TWI512352B - 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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TWI512352B TW103140091A TW103140091A TWI512352B TW I512352 B TWI512352 B TW I512352B TW 103140091 A TW103140091 A TW 103140091A TW 103140091 A TW103140091 A TW 103140091A TW I512352 B TWI512352 B TW I512352B
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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，由於手機和數位相機的普及，使得攝影模組(包含光學成像鏡頭、鏡筒及感測器)蓬勃發展。手機和數位相機的薄型輕巧化也讓攝影模組的小型化的需求量愈來愈高，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。以美國專利公告號7848032、8284502、8179616來看，均為四片式透鏡結構，長度在8mm以上。至於美國專利公告號8179616鏡頭長度在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。有鑑於此，目前有需要一種改良的光學成像鏡頭，能維持在良好的光學性能之下，同時縮短鏡頭的長度。
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，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、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：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、光圈到下一個相鄰透鏡物側面在光軸上的距離為TA(負號表示該距離方向朝向物側)，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、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(abbe number)、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，第一透鏡具有正屈光率，第一透鏡之像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部，第二透鏡具負屈光率，第二透鏡之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。第三透鏡具正屈光率，第三透鏡的 物側面具有一位在光軸附近區域的凹面部及一位在圓周附近區域的凹面部。第三透鏡的像側面具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凸面部。第四透鏡具有負屈光率，第四透鏡為塑膠材質，第四透鏡的物側面具有一位在光軸附近區域的凸面部，第四透鏡的像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部。該光學成像鏡頭只有上述四片具有屈光率的透鏡，且滿足T1+G23≧T4+G34、T1+G23≧T3及T1/G12≦2.24、ALT/G12≦8.3及ALT≦2.86毫米的條件式(1)-(3)。本發明更可選擇性地控制其他的參數以分別滿足以下的條件式：ALT/AAG≦4.5 條件式(4)；T4/G23≦5.55 條件式(5)；EFL/G23≦30 條件式(6)；ALT/T4≦5.1 條件式(7)；AAG/G23≦6.5 條件式(8)；1.58≦T3/G12 條件式(9)；T3/T4≦2 條件式(10)；T1/G23≦6.77 條件式(11)；G12/G23≦5 條件式(12)；0.9≦AAG/T1 條件式(13)；0.7≦AAG/T3 條件式(14)；ALT/G23≦23.85 條件式(15)；T2/G23≦4 條件式(16)；3.5≦EFL/T3 條件式(17)；T2/G23≦2.5 條件式(18)。
前述所列之示例性限定條件式，亦可任意選擇性地合併施用於本發明之實施態樣中，並不限於此。在實施本發明時，除了上述條件式之外，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。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。
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，影像感測器設置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，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‧‧‧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‧‧‧光圈
110,210,310,410,510,610,710,810‧‧‧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‧‧‧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‧‧‧像側面
120,220,320,420,520,620,720,820‧‧‧第二透鏡
130,230,330,430,530,630,730,830‧‧‧第三透鏡
140,240,340,440,540,640,740,840‧‧‧第四透鏡
150,250,350,450,550,650,750,850‧‧‧濾光件
160,260,360,460,560,660,760,860‧‧‧成像面
161‧‧‧影像感測器
162‧‧‧基板
1111,1121,1321,1411,2411,3411,4221,4411,5411,6411‧‧‧位於光軸附近區域的凸面部
1112,1122,1322,1412,1422,3122,4222,5122,6222,6412,7122,7222,8122,8222‧‧‧位於圓周附近區域的凸面部
1413‧‧‧凹面部
1211,1221,1311,1421,3121,3311,5121,5221,6221,7121,7221,8121,8221‧‧‧位於光軸附近區域的凹面部
1212,1222,1312,2412,3312,3412,4412,5222,5412‧‧‧位於圓周附近區域的凹面部
3313,5223‧‧‧凸面部
d1,d2,d3,d4,d5‧‧‧空氣間隙
A1‧‧‧物側
A2‧‧‧像側
I‧‧‧光軸
I-I'‧‧‧軸線
A,B,C,E‧‧‧區域
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顯示依據本發明之以上八個實施例的T1/G12、ALT/G12、ALT、ALT/AAG、T4/G23、EFL/G23、ALT/T4、AAG/G23、T3/G12、T3/T4、T1/G23、G12/G23、AAG/T1、AAG/T3、ALT/G23、T2/G23、EFL/T3之值的比較表。
圖39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。
圖40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：
1.請參照圖1，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。
2.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。
3.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範例一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範例二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範例三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、及一第四透鏡所構成，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。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。
將光圈設置於第一透鏡之前，有助於縮短鏡頭長度。
第一透鏡的像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部；第二透鏡具負屈光率，第二透鏡的物側面具有一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；第三透鏡具正屈光率，第三透鏡的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，第三透鏡的像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部以及一位於圓周附近區域的凸面部；第四透鏡的物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，第四透鏡的像側面具有一位於圓周附近區域的凸面部。透過上述各透鏡的凹凸曲面以及屈光率的設計，有助於修正像差。
第四透鏡為塑膠材質，有助於降低成本以及減輕鏡頭的重量。若進一步搭配第一透鏡的物側面具在位於光軸附近區域的凸面部以及位於圓周附近區域的凸面部；以及第四透鏡的像側面具在一位於光軸附近區域的凹面部的設計，則在縮短鏡頭長度的過程中，更有利於維持良好成像品質，而當所有透鏡都使用塑膠製作時，更有利於非球面的製造、降低成本及減輕鏡頭重量。
由於成像品質的要求愈來愈高，而鏡頭的長度又需要愈做愈小，所以透鏡在光軸附近區域與圓周附近區域的面型往往會因為考慮光線的路徑而有不同的變化，因此在鏡頭中心與邊緣的厚度大小也會所有差異。考量到光線的特性，愈是邊緣的光線愈需要在鏡頭內部經過較長的路徑與折射才會與在光軸附近入射的光聚焦到成像面。以本發明而言，第一透鏡的像側面於圓周附近區域具有一凸面部，第二透鏡的物側面於光軸附近區域及圓周附近區域都具有一凹面部，所以與第一透鏡之間不會有邊緣干涉問題，理應可以做得較小，以便縮短鏡頭長度。但是，考量到光線入射於第二透鏡的高度及良好的成像品質，G12需要維持一定的寬度，是以滿足T1/G12≦2.24及ALT/G12≦8.3之條件式。
再者，為了避免鏡頭長度過長，G12的寬度仍應有所限制，是以滿足1.58≦T3/G12的條件式，此時T1、T3、ALT、G12有較佳的配置。
ALT為所有透鏡厚度的總和，也是鏡頭的整體長度中佔比例較大者，若能夠盡量縮小，則有利於整體鏡頭的縮短以滿足ALT≦2.86mm、ALT/AAG≦4.5、ALT/T4≦5.1及ALT/G23≦23.85之條件式。
以本發明而言，第三透鏡的物側面於光軸及圓周附近區域都具有一個凹面部，且第三透鏡具有正屈光率。考量到光線入射於第三透鏡的高度及良好的成像品質，G23能夠縮短的比例較小，是以滿足T4/G23≦5.55、EFL/G23≦30、AAG/G23≦6.5、T1/G23≦6.77、G12/G23≦5及T2/G23≦4之條件式，T2/G23進一步滿足T2/G23≦2.5，當T2/G23≦2.5時，G23較大有利於組裝及製造良率的提升。
第三透鏡為凹凸透鏡，所以可以做得較薄以利鏡頭縮短，是以滿足T3/T4≦2、0.7≦AAG/T3及3.5≦EFL/T3之條件式。
由於G12與G23要維持一定的寬度，以維持良好的成像品質，所以空氣間隙的總和AAG可縮短的比例較小，是以滿足0.9≦AAG/T1之關係式，讓T1與AAG有較好的配置。
T1/G12可介於1~2.24之間，ALT/G12可介於5~8.3之間，ALT可介於1~2.86mm之間，ALT/AAG可介於2.2~4.5之間，T4/G23可介於1.2~5.55之間，EFL/G23可介於9~30之間，ALT/T4可介於2.5~5.1之間，AAG/G23可介於1.8~6.5之間，T3/G12可介於1.58~3.2之間，T3/T4可介於0.3~2之間，T1/G23可介於1.5~6.77之間，G12/G23可介於0.5~5之間，AAG/T1可介於0.9~1.8之間，AAG/T3可介於0.7~1.6之間，ALT/G23可介於7~23.85之間，T2/G23可介於0.3~4之間，EFL/T3可介於3.5~5.2之間。
在實施本發明時，除了上述條件式之外，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。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，提供寬廣的拍攝角度，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，其中f即是有效焦距EFL，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為一凸面，且包括一位於光軸附近區域的凸面部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、一位於圓周附近區域的凸面部1412、以及在該兩凸面部1411、1412之間的一凹面部1413。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T1/G12、ALT/G12、ALT、ALT/AAG、T4/G23、EFL/G23、ALT/T4、AAG/G23、T3/G12、T3/T4、T1/G23、G12/G23、AAG/T1、AAG/T3、ALT/G23、T2/G23、EFL/T3之值，請參考圖38。
須注意的是，在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2.945mm，像高為1.542mm，相較於先前技術確實縮短光學成像鏡頭1之鏡頭長度。
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、第四透鏡140的物側面141及像側面142，共計八個非球面皆是依下列非球面曲線公式定義：
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)； 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13。
圖7(a)繪示本實施例的縱向球差(longitudinal spherical aberration)的示意圖，其中橫軸為焦距，而縱軸為視場。每一種波長所成的曲線皆很靠近，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±0.01mm，故本第一實施例確實明顯改善不同波長的球差，此外，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差獲得明顯改善。圖7(b)繪示本實施例的弧矢方向(sagittal)像散像差(astigmatism aberration)的示意圖，而圖7(c)繪示本實施例的子午方向(tangential)像散像差的示意圖，其中橫軸為焦距，而縱軸為像高。以三種波長(470nm,555nm,650nm)為例，本實施例的弧矢方向像散像差在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.01mm內。關於子午方向像散像差落在±0.02mm內。說明第一實施例的光學成像鏡頭能有效消除像差，此外，三種代表波長彼此間的距離已相當接近，代表軸上的色散也有明顯的改善。圖7(d)繪示本實施例的畸變像差(distortion aberration)的示意圖，其中橫軸為百分比，而縱軸為像高。本實施例的畸變像 差維持於±2.5%內，據此說明本實施例的畸變像差已符合光學系統的成像品質要求。此外，本實施例相較於現有光學鏡頭，系統長度已縮短至2.945mm左右，仍能有效地克服色像差，並提供較佳的成像品質，故本實施例能在維持良好光學性能之條件下，達到縮短鏡頭長度之效果。
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、非球面係數以及後焦距等相關光學參數；物側面241之凹凸配置與第一實施例不同。在此為了更清楚顯示圖面，以下每個實施例的透鏡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。詳細地說，第四透鏡240的物側面241包含一位於光軸附近區域的凸面部2411以及一位於圓周附近區域的凹面部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10，關於T1/G12、ALT/G12、ALT、ALT/AAG、T4/G23、EFL/G23、 ALT/T4、AAG/G23、T3/G12、T3/T4、T1/G23、G12/G23、AAG/T1、AAG/T3、ALT/G23、T2/G23、EFL/T3之值，請參考圖38。
須注意的是，在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在光軸上之厚度為3.036mm，像高為1.542mm，相較於先前技術，確實縮短光學成像鏡頭2之鏡頭長度。
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±0.01mm以內。此外，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差獲得明顯改善。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±0.01mm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±0.02mm內。此外，三種代表波長彼此間的距離已相當接近，代表光軸上的色散有明顯的改善。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。從圖11(a)~11(d)當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭2在弧矢方向與子午方向的像散像差、以及畸變像差的表現都十分良好。由上述中可以得知，本實施例之光學成像鏡頭2確實可維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
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及朝向像側A2的像側面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、非球面係數以及後焦距等相關光學參數；像側面312、物側面331、341的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。詳細地說差異在於，第一透鏡310的像側面312包含一位於光軸附近區域的凹面部3121以及一位於圓周附近區域的凸面部3122；第三透鏡330的物側面331包含一位於光軸附近區域的凹面部3311、一位於圓周附近區域的凹面部3312、以及一位於兩個凹面部3311、3312之間的凸面部3313；第四透鏡340的物側面341包含一位於光軸附近區域的凸面部3411以及一位於圓周附近區域的凹面部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T1/G12、ALT/G12、ALT、ALT/AAG、T4/G23、EFL/G23、ALT/T4、AAG/G23、T3/G12、T3/T4、T1/G23、G12/G23、AAG/T1、AAG/T3、ALT/G23、T2/G23、EFL/T3之值，請參考圖38。
須注意的是，在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在光軸上之厚度為2.952mm，像高為1.542mm，相較於先前技術確實縮短光學成像鏡頭3之鏡頭長度。
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±0.02mm以內。此外，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差獲得明顯改善。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±0.01mm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±0.02mm內。此外，三種代表波長彼此間的距離已相當接近，代表軸上的色散也有明顯的改善。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。從圖15(a)~15(d)當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭3在弧矢方向與子午方向的像散像差以及畸變像差的表現都十分良好。由上述中可以得知，本實施例之光學成像鏡頭3確實可維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
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、432、442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、非球面係數以及後焦距等相關光學參數；像側面422、物側面441之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。詳細地說，其間差異在於本實施例的第二透鏡420之像側面422為一凸面，其包括一位於光軸附近區域的凸面部4221以及一位於圓周附近區域的凸面部4222；第四透鏡440的物側面441包含一位於光軸附近區 域的凸面部4411以及一位於圓周附近區域的凹面部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T1/G12、ALT/G12、ALT、ALT/AAG、T4/G23、EFL/G23、ALT/T4、AAG/G23、T3/G12、T3/T4、T1/G23、G12/G23、AAG/T1、AAG/T3、ALT/G23、T2/G23、EFL/T3之值，請參考圖38。
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2.968mm，像高為1.542mm，相較於先前技術確實縮短光學成像鏡頭4之鏡頭長度。
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±0.008mm以內。此外，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差獲得明顯改善。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±0.025mm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±0.025mm內。此外，三種代表波長彼此間的距離已相當接近，代表軸上的色散也有明顯的改善。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。另一方面，從圖19(a)~19(d)當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭4在弧矢方向與子午方向的像散像差、以及畸變像差的表現都十分良好。由上述中可以得知，本實施例之光學成像鏡頭4確實可維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
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及朝向像側A2的像側面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、屈光率、透鏡厚度、非球面係數以及後焦距等相關光學參數、物側面541、像側面512、522之透鏡表面的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。詳細地說，其間差異在於第一透鏡510的像側面512包含一位於光軸附近區域的凹面部5121以及一位於圓周附近區域的凸面部5122；第二透鏡520的像側面522包含一位於光軸附近區域的凹面部5221、一位於圓周附近區域的凹面部5222、以及位於兩個凹面部5221、5222之間的凸面部5223；第四透鏡540的物側面541包含一位於光軸附近區域的凸面部5411以及一位於圓周附近區域的凹面部5412。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。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T1/G12、ALT/G12、ALT、ALT/AAG、T4/G23、EFL/G23、ALT/T4、AAG/G23、T3/G12、T3/T4、T1/G23、G12/G23、AAG/T1、AAG/T3、ALT/G23、T2/G23、EFL/T3之值，請參考圖38。
須注意的是，在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2.962mm，像高為1.541mm，相較於先前技術確實縮短光學成像鏡頭5之鏡頭長度。
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±0.015mm以內。此外，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差獲得明顯改善。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±0.025mm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±0.025mm內。此外，三種代表波長彼此間的距離已相當接近，代表軸上的色散也有明顯的改善。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。另一方面，從圖23(a)~23(d)當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭5在弧矢方向與子午方向的像散像差、畸變像差的表現都十分良好。由上述中可以得知，本實施例之光學成像鏡頭5確實可維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
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、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、像側面622、以及物側面641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。詳細地說，其間差異在於本實施例的第二透鏡620的像側面622包含一位於光軸附近區域的凹面部6221以及一位於圓周附近區域的凸面部6222；第四透鏡640的物側面641為一凸面，其包含一位於光軸附近區域的凸面部6411以及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T1/G12、ALT/G12、ALT、ALT/AAG、T4/G23、EFL/G23、ALT/T4、AAG/G23、T3/G12、T3/T4、T1/G23、G12/G23、AAG/T1、AAG/T3、ALT/G23、T2/G23、EFL/T3之值，請參考圖38。
須注意的是，在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680在光軸上之厚度為3.091mm，像高為1.542mm，相較於先前技術確實縮短光學成像鏡頭6之鏡頭長度。
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±0.01mm以內。此外，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差獲得明顯改善。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±0.025mm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±0.025mm內。此外，三種代表波長彼此間的距離已相當接近，代表軸上的色散也有明顯的改善。圖27(d)顯示光學成像鏡頭6的畸變像差維持在±1.0%的範圍內。從圖27(a)~(d)當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭6在弧矢方向與子午方向的像散像差、畸變像差的表現都十分良好。由上述中 可以得知，本實施例之光學成像鏡頭6確實可維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
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、741及朝向像側A2的像側面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、屈光率、透鏡厚度、非球面係數、後焦距等相關光學參數、像側面712、722與第一實施例不同。詳細地說，其差異在於第一透鏡710的像側面712包含一位於光軸附近區域的凹面部7121以及一位於圓周附近區域的凸面部7122；第二透鏡720的像側面722包含一位於光軸附近區域的凹面部7221以及一位於圓周附近區域的凸面部7222。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T1/G12、ALT/G12、ALT、ALT/AAG、T4/G23、EFL/G23、ALT/T4、AAG/G23、T3/G12、T3/T4、T1/G23、G12/G23、AAG/T1、AAG/T3、ALT/G23、T2/G23、EFL/T3之值，請參考圖38。
須注意的是，在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3.023mm，像高為1.542mm，相較於先前技術確實縮短光學成像鏡頭7之鏡頭長度。
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±0.01mm以內。此外，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差獲得明顯改善。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±0.025mm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±0.025mm內。此外，三種代表波長彼此間的距離已相當接近，代表軸上的色散也有明顯的改善。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。另一方面，從圖31(a)~(d)當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭7在弧矢方向與子午方向的像散像差、畸變像差的表現都十分良好。由上述中可以得知，本實施例之光學成像鏡頭7確實可維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
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、841及朝向像側A2的像側面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、像側面812、822的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。詳細地說，其間差異在於本實施例的第一透鏡810的像側面812包含一位於光軸附近區域的凹面部8121以及一位於圓周附近區域的凸面部8122；第二透鏡820的像側面822包含一位於光軸附近區域的凹面部8221以及一位於圓周附近區域的凸面部8222。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T1/G12、ALT/G12、ALT、ALT/AAG、T4/G23、EFL/G23、ALT/T4、AAG/G23、T3/G12、T3/T4、T1/G23、G12/G23、AAG/T1、AAG/T3、ALT/G23、T2/G23、EFL/T3之值，請參考圖38。
須注意的是，在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3.028mm，像高為1.542mm，相較於先前技術確實縮短光學成像鏡頭8之鏡頭長度，且本實施例的鏡頭長度更是縮短地比第一實施例的鏡頭長度還短。
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±0.01mm以內。此外，三種代表波長彼此間的距離亦相當接近，代表不同波長光線的成像位置已相當集中，因而使色像差獲得明顯改善。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±0.025mm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±0.025mm內。此外，三種代表波長彼此間的距離已相當接近，代表軸上的色散也有明顯的改善。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。另一方面，從圖35(a)~(d)當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭8在弧矢方向與子午方向的像散像差、畸變像差的表現都十分良好。由上述中可以得知，本實施例之光學成像鏡頭8確實可維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
圖38統列出以上八個實施例的T1/G12、ALT/G12、ALT、ALT/AAG、T4/G23、EFL/G23、ALT/T4、AAG/G23、T3/G12、T3/T4、T1/G23、G12/G23、AAG/T1、AAG/T3、ALT/G23、T2/G23、EFL/T3之值，可看出本發明之光學成像鏡頭確實可滿足前述條件式(1)~(18)。
請參閱圖39，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及一設置於光學成像鏡頭1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2.945mm，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40，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2.945mm，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。
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，透過控制四片透鏡各透鏡的細部結構之設計，以維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
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‧‧‧物側面
112,122,132,142‧‧‧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
1111,1121,1321,1411‧‧‧位於光軸附近區域的凸面部
1112,1122,1322,1412,1422‧‧‧位於圓周附近區域的凸面部
1211,1221,1311,1421‧‧‧位於光軸附近區域的凹面部
1212,1222,1312‧‧‧位於圓周附近區域的凹面部
1413‧‧‧凹面部
d1,d2,d3,d4,d5‧‧‧空氣間隙
A1‧‧‧物側
A2‧‧‧像側

Claims (17)

  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：該第一透鏡具有正屈光率，該第一透鏡之該像側面包括一位於圓周附近區域的凸面部；該第二透鏡具有負屈光率，該第二透鏡之該物側面具有一位於該光軸附近區域的凹面部以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，該第三透鏡之該物側面具有一位於該光軸附近區域的凹面部以及一位於圓周附近區域的凹面部，該第三透鏡之該像側面具有一位於該光軸附近區域的凸面部以及一位於圓周附近區域的凸面部；該第四透鏡具有負屈光率，該第四透鏡為塑膠材質，該第四透鏡之該物側面包括一位於該光軸附近區域的凸面部，該第四透鏡之該像側面包括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四片具有屈光率的透鏡，T1代表該第一透鏡在該光軸上的厚度，T3代表該第三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，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，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，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該光軸上的厚度總和，且滿足T1+G23≧T4+G34、T1+G23≧T3、T1/G12≦2.24、ALT/G12≦8.3以及ALT≦2.86毫米。
  2. 申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中AAG代表該第一透鏡至該第四透鏡之間在該光軸上的三個空氣間隙寬度總和，滿足ALT/AAG≦4.5。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光學成像鏡頭，其中滿足T4/G23≦5.55。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的光學成像鏡頭，其中EFL代表該光學成像鏡頭的有效焦距，滿足EFL/G23≦30。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中滿足ALT/T4≦5.1。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的光學成像鏡頭，其中AAG代表該第一透鏡至該第四透鏡之間在該光軸上的三個空氣間隙寬度總和，滿足AAG/G23≦6.5。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的光學成像鏡頭，其中滿足1.58≦T3/G12。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中滿足T3/T4≦2。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的光學成像鏡頭，其中滿足T1/G23≦6.77。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中滿足G12/G23≦5.0。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的光學成像鏡頭，其中AAG代表該第一透鏡至該第四透鏡之間在該光軸上的三個空氣間隙寬度總和，滿足0.9≦AAG/T1。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中AAG代表該第一透鏡至該第四透鏡之間在該光軸上的三個空氣間隙寬度總和，滿足0.7≦AAG/T3。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的光學成像鏡頭，其中滿足ALT/G23≦23.85。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中T2代表該第二透鏡在該光軸上的厚度，滿足T2/G23≦4.0。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的光學成像鏡頭，其中EFL代表該光學成像鏡頭的有效焦距，滿足3.5≦EFL/T3。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中T2代表該第二透鏡在該光軸上的厚度，滿足T2/G23≦2.5。
  17. 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16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，設置於該光學成像鏡頭的像側。
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