光学摄像镜头的制作方法

本发明涉及一种光学镜头，特别是涉及一种光学摄像镜头。

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组相关技术蓬勃发展，该影像模组主要包含光学摄像镜头、模组后座单元(module holder unit)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组的小型化需求愈来愈高，随着感光耦合组件(Charge Coupled Device，简称为CCD)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，装载在影像模组中的光学摄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，在缩短光学摄像镜头的长度时仍然要兼顾良好的光学性能。

另外，上述感光耦合组件或互补性氧化金属半导体组件通过像素缩小化，让同一个面积下可以达到更高的画素，但像素愈小会导致系统入光量降低，使得杂讯增加，影响影像质量。所以镜头须提升入光量，降低杂讯产生，以保持影像质量。

因此如何制作出符合上述需求的光学摄像镜头，并持续提升其成像质量，长久以来一直是本领域产、官、学界所热切追求的目标。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种广角大光圈的摄像镜头，其于镜头系统薄型化的条件下，仍能同时具备高解像力与高制造性。

本发明光学摄像镜头，从物侧至像侧沿一个光轴依序包含一个第一透镜、一个光圈、一个第二透镜、一个第三透镜、一个第四透镜、一个第五透镜，及一个第六透镜，且该第一透镜至该第六透镜分别包括一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。

该第二透镜具有负屈光力，其像侧面为凹面。该第四透镜具有正 屈光力。该第五透镜具有正屈光力。该第六透镜的像侧面为凹面。

其中，该光学摄像镜头具有屈光力的透镜只有六片。该第四透镜的物侧面的曲率半径为R7，该第四透镜的像侧面的曲率半径为R8，并满足-14.97<R7/R8<-0.12。

较佳地，该第三透镜的物侧面及像侧面其中至少一者为非球面。

较佳地，该第五透镜的物侧面为非球面，且具有一个反曲点。

较佳地，该第五透镜的物侧面为凸面，该第五透镜的像侧面为凸面。

较佳地，该第五透镜的物侧面为凹面，该第五透镜的像侧面为凸面。

较佳地，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凹面。

较佳地，该第二透镜的物侧面为凹面，该第二透镜的像侧面为凹面。

较佳地，该第三透镜具有正屈光力，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凸面。

较佳地，该第三透镜具有正屈光力，该第三透镜的物侧面为凸面，该第三透镜的像侧面为凹面。

较佳地，该第三透镜具有负屈光力，该第三透镜的物侧面为凸面，该第三透镜的像侧面为凹面。

较佳地，该第三透镜具有负屈光力，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凹面。

较佳地，该光学摄像镜头的系统焦距为f，该第一透镜的焦距为f1，并满足0.52<f1/f<0.72。

较佳地，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜的焦距为f2，并满足0.94<|f2/f1|<2.48。

较佳地，该第三透镜的焦距为f3，该第四透镜的焦距为f4，并满足|f3/f4|<3.71。

较佳地，该第四透镜在光轴上的厚度T4，该第六透镜在光轴上的厚度为T6，并还满足下列条件式：1.94<T4/T6<4.49。

较佳地，该第五透镜在光轴上的厚度T5，该第六透镜在光轴上 的厚度为T6，并还满足下列条件式：1.41<T5/T6<4.05。

较佳地，该光圈至该第六透镜的像侧面在光轴上的距离为SD，该第一透镜的物侧面至该第六透镜的像侧面在光轴上的距离为TD，并还满足下列条件式：0.73<SD/TD<0.93。

较佳地，该第五透镜的像侧面的曲率半径为R10，该第六透镜的物侧面的曲率半径为R11，并满足下列条件式：0.96<R10/R11<1.41。

通过上述说明，本发明光学摄像镜头能有效修正镜头的系统像差与瞳差，且在缩短镜头的系统长度同时能保持高入光量。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施例详细说明中清楚地呈现，其中：

图1是一个配置示意图，说明本发明光学摄像镜头的一个第一实施例；

图2是该第一实施例的各项像差图；

图3是一个表格图，说明该第一实施例的光学数据；

图4是一个表格图，说明该第一实施例的各透镜的非球面系数；

图5是一个配置示意图，说明本发明光学摄像镜头的一个第二实施例；

图6是该第二实施例的各项像差图；

图7是一个表格图，说明该第二实施例的光学数据；

图8是一个表格图，说明该第二实施例的各透镜的非球面系数；

图9是一个配置示意图，说明本发明光学摄像镜头的一个第三实施例；

图10是该第三实施例的各项像差图；

图11是一个表格图，说明该第三实施例的光学数据；

图12是一个表格图，说明该第三实施例的各透镜的非球面系数；

图13是一个配置示意图，说明本发明光学摄像镜头的一个第四实施例；

图14是该第四实施例的各项像差图；

图15是一个表格图，说明该第四实施例的光学数据；

图16是一个表格图，说明该第四实施例的各透镜的非球面系数；

图17是一个配置示意图，说明本发明光学摄像镜头的一个第五实施例；

图18是该第五实施例的各项像差图；

图19是一个表格图，说明该第五实施例的光学数据；

图20是一个表格图，说明该第五实施例的各透镜的非球面系数；

图21是一个配置示意图，说明本发明光学摄像镜头的一个第六实施例；

图22是该第六实施例的各项像差图；

图23是一个表格图，说明该第六实施例的光学数据；

图24是一个表格图，说明该第六实施例的各透镜的非球面系数；

图25是一个表格图，说明该光学摄像镜头的该第一实施例至该第六实施例的光学参数关系。

具体实施方式

在本发明被详细描述前，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示。

参阅图1，本发明光学摄像镜头10的第一实施例，从物侧至像侧沿光轴I依序包含一个第一透镜3、一个光圈2、一个第二透镜4、一个第三透镜5、一个第四透镜6、一个第五透镜7、一个第六透镜8，及一个滤光片9。当光线进入该光学摄像镜头10，并经由该第一透镜3、该光圈2、该第二透镜4、该第三透镜5、该第四透镜6、该第五透镜7、该第六透镜8，及该滤光片9后，会在成像面100(Image Plane)形成一个影像。该滤光片9为红外线滤光片(IR Cut Filter)，用于防止红外光线透射至该成像面100而影响成像质量。

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、该第六透镜8，及该滤光片9都分别具有一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面31、41、51、61、71、81、91，及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面32、42、52、62、72、82、92。 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。该第三透镜5的物侧面51及其像侧面52其中至少一者为非球面，该第六透镜8的物侧面及其像侧面其中至少一者为非球面，其中，所述物侧面31、41、51、61、71、81与所述像侧面32、42、52、62、72、82皆为非球面。

此外，为了满足产品轻量化的需求，该第一透镜3至该第六透镜8皆为具备屈光力且都是塑料材质所制成，但其材质仍不以此为限制。

以下透镜的物侧面在光轴I附近区域若凹向物侧则称为凹面，若凹向像侧则称为凸面，透镜的像侧面在光轴I附近区域若凹向物侧则称为凸面，若凹向像侧则称为凹面。其中，该第四透镜6及该第五透镜7其中至少一者具有正屈光力。

该第一透镜3具有正屈光力。该第一透镜3的物侧面31为凸面，该第一透镜3的像侧面32为凸面。

该第二透镜4具有负屈光力。该第二透镜4的物侧面41为凸面，该第二透镜4的像侧面42为凹面。

该第三透镜5具有负屈光力，该第三透镜5的物侧面51为凸面，该第三透镜5的像侧面52为凹面。

该第四透镜6具有正屈光力。该第四透镜6的物侧面61为凸面，该第四透镜6的像侧面62为凸面。

该第五透镜7具有正屈光力。该第五透镜7的物侧面71为凸面，且具有一个反曲点，该第五透镜7的像侧面72为凸面。

该第六透镜8具有负屈光力。该第六透镜8的物侧面81为凹面，该第六透镜8的像侧面82为凹面，且具有一个反曲点。

在本第一实施例中，只有上述第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6、第五透镜7、第六透镜8六个透镜具有屈光力。

该第一实施例的其他详细光学数据如图3所示，且该第一实施例的整体系统焦距(effective focal length，简称EFL)为4.57mm，半视角(half field of view，简称HFOV)为33°，光圈值(Fno)为2.4，其系统长度为5.5mm。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上的距离。

此外，本发明的非球面面型变化是依下列公式定义：

$Z\left(Y\right)=\frac{Y^2}{R}/(1+\sqrt{1-(1+K)\frac{Y^2}{R^2}})+\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{a}_{2i}\&times;Y^{2i}---\left(1\right)$

其中：

Y：非球面曲线上的点与光轴I的距离；

Z：非球面的深度(非球面上与光轴I距离为Y的点，与相切于非球面且过光轴I上顶点的切面，两者间的垂直距离)；

R：透镜表面的曲率半径；

K：锥面系数(conic constant)；

a_2i：第2i阶非球面系数。

该第一透镜3的物侧面31到第六透镜8的像侧面82在公式(1)中的各项非球面系数如图4所示。其中，图4中栏位编号31表示其为第一透镜3的物侧面31的非球面系数，其它栏位依此类推。

另外，该第一实施例中各重要参数间的关系如以下所示：

f1/f＝0.641，|f2/f1|＝1.515，|f3/f4|＝2.908，R7/R8＝-0.716，R10/R11＝1.105，T4/T6＝3.000，T5/T6＝3.440，D56/BFL＝0.287，SD/TD＝0.845。

其中，

f1为该第一透镜3的焦距；

f2为该第二透镜4的焦距；

f3为该第三透镜5的焦距；

f4为该第四透镜6的焦距；

f为该光学摄像镜头10的系统焦距；

R7为该第四透镜6的物侧面61的曲率半径；

R8为该第四透镜6的像侧面62的曲率半径；

R10为该第五透镜7的像侧面72的曲率半径；

R11为该第六透镜8的物侧面81的曲率半径；

T4为该第四透镜6在光轴I上的厚度；

T5为该第五透镜7在光轴I上的厚度；

T6为该第六透镜8在光轴I上的厚度；

D56为该第五透镜7与该第六透镜8间在光轴I上的空气间 隙；

BFL为该第六透镜8的像侧面82到该成像面100在光轴I上的距离；

SD为该光圈2至该第六透镜8的像侧面82在光轴I上的距离；及

TD为该第一透镜3的物侧面31至该第六透镜8的像侧面82在光轴I上的距离。

再配合参阅图2，(a)的图式说明该第一实施例在成像面100上的纵向色差与球差(longitudinal chromatic aberration and spherical aberration)，(b)的图式则说明该第一实施例在成像面100上有关弧矢(sagittal)方向及子午(tangential)方向的像散像差(astigmatism aberration)，(c)的图式则说明该第一实施例在成像面100上的横向色差(lateral chromatic aberration)，(d)的图式则说明该第一实施例在成像面100上的畸变像差(distortion aberration)。本第一实施例的纵向色差与球差图示图2(a)中，每一种波长所成的曲线皆很靠近并向中间靠近，说明轴上每一种波长的光线皆集中在成像点附近，由曲线的偏斜幅度能看出，轴上的成像点偏差控制在±0.005mm范围内，所以本实施例确实明显改善球差，此外，三种代表波长彼此间的距离也相当接近，代表不同波长光线的成像位置已相当集中，即轴上色像差也获得明显改善。

在图2(b)的像散像差图示中，三种代表波长在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.01mm范围内，说明本第一实施例的光学系统能有效减轻像散。在图2(c)的横向色差图式中，由每一个波长的曲线的偏斜幅度能看出，离轴光线的主光线偏差均控制在±1μm范围内，说明本第一实施例的横向色差已符合光学系统的成像质量要求。而图2(d)的畸变像差图式则显示本第一实施例的畸变像差维持在±1％的范围内，说明本第一实施例的畸变像差也已符合光学系统的成像质量要求，据此说明本第一实施例相较于现有光学镜头，在系统长度已缩短至5.5mm左右的条件下，仍能提供较佳的成像质量，所以本第一实施例能在维持良好光学性能的条件下，缩短镜头长度以及扩大拍摄角度，以实现更加薄型化的产品设计。

参阅图5，为本发明光学摄像镜头10的一个第二实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各光学数据、非球面系数及所述透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，及该第二透镜4的物侧面41及像侧面42皆为凹面，该第三透镜5具有正屈光力，该第五透镜7的物侧面71为凹面。

其详细的光学数据如图7所示，且该第二实施例的整体系统焦距为4.47mm，半视角(HFOV)为33°，光圈值(Fno)为2.4，系统长度则为5.48mm。

图8则为该第二实施例的第一透镜3的物侧面31到第六透镜8的像侧面82的各项非球面系数。

另外，该第二实施例的该光学摄像镜头10中各重要参数间的关系如以下所示：

f1/f＝0.593，|f2/f1|＝1.121，|f3/f4|＝3.371，R7/R8＝-2.333，R10/R11＝1.188，T4/T6＝4.080，T5/T6＝1.680，D56/BFL＝0.183，SD/TD＝0.841。

配合参阅图6，由(a)的纵向色差与球差、(b)的像散像差、(c)的横向色差，以及(d)的畸变像差图式能看出本第二实施例也能维持良好光学性能。

参阅图9，为本发明光学摄像镜头10的一个第三实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各光学数据、非球面系数及所述透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，及该第二透镜4的物侧面41及像侧面42皆为凹面，该第三透镜5具有正屈光力，且其物侧面51为凹面及其像侧面52为凸面，该第五透镜7的物侧面71为凹面。

其详细的光学数据如图11所示，且本第三实施例的整体系统焦距为4.65mm，半视角(HFOV)为31.5°，光圈值(Fno)为2.35，系统长度则为5.5mm。

图12则为该第三实施例的第一透镜3的物侧面31到第六透镜8的像侧面82的各项非球面系数。

另外，该第三实施例的该光学摄像镜头10中各重要参数间的关系如以下所示：

f1/f＝0.596，|f2/f1|＝1.245，|f3/f4|＝1.911，R7/R8＝-2.620， R10/R11＝1.286，T4/T6＝2.480，T5/T6＝3.680，D56/BFL＝0.127，SD/TD＝0.835。

配合参阅图10，由(a)的纵向色差与球差、(b)的像散像差、(c)的横向色差，以及(d)的畸变像差图式能看出本第三实施例也能维持良好光学性能。

参阅图13，为本发明光学摄像镜头10的一个第四实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各光学数据、非球面系数及所述透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，及该第二透镜4的物侧面41及像侧面42皆为凹面，该第三透镜5具有正屈光力，且其物侧面51为凹面及其像侧面52为凸面，该第五透镜7的物侧面71为凹面。

其详细的光学数据如图15所示，且本第四实施例的整体系统焦距为4.65mm，半视角(HFOV)为31.8°，光圈值(Fno)为2.35，其系统长度为5.4mm。

图16则为该第四实施例的第一透镜3的物侧面31到第六透镜8的像侧面82的各项非球面系数。

另外，该第四实施例的该光学摄像镜头10中各重要参数间的关系如以下所示：

f1/f＝0.578，|f2/f1|＝1.230，|f3/f4|＝0.950，R7/R8＝-13.607，R10/R11＝1.25，T4/T6＝2.160，T5/T6＝3.240，D56/BFL＝0.167，SD/TD＝0.813。

配合参阅图14，由(a)的纵向色差与球差、(b)的像散像差、(c)的横向色差，以及(d)的畸变像差图式能看出本第四实施例也能维持良好光学性能。

参阅图17，为本发明光学摄像镜头10的一个第五实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各光学数据、非球面系数及所述透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，及该第三透镜5的物侧面51及像侧面52皆为凹面。

其详细的光学数据如图19所示，且本第五实施例的整体系统焦距为4.50mm，半视角(HFOV)为33°，光圈值(Fno)为2.42，其系统长度为5.5mm。

图20则为该第五实施例的第一透镜3的物侧面31到第六透镜8 的像侧面82的各项非球面系数。

另外，该第五实施例的该光学摄像镜头10中各重要参数间的关系如以下所示：

f1/f＝0.656，|f2/f1|＝2.251，|f3/f4|＝1.219，R7/R8＝-9.200，R10/R11＝1.111，T4/T6＝3.880，T5/T6＝3.640，D56/BFL＝0.307，SD/TD＝0.819。

配合参阅图18，由(a)的纵向色差与球差、(b)的像散像差、(c)的横向色差，以及(d)的畸变像差图式能看出本第五实施例也能维持良好光学性能。

参阅图21，为本发明光学摄像镜头10的一个第六实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各光学数据、非球面系数及所述透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，及该第二透镜4的物侧面41及像侧面42皆为凹面，该第三透镜5具有正屈光力，该第五透镜7的物侧面71为凹面。

其详细的光学数据如图23所示，且本第六实施例的整体系统焦距为4.47mm，半视角(HFOV)为33°，光圈值(Fno)为2.3，其系统长度为5.4mm。

图24则为该第六实施例的第一透镜3的物侧面31到第六透镜8的像侧面82的各项非球面系数。

另外，该第六实施例的该光学摄像镜头10中各重要参数间的关系如以下所示：

f1/f＝0.588，|f2/f1|＝1.046，|f3/f4|＝2.389，R7/R8＝-0.130，R10/R11＝1.063，T4/T6＝2.914，T5/T6＝1.571，D56/BFL＝0.154，SD/TD＝0.826。

配合参阅图22，由(a)的纵向色差与球差、(b)的像散像差、(c)的横向色差，以及(d)的畸变像差图式能看出本第六实施例也能维持良好光学性能。

再配合参阅图25，为上述六个实施例的各项光学参数关系的表格图，当本发明光学摄像镜头10中的各项光学参数间的关系式满足下列条件式时，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：

(一)满足0.52<f1/f<0.72时，则能在广角光学特性与镜头制造性间取得较好的平衡，其中，若f1/f趋小，则能得到较佳的镜头制造性，若f1/f趋大，则能得到较广的系统视场角度。

(二)满足0.94<|f2/f1|<2.48时，则能降低镜头组装时的偏心敏感度与修正镜头的系统色差的功效，其中，若|f2/f1|趋小，则镜头的系统色差能得到较佳的修正，若|f2/f1|趋大，则能有效降低镜头的组装偏心敏感度。

(三)满足|f3/f4|<3.71时，则能有效修正镜头的系统像散及场曲。

(四)满足-14.97<R7/R8<-0.12时，则能修正镜头的系统瞳差，且在镜头保持高入光量的同时，能有效缩短镜头的系统长度，其中，若R7/R8趋小，则镜头的系统长度能易于缩短，若R7/R8趋大，则镜头能得到较高入光量。

(五)满足0.96<R10/R11<1.41时，则能在保持良好制造性的情况下修正场曲，其中，若R10/R11趋小，则能降低偏心敏感度，得到较高的制造良率，若R10/R11趋大，则场曲修正效果较佳。

(六)满足1.94<T4/T6<4.49时，则能在镜头的系统长度与制造性间取得平衡，其中，若T4/T6趋小，则能平均镜片的制作敏感度，使各单一个部件均趋近于容易制造，若T4/T6趋大，则能有效缩短镜头的系统长度，利于薄型化。

(七)满足1.41<T5/T6<4.05时，则能在镜头薄型化的前提下具有较稳定的制造良率，其中，若T5/T6趋小，能使得镜片有较佳的成型性，制造精度较稳定，若T5/T6趋大，则镜头的系统长度能有效缩短。

(八)满足0.73<SD/TD<0.93时，则能使镜头兼具高效能与高制造良率，其中，若SD/TD趋小，则能降低镜头中最敏感镜片的偏心敏感度﹐使得镜头整体良率得到有效控制，若SD/TD趋大，能增加视场角，且能有效修正系统慧差。

然而，有鉴于光学系统设计的不可预测性，在本发明的架构下，符合上述条件式能较佳地使本发明光学摄像镜头10的长度缩短、入光量提高(光圈值缩小)、视场角增加、成像质量提升，或组装良率提 升而改善先前技术的缺点。

归纳上述，本发明光学摄像镜头10，能获致下述的功效及优点，所以能达到本发明的目的：

通过该第一透镜3具有正屈光力，主要提供该光学摄像镜头10所需的屈光力；该光圈2设置于该第一透镜3与该第二透镜4间，能在镜头的制造性与入射于一个设置在成像面100上的传感器的角度间取得较佳平衡；该第二透镜4为负屈光力；该第三透镜5具非球面的特性，能更佳地修正镜头在广角大光圈的光学系统容易发生的像散问题，进而使得镜头易达到大光圈的效果；该第四透镜6具有正屈光力，再配合第三透镜5的焦距满足|f3/f4|<3.71条件下，能有效修正镜头的系统像散及场曲；该第五透镜7具有正屈光力，能有效缩短镜头的系统长度，且具有反曲点711的物侧面71的面型设计，能有效修正镜头在大光圈的光学特性所产生的系统慧差；该第六透镜8能调整入射该传感器的光线角度，达到最大的集光效果，降低传感器产生噪声的机会，以提升整体的影像质量，且其物侧面81为凹向物侧的凹面，则能较佳地修正轴上色差，以提升镜头中心影像质量。

由前述六个实施例的说明，显示本发明光学摄像镜头10的设计，其所述实施例的系统长度皆可以缩短到5.5mm以下，相较于现有的光学摄像镜头，应用本发明的镜头能制造出更薄型化的产品，使本发明具有符合市场需求的经济效益。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。