專利名稱：四片式光學成像鏡頭及應用該鏡頭的電子裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種光學鏡頭，特別是指一種四片式光學成像鏡頭及應用該鏡頭的電子裝置。
背景技術：
近年來，手機和數(shù)字相機等攜帶型電子產(chǎn)品的普及使得影像模塊(主要包含光學成像鏡頭、模塊后座單元(module holder unit)與傳感器(sensor)等組件)相關技術蓬勃發(fā)展，而手機和數(shù)字相機的薄型輕巧化趨勢也讓影像模塊的小型化需求愈來愈高，隨著感光稱合組件(Charge Coupled Device,簡稱為CO))或互補性氧化金屬半導體組件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,簡稱為CMOS)的技術進步和尺寸縮小化，裝載在影像模塊中的光學成像鏡頭也需要相應地縮短長度，但是為了避免攝影效果與質量下降，在縮短光學成像鏡頭的長度時仍然要兼顧良好的光學性能。美國專利公告號7355801，及美國專利公開號20120013998，上述專利所揭示的均為四片式透鏡結構，且其第二透鏡的像側皆為凹面。日本專利公開號2011-064989、美國專利公告號7920340、7777972，及中國臺灣地區(qū)專利公開號20110058089來看，所揭示的均為四片式透鏡結構，但各透鏡間的空氣間隙總合設計過大。其中，以美國專利公告號7920340的第五實施例的鏡頭長度為7mm，其不利于手機和數(shù)字相機等攜帶型電子產(chǎn)品的薄型化設計。由上述申請案所公開的鏡頭，可以歸納出目前的研發(fā)趨勢仍在于縮短鏡頭的整體系統(tǒng)長度，但當鏡頭系統(tǒng)長度逐漸縮短，勢必會影響到光學性能與成像質量，因此，目前仍有開發(fā)鏡頭長度縮短且能維持良好的光學性能的光學成像鏡頭的需求。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種在縮短鏡頭系統(tǒng)長度的條件下，仍能保有良好的光學性能的四片式光學成像鏡頭。本發(fā)明采用如下技術方案
本發(fā)明的四片式光學成像鏡頭，從物側至像側依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡，及一第四透鏡，且該第一透鏡至該第四透鏡都包括一朝向物側且使成像光線通過的物側面，及一朝向像側且使成像光線通過的像側面。該第一透鏡為正屈光率的透鏡，且該第一透鏡的該物側面為凸面。該第二透鏡為負屈光率的透鏡，且該第二透鏡的該像側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸面部。該第三透鏡的該物側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凹面部。該第四透鏡的該物側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸面部，該第四透鏡的該像側面為曲面并具有一位于光軸附近區(qū)域的凹面部，及一位于圓周附近區(qū)域的凸面部。其中，該四片式光學成像鏡頭僅具有上述四片具備屈光率的透鏡。本發(fā)明的四片式光學成像鏡頭的有益效果在于通過第一透鏡的設計，可以增加收光能力，能夠有效地從第二透鏡分配部分的屈光率，以降低透鏡系統(tǒng)敏感度；另外，再通過第二透鏡的像側面的凸面部與第三透鏡的物側面的凹面部的相互搭配，可以消除色差及場曲(Curvature)，最后，再通過配合第四透鏡的設計，能夠有助于修正場曲、高階像差及壓低主光線角度(Chief ray angle,系統(tǒng)光線入射于影像傳感器上角度)，進而提高系統(tǒng)的靈敏度。本發(fā)明的電子裝置，包含一機殼，及一安裝在該機殼內的影像模塊。該影像模塊包括一如前述所述的四片式光學成像鏡頭、一用于供該四片式光學成像鏡頭設置的鏡筒、一用于供該鏡筒設置的模塊后座單元，及一設置于該四片式光學成像鏡頭像側的影像傳感器。本發(fā)明的電子裝置的有益效果在于通過在電子裝置中裝載具有前述的四片式光學成像鏡頭的影像模塊，可以利用該光學成像鏡頭在縮短系統(tǒng)長度的條件下，仍能提供良好的光學性能的優(yōu)勢，在不犧牲光學性能的情形下制出更為薄型輕巧的電子裝置，使本發(fā)明兼具良好的實用性能且有助于輕薄短小化的結構設計，而能滿足更高的消費需求。


圖1是一配置示意圖，說明本發(fā)明四片式光學成像鏡頭的第一較佳實施例。圖2是該第一較佳實施例的縱向球差與各項像差圖。圖3是一表格圖，說明該第一較佳實施例的各透鏡的光學數(shù)據(jù)。圖4是一表格圖，說明該第一較佳實施例的各透鏡的非球面系數(shù)。圖5是一示意圖。圖6是一透鏡結構從中間剖切后的一立體示意圖，說明該第一透鏡至該第四透鏡分別具有一物側延伸部及一像側延伸部的情形。圖7是一配置示意圖，說明本發(fā)明四片式光學成像鏡頭的第二較佳實施例。圖8是該第二較佳實施例的縱向球差與各項像差圖。圖9是一表格圖，說明該第二較佳實施例的各透鏡的光學數(shù)據(jù)。圖10是一表格圖，說明該第二較佳實施例的各透鏡的非球面系數(shù)。圖11是一配置示意圖，說明本發(fā)明四片式光學成像鏡頭的第三較佳實施例。圖12是該第三較佳實施例的縱向球差與各項像差圖。圖13是一表格圖，說明該第三較佳實施例的各透鏡的光學數(shù)據(jù)。圖14是一表格圖，說明該第三較佳實施例的各透鏡的非球面系數(shù)。圖15是一配置示意圖，說明本發(fā)明四片式光學成像鏡頭的第四較佳實施例。圖16是該第四較佳實施例的縱向球差與各項像差圖。圖17是一表格圖，說明該第四較佳實施例的各透鏡的光學數(shù)據(jù)。圖18是一表格圖，說明該第四較佳實施例的各透鏡的非球面系數(shù)。圖19是一配置示意圖，說明本發(fā)明四片式光學成像鏡頭的第五較佳實施例。圖20是該第五較佳實施例的縱向球差與各項像差圖。圖21是一表格圖，說明該第五較佳實施例的各透鏡的光學數(shù)據(jù)。圖22是一表格圖，說明該第五較佳實施例的各透鏡的非球面系數(shù)。圖23是一配置示意圖，說明本發(fā)明四片式光學成像鏡頭的第六較佳實施例。
圖24是該第六較佳實施例的縱向球差與各項像差圖。圖25是一表格圖，說明該第六較佳實施例的各透鏡的光學數(shù)據(jù)。圖26是一表格圖，說明該第六較佳實施例的各透鏡的非球面系數(shù)。圖27是一配置示意圖，說明本發(fā)明四片式光學成像鏡頭的第七較佳實施例。圖28是該第七較佳實施例的縱向球差與各項像差圖。圖29是一表格圖，說明該第七較佳實施例的各透鏡的光學數(shù)據(jù)。圖30是一表格圖，說明該第七較佳實施例的各透鏡的非球面系數(shù)。圖31是一配置示意圖，說明本發(fā)明四片式光學成像鏡頭的第八較佳實施例。圖32是該第八較佳實施例的縱向球差與各項像差圖。圖33是一表格圖，說明該第八較佳實施例的各透鏡的光學數(shù)據(jù)。圖34是一表格圖，說明該第八較佳實施例的各透鏡的非球面系數(shù)。圖35是一表格圖，說明該四片式光學成像鏡頭的該第一較佳實施例至該第八較佳實施例的各項光學參數(shù)。圖36是一剖視示意圖，說明本發(fā)明電子裝置的第一較佳實施例。圖37是一剖視 示意圖，說明本發(fā)明電子裝置的第二較佳實施例。主要組件符號說明
10 光學成像鏡頭
2 光圈
3 第一透鏡
31 物側面
310 物側延伸部
32 像側面
320像側延伸部
321凹面部
322凸面部
4 第二透鏡
41 物側面
410 物側延伸部
42 像側面
420像側延伸部
421凸面部
5 第三透鏡
51 物側面
510物側延伸部
511凹面部
52 像側面
520 像側延伸部
6 第四透鏡
61 物側面610物側延伸部
611凸面部 62 像側面
620像側延伸部
621凹面部
622凸面部 7濾光片 8 成像面 I 光軸
I 電子裝置
II 機殼
120模塊后座單元
121鏡頭后座
122影像傳感器后座
123 第一座體
124 第二座體
125線圈
126 磁性組件 130 影像傳感器 21 鏡筒
IKIII 軸線
具體實施例方式 有關本發(fā)明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考附圖的數(shù)個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。在本發(fā)明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的組件是以相同的編號來表不。參閱圖1與圖3，本發(fā)明四片式光學成像鏡頭10的第一較佳實施例，從物側至像側依序包含一光圈2、一第一透鏡3、一第二透鏡4、一第三透鏡5、一第四透鏡6,及一濾光片7。當由一待拍攝物所發(fā)出的光線進入該四片式光學成像鏡頭10，并經(jīng)由該光圈2、該第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6，及該濾光片7之后，會在一成像面8 (Image Plane)形成一影像。該濾光片7為紅外線濾光片(IR Cut Filter),用于防止光線中的紅外線投射至該成像面8影響成像質量。而在本第一較佳實施例中，組件的物側是朝向該待拍攝物的一側，而組件的像側是 朝向該成像面8的一側。其中，該第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6，及該濾光片7都分別具有一朝向物側且使成像光線通過之物側面31、41、51、61、71，及一朝向像側且使成像光線通過之像側面32、42、52、62、72。其中，該等物側面31、41、51、61與該等像側面32、42、52,62皆為非球面。參閱圖6，在此要特別說明的是，該第一透鏡3至該第四透鏡6還分別具有有一自該物側面31、41、51、61周緣向外延伸且成像光線不通過的物側延伸部310、410、510、610，及一自該像側面32、42、52、62周緣向外延伸且成像光線不通過的像側延伸部320、420、
520,620,該第一透鏡3至該第四透鏡6的物側延伸部310、410、510、610和像側延伸部320、420,520,620分別用來供該多個透鏡3、4、5、6組裝。圖6主要是用來說明該多個透鏡3、4、
5、6的物側延伸部310、410、510、610，像側延伸部320、420、520、620與其物側面31、41、51、61，像側面32、42、52、62的連接關系，不應以圖6所呈現(xiàn)的圖面內容限制透鏡的物側面與像側面的表面型式。 此外，為了滿足產(chǎn)品輕量化的需求，該第一透鏡3至該第四透鏡6皆為具備屈光率且都是塑料材質所制成，但其材質不以此為限。該第一透鏡3為正屈光率的透鏡，且該第一透鏡3的該物側面31為凸面，該第一透鏡3的該像側面32為凹面并具有一位于光軸I附近區(qū)域的凹面部321。該第二透鏡4為負屈光率的透鏡，且該第二透鏡4的該物側面41為凹面，該第二透鏡4的該像側面42為凸面并具有一位于光軸I附近區(qū)域的凸面部421。該第三透鏡5為正屈光率的透鏡,且該第三透鏡5的該物側面51為凹面并具有一位于光軸I附近區(qū)域的凹面部511，該第三透鏡5的該像側面52為凸面。該第四透鏡6為負屈光率的透鏡，且該第四透鏡6的該物側面61為曲面并具有一位于光軸I附近區(qū)域的凸面部611，該第四透鏡6的該像側面62為曲面并具有一位于光軸I附近區(qū)域的凹面部621，及一位于圓周附近區(qū)域的凸面部622。該第一較佳實施例的其他詳細光學數(shù)據(jù)如圖3所示，且該第一較佳實施例的整體系統(tǒng)焦距為2.01mm，半視角(HFOV)為33.54°，其系統(tǒng)長度為2.50mm。此外，從第一透鏡3的物側面31到第四透鏡6的像側面62，共計八個面均是非球面，而該非球面是依下列公式定義:
權利要求
1.一種四片式光學成像鏡頭，從物側至像側依序包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡，及一第四透鏡，且該第一透鏡至該第四透鏡都包括一朝向物側且使成像光線通過的物側面及一朝向像側且使成像光線通過的像側面； 該第一透鏡為正屈光率的透鏡，且該第一透鏡的該物側面為凸面； 該第二透鏡為負屈光率的透鏡，且該第二透鏡的該像側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸面部； 該第三透鏡的該物側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凹面部；及該第四透鏡的該物側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸面部，該第四透鏡的該像側面為曲面，并具有一位于光軸附近區(qū)域的凹面部，及一位于圓周附近區(qū)域的凸面部； 其中，該四片式光學成像鏡頭僅具有上述四片具備屈光率的透鏡。
2.如權利要求1所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:該第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2,自該第一透鏡到該第四透鏡沿光軸上的三個空氣間隙總合為Gaa，并滿足下列條件式:Gaa/T2含3.5。
3.如權利要求2所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:進一步滿足下列條件式:Gaa/T2 蘭 3.2。
4.如權利要求3所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:該第一透鏡在光軸上的中心厚度為T1,自該第一透鏡到該第二透鏡沿光軸上的空氣間隙為G12，并滿足下列條件式:VG12 芻 4.1。
5.如權利要求4所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:該第一透鏡的該像側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凹面部。
6.如權利要求2所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:該四片式光學成像鏡頭的系統(tǒng)焦距為EFL，并滿足下列條件式:5含EFL/T2含16。
7.如權利要求6所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:該第一透鏡在光軸上的中心厚度為T1,自該第一透鏡到該第二透鏡沿光軸上的空氣間隙為G12，并滿足下列條件式:VG12 芻 4.1。
8.如權利要求7所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:該第一透鏡的該像側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凹面部。
9.如權利要求1所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:該第四透鏡的該像側面到一成像面于光軸上的距離為BFL，自該第一透鏡到該第四透鏡沿光軸上的空氣間隙總合為Gaa，并滿足下列條件式:1.6含BFL/Gaa。
10.如權利要求9所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:進一步滿足下列條件式:2-1 ^ BFL/Gaa。
11.如權利要求10所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:該第一透鏡的該像側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凹面部。
12.如權利要求9所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:該第二透鏡在光軸上的中心厚度為T2，該四片式光學成像鏡頭的系統(tǒng)焦距為EFL，并滿足下列條件式:6 ^ EFL/T2 ^ 13.5。
13.如權利要求12所述的四片式光學成像鏡頭，其特征在于:該第一透鏡的該像側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凹面部。
14.一種電子裝置，包含: 一機殼；及 一影像模塊，是安裝在該機殼內，并包括一如權利要求1至13任一項所述的四片式光學成像鏡頭、一用于供該四片式光學成像鏡頭設置的鏡筒、一用于供該鏡筒設置的模塊后座單元，及一設置于該四片式光學成像鏡頭像側的影像傳感器。
15.如權利要求14所述的電子裝置，其特征在于:該模塊后座單元具有一鏡頭后座，該鏡頭后座具有一與該鏡筒外側相貼合且沿一軸線設置的第一座體，及一沿該軸線并環(huán)繞著該第一座體外側設置的第二座體，該第一座體可帶著該鏡筒與設置于該鏡筒內的四片式光學成像鏡頭沿該軸線移動。
16.如權利要求15所述的電子裝置，其特征在于:該模塊后座單元還具有一位于該第二座體和該影像傳感器之間的影像傳感器后座，且該影像傳感器后座和該第二座體相貼口 ο
全文摘要
本發(fā)明是有關于光學鏡頭，特別是一種四片式光學成像鏡頭及應用該鏡頭的電子裝置。本發(fā)明的四片式光學成像鏡頭從物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡，及第四透鏡，且前述透鏡都包括一朝向物側的物側面及一朝向像側的像側面。該第一透鏡為正屈光率的透鏡，且該第一透鏡的該物側面為凸面。該第二透鏡為負屈光率的透鏡，且該第二透鏡的該像側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸面部。該第三透鏡的該物側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凹面部。該第四透鏡的該物側面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸面部，該第四透鏡的該像側面為曲面。該電子裝置，包含一機殼及一包括上述的四片式光學成像鏡頭的影像模塊。本發(fā)明使鏡頭在縮短長度下仍有好的光學性能。
文檔編號G02B13/00GK103076670SQ20121030731
公開日2013年5月1日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權日2012年8月27日
發(fā)明者張國文, 李柏徹, 駱威諭 申請人:玉晶光電(廈門)有限公司