TWI623777B - 成像透鏡、相機模組與電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種成像透鏡，其由光軸至周邊依序包含光學有效區及外徑區。外徑區環繞光學有效區並包含外徑曲面、縮減注料痕及淨空面。外徑曲面與光學有效區同軸於光軸，且外徑參考面與外徑曲面對應於光軸。縮減注料痕由外徑參考面朝光軸內縮，且縮減注料痕包含注料痕曲面。淨空面連接外徑曲面及縮減注料痕。通過縮減注料痕且法線平行於光軸的成像透鏡的剖面上，注料痕曲面的曲率中心較注料痕曲面接近光軸。藉此，有助於降低雜散光。

Description

成像透鏡、相機模組與電子裝置
本發明係有關於一種成像透鏡及相機模組，且特別是有關於一種應用在可攜式電子裝置上的成像透鏡及相機模組。
現今可攜式電子裝置上的相機模組中通常包含複數個成像透鏡，且成像透鏡的外徑區與光學有效區一樣光滑明亮而具有較高的反射率，因而無法有效衰減入射至外徑區表面的反射光強度，特別是當外徑區表面存在平面時，如位於注料痕表面的注料痕平面，將使得集中光束入射至注料痕平面後，可能再幾乎完全反射至成像面成為雜散光而影響相機模組的成像品質。
配合參照第8A圖及第8B圖，第8A圖繪示現有技術之一的相機模組8800的示意圖(省略部分成像透鏡細節)，第8B圖繪示現有技術之一的相機模組8800的成像透鏡8830的立體圖。由第8A圖及第8B圖可知，相機模組8800具有光軸z並包含成像透鏡8830，成像透鏡8830包含光學有效區8840及外徑區8850，光學有效區8840包含物側面 8841及像側面8842，外徑區8850環繞光學有效區8840並包含外徑曲面8855、習知注料痕8870及淨空面8860。再者，習知注料痕8870包含注料痕平面8879，成像透鏡8830離型時切斷注料而在淨空面8860上形成習知注料痕8870，且注料切斷面為注料痕平面8879。注料痕平面8879為一曲率半徑本質上無限大的平面，且淨空面8860亦為平面，加上成像透鏡8830通常具有較小的臨界角而容易發生全反射，因此集中光束L入射至注料痕平面8879後將可能全反射至成像面8807形成雜散光，使注料痕平面8879成為鬼影肇生面(Flare Issuing Surface)，從而影響相機模組8800的成像品質。
此外，依據相機模組8800的光學成像要求及組裝尺寸要求，成像透鏡8830需滿足的光學有效規格(此處指可允許最小的光學有效區的物側面的直徑)為ψs，成像透鏡8830需滿足的限高規格(此處指可允許最大的成像透鏡的外徑的一半，亦即可允許最大的成像透鏡的剖面上的外徑曲面的曲率半徑)為Rs。也就是說，光學有效區8840的物側面8841的直徑為ψ，外徑曲面8855的曲率半徑為R，當成像透鏡8830同時滿足條件「ψ>ψs」以及「R<Rs」時，成像透鏡8830才能符合相機模組8800的基本要求，並得以應用於相機模組8800中。舉例而言，成像透鏡8830需滿足的光學有效規格ψs為4.3mm，成像透鏡8830需滿足的限高規格Rs為2.45mm。
配合參照第8C圖，其繪示現有技術之一的相機模組8800的成像透鏡8830的側視圖，其中第8C圖係為物側面8841的側視圖，或可為一通過習知注料痕8870且法線平行於光軸z的成像透鏡8830的剖面圖。第8C圖中，淨空面8860與外徑參考面P之間的最大高度差為d，習知注料痕8870與淨空面8860之間的最大高度差為h，習知注料痕8870的寬度為Wg且單位為mm，外徑曲面8855的曲率半徑為R，光學有效區8840的物側面8841的直徑為ψ且其數值為3.9mm，並遠小於成像透鏡8830需滿足的光學有效規格ψs的數值4.3mm。由此可知現有技術之一的成像透鏡8830其上的習知注料痕8870過大，因而壓縮光學有效區8840的範圍，使得成像透鏡8830在為了滿足限高規格Rs的情況下，常難以同時滿足其光學有效規格ψs。
配合參照第8D圖，其繪示依照第8C圖的參數示意圖。第8D圖中，淨空面8860的寬度為Wc且單位為mm，淨空面8860的兩端分別與光軸z的連線之間的夾角為θ1，習知注料痕8870的兩端分別與光軸z的連線之間的夾角為θ2。進一步地，由第8C圖及第8D圖，注料效率參數為Ig並定義為Ig=(Wg×θ2)/θ1，注料係數為Ic並定義為Ic=(Wg×θ2)/(Wc×θ1)，其中現有技術之一的成像透鏡8830其注料效率參數Ig的數值為0.786mm，顯示成像透鏡8830的成型效率不佳，且易出現品質不佳的成像透鏡8830。成像透鏡8830其注料係數Ic的數值為0.315，顯示成像透鏡8830成型時的充填時間過長，因而不利於大量生產。
請一併參照下表，其表列現有技術之一的相機模組8800的成像透鏡8830依據前述參數定義的數據，並如第8C高及第8D圓所繪示。
配合參照第9A圖及第9B圖，第9A圖繪示現有技術之二的成像透鏡9930的側視圖，第9B圖繪示依照第9A圖的參數示意圖，其中第9A圖係為成像透鏡9930的物側面9941的側視圖，或可為一通過習知注料痕9970且法線平行於光軸z的成像透鏡9930的剖面圖。由第9A圖及第9B圖可知，相機模組(圖未揭示)具有光軸z並包含成像透鏡9930，成像透鏡9930包含光學有效區9940及外徑區9950，光學有效區9940包含物側面9941及像側面(圖未揭示)，外徑區9950環繞光學有效區9940並包含外徑曲面9955、習知注料痕9970及淨空面9960。再者，習知注料痕9970包含注料痕平面9979，注料痕平面9979為平面並容易成為鬼影肇生面，且淨空面9960亦為平面。
舉例而言，成像透鏡9930需滿足的光學有效規格ψs為4.3mm，成像透鏡9930需滿足的限高規格Rs為2.45mm，此皆與現有技術之一相同，且現有技術之二的成像透鏡9930各參數之定義皆與前述現有技術之一的成像 透鏡8830相同。由第9A圖及第9B圖可知，光學有效區9940的物側面9941的直徑為ψ且其數值為4.2mm，雖較大於現有技術之一的光學有效區9941，但仍小於成像透鏡9930需滿足的光學有效規格ψs的數值4.3mm，並且為了擴大成像透鏡9930的光學有效區9940範圍，而使得成像透鏡9930的外徑過大，即外徑曲面9955的曲率半徑R的數值隨之擴大為2.55mm，從而無法滿足限高規格Rs要求的數值2.45mm，同時注料效率參數Ig及注料係數Ic亦顯示成像透鏡9930的成型品質不佳以及成型時間過久。再者，由於成像透鏡9930的注料口尺寸(正比於習知注料痕9970的寬度Wg)過小，此亦會導致光學有效區9940成型不良，如成型後出現細紋9990，從而影響成像透鏡9930光學特性。
請一併參照下表，其表列現有技術之二的成像透鏡9930中參數的數據，並如第9A圖及第9B圖所繪示。
綜上所述，現有技術中的習知注料痕結構使得成像透鏡難以滿足當今電子裝置對相機模組的要求，因此，發展一種有助於降低雜散光，同時滿足相機模組要求規格的成像透鏡注料痕結構，已成為當今最重要的議題之一。
本發明提供一種成像透鏡、相機模組與電子裝置，藉由成像透鏡中縮減注料痕包含注料痕曲面，可有效降低雜散光，並同時滿足相機模組對於成像透鏡的規格要求。
依據本發明提供一種成像透鏡，其由光軸至周邊依序包含光學有效區及外徑區。外徑區環繞光學有效區並包含外徑曲面、縮減注料痕及淨空面。外徑曲面與光學有效區同軸於光軸，且外徑參考面與外徑曲面對應於光軸。縮減注料痕由外徑參考面朝光軸內縮，且縮減注料痕包含注料痕曲面。淨空面連接外徑曲面及縮減注料痕。通過縮減注料痕且法線平行於光軸的成像透鏡的剖面上，注料痕曲面的曲率中心較注料痕曲面接近光軸，注料痕曲面的曲率半徑為r，外徑曲面的曲率半徑為R，淨空面與外徑參考面之間的最大高度差為d，縮減注料痕與淨空面之間的最大高度差為h，其滿足下列條件：0.60<r/R<1.35；以及0.01mm<d-h<0.18mm。藉此，可有效降低雜散光。
根據前段所述的成像透鏡，成像透鏡可為塑膠成像透鏡，且光學有效區的物側面及像側面可皆為非球面。淨空面可包含平面及淨空曲面。光學有效區的物側面的直徑為ψ，成像透鏡的剖面上，外徑曲面的直徑為2R，其可滿足下列條件：0.83<ψ/2R<0.98。較佳地，其可滿足下列條件：0.86<ψ/2R<0.95。成像透鏡的剖面上，注料痕曲面的曲率半徑為r，外徑曲面的曲率半徑為R，其可滿足下列條件：0.68<r/R<1.23。成像透鏡的剖面上，淨空 面與外徑參考面之間的最大高度差為d，縮減注料痕與淨空面之間的最大高度差為h，其可滿足下列條件：0.01mm<d-h<0.08mm。成像透鏡的剖面上，縮減注料痕的寬度為Wg且單位為mm，縮減注料痕的兩端分別與光軸的連線之間的夾角為θ2，淨空面的兩端分別與光軸的連線之間的夾角為θ1，注料效率參數為Ig並定義為Ig=(Wg×θ2)/θ1，其可滿足下列條件：0.71mm<Ig<2.5mm。較佳地，其可滿足下列條件：0.82mm<Ig<2.0mm。淨空面可包含淨空曲面，成像透鏡的剖面上，淨空曲面的曲率半徑為Rc，外徑曲面的曲率半徑為R，其可滿足下列條件：0.7<Rc/R<1.4。成像透鏡的剖面上，注料痕曲面的曲率半徑為r，淨空曲面的曲率半徑為Rc，其可滿足下列條件：0.5<r/Rc<1.5。淨空面可包含淨空曲面，淨空曲面占淨空面的比例可大於50%。較佳地，淨空曲面占淨空面的比例可大於65%。成像透鏡的剖面上，縮減注料痕的寬度為Wg且單位為mm，縮減注料痕的兩端分別與光軸的連線之間的夾角為θ2，淨空面的寬度為Wc且單位為mm，淨空面的兩端分別與光軸的連線之間的夾角為θ1，注料係數為Ic並定義為Ic=(Wg×θ2)/(Wc×θ1)，其可滿足下列條件：0.35<Ic<0.95。藉由上述提及的各點技術特徵，有助於快速大量生產解像品質佳的成像透鏡。
依據本發明另提供一種相機模組，包含前述的成像透鏡。藉此，有助於成像透鏡滿足相機模組的規格要求。
依據本發明另提供一種電子裝置，包含前段所述的相機模組及電子感光元件，其中電子感光元件設置於相機模組的成像面。藉此，能滿足現今對電子裝置的高規格成像需求。
8800‧‧‧相機模組
8830、9930‧‧‧成像透鏡
8840‧‧‧光學有效區
8841、9941‧‧‧物側面
8842‧‧‧像側面
8850、9950‧‧‧外徑區
8855、9955‧‧‧外徑曲面
8860、9960‧‧‧淨空面
8870、9970‧‧‧習知注料痕
8879、9979‧‧‧注料痕平面
9990‧‧‧細紋
8807‧‧‧成像面
10、20、30‧‧‧電子裝置
11、21、31、1000‧‧‧相機模組
12‧‧‧成像透鏡組
13‧‧‧電子感光元件
14‧‧‧自動對焦組件
15‧‧‧光學防手震組件
16‧‧‧感測元件
17‧‧‧輔助光學元件
18‧‧‧成像訊號處理元件
19‧‧‧使用者介面
19a‧‧‧觸控螢幕
19b‧‧‧按鍵
77‧‧‧軟性電路板
78‧‧‧連接器
1101、1102、1103、1104‧‧‧成像透鏡
1300‧‧‧玻璃面板
1307‧‧‧成像面
1201‧‧‧固定環
1211‧‧‧直條形結構
1203‧‧‧遮光片
1205‧‧‧鏡筒
100、200、300‧‧‧成像透鏡
140、240、340‧‧‧光學有效區
141、241、341‧‧‧物側面
142‧‧‧像側面
150、250、350‧‧‧外徑區
155、255、355‧‧‧外徑曲面
160、260、360‧‧‧淨空面
166、266、366‧‧‧淨空曲面
168、268、368‧‧‧平面
170、270、370‧‧‧縮減注料痕
177、277、377‧‧‧注料痕曲面
L‧‧‧集中光束-
P‧‧‧外徑參考面
z‧‧‧光軸
d‧‧‧淨空面與外徑參考面之間的最大高度差
h‧‧‧縮減注料痕與淨空面之間的最大高度差，或是現有技術中，習知注料痕與淨空面之間的最大高度差
ψs‧‧‧成像透鏡需滿足的光學有效規格
ψ‧‧‧光學有效區的物側面的直徑
Rc0‧‧‧成像透鏡剖面上的淨空曲面的曲率中心
r0‧‧‧成像透鏡剖面上的注料痕曲面的曲率中心
Rs‧‧‧成像透鏡需滿足的限高規格
R‧‧‧成像透鏡剖面上的外徑曲面的曲率半徑
Rc‧‧‧成像透鏡剖面上的淨空曲面的曲率半徑
r‧‧‧成像透鏡剖面上的注料痕曲面的曲率半徑
Wc‧‧‧成像透鏡剖面上的淨空面的寬度
W‧‧‧成像透鏡剖面上的淨空曲面的寬度
Wg‧‧‧成像透鏡剖面上的縮減注料痕的寬度，或是現有技術中，成像透鏡剖面上的習知注料痕的寬度
θ1‧‧‧成像透鏡剖面上的淨空面的兩端分別與光軸的連線之間的夾角
θ2‧‧‧成像透鏡剖面上的縮減注料痕的兩端分別與光軸的連線之間的夾角，或是現有技術中，成像透鏡剖面上的習知注料痕的兩端分別與光軸的連線之間的夾角
第1A圖繪示本發明第一實施例的成像透鏡的立體圖；第1B圖繪示第一實施例的成像透鏡的前視圖；第1C圖繪示依照第1B圖剖面線1C-1C的剖視圖；第1D圖繪示依照第1C圖的參數示意圖；第1E圖繪示依照第1C圖的另一參數示意圖；第2A圖繪示本發明第二實施例的成像透鏡的示意圖；第2B圖繪示依照第2A圖的參數示意圖；第2C圖繪示依照第2A圖的另一參數示意圖；第3A圖繪示本發明第三實施例的成像透鏡的示意圖；第3B圖繪示依照第3A圖的參數示意圖；第3C圖繪示依照第3A圖的另一參數示意圖；第4圖繪示本發明第四實施例的相機模組的示意圖；第5A圖繪示本發明第五實施例的電子裝置的示意圖；第5B圖繪示第五實施例的電子裝置的另一示意圖；第5C圖繪示第五實施例的電子裝置的方塊圖；第6圖繪示本發明第六實施例的電子裝置的示意圖；第7圖繪示本發明第七實施例的電子裝置的示意圖； 第8A圖繪示現有技術之一的相機模組的示意圖；第8B圖繪示現有技術之一的相機模組的成像透鏡的立體圖；第8C圖繪示現有技術之一的相機模組的成像透鏡的側視圖；第8D圖繪示依照第8C圖的參數示意圖；第9A圖繪示現有技術之二的成像透鏡的側視圖；以及第9B圖繪示依照第9A圖的參數示意圖。
<第一實施例>
配合參照第1A圖及第1B圖，第1A圖繪示本發明第一實施例的成像透鏡100的立體圖，第1B圖繪示第一實施例的成像透鏡100的前視圖。由第1A圖及第1B圖可知，成像透鏡100由光軸z至周邊依序包含光學有效區140及外徑區150。
具體而言，成像透鏡100可為相機模組(圖未揭示)中複數個成像透鏡之一，依據相機模組的光學成像要求及組裝尺寸要求，成像透鏡100需滿足的光學有效規格(此處指可允許最小的光學有效區的物側面的直徑)為ψs，成像透鏡100需滿足的限高規格(此處指可允許最大的成像透鏡的外徑的一半，亦即可允許最大的成像透鏡的剖面上的外徑曲面的曲率半徑)為Rs。也就是說，光學有效區140的物側面141的直徑為ψ，外徑曲面155的曲率半徑為R，當成像透 鏡100同時滿足條件「ψ>ψs」以及「R<Rs」時，成像透鏡100才能符合相機模組要求的光學有效規格ψs及限高規格Rs，並得以應用於相機模組中。第一實施例中，成像透鏡100需滿足的光學有效規格ψs為4.3mm，成像透鏡100需滿足的限高規格Rs為2.45mm。再者，應可理解第一實施例所揭露的光學有效規格ψs及限高規格Rs的數值僅為說明本發明舉例而言，而非用以限制本發明。
依據本發明第一實施例的成像透鏡100，其外徑區150環繞光學有效區140並包含外徑曲面155、縮減注料痕170及淨空面160。外徑曲面155與光學有效區140同軸於光軸z，且外徑參考面P與外徑曲面155對應於光軸z。進一步而言，外徑曲面155本質上可為一個封閉或是接近封閉的圓環形，外徑參考面P相對於光軸z的半徑與外徑曲面155相對於光軸z的半徑本質上相同，且淨空面160、縮減注料痕170及外徑參考面P可沿著光軸z的徑向方向排列。
第一實施例中，外徑曲面155的一側具有較大的外徑，外徑曲面155的另一側具有較小的外徑，進一步而言，當成像透鏡100應用於相機模組時，外徑曲面155在接近被攝物(圖未揭示)的一側具有較大的外徑，外徑曲面155在接近成像面(圖未揭示)的一側具有較小的外徑。外徑曲面155為一個封閉的圓環形，且外徑曲面155在對應淨空面160的位置有較窄的寬度，從而可定義虛擬的外徑參考面P，也就是外徑參考面P相對於光軸z的半徑與外徑曲面155 相對於光軸z的半徑本質上相同，外徑參考面P與外徑曲面155可組合而為一個均勻寬度的圓環形。
縮減注料痕170由外徑參考面P朝光軸z內縮，即縮減注料痕170較外徑參考面P接近光軸z，且縮減注料痕170包含注料痕曲面177，即注料痕曲面177是具有曲率半徑的曲面而非曲率半徑本質上無限大的平面，且注料痕曲面177可為注料切斷面。藉此，縮減注料痕170的面形有別於平面，有助於防止過量的雜散光線均藉由平面的注料痕而反射。
淨空面160連接外徑曲面155及縮減注料痕170。再者，由於淨空面160是用以設計成像透鏡100的模具注料口的位置，並在成像透鏡100離型時切斷注料而在淨空面160上形成縮減注料痕170，因此淨空面160的特性不僅僅與其外露的面相關，而是與外露的面並且連同被縮減注料痕170占用而沒外露的面相關，故本發明所述的淨空面160是指其外露的面以及被縮減注料痕170占用而沒外露的面的整個連續的面。藉此，注料痕曲面177具有曲率半徑可有效縮減淨空面160所占用的成像透鏡100體積，在降低縮減注料痕170體積的前提下，也降低了淨空面160的使用體積，可因此在小體積的成像透鏡100內成形較大的光學有效區140。
配合參照第1C圖至第1E圖，第1C圖繪示依照第1B圖剖面線1C-1C的剖視圖，第1D圖繪示依照第1C圖的參數示意圖，第1E圖繪示依照第1C圖的另一參數示意圖。 第一實施例中所述的成像透鏡100的剖面是指，任一通過縮減注料痕170且法線平行於光軸z的成像透鏡100的剖面，舉例如第1C圖所示，並進一步如第1D圖及第1E圖所示。再者，第一實施例中，成像透鏡100的所述各剖面本質上相同。其他依據本發明的實施例中(圖未揭示)，成像透鏡的所述各剖面可不同。
成像透鏡100的剖面上，舉例如第1C圖所示，注料痕曲面177的曲率中心較注料痕曲面177接近光軸z，即是注料痕曲面177的曲率中心與光軸z的距離小於注料痕曲面177與光軸z的距離。第一實施例中，注料痕曲面177的曲率中心接近光軸z，故未另標號。
成像透鏡100的剖面上，舉例如第1C圖所示，注料痕曲面177的曲率半徑為r，外徑曲面155的曲率半徑為R，其滿足下列條件：0.60<r/R<1.35。藉此，注料痕曲面177與外徑曲面155具有相近且適當的曲率半徑，有助於避免參數r/R的數值過大導致鬼影容易肇生，亦有助於避免參數r/R的數值過小而影響光學有效區140的外觀，以致成像透鏡100的尺寸過大而容易產生損傷。較佳地，其可滿足下列條件：0.68<r/R<1.23。第一實施例中，外徑曲面155的曲率中心位於光軸z，且注料痕曲面177上所有位置的曲率半徑r皆本質上相同，外徑曲面155上所有位置的曲率半徑R皆本質上相同。其他依據本發明的實施例中(圖未揭示)，注料痕曲面的曲率半徑可隨位置而異，外徑曲面的 曲率半徑可隨位置而異，且皆滿足本段所述參數r/R的條件式。
由第1D圖可知，淨空面160與外徑參考面P之間的最大高度差為d，縮減注料痕170與淨空面160之間的最大高度差為h，其滿足下列條件：0.01mm<d-h<0.18mm。藉此，較小且適當的參數d-h的數值可利於更少的淨空面160浪費。較佳地，其可滿足下列條件：0.01mm<d-h<0.08mm。進一步而言，淨空面160可僅為一曲面，可僅為一平面，或是可包含曲面及平面。當淨空面160至少含有平面，如第一實施例，最大高度差d及最大高度差h的方向是以淨空面160的平面的法線方向為基準，即最大高度差d是以淨空面160的平面算起至外徑參考面P的最大高度，最大高度差h是以淨空面160的平面算起至縮減注料痕170的最大高度。其他依據本發明的實施例中(圖未揭示)，當淨空面僅為一曲面，成像透鏡的剖面上，最大高度差d及最大高度差h的方向是以淨空面的兩端連線的法線方向為基準，即最大高度差d是以淨空面的兩端連線算起至外徑參考面的最大高度，最大高度差h是以淨空面的兩端連線算起至縮減注料痕的最大高度。
詳細而言，由第1B圖可知，成像透鏡100可為塑膠成像透鏡，且光學有效區140的物側面141及像側面142可皆為非球面。當成像透鏡100應用於相機模組時，光學有效區140的物側面141面向被攝物，光學有效區140的像側面142面向成像面。藉此，有助於快速大量生產解像品 質佳的成像透鏡100。此外，第1C圖至第1E圖中標示了光學有效區140的物側面141的範圍，而非光學有效區140在第1C圖至第1E圖的剖面中的範圍。
淨空面160可包含淨空曲面166，成像透鏡100的剖面上，舉例如第1C圖所示，淨空曲面166的曲率半徑為Rc，外徑曲面155的曲率半徑為R，其可滿足下列條件：0.7<Rc/R<1.4。藉此，以淨空面160的淨空曲面166取代現有技術中平面的淨空面，可利於減少雜散光由淨空面160反射的強度。第一實施例中，淨空曲面166的曲率中心接近光軸z，故未另標號，且淨空曲面166上所有位置的曲率半徑Rc皆本質上相同。其他依據本發明的實施例中(圖未揭示)，整個淨空面可即是一個淨空曲面，即淨空面不包含平面，淨空曲面的曲率半徑可隨位置而異。
成像透鏡100的剖面上，舉例如第1C圖所示，注料痕曲面177的曲率半徑為r，淨空曲面166的曲率半徑為Rc，其可滿足下列條件：0.5<r/Rc<1.5。藉此，注料痕曲面177與淨空曲面166具有相近且適當的曲率半徑，有助於減少模具加工的複雜度，並可增進注料口設計的尺寸精度。
由第1A圖至第1C圖可知，淨空面160可包含平面168及淨空曲面166。第一實施例中，淨空面160的兩端各為一相同且相互對稱的平面168，兩平面168之間為一個淨空曲面166。縮減注料痕170由淨空曲面166向兩平面168 延伸，即縮減注料痕170占用淨空面160上部分的淨空曲面166及部分的兩平面168。
由第1A圖及第1B圖可知，縮減注料痕170對應物側面141的一側及對應像側面142的一側可由淨空面160內縮，或是與淨空面160對齊。第一實施例中，縮減注料痕170對應物側面141的一側由淨空面160些微內縮，縮減注料痕170對應像側面142的一側與淨空面160對齊。
淨空面160可包含淨空曲面166，其中淨空面160及淨空曲面166皆包含外露的面以及被縮減注料痕170占用而沒外露的面。淨空曲面166占淨空面160的比例可大於50%。藉此，有助於避免淨空面160過度壓縮光學有效區140的範圍。較佳地，淨空曲面166占淨空面160的比例可大於65%。藉此，有助於避免光學有效區140以外的成像透鏡100的範圍過大，可有效減少成像透鏡100的體積。進一步而言，以第一實施例為例，成像透鏡100的各所述剖面本質上相同，且縮減注料痕170對應物側面141的一側僅由淨空面160些微內縮，縮減注料痕170對應像側面142的一側與淨空面160對齊，因此成像透鏡100的剖面上，舉例如第1D圖及第1E圖所示，淨空曲面166的寬度(即淨空曲面166兩端的直線距離)為W且單位為mm，淨空面160的寬度(即淨空面160兩端的直線距離)為Wc且單位為mm，淨空曲面166占淨空面160的比例近似於(W/Wc)×100%計算所得之數值。
光學有效區140的物側面141的直徑為ψ(如第1D圖所示意)，成像透鏡100的剖面上，舉例如第1C圖所示，外徑曲面155的直徑為2R(即外徑曲面155的曲率半徑R的2倍)，其可滿足下列條件：0.83<ψ/2R<0.98。藉此，有助於在外徑曲面155的範圍內，成型較大的光學有效區140範圍。較佳地，其可滿足下列條件：0.86<ψ/2R<0.95。藉此，較大的光學有效區140範圍，可減少成像透鏡100的外徑區150的體積浪費。
成像透鏡100的剖面上，舉例如第1D圖及第1E圖所示，縮減注料痕170的寬度為Wg(即縮減注料痕170兩端的直線距離)且單位為mm，縮減注料痕170的兩端分別與光軸z的連線之間的夾角為θ2，淨空面160的兩端分別與光軸z的連線之間的夾角為θ1，注料效率參數為Ig並定義為Ig=(Wg×θ2)/θ1，其可滿足下列條件：0.71mm<Ig<2.5mm。藉此，對光學有效區140占較大範圍的成像透鏡100來說，滿足前述注料效率參數Ig數值範圍的成像透鏡100的射出成型效率較佳，較不易出現品質不佳的成像透鏡100。較佳地，其可滿足下列條件：0.82mm<Ig<2.0mm。藉此，注料效率參數Ig數值範圍更為嚴謹，適合成像透鏡100大量生產的需求。
成像透鏡100的剖面上，舉例如第1D圖及第1E圖所示，縮減注料痕170的寬度為Wg且單位為mm，縮減注料痕170的兩端分別與光軸z的連線之間的夾角為θ2，淨空面160的寬度為Wc且單位為mm，淨空面160的兩端分別與 光軸z的連線之間的夾角為θ1，注料係數為Ic並定義為Ic=(Wg×θ2)/(Wc×θ1)，其可滿足下列條件：0.35<Ic<0.95。藉此，滿足前述注料係數為Ic數值範圍的成像透鏡100可提高射出成型的注料速度，避免充填時間過長。
進一步而言，成像透鏡100的剖面上，舉例如第1E圖所示，縮減注料痕170的兩端分別與光軸z的連線之間的夾角θ2，其中縮減注料痕170的兩端係指縮減注料痕170與淨空面160外露的面的連接處，且縮減注料痕170的一端與光軸z的連線及縮減注料痕170的另一端與光軸z的連線，此二連線之間的夾角即為θ2。淨空面160的兩端分別與光軸z的連線之間的夾角θ1，其中淨空面160的兩端係指淨空面160與外徑曲面155的連接處，且淨空面160的一端與光軸z的連線及淨空面160的另一端與光軸z的連線，此二連線之間的夾角即為θ1。
請一併參照下列表一，其表列本發明第一實施例的成像透鏡100依據前述參數定義的數據，並如第1B圖至第1E圖所繪示。再者，成像透鏡100同時滿足條件「ψ>ψs」以及「R<Rs」，即符合相機模組對成像透鏡100要求的光學有效規格ψs及限高規格Rs。
<第二實施例>
配合參照第2A圖，其繪示本發明第二實施例的成像透鏡200的示意圖。由第2A圖可知，成像透鏡200由光軸z至周邊依序包含光學有效區240及外徑區250。
第二實施例中，成像透鏡200需滿足的光學有效規格ψs及限高規格Rs可皆與第一實施例的成像透鏡100相同。此外，成像透鏡200的其他結構細節可與第一實施例的成像透鏡100相同，亦可不同。
配合參照第2B圖及第2C圖，第2B圖繪示依照第2A圖的參數示意圖，第2C圖繪示依照第2A圖的另一參數示意圖。第二實施例中所述的成像透鏡200的剖面是指，任一通過縮減注料痕270且法線平行於光軸z的成像透鏡200的剖面，舉例如第2A圖所示，並進一步如第2B圖及第2C圖所示。
由第2A圖可知，依據本發明第二實施例的成像透鏡200，其外徑區250環繞光學有效區240並包含外徑曲面255、縮減注料痕270及淨空面260。外徑曲面255與光學有效區240同軸於光軸z，且外徑參考面P與外徑曲面255對應於光軸z。進一步而言，虛擬的外徑參考面P相對於光軸z的半徑與外徑曲面255相對於光軸z的半徑本質上相同，且淨空面260、縮減注料痕270及外徑參考面P沿著光軸z的徑 向方向排列，外徑參考面P與外徑曲面255可組合而為一個均勻寬度的圓環形。
縮減注料痕270由外徑參考面P朝光軸z內縮，即縮減注料痕270較外徑參考面P接近光軸z，且縮減注料痕270包含注料痕曲面277，即注料痕曲面277是具有曲率半徑的曲面而非曲率半徑本質上無限大的平面。
淨空面260連接外徑曲面255及縮減注料痕270，且淨空面260是指其外露的面以及被縮減注料痕270占用而沒外露的面的整個連續的面。
成像透鏡200的剖面上，舉例如第2A圖所示，注料痕曲面277的曲率中心為r0，注料痕曲面277的曲率中心r0較注料痕曲面277接近光軸z。
詳細而言，成像透鏡200的剖面上，舉例如第2A圖所示，注料痕曲面277的曲率半徑為r，且注料痕曲面277上所有位置的曲率半徑r皆本質上相同。外徑曲面255的曲率中心位於光軸z，外徑曲面255的曲率半徑為R，且外徑曲面255上所有位置的曲率半徑R皆本質上相同。淨空曲面266的曲率中心為Rc0，淨空曲面266的曲率半徑為Rc，且淨空曲面266上所有位置的曲率半徑Rc皆本質上相同。
成像透鏡200為塑膠成像透鏡，且光學有效區240的物側面241及像側面(圖未揭示)皆為非球面。當成像透鏡200應用於相機模組時，光學有效區240的物側面241面向被攝物，光學有效區240的像側面面向成像面。此外，第2A圖至第2C圖中標示了光學有效區240的物側面241的 範圍，而非光學有效區240在第2A圖至第2C圖的剖面中的範圍。
由第2A圖可知，淨空面260包含二平面268及一淨空曲面266。第二實施例中，淨空面260的兩端各為一相同且相互對稱的平面268，兩平面268之間為一個淨空曲面266，且縮減注料痕270僅占用淨空面260上的淨空曲面266。
由第2B圖及第2C圖可知，淨空曲面266占淨空面260的比例大於50%，進一步地，淨空曲面266占淨空面260的比例大於65%。再者，淨空曲面266的寬度(即淨空曲面266兩端的直線距離)為W且單位為mm，淨空面260的寬度(即淨空面260兩端的直線距離)為Wc且單位為mm，淨空曲面266占淨空面260的比例近似於(W/Wc)×100%計算所得之數值。
請一併參照下列表二，其表列本發明第二實施例的成像透鏡200中參數的數據，各參數之定義皆與第一實施例的成像透鏡100相同，並如第2A圖至第2C圖所繪示。再者，成像透鏡200同時滿足條件「ψ>ψs」以及「R<Rs」，即符合相機模組對成像透鏡200要求的光學有效規格ψs及限高規格Rs。
<第三實施例>
配合參照第3A圖，其繪示本發明第三實施例的成像透鏡300的示意圖。由第3A圖可知，成像透鏡300由光軸z至周邊依序包含光學有效區340及外徑區350。
第三實施例中，成像透鏡300需滿足的光學有效規格ψs及限高規格Rs可皆與第一實施例的成像透鏡100相同。此外，成像透鏡300的其他結構細節可與第一實施例的成像透鏡100相同，亦可不同。
配合參照第3B圖及第3C圖，第3B圖繪示依照第3A圖的參數示意圖，第3C圖繪示依照第3A圖的另一參數示意圖。第三實施例中所述的成像透鏡300的剖面是指，任一通過縮減注料痕370且法線平行於光軸z的成像透鏡300的剖面，舉例如第3A圖所示，並進一步如第3B圖及第3C圖所示。
由第3A圖可知，依據本發明第三實施例的成像透鏡300，其外徑區350環繞光學有效區340並包含外徑曲面355、縮減注料痕370及淨空面360。外徑曲面355與光學有效區340同軸於光軸z，且外徑參考面P與外徑曲面355對應於光軸z。進一步而言，虛擬的外徑參考面P相對於光軸z的半徑與外徑曲面355相對於光軸z的半徑本質上相同，且 淨空面360、縮減注料痕370及外徑參考面P沿著光軸z的徑向方向排列，外徑參考面P與外徑曲面355可組合而為一個均勻寬度的圓環形。
縮減注料痕370由外徑參考面P朝光軸z內縮，即縮減注料痕370較外徑參考面P接近光軸z，且縮減注料痕370包含注料痕曲面377，即注料痕曲面377是具有曲率半徑的曲面而非曲率半徑本質上無限大的平面。
淨空面360連接外徑曲面355及縮減注料痕370，且淨空面360是指其外露的面以及被縮減注料痕370占用而沒外露的面的整個連續的面。
成像透鏡300的剖面上，舉例如第3A圖所示，注料痕曲面377的曲率中心為r0，注料痕曲面377的曲率中心r0較注料痕曲面377接近光軸z。
詳細而言，成像透鏡300的剖面上，舉例如第3A圖所示，注料痕曲面377的曲率半徑為r，且注料痕曲面377上所有位置的曲率半徑r皆本質上相同。外徑曲面355的曲率中心位於光軸z，外徑曲面355的曲率半徑為R，且外徑曲面355上所有位置的曲率半徑R皆本質上相同。淨空曲面366的曲率中心為Rc0，淨空曲面366的曲率半徑為Rc，且淨空曲面366上所有位置的曲率半徑Rc皆本質上相同。
成像透鏡300為塑膠成像透鏡，且光學有效區340的物側面341及像側面(圖未揭示)皆為非球面。當成像透鏡300應用於相機模組時，光學有效區340的物側面341面向被攝物，光學有效區340的像側面面向成像面。此外， 第3A圖至第3C圖中標示了光學有效區340的物側面341的範圍，而非光學有效區340在第3A圖至第3C圖的剖面中的範圍。
由第3A圖可知，淨空面360包含二平面368及一淨空曲面366。第三實施例中，淨空面360的兩端各為一相同且相互對稱的平面368，兩平面368之間為一個淨空曲面366，且縮減注料痕370僅占用淨空面360上的淨空曲面366。
由第3B圖及第3C圖可知，淨空曲面366占淨空面360的比例大於50%，進一步地，淨空曲面366占淨空面360的比例大於65%。再者，淨空曲面366的寬度(即淨空曲面366兩端的直線距離)為W且單位為mm，淨空面360的寬度(即淨空面360兩端的直線距離)為Wc且單位為mm，淨空曲面366占淨空面360的比例近似於(W/Wc)×100%計算所得之數值。此外，縮減注料痕370的寬度為Wg(即縮減注料痕370兩端的直線距離)且單位為mm，第三實施例中，寬度Wg的數值與寬度W的數值相同，且第3B圖僅標示寬度Wg。
請一併參照下列表三，其表列本發明第三實施例的成像透鏡300中參數的數據，各參數之定義皆與第一實施例的成像透鏡100相同，並如第3A圖至第3C圖所繪示。再者，成像透鏡300同時滿足條件「ψ>ψs」以及「R<Rs」，即符合相機模組對成像透鏡300要求的光學有效規格ψs及限高規格Rs。
<第四實施例>
配合參照第4圖，其繪示本發明第四實施例的相機模組1000的示意圖，其中第4圖中省略部分其他成像透鏡細節。由第4圖可知，相機模組1000包含本發明第一實施例的成像透鏡100。藉此，可有效降低相機模組1000的雜散光，並使成像透鏡100滿足相機模組1000的規格要求。關於成像透鏡100的其他細節請參照前述第一實施例的相關內容，在此不予贅述。
詳細而言，相機模組1000包含成像透鏡組(未另標號)，且相機模組1000可更包含自動對焦組件(圖未揭示)及光學防手震組件(圖未揭示)。相機模組1000的成像透鏡組由物側至像側依序包含複數成像透鏡100、1101、1102、1103、1104、玻璃面板1300及成像面1307，其中成像透鏡組的透鏡為五片(100、1101、1102、1103及1104)，且成像透鏡100、1101、1102、1103及1104皆沿光軸z設置於鏡筒1205內。再者，成像透鏡1101、1102、1103及1104亦可為依據本發明的成像透鏡，簡單而言，成 像透鏡1101、1102、1103及1104可包含縮減注料痕(圖未揭示)，且縮減注料痕可包含注料痕曲面(圖未揭示)，進一步地，成像透鏡1101、1102、1103及1104可更包含前述第一實施例的成像透鏡100至第三實施例的成像透鏡300所述的其他特徵。玻璃面板1300可為保護玻璃元件、濾光元件或前述二者，且不影響成像透鏡組的焦距。
依據相機模組1000的光學成像要求及組裝尺寸要求，成像透鏡100需滿足的光學有效規格(此處指可允許最小的光學有效區的物側面的直徑)為ψs，成像透鏡100需滿足的限高規格(此處指可允許最大的成像透鏡的外徑的一半，亦即可允許最大的成像透鏡的剖面上的外徑曲面的曲率半徑)為Rs。第四實施例中，成像透鏡100需滿足的光學有效規格ψs為4.3mm，成像透鏡100需滿足的限高規格Rs為2.45rmm，且由第一實施例的表一所示，成像透鏡100同時滿足條件「ψ>ψs」以及「R<Rs」，即符合相機模組1000的光學有效規格ψs及限高規格要求Rs，並得以應用於相機模組1000中。此外，在滿足相機模組1000的其他規格要求的前提下，成像透鏡100亦可替換成前述第二實施例的成像透鏡200或第三實施例的成像透鏡300。再者，應可理解第四實施例所揭露的光學有效規格ψs及限高規格Rs的數值僅為說明本發明舉例而言，而非用以限制本發明。
此外，相機模組1000的成像透鏡組亦可包含其他光學元件，如固定環1201設置於成像透鏡100的物側，又如遮光片1203設置於成像透鏡1103及1104之間。固定環 1201的內環面可包含複數直條形結構1211，各直條形結構1211呈長條狀，且直條形結構1211相對於光軸z輻射狀排列，藉以降低由固定環1201的內環面反射的雜散光。遮光片1203的內環面可包含複數微結構(圖未揭示)，藉以降低由遮光片1203的內環面反射的雜散光。
<第五實施例>
配合參照第5A圖及第5B圖，其中第5A圖繪示本發明第五實施例的電子裝置10的示意圖，第5B圖繪示第五實施例中電子裝置10的另一示意圖，且第5A圖及第5B圖特別是電子裝置10中的相機示意圖。由第5A圖及第5B圖可知，第五實施例的電子裝置10係一智慧型手機，電子裝置10包含依據本發明的相機模組11以及電子感光元件13，其中電子感光元件13設置於相機模組11的成像面(圖未揭示)，且相機模組11包含成像透鏡組12，成像透鏡組12包含依據本發明的成像透鏡(圖未揭示)。藉此，以具有良好的成像品質，故能滿足現今對電子裝置的高規格成像需求。
進一步來說，使用者透過電子裝置10的使用者介面19進入拍攝模式，其中第五實施例中使用者介面19可為觸控螢幕19a、按鍵19b等。此時相機模組11匯集成像光線在電子感光元件13上，並輸出有關影像的電子訊號至成像訊號處理元件(Image Signal Processor，ISP)18。
配合參照第5C圖，其繪示第五實施例中電子裝置10的方塊圖，特別是電子裝置10中的相機方塊圖。由第5A圖至第5C圖可知，因應電子裝置10的相機規格，相機模 組11可更包含自動對焦組件14及光學防手震組件15，電子裝置10可更包含至少一個輔助光學元件17及至少一個感測元件16。輔助光學元件17可以是補償色溫的閃光燈模組、紅外線測距元件、雷射對焦模組等，感測元件16可具有感測物理動量與作動能量的功能，如加速計、陀螺儀、霍爾元件(Hall Effect Element)，以感知使用者的手部或外在環境施加的晃動及抖動，進而使相機模組11配置的自動對焦組件14及光學防手震組件15發揮功能，以獲得良好的成像品質，有助於依據本發明的電子裝置10具備多種模式的拍攝功能，如優化自拍、低光源HDR(High Dynamic Range，高動態範圍成像)、高解析4K(4K Resolution)錄影等。此外，使用者可由觸控螢幕19a直接目視到相機的拍攝畫面，並在觸控螢幕19a上手動操作取景範圍，以達成所見即所得的自動對焦功能。
再者，由第5B圖可知，相機模組11、電子感光元件13、感測元件16及輔助光學元件17可設置在軟性電路板(Flexible Printed Circuit Board，FPC)77上，並透過連接器78電性連接成像訊號處理元件18等相關元件以執行拍攝流程。當前的電子裝置如智慧型手機具有輕薄的趨勢，將相機模組與相關元件配置於軟性電路板上，再利用連接器將電路彙整至電子裝置的主板，可滿足電子裝置內部有限空間的機構設計及電路佈局需求並獲得更大的裕度，亦使得相機模組的自動對焦功能藉由電子裝置的觸控螢幕獲得更靈活的控制。第五實施例中，電子裝置10包含複數感測元件 16及複數輔助光學元件17，感測元件16及輔助光學元件17設置在軟性電路板77及另外至少一個軟性電路板(未另標號)上，並透過對應的連接器電性連接成像訊號處理元件18等相關元件以執行拍攝流程。在其他實施例中(圖未揭示)，感測元件及輔助光學元件亦可依機構設計及電路佈局需求設置於電子裝置的主板或是其他形式的載板上。
此外，電子裝置10可進一步包含但不限於無線通訊單元(Wireless Communication Unit)、控制單元(Control Unit)、儲存單元(Storage Unit)、暫儲存單元(RAM)、唯讀儲存單元(ROM)或其組合。
<第六實施例>
配合參照第6圖，第6圖繪示本發明第六實施例的電子裝置20的示意圖。第六實施例的電子裝置20係一平板電腦，電子裝置20包含依據本發明的相機模組21及電子感光元件(圖未揭示)，其中電子感光元件設置於相機模組21的成像面(圖未揭示)。
<第七實施例>
配合參照第7圖，第7圖繪示本發明第七實施例的電子裝置30的示意圖。第七實施例的電子裝置30係一穿戴式裝置，電子裝置30包含依據本發明的相機模組31及電子感光元件(圖未揭示)，其中電子感光元件設置於相機模組31的成像面(圖未揭示)。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精 神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (15)

  1. 一種成像透鏡，其由一光軸至一周邊依序包含：一光學有效區；以及一外徑區，其環繞該光學有效區並包含：一外徑曲面，其與該光學有效區同軸於該光軸，且一外徑參考面與該外徑曲面對應於該光軸；一縮減注料痕，其由該外徑參考面朝該光軸內縮，且該縮減注料痕包含一注料痕曲面；及一淨空面，其連接該外徑曲面及該縮減注料痕；其中，通過該縮減注料痕且法線平行於該光軸的該成像透鏡的一剖面上，該注料痕曲面的曲率中心較該注料痕曲面接近該光軸，該注料痕曲面的曲率半徑為r，該外徑曲面的曲率半徑為R，該淨空面與該外徑參考面之間的最大高度差為d，該縮減注料痕與該淨空面之間的最大高度差為h，該光學有效區的該物側面的直徑為ψ，該成像透鏡的該剖面上，該外徑曲面的直徑為2R，其滿足下列條件：0.60<r/R<1.35；0.01mm<d-h<0.18mm；以及0.83<ψ/2R<0.98。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的成像透鏡，其中該成像透鏡為一塑膠成像透鏡，且該光學有效區的一物側面及一像側面皆為非球面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的成像透鏡，其中該淨空面包含一平面及一淨空曲面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的成像透鏡，其中該光學有效區的該物側面的直徑為ψ，該成像透鏡的該剖面上，該外徑曲面的直徑為2R，其滿足下列條件：0.86<ψ/2R<0.95。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的成像透鏡，其中該成像透鏡的該剖面上，該注料痕曲面的曲率半徑為r，該外徑曲面的曲率半徑為R，其滿足下列條件：0.68<r/R<1.23。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的成像透鏡，其中該成像透鏡的該剖面上，該淨空面與該外徑參考面之間的最大高度差為d，該縮減注料痕與該淨空面之間的最大高度差為h，其滿足下列條件：0.01mm<d-h<0.08mm。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的成像透鏡，其中該成像透鏡的該剖面上，該縮減注料痕的寬度為Wg且單位為mm，該縮減注料痕的兩端分別與該光軸的連線之間的夾角為θ2，該淨空面的兩端分別與該光軸的連線之間的夾角為θ1，一注料效率參數為Ig並定義為Ig=(Wg×θ2)/θ1，其滿足下列條件：0.71mm<Ig<2.5mm。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的成像透鏡，其中該成像透鏡的該剖面上，該縮減注料痕的寬度為Wg且單位為mm，該縮減注料痕的兩端分別與該光軸的連線之間的夾角為θ2，該淨空面的兩端分別與該光軸的連線之 間的夾角為θ1，該注料效率參數為Ig並定義為Ig=(Wg×θ2)/θ1，其滿足下列條件：0.82mm<Ig<2.0mm。
  9. 如申請專利範圍第2項所述的成像透鏡，其中該淨空面包含一淨空曲面，該成像透鏡的該剖面上，該淨空曲面的曲率半徑為Rc，該外徑曲面的曲率半徑為R，其滿足下列條件：0.7<Rc/R<1.4。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的成像透鏡，其中該成像透鏡的該剖面上，該注料痕曲面的曲率半徑為r，該淨空曲面的曲率半徑為Rc，其滿足下列條件：0.5<r/Rc<1.5。
  11. 如申請專利範圍第2項所述的成像透鏡，其中該淨空面包含一淨空曲面，該淨空曲面占該淨空面的比例大於50%。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的成像透鏡，其中該淨空曲面占該淨空面的比例大於65%。
  13. 如申請專利範圍第2項所述的成像透鏡，其中該成像透鏡的該剖面上，該縮減注料痕的寬度為Wg且單位為mm，該縮減注料痕的兩端分別與該光軸的連線之間的夾角為θ2，該淨空面的寬度為Wc且單位為mm，該淨空面的兩端分別與該光軸的連線之間的夾角為θ1，一注料係數為Ic並定義為Ic=(Wg×θ2)/(Wc×θ1)，其滿足下列條件：0.35<Ic<0.95。
  14. 一種相機模組，包含：如申請專利範圍第1項所述的成像透鏡。
  15. 一種電子裝置，包含：如申請專利範圍第14項所述的相機模組；以及一電子感光元件，其設置於該相機模組的一成像面。
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