TWI512324B - 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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TWI512324B TW103108456A TW103108456A TWI512324B TW I512324 B TWI512324 B TW I512324B TW 103108456 A TW103108456 A TW 103108456A TW 103108456 A TW103108456 A TW 103108456A TW I512324 B TWI512324 B TW I512324B
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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光學成像鏡頭之電子裝置相關，且尤其是與應用四片式透鏡之光學成像鏡頭與具有光學成像鏡頭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。因此，光學成像鏡頭也需要縮小長度，但同時仍需具備良好光學性能。
在美國專利公開號2011/0299178中，所揭露的光學成像鏡頭為四片式透鏡結構，其中所設計之第一透鏡具有負屈光率，且其物側面與像側面皆是凹的，而第二透鏡具有正屈光率，且其物側面與像側面皆是凸的，鏡頭長度達到18至19mm，不利於手機和數位相機等攜帶型電子產品的薄型化設計。
在美國專利公開號2011/0242683、美國專利號8270097及8379326中，所揭露的光學成像鏡頭為四片式透鏡結構，其中所設計之第一、第二透鏡都具有負屈光率，且其間的空氣間隙在光軸上的寬度相當的寬，因此無法有效縮短鏡頭長度。
本發明之實施例提供一種光學成像鏡頭，僅包括四片具有屈光率的透鏡，從物側至像側沿一光軸依序包括一第一透鏡、一第二透鏡、 一第三透鏡及一第四透鏡，每一透鏡都具有一朝向物側的物側面及一朝向像側像側面。第一透鏡具有正屈光率，且其之物側面是一凸面，第二透鏡具有負屈光率，其像側面具有一在外圓周附近區域的凸面部，第三透鏡具有正屈光率，其物側面具有一在光軸附近區域的凹面部，且在圓周附近區域也是凹的，其像側面具有一在光軸附近區域的凸面部，第四透鏡之像側面具有一在光軸附近區域的凹面部且在外圓周附近區域的凸面部。光學成像鏡頭還滿足3.5ALT/AAG的條件式，ALT為第一至第四透鏡在光軸上的四片鏡片厚度總和，AAG為第一至第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和。
在一實施例中，光學成像鏡頭還滿足BFL/AG237.6的條件式，BFL為光學成像鏡頭的一後焦距，即第四透鏡之像側面至一成像面在光軸上的距離。
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：一模組後座單元、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四片具有屈光率的透鏡，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、一第三透鏡及一第四透鏡，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。第一透鏡具有正屈光率，且其之物側面是一凸面，第二透鏡具有負屈光率，其像側面具有一在外圓周附近區域的凸面部，第三透鏡具有正屈光率，其物側面具有一在光軸附近區域的凹面部，其像側面具有一在光軸附近區域的凸面部，第四透鏡之像側面具有一在光軸附近區域的凹面部且在外圓周附近區域的凸面部。可攜式電子裝置還滿足3.5ALT/AAG及BFL/AG237.5的條件式，ALT為第一至第四透鏡在光軸上的四片鏡片厚度總和，AAG為第一至第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和，BFL為光學成像模組的一後焦距，即第四透鏡之像側面至一成像面在光軸上的距離。
可攜式電子裝置可額外包括裝設在一基板上的一影像感測器。在一實施例中，相對於影像感測器，鏡筒可在光軸之方向上進行縱向地移動。換句話說，BFL會依據鏡筒相對於影像感測器的位置而改變。當 BFL和AG23滿足BFL/AG237.6的條件式時，可提供輕薄的裝置結構。
1,1'‧‧‧光學鏡片系統可攜式電子裝置
20,20'‧‧‧可攜式電子裝置
21‧‧‧機殼
22‧‧‧光學成像模組
23‧‧‧鏡筒
24‧‧‧模組後座單元
100,200,300,400,500‧‧‧光學成像鏡頭
150‧‧‧濾光件
161‧‧‧影像感測器
162‧‧‧基板
2401‧‧‧鏡頭後座
2402‧‧‧第一座體單元
2403‧‧‧第二座體單元
2404‧‧‧線圈
2405‧‧‧磁性元件
2406‧‧‧影像感測器後座
A,B,C,D,E‧‧‧區域
AG12,AG23,AG34,AG45‧‧‧空氣間隙
AS‧‧‧光圈
110‧‧‧第一透鏡
120‧‧‧第二透鏡
130‧‧‧第三透鏡
140‧‧‧第四透鏡
T1,T2,T3,T4,T5‧‧‧透鏡厚度
AG12,AG23,AG34‧‧‧空氣間隙寬度
BFL‧‧‧後焦距
I‧‧‧光軸
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四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四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四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四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四片式透鏡之剖面結構示意圖。
第6A、6B、6C及6D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7A、7B、7C及7D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8A、8B、8C及8D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9A、9B、9C及9D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10A、10B、10C及10D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11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12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。
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。
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之四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及一第四透鏡L4。
第一透鏡L1具有正屈光率、一凸的物側面及一在光軸附近區域為凸的像側面。第二透鏡L2具有負屈光率、一凹的物側面、一光軸附近區域為凹且在外圓周附近區域為凸的像側面。第三透鏡L3具有正屈光率、一凹的、且在外圓周附近區域為凹的物側面及一在光軸附近區域為凸的像側面。第四透鏡L4具有負屈光率、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在光軸附近區域為凹且在外圓周附近區域為凸的像側面。此四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的物側面與像側面且以R7、R8分別表示第四透鏡L4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)設於第四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5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。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。BFL代表光學成像鏡頭的後焦距，即第四透鏡之像側面至成像面在光軸上的距離。
在其後段落中，ALT代表第一至第四透鏡在光軸上的四片 鏡片厚度總和，AAG表示第一至第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和。
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三透鏡具有正屈光率以增加第一透鏡的屈光率。更甚，亦設計較小的第一透鏡的厚度T1及所有空氣間隙寬度總和。由於要將所有鏡片厚度總和設計為一較小的數值是不容易的事情，在此設計第一鏡片的厚度為較小。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。
在第一實施例中，光學成像鏡頭100的EFL是1.621mm，半視角(HFOV)是44.040度。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2.403mm，Fno是2.8，像高為1.542mm。
此四片透鏡之非球面(表面編號3至12)皆是依下列非球面曲線公式定義： 其中Y表示非球面曲面上的點與光軸的垂直距離，Z(Y)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)，R表示透鏡表面之曲率半徑，K為錐面係數(Conic Constant)，而ai 為第i階非球面係數。
表格1B顯示第一實施例的四片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第一實施例的參數分別是下列數值：ALT=1.275
AAG=0.364
BFL=0.764
ALT/AAG=3.502 (滿足條件式(1))
T1/T2=1.591 (滿足條件式(2))
BFL/AG23=6.352 (滿足條件式(3))
T1/AG23=2.883 (滿足條件式(4))
T2/AG12=1.518
BFL/T4=2.277 (滿足條件式(3))
T4/AG12=2.337 (滿足條件式(5))
T3/T1=1.080 (滿足條件式(2))
T2/AAG=0.599
AAG/AG12=2.536 (滿足條件式(7))
T2/AG23=1.812 (滿足條件式(4))
T4/AAG=0.912 (滿足條件式(6))
第6A圖、第6B圖、第6C圖及第6D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6A圖中所示，對於波長為470nm(以B標示)、555nm(以G標示)及650nm(以R標示)，其縱向球差乃是控制在成像點的±0.1mm以內。如第6B圖及第6C圖所示，對於該R、G、B波長的光， 弧矢方向(以R(s)、G(s)、B(s)標示)與子午方向(以R(t)、G(t)、B(t)標示)的像散像差的變化量乃是落在±0.02mm內。如第6D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±2.0%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之四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，唯其中各透鏡的屈光率、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。
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。
表格2B顯示第二實施例的四片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第7A圖、第7B圖、第7C圖及第7D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7A圖中所示，對於波長為470nm(以B標示)、555nm(以G標示)及650nm(以R標示)，其縱向球差乃是控制在成像點的±0.1mm以內。如第7B圖及第7C圖所示，對於該R、G、B波長的光，弧矢方向(以R(s)、G(s)、B(s)標示)與子午方向(以R(t)、G(t)、B(t)標示)的像散像差的變化量乃是落在±0.02mm內。如第7D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±2.0%的範圍內。
第二實施例的參數分別是下列數值：ALT=1.597
AAG=0.227
BFL=0.705
ALT/AAG=7.027 (滿足條件式(1))
T1/T2=2.052 (滿足條件式(2))
BFL/AG23=7.528 (滿足條件式(3))
T1/AG23=4.992 (滿足條件式(4))
T2/AG12=2.019 (滿足條件式(5))
BFL/T4=1.583 (滿足條件式(3))
T4/AG12=3.947 (滿足條件式(5))
T3/T1=0.974 (滿足條件式(2))
T2/AAG=1.003 (滿足條件式(6))
AAG/AG12=2.013 (滿足條件式(7))
T2/AG23=2.432 (滿足條件式(4))
T4/AAG=1.961 (滿足條件式(6))
第3圖顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭300之四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，唯其中各透鏡的屈光率、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。
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。
表格3B顯示第三實施例的四片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第8A圖、第8B圖、第8C圖及第8D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±0.1mm以內。如第8B圖及第8C圖所示，對於該R、G、B波長的光，弧矢方向(以R(s)、G(s)、B(s)標示)與子午方向(以R(t)、G(t)、B(t)標示)的像散像差的變化量乃是落在±0.04mm內。如第8D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±1.6%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之四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，唯其中各透鏡的屈光率、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。
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。
表格4B顯示第四實施例的四片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第9A圖、第9B圖、第9C圖及第9D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±0.01mm以內。如第9B圖及第 9C圖所示，對於該R、G、B波長的光，弧矢方向(以R(s)、G(s)、B(s)標示)與子午方向(以R(t)、G(t)、B(t)標示)的像散像差的變化量乃是落在±0.05mm內。如第9D圖中所示，對於該R、G、B五種波長的光，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之四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，唯其中各透鏡的屈光率、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。
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。
表格5B顯示第五實施例的四片透鏡中各個非球面之參數詳細數據。
第10A圖、第10B圖、第10C圖及第10D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±0.01mm以內。如第10B圖及第10C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10D圖中所示，對於該R、G、B五種波長的光，畸變像差則是維持在±0.8%的範圍內。
依據本發明之實施例的光學成像鏡頭100、200、300、400、 及500皆具有下列光學特性與優點。第一及第三透鏡具有正屈光率可提供光學成像鏡頭所需的正屈光率。相較於單一一片具有正屈光率的透鏡，兩片具有正屈光率的透鏡可以分攤所需的正屈光率，可降低設計難度並提高製程中對誤差的容忍力。第二透鏡具有負屈光率可校正光學成像鏡頭的像差。
第一透鏡之物側面是一凸面，第二透鏡之像側面具有一在外圓周附近區域的凸面部，第三透鏡之物側面具有一在光軸附近區域的凹面部且其像側面具有一在光軸附近區域的凸面部，第四透鏡之像側面具有一在光軸附近區域的凹面部且在外圓周附近區域的凸面部。此些透鏡的表面都是非球面，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：ALT/AAG值大於或等於3.5(條件式(1))。無論是ALT或AAG，能減少任一數值都有助於光學成像鏡頭的微型化，然而透鏡的厚度會受到製程能力的限制，而無法無限量地縮小，但空氣間隙寬度的縮小並不會面臨類似限制。因此，在此建議ALT/AAG值是大於或等於3.5，且較佳地ALT/AAG值是落在35到8.0之間。
T1/T2值小於或等於2.1、T3/T1值大於或等於0.92(條件式(2))。為了防止T1、T2、T3之任一值太大而影響光學鏡頭的鏡頭長度太小而導致太高的製作困難度，此三數值之任二數值的比值應受限於一範圍內。在此建議T1/T2值是小於或等於2.1，且較佳地T1/T2值是落在1.0到2.1之間，T3/T1值是大於或等於0.92，且較佳地T1/T2值是落在0.92到1.5之間。
BFL/AG23值小於或等於7.6、BFL/T4值小於或等於2.5(條件式(3))，乃是因為考量成像光線路徑與透鏡製造困難度。
T1/AG23值小於或等於5.0、T2/AG23值小於或等於2.7(條件式(4))。縮小第一、第二透鏡的厚度可縮短光學成像鏡頭的鏡頭長度， 而AG23受限於第三透鏡物側面上在光軸附近區域的凹面，而無法無限制地縮小。因此，在此建議T1/AG23值為小於或等於2.7，且較佳地是落在2.0到5.0之間，T2/AG23值為小於或等於5.0，且較佳地是落在1.5到2.5之間。
T2/AG12值大於或等於1.8、T4/AG12值大於或等於2.3(條件式(5))。如前所述，透鏡的厚度會受到製程能力的限制，而無法無限量地縮小，但空氣間隙寬度的縮小並不會面臨類似限制。因此，T2/AG12和T4/AG12值會受一下限限制，在此設計T2/AG12值為大於或等於1.8，且較佳地是落在1.8到3.0之間，T4/AG12值為大於或等於2.3，且較佳地是落在2.3到4.5之間。
T2/AAG值大於或等於0.7、T4/AAG值大於或等於0.92(條件式(6))。如前所述，透鏡的厚度會受到製程能力的限制，而無法無限量地縮小，但空氣間隙寬度的縮小並不會面臨類似限制。因此，T2/AAG和T4/AAG值會受一下限限制，在此建議T2/AAG值是大於或等於0.7，且較佳地是介於0.7到1.5之間。類似地，T4/AAG值建議是大於或等於0.95，並較佳地是介於0.92到2.0之間。
AAG/AG12值大於或等於2.2(條件式(7))。如此可保障空氣間隙的配置是適當的，而可防止過寬的空氣間隙寬度不利於縮減鏡頭長度或是過窄的空氣間隙寬度不利於組裝光學成像鏡頭。
表格6顯示上述五個實施例的各個數值。
如表格6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11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20。可攜式電子裝置20包含一機殼21及一安裝在機殼21內的光學成像模組22。可攜式電子裝置20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22包括一光學鏡片系統1、一鏡筒23、一用於供鏡筒23設置的模組後座單元(module housing unit)24、一基板162供安裝模組後座單元24及裝載於基板162一表面且朝向光學鏡片系統1的一影像感測器161。在一實施例中，光學鏡片系統1可包括諸如前面所述五個實施例的四片式光學成像鏡頭。
須注意的是，本實施例雖顯示濾光件150，然而在其他實施例中亦可省略濾光件150之結構，並不以濾光件150之必要為限，且機殼21、鏡筒23、及/或模組後座單元24可為單一元件或多個元件組裝而成，無須限定於此；其次，乃是本實施例所使用的影像感測器161是採用板上連接式晶片封裝(Chip on Board,COB)的封裝方式直接連接在基板162上，和傳統晶片尺寸封裝(Chip Scale Package,CSP)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(cover glass)，因此在光學鏡片系統1中並不需要在影像感測器161之前設置保護玻璃，然本發明並不以此為限。
在一實施例中，光學鏡片系統1包括具有屈光率的四片式透鏡110、120、130、140，在此示例性地是以相對兩透鏡之間分別存在一空氣間隙的方式設置於鏡筒23內。光學鏡片系統1滿足前述條件式(1)到(7)。
在一實施例中，模組後座單元24包括支撐鏡筒23的一鏡頭後座2401及支撐影像感測器161的一影像感測器後座2406。鏡筒23是和鏡 頭後座2401沿一軸線I-I'同軸設置，且鏡筒23是設置在鏡頭後座2401的內側。
由於在本實施例之光學鏡片系統1中，鏡頭長度為2.5mm，如此可設置在輕薄的可攜式電子裝置20當中，並同時提供良好的光學特性。因此，本實施例不僅能減少組裝材料而有抑制成本的效果，更能助於設計出輕薄的裝置結構，以滿足消費者的需求。
第12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20'。可攜式電子裝置20'與第一較佳實施例的可攜式電子裝置20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20'的鏡頭後座2401包括一第一座體單元2402、一第二座體單元2403、一線圈2404及一磁性元件2405。第一座體單元123是與鏡筒23外側表面相貼合且沿一軸線I-I'設置，第二座體單元2403具有朝向物側的第一端及朝向像側的第二端。線圈2404是設置在第一座體單元2402外側表面與第二座體單元2403內側表面之間。影像感測器後座2406連接第二座體單元2403的第二端。
第一座體單元2402可帶著鏡筒23及設置在鏡筒23內的光學鏡片系統1沿著光軸來回地進行縱向移動。光學鏡片系統1包括四片具有屈光率的透鏡110、120、130、140，此四片透鏡110、120、130、140乃是以兩兩相對形成空氣間隙的方式設置在鏡筒23中。光學鏡片系統1滿足前述條件式(1)至(7)。換句話說，介於第四透鏡與成像面之間的距離(即BFL)隨著鏡筒23的移動而變化。
由於有效地縮短了光學鏡片系統1的長度到2.5mm，使得可攜式電子裝置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‧‧‧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
T1,T2,T3,T4‧‧‧透鏡厚度

Claims (17)

  1. 一種光學成像鏡頭，僅包括四片具有屈光率的透鏡，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、一第三透鏡及一第四透鏡，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：該第一透鏡具有正屈光率，且其之該物側面是一凸面；該第二透鏡具有負屈光率，且其之該像側面具有一在外圓周附近區域的凸面部；該第三透鏡具有正屈光率，其之該物側面具有一在光軸附近區域的凹面部，且其之該像側面具有一在光軸附近區域的凸面部；該第四透鏡之該像側面具有一在光軸附近區域的凹面部及一在外圓周附近區域的凸面部；及該光學成像鏡頭還滿足3.5ALT/AAG的條件式，ALT為該第一至該第四透鏡在光軸上的四片鏡片厚度總和，AAG為該第一至該第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和，該光學成像鏡頭更滿足BFL/AG237.6的條件式，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，BFL為該光學成像鏡頭的一後焦距，即該第四透鏡之該像側面至一成像面在光軸上的距離。
  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T1/AG235.0的條件式，T1為該第一透鏡在光軸上的厚度。
  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T1/T22.1的條件式，T2為該第二透鏡在光軸上的厚度。
  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1.8T2/AG12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。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的光學成像鏡頭，其中該第三透鏡之該物側面具有一在外圓周附近區域的凹面部。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的光學成像鏡頭，其中還滿足T1/T22.1的條件式，T2為該第二透鏡在光軸上的厚度。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的光學成像鏡頭，其中還滿足BFL/T42.5的條件式，T4為該第四透鏡在光軸上的厚度。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足2.3T4/AG12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。
  9. 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0.92T3/T1的條件式，T1為該第一透鏡在光軸上的厚度，T3為該第三透鏡在光軸上的厚度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足0.7T2/AAG的條件式，T2為該第二透鏡在光軸上的厚度，AAG為該第一至該第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和。
  11. 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T1/T22.1的條件式，T1為該第一透鏡在光軸上的厚度，T2為該第二透鏡在光軸上的厚度。
  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2.2AAG/AG12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。
  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T2/AG232.7的條件式。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿 足0.92T4/AAG的條件式，T4為該第四透鏡在光軸上的厚度。
  15. 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6.3BFL/AG237.6的條件式。
  16. 一種具有數位相機的電子裝置，包括：一模組後座單元；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四片具有屈光率的透鏡，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、一第三透鏡及一第四透鏡，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：該第一透鏡具有正屈光率，且其之該物側面是一凸面；該第二透鏡具有負屈光率，且其之該像側面具有一在外圓周附近區域的凸面部；該第三透鏡具有正屈光率，其之該物側面具有一在光軸附近區域的凹面部，且其之該像側面具有一在光軸附近區域的凸面部；該第四透鏡之該像側面具有一在光軸附近區域的凹面部且在外圓周附近區域的凸面部；及該光學成像鏡頭還滿足3.5ALT/AAG的條件式，ALT為該第一至該第四透鏡在光軸上的四片鏡片厚度總和，AAG為該第一至該第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和，該光學成像鏡頭更滿足BFL/AG237.6的條件式，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，BFL為該光學成像鏡頭的一後焦距，即該第四透鏡之該像側面至一成像面在光軸上的距離。
  17. 如申請專利範圍第16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向地移動。
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