CN103364923B - 五片式光学成像镜头及应用该镜头的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种五片式光学成像镜头及应用该镜头的电子装置，该镜头包含一个光圈、一个第一透镜、一个第二透镜、一个第三透镜、一个第四透镜及一个第五透镜，且前述透镜都具有一个物侧面及一个像侧面。第一透镜为正屈光率的透镜且其物侧面为凸面。第二透镜为负屈光率的透镜且其像侧面为凹面。第三透镜为负屈光率的透镜。第四透镜的像侧面为凸面。第五透镜的像侧面具有一个位于光轴附近区域的凹面部及一个位于圆周附近区域的凸面部。第二透镜、第三透镜的色散系数分别为v₂、v₃，且v₂v₃＜10。第四透镜的中心厚度为T₄，第一透镜到第五透镜沿光轴上的空气间隙总合为G_AA，且0.5＜T₄/G_AA＜1.0。借此使该镜头在缩短长度下仍有好的光学性能。

Description

五片式光学成像镜头及应用该镜头的电子装置

技术领域

本发明涉及一种光学镜头，特别是涉及一种五片式光学成像镜头及应用该镜头的电子装置。

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(主要包含光学成像镜头、后座(holder)与感测器(sensor)等元件)相关技术蓬勃发展，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，随着感光耦合元件(Charge Coupled Device，简称为CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-OxideSemiconductor，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。

美国专利公开号20110013069的第一实施例揭露一种五片式光学成像镜头，其中，该设计的第三透镜和第四透镜之间的间隙较大。

中国台湾专利公开号201144890的第一实施例和第四实施例，以及中国台湾专利公开号201106040的第一实施例也分别揭露一种五片式光学成像镜头，其中，该设计的第二透镜和第三透镜之间的间隙较大。

中国台湾专利公开号201022714的第二实施例、中国台湾专利公开号201137430的第二实施例，以及中国台湾专利公开号201043999的第二实施例，均揭露了五片式光学成像镜头，其中，该第一透镜到第三透镜的屈光率(Reflective Power)依序为正负正。

美国专利公开号20110249346的第一实施例到第三实施例，均揭露了五片式光学成像镜头，其中，该设计的光学成像镜头的各透镜厚度和各透镜间的空气间隙较大。

上述申请案中的镜头长度有缩短趋势，但仍然有部份镜头的长度过长，例如，中国台湾专利公开号201144890的第一实施例镜头长度在6.5mm左右，不利于手机和数字相机等携带型电子产品的薄型化设计。

由上述申请案所公开的镜头的长度范围，可以归纳出目前的研发趋势仍在于缩短镜头的整体系统长度，但当镜头长度逐渐缩短，势必会影响到光学性能与成像质量，因此，目前仍有开发镜头长度缩短且能维持良好的光学性能的光学成像镜头的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在缩短镜头长度的条件下仍然能够保有良好的光学性能的五片式光学成像镜头。

本发明五片式光学成像镜头，从物侧至像侧依序包含一个光圈(Aperture Stop)、一个第一透镜、一个第二透镜、一个第三透镜、一个第四透镜及一个第五透镜，且该第一透镜至该第五透镜都具有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，其中，该成像镜头仅包含上述五片透镜。

该第一透镜为正屈光率的透镜，且该第一透镜的物侧面为凸面。该第二透镜为负屈光率的透镜，且该第二透镜的像侧面为凹面。该第三透镜为负屈光率的透镜。该第四透镜的像侧面为凸面。该第五透镜的像侧面为曲面，并具有一个位于光轴附近区域的凹面部及一个位于圆周附近区域的凸面部。

其中，该第二透镜的色散系数为ν₂，该第三透镜的色散系数为ν₃，并满足下列条件式：|ν₂-ν₃|<10。

该第四透镜在光轴上的中心厚度为T₄，自该第一透镜到该第五透镜沿光轴上的空气间隙总合距离为G_AA，并满足下列条件式：0.5<T₄/G_AA<1.0。

本发明的五片式光学成像镜头，该第三透镜在光轴上的中心厚度为T₃，并满足下列条件式：0.33<T₃/G_AA<0.60。

本发明的五片式光学成像镜头，该第四透镜的焦距为f₄，且该第四透镜在光轴上的中心厚度和该第四透镜到该第五透镜沿光轴上的空气间隙的总合距离为T_4-5，该焦距与该总合距离并满足下列条件式：5<|f₄/T_4-5|<8。

本发明的五片式光学成像镜头，该第四透镜的焦距为f₄，且该第四透镜的物侧面在光轴上的曲率半径为R₇，该焦距与该曲率半径并满足下列条件式：0.42<|R₇/f₄|<0.62。

本发明的五片式光学成像镜头，该第三透镜的像侧面位于光轴上的中心点到该第四透镜的物侧面位于光轴上的中心点之距离为T_L3A2-L4A1，且该第三透镜与该第四透镜的关系满足下列条件式：T₄>T_L3A2-L4A1。

本发明的五片式光学成像镜头，该第二透镜的物侧面为曲面，并具有一个位于圆周附近区域的凸面部。

本发明的五片式光学成像镜头，该第一透镜的像侧面为凸面，该第二透镜的物侧面还具有一个位于光轴附近区域的凸面部，该第三透镜的像侧面与物侧面皆为曲面，且该第三透镜的物侧面具有一个位于光轴附近区域的凸面部及一个位于圆周附近区域的凹面部，及该第三透镜的像侧面具有一个位于光轴附近区域的凹面部及一个位于圆周附近区域的凸面部，该第四透镜为正屈光率的透镜，且该第四透镜的物侧面为凹面，该第五透镜为负屈光率的透镜，且该第五透镜的物侧面为曲面，并具有位于光轴附近区域的一个凸面部，及位于圆周附近区域的另一个凸面部。

本发明的五片式光学成像镜头，该第一透镜的像侧面为凹面，该第二透镜的物侧面还具有一个位于光轴附近区域的凸面部，该第三透镜的像侧面与物侧面皆为曲面，且该第三透镜的物侧面具有一个位于光轴附近区域的凸面部及一个位于圆周附近区域的凹面部，及该第三透镜的像侧面具有一个位于光轴附近区域的凹面部及一个位于圆周附近区域的凸面部，该第四透镜为正屈光率的透镜，且该第四透镜的物侧面为凹面，该第五透镜为负屈光率的透镜，且该第五透镜的物侧面为曲面，并具有位于光轴附近区域的一个凸面部，及位于圆周附近区域的另一个凸面部。

本发明的五片式光学成像镜头，该第一透镜的像侧面为凹面，该第二透镜的物侧面还具有一个位于光轴附近区域的凸面部，该第三透镜的像侧面与物侧面皆为曲面，且该第三透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的一个凹面部及位于圆周附近区域的另一个凹面部，及该第三透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的一个凸面部及位于圆周附近区域的另一个凸面部，该第四透镜为正屈光率的透镜，且该第四透镜的物侧面为凹面，该第五透镜为负屈光率的透镜，且该第五透镜的物侧面为曲面，并具有位于光轴附近区域的一个凸面部，及位于圆周附近区域的另一个凸面部。

本发明五片式光学成像镜头的有益效果在于：借由限定该第二透镜与第三透镜的色散系数差的范围，能确保第二透镜的屈光率被有效分配，限定该第四透镜在光轴上的中心厚度与第一透镜到第五透镜在光轴上的空气间隙总合的比例关系，能在不减少间隙长度及增加系统敏感度的条件下，有效分配系统中的空气间隙长度与第四透镜厚度，使本发明的光学成像镜头在缩短长度的条件下，仍然能够提供良好的光学性能。

进一步地，本发明还提供一种应用前述五片式光学成像镜头的电子装置。

于是，本发明的电子装置，包含一个机壳，及一个安装在该机壳内的影像模组。

该影像模组包括一个如权利要求1至权利要求15中任一项权利要求所述的五片式光学成像镜头、一个用于供该五片式光学成像镜头设置的镜筒、一个用于供该镜筒设置的模组后座单元，及一个设置于该五片式光学成像镜头像侧的影像感测器。

本发明的电子装置，该模组后座单元具有一个镜头后座，该镜头后座具有一个与该镜筒外侧相贴合且沿一轴线设置的第一座体，及一个沿该轴线并环绕着该第一座体外侧设置的第二座体，该第一座体用于带着该镜筒与设置于该镜筒内的五片式光学成像镜头沿该轴线移动。

本发明的电子装置，该模组后座单元还具有一个位于该第二座体和该影像感测器之间的影像感测器后座，且该影像感测器后座和该第二座体相贴合。

本发明电子装置的有益效果在于：借由在该电子装置中装载具有前述的五片式光学成像镜头的影像模组，可以利用该光学成像镜头在缩短长度的条件下，仍能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能且有助于轻薄短小化的结构设计而能满足更高的消费需求。

附图说明

图1是一个配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一个第一较佳实施例；

图2是第一较佳实施例的纵向球差与各项像差图；

图3是一个表格图，说明该光学成像镜头第一较佳实施例的各个透镜的光学数据；

图4是一个表格图，说明该光学成像镜头第一较佳实施例的各个透镜的非球面系数；

图5是一个配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一个第二较佳实施例；

图6是第二较佳实施例的纵向球差与各项像差图；

图7是一个表格图，说明该光学成像镜头第二较佳实施例的各个透镜的光学数据；

图8是一个表格图，说明该光学成像镜头第二较佳实施例的各个透镜的非球面系数；

图9是一个配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一个第三较佳实施例；

图10是第三较佳实施例的纵向球差与各项像差图；

图11是一个表格图，说明该光学成像镜头第三较佳实施例的各个透镜的光学数据；

图12是一个表格图，说明该光学成像镜头第三较佳实施例的各个透镜的非球面系数；

图13是一个配置示意图，说明本发明光学成像镜头的一个第四较佳实施例；

图14是第四较佳实施例的纵向球差与各项像差图；

图15是一表格图，说明该光学成像镜头第四较佳实施例的各透镜的光学数据；

图16是一个表格图，说明该光学成像镜头第四较佳实施例的各个透镜的非球面系数；

图17是一个表格图，说明该光学成像镜头第一较佳实施例至第四较佳实施例的各项光学参数；

图18是一个剖视示意图，说明本发明应用该五片式光学成像镜头的电子装置的一个较佳实施例；

图19是一个剖视示意图，说明本发明应用该五片式光学成像镜头的电子装置的一个模组后座单元为不同结构型式的另一个较佳实施例；

图20是一个透镜结构从中间剖切后的一个立体示意图，说明该第一透镜至该第五透镜分别具有一个物侧延伸部及一个像侧延伸部的情形。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

在本发明被详细描述以前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图1，本发明五片式光学成像镜头2从物侧至像侧依序包含沿一条光轴I设置的一个光圈8、一个第一透镜3、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及一个滤光片9，且该成像镜头2的透镜系统仅包含第一透镜3至第五透镜7的五片透镜。当由一个待拍摄物所发出的光线进入该光学成像镜头2，并经由该光圈8、第一透镜3、该第二透镜4、该第三透镜5、第四透镜6、第五透镜7及该滤光片9之后，会在一个成像面10(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投射至该成像面10造成色偏而影响成像质量。在本实施例中，元件的物侧是朝向该待拍摄物的一侧，而元件的像侧是朝向该成像面10的一侧。

该第一透镜3至该第五透镜7及该滤光片9都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、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、92。

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都是塑料材质所制成，但其材质不以此为限。

此外，该光学成像镜头2中各重要参数间的关系并满足下列条件式：

|ν₂-ν₃|<10------------------(1)

0.5<T₄/G_AA<1.0----------------(2)

0.33<T₃/G_AA<0.60---------------(3)

5<|f₄/T_4-5|<8-------------------(4)

0.42<|R₇/f₄|<0.62---------------(5)

T₄>T_L3A2-L4A1----------------------(6)

其中，

ν₂为第二透镜4的色散系数；

ν₃为该第三透镜5的色散系数；

T₄为该第四透镜6在光轴I上的中心厚度；

G_AA为自该第一透镜3到该第五透镜7沿光轴I上的空气间隙总和；

T₃为该第三透镜5在光轴I上的中心厚度；

f₄为该第四透镜6的焦距；

T_4-5为该第四透镜6在光轴I上的中心厚度及该第四透镜6到该第五透镜7沿光轴I上的空气间隙总合距离；

R₇为该第四透镜6的物侧面61在光轴I上的曲率半径；

T_L3A2-L4A1为该第三透镜5的像侧面52位于光轴I上的中心点到第四透镜6的物侧面61位于光轴I上的中心点的距离。

(第一较佳实施例)

参阅图1，为本发明五片式光学成像镜头2的一个第一较佳实施例，其中，该第一透镜3为正屈光率的透镜，该一透镜3的物侧面31与像侧面32皆为凸面，且两者皆为非球面。该第二透镜4为负屈光率的透镜，且该第二透镜4的物侧面41为曲面，并具有位于光轴I附近区域的一个凸面部411及位于圆周附近区域的另一个凸面部412，该第二透镜4的像侧面42则为凹面，且该物侧面41与该像侧面42皆为非球面。该第三透镜5为负屈光率的透镜，该第三透镜5的物侧面51与像侧面52皆为曲面且都是非球面，该第三透镜5的物侧面51具有一个位于光轴I附近区域的凸面部511及一个位于圆周附近区域的凹面部512，及该第三透镜5的像侧面52具有一个位于光轴I附近区域的凹面部521及一个位于圆周附近区域的凸面部522。该第四透镜6为正屈光率的透镜，且该第四透镜6的物侧面61为凹面，该第四透镜的像侧面62为凸面，两者皆为非球面。该第五透镜7为负屈光率的透镜，且该第五透镜7的物侧面71与像侧面72皆为曲面且都是非球面，该第五透镜7的物侧面71具有位于光轴I附近区域的一个凸面部711及位于圆周附近区域的另一个凸面部712，及该第五透镜7的像侧面72具有一个位于光轴I附近区域的凹面部721及一个位于圆周附近区域的凸面部722。该红外线滤光片9是设于该第五透镜7的像侧面72与该成像面10之间。该滤光片9为平板玻璃。

在该第一较佳实施例的成像透镜系统中，各重要参数间的关系如下：

|ν₂-ν₃|＝2.75；

T₄/G_AA＝0.71；

T₃/G_AA＝0.40；

T_L3A2-L4A1＝0.17；

T₄＝0.56；

|f₄/T_4-5|＝6.86；及

|R₇/f₄|＝0.45。

该第一较佳实施例的其他详细光学数据则如图3所示，且该实施例的整体系统焦距为3.26mm，半视角(HFOV)为35.15度，系统长度则为3.68mm。

此外，从第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72，共计十个曲面均是非球面，而该非球面是依下列公式定义：

$Z\left(Y\right)=\frac{Y^2}{R}/(1+\sqrt{1-(1+K)\frac{Y^2}{R^2}})+\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{a}_{2i}\&times;Y^{2i}--------\left(7\right)$

其中，

R：透镜表面之曲率半径；

Y：非球面曲面上的点与光轴的垂直距离；

Z：非球面之深度(非球面上距离光轴为Y的点，与相切于非球面光轴上顶点的切面，两者间的垂直距离)；

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到第五透镜7的像侧面72在公式(7)中的各项非球面系数如图4所示。

配合参阅图2，(a)的图式说明该第一较佳实施例的纵向球差(longitudinal spherical aberration)，(b)与(c)的图式则分别说明该第一较佳实施例在成像面10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成像面10上的畸变像差(distortionaberration)。在本实施例的纵向球差图示中，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，由每一种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±0.015mm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±0.015mm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。

在图2(b)与2(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落在±0.03mm内，且弧矢方向的焦距更控制在±0.02mm的更小范围内，说明本实施例的光学系统能有效消除像差，此外，三种代表波长彼此间的距离已相当接近，代表轴上的色散也有明显的改善。而图2(d)的畸变像差图式则显示本实施例的畸变像差维持在±2.5％的范围内，说明本实施例的畸变像差已符合光学系统的成像质量要求，据此说明本实施例相较于现有光学镜头，在系统长度已缩短至4mm的条件下，仍能有效克服色像差并提供较佳的成像质量，故本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。

(第二较佳实施例)

参阅图5，为本发明五片式光学成像镜头2的一个第二较佳实施例，其与该第一较佳实施例相似。其中，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为凹面。该第二透镜4的物侧面41为曲面，并具有位于光轴I附近区域的一个凸面部411及位于圆周附近区域的另一个凸面部412，该第二透镜4的像侧面42则为凹面。该第三透镜5的物侧面51与像侧面52皆为曲面，且该第三透镜5的物侧面51具有一个位于光轴I附近区域的凸面部511及一个位于圆周附近区域的凹面部512，及该第三透镜5的像侧面52具有一个位于光轴I附近区域的凹面部521及一个位于圆周附近区域的凸面部522。该第四透镜6的物侧面61为凹面，该第四透镜的像侧面62为凸面。该第五透镜7的物侧面71与像侧面72皆为曲面，且该第五透镜7的物侧面71具有位于光轴I附近区域的一个凸面部711及位于圆周附近区域的另一个凸面部712，及该第五透镜7的像侧面72具有一个位于光轴I附近区域的凹面部721及一个位于圆周附近区域的凸面部722。第二较佳实施例与第一较佳实施例的主要差别为：该第二较佳实施例的第一透镜3的像侧面32为凹面，及该第二透镜4与第三透镜5的色散系数ν₂、ν₃与第一较佳实施例不同。

此外，第二较佳实施例的光学成像镜头2中各重要参数间的关系为：

|ν₂-ν₃|＝0.64；

T₄/G_AA＝0.93；

T₃/G_AA＝0.37；

T_L3A2-L4A1＝0.21；

T₄＝0.63；

|f₄/T_4-5|＝5.92；及

|R₇/f₄|＝0.47。

该第二较佳实施例的其他详细光学数据则如图7所示，且该实施例的整体系统焦距为3.25mm，半视角(HFOV)为35.36度，系统长度则为3.65mm。

此外，从第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72，共计十个曲面均是非球面，而该非球面是依上述公式(7)定义，各项非球面系数如图8所示。

参阅图6，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，本实施例也有效消除了纵向球差，且具有明显改善的色像差。而本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都落在±0.03mm的范围内，弧矢方向的像散像差的焦距更控制在±0.025mm的范围内，且其畸变像差也维持在±2.5％的范围内，同样能在系统长度已缩短至4mm的条件下，克服色像差而提供较佳的成像质量，使本实施例也能在维持良好光学性能的条件下，缩短镜头长度，而有利于薄型化的产品设计。

(第三较佳实施例)

参阅图9，为本发明五片式光学成像镜头2的一个第三较佳实施例，其与该第一较佳实施例相似。其中，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为凹面。该第二透镜4的物侧面41为曲面，并具有位于光轴I附近区域的一个凸面部411及位于圆周附近区域的另一个凸面部412，该第二透镜4的像侧面42则为凹面。该第三透镜5的物侧面51与像侧面52皆为曲面，且该第三透镜5的物侧面51具有一个位于光轴I附近区域的凸面部511及一个位于圆周附近区域的凹面部512，及该第三透镜5的像侧面52具有一个位于光轴I附近区域的凹面部521及一个位于圆周附近区域的凸面部522。该第四透镜6的物侧面61为凹面，该第四透镜的像侧面62为凸面。该第五透镜7的物侧面71与像侧面72皆为曲面，且该第五透镜7的物侧面71具有位于光轴I附近区域的一个凸面部711及位于圆周附近区域的另一个凸面部712，及该第五透镜7的像侧面72具有一个位于光轴I附近区域的凹面部721及一个位于圆周附近区域的凸面部722。第三较佳实施例与第一较佳实施例的主要差别为：该第三较佳实施例的第一透镜3的像侧面32为凹面，及该第二透镜4的色散系数ν₂与第一较佳实施例不同。

此外，第三较佳实施例的光学成像镜头2中各重要参数间的关系为：

|ν₂-ν₃|＝6.02；

T₄/G_AA＝0.82；

T₃/G_AA＝0.51；

T_L3A2-L4A1＝0.16；

T₄＝0.56；

|f₄/T_4-5|＝7.61；及

|R₇/f₄|＝0.47。

该第三较佳实施例的其他详细光学数据则如图11所示，且该实施例的整体系统焦距为3.25mm，半视角(HFOV)为35.26度，系统长度则为3.75mm。

此外，从第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72，共计十个曲面均是非球面，而该非球面是依上述公式(7)定义，各项非球面系数如图12所示。

参阅图10，同样说明该第三较佳实施例与第一较佳实施例一样，在系统长度已缩短至4mm的条件下，仍然能够有效克服色像差并提供较佳的成像质量，故本实施例能够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。

(第四较佳实施例)

参阅图13，为本发明五片式光学成像镜头2的一个第四较佳实施例，其与该第一较佳实施例相似。其中，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为凹面。该第二透镜4的物侧面41为曲面，并具有位于光轴I附近区域的一个凸面部411及位于圆周附近区域的另一个凸面部412，该第二透镜4的像侧面42则为凹面。该第三透镜5的物侧面51与像侧面52皆为曲面，且该第三透镜5的物侧面51具有位于光轴I附近区域的一个凹面部513及位于圆周附近区域的另一个凹面部512，及该第三透镜5的像侧面52具有位于光轴I附近区域的一个凸面部523及位于圆周附近区域的另一个凸面部522。该第四透镜6的物侧面61为凹面，该第四透镜的像侧面62为凸面。该第五透镜7的物侧面71与像侧面72皆为曲面，且该第五透镜7的物侧面71具有位于光轴I附近区域的一个凸面部711及位于圆周附近区域的另一个凸面部712，及该第五透镜7的像侧面72具有一个位于光轴I附近区域的凹面部721及一个位于圆周附近区域的凸面部722。第四较佳实施例与第一较佳实施例的主要差别为：该第四较佳实施例的第一透镜3的像侧面32为凹面、该第三透镜5的物侧面51在光轴I附近区域为凹面、该第三透镜5的像侧面52在光轴I附近区域为凸面，以及该第二透镜4的色散系数ν₂与第一较佳实施例不同。

此外，第四较佳实施例的光学成像镜头2中各重要参数间的关系为：

|ν₂-ν₃|＝0.00；

T₄/G_AA＝0.68；

T₃/G_AA＝0.35；

T_L3A2-L4A1＝0.26；

T₄＝0.52；

|f₄/T_4-5|＝6.69；及

|R₇/f₄|＝0.56。

该第四较佳实施例的整体系统焦距为3.36mm，半视角(HFOV)为34.64度，系统长度则为3.59mm。

此外，从第一透镜3的物侧面31到第五透镜7的像侧面72，共计十个曲面均是非球面，而该非球面亦是依上述公式(7)定义，各项非球面系数如图16所示。

参阅图14，同样说明该第四较佳实施例与第一较佳实施例一样，在系统长度已缩短至4mm的条件下，仍然能够有效克服色像差并提供较佳的成像质量，故本实施例同样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。

进一步归纳上述四个实施例，将所述四个实施例中的各项光学参数列表如图13所示。

配合图2、图6、图10与图14的光学性质得到的结果显示，当本发明光学成像镜头2中的各项光学参数间的关系满足上述条件式(1)～(6)时，在系统长度缩短为4mm左右的范围内，仍然会有较佳的光学性能表现，使本发明应用于相关电子装置时，能制出更加薄型化的产品。针对上述条件式设定所达成的效果，进一步说明如下：

一、该第二透镜的色散系数为ν₂，该第三透镜的色散系数为ν₃，当第二透镜4与第三透镜5的色散系数能满足的条件式(1)：|ν₂-ν₃|<10时，表示第二透镜4和第三透镜5的材质色散程度差异不大，能有效分配该第二透镜4的屈光率。

二、该第四透镜6在光轴I上的中心厚度为T₄，自该第一透镜3到该第五透镜7沿光轴I上的空气间隙总合为G_AA，当该第四透镜6的厚度与该空气间隙总合能满足条件式(2)：0.5<T₄/G_AA<1.0时，表示系统中的空气间隙长度与该第四透镜6的厚度获得有效分配。当T₄/G_AA>1.0时，表示在不减少空气间隙长度的情况下，因为该第四透镜6的厚度过厚及曲率半径过小，而有容易增加透镜系统敏感度的情形，当T₄/G_AA<0.5时，则代表透镜之间的间距要增大，如此将不利于整体镜头长度缩短。

三、该第三透镜5在光轴I上的中心厚度为T₃，自该第一透镜3到该第五透镜7沿光轴I上的空气间隙总合为G_AA，当该第三透镜5的厚度与该空气间隙总合能满足条件式(3)：0.33<T₃/G_AA<0.60时，表示系统中的空气间隙长度与该第三透镜5的厚度获得有效分配。T₃/G_AA>0.60时，表示在缩短镜头的过程中透镜间距过短，不易制作，而当T₃/G_AA<0.33时，代表其中该第三透镜5的厚度会过薄，并会导致制作困难的问题。

四、该第四透镜6的焦距为f4，且该第四透镜6在光轴I上的中心厚度及该第四透镜6到该第五透镜7沿光轴I上的空气间隙的总合距离为T_4-5，当该焦距与该总合距离满足条件式(4)：5<|f₄/T_4-5|<8时，表示第四透镜6的屈光率不易影响到整体系统屈光率的分配，且能借由对该第四透镜6厚度及第四透镜6与第五透镜7之间的空气间隙的总合的限制使光线入射到该第五透镜7的物侧面71的高度控制在合理的范围，而能有效平衡像差。当|f₄/T_4-5|>8时，代表该第四透镜6到该第五透镜7在光轴上的间距过短，将会影响到光线入射到该第五透镜7的高度，并导致像差无法有效平衡，当|f₄/T_4-5|<5时，表示该第四透镜6的焦距f4过小并导致屈光率过大，容易影响系统屈光率的分配，并会影响到像差。

五、该第四透镜6的焦距为f₄，且该第四透镜6的物侧面61在光轴I上的曲率半径为R₇，当该焦距与该曲率半径满足条件式(5)：0.42<|R₇/f₄|<0.62时，表示能在不增加制作难度的条件下使所制出的透镜系统的屈光率获得有效分配。当|R₇/f₄|>0.62时，表示第四透镜6的焦距f4过小并导致屈光率过大，易影响到系统屈光率的分配，|R₇/f₄|<0.42时，代表该第四透镜6的物侧面61的曲率半径R₇过小，导致该第四透镜6的制作难度过高，而易增加制造成本。较佳地，0.42<|R₇/f₄|<0.60。

六、该第四透镜6在光轴I上的中心厚度为T₄，该第三透镜5的像侧面52位于光轴I上的中心点到该第四透镜6的物侧面61位于光轴I上的中心点的距离为T_L3A2-L4A1，当该厚度与该距离满足条件式(6)：T₄>T_L3A2-L4A1时，表示该第三透镜5与第四透镜6的间距受到限制，借此，可以避免间距过长而影响到镜头的小型化。

除了上述光学参数间的关系外，该光圈8的配置、该第一透镜3至该第五透镜7的屈光率设计，及所述物侧面31、41、51、61、71与像侧面32、42、52、62、72不同的表面型式设计分别能达到下述效果，同样有助于实现本发明的目的：

一、该第一透镜3为正屈光率且其物侧面31为凸面的设计，能产生较佳的收光能力，并能有效地从该第二透镜4分配部份的屈光率，有助于降低透镜系统的敏感度。

二、该光圈8置于该第一透镜3之前的配置方式再搭配该第一透镜3的正屈光率则可有效缩短该光学成像镜头2的系统长度。

三、该第二透镜4为负屈光率及其像侧面42为凹面，搭配该第三透镜5为负屈光率的设计，将能有效补正系统像差并消除像差。

四、该第四透镜6的像侧面62为凸面，有助于增加系统收光能力，并能有效缩短系统长度，而该物侧面61为凹面的设计，则能搭配该像侧面62的凸面设计，进一步提升系统收光能力。

五、该第五透镜7的像侧面72为具有位于光轴I附近区域的该凹面部721及位于该圆周附近区域的凸面部722的曲面设计，则有助于修正场曲、像差并压低主光线角度，借此，可提高系统影像感测器接收的灵敏度。此外，该第五透镜7的物侧面71具有位于光轴I附近区域的该凸面部711的设计，则能够有效修正系统像差。

配合以上关系式与对透镜的物侧面、像侧面的表面型式的设计，使本发明所设计的光学成像镜头2的系统长度可以有效缩短(大部分可以达到4mm以内)，且仍然能够维持良好的光学性能。

归纳上述，本发明五片式光学成像镜头2通过以上设计，在将系统长度缩短为4mm以内的条件下，仍然能够提供良好的成像质量，因而能达到本发明的目的。

参阅图18，为应用前述五片式光学成像镜头2的电子装置1的一个第一较佳实施例，该电子装置1包含一个机壳11，及一个安装在该机壳11内的影像模组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。

该影像模组12包括一个如前所述的五片式光学成像镜头2、一个用于供该五片式光学成像镜头2设置的镜筒21、一个用于供该镜筒21设置的模组后座单元120，及一个设置于该五片式光学成像镜头2像侧的影像感测器130。该成像面10(见图1)是形成于该影像感测器130。

该模组后座单元120具有一个镜头后座121，及一个设置于该镜头后座121与该影像感测器130之间的影像感测器后座122。其中，该镜筒21是和该镜头后座121沿一条轴线Ⅱ同轴设置，且该镜筒21设置于该镜头后座121内侧。

参阅图19，为应用前述五片式光学成像镜头2的电子装置1的一个第二较佳实施例，该第二较佳实施例与该第一较佳实施例的电子装置1的主要差别在于：该模组后座单元120为音圈马达(VCM)型式。该镜头后座121具有一个与该镜筒21外侧相贴合且沿一条轴线Ⅲ设置的第一座体123、一个沿该轴线Ⅲ并环绕着该第一座体123外侧设置的第二座体124、一个设置在该第一座体123外侧与该第二座体124内侧之间的线圈125，及一个设置在该线圈125外侧与该第二座体124内侧之间的磁性元件126。

该镜头后座121的第一座体123用于带着该镜筒21及设置在该镜筒21内的五片式光学成像镜头2沿该轴线Ⅲ移动。该影像感测器后座122则与该第二座体124相贴合。其中，该红外线滤光片9则是设置在该影像感测器后座122。该电子装置1的第二实施例的其他元件结构则与第一实施例的电子装置1类似，在此不再赘述。

借由安装该五片式光学成像镜头2，由于该光学成像镜头2的系统长度能有效缩短，使该电子装置1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，借此，使本发明的电子装置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。

参阅图20，在此要特别说明的是，该第一透镜3至该第五透镜7还分别具有有一个自该物侧面31、41、51、61、71周缘向外延伸且成像光线不通过的物侧延伸部310、410、510、610、710，及一个自该像侧面32、42、52、62、72周缘向外延伸且成像光线不通过的像侧延伸部320、420、520、620、720，该第一透镜3至该第五透镜7的物侧延伸部310、410、510、610、710和像侧延伸部320、420、520、620、720分别用来供所述透镜3、4、5、6、7组装。其中，图20主要是用来说明所述透镜3、4、5、6、7的物侧延伸部310、410、510、610、710、像侧延伸部320、420、520、620、720与其物侧面31、41、51、61、71、像侧面32、42、52、62、72的连接关系，不应以图20所呈现的图面内容限制透镜的物侧面与像侧面的表面型式。

惟以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，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及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (14)

1.一种五片式光学成像镜头，从物侧至像侧依序包含一个光圈、一个第一透镜、一个第二透镜、一个第三透镜、一个第四透镜及一个第五透镜，且该第一透镜至该第五透镜都具有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，其特征在于：

该第一透镜为正屈光率的透镜，且该第一透镜的物侧面为凸面；

该第二透镜为负屈光率的透镜，且该第二透镜的像侧面为凹面；

该第三透镜为负屈光率的透镜；

该第四透镜的像侧面为凸面；

该第五透镜的像侧面为曲面，并具有一个位于光轴附近区域的凹面部及一个位于圆周附近区域的凸面部；

其中，该成像镜头只包含上述五片透镜；

该第二透镜的色散系数为ν₂，该第三透镜的色散系数为ν₃，并满足下列条件式：|ν₂-ν₃|<10；

该第四透镜在光轴上的中心厚度为T₄，自该第一透镜到该第五透镜沿光轴上的空气间隙总合为G_AA，并满足下列条件式：0.5<T₄/G_AA<1.0；

该第三透镜在光轴上的中心厚度为T₃，并满足下列条件式：0.33<T₃/G_AA<0.60；及

该第四透镜的焦距为f₄，且该第四透镜在光轴上的中心厚度和该第四透镜到该第五透镜沿光轴上的空气间隙的总合距离为T_4-5，该焦距与该总合距离并满足下列条件式：5<|f₄/T_4-5|<8。

2.根据权利要求1所述的五片式光学成像镜头，其特征在于：该第四透镜的焦距为f₄，且该第四透镜的物侧面在光轴上的曲率半径为R₇，该焦距与该曲率半径并满足下列条件式：0.42<|R₇/f₄|<0.62。

3.根据权利要求2所述的五片式光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜的像侧面位于光轴上的中心点到该第四透镜的物侧面位于光轴上的中心点之距离为T_L3A2-L4A1，且该第三透镜与该第四透镜的关系满足下列条件式：T₄>T_L3A2-L4A1。

4.根据权利要求3所述的五片式光学成像镜头，其特征在于：该第二透镜的物侧面为曲面，并具有一个位于圆周附近区域的凸面部。

5.根据权利要求4所述的五片式光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的像侧面为凸面，该第二透镜的物侧面还具有一个位于光轴附近区域的凸面部，该第三透镜的像侧面与物侧面皆为曲面，且该第三透镜的物侧面具有一个位于光轴附近区域的凸面部及一个位于圆周附近区域的凹面部，及该第三透镜的像侧面具有一个位于光轴附近区域的凹面部及一个位于圆周附近区域的凸面部，该第四透镜为正屈光率的透镜，且该第四透镜的物侧面为凹面，该第五透镜为负屈光率的透镜，且该第五透镜的物侧面为曲面，并具有位于光轴附近区域的一个凸面部，及位于圆周附近区域的另一个凸面部。

6.根据权利要求4所述的五片式光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的像侧面为凹面，该第二透镜的物侧面还具有一个位于光轴附近区域的凸面部，该第三透镜的像侧面与物侧面皆为曲面，且该第三透镜的物侧面具有一个位于光轴附近区域的凸面部及一个位于圆周附近区域的凹面部，及该第三透镜的像侧面具有一个位于光轴附近区域的凹面部及一个位于圆周附近区域的凸面部，该第四透镜为正屈光率的透镜，且该第四透镜的物侧面为凹面，该第五透镜为负屈光率的透镜，且该第五透镜的物侧面为曲面，并具有位于光轴附近区域的一个凸面部，及位于圆周附近区域的另一个凸面部。

7.根据权利要求4所述的五片式光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的像侧面为凹面，该第二透镜的物侧面还具有一个位于光轴附近区域的凸面部，该第三透镜的像侧面与物侧面皆为曲面，且该第三透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的一个凹面部及位于圆周附近区域的另一个凹面部，及该第三透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的一个凸面部及位于圆周附近区域的另一个凸面部，该第四透镜为正屈光率的透镜，且该第四透镜的物侧面为凹面，该第五透镜为负屈光率的透镜，且该第五透镜的物侧面为曲面，并具有位于光轴附近区域的一个凸面部，及位于圆周附近区域的另一个凸面部。

8.根据权利要求1所述的五片式光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜的像侧面位于光轴上的中心点到该第四透镜的物侧面位于光轴上的中心点之距离为T_L3A2-L4A1，且该第三透镜与该第四透镜的关系满足下列条件式：T₄>T_L3A2-L4A1。

9.根据权利要求1所述的五片式光学成像镜头，其特征在于：该第二透镜的物侧面为曲面，并具有一个位于圆周附近区域的凸面部。

10.根据权利要求1所述的五片式光学成像镜头，其特征在于：该第五透镜的物侧面为曲面，并具有一个位于光轴附近区域的凸面部。

11.根据权利要求1所述的五片式光学成像镜头，其特征在于：该第四透镜的物侧面为凹面。

12.一种电子装置，包含一个机壳，以及一个安装在该机壳内的影像模组，其特征在于：

该影像模组还包括一个如权利要求1至权利要求11中的任一项权利要求所述的五片式光学成像镜头、一个用于供该五片式光学成像镜头设置的镜筒、一个用于供该镜筒设置的模组后座单元，及一个设置于该五片式光学成像镜头像侧的影像感测器。

13.根据权利要求12所述的电子装置，其特征在于：该模组后座单元具有一个镜头后座，该镜头后座具有一个与该镜筒外侧相贴合且沿一轴线设置的第一座体，及一个沿该轴线并环绕着该第一座体外侧设置的第二座体，该第一座体用于带着该镜筒与设置于该镜筒内的五片式光学成像镜头沿该轴线移动。

14.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于：该模组后座单元还具有一个位于该第二座体和该影像感测器之间的影像感测器后座，且该影像感测器后座和该第二座体相贴合。