CN106324801A - 光学成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学成像系统，由物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜。第一透镜具有负屈光力，其物侧面可为凸面。第二透镜至第三透镜具有屈光力，前述各透镜的两表面可均为非球面。第四透镜可具有正屈光力，其两表面均为非球面，其中第四透镜的至少一个表面可具有反曲点。光学成像系统中具屈光力的透镜为第一透镜至第四透镜。当满足特定条件时，可具备更大的收光以及更好的光路调节能力，以提高成像质量。

Description

光学成像系统

技术领域

本发明涉及一种光学成像系统组，且特别涉及一种应用于电子产品上的小型化光学成像系统组。

背景技术

近年来，随着具有摄影功能的便携式电子产品的兴起，光学系统的需求日渐提高。一般光学系统的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge CoupledDevice；CCD)或互补性氧化金属半导体元(Complementary Metal-OxideSemiconduTPor Sensor；CMOS Sensor)两种，且随着半导体制程技术的精进，使得感光元件的像素尺寸缩小，光学系统逐渐往高像素领域发展，因此对成像质量的要求也日益增加。

传统搭载于便携式装置上的光学系统，多采用二片或三片式透镜结构为主，然而由于便携式装置不断朝提高像素并且终端消费者对大光圈的需求例如微光与夜拍功能或是对广视角的需求例如前置镜头的自拍功能。惟设计大光圈的光学系统常面临产生更多像差致使周边成像质量随之劣化以及制造难易度的处境，而设计广视角的光学系统则会面临成像的畸变率(distortion)提高，现有的光学成像系统已无法满足更高阶的摄影要求。

发明内容

因此，本发明实施例的目的在于，提供一种技术，能够增加光学成像镜头的进光量与增加光学成像镜头的视角，除进一步提高成像的总像素与质量外同时能兼顾微型化光学成像镜头的衡平设计。

本发明实施例相关的透镜参数的用语与其符号详列如下，作为后续描述的参考：

与长度或高度有关的透镜参数

光学成像系统的成像高度以HOI表示；光学成像系统的高度以HOS表示；光学成像系统的第一透镜物侧面至第四透镜像侧面间的距离以InTL表示；光学成像系统的第四透镜像侧面至成像面间的距离以InB表示；InTL+InB＝HOS；光学成像系统的固定光阑(光圈)至成像面间的距离以InS表示；光学成像系统的第一透镜与第二透镜间的距离以IN12表示(例示)；光学成像系统的第一透镜在光轴上的厚度以TP1表示(例示)。

与材料有关的透镜参数

光学成像系统的第一透镜的色散系数以NA1表示(例示)；第一透镜的折射率以Nd1表示(例示)。

与视角有关的透镜参数

视角以AF表示；视角的一半以HAF表示；主光线角度以MRA表示。

与出入瞳有关的透镜参数

光学成像镜片系统的入射瞳直径以HEP表示；单一透镜的任一表面的最大有效半径指系统最大视角入射光通过入射瞳最边缘的光线于该透镜表面交会点(Effective Half Diameter；EHD)，该交会点与光轴之间的垂直高度。例如第一透镜物侧面的最大有效半径以EHD11表示，第一透镜像侧面的最大有效半径以EHD12表示。第二透镜物侧面的最大有效半径以EHD21表示，第二透镜像侧面的最大有效半径以EHD22表示。光学成像系统中其余透镜的任一表面的最大有效半径表示方式以此类推。

与透镜面形深度有关的参数

第四透镜物侧面在光轴上的交点至第四透镜物侧面的最大有效半径位置在光轴上的水平位移距离以InRS41表示(例示)；第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面的最大有效半径位置在光轴上的水平位移距离以InRS42表示(例示)。

与透镜面型有关的参数

临界点C指特定透镜表面上，除与光轴的交点外，与光轴相垂直的切面相切的点。承上，例如第三透镜物侧面的临界点C31与光轴的垂直距离为HVT31(例示)，第三透镜像侧面的临界点C32与光轴的垂直距离为HVT32(例示)，第四透镜物侧面的临界点C41与光轴的垂直距离为HVT41(例示)，第四透镜像侧面的临界点C42与光轴的垂直距离为HVT42(例示)。其他透镜的物侧面或像侧面上的临界点及其与光轴的垂直距离的表示方式比照前述。

第四透镜物侧面上最接近光轴的反曲点为IF411，该点沉陷量SGI411(例示)，SGI411即第四透镜物侧面在光轴上的交点至第四透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离，IF411该点与光轴间的垂直距离为HIF411(例示)。第四透镜像侧面上最接近光轴的反曲点为IF421，该点沉陷量SGI421(例示)，SGI411即第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离，IF421该点与光轴间的垂直距离为HIF421(例示)。

第四透镜物侧面上第二接近光轴的反曲点为IF412，该点沉陷量SGI412(例示)，SGI412即第四透镜物侧面在光轴上的交点至第四透镜物侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离，IF412该点与光轴间的垂直距离为HIF412(例示)。第四透镜像侧面上第二接近光轴的反曲点为IF422，该点沉陷量SGI422(例示)，SGI422亦即第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离，IF422该点与光轴间的垂直距离为HIF422(例示)。

第四透镜物侧面上第三接近光轴的反曲点为IF413，该点沉陷量SGI413(例示)，SGI413即第四透镜物侧面在光轴上的交点至第四透镜物侧面第三接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离，IF4132该点与光轴间的垂直距离为HIF413(例示)。第四透镜像侧面上第三接近光轴的反曲点为IF423，该点沉陷量SGI423(例示)，SGI423即第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面第三接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离，IF423该点与光轴间的垂直距离为HIF423(例示)。

第四透镜物侧面上第四接近光轴的反曲点为IF414，该点沉陷量SGI414(例示)，SGI414即第四透镜物侧面在光轴上的交点至第四透镜物侧面第四接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离，IF414该点与光轴间的垂直距离为HIF414(例示)。第四透镜像侧面上第四接近光轴的反曲点为IF424，该点沉陷量SGI424(例示)，SGI424即第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面第四接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离，IF424该点与光轴间的垂直距离为HIF424(例示)。

其他透镜物侧面或像侧面上的反曲点及其与光轴的垂直距离或其沉陷量的表示方式比照前述。

与像差有关的参数

光学成像系统的光学畸变(Optical Distortion)以ODT表示；其TV畸变(TV Distortion)以TDT表示，并且可以进一步限定描述在成像50％至100％视野间像差偏移的程度；球面像差偏移量以DFS表示；慧星像差偏移量以DFC表示。

与像差有关的参数

光学成像系统的光学畸变(Optical Distortion)以ODT表示；其TV畸变(TV Distortion)以TDT表示，并且可以进一步限定描述在成像50％至100％视野间像差偏移的程度；球面像差偏移量以DFS表示；慧星像差偏移量以DFC表示。

光学成像系统的调制转换函数特性图(Modulation Transfer Function，MTF)，用来测试与评估系统成像的反差对比度及锐利度。调制转换函数特性图的垂直坐标轴表示对比转移率(数值从0到1)，水平坐标轴则表示空间频率(cycles/mm；lp/mm；line pairs per mm)。完美的成像系统理论上能100％呈现被摄物体的线条对比，然而实际的成像系统，其垂直轴的对比转移率数值小于1。此外，一般而言成像的边缘区域会比中心区域较难得到精细的还原度。可见光频谱在成像面上，光轴、0.3视场以及0.7视场三处在空间频率55cycles/mm的对比转移率(MTF数值)分别以MTFE0、MTFE3以及MTFE7表示，光轴、0.3视场以及0.7视场三处在四分之一空间频率的对比转移率(MTF数值)分别以MTFQ0、MTFQ3以及MTFQ7表示，光轴、0.3视场以及0.7视场三处在半数空间频率(半频)的对比转移率(MTF数值)分别以MTFH0、MTFH3以及MTFH7表示，光轴、0.3视场以及0.7视场三处在全频的对比转移率(MTF数值)分别以MTF0、MTF3以及MTF7表示，前述此三个视场对于镜头的中心、内视场以及外视场具有代表性，因此可用以评价特定光学成像系统的性能是否优异。本发明的光学成像系统的设计主要对应像素大小(Pixel Size)为含1.12微米以下的感光元件，因此调制转换函数特性图的四分之一空间频率、半数空间频率(半频)以及完全空间频率(全频)分别至少为110cycles/mm、220cycles/mm以及440cycles/mm。

光学成像系统若同时须满足针对红外线频谱的成像，例如用于低光源的夜视需求，所使用的工作波长可为850nm或800nm，由于主要功能在辨识黑白明暗所形成的物体轮廓，无须高解析度，因此可仅需选用小于110cycles/mm的空间频率评价特定光学成像系统在红外线频谱频谱的性能是否优异。前述工作波长850nm当聚焦在成像面上，图像在光轴上、0.3视场以及0.7视场三处在空间频率55cycles/mm的对比转移率(MTF数值)分别以MTFI0、MTFI3以及MTFI7表示。然而，也因为红外线工作波长850nm或800nm与一般可见光波长差距很远，若光学成像系统需同时能对可见光与红外线(双模)对焦并分别达到一定性能，在设计上有相当难度。

本发明提供一种光学成像系统，由物侧至像侧依次包括：第一透镜，具有屈光力；第二透镜，具有屈光力；第三透镜，具有屈光力；第四透镜，具有屈光力；以及成像面，其中所述光学成像系统具有屈光力的透镜为四枚且所述第一透镜至所述第四透镜中至少一个透镜的至少一个表面具有至少一个反曲点，所述第一透镜至所述第四透镜中至少一个透镜具有正屈光力，并且所述第四透镜的物侧表面及像侧表面均为非球面，所述第一透镜至所述第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像镜片系统的入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面与光轴的交点至所述成像面与光轴的交点间具有距离HOS，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜在1/2HEP高度且平行于光轴的厚度分别为ETP1、ETP2、ETP3以及ETP4，前述ETP1至ETP4的总和为SETP，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜在光轴上的厚度分别为TP1、TP2、TP3以及TP4，前述TP1至TP4的总和为STP，其满足下列条件：1.2≤f/HEP≤6.0；0.5≤HOS/f≤20以及0.5≤SETP/STP<1。

优选地，其中所述第一透镜物侧面上在1/2HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴的水平距离为ETL，所述第一透镜物侧面上在1/2HEP高度的坐标点至所述第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为EIN，其满足下列条件：0.2≤EIN/ETL<1。

优选地，其中所述第一透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP1，所述第二透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP2，所述第三透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP3，所述第四透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP4，前述ETP1至ETP4的总和为SETP，其满足下列公式：0.3≤SETP/EIN≤0.8。

优选地，其中所述光学成像系统包括滤光元件，所述滤光元件位于所述第四透镜以及所述成像面之间，所述第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述滤光元件间平行于光轴的距离为EIR，所述第四透镜像侧面上与光轴的交点至所述滤光元件间平行于光轴的距离为PIR，其满足下列公式：0.2≤EIR/PIR≤5.0。

优选地，其中所述第一透镜至所述第四透镜中至少二个透镜中每个的至少一个表面具有至少一个反曲点。

优选地，其中可见光频谱在所述成像面上垂直于光轴具有最大成像高度HOI，在所述成像面上的光轴、0.3HOI以及0.7HOI三处在空间频率110cycles/mm的调制转换对比转移率(MTF数值)分别以MTFQ0、MTFQ3以及MTFQ7表示，其满足下列条件：MTFQ0≥0.3；MTFQ3≥0.2；以及MTFQ7≥0.1。

优选地，其中所述光学成像系统的最大视角的一半为HAF，并满足下列条件：0.4≤│tan(HAF)│≤6.0。

优选地，其中所述第四透镜像侧面上在1/2HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴的水平距离为EBL，所述第四透镜像侧面上与光轴的交点至所述成像面平行于光轴的水平距离为BL，其满足下列公式：0.5≤EBL/BL≤1.1。

优选地，其中还包括光圈，在所述光轴上所述光圈至所述成像面具有距离InS，所述光学成像系统设有图像感测元件于所述成像面，其所述光学成像系统在所述成像面上垂直于光轴具有最大成像高度HOI，系满足下列关系式：0.2≤InS/HOS≤1.1；以及0.5<HOS/HOI≤15。

本发明另提供一种光学成像系统，由物侧至像侧依次包括：第一透镜，具有负屈光力；第二透镜，具有屈光力；第三透镜，具有屈光力；第四透镜，具有屈光力；以及成像面，其中所述光学成像系统具有屈光力的透镜为四枚且所述第一透镜至所述第四透镜中至少两个透镜中每个的至少一个表面具有至少一个反曲点，所述第四透镜的物侧表面及像侧表面均为非球面，所述第一透镜至所述第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像镜片系统的入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面与光轴的交点至所述成像面与光轴的交点间具有距离HOS，所述光学成像系统的最大视角的一半为HAF，所述第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴的水平距离为ETL，所述第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述第四透镜像侧面上在1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为EIN，其满足下列条件：1.2≤f/HEP≤6.0；0.5≤HOS/f≤3.0；0.4≤│tan(HAF)│≤6.0；0.2≤EIN/ETL<1。

优选地，其中所述第三透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述第四透镜物侧面上在1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为ED34，所述第三透镜与所述第四透镜之间在光轴上的距离为IN34，其满足下列条件：0.5≤ED34/IN34≤5.0。

优选地，其中所述第二透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述第三透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为ED23，所述第一透镜与所述第二透镜之间在光轴上的距离为IN23，其满足下列条件：0.1≤ED23/IN23≤5。

优选地，其中所述第一透镜像侧面上在1/2HEP高度的坐标点至所述第二透镜物侧面上在1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为ED12，所述第一透镜与所述第二透镜之间在光轴上的距离为IN12，其满足下列条件：0.1≤ED12/IN12≤5。

优选地，其中所述第一透镜在1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP1，所述第一透镜在光轴上的厚度为TP1，其满足下列条件：0.5≤ETP1/TP1≤3.0。

优选地，其中所述第二透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP2，所述第二透镜在光轴上的厚度为TP2，其满足下列条件：0.5≤ETP2/TP2≤3.0。

优选地，其中所述第三透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP3，所述第三透镜在光轴上的厚度为TP3，其满足下列条件：0.5≤ETP3/TP3≤3.0。

优选地，其中所述第四透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP4，所述第四透镜在光轴上的厚度为TP4，其满足下列条件：0.5≤ETP4/TP4≤3.0。

优选地，其中所述第一透镜与所述第二透镜之间在光轴上的距离为IN12，且满足下列公式：0<IN12/f≤5.0。

优选地，其中所述光学成像系统满足下列条件：0.001≤│f/f1│≤3.0；0.01≤│f/f2│≤3.0；0.01≤│f/f3│≤3.0；0.01≤│f/f4│≤3.0。

本发明再提供一种光学成像系统，由物侧至像侧依次包括：第一透镜，具有负屈光力；第二透镜，具有屈光力；第三透镜，具有屈光力，其至少一个表面具有至少一个反曲点；第四透镜，具有正屈光力，且其至少一个表面具有至少一个反曲点；以及成像面，其中所述光学成像系统具有屈光力的透镜为四枚，所述第一透镜至所述第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像镜片系统的入射瞳直径为HEP，所述光学成像系统的最大视角的一半为HAF，所述第一透镜物侧面与光轴的交点至所述成像面与光轴的交点间具有距离HOS，所述第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴的水平距离为ETL，所述第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为EIN，其满足下列条件：1.2≤f/HEP≤3.0；0.5≤HOS/f≤20；0.4≤│tan(HAF)│≤6.0；0.2≤EIN/ETL<1。

优选地，其中所述第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴的水平距离为EBL，所述第四透镜像侧面上与光轴的交点至所述成像面平行于光轴的水平距离为BL，其满足：0.5≤EBL/BL≤1.1。

优选地，其中所述系统在所述成像面上垂直于光轴具有最大成像高度HOI，所述光学成像系统于所述最大成像高度HOI处的相对照度以RI表示，红外线工作波长850nm在所述成像面上的光轴、0.3HOI以及0.7HOI三处在空间频率55cycles/mm的调制转换对比转移率分别以MTFI0、MTFI3以及MTFI7表示，其满足下列条件：MTFI0≥0.3；MTFI3≥0.2；MTFI7≥0.1以及20％≤RI<100％。

优选地，其中所述第三透镜与所述第四透镜之间在光轴上的距离为IN34，且满足下列公式：0<IN34/f≤5.0。

优选地，其中所述光学成像系统于所述成像面上垂直于光轴具有成像高度HOI，其满足下列公式：0.5<HOS/HOI≤15。

优选地，其中所述光学成像系统还包括光圈、图像感测元件以及驱动模组，所述图像感测元件设置于所述成像面并且至少设置10万个像素，并且在所述光圈至所述成像面之间具有距离InS，所述驱动模组可与所述第一透镜至所述第四透镜相耦合并使所述第一透镜至所述第四透镜产生位移，其满足下列公式：0.2≤InS/HOS≤1.1。

单一透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度，特别影响该1/2入射瞳直径(HEP)范围内各光线视场共用区域的修正像差以及各视场光线间光程差的能力，厚度越大则修正像差的能力提高，然而同时亦会增加生产制造上的困难度，因此必须控制单一透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度，特别是控制该透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度(ETP)与该表面所属的该透镜在光轴上的厚度(TP)间的比例关系(ETP/TP)。例如第一透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度以ETP1表示。第二透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度以ETP2表示。光学成像系统中其余透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度，其表示方式以此类推。前述ETP1至ETP4的总和为SETP，本发明的实施例可满足下列公式：0.3≤SETP/EIN≤0.8。

为同时权衡提高修正像差的能力以及降低生产制造上的困难度，特别需控制该透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度(ETP)与该透镜在光轴上的厚度(TP)间的比例关系(ETP/TP)。例如第一透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度以ETP1表示，第一透镜在光轴上的厚度为TP1，两者间的比值为ETP1/TP1。第二透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度以ETP2表示，第二透镜在光轴上的厚度为TP2，两者间的比值为ETP2/TP2。光学成像系统中其余透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度与该透镜在光轴上的厚度(TP)间的比例关系，其表示方式以此类推。本发明的实施例可满足下列公式：0.5≤ETP/TP≤3。

相邻两透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的水平距离以ED表示，前述水平距离(ED)系平行于光学成像系统的光轴，并且特别影响该1/2入射瞳直径(HEP)位置各光线视场共用区域的修正像差以及各视场光线间光程差的能力，水平距离越大则修正像差的能力的可能性将提高，然而同时亦会增加生产制造上的困难度以及限制光学成像系统的长度“微缩”的程度，因此必须控制特定相邻两透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的水平距离(ED)。

为同时权衡提高修正像差的能力以及降低光学成像系统的长度“微缩”的困难度，特别需控制该相邻两透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的水平距离(ED)与该相邻两透镜在光轴上的水平距离(IN)间的比例关系(ED/IN)。例如第一透镜与第二透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的水平距离以ED12表示，第一透镜与第二透镜在光轴上的水平距离为IN12，两者间的比值为ED12/IN12。第二透镜与第三透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的水平距离以ED23表示，第二透镜与第三透镜在光轴上的水平距离为IN23，两者间的比值为ED23/IN23。光学成像系统中其余相邻两透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的水平距离与该相邻两透镜在光轴上的水平距离两者间的比例关系，其表示方式以此类推。

该第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该成像面间平行于光轴的水平距离为EBL，该第四透镜像侧面上与光轴的交点至该成像面平行于光轴的水平距离为BL，本发明的实施例为同时权衡提高修正像差的能力以及预留其他光学元件的容纳空间，可满足下列公式：0.5≤EBL/BL≤1.1。光学成像系统可还包括滤光元件，该滤光元件位于该第四透镜以及该成像面之间，该第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该滤光元件间平行于光轴的距离为EIR，该第四透镜像侧面上与光轴的交点至该滤光元件间平行于光轴的距离为PIR，本发明的实施例可满足下列公式：0.2≤EIR/PIR≤0.8。

前述光学成像系统可用以搭配成像在对角线长度为1/1.2英寸大小以下的图像感测元件，该图像感测元件的尺寸优选的为1/2.3英寸，该图像感测元件的像素尺寸小于1.4微米(μm)，优选的其像素尺寸小于1.12微米(μm)，优选地，其像素尺寸小于0.9微米(μm)。此外，该光学成像系统可适用于长宽比为16:9的图像感测元件。

前述光学成像系统可适用于百万或千万像素以上的摄录影要求(例如4K2K或称UHD、QHD)并拥有良好的成像质量。

当│f1│>f4时，光学成像系统的系统总高度(HOS；Height of OpticSystem)可以适当缩短以达到微型化的目的。

当│f2│+│f3│>│f1│+│f4│时，通过第二透镜至第三透镜中至少一个透镜具有弱的正屈光力或弱的负屈光力。所称弱屈光力，指特定透镜的焦距的绝对值大于10。当本发明第二透镜至第三透镜中至少一个透镜具有弱的正屈光力，其可有效分担第一透镜的正屈光力而避免不必要的像差过早出现，反的若第二透镜至第三透镜中至少一个透镜具有弱的负屈光力，则可以微调补正系统的像差。

第四透镜可具有正屈光力，另外，第四透镜的至少一个表面可具有至少一个反曲点，可有效地压制离轴视场光线入射的角度，进一步可修正离轴视场的像差。

本发明提供一种光学成像系统，可同时对可见光与红外线(双模)对焦并分别达到一定性能，并且其第四透镜的物侧面或像侧面设置有反曲点，可有效调整各视场入射于第四透镜的角度，并针对光学畸变与TV畸变进行补正。另外，第四透镜的表面可具备更好的光路调节能力，以提升成像质量。

根据上述技术方案，本发明实施例的针对一种光学成像系统及光学图像撷取镜头，能够利用四个透镜的屈光力、凸面与凹面的组合(本发明实施例所述凸面或凹面原则上指各透镜的物侧面或像侧面在光轴上的几何形状描述)，进而有效提高光学成像系统的进光量与增加光学成像镜头的视角，同时提高成像的总像素与质量，以应用于小型的电子产品上。

附图说明

本发明上述及其他特征将通过参照附图详细说明。

图1A表示本发明第一实施例的光学成像系统的示意图；

图1B由左至右依次表示本发明第一实施例的光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图；

图1C表示本发明第一实施例光学成像系统的可见光频谱调制转换特征图；

图1D表示本发明第一实施例光学成像系统的红外线频谱调制转换特征图；

图2A表示本发明第二实施例的光学成像系统的示意图；

图2B由左至右依次表示本发明第二实施例的光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图；

图2C表示本发明第二实施例光学成像系统的可见光频谱调制转换特征图；

图2D表示本发明第二实施例光学成像系统的红外线频谱调制转换特征图；

图3A表示本发明第三实施例的光学成像系统的示意图；

图3B由左至右依次表示本发明第三实施例的光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图；

图3C表示本发明第三实施例光学成像系统的可见光频谱调制转换特征图；

图3D表示本发明第三实施例光学成像系统的红外线频谱调制转换特征图；

图4A表示本发明第四实施例的光学成像系统的示意图；

图4B由左至右依次表示本发明第四实施例的光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图；

图4C表示本发明第四实施例光学成像系统的可见光频谱调制转换特征图；

图4D表示本发明第四实施例光学成像系统的红外线频谱调制转换特征图；

图5A表示本发明第五实施例的光学成像系统的示意图；

图5B由左至右依次表示本发明第五实施例的光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图；

图5C表示本发明第五实施例光学成像系统的可见光频谱调制转换特征图；

图5D表示本发明第五实施例光学成像系统的红外线频谱调制转换特征图；

图6A表示本发明第六实施例的光学成像系统的示意图；

图6B由左至右依次表示本发明第六实施例的光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图；

图6C表示本发明第六实施例光学成像系统的可见光频谱调制转换特征图；

图6D表示本发明第六实施例光学成像系统的红外线频谱调制转换特征图。

附图标记说明

光学成像系统：1、20、30、40、50、60

光圈:100、200、300、400、500、600

第一透镜:110、210、310、410、510、610

物侧面:112、212、312、412、512、612

像侧面:114、214、314、414、514、614

第二透镜:120、220、320、420、520、620

物侧面:122、222、322、422、522、622

像侧面:124、224、324、424、524、624

第三透镜:130、230、330、430、530、630

物侧面:132、232、332、432、532、632

像侧面:134、234、334、434、534、634

第四透镜:140、240、340、440、540、640

物侧面:142、242、342、442、542、642

像侧面:144、244、344、444、544、644

红外线滤光片:170、270、370、470、570、670

成像面:180、280、380、480、580、680

图像感测元件:190、290、390、490、590、690

光学成像系统的焦距:f

第一透镜的焦距:f1；第二透镜的焦距:f2；第三透镜的焦距:f3；第四透镜的焦距:f4

光学成像系统的光圈值:f/HEP；Fno；F#

光学成像系统的最大视角的一半:HAF

第一透镜的色散系数:NA1

第二透镜至第四透镜的色散系数:NA2、NA3、NA4

第一透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R1、R2

第二透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R3、R4

第三透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R5、R6

第四透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R7、R8

第一透镜在光轴上的厚度:TP1

第二透镜至第四透镜在光轴上的厚度:TP2、TP3、TP4

所有具屈光力的透镜的厚度总和:ΣTP

第一透镜与第二透镜在光轴上的间隔距离:IN12

第二透镜与第三透镜在光轴上的间隔距离:IN23

第三透镜与第四透镜在光轴上的间隔距离:IN34

第四透镜物侧面在光轴上的交点至第四透镜物侧面的最大有效半径位置在光轴上的水平位移距离:InRS41

第四透镜物侧面上最接近光轴的反曲点:IF411；该点沉陷量:SGI411

第四透镜物侧面上最接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF411

第四透镜像侧面上最接近光轴的反曲点:IF421；该点沉陷量:SGI421

第四透镜像侧面上最接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF421

第四透镜物侧面上第二接近光轴的反曲点:IF412；该点沉陷量:SGI412

第四透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF412

第四透镜像侧面上第二接近光轴的反曲点:IF422；该点沉陷量:SGI422

第四透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF422

第四透镜物侧面上第三接近光轴的反曲点:IF413；该点沉陷量:SGI413

第四透镜物侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF413

第四透镜像侧面上第三接近光轴的反曲点:IF423；该点沉陷量:SGI423

第四透镜像侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF423

第四透镜物侧面上第四接近光轴的反曲点:IF414；该点沉陷量:SGI414

第四透镜物侧面第四接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF414

第四透镜像侧面上第四接近光轴的反曲点:IF424；该点沉陷量:SGI424

第四透镜像侧面第四接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF424

第四透镜物侧面的临界点：C41；第四透镜像侧面的临界点：C42

第四透镜物侧面的临界点与光轴的水平位移距离:SGC41

第四透镜像侧面的临界点与光轴的水平位移距离:SGC42

第四透镜物侧面的临界点与光轴的垂直距离:HVT41

第四透镜像侧面的临界点与光轴的垂直距离:HVT42

系统总高度(第一透镜物侧面至成像面在光轴上的距离):HOS

图像感测元件的对角线长度:Dg；光圈至成像面的距离:InS

第一透镜物侧面至该第四透镜像侧面的距离:InTL

第四透镜像侧面至该成像面的距离:InB

图像感测元件有效感测区域对角线长的一半(最大像高):HOI

光学成像系统在结像时的TV畸变(TV Distortion):TDT

光学成像系统在结像时的光学畸变(Optical Distortion):ODT

具体实施方式

一种光学成像系统组，由物侧至像侧依次包括具屈光力的第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜。光学成像系统还可包括图像感测元件，其设置于成像面。

光学成像系统可使用三个工作波长进行设计，分别为486.1nm、587.5nm、656.2nm，其中587.5nm为主要参考波长为主要提取技术特征的参考波长。光学成像系统亦可使用五个工作波长进行设计，分别为470nm、510nm、555nm、610nm、650nm，其中555nm为主要参考波长为主要提取技术特征的参考波长。

光学成像系统的焦距f与每一片具有正屈光力的透镜的焦距fp的比值PPR，光学成像系统的焦距f与每一片具有负屈光力的透镜的焦距fn的比值NPR，所有正屈光力的透镜的PPR总和为ΣPPR，所有负屈光力的透镜的NPR总和为ΣNPR，当满足下列条件时有助于控制光学成像系统的总屈光力以及总长度：0.5≤ΣPPR/│ΣNPR│≤4.5，优选地，可满足下列条件：0.9≤ΣPPR/│ΣNPR│≤3.5。

光学成像系统的系统高度为HOS，当HOS/f比值趋近于1时，将有利于制作微型化且可成像超高像素的光学成像系统。

光学成像系统的每一片具有正屈光力的透镜的焦距fp的总和为ΣPP，每一片具有负屈光力的透镜的焦距总和为ΣNP，本发明的光学成像系统的一种实施方式，其满足下列条件：0<ΣPP≤200；以及f4/ΣPP≤0.85。优选地，可满足下列条件：0<ΣPP≤150；以及0.01≤f4/ΣPP≤0.7。因此，有助于控制光学成像系统的聚焦能力，并且适当分配系统的正屈光力以抑制显著的像差过早产生。

第一透镜可具有负屈光力。由此，可适当调整第一透镜的收光能力与增加视角。

第二透镜可具有正屈光力。第三透镜可具有负屈光力。

第四透镜可具有正屈光力，由此，可分担第二透镜的正屈光力。另外，第四透镜的至少一个表面可具有至少一个反曲点，可有效地压制离轴视场光线入射的角度，进一步可修正离轴视场的像差。优选地，其物侧面以及像侧面均具有至少一个反曲点。

光学成像系统可还包括图像感测元件，其设置于成像面。图像感测元件有效感测区域对角线长的一半(即为光学成像系统的成像高度或称最大像高)为HOI，第一透镜物侧面至成像面在光轴上的距离为HOS，其满足下列条件：HOS/HOI≤15；以及0.5≤HOS/f≤20.0。优选地，可满足下列条件：1≤HOS/HOI≤10；以及1≤HOS/f≤15。由此，可维持光学成像系统的小型化，以搭载于轻薄便携式的电子产品上。

另外，本发明的光学成像系统中，依需求可设置至少一个光圈，以减少杂散光，有助于提高图像质量。

本发明的光学成像系统中，光圈配置可为前置光圈或中置光圈，其中前置光圈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，可使光学成像系统的出瞳与成像面产生较长的距离而容置更多光学元件，并可增加图像感测元件接收图像的效率；若为中置光圈，有助于扩大系统的视场角，使光学成像系统具有广角镜头的优势。前述光圈至成像面间的距离为InS，其满足下列条件：0.2≤InS/HOS≤1.1。优选地，可满足下列条件：0.4≤InS/HOS≤1。由此，可同时兼顾维持光学成像系统的小型化以及具备广角的特性。

本发明的光学成像系统中，第一透镜物侧面至第四透镜像侧面间的距离为InTL，在光轴上所有具屈光力的透镜的厚度总和ΣTP，

其满足下列条件：0.2≤ΣTP/InTL≤0.95。优选地，可满足下列条件：0.2≤ΣTP/InTL≤0.9。由此，当可同时兼顾系统成像的对比度以及透镜制造的良率并提供适当的后焦距以容置其他元件。

第一透镜物侧面的曲率半径为R1，第一透镜像侧面的曲率半径为R2，其满足下列条件：0.01≤│R1/R2│≤100。优选地，可满足下列条件：0.01≤│R1/R2│≤60。

第四透镜物侧面的曲率半径为R9，第四透镜像侧面的曲率半径为R10，其满足下列条件：-200<(R7-R8)/(R7+R8)<30。由此，有利于修正光学成像系统所产生的像散。

第一透镜与第二透镜在光轴上的间隔距离为IN12，其满足下列条件：0<IN12/f≤5.0。优选地，可满足下列条件：0.01≤IN12/f≤4.0。由此，有助于改善透镜的色差以提高其性能。

第二透镜与第三透镜在光轴上的间隔距离为IN23，其满足下列条件：0<IN23/f≤5.0。优选地，可满足下列条件：0.01≤IN23/f≤3.0。由此，有助于改善透镜的性能。

第三透镜与第四透镜在光轴上的间隔距离为IN34，其满足下列条件：0<IN34/f≤5.0。优选地，可满足下列条件：0.001≤IN34/f≤3.0。由此，有助于改善透镜的性能。

第一透镜与第二透镜在光轴上的厚度分别为TP1以及TP2，其满足下列条件：1≤(TP1+IN12)/TP2≤20。由此，有助于控制光学成像系统制造的敏感度并提高其性能。

第三透镜与第四透镜在光轴上的厚度分别为TP3以及TP4，前述两透镜在光轴上的间隔距离为IN34，其满足下列条件：0.2≤(TP4+IN34)/TP4≤20。由此，有助于控制光学成像系统制造的敏感度并降低系统总高度。

第二透镜与第三透镜在光轴上的间隔距离为IN23，第一透镜至第四透镜在光轴上的总和距离为ΣTP，其满足下列条件：0.01≤IN23/(TP2+IN23+TP3)≤0.9。优选地，可满足下列条件：0.05≤IN23/(TP2+IN23+TP3)≤0.7。由此有助层层微幅修正入射光行进过程所产生的像差并降低系统总高度。

本发明的光学成像系统中，第四透镜物侧面142在光轴上的交点至第四透镜物侧面142的最大有效半径位置在光轴上的水平位移距离为InRS41(若水平位移朝向像侧，InRS41为正值；若水平位移朝向物侧，InRS41为负值)，第四透镜像侧面144在光轴上的交点至第四透镜像侧面144的最大有效半径位置在光轴上的水平位移距离为InRS42，第四透镜140在光轴上的厚度为TP4，其满足下列条件：-1mm≤InRS41≤1mm；-1mm≤InRS42≤1mm；1mm≤│InRS41│+│InRS42│≤2mm；0.01≤│InRS41│/TP4≤10；0.01≤│InRS42│/TP4≤10。由此，可控制第四透镜两面间最大有效半径位置，而有助于光学成像系统的周边视场的像差修正以及有效维持其小型化。

本发明的光学成像系统中，第四透镜物侧面在光轴上的交点至第四透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI411表示，第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI421表示，其满足下列条件：0<SGI411/(SGI411+TP4)≤0.9；0<SGI421/(SGI421+TP4)≤0.9。优选地，可满足下列条件：0.01<SGI411/(SGI411+TP4)≤0.7；0.01<SGI421/(SGI421+TP4)≤0.7。

第四透镜物侧面在光轴上的交点至第四透镜物侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI412表示，第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI422表示，其满足下列条件：0<SGI412/(SGI412+TP4)≤0.9；0<SGI422/(SGI422+TP4)≤0.9。优选地，可满足下列条件：0.1≤SGI412/(SGI412+TP4)≤0.8；0.1≤SGI422/(SGI422+TP4)≤0.8。

第四透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF411表示，第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF421表示，其满足下列条件：0.01≤HIF411/HOI≤0.9；0.01≤HIF421/HOI≤0.9。优选地，可满足下列条件：0.09≤HIF411/HOI≤0.5；0.09≤HIF421/HOI≤0.5。

第四透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF412表示，第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF422表示，其满足下列条件：0.01≤HIF412/HOI≤0.9；0.01≤HIF422/HOI≤0.9。优选地，可满足下列条件：0.09≤HIF412/HOI≤0.8；0.09≤HIF422/HOI≤0.8。

第四透镜物侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF413表示，第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF423表示，其满足下列条件：0.001mm≤│HIF413│≤5mm；0.001mm≤│HIF423│≤5mm。优选地，可满足下列条件：0.1mm≤│HIF423│≤3.5mm；0.1mm≤│HIF413│≤3.5mm。

第四透镜物侧面第四接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF414表示，第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面第四接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF424表示，其满足下列条件：0.001mm≤│HIF414│≤5mm；0.001mm≤│HIF424│≤5mm。优选地，可满足下列条件：0.1mm≤│HIF424│≤3.5mm；0.1mm≤│HIF414│≤3.5mm。

本发明的光学成像系统的一种实施方式，可通过具有高色散系数与低色散系数的透镜交错排列，而助于光学成像系统色差的修正。

上述非球面的方程式为：

$\begin{array}{c}z=\frac{{\mathrm{ch}}^2}{\&lsqb;1+{\&lsqb;1(k+1)c^2{h}^2\&rsqb;}^{0.5}\&rsqb;}+A4h^4+A6h^{46}+A8h^8+A10h^{10}+A12h^{12}\\ +A14h^{14}+A16h^{16}+A18h^{18}+A20h^{20}+\mathrm{...}\end{array}---\left(1\right)$

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为锥面系数，c为曲率半径的倒数，且A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18以及A20为高阶非球面系数。

本发明提供的光学成像系统中，透镜的材质可为塑胶或玻璃。当透镜材质为塑胶，可以有效降低生产成本与重量。另当透镜的材质为玻璃，则可以控制热效应并且增加光学成像系统屈光力配置的设计空间。此外，光学成像系统中第一透镜至第四透镜的物侧面及像侧面可为非球面，其可获得较多的控制参数，除用以消减像差外，相较于传统玻璃透镜的使用甚至可缩减透镜使用的数量，因此能有效降低本发明光学成像系统的总高度。

再者，本发明提供的光学成像系统中，若透镜表面为凸面，则表示透镜表面在近光轴处为凸面；若透镜表面为凹面，则表示透镜表面在近光轴处为凹面。

另外，本发明的光学成像系统中，依需求可设置至少一个光阑，以减少杂散光，有助于提高图像质量。

本发明的光学成像系统还可视需求应用于移动对焦的光学系统中，并兼具有良好像差修正与良好成像质量的特色，从而扩大应用层面。

本发明的光学成像系统还可视需求包括驱动模组，该驱动模组可与该些透镜相耦合并使该些透镜产生位移。前述驱动模组可以是音圈马达(VCM)用于带动镜头进行对焦，或者为光学防手振元件(OIS)用于降低拍摄过程因镜头振动所导致失焦的发生频率。

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1A及图1B，其中图1A表示依照本发明第一实施例的一种光学成像系统的示意图，图1B由左至右依次为第一实施例的光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图1C表示本实施例的可见光频谱调制转换特征图；图1D表示本实施例的红外线频谱调制转换特征图。由图1A可知，光学成像系统由物侧至像侧依次包括第一透镜110、第二透镜120、光圈100、第三透镜130、第四透镜140、红外线滤光片170、成像面180以及图像感测元件190。

第一透镜110具有负屈光力，且为玻璃材质，其物侧面112为凸面，其像侧面114为凹面，并均为非球面。第一透镜在光轴上的厚度为TP1，第一透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度以ETP1表示。

第一透镜物侧面在光轴上的交点至第一透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI111表示，第一透镜像侧面在光轴上的交点至第一透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI121表示，其满足下列条件：SGI111＝0mm；SGI121＝0mm；│SGI111│/(│SGI111│+TP1)＝0；│SGI121│/(│SGI121│+TP1)＝0。

第一透镜物侧面在光轴上的交点至第一透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF111表示，第一透镜像侧面在光轴上的交点至第一透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF121表示，其满足下列条件：HIF111＝0mm；HIF121＝0mm；HIF111/HOI＝0；HIF121/HOI＝0。

第二透镜120具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面122为凹面，其像侧面124为凸面，并均为非球面，且其物侧面122具有反曲点。第二透镜在光轴上的厚度为TP2，第二透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度以ETP2表示。

第二透镜物侧面在光轴上的交点至第二透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI211表示，第二透镜像侧面在光轴上的交点至第二透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI221表示，其满足下列条件：SGI211＝-0.13283mm；│SGI211│/(│SGI211│+TP2)＝0.05045。

第二透镜物侧面在光轴上的交点至第二透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF211表示，第二透镜像侧面在光轴上的交点至第二透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF221表示，其满足下列条件：HIF211＝2.10379mm；HIF211/HOI＝0.69478。

第三透镜130具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面132为凹面，其像侧面134为凹面，并均为非球面，且其像侧面134具有反曲点。第三透镜在光轴上的厚度为TP3，第三透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度以ETP3表示。

第三透镜物侧面在光轴上的交点至第三透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI311表示，第三透镜像侧面在光轴上的交点至第三透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI321表示，其满足下列条件：SGI321＝0.01218mm；│SGI321│/(│SGI321│+TP3)＝0.03902。

第三透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF311表示，第三透镜像侧面在光轴上的交点至第三透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF321表示，其满足下列条件：HIF321＝0.84373mm；HIF321/HOI＝0.27864。

第四透镜140具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面142为凸面，其像侧面144为凸面，并均为非球面，且其像侧面144具有反曲点。第四透镜在光轴上的厚度为TP4，第四透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度以ETP4表示。

第四透镜物侧面在光轴上的交点至第四透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI411表示，第四透镜像侧面在光轴上的交点至第四透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI421表示，其满足下列条件：SGI411＝0mm；SGI421＝-0.41627mm；│SGI411│/(│SGI411│+TP4)＝0；│SGI421│/(│SGI421│+TP4)＝0.25015。

第四透镜物侧面在光轴上的交点至第四透镜物侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI412表示，其满足下列条件：SGI412＝0mm；│SGI412│/(│SGI412│+TP4)＝0。

第四透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF411表示，第四透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF411表示，其满足下列条件：HIF411＝0mm；HIF421＝1.55079mm；HIF411/HOI＝0；HIF421/HOI＝0.51215。

第四透镜物侧面第二近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF412表示，其满足下列条件：HIF412＝0mm；HIF412/HOI＝0。

第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该成像面间平行于光轴的距离为ETL，第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为EIN，其满足下列条件：ETL＝18.744mm；EIN＝12.339mm；EIN/ETL＝0.658。

本实施例满足下列条件，ETP1＝0.949mm；ETP2＝2.483mm；ETP3＝0.345mm；ETP4＝1.168mm。前述ETP1至ETP4的总和SETP＝4.945mm。TP1＝0.918mm；TP2＝2.500mm；TP3＝0.300mm；TP4＝1.248mm；前述TP1至TP4的总和STP＝4.966mm；SETP/STP＝0.996。

本实施例为特别控制各该透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的厚度(ETP)与该表面所属的该透镜在光轴上的厚度(TP)间的比例关系(ETP/TP)，以在制造性以及修正像差能力间取得平衡，其满足下列条件，ETP1/TP1＝1.034；ETP2/TP2＝0.993；ETP3/TP3＝1.148；ETP4/TP4＝0.936。

本实施例为控制各相邻两透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的水平距离，以在光学成像系统的长度HOS“微缩”程度、制造性以及修正像差能力三者间取得平衡，特别是控制该相邻两透镜在1/2入射瞳直径(HEP)高度的水平距离(ED)与该相邻两透镜在光轴上的水平距离(IN)间的比例关系(ED/IN)，其满足下列条件，第一透镜与第二透镜间在1/2入射瞳直径(HEP)高度的平行于光轴的水平距离为ED12＝4.529mm；第二透镜与第三透镜间在1/2入射瞳直径(HEP)高度的平行于光轴的水平距离为ED23＝2.735mm；第三透镜与第四透镜间在1/2入射瞳直径(HEP)高度的平行于光轴的水平距离为ED34＝0.131mm。

第一透镜与第二透镜在光轴上的水平距离为IN12＝4.571mm，两者间的比值为ED12/IN12＝0.991。第二透镜与第三透镜在光轴上的水平距离为IN23＝2.752mm，两者间的比值为ED23/IN23＝0.994。第三透镜与第四透镜在光轴上的水平距离为IN34＝0.094mm，两者间的比值为ED34/IN34＝1.387。

第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该成像面间平行于光轴的水平距离为EBL＝6.405mm，第四透镜像侧面上与光轴的交点至该成像面的间平行于光轴的水平距离为BL＝6.3642mm，本发明的实施例可满足下列公式：EBL/BL＝1.00641。本实施例第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至红外线滤光片之间平行于光轴的距离为EIR＝0.065mm，第四透镜像侧面上与光轴的交点至红外线滤光片之间平行于光轴的距离为PIR＝0.025mm，并满足下列公式：EIR/PIR＝2.631。

红外线滤光片170为玻璃材质，其设置于第四透镜140及成像面180间且不影响光学成像系统的焦距。

第一实施例的光学成像系统中，光学成像系统的焦距为f，光学成像系统的入射瞳直径为HEP，光学成像系统中最大视角的一半为HAF，其数值如下：f＝2.6841mm；f/HEP＝2.7959；以及HAF＝70度与tan(HAF)＝2.7475。

第一实施例的光学成像系统中，第一透镜110的焦距为f1，第四透镜140的焦距为f4，其满足下列条件：f1＝-5.4534mm；│f/f1│＝0.4922；f4＝2.7595mm；以及│f1/f4│＝1.9762。

第一实施例的光学成像系统中，第二透镜120至第三透镜130的焦距分别为f2、f3，其满足下列条件：│f2│+│f3│＝13.2561mm；│f1│+│f4│＝8.2129mm以及│f2│+│f3│>│f1│+│f4│。

光学成像系统的焦距f与每一片具有正屈光力的透镜的焦距fp的比值PPR，光学成像系统的焦距f与每一片具有负屈光力的透镜的焦距fn的比值NPR，第一实施例的光学成像系统中，所有正屈光力的透镜的PPR总和为ΣPPR＝f/f2+f/f4＝1.25394，所有负屈光力的透镜的NPR总和为ΣNPR＝f/f1+f/f2＝1.21490，ΣPPR/│ΣNPR│＝1.03213。同时亦满足下列条件：│f/f1│＝0.49218；│f/f2│＝0.28128；│f/f3│＝0.72273；│f/f4│＝0.97267。

第一实施例的光学成像系统中，第一透镜物侧面112至第四透镜像侧面144间的距离为InTL，第一透镜物侧面112至成像面180间的距离为HOS，光圈100至成像面180间的距离为InS，图像感测元件190有效感测区域对角线长的一半为HOI，第四透镜像侧面144至成像面180间的距离为InB，其满足下列条件：InTL+InB＝HOS；HOS＝18.74760mm；HOI＝3.088mm；HOS/HOI＝6.19141；HOS/f＝6.9848；InTL/HOS＝0.6605；InS＝8.2310mm；以及InS/HOS＝0.4390。

第一实施例的光学成像系统中，在光轴上所有具屈光力的透镜的厚度总和为ΣTP，其满足下列条件：ΣTP＝4.9656mm；以及ΣTP/InTL＝0.4010。由此，当可同时兼顾系统成像的对比度以及透镜制造的质量并提供适当的后焦距以容置其他元件。

第一实施例的光学成像系统中，第一透镜物侧面112的曲率半径为R1，第一透镜像侧面114的曲率半径为R2，其满足下列条件：│R1/R2│＝9.6100。由此，第一透镜的具备适当正屈光力强度，避免球差增加过速。

第一实施例的光学成像系统中，第四透镜物侧面142的曲率半径为R7，第四透镜像侧面144的曲率半径为R8，其满足下列条件：(R7-R8)/(R7+R8)＝-35.5932。由此，有利于修正光学成像系统所产生的像散。

第一实施例的光学成像系统中，所有具正屈光力的透镜的焦距总和为ΣPP，其满足下列条件：ΣPP＝12.30183mm；以及f4/ΣPP＝0.22432。由此，有助于适当分配第四透镜140的正屈光力至其他正透镜，以抑制入射光线行进过程显著像差的产生。

第一实施例的光学成像系统中，所有具负屈光力的透镜的焦距总和为ΣNP，其满足下列条件：ΣNP＝-14.6405mm；以及f1/ΣNP＝0.59488。由此，有助于适当分配第四透镜的负屈光力至其他负透镜，以抑制入射光线行进过程显著像差的产生。

第一实施例的光学成像系统中，第一透镜110与第二透镜120在光轴上的间隔距离为IN12，其满足下列条件：IN12＝4.5709mm；IN12/f＝1.70299。由此，有助于改善透镜的色差以提高其性能。

第一实施例的光学成像系统中，第二透镜120与第三透镜130在光轴上的间隔距离为IN23，其满足下列条件：IN23＝2.7524mm；IN23/f＝1.02548。由此，有助于改善透镜的色差以提高其性能。

第一实施例的光学成像系统中，第三透镜130与第四透镜140在光轴上的间隔距离为IN34，其满足下列条件：IN34＝0.0944mm；IN34/f＝0.03517。由此，有助于改善透镜的色差以提高其性能。

第一实施例的光学成像系统中，第一透镜110与第二透镜120在光轴上的厚度分别为TP1以及TP2，其满足下列条件：TP1＝0.9179mm；TP2＝2.5000mm；TP1/TP2＝0.36715以及(TP1+IN12)/TP2＝2.19552。由此，有助于控制光学成像系统制造的敏感度并提高其性能。

第一实施例的光学成像系统中，第三透镜130与第四透镜140在光轴上的厚度分别为TP3以及TP4，前述两透镜在光轴上的间隔距离为IN34，其满足下列条件：TP3＝0.3mm；TP4＝1.2478mm；TP3/TP4＝0.24043以及(TP4+IN34)/TP3＝4.47393。由此，有助于控制光学成像系统制造的敏感度并降低系统总高度。

第一实施例的光学成像系统中，其满足下列条件：IN23/(TP2+IN23+TP3)＝0.49572。由此有助层层微幅修正入射光行进过程所产生的像差并降低系统总高度。

第一实施例的光学成像系统中，第四透镜物侧面142在光轴上的交点至第四透镜物侧面142的最大有效半径位置在光轴上的水平位移距离为InRS41，第四透镜像侧面144在光轴上的交点至第四透镜像侧面144的最大有效半径位置在光轴上的水平位移距离为InRS42，第四透镜140在光轴上的厚度为TP4，其满足下列条件：InRS41＝0.2955mm；InRS42＝-0.4940mm；│InRS41│+│InRS42│＝0.7894mm；│InRS41│/TP4＝0.23679；以及│InRS42│/TP4＝0.39590。由此有利于镜片制作与成型，并有效维持其小型化。

本实施例的光学成像系统中，第四透镜物侧面142的临界点C41与光轴的垂直距离为HVT41，第四透镜像侧面144的临界点C42与光轴的垂直距离为HVT42，其满足下列条件：HVT41＝0mm；HVT42＝0mm。

本实施例光学成像系统其满足下列条件：HVT42/HOI＝0。

本实施例光学成像系统其满足下列条件：HVT42/HOS＝0。

第一实施例的光学成像系统中，第一透镜的色散系数为NA1，第二透镜的色散系数为NA2，第三透镜的色散系数为NA3，第四透镜的色散系数为NA4，其满足下列条件：│NA1-NA2│＝0.0351。由此，有助于光学成像系统色差的修正。

第一实施例的光学成像系统中，光学成像系统在结像时的TV畸变为TDT，结像时的光学畸变为ODT，其满足下列条件：TDT＝37.4846％；ODT＝-55.3331％。

本实施例的光学成像系统中，可见光在该成像面上的光轴、0.3HOI以及0.7HOI三处在四分之一空间频率(110cycles/mm)的调制转换对比转移率(MTF数值)分别以MTFQ0、MTFQ3以及MTFQ7表示，其满足下列条件：MTFQ0约为0.65；MTFQ3约为0.52；以及MTFQ7约为0.42。可见光在该成像面上的光轴、0.3HOI以及0.7HOI三处在空间频率55cycles/mm的调制转换对比转移率(MTF数值)分别以MTFE0、MTFE3以及MTFE7表示，其满足下列条件：MTFE0约为0.84；MTFE3约为0.76；以及MTFE7约为0.69。

本实施例的光学成像系统中，红外线工作波长850nm当聚焦在成像面上，图像在该成像面上的光轴、0.3HOI以及0.7HOI三处在空间频率(55cycles/mm)的调制转换对比转移率(MTF数值)分别以MTFI0、MTFI3以及MTFI7表示，其满足下列条件：MTFI0约为0.83；MTFI3约为0.79；以及MTFI7约为0.65。

再配合参照下列表一以及表二。

表二、第一实施例的非球面系数

表一为第1图第一实施例详细的结构数据，其中曲率半径、厚度、距离及焦距的单位为mm，且表面0-14依次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表非球面曲线方程式中的锥面系数，A1-A20则表示各表面第1-20阶非球面系数。此外，以下各实施例表格为对应各实施例的示意图与像差曲线图，表格中数据的定义均与第一实施例的表一及表二的定义相同，在此不加赘述。

第二实施例

请参照图2A及图2B，其中图2A表示依照本发明第二实施例的一种光学成像系统的示意图，图2B由左至右依次为第二实施例的光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图2C表示本实施例的可见光频谱调制转换特征图；图2D表示本实施例的红外线频谱调制转换特征图。由图2A可知，光学成像系统由物侧至像侧依次包括第一透镜210、第二透镜220、光圈200、第三透镜230、第四透镜240、红外线滤光片270、成像面280以及图像感测元件290。

第一透镜210具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面212为凸面，其像侧面214为凹面，并均为非球面。

第二透镜220具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面222为凸面，其像侧面224为凸面，并均为非球面。

第三透镜230具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面232为凹面，其像侧面234为凹面，并均为非球面，且其像侧面234具有反曲点。

第四透镜240具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面242为凸面，其像侧面244为凸面，并均为非球面，且其物侧面242具有反曲点以及像侧面244具有二个反曲点。

红外线滤光片270为玻璃材质，其设置于第四透镜240及成像面280间且不影响光学成像系统的焦距。

第二实施例的光学成像系统中，第二透镜220至第四透镜240的焦距分别为f2、f3、f4，其满足下列条件：│f2│+│f3│＝9.3513mm；│f1│+│f4│＝10.5805mm；以及│f2│+│f3│<│f1│+│f4│。

第二实施例的光学成像系统中，第二透镜、第四透镜均为正透镜，焦距分别为f2以及f4，所有具正屈光力的透镜的焦距总和为ΣPP，其满足下列条件：ΣPP＝f2+f4。由此，有助于适当分配第四透镜的正屈光力至其他正透镜，以抑制入射光行进过程显著像差的产生。

第二实施例的光学成像系统中，第一透镜与第三透镜的焦距分别为f1以及f3，所有具负屈光力的透镜的焦距总和为ΣNP，其满足下列条件：ΣNP＝f1+f3。由此，有助于适当分配第一透镜的负屈光力至其他负透镜。

请配合参照下列表三以及表四。

表四、第二实施例的非球面系数

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，下表参数的定义均与第一实施例相同，在此不加以赘述。

依据表三及表四可得到下列条件式数值：

依据表三及表四可得到下列条件式数值：

第三实施例

请参照图3A及图3B，其中图3A表示依照本发明第三实施例的一种光学成像系统的示意图，图3B由左至右依次为第三实施例的光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图3C表示本实施例的可见光频谱调制转换特征图；图3D表示本实施例的红外线频谱调制转换特征图。由图3A可知，光学成像系统由物侧至像侧依次包括第一透镜310、第二透镜320、光圈300、第三透镜330、第四透镜340、红外线滤光片370、成像面380以及图像感测元件390。

第一透镜310具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面312为凸面，其像侧面314为凹面，并均为非球面，其物侧面312。

第二透镜320具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面322为凸面，其像侧面324为凸面，并均为非球面。

第三透镜330具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面332为凹面，其像侧面334为凹面，并均为非球面，其像侧面334具有反曲点。

第四透镜340具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面342为凸面，其像侧面344为凸面，并均为非球面，且其像侧面344具有反曲点。

红外线滤光片370为玻璃材质，其设置于第四透镜340及成像面380间且不影响光学成像系统的焦距。

第三实施例的光学成像系统中，第二透镜320至第四透镜340的焦距分别为f2、f3、f4，其满足下列条件：│f2│+│f3│＝9.2374mm；∣f1│+│f4│＝11.4734mm；以及│f2│+│f3│<│f1│+│f4│。

第三实施例的光学成像系统中，第二透镜、第四透镜均为正透镜，焦距分别为f2以及f4，所有具正屈光力的透镜的焦距总和为ΣPP，其满足下列条件：ΣPP＝f2+f4。由此，有助于适当分配第四透镜的正屈光力至其他正透镜，以抑制入射光行进过程显著像差的产生。

第三实施例的光学成像系统中，第一透镜与第三透镜的焦距分别为f1以及f3，所有具负屈光力的透镜的焦距总和为ΣNP，其满足下列条件：ΣNP＝f1+f3。由此，有助于适当分配第一透镜的负屈光力至其他负透镜。

请配合参照下列表五以及表六。

表六、第三实施例的非球面系数

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，下表参数的定义均与第一实施例相同，在此不加以赘述。

依据表五及表六可得到下列条件式数值：

依据表五及表六可得到下列条件式数值：

第四实施例

请参照图4A及图4B，其中图4A表示依照本发明第四实施例的一种光学成像系统的示意图，图4B由左至右依次为第四实施例的光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图4C表示本实施例的可见光频谱调制转换特征图；图4D表示本实施例的红外线频谱调制转换特征图。由图4A可知，光学成像系统由物侧至像侧依次包括第一透镜410、第二透镜420、光圈400、第三透镜430、第四透镜440、红外线滤光片470、成像面480以及图像感测元件490。

第一透镜410具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面412为凸面，其像侧面414为凹面，并均为非球面。

第二透镜420具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面422为凸面，其像侧面424为凸面，并均为非球面。

第三透镜430具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面432为凹面，其像侧面434为凹面，并均为非球面，且其像侧面434具有反曲点。

第四透镜440具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面442为凸面，其像侧面444为凸面，并均为非球面，且其像侧面444具有反曲点。

红外线滤光片470为玻璃材质，其设置于第四透镜440及成像面480间且不影响光学成像系统的焦距。

第四实施例的光学成像系统中，第二透镜420至第四透镜440的焦距分别为f2、f3、f4，其满足下列条件：│f2│+│f3│＝7.7055mm；∣f1│+│f4│＝8.5873mm；以及│f2│+│f3│<│f1│+│f4│。

第四实施例的光学成像系统中，第二透镜、第四透镜均为正透镜，焦距分别为f2以及f4，所有具正屈光力的透镜的焦距总和为ΣPP，其满足下列条件：ΣPP＝f2+f4。由此，有助于适当分配第四透镜的正屈光力至其他正透镜，以抑制入射光行进过程显著像差的产生。

第四实施例的光学成像系统中，第一透镜与第三透镜的焦距分别为f1以及f3，所有具负屈光力的透镜的焦距总和为ΣNP，其满足下列条件：ΣNP＝f1+f3。由此，有助于适当分配第一透镜的负屈光力至其他负透镜。

请配合参照下列表七以及表八。

表八、第四实施例的非球面系数

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，下表参数的定义均与第一实施例相同，在此不加以赘述。

依据表七及表八可得到下列条件式数值：

依据表七及表八可得到下列条件式数值：

第五实施例

请参照图5A及图5B，其中图5A表示依照本发明第五实施例的一种光学成像系统的示意图，图5B由左至右依次为第五实施例的光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图5C表示本实施例的可见光频谱调制转换特征图；图5D表示本实施例的红外线频谱调制转换特征图。由图5A可知，光学成像系统由物侧至像侧依次包括第一透镜510、第二透镜520、光圈500、第三透镜530、第四透镜540、红外线滤光片570、成像面580以及图像感测元件590。

第一透镜510具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面512为凸面，其像侧面514为凹面，并均为非球面。

第二透镜520具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面522为凸面，其像侧面524为凸面，并均为非球面，且其物侧面522具有反曲点。

第三透镜530具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面532为凹面，其像侧面534为凹面，并均为非球面，且其像侧面534具有反曲点。

第四透镜540具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面542为凸面，其像侧面544为凸面，并均为非球面，且其像侧面544具有反曲点。

红外线滤光片570为玻璃材质，其设置于第四透镜540及成像面580间且不影响光学成像系统的焦距。

第五实施例的光学成像系统中，第二透镜520至第四透镜540的焦距分别为f2、f3、f4，其满足下列条件：│f2│+│f3│＝8.2053mm；∣f1│+│f4│＝10.8250mm；以及│f2│+│f3│>│f1│+│f4│。

第五实施例的光学成像系统中，第二透镜、第四透镜均为正透镜，焦距分别为f2以及f4，所有具正屈光力的透镜的焦距总和为ΣPP，其满足下列条件：ΣPP＝f2+f4。由此，有助于适当分配第四透镜的正屈光力至其他正透镜，以抑制入射光行进过程显著像差的产生。

第五实施例的光学成像系统中，第一透镜与第三透镜的焦距分别为f1以及f3，所有具负屈光力的透镜的焦距总和为ΣNP，其满足下列条件：ΣNP＝f1+f3。由此，有助于适当分配第一透镜的负屈光力至其他负透镜。

请配合参照下列表九以及表十。

表十、第五实施例的非球面系数

第五实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表参数的定义均与第一实施例相同，在此不加以赘述。

依据表九及表十可得到下列条件式数值：

依据表九及表十可得到下列条件式数值：

第六实施例

请参照图6A及图6B，其中图6A表示依照本发明第六实施例的一种光学成像系统的示意图，图6B由左至右依次为第六实施例的光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图6C表示本实施例的可见光频谱调制转换特征图；图6D表示本实施例的红外线频谱调制转换特征图。由图6A可知，光学成像系统由物侧至像侧依次包括第一透镜610、第二透镜620、第三透镜630、光圈600、第四透镜640、红外线滤光片670、成像面680以及图像感测元件690。

第一透镜610具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面612为凸面，其像侧面614为凹面，并均为非球面。

第二透镜620具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面622为凹面，其像侧面624为凸面，并均为非球面。

第三透镜630具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面632为凹面，其像侧面634为凸面，并均为非球面，且其物侧面632具有反曲点以及像侧面634具有二个反曲点。

第四透镜640具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面642为凸面，其像侧面644为凸面，并均为非球面，且其物侧面642具有反曲点。

红外线滤光片670为玻璃材质，其设置于第四透镜640及成像面680间且不影响光学成像系统的焦距。

第六实施例的光学成像系统中，第二透镜620至第四透镜640的焦距分别为f2、f3、f4，其满足下列条件：│f2│+│f3│＝71.9880mm；│f1│+│f4│＝8.3399mm。

第五实施例的光学成像系统中，第二透镜、第三透镜以及第四透镜均为正透镜，焦距分别为f2、f3以及f4，所有具正屈光力的透镜的焦距总和为ΣPP，其满足下列条件：ΣPP＝f2+f3+f4。由此，有助于适当分配第四透镜的正屈光力至其他正透镜，以抑制入射光行进过程显著像差的产生。

第五实施例的光学成像系统中，第一透镜的焦距分别为f1，所有具负屈光力的透镜的焦距总和为ΣNP，其满足下列条件：ΣNP＝f1。由此，有助于适当分配第一透镜的负屈光力至其他负透镜。

请配合参照下列表十一以及表十二。

表十二、第六实施例的非球面系数

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，下表参数的定义均与第一实施例相同，在此不加以赘述。

依据表十一及表十二可得到下列条件式数值：

依据表十一及表十二可得到下列条件式数值：

本发明所有实施例在成像面上最大成像高度处(即1.0视场)的相对照度(RelativeIllumination)以RI表示(单位％)，第一实施例至第六实施例的RI数值分别为80％、70％、60％、30％、50％、50％。

虽然本发明已以实施方式公开如上，但是并非用以限定本发明，本领域技术人员，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，但均在本发明保护范围内。

虽然本发明已参照其例示性实施例而特别地显示及描述，将为本领域技术人员所理解的是，在不脱离以下权利要求及其等效物所定义的本发明的精神与范畴下可对其进行形式与细节上的各种变更。

Claims (25)

1.一种光学成像系统，其特征在于，由物侧至像侧依次包括：

第一透镜，具有屈光力；

第二透镜，具有屈光力；

第三透镜，具有屈光力；

第四透镜，具有屈光力；以及

成像面，其中所述光学成像系统具有屈光力的透镜为四枚且所述第一透镜至所述第四透镜中至少一个透镜的至少一个表面具有至少一个反曲点，所述第一透镜至所述第四透镜中至少一个透镜具有正屈光力，并且所述第四透镜的物侧表面及像侧表面均为非球面，所述第一透镜至所述第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像镜片系统的入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面与光轴的交点至所述成像面与光轴的交点间具有距离HOS，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度分别为ETP1、ETP2、ETP3以及ETP4，前述ETP1至ETP4的总和为SETP，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜在光轴上的厚度分别为TP1、TP2、TP3以及TP4，前述TP1至TP4的总和为STP，其满足下列条件：1.2≤f/HEP≤6.0；0.5≤HOS/f≤20以及0.5≤SETP/STP<1。

2.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第一透镜物侧面上在1/2HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴的水平距离为ETL，所述第一透镜物侧面上在1/2HEP高度的坐标点至所述第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为EIN，其满足下列条件：0.2≤EIN/ETL<1。

3.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第一透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP1，所述第二透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP2，所述第三透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP3，所述第四透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP4，前述ETP1至ETP4的总和为SETP，其满足下列公式：0.3≤SETP/EIN≤0.8。

4.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述光学成像系统包括滤光元件，所述滤光元件位于所述第四透镜以及所述成像面之间，所述第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述滤光元件间平行于光轴的距离为EIR，所述第四透镜像侧面上与光轴的交点至所述滤光元件间平行于光轴的距离为PIR，其满足下列公式：0.2≤EIR/PIR≤5.0。

5.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第一透镜至所述第四透镜中至少二个透镜中每个的至少一个表面具有至少一个反曲点。

6.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，其中可见光频谱在所述成像面上垂直于光轴具有最大成像高度HOI，在所述成像面上的光轴、0.3HOI以及0.7HOI三处在空间频率110cycles/mm的调制转换对比转移率(MTF数值)分别以MTFQ0、MTFQ3以及MTFQ7表示，其满足下列条件：MTFQ0≥0.3；MTFQ3≥0.2；以及MTFQ7≥0.1。

7.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述光学成像系统的最大视角的一半为HAF，并满足下列条件：0.4≤│tan(HAF)│≤6.0。

8.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第四透镜像侧面上在1/2HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴的水平距离为EBL，所述第四透镜像侧面上与光轴的交点至所述成像面平行于光轴的水平距离为BL，其满足下列公式：0.5≤EBL/BL≤1.1。

9.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，其中还包括光圈，在所述光轴上所述光圈至所述成像面具有距离InS，所述光学成像系统设有图像感测元件在所述成像面，其所述光学成像系统在所述成像面上垂直于光轴具有最大成像高度HOI，系满足下列关系式：0.2≤InS/HOS≤1.1；以及0.5<HOS/HOI≤15。

10.一种光学成像系统，其特征在于，由物侧至像侧依次包括：

第一透镜，具有负屈光力；

第二透镜，具有屈光力；

第三透镜，具有屈光力；

第四透镜，具有屈光力；以及

成像面，其中所述光学成像系统具有屈光力的透镜为四枚且所述第一透镜至所述第四透镜中至少两个透镜中每个的至少一个表面具有至少一个反曲点，所述第四透镜的物侧表面及像侧表面均为非球面，所述第一透镜至所述第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像镜片系统的入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面与光轴的交点至所述成像面与光轴的交点间具有距离HOS，所述光学成像系统的最大视角的一半为HAF，所述第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴的水平距离为ETL，所述第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述第四透镜像侧面上在1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为EIN，其满足下列条件：1.2≤f/HEP≤6.0；0.5≤HOS/f≤3.0；0.4≤│tan(HAF)│≤6.0；0.2≤EIN/ETL<1。

11.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第三透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述第四透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为ED34，所述第三透镜与所述第四透镜之间在光轴上的距离为IN34，其满足下列条件：0.5≤ED34/IN34≤5.0。

12.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第二透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述第三透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为ED23，所述第一透镜与所述第二透镜之间在光轴上的距离为IN23，其满足下列条件：0.1≤ED23/IN23≤5。

13.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第一透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述第二透镜物侧面上在1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为ED12，所述第一透镜与所述第二透镜之间在光轴上的距离为IN12，其满足下列条件：0.1≤ED12/IN12≤5。

14.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第一透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP1，所述第一透镜在光轴上的厚度为TP1，其满足下列条件：0.5≤ETP1/TP1≤3.0。

15.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第二透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP2，所述第二透镜在光轴上的厚度为TP2，其满足下列条件：0.5≤ETP2/TP2≤3.0。

16.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第三透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP3，所述第三透镜在光轴上的厚度为TP3，其满足下列条件：0.5≤ETP3/TP3≤3.0。

17.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第四透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP4，所述第四透镜在光轴上的厚度为TP4，其满足下列条件：0.5≤ETP4/TP4≤3.0。

18.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第一透镜与所述第二透镜之间在光轴上的距离为IN12，且满足下列公式：0<IN12/f≤5.0。

19.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述光学成像系统满足下列条件：0.001≤│f/f1│≤3.0；0.01≤│f/f2│≤3.0；0.01≤│f/f3│≤3.0；0.01≤│f/f4│≤3.0。

20.一种光学成像系统，其特征在于，由物侧至像侧依次包括：

第一透镜，具有负屈光力；

第二透镜，具有屈光力；

第三透镜，具有屈光力，其至少一个表面具有至少一个反曲点；

第四透镜，具有正屈光力，且其至少一个表面具有至少一个反曲点；以及

成像面，其中所述光学成像系统具有屈光力的透镜为四枚，所述第一透镜至所述第四透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像镜片系统的入射瞳直径为HEP，所述光学成像系统的最大视角的一半为HAF，所述第一透镜物侧面与光轴的交点至所述成像面与光轴的交点间具有距离HOS，所述第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴的水平距离为ETL，所述第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为EIN，其满足下列条件：1.2≤f/HEP≤3.0；0.5≤HOS/f≤20；0.4≤│tan(HAF)│≤6.0；0.2≤EIN/ETL<1。

21.如权利要求20所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第四透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴的水平距离为EBL，所述第四透镜像侧面上与光轴的交点至所述成像面平行于光轴的水平距离为BL，其满足：0.5≤EBL/BL≤1.1。

22.如权利要求20所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述系统在所述成像面上垂直于光轴具有最大成像高度HOI，所述光学成像系统于所述最大成像高度HOI处的相对照度以RI表示，红外线工作波长850nm在所述成像面上的光轴、0.3HOI以及0.7HOI三处在空间频率55cycles/mm的调制转换对比转移率分别以MTFI0、MTFI3以及MTFI7表示，其满足下列条件：MTFI0≥0.3；MTFI3≥0.2；MTFI7≥0.1以及20％≤RI<100％。

23.如权利要求20所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述第三透镜与所述第四透镜之间在光轴上的距离为IN34，且满足下列公式：0<IN34/f≤5.0。

24.如权利要求20所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述光学成像系统于所述成像面上垂直于光轴具有成像高度HOI，其满足下列公式：0.5<HOS/HOI≤15。

25.如权利要求20所述的光学成像系统，其特征在于，其中所述光学成像系统还包括光圈、图像感测元件以及驱动模组，所述图像感测元件设置于所述成像面并且至少设置10万个像素，并且在所述光圈至所述成像面之间具有距离InS，所述驱动模组可与所述第一透镜至所述第四透镜相耦合并使所述第一透镜至所述第四透镜产生位移，其满足下列公式：0.2≤InS/HOS≤1.1。