光学成像镜头及应用该光学成像镜头的电子装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及光学成像领域。本发明公开一种光学成像镜头，包含一光圈及四个透镜；该第一透镜具有正屈光率且其像侧面具有一邻近光轴的凸面部及一邻近圆周的凸面部；该第二透镜具有负屈光率且其物侧面具有一邻近光轴的凹面部及一邻近圆周的凹面部；该第三透镜具有正屈光率，且其物侧面具有一邻近光轴的凹面部及一邻近圆周的凹面部，并其像侧面具有一邻近光轴的凸面部；该第四透镜具有负屈光率，且其物侧面具有一邻近光轴的凸面部，并其像侧面具有一邻近圆周的凸面部。本发明还公开一种电子装置，包括：一机壳；及一安装于该机壳内的影像模块，该影像模块包括一上述光学成像镜头、一镜筒、一模块后座单元及一影像传感器。本发明用于摄影。
【专利说明】光学成像镜头及应用该光学成像镜头的电子装置
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种光学镜头，特别是指一种光学成像镜头及应用该光学成像镜 头的电子装置。
【背景技术】
[0002] 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相关技术蓬勃发 展，该影像模块主要包含光学成像镜头、模块后座单元（moduleholderunit)与传感器 (sensor)等组件，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（ChargeCoupledDevice,简称为CCD)或互补性氧化金属半导体组 件（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，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，在缩短光学镜头的长度时仍然要兼顾良好的光学性能。然而光学镜头最重要的特性 不外乎就是成像质量与体积。
[0003] 中国台湾地区专利证书号第1254140专利揭露一种四片式光学镜头，F#为4. 0左 右，在实际使用上容易有入光量不足，导致成像质量较差的问题；而且镜头长度长达12mm， 如此体积过大的镜头无法适用于轻薄短小的电子装置。
[0004] 综上所述，微型化镜头的技术难度明显高出传统镜头，因此如何制作出符合消费 性电子产品需求的光学镜头，并持续提升其成像质量，长久以来一直是本领域各界所热切 追求的目标。
【发明内容】
[0005] 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。
[0006] 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光圈、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具有屈光率，并包 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。
[0007] 该第一透镜具有正屈光率，该第一透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凸 面部及一位于圆周附近区域的凸面部；该第二透镜具有负屈光率，该第二透镜的该物侧面 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凹面部；该第三透镜具有正屈 光率，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一位于圆周附近区域的 凹面部，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；该第四透镜具有负屈 光率且材质为塑料，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 镜的该像侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部；
[0008] 其中，上述只有四片透镜具有屈光率，该光学成像镜头的系统焦距为EFL，该第二 透镜在光轴上的厚度为T2,该第四透镜在光轴上的厚度为T4,该第一透镜、该第二透镜、该 第三透镜及该第四透镜在光轴上的厚度总和为ALT，该第二透镜与该第三透镜之间在光轴 上的空气间隙为G23,该第一透镜至该第四透镜在光轴上的三个空气间隙总和为Gaa，并满 足 6 刍EFL/T2 刍 11、4 刍ALT/G23 刍 18、1. 4 刍Gaa/T2 刍 2.11、5 刍ALT/T2 刍 7. 2 及T4/ G23 芎 1。
[0009] 本发明光学成像镜头的有益效果在于：藉由该第一透镜的该像侧面具有一位于光 轴附近区域的凸面部及一位于圆周附近区域的凸面部、该第二透镜的该物侧面具有一位于 光轴附近区域的凹面部及一位于圆周附近区域的凹面部、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一位于圆周附近区域的凹面部、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、该第四透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部， 及该第四透镜的该像侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部，相互搭配有助修正像差，提 升该光学成像镜头的成像质量，另外，该第一透镜具有正屈光率，该第二透镜具有负屈光 率，该第三透镜具有正屈光率，该第四透镜具有负屈光率，可让像差补正的效果更好。
[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电子装置。
[0011] 于是，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。
[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] 本发明电子装置的有益效果在于：藉由在该电子装置中装载具有前述的光学成像 镜头的影像模块，以利该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，而能满足更高质量的消费需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 本发明的其他的特征及功效，将于参照附图的实施例详细说明中清楚地呈现，其 中：
[0015] 图1是一示意图，说明一透镜结构；
[0016] 图2是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第一实施例；
[0017] 图3是该第一实施例的纵向球差与各项像差图；
[0018] 图4是一表格图，说明该第一实施例的各透镜的光学数据；
[0019] 图5是一表格图，说明该第一实施例的各透镜的非球面系数；
[0020] 图6是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第二实施例；
[0021] 图7是该第二实施例的纵向球差与各项像差图；
[0022] 图8是一表格图，说明该第二实施例的各透镜的光学数据；
[0023] 图9是一表格图，说明该第二实施例的各透镜的非球面系数；
[0024] 图10是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第三实施例；
[0025] 图11是该第三实施例的纵向球差与各项像差图；
[0026] 图12是一表格图，说明该第三实施例的各透镜的光学数据；
[0027] 图13是一表格图，说明该第三实施例的各透镜的非球面系数；
[0028] 图14是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第四实施例；
[0029] 图15是该第四实施例的纵向球差与各项像差图；
[0030] 图16是一表格图，说明该第四实施例的各透镜的光学数据；
[0031] 图17是一表格图，说明该第四实施例的各透镜的非球面系数；
[0032] 图18是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第五实施例；
[0033] 图19是该第五实施例的纵向球差与各项像差图；
[0034] 图20是一表格图，说明该第五实施例的各透镜的光学数据；
[0035] 图21是一表格图，说明该第五实施例的各透镜的非球面系数；
[0036] 图22是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第六实施例；
[0037] 图23是该第六实施例的纵向球差与各项像差图；
[0038] 图24是一表格图，说明该第六实施例的各透镜的光学数据；
[0039] 图25是一表格图，说明该第六实施例的各透镜的非球面系数；
[0040] 图26是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第七实施例；
[0041] 图27是该第七实施例的纵向球差与各项像差图；
[0042] 图28是一表格图，说明该第七实施例的各透镜的光学数据；
[0043] 图29是一表格图，说明该第七实施例的各透镜的非球面系数；
[0044] 图30是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第八实施例；
[0045] 图31是该第八实施例的纵向球差与各项像差图；
[0046] 图32是一表格图，说明该第八实施例的各透镜的光学数据；
[0047] 图33是一表格图，说明该第八实施例的各透镜的非球面系数；
[0048] 图34是一表格图，说明该四片式光学成像镜头的该第一实施例至该第八实施例 的光学参数；
[0049] 图35是一表格图，说明该四片式光学成像镜头的该第一实施例至该第八实施例 的光学参数；
[0050] 图36是一剖视示意图，说明本发明电子装置的一第一实施例；及
[0051] 图37是一剖视示意图，说明本发明电子装置的一第二实施例。
【具体实施方式】
[0052] 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。
[0053] 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，亦即图中的C区域，其中，成像光线包括了主光线（chiefray) Lc及边缘光线（marginalray)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，以下的实施例为求附图简洁均省略了部份的延伸部。
[0054] 参阅图2与图4,本发明光学成像镜头10的一第一实施例，从物侧至像侧沿一光 轴I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100(Image Plane)形成一影像。该滤光片7为红外线滤光片（IRCutFilter),用于防止光线中的红 外线透射至该成像面100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100的一侧。
[0055] 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的物侧面31、41、51、61、71，及一朝向像侧且使成像 光线通过的像侧面32、42、52、62、72。其中，这些物侧面31、41、51、61与这些像侧面32、42、 52、62皆为非球面。
[0056] 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，但该第一透镜3至该第三透镜5的材质仍不以此为限制。
[0057] 该第一透镜3具有正屈光率。该第一透镜3的该物侧面31为一凸面，且具有一位 于光轴I附近区域的凸面部311及一位于圆周附近区域的凸面部312,该第一透镜3的该像 侧面32为一凸面，且具有一位于光轴I附近区域的凸面部321及一位于圆周附近区域的凸 面部322。
[0058] 该第二透镜4具有负屈光率。该第二透镜4的该物侧面41为一凹面，且具有一位 于光轴I附近区域的凹面部411及一位于圆周附近区域的凹面部412,该第二透镜4的该像 侧面42为一凸面，且具有一在光轴I附近区域的凸面部421及一位于圆周附近区域的凸面 部 422。
[0059] 该第三透镜5具有正屈光率。该第三透镜5的该物侧面51为一凹面，且具有一位 于光轴I附近区域的凹面部511及一位于圆周附近区域的凹面部512,该第三透镜5的该像 侧面52具有一位于光轴I附近区域的凸面部521及一位于圆周附近区域的凹面部522。
[0060] 该第四透镜6具有负屈光率的透镜。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。
[0061] 在本第一实施例中，只有上述透镜具有屈光率。
[0062] 该第一实施例的其他详细光学数据如图4所示，且该第一实施例的整体系统焦距 (effectivefocallength，简称EFL)为 2. 333mm，半视角（halffieldofview，简称HF0V) 为37. 033°、光圈值（Fno)为2. 219,其系统长度为3. 341mm。其中，该系统长度是指由该第 一透镜3的该物侧面31到该成像面100在光轴I上之间的距离。
[0063] 此外，从第一透镜3、该第二透镜4、该第三透镜5,及该第四透镜6的物侧面31、 41、51、61及像侧面32、42、52、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. 一种光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依序包含一光圈、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具有屈光率，并分别包括一 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； 该第一透镜具有正屈光率，该第一透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部 及一位于圆周附近区域的凸面部； 该第二透镜具有负屈光率，该第二透镜的该物侧面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凹面部； 该第三透镜具有正屈光率，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 及一位于圆周附近区域的凹面部，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；及 该第四透镜具有负屈光率且材质为塑料，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具有一位于圆周附近区域的凸面部； 其中，上述只有四片透镜具有屈光率，该光学成像镜头的系统焦距为EFL，该第二透镜 在光轴上的厚度为T2,该第四透镜在光轴上的厚度为T4,该第一透镜、该第二透镜、该第 三透镜及该第四透镜在光轴上的厚度总和为ALT，该第二透镜与该第三透镜之间在光轴上 的空气间隙为G23,该第一透镜至该第四透镜在光轴上的三个空气间隙总和为Gaa，并满 足6 刍 EFL/T2 刍 11、4 刍 ALT/G23 刍 18、1.4 刍 Gaa/T2 刍 2.11、5 刍 ALT/T2 刍 7.2 及 T4/ G23 芎 1。
2. 如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：还满足下列条件式：Gaa/ G23 写 2. 8。
3. 如权利要求2所述的光学成像镜头，其特征在于：该第四透镜的该像侧面到一成像 面在光轴上的距离为BFL，并还满足下列条件式：BFL/T2兰4. 6。
4. 如权利要求2所述的光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜在光轴上的厚度为T3， 该第一透镜与该第二透镜之间在光轴上的空气间隙为G12,该第三透镜与该第四透镜之间 在光轴上的空气间隙为G34,并还满足下列条件式：T3AG12+G34) 3 1.9。
5. 如权利要求4所述的光学成像镜头，其特征在于：该第四透镜的该物侧面还具有一 位于圆周附近区域的凹面部。
6. 如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜在光轴上的厚度为T3， 并还满足下列条件式：EFL/T3兰6. 5。
7. 如权利要求6所述的光学成像镜头，其特征在于：还满足下列条件式：T3/ G23 写 1. 9。
8. 如权利要求6所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜与该第二透镜之间在 光轴上的空气间隙为G12,该第三透镜与该第四透镜之间在光轴上的空气间隙为G34,并还 满足下列条件式：GaaAG12+G34)会2. 1。
9. 如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：还满足下列条件式：ALT/ T4 3 4. 2。
10. 如权利要求9所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面到一成 像面在光轴上的距离为TTL，该第三透镜在光轴上的厚度为T3,并还满足下列条件式：TTL/ T3 芎 7。
11. 如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜在光轴上的厚度为 T1，并还满足下列条件式：T1/G23兰2. 5。
12. 如权利要求11所述的光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜在光轴上的厚度为 T3,并还满足下列条件式：ALT/T3兰3. 6。
13. 如权利要求11所述的光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜在光轴上的厚度为 T3,该第四透镜的该像侧面到一成像面在光轴上的距离为BFL，并还满足下列条件式：BFL/ T3 $ 2. 65。
14. 如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面到一成 像面在光轴上的距离为TTL，该第一透镜在光轴上的厚度为T1，并还满足下列条件式：TTL/ T1 写 7. 15。
15. 如权利要求14所述的光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜在光轴上的厚度为 T3,并还满足下列条件式：ALT/T3兰3. 55。
16. 如权利要求15所述的光学成像镜头，其特征在于：还满足下列条件式：TTL/ T4 3 9. 1。
17. -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16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的像侧的影像传感器。
【文档编号】G02B13/00GK104330877SQ201410331107
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】张加欣, 江依达 申请人:玉晶光电(厦门)有限公司