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TWI541537B - 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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Publication number
TWI541537B
TWI541537B TW103128860A TW103128860A TWI541537B TW I541537 B TWI541537 B TW I541537B TW 103128860 A TW103128860 A TW 103128860A TW 103128860 A TW103128860 A TW 103128860A TW I541537 B TWI541537 B TW I541537B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
lens
optical axis
optical
optical imaging
bfl
Prior art date
Application number
TW103128860A
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English (en)
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TW201508322A (zh
Inventor
陳思翰
廖華濱
趙長林
Original Assignee
玉晶光電股份有限公司
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Publication date
Application filed by 玉晶光電股份有限公司 filed Critical 玉晶光電股份有限公司
Publication of TW201508322A publication Critical patent/TW201508322A/zh
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    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
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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具有較短鏡頭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，手機和數位相機的普及使得攝影模組(包含光學成像鏡頭、holder及sensor等)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。
習知的光學成像鏡頭多為四片式光學成像鏡頭，由於透鏡片數較少，光學成像鏡頭長度可以縮得較短，然而隨著高規格的產品需求愈來愈多，使得光學成像鏡頭在畫素及品質上的需求快速提升，極需發展更高規格的產品，如利用六片式透鏡結構的光學成像鏡頭，然習知的六片式鏡頭如美國專利號US 7663814及US 8040618所示，其鏡頭長度高達21mm以上，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。
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。本發明六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、第五透鏡以及第六透鏡。
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含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡以及一第六透鏡，其中第一透鏡像側面具有一在圓周附近區域的凹面部，第二透鏡的像側面具有一在光軸附近區域的凹面部，第三透鏡具正屈光率，第四透鏡的物側面具有一在圓周附近區域的凸面部，第五透鏡的物側面具有一在光軸附近區域的凹面部，第六透鏡的像側面具有一在光軸附近區域的凹面部，且材質為塑膠，其中，該光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有上述第一透鏡至第六透鏡共六片。
本發明光學成像鏡頭中，第一透鏡與第二透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為G12、第二透鏡與第三透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為G23、第三透鏡與第四透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為G34、第四透鏡與第五透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為G45、第五透鏡與第六透鏡之間在光軸上空氣間隙的寬度為G56，所以第一透鏡到第六透鏡之間在光軸上之五個空氣間隙之總和為AAG，即AAG=G12+G23+G34+G45+G56。
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、第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2、第三透鏡在光軸上的中心厚度為T3、第四透鏡在光軸上的中心厚度為T4、第五透鏡在光軸上的中心厚度為T5，第六透鏡在光軸上的中心厚度為T6，所以第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡與第六透鏡在光軸上的中心厚度總和為ALT，即ALT=T1+T2+T3+T4+T5+T6。
本發明的光學鏡頭中，光學成像鏡頭的有效焦距為EFL，第六透鏡的像側面至成像面在光軸上的長度為BFL。
本發明光學成像鏡頭中，滿足(G12+G34)/T6≦1.7之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足T2/T3≦1.5之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足3≦EFL/G23≦11之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足0.9≦EFL/AAG≦2.6之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/BFL≦2.1之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足2.8≦EFL/T2之關係。
本發明光學成像鏡頭中，其中第四透鏡像側面在光軸附近區域更包含有一凸面部。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1.88≦BFL/(G34+G45)≦6之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/BFL≦2.1之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1.5≦BFL/T1之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1.4≦BFL/T2之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1.9≦BFL/T2之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/T3≦3.3之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足4.7≦EFL/T1之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足1.1≦T6/T2之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足AAG/T4≦2.8之關係。
本發明光學成像鏡頭中，滿足3.5≦EFL/G23≦11之關係。
進一步地，本發明又提供一種應用前述的光學成像鏡頭之電子裝置。本發明的電子裝置，包含機殼、以及安裝在機殼內的影像模組。影像模組包括：符合前述技術特徵的光學成像鏡頭、用於供光學成像鏡頭設置的鏡 筒、用於供鏡筒設置的模組後座單元、用於供該模組後座單元設置的一基板，以及設置於該基板且位於該光學成像鏡頭之一像側的一影像感測器。
1‧‧‧光學成像鏡頭
2‧‧‧物側
3‧‧‧像側
4‧‧‧光軸
10‧‧‧第一透鏡
11‧‧‧第一物側面
12‧‧‧第一像側面
13‧‧‧凸面部
13C‧‧‧凹面部
14‧‧‧凸面部
14C‧‧‧凹面部
16‧‧‧凹面部
16B‧‧‧凸面部
17‧‧‧凹面部
17B‧‧‧凹面部
20‧‧‧第二透鏡
21‧‧‧第二物側面
22‧‧‧第二像側面
23‧‧‧凸面部
23B‧‧‧凸面部
24‧‧‧凸面部
24B‧‧‧凹面部
26‧‧‧凹面部
27‧‧‧凹面部
30‧‧‧第三透鏡
31‧‧‧第三物側面
32‧‧‧第三像側面
33‧‧‧凸面部
34‧‧‧凸面部
36‧‧‧凸面部
37‧‧‧凸面部
40‧‧‧第四透鏡
41‧‧‧第四物側面
42‧‧‧第四像側面
43‧‧‧凸面部
44‧‧‧凸面部
46‧‧‧凸面部
47‧‧‧凸面部
50‧‧‧第五透鏡
51‧‧‧第五物側面
52‧‧‧第五像側面
53‧‧‧凹面部
54‧‧‧凹面部
56‧‧‧凹面部
56A‧‧‧凹面部
57‧‧‧凹面部
57A‧‧‧凸面部
60‧‧‧第六透鏡
61‧‧‧第六物側面
62‧‧‧第六像側面
63‧‧‧凸面部
63A‧‧‧凸面部
63B‧‧‧凹面部
64‧‧‧凸面部
64A‧‧‧凹面部
64B‧‧‧凹面部
66‧‧‧凹面部
66C‧‧‧凹面部
66D‧‧‧凹面部
67‧‧‧凸面部
67C‧‧‧凹面部
67D‧‧‧凹面部
68C‧‧‧凸面部
70‧‧‧影像感測器
71‧‧‧成像面
72‧‧‧濾光片
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‧‧‧光軸
A~C‧‧‧區域
E‧‧‧延伸部
Lc‧‧‧主光線
Lm‧‧‧邊緣光線
T1~T6‧‧‧透鏡中心厚度
第1圖繪示本發明六片式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圖繪示本發明六片式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圖繪示本發明六片式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圖繪示本發明六片式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圖繪示本發明六片式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圖繪示本發明六片式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圖繪示本發明六片式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圖繪示應用本發明六片式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圖繪示應用本發明六片式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。以第15圖為例，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，亦即第15圖中之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部份的延伸部。
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(optical axis)4，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、第六透鏡60，濾光片72及成像面(image plane)71。一般說來，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與第六透鏡60都可以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六片。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(aperture stop)80，而設置於適當之位置。在第1圖中，光圈80是設置在第三透鏡30與第四透鏡40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、第二透鏡20、第三透鏡30、光圈80、第四透鏡40、第五透鏡50、第六透鏡60與濾光片72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72還可以是具各種合適功能之濾鏡，例如濾光片72可以是紅外線濾除濾光片(IR cut filter)，置於第六透鏡60與成像面71之間。濾光片72的材質為玻璃。
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。例如，第一透鏡10具有第一物側面11與第一像側面12；第二透鏡20具有第二物側面21與第二像側面22；第三透鏡30具有第三物側面31與第三像側面32；第四透鏡40具有第四物側面41與第四像側面42；第五透鏡50具有第五物側面51與第五像側面52；第六透鏡 60具有第六物側面61與第六像側面62。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。
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具有第一透鏡厚度T1、第二透鏡20具有第二透鏡厚度T2、第三透鏡30具有第三透鏡厚度T3、第四透鏡40具有第四透鏡厚度T4，第五透鏡50具有第五透鏡厚度T5，第六透鏡60具有第六透鏡厚度T6。所以，在光軸4上光學成像鏡頭1中透鏡的中心厚度總和稱為ALT。亦即，ALT=T1+T2+T3+T4+T5+T6。
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)。例如，第一透鏡10到第二透鏡20之間空氣間隙寬度G12、第二透鏡20到第三透鏡30之間空氣間隙寬度G23、第三透鏡30到第四透鏡40之間空氣間隙寬度G34、第四透鏡40到第五透鏡50之間空氣間隙寬度G45、第五透鏡50到第六透鏡60之間空氣間隙寬度G56。所以，第一透鏡10到第六透鏡50之間位於光軸4上各透鏡間之五個空氣間隙寬度之總和即稱為AAG。亦即，AAG=G12+G23+G34+G45+G56。
另外，第一透鏡10的第一物側面11至成像面71在光軸4上的長度，也就是整個光學成像鏡頭的系統總長度為TTL；光學成像鏡頭1的整體焦距為EFL；第六透鏡像側面62至成像面71在光軸上的長度為BFL，包含第六透鏡60的像側面62到濾光片72在該光軸上的距離G6F，濾光片72的厚度TF，及濾光片72到成像面71在該光軸上的距離GFP，亦即，BFL=G6F+TF+GFP。
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(Field)，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，系統半視角為66.5度。
第一實施例之光學成像鏡頭系統1主要由六枚以塑膠材質製成又具有屈光率之透鏡、濾光片72、光圈80、與成像面71所構成。光圈80是設置在第三透鏡30與第四透鏡40之間。濾光片72可以防止特定波長的光線(例如紅外線)投射至成像面而影響成像品質。
第一透鏡10具有負屈光率。朝向物側2的第一物側面11為凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部13以及一位於圓周附近區域的凸面部14，朝向像側3的第一像側面12為凹面，具有一位於光軸附近區域的凹面部16以及一圓周附近區域的凹面部17。此外，第一物側面11為球面，第一像側面為非球面。
第二透鏡20具有負屈光率。朝向物側2的第二物側面21為凸面，並具有一位於光軸附近區域的凸面部23以及一圓周附近的凸面部24，朝向像側3的第二像側面22為凹面，具有一位於光軸附近區域的凹面部26以及一位於圓周附近區域的凹面部27。此外，第二物側面21與第二像側面22均為非球面。
第三透鏡30具有正屈光率，朝向物側2的第三物側面31為凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部33以及一位於圓周附近區域的凸面部34，而朝向像側3的第三像側面32為凸面，並具有一位於光軸附近區域的凸面部36以及一在圓周附近的凸面部37。此外，第三物側面31與第三像側面32均為非球面。
第四透鏡40具有正屈光率，朝向物側2的第四物側面41為凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部43以及一位於圓周附近區域的凸面部44，而朝向像側3的第四像側面42為凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部46以及一位於圓周附近區域的凸面部47。此外，第四物側面41與第四像側面42均為非球面。
第五透鏡50具有負屈光率，物側2的第五物側面51為凹面，並具有一位於光軸附近區域的凹面部53以及一在圓周附近的凹面部54，朝向像側3的第五像側面52為凹面，具有一位於光軸附近區域的凹面部56以及一位於圓周附近區域的凹面部57。此外，第五物側面51與第五像側面52均為非球面。
第六透鏡60具有負屈光率，朝向物側2的第六物側面61為凸面，具有一位於光軸附近區域的凸面部63以及一位於圓周附近區域的凸面部64，朝向像側3的第六像側面62，具有在光軸附近區域的凹面部66及圓周附近區域的凸面部67。此外，第六物側面61與第六像側面62均為非球面。濾光片72位於第六透鏡60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到第六透鏡60中， 除了第一物側面11以外，其他所有物側面21/31/41/51/61與像側面12/22/32/42/52/62共計十一個曲面，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，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)。光學成像鏡頭長度(第一透鏡10之物側面11至該成像面71的距離)為4.060公厘，而HFOV為66.5度。第一實施例中各重要參數間的關係列舉如下：(G12+G34)/T6=0.615
T2/T3=1.462
EFL/G23=3.848
EFL/AAG=1.466
AAG/BFL=2.078
EFL/T2=4.326
BFL/(G34+G45)=1.651
BFL/T1=1.718
BFL/T2=1.420
AAG/T3=4.314
EFL/T1=5.235
AAG/T4=1.867
T4/T2=1.580
T6/T2=1.332
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，在此要特別說明的是，為了圖面的整潔，從第二實施例開始，圖中只會標出與第一實施例面形不同處的標號與基本透鏡標號，其它和第一實施例相同之處，如像側面、物側面、光軸附近區域的面形與圓周附近區域的面形等標號，則不再標出。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表面之凹凸形狀均與第一實施例大致上類似，不同處在於透鏡之參數，如曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等等不同。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4.584公厘，而HFOV為66.5度。其各重要參數間的關係為：(G12+G34)/T6=1.666
T2/T3=1.043
EFL/G23=3.749
EFL/AAG=0.981
AAG/BFL=3.198
EFL/T2=5.526
BFL/(G34+G45)=1.591
BFL/T1=1.085
BFL/T2=1.761
AAG/T3=5.877
EFL/T1=3.405
AAG/T4=2.773
T4/T2=2.031
T6/T2=1.595
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表面之凹凸形狀均與第一實施例大致上類似，不同處在於透鏡之參數，如曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等等不同，另外在本實施例中，第五透鏡50的第五像側面52具有一位於光軸附近區域的凹面部56A，以及一位於圓周附近區域的凸面部57A；第六透鏡60的第六物側面61具有一位於光軸附近區域的凸面部63A，以及一位於圓周附近區域的凹面部64A。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5.031公厘，而HFOV為66.5度。其各重要參數間的關係為：(G12+G34)/T6=0.564
T2/T3=0.179
EFL/G23=8.019
EFL/AAG=2.322
AAG/BFL=1.045
EFL/T2=8.404
BFL/(G34+G45)=3.383
BFL/T1=2.097
BFL/T2=3.464
AAG/T3=0.650
EFL/T1=5.087
AAG/T4=1.434
T4/T2=2.524
T6/T2=1.000
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，不同處在於透鏡之參數，如曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等等不同，另外在本實施例中，第一透鏡10具有正屈光率，第一像側面12具有一位於光軸附近區域的凸面部16B，以及一位於圓周附近區域的凹面部17B，第二透鏡20的第二物側面21具有一位於光軸附近區域的凸面部23B，以及一位於圓周附近區域的凹面部24B；第六透鏡60的第六物側面61是一凹面，具有一位於光軸附近區域的凹面部63B，以及一位於圓周附近區域的凹面部64B。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4.685公厘，而HFOV為66.5度。其各重要參數間的關係為：(G12+G34)/T6=1.134
T2/T3=0.328
EFL/G23=10.418
EFL/AAG=1.734
AAG/BFL=2.316
EFL/T2=11.833
BFL/(G34+G45)=1.755
BFL/T1=2.604
BFL/T2=2.946
AAG/T3=2.241
EFL/T1=10.460
AAG/T4=2.787
T4/T2=2.448
T6/T2=2.534
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。第五實施例和第一實施例類似，不同處在於透鏡之參數，如曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等等不同，另外在本實施例中，第一透鏡10的第一物側面11是一凹面，具有一位於光軸附近區域的凹面部13C，以及一位於圓周附近區域的凹面部14C；第六透鏡60的第六像側面62具有一位於光軸附近區域的凹面部66C，以及一位於圓周附近區域的凹面部67C，與一位於上述兩凹面部之間的凸面部68C。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5.045公厘，而HFOV為66.5度。其各重要參數間的關係為：(G12+G34)/T6=0.582
T2/T3=0.363
EFL/G23=9.138
EFL/AAG=2.797
AAG/BFL=0.882
EFL/T2=7.738
BFL/(G34+G45)=5.118
BFL/T1=3.150
BFL/T2=3.137
AAG/T3=1.004
EFL/T1=7.769
AAG/T4=0.430
T4/T2=6.431
T6/T2=2.258
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類似，不同處在於透鏡之參數，如曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等等不同。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4.154公厘，而HFOV為66.5度。其各重要參數間的關係為：(G12+G34)/T6=0.612
T2/T3=2.248
EFL/G23=4.164
EFL/AAG=1.543
AAG/BFL=2.020
EFL/T2=2.927
BFL/(G34+G45)=1.671
BFL/T1=2.212
BFL/T2=0.939
AAG/T3=4.263
EFL/T1=6.896
AAG/T4=1.871
T4/T2=1.014
T6/T2=0.876
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，不同處在於透鏡之參數，如曲率半徑、透鏡屈光率、透鏡曲率半徑、透鏡厚度、透鏡非球面係數或是後焦距等等不同，另外在本實施例中，第六透鏡60的第六像側面62為凹面，具有一位於光軸附近區域的凹面部66D，以及一位於圓周附近區域的凹面部67D。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4.163公厘，而HFOV為66.5度。其各重要參數間的關係為：(G12+G34)/T6=0.194
T2/T3=0.798
EFL/G23=3.114
EFL/AAG=1.638
AAG/BFL=1.974
EFL/T2=5.907
BFL/(G34+G45)=1.890
BFL/T1=2.192
BFL/T2=1.827
AAG/T3=2.878
EFL/T1=7.088
AAG/T4=1.929
T4/T2=1.870
T6/T2=2.497
另外，各實施例之重要參數則整理於第32圖中。
本案的光學成像鏡頭可達成的功效至少包含：
1、第三透鏡具有正屈光率，提供鏡頭整體所需要之屈光率。
2、第一透鏡像側面圓周附近的凹面部；第二透鏡像側面光軸附近區域的凹面部；第四透鏡物側面圓周附近區域的凸面部；第五透鏡物側面具光軸附近區域的凹面部；第六透鏡像側面光軸附近區域的凹面部，各面型的搭配有助於修正像差，可提高成像品質。
3、第六透鏡的材質為塑膠，有利減低鏡頭重量及降低製造成本，也有利於非球面製作。
4、若進一步搭配第二透鏡物側面光軸附近區域的凸面部，第二透像側面圓周附近區域的凹面部；第三透鏡物側面在光軸、圓周附近區的凸面部，第三透鏡像側面在光軸、圓周附近區的凸面部；第四透鏡物側面光軸附近區域的凸面部，第四透鏡像側面在光軸、圓周附近區的凸面部；第五透鏡物側面在圓周附近區域的凹面部，第五透鏡像側面在光軸附近區域的凹面部，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，有利於非球面的製造、降低成本及減輕鏡頭重量。
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)由於成像品質的要求愈來愈高，鏡頭的長度又愈做愈小，所以透鏡在光軸附近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，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，入射角愈是靠近邊緣的光線，在鏡頭內部會經過愈長的路徑與折射後，才會與光軸附近入射的光一同聚焦到成像面，再者，空氣間隙的大小也會影響到鏡頭的成像品質，而本發明之視埸角較大，而縮小EFL有利於視埸角的擴大，所以本設計設計較小的EFL，並限制第一透鏡與第二透鏡此二光學有效徑較大的透鏡可縮短的比例較EFL大，避免T1與T2過長，如此更有利於鏡頭長度的縮短，是以滿足4.7≦EFL/T1、2.8≦EFL/T2，同時也考慮EFL與空氣間隙的關係，設計滿足3≦EFL/G23≦11，0.9≦EFL/AAG≦2.6的關係式，讓鏡頭可達到長度短，並兼顧成像品質與製造難度，當進一步滿足3.5≦EFL/G23≦11時，擁有較短的G23，更有利於鏡頭長度在縮短過程中其它參數的配置，以提升產品良率。
(2)BFL為第六透鏡像側面與成像面在光軸上的距離，需要一定的空間來放置如濾光片等元件，是以無法無限制的縮小，而BFL的大小將影響EFL的大小，EFL又和各透鏡的厚度與間隙有關，是以本發明設計滿足AAG/BFL≦2.1、1.88≦BFL/(G34+G45)≦6、1.5≦BFL/T1與1.4≦BFL/T2，有助於在視埸角擴大的同時，鏡頭的長度也縮短。當進一步滿足1.9≦BFL/T2時，BFL較大，有利於降低組裝困難。
(3)G12、G34、G56因為不受到相鄰透鏡在光軸上無面型的限制，所以可以做得較小，也因此使得AAG可縮短的比例較大，且AAG是鏡頭中所佔比例較大者，AAG的縮短會有利於鏡頭的縮短，因此本發明滿 足(G12+G34)/T6≦1.7、AAG/T3≦3.3、AAG/T4≦2.8之關係式。
(4)T2同上所述，可縮短的比例較大，是以在滿足T2/T3≦1.5、1≦T4/T2、1.1≦T6/T2的關係式時，各透鏡的配置良好。
(5)較佳的，0.01≦(G12+G34)/T6≦1.7、0.01≦T2/T3≦1.5、0.4≦AAG/BFL≦2.1、2.8≦EFL/T2≦12、1.5≦BFL/T1≦3.5、1.4≦BFL/T2≦4、0.3≦AAG/T3≦3.3、4.7≦EFL/T1≦12、0.05≦AAG/T4≦2.8、1≦T4/T2≦7，1.1≦T6/T2≦3。
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的電子裝置100的第一較佳實施例。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，說明電子裝置100，但電子裝置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，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(Chip on Board,COB)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片72，然而在其他實施例中亦可省略濾光片72之結構，所以濾光片72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。
具有屈光率的六片透鏡10、20、30、40、50、60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。
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1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。濾光片72，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。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1‧‧‧光學成像鏡頭
2‧‧‧物側
3‧‧‧像側
4‧‧‧光軸
10‧‧‧第一透鏡
11‧‧‧第一物側面
12‧‧‧第一像側面
13‧‧‧凸面部
14‧‧‧凸面部
16‧‧‧凹面部
17‧‧‧凹面部
20‧‧‧第二透鏡
21‧‧‧第二物側面
22‧‧‧第二像側面
23‧‧‧凸面部
24‧‧‧凸面部
26‧‧‧凹面部
27‧‧‧凹面部
30‧‧‧第三透鏡
31‧‧‧第三物側面
32‧‧‧第三像側面
33‧‧‧凸面部
34‧‧‧凸面部
36‧‧‧凸面部
37‧‧‧凸面部
40‧‧‧第四透鏡
41‧‧‧第四物側面
42‧‧‧第四像側面
43‧‧‧凸面部
44‧‧‧凸面部
46‧‧‧凸面部
47‧‧‧凸面部
50‧‧‧第五透鏡
51‧‧‧第五物側面
52‧‧‧第五像側面
53‧‧‧凹面部
54‧‧‧凹面部
56‧‧‧凹面部
57‧‧‧凹面部
60‧‧‧第六透鏡
61‧‧‧第六物側面
62‧‧‧第六像側面
63‧‧‧凸面部
64‧‧‧凸面部
66‧‧‧凹面部
67‧‧‧凸面部
71‧‧‧成像面
72‧‧‧濾光片
80‧‧‧光圈
T1~T6‧‧‧透鏡中心厚度

Claims (14)

  1. 一種光學成像鏡頭，從一物側至一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、一第四透鏡、一第五透鏡以及一第六透鏡，每個透鏡都具有屈光率，且各透鏡均包括一朝向物側使成像光線通過的物側面，以及一朝向像側且使成像光線通過的像側面，其中：該第一透鏡像側面具有一在圓周附近區域的凹面部；該第二透鏡的該像側面具有一在該光軸附近區域的凹面部；該第三透鏡具正屈光率；該第四透鏡的該物側面具有一在圓周附近區域的凸面部；該第五透鏡的該物側面具有一在該光軸附近區域的凹面部；該第六透鏡的該像側面具有一在該光軸附近區域的凹面部，且材質為塑膠；該第一透鏡與該第二透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G12，該第二透鏡與該第三透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G23，該第三透鏡與該第四透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G34，該第六透鏡在該光軸上的中心厚度為T6，該光學成像鏡頭的有效焦距為EFL，並滿足(G12+G34)/T6≦1.7以及3≦EFL/G23≦11之條件，且該光學成像鏡頭具有屈光率的透鏡只有上述第一透鏡至第六透鏡共六片。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2，該第三透鏡在該光軸上的中心厚度為T3，並滿足T2/T3≦1.5之關係。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第六透鏡之間在該光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，並滿足0.9≦ EFL/AAG≦2.6之關係。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第六透鏡之間在該光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，該第六透鏡的該像側面至一成像面在該光軸上的長度為BFL，並滿足AAG/BFL≦2.1之關係。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2，並滿足2.8≦EFL/T2之關係，且該第四透鏡的該像側面在該光軸附近區域具有一凸面部。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學成像鏡頭，其中該第六透鏡的該像側面至一成像面在該光軸上的長度為BFL，該第四透鏡與該第五透鏡之間在該光軸上的間隙寬度為G45，該第一透鏡至該第六透鏡之間在該光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，並滿足1.88≦BFL/(G34+G45)≦6以及AAG/BFL≦2.1之關係。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之光學成像鏡頭，其中該第六透鏡的該像側面至一成像面在該光軸上的長度為BFL，該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1，並滿足1.5≦BFL/T1之關係。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第六透鏡的該像側面至一成像面在該光軸上的長度為BFL，該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2，並滿足1.4≦BFL/T2之關係。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第六透鏡之間在該光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，該第三透鏡在該光軸上的中心厚度為T3，並滿足1.9≦BFL/T2以及AAG/T3≦3.3之關係。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡在該光軸上的中心厚度為T1，並滿足4.7≦EFL/T1以及1.1≦T6/T2之關係。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中該第一透鏡至該第六透鏡之間在該光軸上五個空氣間隙的寬度總和為AAG，該第四透鏡在該光軸上的中心厚度為T4，並滿足AAG/T4≦2.8之關係。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之光學成像鏡頭，其中該第二透鏡在該光軸上的中心厚度為T2，並滿足1.1≦T6/T2之關係。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之光學成像鏡頭，其中更滿足3.5≦EFL/G23≦11之關係。
  14. 一種電子裝置，包含：一機殼；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13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；用於供該鏡筒設置的一模組後座單元；用於供該模組後座單元設置的一基板；以及設置於該基板且位於該光學成像鏡頭之一像側的一影像感測器。
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