TWI490532B - 光學成像鏡頭與具有其同之電子裝置 - Google Patents

光學成像鏡頭與具有其同之電子裝置 Download PDF

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Description

光學成像鏡頭與具有其同之電子裝置
本發明乃是與一種光學成像鏡頭與具有其同之電子裝置相關，且尤其是與應用五片式透鏡之光學成像鏡頭與具有其同之可攜式電子裝置相關。
近年來，內建有數位相機用以拍攝數位影像的手機發展地日益蓬勃，且因著可攜式裝置薄型輕巧化之需求，讓其中的鏡片系統也愈趨小型化。隨著感光耦合元件(Charge Coupled Device，簡稱CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，簡稱CMOS)之技術進步和尺寸縮小，光學成像鏡頭也需要縮小體積，但具備良好光學性能也是必要顧及之處。
由於消費者對於成像品質的要求愈來愈高，習知包括四片透鏡的四片式光學成像鏡頭已無法滿足高解析度的需求。
在美國專利公開號2007/0236811、2007/0229984及日本專利公開號4847172中，所揭露的光學成像鏡頭均為五片式透鏡結構，然而這些專利所設計之鏡頭內從第一透鏡之物側面至一成像面在光軸上的距離相當地大，不利於手機和數位相機等攜帶型電子產品的薄型化設計。
本發明之實施例提供幾種皆具有五片透鏡的光學成像鏡頭及內建有光學成像鏡頭的可攜式電子裝置，以解決前述問題。
本發明之實施例提供一種光學成像鏡頭，僅包括五片透鏡，從物側至像側沿一光軸依序包括一光圈、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，每一透鏡都具有屈光率，而且具有一朝向物側的物側面及一朝向像側像側面。第一透鏡之物側面在光軸附近區域是凸的，第二透鏡之像側面在外圓周附近區域是凹的，第四透鏡之物側面在外圓周附近區域是凸的，第五透鏡之像側面在光軸附近區域是凹的且在外圓周附近區域是凸的。第一、第二、第三、第四及第五透鏡具有屈光率及厚度。第一、第二、第三、第四及第五透鏡的物側面及像側面皆為非球面，且此五片透鏡之厚度與其間的空氣間隙滿足特定的條件。
本發明之實施例亦提供一種內建有數位相機的可攜式電子裝置，包括：一機殼、一模組後座單元設置於機殼內、一鏡筒安裝於模組後座單元內及一光學成像鏡頭安裝於鏡筒內。光學成像模組僅包括五片透鏡，從物側至像側沿一光軸依序包括一光圈、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，每一透鏡都具有屈光率，且具有一朝向物側的物側面及一朝向像側的像側面。第一透鏡之物側面在光軸附近區域是凸的，第二透鏡之像側面在外圓周附近區域是凹的，第四透鏡之物側面在外圓周附近區域是凸的，第五透鏡之像側面在光軸附近區域是凹的且在外圓周附近區域是凸的。
在一實施例中，鏡筒可在光軸之方向上進行縱長地移動。
1,1'‧‧‧可攜式電子裝置
8‧‧‧濾光片
10‧‧‧光學鏡片系統
11‧‧‧機殼
12‧‧‧光學成像模組
21‧‧‧鏡筒
100,200,300,400,500,600‧‧‧光學成像鏡頭
120‧‧‧模組後座單元
130‧‧‧影像感測器
121‧‧‧鏡頭後座
122‧‧‧影像感測器後座
123‧‧‧第一座體單元
124‧‧‧第二座體單元
125‧‧‧線圈
126‧‧‧磁性元件
A,B,C,D,E‧‧‧區域
AG12,AG23,AG34,AG45‧‧‧空氣間隙
AS‧‧‧光圈
L1‧‧‧第一透鏡
L2‧‧‧第二透鏡
L3‧‧‧第三透鏡
L4‧‧‧第四透鏡
L5‧‧‧第五透鏡
T1,T2,T3,T4,T5‧‧‧透鏡厚度
II,III‧‧‧軸線
第1圖顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖。
第2圖顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖。
第3圖顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖。
第4圖顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖。
第5圖顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖。
第6圖顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之五片式透鏡之剖面結構示意圖。
第7A、7B及7C圖分別顯示依據本發明之第一實施例光學成像鏡頭之縱向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差與畸變像差圖之示意圖。
第8A、8B及8C圖分別顯示依據本發明之第二實施例光學成像鏡頭之縱向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差與畸變像差圖之示意圖。
第9A、9B及9C圖分別顯示依據本發明之第三實施例光學成像鏡頭之縱向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差與畸變像差圖之示意圖。
第10A、10B及10C圖分別顯示依據本發明之第四實施例光學成像鏡頭之縱向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差與畸變像差圖之示意圖。
第11A、11B及11C圖分別顯示依據本發明之第五實施例光學成像鏡頭之縱向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差與畸變像差圖之示意圖。
第12A、12B及12C圖分別顯示依據本發明之第六實施例光學成像鏡頭之縱向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差與畸變像差圖之示意圖。
第13圖顯示用以說明本發明使用的字詞之一示例性透鏡的剖面結構示意圖。
第14圖顯示用以說明本發明所使用的條件式之參數的一示例性透鏡的示意圖。
第15A圖顯示依據本發明之一實施例之內建有光學成像模組之可攜式電子裝置之一剖面結構示意圖。
第15B圖顯示依據本發明之另一實施例之內建有光學成像 模組之可攜式電子裝置之一剖面結構示意圖。
為進一步說明各實施例，本發明乃提供有圖式。此些圖式乃為本發明揭露內容之一部分，其主要係用以說明實施例，並可配合說明書之相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域具有通常知識者應能理解其他可能的實施方式以及本發明之優點。圖中的元件並未按比例繪製，而類似的元件符號通常用來表示類似的元件。
本篇說明書所言之「一透鏡具有正屈光率(或負屈光率)」，是指所述透鏡位於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)包括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。
第13圖顯示用以說明本發明使用的字詞之一示例性透鏡的剖面結構示意圖。以第13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」是指位於透鏡上成像光線通過之區域之位於圓周附近區域，亦即圖中之C區域，其中，成像光線包括了主光線(chief ray)Lc及邊緣光線(marginal ray)Lm。「光軸附近區域」是指該成像光線通過之曲面之光軸附近區域，亦即圖中之A區域。「外圓周附近區域」是指位於透鏡上僅供成像光線通過之曲面之位於圓周附近區域，亦即圖中之C或D區域。此外，該透鏡還包含一延伸部E，用以供該透鏡組裝於一鏡筒內，成像光線可能會通過該延伸部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部分的延伸部。
本發明之實施例提供一種光學成像鏡頭，其可廣泛地應用於可攜式或穿戴式裝置中，如：手機、數位相機、數位攝像機、平板電腦等 及其他於其中裝設CCD或CMOS影像感測器的裝置。
第1圖顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭100之五片式透鏡之剖面結構示意圖。光學成像鏡頭1從物側A1至像側A2沿著光軸依序包括一光圈(aperture stop)AS、一第一透鏡L1、一第二透鏡L2、一第三透鏡L3、一第四透鏡L4及一第五透鏡L5。
第一透鏡L1具有正屈光率、一在光軸附近區域為凸的凸面 物側面及一凸面像側面。第二透鏡L2具有負屈光率、一凸面物側面及一在外圓周附近區域為凹的凹面像側面。第三透鏡L3具有正屈光率、一在光軸附近區域為凸且在外圓周附近區域為凹的物側面、及一凸面像側面。第四透鏡L4具有正屈光率、一在光軸附近區域為凹且在外圓周附近區域為凸的物側面及一凸面像側面。第五透鏡L5具有負屈光率、一在光軸附近區域為凸、在外圓周附近區域為凸且在光軸附近區域與外圓周附近區域之間為凹的物側面及一在光軸附近區域為凹且在圓周附近區域為凸的像側面。此五片透鏡的物側面與像側面皆為非球面。在此以R1、R2分別表示第一透鏡L1的物側面與像側面、以R3、R4分別表示第二透鏡L2的物側面與像側面、以R5、R6分別表示第三透鏡L3的物側面與像側面、以R7、R8分別表示第四透鏡L4的物側面與像側面且以R9、R10分別表示第五透鏡L5的物側面與像側面。
光學成像鏡頭100可包括一紅外線濾光片(IR cut filter)設於第五透鏡與一成像面之間，依據本發明之一實施例，濾光件可將入射光中的紅外線波段過濾掉。
在第1圖到第6圖中，T1表示第一透鏡L1的厚度，T2表示第二透鏡L2的厚度，T3表示第三透鏡L3的厚度，T4表示第四透鏡L4的厚度，T5表示第五透鏡L5的厚度。在本篇說明書中，AG12表示第一、第二透鏡之間的空氣間隙，AG23表示第二、第三透鏡之間的空氣間隙，AG34表示第三、第四透鏡之間的空氣間隙，AG45表示第四、第五透鏡之間的空氣間隙。BFL代表光學成像鏡頭的後焦距，即第五透鏡之像側面至成像面在光軸上的距離。
在其後段落中，ALT代表第一至第五透鏡在光軸上的五片 鏡片厚度總和，AAG表示第一至第五透鏡之間在光軸上的四個空氣間隙寬度總和，EFL指的是光學成像鏡頭的有效焦距，TL為第一透鏡之物側面至第五透鏡之像側面在光軸上的距離。
根據本發明之實施例，為了縮短光學成像鏡頭的鏡頭長度，需要縮短透鏡厚度及透鏡間的空氣間隙。然而，縮減透鏡總厚度、同時還維持適當的光學特性是相當困難的。因此，在此設計第一透鏡具有正屈光率、第二透鏡具有負屈光率而第四透鏡具有正屈光率。
依據本發明之實施例，為了使光學成像鏡頭的鏡頭長度更為縮短且同時具有良好的光學特性，必須滿足下列條件式：
表格1A顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭100之各鏡片之詳細鏡片數據。在表格1A及其後的表格2A、3A、4A、5A及6A中，表面標號1代表物體(圖未示)，表面標號2代表光圈，而其厚度乃是光圈相對於第一透鏡之物側面在光軸上的距離，此一負值表示光圈乃是設置於第一透鏡之前，表面標號3代表L1的物側面，而其厚度乃是第一透鏡在光軸上的厚度，表面標號4代表L1的像側面，而其厚度乃是第一與第二透鏡之間的空氣間隙在光軸上的寬度，表面標號5代表L2的物側面，而其厚度乃是第二透鏡在光軸上的厚度，表面標號6代表L2的像側面，而其厚度乃是第二與第三透鏡之間的空氣間隙在光軸上的寬度，表面標號7代 表L3的物側面，而其厚度乃是第三透鏡在光軸上的厚度，表面標號8代表L3的像側面，而其厚度乃是第三與第四透鏡之間的空氣間隙在光軸上的寬度，表面標號9代表L4的物側面，而其厚度乃是第四透鏡在光軸上的厚度，表面標號10代表L4的像側面，而其厚度乃是第四與第五透鏡之間的空氣間隙在光軸上的寬度，表面標號11代表L5的物側面，而其厚度乃是第五透鏡在光軸上的厚度，表面標號12代表L5的像側面，而其厚度乃是第五透鏡與紅外線濾光片之間的空氣間隙在光軸上的寬度，表面標號13代表紅外線濾光片的物側面，而其厚度乃是紅外線濾光片在光軸上的厚度，表面標號14代表紅外線濾光片的像側面，而其厚度乃是紅外線濾光片與成像面之間的空氣間隙在光軸上的寬度，表面標號15代表成像面。
在第一實施例中，光學成像鏡頭100的EFL是3.703mm，光學成像鏡頭100從第一透鏡L1物側面至成像面的鏡頭長度是4.636mm，像高為2.856mm，HFOV為36.982，Fno為2.05。
此五片透鏡之非球面(表面編號3至12)皆是依下列非球面曲線公式定義： 其中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為該非球面上的點與光軸之間的垂直距離)，c為非球面頂點之曲率(vertex curvature)，，為以公厘為單位之透鏡表面到光軸的徑向距離(radial distance)，u等於r/rn ，rn 為歸一化半徑(normalization radius(NRADIUS))，K為錐面係數(Conic Constant)，Qm con 為第m階Qcon 多項式(mth Qcon polynomial)，am 為第m階Qcon 係數(mth Qcon coefficient)，x、y、z關係如第14圖所示，其中z軸就是光軸。
表格1B顯示第一實施例的五片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第7A圖、第7B圖及第7C圖分別顯示第一實施例的縱向球差(longitudinal spherical aberration)、弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatism aberration)、子午(tangential)方向的像散像差及畸變像差(distortion aberration)。如第7A圖中所示，對於波長為470nm(以G標示)、555nm(以B標示)及650nm(以R標示)，其縱向球差乃是控制在成像點的±0.025mm以內。如第7B圖所示，對於該R、G、B波長的光，弧矢方向(以s1、s2、s3標示)與子午方向(以t1、t2、t3標示)的像散像差的變化量乃是落在±0.03mm內。如第7C圖中所示，對於該R、G、B三種波長的光，畸變像差則是維持在±2.5%的範圍內。
第2圖顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭200之五片式透鏡之剖面結構示意圖。光學成像鏡頭200具有與光學成像鏡頭100類似的結構，唯其中各透鏡的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、空氣間隙寬度、非球面係數、焦距及其他相關的參數不同。在表面凹凸配置上的差異是，在光學成像鏡頭200中，第三透鏡L3具有在光軸附近區域為凹且在外圓周附近區域為凸的像側面。
表格2A顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭200之各鏡片之詳細鏡片數據，其EFL為3.530mm，HFOV為38.476，Fno為2.05，從第一透鏡L1物側面至成像面的鏡頭長度是4.598mm，像高為2.856mm。
表格2B顯示第二實施例的五片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第8A圖、第8B圖及第8C圖分別顯示第二實施例的縱向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差和畸變像差。如第8A圖中所示，對於波長為470nm(以G標示)、555nm(以B標示)及650nm(以R標示)，其縱向球差乃是控制在成像點的±0.025mm以內。如第8B圖所示，對於該R、G、B波長的光，弧矢方向(以s1、s2、s3標示)與子午方向(以t1、t2、t3標示)的像散像差的變化量乃是落在±0.025mm內。如第8C圖中所示，對於該R、G、B三種波長的光，畸變像差則是維持在±2.5%的範圍內。
第3圖顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭300之 五片式透鏡之剖面結構示意圖。光學成像鏡頭300具有與光學成像鏡頭100類似的結構，唯其中各透鏡的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、空氣間隙寬度、非球面係數、焦距及其他相關的參數不同。在表面凹凸配置上的差異是，在光學成像鏡頭300中，第三透鏡L3具有在光軸附近區域為凹且在外圓周附近區域為凸的像側面。
表格3A顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭300之各鏡片之詳細鏡片數據，其中EFL為3.581mm，HFOV為37.975，Fno為2.05，從第一透鏡L1物側面至成像面的鏡頭長度是4.633mm，像高為2.856mm。
表格3B顯示第三實施例的五片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第9A圖、第9B圖及第9C圖分別顯示第三實施例的縱向球 差、弧矢方向及子午方向的像散像差和畸變像差。如第9A圖中所示，對於波長為470nm(以G標示)、555nm(以B標示)及650nm(以R標示)，其縱向球差乃是控制在成像點的±0.025mm以內。如第9B圖所示，對於該R、G、B波長的光，弧矢方向(以s1、s2、s4標示)與子午方向(以t1、t2、t4標示)的像散像差的變化量乃是落在±0.025mm內。如第9C圖中所示，對於該R、G、B四種波長的光，畸變像差則是維持在±2.0%的範圍內。
第4圖顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭400之五片式透鏡之剖面結構示意圖。光學成像鏡頭400具有與光學成像鏡頭100類似的結構，唯其中各透鏡的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、空氣間隙寬度、非球面係數、焦距及其他相關的參數不同。在表面凹凸配置上的差異是，在光學成像鏡頭400中，第三透鏡L3具有凹的物側面，且第四透鏡L4具有在光軸附近區域為凸且在外圓周附近區域為凹的像側面。
表格4A顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭400之各鏡片之詳細鏡片數據，其EFL為4.630mm，HFOV為30.900，Fno為2.05，從第一透鏡L1物側面至成像面的鏡頭長度是5.528mm，像高為2.856mm。。
表格4B顯示第四實施例的五片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第10A圖、第10B圖及第10C圖分別顯示第四實施例的縱向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差和畸變像差。如第10A圖中所示，對於波長為470nm(以G標示)、555nm(以B標示)及650nm(以R標示)，其縱向球差乃是控制在成像點的±0.08mm以內。如第10B圖所示，對於該R、G、B波長的光，弧矢方向(以s1、s2、s5標示)與子午方向(以t1、t2、t5標示)的像散像差的變化量乃是落在±0.08mm內。如第10C圖中所示，對於該R、G、B不同波長的光，畸變像差則是維持在±2.0%的範圍內。
第5圖顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭500之五片式透鏡之剖面結構示意圖。光學成像鏡頭500具有與光學成像鏡頭100類似的結構，唯其中各透鏡的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、空氣間隙寬度、非球面係數、焦距及其他相關的參數不同。在表面凹凸配置上的差異是，在光學成像鏡頭500中，第三透鏡L3具有在光軸附近區域為凹且在外圓周附近區域為凸的像側面。
表格5A顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭500之各鏡片之詳細鏡片數據，其EFL為3.661mm，HFOV為37.731，Fno為2.05，從第一透鏡L1物側面至成像面的鏡頭長度是4.743mm，像高為2.856mm。。
表格5B顯示第五實施例的五片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第11A圖、第11B圖及第11C圖分別顯示第五實施例的縱向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差和畸變像差。如第11A圖中所示，對於波長為470nm(以G標示)、555nm(以B標示)及650nm(以R標示)，其縱向球差乃是控制在成像點的±0.05mm以內。如第11B圖所示，對於該R、G、B波長的光，弧矢方向(以s1、s2、s5標示)與子午方向(以t1、t2、t5標示)的像散像差的變化量乃是落在±0.025mm內。如第11C圖中所示，對於該R、G、B不同波長的光，畸變像差則是維持在±2.0%的範圍內。
第6圖顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭600之五片式透鏡之剖面結構示意圖。光學成像鏡頭600具有與光學成像鏡頭100類似的結構，唯其中各透鏡的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、空氣間隙寬度、非球面係數、焦距及其他相關的參數不同。在表面凹凸配置上的差異是，在光學成像鏡頭600中，第三透鏡L3具有負屈光率以及凹的物側面。
表格6A顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭600之各鏡片之詳細鏡片數據，其EFL為3.947mm，HFOV為35.326，Fno為2.20，從第一透鏡L1物側面至成像面的鏡頭長度是4.820mm，像高為2.856mm。。
表格6B顯示第六實施例的五片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第12A圖、第12B圖及第12C圖分別顯示第六實施例的縱向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差和畸變像差。如第12A圖中所示，對於波長為470nm(以G標示)、555nm(以B標示)及650nm(以R標示)，其縱向球差乃是控制在成像點的±0.50mm以內。如第12B圖所示，對於該R、G、B波長的光，弧矢方向(以s1、s2、s5標示)與子午方向(以t1、t2、t5標示)的像散像差的變化量乃是落在±0.05mm內。如第12C圖中所示，對於該R、G、B不同波長的光，畸變像差則是維持在±2.0%的範圍內。
依據本發明之實施例的光學成像鏡頭100、200、300、400、500及600皆具有下列光學特性與優點。本發明之實施例提供的每個光學成像鏡頭100、200、300、400、500及600從物側到像側都依序包括一光圈、 一第一、第二、第三、第四及第五透鏡。此五片透鏡之每一透鏡皆具有一物側面及一像側面，且此些表面都是非球面。第一透鏡之物側面在光軸附近區域是凸的，第二透鏡之像側面在外圓周附近區域是凹的，第四透鏡之物側面在外圓周附近區域是凸的，第五透鏡之像側面在光軸附近區域是凹的且在外圓周附近區域是凸的。第一、第二、第三、第四及第五透鏡具有屈光率，且其之組合產生優異的成像品質。
透鏡表面的凹凸起伏、透鏡厚度、透鏡間的空氣間隙寬度和光圈的位置皆可有效地縮短光學成像鏡頭的鏡頭長度，同時加強其之光學特性和製造簡易度。依據本發明之實施例，滿足下列條件式能更為縮短光學成像鏡頭之鏡頭長度並減輕其重量，同時還能提供良好的光學特性：AAG/AG34值小於或等於16.00。為了有助於光學成像鏡頭的微型化，在此設計AAG值的縮小幅度相較於AG34來得更小。為了使成像光線從光學有效徑較小的第三透鏡射出後，行徑至適合的高度進入光學有效徑較大的第四透鏡，因此不適合太為過度縮小AG34值，這造成了AG34縮短的限制。上述特性造成AAG/AG34值受一上限限制，在此建議AAG/AG34值是小於或等於16.00，且較佳地AAG/AG34值是落在1.5到16.0之間。
AG34/T2值大於或等於0.65。如前所述，AG34值不適合過於縮小，因此第二透鏡的厚度可以較大的幅度縮小，在此建議AG34/T2值是大於或等於0.65，且較佳地AG34/T2值是落在0.65到2.5之間。
考量成像光線路徑與透鏡製造困難度，與縮小第二透鏡的厚度相較，要縮減第三至第五透鏡之間的空氣間隙寬度是相對困難的。因此，在此建議(AG34+AG45)/T2值是大於或等於1.50，且較佳地是介於1.5到5.5之間。
第四、第五透鏡的厚度比第二透鏡的厚度來得厚，因此限制了對於T4、T5值的縮小幅度，這使得(T4+T5)/T2值有一下限，在此建議(T4+T5)/T2值為大於或等於4.0，且較佳地是落在4到6之間。
類似地，在此設計T5/T2值為大於或等於1.8，且較佳地是落在1.8到3之間。
考量到成像光線路徑與鏡片製造難度，相較於減少第二透鏡 的厚度，要縮短第四、第五透鏡之間的空氣間隙寬度或第五透鏡的厚度都是相對困難許多的。因此，在此建議(AG45+T5)/T2值是大於或等於2.60，且較佳地是介於2.6到7之間。類似地，AG45/T2值建議是大於或等於1.00，並較佳地是介於1到5之間。
減少EFL值可以有效地縮短鏡頭長度，因此EFL的縮短幅度乃是比AG45的縮短幅度大，這使得EFL/(AG45+T5)值有一上限值，在此建議是5.20，且較佳地，EFL/(AG45+T5)值是介於3到5.2之間。
減少TL值可幫助縮短鏡頭長度，然而考量到成像光線路徑與製造難易度，會使得(TL+T5)/AG45值受一上限約束，在此建議其為22.0，且較佳地，(TL+T5)/AG45值是介於10.0到22.0之間。
減少EFL值可以有效地縮短鏡頭長度，因此EFL的縮短幅度乃是比AG34或T5的縮短幅度大，這使得EFL/(AG34+T5)值有一上限值，在此建議是6.80，且較佳地，EFL/(AG34+T5)值是介於3到6.8之間。
當(AG34+AG45)/(AG12+AG23)值是大於或等於1.20時，可幫助光學成像鏡頭提供良好的成像品質及光學特性，且較佳地，(AG34+AG45)/(AG12+AG23)值是介於1.2到2.5之間。
表格7顯示上述六個實施例的各個數值。
如表格7中所示，每個實施例的該些數值皆是滿足於上述條件式。
本發明之實施例亦提供一種內建有輕薄光學成像模組的可攜式電子裝置。第15圖顯示依據本發明之一實施例之內建有光學成像模組之可攜式電子裝置1。可攜式電子裝置1包含一機殼11及一安裝在機殼11內的光學成像模組12。可攜式電子裝置1可為一手機、個人數位助理(personal digital assistant，簡稱PDA)或其類等。光學成像模組12包括一光學鏡片系統10、一鏡筒21、一用於供鏡筒21設置的模組後座單元(module housing unit)120及形成成像面的一影像感測器130。在一實施例中，光學鏡片系統10可包括諸如前面所述六個實施例的五片式光學成像鏡頭。
在一實施例中，模組後座單元120包括一鏡頭後座121及設置在鏡頭後座121與影像感測器130之間的一影像感測器後座122。鏡筒21是和鏡頭後座121沿一軸線I-I'同軸設置。
第15B圖顯示依據本發明之另一實施例之內建有光學成像模組之可攜式電子裝置1'。可攜式電子裝置1'與第一較佳實施例的可攜式電子裝置1類似，因此在此對於同樣的元件使用相同的標號標示。其間主要差別在於：可攜式電子裝置1'的模組後座單元120包括一音圈馬達(voice coil motor，簡稱VCM)驅動模組。鏡頭後座121具有與鏡筒21外側表面相貼合且沿一軸線I-I'設置一第一座體單元123及環繞著第一座體單元123外側 表面設置的一第二座體單元124。鏡頭後座121更包括設置在第一座體單元123外側表面與第二座體單元124內側表面之間的一線圈125及設置在線圈125外側表面與第二座體單元124內側表面之間的磁性元件126。
第一座體單元123可帶著鏡筒21及設置在鏡筒21內的光學鏡片系統10沿著光軸來回地進行縱長移動。影像感測器後座122與第二座體單元124之間是穩固地裝載在一起。在一實施例中，在影像感測器後座122上更設置了一濾光片8。可攜式電子裝置1'的其他元件結構則與第一實施例的可攜式電子裝置1類似，在此不再贅述。
由於有效地縮短了光學鏡片系統10的長度，使得可攜式電子裝置1及1'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。
以上敍述依據本發明多個不同實施例，其中各項特徵可以單一或不同結合方式實施。因此，本發明實施方式之揭露為闡明本發明原則之具體實施例，應不拘限本發明於所揭示的實施例。進一步言之，先前敍述及其附圖僅為本發明示範之用，並不受其限囿。其他元件之變化或組合皆可能，且不悖于本發明之精神與範圍。
100‧‧‧光學成像鏡頭
AG12,AG23,AG34,AG45‧‧‧空氣間隙
AS‧‧‧光圈
L1‧‧‧第一透鏡
L2‧‧‧第二透鏡
L3‧‧‧第三透鏡
L4‧‧‧第四透鏡
L5‧‧‧第五透鏡
T1,T2,T3,T4,T5‧‧‧透鏡厚度

Claims (19)

  1. 一種光學成像鏡頭，僅包括五片透鏡，從物側至像側沿一光軸依序包括一光圈、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，每一透鏡都具有一朝向物側的物側面及一朝向像側的像側面，其中：該第一透鏡之該物側面在光軸附近區域是凸的；該第二透鏡之該像側面在外圓周附近區域是凹的；該第四透鏡之該物側面在外圓周附近區域是凸的；該第五透鏡之該像側面在光軸附近區域是凹的且在外圓周附近區域是凸的；及該第一、第二、第三、第四及第五透鏡具有屈光率；其中該光學成像鏡頭中有屈光率的透鏡總共只有上述五片透鏡，T2為該第二透鏡在該光軸上的厚度，T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度，還滿足1.80T5/T2的條件式。
  2. 申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭還滿足AAG/AG3416.00的條件式，AG34為該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度，AAG為該第一至該第五透鏡之間在光軸上的四個空氣間隙寬度總和。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭還滿足0.65AG34/T2的條件式。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭還滿足1.50(AG34+AG45)/T2的條件式，AG45為該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭還滿足4.00(T4+T5)/T2的條件式，T4為該第四透鏡在光軸上的厚度。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的光學成像鏡頭，其中該第五透鏡之該物側面在外圓周附近區域是凸的。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的光學成像鏡頭，其中還滿足1.50(AG34+AG45)/T2的條件式，AG45為該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足2.60(AG45+T5)/T2的條件式。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足4.90(T4+T5)/T2的條件式，T4為該第四透鏡在光軸上的厚度。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足0.65AG34/T2的條件式，AG34為該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足1.00AG45/T2的條件式，AG45為該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足EFL/(AG45+T5)5.20的條件式，EFL為光學成像鏡頭的有效焦距。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足10.0(TL+T5)/AG4522.0的條件式，TL為該第一透鏡之該物側面至第五透鏡像側面在光軸上的距離。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足1.50(AG34+AG45)/T2的條件式，AG34為該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度，AG45為該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足EFL/(AG34+T5)6.8的條件式，EFL為該光學成像鏡頭的有效焦距。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足1.20(AG34+AG45)/(AG12+AG23)的條件式，AG12為該第一透鏡與該第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度，AG23為該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的光學成像鏡頭，其中該第三透鏡之該像側面在外圓周附近區域是凸的。
  18. 一種具有數位相機的電子裝置，包括：一機殼；及一模組後座單元，設置於該機殼內；一鏡筒，安裝於該模組後座單元內；及一光學成像模組，安裝於該鏡筒內，該光學成像模組僅包括五片透鏡，從物側至像側沿一光軸依序包括一光圈、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，每一透鏡都具有一朝向物側的物側面及一朝向像側的像側面，其中：該第一透鏡之該物側面在光軸附近區域是凸的；該第二透鏡之該像側面在外圓周附近區域是凹的；該第四透鏡之該物側面在外圓周附近區域是凸的；該第五透鏡之該像側面在光軸附近區域是凹的且在外圓周附近區域是凸的；及該第一、第二、第三、第四及第五透鏡具有屈光率； 其中該光學成像模組中有屈光率的透鏡總共只有上述五片透鏡，T2為該第二透鏡在該光軸上的厚度，T5為該第五透鏡在該光軸上的厚度，還滿足1.80T5/T2的條件式。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的具有數位相機的電子裝置，其中該鏡筒可在該光軸之方向上進行縱長地移動。
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