光學(xué)成像鏡頭及應(yīng)用該光學(xué)成像鏡頭的電子裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光學(xué)成像領(lǐng)域。本發(fā)明公開一種光學(xué)成像鏡頭，包含一光圈及四個透鏡；該第一透鏡具有正屈光率且其像側(cè)面具有一鄰近光軸的凸面部及一鄰近圓周的凸面部；該第二透鏡具有負屈光率且其物側(cè)面具有一鄰近光軸的凹面部及一鄰近圓周的凹面部；該第三透鏡具有正屈光率，且其物側(cè)面具有一鄰近光軸的凹面部及一鄰近圓周的凹面部，并其像側(cè)面具有一鄰近光軸的凸面部；該第四透鏡具有負屈光率，且其物側(cè)面具有一鄰近光軸的凸面部，并其像側(cè)面具有一鄰近圓周的凸面部。本發(fā)明還公開一種電子裝置，包括：一機殼；及一安裝于該機殼內(nèi)的影像模塊，該影像模塊包括一上述光學(xué)成像鏡頭、一鏡筒、一模塊后座單元及一影像傳感器。本發(fā)明用于攝影。
【專利說明】光學(xué)成像鏡頭及應(yīng)用該光學(xué)成像鏡頭的電子裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)鏡頭，特別是指一種光學(xué)成像鏡頭及應(yīng)用該光學(xué)成像鏡 頭的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 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相關(guān)技術(shù)蓬勃發(fā) 展，該影像模塊主要包含光學(xué)成像鏡頭、模塊后座單元（moduleholderunit)與傳感器 (sensor)等組件，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（ChargeCoupledDevice,簡稱為CCD)或互補性氧化金屬半導(dǎo)體組 件（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，簡稱為CMOS)的技術(shù)進步和尺寸縮小 化，裝載在影像模塊中的光學(xué)鏡頭也需要相應(yīng)地縮短長度，但是為了避免攝影效果與質(zhì)量 下降，在縮短光學(xué)鏡頭的長度時仍然要兼顧良好的光學(xué)性能。然而光學(xué)鏡頭最重要的特性 不外乎就是成像質(zhì)量與體積。
[0003] 中國臺灣地區(qū)專利證書號第1254140專利揭露一種四片式光學(xué)鏡頭，F(xiàn)#為4. 0左 右，在實際使用上容易有入光量不足，導(dǎo)致成像質(zhì)量較差的問題；而且鏡頭長度長達12mm， 如此體積過大的鏡頭無法適用于輕薄短小的電子裝置。
[0004] 綜上所述，微型化鏡頭的技術(shù)難度明顯高出傳統(tǒng)鏡頭，因此如何制作出符合消費 性電子產(chǎn)品需求的光學(xué)鏡頭，并持續(xù)提升其成像質(zhì)量，長久以來一直是本領(lǐng)域各界所熱切 追求的目標(biāo)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 因此，本發(fā)明的目的，即在提供一種在縮短鏡頭系統(tǒng)長度的條件下，仍能夠保有良 好的光學(xué)性能的光學(xué)成像鏡頭。
[0006] 于是本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭，從物側(cè)至像側(cè)沿一光軸依序包含一光圈、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具有屈光率，并包 括一朝向物側(cè)且使成像光線通過的物側(cè)面及一朝向像側(cè)且使成像光線通過的像側(cè)面。
[0007] 該第一透鏡具有正屈光率，該第一透鏡的該像側(cè)面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸 面部及一位于圓周附近區(qū)域的凸面部；該第二透鏡具有負屈光率，該第二透鏡的該物側(cè)面 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)域的凹面部；該第三透鏡具有正屈 光率，該第三透鏡的該物側(cè)面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 凹面部，該第三透鏡的該像側(cè)面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸面部；該第四透鏡具有負屈 光率且材質(zhì)為塑料，該第四透鏡的該物側(cè)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(cè)面具有一位于圓周附近區(qū)域的凸面部；
[0008] 其中，上述只有四片透鏡具有屈光率，該光學(xué)成像鏡頭的系統(tǒng)焦距為EFL，該第二 透鏡在光軸上的厚度為T2,該第四透鏡在光軸上的厚度為T4,該第一透鏡、該第二透鏡、該 第三透鏡及該第四透鏡在光軸上的厚度總和為ALT，該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸 上的空氣間隙為G23,該第一透鏡至該第四透鏡在光軸上的三個空氣間隙總和為Gaa，并滿 足 6 芻EFL/T2 芻 11、4 芻ALT/G23 芻 18、1. 4 芻Gaa/T2 芻 2.11、5 芻ALT/T2 芻 7. 2 及T4/ G23 芎 1。
[0009] 本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭的有益效果在于：藉由該第一透鏡的該像側(cè)面具有一位于光 軸附近區(qū)域的凸面部及一位于圓周附近區(qū)域的凸面部、該第二透鏡的該物側(cè)面具有一位于 光軸附近區(qū)域的凹面部及一位于圓周附近區(qū)域的凹面部、該第三透鏡的該物側(cè)面具有一位 于光軸附近區(qū)域的凹面部及一位于圓周附近區(qū)域的凹面部、該第三透鏡的該像側(cè)面具有一 位于光軸附近區(qū)域的凸面部、該第四透鏡的該物側(cè)面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸面部， 及該第四透鏡的該像側(cè)面具有一位于圓周附近區(qū)域的凸面部，相互搭配有助修正像差，提 升該光學(xué)成像鏡頭的成像質(zhì)量，另外，該第一透鏡具有正屈光率，該第二透鏡具有負屈光 率，該第三透鏡具有正屈光率，該第四透鏡具有負屈光率，可讓像差補正的效果更好。
[0010] 因此，本發(fā)明的另一目的，即在提供一種應(yīng)用于前述的光學(xué)成像鏡頭的電子裝置。
[0011] 于是，本發(fā)明的電子裝置，包含一機殼，及一安裝在該機殼內(nèi)的影像模塊。
[0012] 該影像模塊包括一如前述所述的光學(xué)成像鏡頭、一用于供該光學(xué)成像鏡頭設(shè)置的 鏡筒、一用于供該鏡筒設(shè)置的模塊后座單元，及一設(shè)置于該光學(xué)成像鏡頭像側(cè)的影像傳感 器。
[0013] 本發(fā)明電子裝置的有益效果在于：藉由在該電子裝置中裝載具有前述的光學(xué)成像 鏡頭的影像模塊，以利該成像鏡頭在縮短系統(tǒng)長度的條件下，仍能夠提供良好的光學(xué)性能 的優(yōu)勢，在不犧牲光學(xué)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(jié)構(gòu)設(shè)計，而能滿足更高質(zhì)量的消費需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 本發(fā)明的其他的特征及功效，將于參照附圖的實施例詳細說明中清楚地呈現(xiàn)，其 中：
[0015] 圖1是一示意圖，說明一透鏡結(jié)構(gòu)；
[0016] 圖2是一配置示意圖，說明本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭的一第一實施例；
[0017] 圖3是該第一實施例的縱向球差與各項像差圖；
[0018] 圖4是一表格圖，說明該第一實施例的各透鏡的光學(xué)數(shù)據(jù)；
[0019] 圖5是一表格圖，說明該第一實施例的各透鏡的非球面系數(shù)；
[0020] 圖6是一配置示意圖，說明本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭的一第二實施例；
[0021] 圖7是該第二實施例的縱向球差與各項像差圖；
[0022] 圖8是一表格圖，說明該第二實施例的各透鏡的光學(xué)數(shù)據(jù)；
[0023] 圖9是一表格圖，說明該第二實施例的各透鏡的非球面系數(shù)；
[0024] 圖10是一配置示意圖，說明本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭的一第三實施例；
[0025] 圖11是該第三實施例的縱向球差與各項像差圖；
[0026] 圖12是一表格圖，說明該第三實施例的各透鏡的光學(xué)數(shù)據(jù)；
[0027] 圖13是一表格圖，說明該第三實施例的各透鏡的非球面系數(shù)；
[0028] 圖14是一配置示意圖，說明本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭的一第四實施例；
[0029] 圖15是該第四實施例的縱向球差與各項像差圖；
[0030] 圖16是一表格圖，說明該第四實施例的各透鏡的光學(xué)數(shù)據(jù)；
[0031] 圖17是一表格圖，說明該第四實施例的各透鏡的非球面系數(shù)；
[0032] 圖18是一配置示意圖，說明本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭的一第五實施例；
[0033] 圖19是該第五實施例的縱向球差與各項像差圖；
[0034] 圖20是一表格圖，說明該第五實施例的各透鏡的光學(xué)數(shù)據(jù)；
[0035] 圖21是一表格圖，說明該第五實施例的各透鏡的非球面系數(shù)；
[0036] 圖22是一配置示意圖，說明本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭的一第六實施例；
[0037] 圖23是該第六實施例的縱向球差與各項像差圖；
[0038] 圖24是一表格圖，說明該第六實施例的各透鏡的光學(xué)數(shù)據(jù)；
[0039] 圖25是一表格圖，說明該第六實施例的各透鏡的非球面系數(shù)；
[0040] 圖26是一配置示意圖，說明本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭的一第七實施例；
[0041] 圖27是該第七實施例的縱向球差與各項像差圖；
[0042] 圖28是一表格圖，說明該第七實施例的各透鏡的光學(xué)數(shù)據(jù)；
[0043] 圖29是一表格圖，說明該第七實施例的各透鏡的非球面系數(shù)；
[0044] 圖30是一配置示意圖，說明本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭的一第八實施例；
[0045] 圖31是該第八實施例的縱向球差與各項像差圖；
[0046] 圖32是一表格圖，說明該第八實施例的各透鏡的光學(xué)數(shù)據(jù)；
[0047] 圖33是一表格圖，說明該第八實施例的各透鏡的非球面系數(shù)；
[0048] 圖34是一表格圖，說明該四片式光學(xué)成像鏡頭的該第一實施例至該第八實施例 的光學(xué)參數(shù)；
[0049] 圖35是一表格圖，說明該四片式光學(xué)成像鏡頭的該第一實施例至該第八實施例 的光學(xué)參數(shù)；
[0050] 圖36是一剖視示意圖，說明本發(fā)明電子裝置的一第一實施例；及
[0051] 圖37是一剖視示意圖，說明本發(fā)明電子裝置的一第二實施例。
【具體實施方式】
[0052] 在本發(fā)明被詳細描述之前，應(yīng)當(dāng)注意在以下的說明內(nèi)容中，類似的組件是以相同 的編號來表不。
[0053] 本篇說明書所言的「一透鏡具有正屈光率（或負屈光率）」，是指所述透鏡在光軸 附近區(qū)域具有正屈光率（或負屈光率）而言?！敢煌哥R的物側(cè)面（或像側(cè)面）具有位于某 區(qū)域的凸面部（或凹面部）」，是指該區(qū)域相較于徑向上緊鄰該區(qū)域的外側(cè)區(qū)域，朝平行于 光軸的方向更為「向外凸起」（或「向內(nèi)凹陷」）而言，以圖1為例，其中I為光軸且此一透 鏡是以該光軸I為對稱軸徑向地相互對稱，該透鏡的物側(cè)面于A區(qū)域具有凸面部、B區(qū)域具 有凹面部而C區(qū)域具有凸面部，原因在于A區(qū)域相較于徑向上緊鄰該區(qū)域的外側(cè)區(qū)域（即B 區(qū)域），朝平行于光軸的方向更為向外凸起，B區(qū)域則相較于C區(qū)域更為向內(nèi)凹陷，而C區(qū)域 相較于E區(qū)域也同理地更為向外凸起?！笀A周附近區(qū)域」，是指位于透鏡上僅供成像光線通 過的曲面的圓周附近區(qū)域，亦即圖中的C區(qū)域，其中，成像光線包括了主光線（chiefray) Lc及邊緣光線（marginalray)Lm?！腹廨S附近區(qū)域」是指該僅供成像光線通過的曲面的光 軸附近區(qū)域，亦即圖1中的A區(qū)域。此外，該透鏡還包含一延伸部E，用以供該透鏡組裝于一 光學(xué)成像鏡頭內(nèi)，理想的成像光線并不會通過該延伸部E，但該延伸部E的結(jié)構(gòu)與形狀并不 限于此，以下的實施例為求附圖簡潔均省略了部份的延伸部。
[0054] 參閱圖2與圖4,本發(fā)明光學(xué)成像鏡頭10的一第一實施例，從物側(cè)至像側(cè)沿一光 軸I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(dāng)由一待拍攝物所發(fā)出的光線進入該光學(xué)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100(Image Plane)形成一影像。該濾光片7為紅外線濾光片（IRCutFilter),用于防止光線中的紅 外線透射至該成像面100而影響成像質(zhì)量。補充說明的是，物側(cè)是朝向該待拍攝物的一側(cè)， 而像側(cè)是朝向該成像面100的一側(cè)。
[0055] 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(cè)且使成像光線通過的物側(cè)面31、41、51、61、71，及一朝向像側(cè)且使成像 光線通過的像側(cè)面32、42、52、62、72。其中，這些物側(cè)面31、41、51、61與這些像側(cè)面32、42、 52、62皆為非球面。
[0056] 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(zhì)所制成，但該第一透鏡3至該第三透鏡5的材質(zhì)仍不以此為限制。
[0057] 該第一透鏡3具有正屈光率。該第一透鏡3的該物側(cè)面31為一凸面，且具有一位 于光軸I附近區(qū)域的凸面部311及一位于圓周附近區(qū)域的凸面部312,該第一透鏡3的該像 側(cè)面32為一凸面，且具有一位于光軸I附近區(qū)域的凸面部321及一位于圓周附近區(qū)域的凸 面部322。
[0058] 該第二透鏡4具有負屈光率。該第二透鏡4的該物側(cè)面41為一凹面，且具有一位 于光軸I附近區(qū)域的凹面部411及一位于圓周附近區(qū)域的凹面部412,該第二透鏡4的該像 側(cè)面42為一凸面，且具有一在光軸I附近區(qū)域的凸面部421及一位于圓周附近區(qū)域的凸面 部 422。
[0059] 該第三透鏡5具有正屈光率。該第三透鏡5的該物側(cè)面51為一凹面，且具有一位 于光軸I附近區(qū)域的凹面部511及一位于圓周附近區(qū)域的凹面部512,該第三透鏡5的該像 側(cè)面52具有一位于光軸I附近區(qū)域的凸面部521及一位于圓周附近區(qū)域的凹面部522。
[0060] 該第四透鏡6具有負屈光率的透鏡。該第四透鏡6的該物側(cè)面61具有一位于光 軸I附近區(qū)域的凸面部611及一位于圓周附近區(qū)域的凹面部612,該第四透鏡6的該像側(cè)面 62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。
[0061] 在本第一實施例中，只有上述透鏡具有屈光率。
[0062] 該第一實施例的其他詳細光學(xué)數(shù)據(jù)如圖4所示，且該第一實施例的整體系統(tǒng)焦距 (effectivefocallength，簡稱EFL)為 2. 333mm，半視角（halffieldofview，簡稱HF0V) 為37. 033°、光圈值（Fno)為2. 219,其系統(tǒng)長度為3. 341mm。其中，該系統(tǒng)長度是指由該第 一透鏡3的該物側(cè)面31到該成像面100在光軸I上之間的距離。
[0063] 此外，從第一透鏡3、該第二透鏡4、該第三透鏡5,及該第四透鏡6的物側(cè)面31、 41、51、61及像側(cè)面32、42、52、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(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)成像鏡頭，從物側(cè)至像側(cè)沿一光軸依序包含一光圈、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具有屈光率，并分別包括一 朝向物側(cè)且使成像光線通過的物側(cè)面及一朝向像側(cè)且使成像光線通過的像側(cè)面； 該第一透鏡具有正屈光率，該第一透鏡的該像側(cè)面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸面部 及一位于圓周附近區(qū)域的凸面部； 該第二透鏡具有負屈光率，該第二透鏡的該物側(cè)面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)域的凹面部； 該第三透鏡具有正屈光率，該第三透鏡的該物側(cè)面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)域的凹面部，該第三透鏡的該像側(cè)面具有一位于光軸附近區(qū)域的凸面 部；及 該第四透鏡具有負屈光率且材質(zhì)為塑料，該第四透鏡的該物側(cè)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(cè)面具有一位于圓周附近區(qū)域的凸面部； 其中，上述只有四片透鏡具有屈光率，該光學(xué)成像鏡頭的系統(tǒng)焦距為EFL，該第二透鏡 在光軸上的厚度為T2,該第四透鏡在光軸上的厚度為T4,該第一透鏡、該第二透鏡、該第 三透鏡及該第四透鏡在光軸上的厚度總和為ALT，該第二透鏡與該第三透鏡之間在光軸上 的空氣間隙為G23,該第一透鏡至該第四透鏡在光軸上的三個空氣間隙總和為Gaa，并滿 足6 芻 EFL/T2 芻 11、4 芻 ALT/G23 芻 18、1.4 芻 Gaa/T2 芻 2.11、5 芻 ALT/T2 芻 7.2 及 T4/ G23 芎 1。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：還滿足下列條件式：Gaa/ G23 寫 2. 8。
3. 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第四透鏡的該像側(cè)面到一成像 面在光軸上的距離為BFL，并還滿足下列條件式：BFL/T2蘭4. 6。
4. 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第三透鏡在光軸上的厚度為T3， 該第一透鏡與該第二透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G12,該第三透鏡與該第四透鏡之間 在光軸上的空氣間隙為G34,并還滿足下列條件式：T3AG12+G34) 3 1.9。
5. 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第四透鏡的該物側(cè)面還具有一 位于圓周附近區(qū)域的凹面部。
6. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第三透鏡在光軸上的厚度為T3， 并還滿足下列條件式：EFL/T3蘭6. 5。
7. 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：還滿足下列條件式：T3/ G23 寫 1. 9。
8. 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第一透鏡與該第二透鏡之間在 光軸上的空氣間隙為G12,該第三透鏡與該第四透鏡之間在光軸上的空氣間隙為G34,并還 滿足下列條件式：GaaAG12+G34)會2. 1。
9. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：還滿足下列條件式：ALT/ T4 3 4. 2。
10. 如權(quán)利要求9所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第一透鏡的該物側(cè)面到一成 像面在光軸上的距離為TTL，該第三透鏡在光軸上的厚度為T3,并還滿足下列條件式：TTL/ T3 芎 7。
11. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第一透鏡在光軸上的厚度為 T1，并還滿足下列條件式：T1/G23蘭2. 5。
12. 如權(quán)利要求11所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第三透鏡在光軸上的厚度為 T3,并還滿足下列條件式：ALT/T3蘭3. 6。
13. 如權(quán)利要求11所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第三透鏡在光軸上的厚度為 T3,該第四透鏡的該像側(cè)面到一成像面在光軸上的距離為BFL，并還滿足下列條件式：BFL/ T3 $ 2. 65。
14. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第一透鏡的該物側(cè)面到一成 像面在光軸上的距離為TTL，該第一透鏡在光軸上的厚度為T1，并還滿足下列條件式：TTL/ T1 寫 7. 15。
15. 如權(quán)利要求14所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：該第三透鏡在光軸上的厚度為 T3,并還滿足下列條件式：ALT/T3蘭3. 55。
16. 如權(quán)利要求15所述的光學(xué)成像鏡頭，其特征在于：還滿足下列條件式：TTL/ T4 3 9. 1。
17. -種電子裝置，包含： 一機殼；及 一影像模塊，是安裝在該機殼內(nèi)，并包括一如權(quán)利要求1至16中任一項所述的光學(xué)成 像鏡頭、一用于供該光學(xué)成像鏡頭設(shè)置的鏡筒、一用于供該鏡筒設(shè)置的模塊后座單元，及一 設(shè)置于該光學(xué)成像鏡頭的像側(cè)的影像傳感器。
【文檔編號】G02B13/00GK104330877SQ201410331107
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】張加欣, 江依達 申請人:玉晶光電(廈門)有限公司