CN105700120B - 光学透镜系统、取像装置及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种光学透镜系统、取像装置及电子装置，光学透镜系统由物侧至像侧依序包含具屈折力的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。第一透镜具正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸。第二透镜具负屈折力。第三透镜具正屈折力，其像侧表面于近光轴处为凸，其物侧表面与像侧表面皆非球面。第四透镜具负屈折力，其像侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面于离轴处具至少一凸面，其物侧表面与像侧表面皆为非球面。任两相邻透镜于光轴上均有一空气间隔。本发明还公开具有上述光学透镜系统的取像装置及具有取像装置的电子装置，当满足上述条件，通过配置较厚的第二透镜，可加强第二透镜负屈折力，以提升光学透镜系统的望远特性，且有利于减小主光线角，进而保持周边相对照度。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学透镜系统、取像装置及电子装置，特别涉及一种适用于电子装置的光学透镜系统及取像装置。
背景技术
近年来，随着小型化摄影镜头的蓬勃发展，微型取像模块的需求日渐提高，而一般摄影镜头的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor，CMOS Sensor)两种，且随着半导体工艺技术的精进，使得感光元件的像素尺寸缩小，再加上现今电子产品以功能佳且轻薄短小的外型为发展趋势，因此，具备良好成像品质的小型化摄影镜头俨然成为目前市场上的主流。
传统搭载于电子产品上的小型化光学系统，多采用三片式透镜结构为主，但由于现今对成像品质的要求更加提高，已知现有的三片式光学系统已无法满足更高阶的摄影需求。目前虽有四片式透镜的结构设计以提升成像品质，但其第二透镜的厚度较薄容易造成成形不良，使光学系统的结构脆弱，进而影响光学系统的稳定度。再者，其望远特性(Telephoto)较差，不利于撷取远处物体的影像，进而使光学系统中的主光线角(Chief RayAngle，CRA)入射于电子感光元件的角度过大而降低光学系统的相对照度(RelativeIllumination，RI)，进而导致影像周边出现暗角。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学透镜系统、取像装置以及电子装置，其中第二透镜配置较厚厚度。借此，有助于加强第二透镜的负屈折力，以提升光学透镜系统的望远特性。此外，亦有利于减小光学透镜系统的主光线角，进而保持光学系统的相对照度。另一方面，亦有助于避免第二透镜因相对厚度太薄而造成成形不良，以避免光学透镜系统的结构太脆弱，进而提升光学透镜系统的稳定度。
本发明提供一种光学透镜系统，由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面。第二透镜具有负屈折力。第三透镜具有正屈折力，其像侧表面于近光轴处为凸面，其物侧表面与像侧表面皆为非球面。第四透镜具有负屈折力，其像侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面于离轴处具至少一凸面，其物侧表面与像侧表面皆为非球面。光学透镜系统中具屈折力的透镜总数为四片。第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中任两相邻透镜间于光轴上均有一空气间隔。当第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第四透镜于光轴上的厚度为CT4，第一透镜和第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，第二透镜和第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，第三透镜和第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，其满足下列条件：
1.45<CT2/CT4；以及
0.85<T12/(T23+T34)。
本发明另提供一种光学透镜系统，由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面。第二透镜具有负屈折力。第三透镜具有正屈折力，其像侧表面于近光轴处为凸面，其物侧表面与像侧表面皆为非球面。第四透镜具有负屈折力，其像侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面于离轴处具至少一凸面，其物侧表面与像侧表面皆为非球面。光学透镜系统中具屈折力的透镜总数为四片。第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中任两相邻透镜间于光轴上均有一空气间隔。当第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第四透镜于光轴上的厚度为CT4，第一透镜和第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，第二透镜和第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，第三透镜和第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，其满足下列条件：
1.33<CT2/CT4；以及
0.95<T12/(T23+T34)。
本发明另提供一种取像装置，其包含前述的光学透镜系统以及电子感光元件，其中电子感光元件设置于光学透镜系统的成像面上。
本发明另提供一种电子装置，其包含前述的取像装置。
当CT2/CT4满足上述条件时，第二透镜的厚度有助于加强第二透镜的负屈折力，以提升光学透镜系统的望远特性。此外，第二透镜的厚度有助于避免第二透镜因相对厚度太薄而造成成形不良，以避免光学透镜系统的结构太脆弱，进而提升光学透镜系统的稳定度。
当T12/(T23+T34)满足上述条件时，各透镜间的配置较为适当，搭配较厚的第二透镜有助于提升光学透镜系统的望远特性，并进而减小光学透镜系统的主光线角，以保持光学透镜系统的相对照度，避免影像周边产生暗角。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1绘示依照本发明第一实施例的取像装置示意图；
图2由左至右依序为第一实施例的球差、像散以及畸变曲线图；
图3绘示依照本发明第二实施例的取像装置示意图；
图4由左至右依序为第二实施例的球差、像散以及畸变曲线图；
图5绘示依照本发明第三实施例的取像装置示意图；
图6由左至右依序为第三实施例的球差、像散以及畸变曲线图；
图7绘示依照本发明第四实施例的取像装置示意图；
图8由左至右依序为第四实施例的球差、像散以及畸变曲线图；
图9绘示依照本发明第五实施例的取像装置示意图；
图10由左至右依序为第五实施例的球差、像散以及畸变曲线图；
图11绘示依照本发明第六实施例的取像装置示意图；
图12由左至右依序为第六实施例的球差、像散以及畸变曲线图；
图13绘示依照本发明第七实施例的取像装置示意图；
图14由左至右依序为第七实施例的球差、像散以及畸变曲线图；
图15绘示依照本发明第八实施例的取像装置示意图；
图16由左至右依序为第八实施例的球差、像散以及畸变曲线图；
图17绘示依照本发明的一种电子装置的示意图；
图18绘示依照本发明的另一种电子装置的示意图；
图19绘示依照本发明的再另一种电子装置的示意图；
图20绘示依照本发明的再另一种电子装置的示意图。
其中，附图标记
取像装置︰10
光圈︰100、200、300、400、500、600、700、800
第一透镜︰110、210、310、410、510、610、710、810
物侧表面︰111、211、311、411、511、611、711、811
像侧表面︰112、212、312、412、512、612、712、812
第二透镜︰120、220、320、420、520、620、720、820
物侧表面︰121、221、321、421、521、621、721、821
像侧表面︰122、222、322、422、522、622、722、822
第三透镜︰130、230、330、430、530、630、730、830
物侧表面︰131、231、331、431、531、631、731、831
像侧表面︰132、232、332、432、532、632、732、832
第四透镜︰140、240、340、440、540、640、740、840
物侧表面︰141、241、341、441、541、641、741、841
像侧表面︰142、242、342、442、542、642、742、842
红外线滤除滤光元件︰150、250、350、450、550、650、750、850
成像面︰160、260、360、460、560、660、760、860
电子感光元件︰170、270、370、470、570、670、770、870
保护玻璃：480、580
BFL：第四透镜像侧表面至成像面于光轴上之距离
CT2：第二透镜于光轴上的厚度
CT4：第四透镜于光轴上的厚度
EPD：光学透镜系统的入瞳孔径
f︰光学透镜系统的焦距
f1：第一透镜的焦距
f2：第二透镜的焦距
f3：第三透镜的焦距
f4：第四透镜的焦距
Fno︰光学透镜系统的光圈值
HFOV︰光学透镜系统中最大视角的一半
ImgH：光学透镜系统的最大成像高度
R1：第一透镜物侧表面的曲率半径
R2：第一透镜像侧表面的曲率半径
R8：第四透镜像侧表面的曲率半径
T12：第一透镜和第二透镜于光轴上的间隔距离
T23：第二透镜和第三透镜于光轴上的间隔距离
T34：第三透镜和第四透镜于光轴上的间隔距离
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
光学透镜系统由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，光学透镜系统中具屈折力的透镜为四片。
第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔，亦即第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜为四片单一非接合具屈折力的透镜。由于接合透镜的工艺较非接合透镜复杂，特别在两透镜的接合面需拥有高准度的曲面，以便达到两透镜接合时的高密合度，且在接合的过程中，更可能因偏位而造成移轴缺陷，影响整体光学成像品质。因此，光学透镜系统中的第一透镜至第四透镜为四片单一非接合具屈折力的透镜，进而有效改善接合透镜所产生的问题。
第一透镜具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面。借此，可提供光学透镜系统所需的正屈折力。
第二透镜具有负屈折力。借此，第二透镜搭配具有正屈折力之第一透镜而形成一正一负之望远结构，可有效缩短光学透镜系统的总长度。
第三透镜具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处可为凸面，其像侧表面于近光轴处为凸面。借此，有助于平衡光学透镜系统的正屈折力分布以降低光学透镜系统的敏感度，并可有效修正光学透镜系统的像差。
第四透镜具有负屈折力，其物侧表面于近光轴处可为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面于离轴处具有至少一凸面。借此，有助于修正像散与离轴像差。
第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第四透镜于光轴上的厚度为CT4，其满足下列条件：1.33<CT2/CT4。借此，第二透镜的厚度有助于加强第二透镜的负屈折力，以提升光学透镜系统的望远特性。此外，第二透镜的厚度有助于避免第二透镜因相对厚度太薄而造成成形不良，以避免光学透镜系统的结构太脆弱，进而提升光学透镜系统的稳定度。较佳地，其满足下列条件：1.45<CT2/CT4。更佳地，其满足下列条件：1.80<CT2/CT4<5.0。
第一透镜和第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，第二透镜和第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，第三透镜和第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，其满足下列条件：0.85<T12/(T23+T34)。借此，各透镜间的配置较为适当，搭配较厚的第二透镜有助于提升光学透镜系统的望远特性，并进而减小光学透镜系统的主光线角，以保持光学透镜系统的相对照度，避免影像周边产生暗角。此外，亦有利于光学透镜系统的小型化。较佳地，其满足下列条件：0.95<T12/(T23+T34)。更佳地，其满足下列条件：1.20<T12/(T23+T34)。
第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第一透镜和第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，第二透镜和第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，第三透镜和第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，其满足下列条件：0.80<CT2/(T12+T23+T34)<3.0。借此，可适当调整第二透镜的厚度和各透镜的间隔距离，有助于光学透镜系统的组装并同时维持其小型化。较佳地，其满足下列条件：1.0<CT2/(T12+T23+T34)<3.0。
光学透镜系统的焦距为f，第三透镜的焦距为f3，第四透镜的焦距为f4，其满足下列条件：4.5<|f/f3|+|f/f4|<7.0。借此，可将光学透镜系统设计为逆焦式(Retrofocus/Reversed Telephoto)，以使光学透镜系统具有较长的后焦距，有利于降低光线入射于光学透镜系统的电子感光元件的主光线角。
光学透镜系统的最大成像高度为ImgH(即为电子感光元件的有效感测区域对角线总长的一半)，光学透镜系统的焦距为f，其满足下列条件：0.20<ImgH/f<0.50。借此，有助于光学透镜系统的小型化以避免体积过大，使光学透镜系统更适合应用于电子装置。
第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件：-0.90<f2/f1<-0.30。借此，可避免第二透镜屈折力过大，有助于减少光学透镜系统的像差，且可降低光学透镜系统的敏感度。
光学透镜系统的焦距为f，第四透镜像侧表面的曲率半径为R8，其满足下列条件：4.7<f/R8。借此，可有效修正光学透镜系统的佩兹伐和数(Petzval's sum)，使成像更为平坦。
第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第四透镜像侧表面至成像面于光轴上的距离为BFL(即第四透镜像侧表面至成像面的空气转换距离)，其满足下列条件：0.65<CT2/BFL<1.5。借此，可适当调整第二透镜的负屈折力大小和光学透镜系统的后焦距，有助于进一步提升光学透镜系统的望远特性，同时维持光学透镜系统小型化。此外，亦有利于使光学透镜系统具有较长的后焦距以放置其他的构件。
第一透镜物侧表面的曲率半径为R1，第一透镜像侧表面的曲率半径为R2，其满足下列条件：-1.15<(R1+R2)/(R1-R2)<0.50。借此，有助于缓和入射光线的折射变化，以避免光学透镜系统产生像差。
光学透镜系统的的入瞳孔径为EPD，第一透镜和第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，第二透镜和第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，第三透镜和第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，其满足下列条件：1.8<EPD/(T12+T23+T34)<3.0。借此，可增加光学透镜系统的进光量，并同时维持其小型化。
光学透镜系统中最大视角的一半为HFOV，其满足下列条件：0.40<tan(2*HFOV)<1.20。借此，具有较强望远特性的光学透镜系统仍可确保有足够的可视角以获得所需的取像范围。
光学透镜系统中光圈的配置可为前置光圈或中置光圈。其中前置光圈意即光圈设置于被摄物与第一透镜间，中置光圈则表示光圈设置于第一透镜与成像面间。若光圈为前置光圈，可使光学透镜系统的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使其具有远心(Telecentric)效果，并可增加电子感光元件的CCD或CMOS接收影像的效率；若为中置光圈，是有助于扩大系统的视场角，使光学透镜系统具有广角镜头的优势。
本发明揭露的光学透镜系统中，透镜的材质可为塑胶或玻璃。当透镜的材质为玻璃，可以增加屈折力配置的自由度。另当透镜材质为塑胶，则可以有效降低生产成本。此外，可于透镜表面上设置非球面或球面。非球面透镜可以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变数，用以消减像差，进而缩减所需使用透镜的数目，因此可以有效降低光学总长度。球面透镜则开模容易，故其制作便利性较佳。
本发明揭露的光学透镜系统中，若透镜表面是为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面于近光轴处为凸面；若透镜表面是为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面于近光轴处为凹面。若透镜的屈折力或焦距未界定其区域位置时，则表示该透镜的屈折力或焦距为透镜于近光轴处的屈折力或焦距。
本发明揭露的光学透镜系统中，光学透镜系统的成像面(Image Surface)依其对应的电子感光元件的不同，可为一平面或有任一曲率的曲面，特别是指凹面朝往物侧方向的曲面。
本发明揭露的光学透镜系统中，可设置有至少一光阑，其位置可设置于第一透镜之前、各透镜之间或最后一透镜之后均可，该光阑的种类如耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(Field Stop)等，用以减少杂散光，有助于提升影像品质。
本发明更提供一种取像装置，其包含前述光学透镜系统以及电子感光元件，其中电子感光元件设置于光学透镜系统的成像面上。较佳地，该取像装置可进一步包含镜筒(Barrel Member)、支持装置(Holder Member)或其组合。
请参照图17、图18、图19与图20，取像装置10可多方面应用于智能型手机(如图17所示)、平板计算机(如图18所示)、穿戴式装置(如图19所示)与行车纪录器(如图20所示)等。较佳地，电子装置可进一步包含控制单元(Control Units)、显示单元(DisplayUnits)、储存单元(Storage Units)、随机存取存储器(RAM)或其组合。
本发明的光学透镜系统更可视需求应用于移动对焦的光学系统中，并兼具优良像差修正与良好成像品质的特色。本发明亦可多方面应用于三维(3D)影像撷取、数码相机、移动装置、平板计算机、智能型电视、网络监控设备、行车记录器、倒车显影装置、体感游戏机与穿戴式装置等电子装置中。除了可应用于影像撷取装置、物体或动态检测装置以及行车辅助装置外，也可应用于车道偏移警示系统(Lane Departure Warning System，LDWS)、无人自动驾驶等辅助驾驶装置或其它视觉影像检测等。前揭电子装置仅是示范性地说明本发明的实际运用例子，并非限制本发明的取像装置的运用范围。
根据上述实施方式，以下提出具体实施例并配合附图予以详细说明。
<第一实施例>
请参照图1及图2，其中图1绘示依照本发明第一实施例的取像装置示意图，图2由左至右依序为第一实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图1可知，取像装置包含光学透镜系统(未另标号)与电子感光元件170。光学透镜系统由物侧至像侧依序包含光圈100、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、红外线滤除滤光元件(IR-cutFilter)150与成像面160。其中，电子感光元件170设置于成像面160上。光学透镜系统中具屈折力的单一非接合透镜为四片(110-140)。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130和第四透镜140中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜110具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面111于近光轴处为凸面，其像侧表面112于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第二透镜120具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面121于近光轴处为凹面，其像侧表面122于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面。
第三透镜130具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面131于近光轴处为凹面，其像侧表面132于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第四透镜140具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面141于近光轴处为凸面，其像侧表面142于近光轴处为凹面，其像侧表面142于离轴处具有至少一凸面，其两表面皆为非球面。
红外线滤除滤光元件150的材质为玻璃，其设置于第四透镜140及成像面160之间，并不影响光学透镜系统的焦距。
上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下：
；其中：
X：非球面上距离光轴为Y的点，其与相切于非球面光轴上交点的切面的相对距离；
Y：非球面曲线上的点与光轴的垂直距离；
R：曲率半径；
k：锥面系数；以及
Ai：第i阶非球面系数。
第一实施例的光学透镜系统中，光学透镜系统的焦距为f，光学透镜系统的光圈值(F-number)为Fno，光学透镜系统中最大视角的一半为HFOV，其数值如下：f＝7.72毫米(mm)，Fno＝1.87，HFOV＝16.1度(deg.)。
第二透镜120于光轴上的厚度为CT2，第四透镜140于光轴上的厚度为CT4，其满足下列条件：CT2/CT4＝3.50。
第二透镜120于光轴上的厚度为CT2，第一透镜110与第二透镜120于光轴上的间隔距离为T12，第二透镜120与第三透镜130于光轴上的间隔距离为T23，第三透镜130与第四透镜140于光轴上的间隔距离为T34，其满足下列条件：CT2/(T12+T23+T34)＝1.89。
第二透镜120于光轴上的厚度为CT2，第四透镜像侧表面142至成像面160于光轴上的距离(空气转换距离)为BFL，其满足下列条件：CT2/BFL＝1.14。
第一透镜110与第二透镜120于光轴上的间隔距离为T12，第二透镜120与第三透镜130于光轴上的间隔距离为T23，第三透镜130与第四透镜140于光轴上的间隔距离为T34，其满足下列条件：T12/(T23+T34)＝0.98。
光学透镜系统的的入瞳孔径为EPD，第一透镜110与第二透镜120于光轴上的间隔距离为T12，第二透镜120与第三透镜130于光轴上的间隔距离为T23，第三透镜130与第四透镜140于光轴上的间隔距离为T34，其满足下列条件：EPD/(T12+T23+T34)＝3.15。
光学透镜系统的最大成像高度为ImgH，光学透镜系统的焦距为f，其满足下列条件：ImgH/f＝0.29。
第一透镜物侧表面111的曲率半径为R1，第一透镜像侧表面112的曲率半径为R2，其满足下列条件：(R1+R2)/(R1-R2)＝-0.18。
光学透镜系统的焦距为f，第四透镜像侧表面142的曲率半径为R8，其满足下列条件：f/R8＝6.32。
第一透镜110的焦距为f1，第二透镜120的焦距为f2，其满足下列条件：f2/f1＝-1.01。
光学透镜系统的焦距为f，第三透镜130的焦距为f3，第四透镜140的焦距为f4，其满足下列条件：|f/f3|+|f/f4|＝5.10。
光学透镜系统中最大视角的一半为HFOV，其满足下列条件：tan(2*HFOV)＝0.63。
配合参照下列表一以及表二。
表一为图1第一实施例详细的结构数据，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，且表面0到12依序表示由物侧至像侧的表面。表二为第一实施例中的非球面数据，其中，k为非球面曲线方程式中的锥面系数，A4到A14则表示各表面第4到14阶非球面系数。此外，以下各实施例表格乃对应各实施例的示意图与像差曲线图，表格中数据的定义皆与第一实施例的表一及表二的定义相同，在此不加以赘述。
<第二实施例>
请参照图3及图4，其中图3绘示依照本发明第二实施例的取像装置示意图，图4由左至右依序为第二实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图3可知，取像装置包含光学透镜系统(未另标号)与电子感光元件270。光学透镜系统由物侧至像侧依序包含第一透镜210、光圈200、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、红外线滤除滤光元件250与成像面260。其中，电子感光元件270设置于成像面260上。光学透镜系统中具屈折力的单一非接合透镜为四片(210-240)。第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230和第四透镜240中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜210具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面211于近光轴处为凸面，其像侧表面212于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第二透镜220具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面221于近光轴处为凸面，其像侧表面222于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面。
第三透镜230具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面231于近光轴处为凸面，其像侧表面232于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第四透镜240具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面241于近光轴处为凸面，其像侧表面242于近光轴处为凹面，其像侧表面242于离轴处具有至少一凸面，其两表面皆为非球面。
红外线滤除滤光元件250的材质为玻璃，其设置于第四透镜240及成像面260之间，并不影响光学透镜系统的焦距。
请配合参照下列表三以及表四。
第二实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
<第三实施例>
请参照图5及图6，其中图5绘示依照本发明第三实施例的取像装置示意图，图6由左至右依序为第三实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图5可知，取像装置包含光学透镜系统(未另标号)与电子感光元件370。光学透镜系统由物侧至像侧依序包含光圈300、第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340、红外线滤除滤光元件350与成像面360。其中，电子感光元件370设置于成像面360上。光学透镜系统中具屈折力的单一非接合透镜为四片(310-340)。第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330和第四透镜340中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜310具有正屈折力，且为玻璃材质，其物侧表面311于近光轴处为凸面，其像侧表面312于近光轴处为凸面，其两表面皆为球面。
第二透镜320具有负屈折力，且为玻璃材质，其物侧表面321于近光轴处为凹面，其像侧表面322于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面。
第三透镜330具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面331于近光轴处为凸面，其像侧表面332于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第四透镜340具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面341于近光轴处为凸面，其像侧表面342于近光轴处为凹面，其像侧表面342于离轴处具有至少一凸面，其两表面皆为非球面。
红外线滤除滤光元件350的材质为玻璃，其设置于第四透镜340及成像面360之间，并不影响光学透镜系统的焦距。
请配合参照下列表五以及表六。
第三实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
<第四实施例>
请参照图7及图8，其中图7绘示依照本发明第四实施例的取像装置示意图，图8由左至右依序为第四实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图7可知，取像装置包含光学透镜系统(未另标号)与电子感光元件470。光学透镜系统由物侧至像侧依序包含光圈400、第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440、红外线滤除滤光元件450、保护玻璃480(cover-glass)与成像面460。其中，电子感光元件470设置于成像面460上。光学透镜系统中具屈折力的单一非接合透镜为四片(410-440)。第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430和第四透镜440中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜410具有正屈折力，且为玻璃材质，其物侧表面411于近光轴处为凸面，其像侧表面412于近光轴处为凸面，其两表面皆为球面。
第二透镜420具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面421于近光轴处为凸面，其像侧表面422于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面。
第三透镜430具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面431于近光轴处为凸面，其像侧表面432于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第四透镜440具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面441于近光轴处为凸面，其像侧表面442于近光轴处为凹面，其像侧表面442于离轴处具有至少一凸面，其两表面皆为非球面。
红外线滤除滤光元件450和保护玻璃480的材质皆为玻璃，其设置于第四透镜440及成像面460之间，并不影响光学透镜系统的焦距。
请配合参照下列表七以及表八。
第四实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
<第五实施例>
请参照图9及图10，其中图9绘示依照本发明第五实施例的取像装置示意图，图10由左至右依序为第五实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图9可知，取像装置包含光学透镜系统(未另标号)与电子感光元件570。光学透镜系统由物侧至像侧依序包含光圈500、第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540、红外线滤除滤光元件550、保护玻璃580与成像面560。其中，电子感光元件570设置于成像面560上。光学透镜系统中具屈折力的单一非接合透镜为四片(510-540)。第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530和第四透镜540中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜510具有正屈折力，且为玻璃材质，其物侧表面511于近光轴处为凸面，其像侧表面512于近光轴处为凸面，其两表面皆为球面。
第二透镜520具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面521于近光轴处为凸面，其像侧表面522于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面。
第三透镜530具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面531于近光轴处为凸面，其像侧表面532于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第四透镜540具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面541于近光轴处为凸面，其像侧表面542于近光轴处为凹面，其像侧表面542于离轴处具有至少一凸面，其两表面皆为非球面。
红外线滤除滤光元件550和保护玻璃580的材质皆为玻璃，其设置于第四透镜540及成像面560之间，并不影响光学透镜系统的焦距。
请配合参照下列表九以及表十。
<第六实施例>
请参照图11及图12，其中图11绘示依照本发明第六实施例的取像装置示意图，图12由左至右依序为第六实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图11可知，取像装置包含光学透镜系统(未另标号)与电子感光元件670。光学透镜系统由物侧至像侧依序包含第一透镜610、光圈600、第二透镜620、第三透镜630、第四透镜640、红外线滤除滤光元件650与成像面660。其中，电子感光元件670设置于成像面660上。光学透镜系统中具屈折力的单一非接合透镜为四片(610-640)。第一透镜610、第二透镜620、第三透镜630和第四透镜640中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜610具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面611于近光轴处为凸面，其像侧表面612于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面。
第二透镜620具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面621于近光轴处为凸面，其像侧表面622于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面。
第三透镜630具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面631于近光轴处为凸面，其像侧表面632于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第四透镜640具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面641于近光轴处为凸面，其像侧表面642于近光轴处为凹面，其像侧表面642于离轴处具有至少一凸面，其两表面皆为非球面。
红外线滤除滤光元件650的材质为玻璃，其设置于第四透镜640及成像面660之间，并不影响光学透镜系统的焦距。
请配合参照下列表十一以及表十二。
第六实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
<第七实施例>
请参照图13及图14，其中图13绘示依照本发明第七实施例的取像装置示意图，图14由左至右依序为第七实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图13可知，取像装置包含光学透镜系统(未另标号)与电子感光元件770。光学透镜系统由物侧至像侧依序包含光圈700、第一透镜710、第二透镜720、第三透镜730、第四透镜740、红外线滤除滤光元件750与成像面760。其中，电子感光元件770设置于成像面760上。光学透镜系统中具屈折力的单一非接合透镜为四片(710-740)。第一透镜710、第二透镜720、第三透镜730和第四透镜740中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜710具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面711于近光轴处为凸面，其像侧表面712于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第二透镜720具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面721于近光轴处为凹面，其像侧表面722于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第三透镜730具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面731于近光轴处为凸面，其像侧表面732于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第四透镜740具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面741于近光轴处为凸面，其像侧表面742于近光轴处为凹面，其像侧表面742于离轴处具有至少一凸面，其两表面皆为非球面。
红外线滤除滤光元件750的材质为玻璃，其设置于第四透镜740及成像面760之间，并不影响光学透镜系统的焦距。
请配合参照下列表十三以及表十四。
第七实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
<第八实施例>
请参照图15及图16，其中图15绘示依照本发明第八实施例的取像装置示意图，图16由左至右依序为第八实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图15可知，取像装置包含光学透镜系统(未另标号)与电子感光元件870。光学透镜系统由物侧至像侧依序包含光圈800、第一透镜810、第二透镜820、第三透镜830、第四透镜840、红外线滤除滤光元件850与成像面860。其中，电子感光元件870设置于成像面860上。光学透镜系统中具屈折力的单一非接合透镜为四片(810-840)。第一透镜810、第二透镜820、第三透镜830和第四透镜840中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜810具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面811于近光轴处为凸面，其像侧表面812于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第二透镜820具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面821于近光轴处为凹面，其像侧表面822于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面。
第三透镜830具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面831于近光轴处为凸面，其像侧表面832于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。
第四透镜840具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面841于近光轴处为凹面，其像侧表面842于近光轴处为凹面，其像侧表面842于离轴处具有至少一凸面，其两表面皆为非球面。
红外线滤除滤光元件850的材质为玻璃，其设置于第四透镜840及成像面860之间，并不影响光学透镜系统的焦距。
请配合参照下列表十五以及表十六。
第八实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
上述取像装置可搭载于电子装置内。本发明使用四片具屈折力透镜的光学透镜系统，其中第二透镜配置较厚厚度。借此，有助于加强第二透镜的负屈折力，以提升光学透镜系统的望远特性。此外，亦有利于减小光学透镜系统的主光线角，进而保持光学透镜系统的相对照度。另一方面，亦有助于避免第二透镜因相对厚度太薄而造成成形不良，以避免光学透镜系统的结构太脆弱，进而提升光学透镜系统的稳定度。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (24)
1.一种光学透镜系统，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：
一第一透镜，具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面；
一第二透镜，具有负屈折力；
一第三透镜，具有正屈折力，其像侧表面于近光轴处为凸面，其物侧表面与像侧表面皆为非球面；以及
一第四透镜，具有负屈折力，其像侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面于离轴处具有至少一凸面，其物侧表面与像侧表面皆为非球面；
其中，该光学透镜系统中具屈折力的透镜总数为四片，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜和该第四透镜中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔；
其中，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该第四透镜于光轴上的厚度为CT4，该第一透镜和该第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，该第二透镜和该第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，该第三透镜和该第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，该光学透镜系统的最大成像高度为ImgH，该光学透镜系统的焦距为f，其满足下列条件：
1.45<CT2/CT4；
0.85<T12/(T23+T34)；以及
0.20<ImgH/f<0.50。
2.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，其满足下列条件：
1.80<CT2/CT4<5.0。
3.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，该第三透镜物侧表面于近光轴处为凸面。
4.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，该第一透镜为玻璃材质，且该第一透镜物侧表面与像侧表面皆为球面。
5.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，其满足下列条件：
1.0<CT2/(T12+T23+T34)<3.0。
6.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，其满足下列条件：
1.20<T12/(T23+T34)。
7.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，该第三透镜的焦距为f3，该第四透镜的焦距为f4，其满足下列条件：
4.5<|f/f3|+|f/f4|<7.0。
8.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，该第四透镜物侧表面于近光轴处为凸面。
9.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件：
-0.90<f2/f1<-0.30。
10.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，该第四透镜像侧表面的曲率半径为R8，其满足下列条件：
4.7<f/R8。
11.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，该第四透镜像侧表面至一成像面于光轴上的距离为BFL，其满足下列条件：
0.65<CT2/BFL<1.5。
12.根据权利要求1所述的光学透镜系统，其特征在于，该第一透镜物侧表面的曲率半径为R1，该第一透镜像侧表面的曲率半径为R2，其满足下列条件：
-1.15<(R1+R2)/(R1-R2)<0.50。
13.一种取像装置，其特征在于，包含：
如权利要求1所述的光学透镜系统；以及
一电子感光元件，其中，该电子感光元件设置于该光学透镜系统的一成像面上。
14.一种电子装置，其特征在于，包含：
如权利要求13所述的取像装置。
15.一种光学透镜系统，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：
一第一透镜，具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面；
一第二透镜，具有负屈折力；
一第三透镜，具有正屈折力，其像侧表面于近光轴处为凸面，其物侧表面与像侧表面皆为非球面；以及
一第四透镜，具有负屈折力，其像侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面于离轴处具有至少一凸面，其物侧表面与像侧表面皆为非球面；
其中，该光学透镜系统中具屈折力的透镜总数为四片，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜和该第四透镜中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔；
其中，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该第四透镜于光轴上的厚度为CT4，该第一透镜和该第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，该第二透镜和该第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，该第三透镜和该第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，该光学透镜系统的最大成像高度为ImgH，该光学透镜系统的焦距为f，其满足下列条件：
1.33<CT2/CT4；
0.95<T12/(T23+T34)；以及
0.20<ImgH/f<0.50。
16.根据权利要求15所述的光学透镜系统，其特征在于，其满足下列条件：
1.80<CT2/CT4<5.0。
17.根据权利要求15所述的光学透镜系统，其特征在于，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件：
-0.90<f2/f1<-0.30。
18.根据权利要求15所述的光学透镜系统，其特征在于，其满足下列条件：
0.80<CT2/(T12+T23+T34)<3.0。
19.根据权利要求15所述的光学透镜系统，其特征在于，该光学透镜系统的入瞳孔径为EPD，其满足下列条件：
1.8<EPD/(T12+T23+T34)<3.0。
20.根据权利要求15所述的光学透镜系统，其特征在于，该第四透镜像侧表面的曲率半径为R8，其满足下列条件：
4.7<f/R8。
21.根据权利要求15所述的光学透镜系统，其特征在于，该第四透镜像侧表面至一成像面于光轴上的距离为BFL，其满足下列条件：
0.65<CT2/BFL<1.5。
22.根据权利要求15所述的光学透镜系统，其特征在于，该光学透镜系统中最大视角的一半为HFOV，其满足下列条件：
0.40<tan(2*HFOV)<1.20。
23.一种取像装置，其特征在于，包含：
如权利要求15所述的光学透镜系统；以及
一电子感光元件，其中，该电子感光元件设置于该光学透镜系统的一成像面上。
24.一种电子装置，其特征在于，包含：
如权利要求23所述的取像装置。
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