光学成像镜头及应用此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。本发明提供一种光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜以及一第六透镜，其中第一透镜像侧面具有一在圆周附近区域的凹面部，第二透镜的物侧面具有一在圆周附近区域的凸面部，第三透镜的物侧面具有一在圆周附近区域的凸面部，第四透镜具正屈光率，第五透镜的像侧面具有一在光轴附近区域的凹面部，第六透镜的像侧面具有一在光轴附近区域的凹面部。本发明还提供一种电子装置，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、一基板及一影像传感器。本发明用于摄影。
【专利说明】光学成像镜头及应用此镜头的电子装置
【技术领域】
[0001] 本发明大致上关于一种光学成像镜头，与包含此光学成像镜头的电子装置。具体 而言，本发明特别是指一种具有较短镜头长度的光学成像镜头，及应用此光学成像镜头的 电子装置。
【背景技术】
[0002] 消费性电子产品的规格日新月异，追求轻薄短小的脚步也未曾放慢，因此光学镜 头等电子产品的关键零组件在规格上也必须持续提升，以符合消费者的需求。而光学镜头 最重要的特性不外乎就是成像质量与体积。
[0003] 光学镜头设计并非单纯将成像质量佳的镜头等比例缩小就能制作出兼具成像质 量与微型化的光学镜头，设计过程牵涉到材料特性，还必须考虑到组装良率等生产面的实 际问题。
[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] 于是，本发明可以提供一种轻量化、低制造成本、长度缩短并能提供高分辨率与高 成像质量的光学成像镜头。本发明六片式成像镜头从物侧至像侧，在光轴上依序安排有第 一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜。
[0006] 本发明提供一种光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一 第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜以及一第六透镜，其中第一透镜像侧面具 有一在圆周附近区域的凹面部，第二透镜的物侧面具有一在圆周附近区域的凸面部，第三 透镜的物侧面具有一在圆周附近区域的凸面部，第四透镜具正屈光率，第五透镜的像侧面 具有一在光轴附近区域的凹面部，第六透镜的像侧面具有一在光轴附近区域的凹面部，其 中，该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第六透镜共六片。
[0007] 本发明光学成像镜头中，第一透镜与第二透镜之间在光轴上空气间隙的宽度为 G12、第二透镜与第三透镜之间在光轴上空气间隙的宽度为G23、第三透镜与第四透镜之 间在光轴上空气间隙的宽度为G34、第四透镜与第五透镜之间在光轴上空气间隙的宽度为 G45、第五透镜与第六透镜之间在光轴上空气间隙的宽度为G56，所以第一透镜到第六透镜 之间在光轴上的五个空气间隙的总和为AAG，即AAG=G12+G23+G34+G45+G56。
[0008] 本发明光学成像镜头中，第一透镜在光轴上的中心厚度为T1、第二透镜在光轴上 的中心厚度为T2、第三透镜在光轴上的中心厚度为T3、第四透镜在光轴上的中心厚度为 T4、第五透镜在光轴上的中心厚度为T5,第六透镜在光轴上的中心厚度为T6,所以第一透 镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜与第六透镜在光轴上的中心厚度总和为ALT， 即ALT=T1+T2+T3+T4+T5+T6。
[0009] 本发明的光学镜头中，光学成像镜头的有效焦距为EFL，第六透镜的像侧面至成像 面在光轴上的长度为BFL。
[0010] 本发明光学成像镜头均需要满足1. 〇gBFL/T4的条件限定。
[0011] 此外还可进一步满足以下的任一或多个限定关系：
[0012] 本发明光学成像镜头中，满足TTL/G23写46. 57的关系。
[0013] 本发明光学成像镜头中，满足ALT/T3兰3. 14的关系。
[0014] 本发明光学成像镜头中，满足ALT/G23兰27. 64的关系。
[0015] 本发明光学成像镜头中，满足BFL/G56兰2. 20的关系。
[0016] 本发明光学成像镜头中，其中第三透镜像侧面在光轴附近区域更包含有一凸面 部。
[0017] 本发明光学成像镜头中，其中第五透镜物侧面在光轴附近区域更包含有一凹面 部。
[0018] 本发明光学成像镜头中，其中第六透镜物侧面在圆周附近区域更包含有一凹面 部。
[0019] 本发明光学成像镜头中，满足AAG/T2兰6. 00的关系。
[0020] 本发明光学成像镜头中，满足BFL/G45兰10. 00的关系。
[0021] 本发明光学成像镜头中，满足AAG/G23兰8. 16的关系。
[0022] 本发明光学成像镜头中，满足AAG/G56兰2. 70的关系。
[0023] 本发明光学成像镜头中，满足ALT/G45兰28. 09的关系。
[0024] 本发明光学成像镜头中，满足BFL/AAG兰0. 70的关系。
[0025] 本发明光学成像镜头中，满足TTL/G45兰60. 00的关系。
[0026] 本发明光学成像镜头中，满足AAG/T6兰2. 80的关系。
[0027] 本发明光学成像镜头中，满足AAG/G45兰15. 0的关系。
[0028] 进一步地，本发明又提供一种应用前述的光学成像镜头的电子装置。本发明的电 子装置，包含机壳、以及安装在机壳内的影像模块。影像模块包括：符合前述技术特征的光 学成像镜头、用于供光学成像镜头设置的镜筒、用于供镜筒设置的模块后座单元、用于供该 模块后座单元设置的一基板，以及设置于该基板且位于该光学成像镜头的一像侧的一影像 传感器。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1是表示本发明六片式光学成像镜头的第一实施例的示意图。
[0030] 图2的A部分是表示第一实施例在成像面上的纵向球差。
[0031]图2的B部分是表示第一实施例在弧矢方向的像散像差。
[0032] 图2的C部分是表示第一实施例在子午方向的像散像差。
[0033] 图2的D部分是表不第一实施例的畸变像差。
[0034] 图3是表示本发明六片式光学成像镜头的第二实施例的示意图。
[0035] 图4的A部分是表示第二实施例在成像面上的纵向球差。
[0036] 图4的B部分是表示第二实施例在弧矢方向的像散像差。
[0037] 图4的C部分是表示第二实施例在子午方向的像散像差。
[0038] 图4的D部分是表示第二实施例的畸变像差。
[0039] 图5是表示本发明六片式光学成像镜头的第三实施例的示意图。
[0040] 图6的A部分是表示第三实施例在成像面上的纵向球差。
[0041] 图6的B部分是表示第三实施例在弧矢方向的像散像差。
[0042] 图6的C部分是表示第三实施例在子午方向的像散像差。
[0043] 图6的D部分是表示第三实施例的畸变像差。
[0044] 图7是表示本发明六片式光学成像镜头的第四实施例的示意图。
[0045] 图8的A部分是表示第四实施例在成像面上的纵向球差。
[0046] 图8的B部分是表示第四实施例在弧矢方向的像散像差。
[0047] 图8的C部分是表示第四实施例在子午方向的像散像差。
[0048] 图8的D部分是表示第四实施例的畸变像差。
[0049] 图9是表示本发明六片式光学成像镜头的第五实施例的示意图。
[0050] 图10的A部分是表示第五实施例在成像面上的纵向球差。
[0051]图10的B部分是表示第五实施例在弧矢方向的像散像差。
[0052] 图10的C部分是表示第五实施例在子午方向的像散像差。
[0053] 图10的D部分是表示第五实施例的畸变像差。
[0054] 图11是表示本发明六片式光学成像镜头的第六实施例的示意图。
[0055] 图12的A部分是表示第六实施例在成像面上的纵向球差。
[0056] 图12的B部分是表示第六实施例在弧矢方向的像散像差。
[0057] 图12的C部分是表示第六实施例在子午方向的像散像差。
[0058] 第12D图是表示第六实施例的畸变像差。
[0059] 图13是表示本发明六片式光学成像镜头的第七实施例的示意图。
[0060] 图14的A部分是表示第七实施例在成像面上的纵向球差。
[0061]图14的B部分是表示第七实施例在弧矢方向的像散像差。
[0062] 图14的C部分是表示第七实施例在子午方向的像散像差。
[0063] 图14的D部分是表示第七实施例的畸变像差。
[0064] 图15是表示本发明光学成像镜头曲率形状的示意图。
[0065] 图16是表示应用本发明六片式光学成像镜头的可携式电子装置的第一较佳实施 例的示意图。
[0066] 图17是表示应用本发明六片式光学成像镜头的可携式电子装置的第二较佳实施 例的示意图。
[0067] 图18表示第一实施例详细的光学数据。
[0068] 图19表示第一实施例详细的非球面数据。
[0069] 图20表示第二实施例详细的光学数据。
[0070] 图21表示第二实施例详细的非球面数据。
[0071] 图22表示第三实施例详细的光学数据。
[0072] 图23表示第三实施例详细的非球面数据。
[0073] 图24表示第四实施例详细的光学数据。
[0074] 图25表示第四实施例详细的非球面数据。
[0075] 图26表示第五实施例详细的光学数据。
[0076] 图27表示第五实施例详细的非球面数据。
[0077] 图28表示第六实施例详细的光学数据。
[0078] 图29表示第六实施例详细的非球面数据。
[0079] 图30表示第七实施例详细的光学数据。
[0080] 图31表示第七实施例详细的非球面数据。
[0081] 图32表示各实施例的重要参数。
【具体实施方式】
[0082] 在开始详细描述本发明之前，首先要说明的是，在本发明附图中，类似的组件是以 相同的编号来表示。其中，本篇说明书所言之「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15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Lc(chiefray)及边缘光线Lm(marginalray)。「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15中的A区域。此外，各透镜还包含一延伸部E，用 以供该透镜组装于光学成像镜头内，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延伸部。
[0083] 如图1所示，本发明光学成像镜头1，从放置物体（图未示）的物侧2至成像的像 侧3,沿着光轴（opticalaxis) 4,依序包含有第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四 透镜40、第五透镜50、第六透镜60,滤光片72及成像面（imageplane) 71。一般说来，第一 透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50与第六透镜60都可以是由透 明的塑料材质所制成。在本发明光学成像镜头1中，具有屈光率的镜片总共只有六片。光 轴4为整个光学成像镜头1的光轴，所以每个透镜的光轴和光学成像镜头1的光轴都是相 同的。
[0084] 此外，光学成像镜头1还包含光圈（aperturestop) 80,而设置于适当之位置。在 图1中，光圈80是设置在第三透镜30与第四透镜40之间。当由位于物侧2之待拍摄物 (图未示）所发出的光线（图未示）进入本发明光学成像镜头1时，即会经由第一透镜10、 第二透镜20、第三透镜30、光圈80、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60与滤光片72之 后，会在像侧3的成像面71上聚焦而形成清晰的影像。
[0085] 在本发明各实施例中，选择性设置的滤光片72还可以是具各种合适功能的滤镜， 例如滤光片72可以是红外线滤除滤光片（IRcutfilter)，置于第六透镜60与成像面71之 间。滤光片72的材质为玻璃。
[0086] 本发明光学成像镜头1中的各个透镜，都分别具有朝向物侧2的物侧面，与朝向像 侧3的像侧面。例如，第一透镜10具有第一物侧面11与第一像侧面12 ;第二透镜20具有 第二物侧面21与第二像侧面22 ;第三透镜30具有第三物侧面31与第三像侧面32 ;第四 透镜40具有第四物侧面41与第四像侧面42 ;第五透镜50具有第五物侧面51与第五像侧 面52 ;第六透镜60具有第六物侧面61与第六像侧面62。另外，本发明光学成像镜头1中 的各个透镜，亦都具有接近光轴4的光轴附近区域、与远离光轴4的圆周附近区域。
[0087] 本发明光学成像镜头1中的各个透镜，还都分别具有位在光轴4上的中心厚度T。 例如，第一透镜10具有第一透镜厚度T1、第二透镜20具有第二透镜厚度T2、第三透镜30 具有第三透镜厚度T3、第四透镜40具有第四透镜厚度T4,第五透镜50具有第五透镜厚度 T5,第六透镜60具有第六透镜厚度T6。所以，在光轴4上光学成像镜头1中透镜的中心厚 度总和称为ALT。亦即，ALT=T1+T2+T3+T4+T5+T6。
[0088] 另外，本发明光学成像镜头1中在各个透镜之间又具有位在光轴4上的空气间隙 (airgap)。例如，第一透镜10到第二透镜20之间空气间隙宽度G12、第二透镜20到第三 透镜30之间空气间隙宽度G23、第三透镜30到第四透镜40之间空气间隙宽度G34、第四透 镜40到第五透镜50之间空气间隙宽度G45、第五透镜50到第六透镜60之间空气间隙宽度 G56。所以，第一透镜10到第六透镜50之间位于光轴4上各透镜间的五个空气间隙宽度的 总和即称为AAG。亦即，AAG=G12+G23+G34+G45+G56。
[0089] 另外，第一透镜10的第一物侧面11至成像面71在光轴4上的长度，也就是整个 光学成像镜头的系统总长度为TTL;光学成像镜头1的整体焦距为EFL;第六透镜像侧面62 至成像面71在光轴上的长度为BFL。
[0090] 第一实施例
[0091] 请参阅图1，例示本发明光学成像镜头1的第一实施例。第一实施例在成像面71上 的纵向球差（longitudinalsphericalaberration)请参考图 2 的A部分、弧矢（sagittal) 方向的像散像差（astigmaticfieldaberration)请参考图2的B部分、子午（tangential) 方向的像散像差请参考图2的C部分、以及畸变像差（distortionaberration)请参考图2 的D部分。所有实施例中各球差图的Y轴代表视场（Field)，其最高点均为1.0,此实施例 中各像散图及畸变图的Y轴代表像高，系统像高为1. 62_。
[0092] 第一实施例的光学成像镜头系统1主要由六枚以塑料材质制成又具有屈光率的 透镜、滤光片72、光圈80、与成像面71所构成。光圈80是设置在第三透镜30与第四透镜 40之间。滤光片72可以防止特定波长的光线（例如红外线）投射至成像面而影响成像质 量。
[0093] 第一透镜10具有负屈光率。朝向物侧2的第一物侧面11为凹面，具有一位于光 轴附近区域的凹面部13以及一位于圆周附近区域的凹面部14,朝向像侧3的第一像侧面 12具有一位于光轴附近区域的凸面部16以及一圆周附近区域的凹面部17。另外，第一物 侧面11为球面，第一像侧面12则为非球面。
[0094] 第二透镜20具有负屈光率。朝向物侧2的第二物侧面21为凸面，并具有一位于 光轴附近区域的凸面部23以及一圆周附近的凸面部24,朝向像侧3的第二像侧面22为凹 面，具有一位于光轴附近区域的凹面部26以及一位于圆周附近区域的凹面部27。另外，第 二物侧面21与第二像侧面22均为非球面。
[0095] 第三透镜30具有正屈光率，朝向物侧2的第三物侧面31为凸面，具有一位于光轴 附近区域的凸面部33以及一位于圆周附近区域的凸面部34,而朝向像侧3的第三像侧面 32为凸面，并具有一位于光轴附近区域的凸面部36以及一在圆周附近的凸面部37。另外， 第三物侧面31与第三像侧面32均为非球面。
[0096] 第四透镜40具有正屈光率，朝向物侧2的第四物侧面41为凸面，具有一位于光轴 附近区域的凸面部43以及一位于圆周附近区域的凸面部44,而朝向像侧3的第四像侧面 42为凸面，具有一位于光轴附近区域的凸面部46以及一位于圆周附近区域的凸面部47。另 夕卜，第四物侧面41与第四像侧面42均为非球面。
[0097] 第五透镜50具有负屈光率，物侧2的第五物侧面51为凹面，并具有一位于光轴附 近区域的凹面部53以及一在圆周附近的凹面部54,朝向像侧3的第五像侧面52为凹面，具 有一位于光轴附近区域的凹面部56以及一位于圆周附近区域的凹面部57。另外，第五物侧 面51与第五像侧面52均为非球面。
[0098] 第六透镜60具有负屈光率，朝向物侧2的第六物侧面61具有一位于光轴附近区 域的凸面部63以及一位于圆周附近区域的凹面部64,朝向像侧3的第六像侧面62具有在 光轴附近区域的凹面部66及圆周附近区域的凸面部67。另外，第六物侧面61与第六像侧 面62均为非球面。滤光片72位于第六透镜60以及成像面71之间。
[0099] 在本发明光学成像镜头1中，从第一透镜10到第六透镜60中，除了第一物侧面11 以外，其余所有物侧面21/31/41/51/61与像侧面12/22/32/42/52/62共计i^一个曲面，均 为非球面。这些非球面是经由下列公式所定义：
【权利要求】
1. 一种光学成像镜头，从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含： 一第一透镜，其像侧面具有一在圆周附近区域的凹面部； 一第二透镜，其物侧面具有一在圆周附近区域的凸面部； 一第三透镜，其物侧面具有一在圆周附近区域的凸面部； 一第四透镜，该第四透镜具正屈光率； 一第五透镜，其像侧面具有一在该光轴附近区域的凹面部； 一第六透镜，其像侧面具有一在该光轴附近区域的凹面部； 其中，该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T4,该第六透镜的该像侧面至一成像面在 该光轴上的长度为BFL，并满足1. 0 = BFL/T4的条件，且该光学成像镜头具有屈光率的透镜 只有上述第一透镜至第六透镜共六片。
2. 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至该成像 面在该光轴上的长度为TTL，该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G23， 并满足TTL/G23兰46. 57的关系。
3. 如权利要求2所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜、该第二透镜、该第三 透镜、该第四透镜、该第五透镜与该第六透镜在该光轴上的中心厚度总和为ALT，该第三透 镜在该光轴上的中心厚度为T3,并满足ALT/T3 3 3. 14的关系。
4. 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、该第二透镜、该第三 透镜、该第四透镜、该第五透镜与该第六透镜在该光轴上的中心厚度总和为ALT，该第二透 镜与该第三透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G23,并满足ALT/G23 = 27. 64的关系。
5. 如权利要求4所述的光学成像镜头，其特征在于：该第五透镜与该第六透镜之间在 该光轴上的间隙宽度为G56,并满足BFL/G56兰2. 20的关系。
6. 如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜的该像侧面在该光轴 附近区域更包含有一凸面部。
7. 如权利要求6所述的光学成像镜头，其特征在于：该第五透镜的该物侧面在该光轴 附近区域更包含有一凹面部。
8. 如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第六透镜的该物侧面在圆周附 近区域更包含有一凹面部。
9. 如权利要求8所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至该第六透镜之间在 该光轴上五个空气间隙的宽度总和为AAG，该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T2,并满 足AAG/T2兰6. 00的关系。
10. 如权利要求9所述的光学成像镜头，其特征在于：该第四透镜与该第五透镜之间在 该光轴上的间隙宽度为G45,并满足BFL/G45兰10. 00的关系。
11. 如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至该第六透镜之间在 该光轴上五个空气间隙的宽度总和为AAG，该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的间 隙宽度为G23,并满足AAG/G23兰8. 16的关系。
12. 如权利要求11所述的光学成像镜头，其特征在于：该第五透镜与该第六透镜之间 在该光轴上的间隙宽度为G56,并满足AAG/G56 3 2. 70的关系。
13. 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、该第二透镜、该第三 透镜、该第四透镜、该第五透镜与该第六透镜在该光轴上的中心厚度总和为ALT，该第四透 镜与该第五透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G45,并满足ALT/G45 = 28. 09的关系。
14. 如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至该第六透镜之间在 该光轴上五个空气间隙的宽度总和为AAG，并满足BFL/AAG 3 0. 70的关系。
15. 如权利要求14所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至该 成像面在该光轴上的长度为TTL，该第四透镜与该第五透镜之间在该光轴上的间隙宽度为 G45,并满足ITL/G45写60. 00的关系。
16. 如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至该第六透镜之间在 该光轴上五个空气间隙的宽度总和为AAG，该第六透镜在该光轴上的中心厚度为T6,并满 足AAG/T6兰2. 80的关系。
17. 如权利要求16所述的光学成像镜头，其特征在于：该第四透镜与该第五透镜之间 在该光轴上的间隙宽度为G45,并满足AAG/G45 = 15. 0的关系。
18. -种电子装置，包含： 一机壳；及 一影像模块，安装在该机壳内，该影像模块包括： 如权利要求1至17中任一项所述的光学成像镜头； 用于供该光学成像镜头设置的一镜筒； 用于供该镜筒设置的一模块后座单元； 用于供该模块后座单元设置的一基板；以及 设置于该基板且位于该光学成像镜头的一像侧的一影像传感器。
【文档编号】G02B13/18GK104330879SQ201410365769
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】陈思翰, 叶龙, 樊大正 申请人:玉晶光电(厦门)有限公司