TWI521235B - 可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭 - Google Patents

可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭 Download PDF

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Description

可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭
本發明乃是與一種可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭相關，且尤其是與應用四片式透鏡之可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭相關。
近年來，手機和數位相機的普及使得包含光學成像鏡頭、模組後座單元及影像感測器等之影像模組蓬勃發展，手機和數位相機的薄型輕巧化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，裝戴在影像模組中的光學成像鏡頭也需要縮小體積，但光學成像鏡頭之良好光學性能也是必要顧及之處。
就一四片式透鏡結構而言，以往設計其第一透鏡物側面至成像面在光軸上的距離均較長，不利手機和數位相機的薄型化，因此極需要開發成像品質良好且鏡頭長度縮短的鏡頭。
本發明之一目的係在提供一種可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭，透過控制各透鏡的凹凸曲面排列，並以至少兩個關係式控制相關參數，維持足夠之光學性能，且同時縮減光學透鏡的系統長度。
依據本發明，提供一種光學成像鏡頭，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、一第三透鏡及一第四透鏡， 每一透鏡都具有屈光率，而且具有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。
為了便於表示本發明所指的參數，在本說明書及圖示中定義：TA代表光圈到下一個相鄰透鏡物側面在光軸上的距離(負號表示該距離方向朝向物側)、T1代表第一透鏡在光軸上的厚度、G12代表第一透鏡與第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度、T2代表第二透鏡在光軸上的厚度、G23代表第二透鏡與第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度、T3代表第三透鏡在光軸上的厚度、G34代表第三透鏡與第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度、T4代表第四透鏡在光軸上的厚度、G4F代表第四透鏡之像側面至紅外線濾光片之物側面在光軸上的距離、TF代表紅外線濾光片在光軸上的厚度、GFP代表紅外線濾光片像側面至成像面在光軸上的距離、TI代表一影像感測器在光軸上的厚度、f1代表第一透鏡的焦距、f2代表第二透鏡的焦距、f3代表第三透鏡的焦距、f4代表第四透鏡的焦距、n1代表第一透鏡的折射率、n2代表第二透鏡的折射率、n3代表第三透鏡的折射率、n4代表第四透鏡的折射率、v1代表第一透鏡的阿貝數、v2代表第二透鏡的阿貝數、v3代表第三透鏡的阿貝數、v4代表第四透鏡的阿貝數、EFL或f皆代表光學成像鏡頭的有效焦距、TTL代表第一透鏡之物側面至一成像面在光軸上的距離、ALT代表第一透鏡至第四透鏡在光軸上的四片透鏡厚度總和(即T1、T2、T3、T4之和)、AAG代表第一透鏡至第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和(即G12、G23、G34之和)、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(即G4F、TF、GFP之和)。
依據本發明所提供的光學成像鏡頭，第一透鏡的物側面具有一位於圓周附近區域的凸面部，且其像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部，第二透鏡具有負屈光率，其物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凹面部，第三透鏡具有正屈光率，其物側面具有一位於光軸附近區域的凹面部及一位於圓周附近區域的凹面部，且其像 側面具有一位於圓周附近區域的凸面部，第四透鏡的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，光學成像鏡頭只具備上述四片具有屈光率的透鏡，並滿足下列關係式：ALT/T2≦5.4 關係式(1)；(T2+T4)/G34≦4.0 關係式(2)。
本發明可選擇性地控制前述參數，額外滿足下列關係式：AAG/G12≦6.0 關係式(3)；(G23+G34)/T4≦2.2 關係式(4)；AAG/T4≦2.7 關係式(5)；(T1+T2)/G12≦4.8 關係式(6)；EFL/G23≧7.3 關係式(7)；ALT/G12≦10.0 關係式(8)；(T3+T4)/G12≦5.0 關係式(9)；EFL/T1≧5.5 關係式(10)；T1/G12≦2.9 關係式(11)；ALT/G12≦9.2 關係式(12)；EFL/(G23+G34)≧4.5 關係式(13)；及/或EFL/(T1+T4)≧3.1 關係式(14)。
前述所列之示例性限定關係式，亦可任意選擇性地合併不等數量施用於本發明之實施態樣中，並不限於此。在實施本發明時，除了前述關係式之外，亦可針對單一透鏡或廣泛性地針對多個透鏡額外設計出其他更多的透鏡的凹凸曲面排列等細部結構，以加強對系統性能及/或解析度的控制，舉例來說，第二透鏡的像側面上可選擇性地額外形成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。須注意的是，此些細節需在無衝突之情況之下，選擇性地合併施用於本發明之其他實施例當中。
本發明可依據前述之各種光學成像鏡頭，提供一種可攜式電子裝置，其包括一機殼以及一影像模組，影像模組安裝於該機殼內。影像模組包括依據本發明之任一光學成像鏡頭、一鏡筒、一模組後座單元及一影像感測器。鏡筒俾供設置光學成像鏡頭，模組後座單元俾供設置鏡筒，影像感測器位於光學成像鏡頭的像側。
由上述中可以得知，本發明之可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭，透過控制各透鏡的凹凸曲面排列，並以至少一關係式控制相關參數，可維持良好的光學性能，並同時有效地縮短鏡頭的長度。
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11‧‧‧光學成像鏡頭
20‧‧‧攝像裝置
21‧‧‧機殼
22‧‧‧影像模組
23‧‧‧鏡筒
24‧‧‧模組後座單元
100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100‧‧‧光圈
110,210,310,410,510,610,710,810,910,1010,1110‧‧‧第一透鏡
111,121,131,141,151,211,221,231,241,251,311,321,331,341,351,411,421,431,441,451,511,521,531,541,551,611,621,631,641,651,711,721,731,741,751,811,821,831,841,851,911,921,931,941,951,1011,1021,1031,1041,1051,1111,1121,1131,1141,1151‧‧‧物側面
112,122,132,142,152,212,222,232,242,252,312,322,332,342,352,412,422,432,442,452,512,522,532,542,552,612,622,632,642,652,712,722,732,742,752,812,822,832,842,852,912,922,932,942,952,1012,1022,1032,1042,1052,1112,1122,1132,1142,1152‧‧‧像側面
120,220,320,420,520,620,720,820,920,1020,1120‧‧‧第二透鏡
130,230,330,430,530,630,730,830,930,1030,1130‧‧‧第三透鏡
140,240,340,440,540,640,740,840,940,1040,1140‧‧‧第四透鏡
150,250,350,450,550,650,750,850,950,1050,1150‧‧‧濾光件
160,260,360,460,560,660,760,860,960,1060,1160‧‧‧成像面
161‧‧‧影像感測器
162‧‧‧基板
1111,1321,1411,9221,10221‧‧‧位於光軸附近區域的凸面部
1112,1122,1322,1422,2412,3412,4412,6412,7412,8412,10412,11412‧‧‧位於圓周附近區域的凸面部
1121,1211,1221,1311,1421‧‧‧位於光軸附近區域的凹面部
1212,1222,1312,1412‧‧‧位於圓周附近區域的凹面部
d1,d2,d3,d4,d5‧‧‧空氣間隙
A1‧‧‧物側
A2‧‧‧像側
I‧‧‧光軸
I-I'‧‧‧軸線
A,C,E‧‧‧區域
本發明所附圖示說明如下：圖1顯示本發明之一實施例之透鏡剖面結構示意圖；圖2繪示透鏡面形與光線焦點的關係示意圖；圖3繪示範例一的透鏡面形與有效半徑的關係圖；圖4繪示範例二的透鏡面形與有效半徑的關係圖；圖5繪示範例三的透鏡面形與有效半徑的關係圖；圖6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；圖7顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖8顯示依據本發明之第一實施例光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據；圖9顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之非球面數據； 圖10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；圖11顯示依據本發明之第二實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖12顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據；圖13顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之非球面數據；圖14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；圖15顯示依據本發明之第三實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖16顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據；圖17顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之非球面數據；圖18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；圖19顯示依據本發明之第四實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖20顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據；圖21顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之非球面數據；圖22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； 圖23顯示依據本發明之第五實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖24顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據；圖25顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之非球面數據；圖26顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖27顯示依據本發明之第六實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖28顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據；圖29顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之非球面數據；圖30顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖31顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖32顯示依據本發明之第七實施例光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據；圖33顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之非球面數據；圖34顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖35顯示依據本發明之第八實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖； 圖36顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據；圖37顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之非球面數據；圖38顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖39顯示依據本發明之第九實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖40顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據；圖41顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之非球面數據；圖42顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖43顯示依據本發明之第十實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖44顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據；圖45顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之非球面數據；圖46顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖；圖47顯示依據本發明之第十一實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖；圖48顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之詳細光學數據； 圖49顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之非球面數據；圖50顯示依據本發明之以上十一個實施例的T1、T2、T3、T4、G12、G23、G34、AAG、ALT、EFL、BFL、ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值的比較表；圖51顯示依據本發明之一實施例之可攜式電子裝置之一結構示意圖；及圖52顯示依據本發明之另一實施例之可攜式電子裝置之一結構示意圖。
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：如圖1所示，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。
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。
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為第一範例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為第二範例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為第三範例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。
本發明之光學成像鏡頭，乃是一定焦鏡頭，且是由從物側至像側沿一光軸依序設置之一光圈、一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡所構成，每一透鏡都具有屈光率且具有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。本發明之光學成像鏡頭總共只有前述四片具有屈光率的透鏡，透過設計各透鏡之細部特徵，而可提供較短的光學成像鏡頭長度及良好的光學性能。
在此設計的前述各鏡片之特性主要是考量光學成像鏡頭的光學特性與鏡頭長度，舉例來說：第一透鏡之物側面上形成的位於圓周附近區域的凸面部以及其像側面上形成的位於圓周附近區域的凸面部之特徵可有效增加聚光能力，搭配光圈位置設置在第一透鏡之物側面，有助於縮短鏡頭長度。結合各鏡片之屈光率與鏡片表面之凹凸配置，如：第二透鏡之負屈光率、在其物側面上形成的位於光軸附近區域的凹面部及位於圓周附近的凹面部、第三透鏡之正屈光率、在其物側面上形成的位於光軸附近 區域的凹面部及位於圓周附近區域的凹面部、在其像側面上形成的位於圓周附近區域的凸面部、在第四透鏡之像側面上形成的位於光軸附近區域的凹面部及位於圓周附近區域的凸面部，透過以上特徵搭配可有效減少系統像差、消除場曲和畸變，以促使提升成像品質。此外，若同時將第二透鏡設計為在其像側面上形成位於光軸附近區域的凸面部及位於圓周附近的凹面部之特徵，則可使成像品質更為優異。
其次，為了縮短成像鏡頭，選擇將透鏡厚度適當的縮小，而在縮小的過程中又要兼具保持良好的成像品質，因此透鏡厚度以及透鏡間的空氣間隙配置就顯得重要，在此提出藉由控制ALT/T2及(T2+T4)/G34等參數滿足前述關係式(1)及關係式(2)，並可選擇性地使(G23+G34)/T4、(T1+T2)/G12、ALT/G12、(T3+T4)/G12及T1/G12之至少一參數滿足前述關係式(4)、關係式(6)、關係式(8)、關係式(9)、關係式(11)，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。較佳地，ALT/T2範圍可更限定介於3.8~5.4之間，(T2+T4)/G34範圍可更限定介於2.3~4.0之間，(G23+G34)/T4範圍可更限定介於1.2~2.2之間，(T1+T2)/G12範圍可更限定介於3.3~4.8之間，ALT/G12範圍可更限定介於7.0~10.0之間，並若再更限縮至ALT/G12≦9.2對於縮短鏡頭長度更有幫助，(T3+T4)/G12範圍可更限定介於3.7~5.0之間，T1/G12範圍可更限定介於1.7~2.9之間。
除了選擇將透鏡厚度適當縮小以外，在考量過製造可行性之下適當的縮短空氣間隙也是一個選擇，故在此提出可選擇性地將AAG縮短使其滿足以下至少一關係式，使得整個光學成像鏡頭可以有較佳的配置：AAG/G12≦6.0及AAG/T4≦2.7，較佳地，AAG/G12範圍可更限定介於2.8~6.0之間，AAG/T4範圍可更限定介於1.8~2.7之間。
如同前述，適當地調整透鏡厚度及透鏡間的空氣間隙以達到兼顧擁有良好成像品質及縮短成像鏡頭長度的目標，因此透鏡厚度以及透鏡間的空氣間隙與光學成像鏡頭焦距的比值也是一個可控參數，建議可選 擇性地滿足至少一以下關係式：EFL/T1≧5.5、EFL/G23≧7.3、EFL/(G23+G34)≧4.5及EFL/(T1+T4)≧3.1，較佳地，EFL/T1範圍可更限定介於5.5~7.3之間，EFL/G23範圍可更限定介於7.3~10.5之間，EFL/(G23+G34)範圍可更限定介於4.5~6.0之間，EFL/(T1+T4)範圍可更限定介於3.1~4.2之間。
有鑑於光學系統設計的不可預測性，在本發明的架構之下，符合上述的關係式時，能較佳地使本發明的鏡頭長度縮短、可用光圈增大(即光圈值縮小)、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。
在實施本發明時，除了上述關係式之外，亦可針對單一透鏡或廣泛性地針對多個透鏡額外設計出其他更多的透鏡的凹凸曲面排列等細部結構，以加強對系統性能及/或解析度的控制，舉例來說，第二透鏡的像側面上可選擇性地額外形成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。須注意的是，此些細節需在無衝突之情況之下，選擇性地合併施用於本發明之其他實施例當中，並不限於此。
為了說明本發明確實可在提供良好的光學性能的同時，縮短鏡頭長度，以下提供多個實施例以及其詳細的光學數據。首先請一併參考圖6至圖9，其中圖6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，圖7顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖8顯示依據本發明之第一實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖9顯示依據本發明之第一實施例光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。
如圖6所示，本實施例之光學成像鏡頭1從物側A1至像側A2依序包括一光圈(aperture stop)100、一第一透鏡110、一第二透鏡120、一第三透鏡130及一第四透鏡140。一濾光件150及一影像感測器的一成像面160皆設置於光學成像鏡頭1的像側A2。在本實施例中，濾光件150為紅外線濾光片(IR cut filter)且設於第四透鏡140與成像面160之間，濾光 件150將經過光學成像鏡頭1的光過濾掉特定波段的波長，例如過濾掉紅外線波段，可使得人眼看不到的紅外線波段的波長不會成像於成像面160上。
光學成像鏡頭1之第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130及第四透鏡140在此示例性地以塑膠材質所構成，且形成細部結構如下：第一透鏡110具有正屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面111及一朝向像側A2的像側面112。物側面111為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部1111及一位於圓周附近區域的凸面部1112。像側面112包括一位於光軸附近區域的凹面部1121及一位於圓周附近區域的凸面部1122。第一透鏡110的物側面111與像側面112皆為非球面。
第二透鏡120具有負屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面121及一朝向像側A2的像側面122。物側面121為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部1211及一位於圓周附近區域的凹面部1212。像側面122為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部1221及一位於圓周附近區域的凹面部1222。第二透鏡120的物側面121與像側面122皆為非球面。
第三透鏡130具有正屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面131及一朝向像側A2的像側面132。物側面131為一凹面，且包括一位於光軸附近區域的凹面部1311以及一位於圓周附近區域的凹面部1312。像側面132為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部1321及一位於圓周附近區域的凸面部1322。第三透鏡130的物側面131與像側面132皆為非球面。
第四透鏡140具有負屈光率，並具有一朝向物側A1的物側面141及具有一朝向像側A2的像側面142。物側面141包括一位於光軸附近區域的凸面部1411以及一位於圓周附近區域的凹面部1412。像側面142包括一位於光軸附近區域的凹面部1421及一位於圓周附近區域的凸面部1422。第四透鏡140的物側面141與像側面142皆為非球面。
在本實施例中，係設計各透鏡110、120、130、140、濾光件150及影像感測器的成像面160之間皆存在空氣間隙，如：第一透鏡110與第二透鏡120之間存在空氣間隙d1、第二透鏡120與第三透鏡130之間存在空氣間隙d2、第三透鏡130與第四透鏡140之間存在空氣間隙d3、第四透鏡140與與濾光件150之間存在空氣間隙d4及濾光件150與影像感測器的成像面160之間存在空氣間隙d5，然而在其他實施例中，亦可不具有前述其中任一空氣間隙，如：將兩相對透鏡的表面輪廓設計為彼此相應，而可彼此貼合，以消除其間之空氣間隙。由此可知，空氣間隙d1即為G12、空氣間隙d2即為G23、空氣間隙d3即為G34，空氣間隙d1、d2、d3的和即為AAG。
關於本實施例之光學成像鏡頭1中的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖8，關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。本實施例之光學成像鏡頭1中，從第一透鏡物側面111至成像面160在光軸上之長度為4.454mm，像高為2.94mm。
第一透鏡110的物側面111及像側面112、第二透鏡120的物側面121及像側面122、第三透鏡130的物側面131及像側面132及第四透鏡140的物側面141及像側面142，共八個非球面皆是依下列非球面曲線公式定義： Y表示非球面曲面上的點與光軸的垂直距離；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)；R表示透鏡表面之曲率半徑；K為錐面係數(Conic Constant)；a 2i 為第2i階非球面係數。各個非球面之參數詳細數據請一併參考圖9。
圖7(a)繪示本實施例的縱向球差的示意圖，橫軸為焦距，縱軸為視場。圖7(b)繪示本實施例的弧矢方向的像散像差的示意圖，圖7(c)繪示本實施例的子午方向的像散像差的示意圖，橫軸為焦距，縱軸為像高。圖7(d)繪示本實施例的畸變像差的示意圖，橫軸為百分比，縱軸為像高。三種代表波長(470nm,555nm,650nm)在不同高度的離軸光線皆集中於的成像點附近，每一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±0.05mm，明顯改善不同波長的球差，弧矢方向的像散像差在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內，子午方向的像散像差落在±0.08mm內，而畸變像差維持於±2.5%內。
參考圖10至圖13，圖10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，圖11顯示依據本發明之第二實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖12顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖13顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為2，例如第三透鏡物側面為231，第三透鏡像側面為232，其它元件標號在此不再贅述。如圖10中所示，本實施例之光學成像鏡頭2從物側A1至像側A2依序包括一光圈200、一第一透鏡210、一第二透鏡220、一第三透鏡230及一第四透鏡240。
第二實施例之朝向物側A1的物側面211、221、231及朝向像側A2的像側面212、222、232、242之凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第二實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及物側面241之透鏡表面凹凸配置與第一實施例不同。在此為了更清楚顯示圖面，表面凹凸配置的特徵僅標示與第一實施例不同之處，而省略相同之處的標號，且以下每個實施例的透鏡表面凹凸配置的特徵，亦僅標示與第一實施例不同之處，省略相同處的標號，並不再贅述。詳細地說，物側面241之透鏡表面凹凸配置與第一實施例不同在於其包括一位於圓周 附近區域的凸面部2412。關於本實施例之光學成像鏡頭2的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖12，關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。本實施例之光學成像鏡頭2中，從第一透鏡物側面211至成像面260在光軸上之長度為4.327mm，像高為2.94mm。
從圖11(a)的縱向球差中，由每一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±0.05mm以內。從圖11(b)的弧矢方向的像散像差中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。從圖11(c)的子午方向的像散像差中，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。圖11(d)顯示光學成像鏡頭2的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
第二實施例與第一實施例相比較，鏡頭長度較短，且半視角較大。
參考圖14至圖17，其中圖14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，圖15顯示依據本發明之第三實施例光學成像鏡頭之各項像差圖示意圖，圖16顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖17顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為3，例如第三透鏡物側面為331，第三透鏡像側面為332，其它元件標號在此不再贅述。如圖18中所示，本實施例之光學成像鏡頭3從物側A1至像側A2依序包括一光圈300、一第一透鏡310、一第二透鏡320、一第三透鏡330及一第四透鏡340。
第三實施例之朝向物側A1的物側面311、321、331及朝向像側A2的像側面312、322、332、342等透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第三實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦 距等相關光學參數及物側面341之透鏡表面凹凸配置與第一實施例不同。詳細地說，物側面341之透鏡表面凹凸配置與第一實施例不同在於其包括一位於圓周附近區域的凸面部3412。關於本實施例之光學成像鏡頭3的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖16。關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。本實施例之光學成像鏡頭3中，從第一透鏡物側面311至成像面360在光軸上之長度為4.408mm，像高為2.94mm。
從圖15(a)當中可以看出，在本實施例的縱向球差中，由每一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±0.05mm以內。從圖15(b)的弧矢方向的像散像差中，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。從圖15(c)的子午方向的像散像差中，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。圖15(d)顯示光學成像鏡頭3的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
第三實施例與第一實施例相比較，鏡頭長度較短，且畸變像差較小。
另請一併參考圖18至圖21，其中圖18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，圖19顯示依據本發明之第四實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖20顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖21顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為4，例如第三透鏡物側面為431，第三透鏡像側面為432，其它元件標號在此不再贅述。如圖18中所示，本實施例之光學成像鏡頭4從物側A1至像側A2依序包括一光圈400、一第一透鏡410、一第二透鏡420、一第三透鏡430及一第四透鏡440。
第四實施例之朝向物側A1的物側面411、421、431及朝向像側A2的像側面412、422、432、442、452等透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第四實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及物側面441之透鏡表面凹凸配置與第一實施例不同。就透鏡表面的凹凸配置的差異詳細來說，物側面441包括一位於圓周附近區域的凸面部4412。關於本實施例之光學成像鏡頭4的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖20，關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。
須注意的是，在本實施例之光學成像鏡頭4中，從第一透鏡物側面411至成像面460在光軸上之厚度為4.393mm，像高為2.94mm。
從圖19(a)可以看出縱向球差，每一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±0.05mm以內。從圖19(b)可看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.06mm內，從圖19(c)可看出子午方向的像散像差，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。從圖19(d)可看出光學成像鏡頭4的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
第四實施例與第一實施例相比較，鏡頭長度較短，同時畸變像差較小。
另請一併參考圖22至圖25，其中圖22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，圖23顯示依據本發明之第五實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖24顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖25顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為5，例如第三透鏡物側面為531，第三透鏡像側面為532，其 它元件標號在此不再贅述。如圖22中所示，本實施例之光學成像鏡頭5從物側A1至像側A2依序包括一光圈500、一第一透鏡510、一第二透鏡520、一第三透鏡530及一第四透鏡540。
第五實施例之朝向物側A1的物側面511、521、531、541及朝向像側A2的像側面512、522、532、542的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第五實施例的各曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第一實施例不同。其次，關於本實施例之光學成像鏡頭5的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖24，關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。
本實施例之光學成像鏡頭5中，從第一透鏡物側面511至成像面560在光軸上之厚度為4.402mm，像高為2.94mm。
從圖23(a)當中可以看出本實施例的縱向球差，由每一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±0.05mm以內。從圖23(b)當中可以看出本實施例的弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。從圖23(c)當中可以看出在子午方向的像散像差，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。從圖23(d)當中可以看出光學成像鏡頭5的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
第五實施例與第一實施例相比較，畸變像差較小，同時也有鏡頭長度較短、半視角較大的優點。
另請一併參考圖26至圖29，其中圖26顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖27顯示依據本發明之第六實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖28顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖29顯 示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為6，例如第三透鏡物側面為631，第三透鏡像側面為632，其它元件標號在此不再贅述。如圖26中所示，本實施例之光學成像鏡頭6從物側A1至像側A2依序包括一光圈600、一第一透鏡610、一第二透鏡620、一第三透鏡630及一第四透鏡640。
第六實施例之朝向物側A1的物側面611、621、631及朝向像側A2的像側面612、622、632、642的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第六實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及物側面641的透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。就透鏡表面的凹凸配置的差異詳細來說，物側面641包括一位於圓周附近區域的凸面部6412。關於本實施例之光學成像鏡頭6的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖28，關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。
本實施例之光學成像鏡頭6中，從第一透鏡物側面611至成像面660在光軸上之厚度為4.366mm，像高為2.94mm。
從圖27(a)當中可以看出本實施例的縱向球差，每一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±0.05mm以內。圖27(b)的弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。圖27(c)的子午方向的像散像差，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。圖27(d)顯示光學成像鏡頭6的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
第六實施例與第一實施例相比較，鏡頭長度較短，且半視角較大。
另請一併參考圖30至圖33，其中圖30顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖31顯示依據本發明之第七實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖32顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖33顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為7，例如第三透鏡物側面為731，第三透鏡像側面為732，其它元件標號在此不再贅述。如圖30中所示，本實施例之光學成像鏡頭7從物側A1至像側A2依序包括一光圈700、一第一透鏡710、一第二透鏡720、一第三透鏡730及一第四透鏡740。
第七實施例之朝向物側A1的物側面711、721、731及朝向像側A2的像側面712、722、732、742的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第七實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及物側面741的透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。就透鏡表面的凹凸配置的差異詳細來說，物側面741包括一位於圓周附近區域的凸面部7412。關於本實施例之光學成像鏡頭7的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖32，關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。
本實施例之光學成像鏡頭7中，從第一透鏡物側面711至成像面760在光軸上之厚度為4.453mm，像高為2.94mm。
從圖31(a)當中可以看出，本實施例的縱向球差中，每一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±0.05mm以內。從圖31(b)當中可以看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。從圖31(c)當中可以看出子午方向 的像散像差，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。圖31(d)顯示光學成像鏡頭7的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
第七實施例與第一實施例相比較，鏡頭長度稍短。
另請一併參考圖34至圖37，其中圖34顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖35顯示依據本發明之第八實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖36顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖37顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為8，例如第三透鏡物側面為831，第三透鏡像側面為832，其它元件標號在此不再贅述。如圖34中所示，本實施例之光學成像鏡頭8從物側A1至像側A2依序包括一光圈800、一第一透鏡810、一第二透鏡820、一第三透鏡830及一第四透鏡840。
第八實施例之朝向物側A1的物側面811、821、831及朝向像側A2的像側面812、822、832、842的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第八實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及物側面841的表面凹凸配置與第一實施例不同。就透鏡表面的凹凸配置的差異詳細來說，物側面841包括一位於圓周附近區域的凸面部8412。關於本實施例之光學成像鏡頭8的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖36，關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。
本實施例之光學成像鏡頭8中，從第一透鏡物側面811至成像面860在光軸上之厚度為4.404mm，像高為2.94mm。
從圖35(a)當中可以看出本實施例的縱向球差中，由每一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±0.05mm以內。從圖35(b)當中可以看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。從圖35(c)當中可以看出子午方向的像散像差，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。圖35(d)顯示光學成像鏡頭8的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
第八實施例與第一實施例相比較，鏡頭長度較短，且半視角較大。
另請一併參考圖38至圖41，其中圖38顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖39顯示依據本發明之第九實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖40顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖41顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為9，例如第三透鏡物側面為931，第三透鏡像側面為932，其它元件標號在此不再贅述。如圖38中所示，本實施例之光學成像鏡頭9從物側A1至像側A2依序包括一光圈900、一第一透鏡910、一第二透鏡920、一第三透鏡930及一第四透鏡940。
第九實施例之朝向物側A1的物側面911、921、931、941及朝向像側A2的像側面912、932、942的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第九實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及像側面922的表面凹凸配置與第一實施例不同。就透鏡表面的凹凸配置的差異詳細來說，像側面922包括一位於光軸附近區域的凸面部9221。關於本實施例之光學成像鏡頭9的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖40，關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、 (T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。
本實施例之光學成像鏡頭9中，從第一透鏡物側面911至成像面960在光軸上之厚度為4.409mm，像高為2.94mm。
從圖39(a)當中可以看出本實施例的縱向球差中，由每一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±0.05mm以內。從圖39(b)當中可以看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。從圖39(c)當中可以看出子午方向的像散像差，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。圖39(d)顯示光學成像鏡頭9的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
第九實施例與第一實施例相比較，鏡頭長度較短，且半視角較大。
另請一併參考圖42至圖45，其中圖42顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖43顯示依據本發明之第十實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖44顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖45顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為10，例如第三透鏡物側面為1031，第三透鏡像側面為1032，其它元件標號在此不再贅述。如圖42中所示，本實施例之光學成像鏡頭10從物側A1至像側A2依序包括一光圈1000、一第一透鏡1010、一第二透鏡1020、一第三透鏡1030及一第四透鏡1040。
第十實施例之朝向物側A1的物側面1011、1021、1031及朝向像側A2的像側面1012、1032、1042的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第十實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數及物側面1041及像側面1022的透鏡表面凹凸 配置與第一實施例不同。就透鏡表面的凹凸配置的差異詳細來說，物側面1041包括一位於圓周附近區域的凸面部10412，像側面1022包括一位於光軸附近區域的凸面部10221。關於本實施例之光學成像鏡頭10的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖44，關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。
本實施例之光學成像鏡頭10中，從第一透鏡物側面1011至成像面1060在光軸上之厚度為4.404mm，像高為2.94mm。
從圖43(a)當中可以看出本實施例的縱向球差中，由每一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±0.05mm以內。從圖43(b)當中可以看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。從圖43(c)當中可以看出子午方向的像散像差，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。圖43(d)顯示光學成像鏡頭10的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
第十實施例與第一實施例相比較，鏡頭長度較短，且半視角較大。
另請一併參考圖46至圖49，其中圖46顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，圖47顯示依據本發明之第十一實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，圖411顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，圖49顯示依據本發明之第十一實施例之光學成像鏡頭之各透鏡之非球面數據。在本實施例中使用與第一實施例類似的標號標示出相似的元件，唯在此使用的標號開頭改為11，例如第三透鏡物側面為1131，第三透鏡像側面為1132，其它元件標號在此不再贅述。如圖46中所示，本實施例之光學成像鏡頭11從物側A1至像側A2依序包括一光圈1100、一第一透鏡1110、一第二透鏡1120、一第三透鏡1130及一第四透鏡1140。
第十一實施例之朝向物側A1的物側面1111、1121、1131及朝向像側A2的像側面1112、1122、1132、1142的透鏡表面的凹凸配置大致上與第一實施例類似，唯第十一實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、非球面係數及後焦距等相關光學參數與第一實施例不同。就透鏡表面的凹凸配置的差異詳細來說，物側面1141包括一位於圓周附近區域的凸面部11412。關於本實施例之光學成像鏡頭11的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考圖48，關於ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，請參考圖50。
本實施例之光學成像鏡頭11中，從第一透鏡物側面1111至成像面1160在光軸上之厚度為4.459mm，像高為2.94mm。
從圖47(a)當中可以看出本實施例的縱向球差中，由每一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±0.05mm以內。從圖47(b)當中可以看出弧矢方向的像散像差，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.04mm內。從圖47(c)當中可以看出子午方向的像散像差，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。圖47(d)顯示光學成像鏡頭11的畸變像差維持在±2.5%的範圍內。
第十一實施例與第一實施例相比較，半視角略大，且較容易製造。
圖50統列出以上十一個實施例的T1、T2、T3、T4、G12、G23、G34、AAG、ALT、EFL、BFL、ALT/T2、(T2+T4)/G34、AAG/G12、(G23+G34)/T4、AAG/T4、(T1+T2)/G12、EFL/G23、ALT/G12、(T3+T4)/G12、EFL/T1、T1/G12、ALT/G12、EFL/(G23+G34)及EFL/(T1+T4)之值，可看出本發明之光學成像鏡頭確實可滿足前述關係式(1)、(2)及/或關係式(3)~(14)。
請參閱圖51，為應用前述光學成像鏡頭的可攜式電子裝置20的一第一較佳實施例，可攜式電子裝置20包含一機殼21及一安裝在機殼21內的影像模組22。在此僅是以手機為例說明可攜式電子裝置20，但可攜式電子裝置20的型式不以此為限，舉例來說，可攜式電子裝置20還可包括但不限於相機、平板電腦、個人數位助理(personal digital assistant，簡稱PDA)等。
如圖中所示，影像模組22內具有一焦距為固定不變之光學成像鏡頭，其包括一如前所述的光學成像鏡頭，如在此示例性地選用前述第一實施例之光學成像鏡頭1、一用於供光學成像鏡頭1設置的鏡筒23、一用於供鏡筒23設置的模組後座單元(module housing unit)24、一供該模組後座單元24設置之基板162及一設置於該基板162且位於光學成像鏡頭1的像側的影像感測器161。成像面160是形成於影像感測器161。
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)，因此在光學成像鏡頭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。
整體具有屈光率的四片式透鏡110、120、130、140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。
模組後座單元24包括一用以供鏡筒23設置的鏡頭後座2401及一影像感測器後座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設置於鏡頭後座2401內側，影像感測器後座2406位於該鏡頭後座2401和該影像感測器161之間，且該影像感測器後座2406和該鏡頭 後座2401相貼合，然在其它的實施態樣中，不一定存在影像感測器後座2406。
由於光學成像鏡頭1之長度僅4.454mm，因此可將可攜式電子裝置20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，使本實施例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。
另請參閱圖52，為應用前述光學成像鏡頭1的可攜式電子裝置20'的一第二較佳實施例，第二較佳實施例的可攜式電子裝置20'與第一較佳實施例的可攜式電子裝置20的主要差別在於：鏡頭後座2401具有一第一座體單元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2402與鏡筒23外側相貼合且沿一軸線I-I'設置、第二座體單元2403沿軸線I-I並環繞著第一座體單元2402外側設置。線圈2404設置在第一座體單元2402外側與第二座體單元2403內側之間。磁性元件2405設置在線圈2404外側與第二座體單元2403內側之間。
第一座體單元2402可帶著鏡筒23及設置在鏡筒23內的光學成像鏡頭1沿軸線I-I移動。可攜式電子裝置20'的第二實施例的其他元件結構則與第一實施例的可攜式電子裝置20類似，在此不再贅述。
類似地，由於光學成像鏡頭1之長度僅4.454mm，因此可將可攜式電子裝置20'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，使本實施例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。
本發明光學成像鏡頭各實施例的縱向球差、像散像差、畸變皆符合使用規範。另外，三種代表波長在不同高度的離軸光線皆集中在成像點附近，由每一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皆獲得控制而具有良好的球差、像差、畸變抑制能力。進一步參閱成像品質數據，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，顯示本發明在各種狀 態下對不同波長光線的集中性佳而具有優良的色散抑制能力。綜上所述，本發明藉由透鏡的設計與相互搭配，能產生優異的成像品質。
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。
1‧‧‧光學成像鏡頭
100‧‧‧光圈
110‧‧‧第一透鏡
111,121,131,141,151‧‧‧物側面
112,122,132,142,152‧‧‧像側面
120‧‧‧第二透鏡
130‧‧‧第三透鏡
140‧‧‧第四透鏡
150‧‧‧濾光件
160‧‧‧成像面
1111,1321,1411‧‧‧位於光軸附近區域的凸面部
1112,1122,1322,1422‧‧‧位於圓周附近區域的凸面部
1121,1211,1221,1311,1421‧‧‧位於光軸附近區域的凹面部
1212,1222,1312,1412‧‧‧位於圓周附近區域的凹面部
d1,d2,d3,d4,d5‧‧‧空氣間隙
A1‧‧‧物側
A2‧‧‧像側

Claims (14)

  1. 一種光學成像鏡頭，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、一第三透鏡及一第四透鏡，每一透鏡都具有屈光率，且具有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，其中：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，且其像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部；該第二透鏡具有負屈光率，其物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凹面部；該第三透鏡具有正屈光率，其物側面具有一位於光軸附近區域的凹面部及一位於圓周附近區域的凹面部，且其像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部；及該第四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；其中，該光學成像鏡頭只具備上述四片具有屈光率的透鏡，並滿足下列關係式：(T1+T2)/G12≦4.8；ALT/T2≦5.4；及(T2+T4)/G34≦4.0；T1代表該第一透鏡在該光軸上的厚度，G12代表該第一透鏡與該第二透鏡之間在該光軸上的空氣間隙寬度，T2代表該第二透鏡在該光軸上的厚度，T4代表該第四透鏡在該光軸上的厚度，G34代表該第三透鏡與該第四透鏡之間在該光軸上的空氣間隙寬度，ALT代表該第一透鏡至該第四透鏡在光軸上的四片透鏡厚度總和。
  2. 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AAG/G12≦6.0，AAG代表該第一透鏡至該第四透鏡之間在光軸上的三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更滿足EFL/T1≧5.5，EFL代表該光學成像鏡頭的一有效焦距。
  4. 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(G23+G34)/T4≦2.2，G23代表該第二透鏡與該第三透鏡之間在該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更滿足T1/G12≦2.9。
  6. 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AAG/T4≦2.7，AAG代表該第一透鏡至該第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和。
  7. 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ALT/G12≦9.2。
  8. 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EFL/G23≧7.3，G23代表該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的空氣間隙寬度，EFL代表該光學成像鏡頭的一有效焦距。
  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的該第二透鏡的該像側面上更形成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。
  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ALT/G12≦10.0。
  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EFL/(G23+G34)≧4.5，G23代表該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的空氣間隙寬度，EFL代表該光學成像鏡頭的一有效焦距。
  12. 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(T3+T4)/G12≦5.0，T3代表該第三透鏡在該光軸上的厚度。
  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EFL/(T1+T4)≧3.1，EFL代表該光學成像鏡頭的一有效焦距。
  14. 一種可攜式電子裝置，包括：一機殼；及一影像模組，安裝於該機殼內，包括：一如申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述的光學成像鏡頭；一鏡筒，俾供設置該光學成像鏡頭；一模組後座單元，俾供設置該鏡筒；及一影像感測器，位於該光學成像鏡頭的像側。
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