可携式电子装置与其光学成像镜头的制作方法

可携式电子装置与其光学成像镜头的制作方法
【专利摘要】本发明涉及光学成像镜头及应用该镜头的电子装置。一种可携式电子装置与其光学成像镜头，包含五透镜。第一透镜为负屈光率。第二透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部。第三透镜与该第四透镜的像侧面分别具有一位于光轴附近区域的凸面部。第五透镜的材质为塑料。其中，自第一透镜到第五透镜之间在光轴上的四个空气间隙总合为AAG，第一透镜在光轴上的中心厚度为CT1，并满足条件式：AAG/CT1≦5.500。本发明的电子装置，包括一机壳；及一影像模块，包括上述的光学成像镜头；一镜筒，以供给设置该光学成像镜头；一模块后座单元；及一影像传感器。本发明的镜头在缩短长度下仍有好的光学性能。
【专利说明】可携式电子装置与其光学成像镜头
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种光学镜头，特别是指一种可携式电子装置与其光学成像镜头。
【背景技术】
[0002]近年来，手机和数字相机的普及，使得摄影模块(包含光学成像镜头、holder及sensor等)蓬勃发展，手机和数字相机的薄型轻巧化也让摄影模块的小型化需求愈来愈高，随着感光稱合组件(Charge Coupled Device, CCD)或互补性氧化金属半导体组件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS)的技术进步和尺寸缩小，装戴在摄影模块中的光学成像镜头也需要缩小体积，但光学成像镜头的良好光学性能也是必要顾及之处。
[0003]随着消费者对于成像质量上的需求，传统四片式透镜的结构，已无法满足更高成像质量的需求。因此极需发展一种小型且成像质量佳的光学成像镜头。
[0004]不仅画素要求较高，大视场角也是市场需求之一，传统的五片式镜头如US20110249346、US7911711、US20120087019所揭露的成像镜头，其半视场角(HFOV)皆小于40度，而专利号US20110316969、US20120069140所揭露的镜头，其半视场角虽然较大，但是成像镜头长度大于9mm，并不符合小型化需求。
[0005]因此，如何使镜头小型化，且同时具备良好的成像质量以及较大的视场角，是此领
域一门重要的课题。

【发明内容】

[0006]因此，本发明的目的，即在提供一种在缩短镜头系统长度的条件下，仍能够保有良好的光学性能的光学成像镜头。
[0007]于是本发明光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一光圈、一第三透镜、一第四透镜，及一第五透镜，且该第一透镜至该第五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。
[0008]该第一透镜为负屈光率的透镜。该第二透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部。该第三透镜的该像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具有一位于光轴附近区域的凸面部。该第五透镜的材质为塑料。其中，自该第一透镜到该第五透镜之间在光轴上的四个空气间隙总合为AAG，该第一透镜在光轴上的中心厚度为CT1，并满足如下条件式:AAG/CT1含5.500，且该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有五片。
[0009]本发明光学成像镜头的有益效果在于:该第一透镜具有负屈光率，搭配该光圈置于该第二透镜与该第三透镜之间，有助于缩短镜头长度，并确保成像质量。该第二透镜的该物侧面具有位于光轴附近区域的该凸面部、该第三透镜的该像侧面具有位于光轴附近区域的该凸面部，及搭配该第四透镜的该像侧面具有位于光轴附近区域的该凸面部，可以确保成像质量。另外，该第五透镜的材质为塑料，可以降低制造成本及减轻光学成像镜头的重量，总上所述，也有利缩短光学成像镜头的长度。
[0010]因此，本发明的另一目的，即在提供一种应用于前述的光学成像镜头的可携式电
子装置。
[0011 ] 于是,本发明的可携式电子装置，包含一机壳，及一安装在该机壳内的影像模块。
[0012]该影像模块包括一如前述所述的光学成像镜头、一用于供该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，及一设置于该光学成像镜头像侧的影像传感器。
[0013]本发明可携式电子装置的有益效果在于:藉由在该可携式电子装置中装载具有前述的光学成像镜头的该影像模块，以利该光学成像镜头在缩短系统长度的条件下，仍能够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造出更为薄型轻巧的电子装置，使本发明兼具良好的实用性且能有助于轻薄短小化的结构设计，而能满足更高质量的消费需求。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是一示意图，说明一透镜结构；
[0015]图2是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第一较佳实施例；
[0016]图3是该第一较佳实施例的纵向球差与各项像差图；
[0017]图4是一表格图，说明该第一较佳实施例的各透镜的光学数据；
[0018]图5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；
[0019]图6是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第二较佳实施例；
[0020]图7是该第二较佳实施例的纵向球差与各项像差图；
[0021]图8是一表格图，说明该第二较佳实施例的各透镜的光学数据；
[0022]图9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；
[0023]图10是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第三较佳实施例；
[0024]图11是该第三较佳实施例的纵向球差与各项像差图；
[0025]图12是一表格图，说明该第三较佳实施例的各透镜的光学数据；
[0026]图13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；
[0027]图14是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第四较佳实施例；
[0028]图15是该第四较佳实施例的纵向球差与各项像差图；
[0029]图16是一表格图，说明该第四较佳实施例的各透镜的光学数据；
[0030]图17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；
[0031]图18是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第五较佳实施例；
[0032]图19是该第五较佳实施例的纵向球差与各项像差图；
[0033]图20是一表格图，说明该第五较佳实施例的各透镜的光学数据；
[0034]图21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；
[0035]图22是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第六较佳实施例；
[0036]图23是该第六较佳实施例的纵向球差与各项像差图；
[0037]图24是一表格图，说明该第六较佳实施例的各透镜的光学数据；[0038]图25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；
[0039]图26是一表格图，说明该光学成像镜头的该第一较佳实施例至该第六较佳实施例的各项光学参数；
[0040]图27是一剖视示意图，说明本发明可携式电子装置的一第一较佳实施例；及
[0041]图28是一剖视示意图，说明本发明可携式电子装置的一第二较佳实施例。
[0042]【符号说明】
[0043]10光学成像镜头
[0044]2光圈
[0045]3第一透镜
[0046]31物侧面
[0047]311凸面部
[0048]312凹面部
[0049]32像侧面
[0050]4第二透镜
[0051]41物侧面
[0052]411凸面部
[0053]42像侧面
[0054]5第三透镜
[0055]51物侧面
[0056]52像侧面
[0057]521凸面部
[0058]6第四透镜
[0059]61物侧面
[0060]611凸面部
[0061]612凹面部
[0062]62像侧面
[0063]621凸面部
[0064]622凹面部
[0065]7第五透镜
[0066]71物侧面
[0067]711凹面部
[0068]712凸面部
[0069]72像侧面
[0070]721凸面部
[0071]722凸面部
[0072]723凹面部
[0073]724凹面部
[0074]8滤光片
[0075]81物侧面[0076]82像侧面
[0077]9成像面
[0078]1光轴
[0079]1可携式电子装置
[0080]11机壳
[0081]12影像模块
[0082]120模块后座单元
[0083]121镜头后座
[0084]122影像传感器后座
[0085]123第一座体
[0086]124第二座体
[0087]125线圈
[0088]126磁性组件
[0089]130影像传感器
[0090]21镜筒
[0091]II、III 轴线【具体实施方式】
[0092]在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表不。
[0093]本篇说明书所言的“一透镜具有正屈光率(或负屈光率)”，是指所述透镜在光轴附近区域具有正屈光率(或负屈光率)而言。“一透镜的物侧面(或像侧面)具有位于某区域的凸面部(或凹面部)”，是指该区域相较于径向上紧邻该区域的外侧区域，朝平行于光轴的方向更为“向外凸起”(或“向内凹陷”)而言，以图1为例，其中I为光轴且此一透镜是以该光轴I为对称轴径向地相互对称，该透镜的物侧面于A区域具有凸面部、B区域具有凹面部而C区域具有凸面部，原因在于A区域相较于径向上紧邻该区域的外侧区域(即B区域)，朝平行于光轴的方向更为向外凸起，B区域则相较于C区域更为向内凹陷，而C区域相较于E区域也同理地更为向外凸起。“圆周附近区域”，是指位于透镜上仅供成像光线通过的曲面的圆周附近区域，亦即图1中的C区域，其中，成像光线包括了主光线(chief ray)Lc及边缘光线(marginal ray)Lm。“光轴附近区域”是指该仅供成像光线通过的曲面的光轴附近区域，亦即图1中的A区域。此外，该透镜还包含一延伸部E，用以供该透镜组装于一光学成像镜头内，理想的成像光线并不会通过该延伸部E，但该延伸部E的结构与形状并不限于此，以下的实施例为求图式简洁均省略了该延伸部。
[0094]参阅图2与图4，本发明光学成像镜头10的一第一较佳实施例，从物侧至像侧沿一光轴I依序包含一第一透镜3、一第二透镜4、一光圈2、一第三透镜5、一第四透镜6、一第五透镜7，及一滤光片8。当由一待拍摄物所发出的光线进入该光学成像镜头10，并经由该第一透镜3、该第二透镜4、该光圈2、该第三透镜5、该第四透镜6、该第五透镜7，及该滤光片8之后,会在一成像面9 (Image Plane)形成一影像。该滤光片8为红外线滤光片(IR CutFilter)，用于防止光线中的红外线透射至该成像面9而影响成像质量。补充说明的是，物侧是朝向该待拍摄物的一侧，而像侧是朝向该成像面9的一侧。
[0095]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、该第五透镜7，及该滤光片8都分别具有一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面31、41、51、61、71、81，及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面32、42、52、62、72、82。其中，该等物侧面31、41、51、61,71与该等像侧面32、42、52、62、72皆为非球面。
[0096]此外，为了满足产品轻量化的需求，该第一透镜3至该第五透镜7皆为具备屈光率且都是塑料材质所制成，但其材质仍不以此为限制。
[0097]该第一透镜3为负屈光率的透镜，且该第一透镜3的该物侧面31具有一位于光轴I附近区域的凸面部311，及一位于圆周附近区域的凹面部312。该第一透镜3的该像侧面32为凹面。 [0098]该第二透镜4为正屈光率的透镜，且该第二透镜4的该物侧面41为凸面，并具有一位于光轴I附近区域的凸面部411。该第二透镜4的该像侧面42为凸面。
[0099]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。该第三透镜5的该像侧面52为凸面，并具有一位于光轴I附近区域的凸面部521。
[0100]该第四透镜6为正屈光率的透镜，且该第四透镜6的该物侧面61具有一位于光轴I附近区域的凸面部611，及一位于圆周附近区域的凹面部612。该第四透镜6的该像侧面62为凸面，并具有一位于光轴I附近区域的凸面部621。
[0101]该第五透镜7为负屈光率的透镜，且该第五透镜7的该物侧面71为凹面。该第五透镜7的该像侧面72具有一位于光轴I附近区域的凸面部721、一位于圆周附近区域的凸面部722，及一位于光轴I与圆周附近区域之间的凹面部723。
[0102]该第一较佳实施例的其他详细光学数据如图4所示，且该第一较佳实施例的整体系统焦距(effective focal length,简称 EFL)为 1.059mm、半视角(half field of view,简称HFOV)为60.000°、光圈值(Fno)为2.775，其系统长度(TTL)为5.097mm。其中，该系统长度是指由该第一透镜3的该物侧面31到成像面9在光轴I上之间的距离。
[0103]此外，从该第一透镜3的该物侧面31到该第五透镜7的该像侧面72，共计十个面均是非球面，而该非球面是依下列公式定义:
[0104]Kr) = —/(1 + J1- (I + K)厂)+X r
Rl VR。 rt ~ -----------⑴
[0105]其中:
[0106]R:透镜表面的曲率半径；
[0107]Z:非球面的深度(非球面上距离光轴I为Y的点，与相切于非球面光轴I上顶点的切面，两者间的垂直距离)；
[0108]Y:非球面曲面上的点与光轴I的垂直距离；
[0109]K:维面系数(conic constant);及
[0110]a21:第2i阶非球面系数。
[0111]该第一透镜3的该物侧面31到该第五透镜7的该像侧面72在公式(I)中的各项非球面系数如图5所示。
[0112]另外，该第一较佳实施例的光学成像镜头10中各重要参数间的关系为:[0113]CT5/CT4=0.559 ；
[0114]AAG/CT5=2.633 ；
[0115]CT5/AC23=0.701 ；
[0116]CT5/ (AC34+AC45) =3.439 ；
[0117]CT4/CT1=1.645 ；
[0118]AAG/CT1=2.423 ；
[0119]CTl/(AC34+AC45) =3.738 ；
[0120]AAG/AC12=2.875 ；
[0121]AC12/AC23=0.642 ；
[0122]AC12/ (AC34+AC45) =3.150 ；
[0123]ALT/CT4=4.652 ；
[0124]ALT/AC23=5.830 ；
[0125]ALT/ (AC34+AC45) =28.607 ；
[0126]CT2/AC23=1.430 ；
[0127]CT2/ (AC34+AC45) =7.019 ；
[0128]CT3/CT4=1.343 ；
[0129]AAG/CT3=1.096 ；
[0130]CT3/AC23=1.684 ；
[0131 ]CT3/ (AC34+AC45) =8.262 ；
[0132]其中，
[0133]CTl为该第一透镜3在光轴I上的中心厚度；
[0134]CT2为该第二透镜4在光轴I上的中心厚度；
[0135]CT3为该第三透镜5在光轴I上的中心厚度；
[0136]CT4为该第四透镜6在光轴I上的中心厚度；
[0137]CT5为该第五透镜7在光轴I上的中心厚度；
[0138]AC12为该第一透镜3到该第二透镜4在光轴I上的空气间隙；
[0139]AC23为该第二透镜4到该第三透镜5在光轴I上的空气间隙；
[0140]AC34为该第三透镜5到该第四透镜6在光轴I上的空气间隙；
[0141]AC45为该第四透镜6到该第五透镜7在光轴I上的空气间隙；
[0142]EFL (Effective Focal Length)为该光学成像镜头10的系统焦距；
[0143]AAG为该第一透镜3到该第五透镜7在光轴I上的四个空气间隙总合 '及
[0144]ALT为自该第一透镜3到该第五透镜7在光轴I上的所有透镜中心厚度总合。
[0145]再配合参阅图3，(a)的图式说明该第一较佳实施例的纵向球差(longitudinalspherical aberration), (b)与(c)的图式则分别说明该第一较佳实施例在成像面9上有关弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatism aberration),及子午(tangential)方向的像散像差，(d)的图式则说明该第一较佳实施例在该成像面9上的畸变像差(distortion aberration)。本第一较佳实施例的纵向球差图示图3 (a)中，每一种波长所成的曲线皆很靠近并向中间靠近，说明每一种波长在不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近，由每一波长的曲线的偏斜幅度可看出，不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在土 0.025mm范围内，故本实施例确实明显改善相同波长的球差，此外，三种代表波长彼此间的距离也都控制在±0.04mm的范围内，代表不同波长光线的成像位置已相当集中，因而使
色像差也获得明显改善。
[0146]在图3(b)与3(c)的二个像散像差图式中，三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.20mm内，说明本第一较佳实施例的光学系统能有效消除像差。而图3(d)的畸变像差图式则显不本第一较佳实施例的畸变像差维持在±24%的范围内，说明本第一较佳实施例的畸变像差已符合光学系统的成像质量要求，据此说明本第一较佳实施例相较于现有光学镜头，在系统长度已缩短至5.097mm的条件下，仍能提供较佳的成像质量，故本第一较佳实施例能在维持良好光学性能的条件下，缩短镜头长度以实现更加薄型化的产品设计。
[0147]参阅图6，为本发明光学成像镜头10的一第二较佳实施例，其与该第一较佳实施例大致相似。其中，该第二较佳实施例与该第一较佳实施例的主要不同之处在于:该第四透镜6的该物侧面61为凹面，该第四透镜6的该像侧面62具有一位于光轴I附近区域的凸面部621，及一位于圆周附近 区域的凹面部622。该第五透镜7的该物侧面71具有一位于光轴I附近区域的凹面部711，及一位于圆周附近区域的凸面部712，该第五透镜7的该像面侧72具有一位于该光轴I附近区域的该凸面部721，及一位于圆周附近区域的凹面部724。
[0148]其详细的光学数据如图8所示，该第二较佳实施例的整体系统焦距为1.018mm、半视角(HFOV)为58.000。、光圈值(Fno)为2.808，及系统长度(TTL)则为5.168mm。
[0149]如图9所示，则为该第二较佳实施例的该第一透镜3的该物侧面31到该第五透镜7的该像侧面72在公式(I)中的各项非球面系数。
[0150]另外，该第二实施例的该光学成像镜头10中各重要参数间的关系为:
[0151]CT5/CT4=1.046 ；
[0152]AAG/CT5=3.624 ；
[0153]CT5/AC23=0.756 ；
[0154]CT5/ (AC34+AC45) =3.761;
[0155]CT4/CT1=1.452 ；
[0156]AAG/CT1=5.504 ；
[0157]CTl/(AC34+AC45) =2.477 ；
[0158]AAG/AC12=1.780 ；
[0159]AC12/AC23=1.541 ；
[0160]AC12/(AC34+AC45)=7.661 ；
[0161]ALT/CT4=6.811 ；
[0162]ALT/AC23=4.926 ；
[0163]ALT/ (AC34+AC45) =24.495 ；
[0164]CT2/AC23=1.205 ；
[0165]CT2/ (AC34+AC45) =5.991;
[0166]CT3/CT4=2.411 ；
[0167]AAG/CT3=!.572 ；[0168]CT3/AC23=1.744 ;及
[0169]CT3/ (AC34+AC45) =8.670。
[0170]配合参阅图7，由(a)的纵向球差、(b)、(C)的像散像差，以及⑷的畸变像差图式可看出该第二较佳实施例与第一较佳实施例一样，所得到的纵向球差的三种代表波长的曲线彼此也相当接近，本第二较佳实施例也有效消除纵向球差，且具有明显改善的色像差。而本第二较佳实施例所得到的像散像差中三种代表波长在整个视场角范围内的焦距变化量也都落在±0.15mm的范围内，且其畸变像差也维持在±21%的范围内，同样能在系统长度已缩短至5.168mm的条件下提供较佳的成像质量，使本第二较佳实施例也能在维持良好光学性能的条件下，缩短镜头长度，而有利于薄型化产品设计。
[0171]参阅图10，为本发明光学成像镜头10的一第三较佳实施例，其与该第一较佳实施例大致相似。其中，该第三较佳实施例与该第一较佳实施例的主要不同之处在于:该第四透镜6的该物侧面61为凹面。该第五透镜7的该像侧面72具有一位于光轴I附近区域的凸面部721，及一位于圆周附近区域的凹面部724。
[0172]其详细的光学数据如图12所示，本第三较佳实施例的整体系统焦距为1.028mm、半视角(HFOV)为58.000。、光圈值(Fno)为2.778，及系统长度(TTL)则为5.215mm。
[0173]如图13所示，则为该第三较佳实施例的该第一透镜3的该物侧面31到第五透镜7的该像侧面72在公式(I)中的各项非球面系数。
[0174]另外，该第三较佳实施例的该光学成像镜头10中各重要参数间的关系为:
[0175]CT5/CT4=1.008 ；
[0176]AAG/CT5=2.143 ；
[0177]CT5/AC23=1.178 ；
[0178]CT5/ (AC34+AC45) =6.678 ；
[0179]CT4/CT1=1.386 ；
[0180]AAG/CT1=2.995 ；
[0181 ] CTl/(AC34+AC45) =4.778 ；
[0182]AAG/AC12=1.872 ；
[0183]AC12/AC23=1.349 ；
[0184]AC12/ (AC34+AC45) =7.644 ；
[0185]ALT/CT4=5.034 ；
[0186]ALT/AC23=5.882 ；
[0187]ALT/ (AC34+AC45) =33.333 ；
[0188]CT2/AC23=1.337 ；
[0189]CT2/ (AC34+AC45) =7.578 ；
[0190]CT3/CT4=1.159 ；
[0191]AAG/CT3=1.864 ；
[0192]CT3/AC23=1.355 ;及
[0193]CT3/ (AC34+AC45) =7.678。
[0194]配合参阅图11，由(a)的纵向球差、(b)、(C)的像散像差，以及⑷的畸变像差图式可看出该第三较佳实施例与第一较佳实施例一样，所得到的纵向球差的三种代表波长的曲线彼此也相当接近，本第三较佳实施例也有效消除纵向球差，且具有明显改善的色像差。而本第三较佳实施例所得到的像散像差中三种代表波长在整个视场角范围内的焦距变化量也都落在±0.25mm的范围内，且其畸变像差也维持在± 12%的范围内，同样能在系统长度已缩短至5.215mm的条件下提供较佳的成像质量，使本第三较佳实施例也能在维持良好光学性能的条件下，缩短镜头长度，而有利于薄型化产品设计。
[0195]参阅图14，为本发明光学成像镜头10的一第四较佳实施例，其与该第一较佳实施例大致相似。
[0196]其详细的光学数据如图16所示，本第四较佳实施例的整体系统焦距为1.044mm、半视角(HFOV)为60.000。、光圈值(Fno)为2.785，及系统长度(TTL)则为4.990mm。
[0197]如图17所示，则为该第四较佳实施例的该第一透镜3的该物侧面31到该第五透镜7的该像侧面72在公式(I)中的各项非球面系数。
[0198]另外，该第四较佳实施例的该光学成像镜头10中各重要参数间的关系为:
[0199]CT5/CT4=0.367 ；
[0200]AAG/CT5=4.405 ；
[0201]CT5/AC23=0.419 ；
[0202]CT5/ (AC34+AC45) =2.056 ；
[0203]CT4/CT1=1.500 ；
[0204]AAG/CT1=2.423 ；
[0205]CTl/(AC34+AC45) =3.738 ；
[0206]AAG/AC12=2.875 ；
[0207]AC12/AC23=0.642 ；
[0208]AC12/(AC34+AC45)=3.150 ；
[0209]ALT/CT4=4.758 ；
[0210]ALT/AC23=5.438 ；
[0211 ] ALT/ (AC34+AC45) =26.682 ；
[0212]CT2/AC23=1.430 ；
[0213]CT2/ (AC34+AC45) =7.019 ；
[0214]CT3/CT4=1.473 ；
[0215]AAG/CT3=1.096 ；
[0216]CT3/AC23=1.684 ;及
[0217]CT3/ (AC34+AC45) =8.262。
[0218]配合参阅图15，由(a)的纵向球差、(b)、(c)的像散像差，以及⑷的畸变像差图式可看出该第四较佳实施例与第一较佳实施例一样，所得到的纵向球差的三种代表波长的曲线彼此也相当接近，本第四较佳实施例也有效消除纵向球差，且具有明显改善的色像差。而本第四较佳实施例所得到的像散像差中三种代表波长在整个视场角范围内的焦距变化量也都落在±0.15mm的范围内，且其畸变像差也维持在±27%的范围内，同样能在系统长度已缩短至4.990mm的条件下提供较佳的成像质量，使本第四较佳实施例也能在维持良好光学性能的条件下，缩短镜头长度，而有利于薄型化产品设计。
[0219]参阅图18，为本发明光学成像镜头10的一第五较佳实施例，其与该第一较佳实施例大致相似。其中，该第五较佳实施例与该第一较佳实施例不同之处在于:该第五透镜7的该像侧面72具有一位于光轴I附近区域的凸面部721，及一位于圆周附近区域的凹面部724。
[0220]其详细的光学数据如图20所示，本第五较佳实施例的整体系统焦距为1.069mm、半视角(HFOV)为60.000。、光圈值(Fno)为2.794，及系统长度(TTL)则为5.074mm。
[0221]如图21所示，则为该第五较佳实施例的该第一透镜3的该物侧面31到该第五透镜7的该像侧面72在公式(I)中的各项非球面系数。
[0222]另外，该第五较佳实施例的该光学成像镜头10中各重要参数间的关系为:
[0223]CT5/CT4=0.375 ；
[0224]AAG/CT5=3.650 ；
[0225]CT5/AC23=0.675 ；
[0226]CT5/ (AC34+AC45) =2.645 ；
[0227]CT4/CT1=1.570 ；
[0228]AAG/CT1=2.148 ；
[0229]CTl/(AC34+AC45) =4.495 ；
[0230]AAG/AC12=2.037 ；
[0231]AC12/AC23=1.210 ；
[0232]AC12/ (AC34+AC45) =4.738 ；
[0233]ALT/CT4=3.838 ；
[0234]ALT/AC23=6.916 ；
[0235]ALT/ (AC34+AC45) =27.084 ；
[0236]CT2/AC23=1.573 ；
[0237]CT2/(AC34+AC45)=6.159 ；
[0238]CT3/CT4=0.954 ；
[0239]AAG/CT3=1.435 ；
[0240]CT3/AC23=1.718 ;及[0241 ] CT3/(AC34+AC45)=6.729。
[0242]配合参阅图19，由(a)的纵向球差、(b)、(c)的像散像差，以及(d)的畸变像差图式可看出该第五较佳实施例与该第一较佳实施例一样，所得到的纵向球差的三种代表波长的曲线彼此也相当接近，本第五较佳实施例也有效消除纵向球差，且具有明显改善的色像差。而本第五较佳实施例所得到的像散像差中三种代表波长在整个视场角范围内的焦距变化量也都落在±0.20mm的范围内，且其畸变像差也维持在±21%的范围内，同样能在系统长度已缩短至5.074mm的条件下提供较佳的成像质量，使本第五较佳实施例也能在维持良好光学性能的条件下，缩短镜头长度，而有利于薄型化产品设计。
[0243]参阅图22，为本发明光学成像镜头10的一第六较佳实施例，其与该第一较佳实施例大致相似。
[0244]其详细的光学数据如图24所示，本第六较佳实施例的整体系统焦距为1.030mm、半视角(HFOV)为63.000。、光圈值(Fno)为2.710，及系统长度(TTL)则为5.050mm。
[0245]如图25所示，则为该第六较佳实施例的该第一透镜3的该物侧面31到该第五透镜7的该像侧面72在公式(I)中的各项非球面系数。
[0246]另外，该第六较佳实施例的该光学成像镜头10中各重要参数间的关系为:
[0247]CT5/CT4=0.400 ；
[0248]AAG/CT5=3.380 ；
[0249]CT5/AC23=0.717 ；
[0250]CT5/ (AC34+AC45) =2.561;
[0251]CT4/CT1=1.713 ；
[0252]AAG/CT1=2.315 ；
[0253]CTl/(AC34+AC45) =3.738 ；
[0254]AAG/AC12=2.119 ；
[0255]AC12/AC23=1.144 ；
[0256]AC12/ (AC34+AC45) =4.084 ；
[0257]ALT/CT4=4.301 ；
[0258]ALT/AC23=7.712 ；
[0259]ALT/ (AC34+AC4 5) =27.533 ；
[0260]CT2/AC23=1.953 ；
[0261 ] CT2/(AC34+AC45)=6.972 ；
[0262]CT3/CT4=1.228 ；
[0263]AAG/CT3=1.101 ；
[0264]CT3/AC23=2.202 ?’及
[0265]CT3/ (AC34+AC45) =7.860。
[0266]配合参阅图23，由(a)的纵向球差、(b)、(c)的像散像差，以及(d)的畸变像差图式可看出该第六较佳实施例与该第一较佳实施例一样，所得到的纵向球差的三种代表波长的曲线彼此也相当接近，本第六较佳实施例也有效消除纵向球差，且具有明显改善的色像差。而本第六较佳实施例所得到的像散像差中三种代表波长在整个视场角范围内的焦距变化量也都落在±0.20mm的范围内，且其畸变像差也维持在±30%的范围内，同样能在系统长度已缩短至5.050mm的条件下提供较佳的成像质量，使本第六较佳实施例也能在维持良好光学性能的条件下，缩短镜头长度，而有利于薄型化产品设计。
[0267]再配合参阅图26，为上述六个较佳实施例的各项光学参数的一表格图，当本发明光学成像镜头10中的各项光学参数间的关系满足下列条件式时，在系统长度缩短的情形下，仍然会有较佳的光学性能表现，使本发明应用于相关可携式电子装置时，能制出更加薄型化的产品:
[0268]AAG/CT1 ^ 5.500---------------------(2)
[0269]AAG/CT3 ^ 2.000---------------------(3)
[0270]AAG/AC12 ^ 3.000-------------------(4)
[0271]CT4/CT1 ^ 1.800---------------------(5)
[0272]AAG/CT5 ^ 4.800---------------------(6)
[0273]1.300 ^ CT2/AC23--------------------(7)
[0274]3.700 ^ ALT/CT4---------------------(8)[0275]0.500 ^ CT5/CT4---------------------(9)
[0276]4.100 ^ ALT/AC23------------------(10)
[0277]22.000 ^ ALT/ (AC34+AC45)--------(11)
[0278]1.500 ^ CT3/AC23-------------------(12)
[0279]6.500 ^ CT3/ (AC34+AC45)---------(13)
[0280]4.100 ^ ALT/AC23------------------(14)
[0281]1.300 ^ CT3/CT4--------------------(15)
[0282]2.100 ^ CT1/(AC34+AC45)---------(16)
[0283]5.000 ^ CT2/ (AC34+AC45)---------(17)
[0284]在光学成像镜头10缩短的过程中，AAG会尽量设计较小，以满足镜头小型化的需求，相较于CTl而言，AAG能缩短的比例较大，所以在满足此条件式⑵时，会有较佳的配置。而此条件式可受一下限限制:2.000 ^ AAG/CT1 ^ 5.500。
[0285]在光学成像镜头10缩短的过程中，AAG会尽量设计较小，以满足镜头小型化的需求，相较于CT3而言，AAG能缩短的比例较大，因此当满足此条件式⑶时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一下限限制:1.000含AAG/CT3含2.000。
[0286]在光学成像镜头10缩短的过程中，AAG会尽量设计较小，以满足镜头小型化的需求，相较于AC12而言，AAG能缩短的比例较大，因此当满足此条件式(4)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一下限限制:1.500含AAG/AC12含3.000。
[0287]在光学成像镜头10缩短的过程中，考虑光线及制造上的难易程度，当满足此条件式(5)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一下限限制:1.000 ^ CT4/CT1 ^ 1.800。
[0288]在光学成像镜头10缩短的过程中，AAG会尽量设计较小，以满足镜头小型化的需求，而相较于CT5而言，AAG能缩短的比例较大，因此当满足此条件式(6)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一下限限制:2.000含AAG/CT5含4.800。
[0289]在光学成像镜头10缩短的过程中，由于该第二透镜4的该物侧面41具有位于光轴I附近区域的该凸面部411，因此能缩短的比例较小，而AC23较无缩小的限制，因此AC23可缩短的比例较大，因此当满足此条件式(7)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:1.300 ^ CT2/AC23 ^ 2.000。
[0290]在光学成像镜头10缩短的过程中，考虑制作上的难易程度及成像质量，CT4缩短的比例较ALT大，当满足此条件式时(8)，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:3.700 ^ ALT/CT4 ^ 7.000。
[0291]在光学成像镜头10缩短的过程中，考虑光线、制作上的难易程度及成像质量，该第四透镜6缩短的比例较该第五透镜7来的大，因此当满足此条件式(9)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:0.500 ^ CT5/CT4 ^ 1.100。
[0292]在光学成像镜头10缩短的过程中，ALT缩短虽可以使整体镜头长度缩短，但考虑制作上的难易程度，ALT没有办法无限制的缩短，而AC23较无限制，因此AC23可缩短的比例较ALT大，当满足此条件式(10)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:
4.100^ ALT/AC23 ^ 8.000。
[0293]在光学成像镜头10缩短的过程中，ALT缩短虽可以使整体镜头长度缩短，但考虑制作上的难易程度，没有办法无限制的缩短，而AC34与AC45较无限制，因此AC34与AC45可缩短的比例较ALT大，当满足此条件式(11)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:22.0OO ^ ALT/ (AC34+AC45) ^ 35.000。
[0294]在光学成像镜头10缩短的过程中，考虑制作上的难易程度及成像质量，AC23缩短的比例较CT3大，因此当满足此条件式(12)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:1.500 ^ CT3/AC23 ^ 2.500。
[0295]在光学成像镜头10缩短的过程中，由于该第三透镜5的该像侧面52具有位于光轴I附近区域的该凸面部521，所以CT3缩短的比例较小，相较于AC34与AC45而言较无限制，因此AC34与AC45缩短的比例较CT3大，当满足此条件式(13)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:6.500 ^ CT3/(AC34+AC45) ^ 9.000。
[0296]在光学成像镜头10缩短的过程中，ALT缩短虽可以使整体镜头长度缩短，但考虑制作上的难易程度，没有办法无限制的缩短，而AC23较无限制，因此AC23可缩短的比例较ALT大，当满足此条件式(14)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:
4.100^ ALT/AC23 ^ 8.000。
[0297]在光学成像镜头10缩短的过程中，考虑制作上的难易程度及成像质量，在本发明中，由于CT4缩短的比例较CT3大，当满足此条件式(15)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:1.300 ^ CT3/CT4 ^ 2.500。
[0298]在光学成像镜头10缩短的过程中，考虑制作上的难易程度及成像质量，在本发明中，由于AC34与AC45缩短的比例较CTl大，当满足此条件式(16)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:2.100 ^ CT1/(AC34+AC45) ^ 1.500。
[0299]在光学成像镜头10缩短的过程中，考虑制作上的难易程度及成像质量，在本发明中，由于AC34与AC45缩短的比例较CT2大，当满足此条件式(17)时，会有较佳的配置。另外，此条件式可受一上限限制:5.000 ^ CT2/ (AC34+AC45) ^ 8.000。
[0300]归纳上述，本发明光学成像镜头10，可获致下述的功效及优点，故能达到本发明的目的:
[0301]一、该第一透镜3具有负屈光率，且搭配该光圈2置于该第二透镜4与该第三透镜5之间，有助于缩短镜头长度，并确保成像质量。
[0302]二、该第二透镜4的该物侧面41具有位于光轴I附近区域的该凸面部411、该第三透镜5的该像侧面52具有位于光轴I附近区域的该凸面部521，及搭配该第四透镜6的该像侧面62具有位于光轴I附近区域的该凸面部621，可以确保成像质量。
[0303]三、藉由该第五透镜7的材质是塑料，可降低制造成本及减轻光学成像镜头10的重量。
[0304]四、本发明藉由相关设计参数的控制，例如AAG/CT1、AAG/CT3、AAG/AC12、CT4/CT1、AAG/CT5、CT2/AC23、ALT/CT4、CT5/CT4、ALT/AC23、ALT/ (AC34+AC45)、CT3/AC23、CT3/(AC34+AC45)、ALT/AC23、CT3/CT4、CTl/(AC34+AC45)，及 CT2/(AC34+AC45)等参数，使整个系统具有较佳的消除像差能力，例如消除球差的能力，再配合该等透镜3、4、5、6、7物侧面31、41、51、61、71或像侧面32、42、52、62、72的凹凸形状设计与排列，使该光学成像镜头10在缩短系统长度的条件下，仍具备能够有效克服色像差的光学性能，并提供较佳的成像质量。
[0305]五、由前述六个较佳实施例的说明，显示本发明光学成像镜头10的设计，其该等较佳实施例的系统长度皆可以缩短到6mm以内，相较于现有的光学成像镜头，应用本发明的镜头能制造出更薄型化且视场角较大的产品，使本发明具有符合市场需求的经济效益。
[0306]参阅图27，为应用前述该光学成像镜头10的可携式电子装置I的一第一较佳实施例，该可携式电子装置I包含一机壳11，及一安装在该机壳11内的影像模块12。在此仅是以手机为例说明该可携式电子装置1，但该可携式电子装置I的型式不以此为限。
[0307]该影像模块12包括一如前所述的该光学成像镜头10、一用于供该光学成像镜头10设置的镜筒21、一用于供该镜筒21设置的模块后座单元120，及一设置于该光学成像镜头10像侧的影像传感器130。该成像面9 (见图2)是形成于该影像传感器130。
[0308]该模块后座单元120具有一镜头后座121，及一设置于该镜头后座121与该影像传感器130之间的影像传感器后座122。其中，该镜筒21是和该镜头后座121沿一轴线II同轴设置，且该镜筒21设置于该镜头后座121内侧。
[0309]参阅图28，为应用前述该光学成像镜头10的可携式电子装置I的一第二较佳实施例，该第二较佳实施例与该第一较佳实施例的该可携式电子装置I的主要差别在于:该模块后座单元120为音圈马达(VCM)型式。该镜头后座121具有一与该镜筒21外侧相贴合且沿一轴线III设置的第一座体123、一沿该轴线III并环绕着该第一座体123外侧设置的第二座体124、一设置在该第一座体123外侧与该第二座体124内侧之间的线圈125，及一设置在该线圈125外侧与该第二座体124内侧之间的磁性组件126。
[0310]该镜头后座121的第一座体123可带着该镜筒21及设置在该镜筒21内的该光学成像镜头10沿该轴线III移动。该影像传感器后座122则与该第二座体124相贴合。其中，该红外线滤光片8则是设置在该影像传感器后座122。该可携式电子装置I的第二较佳实施例的其他组件结构则与第一较佳实施例的该可携式电子装置I类似，在此不再赘述。
[0311]藉由安装该光学成像镜头10，由于该光学成像镜头10的系统长度能有效缩短，使该可携式电子装置I的第一较佳实施例与第二较佳实施例的厚度都能相对缩小进而制出更薄型化的产品，且仍然能够提供良好的光学性能与成像质量，藉此，使本发明的该可携式电子装置I除了具有减少机壳原料用量的经济效益外，还能满足轻薄短小的产品设计趋势与消费需求。
[0312]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种光学成像镜头，其特征在于:从物侧至像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一光圈、一第三透镜、一第四透镜，及一第五透镜，且该第一透镜至该第五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: 该第一透镜为负屈光率的透镜； 该第二透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部； 该第三透镜的该像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具有一位于光轴附近区域的凸面部；及 该第五透镜的材质为塑料； 其中，自该第一透镜到该第五透镜之间在光轴上的四个空气间隙总合为AAG，该第一透镜在光轴上的中心厚度为CT1，并满足如下条件式:AAG/CT1 ^ 5.500，且该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有五片。
2.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于:该第三透镜在光轴上的中心厚度为CT3，并满足下列条件式:AAG/CT3含2.000。
3.根据权利要求2所述的一种光学成像镜头，其特征在于:自该第一透镜到该第二透镜在光轴上的空气间隙为AC12，并满足下列条件式:AAG/AC12 ^ 3.000。
4.根据权利要 求3所述的一种光学成像镜头,其特征在于:该第四透镜在光轴上的中心厚度为CT4，并满足下列条件式:CT4/CT1 ^ 1.800。
5.根据权利要求4所述的一种光学成像镜头,其特征在于:该第五透镜在光轴上的中心厚度为CT5，并满足下列条件式:AAG/CT5含4.800。
6.根据权利要求5所述的一种光学成像镜头,其特征在于:该第二透镜在光轴上的中心厚度为CT2，自该第二透镜到该第三透镜在光轴上的空气间隙为AC23，并满足下列条件式:1.300 ^ CT2/AC23。
7.根据权利要求2所述的一种光学成像镜头,其特征在于:该第四透镜在光轴上的中心厚度为CT4，并满足下列条件式:CT4/CT1 ^ 1.800。
8.根据权利要求7所述的一种光学成像镜头，其特征在于:自该第一透镜到该第五透镜在光轴上的所有透镜中心厚度总合为ALT，并满足下列条件式:3.700 ^ ALT/CT4。
9.根据权利要求8所述的一种光学成像镜头,其特征在于:该第五透镜在光轴上的中心厚度为CT5，并满足下列条件式:0.500含CT5/CT4。
10.根据权利要求9所述的一种光学成像镜头，其特征在于:自该第二透镜到该第三透镜在光轴上的空气间隙为AC23，并满足下列条件式:4.100 ^ ALT/AC23。
11.根据权利要求10所述的一种光学成像镜头，其特征在于:自该第三透镜到该第四透镜在光轴上的空气间隙为AC34，自该第四透镜到该第五透镜在光轴上的空气间隙为AC45，并满足下列条件式:22.000 ^ ALT/ (AC34+AC5)。
12.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于:自该第一透镜到该第二透镜在光轴上的空气间隙为AC12，并满足下列条件式:AAG/AC12 ^ 3.000。
13.根据权利要求12所述的一种光学成像镜头,其特征在于:该第三透镜在光轴上的中心厚度为CT3，自该第二透镜到该第三透镜在光轴上的空气间隙为AC23，并满足下列条件式:1.500 ^ CT3/AC23。
14.根据权利要求13所述的一种光学成像镜头,其特征在于:该第四透镜在光轴上的中心厚度为CT4，该第五透镜在光轴上的中心厚度为CT5，并满足下列条件式:0.500含CT5/CT4。
15.根据权利要求14所述的一种光学成像镜头，其特征在于:自该第三透镜到该第四透镜在光轴上的空气间隙为AC34，自该第四透镜到该第五透镜在光轴上的空气间隙为AC45，并满足下列条件式:6.500 ^ CT3/ (AC34+AC5)。
16.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于:该第四透镜在光轴上的中心厚度为CT4，并满足下列条件式:CT4/CT1 ^ 1.800。
17.根据权利要求16所述的一种光学成像镜头,其特征在于:自该第一透镜到该第五透镜在光轴上的所有透镜中心厚度总合为ALT，自该第二透镜到该第三透镜在光轴上的空气间隙为AC23，并满足下列条件式:4.100含ALT/AC23。
18.根据权利要求17所述的一种光学成像镜头,其特征在于:该第三透镜在光轴上的中心厚度为CT3，并满足下列条件式:1.300 ^ CT3/CT4。
19.根据权利要求18所述的一种光学成像镜头，其特征在于:自该第三透镜到该第四透镜在光轴上的空气间隙为AC34，自该第四透镜到该第五透镜在光轴上的空气间隙为AC45，该第二透镜在光轴上的中心厚度为CT2，并满足下列条件式:2.100含CTl/(AC34+AC5)，及 5.000 ^ CT2/ (AC34+AC5)。
20.—种可携式电子装置,其特征在于:包括一机壳；及一影像模块，是安装在该机壳内，并包括一如权利要求1至权利要求19中任一项所述的光学成像镜头、一用于供该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，及一设置于该光学成像镜头像侧的影像传感器。`
【文档编号】G02B13/00GK103777322SQ201310460243
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】廖陈成 申请人:玉晶光电(厦门)有限公司