TWI503591B - Five-piece optical imaging lens and the application of the lens of the electronic device - Google Patents

Description

五片式光學成像鏡頭及應用該鏡頭的電子裝置

本發明是有關於一種光學鏡頭，特別是指一種五片式光學成像鏡頭及應用該鏡頭的電子裝置。

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(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。

以美國專利公開號20110176049、20110316969，及美國專利公告號7480105來看，均為五片式透鏡結構，且其第一透鏡的屈光率為負。

以美國專利公開號20100254029、日本專利公開 號2008-281760、台灣專利公開號201227044、公告號M369459，及I268360來看，均為五片式透鏡結構，且其第五透鏡的厚度較厚。

美國專利公開號20120069455、20120087019、20120087020、日本專利公開號2010-224521、2010-152042、2010-026434及台灣專利公開號201215942、201213926、201241499看，均為五片式透鏡結構，而且各透鏡間的空氣間隙總合設計過大。

其中日本專利公開號2008-281760，其鏡頭長度在16mm以上，不利於手機和數位相機等攜帶型電子產品的薄型化設計。

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五片式光學成像鏡頭。

於是本發明五片式光學成像鏡頭，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、一第四透鏡，及一第五透鏡，且該第一透鏡至該第五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。該第二透鏡為負屈光率的透鏡，該第二透鏡的該物側面具有一位於光軸 附近區域的凹面部，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。該第四透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。該第五透鏡的該物側面具有一位於光軸附近區域的凹面部。其中，該五片式光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有五片。

本發明五片式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，而且可壓低感測元件(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。該第二透鏡具負屈光率，且該物側面具有位於光軸附近區域的該凹面部，該像側面具有位於光軸附近區域的該凹面部，可使負屈光率的強度增加，有助於修正系統像差。該第三透鏡的該物側面具有位於圓周附近區域的該凹面部，有助於光線在合適的高度進入光學有效徑較大的該第四透鏡。該第四透鏡的該像側面具有位於光軸附近區域的該凸面部，有助於光線聚焦，再搭配該第五透鏡的該物側面具有位於在光軸附近區域的該凹面部，則有利縮短成像鏡頭的長度。

因此，本發明之另一目的，即在提供一種應用於前述的五片式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五片式光學成 像鏡頭、一用於供該五片式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，及一設置於該五片式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五片式光學成像鏡頭的影像模組，以利該五片式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‧‧‧五片式光學成像鏡頭

2‧‧‧光圈

3‧‧‧第一透鏡

31‧‧‧物側面

32‧‧‧像側面

4‧‧‧第二透鏡

41‧‧‧物側面

411‧‧‧凹面部

412‧‧‧凹面部

413‧‧‧凸面部

42‧‧‧像側面

421‧‧‧凹面部

5‧‧‧第三透鏡

51‧‧‧物側面

511‧‧‧凸面部

512‧‧‧凹面部

513‧‧‧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‧‧‧凸面部

612‧‧‧凹面部

62‧‧‧像側面

621‧‧‧凸面部

7‧‧‧第五透鏡

71‧‧‧物側面

711‧‧‧凹面部

712‧‧‧凸面部

72‧‧‧像側面

721‧‧‧凹面部

722‧‧‧凸面部

8‧‧‧濾光片

81‧‧‧物側面

82‧‧‧像側面

9‧‧‧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，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明一透鏡結構；圖2是一配置示意圖，說明本發明五片式光學成像鏡頭的一第一較佳實施例；圖3是該第一較佳實施例的縱向球差與各項像差圖；圖4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5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6是一配置示意圖，說明本發明五片式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，說明本發明五片式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，說明本發明五片式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，說明本發明五片式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，說明本發明五片式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，說明本發明五片式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，說明該五片式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。

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，以圖1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(chief ray)Lc及邊緣光線(marginal ray)Lm。「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，亦即圖1中之A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。

參閱圖2與圖4，本發明五片式光學成像鏡頭10之一第一較佳實施例，從物側至像側沿一光軸I依序包含一光圈2、一第一透鏡3、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8。當由一待 拍攝物所發出的光線進入該五片式光學成像鏡頭10，並經由該光圈2、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8之後，會在一成像面9(Image Plane)形成一影像。該濾光片8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9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9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8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、81，及一朝向像側且使成像光線通過之像側面32、42、52、62、72、82。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，該第一透鏡3的該像側面32為凸面。

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為凹面，並具有一位於光軸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為凹面，並具有一位於光軸I附近區域的凹面部421。

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為正屈光率的透鏡，該第四透鏡6的該物側面61為凹面。該第四透鏡6的該像側面62為凸面，並具有一位於光軸I附近區域的凸面部621。

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

該第一較佳實施例的其他詳細光學數據如圖4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3.93mm，半視角(half field of view，簡稱HFOV)為34.98°、光圈值(Fno)為2.2，其系統長度為4.75mm。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9在光軸I上之間的距離。

此外，從第一透鏡3的物側面31到第五透鏡7的像側面72，共計十個面均是非球面，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到第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數如圖5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：CT4/AC34=2.51；CT2/AC23=0.87；CT4/AAG=0.79；CT4/CT2=2.15；CT4/CT3=1.55；AC23/AAG=0.42；其中，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到該第五透鏡7在光軸I上的四個空氣間隙總合； EFL(Effective Focal Length)為該五片式光學成像鏡頭10的系統焦距；AC23為該第二透鏡4到該第三透鏡5在光軸I上的空氣間隙；及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。

再配合參閱圖3，(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9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9上的畸變像差(distortion aberration)。本第一較佳實施例的縱向球差圖示圖3(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±0.015mm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±0.01mm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3(b)與3(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±0.08mm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3(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±0.6%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4.75mm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，為本發明五片式光學成像鏡頭10的一第二較佳實施例，其與該第一較佳實施例大致相似，僅各鏡片之鏡片中心厚度與各空氣間隙之距離或多或少有些不同。

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3.91mm，半視角(HFOV)為35.13°、光圈值(Fno)為2.2，系統長度則為4.75mm。

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到該第五透鏡7的像側面72在公式(1)中的各項非球面係數。

另外，該第二實施例之該五片式光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：CT4/AC34=4.50；CT2/AC23=0.71；CT4/AAG=1.19；CT4/CT2=3.75；CT4/CT3=2.26；及AC23/AAG=0.45。

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±0.08mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±0.3%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至4.75mm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，為本發明五片式光學成像鏡頭10的一第三較佳實施例，其與該第一較佳實施例大致相似，僅各鏡片之鏡片中心厚度與各空氣間隙之距離或多或少有些不同。

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3.93mm，半視角(HFOV)為34.99°、光圈值(Fno)為2.2，系統長度則為4.75mm。

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，該第三較佳實施例之該五片式光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：CT4/AC34=4.53； CT2/AC23=0.53；CT4/AAG=0.89；CT4/CT2=3.35；CT4/CT3=1.80；及AC23/AAG=0.50。

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±0.04mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±0.50%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至4.75mm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，為本發明五片式光學成像鏡頭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：該第三透鏡5為負屈光率的透鏡，且該第三透鏡5的該物側面51為凹面，並具有一位於光軸I附近區域的凹面部513。該第四透鏡6的該物側面61具有一位於光軸I附近區域的凸面部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3.90mm，半視角(HFOV)為35.16°、光圈值(Fno)為2.4，系統長度則為4.80mm。

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，該第四較佳實施例之該五片式光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：CT4/AC34=22.73；CT2/AC23=0.51；CT4/AAG=1.94；CT4/CT2=5.43；CT4/CT3=4.36；及AC23/AAG=0.71。

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±0.12mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±2.1%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至4.80mm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，為本發明五片式光學成像鏡頭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：該第三透鏡5為負屈光率的透鏡。該第四透鏡6的該物側面61具有一位於光軸I附近區域的凸面部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20所示，且本第五較佳實施例的整體系統焦距為3.85mm，半視角(HFOV)為35.56°、光圈值(Fno)為2.4，系統長度則為4.80mm。

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，該第五較佳實施例之該五片式光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：CT4/AC34=16.67；CT2/AC23=0.67；CT4/AAG=2.88；CT4/CT2=6.82；CT4/CT3=5.65；及AC23/AAG=0.63。

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±0.12mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±2.1%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至4.80mm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，為本發明五片式光學成像鏡頭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凸面部413。該第三透鏡5為負屈光率的透鏡。該第四透鏡6的該物側面61具有一位於光軸I附近區域的凸面部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24所示，且本第六較佳實施例的整體系統焦距為3.71mm，半視角(HFOV)為36.53°、光圈值(Fno)為2.4，系統長度則為4.54mm。

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，該第六較佳實施例之該五片式光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為： CT4/AC34=5.67；CT2/AC23=0.31；CT4/AAG=0.81；CT4/CT2=3.86；CT4/CT3=3.19；及AC23/AAG=0.67。

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±0.10mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±1.8%的範圍內，同樣能在系統長度已縮短至4.54mm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，為本發明五片式光學成像鏡頭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凸面部413。該第三透鏡5為負屈光率的透鏡，且該第三透鏡5的該物側面51具有一位於光軸I附近區域的凹面部513。該第 五透鏡7的該物側面71具有一位於圓周附近區域的凸面部712。

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3.89mm，半視角(HFOV)為36.27°、光圈值(Fno)為2.4，系統長度則為4.73mm。

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，該第七較佳實施例之該五片式光學成像鏡頭10中各重要參數間的關係為：CT4/AC34=11.04；CT2/AC23=0.5；CT4/AAG=1.05；CT4/CT2=4.65；CT4/CT3=3.87；及AC23/AAG=0.45。

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±0.120mm的範圍內，且其畸變像差也維持在±1.8%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，當本發明五片式光學成像鏡頭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：2.50≦CT4/AC34----------------------(2)

CT2/AC23≦0.88----------------------(3)

0.78≦CT4/AAG-----------------------(4)

3.20≦CT4/CT2------------------------(5)

2.20≦CT4/CT3------------------------(6)

0.45≦AC23/AAG----------------------(7)

該第四透鏡6通常是光學有效徑比較大的鏡片，厚度較厚會使製作的容易度增加，而AC23縮短則有利鏡頭長度縮短，因此較佳的使CT4及AC34滿足上述條件式(2)時，可在鏡頭縮短的過程中得到較佳的配置，又較佳的滿足4.5≦CT4/AC34，可使CT4較厚而製作上更容易。又此條件式可受一上限限制：2.5≦CT4/AC34≦25。

該第二透鏡4通常是光學有效徑比較小的鏡片，因此可以變薄的比例較大，而由於第二透鏡4的像側面42具有位於光軸I附近區域的該凹面部421，該第三透鏡5 的該物側面51具有位於圓周附近區域的該凹面部512，考慮邊緣干涉的問題，AC23在設計上可以縮短的比例較小，因此較佳的使CT2及AC23滿足上述條件式(3)時，可在鏡頭縮短的過程中得到較佳的配置。又此條件式可受一下限限制：0.2≦CT2/AC23≦0.88，或更佳的為0.27≦CT2/AC23≦0.88。

該第四透鏡6通常是光學有效徑比較大的鏡片，厚度較厚會使製作的容易度增加，而AAG縮短則有利鏡頭長度縮短，因此較佳的使CT4及AAG滿足上述條件式(4)時，可在鏡頭縮短的過程中得到較佳的配置。又較佳的滿足1≦CT4/AAG，可使CT4較厚製作更容易。又此條件式可受一上限限制：0.78≦CT4/AAG≦3.5，或更佳的0.78≦CT4/AAG≦3。

該第四透鏡6通常是光學有效徑比較大的鏡片，厚度較厚會使製作的容易度增加，而第二透鏡4通常是光學有效徑比較小的鏡片，因此可以縮小的比例較大，因此較佳的使CT4及CT2滿足上述條件式(5)時，可在鏡頭縮短的過程中得到較佳的配置。又此條件式可受一上限限制：3.2≦CT4/CT2≦7。

該第四透鏡6通常是光學有效徑比較大的鏡片，厚度較厚會使製作的容易度增加，而該第三透鏡5通常是光學有效徑比較小的鏡片，因此可以縮小的比例較大，因此較佳的使CT4及CT3滿足上述條件式(6)時，可在鏡頭縮短的過程中得到較佳的配置。又較佳的滿足3.8≦ CT4/CT3，可使CT4較厚而製作更容易。又此條件式可受一上限限制：2.2≦CT4/CT3≦6.3。

由於該第二透鏡4的該像側面42具有位於光軸I附近區域的該凹面部421，該第三透鏡5的該物側面51具有位於圓周附近區域的該凹面部512，因此AC23在設計上會製作的較大，而除了AC23外，仍有其它的空氣隙間可以縮短，且AAG縮短則有利鏡頭長度縮短，因此滿足上述條件式(7)時，空氣間隙的配置較佳。又此條件式可受一上限限制：0.45≦AC23/AAG≦0.78。

歸納上述，本發明五片式光學成像鏡頭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具負屈光率，且該第二透鏡4的該物側面41具有位於光軸I附近區域的該凹面部411，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，會使負屈光率的強度增加，有助於修正系統像差，若再搭配該第二透鏡4的該物側面41具有位於圓周附近區域的該凸面部413，讓通過光軸I附近區域及圓周附近區域的光線有不同程度的修正，修正像差的效果更好。

三、藉由該第三透鏡5的該物側面51具有位於圓周附近區域的該凹面部512，有助於光線在合適的高度進 入光學有效徑較大的該第四透鏡6，而若該第三透鏡5的該物側面51具有位於光軸I附近區域的該凹面部513，或當該第三透鏡5的該像側面52具有位於I光軸附近區域的該凹面部521及位於圓周附近區域的的該凸面部522時，則會有助於修正像散。

四、藉由該第四透鏡6的該像側面62具有位於光軸I附近區域的該凸面部621，有助於光線聚焦，再搭配該第五透鏡7的該物側面71具有位於光軸I附近區域的該凹面部711，有利縮短成像鏡頭的長度。

五、本發明藉由相關設計參數之控制，例如CT4/AC34、CT2/AC23、CT4/AAG、CT4/CT2、CT4/CT3，及AC23/AAG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、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，使該五片式光學成像鏡頭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。

六、由前述七個較佳實施例的說明，顯示本發明五片式光學成像鏡頭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，為應用前述該五片式光學成像鏡頭10的電子裝置1的一第一較佳實施例，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五片式光學成像鏡頭10、一用於供該五片式光學成像鏡頭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，及一設置於該五片式光學成像鏡頭10像側的影像感測器130。該成像面9(見圖1)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32，為應用前述該五片式光學成像鏡頭10的電子裝置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內的該五片式光學成像鏡頭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，該紅外線濾光片8則是設置在該影像感測器後座122。該電子裝置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該電子裝置1類似，在此不再贅述。

藉由安裝該五片式光學成像鏡頭10，由於該五片式光學成像鏡頭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‧‧‧五片式光學成像鏡頭

2‧‧‧光圈

3‧‧‧第一透鏡

31‧‧‧物側面

32‧‧‧像側面

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

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

62‧‧‧像側面

621‧‧‧凸面部

7‧‧‧第五透鏡

71‧‧‧物側面

711‧‧‧凹面部

72‧‧‧像側面

721‧‧‧凹面部

722‧‧‧凸面部

8‧‧‧濾光片

81‧‧‧物側面

82‧‧‧像側面

9‧‧‧成像面

I‧‧‧光軸

Claims (20)

1. 一種五片式光學成像鏡頭，從物側至像側沿一光軸依序包含一光圈、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，且該第一透鏡至該第五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；該第二透鏡為負屈光率的透鏡，該第二透鏡的該物側面具有一位於光軸附近區域的凹面部，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；該第四透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部；及該第五透鏡的該物側面具有一位於光軸附近區域的凹面部；其中，該五片式光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有五片，自該第二透鏡到該第三透鏡沿光軸上的空氣間隙為AC23，自該第一透鏡到該第五透鏡沿光軸上的四個空氣間隙總合為AAG，並滿足下列條件式：0.45≦AC23/AAG。
2. 如請求項1所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡在光軸的中心厚度為CT4，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 ：2.50≦CT4/AC34。
3. 如請求項2所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡在光軸的中心厚度為CT2，並滿足下列條件式：CT2/AC23≦0.88。
4. 如請求項3所述的五片式光學成像鏡頭，並滿足下列條件式：0.78≦CT4/AAG。
5. 如請求項4所述的五片式光學成像鏡頭，其中，進一步滿足下列條件式：1.00≦CT4/AAG。
6. 如請求項3所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡的該像側面具有一位於光軸附近區域的凹面部，及一位於圓周附近區域的凸面部。
7. 如請求項6所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡的該物側面還具有一位於光軸附近區域的凹面部，且進一步滿足下列條件式：4.50≦CT4/AC34。
8. 如請求項2所述的五片式光學成像鏡頭，並滿足下列條件式：0.78≦CT4/AAG。
9. 如請求項8所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡的該物側面還具有一位於圓周附近區域的凸面部。
10. 如請求項9所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡在光軸的中心厚度為CT2，並滿足下列條件式：3.20≦CT4/CT2。
11. 如請求項2所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡的該像側面還具有一位於光軸附近區域的凹面部，及一位於圓周附近區域的凸面部。
12. 如請求項11所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡的該物側面還具有一位於光軸附近區域的凹面部。
13. 如請求項1所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡在光軸的中心厚度為CT2，並滿足下列條件式：CT2/AC23≦0.88。
14. 如請求項13所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡在光軸的中心厚度為CT4，該第三透鏡在光軸的中心厚度為CT3，並滿足下列條件式：2.20≦CT4/CT3。
15. 如請求項14所述的五片式光學成像鏡頭，其中，進一步滿足下列條件式：3.80≦CT4/CT3。
16. 如請求項1所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡的像側面還具有一位於圓周附近區域的凹面部。
17. 如請求項1所述的五片式光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡的物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部。
18. 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17中任一項所述的五片式光學成像鏡頭、一用於供該五片式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，及一設置於該五片式光學成像鏡頭像側的影像感測器。
19. 如請求項18所述的電子裝置，其中，該模組後座單元 具有一鏡頭後座，該鏡頭後座具有一與該鏡筒外側相貼合且沿一軸線設置的第一座體，及一沿該軸線並環繞著該第一座體外側設置的第二座體，該第一座體可帶著該鏡筒與設置於該鏡筒內的該五片式光學成像鏡頭沿該軸線移動。
20. 如請求項19所述的電子裝置，其中，該模組後座單元還具有一位於該第二座體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第二座體相貼合。