TWI494588B - 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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TWI494588B
TWI494588B TW102147541A TW102147541A TWI494588B TW I494588 B TWI494588 B TW I494588B TW 102147541 A TW102147541 A TW 102147541A TW 102147541 A TW102147541 A TW 102147541A TW I494588 B TWI494588 B TW I494588B
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葉龍
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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，手機和數位相機的普及使得包含光學成像鏡頭、鏡筒及影像感測器等之攝影模組蓬勃發展，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，簡稱CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，簡稱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。
隨著消費者對於成像品質上的需求，傳統的四片式透鏡的結構，已無法滿足更高成像品質的需求。因此亟需發展一種小型且成像品質佳的光學成像鏡頭。
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，不利於手機和數位相機等攜帶型電子產品的薄型化設計。因此，極需要開發成像品質良好且鏡頭長度較短的四片式光學成像鏡頭。
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，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之條件下，縮短系統長度。
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，且第一透鏡之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，第二透鏡之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。第三透鏡之物側面為一凹面，其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。第四透鏡之物側面具有一位於圓周附近區域的凸面部且材質為塑膠。
其次，本發明可選擇性地控制部分參數之比值滿足其他條件式，如：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EFL/(AC12+AC34)≦20.00 條件式(1)；控制AC12、AC34與第二透鏡在光軸上的厚度(以CT2表示)滿足CT2/(AC12+AC34)≦1.45 條件式(2)；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TL/CT4≦7.00 條件式(3)；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TL/AC23≦5.80 條件式(4)；或者是控制EFL與第三透鏡在光軸上的厚度(以CT3表示)滿足EFL/CT3≦5.90 條件式(5)； 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ALT/(AC12+AC34)≦9.90 條件式(6)；或者是CT2、CT3與AC23滿足3.40≦(AC23+CT3)/CT2 條件式(7)；或3.80≦(AC23+CT3)/CT2 條件式(7')；或者是控制CT2與CT4滿足1.40≦CT4/CT2 條件式(8)；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2.55≦AAG/CT2 條件式(9)；或者是控制CT2與CT3滿足1.90≦CT3/CT2 條件式(10)；或者是控制CT2、CT3和AAG滿足4.80≦(AAG+CT3)/CT2 條件式(11)。
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、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，包括：一機殼及一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，影像感測器是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，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。
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10‧‧‧光學成像鏡頭
20,20'‧‧‧可攜式電子裝置
21‧‧‧機殼
22‧‧‧影像模組
23‧‧‧鏡筒
24‧‧‧模組後座單元
100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000‧‧‧光圈
110,210,310,410,510,610,710,810,910,1010‧‧‧第一透鏡
111,121,131,141,151,211,221,231,241,251,311,321,331,341,351,411,421,431,441,451,511,521,531,541,551,611,621,631,641,651,711,721,731,741,751,811,821,831,841,851,911,921,931,941,951,1011,1021,1031,1041,1051‧‧‧物側面
112,122,132,142,152,212,222,232,242,252,312,322,332,342,352,412,422,432,442,452,512,522,532,542,552,612,622,632,642,652,712,722,732,742,752,812,822,832,842,852,912,922,932,942,952,1012,1022,1032,1042,1052‧‧‧像側面
120,220,320,420,520,620,720,820,920,1020‧‧‧第二透鏡
130,230,330,430,530,630,730,830,930,1030‧‧‧第三透鏡
140,240,340,440,540,640,740,840,940,1040‧‧‧第四透鏡
150,250,350,450,550,650,750,850,950,1050‧‧‧濾光件
160,260,360,460,560,660,760,860,960,1060‧‧‧成像面
161‧‧‧影像感測器
162‧‧‧基板
2401‧‧‧鏡頭後座
2402‧‧‧第一座體單元
2403‧‧‧第二座體單元
2404‧‧‧線圈
2405‧‧‧磁性元件
2406‧‧‧影像感測器後座
1111,1121,1321,2111,2121,2321,3111,3121,3321,4111,4121,4321,5111,5121,5321,6111,6121,6321,7111,7121,7321,8111,8121,8321,9111,9121,9321,9411,10111,10121,10321,10411‧‧‧位於光軸附近區域的凸面部
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
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
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
9413,10413‧‧‧位於光軸附近區域及圓周附近區域之間的凹面部
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
第1圖顯示依據本發明之一實施例之一透鏡之剖面結構示意圖。
第2圖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。
第3圖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。
第4圖顯示依據本發明之第一實施例光學成像鏡頭之各鏡片之詳細光學數據。
第5圖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。
第6圖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。
第7圖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。
第8圖顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之詳細光學數據。
第9圖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。
第10圖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。
第11圖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。
第12圖顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之詳細光學數據。
第13圖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。
第14圖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。
第15圖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。
第16圖顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之詳細光學數據。
第17圖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。
第18圖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。
第19圖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。
第20圖顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之詳細光學數據。
第21圖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。
第22圖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。
第23圖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。
第24圖顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之詳細光學數據。
第25圖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。
第26圖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。
第27圖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。
第28圖顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之各 鏡片之詳細光學數據。
第29圖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。
第30圖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。
第31圖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。
第32圖顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之各 鏡片之詳細光學數據。
第33圖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。
第34圖顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖。
第35圖顯示依據本發明之第九實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。
第36圖顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之詳細光學數據。
第37圖顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之非球面數據。
第38圖顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖。
第39圖顯示依據本發明之第十實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖。
第40圖顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之詳細光學數據。
第41圖顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之非球面數據。
第42圖顯示依據本發明之以上十個實施例的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值之比較表。
第43圖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。
第44圖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1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。「位於圓周附近區域」，是指位於透鏡上僅供成像光線通過之曲面之位於圓周附近區域，亦即圖中之C區域，其中，成像光線包括了主光線(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之曲面之光軸附近區域，亦即圖中之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。
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的設計，而可提供良好之光學性能，並縮短鏡頭長度。各透鏡之細部特徵如下：第一透鏡具有正屈光率，且第一透鏡之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，且第二透鏡之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。第三透鏡之物側面為一凹面，其像側面具有一位於光軸附近區域的凸面部。第四透鏡之物側面具有一位於圓周附近區域的凸面部。
在此設計的前述各鏡片之特性主要是考量光學成像鏡頭的光學特性與鏡頭長度，舉例來說：第一透鏡之屈光率為正，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。若再搭配第二透鏡之屈光率為負，及形成於各表面上的凹凸設計之細節，如：分別形成於第二透鏡之物側面及像側面上的圓周附近區域的凹面部、形成於第三透鏡之物側面上的凹面、形成於第三透鏡之像側面上的位於光軸附近的凸面部、形成於第四透鏡之物側面上的位於圓周附近區域的凸面部等此些面型，可確保成像品質。其次，第四透鏡之材質為塑膠，可降低製作成本，易於製作非球面透鏡，並減輕鏡頭的重量。
其次，在本發明之一實施例中，可選擇性地額外控制參數之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、且技術上可行之光學成像鏡頭，如：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EFL/(AC12+AC34)≦20.00 條件式(1)；控制AC12、AC34與第二透鏡在光軸上的厚度(以CT2表 示)滿足CT2/(AC12+AC34)≦1.45 條件式(2)；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TL/CT4≦7.00 條件式(3)；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TL/AC23≦5.80 條件式(4)；或者是控制EFL與第三透鏡在光軸上的厚度(以CT3表示)滿足EFL/CT3≦5.90 條件式(5)；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ALT/(AC12+AC34)≦9.90 條件式(6)；或者是CT2、CT3與AC23滿足3.40≦(AC23+CT3)/CT2 條件式(7)；或3.80≦(AC23+CT3)/CT2 條件式(7')；或者是控制CT2與CT4滿足1.40≦CT4/CT2 條件式(8)；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2.55≦AAG/CT2 條件式(9)；或者是控制CT2與CT3滿足1.90≦CT3/CT2 條件式(10)；或者是控制CT2、CT3和AAG滿足4.80≦(AAG+CT3)/CT2 條件式(11)。
前述所列之示例性限定關係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。
EFL/(AC12+AC34)值之設計乃是著眼於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，而應朝趨小之方式來設計，在此建議小於或等於20.00，並以介於8.00~20.00之間為較佳。
CT2/(AC12+AC34)值之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。
TL/CT4值之設計乃是著眼於TL縮短有助於鏡頭縮小，而第四透鏡之光學有效鏡較大，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值應朝趨小之方式來設計，在此建議小於或等於7.00，並以介於5.00~7.00之間為較佳。
TL/AC23值之設計乃是著眼於TL縮短有助於鏡頭縮小，而第二透鏡像側面之圓周附近區域為凹面部，第三透鏡物側面為凹面，容易有邊緣干涉問題，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。
EFL/CT3值之設計乃是著眼於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值應朝趨小之方式來設計，在此建議小於或等於5.90，並以介於3.50~5.90之間為較佳。
ALT/(AC12+AC34)值之設計乃是著眼於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。
(AC23+CT3)/CT2值之設計乃是著眼於第二透鏡像側面之圓周附近區域為凹面部，第三透鏡物側面為凹面，容易有邊緣干涉問題，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，可制作的較 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。
CT4/CT2值之設計乃是著眼於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。
AAG/CT2值之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，可制作的較薄，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。
CT3/CT2值之設計乃是著眼於第二透鏡的光學有效徑較小，可制作的較薄，並考慮成像品質及製作難易度，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。
(AAG+CT3)/CT2值之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。
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，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。首先請一併參考第2圖至第5圖，其中第2圖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，第3圖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，第4圖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，第5圖顯示依據本發明之第一實施例光學成像鏡頭之各鏡片之非球面數據。如第2圖中所示，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。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1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。
須注意的是，在光學成像鏡頭1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1為一定焦鏡頭。
光學成像鏡頭1之各透鏡在此示例性地以塑膠材質所構成，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。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。
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。
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，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。
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。
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AC12、空氣間隙d2即為AC23、空氣間隙d3即為AC34。
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，請參考第4圖，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：ALT=2.241(mm)；AAG=0.851(mm)；TL=3.092(mm)；EFL=3.760(mm)；EFL/(AC12+AC34)=18.990；CT2/(AC12+AC34)=1.242；TL/CT4=5.145；TL/AC23=4.735；EFL/CT3=4.928；ALT/(AC12+AC34)=11.318；(AC23+CT3)/CT2=5.756；CT4/CT2=2.443； AAG/CT2=3.459；CT3/CT2=3.102；(AAG+CT3)/CT2=6.561。
從第一透鏡110之物側面111至成像面160在光軸上之厚度為4.562mm，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：
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。
各個非球面之參數詳細數據請一併參考第5圖。
另一方面，從第3圖當中可以看出，在本實施例的縱向球差(longitudinal spherical aberration)(a)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±0.06mm以內，故本第一較佳實施例確實明顯改善不同波長的球差。其次，由於每一種波長所成的曲線彼此的舉離皆很靠近，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。
在弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatism aberration)(b)、子午(tangential)方向的像散像差(c)的二個像散像差圖示中，三種代表波長在整個視場範圍內的焦距變化量落在±0.15mm內，說明第一較佳實施例的光學成像鏡頭1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。
畸變像差(distortion aberration)(d)則顯示光學成像鏡頭1的畸變像差維持在±2%的範圍內，說明光學成像鏡頭1的畸變像差已符合光學系統的成像品質要求，據此說明本第一較佳實施例之光學成像鏡頭1相較於現有光學鏡頭，在系統長度已縮短至4.562mm以下的條件下，仍能有效克服色像差並提供較佳的成像品質，故本第一較佳實施例能在維持良好光學性能之條件下，縮短鏡頭長度以實現更加薄型化的產品設計。
因此，本實施例之光學成像鏡頭1在縱向球差、弧矢方向的像散像差、子午方向的像散像差、或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1確實可維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
另請一併參考第6圖至第9圖，其中第6圖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，第7圖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，第8圖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，第9圖顯示依據本發明之第二實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之非球面數據。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。如第6圖中所示，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。
第二實施例之第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230及第四透鏡240的屈光率以及包括朝向物側A1的物側面211、221、231、241、及朝向像側A2的像側面212、222、232、242之各透鏡表面的凹凸配置均與第一實施例類似，唯第二實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度及空氣間隙寬度與第一實施例不同。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，請參考第8圖，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：ALT=2.137(mm)；AAG=0.990(mm)；TL=3.127(mm)；EFL=3.721(mm)；EFL/(AC12+AC34)=10.944；CT2/(AC12+AC34)=0.729；TL/CT4=6.421；TL/AC23=4.811；EFL/CT3=4.722；ALT/(AC12+AC34)=6.285；(AC23+CT3)/CT2=5.798；CT4/CT2=1.964；AAG/CT2=3.992；CT3/CT2=3.177；(AAG+CT3)/CT2=7.169。
從第一透鏡物側面211至成像面260在光軸上之厚度為4.535mm，確實縮短光學成像鏡頭2之鏡頭長度。
另一方面，從第7圖當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭2在縱向球差(a)、弧矢方向的像散像差(b)、子午方向的像散像差(c)、或畸變像差(d)的表現都十分良好。因此，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。
另請一併參考第10圖至第13圖，其中第10圖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，第11圖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，第12圖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，第13圖顯示依據本發明之第三實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之非球面數據。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。如第10圖中所示，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。
第三實施例之第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330及第四透鏡340的屈光率以及包括朝向物側A1的物側面311、321、331、341、及朝向像側A2的像側面312、322、332、342等透鏡表面的凹凸配置均與第一實施例類似，唯第三實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度與空氣間隙寬度與第一實施例不同。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，請參考第12圖，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：ALT=2.310(mm)；AAG=0.858(mm)；TL=3.168(mm)；EFL=3.672(mm)；EFL/(AC12+AC34)=16.541；CT2/(AC12+AC34)=1.117；TL/CT4=5.824；TL/AC23=4.981；EFL/CT3=3.991；ALT/(AC12+AC34)=10.405；(AC23+CT3)/CT2=6.274；CT4/CT2=2.194；AAG/CT2=3.460；CT3/CT2=3.710；(AAG+CT3)/CT2=7.169。
從第一透鏡物側面311至成像面360在光軸上之厚度為4.566mm，確實縮短光學成像鏡頭3之鏡頭長度。
另一方面，從第11圖當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭3在縱向球差(a)、弧矢方向的像散像差(b)、子午方向的像散像差(c)、或畸變像差(d)的表現都十分良好。因此，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。
另請一併參考第14圖至第17圖，其中第14圖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，第15圖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，第16圖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，第17圖顯示依據本發明之第四實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之非球面數據。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。如第14圖中所示，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。
第四實施例之第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430及第四透鏡440的屈光率以及包括朝向物側A1的物側面411、421、431、441、及朝向像側A2的像側面412、422、432、442等透鏡表面的凹凸配置均與第一實施例類似，唯第四實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度以及空氣間隙寬度與第一實施例不同。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，請參考第16圖，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：ALT=2.198(mm)；AAG=0.919(mm)；TL=3.117(mm)；EFL=3.845(mm)；EFL/(AC12+AC34)=14.903；CT2/(AC12+AC34)=0.891； TL/CT4=5.709；TL/AC23=4.716；EFL/CT3=4.949；ALT/(AC12+AC34)=8.519；(AC23+CT3)/CT2=6.252；CT4/CT2=2.374；AAG/CT2=3.996；CT3/CT2=3.378；(AAG+CT3)/CT2=7.374。
從第一透鏡物側面411至成像面460在光軸上之厚度為4.564mm，確實縮短光學成像鏡頭4之鏡頭長度。
另一方面，從第15圖當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭4在縱向球差(a)、弧矢方向的像散像差(b)、子午方向的像散像差(c)、或畸變像差(d)的表現都十分良好。因此，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。
另請一併參考第18圖至第21圖，其中第18圖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，第19圖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，第20圖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，第21圖顯示依據本發明之第五實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之非球面數據。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。如第18圖中所示，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、一第四透鏡540及一第五透鏡550。
第五實施例之第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530及第四透鏡540之屈光率以及包括朝向物側A1的物側面511、521、531、541及朝向像側A2的像側面512、522、532、542的透鏡表面的凹凸配置均與第一實施例類似，唯第五實施例的各曲率半徑、透鏡厚度以及空氣間隙 寬度與第一實施例不同。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，請參考第20圖，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：ALT=2.207(mm)；AAG=0.894(mm)；TL=3.101(mm)；EFL=3.767(mm)；EFL/(AC12+AC34)=16.307；CT2/(AC12+AC34)=1.065；TL/CT4=5.384；TL/AC23=4.677；EFL/CT3=4.944；ALT/(AC12+AC34)=9.554；(AC23+CT3)/CT2=5.793；CT4/CT2=2.341；AAG/CT2=3.634；CT3/CT2=3.098；(AAG+CT3)/CT2=6.732。
從第一透鏡物側面511至成像面560在光軸上之厚度為4.560mm，確實縮短光學成像鏡頭5之鏡頭長度。
另一方面，從第19圖當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭5在縱向球差(a)、弧矢方向的像散像差(b)、子午方向的像散像差(c)、或畸變像差(d)的表現都十分良好。因此，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。
另請一併參考第22圖至第25圖，其中第22圖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，第23圖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，第24圖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，第25圖顯示依據本發明之第六實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之非球面數據。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。如第22圖中所示，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。
第六實施例之第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630及第四透鏡640的屈光率以及包括朝向物側A1的物側面611、621、631、641及朝向像側A2的像側面612、622、632、642的透鏡表面的凹凸配置均與第一實施例類似，唯第六實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度以及空氣間隙寬度與第一實施例不同。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，請參考第24圖，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：ALT=2.206(mm)；AAG=0.981(mm)；TL=3.187(mm)；EFL=3.673(mm)；EFL/(AC12+AC34)=8.602；CT2/(AC12+AC34)=0.871；TL/CT4=5.957；TL/AC23=5.753；EFL/CT3=4.957；ALT/(AC12+AC34)=5.166；(AC23+CT3)/CT2=3.481；CT4/CT2=1.438；AAG/CT2=2.637； CT3/CT2=1.992；(AAG+CT3)/CT2=4.629。
從第一透鏡物側面611至成像面660在光軸上之厚度為4.512mm，確實縮短光學成像鏡頭6之鏡頭長度。
另一方面，從第23圖當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭6在縱向球差(a)、弧矢方向的像散像差(b)、子午方向的像散像差(c)、或畸變像差(d)的表現都十分良好。因此，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。
另請一併參考第26圖至第29圖，其中第26圖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，第27圖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，第28圖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，第29圖顯示依據本發明之第七實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之非球面數據。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。如第26圖中所示，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。
第七實施例之第一透鏡710、第二透鏡720、第三透鏡730及第四透鏡740的屈光率以及包括朝向物側A1的物側面711、721、731、741及朝向像側A2的像側面712、722、732、742的透鏡表面的凹凸配置均與第一實施例類似，唯第七實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、空氣間隙寬度與第一實施例不同。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，請參考第28圖，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：ALT=2.163(mm)；AAG=0.960(mm)； TL=3.123(mm)；EFL=3.712(mm)；EFL/(AC12+AC34)=11.181；CT2/(AC12+AC34)=1.012；TL/CT4=6.196；TL/AC23=4.973；EFL/CT3=4.943；ALT/(AC12+AC34)=6.515；(AC23+CT3)/CT2=4.104；CT4/CT2=1.500；AAG/CT2=2.857；CT3/CT2=2.235；(AAG+CT3)/CT2=5.092。
從第一透鏡物側面711至成像面760在光軸上之厚度為4.552mm，確實縮短光學成像鏡頭7之鏡頭長度。
另一方面，從第27圖當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭7在縱向球差(a)、弧矢方向的像散像差(b)、子午方向的像散像差(c)、或畸變像差(d)的表現都十分良好。因此，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。
另請一併參考第30圖至第33圖，其中第30圖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，第31圖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，第32圖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，第33圖顯示依據本發明之第八實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之非球面數據。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。如第30圖中所示，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。
第八實施例之第一透鏡810、第二透鏡820、第三透鏡830及第四透鏡840的屈光率以及包括朝向物側A1的物側面811、821、831、841及朝向像側A2的像側面812、822、832、842的透鏡表面的凹凸配置均與第一實施例類似，唯第八實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度及空氣間隙寬度與第一實施例不同。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，請參考第32圖，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：ALT=2.185(mm)；AAG=1.005(mm)；TL=3.190(mm)；EFL=3.724(mm)；EFL/(AC12+AC34)=8.909；CT2/(AC12+AC34)=0.586；TL/CT4=7.401；TL/AC23=5.434；EFL/CT3=4.194；ALT/(AC12+AC34)=5.227；(AC23+CT3)/CT2=6.020；CT4/CT2=1.759；AAG/CT2=4.102；CT3/CT2=3.624；(AAG+CT3)/CT2=7.727。
從第一透鏡物側面811至成像面860在光軸上之厚度為4.556mm，確實縮短光學成像鏡頭8之鏡頭長度。
另一方面，從第31圖當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭8在縱向球差(a)、弧矢方向的像散像差(b)、子午方向的像散像差(c)、或畸變像差(d)的表現都十分良好。因此，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。
另請一併參考第34圖至第37圖，其中第34圖顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，第35圖顯示依據本發明之第九實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，第36圖顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，第37圖顯示依據本發明之第九實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之非球面數據。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9，例如第三透鏡物側面為931，第三透鏡像側面為932，其它元件標號在此不再贅述。如第34圖中所示，本實施例之光學成像鏡頭9從物側A1至像側A2依序包括一光圈900、一第一透鏡910、一第二透鏡920、一第三透鏡930及一第四透鏡940。
第九實施例之第一透鏡910、第二透鏡920、第三透鏡930及第四透鏡940的屈光率以及包括朝向物側A1的物側面911、921、931及朝向像側A2的像側面912、922、932、942的透鏡表面的凹凸配置均與第一實施例類似，唯第九實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、空氣間隙寬度及物側面941的透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。第四透鏡940之物側面941具有一位於光軸附近區域的凸面部9411、一位於圓周附近區域的凸面部9412及一位於光軸附近區域及圓周附近區域之間的凹面部9413。關於本實施例之光學成像鏡頭9的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考第36圖，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：ALT=1.995(mm)；AAG=0.848(mm)；TL=2.843(mm)；EFL=3.701(mm)；EFL/(AC12+AC34)=18.232；CT2/(AC12+AC34)=1.296； TL/CT4=5.709；TL/AC23=4.408；EFL/CT3=5.532；ALT/(AC12+AC34)=9.828；(AC23+CT3)/CT2=4.996；CT4/CT2=1.894；AAG/CT2=3.224；CT3/CT2=2.544；(AAG+CT3)/CT2=5.768。
從第一透鏡物側面911至成像面960在光軸上之厚度為4.553mm，確實縮短光學成像鏡頭9之鏡頭長度。
另一方面，從第35圖當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭9在縱向球差(a)、弧矢方向的像散像差(b)、子午方向的像散像差(c)、或畸變像差(d)的表現都十分良好。因此，由上述中可以得知，本實施例之光學成像鏡頭9確實可維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
另請一併參考第38圖至第41圖，其中第38圖顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之四片式透鏡之剖面結構示意圖，第39圖顯示依據本發明之第十實施例光學成像鏡頭之縱向球差與各項像差圖示意圖，第40圖顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之詳細光學數據，第41圖顯示依據本發明之第十實施例之光學成像鏡頭之各鏡片之非球面數據。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10，例如第三透鏡物側面為1031，第三透鏡像側面為1032，其它元件標號在此不再贅述。如第38圖中所示，本實施例之光學成像鏡頭10從物側A1至像側A2依序包括一光圈1000、一第一透鏡1010、一第二透鏡1020、一第三透鏡1030及一第四透鏡1040。
第十實施例之第一透鏡1010、第二透鏡1020、第三透鏡1030及第四透鏡1040的屈光率以及包括朝向物側A1的物側面1011、1021、1031及朝向像側A2的像側面1012、1022、1032、1042的透鏡表面的凹凸配置均與第一實施例類似，唯第十實施例的各透鏡表面的曲率半徑、透鏡厚度、 空氣間隙寬度及物側面1041的透鏡表面的凹凸配置與第一實施例不同。第四透鏡1040之物側面1041具有一位於光軸附近區域的凸面部10411、一位於圓周附近區域的凸面部10412及一位於光軸附近區域及圓周附近區域之間的凹面部10413。關於本實施例之光學成像鏡頭10的各透鏡之各光學特性及各空氣間隙之寬度，請參考第40圖，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：ALT=2.008(mm)；AAG=0.872(mm)；TL=2.880(mm)；EFL=3.718(mm)；EFL/(AC12+AC34)=14.754；CT2/(AC12+AC34)=0.976；TL/CT4=6.560；TL/AC23=4.645；EFL/CT3=5.222；ALT/(AC12+AC34)=7.968；(AC23+CT3)/CT2=5.415；CT4/CT2=1.785；AAG/CT2=3.545；CT3/CT2=2.894；(AAG+CT3)/CT2=6.439。
從第一透鏡物側面1011至成像面1060在光軸上之厚度為4.555mm，確實縮短光學成像鏡頭10之鏡頭長度。
另一方面，從第39圖當中可以看出，本實施例之光學成像鏡頭10在縱向球差(a)、弧矢方向的像散像差(b)、子午方向的像散像差(c)、或畸變像差(d)的表現都十分良好。因此，由上述中可以得知，本實施例之光學成像鏡頭10確實可維持良好光學性能，並有效縮短鏡頭長度。
另請參考第42圖所顯示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，可看出本發明之光學成像鏡頭確實可滿足前述條件式(1)、條件式(2)、條件式(3)、條件式(4)、條件式(5)、條件式(6)、條件式(7)/(7')、條件式(8)、條件式(9)、條件式(10)及/或條件式(11)。
請參閱第43圖，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4.562mm，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。
另請參閱第44圖，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4.562mm，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，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。
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
111,121,131,141,151,161‧‧‧物側面
112,122,132,142,152,162‧‧‧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‧‧‧位於光軸附近區域的凸面部
1211,1221‧‧‧位於圓周附近區域的凹面部
1411,1421‧‧‧位於光軸附近區域的凹面部
1412,1422‧‧‧位於圓周附近區域的凸面部
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，且材質為塑膠；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. 申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭還滿足EFL/(AC12+AC34)≦20.00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. 如申請專利範圍第2項所述的光學成像鏡頭，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. 如申請專利範圍第3項所述的光學成像鏡頭，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. 如申請專利範圍第4項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭還滿足TL/AC23≦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寬度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的光學成像鏡頭，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. 如申請專利範圍第2項所述的光學成像鏡頭，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. 如申請專利範圍第7項所述的光學成像鏡頭，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. 如申請專利範圍第8項所述的光學成像鏡頭，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. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足CT2/(AC12+AC34)≦1.45的條件式，CT2為該第二透鏡在光軸上的厚度，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. 如申請專利範圍第10項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足1.40≦CT4/CT2的條件式，CT4為該第四透鏡在光軸上的厚度。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足3.40≦(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. 如申請專利範圍第12項所述的光學成像鏡頭，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. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像鏡頭，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. 如申請專利範圍第14項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足1.90≦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. 如申請專利範圍第15項所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足4.80≦(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. 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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