可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭的製作方法

2023-04-30 13:34:16

可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種光學成像鏡頭及應用該光學成像鏡頭的電子裝置。本發明的一種光學成像鏡頭，依序包括四透鏡，第一透鏡的物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。第二透鏡具有負屈光率，第二透鏡的物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，其像側面具有一位於圓周附近區域的凹面部。第三透鏡的物側面為一凹面，其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。第四透鏡的物側面具有一位於圓周附近區域的凸面部且材質為塑料。本發明的電子裝置，包括機殼、影像模塊，上述的光學成像鏡頭、鏡筒、模塊後座單元和及影像傳感器。本發明透過控制各透鏡的凹凸曲面排列，而在維持良好光學性能之條件下，縮短鏡頭長度。
【專利說明】可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭
【技術領域】
[0001]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的可攜式電子裝置與其光學成像鏡頭相關。
【背景技術】
[0002]近年來，手機和數字相機的普及使得包含光學成像鏡頭、鏡筒及影像傳感器等的攝影模塊蓬勃發展，手機和數字相機的薄型輕巧化也讓攝影模塊的小型化需求愈來愈高，隨著感光稱合組件(Charge Coupled Device,簡稱CO))或互補性氧化金屬半導體組件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,簡稱CMOS)的技術進步和尺寸縮小，裝戴在攝影模塊中的光學成像鏡頭也需要縮小體積，但光學成像鏡頭的良好光學性能也是必要顧及之處。
[0003] 隨著消費者對於成像質量上的需求，傳統的四片式透鏡的結構，已無法滿足更高成像質量的需求。因此亟需發展一種小型且成像質量佳的光學成像鏡頭。
[0004]在美國專利號US7920340、US7660049及US7848032中，所揭露的光學成像鏡頭均為四片式透鏡結構，其第一透鏡物側面至成像面在光軸上的距離均大於7mm，不利於手機和數字相機等攜帶型電子產品的薄型化設計。因此，極需要開發成像質量良好且鏡頭長度較短的四片式光學成像鏡頭。

【發明內容】

[0005]本發明的一目的系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，並以一條件式控制相關參數，而在維持良好光學性能並維持系統性能的條件下，縮短系統長度。
[0006]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。該第一透鏡具有正的屈光率，且第一透鏡的物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。該第二透鏡具有負屈光率，第二透鏡的物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，其像側面具有一位於圓周附近區域的凹面部。第三透鏡的物側面為一凹面，其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。第四透鏡的物側面具有一位於圓周附近區域的凸面部且材質為塑料。
[0007]其次，本發明可選擇性地控制部分參數的比值滿足其他條件式，如:
[0008]控制第一透鏡與第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度(以AC12表示)、第三透鏡與第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度(以AC34表示)與光學成像鏡頭的有效焦距(以EFL表示)滿足
[0009]EFL/ (AC12+AC34) ^ 20.00 條件式(I)；
[0010]控制AC12、AC34與第二透鏡在光軸上的厚度(以CT2表示)滿足[0011]CT2/(AC12+AC34) =≤ 1.45 條件式(2)；
[0012]或者是控制第四透鏡在光軸上的厚度(以CT4表示)與第一透鏡物側面到第四透鏡像側面在光軸上的距離(以TL表示)滿足
[0013]TL/CT4 =≤ 7.00 條件式⑶；
[0014]或者是TL與第二透鏡與第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度(以AC23表示)滿足
[0015]TL/AC23 ^ 5.80 條件式(4)；
[0016]或者是控制EFL與第三透鏡在光軸上的厚度(以CT3表示)滿足
[0017]EFL/CT3 ^ 5.90 條件式(5)；
[0018]或者是控制AC12、AC34與第一透鏡至第四透鏡在光軸上的四片鏡片厚度總和(以ALT表示)滿足
[0019]ALT/ (AC12+AC34) ^ 9.90 條件式(6)；
[0020]或者是CT2、CT3與AC23滿足
[0021]3.40 ^ (AC23+CT3) /CT2 條件式(7);或
[0022]3.80 ^ (AC23+CT3)/CT2 條件式(7，)；
[0023]或者是控制CT2與CT4滿足
[0024]1.40 ^ CT4/CT2 條件式⑶；
[0025]或者是控制CT2及第一至第四透鏡之間在光軸上的四個空氣間隙寬度總和(以AAG表示)滿足
[0026]2.55 ^ AAG/CT2 條件式(9)；
[0027]或者是控制CT2與CT3滿足
[0028]1.90 ^ CT3/CT2 條件式(10)；
[0029]或者是控制CT2、CT3和AAG滿足
[0030]4.80 ^ (AAG+CT3) /CT2 條件式(11)。
[0031 ] 前述所列的示例性限定條件式亦可任意選擇性地合併施用於本發明的實施例中，並不限於此。
[0032]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、屈光率及/或光圈位置的設置條件，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的情況之下，選擇性地合併施用於本發明的其他實施例當中，並不限於此。
[0033]本發明可依據前述的各種光學成像鏡頭，提供一種可攜式電子裝置，包括:一機殼及一影像模塊，該影響模塊安裝於該機殼內。影像模塊包括依發明所述的任一光學成像鏡頭、一鏡筒、一模塊後座單元及一影像傳感器。鏡筒以供給設置光學成像鏡頭，模塊後座單元以供給設置鏡筒，影像傳感器是設置於光學成像鏡頭的像側。
[0034]由上述中可以得知，本發明的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，並以一條件式控制相關參數，以維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
【專利附圖】

【附圖說明】[0035]圖1顯示依據本發明的一實施例的一透鏡的剖面結構示意圖。
[0036]圖2顯示依據本發明的第一實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖。
[0037]圖3顯示依據本發明的第一實施例的光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖。
[0038]圖4顯示依據本發明的第一實施例光學成像鏡頭的各鏡片的詳細光學數據。
[0039]圖5顯示依據本發明的第一實施例的光學成像鏡頭的非球面數據。
[0040]圖6顯示依據本發明的第二實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖。
[0041]圖7顯示依據本發明的第二實施例光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖。
[0042]圖8顯示依據本發明的第二實施例的光學成像鏡頭的各鏡片的詳細光學數據。
[0043]圖9顯示依據本發明的第二實施例的光學成像鏡頭的非球面數據。
[0044]圖10顯示依據本發明的第三實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖。
[0045]圖11顯示依據本發明的第三實施例光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖。
[0046]圖12顯示依據本發明的第三實施例的光學成像鏡頭的各鏡片的詳細光學數據。
[0047]圖13顯示依據本發明的第三實施例的光學成像鏡頭的非球面數據。
[0048]圖14顯示依據本發明的第四實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖。
[0049]圖15顯示依據本發明的第四實施例光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖。
[0050]圖16顯示依據本發明的第四實施例的光學成像鏡頭的各鏡片的詳細光學數據。
[0051]圖17顯示依據本發明的第四實施例的光學成像鏡頭的非球面數據。
[0052]圖18顯示依據本發明的第五實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖。
[0053]圖19顯示依據本發明的第五實施例光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖。
[0054]圖20顯示依據本發明的第五實施例的光學成像鏡頭的各鏡片的詳細光學數據。
[0055]圖21顯示依據本發明的第五實施例的光學成像鏡頭的非球面數據。
[0056]圖22顯示依據本發明的第六實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖。
[0057]圖23顯示依據本發明的第六實施例光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖。
[0058]圖24顯示依據本發明的第六實施例的光學成像鏡頭的各鏡片的詳細光學數據。
[0059]圖25顯示依據本發明的第六實施例的光學成像鏡頭的非球面數據。
[0060]圖26顯示依據本發明的第七實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖。[0061]圖27顯示依據本發明的第七實施例光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖。
[0062]圖28顯示依據本發明的第七實施例的光學成像鏡頭的各鏡片的詳細光學數據。
[0063]圖29顯示依據本發明的第七實施例的光學成像鏡頭的非球面數據。
[0064]圖30顯示依據本發明的第八實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖。
[0065]圖31顯示依據本發明的第八實施例光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖。
[0066]圖32顯示依據本發明的第八實施例的光學成像鏡頭的各鏡片的詳細光學數據。
[0067]圖33顯示依據本發明的第八實施例的光學成像鏡頭的非球面數據。
[0068]圖34顯示依據本發明的第九實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖。[0069]圖35顯示依據本發明的第九實施例光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖。
[0070]圖36顯示依據本發明的第九實施例的光學成像鏡頭的各鏡片的詳細光學數據。
[0071]圖37顯示依據本發明的第九實施例的光學成像鏡頭的非球面數據。
[0072]圖38顯示依據本發明的第十實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖。
[0073]圖39顯示依據本發明的第十實施例光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖。
[0074]圖40顯示依據本發明的第十實施例的光學成像鏡頭的各鏡片的詳細光學數據。
[0075]圖41顯示依據本發明的第十實施例的光學成像鏡頭的非球面數據。
[0076]圖42顯示依據本發明的以上十個實施例的ALT、AAG、TL、EFL、EFL/(AC12+AC34)、CT2/(AC12+AC34)、TL/CT4、TL/AC23、EFL/CT3、ALT/ (AC12+AC34)、(AC23+CT3)/CT2、CT4/CT2、AAG/CT2、CT3/CT2 及(AAG+CT3)/CT2 值的比較表。
[0077]圖43顯示依據本發明的一實施例的可攜式電子裝置的一結構示意圖。
[0078]圖44顯示依據本發明的另一實施例的可攜式電子裝置的一結構示意圖。
[0079]【符號說明】
[0080]I, 2，3，4，5，6，7，8，9，10 光學成像鏡頭
[0081]20,20』可攜式電子裝置
[0082]21 機殼
[0083]22影像模塊
[0084]23 鏡筒
[0085]24模塊後座單元
[0086]100，200，300，400，500，600，700，800，900，1000 光圈
[0087]110，210，310，410，510，610，710，810，910，1010 第一透鏡
[0088]111，121，131，141，151，211，221，231，241，251，311，321，331，341，351，411，421，431，441，451，511，521，531，541，551，611，621，631，641，651，711，721，731，741，751，811，82I, 831，841，851，911，921，931，941，951，1011，1021，1031，1041，1051 物側面[0089]112，122，132，142，152，212，222，232，242，252，312，322，332，342，352，412，422，432，442，452，512，522，532，542，552，612，622，632，642，652，712，722，732，742，752，812，822，832，842，852，912，922，932，942，952，1012，1022，1032，1042，1052 像側面
[0090]120，220，320，420，520，620，720，820，920，1020 第二透鏡[0091 ] 130，230，330，430，530，630，730，830，930，1030 第三透鏡
[0092]140，240，340，440，540，640，740，840，940，1040 第四透鏡
[0093]150，250，350，450，550，650，750，850，950，1050 濾光件
[0094]160，260，360，460，560，660，760，860，960，1060 成像面
[0095]161影像傳感器
[0096]162 基板
[0097]2401鏡頭後座
[0098]2402第一座體單元
[0099]2403第二座體單元
[0100]2404 線圈
[0101]2405磁性組件
[0102]2406影像傳感器後座
[0103]1111，1121，1321，2111，2121，2321，3111，3121，3321，4111，4121，4321，5111，512I, 5321，6111，6121，6321，7111，7121，7321，8111，8121，8321，9111，9121，9321，9411，10111，10121, 10321, 10411位於光軸附近區域的凸面部
[0104]1211，1221，2211，2221，3211，3221，4211，4221，5211，5221，6211，6221，7211，7221，8211，8221，9211，9221，10211，10221位於圓周附近區域的凹面部
[0105]1411，1421，2411，2421，3411，3421，4411，4421，5411，5421，6411，6421，7411，7421，8411，8421，9421，10421位於光軸附近區域的凹面部
[0106]1412，1422，2412，2422，3412，3422，4412，4422，5412，5422，6412，6422，7412，7422，8412，8422，9412，9422，10412, 10422位於圓周附近區域的凸面部
[0107]9413, 10413位於光軸附近區域及圓周附近區域之間的凹面部
[0108]dl, d2, d3, d4, d5 空氣間隙
[0109]Al 物側
[0110]A2 像側
[0111]I 光軸
[0112]1-1』 軸線
[0113]A, B, C, E 區域
【具體實施方式】
[0114]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的一部分，其主要系用以說明實施例，並可配合說明書的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的優點。圖中的組件並未按比例繪製，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。
[0115]本篇說明書所言的「一透鏡具有正屈光率(或負屈光率)」，是指所述透鏡位於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)包括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之外側區域，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，該透鏡的物側面於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之外側區域(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。「位於圓周附近區域」，是指位於透鏡上僅供成像光線通過的曲面的位於圓周附近區域，亦即圖中的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。「位於光軸附近區域」是指該僅供成像光線通過的曲面的光軸附近區域，亦即圖中的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的結構與形狀並不限於此，以下的實施例為求圖式簡潔均省略了部分的延伸部。
[0116]本發明的光學成像鏡頭，乃是一定焦鏡頭，且是由從物側至像側沿一光軸依序設置的一第一透鏡、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。本發明的光學成像鏡頭總共只有前述四片具有屈光率的透鏡，透過設計各透鏡的細部特徵的設計，而可提供良好的光學性能，並縮短鏡頭長度。各透鏡的細部特徵如下:第一透鏡具有正屈光率，且第一透鏡的物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。第二透鏡具有負屈光率，且第二透鏡的物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，其像側面具有一位於圓周附近區域的凹面部。第三透鏡的物側面為一凹面，其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。第四透鏡的物側面具有一位於圓周附近區域的凸面部。
[0117]在此設計的前述各鏡片的特性主要是考慮光學成像鏡頭的光學特性與鏡頭長度，舉例來說:第一透鏡的屈光率為正，且物側面及像側面分別具有一位於光軸附近區域的凸面部，有助於光線聚光以縮短鏡頭長度。若再搭配第二透鏡的屈光率為負，及形成於各表面上的凹凸設計的細節，如:分別形成於第二透鏡的物側面及像側面上的圓周附近區域的凹面部、形成於第三透鏡的物側面上的凹面、形成於第三透鏡的像側面上的位於光軸附近的凸面部、形成於第四透鏡的物側面上的位於圓周附近區域的凸面部等此些面型，可確保成像質量。其次，第四透鏡的材質為塑料，可降低製作成本，易於製作非球面透鏡，並減輕鏡頭的重量。[0118]其次，在本發明的一實施例中，可選擇性地額外控制參數的比值滿足其他條件式，以協助設計者設計出具備良好光學性能、整體長度有效縮短、且技術上可行的光學成像鏡頭，如:
[0119]控制第一透鏡與第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度(以AC12表示)、第三透鏡與第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度(以AC34表示)與光學成像鏡頭的有效焦距(以EFL表示)滿足
[0120]EFL/ (AC12+AC34) ^ 20.00 條件式(I)；
[0121]控制AC12、AC34與第二透鏡在光軸上的厚度(以CT2表示)滿足
[0122]CT2/(AC12+AC34) ^ 1.45 條件式(2)；[0123]或者是控制第四透鏡在光軸上的厚度(以CT4表示)與第一透鏡物側面到第四透鏡像側面在光軸上的距離(以TL表示)滿足
[0124]TL/CT4 ^ 7.00 條件式(3);
[0125]或者是TL與第二透鏡與第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度(以AC23表示)滿足
[0126]TL/AC23 ^ 5.80 條件式⑷；
[0127]或者是控制EFL與第三透鏡在光軸上的厚度(以CT3表示)滿足
[0128]EFL/CT3 ^ 5.90 條件式(5)；
[0129]或者是控制AC12、AC34與第一透鏡至第四透鏡在光軸上的四片鏡片厚度總和(以ALT表示)滿足
[0130]ALT/ (AC12+AC34) ^ 9.90 條件式(6)；[0131]或者是CT2、CT3與AC23滿足
[0132]3.40 ^ (AC23+CT3) /CT2 條件式(7);或
[0133]3.80 ^ (AC23+CT3)/CT2 條件式(7，)；
[0134]或者是控制CT2與CT4滿足
[0135]1.40 ^ CT4/CT2 條件式⑶；
[0136]或者是控制CT2及第一至第四透鏡之間在光軸上的四個空氣間隙寬度總和(以AAG表示)滿足
[0137]2.55 ^ AAG/CT2 條件式(9)；
[0138]或者是控制CT2與CT3滿足
[0139]1.90 ^ CT3/CT2 條件式(10)；
[0140]或者是控制CT2、CT3和AAG滿足
[0141]4.80 ^ (AAG+CT3) /CT2 條件式(11)。
[0142]前述所列的示例性限定關係亦可任意選擇性地合併施用於本發明的實施例中，並不限於此。
[0143]EFL/(AC12+AC34)值的設計乃是著眼於EFL縮短有助於鏡頭長度縮小，而AC12及AC34必需保持一定的寬度使光線在合適的高度入射第二透鏡及第四透鏡，因此EFL縮短的幅度較大，AC12及AC34則較小。此一特性使得EFL/(AC12+AC34)會受一上限限制，而應朝趨小的方式來設計，在此建議小於或等於20.00，並以介於8.00~20.00之間為較佳。
[0144]CT2/(AC12+AC34)值的設計乃是著眼於第二透鏡的光學有效徑較小、可製作的較薄，而AC12及AC34必需保持一定的寬度使光線在合適的高度入射第二透鏡及第四透鏡，故CT2可縮小的比例較大、AC12及AC34縮小的比例較小。此一特性使得CT2/(AC12+AC34)值會受一上限限制，在此建議小於或等於1.45，並以介於0.5~1.45之間為較佳。
[0145]TL/CT4值的設計乃是著眼於TL縮短有助於鏡頭縮小，而第四透鏡的光學有效鏡較大，考慮製造困難度，CT4無法做的太薄，所以TL縮短的幅度較大，而CT4縮短的比例較小。因此造成TL/CT4值應朝趨小的方式來設計，在此建議小於或等於7.00，並以介於
5.00~7.00之間為較佳。
[0146]TL/AC23值的設計乃是著眼於TL縮短有助於鏡頭縮小，而第二透鏡像側面的圓周附近區域為凹面部，第三透鏡物側面為凹面，容易有邊緣幹涉問題，故使得AC23能縮短的幅度有限，所以TL縮短的幅度較大而AC23縮短的幅度較小。此一特性使得TL/AC23值會受一上限限制，在此建議TL/AC23值為小於或等於5.80，並以介於4.50?5.80之間為較佳。
[0147]EFL/CT3值的設計乃是著眼於EFL縮短的幅度較大，而第三透鏡在本設計中縮短的幅度較小，因此造成EFL/CT3值應朝趨小的方式來設計，在此建議小於或等於5.90，並以介於3.50?5.90之間為較佳。
[0148]ALT/ (AC12+AC34)值的設計乃是著眼於ALT縮短有助於鏡頭長度縮小，而AC12及AC34必需保持一定的寬度使光線在合適的高度入射第二透鏡及第四透鏡，故ALT縮短的幅度較大，AC12及AC34則較小。此一特性使得ALT/(AC12+AC34)值會受一上限限制，在此建議ALT/(AC12+AC34)值為小於或等於9.90，並以介於5.00?9.90之間為較佳。
[0149](AC23+CT3)/CT2值的設計乃是著眼於第二透鏡像側面的圓周附近區域為凹面部，第三透鏡物側面為凹面，容易有邊緣幹涉問題，故AC23能縮短的幅度有限，且由於第二透鏡的光學有效徑較小，可製作的較薄，所以AC23及CT3縮短的幅度較小，而CT2縮短的幅度較大。此一特性使得(AC23+CT3)/CT2值應往趨大設計而受一下限限制，在此建議(AC23+CT3)/CT2值大於或等於3.40，較佳地是介於3.40?6.50之間；然而，當(AC23+CT3)/CT2值進一步限縮為大於或等於3.8時，則可使第二透鏡能縮短的幅度更大，有助於鏡頭縮短時其他參數的配置。
[0150]CT4/CT2值的設計乃是著眼於CT4縮短的幅度較小，而CT2可縮小的幅度較大，故CT4/CT2值會趨大設計而會受一下限限制，在此建議大於或等於1.40，且較佳地是介於
1.40?2.60之間。
[0151]AAG/CT2值的設計乃是著眼於光線的路徑及製作難易度，AAG縮小的幅度受到較大的限制，而第二透鏡的光學有效徑較小，可製作的較薄，所以AAG縮短的幅度較小，CT2能縮短的幅度較大。此一特性造成AAG/CT2會有一下限，在此建議為大於或等於2.55，且較佳地是介於2.55?4.50之間。
[0152]CT3/CT2值的設計乃是著眼於第二透鏡的光學有效徑較小，可製作的較薄，並考慮成像質量及製作難易度，CT3縮短的幅度較小而CT2縮短的幅度較大。此一特性造成CT3/CT2會趨大設計而有一下限，在此建議為大於或等於1.90，且較佳地是介於1.90?4.00之間。
[0153](AAG+CT3) /CT2值的設計乃是著眼於光線的路徑及製作難易度，AAG及CT3縮短的幅度較小，而CT2縮短的幅度較大。此一特性使得(AAG+CT3)/CT2會趨大設計而受一下限限制，在此建議為大於或等於4.80，較佳地是介於4.80?8.00之間。
[0154]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及/或屈光率，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的情況之下，選擇性地合併施用於本發明的其他實施例當中，並不限於此。
[0155]為了說明本發明確實可在提供良好的光學性能的同時，縮短鏡頭長度，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2至圖5，其中圖2顯示依據本發明的第一實施例的光學成像鏡頭的四片式透鏡的剖面結構示意圖，圖3顯示依據本發明的第一實施例的光學成像鏡頭的縱向球差與各項像差圖示意圖，圖4顯示依據本發明的第一實施例的光學成像鏡頭的詳細光學數據，圖5顯示依據本發明的第一實施例光學成像鏡頭的各鏡片的非球面數據。如圖2中所示，本實施例的光學成像鏡頭I從物側Al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及一影像傳感器的一成像面160皆設置於光學成像鏡頭I的像側A2。濾光件150在此示例性地為一紅外線濾光片(IR cut filter)，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I的光過濾掉特定波段的波長，如:過濾掉紅外線波段，可使人眼看不到的紅外線波段的波長不會成像於成像面160上。
[0156]須注意的是，在光學成像鏡頭I的正常操作中，相鄰兩透鏡110、120、130、140之間的距離乃是固定不變的數值，即，光學成像鏡頭I為一定焦鏡頭。
[0157]光學成像鏡頭I的各透鏡在此示例性地以塑料材質所構成，形成細部結構如下:
[0158]第一透鏡110具有正屈光率，並具有一朝向物側Al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。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。
[0159]第二透鏡120具有負屈光率，並具有一朝向物側Al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，且包括一位於圓周附近區域的凹面部1211。像側面122為一凹面，並包括一位於圓周附近區域的凹面部1221。
[0160]第三透鏡130具有正屈光率，並具有一朝向物側Al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，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。
[0161]第四透鏡140具有負屈光率，並具有一朝向物側Al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凹面部1411及一位於圓周附近區域的凸面部1412。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。
[0162]在本實施例中，系設計各透鏡110、120、130、140、濾光件150及影像傳感器的成像面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dl、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與與濾光件150之間存在空氣間隙d4、及濾光件150與影像傳感器的成像面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，以消除其間的空氣間隙。由此可知，空氣間隙dl即為AC12、空氣間隙d2即為AC23、空氣間隙d3即為AC34。
[0163]關於本實施例的光學成像鏡頭I中的各透鏡的各光學特性及各空氣間隙的寬度，請參考圖 4，其中 ALT、AAG、TL、EFL、EFL/(AC12+AC34)、CT2/(AC12+AC34)、TL/CT4、TL/AC23、EFL/CT3、ALT/ (AC12+AC34)、(AC23+CT3)/CT2、CT4/CT2、AAG/CT2、CT3/CT2 及(AAG+CT3)/CT2值分別為:
[0164]ALT = 2.241 (mm);
[0165]AAG = 0.851 (mm)；
[0166]TL = 3.092 (mm)；
[0167]EFL = 3.760 (mm)；
[0168]EFL/ (AC12+AC34) = 18.990 ；[0169]CT2/(AC12+AC34) = 1.242 ；
[0170]TL/CT4 = 5.145 ；
[0171]TL/AC23 = 4.735 ；
[0172]EFL/CT3 = 4.928 ；
[0173]ALT/ (AC12+AC34) = 11.318 ；
[0174](AC23+CT3) /CT2 = 5.756 ；
[0175]CT4/CT2 = 2.443 ；
[0176]AAG/CT2 = 3.459 ；
[0177]CT3/CT2 = 3.102 ；
[0178](AAG+CT3) /CT2 = 6.561。
[0179]從第一透鏡110的物側面111至成像面160在光軸上的厚度為4.562mm，確實縮短光學成像鏡頭I的鏡頭長度。
[0180]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:
[0181]
【權利要求】
1.一種光學成像鏡頭，其特徵在於:從物側至像側沿一光軸依序包括第一透鏡、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: 該第一透鏡的屈光率為正，且該第一透鏡之該物側面具有一位於光軸附近區域的凸面部，該像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部； 該第二透鏡之屈光率為負，且該物側面具有一位於圓周附近區域的凹面部，該像側面具有一位於圓周附近區域的凹面部； 該第三透鏡之該物側面為一凹面，該像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部；及 該第四透鏡之該物側面具有一位於圓周附近區域的凸面部，且材質為塑料；及 其中，該光學成像鏡頭中有屈光率的透鏡總共只有上述四片透鏡。
2.根據權利要求1所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中該光學成像鏡頭還滿足EFL/(AC12+AC34) ≤ 20.0O的條件式，AC12為該第一透鏡與該第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度，AC34為該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度，EFL為該光學成像鏡頭的有效焦距。
3.根據權利要求2所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中該光學成像鏡頭還滿足CT2/(AC12+AC34)≤ 1.45的條件式，CT2為該第二透鏡在光軸上的厚度。
4.根據權利要求3 所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中該光學成像鏡頭還滿足TL/CT4 ^ 7.00的條件式，CT4為該第四透鏡在光軸上的厚度，TL為該第一透鏡物側面到該第四透鏡像側面在光軸上的距離。
5.根據權利要求4所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中該光學成像鏡頭還滿足TL/AC23含5.80的條件式，AC23為該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙覽度。
6.根據權利要求5所述的一種光學成像鏡頭,其特徵在於:其中還滿足2.55 = AAG/CT2的條件式，AAG為該第一至第四透鏡之間在光軸上的四個空氣間隙寬度總和。
7.根據權利要求2所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中還滿足TL/CT4^ 7.00的條件式，CT4為該第四透鏡在光軸上的厚度，TL為該第一透鏡物側面到該第四透鏡像側面在光軸上的距離。
8.根據權利要求7所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中還滿足ALT/(AC12+AC34) ^ 9.90的條件式，ALT為該第一透鏡至該第四透鏡在光軸上的四片鏡片厚度總和。
9.根據權利要求8所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中該光學成像鏡頭更滿足3.80 = (AC23+CT3) /CT2的條件式，CT2為該第二透鏡在光軸上的厚度，CT3為該第三透鏡在光軸上的厚度，AC23為該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度。
10.根據權利要求1所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中該光學成像鏡頭更滿足CT2/(AC12+AC34)含1.45的條件式，CT2為該第二透鏡在光軸上的厚度，AC12為該第一透鏡與該第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度，AC34為該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度。
11.根據權利要求10所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中該光學成像鏡頭更滿足1.40含CT4/CT2的條件式，CT4為該第四透鏡在光軸上的厚度。
12.根據權利要求11所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中該光學成像鏡頭更滿足3.40含(AC23+CT3)/CT2的條件式，CT3為該第三透鏡在光軸上的厚度，AC23為該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上的空氣間隙寬度。
13.根據權利要求12所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中該光學成像鏡頭更滿足EFL/CT3 ^ 5.90的條件式，EFL為光學成像鏡頭的有效焦距。
14.根據權利要求1所述的一種光學成像鏡頭，其特徵在於:其中該光學成像鏡頭更滿足TL/CT4 ^ 7.00的條件式，CT4為該第四透鏡在光軸上的厚度，TL為該第一透鏡物側面到該第四透鏡像側面在光軸上的距離。
15.根據權利要求14所述的一種光學成像鏡頭,其特徵在於:其中該光學成像鏡頭更滿足1.90含CT3/CT2的條件式，CT2為該第二透鏡在光軸上的厚度，CT3為該第三透鏡在光軸上的厚度。
16.根據權利要求15所述的一種光學成像鏡頭,其特徵在於:其中該光學成像鏡頭更滿足4.80含(AAG+CT3)/CT2的條件式，AAG為該第一至第四透鏡之間在光軸上的三個空氣間隙寬度總和。
17.—種可攜式電子裝置,其特徵在於:包括:一機殼；及一影像模塊，安裝於該機殼內，包括:一如權利要求書第I項至第16項中任一項所述的光學成像鏡頭；一鏡筒，以供給設置該光學成像鏡頭；一模塊後座單元，以供給設置該鏡筒；及一影像傳感器，設置於該光學成像鏡頭的像側。
【文檔編號】G02B13/00GK103913816SQ201310629285
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】陳鋒, 葉龍, 陳雁斌 申請人:玉晶光電(廈門)有限公司