TWI503571B - 光學成像鏡頭及應用此鏡頭之電子裝置 - Google Patents

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，行動電話之薄型化已成為設計趨勢，而此一趨勢連帶影響了相關光學成像鏡頭的發展；如何能夠有效縮減光學鏡頭之系統長度，同時仍能夠維持足夠之光學性能，一直是業界努力之研發方向。

US7436605、US7813056都揭露了一種由三片透鏡所組成之光學鏡頭，然而，上述兩篇專利中，其第一透鏡之屈光率為負，第二透鏡之屈光率為正，如此配置無法獲得良好之光學特性，且其整體之鏡頭長度高達7~8mm，也無法滿足裝置薄型輕巧化的需求。

因此如何能夠有效縮減光學鏡頭之系統長度，同時仍能夠維持足夠之光學性能，一直是業界亟待解決之課題。

於是，本發明可以提供一種較短鏡頭長度、輕量化、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。本發明三片式成像鏡頭從物側至像側，在光軸上依序安排有一光圈、一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡。

本發明提供一種光學成像鏡頭，包含一光圈、一第一透鏡、一第 二透鏡以及一第三透鏡，其中該第一透鏡具有正屈光率，其物側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部以及一位於圓周附近區域的凸面部；該第二透鏡具有正屈光率，其物側面具有一位於該光軸附近區域的凹面部以及一位於圓周附近區域的凹面部，其像側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部；該第三透鏡具有負屈光率，其像側面具有一位於該光軸附近區域的凹面部以及一位於圓周附近區域的凸面部。此外，第一透鏡的阿貝係數(Abbe number)為V1；第二透鏡的阿貝係數為V2；第三透鏡的阿貝係數為V3，並滿足|V1-V2|10.0，以及20.0|V1-V3|兩條件。其中，該光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有三片。

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AG12、第二透鏡與第三透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為AG23，所以第一透鏡到第三透鏡之間在光軸上之兩個空氣間隙之總合為AAG。

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，所以第一透鏡、第二透鏡與第三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。光 學成像鏡頭的有效焦距為EFL，第三透鏡的像側面至成像面在光軸上的長度為BFL。

另外，再定義：f1為該第一透鏡的焦距；f2為該第二透鏡的焦 距；f3為該第三透鏡的焦距。

本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/T11.2之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足1.4T2/AG12之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足AG12/T11.0之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/T31.1之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足T2/T11.45之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足4.6EFL/AAG之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足1.25T2/AAG之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足3.5ALT/AG12之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足EFL/T15.5之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足3.0ALT/AAG之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足ALT/T13.6之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足AG12/T31.0之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足5.5EFL/AG12之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足|f1/EFL|+|f2/EFL|2.0之關係。

本發明光學成像鏡頭中，滿足|f1/EFL|+|f3/EFL|2.0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

16A‧‧‧凹面部

16C‧‧‧凸面部

17‧‧‧凸面部

17A‧‧‧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‧‧‧凹面部

24‧‧‧凹面部

26‧‧‧凸面部

26A‧‧‧凸面部

26C‧‧‧凸面部

26D‧‧‧凸面部

27‧‧‧凹面部

27A‧‧‧凸面部

27C‧‧‧凸面部

27D‧‧‧凸面部

30‧‧‧第三透鏡

31‧‧‧第三物側面

32‧‧‧第三像側面

33‧‧‧凸面部

33B‧‧‧凸面部

33C‧‧‧凸面部

34‧‧‧凹面部

34B‧‧‧凹面部

34C‧‧‧凹面部

36‧‧‧凹面部

37‧‧‧凸面部

70‧‧‧影像感測器

71‧‧‧成像面

72‧‧‧濾光片

80‧‧‧光圈

T1~T3‧‧‧透鏡中心厚度

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

圖1~5繪示本發明光學成像鏡頭判斷曲率形狀方法之示意圖。

圖6圖繪示本發明三片式光學成像鏡頭的第一實施例之示意圖。

圖7A繪示第一實施例在成像面上的縱向球差。

圖7B繪示第一實施例在弧矢方向的像散像差。

圖7C繪示第一實施例在子午方向的像散像差。

圖7D繪示第一實施例的畸變像差。

圖8繪示本發明三片式光學成像鏡頭的第二實施例之示意圖。

圖9A繪示第二實施例在成像面上的縱向球差。

圖9B繪示第二實施例在弧矢方向的像散像差。

圖9C繪示第二實施例在子午方向的像散像差。

圖9D繪示第二實施例的畸變像差。

圖10繪示本發明三片式光學成像鏡頭的第三實施例之示意圖。

圖11A繪示第三實施例在成像面上的縱向球差。

圖11B繪示第三實施例在弧矢方向的像散像差。

圖11C繪示第三實施例在子午方向的像散像差。

圖11D繪示第三實施例的畸變像差。

圖12繪示本發明三片式光學成像鏡頭的第四實施例之示意圖。

圖13A繪示第四實施例在成像面上的縱向球差。

圖13B繪示第四實施例在弧矢方向的像散像差。

圖13C繪示第四實施例在子午方向的像散像差。

圖13D繪示第四實施例的畸變像差。

圖14繪示本發明三片式光學成像鏡頭的第五實施例之示意圖。

圖15A繪示第五實施例在成像面上的縱向球差。

圖15B繪示第五實施例在弧矢方向的像散像差。

圖15C繪示第五實施例在子午方向的像散像差。

圖15D繪示第五實施例的畸變像差。

圖16繪示應用本發明三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。

圖17繪示應用本發明三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。

圖18表示第一實施例詳細的光學數據。

圖19表示第一實施例詳細的非球面數據。

圖20表示第二實施例詳細的光學數據。

圖21表示第二實施例詳細的非球面數據。

圖22表示第三實施例詳細的光學數據。

圖23表示第三實施例詳細的非球面數據。

圖24表示第四實施例詳細的光學數據。

圖25表示第四實施例詳細的非球面數據。

圖26表示第五實施例詳細的光學數據。

圖27表示第五實施例詳細的非球面數據。

圖28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：

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%。

圖3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附近區域的面形不同；該圓周附近區域係具有一凸面部。

圖4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。

圖5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%為光軸附近區域，50%~100%為圓周附近區域。由於光軸附近區域的R值為正，故此物側面在光軸附近區域具有一凸面部；而圓周附近區域與光軸附近區域間無轉換點，故圓周附近區域具有一凸面部。

如圖6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，依序包含有一光圈80、第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、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都可以是由透明的塑膠材質所製成，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三片。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。在圖6中，光圈80是設置在物側2與第一透鏡10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，即會經由光圈80、第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30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，可濾除特定波長的光線(例如紅外線)，置於第三透鏡30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。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。

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。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。

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AG12、第二透鏡20到第三透鏡30之間空氣間隙寬度AG23。所以，第一 透鏡10到第三透鏡30之間位於光軸4上各透鏡間之兩個空氣間隙寬度之總合即稱為AAG。亦即，AAG=AG12+AG23。

另外，第一透鏡10的物側面至一成像面在光軸上的長度為TTL。 光學成像鏡頭的有效焦距為EFL，第三透鏡30的像側面至成像面71在光軸上的長度為BFL。

另外，再定義：第一透鏡10的阿貝係數(Abbe number)為V1；第 二透鏡20的阿貝係數為V2；第三透鏡30的阿貝係數為V3；f1為該第一透鏡10的焦距；f2為該第二透鏡20的焦距；f3為該第三透鏡30的焦距。

第一實施例

請參閱圖6，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)請參考圖7A、弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatic field aberration)請參考圖7B、子午(tangential)方向的像散像差請參考圖7C、以及畸變像差(distortion aberration)請參考圖7D。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1.08mm。

第一實施例之光學成像鏡頭系統1主要由三枚以塑膠材質製成又 具有屈光率之透鏡、濾光片72、光圈80、與成像面71所構成。光圈80是設置在物側2與第一透鏡10之間。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凸面部17。

第二透鏡20具有正屈光率。朝向物側2的第二物側面21為一凹 面，具有一位於光軸附近區域的凹面部23以及一圓周附近的凹面部24，朝向像側3的第二像側面22具有一位於光軸附近區域的凸面部26以及一位於圓周附近區域的凹面部27。

第三透鏡30具有負屈光率，朝向物側2的第三物側面31為一凹 面，具有一位於光軸附近區域的凹面部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具有一位於光軸附近區域的凹面部36以及一在圓周附近的凸面部37。濾光片72位於第三透鏡30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30中， 所有物側面11/21/31與像側面12/22/32共計六個曲面，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圖18所示，非球面數據如圖19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2.1016公厘，而系統像高為1.08mm，HFOV為33.85度。第一實施例中各重要參數間的關係列舉如下：AAG/T1=0.2553

AG12/T1=0.2000

T2/T1=0.8293

T2/AAG=3.2491

EFL/T1=2.9501

ALT/T1=2.3822

EFL/AG12=14.7530

T2/AG12=4.1475

AAG/T3=0.4617

EFL/AAG=11.5574

ALT/AG12=11.9134

ALT/AAG=3.1423

AG12/T3=0.3617

|f1/EFL|+|f2/EFL|=1.7046

|f1/EFL|+|f3/EFL|=1.5686

第二實施例

請參閱圖8，例示本發明光學成像鏡頭1的第二實施例。請注意，從第二實施例開始，為簡化並清楚表達圖式，僅在圖上特別標示各透鏡與第一實施例不同之面型，而其餘與第一實施例的透鏡相同的面型，例如凹面部或是凸面部則不另外標示。第二實施例在成像面71上的縱向球差請參考圖 9A、弧矢方向的像散像差請參考圖9B、子午方向的像散像差請參考圖9C、畸變像差請參考圖9D。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，另外在本實施例中，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16A，以及一位於圓周附近區域的凹面部17A，第二透鏡20的第二像側面22具有一位於光軸附近區域的凸面部26A，以及一位於圓周附近區域的凸面部27A。第二實施例詳細的光學數據如圖20所示，非球面數據如圖21所示。光學成像鏡頭長度2.1058公厘，而系統像高為1.08mm，HFOV為32.49度。其各重要參數間的關係為：AAG/T1=1.1140

AG12/T1=0.9997

T2/T1=1.4001

T2/AAG=1.2568

EFL/T1=5.4987

ALT/T1=3.5007

EFL/AG12=5.5005

T2/AG12=1.4006

AAG/T3=1.0126

EFL/AAG=4.9358

ALT/AG12=3.5018

ALT/AAG=6.1090

AG12/T3=0.9086

|f1/EFL|+|f2/EFL|=1.7539

|f1/EFL|+|f3/EFL|=1.7212

第三實施例

請參閱圖10，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圖11A、弧矢方向的像散像差請參考圖11B、子午方向的像散像差請參考圖11C、畸變像差請參考圖11D。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，另外在本實施例中，第三透鏡30的第三物側面31具有一位於光軸附近區域的凸面部33B以及一位於圓周附近區域的凹面部34B。第三實施例詳細的光學數據如圖22所示，非球面數據如圖23所示，光學成像鏡頭長度2.0498公厘，而系統像高為1.08mm，HFOV為34.38度。其各重要參數間的關係為；AAG/T1=0.3335

AG12/T1=0.2818

T2/T1=0.5201

T2/AAG=1.5594

EFL/T1=2.6701

ALT/T1=2.0374

EFL/AG12=9.4743

T2/AG12=1.8454

AAG/T3=0.6447

EFL/AAG=8.0062

ALT/AG12=7.2292

ALT/AAG=9.3021

AG12/T3=0.5448

|f1/EFL|+|f2/EFL|=1.8705

|f1/EFL|+|f3/EFL|=1.8552

第四實施例

請參閱圖12，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圖13A、弧矢方向的像散像差請參考圖 13B、子午方向的像散像差請參考圖13C、畸變像差請參考圖13D。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，另外在本實施例中，第一透鏡10的第一像側面12並具有一位於光軸附近區域的凸面部16C以及一位於圓周附近區域的凸面部17C，第二透鏡20的第二像側面22具有一位於光軸附近區域的凸面部26C以及一位於圓周附近區域的凸面部27C，第三透鏡30的第三物側面31具有一位於光軸附近區域的凸面部33C以及一位於圓周附近區域的凹面部34C。第四實施例詳細的光學數據如圖24所示，非球面數據如圖25所示，光學成像鏡頭長度2.1009公厘，而系統像高為1.08mm，HFOV為34.50度。其各重要參數間的關係為：AAG/T1=0.2500

AG12/T1=0.1955

T2/T1=0.8168

T2/AAG=3.2680

EFL/T1=2.8225

ALT/T1=2.3251

EFL/AG12=14.4373

T2/AG12=4.1783

AAG/T3=0.4918

EFL/AAG=11.2919

ALT/AG12=11.8932

ALT/AAG=3.1306

AG12/T3=0.3846

|f1/EFL|+|f2/EFL|=1.8334

|f1/EFL|+|f3/EFL|=1.6510

第五實施例

請參閱圖14，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圖15A、弧矢方向的像散像差請參考圖15B、子午方向的像散像差請參考圖15C、畸變像差請參考圖15D。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，另外在本實施例中，第二透鏡20的第二像側面22具有一位於光軸附近區域的凸面部26D，以及一位於圓周附近區域的凸面部27D。第五實施例詳細的光學數據如圖26所示，非球面數據如圖27所示，光學成像鏡頭長度2.1033公厘，而系統像高為1.08mm，HFOV為33.44度。其各重要參數間的關係為：AAG/T1=0.3027

AG12/T1=0.2542

T2/T1=0.4854

T2/AAG=1.6034

EFL/T1=2.5996

ALT/T1=2.0188

EFL/AG12=10.2279

T2/AG12=1.9096

AAG/T3=0.5675

EFL/AAG=8.5879

ALT/AG12=7.9427

ALT/AAG=6.6692

AG12/T3=0.4765

|f1/EFL|+|f2/EFL|=1.8068

|f1/EFL|+|f3/EFL|=1.7270

另外，各實施例之重要參數則整理於圖28中。

申請人發現有以下特徵：第一透鏡與第二透鏡之正屈光率可共同提供鏡頭所需之屈光率， 第三透鏡之負屈光率可修正鏡頭整體之像差；另，光圈置於第一透鏡之前，可增加聚光能力，縮短鏡頭長度。此外，第一透鏡物側面位於光軸附近區域之凸面部及位於圓周附近區域的凸面部可協助收集成像光線；第二透鏡物側面光軸附近區域之凹面部、圓周附近區域之凹面部、第二透鏡像側面光軸附近區域之凸面部、第三透鏡像側面光軸附近區域之凹面部以及圓周附近區域之凸面部，則可相互搭配地達到改善像差的效果。

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)AAG/T1建議應小於或等於1.2、AG12/T1建議應小於或等於1.0、T2/AAG建議應大於或等於1.25、EFL/AG12建議應大於或等於5.5、T2/AG12建議應大於或等於1.4、AAG/T3建議應小於或等於1.1、EFL/AAG建議應大於或等於4.6、ALT/AG12建議應大於或等於3.5、ALT/AAG建議應大於或等於3.0、AG12/T3建議應小於或等於1.0：T1~T3分別為第一透鏡至第三透鏡之厚度，ALT為該等透鏡之厚度總和，AG12為第一透鏡與第二透鏡間的空氣間隙寬度，AAG則為第一至第三透鏡之間兩個空氣間隙之厚度總和，任一該等數值之縮小均有助於整體鏡頭之薄型化，然而考慮製作工藝的困難性，T1、T2、T3、ALT等透鏡厚度不可能無限制地之縮小，AG12、AAG等間隙值則可以比較不受限制，可以縮小的幅度相對較多。既然T1、T2、T3、ALT應維持在一適當之數值，而AG12、AAG可儘量縮小，因此AAG/T1、AG12/T1、AAG/T3、AG12/T3應朝趨小之方式來設計，而T2/AAG、EFL/AG12、T2/AG12、EFL/AAG、ALT/AG12、ALT/AAG則應朝趨大的方式來設計。較佳地，AAG/T1建議應小於或等於1.2，並以介於0.2~1.2之間較佳，A12/T1建議應小於或等於1.0， 並以介於0.1~1.0之間較佳，T2/AAG建議應大於或等於1.25，並以介於1.25~4.0之間較佳，EFL/AG12建議應大於或等於5.5，並以介於5.5~20.0之間較佳，T2/AG12建議應大於或等於1.4，並以介於1.4~5.0之間較佳，AAG/T3建議應小於或等於1.1，並以介於0.3~1.1之間較佳，EFL/AAG建議應大於或等於4.6，並以介於4.6~12.0之間較佳，ALT/AG12建議應大於或等於3.5，並以介於3.5~15.0之間較佳，ALT/AAG建議應大於或等於3.0，並以介於3.0~10.0之間較佳，AG12/T3建議應小於或等於1.0，並以介於0.3~1.0之間較佳。

(2)T2/T1建議應小於或等於1.45、ALT/T1建議應小於或等於3.6、EFL/T1建議應小於或等於5.5：T1、T2、T3、ALT等透鏡厚度之間，均應維持適當之比例關係，避免任一厚度過薄而不利於製造，或是避免任一厚度過大而不利於小型化。較佳地，T2/T1建議應小於或等於1.45，並以介於0.4~1.45之間較佳，ALT/T1建議應小於或等於3.6，並以介於1.5~3.6之間較佳、EFL/T1建議應小於或等於5.5，並以介於2.0~5.5之間較佳。

(3)|f1/EFL|+|f2/EFL|建議應小於或等於2.0、|f1/EFL|+|f3/EFL|建議應小於或等於2.0：上述條件式應被滿足，以確保第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡都具有足夠強的屈光率。較佳地，|f1/EFL|+|f2/EFL|建議介於1.5~2.0之間，|f1/EFL|+|f3/EFL|建議介於1.5~2.0之間。

本發明之光學成像鏡頭1，還可應用於電子裝置中，例如應用於行動電話或是行車紀綠器。請參閱圖16，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。圖16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。

如圖16中所示，影像模組120包括如前所述的光學成像鏡頭1。 圖16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，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。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。

具有屈光率的三片透鏡10、20、30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。

另請參閱圖17，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'，即圖6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‧‧‧凸面部

20‧‧‧第二透鏡

21‧‧‧第二物側面

22‧‧‧第二像側面

23‧‧‧凹面部

24‧‧‧凹面部

26‧‧‧凸面部

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‧‧‧凹面部

37‧‧‧凸面部

71‧‧‧成像面

72‧‧‧濾光片

80‧‧‧光圈

T1~T3‧‧‧透鏡中心厚度

Claims (16)

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：一光圈；一第一透鏡，該第一透鏡具有正屈光率，其物側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部以及一位於圓周附近區域的凸面部；一第二透鏡，該第二透鏡具有正屈光率，其物側面具有一位於光軸附近區域的凹面部以及一位於圓周附近區域的凹面部，其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部；以及一第三透鏡，該第三透鏡具有負屈光率，其像側面具有一位於光軸附近區域的凹面部以及一位於圓周附近區域的凸面部；其中，該第一透鏡的阿貝係數為V1，該第二透鏡的阿貝係數為V2，該第三透鏡的阿貝係數為V3，該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1，該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2，並滿足T2/T11.45，|V1-V2|10.0，以及20.0|V1-V3|三條件，且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三透鏡共三片。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第三透鏡之間在光軸上兩個空氣間隙的寬度總和為AAG，該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1，並滿足AAG/T11.2之條件。
3. 如申請專利範圍第2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的間隙寬度為AG12，該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2，並滿足1.4T2/AG12之條件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡與該第二透鏡之間的間隙寬度為AG12，該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1，並 滿足AG12/T11.0之條件。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第三透鏡之間在光軸上兩個空氣間隙的寬度總和為AAG，該第三透鏡在該光軸上的中心厚度為T3，並滿足AAG/T31.1之條件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭的有效焦距為EFL，該第一透鏡至該第三透鏡之間在光軸上兩個空氣間隙的寬度總和為AAG，並滿足4.6EFL/AAG之條件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2，該第一透鏡至該第三透鏡之間在光軸上兩個空氣間隙的寬度總和為AAG，並滿足1.25T2/AAG之條件。
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、該第二透鏡與該第三透鏡在該光軸上的中心厚度總合為ALT，該第一透鏡與該第二透鏡之間的間隙寬度為AG12，並滿足3.5ALT/AG12之條件。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭的有效焦距為EFL，該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1，並滿足EFL/T15.5之條件。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡與該第三透鏡在該光軸上的中心厚度總合為ALT，該第一透鏡至該第三透鏡之間在光軸上兩個空氣間隙的寬度總和為AAG，並滿足3.0ALT/AAG之條件。
11. 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、該第二透鏡與該第三透鏡在該光軸上的中心厚度總合為ALT，該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1，並滿足ALT/T13.6之條件。
12. 如申請專利範圍第11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的間隙寬度為AG12，該第三透鏡在該光軸上的中心厚度為T3，並滿足AG12/T31.0之條件。
13. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭的有效焦距為EFL，該第一透鏡與該第二透鏡之間的間隙寬度為AG12，並滿足5.5EFL/AG12之條件。
14. 如申請專利範圍第13項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2，並滿足|f1/EFL|+|f2/EFL|2.0之條件。
15. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3，該光學成像鏡頭的有效焦距為EFL，並滿足|f1/EFL|+|f3/EFL|2.0之條件。
16. 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15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。