適的範圍內，而AC34值較小，其鏡頭長度可以有效地縮短，而較佳地是滿足8.00≦AAG/AC34≦14.00。

當CT1/CT2滿足上述條件式(5)時，會使CT1和CT2值落在合適的範圍內，讓CT1與CT2值皆較小，其代表該第一透鏡3與該第二透鏡4厚度變薄，所以鏡頭長度可以有效地縮短，而較佳地是滿足1.00≦CT1/CT2≦1.50。

當ALT/CT1滿足上述條件式(6)時，會使ALT和CT1值落在合適的範圍內，CT1值較小，表示該第一透鏡3厚度變薄，其鏡頭長度可以有效地縮短，而較佳地是滿足3.55≦ALT/CT1≦5.00。

當CT3/CT1滿足上述條件式(7)時，會使CT3和CT1值落在合適的範圍內，讓CT3與CT1值皆較小，其代表該第一透鏡3與該第三透鏡5厚度變薄，其鏡頭長度 可以有效地縮短，而較佳地是滿足1.40≦CT3/CT1≦1.70。

當CT3/CT4滿足上述條件式(8)時，會使CT3和CT4值落在合適的範圍內，讓CT3與CT4值皆較小，其代表該第三透鏡5與該第四透鏡6厚度變薄，其鏡頭長度可以有效地縮短，而較佳地是滿足0.75≦CT3/CT4≦1.75。

當ALT/CT3滿足上述條件式(9)時，會使ALT和CT3值落在合適的範圍內，CT3值較小，表示該第三透鏡5厚度變薄，其鏡頭長度可以有效地縮短，而較佳地是滿足2.65≦ALT/CT3≦3.90。

歸納上述，本發明光學成像鏡頭10，可獲致下述的功效及優點，故能達到本發明的目的：

一、藉由該第一透鏡3為正屈光率，可以增加聚光能力，並壓低感測元件(Sensor)邊緣處的成像光線的主光線角度(Chief ray angle)，達成平行光輸入，並可以確保影像不會失真。

二、藉由該第二透鏡4的該像側面42具有位於光軸I附近區域的該凹面部，可以利於修正該第一透鏡3產生的像差，以確保成像品質。

三、藉由該第四透鏡6的該物側面61為非球面，可以補正成像邊緣處的像差。再加上，該光學成像鏡頭10恆滿足條件式：EFL/CT1≧5.30，會使EFL和CT1值落在合適的範圍內，且CT1值較小，如此一來，以利於縮短 鏡頭整體系統長度。

四、本發明藉由相關設計參數之控制，例如EFL/CT1、CT3/AC34、AAG/AC34、CT1/CT2、ALT/CT1、CT3/CT1、CT3/CT4，及ALT/CT3等參數，使整個系統具有較佳的消除像差能力，例如消除球差之能力，再配合該等透鏡3、4、5、6物側面31、41、51、61或像側面32、42、52、62的凹凸形狀設計與排列，使該光學成像鏡頭10在縮短系統長度的條件下，仍具備能夠有效克服色像差的光學性能，並提供較佳的成像品質。

五、由前述七個較佳實施例的說明，顯示本發明光學成像鏡頭10的設計，其該等較佳實施例的系統長度皆可以縮短到5mm以內，相較於現有的光學成像鏡頭，應用本發明的鏡頭能製造出更薄型化的產品，使本發明具有符合市場需求的經濟效益。

參閱圖31，為應用前述光學成像鏡頭10的可攜式電子裝置1的一第一較佳實施例，該可攜式電子裝置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可攜式電子裝置1，但該可攜式電子裝置1的型式不以此為限。

該影像模組12包括一如前所述的光學成像鏡頭10、一用於供該光學成像鏡頭10設置的鏡筒21、一用於供該鏡筒21設置的模組基座單元120，及一設置於該光學成像鏡頭10像側的影像感測器130。該成像面8(見圖1)是形成於該影像感測器130。

該模組基座單元120具有一後座單元121，及一設置於該後座單元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是和該後座單元121沿一軸線Ⅱ同軸設置，且該鏡筒21設置於該後座單元121內側。

參閱圖32，為應用前述光學成像鏡頭10的可攜式電子裝置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可攜式電子裝置1的主要差別在於：該模組基座單元120為音圈馬達(VCM)型式。該後座單元121具有一與該鏡筒21外側相貼合且沿一軸線Ⅲ設置的鏡座123、一沿該軸線Ⅲ並環繞著該鏡座123外側設置的鏡座後座124、一設置在該鏡座123外側與該鏡座後座124內側之間的線圈125，及一設置在該線圈125外側與該鏡座後座124內側之間的磁性元件126。

該後座單元121的鏡座123可帶著該鏡筒21及設置在該鏡筒21內的光學成像鏡頭10沿該軸線Ⅲ移動。該影像感測器後座122則與該鏡座後座124相貼合。其中，該紅外線濾光片7則是設置在該影像感測器後座122。該可攜式電子裝置1的第二較佳實施例的其他元件結構則與第一較佳實施例的可攜式電子裝置1類似，在此不再贅述。

藉由安裝該光學成像鏡頭10，由於該光學成像鏡頭10的系統長度能有效縮短，使該可攜式電子裝置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，使本發明的可攜式電子裝置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。

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專利說明書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。

10‧‧‧光學成像鏡頭

2‧‧‧光圈

3‧‧‧第一透鏡

31‧‧‧物側面

311‧‧‧凸面部

32‧‧‧像側面

321‧‧‧凸面部

4‧‧‧第二透鏡

41‧‧‧物側面

411‧‧‧凸面部

412‧‧‧凹面部

42‧‧‧像側面

421‧‧‧凹面部

422‧‧‧凸面部

5‧‧‧第三透鏡

51‧‧‧物側面

511‧‧‧凹面部

512‧‧‧凸面部

52‧‧‧像側面

521‧‧‧凸面部

522‧‧‧凹面部

6‧‧‧第四透鏡

61‧‧‧物側面

611‧‧‧凹面部

612‧‧‧凹面部

614‧‧‧凸面部

62‧‧‧像側面

621‧‧‧凹面部

622‧‧‧凸面部

7‧‧‧濾光片

71‧‧‧物側面

72‧‧‧像側面

8‧‧‧成像面

I‧‧‧光軸

Claims (12)

1. 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，及一第四透鏡，且該第一透鏡至該第四透鏡都包括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，且該第一透鏡的該物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，該第一透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部；該第二透鏡的該物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，該第二透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凹面部；及該第四透鏡為負屈光率透鏡，且該第四透鏡的該物側面具有一位於光軸附近區域的凹面部；其中，該光學成像鏡頭的系統焦距為EFL，該第一透鏡在光軸的中心厚度為CT1，該第二透鏡在光軸的中心厚度為CT2，該第三透鏡在光軸的中心厚度為CT3，並滿足下列條件式：EFL/CT1≧5.30、CT1/CT2≦1.50、CT3/CT1≧1.40；其中，該光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有四片。
2. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡在光軸的中心厚度為CT3，自該第三透鏡到該第四透鏡沿光軸上的空氣間隙為AC34，並滿足下列條件式： CT3/AC34≧4.80。
3. 如請求項所述2的光學成像鏡頭，其中，所有透鏡在光軸的中心厚度總合為ALT，並滿足下列條件式：ALT/CT1≧3.55。
4. 如請求項2所述的光學成像鏡頭，其中，所有透鏡在光軸的中心厚度總合為ALT，並滿足下列條件式：ALT/CT3≧2.65。
5. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，自該第一透鏡到該第四透鏡沿光軸上的三個空氣間隙總合為AAG，自該第三透鏡到該第四透鏡沿光軸上的空氣間隙為AC34，並滿足下列條件式：AAG/AC34≧8.00。
6. 如請求項5所述的光學成像鏡頭，其中，所有透鏡在光軸的中心厚度總合為ALT，並滿足下列條件式：ALT/CT1≧3.55。
7. 如請求項6所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡在光軸的中心厚度為CT3，該第四透鏡在光軸的中心厚度為CT4，並滿足下列條件式：CT3/CT4≦1.75。
8. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡的該物側面還具有一位在圓周區域附近的凸面部。
9. 如請求項8所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡在光軸的中心厚度為CT3，並滿足下列條件式：1.40≦CT3/CT1≦1.70。
10. 一種可攜式電子裝置，包含：一機殼；及 一影像模組，是安裝在該機殼內，並包括一如請求1至請求項9中任一項所述的光學成像鏡頭、一用於供該光學成像鏡頭設置的鏡筒、一用於供該鏡筒設置的模組基座單元，及一設置於該光學成像鏡頭像側的影像感測器。
11. 如請求項10所述的可攜式電子裝置，其中，該模組基座單元具有一後座單元，該後座單元具有一與該鏡筒外側相貼合且沿一軸線設置的鏡座，及一沿該軸線並環繞著該鏡座外側設置的鏡頭後座，該鏡座可帶著該鏡筒與設置於該鏡筒內的光學成像鏡頭沿該軸線移動，以控制該光學成像鏡頭的移動對焦。
12. 如請求項11所述的可攜式電子裝置，其中，該模組基座單元還具有一位於該鏡頭後座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鏡頭後座相貼合。