专利名称：四片式光学成像镜头及应用该镜头的电子装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种光学镜头，特别是指一种四片式光学成像镜头及应用该镜头的电子装置。
背景技术：
近年来，手机和数字相机等携带型电子产品的普及使得影像模块(主要包含光学成像镜头、模块后座单元(module holder unit)与传感器(sensor)等组件)相关技术蓬勃发展，而手机和数字相机的薄型轻巧化趋势也让影像模块的小型化需求愈来愈高，随着感光稱合组件(Charge Coupled Device,简称为CO))或互补性氧化金属半导体组件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,简称为CMOS)的技术进步和尺寸缩小化，装载在影像模块中的光学成像镜头也需要相应地缩短长度，但是为了避免摄影效果与质量下降，在缩短光学成像镜头的长度时仍然要兼顾良好的光学性能。美国专利公告号7355801，及美国专利公开号20120013998，上述专利所揭示的均为四片式透镜结构，且其第二透镜的像侧皆为凹面。日本专利公开号2011-064989、美国专利公告号7920340、7777972，及中国台湾地区专利公开号20110058089来看，所揭示的均为四片式透镜结构，但各透镜间的空气间隙总合设计过大。其中，以美国专利公告号7920340的第五实施例的镜头长度为7mm，其不利于手机和数字相机等携带型电子产品的薄型化设计。由上述申请案所公开的镜头，可以归纳出目前的研发趋势仍在于缩短镜头的整体系统长度，但当镜头系统长度逐渐缩短，势必会影响到光学性能与成像质量，因此，目前仍有开发镜头长度缩短且能维持良好的光学性能的光学成像镜头的需求。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种在缩短镜头系统长度的条件下，仍能保有良好的光学性能的四片式光学成像镜头。本发明采用如下技术方案
本发明的四片式光学成像镜头，从物侧至像侧依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜，及一第四透镜，且该第一透镜至该第四透镜都包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面，及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。该第一透镜为正屈光率的透镜，且该第一透镜的该物侧面为凸面。该第二透镜为负屈光率的透镜，且该第二透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部。该第三透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部。该第四透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部，该第四透镜的该像侧面为曲面并具有一位于光轴附近区域的凹面部，及一位于圆周附近区域的凸面部。其中，该四片式光学成像镜头仅具有上述四片具备屈光率的透镜。本发明的四片式光学成像镜头的有益效果在于通过第一透镜的设计，可以增加收光能力，能够有效地从第二透镜分配部分的屈光率，以降低透镜系统敏感度；另外，再通过第二透镜的像侧面的凸面部与第三透镜的物侧面的凹面部的相互搭配，可以消除色差及场曲(Curvature)，最后，再通过配合第四透镜的设计，能够有助于修正场曲、高阶像差及压低主光线角度(Chief ray angle,系统光线入射于影像传感器上角度)，进而提高系统的灵敏度。本发明的电子装置，包含一机壳，及一安装在该机壳内的影像模块。该影像模块包括一如前述所述的四片式光学成像镜头、一用于供该四片式光学成像镜头设置的镜筒、一用于供该镜筒设置的模块后座单元，及一设置于该四片式光学成像镜头像侧的影像传感器。本发明的电子装置的有益效果在于通过在电子装置中装载具有前述的四片式光学成像镜头的影像模块，可以利用该光学成像镜头在缩短系统长度的条件下，仍能提供良好的光学性能的优势，在不牺牲光学性能的情形下制出更为薄型轻巧的电子装置，使本发明兼具良好的实用性能且有助于轻薄短小化的结构设计，而能满足更高的消费需求。
图1是一配置示意图，说明本发明四片式光学成像镜头的第一较佳实施例。图2是该第一较佳实施例的纵向球差与各项像差图。图3是一表格图，说明该第一较佳实施例的各透镜的光学数据。图4是一表格图，说明该第一较佳实施例的各透镜的非球面系数。图5是一示意图。图6是一透镜结构从中间剖切后的一立体示意图，说明该第一透镜至该第四透镜分别具有一物侧延伸部及一像侧延伸部的情形。图7是一配置示意图，说明本发明四片式光学成像镜头的第二较佳实施例。图8是该第二较佳实施例的纵向球差与各项像差图。图9是一表格图，说明该第二较佳实施例的各透镜的光学数据。图10是一表格图，说明该第二较佳实施例的各透镜的非球面系数。图11是一配置示意图，说明本发明四片式光学成像镜头的第三较佳实施例。图12是该第三较佳实施例的纵向球差与各项像差图。图13是一表格图，说明该第三较佳实施例的各透镜的光学数据。图14是一表格图，说明该第三较佳实施例的各透镜的非球面系数。图15是一配置示意图，说明本发明四片式光学成像镜头的第四较佳实施例。图16是该第四较佳实施例的纵向球差与各项像差图。图17是一表格图，说明该第四较佳实施例的各透镜的光学数据。图18是一表格图，说明该第四较佳实施例的各透镜的非球面系数。图19是一配置示意图，说明本发明四片式光学成像镜头的第五较佳实施例。图20是该第五较佳实施例的纵向球差与各项像差图。图21是一表格图，说明该第五较佳实施例的各透镜的光学数据。图22是一表格图，说明该第五较佳实施例的各透镜的非球面系数。图23是一配置示意图，说明本发明四片式光学成像镜头的第六较佳实施例。
图24是该第六较佳实施例的纵向球差与各项像差图。图25是一表格图，说明该第六较佳实施例的各透镜的光学数据。图26是一表格图，说明该第六较佳实施例的各透镜的非球面系数。图27是一配置示意图，说明本发明四片式光学成像镜头的第七较佳实施例。图28是该第七较佳实施例的纵向球差与各项像差图。图29是一表格图，说明该第七较佳实施例的各透镜的光学数据。图30是一表格图，说明该第七较佳实施例的各透镜的非球面系数。图31是一配置示意图，说明本发明四片式光学成像镜头的第八较佳实施例。图32是该第八较佳实施例的纵向球差与各项像差图。图33是一表格图，说明该第八较佳实施例的各透镜的光学数据。图34是一表格图，说明该第八较佳实施例的各透镜的非球面系数。图35是一表格图，说明该四片式光学成像镜头的该第一较佳实施例至该第八较佳实施例的各项光学参数。图36是一剖视示意图，说明本发明电子装置的第一较佳实施例。图37是一剖视 示意图，说明本发明电子装置的第二较佳实施例。主要组件符号说明
10 光学成像镜头
2 光圈
3 第一透镜
31 物侧面
310 物侧延伸部
32 像侧面
320像侧延伸部
321凹面部
322凸面部
4 第二透镜
41 物侧面
410 物侧延伸部
42 像侧面
420像侧延伸部
421凸面部
5 第三透镜
51 物侧面
510物侧延伸部
511凹面部
52 像侧面
520 像侧延伸部
6 第四透镜
61 物侧面610物侧延伸部
611凸面部 62 像侧面
620像侧延伸部
621凹面部
622凸面部 7滤光片 8 成像面 I 光轴
I 电子装置
II 机壳
120模块后座单元
121镜头后座
122影像传感器后座
123 第一座体
124 第二座体
125线圈
126 磁性组件 130 影像传感器 21 镜筒
IKIII 轴线
具体实施例方式 有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的数个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表不。参阅图1与图3，本发明四片式光学成像镜头10的第一较佳实施例，从物侧至像侧依序包含一光圈2、一第一透镜3、一第二透镜4、一第三透镜5、一第四透镜6,及一滤光片7。当由一待拍摄物所发出的光线进入该四片式光学成像镜头10，并经由该光圈2、该第一透镜3、该第二透镜4、该第三透镜5、该第四透镜6，及该滤光片7之后，会在一成像面8 (Image Plane)形成一影像。该滤光片7为红外线滤光片(IR Cut Filter),用于防止光线中的红外线投射至该成像面8影响成像质量。而在本第一较佳实施例中，组件的物侧是朝向该待拍摄物的一侧，而组件的像侧是 朝向该成像面8的一侧。其中，该第一透镜3、该第二透镜4、该第三透镜5、该第四透镜6，及该滤光片7都分别具有一朝向物侧且使成像光线通过之物侧面31、41、51、61、71，及一朝向像侧且使成像光线通过之像侧面32、42、52、62、72。其中，该等物侧面31、41、51、61与该等像侧面32、42、52,62皆为非球面。参阅图6，在此要特别说明的是，该第一透镜3至该第四透镜6还分别具有有一自该物侧面31、41、51、61周缘向外延伸且成像光线不通过的物侧延伸部310、410、510、610，及一自该像侧面32、42、52、62周缘向外延伸且成像光线不通过的像侧延伸部320、420、
520,620,该第一透镜3至该第四透镜6的物侧延伸部310、410、510、610和像侧延伸部320、420,520,620分别用来供该多个透镜3、4、5、6组装。图6主要是用来说明该多个透镜3、4、
5、6的物侧延伸部310、410、510、610，像侧延伸部320、420、520、620与其物侧面31、41、51、61，像侧面32、42、52、62的连接关系，不应以图6所呈现的图面内容限制透镜的物侧面与像侧面的表面型式。 此外，为了满足产品轻量化的需求，该第一透镜3至该第四透镜6皆为具备屈光率且都是塑料材质所制成，但其材质不以此为限。该第一透镜3为正屈光率的透镜，且该第一透镜3的该物侧面31为凸面，该第一透镜3的该像侧面32为凹面并具有一位于光轴I附近区域的凹面部321。该第二透镜4为负屈光率的透镜，且该第二透镜4的该物侧面41为凹面，该第二透镜4的该像侧面42为凸面并具有一位于光轴I附近区域的凸面部421。该第三透镜5为正屈光率的透镜,且该第三透镜5的该物侧面51为凹面并具有一位于光轴I附近区域的凹面部511，该第三透镜5的该像侧面52为凸面。该第四透镜6为负屈光率的透镜，且该第四透镜6的该物侧面61为曲面并具有一位于光轴I附近区域的凸面部611，该第四透镜6的该像侧面62为曲面并具有一位于光轴I附近区域的凹面部621，及一位于圆周附近区域的凸面部622。该第一较佳实施例的其他详细光学数据如图3所示，且该第一较佳实施例的整体系统焦距为2.01mm，半视角(HFOV)为33.54°，其系统长度为2.50mm。此外，从第一透镜3的物侧面31到第四透镜6的像侧面62，共计八个面均是非球面，而该非球面是依下列公式定义:
权利要求
1.一种四片式光学成像镜头，从物侧至像侧依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜，及一第四透镜，且该第一透镜至该第四透镜都包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面； 该第一透镜为正屈光率的透镜，且该第一透镜的该物侧面为凸面； 该第二透镜为负屈光率的透镜，且该第二透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部； 该第三透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部；及该第四透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部，该第四透镜的该像侧面为曲面，并具有一位于光轴附近区域的凹面部，及一位于圆周附近区域的凸面部； 其中，该四片式光学成像镜头仅具有上述四片具备屈光率的透镜。
2.如权利要求1所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:该第二透镜在光轴上的中心厚度为T2,自该第一透镜到该第四透镜沿光轴上的三个空气间隙总合为Gaa，并满足下列条件式:Gaa/T2含3.5。
3.如权利要求2所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:进一步满足下列条件式:Gaa/T2 兰 3.2。
4.如权利要求3所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:该第一透镜在光轴上的中心厚度为T1,自该第一透镜到该第二透镜沿光轴上的空气间隙为G12，并满足下列条件式:VG12 刍 4.1。
5.如权利要求4所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:该第一透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部。
6.如权利要求2所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:该四片式光学成像镜头的系统焦距为EFL，并满足下列条件式:5含EFL/T2含16。
7.如权利要求6所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:该第一透镜在光轴上的中心厚度为T1,自该第一透镜到该第二透镜沿光轴上的空气间隙为G12，并满足下列条件式:VG12 刍 4.1。
8.如权利要求7所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:该第一透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部。
9.如权利要求1所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:该第四透镜的该像侧面到一成像面于光轴上的距离为BFL，自该第一透镜到该第四透镜沿光轴上的空气间隙总合为Gaa，并满足下列条件式:1.6含BFL/Gaa。
10.如权利要求9所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:进一步满足下列条件式:2-1 ^ BFL/Gaa。
11.如权利要求10所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:该第一透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部。
12.如权利要求9所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:该第二透镜在光轴上的中心厚度为T2，该四片式光学成像镜头的系统焦距为EFL，并满足下列条件式:6 ^ EFL/T2 ^ 13.5。
13.如权利要求12所述的四片式光学成像镜头，其特征在于:该第一透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部。
14.一种电子装置，包含: 一机壳；及 一影像模块，是安装在该机壳内，并包括一如权利要求1至13任一项所述的四片式光学成像镜头、一用于供该四片式光学成像镜头设置的镜筒、一用于供该镜筒设置的模块后座单元，及一设置于该四片式光学成像镜头像侧的影像传感器。
15.如权利要求14所述的电子装置，其特征在于:该模块后座单元具有一镜头后座，该镜头后座具有一与该镜筒外侧相贴合且沿一轴线设置的第一座体，及一沿该轴线并环绕着该第一座体外侧设置的第二座体，该第一座体可带着该镜筒与设置于该镜筒内的四片式光学成像镜头沿该轴线移动。
16.如权利要求15所述的电子装置，其特征在于:该模块后座单元还具有一位于该第二座体和该影像传感器之间的影像传感器后座，且该影像传感器后座和该第二座体相贴口 ο
全文摘要
本发明是有关于光学镜头，特别是一种四片式光学成像镜头及应用该镜头的电子装置。本发明的四片式光学成像镜头从物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜，及第四透镜，且前述透镜都包括一朝向物侧的物侧面及一朝向像侧的像侧面。该第一透镜为正屈光率的透镜，且该第一透镜的该物侧面为凸面。该第二透镜为负屈光率的透镜，且该第二透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部。该第三透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部。该第四透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部，该第四透镜的该像侧面为曲面。该电子装置，包含一机壳及一包括上述的四片式光学成像镜头的影像模块。本发明使镜头在缩短长度下仍有好的光学性能。
文档编号G02B13/00GK103076670SQ20121030731
公开日2013年5月1日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者张国文, 李柏彻, 骆威谕 申请人:玉晶光电(厦门)有限公司