CN103969808B - 光学成像镜头及应用此镜头的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学成像镜头及应用此镜头的电子装置。该光学成像镜头，其第一透镜的像侧面在圆周附近区域具有凹面部。第二透镜的物侧面在光轴附近区域具有凸面部，像侧面在圆周附近区域具有凸面部。第三透镜具有正屈光率，物侧面在光轴附近区域具有凹面部，像侧面在光轴附近区域具有凸面部。第四透镜的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。此光学成像镜头有屈光率的透镜只有四片。该电子装置包括机壳及安装在该机壳内的影像模块，该影像模块包括上述的光学成像镜头、镜筒、模块后座单元及影像传感器。本发明有效缩减光学镜头的系统长度，同时又仍能够维持足够的光学性能。

Description

光学成像镜头及应用此镜头的电子装置

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的电子装置。具体而言，本发明特别是指一种缩减系统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

近年来，移动通信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，移动通信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)的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，但光学成像镜头的良好光学性能也是必要顾及之处。

随着消费者对于成像质量上的需求，传统的四片式透镜的结构，已无法满足更高成像质量的需求。因此亟需发展一种小型且成像质量佳的光学成像镜头。以美国专利号US7920340、US 7660049、US 7848032揭露的四片式透镜结构，由于其第一透镜物侧面至成像面在光轴上的距离均大于7毫米，所以不利于手机和数字相机等携带型电子产品的薄型化设计。

因此，能够如何有效缩减光学镜头的系统长度，同时又仍能够维持足够的光学性能，一直是业界亟待解决的课题。

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。本发明四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、光圈、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜，其中的每一透镜都具有屈光率，而光学成像镜头中具备屈光率的透镜总共只有四片。

第一透镜具有朝向像侧的像侧面，此像侧面在其圆周附近区域具有凹面部。第二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，此像侧面在其圆周附近区域具有凸面部。第三透镜具有正屈光率、朝向物侧的物侧面与朝向像侧的像侧面，此物侧面在其光轴附近区域具有凹面部，此像侧面在其光轴附近区域具有凸面部。第四透镜具有朝向像侧的像侧面，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、第一透镜到第四透镜之间在光轴上的三个空气间隙的总合为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、第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜在光轴上的中心厚度总合为T_all，第四透镜的像侧面至成像面的长度称为后焦长度(back focallength)BFL，光学成像镜头的系统焦距为EFL。

本发明光学成像镜头中，又满足T₁/(G₁₂+G₃₄)≤2.50。

本发明光学成像镜头中，又满足3.50≤(T₃+G₂₃)/T₄。

本发明光学成像镜头中，又满足2.49≤(T_all/G_aa)。

本发明光学成像镜头中，又满足2.5≤(G₂₃+T₃)/T₂。

本发明光学成像镜头中，又满足2.5≤(BFL/G₂₃)。

本发明光学成像镜头中，又满足G₂₃/(G₁₂+G₃₄)≤1.50。

本发明光学成像镜头中，又满足0.54≤(G₂₃/T₂)。

本发明光学成像镜头中，又满足7.00≤(BFL+T₃)/G₁₂。

本发明光学成像镜头中，又满足3.70≤(EFL/G₂₃)≤10.00。

本发明光学成像镜头中，又满足2.20≤(BFL/T₁)。

本发明光学成像镜头中，又满足3.30≤(T_all/G₂₃)。

本发明光学成像镜头中，又满足2.50≤(T₃/G₂₃)。

本发明光学成像镜头中，又满足1.25≤(T₃/G_aa)。

本发明光学成像镜头中，又满足5.00≤(T_all/T₄)。

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、以及设置于光学成像镜头的像侧的影像传感器。

附图说明

图1是本发明光学成像镜头的第一实施例的示意图。

图2的(A)部分是第一实施例在成像面上的纵向球差图。

图2的(B)部分是第一实施例在弧矢方向的像散像差图。

图2的(C)部分是第一实施例在子午方向的像散像差图。

图2的(D)部分是第一实施例的畸变像差图。

图3是本发明光学成像镜头的第二实施例的示意图。

图4的(A)部分是第二实施例在成像面上的纵向球差图。

图4的(B)部分是第二实施例在弧矢方向的像散像差图。

图4的(C)部分是第二实施例在子午方向的像散像差图。

图4的(D)部分是第二实施例的畸变像差图。

图5是本发明光学成像镜头的第三实施例的示意图。

图6的(A)部分是第三实施例在成像面上的纵向球差图。

图6的(B)部分是第三实施例在弧矢方向的像散像差图。

图6的(C)部分是第三实施例在子午方向的像散像差图。

图6的(D)部分是第三实施例的畸变像差图。

图7是本发明光学成像镜头的第四实施例的示意图。

图8的(A)部分是第四实施例在成像面上的纵向球差图。

图8的(B)部分是第四实施例在弧矢方向的像散像差图。

图8的(C)部分是第四实施例在子午方向的像散像差图。

图8的(D)部分是第四实施例的畸变像差图。

图9是本发明光学成像镜头的第五实施例的示意图。

图10的(A)部分是第五实施例在成像面上的纵向球差图。

图10的(B)部分是第五实施例在弧矢方向的像散像差图。

图10的(C)部分是第五实施例在子午方向的像散像差图。

图10的(D)部分是第五实施例的畸变像差图。

图11是本发明光学成像镜头的第六实施例的示意图。

图12的(A)部分是第六实施例在成像面上的纵向球差图。

图12的(B)部分是第六实施例在弧矢方向的像散像差图。

图12的(C)部分是第六实施例在子午方向的像散像差图。

图12的(D)部分是第六实施例的畸变像差图。

图13是本发明光学成像镜头的第七实施例的示意图。

图14的(A)部分是第七实施例在成像面上的纵向球差图。

图14的(B)部分是第七实施例在弧矢方向的像散像差图。

图14的(C)部分是第七实施例在子午方向的像散像差图。

图14的(D)部分是第七实施例的畸变像差图。

图15是本发明光学成像镜头曲率形状的示意图。

图16是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的示意图。

图17是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的示意图。

图18是第一实施例详细的光学数据的图表。

图19是第一实施例详细的非球面数据的图表。

图20是第二实施例详细的光学数据的图表。

图21是第二实施例详细的非球面数据的图表。

图22是第三实施例详细的光学数据的图表。

图23是第三实施例详细的非球面数据的图表。

图24是第四实施例详细的光学数据的图表。

图25是第四实施例详细的非球面数据的图表。

图26是第五实施例详细的光学数据的图表。

图27是第五实施例详细的非球面数据的图表。

图28是第六实施例详细的光学数据的图表。

图29是第六实施例详细的非球面数据的图表。

图30是第七实施例详细的光学数据的图表。

图31是第七实施例详细的非球面数据的图表。

图32是各实施例的重要参数的图表。

【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

17 凹面部

E 延伸部

20 第二透镜

21 物侧面

22 像侧面

23 凸面部

27 凸面部

30 第三透镜

31 物侧面

32 像侧面

33 凹面部

36 凸面部

40 第四透镜

41 物侧面

42 像侧面

43 凸面部

44 凹面部

46 凹面部

47 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

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，本篇说明书所言的「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及D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及D区域更为向内凹陷，而C及D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及D区域，其中，成像光线包括了主光线Lc(chief ray)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。

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、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与第四透镜40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四片。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)，而设置于适当的位置。在图1中，光圈80是设置在第二透镜20的物侧21之前，第一透镜10与第二透镜20之间。当由位于物侧2的待拍摄物(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、光圈80、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40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的滤镜，例如滤光片60可以是红外线滤除滤光片(IR cut filter)，置于第四透镜40与成像面71之间。也可以选择性的在第一透镜10前面或是滤光片60后面设置保护玻璃(图未示)，不应以本较佳实施例所揭露的内容为限。

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。另外，本发明光学成像镜头1中各个透镜的物侧面或像侧面，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。

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具有厚度T₁、第二透镜20具有厚度T₂、第三透镜30具有厚度T₃，而第四透镜40具有厚度T₄。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T_all。亦即，T_all＝T₁+T₂+T₃+T₄。

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。所以，第一透镜10到第四透镜40之间位于光轴4上各透镜间的三个空气间隙的总合即称为G_aa。亦即，G_aa＝G₁₂+G₂₃+G₃₄。还有，第四透镜40的像侧面42至成像面71在光轴上的长度，则称为后焦长度(back focallength)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上的纵向球差图(longitudinal spherical aberration)请参考图2的(A)部分、弧矢(sagittal)方向的像散像差图(astigmatic field aberration)请参考图2的(B)部分、子午(tangential)方向的像散像差图请参考图2的(C)部分、以及畸变像差图(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，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。

第一实施例的光学成像镜头系统1主要由四枚以塑料材质制成又具有屈光率的透镜10～40、滤光片60、光圈80、与成像面71所构成。光圈80是设置在第一透镜10与第二透镜20之间。滤光片60可以是红外线滤光片，用来防止光线中的红外线投射至成像面而影响成像质量。

第一透镜10具有负屈光率，且其物侧面为凸面并具有位于光轴附近区域的凸面部及一位于圆周附近区域的凸面部，像侧面12在光轴附近区域具有凹面部且其圆周附近区域具有凹面部17。另外，第一透镜10的物侧面11及像侧面12皆为非球面(aspheric surface)。

第二透镜20的屈光率为正，且物侧面21为凸面并具有位于光轴附近区域的凸面部23及一位于圆周附近区域的凸面部，像侧面22为凸面，具有位于光轴附近区域的凸面部及一位于圆周附近区域的凸面部27。另外，第二透镜20的物侧面21以及像侧面22皆为非球面。

第三透镜30具有正屈光率。物侧面31为凹面，具有位于光轴附近区域的凹面部33及一位于圆周附近区域的凹面部，像侧面32为凸面，具有位于光轴附近区域的凸面部36及一位于圆周附近区域的凸面部。另外，第三透镜30的物侧面31以及像侧面32皆为非球面。

第四透镜40具有负屈光率，物侧面41具有位于光轴附近区域的凸面部43与位于圆周附近区域的凹面部44，像侧面42具有一位于在光轴附近区域的凹面部46及一位于圆周附近区域的凸面部47。另外，第四透镜40的物侧面41及像侧面42皆为非球面。滤光片60可以是红外线滤光片，其位于第四透镜40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到第四透镜40的所有物侧面11/21/31/41与像侧面12/22/32/42共计八个曲面，均为非球面。这些非球面系经由下列公式所定义：

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

其中：

R表示透镜表面的曲率半径；

Z表示非球面的深度(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的切面，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)；

a_2i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。在以下实施例的光学透镜系统中，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3.880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2.270毫米。第一实施例中各重要参数间的关系列举如下：

T_all＝2.042

G_aa＝0.667

BFL＝1.171

EFL＝2.004

G₂₃/(G₁₂+G₃₄)＝1.104

G₂₃/T₂＝1.254

(BFL+T₃)/G₁₂＝8.948

EFL/G₂₃＝5.731

BFL/T₁＝3.430

T₁/(G₁₂+G₃₄)＝1.078

(T₃+G₂₃)/T₄＝4.124

T_all/G_aa＝3.064

(G₂₃+T₃)/T₂＝5.112

BFL/G₂₃＝3.349

T₃/G_aa＝1.615

T_all/G₂₃＝5.840

T₃/G₂₃＝3.077

T_all/T₄＝5.907

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上的纵向球差图请参考图4的(A)部分、弧矢方向的像散像差图请参考图4的(B)部分、子午方向的像散像差图请参考图4的(C)部分、畸变像差图请参考图4的(D)部分。第二实施例中各透镜与第一实施例大致上类似，不同处仅在于曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别。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4.112毫米，而系统像高为2.27毫米。其各重要参数间的关系为：

T_all＝2.403

G_aa＝0.538

BFL＝1.171

EFL＝2.090

G₂₃/(G₁₂+G₃₄)＝1.420

G₂₃/T₂＝0.847

(BFL+T₃)/G₁₂＝14.658

EFL/G₂₃＝6.626

BFL/T₁＝2.264

T₁/(G₁₂+G₃₄)＝2.329

(T₃+G₂₃)/T₄＝4.230

T_all/G_aa＝4.471

(G₂₃+T₃)/T₂＝3.975

BFL/G₂₃＝3.714

T₃/G_aa＝2.165

T_all/G₂₃＝7.620

T₃/G₂₃＝3.691

T_all/T₄＝6.872

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上的纵向球差图请参考图6的(A)部分、弧矢方向的像散像差图请参考图6的(B)部分、子午方向的像散像差图请参考图6的(C)部分、畸变像差图请参考图6的(D)部分。第三实施例中各透镜与第一实施例大致上类似，不同处在于曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别。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3.811毫米，而系统像高为2.270毫米。其各重要参数间的关系为：

T_all＝2.007

G_aa＝0.633

BFL＝1.171

EFL＝1.929

G₂₃/(G₁₂+G₃₄)＝1.126

G₂₃/T₂＝1.127

(BFL+T₃)/G₁₂＝9.798

EFL/G₂₃＝5.756

BFL/T₁＝4.791

T₁/(G₁₂+G₃₄)＝0.822

(T₃+G₂₃)/T₄＝4.060

T_all/G_aa＝3.173

(G₂₃+T₃)/T₂＝4.860

BFL/G₂₃＝3.496

T₃/G_aa＝1.754

T_all/G₂₃＝5.991

T₃/G₂₃＝3.312

T_all/T₄＝5.641

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上的纵向球差图请参考图8的(A)部分、弧矢方向的像散像差图请参考图8的(B)部分、子午方向的像散像差图请参考图8的(C)部分、畸变像差图请参考图8的(D)部分。第四实施例中各透镜与第一实施例大致上类似，不同处在于曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别，以及：第一透镜10的屈光率为正。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3.804毫米，而系统像高为2.270毫米。其各重要参数间的关系为：

T_all＝2.063

G_aa＝0.735

BFL＝1.006

EFL＝2.068

G₂₃/(G₁₂+G₃₄)＝1.203

G₂₃/T₂＝1.458

(BFL+T₃)/G₁₂＝8.240

EFL/G₂₃＝5.154

BFL/T₁＝2.754

T₁/(G₁₂+G₃₄)＝1.095

(T₃+G₂₃)/T₄＝4.444

T_all/G_aa＝2.808

(G₂₃+T₃)/T₂＝5.409

BFL/G₂₃＝2.508

T₃/G_aa＝1.480

T_all/G₂₃＝5.142

T₃/G₂₃＝2.711

T_all/T₄＝6.158

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上的纵向球差图请参考图10的(A)部分、弧矢方向的像散像差图请参考图10的(B)部分、子午方向的像散像差图请参考图10的(C)部分、畸变像差图请参考图10的(D)部分。第五实施例与第一实施例大致上类似，不同处在于曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别。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4.253毫米，而系统像高为2.270毫米。其各重要参数间的关系为：

T_all＝2.383

G_aa＝0.564

BFL＝1.307

EFL＝2.128

G₂₃/(G₁₂+G₃₄)＝0.627

G₂₃/T₂＝0.569

(BFL+T₃)/G₁₂＝8.823

EFL/G₂₃＝9.785

BFL/T₁＝3.728

T₁/(G₁₂+G₃₄)＝1.011

(T₃+G₂₃)/T₄＝4.525

T_all/G_aa＝4.223

(G₂₃+T₃)/T₂＝4.002

BFL/G₂₃＝6.010

T₃/G_aa＝2.325

T_all/G₂₃＝10.958

T₃/G₂₃＝6.034

T_all/T₄＝7.049

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上的纵向球差图请参考图12的(A)部分、弧矢方向的像散像差图请参考图12的(B)部分、子午方向的像散像差图请参考图12的(C)部分、畸变像差图请参考图12的(D)部分。第六实施例与第一实施例大致上类似，不同处在于曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别。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3.840毫米，而系统像高为2.270毫米。其各重要参数间的关系为：

T_all＝1.966

G_aa＝0.706

BFL＝1.168

EFL＝2.077

G₂₃/(G₁₂+G₃₄)＝1.039

G₂₃/T₂＝0.988

(BFL+T₃)/G₁₂＝7.168

EFL/G₂₃＝5.771

BFL/T₁＝3.451

T₁/(G₁₂+G₃₄)＝0.976

(T₃+G₂₃)/T₄＝3.692

T_all/G_aa＝2.782

(G₂₃+T₃)/T₂＝3.508

BFL/G₂₃＝3.244

T₃/G_aa＝1.298

T_all/G₂₃＝5.461

T₃/G₂₃＝2.549

T_all/T₄＝5.683

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上的纵向球差图请参考图14的(A)部分、弧矢方向的像散像差图请参考图14的(B)部分、子午方向的像散像差图请参考图14的(C)部分、畸变像差图请参考图14的(D)部分。第七实施例中各透镜与第一实施例大致上类似，不同处在于曲率半径、透镜屈光率、透镜曲率半径、透镜厚度、透镜非球面系数或是后焦距等相关参数有别。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4.003毫米，而系统像高为2.270毫米。其各重要参数间的关系为：

T_all＝2.365

G_aa＝0.549

BFL＝1.090

EFL＝1.921

G₂₃/(G₁₂+G₃₄)＝0.573

G₂₃/T₂＝0.548

(BFL+T₃)/G₁₂＝9.210

EFL/G₂₃＝9.605

BFL/T₁＝3.019

T₁/(G₁₂+G₃₄)＝1.034

(T₃+G₂₃)/T₄＝4.080

T_all/G_aa＝4.308

(G₂₃+T₃)/T₂＝4.047

BFL/G₂₃＝5.450

T₃/G_aa＝2.326

T_all/G₂₃＝11.825

T₃/G₂₃＝6.385

T_all/T₄＝6.533

另外，各实施例的重要参数则整理于图32中。

总结以上的各实施例，将本发明的功效整理如下：

1.第一透镜的像侧面具有位于圆周附近区域的凹面部及位于第一透镜与第二透镜之间的光圈，有助于提高视场角。第三透镜的屈光率为正有助于提供系统所需的正屈光率。

2.第一透镜的像侧面具有位于圆周附近区域的凹面部、第二透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部、第二透镜的像侧面具有位于圆周附近区域的凸面部、第三透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的凹面部、第三透镜像侧面具有位于光轴附近区域的凸面部，以及第四透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的凹面部和位于圆周附近区域的凸面部，这些面型的搭配，可确保成像质量。

综上所述，本发明通过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，依据以上的各实施例的各重要参数间的关系，通过以下各参数的数值控制，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、且技术上可行的光学成像镜头。不同参数的比例有较佳的范围，例如：

(1)T₁/(G₁₂+G₃₄)≦2.5：由于第一透镜在光轴上无形状的限制，故第一透镜可缩短的比例较大，而光圈位于第一透镜与第二透镜之间，故G₁₂可缩短的比例较小，且考虑光线的路径，G₃₄缩短的比例较小，故T₁/(G₁₂+G₃₄)较佳为趋小设计，例如介于0.8～2.5之间。

(2)(T₃+G₂₃)/T₄：由于第三透镜的屈光率为正，故第三透镜缩短的比例较小，且考虑光线的路径，G₂₃需有足够的空间使光线从光学有效径较小的第二透镜进入光学有效径较大的第三透镜，故T₃与G₂₃缩短的比例较小，而T₄缩短的比例较大，故较佳为趋大设计，例如介于3.5～4.7之间。

(3)2.49≦T_all/G_aa：考虑制造困难度及光线的路径，当满足此条件式时，T_all及G_aa有较好的配置，例如介于：2.49～4.7之间。

(4)2.5≦(G₂₃+T₃)/T₂：由于G₂₃与T₃缩短的比例较小，而第二透镜的光学有效径较小，故可缩短的比例较大，故此条件较佳是趋大设计，例如介于2.5～5.5之间。

(5)2.5≦BFL/G₂₃：由于第四透镜与成像面之间需容置滤光片等组件，故BFL缩短的比例受到较大的限制，考虑制造困难度及光线的路径，当满足此条件式时，BFL及G₂₃有较好的配置使镜头的视场角较大并且缩小镜头长度，较佳的介于：2.5～6.3之间。

(6)G₂₃/(G₁₂+G₃₄)≦1.5：考虑制造困难度及光线的路径，当满足此条件式时，各空气间隙有较好的配置使镜头长度缩短并扩大视场角，较佳的介于0.5～1.5之间。

(7)0.54≦G₂₃/T₂:由于G₂₃需有足够的空间使光线从光学有效径较小的第二透镜进入光学有效径较大的第三透镜，故G₂₃缩短的比例较小，而第二透镜的光学有效径较小，故T₂缩短的比例较大，较佳的介于：0.54～1.6之间。

(8)7.00≦(BFL+T₃)/G₁₂:由于T₃与BFL缩短的比例较小，故与T₃与BFL相比，G₁₂缩短的比例较大，较佳的介于7～15.0之间。

(9)3.7≦EFL/G₂₃≦10：EFL的缩短可以有助于视场角的扩大，但也不可以无限制的缩短，当满足此条件式时，EFL与G₂₃有较佳的配置。

(10)2.2≦BFL/T₁：由于第四透镜与成像面之间需容置滤光片等组件，故BFL缩短的比例受到较大的限制，而第一透镜在光轴附近没有限制面形，故第一透镜T₁可缩短的比例较大，故此条件式较佳会趋大设计，例如介于2.2～5之间。

(11)3.3≦T_all/G₂₃：考虑透镜的制作，T_all无法无限制的缩短，使T_all及G₂₃有较佳的配置，使镜头长度缩短。较佳的介于3.3～12.0之间。

(12)2.5≦T₃/G₂₃：由于第三透镜具有正屈光率，因此第三透镜的厚度较厚，故T₃缩短的比例较G₂₃小，较佳的介于2.5～6.5之间。

(13)1.25≦T₃/G_aa：由于第三透镜具有正屈光率，故T₃缩短的比例较小，而当镜头长度缩短，各空气间隙会缩短，故G_aa可缩小的比例较大，较佳介于1.25～2.5之间。

(14)5.00≦T_all/T₄：为使镜头长度缩短，所有透镜会变薄，当满足此条件式时，使第四透镜缩短的比例较大，有效帮助镜头长度缩短，较佳的介于5～7.5之间。

本发明的光学成像镜头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16仅以手机为例，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1例示前述第一实施例的光学成像镜头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中的影像传感器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的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片60，然而在其他实施例中亦可省略滤光片60的结构，所以滤光片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。

具有屈光率的四片透镜10、20、30、40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，然在其它的实施例中，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的长度可以仅为3.8毫米左右，因此容许将可携式电子装置100的尺寸设计地更为轻薄短小，且仍然能够提供良好的光学性能与成像质量。因此，本发明的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的外侧设置。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'，即第一图的光轴4移动。影像传感器后座146则与第二座体143相贴合。滤光片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 (19)

1.一种光学成像镜头，由一物侧至一像侧在一光轴上依序包含一第一透镜、一光圈、一第二透镜、一第三透镜、以及一第四透镜，其中：

该第一透镜具有朝向该像侧的一像侧面，该像侧面在其圆周附近区域具有一凹面部；

该第二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，该像侧面在其圆周附近区域具有一凸面部；

该第三透镜具有正屈光率、朝向该物侧的一物侧面与朝向该像侧的一像侧面，该物侧面在其光轴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凸面部；以及

该第四透镜具有负屈光率、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，该光学成像镜头只具备四片具有屈光率的镜片；该第三透镜在该光轴上的中心厚度为T₃，该第一透镜到该第四透镜之间在该光轴上的三个空气间隙的总合为G_aa，使得1.25≤(T₃/G_aa)。

2.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T₁、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，使得T₁/(G₁₂+G₃₄)≤2.50。

3.如权利要求2所述的光学成像镜头，其特征在于：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、该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T₄，使得3.50≤(T₃+G₂₃)/T₄。

4.如权利要求3所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜及该第四透镜在该光轴上的中心厚度总合为T_all，使得2.49≤(T_all/G_aa)。

5.如权利要求2所述的光学成像镜头，其特征在于：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、该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T₂，使得2.5≤(G₂₃+T₃)/T₂。

6.如权利要求5所述的光学成像镜头，其特征在于：该第四透镜的像侧面至一成像面的长度为后焦长度BFL，使得2.5≤(BFL/G₂₃)。

7.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，使得G₂₃/(G₁₂+G₃₄)≤1.50。

8.如权利要求7所述的光学成像镜头，其特征在于：该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T₂，使得0.54≤(G₂₃/T₂)。

9.如权利要求8所述的光学成像镜头，其特征在于：该第四透镜的像侧面至一成像面的长度为后焦长度BFL，使得7.00≤(BFL+T₃)/G₁₂。

10.如权利要求7所述的光学成像镜头，其特征在于：EFL为光学成像镜头的系统焦距，又满足3.7≤(EFL/G₂₃)≤10.00。

11.如权利要求10所述的光学成像镜头，其特征在于：该第四透镜的像侧面至一成像面的长度为后焦长度BFL、该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T₁，使得2.20≤(BFL/T₁)。

12.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：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、该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜及该第四透镜在该光轴上的中心厚度总合为T_all，使得3.30≤(T_all/G₂₃)。

13.如权利要求12所述的光学成像镜头，其特征在于：该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T₂，使得2.5≤(G₂₃+T₃)/T₂。

14.如权利要求13所述的光学成像镜头，其特征在于：2.50≤(T₃/G₂₃)。

15.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：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、该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T₄，使得3.50≤(T₃+G₂₃)/T₄。

16.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：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、该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T₂，使得0.54≤(G₂₃/T₂)。

17.如权利要求16所述的光学成像镜头，其特征在于：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、该第四透镜的像侧面至一成像面的长度为后焦长度BFL，使得2.50≤(BFL/G₂₃)。

18.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T₄、该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜及该第四透镜在该光轴上的中心厚度总合为T_all，使得5.00≤(T_all/T₄)。

19.一种电子装置，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1至18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；以及

设置于该光学成像镜头的一像侧的一影像传感器。