CN102401977A - 四片式影像镜头及应用该镜头的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种四片式影像镜头及应用该镜头的电子装置，该影像镜头从物侧依序包含由塑料材质所制成的一个第一透镜、一个光圈、一个第二透镜、一个第三透镜及一个第四透镜。该第一透镜为正屈光率的双凸透镜，该第二透镜为负屈光率的双凹透镜，该第三透镜为正屈光率的透镜，该第四透镜具有一个位于像侧且邻近光轴区域的凹面。通过以塑料材质制成所述透镜，能符合轻量化与低制造成本需求，且较容易成型出非球面镜面，再配合光圈中置的配置方式提供消除轴上色散的效果，使该影像镜头能同时改善像差与色差，进而提高解析度，因此，本发明具有光学品质佳且能符合实用需求的特性。

Description

四片式影像镜头及应用该镜头的电子装置

技术领域

本发明涉及一种光学镜头，特别是涉及一种四片式影像镜头及应用该镜头的电子装置。

背景技术

近年来各种携带型电子产品多内置有光学影像镜头与影像感测元件而兼具拍照与摄影功能。考虑到携带型电子产品轻巧化的需求，在开发改良此类镜头时，除了要不断提升其光学性能外，还要满足小体积与质轻等需求。以具有照相或摄影功能的手机为例，目前的发展趋势是针对镜头的高画质、低电子噪度及大角度等性能持续进行改良，以提供更佳的使用品质。百万像素已是目前解析度规格的主流，但为了达到物美价廉的消费要求，目前仍有开发各种低制造成本与高性能品质的镜头产品的需求，且为了使镜头再进一步提升到三百万像素以上的高影像品质，则需通过搭配组合多数片具有不同特性的透镜，并使用非球面设计才能达到。

如美国专利号US7,453,654所述的镜头，主要公开以四片不同特性的透镜组合形成的影像镜头，且主要是使用第一片球面的玻璃透镜搭配其它片非球面的塑料透镜达到改善影像品质的效果，但玻璃透镜因为尺寸小及曲率半径较小，所以在加工上难度很高、并有原料成本高及重量较重的缺点，使搭配该影像镜头的产品也具有成本高与重量重的问题，而无法满足质轻及低价的消费需求。

另外，影像镜头中的第一片透镜使用高折射率的玻璃透镜可以达到曲率半径不必太小的情形下，就具有较大的正屈光率(ReflectivePower)，因而可将镜头的整体焦距缩短到理想的设计值内。但也由于第一片透镜使用高折射率的玻璃材质，所以该第一片透镜的阿贝数(Abbe number)一般也会较低，如此第一片透镜的低阿贝数产生的色差问题，仍需要通过其它透镜的配合设计来改善，如美国专利号US6,476,982所述的镜头，则通过胶合第二片透镜的方式达到聚焦同时改善轴上色散的效果，但为了获得良好的胶合品质，通常第一片透镜及第二片透镜都需要使用玻璃透镜，因此，该镜头同样有制造成本高与重量较重的缺点，虽然理论上也可以使用塑料透镜进行胶合，但塑料透镜胶合的不良率较高，同样会增加该镜头的制造成本而较不符合经济效益。

再如美国专利号US7,466,497所述的四片式影像镜头，使用全部塑料材质的透镜组成影像镜头，虽然解决了将影像镜头的整体焦距缩短到理想设计值内，及制造成本的问题，但对于各片透镜间产生的色差问题，仍没有提供一个较好的解决方法，所以仍然无法达到较高影像品质的要求。

虽然上述的四片式透镜组合形成的影像镜头均是为了提供更高的影像品质而产生的设计，但例如美国专利号US7,453,654、US6,476,982，由于都需要搭配玻璃材质的第一透镜才能获得预定的影像品质，导致上述专利案中的影像镜头都存有制造成本高与重量较重的缺点。此外，例如美国专利号US7,466,497，虽然解决了制造成本的问题，但由于其设计上对色差问题并没有提供较佳的解决方案，导致其组合后的影像镜头在色彩上的光学特性较难满足高影像品质的需求，为了满足影像感测芯片的改变趋势及消费者对所呈现影像效果的不同偏好与不同使用需求，目前仍有持续开发其它型式的光学镜头的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻量化、低制造成本，并能同时改善像差与色差，以及提高解析度的四片式影像镜头及应用该镜头的电子装置。

本发明的四片式影像镜头从物侧依序包含一个第一透镜、一个光圈(Aperture Stop)、一个第二透镜、一个第三透镜及一个第四透镜。

其中，该第一透镜由塑料材质所制成，且为正屈光率的双凸透镜。该第二透镜由塑料材质所制成，且为负屈光率的双凹透镜，并具有小于等于1.65的折射率。该第三透镜由塑料材质所制成，且为正屈光率的透镜，并具有一位于像侧的凸面。该第四透镜由塑料材质所制成，并具有一位于像侧且邻近光轴区域的凹面。

本发明四片式影像镜头的优选方式为：

该第二透镜满足下列条件式：-21≤R₃/f＜0。

该第一透镜与该第二透镜满足下列条件式：R₂/R₃≤1.1，且该第一透镜与第二透镜间的空气间隙大于等于0.08mm。

该第一透镜满足下列条件式：0.7＜f₁/f≤1.1。

该影像镜头满足下列条件式：TL/f＜1.55。

该第一透镜与该第二透镜满足下列条件式：1＜f₁₂/f＜4.5。

该第一透镜与该第二透镜满足下列条件式：R₂/R₃≤1.1，且该第一透镜与第二透镜间的空气间隙大于等于0.08mm。

该第一透镜与该影像镜头同时满足下列条件式：0.7＜f₁/f≤1.1；TL/f＜1.55。

该第一透镜与该第二透镜满足下列条件式：1＜f₁₂/f＜4.5。

以上各个条件式中的参数：

f：影像镜头的系统焦距；

f₁：第一透镜的焦距；

f₁₂：第一透镜与第二透镜的合成焦距；

R₂：第一透镜位于像侧的第二面的曲率半径；

R₃：第二透镜位于物侧的第一面的曲率半径；

TL：光轴自该第一透镜位于物侧的第一面至该影像镜头的成像面的总长度。

本发明四片式影像镜头的有益效果在于：以塑料材质制成所述第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜，使该镜头具有重量轻与制造成本低而较便宜的优势，此外，该第一透镜提供整体镜头的主要屈光率，采用双凸透镜可以减少像差，而该第二透镜的双凹结构可以直接配合该第一透镜，使其行为类似于胶合镜片，且能在不直接胶合的情形下达到消除轴上色散(axial color aberration)的效果，再利用该光圈置于该第一透镜、第二透镜间的设计，加上让透镜的屈光率的排列方式形成正负的对称结构，使横向色散容易被消除，因此，本发明能通过组合所述具有不同结构特性的透镜再搭配光圈置中的结构设计同时改善像差与色差，因而能够确保较佳的成像品质。

进一步地，本发明还提供一种应用前述四片式影像镜头的电子装置。

于是，本发明的电子装置，包含一个机壳，及一个安装在该机壳内的影像模组。

该影像模组包括一个如前所述的四片式影像镜头，及一个设置于该四片式影像镜头的像侧的影像感测器。

本发明该电子装置的有益效果在于：通过使用具有前述的四片式影像镜头的影像模组，使该电子装置通过该影像镜头的光学特性能产生高解析度及高成像品质的影像，加上该影像镜头为塑料材质而具有制造成本低与重量低的特性，有助于降低该电子装置整体的制造成本与重量，借此，使本发明能满足物美价廉的消费需求而极具实用价值。

附图说明

图1是一配置示意图，说明本发明影像镜头的一个第一较佳实施例；

图2是该第一较佳实施例的各项像差图；

图3是该第一较佳实施例在不同视场角的光线展开图；

图4是一配置示意图，说明本发明影像镜头的一个第二较佳实施例；

图5是该第二较佳实施例的各项像差图；

图6是该第二较佳实施例在不同视场角的光线展开图；

图7是一配置示意图，说明本发明影像镜头的一个第三较佳实施例；

图8是该第三较佳实施例的各项像差图；

图9是该第三较佳实施例在不同视场角的光线展开图；

图10是一配置示意图，说明本发明影像镜头的一个第四较佳实施例；

图11是该第四较佳实施例的各项像差图；

图12是该第四较佳实施例在不同视场角的光线展开图；

图13是本发明应用该四片式影像镜头的电子装置的一个较佳实施例。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

在本发明被详细描述以前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件以相同的编号来表示。

参阅图1，本发明四片式影像镜头2从物侧依序包含一个第一透镜3、一个光圈(Aperture Stop)7、一个第二透镜4、一个第三透镜5、一个第四透镜6，及一个滤光片8。其中，所述第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6都由塑料材质制成，且该第一透镜3与该第二透镜4间具有大于等于0.08mm的空气间隙。当由一个待拍摄物所发出的光线进入该影像镜头2，经该第一透镜3、该光圈7、该第二透镜4、该第三透镜5、该第四透镜6，及滤光片8以后，会在一个成像面10(Image Plane)形成一个影像。该四片式影像镜头2的光轴I，为该第一透镜3、该光圈7、该第二透镜4、该第三透镜5，及该第四透镜6的光轴。

将所述第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6与该滤光片8位于物侧的一面分别定义为第一面31、41、51、61与81，位于像侧的一面分别定义为第二面32、42、52、62与82。

第一较佳实施例：

参阅图1，为本发明四片式影像镜头2的一个第一较佳实施例，其中，该第一透镜3为正屈光率(Reflective Power)的双凸透镜，且其第一面31、第二面32皆为凸面。该第二透镜4为负屈光率的双凹透镜，并具有小于等于1.65的折射率，其第一面41、第二面42皆为凹面。该第三透镜5为正屈光率的透镜，且其第一面51为凹面、第二面52为凸面。该第四透镜6是负屈光率的透镜，且其第一面61在邻近光轴I的区域为一凸面611，并呈波浪面(wave-like)型式，第二面62在邻近光轴I的区域为一凹面621，并呈波浪面(wave-like)型式。该光圈7设于该第一透镜3与该第二透镜4间，且位于该第一透镜3的第二面32上。该滤光片8是一片平板玻璃，其第一面81与第二面82相互平行。其它详细资料如下表所示：

其中，从第一透镜3的第一面31到该第四透镜6的第二面62，共计八个曲面均是非球面，而该非球面依下列公式(1)定义：

$Z\left(x\right)=\frac{X^2/r}{1+\sqrt{1-(1+K)\frac{X^2}{r^2}}}+A{X}^4+{\mathrm{BX}}^6+C{X}^8+D{X}^{10}+E{X}^{12}+F{X}^{14}---\left(1\right)$

各项系数列表如下：

面

K

A

B

C

D

E

F

31

-1.8593E+00

0.0000E+00

2.2558E-02

-1.1958E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

32

2.5855E+01

0.0000E+00

1.1308E+00

-7.3494E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

41

8.8402E+01

0.0000E+00

1.3501E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

42

6.7216E+00

0.0000E+00

1.6877E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

51

2.5264E+00

0.0000E+00

-2.6674E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

52

-5.0546E-01

0.0000E+00

-1.5400E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

61

0.0000E+00

-1.0100E+00

5.4318E-01

-1.2084E+00

2.6891E+00

-2.5173E+00

0.0000E+00

62

-1.3578E+00

-9.6118E-01

8.5293E-01

-5.9839E-01

4.0733E-01

-3.0081E-01

0.069492928

配合参阅图2，左边及中间的图式分别说明该第一较佳实施例在成像面10上有关弧矢(sagittal)方向的像散像差(astigmatismaberration)，及子午(tangential)方向的像散像差，右边图式则说明该第一较佳实施例在成像面10上的畸变像差(distortionaberration)，在本实施例的两个像散像差图式中，三种代表波长在整个视场角范围内的焦距落在±0.050mm的范围内，说明本实施例具有较佳的像散改善效果，此外，所述像散像差图式中的三种代表波长彼此间的距离非常接近，通过其像散像差图显示三种代表波长间在横向上的最大差距仅有0.01mm，在畸变像差图中三种代表波长间在横向上的最大差距亦仅有0.3％，显示该影像镜头的轴上色散(axial coloraberration)及横向色散(lateral color aberration)亦有明显的改善，据此说明本实施例能同时改善像差与色差，而能提供较佳的成像品质。

配合参阅图3，说明该第一较佳实施例的半视场角常态化(normalized)下的三个代表数值1.0、0.8及0分别代表相对视场角37.41°、31.33°及0°，及其子午方向与弧矢方向的光线展开(rayfan)情形，由右边图式(代表轴上光线)可看出三种代表波长整条曲线均贴近横轴，代表轴上的综合像差极小，且图式中的三种代表波长彼此间的距离也非常接近，表示轴上色散也被改善到极小。另外，中间图式(代表0.80相对视场角的光线)可看出三种代表波长整条曲线也均贴近横轴，代表轴上的综合像差同样被改善到极小，且图式中的三种代表波长彼此间的距离也非常接近，表示横向色散也被改善到极小。直到左边图式(1.00相对视场角的光线)三种代表波长整条曲线与横轴间才有较大的距离，说明本实施例在大部分相对视场角的光线，无论是轴上像差、离轴像差(off-axis abberation)、轴上色散，及横向色散已被改善到相当轻微，具有优异的成像品质。

第二较佳实施例：

参阅图4，为本发明四片式影像镜头2的一个第二较佳实施例，其与该第一较佳实施例相似。其中，该第一透镜3的第一面31、第二面32皆为凸面。该第二透镜4的第一面41、第二面42皆为凹面。该第三透镜5的第一面51为凹面，第二面52为凸面。该第四透镜6的第一面61在邻近光轴I的区域为一凸面611，并呈波浪面型式，第二面62在邻近光轴I区域为一凹面621，并呈波浪面型式。该光圈7设于该第一透镜3与该第二透镜4间，且位于该第一透镜3的第二面32上。其它详细资料如下表所示：

其中，从第一透镜3的第一面31到第四透镜6的第二面62，共计八个曲面均是非球面，而该非球面依上述公式(1)定义，在本实施例中，公式(1)中的系数F为0，其它各项系数则列表如下：

面

K

A

B

C

D

E

31

1.2003E+00

0.0000E+00

7.7611E-02

-9.1967E-02

0.0000E+00

0.0000E+00

32

0.0000E+00

3.0428E-01

-3.7751E-01

2.8013E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

41

0.0000E+00

-1.3938E-01

-1.2157E+00

-1.0664E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

42

1.8276E+00

0.0000E+00

-1.0638E+00

1.0191E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

51

0.0000E+00

2.5073E-01

-1.4887E+00

1.4743E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

52

-1.3788E-02

0.0000E+00

1.1743E-01

-2.8925E-03

0.0000E+00

0.0000E+00

61

0.0000E+00

-9.3364E-01

4.8794E-01

-1.1042E+00

2.1865E+00

-1.5911E+00

62

-9.0662E-01

-1.0326E+00

8.2326E-01

-8.6586E-01

6.5005E-01

-2.3789E-01

配合参阅图5，说明该第二较佳实施例与第一较佳实施例一样，所测得的像散像差中三种代表波长在整个视场角范围内的焦距落在±0.050mm的范围内，且三种代表波长极为靠近，彼此间的横向差距小于0.01mm，而畸变像差图中三种代表波长间在横向上的最大差距亦仅有0.3％，说明该第二较佳实施例除了改善像散像差外，也明显改善轴上色散及横向色散，故能提供较佳的成像品质。

配合参阅图6，同样可看出该第二较佳实施例在大部分相对视场角的光线，无论是轴上像差、离轴像差、轴上色散，及横向色散都已被改善到相当轻微，而具有较优异的成像品质。

第三较佳实施例：

参阅图7，为本发明四片式影像镜头2的一个第三较佳实施例，其与该第一较佳实施例相似。其中，该第一透镜3的第一面31、第二面32皆为凸面。该第二透镜4的第一面41、第二面42皆为凹面。该第三透镜5的第一面51为凹面，第二面52为凸面。该第四透镜6的第一面61在邻近光轴I的区域为一凸面611，并呈波浪面型式，第二面62在邻近光轴I区域为一凹面621，并呈波浪面型式。该光圈7设于该第一透镜3与该第二透镜4间，且位于该第一透镜3的第二面32上。其它详细资料如下表所示：

其中，从第一透镜3的第一面31到第四透镜6的第二面62，共计八个曲面均是非球面，而该非球面依上述公式(1)定义，在本实施例中，公式(1)中的系数F为0，其它各项系数则列表如下：

面

K

A

B

C

D

E

31

1.5909E+00

0.0000E+00

5.5339E-02

-1.2377E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

32

0.0000E+00

3.3553E-01

-3.2334E-01

7.1020E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

41

0.0000E+00

-2.9897E-01

-7.5085E-01

-3.6288E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

42

-8.3854E-01

0.0000E+00

-6.2382E-01

6.5857E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

51

0.0000E+00

7.4113E-02

-6.7356E-01

1.1019E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

52

-3.9205E-01

0.0000E+00

3.5454E-01

-3.9701E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

61

0.0000E+00

-1.0339E+00

8.4838E-01

-5.9630E-01

1.0278E+00

-1.0836E+00

62

-1.2092E+00

-1.2526E+00

1.4408E+00

-1.2621E+00

6.2777E-01

-1.6493E-01

配合参阅图8，说明该第三较佳实施例与第一较佳实施例一样，同样能显著改善像散像差，且由像散像差与畸变像差图可看出图中三种代表波长彼此间极为靠近，显示轴上色散与横向色散亦获得明显改善。再配合参阅图9，同样说明了该第三较佳实施例在大部分相对视场角的光线，无论是轴上像差、离轴像差、轴上色散，及横向色散已被改善到相当轻微，使本实施例也能提供较佳的成像品质。

第四较佳实施例：

参阅图10，为本发明四片式影像镜头2的一个第四较佳实施例，其与该第一较佳实施例相似。其中，该第一透镜3的第一面31、第二面32皆为凸面。该第二透镜4的第一面41、第二面42皆为凹面。该第三透镜5的第一面51为凹面，第二面52为凸面。该第四透镜6的第一面61在邻近光轴I的区域为一凸面611，并呈波浪面型式，第二面62在邻近光轴I区域为一凹面621，并呈波浪面型式。该光圈7设于该第一透镜3与该第二透镜4间，且位于该第一透镜3的第二面32上。其它详细资料如下表所示：

其中，从第一透镜3的第一面31到第四透镜6的第二面62，共计八个曲面均是非球面，而该非球面依上述公式(1)定义，在本实施例中，公式(1)中的系数F为0，其它各项系数则列表如下：

面

K

A

B

C

D

E

31

6.6012E-01

0.0000E+00

-4.1214E-02

6.4481E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

32

0.0000E+00

4.6103E-01

-5.0339E-01

-1.6260E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

41

0.0000E+00

1.9266E-01

-1.5847E+00

-2.2720E-01

0.0000E+00

0.0000E+00

42

1.7393E+00

0.0000E+00

-1.2067E+00

1.1741E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

51

0.0000E+00

5.0072E-01

-2.9983E+00

3.6965E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

52

3.4241E-02

0.0000E+00

-4.5071E-01

-3.1569E-02

0.0000E+00

0.0000E+00

61

0.0000E+00

-1.1828E+00

4.6896E-01

-1.0668E+00

2.0910E+00

-1.4669E+00

62

-1.4151E+00

-1.1188E+00

1.1673E+00

-1.0752E+00

5.9753E-01

-1.8835E-01

配合参阅图11，说明该第四较佳实施例与第一较佳实施例一样，其像散像差获得明显改善，且由其像散像差与畸变像差中三种代表波长彼此间非常靠近的结果，也显示出轴上色散与横向色散的改善效果极佳。再配合参阅图12，说明该第四较佳实施例在大部分相对视场角的光线，无论是轴上像差、离轴像差、轴上色散，及横向色散也都已被改善到相当轻微，因此，同样能提供较佳的成像品质。

进一步归纳上述四个实施例，将四个实施例中的各项光学参数列表如下：

其中，需要补充说明的是，下表中的F值(F number)为用于描述影像镜头2的光通量的一种物理量，其定义为镜头的系统焦距除以镜头的入瞳(entrance pupil)孔径的结果，前述四个实施例中出现的F则为公式(1)中的X¹⁴的系数值，不等同于下表中的F值。

*F值(F number)＝镜头的系统焦距/镜头的入瞳孔径

当本发明影像镜头2中的各项光学参数满足下列条件式时，会有较佳的光学性能表现：

一、该第二透镜4能满足下列条件式(2)时：

-21≤R₃/f＜0…………………………………………………………………………………………(2)

R3：第二透镜4位于物侧的第一面41的曲率半径；

f：影像镜头2的系统焦距。

当超出上述条件式(2)的下限“-21”时，该第二透镜4的第一面41的面形较接近平面，在清除轴上色散上的效果会变差，当超出上述条件式(2)的上限“0”时，则表示该第二透镜4的第一面41为凸面或平面，如此将不易与该第一透镜3呈凸面的第二面32配合并达到类似胶合的效果，同样有损于该影像镜头2消除色散的效果，而造成成像品质降低。

二、该第一透镜3与该第二透镜4满足下列条件式(3)时，且该第一透镜3与第二透镜4间的空气间隙大于等于0.08mm：

R₂/R₃≤1.1…………………………………………………………………………………………(3)

R₂：第一透镜3位于像侧的第二面32的曲率半径；

R₃：第二透镜4位于物侧的第一面41的曲率半径。

第一透镜3的第二面32与第二透镜4的第一面41的曲率半径比例需满足条件式(3)且其间的空气间隙要大于等于0.08mm，才不会造成该第一透镜3与第二透镜4的边缘相干涉，而影响到该影像镜头2的组合结构。

三、该第一透镜3能满足下列条件式(4)时：

0.7＜f₁/f≤1.1…………………………………………………………………………………………(4)

f₁：第一透镜3的焦距；

f：影像镜头2的系统焦距。

当超出上述条件式(4)的上限“1.1”时，表示该第一透镜3的焦距大于系统焦距，即该第一透镜3的正屈光率太小，除非其它透镜4、5、6配合提供部分的正屈光率，否则该影像镜头2的整体尺寸势必变得较长，如此，将不符合产品小型化的需求；相反地，当超出上述条件式(4)的下限“0.7”时，显示第一透镜3的焦距低于0.7倍的系统焦距，如此，将使第一透镜3的像差变大而需通过其它透镜4、5、6补偿，然而，该影像镜头2的设计主要是通过第一透镜3提供整体的正屈光率，其它透镜4、5、6主要是辅助调节功能，所能贡献的屈光率有限，因此，要通过其它透镜4、5、6补偿该第一透镜3的像差，补偿效果有限且会增加制造难度，并易导致成像品质降低。

四、该影像镜头2能满足下列条件式(5)时：

TL/f＜1.55…………………………………………………………………………………………(5)

TL：光轴I自该第一透镜3位于物侧的第一面31至该影像镜头2的成像面10的总长度；

f：影像镜头2的系统焦距。

当超出上述条件式(5)的上限“1.55”时，表示该影像镜头2的整体尺寸太长，将无法符合产品小型化的需求。

五、该第一透镜3与该第二透镜4能满足下列条件式(6)时

1＜f₁₂/f＜4.5…………………………………………………………………………………………(6)

f₁₂：第一透镜3与第二透镜4的合成焦距；

f：影像镜头2的系统焦距。

当超出上述条件式(6)的上限“4.5”时，表示该第一透镜3与该第二透镜4的合成焦距太大，即该第一透镜3与该第二透镜4的正屈光率太小，除非其它透镜5、6配合提供部分的正屈光率，否则该影像镜头2的整体尺寸势必变得较长，如此，将不符合产品小型化的需求；当超出上述条件式(6)的下限“1”时，表示该第一透镜3与该第二透镜4的合成焦距太小，即该第一透镜3与该第二透镜4的正屈光率太大，会使该第一透镜3与该第二透镜4的像差变大，而需通过其它透镜5、6补偿，由于其它透镜5、6主要起辅助调节功能，所能提供的补偿效果有限且会增加制造难度，同样容易造成成像品质降低。

归纳上述，本发明四片式影像镜头2，可获得下述的功效及优点，故能达到本发明的目的：

一、对于消除轴上色散，虽然采用胶合镜片方式可以产生很好的效果，但为了克服重量、原料成本与加工难度上的问题，本发明的第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6都由塑料材质制成，由于塑料镜片不易顺利做成胶合镜片，因此需采用分离结构，加上该第一透镜3为该影像镜头2主要屈光率来源，采用双凸透镜有助于减少像差，再通过该第二透镜4的双凹结构配合，使本发明虽然无胶合镜片的结构，仍然能通过类似胶合镜片的配置结构达到消除轴上色散的效果，因此，本发明通过该第一透镜3、第二透镜4的结构设计避开胶合塑料镜片的制造难度又能有效消除色差，而能获得较佳的成像品质。

二、通过将该光圈7设置在该第一透镜3与第二透镜4间的光圈置中设计，再让所述第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6的屈光率的排列形成正负的对称结构，由于横向色散相对于主光线的关系为一次方关系，当光圈置中时，主光线在第一透镜3的高度为负值，在第二透镜4的高度为正值，自然产生对称状况而使横向色散容易消除，再搭配该第一透镜3与第二透镜4类似胶合行为的结构配置，使该影像镜头2可以同时改善像差与色差，而能确保较佳的成像品质。

三、由前述第一～第四较佳实施例可看出，本发明的四片式影像镜头的半视场角约为33°～37.4°，对应的视场角约为66°～74.8°，由于越广的视场角可以让使用者更不受到空间的使用限制，且在短距离内也能清楚拍到所需的画面，因此，本发明四片式影像镜头的设计，可以有效放大视场角并维持高成像品质。

四、本发明以塑料材质制造所述第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6而可以采用射出方式大量生产，并能成型出预定的非球面形状，借此可有效降低像差及减轻该影像镜头2的总重量，而有助于维持稳定的制造品质与降低生产成本。

参阅图13，为应用前述四片式影像镜头2的电子装置1的一较佳实施例，该电子装置1包含一个机壳11，及一个安装在该机壳11内的影像模组12。在此仅以手机为例说明该电子装置1，但该电子装置1的形式不以此为限。

该影像模组12包括一个如前所述的四片式影像镜头2，及一个设置于该四片式影像镜头2像侧的影像感测器121。

通过安装该四片式影像镜头2，使该电子装置1用于影像照相时能提供一种改善像差与色差、提高解析度的成像品质，且由于该四片式影像镜头2由塑料材质制成，而能有效减轻该电子装置1的整体重量，并能降低整体制造成本而使该电子装置1具有较佳的经济效益并能满足物美价廉的消费需求。

Claims (10)

1.一种四片式影像镜头，从物侧依序包含一个第一透镜、一个光圈、一个第二透镜、一个第三透镜及一个第四透镜，其特征在于：

该第一透镜是由塑料材质所制成，且为正屈光率的双凸透镜；

该第二透镜是由塑料材质所制成，且为负屈光率的双凹透镜，并具有小于等于1.65的折射率；

该第三透镜是由塑料材质所制成，且为正屈光率的透镜，并具有一位于像侧的凸面；

该第四透镜是由塑料材质所制成，并具有一位于像侧且邻近光轴区域的凹面。

2.根据权利要求1所述的四片式影像镜头，其特征在于：该第二透镜满足下列条件式：

-21≤R₃/f＜0

R₃：第二透镜位于物侧的第一面的曲率半径；

f：影像镜头的系统焦距。

3.根据权利要求2所述的四片式影像镜头，其特征在于：该第一透镜与该第二透镜满足下列条件式，且该第一透镜与第二透镜间的空气间隙大于等于0.08mm：

R₂/R₃≤1.1

R₂：第一透镜位于像侧的第二面的曲率半径；

R₃：第二透镜位于物侧的第一面的曲率半径。

4.根据权利要求3所述的四片式影像镜头，其特征在于：该第一透镜满足下列条件式：

0.7＜f₁/f≤1.1

f₁：第一透镜的焦距；

f：影像镜头的系统焦距。

5.根据权利要求4所述的四片式影像镜头，其特征在于：该影像镜头满足下列条件式：

TL/f＜1.55

TL：光轴自该第一透镜位于物侧的第一面至该影像镜头的一个成像面的总长度；

f：影像镜头的系统焦距。

6.根据权利要求5所述的四片式影像镜头，其特征在于：该第一透镜与该第二透镜满足下列条件式：

1＜f₁₂/f＜4.5

f₁₂：第一透镜与第二透镜的合成焦距；

f：影像镜头的系统焦距。

7.根据权利要求1所述的四片式影像镜头，其特征在于：该第一透镜与该第二透镜满足下列条件式，且该第一透镜与第二透镜间的空气间隙大于等于0.08mm：

R₂/R₃≤1.1

R₂：第一透镜位于像侧的第二面的曲率半径；

R₃：第二透镜位于物侧的第一面的曲率半径。

8.根据权利要求1所述的四片式影像镜头，其特征在于：该第一透镜与该影像镜头同时满足下列条件式：

0.7＜f₁/f≤1.1

TL/f＜1.55

f₁：第一透镜的焦距；

f：影像镜头的系统焦距；

TL：光轴自该第一透镜位于物侧的第一面至该影像镜头的一个成像面的总长度。

9.根据权利要求1所述的四片式影像镜头，其特征在于：该第一透镜与该第二透镜满足下列条件式：

1＜f₁₂/f＜4.5

f₁₂：第一透镜与第二透镜的合成焦距；

f：影像镜头的系统焦距。

10.一种电子装置，包含一个机壳，以及一个安装在该机壳内的影像模组，其特征在于：

该影像模组包括一个如权利要求1所述的四片式影像镜头，以及一个设置于该四片式影像镜头的像侧的影像感测器。

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