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TWI479222B - 光學成像鏡頭及應用此鏡頭之電子裝置 - Google Patents

光學成像鏡頭及應用此鏡頭之電子裝置 Download PDF

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TWI479222B
TWI479222B TW102128704A TW102128704A TWI479222B TW I479222 B TWI479222 B TW I479222B TW 102128704 A TW102128704 A TW 102128704A TW 102128704 A TW102128704 A TW 102128704A TW I479222 B TWI479222 B TW I479222B
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lens
optical imaging
optical axis
imaging lens
optical
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TW102128704A
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TW201411222A (zh
Inventor
林家正
樊大正
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玉晶光電股份有限公司
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Description

光學成像鏡頭及應用此鏡頭之電子裝置
本發明大致上關於一種光學成像鏡頭，與包含此光學成像鏡頭之電子裝置。具體而言，本發明特別是指一種縮減系統長度之光學成像鏡頭，及應用此光學成像鏡頭之電子裝置。
近年來，行動通訊裝置和數位相機的普及，使得攝影模組(包含光學成像鏡頭、座體(holder)及感測器(sensor)等)蓬勃發展，行動通訊裝置和數位相機的薄型輕巧化，也讓攝影模組(camera module)的小型化需求愈來愈高。隨著感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)之技術進步和尺寸縮小，裝戴在攝影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。目前已知有五片式透鏡結構之光學成像鏡頭。
例如，以日本專利公告號4197994、日本專利公開號2008-281760、台灣專利公告號M369459、台灣專利公開號200722785、美國專利公開號20100254029、與美國專利公告號8248713來看，均揭示五片式透鏡結構。但是此等五片式透鏡結構之鏡頭長度在9公厘以上，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。
於是，本發明可以提供一種輕量化、低製造成本、長度縮短、並能提供高解析度與高成像品質的光學成像鏡頭。本發明五片式成像鏡頭從物側至像側，在光軸上依序安排有第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第二透鏡具有朝向像側的像側面，該像側面在其圓周附近區域具有凸面部。第四透鏡具有朝向像側的像側面，該像側面在其光軸附近區域具有凹面部，而在其圓周附近區域具有凸面部。第五透鏡由塑膠製成，且此光學成像鏡頭總共只有上述五片具有屈光率的透鏡。第一、第二、第三、第四、第五透鏡分別都具有朝向物側的物側面及朝向像側的像側面。
本發明光學成像鏡頭中，第四透鏡在光軸上的中心厚度為T4 ，第一透鏡與第二透鏡在光軸上的空氣間隙為G12 ，而滿足T4 /G12 ≦2.0。
本發明光學成像鏡頭中，光學成像鏡頭的系統焦距為Ef1 ，第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2 ，而滿足3.0≦Ef1 /T2 ≦7.0。
本發明光學成像鏡頭中，第一透鏡在光軸上的中心厚度為T1 ，第一透鏡與第二透鏡在光軸上的空氣間隙為G12 ，而滿足T1 /G12 ≦2.5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2 ，第四透鏡在光軸上的中心厚度為T4 ，而滿足1.4≦T2 /T4 ≦3.5。
本發明光學成像鏡頭中，光學成像鏡頭的系統焦距為Ef1 ，第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2 ，而滿足Ef1 /T2 ≦7.0。
本發明光學成像鏡頭中，第一透鏡到第五透鏡間的五個厚度中最大者為Tmax ，第一透鏡與第二透鏡在光軸上間的空氣間隙為G12 ，而滿足0.7≦Tmax /G12 ≦2.3。
本發明光學成像鏡頭中，第一透鏡在光軸上的中心厚度為T1 ，第一透鏡與第二透鏡在光軸上的空氣間隙為G12 ，滿足0.5≦T1 /G12 ≦2.5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，第一透鏡到第五透鏡間的五個厚度中最大者為Tmax ，第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2 ，而滿足Tmax /T2 ≦1.4。
本發明光學成像鏡頭中，第一透鏡到第五透鏡在光軸上的四個空氣間隙總合為Gaa ，第一透鏡在光軸上的中心厚度為T1 ，而滿足1.5≦Gaa /T1 ≦4.0。
本發明光學成像鏡頭中，第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2 ，而滿足T1 /T2 ≦1.1。
本發明光學成像鏡頭中，第一透鏡到第五透鏡在光軸上的四個空氣間隙總合為Gaa ，第四透鏡在光軸上的中心厚度為T4 ，而滿足2.0≦Gaa /T4 ≦8.0。
本發明光學成像鏡頭中，第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2 ，而滿足1.4≦T2 /T4 之關係。
本發明光學成像鏡頭中，第一透鏡的阿貝數(Abbe Number)為VD1 ，第二透鏡的阿貝數為VD2 ，而滿足30≦VD2 -VD1 。
本發明又提供一種電子裝置，其包含機殼以及影像模組。影像模組安裝在機殼內，又包括如前所述的光學成像鏡頭、用於供光學成像鏡頭設置的鏡筒、用於供鏡筒設置的一模組後座單元、以及設置於光學成像鏡頭之像側的影像感測器。
1‧‧‧光學成像鏡頭
2‧‧‧物側
3‧‧‧像側
4‧‧‧光軸
10‧‧‧第一透鏡
11‧‧‧物側面
12‧‧‧像側面
E‧‧‧延伸部
20‧‧‧第二透鏡
21‧‧‧物側面
22‧‧‧像側面
23‧‧‧凸面部
24‧‧‧凹面部
27‧‧‧凸面部
30‧‧‧第三透鏡
31‧‧‧物側面
32‧‧‧像側面
36‧‧‧凸面部
37‧‧‧凹面部
40‧‧‧第四透鏡
41‧‧‧物側面
42‧‧‧像側面
43‧‧‧凸面部
44‧‧‧凹面部
46‧‧‧凹面部
47‧‧‧凸面部
50‧‧‧第五透鏡
51‧‧‧物側面
52‧‧‧像側面
53‧‧‧凸面部
54‧‧‧凹面部
56‧‧‧凹面部
57‧‧‧凸面部
60‧‧‧濾光片
70‧‧‧影像感測器
71‧‧‧成像面
80‧‧‧光圈
100‧‧‧可攜式電子裝置
110‧‧‧機殼
120‧‧‧影像模組
130‧‧‧鏡筒
140‧‧‧模組後座單元
141‧‧‧鏡頭後座
142‧‧‧第一座體
143‧‧‧第二座體
144‧‧‧線圈
145‧‧‧磁性元件
146‧‧‧影像感測器後座
172‧‧‧基板
200‧‧‧可攜式電子裝置
I-I’‧‧‧軸線
第1圖繪示本發明光學成像鏡頭的第一實施例之示意圖。
第2A圖繪示第一實施例在成像面上的縱向球差。
第2B圖繪示第一實施例在弧矢方向的像散像差。
第2C圖繪示第一實施例在子午方向的像散像差。
第2D圖繪示第一實施例的畸變像差。
第3圖繪示本發明光學成像鏡頭的第二實施例之示意圖。
第4A圖繪示第二實施例在成像面上的縱向球差。
第4B圖繪示第二實施例在弧矢方向的像散像差。
第4C圖繪示第二實施例在子午方向的像散像差。
第4D圖繪示第二實施例的畸變像差。
第5圖繪示本發明光學成像鏡頭的第三實施例之示意圖。
第6A圖繪示第三實施例在成像面上的縱向球差。
第6B圖繪示第三實施例在弧矢方向的像散像差。
第6C圖繪示第三實施例在子午方向的像散像差。
第6D圖繪示第三實施例的畸變像差。
第7圖繪示本發明光學成像鏡頭的第四實施例之示意圖。
第8A圖繪示第四實施例在成像面上的縱向球差。
第8B圖繪示第四實施例在弧矢方向的像散像差。
第8C圖繪示第四實施例在子午方向的像散像差。
第8D圖繪示第四實施例的畸變像差。
第9圖繪示本發明光學成像鏡頭的第五實施例之示意圖。
第10A圖繪示第五實施例在成像面上的縱向球差。
第10B圖繪示第五實施例在弧矢方向的像散像差。
第10C圖繪示第五實施例在子午方向的像散像差。
第10D圖繪示第五實施例的畸變像差。
第11圖繪示本發明光學成像鏡頭的第六實施例之示意圖。
第12A圖繪示第六實施例在成像面上的縱向球差。
第12B圖繪示第六實施例在弧矢方向的像散像差。
第12C圖繪示第六實施例在子午方向的像散像差。
第12D圖繪示第六實施例的畸變像差。
第13圖繪示本發明光學成像鏡頭的第七實施例之示意圖。
第14A圖繪示第七實施例在成像面上的縱向球差。
第14B圖繪示第七實施例在弧矢方向的像散像差。
第14C圖繪示第七實施例在子午方向的像散像差。
第14D圖繪示第七實施例的畸變像差。
第15圖繪示本發明光學成像鏡頭曲率形狀之示意圖。
第16圖繪示應用本發明光學成像鏡頭的可攜式電子裝置的第一較佳實施例之示意圖。
第17圖繪示應用本發明光學成像鏡頭的可攜式電子裝置的第二較佳實施例之示意圖。
第18圖表示第一實施例詳細的光學數據。
第19圖表示第一實施例詳細的非球面數據。
第20圖表示第二實施例詳細的光學數據。
第21圖表示第二實施例詳細的非球面數據。
第22圖表示第三實施例詳細的光學數據。
第23圖表示第三實施例詳細的非球面數據。
第24圖表示第四實施例詳細的光學數據。
第25圖表示第四實施例詳細的非球面數據。
第26圖表示第五實施例詳細的光學數據。
第27圖表示第五實施例詳細的非球面數據。
第28圖表示第六實施例詳細的光學數據。
第29圖表示第六實施例詳細的非球面數據。
第30圖表示第七實施例詳細的光學數據。
第31圖表示第七實施例詳細的非球面數據。
第32圖表示各實施例之重要參數。
在開始詳細描述本發明之前，首先要說明的是，在本發明圖式中，類似的元件是以相同的編號來表示。其中，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15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Lc(chief ray)及邊緣光線Lm(marginal ray)。「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15中之A區域。此外，各透鏡還包含一延伸部E，用以供該透鏡組裝於光學成像鏡頭內，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。
如第1圖所示，本發明光學成像鏡頭1，從放置物體(圖未示)的物側2至成像的像側3，沿著光軸4(optical axis)，依序包含有第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50，濾光片60及成像面71(image plane)。一般說來，第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40都可以是由透明的塑膠材質所製成，但本發明不以此為限，第五透鏡50則一定是由透明的塑膠材質所製成。在本發明光學成像鏡頭1中，具有屈光率的鏡片總共只有五片。光軸4為整個光學成像鏡頭1的光軸，所以 每個透鏡的光軸和光學成像鏡頭1的光軸都是相同的。
此外，光學成像鏡頭1還包含光圈80(aperture stop)，而設置於適當之位置。在第1圖中，光圈80是設置在第一透鏡10與第二透鏡20之間。當由位於物側2之待拍攝物(圖未示)所發出的光線(圖未示)進入本發明光學成像鏡頭1時，即會經由第一透鏡10、光圈80、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50與濾光片60之後，會在像側3的成像面71上聚焦而形成清晰的影像。
在本發明各實施例中，選擇性設置的濾光片60還可以是具各種合適功能之濾鏡，例如濾光片60可以是紅外線濾除濾光片(IR cut filter)，置於第五透鏡50與成像面71之間。
本發明光學成像鏡頭1中之各個透鏡，都分別具有朝向物側2的物側面，與朝向像側3的像側面。另外，本發明光學成像鏡頭1中之各個透鏡，亦都具有接近光軸4的光軸附近區域、與遠離光軸4的圓周附近區域。例如，第一透鏡10具有一物側面11與一像側面12；第二透鏡20具有一物側面21與一像側面22；第三透鏡30具有一物側面31與一像側面32；第四透鏡40具有一物側面41與一像側面42；第五透鏡50具有一物側面51與一像側面52。
本發明光學成像鏡頭1中之各個透鏡，還都分別具有位在光軸4上的中心厚度T。例如，第一透鏡10具有厚度T1 、第二透鏡20具有厚度T2 、第三透鏡30具有厚度T3 、第四透鏡40具有厚度T4 ，而第五透鏡50具有厚度T5 。
另外，本發明光學成像鏡頭1中在各個透鏡之間又具有位在光軸4上的空氣間隙(air gap)G。例如，第一透鏡10到第二透鏡20之間空氣間隙G12 、第二透鏡20到第三透鏡30之間空氣間隙G23 、第三透鏡30到第四透鏡40之間空氣間隙G34 、第四透鏡40到第五透鏡50之間空氣間隙G45 。所以，第一透鏡10到第五透鏡50之間位於光軸4上各透鏡間之四個空氣間隙之總合即稱為Gaa 。亦即，Gaa =G12 +G23 +G34 +G45 。
第一實施例
請參閱第1圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第一實施例。第一實施例在成像面71上的縱向球差(longitudinal spherical aberration)請參考第2A圖、弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatic field aberration)請參考第2B圖、子午(tangential)方向的像散像差請參考第2C圖、以及畸變像差(distortion aberration)請參考第2D圖。所有實施例中各球差圖之Y軸代表視場，其最高點均為1.0，此實施例中各像散圖及畸變圖之Y軸代表像高。
第一實施例之光學成像鏡頭系統1主要由五枚以塑膠材質製成又具有屈光率之透鏡10~50、濾光片60、光圈80、與成像面71所構成。光圈80是設置在第一透鏡10與第二透鏡20之間。濾光片60可以是紅外線濾光片，用來防止光線中之紅外線投射至成像面而影響成像品質。
第一透鏡10具有正屈光率。物側面11為凸面，像側面 12為凹面。另外，第一透鏡10之物側面11及像側面12皆為非球面(aspheric surface)。
第二透鏡20具有正屈光率。物側面21為凸面，像側面22為凸面，在圓周附近區域則具有凸面部27。另外，第二透鏡之物側面21以及像側面22皆為非球面。
第三透鏡30具有正屈光率。物側面31為凹面；像側面32具有位於光軸附近的凸面部36及位於圓周附近區域的凹面部37。另外，第三透鏡30之物側面31以及像側面32皆為非球面。
第四透鏡40具有負屈光率。物側面41具有在光軸附近區域具有凸面部43，以及在圓周附近區域的凹面部44。像側面42具有位於光軸附近的凹面部46及位於圓周附近區域的凸面部47。另外，第四透鏡40之物側面41及像側面42皆為非球面。
第五透鏡50具有正屈光率。物側面51具有在光軸附近區域的凸面部53、圓周附近區域的凹面部54。像側面52具有在光軸附近區域的凹面部56及圓周附近區域的凸面部57。另外，第五透鏡50之物側面51及像側面52皆為非球面。濾光片60可以是紅外線濾光片，其位於第五透鏡50以及成像面71之間。
在本發明光學成像鏡頭1中，從第一透鏡10到第五透鏡50的所有物側面11/21/31/41/51與像側面12/22/32/42/52共計十個曲面，均為非球面。此等非球面係經由下列公式所定義：
其中：R表示透鏡表面之曲率半徑；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)；Y表示非球面曲面上的點與光軸的垂直距離；K為錐面係數(conic constant)；a2i為第2i階非球面係數。
第一實施例成像透鏡系統的光學數據如第18圖所示，其中色散係數就是阿貝數；非球面數據如第19圖所示。在以下實施例之光學透鏡系統中，整體光學透鏡系統的光圈值(f-number)為Fno，半視角(Half Field of View，簡稱HFOV)為整體光學透鏡系統中最大視角(Field of View)的一半，又曲率半徑、厚度及焦距的單位為公厘(mm)，F為光學成像鏡頭的系統焦距(即Ef1 )。光學成像鏡頭長度為3.78公厘(第一透鏡物側面至成像面在光軸上的距離)，而系統像高為2.268mm。第一實施例中各重要參數間的關係例舉如下：
T4 /G12 =1.906
Ef1 /T2 =3.382
T2 /T4 =2.361
T1 /G12 =2.490
Tmax /G12 =4.501
Tmax /T2 =1.000
Gaa /T1 =1.654
T1 /T2 =0.553
Gaa /T4 =2.161
VD2 -VD1 =32.586
第二實施例
請參閱第3圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第二實施例。第二實施例在成像面71上的縱向球差請參考第4A圖、弧矢方向的像散像差請參考第4B圖、子午方向的像散像差請參考第4C圖、畸變像差請參考第4D圖。第二實施例中各透鏡與第一實施例大致上類似，不同處僅在於第二透鏡20之物側面21是凹面，第三透鏡30的像側面32是凸面。第二實施例詳細的光學數據如第20圖所示，非球面數據如第21圖所示。光學成像鏡頭長度4.17公厘，而系統像高為2.268mm。其各重要參數間的關係為：
T4 /G12 =0.360
Ef1 /T2 =5.998
T2 /T4 =1.852
T1 /G12 =0.587
Tmax /G12 =0.933
Tmax /T2 =1.398
Gaa /T1 =3.682
T1 /T2 =0.880
Gaa /T4 =6.000
VD2 -VD1 =32.586
第三實施例
請參閱第5圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第三實施例。第三實施例在成像面71上的縱向球差請參考第6A圖、弧矢方向的像散像差請參考第6B圖、子午方向的像散像差請參考第6C圖、畸變像差請參考第6D圖。第三實施例中各透鏡與第一實施例大致上類似，不同處僅在於第二透鏡20之物側面21具有在光軸附近區域的凸面部23與在圓周附近區域的凹面部24，而第三透鏡30 之像側面32是凸面。第三實施例詳細的光學數據如第22圖所示，非球面數據如第23圖所示，光學成像鏡頭長度4.04公厘，而系統像高為2.268mm。其各重要參數間的關係為：
T4 /G12 =0.501
Ef1 /T2 =4.417
T2 /T4 =1.811
T1 /G12 =0.699
Tmax /G12 =0.973
Tmax /T2 =1.072
Gaa /T1 =2.844
T1 /T2 =0.770
Gaa /T4 =3.966
VD2 -VD1 =32.586
第四實施例
請參閱第7圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第四實施例。第四實施例在成像面71上的縱向球差請參考第8A圖、弧矢方向的像散像差請參考第8B圖、子午方向的像散像差請參考第8C圖、畸變像差請參考第8D圖。第四實施例和第一實施例類似，其不同點在於第二透鏡20之物側面21具有在光軸附近區域的凸面部23與在圓周附近區域的凹面部24，而第三透鏡30之像側面32是凸面。第四實施例詳細的光學數據如第24圖所示，非球面數據如第25圖所示，光學成像鏡頭長度4.04公厘，而系統像高為2.268mm。其各重要參數間的關係為：
T4 /G12 =0.767
Ef1 /T2 =2.574
T2 /T4 =3.078
T1 /G12 =1.177
Tmax /G12 =2.360
Tmax /T2 =1.000
Gaa /T1 =1.783
T1 /T2 =0.499
Gaa /T4 =2.737
VD2 -VD1 =32.586
第五實施例
請參閱第9圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第五實施例。第五實施例在成像面71上的縱向球差請參考第10A圖、弧矢方向的像散像差請參考第10B圖、子午方向的像散像差請參考第10C圖、畸變像差請參考第10D圖。第五實施例與第一實施例大致上類似，不同處在於第三透鏡30之像側面32是凸面。第五實施例詳細的光學數據如第26圖所示，非球面數據如第27圖所示，光學成像鏡頭長度4.04公厘，而系統像高為2.268mm。其各重要參數間的關係為：
T4 /G12 =0.981
Ef1 /T2 =3.342
T2 /T4 =1.823
T1 /G12 =1.308
Tmax /G12 =1.788
Tmax /T2 =1.000
Gaa /T1 =1.501
T1 /T2 =0.732
Gaa /T4 =2.003
VD2 -VD1 =32.586
第六實施例
請參閱第11圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第六實施例。第六實施例在成像面71上的縱向球差請參考第12A圖、弧矢方向的像散像差請參考第12B圖、子午方向的像散像差請參考第12C圖、畸變像差請參考第12D圖。第六實施例與第一實施例大致上類似，不同處在於第三透鏡30之像側面32是凸面。第六實施例詳細的光學數據如第28圖所示，非球面數據如第29圖所示，光學成像鏡頭長度3.74公厘，而系統像高為2.268mm。其各重要參數間的關係為：
T4 /G12 =0.971
Ef1 /T2 =5.477
T2 /T4 =1.489
T1 /G12 =0.944
Tmax /G12 =2.016
Tmax /T2 =1.394
Gaa /T1 =3.358
T1 /T2 =0.653
Gaa /T4 =3.264
VD2 -VD1 =32.586
第七實施例
請參閱第13圖，例示本發明光學成像鏡頭1的第七實施例。第七實施例在成像面71上的縱向球差請參考第14A圖、弧矢方向的像散像差請參考第14B圖、子午方向的像散像差請參考第14C圖、畸變像差請參考第14D圖。第七實施例中各透鏡表面之凹凸形狀均與第一實施例大致上類似，不同處在於第一透鏡具有負屈光率，第二透鏡20之物側面21具有在光軸附近區域的凸面部23 與在圓周附近區域的凹面部24，而第三透鏡30之像側面32是凸面。第七實施例詳細的光學數據如第30圖所示，非球面數據如第31圖所示，光學成像鏡頭長度3.89公厘，而系統像高為2.268mm。其各重要參數間的關係為：
T4 /G12 =0.673
Ef1 /T2 =5.435
T2 /T4 =1.741
T1 /G12 =0.904
Tmax /G12 =1.463
Tmax /T2 =1.250
Gaa /T1 =3.368
T1 /T2 =0.772
Gaa /T4 =4.527
VD2 -VD1 =32.586
另外，各實施例之重要參數則整理於第32圖中。
總結以上之各實施例，申請人發現有以下特色：
1. 第二透鏡的像側面在圓周附近區域的凸面部，與第四透鏡的像側面在光軸附近區域的凹面部及在圓周附近區域的凸面部，有助修改像差。
2. 第五透鏡的材質是塑膠，可降低製造成本及減輕光學成像鏡頭的重量。
此外，依據以上之各實施例之各重要參數間的關係，透過以下各參數之數值控制，可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。不同參數之比 例有較佳之範圍，例如：
1. T4 /G12 ≦2.0。在鏡頭縮短的過程中，理應所有的長度都會縮短。然而，由於第四透鏡像側面具有在光軸上的凹面部，所以厚度可以較薄，因此可以滿足此關係式。此關係式又可受下限限制，較佳為0.1≦T4 /G12 ≦2.0。
2. Ef1 /T2 ≦7.0。在透鏡縮短的過程中，光學成像鏡頭的焦距也會跟著縮短，所以會滿足此關係式。較佳的，滿足3.0≦Ef1 /T2 ≦7.0。此時T2 比較短，有利於鏡頭縮短過程中其它透鏡厚度及間隙長度的配置。此關係式又可受下限限制，2.0≦Ef1 /T2 ≦7.0。
3. 1.4≦T2 /T4 。在鏡頭縮短的過程中，理應所有的長度都會縮短，然而由於第四透鏡像側面在光軸上有凹面部，所以厚度可以更薄，因此可以滿足此關係式。較佳的，更滿足1.4≦T2 /T4 ≦3.5。
4. T1 /G12 ≦2.5。在鏡頭縮短的過程中，理應所有的長度都會縮短，考量光學性能及製造能力，在滿足此關係式時有較佳的配置。較佳的，滿足0.5≦T1 /G12 ≦2.5。
5. 0.7≦Tmax /G12 ≦2.3。在鏡頭縮短的過程中，理應所有的長度都會縮短，而所有透鏡中厚度最大者也會縮短，因此滿足此關係式。
6. Tmax /T2 ≦1.4。在鏡頭縮短的過程中，理應所有的長度都會縮短，而所有透鏡中厚度最大者也會縮短，因此滿足此關係式。較佳的，此關係式又可受下限限制，所以0.8≦Tmax /T2 ≦1.4。
7. 1.5≦Gaa /T1 ≦4.0。在鏡頭縮短的過程中，理應所有的長度都會縮短。所以考量光學性能及製造能力，在滿足此關係式時會有較佳的配置。
8. T1 /T2 ≦1.1。在鏡頭縮短的過程中，理應所有的長度都會縮短。考量光學性能及製造能力，在滿足此關係式時有較佳的配 置。較佳的，此關係式又可受下限限制，0.3≦T1 /T2 ≦1.1。
9. 2.0≦Gaa /T4 ≦8.0。在鏡頭縮短的過程中，理應所有的長度都會縮短。考量光學性能及製造能力，在滿足此關係式時有較佳的配置。
10. 30≦VD2 -VD1 。阿貝數(Abbe Number)是用來評估一個透鏡色散能力的數值。鏡頭縮短時，色差會較嚴重，在滿足此關係式時，鏡頭消減色差的能力較好。較佳的，此關係式又可受下限限制，30≦VD2 -VD1 ≦36。
本發明之光學成像鏡頭1，還可應用於可攜式電子裝置中。請參閱第16圖，其為應用前述光學成像鏡頭1的可攜式電子裝置100的第一較佳實施例。可攜式電子裝置100包含機殼110，及安裝在機殼110內的影像模組120。第16圖僅以行動電話為例，說明可攜式電子裝置100，但可攜式電子裝置100的型式不以此為限。
如第16圖中所示，影像模組120包括如前所述的光學成像鏡頭1。第16圖例示前述第一實施例之光學成像鏡頭1。此外，可攜式電子裝置100另包含用於供光學成像鏡頭1設置的鏡筒130、用於供鏡筒130設置的模組後座單元(module housing unit)140，用於供模組後座單元140設置的基板172，及設置於基板172、且位於光學成像鏡頭1的像側3的影像感測器70。光學成像鏡頭1中之影像感測器70可以是電子感光元件，例如感光耦合元件或互補性氧化金屬半導體元件。成像面71是形成於影像感測器70。
本發明所使用的影像感測器70是採用板上連接式晶片封裝的封裝方式而直接連接在基板172上。這和傳統晶片尺寸封裝之 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。因此，在光學成像鏡頭1中並不需要在影像感測器70之前設置保護玻璃，然本發明並不以此為限。
須注意的是，本實施例雖顯示濾光件60，然而在其他實施例中亦可省略濾光件60之結構，所以濾光件60並非必要。且機殼110、鏡筒130、及/或模組後座單元140可為單一元件或多個元件組裝而成，但無須限定於此。其次，本實施例所使用的影像感測器70是採用板上連接式晶片封裝(Chip on Board,COB)的封裝方式而直接連接在基板172上，然本發明並不以此為限。
具有屈光率的五片透鏡10、20、30、40、50例示性地是以於兩透鏡之間分別存在有空氣間隔的方式設置於鏡筒130內。模組後座單元140具有鏡頭後座141，及設置於鏡頭後座141與影像感測器70之間的影像感測器後座146，然在其它的實施態樣中，不一定存在有影像感測器後座146。鏡筒130是和鏡頭後座141沿軸線I-I'同軸設置，且鏡筒130設置於鏡頭後座141的內側。
由於本發明光學成像鏡頭1之長度可以僅為3.78公厘左右，因此容許將可攜式電子裝置100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，使本發明之各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。
另請參閱第17圖，為應用前述光學成像鏡頭1的可攜式電子裝置200的第二較佳實施例。第二較佳實施例的可攜式電子裝 置200與第一較佳實施例的可攜式電子裝置100的主要差別在於：鏡頭後座141具有第一座體142、第二座體143、線圈144及磁性元件145。第一座體142供鏡筒130設置並與鏡筒130外側相貼合且沿軸線I-I'設置、第二座體143沿軸線I-I'並環繞著第一座體142之外側設置。線圈144設置在第一座體142的外側與第二座體143的內側之間。磁性元件145設置在線圈144的外側與第二座體143的內側之間。
第一座體142可帶著鏡筒130及設置在鏡筒130內的光學成像鏡頭1沿軸線I-I'，即第一圖之光軸4移動。影像感測器後座146則與第二座體143相貼合。濾光件60，如紅外線濾光片，則是設置在影像感測器後座146。第二實施例可攜式電子裝置200的其他元件結構則與第一實施例的可攜式電子裝置100類似，故在此不再贅述。
1‧‧‧光學成像鏡頭
2‧‧‧物側
3‧‧‧像側
4‧‧‧光軸
10‧‧‧第一透鏡
11‧‧‧物側面
12‧‧‧像側面
20‧‧‧第二透鏡
21‧‧‧物側面
22‧‧‧像側面
27‧‧‧凸面部
30‧‧‧第三透鏡
31‧‧‧物側面
32‧‧‧像側面
37‧‧‧凹面部
40‧‧‧第四透鏡
41‧‧‧物側面
42‧‧‧像側面
43‧‧‧凸面部
44‧‧‧凹面部
46‧‧‧凹面部
47‧‧‧凸面部
50‧‧‧第五透鏡
51‧‧‧物側面
52‧‧‧像側面
53‧‧‧凸面部
54‧‧‧凹面部
56‧‧‧凹面部
57‧‧‧凸面部
60‧‧‧濾光片
70‧‧‧影像感測器
71‧‧‧成像面
80‧‧‧光圈

Claims (15)

  1. 一種光學成像鏡頭，由一物側至一像側在一光軸上依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、以及一第五透鏡，每一透鏡都具有屈光率，其中：該第二透鏡，其具有朝向該像側的一像側面，該像側面在其圓周附近區域具有一凸面部；該第四透鏡，其具有朝向該像側的一像側面，該像側面在其光軸附近區域具有一凹面部，而在其圓周附近區域具有一凸面部；以及該第五透鏡由塑膠製成，其中該第一、該第二、該第三、該第四、該第五透鏡分別都具有朝向該物側的一物側面及朝向該像側的一像側面，且該光學成像鏡頭總共只有上述五片具有屈光率的透鏡。
  2. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該第四透鏡在該光軸上的一中心厚度為T4 ，該第一透鏡與該第二透鏡在該光軸上的一空氣間隙為G12 ，而滿足T4 /G12 ≦2.0。
  3. 如請求項2所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭的一系統焦距為Ef1 ，該第二透鏡在該光軸上的一中心厚度為T2 ，而滿足3.0≦Ef1 /T2 ≦7.0。
  4. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡在該光軸上的一中心厚度為T1 ，該第一透鏡與該第二透鏡在該光軸上的一空氣間隙為G12 ，而滿足T1 /G12 ≦2.5之關係。
  5. 如請求項4所述之光學成像鏡頭，其中該第二透鏡在該光軸上的一中心厚度為T2 ，該第四透鏡在該光軸上的一中心厚度為T4 ，而滿足1.4≦T2 /T4 ≦3.5。
  6. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭的一系統焦距為Ef1 ，該第二透鏡在該光軸上的一中心厚度為T2 ，而滿足Ef1 /T2 ≦7.0。
  7. 如請求項6所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡到該第五透鏡間的五個厚度中最大者為Tmax ，該第一透鏡與該第二透鏡在該光軸上間的一空氣間隙為G12 ，而滿足0.7≦Tmax /G12 ≦2.3。
  8. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡在該光軸上的一中心厚度為T1 ，該第一透鏡與該第二透鏡在該光軸上的一空氣間隙為G12 ，滿足0.5≦T1 /G12 ≦2.5之關係。
  9. 如請求項8所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡到該第五透鏡間的五個厚度中最大者為Tmax ，該第二透鏡在該光軸上的一中心厚度為T2 ，而滿足Tmax /T2 ≦1.4。
  10. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡到該第五透鏡在該光軸上的四個空氣間隙總合為Gaa ，該第一透鏡在該光軸上的一中心厚度為T1 ，而滿足1.5≦Gaa /T1 ≦4.0。
  11. 如請求項10所述之光學成像鏡頭，其中該第二透鏡在該光軸上的一中心厚度為T2 ，而滿足T1 /T2 ≦1.1。
  12. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡到該第五透鏡在該光軸上的四個空氣間隙總合為Gaa ，該第四透鏡在該光軸上的一中心厚度為T4 ，而滿足2.0≦Gaa /T4 ≦8.0。
  13. 如請求項12所述之光學成像鏡頭，其中該第二透鏡在該光軸上的一中心 厚度為T2 ，而滿足1.4≦T2 /T4 之關係。
  14. 如請求項1所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡的阿貝數(Abbe Number)為VD1 ，該第二透鏡的阿貝數為VD2 ，而滿足30≦VD2 -VD1 。
  15. 一種電子裝置，包含：一機殼；以及一影像模組，安裝在該機殼內，該影像模組包括：如請求項1至14中任一項所述的一光學成像鏡頭；用於供該光學成像鏡頭設置的一鏡筒(barrel)；用於供該鏡筒設置的一模組後座單元；以及設置於該光學成像鏡頭之一像側的一影像感測器(sensor)。
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