CN103913822B

CN103913822B - 光学成像镜头及应用此镜头之电子装置

Info

Publication number: CN103913822B
Application number: CN201310578911.8A
Authority: CN
Inventors: 张仲志; 谢宏健; 汪凯伦
Original assignee: Genius Electronic Optical Xiamen Co Ltd
Current assignee: Genius Electronic Optical Xiamen Co Ltd
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-11-15
Also published as: TWI494587B; US20150138421A1; CN103913822A; US9110269B2; JP2015096953A; JP5926356B2; TW201428334A

Abstract

本发明涉及一种光学成像镜头与包含此光学成像镜头之电子装置。本发明一种光学成像镜头，沿光轴由物侧至像侧依序为第一透镜至第五透镜。第一透镜具有正屈光率，其物侧面为凸面。第二透镜具有负屈光率，其像侧面在圆周附近区域具有凹面部。第三透镜的物侧面，在其圆周附近区域具有凹面部。第四透镜具有正屈光率、其物侧面为凹面，其像侧面为凸面。第五透镜的物侧面在光轴附近区域具有凸面部、像侧面在光轴附近区域具有凹面部以及在圆周附近区域具有凸面部。本发明使该镜头在缩短长度下仍有好的光学性能。本发明的电子装置包括一机壳、一镜筒、一基板、一影像传感器及一影像模块，该影像模块包括上述光学成像镜头，本发明的电子装置的尺寸设计的更为轻薄短小。

Description

光学成像镜头及应用此镜头之电子装置

技术领域

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之电子装置。具体而言，本发明特别是指一种缩减系统长度之光学成像镜头，及应用此光学成像镜头之电子装置。

背景技术

近年来，行动通讯装置和数字相机的普及，使得摄影模块(包含光学成像镜头、座体(holder)及传感器(sensor)等)蓬勃发展，行动通讯装置和数字相机的薄型轻巧化，也让摄影模块(camera module)的小型化需求愈来愈高。随着感光耦合组件(Charge CoupledDevice,CCD)或互补性氧化金属半导体组件(Complementary Metal-OxideSemiconductor,CMOS)之技术进步和尺寸缩小，装戴在摄影模块中的光学成像镜头也需要缩小体积，但光学成像镜头之良好光学性能也是必要顾及之处。目前已知有五片式透镜结构之光学成像镜头。

例如，美国专利US7480105,US7639432,US7486449以及US7684127都揭露了一种由五片透镜所组成之光学镜头。然而，US7480105案及US7639432案前二片透镜之屈光率分别为负正配置，而US7486449案与US7684127案则分别为负负配置。不过，这样的配置并无法获得良好之光学特性，而且此四案之镜头系统长度分别为10～18毫米(mm)，而无法使装置整体达到薄型轻巧化的效果。

另外，美国专利US8233224,US8363337及US8000030又揭露了另一种由五片透镜所组成之光学镜头。虽然，前二片透镜之屈光率配置为较佳之正负配置，不过由于第三透镜至第五透镜之面型配置(configuration)并无法兼顾改善像差以及缩短镜头的长度，因此在考虑成像质量之前提下，此等光学成像镜头的总长并无法有效缩短。举例而言，部分镜头之系统总长度仍高达6.0毫米左右，仍有待改进。

因此，能够如何有效缩减光学镜头之系统长度，同时又仍能够维持足够之光学性能，一直是业界亟待解决之课题。

发明内容

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。本发明五片式成像镜头从物侧至像侧，在光轴上依序安排有光圈、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，其中之每一透镜都具有屈光率，而光学成像镜头中具备屈光率之透镜只有五片。

第一透镜具有正屈光率与朝向物侧的物侧面，此物侧面为凸面。第二透镜具有负屈光率与朝向像侧的像侧面，此像侧面在其圆周附近区域具有凹面部。第三透镜具有朝向物侧的物侧面，此物侧面在其圆周附近区域具有凹面部。第四透镜具有正屈光率、朝向物侧的物侧面与朝向像侧的像侧面，此物侧面为凹面，此像侧面为凸面。第五透镜具有朝向物侧的物侧面与朝向像侧的像侧面，此物侧面在其光轴附近区域具有凸面部，此像侧面在其光轴附近区域具有凹面部以及在其圆周附近区域具有凸面部。

另外，第一透镜与第二透镜之间在光轴上空气间隙的厚度为G₁₂、第二透镜与第三透镜之间在光轴上空气间隙的厚度为G₂₃、第三透镜与第四透镜之间在光轴上空气间隙的厚度为G₃₄、第四透镜与第五透镜之间在光轴上空气间隙的厚度为G₄₅、第一透镜到第五透镜之间在光轴上之四个空气间隙之总合为G_aa，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、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜在光轴上的中心厚度总合为T_all，第五透镜的像侧面至成像面的长度称为后焦长度(back focal length)BFL，而使得1.8≤(G₃₄+G₄₅)/G₂₃。

本发明光学成像镜头中，又满足2.0≤G_aa/G₃₄。

本发明光学成像镜头中，又满足T₁/G₄₅≤3.5。

本发明光学成像镜头中，又满足G_aa/BFL≤1.1。

本发明光学成像镜头中，又满足G₃₄/G₄₅≤1.7。

本发明光学成像镜头中，又满足T_all/BFL≤1.7。

本发明光学成像镜头中，又满足T₅/G₂₃≤1.8。

本发明光学成像镜头中，又满足1.6≤T_all/G_aa。

本发明光学成像镜头中，又满足1.8≤T₄/T₂。

本发明光学成像镜头中，又满足T₁/G₄₅≤3.5。

本发明光学成像镜头中，又满足T₅/G₂₃≤1.8。

本发明光学成像镜头中，又满足G_aa/G₂₃≤3.8。

本发明光学成像镜头中，又满足T₅/G₂₃≤1.8。

本发明光学成像镜头中，又满足T₃/G₄₅≤2.8。

本发明光学成像镜头中，又满足(T₄+T₅)/T₁≤1.9。

本发明光学成像镜头中，又满足3.7≤G_aa/T₂。

本发明又提供一种电子装置，其包含机壳以及影像模块。影像模块安装在机壳内，又包括如前所述的光学成像镜头、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、用于供模块后座单元设置之基板、以及设置于光学成像镜头之像侧的影像传感器。

本发明的有益效果如下：

1.第一透镜之正屈光率可提供镜头整体所需之屈光率，而第二透镜之负屈光率则具有修正像差的效果，还有第四透镜之正屈光率可协助分担成像镜头整体所需之正屈光率，降低设计以及制造上的困难度。另外，将光圈置于第一透镜之前，可增加聚光能力，缩短镜头长度。

2.第一透镜的物侧凸面为可协助收集成光像光线(image light)，第二透镜像侧面圆周附近区域之凹面部、第三透镜物侧面圆周附近区域之凹面部、第四透镜物侧面之凹面、第四透镜像侧面之凸面、第五透镜物侧面光轴附近区域之凸面部、第五透镜像侧面光轴附近区域之凹面部与圆周附近区域之凸面部，则可相互搭配地达到提高成像质量的效果。

3、本发明的可携式电子装置运用了本发明光学成像镜头，因此本发明的可携式电子装置之尺寸设计的更为轻薄短小，且仍然能够提供良好的光学性能与成像质量。藉此，使本发明之各实施例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。

附图说明

图1绘示本发明光学成像镜头的第一实施例之示意图。

图2A绘示第一实施例在成像面上的纵向球差。

图2B绘示第一实施例在弧矢方向的像散像差。

图2C绘示第一实施例在子午方向的像散像差。

图2D绘示第一实施例的畸变像差。

图3绘示本发明光学成像镜头的第二实施例之示意图。

图4A绘示第二实施例在成像面上的纵向球差。

图4B绘示第二实施例在弧矢方向的像散像差。

图4C绘示第二实施例在子午方向的像散像差。

图4D绘示第二实施例的畸变像差。

图5绘示本发明光学成像镜头的第三实施例之示意图。

图6A绘示第三实施例在成像面上的纵向球差。

图6B绘示第三实施例在弧矢方向的像散像差。

图6C绘示第三实施例在子午方向的像散像差。

图6D绘示第三实施例的畸变像差。

图7绘示本发明光学成像镜头的第四实施例之示意图。

图8A绘示第四实施例在成像面上的纵向球差。

图8B绘示第四实施例在弧矢方向的像散像差。

图8C绘示第四实施例在子午方向的像散像差。

图8D绘示第四实施例的畸变像差。

图9绘示本发明光学成像镜头的第五实施例之示意图。

图10A绘示第五实施例在成像面上的纵向球差。

图10B绘示第五实施例在弧矢方向的像散像差。

图10C绘示第五实施例在子午方向的像散像差。

图10D绘示第五实施例的畸变像差。

图11绘示本发明光学成像镜头的第六实施例之示意图。

图12A绘示第六实施例在成像面上的纵向球差。

图12B绘示第六实施例在弧矢方向的像散像差。

图12C绘示第六实施例在子午方向的像散像差。

图12D绘示第六实施例的畸变像差。

图13绘示本发明光学成像镜头的第七实施例之示意图。

图14A绘示第七实施例在成像面上的纵向球差。

图14B绘示第七实施例在弧矢方向的像散像差。

图14C绘示第七实施例在子午方向的像散像差。

图14D绘示第七实施例的畸变像差。

图15绘示本发明光学成像镜头曲率形状之示意图。

图16绘示应用本发明光学成像镜头的可携式电子装置的第一较佳实施例之示意图。

图17绘示应用本发明光学成像镜头的可携式电子装置的第二较佳实施例之示意图。

图18表示第一实施例详细的光学数据。

图19表示第一实施例详细的非球面数据。

图20表示第二实施例详细的光学数据。

图21表示第二实施例详细的非球面数据。

图22表示第三实施例详细的光学数据。

图23表示第三实施例详细的非球面数据。

图24表示第四实施例详细的光学数据。

图25表示第四实施例详细的非球面数据。

图26表示第五实施例详细的光学数据。

图27表示第五实施例详细的非球面数据。

图28表示第六实施例详细的光学数据。

图29表示第六实施例详细的非球面数据。

图30表示第七实施例详细的光学数据。

图31表示第七实施例详细的非球面数据。

图32表示各实施例之重要参数。

【符号说明】

1光学成像镜头

2物侧

3像侧

4光轴

10第一透镜

11物侧面

12像侧面

E延伸部

20第二透镜

21物侧面

22像侧面

23凹面部

24凹面部

25凸面部

27凹面部

30第三透镜

31物侧面

32像侧面

33凸面部

34凹面部

36凸面部

37凹面部

40第四透镜

41物侧面

42像侧面

50第五透镜

51物侧面

52像侧面

53凸面部

54凹面部

54’凸面部

55凹面部

56凹面部

57凸面部

60滤光片

70影像传感器

71成像面

80光圈

100可携式电子装置

110机壳

120影像模块

130镜筒

140模块后座单元

141镜头后座

142第一座体

143第二座体

144线圈

145磁性组件

146影像传感器后座

172基板

200可携式电子装置

I-I’轴线

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

在开始详细描述本发明之前，首先要说明的是，在本发明说明书附图中，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，该透镜之物侧面于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之曲面之圆周附近区域，亦即图15中之C区域，其中，成像光线包括了主光线Lc(chiefray)及边缘光线Lm(marginal ray)。“光轴附近区域”是指该仅供成像光线通过之曲面之光轴附近区域，亦即图15中之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之结构与形状并不限于此，以下之实施例为求说明书附图简洁均省略了延伸部。

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4(optical axis)，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，滤光片60及成像面71(image plane)。一般说来，第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40与第五透镜50都可以是由透明的塑料材质所制成，但本发明不以此为限。在本发明光学成像镜头1中，具有屈光率的镜片总共只有五片。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。

此外，光学成像镜头1还包含光圈80(aperture stop)，而设置于适当之位置。在图1中，光圈80是设置在第一透镜10之前，物侧2与第一透镜10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，即会经由光圈80、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与滤光片60之后，会在像侧3的成像面71上聚焦而形成清晰的影像。

在本发明各实施例中，选择性设置的滤光片60还可以是具各种合适功能之滤镜，例如滤光片60可以是红外线滤除滤光片(IR cut filter)，置于第五透镜50与成像面71之间。

本发明光学成像镜头1中之各个透镜，都分别具有朝向物侧2的物侧面，与朝向像侧3的像侧面。另外，本发明光学成像镜头1中之各个透镜，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。例如，第一透镜10具有一物侧面11与一像侧面12；第二透镜20具有一物侧面21与一像侧面22；第三透镜30具有一物侧面31与一像侧面32；第四透镜40具有一物侧面41与一像侧面42；第五透镜50具有一物侧面51与一像侧面52。

本发明光学成像镜头1中之各个透镜，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具有厚度T1、第二透镜20具有厚度T2、第三透镜30具有厚度T3、第四透镜40具有厚度T4，而第五透镜50具有厚度T5。所以，在光轴4上光学成像镜头1中透镜的中心厚度总合称为Tall。亦即，Tall＝T1+T2+T3+T4+T5。

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(air gap)G。例如，第一透镜10到第二透镜20之间空气间隙G12、第二透镜20到第三透镜30之间空气间隙G23、第三透镜30到第四透镜40之间空气间隙G34、第四透镜40到第五透镜50之间空气间隙G45。所以，第一透镜10到第五透镜50之间位于光轴4上各透镜间之四个空气间隙之总合即称为Gaa。亦即，Gaa＝G12+G23+G34+G45。还有，第五透镜50的像侧面52至成像面71的长度，则称为后焦长度(back focal length)BFL。

第一实施例

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(longitudinal spherical aberration)请参考图2A、弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatic field aberration)请参考图2B、子午(tangential)方向的像散像差请参考图2C、以及畸变像差(distortion aberration)请参考图2D。所有实施例中各球差图之Y轴代表视场，其最高点均为1.0，此实施例中各像散图及畸变图之Y轴代表像高,。

第一实施例之光学成像镜头系统1主要由五枚以塑料材质制成又具有屈光率之透镜10～50、滤光片60、光圈80、与成像面71所构成。光圈80是设置在物侧2与第一透镜10之间。滤光片60可以是红外线滤光片，用来防止光线中之红外线投射至成像面而影响成像质量。

第一透镜10具有正屈光率。物侧面11为凸面，像侧面12亦为凸面。另外，第一透镜10之物侧面11及像侧面12皆为非球面(aspheric surface)。

第二透镜20具有负屈光率。物侧面21为凹面，而像侧面22亦为凹面，其具有圆周附近区域的凹面部27。

第三透镜30具有正屈光率。物侧面31为凹面，具有位于圆周附近区域的凹面部34。像侧面32为凸面。另外，第三透镜30之物侧面31以及像侧面32皆为非球面。

第四透镜40具有正屈光率。物侧面41为凹面。像侧面42为凸面。另外，第四透镜40之物侧面41及像侧面42皆为非球面。

第五透镜50具有负屈光率。物侧面51具有在光轴附近区域的凸面部53、与圆周附近区域的凹面部54。像侧面52具有在光轴附近区域的凹面部56及圆周附近区域的凸面部57。另外，第五透镜50之物侧面51及像侧面52皆为非球面。滤光片60可以是红外线滤光片，其位于第五透镜50以及成像面71之间。

在本发明光学成像镜头1中，从第一透镜10到第五透镜50的所有物侧面11/21/31/41/51与像侧面12/22/32/42/52共计十个曲面，均为非球面。此等非球面系经由下列公式所定义：

Z (Y) = \frac{Y^{2}}{R} / (1 + \sqrt{1 - (1 + K) \frac{Y^{2}}{R^{2}}}) + Σ_{i = 1}^{n} a_{2 i} \times Y^{2 i}

其中：

R表示透镜表面之曲率半径；

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

Y表示非球面曲面上的点与光轴的垂直距离；

K为锥面系数(conic constant)；

a2i为第2i阶非球面系数。

第一实施例成像透镜系统的光学数据如图18所示；非球面数据如图19所示。在以下实施例之光学透镜系统中，整体光学透镜系统的光圈值(f-number)为Fno，半视场角(Half Field of View,简称HFOV)为整体光学透镜系统中最大视场角(Field of View)的一半，又曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，EFL为光学成像镜头的系统焦距。光学成像镜头长度为4.544毫米(第一透镜物侧面至成像面在光轴上的距离)，而系统像高为3.0毫米。第一实施例中各重要参数间的关系列举如下：

(G34+G45)/G23＝1.804

Gaa/G34＝2.754

T1/G45＝3.394

T5/G23＝1.796

Gaa/BFL＝0.591

G34/G45＝1.608

Tall/BFL＝1.546

Tall/Gaa＝2.617

T4/T2＝2.263

Gaa/G23＝3.063

(Tall+Gaa)/BFL＝2.136

T3/G45＝2.058

(T4+T5)/T1＝1.489

Gaa/T2＝4.081

第二实施例

请参阅图3，例示本发明光学成像镜头1的第二实施例。第二实施例在成像面71上的纵向球差请参考图4A、弧矢方向的像散像差请参考图4B、子午方向的像散像差请参考图4C、畸变像差请参考图4D。第二实施例中各透镜与第一实施例大致上类似，不同处仅在于光学数据不同。第二实施例详细的光学数据如图20所示，非球面数据如图21所示。光学成像镜头长度4.388毫米，而系统像高为3.0毫米。其各重要参数间的关系为：

(G34+G45)/G23＝2.056

Gaa/G34＝3.211

T1/G45＝2.031

T5/G23＝1.746

Gaa/BFL＝0.651

G34/G45＝1.020

Tall/BFL＝1.548

Tall/Gaa＝2.380

T4/T2＝2.296

Gaa/G23＝3.334

(Tall+Gaa)/BFL＝2.199

T3/G45＝1.498

(T4+T5)/T1＝1.720

Gaa/T2＝4.233

第三实施例

请参阅图5，例示本发明光学成像镜头1的第三实施例。第三实施例在成像面71上的纵向球差请参考图6A、弧矢方向的像散像差请参考图6B、子午方向的像散像差请参考图6C、畸变像差请参考图6D。第三实施例中各透镜与第一实施例大致上类似，不同处在于：第三透镜像侧面32具有位于光轴附近区域的凸面部36，以及位于圆周附近区域的凹面部37，第五透镜物侧面51具有位于光轴附近区域的凸面部53、与位于圆周附近区域的另一凸面部54’，以及位于光轴附近区域与圆周附近区域之间的凹面部55。第三实施例详细的光学数据如图22所示，非球面数据如图23所示，光学成像镜头长度4.429毫米，而系统像高为3.0毫米。其各重要参数间的关系为：

(G34+G45)/G23＝2.145

Gaa/G34＝3.469

T1/G45＝1.587

T5/G23＝1.363

Gaa/BFL＝0.739

G34/G45＝0.839

Tall/BFL＝1.545

Tall/Gaa＝2.090

T4/T2＝2.065

Gaa/G23＝3.394

(Tall+Gaa)/BFL＝2.285

T3/G45＝1.200

(T4+T5)/T1＝1.637

Gaa/T2＝4.200

第四实施例

请参阅图7，例示本发明光学成像镜头1的第四实施例。第四实施例在成像面71上的纵向球差请参考图8A、弧矢方向的像散像差请参考图8B、子午方向的像散像差请参考图8C、畸变像差请参考图8D。第四实施例中各透镜与第一实施例大致上类似，不同处仅在于光学数据不同。第四实施例详细的光学数据如图24所示，非球面数据如图25所示，光学成像镜头长度4.412毫米，而系统像高为3.0毫米。其各重要参数间的关系为：

(G34+G45)/G23＝2.067

Gaa/G34＝3.329

T1/G45＝1.736

T5/G23＝1.486

Gaa/BFL＝0.711

G34/G45＝0.921

Tall/BFL＝1.561

Tall/Gaa＝2.194

T4/T2＝2.212

Gaa/G23＝3.298

(Tall+Gaa)/BFL＝2.272

T3/G45＝1.321

(T4+T5)/T1＝1.703

Gaa/T2＝4.302

第五实施例

请参阅图9，例示本发明光学成像镜头1的第五实施例。第五实施例在成像面71上的纵向球差请参考图10A、弧矢方向的像散像差请参考图10B、子午方向的像散像差请参考图10C、畸变像差请参考图10D。第五实施例与第一实施例大致上类似，不同处在于：第二透镜的物侧面21具有位于光轴附近区域的凹面部23、位于圆周附近区域的另一凹面部24，以及位于光轴附近区域与圆周附近区域之间的凸面部25。第三透镜物侧面31具有位于光轴附近区域的凸面部33，以及位于圆周附近区域的凹面部34。第五实施例详细的光学数据如图26所示，非球面数据如图27所示，光学成像镜头长度4.361毫米，而系统像高为2.934毫米。其各重要参数间的关系为：

(G34+G45)/G23＝3.326

Gaa/G34＝2.107

T1/G45＝1.893

T5/G23＝2.442

Gaa/BFL＝0.998

G34/G45＝1.945

Tall/BFL＝1.883

Tall/Gaa＝1.887

T4/T2＝3.194

Gaa/G23＝4.629

(Tall+Gaa)/BFL＝2.881

T3/G45＝1.280

(T4+T5)/T1＝2.109

Gaa/T2＝7.159

第六实施例

请参阅图11，例示本发明光学成像镜头1的第六实施例。第六实施例在成像面71上的纵向球差请参考图12A、弧矢方向的像散像差请参考图12B、子午方向的像散像差请参考图12C、畸变像差请参考图12D。第六实施例与第一实施例大致上类似，不同处在于：第二透镜的物侧面21具有位于光轴附近区域的凹面部23、位于圆周附近区域的另一凹面部24，以及位于光轴附近区域与圆周附近区域之间的凸面部25。第五透镜物侧面51具有位于光轴附近区域的凸面部53、与位于圆周附近区域的另一凸面部54’，以及位于光轴附近区域与圆周附近区域之间的凹面部55。第六实施例详细的光学数据如图28所示，非球面数据如图29所示，光学成像镜头长度4.362毫米，而系统像高为2.934毫米。其各重要参数间的关系为：

(G34+G45)/G23＝2.418

Gaa/G34＝2.738

T1/G45＝1.411

T5/G23＝1.303

Gaa/BFL＝0.984

G34/G45＝1.161

Tall/BFL＝1.598

Tall/Gaa＝1.624

T4/T2＝2.374

Gaa/G23＝3.557

(Tall+Gaa)/BFL＝2.581

T3/G45＝0.723

(T4+T5)/T1＝1.756

Gaa/T2＝5.749

第七实施例

请参阅图13，例示本发明光学成像镜头1的第七实施例。第七实施例在成像面71上的纵向球差请参考图14A、弧矢方向的像散像差请参考图14B、子午方向的像散像差请参考图14C、畸变像差请参考图14D。第七实施例中各透镜与第一实施例大致上类似，不同处仅在于光学数据不同。第七实施例详细的光学数据如图30所示，非球面数据如图31所示，光学成像镜头长度4.403毫米，而系统像高为3.0毫米。其各重要参数间的关系为：

(G34+G45)/G23＝1.801

Gaa/G34＝2.659

T1/G45＝3.253

T5/G23＝1.796

Gaa/BFL＝0.580

G34/G45＝1.796

Tall/BFL＝1.510

Tall/Gaa＝2.603

T4/T2＝2.129

Gaa/G23＝3.076

(Tall+Gaa)/BFL＝2.090

T3/G45＝2.597

(T4+T5)/T1＝1.649

Gaa/T2＝3.943

另外，各实施例之重要参数则整理于图32中。

总结以上之各实施例，申请人将本发明之功效整理如下：

综上所述，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。

此外，依据以上之各实施例之各重要参数间的关系，透过以下各参数之数值控制，可协助设计者设计出具备良好光学性能、整体长度有效缩短、且技术上可行之光学成像镜头。不同参数之比例有较佳之范围，例如：

1.(G34+G45)/G23建议大于或等于1.8：G23、G34、G45为第二至第五透镜之间各个空气间隙之宽度。由于第二透镜之像侧面及第三透镜之物侧面于圆周附近区域均设计凹面部，导致G23先天上即趋大，为避免过宽而不利薄型化，G23应再朝趋小之方式来设计，至于G34、G45则可稍微扩大以利设计及组装，而由于G34、G45稍微扩大且G23趋小，所以(G34+G45)/G23应朝稍微趋大之方式来设计。例如(G34+G45)/G23应大于或等于1.8有较佳配置。此关系式又可受上限限制，较佳为1.8至4.0之间。

2.Gaa/G34建议应大于或等于2.0：Gaa为第一至第五透镜之间各空气间隙宽度之总和，G34如前所述应稍微趋大。但为避免G34过大而影响镜头整体之薄型化，建议Gaa/G34应具备适当之比例。例如Gaa/G34应大于或等于2.0，有较佳配置。此关系式又可受上限限制，较佳为介于2.0～4.0之间。

3.Gaa/BFL建议小于或等于1.1；Tall/Gaa建议大于或等于1.6；Gaa/G23建议应小于或等于3.8；G34、G45如前所述应稍微趋大，为避免过大而不利于镜头整体之薄型化，各间隙之总和Gaa其实也应被限制在一适当值以下。因此，Gaa/BFL、Gaa/G23也应被限制在一适当值以下，而Tall/Gaa则应被限制在一适当值以上。例如，Gaa/BFL建议应小于或等于1.1，并介于0.4～1.1之间较佳，Tall/Gaa建议应大于或等于1.6，并介于1.6～3.0之间较佳，Gaa/G23建议应小于或等于3.8，并介于2.8～3.8之间较佳。

4.T1/G45建议应小于或等于3.5；G34/G45建议应小于或等于1.8；T3/G45建议应小于或等于2.8：G45如前所述应朝稍微趋大之方式来设计，而T1、T3、G34则应趋小来缩减系统总长，因此T1/G45、G34/G45、T3/G45均应朝趋小之方式来设计。例如T1/G45建议应小于或等于3.5，并介于1.0～3.5之间较佳，G34/G45建议应小于或等于1.8，并介于0.7～1.8之间较佳，T3/G45建议应小于或等于2.8，并介于0.5～2.8之间较佳。

5.Tall/BFL建议应小于或等于1.7：Tall为各透镜沿光轴之厚度总和，如能有效缩小将有助缩小镜整体长度，至于BFL则涉及其他组件之规格不易轻易变动，所以Tall/BFL应朝趋小之方式来设计。例如Tall/BFL应小于或等于1.7有较佳配置。此关系式又可受下限限制，较佳为1.2～1.7之间。

6.T4/T2建议应大于或等于1.8，而(T4+T5)/T1建议应小于或等于1.9，使得各透镜间得以维持适当之厚度比例。例如，T4/T2以介于1.8～3.5之间较佳，(T4+T5)/T1以介于1.2～1.9之间较佳。

7.Gaa/T2建议应大于或等于3.7：相较于第三、第四以及第五透镜而言，第二透镜之光学有效径相对较小，薄型化之困难度相对不高，因此应尽量趋小设计，导致Gaa/T2则应趋大。例如，Gaa/T2应大于或等于3.7有较佳配置。此关系式又可受上限限制，较佳为介于3.7～8.0之间。

本发明之光学成像镜头1，还可应用于可携式电子装置中。请参阅图16，其为应用前述光学成像镜头1的可携式电子装置100的第一较佳实施例。可携式电子装置100包含机壳110，及安装在机壳110内的影像模块120。图18仅以移动电话为例，说明可携式电子装置100，但可携式电子装置100的型式不以此为限。

如图16中所示，影像模块120包括如前所述的光学成像镜头1。图16例示前述第一实施例之光学成像镜头1。此外，可携式电子装置100另包含用于供光学成像镜头1设置的镜筒130、用于供镜筒130设置的模块后座单元(module housing unit)140，用于供模块后座单元140设置的基板172，及设置于基板172、且位于光学成像镜头1的像侧3的影像传感器70。光学成像镜头1中之影像传感器70可以是电子感光组件，例如感光耦合组件或互补性氧化金属半导体组件。成像面71是形成于影像传感器70。

本发明所使用的影像传感器70是采用板上连接式芯片封装的封装方式而直接连接在基板172上。这和传统芯片尺寸封装之封装方式的差别在于，板上连接式芯片封装不需使用保护玻璃。因此，在光学成像镜头1中并不需要在影像传感器70之前设置保护玻璃，然本发明并不以此为限。

须注意的是，本实施例虽显示滤光件60，然而在其他实施例中亦可省略滤光件60之结构，所以滤光件60并非必要。且机壳110、镜筒130、及/或模块后座单元140可为单一组件或多个组件组装而成，但无须限定于此。其次，本实施例所使用的影像传感器70是采用板上连接式芯片封装(Chip on Board,COB)的封装方式而直接连接在基板172上，然本发明并不以此为限。

具有屈光率的五片透镜10、20、30、40、50例示性地是以于两透镜之间分别存在有空气间隔的方式设置于镜筒130内。模块后座单元140具有镜头后座141，及设置于镜头后座141与影像传感器70之间的影像传感器后座146，然在其它的实施态样中，不一定存在有影像传感器后座146。镜筒130是和镜头后座141沿轴线I-I'同轴设置，且镜筒130设置于镜头后座141的内侧。

由于本发明光学成像镜头1之长度可以仅为4.5毫米左右，因此容许将可携式电子装置100之尺寸设计的更为轻薄短小，且仍然能够提供良好的光学性能与成像质量。藉此，使本发明之各实施例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。

另请参阅图17，为应用前述光学成像镜头1的可携式电子装置200的第二较佳实施例。第二较佳实施例的可携式电子装置200与第一较佳实施例的可携式电子装置100的主要差别在于：镜头后座141具有第一座体142、第二座体143、线圈144及磁性组件145。第一座体142供镜筒130设置并与镜筒130外侧相贴合且沿轴线I-I'设置、第二座体143沿轴线I-I'并环绕着第一座体142之外侧设置。线圈144设置在第一座体142的外侧与第二座体143的内侧之间。磁性组件145设置在线圈144的外侧与第二座体143的内侧之间。

第一座体142可带着镜筒130及设置在镜筒130内的光学成像镜头1沿轴线I-I'，即第一图之光轴4移动。影像传感器后座146则与第二座体143相贴合。滤光件60，如红外线滤光片，则是设置在影像传感器后座146。第二实施例可携式电子装置200的其他组件结构则与第一实施例的可携式电子装置100类似，故在此不再赘述。

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。

Claims

1.一种光学成像镜头，其特征在于：由一物侧至一像侧在一光轴上依序包含一光圈、一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、以及一第五透镜，每一透镜都具有屈光率，其中：

该第一透镜具有正屈光率与朝向该物侧的一物侧面，该物侧面为一凸面；

该第二透镜具有负屈光率、朝向该物侧的一物侧面与朝向该像侧的一像侧面，该物侧面在其圆周附近区域具有一凹面部，该像侧面在其光轴附近区域具有一凹面部以及在其圆周附近区域具有一凹面部；

该第三透镜具有朝向该物侧的一物侧面，该物侧面在其圆周附近区域具有一凹面部；

该第四透镜具有正屈光率、朝向该物侧的一物侧面与朝向该像侧的一像侧面，该物侧面为一凹面，该像侧面为一凸面；以及

该第五透镜具有朝向该物侧的一物侧面与朝向该像侧的一像侧面，该物侧面在其光轴附近区域具有一凸面部，该像侧面在其光轴附近区域具有一凹面部以及在其圆周附近区域具有一凸面部；

其中，该光学成像镜头只有五片具备屈光率之透镜，该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上空气间隙的厚度为G₁₂、该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上空气间隙的厚度为G₂₃、该第三透镜与该第四透镜之间在该光轴上空气间隙的厚度为G₃₄、该第四透镜与该第五透镜之间在该光轴上空气间隙的厚度为G₄₅、该第一透镜到该第五透镜之间在该光轴上之四个空气间隙之总合为G_aa，该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T₁、该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T₂、该第三透镜在该光轴上的中心厚度为T₃、该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T₄、该第五透镜在该光轴上的中心厚度为T₅、该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜与该第五透镜在该光轴上的中心厚度总合为T_all，该第五透镜的像侧面至一成像面的长度为后焦长度BFL，使得1.8≤(G₃₄+G₄₅)/G₂₃。

2.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜还具有朝向该像侧的一像侧面，该像侧面在其光轴附近区域具有一凸面部，其中又满足2.0≤G_aa/G₃₄。

3.根据权利要求2所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足T₁/G₄₅≤3.5。

4.根据权利要求3所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足G_aa/BFL≤1.1。

5.根据权利要求4所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足G₃₄/G₄₅≤1.7。

6.根据权利要求5所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足T_all/BFL≤1.7。

7.根据权利要求2所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足T₅/G₂₃≤1.8。

8.根据权利要求7所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足1.6≤T_all/G_aa。

9.根据权利要求8所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足1.8≤T₄/T₂。

10.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜还具有朝向该像侧的一像侧面，该像侧面在其光轴附近区域具有一凸面部，其中又满足T₁/G₄₅≤3.5。

11.根据权利要求10所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足T₅/G₂₃≤1.8。

12.根据权利要求11所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足G_aa/G₂₃≤3.8。

13.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜还具有朝向该像侧的一像侧面，该像侧面在其光轴附近区域具有一凸面部，其中又满足T₅/G₂₃≤1.8。

14.根据权利要求13所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足T₃/G₄₅≤2.8。

15.根据权利要求14所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足(T₄+T₅)/T₁≤1.9。

16.根据权利要求15所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中又满足3.7≤G_aa/T₂。

17.一种电子装置，其特征在于：包含：一机壳；以及一影像模块，安装在该机壳内，该影像模块包括：如权利要求书1至16中任一项的一光学成像镜头；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之一基板；以及设置于该光学成像镜头之一像侧的一影像传感器。