TWI494591B - 光學成像鏡頭及應用該光學成像鏡頭的電子裝置 - Google Patents

Description

光學成像鏡頭及應用該光學成像鏡頭的電子裝置

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

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相關技術蓬勃發展，該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，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，在縮短光學鏡頭的長度時仍然要兼顧良好的光學性能。然而光學鏡頭最重要的特性不外乎就是成像品質與體積。

日本專利號JP5397538及台灣專利公開號TW201305651皆揭露了一種由五片透鏡所組成的光學鏡 頭，其第一透鏡的物側面至成像面在光軸上的距離均較大，使得該光學鏡頭的系統長度無法有效縮小至一定長度，以滿足行動電話和數位相機薄型化之設計需求。

綜上所述，微型化鏡頭的技術難度明顯高出傳統鏡頭，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產、官、學界所熱切追求的目標。

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，從物側至像側沿一光軸依序包含一第一透鏡、一光圈、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屈光率，並分別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。

該第一透鏡的該物側面具有一位於圓周附近區域的凸面部，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；該第二透鏡為塑膠材質；該第三透鏡的該物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部；該第四透鏡具有正屈光率，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；及該第五透鏡的該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。

其中，該光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有五片，該第一透鏡在光軸上的厚度為T1，該第三透鏡在光軸上的厚度為T3，該第一透鏡至該第五透鏡在光軸上的四個空氣間隙總和為Gaa，並滿足(T1+T3)/Gaa≧1.2。

本發明光學成像鏡頭的有益效果在於：藉由上述透鏡的物側面或像側面的凹凸形狀設計與排列，使該光學成像鏡頭在縮短系統長度的條件下，仍具備能夠有效克服像差的光學性能，並提供較佳的成像品質。

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後座單元，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光學成像鏡頭的影像模組，以利該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‧‧‧第一透鏡

31‧‧‧物側面

311‧‧‧凸面部

312‧‧‧凸面部

32‧‧‧像側面

321‧‧‧凸面部

322‧‧‧凸面部

4‧‧‧第二透鏡

41‧‧‧物側面

411‧‧‧凹面部

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‧‧‧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

611‧‧‧凹面部

612‧‧‧凹面部

613‧‧‧凸面部

62‧‧‧像側面

621‧‧‧凸面部

622‧‧‧凸面部

7‧‧‧第五透鏡

71‧‧‧物側面

711‧‧‧凸面部

712‧‧‧凹面部

72‧‧‧像側面

721‧‧‧凹面部

722‧‧‧凸面部

9‧‧‧濾光片

91‧‧‧物側面

92‧‧‧像側面

100‧‧‧成像面

I‧‧‧光軸

1‧‧‧電子裝置

11‧‧‧機殼

12‧‧‧影像模組

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

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的 實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明一透鏡的面型結構；圖2是一示意圖，說明一透鏡的面型凹凸結構及光線焦點；圖3是一示意圖，說明一範例一的透鏡的面型結構；圖4是一示意圖，說明一範例二的透鏡的面型結構；圖5是一示意圖，說明一範例三的透鏡的面型結構；圖6是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第一實施例；圖7是該第一實施例的縱向球差與各項像差圖；圖8是一表格圖，說明該第一實施例的各透鏡的光學數據；圖9是一表格圖，說明該第一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二實施例；圖11是該第二實施例的縱向球差與各項像差圖；圖12是一表格圖，說明該第二實施例的各透鏡的光學數據；圖13是一表格圖，說明該第二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三實施例；圖15是該第三實施例的縱向球差與各項像差圖； 圖16是一表格圖，說明該第三實施例的各透鏡的光學數據；圖17是一表格圖，說明該第三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四實施例；圖19是該第四實施例的縱向球差與各項像差圖；圖20是一表格圖，說明該第四實施例的各透鏡的光學數據；圖21是一表格圖，說明該第四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五實施例；圖23是該第五實施例的縱向球差與各項像差圖；圖24是一表格圖，說明該第五實施例的各透鏡的光學數據；圖25是一表格圖，說明該第五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六實施例；圖27是該第六實施例的縱向球差與各項像差圖；圖28是一表格圖，說明該第六實施例的各透鏡的光學數據；圖29是一表格圖，說明該第六實施例的各透鏡的非球 面係數；圖30是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第七實施例；圖31是該第七實施例的縱向球差與各項像差圖；圖32是一表格圖，說明該第七實施例的各透鏡的光學數據；圖33是一表格圖，說明該第七實施例的各透鏡的非球面係數；圖34是一表格圖，說明該五片式光學成像鏡頭的該第一實施例至該第七實施例的光學參數；圖35是一表格圖，說明該五片式光學成像鏡頭的該第一實施例至該第七實施例的光學參數；圖36是一剖視示意圖，說明本發明電子裝置的一第一實施例；及圖37是一剖視示意圖，說明本發明電子裝置的一第二實施例。

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。

本篇說明書所言之「一透鏡具有正屈光率(或負屈光率)」，是指所述透鏡以高斯光學理論計算出來之光軸上的屈光率為正(或為負)。該像側面、物側面定義為成像光線通過的範圍，其中成像光線包括了主光線(chief ray)Lc及邊緣光線(marginal ray)Lm，如圖1所示，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，光線通過光軸上的區域為光軸附近區域A，邊緣光線通過的區域為圓周附近區域C，此外，該透鏡還包含一延伸部E(即圓周附近區域C徑向上向外的區域)，用以供該透鏡組裝於一光學成像鏡頭內，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部分的延伸部。更詳細的說，判定面形或光軸附近區域、圓周附近區域、或多個區域的範圍的方法如下述幾點：

1.請參照圖1，其係一透鏡徑向上的剖視圖。以該剖視圖觀之，在判斷前述區域的範圍時，定義一中心點為該透鏡表面上與光軸I的一交點，而一轉換點是位於該透鏡表面上的一點，且通過該點的一切線與光軸垂直。如果徑向上向外有複數個轉換點，則依序為第一轉換點，第二轉換點，而有效半效徑上距光軸徑向上最遠的轉換點為第N轉換點。中心點和第一轉換點之間的範圍為光軸附近區域，第N轉換點徑向上向外的區域為圓周附近區域，中間可依各轉換點區分不同的區域。此外，有效半徑為邊緣光線Lm與透鏡表面交點到光軸I上的垂直距離。

2.如圖2所示，該區域的形狀凹凸係以平行通過該區域的光線(或光線延伸線)與光軸I的交點在像側或物側來決定(光線焦點判定方式)。舉例言之，當光線通過該區域後，光線會朝像側聚焦，與光軸的焦點會位在像側，例如圖2中R點，則該區域為凸面部。反之，若光線通過該 某區域後，光線會發散，其延伸線與光軸的焦點在物側，例如圖2中M點，則該區域為凹面部，所以中心點到第一轉換點間為凸面部，第一轉換點徑向上向外的區域為凹面部；由圖2可知，該轉換點即是凸面部轉凹面部的分界點，因此可定義該區域與徑向上相鄰該區域的內側的區域，係以該轉換點為分界具有不同的面形。另外，若是光軸I附近區域的面形判斷可依該領域中通常知識者的判斷方式，以R值(指近軸的曲率半徑，通常指光學軟體中的透鏡資料庫(lens data)上的R值)正負判斷凹凸。以物側面來說，當R值為正時，判定為凸面部，當R值為負時，判定為凹面部；以像側面來說，當R值為正時，判定為凹面部，當R值為負時，判定為凸面部，此方法判定出的凹凸和光線焦點判定方式相同。

3.若該透鏡表面上無轉換點，該光軸I附近區域定義為有效半徑的0~50%，圓周附近區域定義為有效半徑的50~100%。

參閱圖3，一個範例一的透鏡像側表面在有效半徑上僅具有第一轉換點，則第一區為光軸I附近區域，第二區為圓周附近區域。此透鏡像側面的R值為正，故判斷光軸I附近區域具有一凹面部；圓周附近區域的面形和徑向上緊鄰該區域的內側區域不同。即，圓周附近區域和光軸I附近區域的面形不同；該圓周附近區域係具有一凸面部。

參閱圖4，一個範例二的透鏡物側表面在有效半 徑上具有第一及第二轉換點，則第一區為光軸I附近區域，第三區為圓周附近區域。此透鏡物側面的R值為正，故判斷光軸附近區域為凸面部；第一轉換點與第二轉換點間的區域(第二區)具有一凹面部，圓周附近區域(第三區)具有一凸面部。

參閱圖5，一個範例三的透鏡物側表面在有效半徑上無轉換點，此時以有效半徑0%~50%為光軸I附近區域，50%~100%為圓周附近區域。由於光軸I附近區域的R值為正，故此物側面在光軸I附近區域具有一凸面部；而圓周附近區域與光軸I附近區域間無轉換點，故圓周附近區域具有一凸面部。

參閱圖6與圖8，本發明光學成像鏡頭10之一第一實施例，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、一第五透鏡7，及一濾光片9。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、該第五透鏡7，及該濾光片9之後，會在一成像面100(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透射至該成像面100而影響成像品質。補充說明的是，物側是朝向該待拍攝物的一側，而像側是朝向該成像面100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、該第五透鏡7，及該濾光片9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、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。其中，該等物側面31、41、51、61、71與該等像側面32、42、52、62、72皆為非球面。

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皆為具備屈光率且都是塑膠材質所製成，但該第一透鏡3、該第三透鏡5、該第四透鏡6、該第五透鏡7的材質仍不以此為限制。

該第一透鏡3具有正屈光率。該第一透鏡3的該物側面31為一凸面，且具有一位於光軸I附近區域的凸面部311及一位於圓周附近區域的凸面部312，該第一透鏡3的該像側面32為一凸面，且具有一位於光軸I附近區域的凸面部321及一位於圓周附近區域的凸面部322。

該第二透鏡4具有負屈光率。該第二透鏡4的該物側面41為一凹面，且具有一位於光軸I附近區域的凹面部411及一位於圓周附近區域的凹面部412，該第二透鏡4的該像側面42具有一在光軸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具有負屈光率，該第三透鏡5的該物側面51具有一位於光軸I附近區域的凸面部511及一位於圓周附近區域的凹面部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具有正屈光率。該第四透鏡6的 該物側面61為一凹面，且具有一位於光軸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，該第四透鏡6的該像側面62為一凸面，且具有一位於光軸I附近區域的凸面部621及一位於圓周附近區域的凸面部622。

該第五透鏡7具有負屈光率。該第五透鏡7的該物側面71具有一位於光軸I附近區域的凸面部711，及一位於圓周附近區域的凹面部712，該第五透鏡7的該像側面72具有一位於光軸附近區域的凹面部721及一位於圓周附近區域的凸面部722。

在本第一實施例中，只有上述透鏡具有屈光率。

該第一實施例的其他詳細光學數據如圖8所示，且該第一實施例的整體系統焦距(effective focal length，簡稱EFL)為2.21mm，半視角(half field of view，簡稱HFOV)為38.8974°、光圈值(Fno)為2.2，其系統長度為3.333mm。其中，該系統長度是指由該第一透鏡3的該物側面31到該成像面100在光軸I上之間的距離。

此外，該第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6，及該第五透鏡7的物側面31、41、51、61、71及像側面32、42、52、62、72，共計十個面均是非球面，而該等非球面是依下列公式定義：

其中：Y：非球面曲線上的點與光軸I的距離；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)；R：透鏡表面的曲率半徑；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(1)中的各項非球面係數如圖9所示。其中，圖9中欄位編號31表示其為第一透鏡3的物側面31的非球面係數，其它欄位依此類推。

另外，該第一實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖34及圖35所示。

其中，T1為該第一透鏡3在光軸I上的厚度；T2為該第二透鏡4在光軸I上的厚度；T3為該第三透鏡5在光軸I上的厚度；T4為該第四透鏡6在光軸I上的厚度；T5為該第五透鏡7在光軸I上的厚度；G12為該第一透鏡3與該第二透鏡4之間在光軸I上的空氣間隙；G23為該第二透鏡4與該第三透鏡5之間在光軸I上的空氣間隙；G34為該第三透鏡5與該第四透鏡6之間在光軸I上的空氣間隙；G45為該第四透鏡6與該第五透鏡7之間在光軸I上 的空氣間隙；Gaa為該第一透鏡3至該第五透鏡7在光軸I上的五個空氣間隙總和，即G12、G23、G34、G45之和；ALT為該第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6及該第五透鏡7在光軸I上的厚度總和，即T1、T2、T3、T4、T5之和；TTL為該第一透鏡3的該物側面31到該成像面100在光軸I上的距離；BFL為該第五透鏡7的該像側面72到該成像面100在光軸I上的距離；及EFL為該光學成像鏡頭10的系統焦距。

另外，再定義：G5F為該第五透鏡7與該濾光片9之間在光軸I上的空氣間隙；TF為該濾光片9在光軸I上的厚度；GFP為該濾光片9與該成像面100之間在光軸I上的空氣間隙；f1為該第一透鏡3的焦距；f2為該第二透鏡4的焦距；f3為該第三透鏡5的焦距；f4為該第四透鏡6的焦距；f5為該第五透鏡7的焦距；n1為該第一透鏡3的折射率；n2為該第二透鏡4的折射率； n3為該第三透鏡5的折射率；n4為該第四透鏡6的折射率；n5為該第五透鏡7的折射率；υ1為該第一透鏡3的阿貝係數(Abbe number)，阿貝係數也可稱為色散係數；υ2為該第二透鏡4的阿貝係數；υ3為該第三透鏡5的阿貝係數；υ4為該第四透鏡6的阿貝係數；及υ5為該第五透鏡7的阿貝係數。

再配合參閱圖7，(a)的圖式說明該第一實施例的縱向球差(longitudinal spherical aberration)，(b)與(c)的圖式則分別說明該第一實施例在成像面100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實施例在成像面100上的畸變像差(distortion aberration)。本第一實施例的縱向球差圖示圖7(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±0.01mm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相當接近，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7(b)與7(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±0.02mm內，說明本第一實施例的光學系統能有效消除像差。而圖7(d)的畸變像差圖式則顯示本第一實施例的畸變像差維持在±2.5%的範圍內，說明本第一實施例的畸變像差已符合光學系統的成像品質要求，據此說明本第一實施例相較於現有光學鏡頭，在系統長度已縮短至3.333mm的條件下，仍能提供較佳的成像品質，故本第一實施例能在維持良好光學性能之條件下，縮短鏡頭長度以及擴大拍攝角度，以實現更加薄型化的產品設計。

參閱圖10，為本發明光學成像鏡頭10的一第二實施例，其與該第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及該等透鏡3、4、5、6、7間的參數或多或少有些不同。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖10中省略與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。

其詳細的光學數據如圖12所示，且該第二實施例的整體系統焦距為2.21mm，半視角(HFOV)為38.8163°、光圈值(Fno)為2.2，系統長度則為3.383mm。

如圖13所示，則為該第二實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(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如圖34及圖35所示。

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本第二實施例也 能維持良好光學性能。

經由上述說明可得知，該第二實施例相較於該第一實施例的優點在於：該第二實施例比該第一實施例易於製造因此良率較高。

參閱圖14，為本發明光學成像鏡頭10的一第三實施例，其與該第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及該等透鏡3、4、5、6、7間的參數或多或少有些不同，以及該第四透鏡6的該物側面61具有一位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於圓周附近區域的凸面部613。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖14中省略部分與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。

其詳細的光學數據如圖16所示，且本第三實施例的整體系統焦距為2.21mm，半視角(HFOV)為38.9252°、光圈值(Fno)為2.2，系統長度則為3.235mm。

如圖17所示，則為該第三實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第三實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖34及圖35所示。

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本第三實施例也能維持良好光學性能。

經由上述說明可得知，該第三實施例相較於該第一實施例的優點在於：該第三實施例的系統長度小於該 第一實施例的系統長度、該第三實施例的半視角大於該第一實施例的半視角，且該第三實施例比該第一實施例易於製造因此良率較高。

參閱圖18，為本發明光學成像鏡頭10的一第四實施例，其與該第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及該等透鏡3、4、5、6、7間的參數或多或少有些不同。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖18中省略與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。

其詳細的光學數據如圖20所示，且本第四實施例的整體系統焦距為2.21mm，半視角(HFOV)為38.89997°、光圈值(Fno)為2.2，系統長度則為3.195mm。

如圖21所示，則為該第四實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第四實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖34及圖35所示。

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本第四實施例也能維持良好光學性能。

經由上述說明可得知，該第四實施例相較於該第一實施例的優點在於：該第四實施例的系統長度小於該第一實施例的系統長度、該第四實施例的半視角大於該第一實施例的半視角，且該第四實施例比該第一實施例易於製造因此良率較高。

參閱圖22，為本發明光學成像鏡頭10的一第五實施例，其與該第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及該等透鏡3、4、5、6、7間的參數或多或少有些不同，以及該第四透鏡6的該物側面61具有一位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於圓周附近區域的凸面部613。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖22中省略部分與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。

其詳細的光學數據如圖24所示，且本第五實施例的整體系統焦距為2.21mm，半視角(HFOV)為38.8915°、光圈值(Fno)為2.2，系統長度則為3.344mm。

如圖25所示，則為該第五實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第五實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖34及圖35所示。

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本第五實施例也能維持良好光學性能。

經由上述說明可得知，該第五實施例相較於該第一實施例的優點在於：該第五實施例比該第一實施例易於製造因此良率較高。

參閱圖26，為本發明光學成像鏡頭10的一第六實施例，其與該第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及該等透鏡3、4、5、6、7間的參數或多或少有 些不同，以及該第四透鏡6的該物側面61具有一位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於圓周附近區域的凸面部613。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖26中省略部分與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。

其詳細的光學數據如圖28所示，且本第六實施例的整體系統焦距為2.21mm，半視角(HFOV)為39.0488°、光圈值(Fno)為2.2，系統長度則為3.314mm。

如圖29所示，則為該第六實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第六實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖34及圖35所示。

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本第六實施例也能維持良好光學性能。

經由上述說明可得知，該第六實施例相較於該第一實施例的優點在於：該第六實施例的系統長度小於該第一實施例的系統長度、該第六實施例的半視角大於該第一實施例的半視角，且該第六實施例的成像品質亦優於該第一實施例的成像品質，最後該第六實施例比該第一實施例易於製造因此良率較高。

參閱圖30，為本發明光學成像鏡頭10的一第七實施例，其與該第一實施例大致相似，僅各光學數據、非球面係數及該等透鏡3、4、5、6、7間的參數或多或少有 些不同，以及該第四透鏡6的該物側面61具有一位於光軸I附近區域的凹面部611及一位於圓周附近區域的凸面部613。在此需注意的是，為了清楚地顯示圖面，圖30中省略部分與第一實施例相同的凹面部與凸面部的標號。

其詳細的光學數據如圖32所示，且本第七實施例的整體系統焦距為2.21mm，半視角(HFOV)為38.9129°、光圈值(Fno)為2.2，系統長度則為3.262mm。

如圖33所示，則為該第七實施例的該第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第七實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係如圖34及圖35所示。

配合參閱圖31，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本第七實施例也能維持良好光學性能。

經由上述說明可得知，該第七實施例相較於該第一實施例的優點在於：該第七實施例的系統長度小於該第一實施例的系統長度、該第七實施例的半視角大於該第一實施例的半視角，且該第七實施例比該第一實施例易於製造因此良率較高。

再配合參閱圖34及圖35，為上述七個實施例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：

(一)為了達成縮短該光學成像透鏡10的系統長度，在該光學成像透鏡10組成設計上盡可能將透鏡厚度和透鏡間的空氣間隙縮小，但考量到透鏡組合的難異度，透鏡間的空氣間隙通常能縮小的程度較透鏡厚度能縮小的程度小，故能滿足以下條件式之數值限定，該光學成像鏡頭10能有較佳配置。T5/G23≦1.8、T5/G45≦8.5、T3/G23≦1.5、(T2+T3)/G23≦2.4、(T1+T2)/G34≦7、(T1+T3)/G34≦6.5、(T1+T5)/G34≦8、(T1+T2)/G12≦16、ALT/G45≦51、ALT/G34≦19，較佳地，1.3≦T5/G23≦1.8、1.7≦T5/G45≦8.5、0.8≦T3/G23≦1.4、1.5≦(T2+T3)/G23≦2.4、3.5≦(T1+T2)/G34≦6.0、4.0≦(T1+T3)/G34≦6.0、4.5≦(T1+T5)/G34≦8.0、10.0≦(T1+T2)/G12≦14.0、10.0≦ALT/G45≦40.0、11.0≦ALT/G34≦19.0。

(二)同前述，雖然透鏡厚度理應趨小，但同樣考量透鏡組合之難易度，其與透鏡間的空氣間隙總合Gaa仍需維持一適當的比例，故能滿足以下條件式之數值限定，該光學成像鏡頭10能有較佳配置。(T1+T3)/Gaa≧1.2，較佳地，1.2≦(T1+T3)/Gaa≦1.4。

(三)同前述，雖然透鏡厚度能縮小的程度相較於透鏡間的空氣間隙大，但該第四透鏡6的屈光率為正，並且其光學有效徑較大，因此該第四透鏡6的厚度能縮小的程度較小，故若能滿足以下條件式，該光學成像鏡頭10能在長度較短的情況下有較佳的成像效果。(G34+G45)/T4 ≦0.75，較佳地，0.1≦(G34+G45)/T4≦0.6。

(四)由於該第四透鏡6的物側面61在光軸I附近區域為凹面部611，因此該第三透鏡5與該第四透鏡6間在光軸I上的空氣間隙G34可設計較大，相較於透鏡間的空氣間隙總合Gaa，G34能縮小的幅度較小，故若滿足以下條件式，能縮短此光學成像鏡頭10的長度。Gaa/G34≦5，較佳地，3.0≦Gaa/G34≦4.5。

(五)同前述，G34相較於該第二透鏡4與該第三透鏡5間在光軸I上的空氣間隙G23能縮小的幅度小，故若滿足以下條件式，能縮短此光學成像鏡頭10的長度。G23/G34≦2.3，較佳地，1.0≦G23/G34≦2.5。

(六)在縮小該光學成像鏡頭10的長度的過程中，因該第四透鏡6的屈光率為正，並且其光學有效徑較大，所以相較於該第二透鏡4的厚度T2，該第四透鏡的厚度T4能縮小的程度較小，故若滿足以下條件式，該光學成像鏡頭10能有較佳的配置。T2/T4≦0.5，較佳地，0.2≦T2/T4≦0.5。

(七)當該光學成像鏡頭10的長度愈縮愈短時，該光學成像鏡頭10的有效焦距EFL會變小，若能滿足以下條件式，可使該第五透鏡7的該像側面72到該成像面100在光軸I上的距離BFL落在合適的範圍，使該光學成像鏡頭10有較佳成效。EFL/BFL≦2.65，較佳地，2.3≦EFL/BFL≦2.65。

然而，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光學成像鏡頭10的長度縮短、光圈值縮小、視場角增加、成像品質提升，或組裝良率提升而改善先前技術的缺點。

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的該物側面31在圓周附近區域的凸面部312及其像側面32在光軸I附近區域的凸面部321，可有效聚焦光線，搭配位於該第一透鏡3與該第二透鏡4之間的光圈2有助於擴大該光學成像鏡頭10的視場。

二、藉由該第三透鏡5的該物側面51在圓周附近區域的凹面部512、該第四透鏡6的屈光率為正且其該物側面61在光軸I附近區域的凹面部611可消除場曲及畸變，減少成像像差。藉由該第五透鏡7的該物側面71在光軸I附近區域的凸面部711及在圓周附近區域的凹面部712，相互搭配以修正射進成像面的入射角度，且以上透鏡的面型的搭配可確保該光學成像鏡頭10的成像品質。第二透鏡4為塑膠材質則有利於降低製造成本及減輕重量。

三、本發明藉由相關設計參數之控制，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、7物側面31、41、51、61、71或像側面32、42、52、62、72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。

四、由前述七個實施例的說明，顯示本發明光學成像鏡頭10的設計，其該等實施例的系統長度皆可以縮短到小於3.5mm以下，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36，為應用前述該光學成像鏡頭10的電子裝置1的一第一實施例，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包括一如前所述的該光學成像鏡頭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設置的模組後座單元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100(見圖6)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37，為應用前述該光學成像鏡頭10的電子裝置1的一第二實施例，該第二實施例與該第一實施例的該電子裝置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內的該光學成像鏡頭10沿該軸線Ⅲ移動。該影像感測器後座122則與該第二座體124相貼合。其中，該濾光片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該電子裝置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，使該電子裝置1的第一實施例與第二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，使本發明的該電子裝置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

312‧‧‧凸面部

32‧‧‧像側面

321‧‧‧凸面部

322‧‧‧凸面部

4‧‧‧第二透鏡

41‧‧‧物側面

411‧‧‧凹面部

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‧‧‧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

611‧‧‧凹面部

612‧‧‧凹面部

62‧‧‧像側面

621‧‧‧凸面部

622‧‧‧凸面部

7‧‧‧第五透鏡

71‧‧‧物側面

711‧‧‧凸面部

712‧‧‧凹面部

72‧‧‧像側面

721‧‧‧凹面部

722‧‧‧凸面部

9‧‧‧濾光片

91‧‧‧物側面

92‧‧‧像側面

100‧‧‧成像面

I‧‧‧光軸

Claims (17)

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、一光圈、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屈光率，並分別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；該第一透鏡的該物側面具有一位於圓周附近區域的凸面部，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；該第二透鏡為塑膠材質；該第三透鏡的該物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部；該第四透鏡具有正屈光率，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；及該第五透鏡的該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；其中，該光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有五片，該第一透鏡在光軸上的厚度為T1，該第三透鏡在光軸上的厚度為T3，該第一透鏡至該第五透鏡在光軸上的四個空氣間隙總和為Gaa，並滿足(T1+T3)/Gaa≧1.2。
2. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡在光軸上的厚度為T2，該第四透鏡在光軸上的厚度為T4，並還滿足下列條件式：T2/T4≦0.5。
3. 如請求項2所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡、 該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡在光軸上的厚度總和為ALT，該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G45，並還滿足下列條件式：ALT/G45≦51。
4. 如請求項3所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G34，並還滿足下列條件式：(T1+T2)/G34≦7.0。
5. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡在光軸上的厚度為T2，該第一透鏡與該第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G12，並還滿足下列條件式：(T1+T2)/G12≦16。
6. 如請求項5所述的光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G23，並還滿足下列條件式：T3/G23≦1.5。
7. 如請求項6所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡在光軸上的厚度總和為ALT，該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G34，並還滿足下列條件式：ALT/G34≦19。
8. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡在光軸上的厚度為T4，該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G34，該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G45，並還滿足下列條件式：(G34+G45)/T4≦0.75。
9. 如請求項8所述的光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G23，並還滿足下列條件式：G23/G34≦2.3。
10. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第五透鏡在光軸上的厚度為T5，該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G23，並還滿足下列條件式：T5/G23≦1.8。
11. 如請求項10所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G34，並還滿足下列條件式：(T1+T5)/G34≦8。
12. 如請求項11所述的光學成像鏡頭，其中，該光學成像鏡頭的系統焦距為EFL，該第五透鏡的該像側面到一成像面在光軸上的距離為BFL，並還滿足下列條件式：EFL/BFL≦2.65。
13. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G34，並還滿足下列條件式：Gaa/G34≦5。
14. 如請求項13所述的光學成像鏡頭，其中，該第五透鏡在光軸上的厚度為T5，該第四透鏡與該第五透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G45，並還滿足下列條件式：T5/G45≦8.5。
15. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡在光軸上的厚度為T2，該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G23，並還滿足下列條件式： (T2+T3)/G23≦2.4。
16. 如請求項15所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G34，並還滿足下列條件式：(T1+T3)/G34≦6.5。
17. 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，並包括一如請求項1至請求項16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後座單元，及一設置於該光學成像鏡頭的像側的影像感測器。