CN105487205B - 四片式成像镜头组 - Google Patents

Abstract

一种四片式成像镜头组由物侧至像侧包含一在靠近光轴依序具有正屈折力的第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，该第二透镜至该第四透镜中至少一透镜在靠近光轴具有正屈折力，前述透镜中至少一透镜之物侧表面及像侧表面中至少一表面为非球面，该第一透镜至该第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，该四片式成像镜头组的焦距为f，该四片式成像镜头组之可视角度的一半为HFOV，该第一透镜之像侧表面至少有一反曲点Inf，该四片式成像镜头组满足0.70≤∣f/f1│≤1.0及HFOV≥35deg。

Description

四片式成像镜头组

技术领域

本发明涉及一种光学成像系统，特别是涉及一种四片式成像镜头组。

背景技术

现有的成像镜头组，是适用于行动电话、智慧型手机、平板电脑、笔记型电脑以及摄像头等电子产品当中的成像镜头组。随着此类电子产品不断地发展，逐渐朝向轻薄短小的设计倾向，但又同时要求高效能，因此，连带地使得成像镜头组朝向整体更加紧密化的薄型尺寸发展，而为了提高解像力满足高画质的成像范围，例如解析度规格为1920×1080的full HD(High Definition)，成像镜头组也需要朝向更广角的方向发展。

而现有的成像镜头组，虽然揭露有四片式的成像镜头组，但均未能进一步满足薄型、广角的需求。

因此，为了能让电子产品兼具轻薄短小与高效能的优势，一种可以使整体更加紧密化的薄型尺寸，且能提高解像力的广角成像镜头组为目前市场所需。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄型且广角的四片式成像镜头组。

本发明四片式成像镜头组，由物侧至像侧依序包含

一第一透镜，在靠近光轴具有正屈折力；

一第二透镜，具有屈折力；

一第三透镜，具有屈折力；及

一第四透镜，具有屈折力，

该第二透镜至该第四透镜中至少一透镜在靠近光轴具有正屈折力，所述透镜中至少一透镜之物侧表面及像侧表面中至少一表面为非球面，该第一透镜至该第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，该四片式成像镜头组的焦距为f，该四片式成像镜头组之可视角度的一半为HFOV，该第一透镜之像侧表面至少有一反曲点Inf，该四片式成像镜头组满足下列条件：

0.70≤∣f/f1│≤1.0；及

HFOV≥35deg。

本发明所述的四片式成像镜头组，该第四透镜之物侧表面至少有一反曲点。

本发明所述的四片式成像镜头组，更包含一成像面，于该光轴上，该第一透镜物侧表面至该成像面具有一距离TTL，且满足下列公式：

1.3≤TTL/f≤1.65；及

TTL≤4.6mm。

本发明所述的四片式成像镜头组，该第一透镜像侧表面的反曲点Inf与该四片式成像镜头组之光轴间的垂直距离为HI，其满足下列条件：

0≤HI≤0.5mm。

本发明所述的四片式成像镜头组，该反曲点Inf垂直投影于该光轴的位置为一参考点R，该第一透镜像侧表面于该光轴上的交点至该参考点R之水平位移距离为DR，其满足下列条件：

0≤DR≤0.05mm。

本发明所述的四片式成像镜头组，该第一透镜像侧表面于光轴上的交点至该第一透镜像侧表面的最大有效径位置于光轴的水平位移距离为Sag12，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，其满足下列条件：

0≤|Sag12|/CT1≤0.2。

本发明所述的四片式成像镜头组，该四片式成像镜头组满足下列条件：

0≤DR/|Sag12|≤30。

本发明所述的四片式成像镜头组，该第一透镜物侧表面在靠近光轴的曲率半径为R1，第一透镜像侧表面在靠近光轴的曲率半径为R2，其满足下列条件：

-1.0≤(R1-R2)/(R1+R2)≤-0.65。

本发明所述的四片式成像镜头组，该第一透镜与该第二透镜之间于光轴上的距离为T12，且满足下列公式：

0.1≤T12/f≤0.16。

本发明所述的四片式成像镜头组，该第一透镜与该第二透镜之间于光轴上的距离为T12，该第一透镜与第二透镜于光轴上的厚度分别为CT1以及CT2，其满足下列条件：

1.0≤(CT2+T12)/CT1≤3.0。

本发明所述的四片式成像镜头组，该四片式成像镜头组之可视角度的一半HFOV满足下列公式：

35deg≤HFOV≤50deg。

本发明所述的四片式成像镜头组，在靠近光轴该第二透镜为正屈折力。

本发明所述的四片式成像镜头组，在靠近光轴该第三透镜为负屈折力。

本发明所述的四片式成像镜头组，于该光轴上，所有具屈折力之透镜的厚度总和为ΣCT，该第一透镜物侧表面至该第四透镜像侧表面具有一距离TD，且满足下列公式：

0.70≤ΣCT/TD≤0.95。

本发明所述的四片式成像镜头组，更包括一成像面，于该光轴上，该第一透镜物侧表面至该第四透镜像侧表面具有一距离TD，该第一透镜物侧表面至该成像面具有一距离TTL，且满足下列公式：

0.5≤TD/TTL≤0.7。

本发明所述的四片式成像镜头组，更包括一光圈及一成像面，于该光轴上，该光圈至该成像面具有一距离SL，该第一透镜物侧表面至该成像面具有一距离TTL，且满足下列公式：

0.9≤SL/TTL≤1.0。

本发明所述的四片式成像镜头组之光圈值为F，其满足下列公式：

1.5≤F≤2.9。

本发明所述的四片式成像镜头组于结像时之TV畸变为TVD，其满足下列条件：

│TVD│<1.5％。

本发明所述的四片式成像镜头组设有一影像感测元件于该成像面，该影像感测元件有效感测区域对角线长的一半为ImgH，且满足下列公式：

1.4≤TTL/ImgH≤1.9。

本发明所述的四片式成像镜头组，该第四透镜像侧表面的一临界点之切线与光轴相互垂直，该临界点与光轴间的垂直距离为DC，其满足下列条件：

0.3≤DC/ImgH≤0.7。

本发明的有益效果在于：透过满足条件式0.70≤∣f/f1│≤1.0及HFOV≥35deg，达到薄型且广角的功效。

附图说明

图1是一个光学结构示意图，说明本发明四片式成像镜头组的具体实施例一；

图2a)、b)、c)是一个示意图，分别说明具体实施例一的非点像差、歪曲像差、球面像差；

图3是一个表格，说明具体实施例一的设计资料；

图4是一个表格，说明具体实施例一的非球面系数；

图5是一个光学结构示意图，说明本发明四片式成像镜头组的具体实施例二；

图6a)、b)、c)是一个示意图，分别说明具体实施例二的非点像差、歪曲像差、球面像差；

图7是一个表格，说明具体实施例二的设计资料；

图8是一个表格，说明具体实施例二的非球面系数；

图9是一个光学结构示意图，说明本发明四片式成像镜头组的具体实施例三；

图10a)、b)、c)是一个示意图，分别说明具体实施例三的非点像差、歪曲像差、球面像差；

图11是一个表格，说明具体实施例三的设计资料；

图12是一个表格，说明具体实施例三的非球面系数；

图13是一个光学结构示意图，说明本发明四片式成像镜头组的具体实施例四；

图14a)、b)、c)是一个示意图，分别说明具体实施例四的非点像差、歪曲像差、球面像差；

图15是一个表格，说明具体实施例四的设计资料；

图16是一个表格，说明具体实施例四的非球面系数；

图17是一个光学结构示意图，说明本发明四片式成像镜头组的具体实施例五；

图18是a)、b)、c)一个示意图，分别说明具体实施例五在650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的非点像差、歪曲像差、球面像差；

图19是一个表格，说明具体实施例五的设计资料；

图20是一个表格，说明具体实施例五的非球面系数；

图21是一个光学结构示意图，说明本发明四片式成像镜头组的具体实施例六；

图22a)、b)、c)是一个示意图，分别说明具体实施例六在650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的非点像差、歪曲像差、球面像差；

图23是一个表格，说明具体实施例六的设计资料；

图24是一个表格，说明具体实施例六的非球面系数；及

图25是一个表格，说明本发明具体实施例一至六的各项光学参数。

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。

参阅图1至图4，本发明四片式成像镜头组的具体实施例一由物侧至像侧依序包含：

一第一透镜1，在靠近光轴具有正屈折力，具有第一面、第二面。

一第二透镜2，具有屈折力，具有第三面、第四面。

一第三透镜3，具有屈折力，具有第五面、第六面。

一第四透镜4，具有屈折力，具有第七面、第八面。该第四透镜4之物侧表面至少有一反曲点。

其中，该第二透镜2至该第四透镜4中至少一透镜具有正屈折力，在本较佳实施例中，第二透镜2为正屈折力，该第三透镜3在靠近光轴为负屈折力，所述透镜中至少一透镜之物侧表面及像侧表面中至少一表面为非球面。

而前述非球面的面型满足下列公式：

其中Z为沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考的位置值；k为锥常度量；c为曲率半径的倒数；A、B、C、D、E、F、G、H、J为高阶非球面系数。

该四片式成像镜头组满足下列条件式：

0.70≤∣f/f1│≤1.0 (1)

HFOV≥35deg (2)

1.3≤TTL/f≤1.65 (3)

TTL≤4.6mm (4)

0≤HI≤0.5mm (5)

0≤DR≤0.05mm (6)

0≤|Sag12|/CT1≤0.2 (7)

0≤DR/|Sag12|≤30 (8)

-1.0≤(R1-R2)/(R1+R2)≤-0.65 (9)

0.1≤T12/f≤0.16 (10)

1.0≤(CT2+T12)/CT1≤3.0 (11)

35deg≤HFOV≤50deg (12)

0.70≤ΣCT/TD≤0.95 (13)

0.5≤TD/TTL≤0.7 (14)

0.9≤SL/TTL≤1.0 (15)

1.5≤F≤2.9 (16)

│TVD│<1.5％ (17)

1.4≤TTL/ImgH≤1.9 (18)

0.3≤DC/ImgH≤0.7 (19)

以下为各种光学参数的定义：

该第一透镜1至该第四透镜4的焦距分别为f1、f2、f3、f4。

该四片式成像镜头组的焦距为f。

该四片式成像镜头组之可视角度的一半为HFOV。该第一透镜1之像侧表面至少有一反曲点Inf。

该四片式成像镜头组更包含一成像面5，于该光轴上，该第一透镜1物侧表面至该成像面5具有一距离TTL。

该第一透镜1像侧表面的反曲点Inf与该四片式成像镜头组之光轴间的垂直距离为HI。

该反曲点Inf垂直投影于该光轴的位置为一参考点R。

该第一透镜1像侧表面于该光轴上的交点至该参考点R之水平位移距离为DR。

该第一透镜1像侧表面于光轴上的交点至该第一透镜1像侧表面的最大有效径位置于光轴的水平位移距离为Sag12。在本实施例中，第一透镜1像侧表面最大有效径就等于是第一透镜1像侧表面的边缘，而以第一透镜1物侧表面来说，最外缘有一小段平坦没有弧度的区域则是最大有效径的边界。

该第一透镜1物侧表面在靠近光轴的曲率半径为R1。

第一透镜1像侧表面在靠近光轴的曲率半径为R2。

该第一透镜1与该第二透镜2之间于光轴上的距离为T12。

该第一透镜1与第二透镜2于光轴上的厚度分别为CT1以及CT2。

于该光轴上，所有具屈折力之透镜的厚度总和为ΣCT。

于该光轴上，该第一透镜1物侧表面至该第四透镜4像侧表面具有一距离TD。

该四片式成像镜头组更包括一位于该第一透镜1物侧表面的光圈，于该光轴上该光圈至该成像面5具有一距离SL。

该四片式成像镜头组之光圈值为F。

该四片式成像镜头组于结像时之TV畸变为TVD。

该四片式成像镜头组设有一影像感测元件于该成像面5，该影像感测元件有效感测区域对角线长的一半为ImgH。

该第四透镜4像侧表面的一临界点C(图未示)之切线与光轴相互垂直。

该临界点C与光轴间的垂直距离为DC。

该四片式成像镜头组还包括一滤镜片6，该滤镜片6具有一第九面、一第十面。

参阅图5至图8，为本发明四片式成像镜头组的具体实施例二，参阅图9至图12，为本发明四片式成像镜头组的具体实施例三，参阅图13至图16，为本发明四片式成像镜头组的具体实施例四，参阅图17至图20，为本发明四片式成像镜头组的具体实施例五，参阅图21至图24，为本发明四片式成像镜头组的具体实施例六。

参阅图25，为本发明四片式成像镜头组的具体实施例一至六于条件式(1)至(19)的数值。

综上所述，本发明的功效在于通过满足条件式(1)至(19)，达到薄型、广角且光学性能佳的功效。

Claims (19)

1.一种四片式成像镜头组，其特征在于：由物侧至像侧依序包含

一第一透镜，在靠近光轴具有正屈折力；

一第二透镜，具有屈折力；

一第三透镜，具有屈折力；及

一第四透镜，具有屈折力，

该第二透镜至该第四透镜中至少一透镜在靠近光轴具有正屈折力，所述透镜中至少一透镜之物侧表面及像侧表面中至少一表面为非球面，该第一透镜至该第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，该四片式成像镜头组的焦距为f，该四片式成像镜头组之可视角度的一半为HFOV，该第一透镜之像侧表面至少有一反曲点Inf，该四片式成像镜头组满足下列条件：

0.70≤∣f/f1│≤1.0；及

HFOV≥35deg，其中，该第一透镜像侧表面于光轴上的交点至该第一透镜像侧表面的最大有效径位置于光轴的水平位移距离为Sag12，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，其满足下列条件：

0≤|Sag12|/CT1≤0.2。

2.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该第四透镜之物侧表面至少有一反曲点。

3.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该四片式成像镜头组更包含一成像面，于该光轴上，该第一透镜物侧表面至该成像面具有一距离TTL，且满足下列公式：

1.3≤TTL/f≤1.65；及

TTL≤4.6mm。

4.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该第一透镜像侧表面的反曲点Inf与该四片式成像镜头组之光轴间的垂直距离为HI，其满足下列条件：

0≤HI≤0.5mm。

5.如权利要求4所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该反曲点Inf垂直投影于该光轴的位置为一参考点R，该第一透镜像侧表面于该光轴上的交点至该参考点R之水平位移距离为DR，其满足下列条件：

0≤DR≤0.05mm。

6.如权利要求5所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该四片式成像镜头组满足下列条件：

0≤DR/|Sag12|≤30。

7.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该第一透镜物侧表面在靠近光轴的曲率半径为R1，第一透镜像侧表面在靠近光轴的曲率半径为R2，其满足下列条件：

-1.0≤(R1-R2)/(R1+R2)≤-0.65。

8.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该第一透镜与该第二透镜之间于光轴上的距离为T12，且满足下列公式：

0.1≤T12/f≤0.16。

9.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该第一透镜与该第二透镜之间于光轴上的距离为T12，该第一透镜与第二透镜于光轴上的厚度分别为CT1以及CT2，其满足下列条件：

1.0≤(CT2+T12)/CT1≤3.0。

10.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该四片式成像镜头组之可视角度的一半HFOV满足下列公式：

35deg≤HFOV≤50deg。

11.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：在靠近光轴该第二透镜为正屈折力。

12.如权利要求11所述的四片式成像镜头组，其特征在于：在靠近光轴该第三透镜为负屈折力。

13.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：于该光轴上，所有具屈折力之透镜的厚度总和为ΣCT，该第一透镜物侧表面至该第四透镜像侧表面具有一距离TD，且满足下列公式：

0.70≤ΣCT/TD≤0.95。

14.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该四片式成像镜头组更包括一成像面，于该光轴上，该第一透镜物侧表面至该第四透镜像侧表面具有一距离TD，该第一透镜物侧表面至该成像面具有一距离TTL，且满足下列公式：

0.5≤TD/TTL≤0.7。

15.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该四片式成像镜头组更包括一光圈及一成像面，于该光轴上，该光圈至该成像面具有一距离SL，该第一透镜物侧表面至该成像面具有一距离TTL，且满足下列公式：

0.9≤SL/TTL≤1.0。

16.如权利要求15所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该四片式成像镜头组之光圈值为F，其满足下列公式：

1.5≤F≤2.9。

17.如权利要求1所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该四片式成像镜头组于结像时之TV畸变为TVD，其满足下列条件：

│TVD│<1.5％。

18.如权利要求15所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该四片式成像镜头组设有一影像感测元件于该成像面，该影像感测元件有效感测区域对角线长的一半为ImgH，且满足下列公式：

1.4≤TTL/ImgH≤1.9。

19.如权利要求18所述的四片式成像镜头组，其特征在于：该第四透镜像侧表面的一临界点之切线与光轴相互垂直，该临界点与光轴间的垂直距离为DC，其满足下列条件：

0.3≤DC/ImgH≤0.7。