光学成像镜头及应用该光学成像镜头的电子装置的制造方法
光学成像镜头及应用该光学成像镜头的电子装置的制造方法
【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（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块的小型化需求愈来愈 高，随着感光親合组件（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)之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。因此，光学成像镜头最重 要的特性不外乎就是成像质量与体积。
[0003] 然而，光学成像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成像镜头，设计过程牵涉到材料特性，还必须考虑到组装良率 等生产在线的实际问题。
[0004] 综上所述，微型化镜头的制作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成像镜头，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。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明之目的，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、一第四透镜，及一第五透镜，且该第一透镜至该第五透镜分别包 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。
[0007] 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；该第二透镜的该像侧 面具有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圆周附近区域的 凹面部；该第四透镜具有负屈光率，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；及该第五透镜的该物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部。
[0008] 其中，该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有五片，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,该第四透镜与该第五透镜之间在光轴上的空气间 隙为 G45,并满足（T2+T4)/G45 兰 2.9。
[0009] 本发明光学成像镜头的有益效果在于：藉由上述透镜的物侧面或像侧面的凹凸形 状设计与排列，使该光学成像镜头在缩短系统长度的条件下，仍具备能够有效克服像差的 光学性能，并提供较佳的成像质量。
[0010] 因此，本发明之另一目的，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，仍能够提供良好之光学性能 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。
【附图说明】
[0014] 图1是一示意图，说明一透镜的面型结构；
[0015] 图2是一示意图，说明一透镜的面型凹凸结构及光线焦点；
[0016] 图3是一不意图，说明一范例一的透镜的面型结构；
[0017] 图4是一示意图，说明一范例二的透镜的面型结构；
[0018] 图5是一不意图，说明一范例三的透镜的面型结构；
[0019] 图6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；
[0020] 图7是该第一实施例的纵向球差与各项像差图；
[0021] 图8是一表格图，说明该第一实施例的各透镜的光学数据；
[0022] 图9是一表格图，说明该第一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二实施例；
[0024] 图11是该第二实施例的纵向球差与各项像差图；
[0025] 图12是一表格图，说明该第二实施例的各透镜的光学数据；
[0026] 图13是一表格图，说明该第二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三实施例；
[0028] 图15是该第三实施例的纵向球差与各项像差图；
[0029] 图16是一表格图，说明该第三实施例的各透镜的光学数据；
[0030] 图17是一表格图，说明该第三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四实施例；
[0032] 图19是该第四实施例的纵向球差与各项像差图；
[0033] 图20是一表格图，说明该第四实施例的各透镜的光学数据；
[0034] 图21是一表格图，说明该第四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五实施例；
[0036] 图23是该第五实施例的纵向球差与各项像差图；
[0037] 图24是一表格图，说明该第五实施例的各透镜的光学数据；
[0038] 图25是一表格图，说明该第五实施例的各透镜的非球面系数；
[0039] 图26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；
[0040] 图27是该第六实施例的纵向球差与各项像差图；
[0041] 图28是一表格图，说明该第六实施例的各透镜的光学数据；
[0042] 图29是一表格图，说明该第六实施例的各透镜的非球面系数；
[0043] 图30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；
[0044] 图31是该第七实施例的纵向球差与各项像差图；
[0045] 图32是一表格图，说明该第七实施例的各透镜的光学数据；
[0046] 图33是一表格图，说明该第七实施例的各透镜的非球面系数；
[0047] 图34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；
[0048] 图35是该第八实施例的纵向球差与各项像差图；
[0049] 图36是一表格图，说明该第八实施例的各透镜的光学数据；
[0050]图37是一表格图，说明该第八实施例的各透镜的非球面系数；
[0051] 图38是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第九实施例；
[0052] 图39是该第九实施例的纵向球差与各项像差图；
[0053] 图40是一表格图，说明该第九实施例的各透镜的光学数据；
[0054] 图41是一表格图，说明该第九实施例的各透镜的非球面系数；
[0055] 图42是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第十实施例；
[0056] 图43是该第十实施例的纵向球差与各项像差图；
[0057] 图44是一表格图，说明该第十实施例的各透镜的光学数据；
[0058] 图45是一表格图，说明该第十实施例的各透镜的非球面系数；
[0059] 图46是一表格图，说明该五片式光学成像镜头的该第一实施例至该第十实施例 的光学参数；
[0060] 图47是一表格图，说明该五片式光学成像镜头的该第一实施例至该第十实施例 的光学参数；
[0061] 图48是一剖视不意图，说明本发明电子装置的一第一实施例；及
[0062] 图49是一剖视示意图，说明本发明电子装置的一第二实施例。
[0063] [符号说明]
[0064] 10...........光学成像镜头
[0065] 2............光圈
[0066] 3............第一透镜
[0067] 31...........物侧面
[0068] 311.........凸面部
[0069] 312.........凸面部
[0070] 32...........像侧面
[0071] 321.........凸面部
[0072] 322 .........凸面部
[0073] 4............第二透镜
[0074] 41...........物侧面
[0075] 411.........凹面部
[0076] 412.........凹面部
[0077] 413.........凸面部
[0078] 42...........像侧面
[0079] 421.........凹面部
[0080] 422 .........凹面部
[0081] 5............第三透镜
[0082] 51...........物侧面
[0083] 511.........凹面部
[0084] 512.........凹面部
[0085] 52...........像侧面
[0086] 521.........凸面部
[0087] 522 .........凸面部
[0088] 6............第四透镜
[0089] 61...........物侧面
[0090] 611.. .......凸面部
[0091] 612.........凹面部
[0092] 62...........像侧面
[0093] 621.........凹面部
[0094] 622 .........凸面部
[0095] 7............第五透镜
[0096] 71...........物侧面
[0097] 711.........凸面部
[0098] 712.........凸面部
[0099] 713.........凹面部
[0100] 72...........像侧面
[0101] 721.........凹面部
[0102] 722 .........凸面部
[0103] 723 .........凹面部
[0104] 724 .........凸面部
[0105] 9............滤光片
[0106] 91...........物侧面
[0107] 92...........像侧面
[0108] 100.........成像面
[0109] I.............光轴
[0110] 1............电子装置
[0111] 11...........机壳
[0112] 12...........影像模块
[0113] 120.........模块后座单元
[0114] 121.........镜头后座
[0115] 122.........影像传感器后座
[0116] 123.........第一座体
[0117] 124.........第二座体
[0118] 125.........线圈
[0119] 126.........磁性组件
[0120] 130.........影像传感器
[0121] 21...........镜筒
[0122] II、III.??轴线
【具体实施方式】
[0123] 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。
[0124] 本篇说明书所言之"一透镜具有正屈光率（或负屈光率）"，是指所述透镜以高斯 光学理论计算出来之光轴上的屈光率为正（或为负）。该像侧面、物侧面定义为成像光线通 过的范围，其中成像光线包括了主光线（chief ray)Lc及边缘光线（marginal ray)Lm，如图 1所示，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，光线通过光轴上的区 域为光轴附近区域A，边缘光线通过的区域为圆周附近区域C，此外，该透镜还包含一延伸 部E (即圆周附近区域C径向上向外的区域），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之结构与形状并不限于此，以下之实施例 为求图式简洁均省略了部分的延伸部。更详细的说，判定面形或光轴附近区域、圆周附近区 域、或多个区域的范围的方法如下述几点：
[0125] 1.请参照图1，其系一透镜径向上的剖视图。以该剖视图观之，在判断前述区域的 范围时，定义一中心点为该透镜表面上与光轴I的一交点，而一转换点是位于该透镜表面 上的一点，且通过该点的一切线与光轴垂直。如果径向上向外有复数个转换点，则依序为第 一转换点，第二转换点，而有效半效径上距光轴径向上最远的转换点为第N转换点。中心 点和第一转换点之间的范围为光轴附近区域，第N转换点径向上向外的区域为圆周附近区 域，中间可依各转换点区分不同的区域。此外，有效半径为边缘光线Lm与透镜表面交点到 光轴I上的垂直距离。
[0126] 2.如图2所示，该区域的形状凹凸系以平行通过该区域的光线（或光线延伸线） 与光轴I的交点在像侧或物侧来决定（光线焦点判定方式）。举例言之，当光线通过该区域 后，光线会朝像侧聚焦，与光轴的焦点会位在像侧，例如图2中R点，则该区域为凸面部。反 之，若光线通过该某区域后，光线会发散，其延伸线与光轴的焦点在物侧，例如图2中M点， 则该区域为凹面部，所以中心点到第一转换点间为凸面部，第一转换点径向上向外的区域 为凹面部；由图2可知，该转换点即是凸面部转凹面部的分界点，因此可定义该区域与径向 上相邻该区域的内侧的区域，系以该转换点为分界具有不同的面形。另外，若是光轴I附近 区域的面形判断可依该领域中通常知识者的判断方式，以R值（指近轴的曲率半径，通常指 光学软件中的透镜数据库（lens data)上的R值）正负判断凹凸。以物侧面来说，当R值 为正时，判定为凸面部，当R值为负时，判定为凹面部；以像侧面来说，当R值为正时，判定为 凹面部，当R值为负时，判定为凸面部，此方法判定出的凹凸和光线焦点判定方式相同。
[0127] 3.若该透镜表面上无转换点，该光轴I附近区域定义为有效半径的0~50%，圆 周附近区域定义为有效半径的50~100%。
[0128] 参阅图3, 一个范例一的透镜像侧表面在有效半径上仅具有第一转换点，则第一区 为光轴I附近区域，第二区为圆周附近区域。此透镜像侧面的R值为正，故判断光轴I附近 区域具有一凹面部；圆周附近区域的面形和径向上紧邻该区域的内侧区域不同。即，圆周附 近区域和光轴I附近区域的面形不同；该圆周附近区域系具有一凸面部。
[0129] 参阅图4, 一个范例二的透镜物侧表面在有效半径上具有第一及第二转换点，则第 一区为光轴I附近区域，第三区为圆周附近区域。此透镜物侧面的R值为正，故判断光轴附 近区域为凸面部；第一转换点与第二转换点间的区域（第二区）具有一凹面部，圆周附近区 域（第三区）具有一凸面部。
[0130] 参阅图5, 一个范例三的透镜物侧表面在有效半径上无转换点，此时以有效半径 0%~50%为光轴I附近区域，50%~100%为圆周附近区域。由于光轴I附近区域的R值 为正，故此物侧面在光轴I附近区域具有一凸面部；而圆周附近区域与光轴I附近区域间无 转换点，故圆周附近区域具有一凸面部。
[0131] 参阅图6与图8,本发明光学成像镜头10之一第一实施例，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、一第五 透镜7,及一滤光片9。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、该第五透镜7，及该滤光片9 之后，会在一成像面100 (Image Plane)形成一影像。该滤光片9为红外线滤光片（IR Cut Filter)，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。
[0132] 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9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、91，及一 朝向像侧且使成像光线通过之像侧面32、42、52、62、72、92。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。
[0133] 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，但该第一透镜3至该第五透镜7的材质仍不以此为限制。
[0134] 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。
[0135] 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为一凹面，且具有一在光轴I附近区域的凹面部421及一位于圆周附近区域的凹面 部 422。
[0136] 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为一凸面，且具有一位于光轴I附近区域的凸面部521及一位于圆周附近区域的凸 面部522。
[0137] 该第四透镜6具有负屈光率。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。
[0138] 该第五透镜7具有负屈光率。该第五透镜7的该物侧面71为一凸面，且具有一位 于光轴I附近区域的凸面部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 侧面72具有一位于光轴附近区域的凹面部721及一位于圆周附近区域的凸面部722。
[0139] 在本第一实施例中，只有上述透镜具有屈光率。
[0140] 该第一实施例的其它详细光学数据如图8所示，且该第一实施例的整体系统焦距 (effective focal length，简称EFL)为3. 645mm，半视角（half field of view，简称HFOV) 为38. 068°、光圈值（Fno)为2. 2,其系统长度为4. 639mm，以其像高为2. 856mm。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。
[0141] 此外，该第一透镜3、该第二透镜4、该第三透镜5、该第四透镜6,及该第五透镜7 的物侧面31、41、51、61、71及像侧面32、42、52、62、72，共计十个面均是非球面，而该等非球 面是依下列公式定义：
[0143] 其中：
[0144] Y:非球面曲线上的点与光轴I的距离；
[0145] Z:非球面之深度（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 之切面，两者间的垂直距离）；
[0146] R:透镜表面的曲率半径；
[0147] K :维面系数（conic constant);
[0148] a2i:第2i阶非球面系数。
[0149] 该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72在公式（1)中的各项非球面 系数如图9所示。其中，图9中字段编号31表示其为第一透镜3的物侧面31的非球面系 数，其它字段依此类推。
[0150] 另外，该第一实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47所 不〇
[0151] 其中，
[0152] T1为该第一透镜3在光轴I上的厚度；
[0153] T2为该第二透镜4在光轴I上的厚度；
[0154] T3为该第三透镜5在光轴I上的厚度；
[0155] T4为该第四透镜6在光轴I上的厚度；
[0156] T5为该第五透镜7在光轴I上的厚度；
[0157] G12为该第一透镜3与该第二透镜4之间在光轴I上的空气间隙；
[0158] G23为该第二透镜4与该第三透镜5之间在光轴I上的空气间隙；
[0159] G34为该第三透镜5与该第四透镜6之间在光轴I上的空气间隙；
[0160] G45为该第四透镜6与该第五透镜7之间在光轴I上的空气间隙；
[0161] Gaa为该第一透镜3至该第五透镜7在光轴I上的五个空气间隙总和，即G12、G23、 G34、G45 之和；
[0162]ALT为该第一透镜3、该第二透镜4、该第三透镜5、该第四透镜6及该第五透镜7 在光轴I上的厚度总和，即Tl、T2、T3、T4、T5之和；
[0163] TTL为该第一透镜3的该物侧面31到该成像面100在光轴I上的距离；
[0164] BFL为该第五透镜7的该像侧面72到该成像面100在光轴I上的距离；及
[0165] EFL为该光学成像镜头10的系统焦距。
[0166] 另外，再定义：
[0167] G5F为该第五透镜7与该滤光片9之间在光轴I上的空气间隙；
[0168] TF为该滤光片9在光轴I上的厚度；
[0169] GFI为该滤光片9与该成像面100之间在光轴I上的空气间隙；
[0170] fl为该第一透镜3的焦距；
[0171] f2为该第二透镜4的焦距；
[0172] f3为该第三透镜5的焦距；
[0173] f4为该第四透镜6的焦距；
[0174] f5为该第五透镜7的焦距；
[0175] nl为该第一透镜3的折射率；
[0176] n2为该第二透镜4的折射率；
[0177] n3为该第三透镜5的折射率；
[0178] n4为该第四透镜6的折射率；
[0179]n5为该第五透镜7的折射率；
[0180] u 1为该第一透镜3的阿贝系数（Abbe number)，阿贝系数也可称为色散系数；
[0181] u2为该第二透镜4的阿贝系数；
[0182]u3为该第三透镜5的阿贝系数；
[0183] u4为该第四透镜6的阿贝系数；及
[0184]u5为该第五透镜7的阿贝系数。
[0185] 再配合参阅图7,（a)的图式说明该第一实施例的纵向球差（longitudinal spherical aberration)，（b)与（c)的图式则分别说明该第一实施例在成像面100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球差图示图7(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±0. 〇3mm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相当接近，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。
[0186] 在图7(b)与7(c)的二个像散像差图示中，三种代表波长在整个视场范围内的焦 距变化量落在±0. 〇5mm内，说明本第一实施例的光学系统能有效消除像差。而图7(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±0. 5%的范围内，说明本第一实施 例的畸变像差已符合光学系统的成像质量要求，据此说明本第一实施例相较于现有光学镜 头，在系统长度已缩短至4. 639mm左右的条件下，仍能提供较佳的成像质量，故本第一实施 例能在维持良好光学性能之条件下，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。
[0187] 参阅图10,为本发明光学成像镜头10的一第二实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 该第二透镜4的该物侧面41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 区域的凸面部413,该第五透镜7的该像侧面72为一凹面，且具有一位于光轴I附近区域的 凹面部721及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面， 图10中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0188] 其详细的光学数据如图12所示，且该第二实施例的整体系统焦距为3. 622mm，半 视角（HFOV)为37. 996°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 589mm，及像高为2. 856mm。
[0189] 如图13所示，则为该第二实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0190] 另外，该第二实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0191] 配合参阅图11，由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第二实施例也能维持良好光学性能。
[0192] 经由上述说明可得知，该第二实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第二实 施例的系统长度小于该第一实施例的系统长度，且该第二实施例比该第一实施例易于制造 因此良率较高。
[0193] 参阅图14,为本发明光学成像镜头10的一第三实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712,该第五透镜7的该像侧面72为一凹面，且具有一位于光轴I附近区域的 凹面部721及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面， 图14中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0194] 其详细的光学数据如图16所示，且本第三实施例的整体系统焦距为3. 808mm，半 视角（HF0V)为36. 761°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 758mm，及像高为2. 856mm。
[0195] 如图17所示，则为该第三实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0196] 另外，该第三实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0197] 配合参阅图15,由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第三实施例也能维持良好光学性能。
[0198] 经由上述说明可得知，该第三实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第三实 施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0199] 参阅图18,为本发明光学成像镜头10的一第四实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712,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724 及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面，图18中省略 部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0200] 其详细的光学数据如图20所示，且本第四实施例的整体系统焦距为3. 667mm，半 视角（HFOV)为37. 824°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 536mm，及像高为2. 856mm。 [0201] 如图21所示，则为该第四实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0202] 另外，该第四实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0203]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 式可看出本第四实施例也能维持良好光学性能。
[0204] 经由上述说明可得知，该第四实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第四实 施例的系统长度小于该第一实施例的系统长度，且该第四实施例比该第一实施例易于制造 因此良率较高。
[0205] 参阅图22,为本发明光学成像镜头10的一第五实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712。在此需注意的是，为了清楚地显示图面，图22中省略部分与第一实施例 相同的凹面部与凸面部的标号。
[0206] 其详细的光学数据如图24所示，且本第五实施例的整体系统焦距为3. 596mm，半 视角（HF0V)为38. 436°、光圈值 （Fno)为2. 2,系统长度则为4. 478mm，及像高为2. 856mm。
[0207] 如图25所示，则为该第五实施例的该第一透镜3的物侧面31到第七透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0208] 另外，该第五实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0209] 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 式可看出本第五实施例也能维持良好光学性能。
[0210] 经由上述说明可得知，该第五实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第五实 施例的半视角大于该第一实施例的半视角，该第五实施例的系统长度小于该第一实施例的 系统长度，且该第五实施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0211] 参阅图26,为本发明光学成像镜头10的一第六实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712。在此需注意的是，为了清楚地显示图面，图26中省略部分与第一实施例 相同的凹面部与凸面部的标号。
[0212] 其详细的光学数据如图28所示，且本第六实施例的整体系统焦距为3. 622mm，半 视角（HF0V)为38. 219°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 515mm，及像高为2. 856mm。
[0213] 如图29所示，则为该第六实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0214] 另外，该第六实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0215] 配合参阅图27,由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第六实施例也能维持良好光学性能。
[0216] 经由上述说明可得知，该第六实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第六实 施例的半视角大于该第一实施例的半视角，该第六实施例的系统长度小于该第一实施例的 系统长度，且该第六实施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0217] 参阅图30,为本发明光学成像镜头10的一第七实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712,该第五透镜7的该像侧面72为一凹面，且具有一位于光轴I附近区域的 凹面部721及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面， 图30中省略与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0218] 其详细的光学数据如图32所示，且本第七实施例的整体系统焦距为3. 515mm，半 视角（HFOV)为38. 904°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 576mm，及像高为2. 856mm。
[0219] 如图33所示，则为该第七实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0220] 另外，该第七实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0221] 配合参阅图31，由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第七实施例也能维持良好光学性能。
[0222] 经由上述说明可得知，该第七实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第七实 施例的系统长度小于该第一实施例的系统长度、该第七实施例的半视角大于该第一实施例 的半视角，且该第七实施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0223] 参阅图34,为本发明光学成像镜头10的一第八实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同。在此 需注意的是，为了清楚地显示图面，图34中省略与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标 号。
[0224] 其详细的光学数据如图36所示，且本第八实施例的整体系统焦距为3. 486mm，半 视角（HF0V)为39. 295°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 418mm，及像高为2. 856mm。
[0225] 如图37所示，则为该第八实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0226] 另外，该第八实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0227] 配合参阅图35,由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第八实施例也能维持良好光学性能。
[0228] 经由上述说明可得知，该第八实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第八实 施例的系统长度小于该第一实施例的系统长度，该第八实施例的半视角大于该第一实施例 的半视角，且该第八实施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0229] 参阅图38,为本发明光学成像镜头10的一第九实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712,该第五透镜7的该像侧面72为一凹面，且具有一位于光轴I附近区域的 凹面部721及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面， 图38中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0230] 其详细的光学数据如图40所示，且本第九实施例的整体系统焦距为3. 643mm，半 视角（HFOV)为38. 053°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 596mm，及像高为2. 856mm。
[0231] 如图41所示，则为该第九实施例的该第一透镜3的物侧面31到第七透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0232] 另外，该第九实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0233]配合参阅图39,由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第九实施例也能维持良好光学性能。
[0234] 经由上述说明可得知，该第九实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第九实 施例的系统长度小于该第一实施例的系统长度，且该第九实施例比该第一实施例易于制造 因此良率较高。
[0235] 参阅图42,为本发明光学成像镜头10的一第十实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712,该第五透镜7的该像侧面72为一凹面，且具有一位于光轴I附近区域的 凹面部721及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面， 图34中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0236] 其详细的光学数据如图44所示，且本第十实施例的整体系统焦距为3. 622mm，半 视角（HF0V)为38. 216°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 594mm，及像高为2. 856mm。
[0237] 如图45所示，则为该第十实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0238] 另外，该第十实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0239] 配合参阅图43,由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第十实施例也能维持良好光学性能。
[0240] 经由上述说明可得知，该第十实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第十实 施例的半视角大于该第一实施例的半视角，该第十实施例的系统长度小于该第一实施例的 系统长度，且该第十实施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0241] 再配合参阅图46及图47,为上述十个实施例的各项光学参数的表格图，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：
[0242] (一）为了达成缩短光学成像镜头10长度，可适当的缩短透镜厚度和透镜间的空 气间隙，但考虑到透镜组合过程的难异度以及必须兼顾成像质量的前提下，故能满足以下 条件式之数值限定，光学成像镜头10能有较佳配置：（T2+T4)/G45兰2. 9、ALT/G23兰4. 2、 Gaa/T4 兰 4. 5、（Tl+T3)/G23 芎 2. 4、BFL/T3 兰 1. 4、ALT/T1 兰 4. 0、T3/(G12+G45)芎 1. 65、 T1/T2 兰 2. 6、T3/T5 兰 1. 3、（G23+G45)/T3 兰 1. 6、ALT/T5 兰 6. 0、（G23+G34)/T2 兰 2. 2。上 述各条件式较佳的范围为：1. 9兰（T2+T4)/G45兰2. 9、4. 2兰ALT/G23兰5. 5、2. 0兰Gaa/ T4 刍 3. 0、2. 4 刍（Tl+T3)/G23 刍 3. 5、1. 0 刍 BFL/T3 刍 1. 3、3. 2 刍 ALT/T1 刍 4. 0、1. 65 刍 T3/ (G12+G45)刍 3. 9、2. 6 刍 T1/T2 刍 3. 5、1. 8 刍 T3/T5 刍 2. 6、0. 7 刍（G23+G45)/T3 刍 1. 3、 6. 0 ^ ALT/T5 ^ 8. 0,2. 2 ^ (G23+G34)/T2 ^ 3. 4〇
[0243] (二）在光学成像镜头10厚度薄化的过程 中，该光学成像镜头10的系统焦距 EFL缩短有助于视埸角的扩大，所以EFL趋小设计，故满足条件式：EFL/T1 5 5. 7,较佳地， 4. 4 刍 EFL/T1 刍 5. 7。
[0244] (三）由于该第五透镜7的该物侧面71圆周附近区域为凸面部712,若搭配该第 五透镜7的该物侧面71光轴I附近区域为凹面部713的面型变化，将有助于消除场曲和畸 变。
[0245] 然而，有鉴于光学系统设计的不可预测性，在本发明的架构之下，符合上述条件式 能较佳地使本发明光学成像镜头10的长度缩短、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。
[0246] 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：
[0247] 一、该第一透镜3的该像侧面32具有一在光轴I附近区域的凸面部321，可有效聚 光，再搭配该光圈2设置于该第一透镜3的物侧面31有助于扩大视场。
[0248] 二、该第二透镜4的该像侧面42具有一圆周附近区域的凹面部422以及该第三透 镜5的该物侧面51具有一在圆周附近区域的凹面部512可消除场曲和畸变；另外，该第四 透镜6具有负屈光率、该第四透镜6的该物侧面61具有一在光轴I附近区域的凸面部611， 该第五透镜7的该物侧面71具有一在圆周附近区域的凸面部712,此设计可修正光线进入 该成像面100的角度，且以上面型的搭配可确保成像质量。
[0249] 三、本发明各实施例的纵向球差、像散像差、畸变皆符合使用规范。另外，红、绿、蓝 三种代表波长在不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近，由每一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皆获得控制而具有良好的球差、像差、畸变抑制能力。进 一步参阅成像质量数据，红、绿、蓝三种代表波长彼此间的距离亦相当接近，显示本发明在 各种状态下对不同波长光线的集中性佳而具有优良的色散抑制能力。也就是说，本发明藉 由所述透镜的设计与相互搭配，而能产生优异的成像质量。
[0250] 四、由前述十个实施例的说明，显示本发明光学成像镜头10的设计，其该等实施 例的系统长度皆可以缩短到小于4. 76_以下，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的产品，使本发明具有符合市场需求的经济效益。
[0251] 参阅图47,为应用前述该光学成像镜头10的电子装置1的一第一实施例，该电子 装置1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 该电子装置1，但该电子装置1的型式不以此为限。
[0252] 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100 (见图6)是形成于该影像传感器130。
[0253] 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。
[0254] 参阅图48,为应用前述该光学成像镜头10的电子装置1的一第二实施例，该第二 实施例与该第一实施例的该电子装置1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。
[0255] 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， 该滤光片9则是设置在该影像传感器后座122。该电子装置1的第二实施例的其它组件结 构则与第一实施例的该电子装置1类似，在此不再赘述。
[0256] 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 该电子装置1的第一实施例与第二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，使本发明的该电子装置1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。
[0257] 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。
【主权项】
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光圈、一第一 透镜、一第二透镜、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 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； 该第一透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部； 该第二透镜的该像侧面具有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圆周附近区域的凹面部； 该第四透镜具有负屈光率，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 该第五透镜的该物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部； 其中，该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有五片，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,该第四透镜与该第五透镜之间在光轴上的空气间隙为 G45,并满足（T2+T4)/G45 兰 2.9。2. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该光学成像镜头的系 统焦距为EFL，该第一透镜在光轴上的厚度为T1，并还满足下列条件式：EFL/T1 5 5. 7。3. 根据权利要求2所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第一透镜、该第二 透镜、该第三透镜、该第四透镜及该第五透镜该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,并还满足下列条件式！ALT/G23 3 4. 2。4. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第一透镜至该第五 透镜在光轴上的四个空气间隙总和为Gaa，并还满足下列条件式：Gaa/T4 5 4. 5。5. 根据权利要求4所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第二透镜与该第三 透镜之间在光轴上的空气间隙为G23,该第一透镜在光轴上的厚度为T1，该第三透镜在光 轴上的厚度为T3,并还满足下列条件式：（T1+T3)/G23 3 2. 4。6. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第五透镜的该像侧 面到一成像面在光轴上的距离为BFL，该第三透镜在光轴上的厚度为T3,并还满足下列条 件式：BFL/T3 兰L4。7. 根据权利要求6所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第一透镜、该第二 透镜、该第三透镜、该第四透镜及该第五透镜该在光轴上的厚度总和为ALT，该第一透镜在 光轴上的厚度为T1，并还满足下列条件式：ALT/T1兰4。8. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，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,并还满足下列条 件式：T3AG12+G45)兰 1. 65。9. 根据权利要求8所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第一透镜在光轴上 的厚度为T1，并还满足下列条件式：T1/T2 3 2. 6。10. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第三透镜在光轴 上的厚度为T3,该第五透镜在光轴上的厚度为T5,并还满足下列条件式：T3/T5 3 1. 3。11. 根据权利要求10所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第五透镜的该物 侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部。12. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第三透镜在光轴 上的厚度为T3,该第二透镜与该第三透镜之间在光轴上的空气间隙为G23,并还满足下列 条件式：（G23+G45)/T3 兰L6。13. 根据权利要求12所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第一透镜、该第 二透镜、该第三透镜、该第四透镜及该第五透镜该在光轴上的厚度总和为ALT，该第五透镜 在光轴上的厚度为T5,并还满足下列条件式：ALT/T5 3 6。14. 根据权利要求13所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，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：(G23+G34)/T2兰2. 2。15. -种电子装置，其特征在于：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至权利要求14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。
【专利摘要】本发明是有关于一种光学成像镜头及应用光学成像镜头的电子装置，本光学成像镜头包括五透镜，第一透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部；第二透镜的像侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部；第三透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部；第四透镜具有负屈光率，第四透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部；及第五透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部，并满足(T2+T4)/G45≦2.9。本发明电子装置包括包含一机壳，及一影像模块。影像模块包括一所述的光学成像镜头、一镜筒、一模块后座单元，及一影像传感器。本发明兼具良好的实用性能且有助于轻薄短小化的结构设计。
【IPC分类】G02B13/18, G02B13/00
【公开号】CN104898256
【申请号】CN201510078235
【发明人】张加欣, 瞿勇, 林茂宗
【申请人】玉晶光电(厦门)有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月13日
【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（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块的小型化需求愈来愈 高，随着感光親合组件（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)之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。因此，光学成像镜头最重 要的特性不外乎就是成像质量与体积。
[0003] 然而，光学成像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成像镜头，设计过程牵涉到材料特性，还必须考虑到组装良率 等生产在线的实际问题。
[0004] 综上所述，微型化镜头的制作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成像镜头，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。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明之目的，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、一第四透镜，及一第五透镜，且该第一透镜至该第五透镜分别包 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。
[0007] 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；该第二透镜的该像侧 面具有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圆周附近区域的 凹面部；该第四透镜具有负屈光率，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；及该第五透镜的该物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部。
[0008] 其中，该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有五片，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,该第四透镜与该第五透镜之间在光轴上的空气间 隙为 G45,并满足（T2+T4)/G45 兰 2.9。
[0009] 本发明光学成像镜头的有益效果在于：藉由上述透镜的物侧面或像侧面的凹凸形 状设计与排列，使该光学成像镜头在缩短系统长度的条件下，仍具备能够有效克服像差的 光学性能，并提供较佳的成像质量。
[0010] 因此，本发明之另一目的，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，仍能够提供良好之光学性能 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。
【附图说明】
[0014] 图1是一示意图，说明一透镜的面型结构；
[0015] 图2是一示意图，说明一透镜的面型凹凸结构及光线焦点；
[0016] 图3是一不意图，说明一范例一的透镜的面型结构；
[0017] 图4是一示意图，说明一范例二的透镜的面型结构；
[0018] 图5是一不意图，说明一范例三的透镜的面型结构；
[0019] 图6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；
[0020] 图7是该第一实施例的纵向球差与各项像差图；
[0021] 图8是一表格图，说明该第一实施例的各透镜的光学数据；
[0022] 图9是一表格图，说明该第一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二实施例；
[0024] 图11是该第二实施例的纵向球差与各项像差图；
[0025] 图12是一表格图，说明该第二实施例的各透镜的光学数据；
[0026] 图13是一表格图，说明该第二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三实施例；
[0028] 图15是该第三实施例的纵向球差与各项像差图；
[0029] 图16是一表格图，说明该第三实施例的各透镜的光学数据；
[0030] 图17是一表格图，说明该第三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四实施例；
[0032] 图19是该第四实施例的纵向球差与各项像差图；
[0033] 图20是一表格图，说明该第四实施例的各透镜的光学数据；
[0034] 图21是一表格图，说明该第四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五实施例；
[0036] 图23是该第五实施例的纵向球差与各项像差图；
[0037] 图24是一表格图，说明该第五实施例的各透镜的光学数据；
[0038] 图25是一表格图，说明该第五实施例的各透镜的非球面系数；
[0039] 图26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；
[0040] 图27是该第六实施例的纵向球差与各项像差图；
[0041] 图28是一表格图，说明该第六实施例的各透镜的光学数据；
[0042] 图29是一表格图，说明该第六实施例的各透镜的非球面系数；
[0043] 图30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；
[0044] 图31是该第七实施例的纵向球差与各项像差图；
[0045] 图32是一表格图，说明该第七实施例的各透镜的光学数据；
[0046] 图33是一表格图，说明该第七实施例的各透镜的非球面系数；
[0047] 图34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；
[0048] 图35是该第八实施例的纵向球差与各项像差图；
[0049] 图36是一表格图，说明该第八实施例的各透镜的光学数据；
[0050]图37是一表格图，说明该第八实施例的各透镜的非球面系数；
[0051] 图38是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第九实施例；
[0052] 图39是该第九实施例的纵向球差与各项像差图；
[0053] 图40是一表格图，说明该第九实施例的各透镜的光学数据；
[0054] 图41是一表格图，说明该第九实施例的各透镜的非球面系数；
[0055] 图42是一配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一第十实施例；
[0056] 图43是该第十实施例的纵向球差与各项像差图；
[0057] 图44是一表格图，说明该第十实施例的各透镜的光学数据；
[0058] 图45是一表格图，说明该第十实施例的各透镜的非球面系数；
[0059] 图46是一表格图，说明该五片式光学成像镜头的该第一实施例至该第十实施例 的光学参数；
[0060] 图47是一表格图，说明该五片式光学成像镜头的该第一实施例至该第十实施例 的光学参数；
[0061] 图48是一剖视不意图，说明本发明电子装置的一第一实施例；及
[0062] 图49是一剖视示意图，说明本发明电子装置的一第二实施例。
[0063] [符号说明]
[0064] 10...........光学成像镜头
[0065] 2............光圈
[0066] 3............第一透镜
[0067] 31...........物侧面
[0068] 311.........凸面部
[0069] 312.........凸面部
[0070] 32...........像侧面
[0071] 321.........凸面部
[0072] 322 .........凸面部
[0073] 4............第二透镜
[0074] 41...........物侧面
[0075] 411.........凹面部
[0076] 412.........凹面部
[0077] 413.........凸面部
[0078] 42...........像侧面
[0079] 421.........凹面部
[0080] 422 .........凹面部
[0081] 5............第三透镜
[0082] 51...........物侧面
[0083] 511.........凹面部
[0084] 512.........凹面部
[0085] 52...........像侧面
[0086] 521.........凸面部
[0087] 522 .........凸面部
[0088] 6............第四透镜
[0089] 61...........物侧面
[0090] 611.. .......凸面部
[0091] 612.........凹面部
[0092] 62...........像侧面
[0093] 621.........凹面部
[0094] 622 .........凸面部
[0095] 7............第五透镜
[0096] 71...........物侧面
[0097] 711.........凸面部
[0098] 712.........凸面部
[0099] 713.........凹面部
[0100] 72...........像侧面
[0101] 721.........凹面部
[0102] 722 .........凸面部
[0103] 723 .........凹面部
[0104] 724 .........凸面部
[0105] 9............滤光片
[0106] 91...........物侧面
[0107] 92...........像侧面
[0108] 100.........成像面
[0109] I.............光轴
[0110] 1............电子装置
[0111] 11...........机壳
[0112] 12...........影像模块
[0113] 120.........模块后座单元
[0114] 121.........镜头后座
[0115] 122.........影像传感器后座
[0116] 123.........第一座体
[0117] 124.........第二座体
[0118] 125.........线圈
[0119] 126.........磁性组件
[0120] 130.........影像传感器
[0121] 21...........镜筒
[0122] II、III.??轴线
【具体实施方式】
[0123] 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。
[0124] 本篇说明书所言之"一透镜具有正屈光率（或负屈光率）"，是指所述透镜以高斯 光学理论计算出来之光轴上的屈光率为正（或为负）。该像侧面、物侧面定义为成像光线通 过的范围，其中成像光线包括了主光线（chief ray)Lc及边缘光线（marginal ray)Lm，如图 1所示，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，光线通过光轴上的区 域为光轴附近区域A，边缘光线通过的区域为圆周附近区域C，此外，该透镜还包含一延伸 部E (即圆周附近区域C径向上向外的区域），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之结构与形状并不限于此，以下之实施例 为求图式简洁均省略了部分的延伸部。更详细的说，判定面形或光轴附近区域、圆周附近区 域、或多个区域的范围的方法如下述几点：
[0125] 1.请参照图1，其系一透镜径向上的剖视图。以该剖视图观之，在判断前述区域的 范围时，定义一中心点为该透镜表面上与光轴I的一交点，而一转换点是位于该透镜表面 上的一点，且通过该点的一切线与光轴垂直。如果径向上向外有复数个转换点，则依序为第 一转换点，第二转换点，而有效半效径上距光轴径向上最远的转换点为第N转换点。中心 点和第一转换点之间的范围为光轴附近区域，第N转换点径向上向外的区域为圆周附近区 域，中间可依各转换点区分不同的区域。此外，有效半径为边缘光线Lm与透镜表面交点到 光轴I上的垂直距离。
[0126] 2.如图2所示，该区域的形状凹凸系以平行通过该区域的光线（或光线延伸线） 与光轴I的交点在像侧或物侧来决定（光线焦点判定方式）。举例言之，当光线通过该区域 后，光线会朝像侧聚焦，与光轴的焦点会位在像侧，例如图2中R点，则该区域为凸面部。反 之，若光线通过该某区域后，光线会发散，其延伸线与光轴的焦点在物侧，例如图2中M点， 则该区域为凹面部，所以中心点到第一转换点间为凸面部，第一转换点径向上向外的区域 为凹面部；由图2可知，该转换点即是凸面部转凹面部的分界点，因此可定义该区域与径向 上相邻该区域的内侧的区域，系以该转换点为分界具有不同的面形。另外，若是光轴I附近 区域的面形判断可依该领域中通常知识者的判断方式，以R值（指近轴的曲率半径，通常指 光学软件中的透镜数据库（lens data)上的R值）正负判断凹凸。以物侧面来说，当R值 为正时，判定为凸面部，当R值为负时，判定为凹面部；以像侧面来说，当R值为正时，判定为 凹面部，当R值为负时，判定为凸面部，此方法判定出的凹凸和光线焦点判定方式相同。
[0127] 3.若该透镜表面上无转换点，该光轴I附近区域定义为有效半径的0~50%，圆 周附近区域定义为有效半径的50~100%。
[0128] 参阅图3, 一个范例一的透镜像侧表面在有效半径上仅具有第一转换点，则第一区 为光轴I附近区域，第二区为圆周附近区域。此透镜像侧面的R值为正，故判断光轴I附近 区域具有一凹面部；圆周附近区域的面形和径向上紧邻该区域的内侧区域不同。即，圆周附 近区域和光轴I附近区域的面形不同；该圆周附近区域系具有一凸面部。
[0129] 参阅图4, 一个范例二的透镜物侧表面在有效半径上具有第一及第二转换点，则第 一区为光轴I附近区域，第三区为圆周附近区域。此透镜物侧面的R值为正，故判断光轴附 近区域为凸面部；第一转换点与第二转换点间的区域（第二区）具有一凹面部，圆周附近区 域（第三区）具有一凸面部。
[0130] 参阅图5, 一个范例三的透镜物侧表面在有效半径上无转换点，此时以有效半径 0%~50%为光轴I附近区域，50%~100%为圆周附近区域。由于光轴I附近区域的R值 为正，故此物侧面在光轴I附近区域具有一凸面部；而圆周附近区域与光轴I附近区域间无 转换点，故圆周附近区域具有一凸面部。
[0131] 参阅图6与图8,本发明光学成像镜头10之一第一实施例，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、一第五 透镜7,及一滤光片9。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、该第五透镜7，及该滤光片9 之后，会在一成像面100 (Image Plane)形成一影像。该滤光片9为红外线滤光片（IR Cut Filter)，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。
[0132] 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9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、91，及一 朝向像侧且使成像光线通过之像侧面32、42、52、62、72、92。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。
[0133] 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，但该第一透镜3至该第五透镜7的材质仍不以此为限制。
[0134] 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。
[0135] 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为一凹面，且具有一在光轴I附近区域的凹面部421及一位于圆周附近区域的凹面 部 422。
[0136] 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为一凸面，且具有一位于光轴I附近区域的凸面部521及一位于圆周附近区域的凸 面部522。
[0137] 该第四透镜6具有负屈光率。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。
[0138] 该第五透镜7具有负屈光率。该第五透镜7的该物侧面71为一凸面，且具有一位 于光轴I附近区域的凸面部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 侧面72具有一位于光轴附近区域的凹面部721及一位于圆周附近区域的凸面部722。
[0139] 在本第一实施例中，只有上述透镜具有屈光率。
[0140] 该第一实施例的其它详细光学数据如图8所示，且该第一实施例的整体系统焦距 (effective focal length，简称EFL)为3. 645mm，半视角（half field of view，简称HFOV) 为38. 068°、光圈值（Fno)为2. 2,其系统长度为4. 639mm，以其像高为2. 856mm。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。
[0141] 此外，该第一透镜3、该第二透镜4、该第三透镜5、该第四透镜6,及该第五透镜7 的物侧面31、41、51、61、71及像侧面32、42、52、62、72，共计十个面均是非球面，而该等非球 面是依下列公式定义：
[0143] 其中：
[0144] Y:非球面曲线上的点与光轴I的距离；
[0145] Z:非球面之深度（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 之切面，两者间的垂直距离）；
[0146] R:透镜表面的曲率半径；
[0147] K :维面系数（conic constant);
[0148] a2i:第2i阶非球面系数。
[0149] 该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72在公式（1)中的各项非球面 系数如图9所示。其中，图9中字段编号31表示其为第一透镜3的物侧面31的非球面系 数，其它字段依此类推。
[0150] 另外，该第一实施例之光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47所 不〇
[0151] 其中，
[0152] T1为该第一透镜3在光轴I上的厚度；
[0153] T2为该第二透镜4在光轴I上的厚度；
[0154] T3为该第三透镜5在光轴I上的厚度；
[0155] T4为该第四透镜6在光轴I上的厚度；
[0156] T5为该第五透镜7在光轴I上的厚度；
[0157] G12为该第一透镜3与该第二透镜4之间在光轴I上的空气间隙；
[0158] G23为该第二透镜4与该第三透镜5之间在光轴I上的空气间隙；
[0159] G34为该第三透镜5与该第四透镜6之间在光轴I上的空气间隙；
[0160] G45为该第四透镜6与该第五透镜7之间在光轴I上的空气间隙；
[0161] Gaa为该第一透镜3至该第五透镜7在光轴I上的五个空气间隙总和，即G12、G23、 G34、G45 之和；
[0162]ALT为该第一透镜3、该第二透镜4、该第三透镜5、该第四透镜6及该第五透镜7 在光轴I上的厚度总和，即Tl、T2、T3、T4、T5之和；
[0163] TTL为该第一透镜3的该物侧面31到该成像面100在光轴I上的距离；
[0164] BFL为该第五透镜7的该像侧面72到该成像面100在光轴I上的距离；及
[0165] EFL为该光学成像镜头10的系统焦距。
[0166] 另外，再定义：
[0167] G5F为该第五透镜7与该滤光片9之间在光轴I上的空气间隙；
[0168] TF为该滤光片9在光轴I上的厚度；
[0169] GFI为该滤光片9与该成像面100之间在光轴I上的空气间隙；
[0170] fl为该第一透镜3的焦距；
[0171] f2为该第二透镜4的焦距；
[0172] f3为该第三透镜5的焦距；
[0173] f4为该第四透镜6的焦距；
[0174] f5为该第五透镜7的焦距；
[0175] nl为该第一透镜3的折射率；
[0176] n2为该第二透镜4的折射率；
[0177] n3为该第三透镜5的折射率；
[0178] n4为该第四透镜6的折射率；
[0179]n5为该第五透镜7的折射率；
[0180] u 1为该第一透镜3的阿贝系数（Abbe number)，阿贝系数也可称为色散系数；
[0181] u2为该第二透镜4的阿贝系数；
[0182]u3为该第三透镜5的阿贝系数；
[0183] u4为该第四透镜6的阿贝系数；及
[0184]u5为该第五透镜7的阿贝系数。
[0185] 再配合参阅图7,（a)的图式说明该第一实施例的纵向球差（longitudinal spherical aberration)，（b)与（c)的图式则分别说明该第一实施例在成像面100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球差图示图7(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±0. 〇3mm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相当接近，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。
[0186] 在图7(b)与7(c)的二个像散像差图示中，三种代表波长在整个视场范围内的焦 距变化量落在±0. 〇5mm内，说明本第一实施例的光学系统能有效消除像差。而图7(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±0. 5%的范围内，说明本第一实施 例的畸变像差已符合光学系统的成像质量要求，据此说明本第一实施例相较于现有光学镜 头，在系统长度已缩短至4. 639mm左右的条件下，仍能提供较佳的成像质量，故本第一实施 例能在维持良好光学性能之条件下，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。
[0187] 参阅图10,为本发明光学成像镜头10的一第二实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 该第二透镜4的该物侧面41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 区域的凸面部413,该第五透镜7的该像侧面72为一凹面，且具有一位于光轴I附近区域的 凹面部721及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面， 图10中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0188] 其详细的光学数据如图12所示，且该第二实施例的整体系统焦距为3. 622mm，半 视角（HFOV)为37. 996°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 589mm，及像高为2. 856mm。
[0189] 如图13所示，则为该第二实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0190] 另外，该第二实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0191] 配合参阅图11，由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第二实施例也能维持良好光学性能。
[0192] 经由上述说明可得知，该第二实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第二实 施例的系统长度小于该第一实施例的系统长度，且该第二实施例比该第一实施例易于制造 因此良率较高。
[0193] 参阅图14,为本发明光学成像镜头10的一第三实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712,该第五透镜7的该像侧面72为一凹面，且具有一位于光轴I附近区域的 凹面部721及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面， 图14中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0194] 其详细的光学数据如图16所示，且本第三实施例的整体系统焦距为3. 808mm，半 视角（HF0V)为36. 761°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 758mm，及像高为2. 856mm。
[0195] 如图17所示，则为该第三实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0196] 另外，该第三实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0197] 配合参阅图15,由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第三实施例也能维持良好光学性能。
[0198] 经由上述说明可得知，该第三实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第三实 施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0199] 参阅图18,为本发明光学成像镜头10的一第四实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712,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724 及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面，图18中省略 部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0200] 其详细的光学数据如图20所示，且本第四实施例的整体系统焦距为3. 667mm，半 视角（HFOV)为37. 824°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 536mm，及像高为2. 856mm。 [0201] 如图21所示，则为该第四实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0202] 另外，该第四实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0203]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 式可看出本第四实施例也能维持良好光学性能。
[0204] 经由上述说明可得知，该第四实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第四实 施例的系统长度小于该第一实施例的系统长度，且该第四实施例比该第一实施例易于制造 因此良率较高。
[0205] 参阅图22,为本发明光学成像镜头10的一第五实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712。在此需注意的是，为了清楚地显示图面，图22中省略部分与第一实施例 相同的凹面部与凸面部的标号。
[0206] 其详细的光学数据如图24所示，且本第五实施例的整体系统焦距为3. 596mm，半 视角（HF0V)为38. 436°、光圈值 （Fno)为2. 2,系统长度则为4. 478mm，及像高为2. 856mm。
[0207] 如图25所示，则为该第五实施例的该第一透镜3的物侧面31到第七透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0208] 另外，该第五实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0209] 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 式可看出本第五实施例也能维持良好光学性能。
[0210] 经由上述说明可得知，该第五实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第五实 施例的半视角大于该第一实施例的半视角，该第五实施例的系统长度小于该第一实施例的 系统长度，且该第五实施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0211] 参阅图26,为本发明光学成像镜头10的一第六实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712。在此需注意的是，为了清楚地显示图面，图26中省略部分与第一实施例 相同的凹面部与凸面部的标号。
[0212] 其详细的光学数据如图28所示，且本第六实施例的整体系统焦距为3. 622mm，半 视角（HF0V)为38. 219°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 515mm，及像高为2. 856mm。
[0213] 如图29所示，则为该第六实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0214] 另外，该第六实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0215] 配合参阅图27,由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第六实施例也能维持良好光学性能。
[0216] 经由上述说明可得知，该第六实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第六实 施例的半视角大于该第一实施例的半视角，该第六实施例的系统长度小于该第一实施例的 系统长度，且该第六实施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0217] 参阅图30,为本发明光学成像镜头10的一第七实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712,该第五透镜7的该像侧面72为一凹面，且具有一位于光轴I附近区域的 凹面部721及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面， 图30中省略与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0218] 其详细的光学数据如图32所示，且本第七实施例的整体系统焦距为3. 515mm，半 视角（HFOV)为38. 904°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 576mm，及像高为2. 856mm。
[0219] 如图33所示，则为该第七实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0220] 另外，该第七实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0221] 配合参阅图31，由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第七实施例也能维持良好光学性能。
[0222] 经由上述说明可得知，该第七实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第七实 施例的系统长度小于该第一实施例的系统长度、该第七实施例的半视角大于该第一实施例 的半视角，且该第七实施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0223] 参阅图34,为本发明光学成像镜头10的一第八实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同。在此 需注意的是，为了清楚地显示图面，图34中省略与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标 号。
[0224] 其详细的光学数据如图36所示，且本第八实施例的整体系统焦距为3. 486mm，半 视角（HF0V)为39. 295°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 418mm，及像高为2. 856mm。
[0225] 如图37所示，则为该第八实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0226] 另外，该第八实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0227] 配合参阅图35,由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第八实施例也能维持良好光学性能。
[0228] 经由上述说明可得知，该第八实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第八实 施例的系统长度小于该第一实施例的系统长度，该第八实施例的半视角大于该第一实施例 的半视角，且该第八实施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0229] 参阅图38,为本发明光学成像镜头10的一第九实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712,该第五透镜7的该像侧面72为一凹面，且具有一位于光轴I附近区域的 凹面部721及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面， 图38中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0230] 其详细的光学数据如图40所示，且本第九实施例的整体系统焦距为3. 643mm，半 视角（HFOV)为38. 053°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 596mm，及像高为2. 856mm。
[0231] 如图41所示，则为该第九实施例的该第一透镜3的物侧面31到第七透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0232] 另外，该第九实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0233]配合参阅图39,由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第九实施例也能维持良好光学性能。
[0234] 经由上述说明可得知，该第九实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第九实 施例的系统长度小于该第一实施例的系统长度，且该第九实施例比该第一实施例易于制造 因此良率较高。
[0235] 参阅图42,为本发明光学成像镜头10的一第十实施例，其与该第一实施例大致相 似，仅各光学数据、非球面系数及该等透镜3、4、5、6、7、8间的参数或多或少有些不同，以及 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713及一位于圆周附近 区域的凸面部712,该第五透镜7的该像侧面72为一凹面，且具有一位于光轴I附近区域的 凹面部721及一位于圆周附近区域的凹面部723。在此需注意的是，为了清楚地显示图面， 图34中省略部分与第一实施例相同的凹面部与凸面部的标号。
[0236] 其详细的光学数据如图44所示，且本第十实施例的整体系统焦距为3. 622mm，半 视角（HF0V)为38. 216°、光圈值（Fno)为2. 2,系统长度则为4. 594mm，及像高为2. 856mm。
[0237] 如图45所示，则为该第十实施例的该第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像 侧面72在公式（1)中的各项非球面系数。
[0238] 另外，该第十实施例之该光学成像镜头10中各重要参数间的关系如图46及图47 所示。
[0239] 配合参阅图43,由（a)的纵向球差、（b)、（c)的像散像差，以及（d)的畸变像差图 式可看出本第十实施例也能维持良好光学性能。
[0240] 经由上述说明可得知，该第十实施例相较于该第一实施例的优点在于：该第十实 施例的半视角大于该第一实施例的半视角，该第十实施例的系统长度小于该第一实施例的 系统长度，且该第十实施例比该第一实施例易于制造因此良率较高。
[0241] 再配合参阅图46及图47,为上述十个实施例的各项光学参数的表格图，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：
[0242] (一）为了达成缩短光学成像镜头10长度，可适当的缩短透镜厚度和透镜间的空 气间隙，但考虑到透镜组合过程的难异度以及必须兼顾成像质量的前提下，故能满足以下 条件式之数值限定，光学成像镜头10能有较佳配置：（T2+T4)/G45兰2. 9、ALT/G23兰4. 2、 Gaa/T4 兰 4. 5、（Tl+T3)/G23 芎 2. 4、BFL/T3 兰 1. 4、ALT/T1 兰 4. 0、T3/(G12+G45)芎 1. 65、 T1/T2 兰 2. 6、T3/T5 兰 1. 3、（G23+G45)/T3 兰 1. 6、ALT/T5 兰 6. 0、（G23+G34)/T2 兰 2. 2。上 述各条件式较佳的范围为：1. 9兰（T2+T4)/G45兰2. 9、4. 2兰ALT/G23兰5. 5、2. 0兰Gaa/ T4 刍 3. 0、2. 4 刍（Tl+T3)/G23 刍 3. 5、1. 0 刍 BFL/T3 刍 1. 3、3. 2 刍 ALT/T1 刍 4. 0、1. 65 刍 T3/ (G12+G45)刍 3. 9、2. 6 刍 T1/T2 刍 3. 5、1. 8 刍 T3/T5 刍 2. 6、0. 7 刍（G23+G45)/T3 刍 1. 3、 6. 0 ^ ALT/T5 ^ 8. 0,2. 2 ^ (G23+G34)/T2 ^ 3. 4〇
[0243] (二）在光学成像镜头10厚度薄化的过程 中，该光学成像镜头10的系统焦距 EFL缩短有助于视埸角的扩大，所以EFL趋小设计，故满足条件式：EFL/T1 5 5. 7,较佳地， 4. 4 刍 EFL/T1 刍 5. 7。
[0244] (三）由于该第五透镜7的该物侧面71圆周附近区域为凸面部712,若搭配该第 五透镜7的该物侧面71光轴I附近区域为凹面部713的面型变化，将有助于消除场曲和畸 变。
[0245] 然而，有鉴于光学系统设计的不可预测性，在本发明的架构之下，符合上述条件式 能较佳地使本发明光学成像镜头10的长度缩短、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。
[0246] 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：
[0247] 一、该第一透镜3的该像侧面32具有一在光轴I附近区域的凸面部321，可有效聚 光，再搭配该光圈2设置于该第一透镜3的物侧面31有助于扩大视场。
[0248] 二、该第二透镜4的该像侧面42具有一圆周附近区域的凹面部422以及该第三透 镜5的该物侧面51具有一在圆周附近区域的凹面部512可消除场曲和畸变；另外，该第四 透镜6具有负屈光率、该第四透镜6的该物侧面61具有一在光轴I附近区域的凸面部611， 该第五透镜7的该物侧面71具有一在圆周附近区域的凸面部712,此设计可修正光线进入 该成像面100的角度，且以上面型的搭配可确保成像质量。
[0249] 三、本发明各实施例的纵向球差、像散像差、畸变皆符合使用规范。另外，红、绿、蓝 三种代表波长在不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近，由每一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皆获得控制而具有良好的球差、像差、畸变抑制能力。进 一步参阅成像质量数据，红、绿、蓝三种代表波长彼此间的距离亦相当接近，显示本发明在 各种状态下对不同波长光线的集中性佳而具有优良的色散抑制能力。也就是说，本发明藉 由所述透镜的设计与相互搭配，而能产生优异的成像质量。
[0250] 四、由前述十个实施例的说明，显示本发明光学成像镜头10的设计，其该等实施 例的系统长度皆可以缩短到小于4. 76_以下，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的产品，使本发明具有符合市场需求的经济效益。
[0251] 参阅图47,为应用前述该光学成像镜头10的电子装置1的一第一实施例，该电子 装置1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 该电子装置1，但该电子装置1的型式不以此为限。
[0252] 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100 (见图6)是形成于该影像传感器130。
[0253] 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。
[0254] 参阅图48,为应用前述该光学成像镜头10的电子装置1的一第二实施例，该第二 实施例与该第一实施例的该电子装置1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。
[0255] 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， 该滤光片9则是设置在该影像传感器后座122。该电子装置1的第二实施例的其它组件结 构则与第一实施例的该电子装置1类似，在此不再赘述。
[0256] 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 该电子装置1的第一实施例与第二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，使本发明的该电子装置1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。
[0257] 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。
【主权项】
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光圈、一第一 透镜、一第二透镜、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 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； 该第一透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部； 该第二透镜的该像侧面具有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圆周附近区域的凹面部； 该第四透镜具有负屈光率，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 该第五透镜的该物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部； 其中，该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有五片，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,该第四透镜与该第五透镜之间在光轴上的空气间隙为 G45,并满足（T2+T4)/G45 兰 2.9。2. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该光学成像镜头的系 统焦距为EFL，该第一透镜在光轴上的厚度为T1，并还满足下列条件式：EFL/T1 5 5. 7。3. 根据权利要求2所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第一透镜、该第二 透镜、该第三透镜、该第四透镜及该第五透镜该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,并还满足下列条件式！ALT/G23 3 4. 2。4. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第一透镜至该第五 透镜在光轴上的四个空气间隙总和为Gaa，并还满足下列条件式：Gaa/T4 5 4. 5。5. 根据权利要求4所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第二透镜与该第三 透镜之间在光轴上的空气间隙为G23,该第一透镜在光轴上的厚度为T1，该第三透镜在光 轴上的厚度为T3,并还满足下列条件式：（T1+T3)/G23 3 2. 4。6. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第五透镜的该像侧 面到一成像面在光轴上的距离为BFL，该第三透镜在光轴上的厚度为T3,并还满足下列条 件式：BFL/T3 兰L4。7. 根据权利要求6所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第一透镜、该第二 透镜、该第三透镜、该第四透镜及该第五透镜该在光轴上的厚度总和为ALT，该第一透镜在 光轴上的厚度为T1，并还满足下列条件式：ALT/T1兰4。8. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，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,并还满足下列条 件式：T3AG12+G45)兰 1. 65。9. 根据权利要求8所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第一透镜在光轴上 的厚度为T1，并还满足下列条件式：T1/T2 3 2. 6。10. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第三透镜在光轴 上的厚度为T3,该第五透镜在光轴上的厚度为T5,并还满足下列条件式：T3/T5 3 1. 3。11. 根据权利要求10所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第五透镜的该物 侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部。12. 根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第三透镜在光轴 上的厚度为T3,该第二透镜与该第三透镜之间在光轴上的空气间隙为G23,并还满足下列 条件式：（G23+G45)/T3 兰L6。13. 根据权利要求12所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，该第一透镜、该第 二透镜、该第三透镜、该第四透镜及该第五透镜该在光轴上的厚度总和为ALT，该第五透镜 在光轴上的厚度为T5,并还满足下列条件式：ALT/T5 3 6。14. 根据权利要求13所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中，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：(G23+G34)/T2兰2. 2。15. -种电子装置，其特征在于：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至权利要求14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。
【专利摘要】本发明是有关于一种光学成像镜头及应用光学成像镜头的电子装置，本光学成像镜头包括五透镜，第一透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部；第二透镜的像侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部；第三透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凹面部；第四透镜具有负屈光率，第四透镜的物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部；及第五透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部，并满足(T2+T4)/G45≦2.9。本发明电子装置包括包含一机壳，及一影像模块。影像模块包括一所述的光学成像镜头、一镜筒、一模块后座单元，及一影像传感器。本发明兼具良好的实用性能且有助于轻薄短小化的结构设计。
【IPC分类】G02B13/18, G02B13/00
【公开号】CN104898256
【申请号】CN201510078235
【发明人】张加欣, 瞿勇, 林茂宗
【申请人】玉晶光电(厦门)有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月13日
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