CN104122646A - 光学成像镜头与电子装置 - Google Patents

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CN104122646A CN201410115284.9A CN201410115284A CN104122646A CN 104122646 A CN104122646 A CN 104122646A CN 201410115284 A CN201410115284 A CN 201410115284A CN 104122646 A CN104122646 A CN 104122646A
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Abstract

本发明提供一种光学成像镜头，仅包括五片透镜，沿一光轴依序包括一光圈、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。第一透镜的物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，第四透镜的物侧面具有一位于圆周附近区域的凸面部，第五透镜的像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部及一位于圆周附近区域的凸面部，且第一、第二、第三、第四及第五透镜具有屈光率。本发明还提供一种电子装置，包括：一机壳、一模块后座单元设置于机壳内、一镜筒安装于模块后座单元内及一上述光学成像镜头安装于镜筒内。本发明用于光学数码摄像、摄影。

Description

光学成像镜头与电子装置
技术领域
本发明是与一种光学成像镜头与电子装置相关，且尤其是与应用五片式透镜的光学成像镜头与具有其该光学成像镜头的可携式电子装置相关。
背景技术
近年来，内建有数码相机用以拍摄数码影像的手机发展地日益蓬勃，且因着便携设备薄型轻巧化的需求，让其中的镜片系统也愈趋小型化。随着感光耦合组件（Charge Coupled Device，简称CCD）或互补性氧化金属半导体组件（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，简称CMOS）的技术进步和尺寸缩小，光学成像镜头也需要缩小体积，但具备良好光学性能也是必要顾及之处。
由于消费者对于成像质量的要求愈来愈高，现有技术包括四片透镜的四片式光学成像镜头已无法满足高分辨率的需求。
在美国专利公开号2007/0236811、2007/0229984及日本专利公开号4847172中，所揭露的光学成像镜头均为五片式透镜结构，然而这些专利所设计的镜头内从第一透镜的物侧面至一成像面在光轴上的距离相当地大，不利于手机和数码相机等携带型电子产品的薄型化设计。
本发明的实施例提供几种皆具有五片透镜的光学成像镜头及内建有光学成像镜头的可携式电子装置，以解决前述问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种光学成像镜头，仅包括五片透镜，从物侧至像侧沿一光轴依序包括一光圈、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，每一透镜都具有屈光率，而且具有一朝向物侧的物侧面及一朝向像侧像侧面。第一透镜的物侧面在光轴附近区域是凸的，第二透镜的像侧面在外圆周附近区域是凹的，第四透镜的物侧面在外圆周附近区域是凸的，第五透镜的像侧面在光轴附近区域是凹的且在外圆周附近区域是凸的。第一、第二、第三、第四及第五透镜具有屈光率及厚度。第一、第二、第三、第四及第五透镜的物侧面及像侧面皆为非球面，且此五片透镜的厚度与其间的空气间隙满足特定的条件。
本发明的实施例亦提供一种内建有数码相机的可携式电子装置，包括：一机壳、一模块后座单元设置于机壳内、一镜筒安装于模块后座单元内及一光学成像镜头安装于镜筒内。光学成像模块仅包括五片透镜，从物侧至像侧沿一光轴依序包括一光圈、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，每一透镜都具有屈光率，且具有一朝向物侧的物侧面及一朝向像侧的像侧面。第一透镜的物侧面在光轴附近区域是凸的，第二透镜的像侧面在外圆周附近区域是凹的，第四透镜的物侧面在外圆周附近区域是凸的，第五透镜的像侧面在光轴附近区域是凹的且在外圆周附近区域是凸的。
在一实施例中，镜筒可在光轴的方向上进行纵长地移动。
附图说明
图1是依据本发明的第一实施例的光学成像镜头的五片式透镜的剖面结构示意图。
图2是依据本发明的第二实施例的光学成像镜头的五片式透镜的剖面结构示意图。
图3是依据本发明的第三实施例的光学成像镜头的五片式透镜的剖面结构示意图。
图4是依据本发明的第四实施例的光学成像镜头的五片式透镜的剖面结构示意图。
图5是依据本发明的第五实施例的光学成像镜头的五片式透镜的剖面结构示意图。
图6是依据本发明的第六实施例的光学成像镜头的五片式透镜的剖面结构示意图。
图7的A、B、C部分分别是依据本发明的第一实施例光学成像镜头的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差与畸变像差图的示意图。
图8的A、B、C部分分别是依据本发明的第二实施例光学成像镜头的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差与畸变像差图的示意图。
图9的A、B、C部分分别是依据本发明的第三实施例光学成像镜头的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差与畸变像差图的示意图。
图10的A、B、C部分分别是依据本发明的第四实施例光学成像镜头的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差与畸变像差图的示意图。
图11的A、B、C部分分别是依据本发明的第五实施例光学成像镜头的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差与畸变像差图的示意图。
图12的A、B、C部分分别是依据本发明的第六实施例光学成像镜头的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差与畸变像差图的示意图。
图13是用以说明本发明使用的字词的一示例性透镜的剖面结构示意图。
图14是用以说明本发明所使用的条件式的参数的一示例性透镜的示意图。
图15A是依据本发明的一实施例的内建有光学成像模块的可携式电子装置的一剖面结构示意图。
图15B是依据本发明的另一实施例的内建有光学成像模块的可携式电子装置的一剖面结构示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。此些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要是用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域具有通常知识者应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
本篇说明书所言的「一透镜具有正屈光率（或负屈光率）」，是指所述透镜位于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）包括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。
图13是用以说明本发明使用的字词的一示例性透镜的剖面结构示意图。以第13图为例，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」是指位于透镜上成像光线通过的区域的位于圆周附近区域，亦即图中的C区域，其中，成像光线包括了主光线（chief ray）Lc及边缘光线（marginal ray）Lm。「光轴附近区域」是指该成像光线通过的曲面的光轴附近区域，亦即图中的A区域。「外圆周附近区域」是指位于透镜上仅供成像光线通过的面的位于圆周附近区域，亦即图中的C或D区域。此外，该透镜还包含一延伸部E，用以供该透镜组装于一镜筒内，成像光线可能会通过该延伸部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部分的延伸部。
本发明的实施例提供一种光学成像镜头，其可广泛地应用于可携式或穿戴式装置中，如：手机、数码相机、数字摄像机、平板计算机等及其他于其中装设CCD或CMOS影像传感器的装置。
图1是依据本发明的第一实施例的光学成像镜头100的五片式透镜的剖面结构示意图。光学成像镜头1从物侧A1至像侧A2沿着光轴依序包括一光圈（aperture stop）AS、一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第三透镜L3、一第四透镜L4及一第五透镜L5。
第一透镜L1具有正屈光率、一在光轴附近区域为凸的凸面物侧面及一凸面像侧面。第二透镜L2具有负屈光率、一凸面物侧面及一在外圆周附近区域为凹的凹面像侧面。第三透镜L3具有正屈光率、一在光轴附近区域为凸且在外圆周附近区域为凹的物侧面、及一凸面像侧面。第四透镜L4具有正屈光率、一在光轴附近区域为凹且在外圆周附近区域为凸的物侧面及一凸面像侧面。第五透镜L5具有负屈光率、一在光轴附近区域为凸、在外圆周附近区域为凸且在光轴附近区域与外圆周附近区域之间为凹的物侧面及一在光轴附近区域为凹且在圆周附近区域为凸的像侧面。此五片透镜的物侧面与像侧面皆为非球面。在此以R1、R2分别表示第一透镜L1的物侧面与像侧面、以R3、R4分别表示第二透镜L2的物侧面与像侧面、以R5、R6分别表示第三透镜L3的物侧面与像侧面、以R7、R8分别表示第四透镜L4的物侧面与像侧面且以R9、R10分别表示第五透镜L5的物侧面与像侧面。
光学成像镜头100可包括一红外线滤光片（IR cut filter）设于第五透镜与一成像面之间，依据本发明的一实施例，滤光件可将入射光中的红外线波段过滤掉。
在第1图到第6图中，T1表示第一透镜L1的厚度，T2表示第二透镜L2的厚度，T3表示第三透镜L3的厚度，T4表示第四透镜L4的厚度，T5表示第五透镜L5的厚度。在本篇说明书中，AG12表示第一、第二透镜之间的空气间隙，AG23表示第二、第三透镜之间的空气间隙，AG34表示第三、第四透镜之间的空气间隙，AG45表示第四、第五透镜之间的空气间隙。BFL代表光学成像镜头的后焦距，即第五透镜的像侧面至成像面在光轴上的距离。
在其后段落中，ALT代表第一至第五透镜在光轴上的五片镜片厚度总和，AAG表示第一至第五透镜之间在光轴上的四个空气间隙宽度总和，EFL指的是光学成像镜头的有效焦距，TL为第一透镜的物侧面至第五透镜的像侧面在光轴上的距离。
根据本发明的实施例，为了缩短光学成像镜头的镜头长度，需要缩短透镜厚度及透镜间的空气间隙。然而，缩减透镜总厚度、同时还维持适当的光学特性是相当困难的。因此，在此设计第一透镜具有正屈光率、第二透镜具有负屈光率而第四透镜具有正屈光率。
依据本发明的实施例，为了使光学成像镜头的镜头长度更为缩短且同时具有良好的光学特性，必须满足下列条件式：
AAG/AG34≤16.0(1)；
0.65≤AG34/T2(2)；
1.50≤(AG34+AG45)/T2(3)；
4.00≤(T4+T5)/T2(4)；
1.80≤T5/T2(5)；
2.60≤(AG45+T5)/T2(6)；
1.00≤AG45/T2(7)；
EFL/(AG45+T5)≤5.20(8)；
10.0≤(TL+T5)/AG45≤22.0(9)；
EFL/(AG34+T5)≤6.80(10)；
1.20≤(AG34+AG45)/(AG12+AG23)(11)。
表格1A显示依据本发明的第一实施例的光学成像镜头100的各镜片的详细镜片数据。在表格1A及其后的表格2A、3A、4A、5A及6A中，表面标号1代表物体(图未示)，表面标号2代表光圈，而其厚度是光圈相对于第一透镜的物侧面在光轴上的距离，此一负值表示光圈是设置于第一透镜之前，表面标号3代表L1的物侧面，而其厚度是第一透镜在光轴上的厚度，表面标号4代表L1的像侧面，而其厚度是第一与第二透镜之间的空气间隙在光轴上的宽度，表面标号5代表L2的物侧面，而其厚度是第二透镜在光轴上的厚度，表面标号6代表L2的像侧面，而其厚度是第二与第三透镜之间的空气间隙在光轴上的宽度，表面标号7代表L3的物侧面，而其厚度是第三透镜在光轴上的厚度，表面标号8代表L3的像侧面，而其厚度是第三与第四透镜之间的空气间隙在光轴上的宽度，表面标号9代表L4的物侧面，而其厚度是第四透镜在光轴上的厚度，表面标号10代表L4的像侧面，而其厚度是第四与第五透镜之间的空气间隙在光轴上的宽度，表面标号11代表L5的物侧面，而其厚度是第五透镜在光轴上的厚度，表面标号12代表L5的像侧面，而其厚度是第五透镜与红外线滤光片之间的空气间隙在光轴上的宽度，表面标号13代表红外线滤光片的物侧面，而其厚度是红外线滤光片在光轴上的厚度，表面标号14代表红外线滤光片的像侧面，而其厚度是红外线滤光片与成像面之间的空气间隙在光轴上的宽度，表面标号15代表成像面。
表格1A
在第一实施例中，光学成像镜头100的EFL是3.703mm，光学成像镜头100从第一透镜L1物侧面至成像面的镜头长度是4.636mm，像高为2.856mm，HFOV为36.982度，Fno为2.05。
此五片透镜的非球面（表面编号3至12）皆是依下列非球面曲线公式定义：
z = cr 2 1 + 1 - ( 1 + K ) c 2 r 2 + u 4 Σ m = 0 13 a m Q m con ( u 2 )
其中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为该非球面上的点与光轴之间的垂直距离），c为非球面顶点的曲率(vertex curvature)，为以毫米为单位的透镜表面到光轴的径向距离(radial distance)，u等于r/rn，rn为归一化半径(normalization radius(NRADIUS))，K为锥面系数(Conic Constant)，Qm con为第m阶Qcon多项式(mth Qcon polynomial)，am为第m阶Qcon系数(mth Qconcoefficient)，x、y、z关系如第14图所示，其中z轴就是光轴。
表格1B显示第一实施例的五片透镜中各个非球面的参数详细数据。
表格1B
图7的A、B、C部分分别是第一实施例的纵向球差(longitudinal sphericalaberration)、弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatism aberration)、子午(tangential)方向的像散像差及畸变像差(distortion aberration)。如图7A中所示，对于波长为470nm（以G标示）、555nm（以B标示）及650nm（以R标示），其纵向球差是控制在成像点的±0.025mm以内。如图7B所示，对于该R、G、B波长的光，弧矢方向（以s1、s2、s3标示）与子午方向（以t1、t2、t3标示）的像散像差的变化量是落在±0.03mm内。如图7C中所示，对于该R、G、B三种波长的光，畸变像差则是维持在±2.5%的范围内。
图2是依据本发明的第二实施例的光学成像镜头200的五片式透镜的剖面结构示意图。光学成像镜头200具有与光学成像镜头100类似的结构，唯其中各透镜的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、空气间隙宽度、非球面系数、焦距及其他相关的参数不同。在表面凹凸配置上的差异是，在光学成像镜头200中，第三透镜L3具有在光轴附近区域为凹且在外圆周附近区域为凸的像侧面。
表格2A显示依据本发明的第二实施例的光学成像镜头200的各镜片的详细镜片数据，其EFL为3.530mm，HFOV为38.476度，Fno为2.05，从第一透镜L1物侧面至成像面的镜头长度是4.598mm，像高为2.856mm。
表格2A
表格2B显示第二实施例的五片透镜中各个非球面的参数详细数据。
表格2B
表面标号 3 4 5 6 7
NRADIUS 0.89571535 0.92218327 0.92360555 0.91080916 0.93974526
K -4.19E+00 0.00E+00 0.00E+00 -7.97E+00 0.00E+00
a0 7.20E-02 8.80E-03 5.86E-03 6.48E-02 -1.28E-01
a1 -4.15E-03 -1.14E-02 -2.70E-03 6.96E-03 3.15E-04
a2 -5.14E-04 -2.05E-03 -1.34E-03 5.83E-04 2.04E-03
a3 -2.73E-04 1.43E-04 8.24E-04 5.80E-04 2.13E-04
a4 -3.44E-05 6.31E-05 6.50E-05
a5
a6
表面标号 8 9 10 11 12
NRADIUS 1.15354365 1.38864688 1.5734635 2.24674792 2.4612901
K 0.00E+00 -7.97E+00 -7.89E-01 -3.85E+01 -5.16E+00
a0 -9.57E-02 1.66E-01 6.37E-01 -5.87E-01 -9.99E-01
a1 1.07E-02 5.74E-03 3.49E-02 2.37E-01 1.56E-01
a2 5.40E-03 -9.02E-03 -1.60E-02 -4.31E-02 -2.10E-02
a3 -8.11E-06 -7.00E-03 3.84E-03 1.83E-02
a4 6.95E-04 1.49E-03 -2.30E-03 -3.94E-03
a5 -3.67E-05 1.09E-03 1.55E-03 1.13E-03
a6 -2.27E-04 -2.98E-04 -6.83E-04
a7 1.73E-06
图8的A、B、C部分分别是第二实施例的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差和畸变像差。如图8A中所示，对于波长为470nm（以G标示）、555nm（以B标示）及650nm（以R标示），其纵向球差是控制在成像点的±0.025mm以内。如图8B所示，对于该R、G、B波长的光，弧矢方向（以s1、s2、s3标示）与子午方向（以t1、t2、t3标示）的像散像差的变化量是落在±0.025mm内。如图8C中所示，对于该R、G、B三种波长的光，畸变像差则是维持在±2.5%的范围内。
图3是依据本发明的第三实施例的光学成像镜头300的五片式透镜的剖面结构示意图。光学成像镜头300具有与光学成像镜头100类似的结构，唯其中各透镜的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、空气间隙宽度、非球面系数、焦距及其他相关的参数不同。在表面凹凸配置上的差异是，在光学成像镜头300中，第三透镜L3具有在光轴附近区域为凹且在外圆周附近区域为凸的像侧面。
表格3A显示依据本发明的第三实施例的光学成像镜头300的各镜片的详细镜片数据，其中EFL为3.581mm，HFOV为37.975度，Fno为2.05，从第一透镜L1物侧面至成像面的镜头长度是4.633mm，像高为2.856mm。
表格3A
表格3B显示第三实施例的五片透镜中各个非球面的参数详细数据。
表格3B
图9的A、B、C部分分别是第三实施例的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差和畸变像差。如图9A中所示，对于波长为470nm（以G标示）、555nm（以B标示）及650nm（以R标示），其纵向球差是控制在成像点的±0.025mm以内。如图9B所示，对于该R、G、B波长的光，弧矢方向（以s1、s2、s4标示）与子午方向（以t1、t2、t4标示）的像散像差的变化量是落在±0.025mm内。如图9C中所示，对于该R、G、B四种波长的光，畸变像差则是维持在±2.0%的范围内。
图4是依据本发明的第四实施例的光学成像镜头400的五片式透镜的剖面结构示意图。光学成像镜头400具有与光学成像镜头100类似的结构，唯其中各透镜的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、空气间隙宽度、非球面系数、焦距及其他相关的参数不同。在表面凹凸配置上的差异是，在光学成像镜头400中，第三透镜L3具有凹的物侧面，且第四透镜L4具有在光轴附近区域为凸且在外圆周附近区域为凹的像侧面。
表格4A显示依据本发明的第四实施例的光学成像镜头400的各镜片的详细镜片数据，其EFL为4.630mm，HFOV为30.900度，Fno为2.05，从第一透镜L1物侧面至成像面的镜头长度是5.528mm，像高为2.856mm。
表格4A
表格4B显示第四实施例的五片透镜中各个非球面的参数详细数据。
表格4B
表面标号 3 4 5 6 7
NRADIUS 1.066230145 1.093583544 1.091552311 1.032347132 1.209500507
K -5.146E+00 0.000E+00 0.000E+00 -8.860E+00 0.000E+00
a0 9.881E-02 -5.102E-03 2.545E-03 8.628E-02 -2.535E-01
a1 -7.005E-03 -1.474E-02 -4.448E-03 5.137E-03 2.434E-02
a2 -7.983E-04 -1.061E-03 1.901E-03 2.207E-03 9.237E-03
a3 -3.692E-04 2.027E-04 1.140E-03 6.718E-04 6.775E-04
a4 -9.748E-05 -6.668E-05 -9.708E-07
a5
a6
表面标号 8 9 10 11 12
NRADIUS 1.343130582 1.49193297 1.574127924 2.246023233 2.490717185
K 0.000E+00 -8.996E+00 -7.167E-01 -3.851E+01 -4.667E+00
a0 -2.365E-01 1.891E-01 4.741E-01 -5.673E-01 -7.438E-01
a1 1.930E-02 5.140E-03 3.350E-02 1.858E-01 1.356E-01
a2 8.962E-03 -3.221E-03 -5.643E-03 -3.017E-02 -3.142E-02
a3 3.100E-04 -1.389E-03 4.992E-03 1.135E-02
a4 -3.024E-04 2.560E-04 -2.574E-03 -3.233E-03
a5 1.220E-04 -2.750E-04 7.687E-04 9.530E-04
a6 1.213E-04 -8.296E-05 -3.212E-04
a7 1.971E-05
图10的A、B、C部分分别是第四实施例的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差和畸变像差。如图10A中所示，对于波长为470nm（以G标示）、555nm（以B标示）及650nm（以R标示），其纵向球差是控制在成像点的±0.08mm以内。如图10B所示，对于该R、G、B波长的光，弧矢方向（以s1、s2、s5标示）与子午方向（以t1、t2、t5标示）的像散像差的变化量是落在±0.08mm内。如图10C中所示，对于该R、G、B不同波长的光，畸变像差则是维持在±2.0%的范围内。
图5是依据本发明的第五实施例的光学成像镜头500的五片式透镜的剖面结构示意图。光学成像镜头500具有与光学成像镜头100类似的结构，唯其中各透镜的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、空气间隙宽度、非球面系数、焦距及其他相关的参数不同。在表面凹凸配置上的差异是，在光学成像镜头500中，第三透镜L3具有在光轴附近区域为凹且在外圆周附近区域为凸的像侧面。
表格5A显示依据本发明的第五实施例的光学成像镜头500的各镜片的详细镜片数据，其EFL为3.661mm，HFOV为37.731度，Fno为2.05，从第一透镜L1物侧面至成像面的镜头长度是4.743mm，像高为2.856mm。
表格5A
表格5B显示第五实施例的五片透镜中各个非球面的参数详细数据。
表格5B
图11的A、B、C部分分别是第五实施例的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差和畸变像差。如图11A中所示，对于波长为470nm（以G标示）、555nm（以B标示）及650nm（以R标示），其纵向球差是控制在成像点的±0.05mm以内。如图11B所示，对于该R、G、B波长的光，弧矢方向（以s1、s2、s5标示）与子午方向（以t1、t2、t5标示）的像散像差的变化量是落在±0.025mm内。如图11C中所示，对于该R、G、B不同波长的光，畸变像差则是维持在±2.0%的范围内。
图6是依据本发明的第六实施例的光学成像镜头600的五片式透镜的剖面结构示意图。光学成像镜头600具有与光学成像镜头100类似的结构，唯其中各透镜的各透镜表面的曲率半径、透镜厚度、空气间隙宽度、非球面系数、焦距及其他相关的参数不同。在表面凹凸配置上的差异是，在光学成像镜头600中，第三透镜L3具有负屈光率以及凹的物侧面。
表格6A显示依据本发明的第六实施例的光学成像镜头600的各镜片的详细镜片数据，其EFL为3.947mm，HFOV为35.326度，Fno为2.20，从第一透镜L1物侧面至成像面的镜头长度是4.820mm，像高为2.856mm。
表格6A
表格6B显示第六实施例的五片透镜中各个非球面的参数详细数据。
表格6B
表面标号 3 4 5 6 7
NRADIUS 0.921337805 0.945985053 0.947484539 0.926207244 0.935138851
K -4.259E+00 0.000E+00 0.000E+00 -7.862E+00 0.000E+00
a0 7.827E-02 6.154E-03 5.963E-03 6.994E-02 -1.210E-01
a1 -4.575E-03 -1.080E-02 -2.561E-03 5.567E-03 2.140E-03
a2 -8.014E-04 -2.022E-03 -4.156E-04 1.284E-03 1.801E-03
a3 -3.664E-04 -3.342E-04 5.532E-04 5.104E-04 7.428E-05
a4 -8.935E-05 1.637E-04 1.479E-04
a5
a6
表面标号 8 9 10 11 12
NRADIUS 1.153002125 1.486385222 1.647146667 2.364279574 2.553945071
K 0.000E+00 -5.801E+00 -7.730E-01 -3.851E+01 -5.345E+00
a0 -1.181E-01 1.989E-01 7.589E-01 -6.561E-01 -1.017E+00
a1 1.312E-02 3.163E-03 2.077E-02 2.644E-01 1.929E-01
a2 5.429E-03 -5.117E-03 -1.872E-02 -6.438E-02 -3.381E-02
a3 -2.182E-03 -5.618E-03 1.379E-02 1.732E-02
a4 6.658E-04 3.453E-03 -3.707E-03 -4.547E-03
a5 2.400E-04 1.187E-03 7.213E-04 4.419E-04
a6 2.043E-05 5.317E-05 -5.152E-04
a7 9.529E-05
图12的A、B、C部分分别是第六实施例的纵向球差、弧矢方向及子午方向的像散像差和畸变像差。如图12A中所示，对于波长为470nm（以G标示）、555nm（以B标示）及650nm（以R标示），其纵向球差是控制在成像点的±0.50mm以内。如图12B所示，对于该R、G、B波长的光，弧矢方向（以s1、s2、s5标示）与子午方向（以t1、t2、t5标示）的像散像差的变化量是落在±0.05mm内。如图12C中所示，对于该R、G、B不同波长的光，畸变像差则是维持在±2.0%的范围内。
依据本发明的实施例的光学成像镜头100、200、300、400、500及600皆具有下列光学特性与优点。本发明的实施例提供的每个光学成像镜头100、200、300、400、500及600从物侧到像侧都依序包括一光圈、一第一、第二、第三、第四及第五透镜。此五片透镜的每一透镜皆具有一物侧面及一像侧面，且此些表面都是非球面。第一透镜的物侧面在光轴附近区域是凸的，第二透镜的像侧面在外圆周附近区域是凹的，第四透镜的物侧面在外圆周附近区域是凸的，第五透镜的像侧面在光轴附近区域是凹的且在外圆周附近区域是凸的。第一、第二、第三、第四及第五透镜具有屈光率，且其组合产生优异的成像质量。
透镜表面的凹凸起伏、透镜厚度、透镜间的空气间隙宽度和光圈的位置皆可有效地缩短光学成像镜头的镜头长度，同时加强其的光学特性和制造简易度。依据本发明的实施例，满足下列条件式能更为缩短光学成像镜头的镜头长度并减轻其重量，同时还能提供良好的光学特性：AAG/AG34值小于或等于16.00。为了有助于光学成像镜头的微型化，在此设计AAG值的缩小幅度相较于AG34来得更小。为了使成像光线从光学有效径较小的第三透镜射出后，行径至适合的高度进入光学有效径较大的第四透镜，因此不适合太为过度缩小AG34值，这造成了AG34缩短的限制。上述特性造成AAG/AG34值受一上限限制，在此建议AAG/AG34值是小于或等于16.00，且较佳地AAG/AG34值是落在1.5到16.0之间。
AG34/T2值大于或等于0.65。如前所述，AG34值不适合过于缩小，因此第二透镜的厚度可以较大的幅度缩小，在此建议AG34/T2值是大于或等于0.65，且较佳地AG34/T2值是落在0.65到2.5之间。
考虑成像光线路径与透镜制造困难度，与缩小第二透镜的厚度相较，要缩减第三至第五透镜之间的空气间隙宽度是相对困难的。因此，在此建议(AG34+AG45)/T2值是大于或等于1.50，且较佳地是介于1.5到5.5之间。
第四、第五透镜的厚度比第二透镜的厚度来得厚，因此限制了对于T4、T5值的缩小幅度，这使得(T4+T5)/T2值有一下限，在此建议(T4+T5)/T2值为大于或等于4.0，且较佳地是落在4到6之间。
类似地，在此设计T5/T2值为大于或等于1.8，且较佳地是落在1.8到3之间。
考虑到成像光线路径与镜片制造难度，相较于减少第二透镜的厚度，要缩短第四、第五透镜之间的空气间隙宽度或第五透镜的厚度都是相对困难许多的。因此，在此建议(AG45+T5)/T2值是大于或等于2.60，且较佳地是介于2.6到7之间。类似地，AG45/T2值建议是大于或等于1.00，并较佳地是介于1到5之间。
减少EFL值可以有效地缩短镜头长度，因此EFL的缩短幅度是比AG45的缩短幅度大，这使得EFL/(AG45+T5)值有一上限值，在此建议是5.20，且较佳地，EFL/(AG45+T5)值是介于3到5.2之间。
减少TL值可帮助缩短镜头长度，然而考虑到成像光线路径与制造难易度，会使得(TL+T5)/AG45值受一上限约束，在此建议其为22.0，且较佳地，(TL+T5)/AG45值是介于10.0到22.0之间。
减少EFL值可以有效地缩短镜头长度，因此EFL的缩短幅度是比AG34或T5的缩短幅度大，这使得EFL/(AG34+T5)值有一上限值，在此建议是6.80，且较佳地，EFL/(AG34+T5)值是介于3到6.8之间。
当(AG34+AG45)/(AG12+AG23)值是大于或等于1.20时，可帮助光学成像镜头提供良好的成像质量及光学特性，且较佳地，(AG34+AG45)/(AG12+AG23)值是介于1.2到2.5之间。
表格7显示上述六个实施例的各个数值。
表格7
如表格7中所示，每个实施例的该些数值皆是满足于上述条件式。
本发明的实施例亦提供一种内建有轻薄光学成像模块的可携式电子装置。图15A是依据本发明的一实施例的内建有光学成像模块的可携式电子装置1。可携式电子装置1包含一机壳11及一安装在机壳11内的光学成像模块12。可携式电子装置1可为一手机、个人数字助理(personal digital assistant，简称PDA)或其类等。光学成像模块12包括一光学镜片系统10、一镜筒21、一用于供镜筒21设置的模块后座单元（module housing unit）120及形成成像面的一影像传感器130。在一实施例中，光学镜片系统10可包括诸如前面所述六个实施例的五片式光学成像镜头。
在一实施例中，模块后座单元120包括一镜头后座121及设置在镜头后座121与影像传感器130之间的一影像传感器后座122。镜筒21是和镜头后座121沿一轴线I-I'同轴设置。
图15B是依据本发明的另一实施例的内建有光学成像模块的可携式电子装置1'。可携式电子装置1'与第一较佳实施例的可携式电子装置1类似，因此在此对于同样的组件使用相同的标号标示。其间主要差别在于：可携式电子装置1'的模块后座单元120包括一音圈马达（voice coil motor，简称VCM）驱动模块。镜头后座121具有与镜筒21外侧表面相贴合且沿一轴线I-I'设置一第一座体单元123及环绕着第一座体单元123外侧表面设置的一第二座体单元124。镜头后座121更包括设置在第一座体单元123外侧表面与第二座体单元124内侧表面之间的一线圈125及设置在线圈125外侧表面与第二座体单元124内侧表面之间的磁性组件126。
第一座体单元123可带着镜筒21及设置在镜筒21内的光学镜片系统10沿着光轴来回地进行纵长移动。影像传感器后座122与第二座体单元124之间是稳固地装载在一起。在一实施例中，在影像传感器后座122上更设置了一滤光片8。可携式电子装置1'的其他组件结构则与第一实施例的可携式电子装置1类似，在此不再赘述。
由于有效地缩短了光学镜片系统10的长度，使得可携式电子装置1及1'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。藉此，使本发明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。
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 (20)

1.一种光学成像镜头，仅包括五片透镜，从物侧至像侧沿一光轴依序包括一光圈、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，每一透镜都具有一朝向物侧的物侧面及一朝向像侧的像侧面，其中：
该第一透镜的该物侧面在光轴附近区域是凸的；
该第二透镜的该像侧面在外圆周附近区域是凹的；
该第四透镜的该物侧面在外圆周附近区域是凸的；
该第五透镜的该像侧面在光轴附近区域是凹的且在外圆周附近区域是凸的；及
该第一、第二、第三、第四及第五透镜具有屈光率；
其中该光学成像镜头中有屈光率的透镜总共只有上述五片透镜。
2.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头还满足AAG/AG34≤16.00的条件式，AG34为该第三透镜与该第四透镜之间在光轴上的空气间隙宽度，AAG为该第一至该第五透镜之间在光轴上的四个空气间隙宽度总和。
3.如权利要求2所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头还满足0.65≤AG34/T2的条件式，T2为该第二透镜在光轴上的厚度。
4.如权利要求3所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头还满足1.50≤(AG34+AG45)/T2的条件式，AG45为该第四透镜与该第五透镜之间在光轴上的空气间隙宽度。
5.如权利要求4所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头还满足4.00≤(T4+T5)/T2的条件式，T4为该第四透镜在光轴上的厚度，T5为该第五透镜在光轴上的厚度。
6.如权利要求5所述的光学成像镜头，其特征是，还满足1.80≤T5/T2的条件式。
7.如权利要求4所述的光学成像镜头，其特征是，该第五透镜的该物侧面在外圆周附近区域是凸的。
8.如权利要求2所述的光学成像镜头，其特征是，还满足1.50≤(AG34+AG45)/T2的条件式，T2为该第二透镜在光轴上的厚度，AG45为该第四透镜与该第五透镜之间在光轴上的空气间隙宽度。
9.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头更满足2.60≤(AG45+T5)/T2的条件式，T5为该第五透镜在光轴上的厚度。
10.如权利要求9所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头更满足4.90≤(T4+T5)/T2的条件式，T4为该第四透镜在光轴上的厚度。
11.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头更满足0.65≤AG34/T2的条件式，T2为该第二透镜在光轴上的厚度，AG34为该第三透镜与该第四透镜之间在光轴上的空气间隙宽度。
12.如权利要求11所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头更满足1.00≤AG45/T2的条件式，AG45为该第四透镜与该第五透镜之间在光轴上的空气间隙宽度。
13.如权利要求12所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头更满足EFL/(AG45+T5)≤5.20的条件式，EFL为光学成像镜头的有效焦距，T5为该第五透镜在光轴上的厚度。
14.如权利要求13所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头更满足10.0≤(TL+T5)/AG45≤22.0的条件式，TL为该第一透镜的该物侧面至第五透镜像侧面在光轴上的距离。
15.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头更满足1.50≤(AG34+AG45)/T2的条件式，AG34为该第三透镜与该第四透镜之间在光轴上的空气间隙宽度，AG45为该第四透镜与该第五透镜之间在光轴上的空气间隙宽度，T2为该第二透镜在光轴上的厚度。
16.如权利要求15所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头更满足EFL/(AG34+T5)≤6.8的条件式，T5为该第五透镜在光轴上的厚度，EFL为该光学成像镜头的有效焦距。
17.如权利要求16所述的光学成像镜头，其特征是，该光学成像镜头更满足1.20≤(AG34+AG45)/(AG12+AG23)的条件式，AG12为该第一透镜与该第二透镜之间在光轴上的空气间隙宽度，AG23为该第二透镜与该第三透镜之间在光轴上的空气间隙宽度。
18.如权利要求17所述的光学成像镜头，其特征是，该第三透镜的该像侧面在外圆周附近区域是凸的。
19.一种具有数码相机的电子装置，包括：
一机壳；及
一模块后座单元，设置于该机壳内；
一镜筒，安装于该模块后座单元内；及
一光学成像模块，安装于该镜筒内，该光学成像模块仅包括五片透镜，从物侧至像侧沿一光轴依序包括一光圈、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，每一透镜都具有一朝向物侧的物侧面及一朝向像侧的像侧面，其中：
该第一透镜的该物侧面在光轴附近区域是凸的；
该第二透镜的该像侧面在外圆周附近区域是凹的；
该第四透镜的该物侧面在外圆周附近区域是凸的；
该第五透镜的该像侧面在光轴附近区域是凹的且在外圆周附近区域是凸的；及
该第一、第二、第三、第四及第五透镜具有屈光率；
其中该光学成像模块中有屈光率的透镜总共只有上述五片透镜。
20.如权利要求19所述的具有数码相机的电子装置，其中该镜筒可在该光轴的方向上进行纵长地移动。
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