CN105527693A

CN105527693A - 光学成像镜头及应用该镜头的电子装置

Info

Publication number: CN105527693A
Application number: CN201410582232.2A
Authority: CN
Inventors: 陈雁斌; 叶龙; 陈锋
Original assignee: Genius Electronic Optical Xiamen Co Ltd
Current assignee: Genius Electronic Optical Xiamen Co Ltd
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2034-10-24
Also published as: CN105527693B; US20160116704A1; TWI567417B; TW201520593A; US9658430B2

Abstract

本发明提供一种光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依序包含一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一第四透镜，其中第一透镜具有负屈光率，第二透镜像侧面具有一在该光轴附近区域的凹面部，第三透镜具有正屈光率，其物侧面具有一在该光轴附近区域的凸面部，第四透镜的像侧面具有一在光轴附近区域的凹面部，且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四透镜共四片。

Description

光学成像镜头及应用该镜头的电子装置

技术领域

本发明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。

背景技术

消费性电子产品的规格日新月异，追求轻薄短小的脚步也未曾放慢，因此光学镜头等电子产品的关键零组件在规格上也必须持续提升，以符合消费者的需求。而光学镜头最重要的特性不外乎就是成像质量与体积。

光学镜头设计并非单纯将成像质量佳的镜头等比例缩小就能制作出兼具成像质量与微型化的光学镜头，设计过程牵涉到材料特性，还必须考虑到组装良率等生产面的实际问题。

综上所述，微型化镜头的技术难度明显高出传统镜头，因此如何制作出符合消费性电子产品需求的光学镜头，并持续提升其成像质量，长久以来一直是本领域产、官、学界所热切追求的目标。

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、第二透镜、光圈、第三透镜以及第四透镜。

本发明提供一种光学成像镜头，包含一第一透镜、一第二透镜、一光圈、一第三透镜及一第四透镜，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，其中该第一透镜的该物侧面具有一在圆周附近区域的凸面部；该第二透镜的该像侧面具有一在光轴附近区域的凹面部；该第三透镜的该像侧面具有一在光轴附近区域的凸面部；该第四透镜的该物侧面具有一在光轴附近区域的凹面部，且该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜～第四透镜共四片。

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，所以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，所以第一透镜、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，第四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；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；υ1为该第一透镜的阿贝系数(Abbenumber)；υ2为该第二透镜的阿贝系数；υ3为该第三透镜的阿贝系数；及υ4为该第四透镜的阿贝系数。

本发明光学成像镜头中，满足EFL/BFL≦2.35的关系。

本发明光学成像镜头中，满足TTL/AAG≦13.94的关系。

本发明光学成像镜头中，满足TTL/G12≦89.82的关系。

本发明光学成像镜头中，满足TTL/T2≦32.35的关系。

本发明光学成像镜头中，满足ALT/G23≦47.81的关系。

本发明光学成像镜头中，满足TTL/G23≦71.93的关系。

本发明光学成像镜头中，满足ALT/G34≦40.80的关系。

本发明光学成像镜头中，满足TTL/G34≦61.66的关系。

本发明光学成像镜头中，满足TTL/T1≦17.06的关系。

本发明光学成像镜头中，满足ALT/T2≦20.82的关系。

本发明光学成像镜头中，满足TTL/T3≦12.87的关系。

本发明光学成像镜头中，满足|υ1-υ2|≧20的关系。

本发明光学成像镜头中，满足TTL/T4≦21.49的关系。

本发明光学成像镜头中，满足TTL/BFL≦5.77的关系。

本发明光学成像镜头中，满足|υ2-υ3|≦10的关系。

本发明光学成像镜头中，满足ALT/AAG≦9.22的关系。

本发明光学成像镜头中，满足T3/T4≦4.34的关系。

进一步地，本发明又提供一种应用前述的光学成像镜头的电子装置。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的一像侧的一影像传感器。

附图说明

图1至图5是本发明光学成像镜头判断曲率形状方法的示意图；

图6是本发明四片式光学成像镜头的第一实施例的示意图；

图7A是第一实施例在成像面上的纵向球差；

图7B是第一实施例在弧矢方向的像散像差；

图7C是第一实施例在子午方向的像散像差；

图7D是第一实施例的畸变像差；

图8是本发明四片式光学成像镜头的第二实施例的示意图；

图9A是第二实施例在成像面上的纵向球差；

图9B是第二实施例在弧矢方向的像散像差；

图9C是第二实施例在子午方向的像散像差；

图9D是第二实施例的畸变像差；

图10是本发明四片式光学成像镜头的第三实施例的示意图；

图11A是第三实施例在成像面上的纵向球差；

图11B是第三实施例在弧矢方向的像散像差；

图11C是第三实施例在子午方向的像散像差；

图11D是第三实施例的畸变像差；

图12是本发明四片式光学成像镜头的第四实施例的示意图；

图13A是第四实施例在成像面上的纵向球差；

图13B是第四实施例在弧矢方向的像散像差；

图13C是第四实施例在子午方向的像散像差；

图13D是第四实施例的畸变像差；

图14是本发明四片式光学成像镜头的第五实施例的示意图；

图15A是第五实施例在成像面上的纵向球差；

图15B是第五实施例在弧矢方向的像散像差；

图15C是第五实施例在子午方向的像散像差；

图15D是第五实施例的畸变像差；

图16是本发明四片式光学成像镜头的第六实施例的示意图；

图17A是第六实施例在成像面上的纵向球差；

图17B是第六实施例在弧矢方向的像散像差；

图17C是第六实施例在子午方向的像散像差；

图17D是第六实施例的畸变像差；

图18是本发明四片式光学成像镜头的第七实施例的示意图；

图19A是第七实施例在成像面上的纵向球差；

图19B是第七实施例在弧矢方向的像散像差；

图19C是第七实施例在子午方向的像散像差；

图19D是第七实施例的畸变像差；

图20是本发明四片式光学成像镜头的第八实施例的示意图；

图21A是第八实施例在成像面上的纵向球差；

图21B是第八实施例在弧矢方向的像散像差；

图21C是第八实施例在子午方向的像散像差；

图21D是第八实施例的畸变像差；

图22是本发明四片式光学成像镜头的第九实施例的示意图；

图23A是第九实施例在成像面上的纵向球差；

图23B是第九实施例在弧矢方向的像散像差；

图23C是第九实施例在子午方向的像散像差；

图23D是第九实施例的畸变像差；

图24是应用本发明四片式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25是应用本发明四片式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26是第一实施例详细的光学数据；

图27是第一实施例详细的非球面数据；

图28是第二实施例详细的光学数据；

图29是第二实施例详细的非球面数据；

图30是第三实施例详细的光学数据；

图31是第三实施例详细的非球面数据；

图32是第四实施例详细的光学数据；

图33是第四实施例详细的非球面数据；

图34是第五实施例详细的光学数据；

图35是第五实施例详细的非球面数据；

图36是第六实施例详细的光学数据；

图37是第六实施例详细的非球面数据；

图38是第七实施例详细的光学数据；

图39是第七实施例详细的非球面数据；

图40是第八实施例详细的光学数据；

图41是第八实施例详细的非球面数据；

图42是第九实施例详细的光学数据；

图43是第九实施例详细的非球面数据；

图44是各实施例的重要参数。

上述说明书附图的标记说明如下：

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凹面部20第二透镜

21第二物侧面22第二像侧面

23凸面部24凸面部

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凸面部

34凸面部36凸面部

37凸面部40第四透镜

41第四物侧面42第四像侧面

43凸面部44凹面部

46凹面部47凸面部

70影像传感器T1～T6透镜中心厚度

71成像面72滤光片

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的前，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(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的结构与形状并不限于此，以下的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，其是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，是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为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；该圆周附近区域具有一凸面部。

图4为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为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(opticalaxis)4，依序包含有第一透镜10、第二透镜20、一光圈80、第三透镜30、第四透镜40，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(aperturestop)80，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与第三透镜30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、第二透镜20、光圈80、第三透镜30、第四透镜40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的滤镜，可滤除特定波长的光线，例如红外线等，置于第四透镜40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。

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。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。

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的间空气间隙宽度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。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宽度的总合即称为AAG。亦即，AAG＝G12+G23+G34。

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；该第四透镜40到该滤光片7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；第四透镜40的第四像侧面42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10的焦距；f2为该第二透镜20的焦距；f3为该第三透镜30的焦距；f4为该第四透镜40的焦距；n1为该第一透镜10的折射率；n2为该第二透镜20的折射率；n3为该第三透镜30的折射率；n4为该第四透镜40的折射率；υ1为该第一透镜10的阿贝系数(Abbenumber)；υ2为该第二透镜20的阿贝系数；υ3为该第三透镜30的阿贝系数；及υ4为该第四透镜40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的Y轴代表视场(Filed)，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，系统像高为1.78mm。

本发明光学成像镜头1的第一实施例依序包含一第一透镜10、一第二透镜20、一光圈80、一第三透镜30、一第四透镜40、一滤光片72。该光圈80是设置在第二透镜20与第三透镜30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具有负屈光率。朝向物侧2的第一物侧面11为一凸面，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为一凹面，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凹面部17。此外，第一物侧面11与第一像侧面12均为非球面。

第二透镜20具有正屈光率。朝向物侧2的第二物侧面2为一凸面1，具有一位于光轴附近区域的凸面部23以及一圆周附近的凸面部24，朝向像侧3的第二像侧面22为一凹面，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。此外，第二物侧面21与第二像侧面22均为非球面。

第三透镜30具有正屈光率，朝向物侧2的第三物侧面31为一凸面，具有一位于光轴附近区域的凸面部33以及一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为一凸面，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凸面部37。此外，第三物侧面31与第三像侧面32均为非球面。

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凸面部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凹面部46以及一位于圆周附近区域的凸面部47。滤光片72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中，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。此等非球面是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(conicconstant)；

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，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公厘(mm)。光学成像镜头长度(第一透镜10的物侧面11至该成像面71的距离)为4.00公厘，像高为1.78公厘，HFOV为46度。其各重要参数间的关系如图44所示。

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。第二实施例中各透镜表面的凹凸形状均与第一实施例大致上类似，不同处在于透镜的参数，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28所示，非球面数据如图29所示。光学成像镜头长度3.97公厘，像高为1.78公厘，HFOV为46度。其各重要参数间的关系如图44所示。

值得注意的是，本实施例相较于第一实施例，还具有系统总长度较短，成像质量较佳，易于制造且良率更高等优点。

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。第三实施例中各透镜表面的凹凸形状均与第一实施例大致上类似，不同处在于透镜的参数，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，光学成像镜头长度3.96公厘，像高为1.77公厘，HFOV为46度。其各重要参数间的关系如图44所示。

值得注意的是，本实施例相较于第一实施例，还具有系统总长度较短，易于制造且良率更高等优点。

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第13A图、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。第四实施例和第一实施例类似，不同处在于透镜的参数，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，第二透镜20具有负屈光率。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，光学成像镜头长度4.48公厘，像高为1.77公厘，HFOV为46度。其各重要参数间的关系如图44所示。

值得注意的是，本实施例相较于第一实施例，还具有易于制造且良率更高等优点。

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。第五实施例和第一实施例类似，不同处在于透镜的参数，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34所示，非球面数据如图35所示，光学成像镜头长度3.79公厘，像高为1.52公厘，HFOV为46度。其各重要参数间的关系如图44所示。

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。第六实施例与第一实施例类似，不同处在于透镜的参数，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，第二透镜20具有负屈光率。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，光学成像镜头长度5.63公厘，像高为1.71公厘，HFOV为46度。其各重要参数间的关系如图44所示。

值得注意的是，本实施例相较于第一实施例，还具有成像质量较佳，易于制造且良率更高等优点。

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。第七实施例与第一实施例大致上类似，不同处在于透镜的参数，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，光学成像镜头长度3.10公厘，像高为1.44公厘，HFOV为46度。其各重要参数间的关系如图44所示。

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。第八实施例中各透镜表面的凹凸形状均与第一实施例大致上类似，不同处在于透镜的参数，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，光学成像镜头长度4.64公厘，而系统像高为1.70公厘，HFOV为46度。其各重要参数间的关系如图44所示。

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。第九实施例中各透镜表面的凹凸形状均与第一实施例大致上类似，不同处在于透镜的参数，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，第二透镜20具有负屈光率。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，光学成像镜头长度3.67公厘，而系统像高为1.51公厘，HFOV为46度。其各重要参数间的关系如图44所示。

请注意，有鉴于光学系统设计的不可预测性，在本发明的架构之下，符合上述条件式能较佳地使本发明镜头长度缩短、可用光圈增大、视场角增加、成像质量提升，或制造良率提升而改善先前技术的缺点。

在此补充本发明中所提及，以及其他未于上述实施例中所提及的各参数定义，整理如下表一：

表一

本案的光学成像镜头可达成的功效至少包含：

综上所述，本发明至少具有下列功效：

本发明各实施例的纵向球差、像散像差、畸变皆符合使用规范。另外，红、绿、蓝三种代表波长在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皆获得控制而具有良好的球差、像差、畸变抑制能力。进一步参阅成像质量数据，红、绿、蓝三种代表波长彼此间的距离亦相当接近，显示本发明在各种状态下对不同波长光线的集中性佳而具有优良的色散抑制能力。综上所述，本发明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，依据以上的各实施例的各重要参数间的关系，透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。

1.本发明光学成像镜头满足下列条件式：|v1-v2|≧20时，表示其具有较佳的配置，能在维持适当良率的前提的下产生良好的成像质量，且能维持较小的体积。

2.本发明光学成像镜头满足下列任一条件式时，表示当分母不变时，分子的长度能相对缩短，而能达到缩减镜头体积的功效：EFL/BFL≦2.35，TTL/AAG≦13.94，TTL/G12≦89.82，TTL/T2≦32.35，ALT/G23≦47.81，TTL/G23≦71.93，ALT/G34≦40.80，TTL/G34≦61.66，TTL/T1≦17.06，ALT/T2≦20.82，TTL/T3≦12.87，TTL/T4≦21.49，TTL/BFL≦5.77，|υ2-υ3|≦10，ALT/AAG≦9.22，T3/T4≦4.34。若能进一步符合下列任一条件式时，还能够产生较为优良的成像质量：0.60≦EFL/BFL≦2.35，2.50≦TTL/AAG≦13.94，9.60≦TTL/G12≦89.82，2.12≦TTL/T2≦32.35，3.84≦ALT/G23≦47.81，8.27≦TTL/G23≦71.93，2.66≦ALT/G34≦40.80，5.72≦TTL/G34≦61.66，2.11≦TTL/T1≦17.06，1.41≦ALT/T2≦20.82，1.83≦TTL/T3≦12.87，2.52≦TTL/T4≦21.49，1.74≦TTL/BFL≦5.77，1.16≦ALT/AAG≦9.22，0.48≦T3/T4≦4.34。

值得一提的是，有鉴于光学系统设计的不可预测性，在本发明的架构的下，符合上述条件式能较佳地使本发明镜头长度缩短、可用光视场角增加、成像质量提升，或制造良率提升而改善先前技术的缺点。

本发明的光学成像镜头1，还可应用于可携式电子装置中。请参阅第24图，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。第24图仅以移动电话为例，说明电子装置100，但电子装置100的型式不以此为限。

如图24中所示，影像模块120包括如前所述的光学成像镜头1。第24图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(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(ChiponBoard,COB)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的前设置保护玻璃，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的结构，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。

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25，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。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

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：

一第一透镜，该第一透镜具有负屈光率；

一第二透镜，其像侧面位于光轴附近区域具有一凹面部；

一第三透镜，该第三透镜具有正屈光率，其物侧面位于该光轴附近区域具有一凸面部；以及

一第四透镜，其像侧面位于该光轴附近区域具有一凹面部；

其中，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四透镜共四片。

2.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该光学成像镜头的整体焦距为EFL，该第四透镜的像侧面至一成像面在该光轴上的长度为BFL，并满足EFL/BFL≦2.35的关系。

3.根据权利要求2所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至该成像面在该光轴上的长度为TTL，该第一透镜到第四透镜之间位于该光轴上各透镜间的三个空气间隙宽度的总合为AAG，并满足TTL/AAG≦13.94的关系。

4.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：更包含一光圈，且该光圈位于该第二透镜与该第三透镜之间。

5.根据权利要求4所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至一成像面在该光轴上的长度为TTL，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，并满足TTL/G12≦89.82的关系。

6.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至一成像面在该光轴上的长度为TTL，该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T2，并满足TTL/T2≦32.35的关系。

7.根据权利要求6所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至该第四透镜在该光轴上的所有透镜的中心厚度总和为ALT，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ALT/G23≦47.81的关系。

8.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至一成像面在该光轴上的长度为TTL，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TTL/G23≦71.93的关系。

9.根据权利要求8所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至该第四透镜在该光轴上的所有透镜的中心厚度总和为ALT，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，并满足ALT/G34≦40.80的关系。

10.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至一成像面在该光轴上的长度为TTL，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，并满足TTL/G34≦61.66的关系。

11.根据权利要求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，并满足TTL/T1≦17.06的关系。

12.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至该第四透镜在该光轴上的所有透镜之中心厚度总和为ALT，该第二透镜在该光轴上的中心厚度为T2，并满足ALT/T2≦20.82的关系。

13.根据权利要求12所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至一成像面在该光轴上的长度为TTL，该第三透镜在该光轴上的中心厚度为T3，并满足TTL/T3≦12.87的关系。

14.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的阿贝系数为υ1，该第二透镜的阿贝系数为υ2，并满足|υ1-υ2|≧20的关系。

15.根据权利要求14所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至该成像面在该光轴上的长度为TTL，该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T4，并满足TTL/T4≦21.49的关系。

16.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的该物侧面至该成像面在该光轴上的长度为TTL，该第四透镜的像侧面至一成像面在该光轴上的长度为BFL，并满足TTL/BFL≦5.77的关系。

17.根据权利要求16所述的光学成像镜头，其特征在于：该第二透镜的阿贝系数为υ2，该第三透镜的阿贝系数为υ3，并满足|υ2-υ3|≦10的关系。

18.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至该第四透镜在该光轴上的所有透镜的中心厚度总和为ALT，第一透镜到第四透镜之间位于该光轴上各透镜间的三个空气间隙宽度的总合为AAG，并满足ALT/AAG≦9.22的关系。

19.根据权利要求18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，该第四透镜在该光轴上的中心厚度为T4，并满足T3/T4≦4.34的关系。

20.一种电子装置，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：

权利要求1至19中任一项所述的光学成像镜头；

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的一像侧的一影像传感器。