TWI537583B - An optical imaging lens and an electronic device to which the optical imaging lens is applied - Google Patents

An optical imaging lens and an electronic device to which the optical imaging lens is applied Download PDF

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TWI537583B
TWI537583B TW102147491A TW102147491A TWI537583B TW I537583 B TWI537583 B TW I537583B TW 102147491 A TW102147491 A TW 102147491A TW 102147491 A TW102147491 A TW 102147491A TW I537583 B TWI537583 B TW I537583B
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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攝影模組相關技術蓬勃發展，該攝影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攝影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，裝載在攝影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。
美國專利公告號US 7848032、US 8284502、US 8179616，及台灣專利公開號TW 201109712都揭露了一種由四片透鏡所組成的光學鏡頭，其鏡頭長度皆在8mm以上。其中，美國專利公告號US 8179616鏡頭長度更在11mm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。
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。
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、一第二透鏡、一第三透鏡及一第四透鏡，且該第一透鏡至該第四透鏡都具有屈光率，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，該第一透鏡的該像側面具有一在圓周附近區域的凸面部，該第二透鏡的該物側面具有一在圓周附近區域的凹面部，該第三透鏡具有正屈光率，且該像側面具有一在圓周附近區域的凸面部，該第四透鏡是塑膠材質，且該物側面具有一在光軸附近區域的凹面部及一在圓周附近區域的凸面部，其中，該光學成像鏡頭只有上述四片透鏡具有屈光率。
本發明光學成像鏡頭的有益效果在於：藉由該第三透鏡具有正屈光率可提供部份該光學成像鏡頭所需的正屈光率，而藉由該第一透鏡的該像側面具有在圓周附近區域的該凸面部、該第二透鏡的該物側面具有在圓周附近 區域的該凹面部、該第三透鏡的該像側面具有在圓周附近區域的該凸面部、該第四透鏡的該物側面具有在光軸附近區域的該凹面部及在圓周附近區域的該凸面部，有助於修正像差，而藉由該第四透鏡是塑膠材質有助於降低成本並減輕鏡頭重量。
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
621‧‧‧凹面部
2‧‧‧光圈
622‧‧‧凸面部
3‧‧‧第一透鏡
7‧‧‧濾光片
31‧‧‧物側面
71‧‧‧物側面
32‧‧‧像側面
72‧‧‧像側面
321‧‧‧凸面部
8‧‧‧成像面
322‧‧‧凹面部
I‧‧‧光軸
4‧‧‧第二透鏡
1‧‧‧電子裝置
41‧‧‧物側面
11‧‧‧機殼
411‧‧‧凹面部
12‧‧‧影像模組
42‧‧‧像側面
120‧‧‧模組後座單元
421‧‧‧凸面部
121‧‧‧鏡頭後座
422‧‧‧凹面部
122‧‧‧影像感測器後座
5‧‧‧第三透鏡
123‧‧‧第一座體
51‧‧‧物側面
124‧‧‧第二座體
52‧‧‧像側面
125‧‧‧線圈
521‧‧‧凸面部
126‧‧‧磁性元件
6‧‧‧第四透鏡
130‧‧‧影像感測器
61‧‧‧物側面
21‧‧‧鏡筒
611‧‧‧凹面部
Ⅱ‧‧‧軸線
612‧‧‧凸面部
Ⅲ‧‧‧軸線
62‧‧‧像側面
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，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，說明本發明光學成像鏡頭的一第一實施例； 圖3是該第一實施例的縱向球差、像散像差與畸變像差的各項像差圖；圖4是一表格圖，說明該第一實施例的各透鏡的光學數據；圖5是一表格圖，說明該第一實施例的各透鏡的非球面係數；圖6是一配置示意圖，說明本發明光學成像鏡頭的一第二實施例；圖7是該第二實施例的縱向球差、像散像差與畸變像差的各項像差圖；圖8是一表格圖，說明該第二實施例的各透鏡的光學數據；圖9是一表格圖，說明該第二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三實施例；圖11是該第三實施例的縱向球差、像散像差與畸變像差的各項像差圖；圖12是一表格圖，說明該第三實施例的各透鏡的光學數據；圖13是一表格圖，說明該第三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四實施例； 圖15是該第四實施例的縱向球差、像散像差與畸變像差的各項像差圖；圖16是一表格圖，說明該第四實施例的各透鏡的光學數據；圖17是一表格圖，說明該第四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五實施例；圖19是該第五實施例的縱向球差、像散像差與畸變像差的各項像差圖；圖20是一表格圖，說明該第五實施例的各透鏡的光學數據；圖21是一表格圖，說明該第五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六實施例；圖23是該第六實施例的縱向球差、像散像差與畸變像差的各項像差圖；圖24是一表格圖，說明該第六實施例的各透鏡的光學數據；圖25是一表格圖，說明該第六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七實施例； 圖27是該第七實施例的縱向球差、像散像差與畸變像差的各項像差圖；圖28是一表格圖，說明該第七實施例的各透鏡的光學數據；圖29是一表格圖，說明該第七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八實施例；圖31是該第八實施例的縱向球差、像散像差與畸變像差的各項像差圖；圖32是一表格圖，說明該第八實施例的各透鏡的光學數據；圖33是一表格圖，說明該第八實施例的各透鏡的非球面係數；圖34是一表格圖，說明該光學成像鏡頭的該第一實施例至該第八實施例的各項光學參數；圖35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36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，及一濾光片7。
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，及該濾光片7之後，會在一成像面8(Image Plane)形成一影像。該濾光片7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8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8的一側。
在這裡特別說明的是，本發明所使用的影像感測器是採用晶片直接封裝(COB，Chip on Board)封裝方式，和傳統晶粒尺寸封裝(CSP，Chip Scale Package)封裝方式的差別在於，晶片直接封裝不需使用保護鏡片(cover glass)，因此本發明在整個光學成像鏡頭中並不需要保護鏡片的存在，但本發明不以此為限。
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，及該濾光片7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，及一朝向像側且使成像光線通過之像側面32、42、52、62、72。其中，該等物側面31、41、51、61與該等像側面32、42、52、62皆為非球面。
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，該像側面32為凸面，該像側面32具有一位於圓周附近區域的凸面部321。
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，該像側面42為凹面，該物側面41 具有一位於圓周附近區域的凹面部411。
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為凹面，該像側面52為凸面，該像側面52具有一位於圓周附近區域的凸面部521。
該第四透鏡6為負屈光率的透鏡。該第四透鏡6的物側面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612，該像側面62具有一位於光軸I附近區域的凹面部621及一位於圓周附近區域的凸面部622。
在本第一實施例中，只有該第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6具有屈光率。
該第一實施例的其他詳細光學數據如圖4所示，且該第一實施例的整體系統焦距(effective focal length，簡稱EFL)為3.795mm，半視角(half field of view，簡稱HFOV)為36.816度、光圈值(Fno)為2.40，其系統長度(TTL)為4.592mm。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8在光軸I上之間的距離。
此外，從第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6的物側面31、41、51、61及像側面32、42、52、62，共計八個面均是非球面，而該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)；a2i：第2i階非球面係數。
該第一透鏡3的物側面31到第四透鏡6的像側面62在公式(1)中的各項非球面係數如圖5所示。
另外，該第一實施例之光學成像鏡頭10中各重要參數與各重要參數間的關係如圖34中第一實施例所屬欄位所示，其中：T1為該第一透鏡3在光軸I的中心厚度；T2為該第二透鏡4在光軸I的中心厚度；T3為該第三透鏡5在光軸I的中心厚度；T4為該第四透鏡6在光軸I的中心厚度；G12為該第一透鏡3到該第二透鏡4在光軸I上的空氣間隙；G23為該第二透鏡4到該第三透鏡5在光軸I上的空氣間隙；G34為該第三透鏡5到該第四透鏡6在光軸I上的空氣間隙；TTL為該第一透鏡3物側面31到該成像面8在光軸I上的距離；BFL為該第四透鏡6像側面62到該成像面8在 光軸I上的距離；ALT為該第一透鏡3到第四透鏡6在光軸I上的中心厚度總合；AAG為該第一透鏡3到第四透鏡6在光軸I上的三個空氣間隙寬度總合；EFL為該光學成像鏡頭10的系統焦距。
再配合參閱圖3，(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8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)的圖式說明該第一實施例在成像面8上的畸變像差(distortion aberration)。
本第一實施例在縱向球差圖示圖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±0.05mm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。
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±0.05mm內，說明本第一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實施例 的畸變像差維持在±1%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4.592mm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，縮短鏡頭長度以實現更加薄型化的產品設計。
參閱圖6，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，其詳細的光學數據如圖8所示，且該第二實施例的整體系統焦距為3.679mm，半視角(HFOV)為37.747度、光圈值(Fno)為2.40，系統長度則為4.553mm。
如圖9所示，則為該第二實施例的該第一透鏡3的物側面31到該第四透鏡6的像側面62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中各重要參數與各重要參數間的關係為如圖34中第二實施例所屬欄位所示。
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，可看出本第二實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖10，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，其詳細的光學數據如圖12所示，且該第三實施例的整體系統焦距為3.721mm，半視角(HFOV)為36.776度、光圈值(Fno)為2.40，系統長度 則為4.536mm。
如圖13所示，則為該第三實施例的該第一透鏡3的物側面31到該第四透鏡6的像側面62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中各重要參數與各重要參數間的關係為如圖34中第三實施例所屬欄位所示。
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，可看出本第三實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖14，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，其詳細的光學數據如圖16所示，且該第四實施例的整體系統焦距為3.844mm，半視角(HFOV)為36.429度、光圈值(Fno)為2.40，系統長度則為4.564mm。
如圖17所示，則為該第四實施例的該第一透鏡3的物側面31到該第四透鏡6的像側面62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中各重要參數與各重要參數間的關係為如圖34中第四實施例所屬欄位所示。
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，可看出本第四實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖18，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，其詳細的光學數據如圖20所示，且該第五實施例的整體系統焦距為3.712mm，半視角(HFOV)為36.724度、光圈值(Fno)為2.458，系統長度則為4.552mm。
如圖21所示，則為該第五實施例的該第一透鏡3的物側面31到該第四透鏡6的像側面62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中各重要參數與各重要參數間的關係為如圖34中第五實施例所屬欄位所示。
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，可看出本第五實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖22，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，其詳細的光學數據如圖24所示，且該第六實施例的整體系統焦距為3.632mm，半視角(HFOV)為38.095度、光圈值(Fno)為2.40，系統長度則為4.532mm。
如圖25所示，則為該第六實施例的該第一透鏡3的物側面31到該第四透鏡6的像側面62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中各重要參數與各重要參數間的關係為如圖34中第六實施例所 屬欄位所示。
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，可看出本第六實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖26，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，不同之處在於，該第一透鏡3的該像側面32具有一在光軸I附近區域的凹面部322，及在圓周附近區域的該凸面部321，其詳細的光學數據如圖28所示，且該第七實施例的整體系統焦距為3.613mm，半視角(HFOV)為38.277度、光圈值(Fno)為2.40，系統長度則為4.552mm。
如圖29所示，則為該第七實施例的該第一透鏡3的物側面31到該第四透鏡6的像側面62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中各重要參數與各重要參數間的關係為如圖34中第七實施例所屬欄位所示。
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，可看出本第七實施例也能維持良好光學性能。
參閱圖30，為本發明光學成像鏡頭10的一第八實施例，其與該第一實施例大致相似，不同之處在於：第二透鏡4的該像側面42具有一在光軸I附近區域的凸面部421、及一在圓周附近區域的凹面部422，其詳細的光學數 據如圖32所示，且該第八實施例的整體系統焦距為3.821mm，半視角(HFOV)為36.181度、光圈值(Fno)為2.40，系統長度則為4.617mm。
如圖33所示，則為該第八實施例的該第一透鏡3的物側面31到該第四透鏡6的像側面62在公式(1)中的各項非球面係數。
另外，該第八實施例之該光學成像鏡頭10中各重要參數與各重要參數間的關係為如圖34中第八實施例所屬欄位所示。
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，可看出本第八實施例也能維持良好光學性能。
再配合參閱圖34，為上述八個較佳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：
(1)EFL/T4≦8.5，該第四透鏡6具有較大的光學有效徑，較厚較好製造，而該光學成像鏡頭10的系統焦距EFL縮短有助有該光學成像鏡頭10長度的縮短，故EFL/T4在趨小設計時，能有效縮短該光學成像鏡頭10長度。較佳的範圍：5≦EFL/T4≦8.5。
(2)T3/G23≦1.9，該第三透鏡5的光學有效徑不大，因此可以儘量趨小設計，而因為該第三透鏡5具有正 屈光率，故該第二透鏡4、該第三透鏡5間的空氣間隙G23需保持一定一寬度，使光在合適的高度內進入該第三透鏡5後進行聚光，進而有效縮短該光學成像鏡頭10長度並維持良好光學性能。較佳的範圍：0.9≦T3/G23≦1.9。
(3)1.5≦T4/(G12+G34)，該第四透鏡6具有較大的光學有效徑，較厚較好製造，而因為該第一透鏡3的該像側面32在圓周附近區域具有該凸面部321，該第二透鏡4的該物側面41在圓周附近具有該凹面部411，兩者不易會有邊緣干涉問題，所以該第一透鏡3到該第二透鏡4在光軸I上的空氣間隙G12可以製做得較小，而該第三透鏡5的該像側面52在圓周附近具有該凸面部521，和該第四透鏡6的光學有效徑差異又大，所以該第三透鏡5、該第四透鏡6也不易會有邊緣干涉問題，因此該第三透鏡5到該第四透鏡6在光軸I上的空氣間隙G34同樣可以做得較小，故T4/(G12+G34)應朝小設計。較佳的範圍：1.5≦T4/(G12+G34)≦4.8。
(4)1.9≦T4/G34，同上所述，該第四透鏡6在光軸I的中心厚度T4屬於該光學成像鏡頭10中長度較不易縮短的參數，而該第三透鏡5到該第四透鏡6在光軸I上的空氣間隙G34則較無限制而可縮小的比例較大，故T4/G34朝大設計。較佳的範圍：1.9≦T4/G34≦8.5。
(5)1.6≦G23/(G12+G34)，同上所述，該第二透鏡4到該第三透鏡5在光軸I上的空氣間隙G23需維持一定寬度，而該第一透鏡3到該第二透鏡4在光軸I上的空氣間隙 G12與該第三透鏡5到該第四透鏡6在光軸I上的空氣間隙G34較無縮短的限制，故G23/(G12+G34)應該趨大設計，而當進一步滿足1.6≦G23/(G12+G34)≦3時，該第三透鏡5到該第四透鏡6在光軸I上的空氣間隙G34較大，組裝較容易。較佳的範圍：1.6≦G23/(G12+G34)≦4.2。
(6)AAG/T4≦3，同上所述，該第四透鏡6在光軸I的中心厚度T4較厚較好製造，而該第一透鏡3到該第四透鏡6在光軸I上的三個空氣間隙寬度總合AAG的縮短有利於該光學成像鏡頭10長度的縮短，故AAG/T4應趨小設計。較佳的範圍：0.7≦AAG/T4≦3。
(7)T1/G23≦1.55，該第一透鏡3在光軸I的中心厚度T1無光軸I附近的面形限制，且該第一透鏡3光學有效徑較小，該第一透鏡3可以做的較薄，該第二透鏡4到該第三透鏡5在光軸I上的空氣間隙G23則同上所述要保持一定寬度以維持光學性能，故T1/G23應趨小設計。較佳的範圍：0.65≦T1/G23≦1.55。
(8)3.9≦BFL/T2，該第二透鏡4在光軸I的中心厚度T2無光軸I附近的面形限制，且該第二透鏡4光學有較徑較小，該第二透鏡4可以做的較薄，而該第四透鏡6的像側面62到該成像面8在光軸I上的距離BFL需維持一定大小供該濾光片7或其它元件放置，故BFL/T2應趨大設計。較佳的範圍：3.9≦BFL/T2≦6.5。
(9)TTL/T4≦9.35，該第四透鏡6在光軸I的中心厚度T4同上所述較厚較好製造，而該第一透鏡3的該物 側面31到該成像面8在光軸I上的距離TTL則應縮短，故TTL/T4應趨小設計。較佳的範圍：6≦TTL/T4≦9.35。
(10)T2/G23≦0.8，該第二透鏡4在光軸I的中心厚度T2同上所述可做得較薄，該第二透鏡4到該第三透鏡5在光軸I上的空氣間隙G23則應維持一定寬度，故T2/G23應趨小設計。較佳的範圍：0.2≦T2/G23≦0.8。
(11)3.8≦BFL/(G12+G34)，該第四透鏡6的像側面62到該成像面8在光軸I上的距離BFL同上所述應維持一定大小，而該第一透鏡3到該第二透鏡4在光軸I上的空氣間隙G12與該第三透鏡5到該第四透鏡6在光軸I上的空氣間隙G34可縮小，故BFL/(G12+G34)應趨大設計。較佳的範圍：3.8≦BFL/(G12+G34)≦9。
(12)ALT/G23≦5.5，該第二透鏡4到該第三透鏡5在光軸I上的空氣間隙G23同上應維持一定大小，而該第一透鏡3到第四透鏡6在光軸I上的厚度總合ALT則可縮短有助於該光學成像鏡頭10長度的縮短，故ALT/G23應趨小設計。較佳的範圍2.8≦ALT/G23≦5.5。
(13)2.0≦BFL/T1，該第四透鏡6的像側面62到該成像面8在光軸I上的距離BFL同上應維持一定大小，而該第一透鏡3在光軸I的中心厚度T1則無限制可縮得較薄，故BFL/T1應趨大設計。較佳的範圍：2≦BFL/T1≦2.7
(14)T3/T4≦2.15，同上所述，該第四透鏡6在光軸I的中心厚度T4應較厚，而該第三透鏡5在光軸I的中心厚度T3應較薄，故T3/T4應趨小設計。較佳的範圍1≦ T3/T4≦2.15。
(15)T2/T4≦0.7，同上所述，該第四透鏡6在光軸I的中心厚度T4應較厚，而該第二透鏡4在光軸I的中心厚度T2應較薄，故T2/T4應趨小設計。較佳的範圍0.2≦T2/T4≦0.7。
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、藉由該第三透鏡5具有正屈光率可提供部份該光學成像鏡頭10所需的正屈光率，而藉由該第一透鏡3的該像側面32具有在圓周附近區域的該凸面部321、該第二透鏡4的該物側面41具有在圓周附近區域的該凹面部411、該第三透鏡5的該像側面52具有在圓周附近區域的該凸面部521、該第四透鏡6的該物側面61具有在光軸I附近區域的該凹面部611及在圓周附近區域的該凸面部612，有助於修正像差，而藉由該第四透鏡6是塑膠材質有助於降低成本並減輕鏡頭重量。
二、本發明藉由相關設計參數之控制，例如EFL/T4、T3/G23、T4/(G12+G34)、T4/G34、G23/(G12+G34)、AAG/T4、T1/G23、BFL/T2、TTL/T4、T2/G23、BFL/(G12+G34)、ALT/G23、BFL/T1、T3/T4、T2/T4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物側面31、41、51、61或像側面32、42、52、62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。
三、由前述八個實施例的說明，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TTL皆可以縮短到小於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35，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8(見圖2)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36，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7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‧‧‧光學成像鏡頭
2‧‧‧光圈
3‧‧‧第一透鏡
31‧‧‧物側面
32‧‧‧像側面
321‧‧‧凸面部
4‧‧‧第二透鏡
41‧‧‧物側面
411‧‧‧凹面部
42‧‧‧像側面
5‧‧‧第三透鏡
51‧‧‧物側面
52‧‧‧像側面
521‧‧‧凸面部
6‧‧‧第四透鏡
61‧‧‧物側面
611‧‧‧凹面部
612‧‧‧凸面部
62‧‧‧像側面
621‧‧‧凹面部
622‧‧‧凸面部
7‧‧‧濾光片
71‧‧‧物側面
72‧‧‧像側面
8‧‧‧成像面
I‧‧‧光軸

Claims (18)

  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、一第二透鏡、一第三透鏡及一第四透鏡，且該第一透鏡至該第四透鏡都具有屈光率，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；該第一透鏡的該像側面具有一在圓周附近區域的凸面部；該第二透鏡的該物側面具有一在圓周附近區域的凹面部；該第三透鏡具有正屈光率，且該像側面具有一在圓周附近區域的凸面部；該第四透鏡是塑膠材質，且該物側面具有一在光軸附近區域的凹面部及一在圓周附近區域的凸面部，其中，該光學成像鏡頭只有上述四片透鏡具有屈光率。
  2. 如請求項1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，該第四透鏡在光軸上的中心厚度為T4，並滿足下列條件式：EFL/T4≦8.5。
  3. 如請求項2所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡在光軸上的中心厚度為T3，該第二透鏡與該第三透鏡在光軸上的空氣間隙為G23，並滿足下列條件式：T3/G23≦1.9。
  4. 如請求項3所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡與該第二透鏡在光軸上的空氣間隙為G12，該第三透鏡與該第四透鏡在光軸上的空氣間隙為G34，與T4滿足下列條件式：1.5≦T4/(G12+G34)。
  5. 如請求項2所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡與該第四透鏡在光軸上的空氣間隙為G34，與T4滿足下列條件式：1.9≦T4/G34。
  6. 如請求項5所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡與該第二透鏡在光軸上的空氣間隙為G12，該第二透鏡與該第三透鏡在光軸上的空氣間隙為G23，與G34滿足下列條件式：1.6≦G23/(G12+G34)。
  7. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡到該第四透鏡在光軸上的三個空氣間隙寬度總合為AAG，該第四透鏡在光軸上的中心厚度為T4，並滿足下列條件式：AAG/T4≦3。
  8. 如請求項7所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡在光軸上的中心厚度為T1，該第二透鏡與該第三透鏡在光軸上的空氣間隙為G23，並滿足下列條件式：T1/G23≦1.55。
  9. 如請求項8所述的光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡的 該像側面到一位於像側的成像面在光軸上的距離為BFL，該第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2，並滿足下列條件式：3.9≦BFL/T2。
  10. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡的該物側面到一位於像側的成像面在光軸上的距離為TTL，該第四透鏡在光軸上的中心厚度為T4，並滿足下列條件式：TTL/T4≦9.35。
  11. 如請求項10所述的光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2，該第二透鏡與該第三透鏡在光軸上的空氣間隙為G23，並滿足下列條件式：T2/G23≦0.8。
  12. 如請求項10所述的光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡的該像側面到一位於像側的成像面在光軸上的距離為BFL，該第一透鏡與該第二透鏡在光軸上的空氣間隙為G12，該第三透鏡與該第四透鏡在光軸上的空氣間隙為G34，並滿足下列條件式：3.8≦BFL/(G12+G34)。
  13. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡到該第四透鏡在光軸上的中心厚度總合為ALT，該第二透鏡與該第三透鏡在光軸上的空氣間隙為G23，並滿足下列條件式：ALT/G23≦5.5。
  14. 如請求項13所述的光學成像鏡頭，其中，該第四透鏡的該像側面到一位於像側的成像面在光軸上的距離為BFL，該第一透鏡在光軸上的中心厚度為T1，並滿足下列條件式：2.0≦BFL/T1。
  15. 如請求項14所述的光學成像鏡頭，其中，該第一透鏡與該第二透鏡在光軸上的空氣間隙為G12，該第三透鏡與該第四透鏡在光軸上的空氣間隙為G34，與G23滿足下列條件式：1.6≦G23/(G12+G34)≦3。
  16. 如請求項1所述的光學成像鏡頭，其中，該第三透鏡在光軸上的中心厚度為T3，該第四透鏡在光軸上的中心厚度為T4，並滿足下列條件式：T3/T4≦2.15。
  17. 如請求項16所述的光學成像鏡頭，其中，該第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2，與T4滿足下列條件式：T2/T4≦0.7。
  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17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像側的影像感測器。
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