CN102778742A - 影像拾取镜头 - Google Patents

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CN102778742A CN2011103092482A CN201110309248A CN102778742A CN 102778742 A CN102778742 A CN 102778742A CN 2011103092482 A CN2011103092482 A CN 2011103092482A CN 201110309248 A CN201110309248 A CN 201110309248A CN 102778742 A CN102778742 A CN 102778742A
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Abstract

本发明公开了一种影像拾取镜头，其包含沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：一正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面；一具有负屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、像侧光学面为凹面；一具有正屈折力的第三透镜，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凹面、其像侧光学面为凸面，其两侧光学面均为非球面；一具有正屈折力的第四透镜，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面，其两侧光学面均为非球面；所述影像拾取镜头满足特定的条件。由此，本发明具有良好的像差修正，且具有较短的影像拾取镜头总长，各透镜面型简单容易制造，可降低制造成本，以应用于相机、手机相机等使用需求。

Description

影像拾取镜头
技术领域
本发明涉及一种影像拾取镜头，更具体地说，涉及一种主要由四个透镜构成全长短且低成本的影像拾取镜头，以应用于电子产品上。
背景技术
在数位相机(Digital Still Camera)、移动电话镜头(Mobile Phone Camera)等小型电子设备上常装设有影像拾取镜头，用于对物体进行摄像，影像拾取镜头发展的主要趋势为小型化、低成本，但同时也希望能达到具有良好的像差修正能力，具有高分辨率、高成像质量的影像拾取镜头。
对于小型电子产品的影像拾取镜头，现有技术有二镜片式、三镜片式、四镜片式及五镜片式以上的不同设计，然而以成像质量考虑，四镜片式及五镜片式影像拾取镜头在像差修正、光学传递函数MTF(Modulation TransferFunction)性能上较具优势；其中，四镜片式影像拾取镜头又较五镜片式的镜片数量较少，制造成本较低，适用于高质量、高画素(pixel)要求的电子产品。
在各种小型化的四镜片式影像拾取镜头设计中，现有技术以不同的正或负屈光度组合；其中以正屈光度的第一透镜、负屈光度的第二透镜、正屈光度的第三透镜、负屈光度的第四透镜为组合的设计，如WIPO专利WO2010026691、美国专利US7,785,023、US2008/180813、US7,755,853，以趋向于较好的像差修正。
对于小型数位相机、网络相机、移动电话镜头等产品，其影像拾取镜头要求小型化、焦距短、像差调整良好；以正屈光度的第一透镜、负屈光度的第二透镜、正屈光度的第三透镜、正屈光度的第四透镜为组合的设计，最可能达到小型化的需求，如美国专利US7,443,611、US7,375,903及US7,345,830等，然而，这些专利所公开的影像拾取镜头，其第三透镜在近光轴的物侧面为凸面，向透镜边缘转成凹面，曲率变化极大且面型复杂，此种镜片在加工上相当困难，不利于生产；另外，配置以新月型的第三透镜，则可有效修正像散，且此新月型第三透镜的有效径长较短，像侧面曲率较大，可产生较佳的正屈折力，并可有效压低光线，使镜片的空间配置有更大的自由度；或者第二透镜必须采用较厚的镜片，但生产时不易控制冷却变形问题，且不利于镜头总长缩小。为此，本发明提出更实用性的设计，在缩短影像拾取镜头同时，利用四个透镜的屈折力、凸面与凹面的组合，除有效缩短影像拾取镜头的总长度外，还可进一步提高成像质量，并以简单的透镜面型以降低制造成本，以应用于电子产品上。
发明内容
本发明主要目的为提供一种影像拾取镜头，其包含沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜；其中，第一透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面；第二透镜具有负屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；第三透镜具有正屈折力，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凹面、其像侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面均为非球面；具有正屈折力的第四透镜，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面；影像拾取镜头满足下列关系式：
0.20＜(R3-R4)/(R3+R4)＜0.70    (1)
|(R5-R6)/(R5+R6)＜0.21         (2)
0.1＜R4/f＜0.5                 (3)
其中，R3为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R4为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R5为第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R6为第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，f为影像拾取镜头的焦距。
另一方面，本发明提供一种影像拾取镜头，如前所述，其中，第四透镜的物侧光学面与像侧光学面中的至少一个光学面可设置有至少一个反曲点，除满足式(1)、式(2)及式(3)外进一步满足下列关系式：
|(R7-R8)/(R7+R8)|＜0.18        (4)
28＜v1-v2＜42                  (5)
进一步地，
0.3＜(R3-R4)/(R3+R4)＜0.52     (6)
0＜f/f3＜0.40                  (7)
0＜|f2|/f3＜0.5        (8)
0＜T12/T23＜0.4        (9)
0.2＜R1/f＜0.5         (10)
其中，R1为第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R3为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R4为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R7为第四透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R8为第四透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，f为影像拾取镜头的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，T12为沿光轴从第一透镜的像侧光学面至第二透镜的物侧光学面的距离，T23为沿光轴从第二透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面的距离，v1为第一透镜的色散系数，v2为第二透镜的色散系数。
再一方面，本发明提供一种影像拾取镜头，如前所述，其还可包含设置于一成像面上的一影像感测元件；其中，第一透镜的像侧光学面可为凹面，第四透镜的物侧光学面与像侧光学面中的至少一个光学面可设置有至少一个反曲点；除满足式(1)、式(2)、式(3)及式(4)外进一步满足下列关系式之一或其组合：
0.5＜T23/T34＜1.5     (11)
0.2＜(CT2/f)*10＜0.8  (12)
TTL/ImgH＜2.1         (13)
其中，T23为沿光轴从第二透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面的距离，T34为沿光轴从第三透镜的像侧光学面至第四透镜的物侧光学面的距离，f为影像拾取镜头的焦距，CT2为第二透镜沿光轴的厚度，TTL为沿光轴从第一透镜的物侧光学面至成像面的距离，ImgH为影像感测元件有效感测区域对角线长的一半。
本发明另一个主要目的为提供一种影像拾取镜头，其包含沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜；其中，第一透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面；第二透镜具有负屈折力，其物侧光学面为凸面、像侧光学面为凹面；第三透镜具有正屈折力，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凹面、像侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面为非球面；第四透镜具有正屈折力，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凸面、像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面；影像拾取镜头满足下列关系式：
0.20＜(R3-R4)/(R3+R4)＜0.70    (1)
|(R7-R8)/(R7+R8)|＜0.18        (4)
0.1＜R4/f＜0.5                 (3)
0＜f/f3＜0.40                  (7)
其中，R3为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R4为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R7为第四透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R8为第四透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，f为影像拾取镜头的焦距，f3为第三透镜的焦距。
另一方面，本发明提供一种影像拾取镜头，如前所述，其中，第四透镜的物侧光学面与像侧光学面中的至少一个光学面可设置有至少一个反曲点，除满足式(1)、式(4)、式(3)及式(7)外进一步满足下列关系式之一或其组合：
0＜|f2|/f3＜0.5                (8)
28＜v1-v2＜40                  (14)
0.5＜T23/T34＜1.5              (11)
|(R5-R6)/(R5+R6)|＜0.21        (2)
进一步地，
0.3＜(R3-R4)/(R3+R4)＜0.52     (6)
0.2＜(CT2/f)*10＜0.8           (12)
其中，f为影像拾取镜头的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，v1为第一透镜的色散系数，v2为第二透镜的色散系数，T23为沿光轴从第二透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面的距离，T34为沿光轴从第三透镜的像侧光学面至第四透镜的物侧光学面的距离，R3为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R4为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R5为第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R6为第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，CT2为第二透镜沿光轴的厚度。
本发明可通过上述的第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜，沿光轴以适当的间距组合配置而有效缩短影像拾取镜头的全长，兼具有良好得像差修正与具有优势的光学传递函数MTF(Modulation Transfer Function)。
在本发明影像拾取镜头中，第一透镜具有正屈折力，提供系统所需的大部分屈折力，有助于缩短系统的总长度；第二透镜具有负屈折力，可有效对具有正屈折力的透镜所产生的像差做补正、修正系统的佩兹伐和数(PetzvalSum)，使周边像面变得更平；可通过具有正屈折力的第三透镜与第四透镜配置提供系统所需的正屈折力，以降低系统对于误差的敏感度，有利于制造；进一步，第四透镜具有正屈折力，可有效压制光线入射于感光元件的角度，不至于使光线入射于感光元件的角度过大，有助于影像感测元件接收影像的效率。
又在本发明影像拾取镜头中，可将光圈设置于被摄物与第一透镜之间为前置光圈，或可将光圈设置于第一透镜与第二透镜之间为中置光圈，光圈的配置，可将影像拾取镜头的出射瞳(exit pupil)与成像面产生较长的距离，影像可采用直接入射的方式由影像感测元件所接收，除避免暗角发生外，如此即为像侧的远心(telecentric)效果；通常远心效果可提高成像面的亮度，可增加影像感测元件的CCD或CMOS接收影像的效率。
若在第四透镜上设置有反曲点，则可导引射出第四透镜边缘的影像光线的角度，使离轴视场的影像光线的角度导引至影像感测元件，由影像感测元件所接收。另外，新月形的第三透镜的物侧光学面为凹面、像侧光学面为凸面，可有效修正像散。再者，通过第三透镜与第四透镜可由塑料材料所制成，有利于制造及降低成本。
附图说明
图1A是本发明第一实施例的影像拾取镜头的示意图；
图1B是本发明第一实施例的像差曲线图；
图2A是本发明第二实施例的影像拾取镜头的示意图；
图2B是本发明第二实施例的像差曲线图；
图3A是本发明第三实施例的影像拾取镜头的示意图；
图3B是本发明第三实施例的像差曲线图；
图4A是本发明第四实施例的影像拾取镜头的示意图；
图4B是本发明第四实施例的像差曲线图；
图5A是本发明第五实施例的影像拾取镜头的示意图；
图5B是本发明第五实施例的像差曲线图；
图6A是本发明第六实施例的影像拾取镜头的示意图；
图6B是本发明第六实施例的像差曲线图；
图7A是本发明第七实施例的影像拾取镜头的示意图；
图7B是本发明第七实施例的像差曲线图；
图8A是本发明第八实施例的影像拾取镜头的示意图；
图8B是本发明第八实施例的像差曲线图。
【主要元件符号说明】
100、200、300、400、500、600、700、800：光圈
110、210、310、410、510、610、710、810：第一透镜
111、211、311、411、511、611、711、811：第一透镜的物侧光学面
112、212、312、412、512、612、712、812：第一透镜的像侧光学面
120、220、320、420、520、620、720、820：第二透镜
121、221、321、421、521、621、721、821：第二透镜的物侧光学面
122、222、322、422、522、622、722、822：第二透镜的像侧光学面
130、230、330、430、530、630、730、830：第三透镜
131、231、331、431、531、631、731、831：第三透镜的物侧光学面
132、232、332、432、532、632、732、832：第三透镜的像侧光学面
140、240、340、440、540、640、740、840：第四透镜
141、241、341、441、541、641、741、841：第四透镜的物侧光学面
142、242、342、442、542、642、742、842：第四透镜的像侧光学面
160、260、360、460、560、660、760、860：红外线滤除滤光片
170、270、370、470、570、670、770、870：成像面
180、280、380、480、580、680、780、880：影像感测元件
f：影像拾取镜头的焦距
f2：第二透镜的焦距
f3：第三透镜的焦距
R1：第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径
R3：第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径
R4：第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径
R5：第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径
R6：第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径
R7：第四透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径
R8：第四透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径
T12：沿光轴从第一透镜的像侧光学面至第二透镜的物侧光学面的距离
T23：沿光轴从第二透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面的距离
T34：沿光轴从第三透镜的像侧光学面至第四透镜的物侧光学面的距离
CT2：第二透镜沿光轴的厚度
v1：第一透镜的色散系数
v2：第二透镜的色散系数
TTL：沿光轴从第一透镜的物侧光学面至成像面的距离
ImgH：影像感测元件有效感测区域对角线长的一半
Fno：光圈值
HFOV：最大场视角的一半
具体实施方式
本发明提供一种影像拾取镜头，参照图1A，影像拾取镜头包含沿着光轴从物侧至像侧依序排列的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130及第四透镜140；其中，第一透镜110具有正屈折力，其物侧光学面111为凸面；第二透镜120具有负屈折力，其物侧光学面121为凸面、其像侧光学面122为凹面；第三透镜130具有正屈折力，由塑性材料所制成，其物侧光学面131为凹面、其像侧光学面132为凸面，其物侧光学面131及像侧光学面132均为非球面；第四透镜140具有正屈折力，由塑性材料所制成，其物侧光学面141为凸面、其像侧光学面142为凹面，其物侧光学面141及像侧光学面142均为非球面；影像拾取镜头还包含一光圈100与一红外线滤除滤光片160，光圈100设置于第一透镜110与第二透镜120之间，为中置光圈；红外线滤除滤光片160设置于第四透镜140与成像面170之间，通常由平板光学材料制成，不影响本发明影像拾取镜头的焦距f；影像拾取镜头还可包含一影像感测元件180，设置于成像面170上，可将被摄物成像。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130及第四透镜140的非球面光学面，其非球面的方程式(Aspherical Surface Formula)由式(15)所构成，
X ( Y ) = ( Y 2 / R ) 1 + ( 1 - ( 1 + K ) ( Y / R ) 2 ) + Σ i ( A i ) · ( Y i ) - - - ( 15 )
其中，
X：非球面上距离光轴为Y的点，其表示与非球面光轴上顶点相切的切面的相对高度；
Y：非球面曲线上的点与光轴的距离；
R：曲率半径；
K：锥面系数；
Ai：第i阶非球面系数。
在本发明影像拾取镜头中，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130及第四透镜140的光学面可设置为球面或非球面，若使用非球面的光学面，则可通过光学面的曲率半径改变其屈折力，用于消减像差，进而缩减影像拾取镜头使用的透镜的数目，可以有效降低影像拾取镜头的总长度。由此，本发明的影像拾取镜头通过前述的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130及第四透镜140配置，满足关系式：式(1)、式(2)及式(3)。
在本发明影像拾取镜头中，第二透镜120提供主要的负屈折力，当满足式(3)时，可使其像侧光学面122有较适当的曲率半径，以增加像差补偿能力；当满足式(1)时，可调配第二透镜120的物侧光学面121与像侧光学面122的曲度，使第二透镜120面型变化得以限制，有利于制造及降低制造成本；同样地，当第三透镜130的曲率满足式(2)时，可限制第三透镜130的面型变化不致于过大，有利于制造及降低制造成本；当第四透镜140的曲率满足式(4)时，可通过控制面型以适当调整第四透镜140的屈折力，以降低系统对于误差的敏感度，并有利于制造及降低制造成本。
又在本发明影像拾取镜头中，当满足式(7)与式(8)时，即在影像拾取镜头的焦距f、第二透镜120的焦距f2、第三透镜130的焦距f3之间适当调配屈折力，可以有效分配影像拾取镜头中第二透镜120与第三透镜130所需的屈折力，以适当修正系统像差与降低系统对于误差的敏感度。
当满足式(9)与式(11)时，可限制第一透镜110至第四透镜140的透镜间距离，以适当缩短影像拾取镜头的长度；同样地，当满足式(12)时，在单位长度的影像拾取镜头的焦距f下，可适当调整第二透镜120的厚度CT2，除缩短影像拾取镜头的全长外，可使第二透镜120具有适当厚度，以增加镜片的制造良率；进一步地，当满足式(13)时，可有效减少影像拾取镜头的全长，使在相同的全长下可获得更大的影像感测元件180有效画素的范围，也可利于适当调整系统全长。
当满足式(5)与式(14)时，使第一透镜110的色散系数(Abbe number)v1与第二透镜120的色散系数(Abbe number)v2的差值介于适当范围，可以有效修正第一透镜110与第二透镜120产生的色差，并可增加第二透镜120的色差补偿能力；当满足式(10)时，可使第一透镜110的物侧光学面111的面型适宜，以配置系统所需的适当正屈折力，对于系统总长的缩短有良好效果。
将结合附图通过以下具体实施例来详细说明本发明影像拾取镜头。
<第一实施例>
图1A是本发明第一实施例的影像拾取镜头的示意图，图1B是第一实施例的像差曲线。参照图1A和图1B，第一实施例的影像拾取镜头为主要由四片透镜、光圈100及红外线滤除滤光片160所构成的影像拾取镜头；沿光轴从物侧至像侧依序包含：一具有正屈折力的第一透镜110，由塑性材料所制成，其物侧光学面111为凸面、其像侧光学面112为凹面，其物侧光学面111及像侧光学面112均为非球面；一光圈100；一具有负屈折力的第二透镜120，由塑性材料所制成，其物侧光学面121为凸面、其像侧光学面122为凹面，其物侧光学面121及像侧光学面122均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜130，由塑性材料所制成，其物侧光学面131为凹面、其像侧光学面132为凸面，其物侧光学面131与像侧光学面132均为非球面；一具有正屈折力的第四透镜140，由塑性材料所制成，其物侧光学面141为凸面、其像侧光学面142为凹面，其物侧光学面141与像侧光学面142均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)160，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一影像感测元件180，设置于成像面170上；可通过四片透镜、光圈100及红外线滤除滤光片160的组合将被摄物在影像感测元件180上成像。
表1第一实施例的光学数据
f＝3.46mm，Fno＝2.85，HFOV＝33.1deg.
Figure BSA00000590875200091
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表1所示，其中，第一透镜110至第四透镜140的物侧光学面与像侧光学面均使用式(15)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表2所示：
表2第一实施例的非球面系数
Figure BSA00000590875200102
Figure BSA00000590875200111
参照表1及图1B，在本实施例影像拾取镜头中，影像拾取镜头的焦距为f＝3.46(毫米)，构成整体的光圈值(f-number)Fno＝2.85，最大场视角的一半HFOV＝33.1°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表3的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表3第一实施例满足相关关系式的数据
Figure BSA00000590875200112
由表1的光学数据及由图1B的像差曲线图可知，通过本发明的影像拾取镜头的本实施例，对球差(longitudinal spherical aberration)、像散(astigmaticfield curving)与歪曲(distortion)有良好的补偿效果。
<第二实施例>
图2A是本发明第二实施例的影像拾取镜头的示意图，图2B是第二实施例的像差曲线。参照图2A和图2B，第二实施例的影像拾取镜头为主要由四片透镜、光圈200及红外线滤除滤光片260所构成的影像拾取镜头；沿光轴从物侧至像侧依序包含：一具有正屈折力的第一透镜210，由塑性材料所制成，其物侧光学面211为凸面、其像侧光学面212为凸面，其物侧光学面211及像侧光学面212均为非球面；一光圈200；一具有负屈折力的第二透镜220，由塑性材料所制成，其物侧光学面221为凸面、其像侧光学面222为凹面，其物侧光学面221及像侧光学面222均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜230，由塑性材料所制成，其物侧光学面231为凹面、其像侧光学面232为凸面，其物侧光学面231与像侧光学面232均为非球面；一具有正屈折力的第四透镜240，由塑性材料所制成，其物侧光学面241为凸面、其像侧光学面242为凹面，其物侧光学面241与像侧光学面242均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)260，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一影像感测元件280，设置于成像面270上；可通过四片透镜、光圈200及红外线滤除滤光片260的组合将被摄物在影像感测元件280上成像。
表4第二实施例的光学数据
f＝3.90mm，Fno＝2.80，HFOV＝30.1deg.
Figure BSA00000590875200121
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表4所示，其中，第一透镜210至第四透镜240的物侧光学面与像侧光学面均使用式(15)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表5所示：
表5第二实施例的非球面系数
Figure BSA00000590875200131
参照表4及图2B，在本实施例影像拾取镜头中，影像拾取镜头的焦距为f＝3.90(毫米)，构成整体的光圈值(f-number)Fno＝2.80，最大场视角的一半HFOV＝30.1°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表6的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表6第二实施例满足相关关系式的数据
Figure BSA00000590875200132
由表4的光学数据及由图2B的像差曲线图可知，通过本发明的影像拾取镜头的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第三实施例>
图3A是本发明第三实施例的影像拾取镜头的示意图，图3B是第三实施例的像差曲线。参照图3A和图3B，第三实施例的影像拾取镜头为主要由四片透镜、光圈300及红外线滤除滤光片360所构成的影像拾取镜头；沿光轴从物侧至像侧依序包含：一具有正屈折力的第一透镜310，由塑性材料所制成，其物侧光学面311为凸面、其像侧光学面312为凹面，其物侧光学面311及像侧光学面312均为非球面；一光圈300；一具有负屈折力的第二透镜320，由塑性材料所制成，其物侧光学面321为凸面、其像侧光学面322为凹面，其物侧光学面321及像侧光学面322均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜330，由塑性材料所制成，其物侧光学面331为凹面、其像侧光学面332为凸面，其物侧光学面331与像侧光学面332均为非球面；一具有正屈折力的第四透镜340，由塑性材料所制成，其物侧光学面341为凸面、其像侧光学面342为凹面，其物侧光学面341与像侧光学面342均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)360，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一影像感测元件380，设置于成像面370上；可通过四片透镜、光圈300及红外线滤除滤光片360的组合将被摄物在影像感测元件380上成像。
表7第三实施例的光学数据
f＝3.38mm，Fno＝2.90，HFOV＝34.0deg.
Figure BSA00000590875200142
Figure BSA00000590875200151
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表7所示，其中，第一透镜310至第四透镜340的物侧光学面与像侧光学面均使用式(15)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表8所示：
表8第三实施例的非球面系数
Figure BSA00000590875200152
参照表7及图3B，在本实施例影像拾取镜头中，影像拾取镜头的焦距为f＝3.38(毫米)，构成整体的光圈值(f-number)Fno＝2.90，最大场视角的一半HFOV＝34.0°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表9的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表9第三实施例满足相关关系式的数据
Figure BSA00000590875200162
由表7的光学数据及由图3B的像差曲线图可知，通过本发明的影像拾取镜头的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第四实施例>
图4A是本发明第四实施例的影像拾取镜头的示意图，图4B是第四实施例的像差曲线。参照图4A和图4B，第四实施例的影像拾取镜头为主要由四片透镜、光圈400及红外线滤除滤光片460所构成的影像拾取镜头；沿光轴从物侧至像侧依序包含：一具有正屈折力的第一透镜410，由塑性材料所制成，其物侧光学面411为凸面、其像侧光学面412为凸面，其物侧光学面411及像侧光学面412均为非球面；一光圈400；一具有负屈折力的第二透镜420，由塑性材料所制成，其物侧光学面421为凸面、其像侧光学面422为凹面，其物侧光学面421及像侧光学面422均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜430，由塑性材料所制成，其物侧光学面431为凹面、其像侧光学面432为凸面，其物侧光学面431与像侧光学面432均为非球面；一具有正屈折力的第四透镜440，由塑性材料所制成，其物侧光学面441为凸面、其像侧光学面442为凹面，其物侧光学面441与像侧光学面442均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)460，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一影像感测元件480，设置于成像面470上；可通过四片透镜、光圈400及红外线滤除滤光片460的组合将被摄物在影像感测元件480上成像。
表10第四实施例的光学数据
f＝3.33mm，Fno＝2.90，HFOV＝34.5deg.
Figure BSA00000590875200171
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表10所示，其中，第一透镜410至第四透镜440的物侧光学面与像侧光学面均使用式(15)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表11所示：
表11第四实施例的非球面系数
Figure BSA00000590875200181
参照表10及图4B，在本实施例影像拾取镜头中，影像拾取镜头的焦距为f＝3.33(毫米)，构成整体的光圈值(f-number)Fno＝2.90，最大场视角的一半HFOV＝34.5°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表12的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表12第四实施例满足相关关系式的数据
Figure BSA00000590875200182
由表10的光学数据及由图4B的像差曲线图可知，通过本发明的影像拾取镜头的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第五实施例>
图5A是本发明第五实施例的影像拾取镜头的示意图，图5B是第五实施例的像差曲线。参照图5A和图5B，第五实施例的影像拾取镜头为主要由四片透镜、光圈500及红外线滤除滤光片560所构成的影像拾取镜头；沿光轴从物侧至像侧依序包含：一具有正屈折力的第一透镜510，由塑性材料所制成，其物侧光学面511为凸面、其像侧光学面512为凸面，其物侧光学面511及像侧光学面512均为非球面；一光圈500；一具有负屈折力的第二透镜520，由塑性材料所制成，其物侧光学面521为凸面、其像侧光学面522为凹面，其物侧光学面521及像侧光学面522均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜530，由塑性材料所制成，其物侧光学面531为凹面、其像侧光学面532为凸面，其物侧光学面531与像侧光学面532均为非球面；一具有正屈折力的第四透镜540，由塑性材料所制成，其物侧光学面541为凸面、其像侧光学面542为凹面，其物侧光学面541与像侧光学面542均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)560，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一影像感测元件580，设置于成像面570上；可通过四片透镜、光圈500及红外线滤除滤光片560的组合将被摄物在影像感测元件580上成像。
表13第五实施例的光学数据
f＝3.13mm，Fno＝2.92，HFOV＝36.1deg.
Figure BSA00000590875200191
Figure BSA00000590875200201
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表13所示，其中，第一透镜510至第四透镜540的物侧光学面与像侧光学面均使用式(15)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表14所示：
表14第五实施例的非球面系数
Figure BSA00000590875200202
参照表13及图5B，在本实施例影像拾取镜头中，影像拾取镜头的焦距为f＝3.13(毫米)，构成整体的光圈值(f-number)Fno＝2.92，最大场视角的一半HFOV＝36.1°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表15的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表15第五实施例满足相关关系式的数据
Figure BSA00000590875200211
由表13的光学数据及由图5B的像差曲线图可知，通过本发明的影像拾取镜头的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第六实施例>
图6A是本发明第六实施例的影像拾取镜头的示意图，图6B是第六实施例的像差曲线。参照图6A和图6B，第六实施例的影像拾取镜头为主要由四片透镜、光圈600及红外线滤除滤光片660所构成的影像拾取镜头；沿光轴从物侧至像侧依序包含：一光圈600；一具有正屈折力的第一透镜610，由塑性材料所制成，其物侧光学面611为凸面、其像侧光学面612为凸面，其物侧光学面611及像侧光学面612均为非球面；一具有负屈折力的第二透镜620，由塑性材料所制成，其物侧光学面621为凸面、其像侧光学面622为凹面，其物侧光学面621及像侧光学面622均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜630，由塑性材料所制成，其物侧光学面631为凹面、其像侧光学面632为凸面，其物侧光学面631与像侧光学面632均为非球面；一具有正屈折力的第四透镜640，由塑性材料所制成，其物侧光学面641为凸面、其像侧光学面642为凹面，其物侧光学面641与像侧光学面642均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)660，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一影像感测元件680，设置于成像面670上；可通过四片透镜、光圈600及红外线滤除滤光片660的组合将被摄物在影像感测元件680上成像。
表16第六实施例的光学数据
f＝3.52mm，Fno＝3.10，HFOV＝30.1deg.
Figure BSA00000590875200221
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表16所示，其中，第一透镜610至第四透镜640的物侧光学面与像侧光学面均使用式(15)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表17所示：
表17第六实施例的非球面系数
Figure BSA00000590875200231
参照表16及图6B，在本实施例影像拾取镜头中，影像拾取镜头的焦距为f＝3.52(毫米)，构成整体的光圈值(f-number)Fno＝3.10，最大场视角的一半HFOV＝30.1°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表18的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表18第六实施例满足相关关系式的数据
Figure BSA00000590875200232
由表16的光学数据及由图6B的像差曲线图可知，通过本发明的影像拾取镜头的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第七实施例>
图7A是本发明第七实施例的影像拾取镜头的示意图，图7B是第七实施例的像差曲线。参照图7A和图7B，第七实施例的影像拾取镜头为主要由四片透镜、光圈700及红外线滤除滤光片760所构成的影像拾取镜头；沿光轴从物侧至像侧依序包含：一具有正屈折力的第一透镜710，由塑性材料所制成，其物侧光学面711为凸面、其像侧光学面712为凹面，其物侧光学面711及像侧光学面712均为非球面；一光圈700；一具有负屈折力的第二透镜720，由塑性材料所制成，其物侧光学面721为凸面、其像侧光学面722为凹面，其物侧光学面721及像侧光学面722均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜730，由塑性材料所制成，其物侧光学面731为凹面、其像侧光学面732为凸面，其物侧光学面731与像侧光学面732均为非球面；一具有正屈折力的第四透镜740，由塑性材料所制成，其物侧光学面741为凸面、其像侧光学面742为凹面，其物侧光学面741与像侧光学面742均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)760，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一影像感测元件780，设置于成像面770上；可通过四片透镜、光圈700及红外线滤除滤光片760的组合将被摄物在影像感测元件780上成像。
表19第七实施例的光学数据
f＝3.42mm，Fno＝2.87，HFOV＝33.3deg.
Figure BSA00000590875200241
Figure BSA00000590875200251
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表19所示，其中，第一透镜710至第四透镜740的物侧光学面与像侧光学面均使用式(15)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表20所示：
表20第七实施例的非球面系数
Figure BSA00000590875200252
参照表19及图7B，在本实施例影像拾取镜头中，影像拾取镜头的焦距为f＝3.42(毫米)，构成整体的光圈值(f-number)Fno＝2.87，最大场视角的一半HFOV＝33.3°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表21的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表21第七实施例满足相关关系式的数据
Figure BSA00000590875200261
由表19的光学数据及由图7B的像差曲线图可知，通过本发明的影像拾取镜头的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第八实施例>
图8A是本发明第八实施例的影像拾取镜头的示意图，图8B是第八实施例的像差曲线。参照图8A和图8B，第八实施例的影像拾取镜头为主要由四片透镜、光圈800及红外线滤除滤光片860所构成的影像拾取镜头；沿光轴从物侧至像侧依序包含：一具有正屈折力的第一透镜810，由塑性材料所制成，其物侧光学面811为凸面、其像侧光学面812为凹面，其物侧光学面811及像侧光学面812均为非球面；一光圈800；一具有负屈折力的第二透镜820，由塑性材料所制成，其物侧光学面821为凸面、其像侧光学面822为凹面，其物侧光学面821及像侧光学面822均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜830，由塑性材料所制成，其物侧光学面831为凹面、其像侧光学面832为凸面，其物侧光学面831与像侧光学面832均为非球面；一具有正屈折力的第四透镜840，由塑性材料所制成，其物侧光学面841为凸面、其像侧光学面842为凹面，其物侧光学面841与像侧光学面842均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)860，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一影像感测元件880，设置于成像面870上；可通过四片透镜、光圈800及红外线滤除滤光片860的组合将被摄物在影像感测元件880上成像。
表22第八实施例的光学数据
f＝3.42mm，Fno＝2.85，HFOV＝3.33deg.
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表22所示，其中，第一透镜810至第四透镜840的物侧光学面与像侧光学面均使用式(15)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表23所示：
表23第八实施例的非球面系数
Figure BSA00000590875200272
参照表22及图8B，在本实施例影像拾取镜头中，影像拾取镜头的焦距为f＝3.42(毫米)，构成整体的光圈值(f-number)Fno＝2.85，最大场视角的一半HFOV＝33.3°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表24的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表24第八实施例满足相关关系式的数据
Figure BSA00000590875200282
由表22的光学数据及由图8B的像差曲线图可知，通过本发明的影像拾取镜头的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
在本发明影像拾取镜头中，透镜的材料可为玻璃或塑料，若透镜的材料为玻璃，则可以增加影像拾取镜头屈折力配置的自由度，若透镜的材料为塑料，则可以有效降低生产成本。
在本发明影像拾取镜头中，若透镜表面为凸面，则表示透镜表面于近轴处为凸面；若透镜表面为凹面，则表示透镜表面于近轴处为凹面。
在本发明影像拾取镜头中，可设置有至少一个孔径光阑，如耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(Field Stop)等，以减少杂散光，有助于提升影像质量。
表1至表24所示为本发明影像拾取镜头实施例的不同数值变化表，然而本发明各个实施例的数值变化皆属具体实验所得，即使使用不同数值，相同结构的产品仍应属于本发明的保护范畴，故以上的说明所描述及图式中所说明仅作为例示性，并非用于限制本发明的权利要求。

Claims (21)

1.一种影像拾取镜头，其特征在于，其包含沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：
一具有正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面；
一具有负屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；
一具有正屈折力的第三透镜，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凹面、其像侧光学面为凸面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面；
一具有正屈折力的第四透镜，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面，其物侧光学面与像侧光学面均为非球面；
其中，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R4，所述第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R5，所述第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R6，所述影像拾取镜头的焦距为f，并满足下列关系式：
0.20＜(R3-R4)/(R3+R4)＜0.70
|(R5-R6)/(R5+R6)|＜0.21
0.1＜R4/f＜0.5。
2.如权利要求1所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧光学面与像侧光学面中的至少一个光学面设置有至少一个反曲点。
3.如权利要求2所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R7，所述第四透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R8，并满足下列关系式：
|(R7-R8)/(R7+R8)|＜0.18。
4.如权利要求3所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第一透镜的色散系数为v1，所述第二透镜的色散系数为v2，并满足下列关系式：
28＜v1-v2＜42。
5.如权利要求4所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R4，并进一步地满足下列关系式：
0.3＜(R3-R4)/(R3+R4)＜0.52。
6.如权利要求4所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述影像拾取镜头的焦距为f，所述第三透镜的焦距为f3，并满足下列关系式：
0＜f/f3＜0.40。
7.如权利要求4所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，并满足下列关系式：
0＜|f2|/f3＜0.5。
8.如权利要求5所述的影像拾取镜头，其特征在于，沿光轴从所述第一透镜的像侧光学面至所述第二透镜的物侧光学面的距离为T12，沿光轴从所述第二透镜的像侧光学面至所述第三透镜的物侧光学面的距离为T23，并满足下列关系式：
0＜T12/T23＜0.4。
9.如权利要求8所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R1，所述影像拾取镜头的焦距为f，并满足下列关系式：
0.2＜R1/f＜0.5。
10.如权利要求3所述的影像拾取镜头，其特征在于，沿光轴从所述第二透镜的像侧光学面至所述第三透镜的物侧光学面的距离为T23，沿光轴从所述第三透镜的像侧光学面至所述第四透镜的物侧光学面的距离为T34，并满足下列关系式：
0.5＜T23/T34＜1.5。
11.如权利要求3所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第二透镜沿光轴的厚度为CT2，所述影像拾取镜头的焦距为f，并满足下列关系式：
0.2＜(CT2/f)*10＜0.8。
12.如权利要求3所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧光学面为凹面。
13.如权利要求3所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述影像拾取镜头还于一成像面处设置一影像感测元件以供被摄物成像；沿光轴从所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面的距离为TTL，所述影像感测元件有效感测区域对角线长的一半为ImgH，并满足下列关系式：
TTL/ImgH＜2.1。
14.一种影像拾取镜头，其特征在于，其包含沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：
一具有正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面；
一具有负屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；
一具有正屈折力的第三透镜，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凹面、其像侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面均为非球面；
一具有正屈折力的第四透镜，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面，其物侧光学面与像侧光学面均为非球面；
其中，所述影像拾取镜头的焦距为f，所述第三透镜的焦距为f3，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R4，所述第四透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R7，所述第四透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R8，并满足下列关系式：
0.20＜(R3-R4)/(R3+R4)＜0.70
|(R7-R8)/(R7+R8)|＜0.18
0.1＜R4/f＜0.5
0＜f/f3＜0.40。
15.如权利要求14所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧光学面与像侧光学面中的至少一个光学面设置有至少一个反曲点。
16.如权利要求15所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，并下列关系式：
0＜|f2|/f3＜0.5。
17.如权利要求16所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第一透镜的色散系数为v1，所述第二透镜的色散系数为v2，并满足下列关系式：
28＜v1-v2＜40。
18.如权利要求16所述的影像拾取镜头，其特征在于，沿光轴从所述第二透镜的像侧光学面至所述第三透镜的物侧光学面的距离为T23，沿光轴从所述第三透镜的像侧光学面至所述第四透镜的物侧光学面的距离为T34，并满足下列关系式：
0.5＜T23/T34＜1.5。
19.如权利要求16所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R5，所述第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R6，并满足下列关系式：
|(R5-R6)/(R5+R6)|＜0.21。
20.如权利要求16所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R4，并进一步地满足下列关系式：
0.3＜(R3-R4)/(R3+R4)＜0.52。
21.如权利要求16所述的影像拾取镜头，其特征在于，所述第二透镜沿光轴的厚度为CT2，所述影像拾取镜头的焦距为f，并满足下列关系式：
0.2＜(CT2/f)*10＜0.8。
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