CN105044888A - 光学成像镜头及应用此镜头之电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学成像镜头及应用此镜头之电子装置，光学成像镜头的第一透镜具有正屈光率，第二透镜的像侧面具有一在圆周附近区域的凹面部，第三透镜物侧面具有一在圆周附近区域的凹面部，第四透镜具有正屈光率，第四透镜的物侧面具有一在光轴附近区域的凹面部以及一在圆周附近区域的凹面部，第四透镜的像侧面具有一在圆周附近区域的凸面部，第五透镜具有负屈光率，第五透镜的物侧面具有一在光轴附近区域的凸面部，第五透镜的像侧面具有一在光轴附近区域的凹面部以及一在圆周附近的凸面部。满足|V1-V3|≥20以及EFL/(G34+G45)≤4.8两条件。电子装置包括上述光学成像镜头。本发明可以缩短镜头长度并提供高成像质量。

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具有较短镜头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，手机和数字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，手机和数字相机的薄型轻巧化也让摄影模块的小型化需求愈来愈高，随着感光耦合组件(ChargeCoupledDevice，CCD)或互补性氧化金属半导体组件(ComplementaryMetal-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。

以一五片式透镜结构而言，第一透镜物侧面至成像面在光轴上的距离大，将不利手机和数字相机的薄型化，因此极需要开发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轻量化、缩短镜头长度、低制造成本、扩大半视场角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一光圈、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。

本发明提供一种光学成像镜头，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，各透镜都具有一朝向物侧的物侧面及一朝向像侧的像侧面，其中该第一透镜具有正屈光率；该第二透镜的像侧面具有一在圆周附近区域的凹面部；该第三透镜的物侧面具有一在圆周附近区域的凹面部；该第四透镜具有正屈光率，该第四透镜的物侧面具有一在光轴附近区域的凹面部以及一在圆周附近区域的凹面部，该第四透镜的像侧面具有一在圆周附近区域的凸面部；该第五透镜具有负屈光率，该第五透镜的物侧面具有一在光轴附近区域的凸面部，该第五透镜的像侧面具有一在光轴附近区域的凹面部以及一在圆周附近的凸面部。此外，该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜～第五透镜共五片。

本发明光学成像镜头中，第一透镜与第二透镜之间在光轴上空气间隙的宽度为G12、第二透镜与第三透镜之间在光轴上空气间隙的宽度为G23、第三透镜与第四透镜之间在光轴上空气间隙的宽度为G34，第四透镜与第五透镜之间在光轴上空气间隙的宽度为G45所以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AAG。

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、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，所以第一透镜、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ALT。另外，第一透镜的物侧面至一成像面在光轴上的长度为TTL。光学成像镜头的有效焦距为EFL，第五透镜的像侧面至成像面在光轴上的长度为BFL。

另外，再定义：f1为该第一透镜的焦距；f2为该第二透镜的焦距；f3为该第三透镜的焦距；f4为该第四透镜的焦距；f5为该第五透镜的焦距；n1为该第一透镜的折射率；n2为该第二透镜的折射率；n3为该第三透镜的折射率；n4为该第四透镜的折射率；n5为该第五透镜的折射率；V1为该第一透镜的阿贝系数(Abbenumber)；V2为该第二透镜的阿贝系数；V3为该第三透镜的阿贝系数；V4为该第四透镜的阿贝系数；及V5为该第五透镜的阿贝系数。

本发明光学成像镜头中，满足|V1-V3|≧20之关系。

本发明光学成像镜头中，满足EFL/(G34+G45)≦4.8之关系。

本发明光学成像镜头中，满足AAG/T3≦4.6之关系。

本发明光学成像镜头中，满足G34/G45≧0.9之关系。

本发明光学成像镜头中，满足(G12+G23)/T2≦2.1之关系。

本发明光学成像镜头中，满足AAG/G34≦3.5之关系。

本发明光学成像镜头中，满足(T1+T3)/T2≧3.3之关系。

本发明光学成像镜头中，满足EFL/T4≦7.1之关系。

本发明光学成像镜头中，满足(G23+G45)/T4≦1.5之关系。

本发明光学成像镜头中，满足ALT/(T2+T5)≧2.9之关系。

本发明光学成像镜头中，满足(T1+T5)/G23≧2.6之关系。

本发明光学成像镜头中，满足ALT/T1≦4.0之关系。

本发明光学成像镜头中，满足(T4+T5)/G23≧2.7之关系。

本发明光学成像镜头中，满足AAG/(T1+T2)≦2.0之关系。

本发明光学成像镜头中，满足T5/G23≧1.1之关系。

进一步地，本发明又提供一种应用前述的光学成像镜头之电子装置。本发明的电子装置，包含机壳、以及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之一像侧的一影像传感器。

附图说明

图1～5绘示本发明光学成像镜头判断曲率形状方法之示意图。

图6绘示本发明五片式光学成像镜头的第一实施例之示意图。

图7A绘示第一实施例在成像面上的纵向球差。

图7B绘示第一实施例在弧矢方向的像散像差。

图7C绘示第一实施例在子午方向的像散像差。

图7D绘示第一实施例的畸变像差。

图8绘示本发明五片式光学成像镜头的第二实施例之示意图。

图9A绘示第二实施例在成像面上的纵向球差。

图9B绘示第二实施例在弧矢方向的像散像差。

图9C绘示第二实施例在子午方向的像散像差。

图9D绘示第二实施例的畸变像差。

图10绘示本发明五片式光学成像镜头的第三实施例之示意图。

图11A绘示第三实施例在成像面上的纵向球差。

图11B绘示第三实施例在弧矢方向的像散像差。

图11C绘示第三实施例在子午方向的像散像差。

图11D绘示第三实施例的畸变像差。

图12绘示本发明五片式光学成像镜头的第四实施例之示意图。

图13A绘示第四实施例在成像面上的纵向球差。

图13B绘示第四实施例在弧矢方向的像散像差。

图13C绘示第四实施例在子午方向的像散像差。

图13D绘示第四实施例的畸变像差。

图14绘示本发明五片式光学成像镜头的第五实施例之示意图。

图15A绘示第五实施例在成像面上的纵向球差。

图15B绘示第五实施例在弧矢方向的像散像差。

图15C绘示第五实施例在子午方向的像散像差。

图15D绘示第五实施例的畸变像差。

图16绘示本发明五片式光学成像镜头的第六实施例之示意图。

图17A绘示第六实施例在成像面上的纵向球差。

图17B绘示第六实施例在弧矢方向的像散像差。

图17C绘示第六实施例在子午方向的像散像差。

图17D绘示第六实施例的畸变像差。

图18绘示本发明五片式光学成像镜头的第七实施例之示意图。

图19A绘示第七实施例在成像面上的纵向球差。

图19B绘示第七实施例在弧矢方向的像散像差。

图19C绘示第七实施例在子午方向的像散像差。

图19D绘示第七实施例的畸变像差。

图20绘示应用本发明五片式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21绘示应用本发明五片式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22表示第一实施例详细的光学数据

图23表示第一实施例详细的非球面数据。

图24表示第二实施例详细的光学数据。

图25表示第二实施例详细的非球面数据。

图26表示第三实施例详细的光学数据。

图27表示第三实施例详细的非球面数据。

图28表示第四实施例详细的光学数据。

图29表示第四实施例详细的非球面数据。

图30表示第五实施例详细的光学数据。

图31表示第五实施例详细的非球面数据。

图32表示第六实施例详细的光学数据。

图33表示第六实施例详细的非球面数据。

图34表示第七实施例详细的光学数据。

图35表示第七实施例详细的非球面数据。

图36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第一物侧面

12第一像侧面13凸面部

14凸面部16凹面部

17凸面部20第二透镜

21第二物侧面22第二像侧面

23凹面部24凹面部

26凹面部27凹面部

30第三透镜31第三物侧面

32第三像侧面33凹面部

34凹面部36凸面部

37凹面部40第四透镜

41第四物侧面42第四像侧面

43凹面部44凹面部

46凸面部47凸面部

50第五透镜51第五物侧面

52第五像侧面53凸面部

54凸面部54A凹面部

54B凹面部56凹面部

57凸面部70影像传感器

71成像面72滤光片

80光圈T1～T5透镜中心厚度

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光轴

A～C区域E延伸部

Lc主光线Lm边缘光线

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，在本发明图式中，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)”，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来之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(chiefray)Lc及边缘光线(marginalray)Lm，如图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之结构与形状并不限于此，以下之实施例为求图式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：

1.请参照图1，其系一透镜径向上的剖视图。以该剖视图观之，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。如果径向上向外有复数个转换点，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。

2.如图2所示，该区域的形状凹凸系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)。举例言之，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，系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通常知识者的判断方式，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(lensdata)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。

3.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范例一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；该圆周附近区域系具有一凸面部。

图4范例二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范例三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(opticalaxis)4，依序包含有一光圈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；滤光片72及成像面(imageplane)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(aperturestop)80，而设置于适当之位置。在第1图中，光圈80是设置在第一透镜10与物侧2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72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72还可以是具各种合适功能之滤镜，可滤除特定波长的光线，例如红外线等，置于第五透镜50与成像面71之间。滤光片72的材质为玻璃。

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。

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。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。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。

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(airgap)。例如，第一透镜10到第二透镜20之间空气间隙宽度G12、第二透镜20到第三透镜30之间空气间隙宽度G23、第三透镜30到第四透镜40之间空气间隙宽度G34、第四透镜40到第五透镜50之间空气间隙宽度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宽度之总合即称为AAG。亦即，AAG＝G12+G23+G34+G45。

另外，第一透镜10的第一物侧面11至成像面71在光轴4上的长度，也就是整个光学成像镜头的系统总长度为TTL；光学成像镜头1的整体焦距为EFL；该第五透镜50到该滤光片72在光轴4上的空气间隙为G4F；该滤光片72在光轴4上的厚度为TF；该滤光片72到该成像面71在光轴4上的空气间隙为GFP；第五透镜50的第五像侧面52至成像面71在光轴4上的长度为BFL，即BFL＝G4F+TF+GFP。

另外，再定义：f1为该第一透镜的焦距；f2为该第二透镜的焦距；f3为该第三透镜的焦距；f4为该第四透镜的焦距；f5为该第五透镜的焦距；n1为该第一透镜的折射率；n2为该第二透镜的折射率；n3为该第三透镜的折射率；n4为该第四透镜的折射率；n5为该第五透镜的折射率；V1为该第一透镜的阿贝系数(Abbenumber)；V2为该第二透镜的阿贝系数；V3为该第三透镜的阿贝系数；V4为该第四透镜的阿贝系数；及V5为该第五透镜的阿贝系数。

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(longitudinalsphericalaberration)请参考图7A、弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmaticfieldaberration)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(distortionaberration)请参考图7D。所有实施例中各球差图之Y轴代表视场(Filed)，其最高点均为1.0，各实施例中像散图及畸变图之Y轴代表像高，X轴则代表成像质量范围，三种代表波长(470nm,555nm,650nm)在不同高度的离轴光线皆集中于成像点附近，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±0.015mm，明显改善不同波长的球差，弧矢方向的像散像差在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.025mm内，子午方向的像散像差落在±0.025mm内，而畸变像差维持于±2.5％内，本实施例中系统像高为2.934mm。

本发明光学成像镜头1的第一实施例依序包含一光圈80、一第一透镜10、一第二透镜20、一第三透镜30、一第四透镜40、一第五透镜50、一滤光片72。在本较佳实施例中，光圈80是设置在第一透镜10与物侧2之间。滤光片72可以防止特定波长的光线(例如红外线)投射至成像面而影响成像质量。

该第一透镜10具有正屈光率。朝向物侧2的第一物侧面11，具有一位于光轴附近区域的凸面部13以及一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，具有一位于光轴附近区域的凹面部16以及一圆周附近区域的凸面部17。

第二透镜20具有负屈光率。朝向物侧2的第二物侧面21，具有一位于光轴附近区域的凹面部23以及一圆周附近的凹面部24，朝向像侧3的第二像侧面22，具有一位于光轴附近区域的凹面部26以及一位于圆周附近区域的凹面部27。

第三透镜30具有负屈光率，朝向物侧2的第三物侧面31，具有一位于光轴附近区域的凹面部33以及一位于圆周附近区域的凹面部34，而朝向像侧3的第三像侧面32，具有一位于光轴附近区域的凸面部36以及一在圆周附近的凹面部37。

第四透镜40具有正屈光率，朝向物侧2的第四物侧面41，具有一位于光轴附近区域的凹面部43以及一在圆周附近的凹面部44，朝向像侧3的第四像侧面42，具有一位于光轴附近区域的凸面部46以及一位于圆周附近区域的凸面部47。

第五透镜50具有负屈光率，朝向物侧2的第五物侧面51，具有一位于光轴附近区域的凸面部53以及一在圆周附近的凸面部54，朝向像侧3的第五像侧面52，具有一位于光轴附近区域的凹面部56以及一位于圆周附近区域的凸面部57。滤光片72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中，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：

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

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(conicconstant)；

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22所示，非球面数据如图23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，半视角(HalfFieldofView，简称HFOV)为整体光学透镜系统中最大视角(FieldofView)的一半，又曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米(mm)。光学成像镜头长度TTL(第一透镜10之物侧面11至该成像面71的距离)为4.535毫米，而像高为2.934毫米，HFOV为37.548度。第一实施例中各重要参数间的关系列举如下：

|V1-V3|＝33.717

EFL/(G34+G45)＝4.798

AAG/T3＝4.597

G34/G45＝1.355

(G12+G23)/T2＝1.949

AAG/G34＝2.607

(T1+T3)/T2＝4.106

EFL/T4＝4.531

(G23+G45)/T4＝0.775

ALT/(T2+T5)＝3.674

(T1+T5)/G23＝3.183

ALT/T1＝3.990

(T4+T5)/G23＝4.020

AAG/(T1+T2)＝1.524

T5/G23＝1.347

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，在此要特别说明的是，为了图面的整洁，从第二实施例开始，图中只会标出与第一实施例面形不同处的标号与基本透镜标号，其它和第一实施例相同之处，如像侧面、物侧面、光轴附近区域的面形与圆周附近区域的面形等标号，则不再标出。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，本实施例中，纵向球差的偏差控制在±0.02mm，弧矢方向的像散像差变化量落在±0.025mm内，子午方向的像散像差变化量落在±0.025mm内，而畸变像差维持于±2.5％内。第二实施例中各透镜表面之凹凸形状均与第一实施例大致上类似，不同处在于透镜之参数，如曲率半径、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等不同。第二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4.566毫米，而像高为2.934毫米，HFOV为37.352度。其各重要参数间的关系为：

|V1-V3|＝33.717

EFL/(G34+G45)＝4.798

AAG/T3＝4.597

G34/G45＝1.447

(G12+G23)/T2＝2.092

AAG/G34＝2.593

(T1+T3)/T2＝4.135

EFL/T4＝4.627

(G23+G45)/T4＝0.795

ALT/(T2+T5)＝3.666

(T1+T5)/G23＝3.011

ALT/T1＝3.990

(T4+T5)/G23＝3.772

AAG/(T1+T2)＝1.572

T5/G23＝1.275

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，本实施例中，纵向球差的偏差控制在±0.02mm，弧矢方向的像散像差变化量落在±0.025mm内，子午方向的像散像差变化量落在±0.025mm内，而畸变像差维持于±2.5％内。第三实施例中各透镜表面之凹凸形状均与第一实施例大致上类似，不同处在于透镜之参数，如曲率半径、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等不同，另外在本实施例中，第五透镜50的第五物侧面51具有一位于圆周附近区域的凹面部54A。第三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4.526毫米，而像高为2.934毫米，HFOV为37.251度，该第三实施例之光学系统长度较该第一实施例短。其各重要参数间的关系为：

|V1-V3|＝33.717

EFL/(G34+G45)＝4.485

AAG/T3＝4.597

G34/G45＝1.464

(G12+G23)/T2＝1.532

AAG/G34＝2.436

(T1+T3)/T2＝3.340

EFL/T4＝4.917

(G23+G45)/T4＝0.830

ALT/(T2+T5)＝3.523

(T1+T5)/G23＝3.180

ALT/T1＝3.990

(T4+T5)/G23＝3.896

AAG/(T1+T2)＝1.520

T5/G23＝1.299

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，本实施例中，纵向球差的偏差控制在±0.02mm，弧矢方向的像散像差变化量落在±0.025mm内，子午方向的像散像差变化量落在±0.025mm内，而畸变像差维持于±2.5％内。第四实施例和第一实施例类似，不同处在于透镜之参数，如曲率半径、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等不同。第四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4.382毫米，而像高为2.934毫米，HFOV为38.023度，该第四实施例与该第一实施例相比，具有光学系统长度较短且HFOV角度较大的优势。其各重要参数间的关系为：

|V1-V3|＝33.717

EFL/(G34+G45)＝3.670

AAG/T3＝4.597

G34/G45＝1.203

(G12+G23)/T2＝1.914

AAG/G34＝2.531

(T1+T3)/T2＝4.116

EFL/T4＝7.232

(G23+G45)/T4＝1.492

ALT/(T2+T5)＝3.259

(T1+T5)/G23＝3.003

ALT/T1＝3.677

(T4+T5)/G23＝2.956

AAG/(T1+T2)＝1.916

T5/G23＝1.283

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，本实施例中，纵向球差的偏差控制在±0.02mm，弧矢方向的像散像差变化量落在±0.025mm内，子午方向的像散像差变化量落在±0.03mm内，而畸变像差维持于±2.5％内。第五实施例和第一实施例类似，不同处在于透镜之参数，如曲率半径、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等不同。第五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4.392毫米，而像高为2.934毫米，HFOV为38.097度，该第五实施例与该第一实施例相比，具有光学系统长度较短且HFOV角度较大的优势。其各重要参数间的关系为：

|V1-V3|＝33.717

EFL/(G34+G45)＝3.632

AAG/T3＝4.597

G34/G45＝1.212

(G12+G23)/T2＝1.938

AAG/G34＝2.527

(T1+T3)/T2＝4.020

EFL/T4＝7.082

(G23+G45)/T4＝1.471

ALT/(T2+T5)＝3.237

(T1+T5)/G23＝2.926

ALT/T1＝3.819

(T4+T5)/G23＝2.980

AAG/(T1+T2)＝1.992

T5/G23＝1.282

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，本实施例中，纵向球差的偏差控制在±0.02mm，弧矢方向的像散像差变化量落在±0.02mm内，子午方向的像散像差变化量落在±0.02mm内，而畸变像差维持于±2.5％内。第六实施例与第一实施例类似，不同处在于透镜之参数，如曲率半径、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等不同。第六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，光学成像镜头长度4.434毫米，而像高为2.934毫米，HFOV为38.029度，该第六实施例与该第一实施例相比，具有光学系统长度较短且HFOV角度较大的优势。其各重要参数间的关系为：

|V1-V3|＝33.717

EFL/(G34+G45)＝4.791

AAG/T3＝4.200

G34/G45＝1.441

(G12+G23)/T2＝1.728

AAG/G34＝2.499

(T1+T3)/T2＝3.900

EFL/T4＝4.819

(G23+G45)/T4＝0.787

ALT/(T2+T5)＝3.540

(T1+T5)/G23＝3.378

ALT/T1＝3.990

(T4+T5)/G23＝4.106

AAG/(T1+T2)＝1.479

T5/G23＝1.443

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，本实施例中，纵向球差的偏差控制在±0.015mm，弧矢方向的像散像差变化量落在±0.015mm内，子午方向的像散像差变化量落在±0.02mm内，而畸变像差维持于±2.5％内。第七实施例中各透镜表面之凹凸形状均与第一实施例大致上类似，不同处在于透镜之参数，如曲率半径、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等不同，另外在本实施例中，第五透镜50的第五物侧面51具有一位于圆周附近区域的凹面部54B。第七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，光学成像镜头长度4.715毫米，而像高为2.934毫米，HFOV为35.805度。其各重要参数间的关系为：

|V1-V3|＝33.717

EFL/(G34+G45)＝4.798

AAG/T3＝3.900

G34/G45＝1.534

(G12+G23)/T2＝2.005

AAG/G34＝2.449

(T1+T3)/T2＝5.154

EFL/T4＝5.202

(G23+G45)/T4＝0.855

ALT/(T2+T5)＝4.193

(T1+T5)/G23＝3.292

ALT/T1＝3.300

(T4+T5)/G23＝3.448

AAG/(T1+T2)＝1.346

T5/G23＝1.108

另外，各实施例之重要参数则整理于图36中。

本案的光学成像镜头可达成的功效至少包含：

(1)本发明中，第一透镜具有正屈光率，可有效聚光，搭配光圈位置在第一透镜的物侧面，有助于缩短光学系统长度。

(2)如上所述，本发明中第一透镜～第五透镜各自具有一朝向物侧的物侧面以及一朝向像侧的像侧面。其中第二透镜的像侧面具有一圆周附近区域的凹面部，第三透镜的物侧面具有一在圆周附近区域的凹面部，上述两面型搭配，可消除场曲和畸变，第四透镜具有正屈光率，且第四透镜的物侧面具有一在光轴附近区域的凹面部以及一在圆周附近区域的凹面部，第四透镜的像侧面具有一在圆周附近区域的凸面部，也有助于修正像差，第五透镜具有负屈光率，第五透镜的物侧面具有一在光轴附近区域的凸面部，第五透镜的像侧面具有一光轴附近区域的凹面部以及一圆周附近的凸面部，此设计可修正光线进入成像面的角度，上述面型的搭配可同时缩短光学系统长度以及确保成像质量。

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)当系统设计满足|V1-V3|≧20，也可有效修正像差确保成像质量。

(2)设计较小的光学系统焦距可有效扩大视场角同时缩短光学镜头长度，因此若满足以下条件：

EFL/(G34+G45)≦4.8，较佳的范围介于3.5～4.8之间；

EFL/T4≦7.1，较佳的范围介于4.5～7.1之间，系统将有较佳配置。

(3)第一透镜具有正屈光率，有良好的聚光效果，故第一透镜的厚度能缩小的程度有限，因此建议将第一透镜的厚度放大，在此设计下要同时提升成像质量需满足以下条件式：

(T1+T3)/T2≧3.3，较佳的范围介于3.3～5.2之间；

(T1+T5)/G23≧2.6，较佳的范围介于2.6～3.5之间；

ALT/T1≦4.0，较佳的范围介于3.3～4.0之间；

AAG/(T1+T2)≦2.0，较佳的范围介于1.3～2.0之间。

(4)为了达成缩短透镜系统长度，本设计也需适当地缩短透镜厚度和透镜之间的空气间隙，但考虑到透镜组合过程的难易度以及必须兼顾成像质量的前提下，当能满足以下条件式之数值限定时，光学成像系统能有较佳配置：

AAG/T3≦4.6，较佳的范围介于3.9～4.6之间；

G34/G45≧0.9，较佳的范围介于0.9～1.6之间；

(G12+G23)/T2≦2.1，较佳的范围介于1.5～2.1之间；

AAG/G34≦3.5，较佳的范围介于2.4～3.5之间；

(G23+G45)/T4≦1.5，较佳的范围介于0.7～1.5之间；

ALT/(T2+T5)≧2.9，较佳的范围介于2.9～4.2之间；

(T4+T5)/G23≧2.7，较佳的范围介于2.7～4.2之间；

T5/G23≧1.1，较佳的范围介于1.1～1.5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20，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20仅以移动电话为例，说明电子装置100，但电子装置100的型式不以此为限。

如图20中所示，影像模块120包括如前所述的光学成像镜头1。图20例示前述第一实施例之光学成像镜头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(modulehousingunit)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片72，然而在其他实施例中亦可省略滤光片72之结构，所以滤光片72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(ChiponBoard，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。

另请参阅图21，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'，即图6之光轴4移动。影像传感器后座146则与第二座体143相贴合。滤光片72，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 (15)

1.一种光学成像镜头，其特征在于：从一物侧至一像侧沿一光轴依序包含一光圈、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，每个透镜都具有屈光率，且各透镜均包括一朝向物侧使成像光线通过的物侧面，以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面，其中：

该第一透镜具有正屈光率；

该第二透镜的像侧面具有一在圆周附近区域的凹面部；

该第三透镜的物侧面具有一在圆周附近区域的凹面部；

该第四透镜具有正屈光率，该第四透镜的物侧面具有一在该光轴附近区域的凹面部以及一在圆周附近区域的凹面部，该第四透镜的像侧面具有一在圆周附近区域的凸面部；

该第五透镜具有负屈光率，该第五透镜的物侧面具有一在该光轴附近区域的凸面部，该第五透镜的像侧面具有一在该光轴附近区域的凹面部以及一在圆周附近的凸面部；以及

该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第五透镜共五片，此外，该第三透镜与该第四透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G34，该第四透镜与该第五透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G45，该光学镜头系统的有效焦距为EFL，该第一透镜的阿贝系数为V1，该第三透镜的阿贝系数为V3，并满足|V1-V3|≧20，EFL/(G34+G45)≦4.8两条件。

2.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的四个空气间隙总合为AAG，该第三透镜在该光轴上的中心厚度为为T3，并满足AAG/T3≦4.6之条件。

3.根据权利要求2所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中更满足G34/G45≧0.9之条件。

4.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第一透镜与该第二透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G12，该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G23，该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T2，并满足(G12+G23)/T2≦2.1之条件。

5.根据权利要求4所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的四个空气间隙总合为AAG，并满足AAG/G34≦3.5之条件。

6.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T1，该第三透镜在该光轴上的中心厚度为T3，该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T2，并满足(T1+T3)/T2≧3.3之条件。

7.根据权利要求6所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T4，并满足EFL/T4≦7.1之条件。

8.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G23，该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T4，并满足(G23+G45)/T4≦1.5之条件。

9.根据权利要求8所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的五个透镜之中心厚度总合为ALT，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，并满足ALT/(T2+T5)≧2.9之条件。

10.根据权利要求8所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T1，该第五透镜在光轴上的中心厚度为T5，该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G23，并满足(T1+T5)/G23≧2.6之条件。

11.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第一透镜到该第五透镜在光轴上的五个透镜之中心厚度总合为ALT，该第一透镜在该光轴上的中心厚度为T1，并满足ALT/T1≦4.0之条件。

12.根据权利要求11所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第四透镜在光轴上的中心厚度为T4，该第五透镜在光轴上的中心厚度为T5，该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G23，并满足(T4+T5)/G23≧2.7之条件。

13.根据权利要求1所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第一透镜到该第五透镜在该光轴上的四个空气间隙总合为AAG，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，并满足AAG/(T1+T2)≦2.0之条件。

14.根据权利要求13所述的一种光学成像镜头，其特征在于：其中该第五透镜在该光轴上的中心厚度为T5，该第二透镜与该第三透镜之间在该光轴上的间隙宽度为G23，并满足T5/G23≧1.1之条件。

15.一种电子装置，其特征在于，包含：一机壳；及一影像模块，安装在该机壳内，该影像模块包括：如请求项1至14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之像侧的一影像传感器。