TWI487942B - 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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TWI487942B TW103108738A TW103108738A TWI487942B TW I487942 B TWI487942 B TW I487942B TW 103108738 A TW103108738 A TW 103108738A TW 103108738 A TW103108738 A TW 103108738A TW I487942 B TWI487942 B TW I487942B
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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。
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。
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,由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,其中該第一透鏡具有負屈光率,該第二透鏡具有負屈光率,該第三透鏡具有屈光率,該第四透鏡的像側面具有一位於該光軸附近區域的凸 面部,該第五透鏡的像側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部,該第六透鏡的像側面具有一位於圓周附近區域的凹面部,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合為Gaa。
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。第六透鏡的像側面至該成像面在光軸上的長度為BFL。
本發明光學成像鏡頭中,滿足(G23+G34)/(G45+G56)≧9.0之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足ALT/G23≦6.0之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足5.26≦ALT/T5≦10.38之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足BFL/G12≧0.85之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足BFL/G23≦1.16之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足BFL/T2≦4.34之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足1.33≦BFL/T5≦3.91之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足Gaa/G12≧2.0之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足Gaa/G23≦2.55之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足Gaa/G34≧3.50之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足TTL/G23≦10.0之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足TTL/T1≦23.76之關係。
本發明光學成像鏡頭中,滿足TTL/T2≦26.0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
33A‧‧‧凹面部
34‧‧‧凹面部
34D‧‧‧凸面部
36‧‧‧凸面部
36D‧‧‧凹面部
37‧‧‧凸面部
37D‧‧‧凹面部
40‧‧‧第四透鏡
41‧‧‧第四物側面
42‧‧‧第四像側面
43‧‧‧凸面部
43B‧‧‧凹面部
44‧‧‧凸面部
44B‧‧‧凹面部
44C‧‧‧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
53C‧‧‧凹面部
54‧‧‧凸面部
54C‧‧‧凹面部
56‧‧‧凸面部
57‧‧‧凸面部
60‧‧‧第六透鏡
61‧‧‧第六物側面
62‧‧‧第六像側面
63‧‧‧凹面部
64‧‧‧凹面部
66‧‧‧凹面部
66E‧‧‧凸面部
67‧‧‧凹面部
70‧‧‧影像感測器
71‧‧‧成像面
80‧‧‧光圈
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可能是由透明的塑膠材質或是玻璃材質所製成,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是設置在第三透鏡30與第四透鏡40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、第三透鏡30、光圈80、第四透鏡40、第五透鏡50與第六透鏡60之後,會在像側3的成像面71上聚焦而形成清晰的影像。
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;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。
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。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合稱為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合即稱為Gaa。亦即,Gaa=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。
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3.0公厘。
第一實施例之光學成像鏡頭系統1主要由六枚具有屈光率之透鏡、光圈80、與成像面71所構成。在本較佳實施例中,光圈80是設置在第三透鏡30與第四透鏡40之間。
第一透鏡10具有負屈光率。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。
第二透鏡20具有負屈光率。朝向物側2的第二物側面21為一凸面,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。
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。
第四透鏡40具有正屈光率,朝向物側2的第四物側面41為一凸面,具有一位於光軸附近區域的凸面部43以及一位於圓周附近區域的凸面部44,而朝向像側3的第四像側面42為一凸面,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。
第五透鏡50具有正屈光率,朝向物側2的第五物側面51為一凸面,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凸面部54,朝向像側3的第五像側面52為一凸面,具有一位於光軸附近區域的凸面部56以及一位於圓周附近區域的凸面部57。
第六透鏡60具有負屈光率,朝向物側2的第六物側面61為一凹面,具有一位於光軸附近區域的凹面部63以及一位於圓周附近區域的凹面部 64,朝向像側3的第六像側面62為一凹面,具有在光軸附近區域的凹面部66及圓周附近區域的凹面部67。
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,第一透鏡10、第五透鏡50與第六透鏡60由玻璃材質所構成,而第二透鏡20、第三透鏡30與第四透鏡40由塑膠材質所構成。所有由玻璃材質所構成的透鏡曲面均為球面,而所有由塑膠材質構成的透鏡曲面,包括物側面21/31/41與像側面22/32/42,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,簡稱Fno)為2.6,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,HFOV為64.534度。曲率半徑、厚度及焦距的單位為公厘(mm)。光學成像鏡頭長度TTL(第一透鏡10之物側面11至成像面71的距離)為19.08公厘,而系統像高為3.0公厘。第一實施例中各重要參數間的關係如第40圖所示。
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。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類似,不同處在於透鏡之參數,如透鏡屈光率、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,在此為了更清楚顯示圖面,表面凹凸配置的特徵僅標示與第一實施例不同之處,而省略相同之處的標號。本較佳實施例的第三透鏡30的第三物側面31具有一位於光軸附近區域的凹面部33A。特別說明的是,在本較佳實施例中,該第五透鏡50與第六透鏡60之間為膠合。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19.13公厘,而系統像高為3.0公厘,HFOV為65.205度,Fno為2.4,所述數據如第24圖所示。各條件式之重要參數間的關係如第40圖所示。
值得注意的是,本實施例相較於第一實施例,進一步還具有半視場角較大而能增加取景範圍、光圈較大、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。第三實施例和第一實施例類似,不同處在於透鏡之參數,如透鏡材料、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。更詳細說明,本較佳實施例中,第五透鏡50與第六透鏡60由玻璃材質所構成,而第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30與第四透鏡40由塑膠材質所構成,本實施例中由塑膠材質所構成的透鏡曲面同樣符合上述所提及的非球面公式。另外本較佳實施例的第四透鏡40的第四物側面41具有一位於光軸 附近區域的凹面部43B以及一位於圓周附近區域的凹面部44B。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19.96公厘,而系統像高為3.0公厘,HFOV為62.182度,Fno為2.6。其各重要參數間的關係如第40圖所示。
值得注意的是,本實施例相較於第一實施例,進一步還具有易於製造且良率更高等優點。
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,如透鏡材料、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。更詳細說明,本較佳實施例中,只有該第五透鏡50由玻璃材質所構成,而第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40與第六透鏡60皆是由塑膠材質所構成,本實施例中由塑膠材質所構成的透鏡曲面同樣符合上述所提及的非球面公式。另外本較佳實施例的第四透鏡40的第四物側面41具有一位於圓周附近區域的凹面部44C,第五透鏡50的第五物側面51具有一位於光軸附近區域的凹面部53C及一位於圓周附近區域的凹面部54C,第六透鏡60的第六像側面62具有一位於光軸附近區域的凸面部66C。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20.51公厘,而系統像高為3.0公厘,HFOV為62.893度,Fno為2.6。其各重要參數間的關係如第40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,如透鏡材料、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。更詳細說明,本較佳實施例中,第五透鏡50與第六透鏡60由玻璃材質所構成,而第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40由塑膠材質所構成,本實施例中由塑膠材質所構成的透鏡曲面同樣符合上述所提及的非球面公式。另外本較佳實施例的第三透鏡30的第三物側面31具有一位於圓周附近區域的凸面部34D,第三像側面32具有一位於光軸附近區域的凹面部36D,及一圓周附近區域的凹面部37D,此外值得注意的是,本實施例中,光圈的位置與第一實施例不同,更詳細說明,本實施例中,光圈80’是位於第二透鏡20與第三透鏡30之間。另外,在本較佳實施例中,該第五透鏡50與第六透鏡60為膠合透鏡。第五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78.80公厘,而系統像高為3.0公厘,HFOV為60.0度,Fno為2.6。其各重要參數間的關係如第40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。在本較佳 實施例中,該第五透鏡50與第六透鏡60為膠合透鏡。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19.80公厘,而系統像高為3.05公厘,HFOV為59.169度,Fno為2.4。其各重要參數間的關係如第40圖所示。
值得注意的是,本實施例相較於第一實施例,還具有光圈較大、易於製造且良率更高等優點。
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。第七實施例和第一實施例類似,不同處在於透鏡之參數,如透鏡屈光率、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。另外本較佳實施例的第六透鏡60的第六像側面62具有一位於光軸附近區域的凸面部66E。在本較佳實施例中,該第五透鏡50與第六透鏡60為膠合透鏡。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18.94公厘,而系統像高為3.05公厘,HFOV為56.919度,Fno為2.4。其各重要參數間的關係如第40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、光圈較大、成像品質較佳、易於製造且良率更高等優點。
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。在本較佳實施例中,該第五透鏡50與第六透鏡60為膠合透鏡。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19.50公厘,而系統像高為3.05公厘,HFOV為62.725度,Fno為2.4。其各重要參數間的關係如第40圖所示。
值得注意的是,本實施例相較於第一實施例,還具有光圈較大、成像品質較佳、易於製造且良率更高等優點。
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。在本較佳實施例中,該第五透鏡50與第六透鏡60為膠合透鏡。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20.50公厘,而系統像高為3.05公厘,HFOV為58.823度,Fno為2.4。其各重要參數間的關係如第40圖所示。
值得注意的是,本實施例相較於第一實施例,還具有光圈較大、成像品質較佳、易於製造且良率更高等優點。
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:
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。不同參數之比例有較佳之範圍,下表二列出本發明所提及的各條件式之較佳範圍下限與較佳範圍上限,整理如下:
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。
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,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(Chip on Board,COB)的封裝方式而直接連接在基板172上,然本發明並不以此為限。
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。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‧‧‧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‧‧‧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‧‧‧凸面部
44‧‧‧凸面部
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‧‧‧凸面部
56‧‧‧凸面部
57‧‧‧凸面部
60‧‧‧第六透鏡
61‧‧‧第六物側面
62‧‧‧第六像側面
63‧‧‧凹面部
64‧‧‧凹面部
66‧‧‧凹面部
67‧‧‧凹面部
71‧‧‧成像面
80‧‧‧光圈
T1~T6‧‧‧透鏡中心厚度

Claims (17)

  1. 一種光學成像鏡頭,由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、一第五透鏡及一第六透鏡,每一透鏡都具有屈光率,且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:該第一透鏡,具有負屈光率;該第二透鏡,具有負屈光率;該第三透鏡,具有屈光率;該第四透鏡,其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部;該第五透鏡,其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部;以及該第六透鏡,其像側面具有一位於圓周附近區域的凹面部;其中,該第一透鏡到該第六透鏡之間在該光軸上之五個空氣間隙之總合為Gaa,該第一透鏡與該第二透鏡之間在該光軸上空氣間隙的寬度為G12,並滿足Gaa/G12≧2.0之關係,且該光學成像鏡頭只包括上述該第一透鏡至該第六透鏡共六片具有屈光率的透鏡。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭,其中該第一透鏡的物側面至一成像面在該光軸上的長度為TTL,該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1,並滿足TTL/T1≦23.76之關係。
  3. 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,該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上空氣間隙的寬度為G23,並滿足ALT/G23≦6.0之關係。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光學成像鏡頭,其中該第一透鏡的物側面至一成像面在該光軸上的長度為TTL,該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為 T2,並滿足TTL/T2≦26.0之關係。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭,其中該第一透鏡到該第六透鏡之間在該光軸上之五個空氣間隙之總合為Gaa,該第三透鏡與該第四透鏡之間在該光軸上空氣間隙的寬度為G34,並滿足Gaa/G34≧3.50之關係。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學成像鏡頭,其中該第一透鏡的物側面至一成像面在該光軸上的長度為TTL,該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上空氣間隙的寬度為G23,滿足TTL/G23≦10.0之關係。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭,其中該第六透鏡像側面至一成像面在該光軸上的長度為BFL,該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2,並滿足BFL/T2≦4.34之關係。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光學成像鏡頭,其中該第一透鏡到該第六透鏡之間在該光軸上之五個空氣間隙之總合為Gaa,該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上空氣間隙的寬度為G23,滿足Gaa/G23≦2.55之關係。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭,其中該第六透鏡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空氣間隙的寬度為G23,滿足BFL/G23≦1.16之關係。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭,其中該第六透鏡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1.33≦BFL/T5≦3.91之關係。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之光學成像鏡頭,其中該第二透鏡與該第三 透鏡之間在該光軸上空氣間隙的寬度為G23,該第三透鏡與該第四透鏡之間在該光軸上空氣間隙的寬度為G34,該第四透鏡與該第五透鏡之間在該光軸上空氣間隙的寬度為G45,該第五透鏡與該第六透鏡之間在該光軸上空氣間隙的寬度為G56,並滿足(G23+G34)/(G45+G56)≧9.0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,該第五透鏡在該光軸上的中心厚度為T5,並滿足5.26≦ALT/T5≦10.38之關係。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之光學成像鏡頭,其中該第六透鏡像側面至一成像面在該光軸上的長度為BFL,該第一透鏡與該第二透鏡之間在該光軸上空氣間隙的寬度為G12,並滿足BFL/G12≧0.85之關係。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭,其中該第五透鏡的物側面,更包括一位於光軸附近區域的凸面部。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭,其中更包括一光圈,位於該第三透鏡與該第四透鏡之間。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭,其中更包括一光圈,位於該第二透鏡與該第三透鏡之間。
  17. 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16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一像側的一影像感測器。
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