CN104808321B - 光学成像镜头及应用此镜头的电子装置 - Google Patents

光学成像镜头及应用此镜头的电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光学成像镜头。本发明公开一种光学成像镜头，第一透镜具正屈光率，物侧面有位于光轴附近区域的凸面部与圆周附近区域的凸面部，像侧面有位于圆周附近区域的凸面部。第二透镜有负屈光率，物侧面有位于圆周附近区域的凹面部。第三透镜像侧面有位于圆周附近区域的凹面部。第四透镜像侧面有位于光轴附近区域的凸面部。第五透镜物侧面有位于圆周附近区域的凹面部。第六透镜像侧面有位于光轴附近区域的凹面部与圆周附近区域的凸面部。AAG为第一到第六透镜在光轴上五个空气间隙宽度总合、第二透镜在光轴上中心厚度为T2，满足AAG/T2≤3.6。本发明公开一种电子装置，包括一机壳及一前述的光学成像镜头。本发明用于光学摄影。

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具有较短镜头长度的光学成像镜头，及应用此光学成像镜头的电子装置，其主要用于拍摄影像及录像，并应用于手持式电子产品，例如：行动电话、相机、平板计算机、或是个人数位助理(Personal Digital Assistant,PDA)中。
背景技术
近年来，手机和数码相机的普及使得摄影模块(包含光学成像镜头、holder及sensor等)蓬勃发展，手机和数码相机的薄型轻巧化也让摄影模块的小型化需求愈来愈高，随着感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)的技术进步和尺寸缩小，装载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。
US7830620号专利揭露一种六片式的光学成像镜头，其第一透镜的屈光率为负，第二透镜的屈光率为正，此种设计容易导致整体长度过长，难以符合小型化的设计趋势，因此极需要开发一种成像质量良好且镜头长度缩短的镜头。
发明内容
于是，本发明可以提供一种缩减光学镜头的系统长度、维持足够的光学性能、以及扩大视场角的光学成像镜头。本发明六片式成像镜头从物侧至像侧，在光轴上依序安排有光圈、具有正屈光率的第一透镜、具有负屈光率的第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜都分别具有朝向物侧的物侧面以及朝向像侧的像侧面。本光学成像镜头只有此六片具有屈光率的透镜。
本发明所提供的光学成像镜头，第一透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部与位于圆周附近区域的凸面部，其像侧面具有位于圆周附近区域的凸面部；第二透镜的物侧面具有位于圆周附近区域的凹面部；第三透镜的像侧面具有位于圆周附近区域的凹面部；第四透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的凸面部；第五透镜的物侧面具有位于圆周附近区域的凹面部；第六透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的凹面部与位于圆周附近区域的凸面部。AAG为第一透镜到第六透镜在光轴上的五个空气间隙宽度总合、第二透镜在光轴上的中心厚度为T2，而满足AAG/T2≤3.6。
在本发明光学成像镜头中，AG12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度、AG34为第三透镜到第四透镜之间空气间隙的宽度、AG45为第四透镜到第五透镜在光轴上的空气间隙，而满足AG34/(AG12+AG45)≤1.5。
在本发明光学成像镜头中，第三透镜在光轴上的中心厚度为T3、第五透镜在光轴上的中心厚度为T5，而满足0.75≤T3/T5。
在本发明光学成像镜头中，ALT为第一透镜到第六透镜在光轴上的厚度总合，而满足9.0≤ALT/(AG12+AG45)。
在本发明光学成像镜头中，第一透镜在光轴上的中心厚度为T1，而满足T1/T3≤1.6。
在本发明光学成像镜头中，ALT为第一透镜到第六透镜在光轴上的厚度总合、AG23为第二透镜到第三透镜之间空气间隙宽度，而满足8.5≤ALT/AG23。
在本发明光学成像镜头中，第一透镜在光轴上的中心厚度为T1、AG34为第三透镜到第四透镜之间空气间隙的宽度，而满足2.3≤T1/AG34。
在本发明光学成像镜头中，AG12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度、AG45为第四透镜到第五透镜在光轴上的空气间隙，而满足T5/(AG12+AG45)≤3.0。
在本发明光学成像镜头中，第三透镜在光轴上的中心厚度为T3、第六透镜在光轴上的中心厚度为T6，而满足0.8≤T3/T6。
在本发明光学成像镜头中，第五透镜在光轴上的中心厚度为T5，而满足AAG/T5≤2.0。
在本发明光学成像镜头中，AG12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度、AG23为第二透镜到第三透镜之间空气间隙宽度、AG45为第四透镜到第五透镜在光轴上的空气间隙，而满足0.7≤(AG12+AG45)/AG23。
在本发明光学成像镜头中，第一透镜在光轴上的中心厚度为T1，而满足0.65≤T1/AAG。
在本发明光学成像镜头中，ALT为第一透镜到第六透镜在光轴上的厚度总合、AG34为第三透镜到第四透镜之间空气间隙的宽度，而满足9.0≤ALT/AG34。
在本发明光学成像镜头中，第三透镜在光轴上的中心厚度为T3、AG12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度、AG45为第四透镜到第五透镜在光轴上的空气间隙，而满足1.3≤T3/(AG12+AG45)。
在本发明光学成像镜头中，第五透镜在光轴上的中心厚度为T5、AG34为第三透镜到第四透镜之间空气间隙的宽度，而满足1.3≤T5/AG34。
在本发明光学成像镜头中，第一透镜在光轴上的中心厚度为T1、AG23为第二透镜到第三透镜之间空气间隙宽度，而满足2.0≤T1/AG23。
在本发明光学成像镜头中，AG12为第一透镜到第二透镜之间空气间隙宽度、AG45为第四透镜到第五透镜在光轴上的空气间隙，而满足T5/(AG12+AG45)≤3.0。
更进一步，本发明又提供一种应用前述光学成像镜头的电子装置。本发明的电子装置，包含机壳、与安装在机壳内的影像模块。影像模块包括：符合前述技术特征的光学成像镜头、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的基板，以及设置于基板且位于光学成像镜头像侧的影像传感器。
附图说明
图1A是显示一透镜立体结构示意图。
图1是显示本发明的一实施例的透镜剖面结构示意图。
图2是绘示透镜面形与光线焦点的关系示意图。
图3是绘示范例一的透镜面形与有效半径的关系图。
图4是绘示范例二的透镜面形与有效半径的关系图。
图5是绘示范例三的透镜面形与有效半径的关系图。
图6是绘示本发明六片式光学成像镜头的第一实施例的示意图。
图7是绘示第一实施例的纵向球差与各项像差图示意图。
图8是绘示本发明六片式光学成像镜头的第二实施例的示意图。
图9是绘示第一实施例的纵向球差与各项像差图示意图。
图10是绘示本发明六片式光学成像镜头的第三实施例的示意图。
图11是绘示第一实施例的纵向球差与各项像差图示意图。
图12是绘示本发明六片式光学成像镜头的第四实施例的示意图。
图13是绘示第一实施例的纵向球差与各项像差图示意图。
图14是绘示本发明六片式光学成像镜头的第五实施例的示意图。
图15是绘示第一实施例的纵向球差与各项像差图示意图。
图16是绘示本发明六片式光学成像镜头的第六实施例的示意图。
图17是绘示第一实施例的纵向球差与各项像差图示意图。
图18是绘示本发明六片式光学成像镜头的第七实施例的示意图。
图19是绘示第一实施例的纵向球差与各项像差图示意图。
图20是绘示本发明六片式光学成像镜头的第八实施例的示意图。
图21是绘示第一实施例的纵向球差与各项像差图示意图。
图22是绘示本发明六片式光学成像镜头的第九实施例的示意图。
图23是绘示第一实施例的纵向球差与各项像差图示意图。
图24是绘示应用本发明六片式光学成像镜头的便携式电子装置的第一较佳实施例的示意图。
图25是绘示应用本发明六片式光学成像镜头的便携式电子装置的第二较佳实施例的示意图。
图26是表示第一实施例详细的光学数据。
图27是表示第一实施例详细的非球面数据。
图28是表示第二实施例详细的光学数据。
图29是表示第二实施例详细的非球面数据。
图30是表示第三实施例详细的光学数据。
图31是表示第三实施例详细的非球面数据。
图32是表示第四实施例详细的光学数据。
图33是表示第四实施例详细的非球面数据。
图34是表示第五实施例详细的光学数据。
图35是表示第五实施例详细的非球面数据。
图36是表示第六实施例详细的光学数据。
图37是表示第六实施例详细的非球面数据。
图38是表示第七实施例详细的光学数据。
图39是表示第七实施例详细的非球面数据。
图40是表示第八实施例详细的光学数据。
图41是表示第八实施例详细的非球面数据。
图42是表示第九实施例详细的光学数据。
图43是表示第九实施例详细的非球面数据。
图44是表示各实施例的重要参数。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，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，本领域普通技术人员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。
本篇说明书所说的「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的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1A和图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。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：
如图1所示，其是一透镜径向上的剖视图。以该剖视图来看，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。如果径向上向外有多个转换点，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。
如图2所示，该区域的形状凹凸是以平行通过该区域的光线(或光线延伸线)与光轴的交点在像侧或物侧来决定(光线焦点判定方式)。举例来说，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，以该转换点为分界具有不同的面形。另外，若是光轴附近区域的面形判断可依该领域中普通技术人员的判断方式，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。
若该透镜表面上无转换点，该光轴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％。
图3为第一范例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附近区域的面形不同；该圆周附近区域具有一凸面部。
图4为第二范例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。
图5为第三范例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％为光轴附近区域，50％～100％为圆周附近区域。由于光轴附近区域的R值为正，故此物侧面在光轴附近区域具有一凸面部；而圆周附近区域与光轴附近区域间无转换点，故圆周附近区域具有一凸面部。
如图6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(optical axis)4，依序包含有光圈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、第六透镜60、滤光片70及成像面(image plane)71。一般说来，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、第六透镜60都可以是由透明的塑料材质所制成，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、第六透镜60等这六片透镜而已。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(aperture stop)80，而设置于适当的位置。在图6中，光圈80是设置在物侧2与第一透镜10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、第六透镜60与滤光片70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70还可以是具各种合适功能的滤镜，可滤除特定波长的光线(例如红外线)，设于第六透镜60的朝向像侧的一面62与成像面71之间。
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。另外，本发明光学成像镜头1中的各个透镜，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具有第一物侧面11与第一像侧面12；第二透镜20具有第二物侧面21与第二像侧面22；第三透镜30具有第三物侧面31与第三像侧面32；第四透镜40具有第四物侧面41与第四像侧面42；第五透镜50具有第五物侧面51与第五像侧面52；第六透镜60具有第六物侧面61与第六像侧面62。
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具有第一透镜厚度T1、第二透镜20具有第二透镜厚度T2、第三透镜30具有第三透镜厚度T3、第四透镜40具有第四透镜厚度T4、第五透镜50具有第五透镜厚度T5、第六透镜60具有第六透镜厚度T6。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ALT。亦即，ALT＝T1+T2+T3+T4+T5+T6。
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)。例如，第一透镜10到第二透镜20之间空气间隙宽度称为AG12、第二透镜20到第三透镜30之间空气间隙宽度称为AG23、第三透镜30到第四透镜40之间空气间隙宽度称为AG34、第四透镜40到第五透镜50之间空气间隙宽度称为AG45、第五透镜50到第六透镜60之间空气间隙宽度称为AG56。所以，第一透镜10到第六透镜60之间位于光轴4上各透镜间之五个空气间隙宽度的总合即称为AAG。亦即，AAG＝AG12+AG23+AG34+AG45+AG56。
另外，第一透镜10的物侧面11至成像面71在光轴上的长度为TTL。光学成像镜头的有效焦距为EFL，第六透镜60的第六像侧面62至成像面71在光轴上的长度为BFL。
另外，再定义：f1为第一透镜10的焦距；f2为第二透镜20的焦距；f3为第三透镜30的焦距；f4为第四透镜40的焦距；f5为第五透镜50的焦距；f6为第六透镜60的焦距；n1为第一透镜10的折射率；n2为第二透镜20的折射率；n3为第三透镜30的折射率；n4为第四透镜40的折射率；n5为第五透镜50的折射率；n6为第六透镜60的折射率；υ1为第一透镜10的阿贝系数(Abbe number)；υ2为第二透镜20的阿贝系数；υ3为第三透镜30的阿贝系数；υ4为第四透镜10的阿贝系数；υ5为第五透镜50的阿贝系数；及υ6为第六透镜60的阿贝系数。
第一实施例
请参阅图6，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7A、弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatic field aberration)请参考图7B、子午(tangential)方向的像散像差请参考图7C、以及畸变像差(distortion aberration)请参考图7D。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，实施例中各像散图及畸变图的Y轴代表像高，系统像高为2.3毫米。
第一实施例的光学成像镜头系统1主要由六枚具有屈光率的透镜、滤光片70、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70可以防止特定波长的光线(例如红外线)透射至成像面而影响成像质量。
第一透镜10具有正屈光率。朝向物侧2的第一物侧面11具有位于光轴附近区域的凸面部13以及位于圆周附近区域的凸面部14，朝向像侧3的第一像侧面12具有位于光轴附近区域的凸面部16以及位于圆周附近区域的凸面部17。第一透镜的物侧面11及像侧面12皆为非球面。
第二透镜20具有负屈光率。朝向物侧2的第二物侧面21具有位于光轴附近区域的凸面部23以及位于圆周附近区域的凹面部24，朝向像侧3的第二像侧面22具有位于光轴附近区域的凹面部26以及位于圆周附近区域的凸面部27。第二透镜20的物侧面21及像侧面22皆为非球面。
第三透镜30具有正屈光率，朝向物侧2的第三物侧面31具有位于光轴附近区域的凹面部33以及位于圆周附近区域的凸面部34，而朝向像侧3的第三像侧面32具有位于光轴附近区域的凸面部36以及在圆周附近的凹面部37。第三透镜30的物侧面31及像侧面32皆为非球面。
第四透镜40具有负屈光率，朝向物侧2的第四物侧面41具有位于光轴附近区域的凹面部43以及位于圆周附近区域的凹面部44，而朝向像侧3的第四像侧面42具有位于光轴附近区域的凸面部46以及在圆周附近的凸面部47。第四透镜40的物侧面41及像侧面42皆为非球面。
第五透镜50具有正屈光率，物侧2的第五物侧面51具有位于光轴附近区域的凸面部53以及位在圆周附近的凹面部54，朝向像侧3的第五像侧面52具有位于光轴附近区域的凸面部56以及位于圆周附近区域的凸面部57。另外，第五物侧面51与第五像侧面52均为非球面。
第六透镜60具有负屈光率，朝向物侧2的第六物侧面61具有位于光轴附近区域的凹面部63以及位于圆周附近区域的凸面部64，朝向像侧3的第六像侧面62具有位于光轴附近区域的凹面部66以及位于圆周附近区域的凸面部67。另外，第六物侧面61与第六像侧面62均为非球面。滤光片70位于第六透镜60的第六像侧面62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到第六透镜60中，所有物侧面11/21/31/41/51/61与像侧面12/22/32/42/52/62共计十二个曲面，均为非球面。这些非球面是经由下列公式所定义：
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)；
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26所示，非球面数据如图27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，有效焦距为(F)，半视角(Half Field of View，简称HFOV)为整体光学透镜系统中最大视角(Field ofView)的一半，又曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米(mm)。而系统像高为2.3毫米，HFOV为39.63度。
在第一实施例的图7A的纵向球差中，每一种波长所成的曲线皆很靠近，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±0.01毫米，故本第一实施例确实明显改善不同波长的球差。此外，三种代表性波长彼此间的距离亦相当接近，代表不同波长光线的成像位置已相当集中，因而使色像差获得明显改善。
在图7B与图7C的二个像散像差图示中，三种代表性波长在整个视场范围内的焦距落在±0.1毫米内，说明第一实施例的光学成像镜头能有效消除像差。此外，三种代表性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7D的畸变像差则显示第一实施例的畸变像差维持在±1％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4.0毫米左右，仍能有效克服色像差并提供较佳的成像质量，故本案第一实施例能在维持良好光学性能的条件下，达到缩短镜头长度的效果。
第一实施例中各重要参数间的关系列举如下：
第二实施例
请参阅图8，例示本发明光学成像镜头1的第二实施例。请注意，从第二实施例开始，为简化并清楚表达附图，仅在图上特别标示各透镜与第一实施例不同的面型，而其余与第一实施例的透镜相同的面型，例如凹面部或是凸面部则不另外标示。第二实施例在成像面71上的纵向球差请参考图9A、弧矢方向的像散像差请参考图9B、子午方向的像散像差请参考图9C、畸变像差请参考图9D。第二实施例的设计与第一实施例类似，仅曲率半径、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：第四透镜40具有正屈光率；第五透镜50具有负屈光率，像侧面52具有位于光轴附近区域的凹面部56’，以及位于圆周附近区域的凸面部57；第六透镜物侧面61具有位于光轴附近区域的凸面部63’，以及位于圆周附近区域的凹面部64。第二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。系统像高为2.3毫米，HFOV为39.05度。其各重要参数间的关系为：
第三实施例
请参阅图10，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11A、弧矢方向的像散像差请参考图11B、子午方向的像散像差请参考图11C、畸变像差请参考图11D。第三实施例的设计与第一实施例类似，仅曲率半径、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：第四透镜40具有正屈光率，第五透镜50具有负屈光率，像侧面52具有位于光轴附近区域的凹面部56’，以及位于圆周附近区域的凸面部57，第六透镜具有正屈光率，物侧面61具有位于光轴附近区域的凸面部63’，以及位于圆周附近区域的凹面部64’。第三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，系统像高为2.3毫米，HFOV为38.31度。其各重要参数间的关系为：
第四实施例
请参阅图12，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13A、弧矢方向的像散像差请参考图13B、子午方向的像散像差请参考图13C、畸变像差请参考图13D。第四实施例的设计与第一实施例类似，仅曲率半径、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：第四透镜40具有正屈光率；第五透镜50具有负屈光率，像侧面52具有位于光轴附近区域的凹面部56’，以及位于圆周附近区域的凸面部57；第六透镜物侧面61具有位于光轴附近区域的凸面部63’，以及位于圆周附近区域的凹面部64’。第四实施例详细的光学数据如图32所示，非球面数据如图33所示，系统像高为2.3毫米，HFOV为38.92度。其各重要参数间的关系为：
第五实施例
请参阅图14，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15A、弧矢方向的像散像差请参考图15B、子午方向的像散像差请参考图15C、畸变像差请参考图15D。第五实施例的设计与第一实施例类似，仅曲率半径、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：第四透镜40具有正屈光率，第五透镜50具有负屈光率，像侧面52具有位于光轴附近区域的凹面部56’，以及位于圆周附近区域的凸面部57，第六透镜具有正屈光率，物侧面61具有位于光轴附近区域的凸面部63’，以及位于圆周附近区域的凹面部64’。第五实施例详细的光学数据如图34所示，非球面数据如图35所示，系统像高为2.3毫米，HFOV为39.97度。其各重要参数间的关系为：
第六实施例
请参阅图16，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17A、弧矢方向的像散像差请参考图17B、子午方向的像散像差请参考图17C、畸变像差请参考图17D。第六实施例的设计与第一实施例类似，不同之处在于，仅曲率半径、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：第一透镜像侧面12具有位于光轴附近区域的凹面部16’，以及位于圆周附近区域的凸面部17，第三透镜物侧面31具有位于光轴附近区域的凸面部33’、位于圆周附近区域的凸面部34，以及位于光轴附近区域及圆周附近区域的凹面部35，第五透镜像52侧面具有位于光轴附近区域的凹面部56’，以及位于圆周附近区域的凸面部57，第六透镜物侧面61具有位于光轴附近区域的凸面部63’、位于圆周附近区域的凸面部64，以及介于光轴附近区域与圆周附近区域之间的凹面部65。第六实施例详细的光学数据如图36所示，非球面数据如图37所示，系统像高为2.3毫米，HFOV为40.99度。其各重要参数间的关系为：
第七实施例
请参阅图18，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19A、弧矢方向的像散像差请参考图19B、子午方向的像散像差请参考图19C、畸变像差请参考图19D。第七实施例的设计与第一实施例类似，仅曲率半径、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：第三透镜物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部33’、位于圆周附近区域的凸面部34，以及介于光轴附近区域及圆周附近区域的凹面部35，第四透镜具有负屈光率，物侧面41具有位于光轴附近区域的凹面部43、位于圆周附近区域的凹面部44，以及介于光轴附近区域及圆周附近区域的凸面部45，第五透镜像侧面52具有位于光轴附近区域的凹面部53’，以及位于圆周附近区域的凸面部54’，第六透镜物侧面61具有位于光轴附近区域的凸面部63’，以及位于圆周附近区域的凹面部64’。第七实施例详细的光学数据如图38所示，非球面数据如图39所示，系统像高为2.3毫米，HFOV为40.99度。其各重要参数间的关系为：
第八实施例
请参阅图20，例示本发明光学成像镜头1的第八实施例。第八实施例在成像面71上的纵向球差请参考图21A、弧矢方向的像散像差请参考图21B、子午方向的像散像差请参考图21C、畸变像差请参考图21D。第八实施例的设计与第一实施例类似，仅曲率半径、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：第一透镜像侧面12具有位于光轴附近区域的凹面部16’，以及位于圆周附近区域的凸面部17，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’，第四透镜像侧面42具有位于光轴附近区域的凸面部46，以及位于圆周附近区域的凹面部47’，第五透镜像侧面52具有位于光轴附近区域的凹面部56’，以及位于圆周附近区域的凸面部57，第六透镜物侧面61具有位于光轴附近区域的凸面部63’，以及位于圆周附近区域的凹面部64’。第八实施例详细的光学数据如图40所示，非球面数据如图41所示，系统像高为2.3毫米，HFOV为40.00度。其各重要参数间的关系为：
第九实施例
请参阅图22，例示本发明光学成像镜头1的第九实施例。第九实施例在成像面71上的纵向球差请参考图23A、弧矢方向的像散像差请参考图23B、子午方向的像散像差请参考图23C、畸变像差请参考图23D。第九实施例的设计与第一实施例类似，仅曲率半径、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：第二透镜物侧面21具有位于光轴附近区域的凹面部23’，以及位于圆周附近区域的凹面部24，第三透镜物侧面31具有位于光轴附近区域的凸面部33’、位于圆周附近区域的凸面部34、以及介于光轴附近区域及圆周附近区域的凹面部35，第四透镜像侧面42具有位于光轴附近区域的凸面部46，以及位于圆周附近区域的凹面部47’，第五透镜物侧面51具有位于光轴附近区域的凹面部53’，以及位于圆周附近区域的凹面部54，第六透镜物侧面61具有位于光轴附近区域的凹面部63，以及位于圆周附近区域的凹面部64’。第九实施例详细的光学数据如图42所示，非球面数据如图43所示，系统像高为2.3毫米，HFOV为40.00度。其各重要参数间的关系为：
另外，各实施例的重要参数则整理于图44中。其中G6F代表第六透镜60到滤光片70之间在光轴4上的间隙宽度、TF代表滤光片70在光轴4上的厚度、GFI代表滤光片70到成像面71之间在光轴4上的间隙宽度、BFL为第六透镜60的第六像侧面62到成像面71在光轴4上的距离、即BFL＝G6F+TF+GFI。
申请人发现，本案的透镜配置，具有以下的特征，以及可以达成的对应功效：
1.第一透镜正屈光率可提供镜头整体所需的正屈光率，第二透镜的负屈光率可修正光学系统整体像差，光圈位置设计于第一透镜物侧则可有助于提高成像质量以及缩短镜头整体长度。
2.第一透镜物侧面的光轴附近区域以及圆周附近区域的凸面部可协助收集成光像光线，第一透镜像侧面圆周附近区域的凸面部、第二透镜物侧面圆周附近区域的凹面部、第三透镜像侧面圆周附近区域的凹面部、第四透镜像侧面光轴附近区域的凸面部、第五透镜物侧面圆周附近区域的凹面部、第六透镜像侧面光轴附近区域的凹面部以及圆周附近区域的凸面部，则可相互搭配，使得光学系统整体提高成像质量、缩短镜头整体长度、降近光圈值以及扩大拍摄角度的效果。
此外，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、拍摄角度大、光圈值降低、且技术上可行的光学成像镜头，同时可协助控制透镜或是空气间隙之厚度，使其维持适当的比例，以避免任一厚度过长而不利用镜头整体之薄型化，或是避免任一厚度过短而不利于组装及制造。不同参数的比例有较佳的范围，例如：
1.AAG/T2建议应小于或等于3.6，并以介于2.0～3.6之间较佳；
2.AG34/(AG12+AG45)建议应小于或等于1.5，并以介于0.2～1.5之间较佳；
3.ALT/AG23建议应大于或等于8.5，并以介于8.5～25.0之间较佳；
4.T5/(AG12+AG45)建议应小于或等于3.0，并以介于0.8～3.0之间较佳；
5.(AG12+AG45)/AG23建议应大于或等于0.7，并以介于0.7～4.0之间较佳；
6.ALT/AG34建议应大于或等于9.0，并以介于9.0～35.0之间较佳；
7.T5/AG34建议应大于或等于1.3，并以介于1.3～7.0之间较佳；
8.T3/T5建议应大于或等于0.75，并以介于0.75～2.5之间较佳；
9.ALT/(AG12+AG45)建议应大于或等于9.0，并以介于9.0～25.0之间较佳；
10.T1/T3建议应小于或等于1.6，并以介于0.5～1.6之间较佳；
11.T1/AG34建议应大于或等于2.3，并以介于2.3～8.0之间较佳；
12.T3/T6建议应大于或等于0.8，并以介于0.8～2.0之间较佳；
13.AAG/T5建议应小于或等于2.0，并以介于1.0～2.0之间较佳；
14.T1/AAG建议应大于或等于0.65，并以介于0.65～1.2之间较佳；
15.T3/(AG12+AG45)建议应大于或等于1.3，并以介于1.3～5.0之间较佳；
16.T1/AG23建议应大于或等于2.0，并以介于2.0～5.0之间较佳。
本发明的光学成像镜头1，还可应用于电子装置中，例如应用于行动电话或是行车记录器。请参阅图24，其为应用前述光学成像镜头1的电子装置100的第一较佳实施例。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24仅以行动电话为例，说明电子装置100，但电子装置100的型式不以此为限。
如图24中所示，影像模块120包括如前所述的光学成像镜头1。图24例示前述第一实施例的光学成像镜头1。此外，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72。光学成像镜头1中的影像传感器72可以是电子感光元件，例如感光耦合元件或互补性氧化金属半导体元件。成像面71是形成于影像传感器72。
本发明所使用的影像传感器72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。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72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70，然而在其他实施例中亦可省略滤光片70的结构，所以滤光片70并非必要。且机壳110、镜筒130、及/或模块后座单元140可为单一元件或多个元件组装而成，但无须限定于此。其次，本实施例所使用的影像传感器72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，然本发明并不以此为限。
具有屈光率的六片透镜10、20、30、40、50、60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72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。
另请参阅图25，为应用前述光学成像镜头1的便携式电子装置200的第二较佳实施例。第二较佳实施例的便携式电子装置200与第一较佳实施例的便携式电子装置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及磁性元件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。磁性元件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'，即图6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70，则是设置在影像传感器后座146。第二实施例便携式电子装置200的其他元件结构则与第一实施例的便携式电子装置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 (16)

1.一种光学成像镜头，从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一光圈、具有正屈光率的一第一透镜、具有负屈光率的一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜以及一第六透镜，各透镜分别具有朝向该物侧的一物侧面以及朝向该像侧的一像侧面，该光学成像镜头包含：
该第一透镜，其物侧面具有位于该光轴附近区域的一凸面部，与位于一圆周附近区域的一凸面部，其像侧面具有位于一圆周附近区域的一凸面部；
该第二透镜的该物侧面具有位于一圆周附近区域的一凹面部；
该第三透镜的该像侧面具有位于一圆周附近区域的一凹面部；
该第四透镜的该像侧面具有位于该光轴附近区域的一凸面部；
该第五透镜的该物侧面具有位于一圆周附近区域的一凹面部；以及
该第六透镜，其像侧面具有位于该光轴附近区域的一凹面部，与位于一圆周附近区域的一凸面部；
其中，该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有该第一透镜至该第六透镜共六片，AAG为该第一透镜到该第六透镜在该光轴上的五个空气间隙宽度总合、该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T2、该第五透镜在该光轴上的中心厚度为T5、AG12为该第一透镜到该第二透镜之间空气间隙宽度、AG45为该第四透镜到该第五透镜在该光轴上的空气间隙，而满足AAG/T2≤3.6，T5/(AG12+AG45)≤3.0。
2.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：AG34为该第三透镜到该第四透镜之间空气间隙的宽度，而满足AG34/(AG12+AG45)≤1.5。
3.如权利要求2所述的光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜在该光轴上的中心厚度为T3、该第五透镜在该光轴上的中心厚度为T5，而满足0.75≤T3/T5。
4.如权利要求3所述的光学成像镜头，其特征在于：ALT为该第一透镜到该第六透镜在该光轴上的厚度总合，而满足9.0≤ALT/(AG12+AG45)。
5.如权利要求3所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T1，而满足T1/T3≤1.6。
6.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：ALT为该第一透镜到该第六透镜在该光轴上的厚度总合、AG23为该第二透镜到该第三透镜之间空气间隙宽度，而满足8.5≤ALT/AG23。
7.如权利要求6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、AG34为该第三透镜到该第四透镜之间空气间隙的宽度，而满足2.3≤T1/AG34。
8.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜在该光轴上的中心厚度为T3、该第六透镜在该光轴上的中心厚度为T6，而满足0.8≤T3/T6。
9.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：满足AAG/T5≤2.0。
10.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：AG23为该第二透镜到该第三透镜之间空气间隙宽度，而满足0.7≤(AG12+AG45)/AG23。
11.如权利要求10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，而满足0.65≤T1/AAG。
12.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：ALT为该第一透镜到该第六透镜在该光轴上的厚度总合、AG34为该第三透镜到该第四透镜之间空气间隙的宽度，而满足9.0≤ALT/AG34。
13.如权利要求12所述的光学成像镜头，其特征在于：该第三透镜在该光轴上的中心厚度为T3，而满足1.3≤T3/(AG12+AG45)。
14.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：AG34为该第三透镜到该第四透镜之间空气间隙的宽度，而满足1.3≤T5/AG34。
15.如权利要求14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、AG23为该第二透镜到该第三透镜之间空气间隙宽度，而满足2.0≤T1/AG23。
16.一种电子装置，包含：
一机壳；以及
一影像模块，其安装在该机壳内，并包括如权利要求1至15中任一项所述的一光学成像镜头、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的一基板，以及设置于该基板且位于该光学成像镜头像侧的一影像传感器。
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