CN106896467B - 光学成像系统 - Google Patents

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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。
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 Coupled Device；CCD)或互补性氧化金属半导体元(Complementary Metal-Oxide SemiconduTPor Sensor；CMOS Sensor)两种，且随着半导体制作工艺的精进，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。但是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，如何有效增加光学成像系统的进光量与增加光学成像系统的视角，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系统的衡平设计。
本发明实施例相关的透镜参数的用语与其标号详列如下，作为后续描述的参考：
请参照图7，光学成像系统可包括图像感测模组(未表示)，该图像感测模组包括有基板以及设置在该基板上的感光元件；光学成像系统另外可包括第一镜片定位元件710，并以PE1(Positioning Element 1)表示，该第一镜片定位元件，包括有底座以及镜座；该底座具有开放的容置空间，且设置在该基板上使该感光元件位于该容置空间中；该镜座(可选择采用一体制成)呈中空并且不具透光性，且该镜座具有相互连通的筒部7141以及基部7142，该筒部具有预定壁厚TPE1(Thickness of Positioning Element 1)，且该镜座在相反的两端分别具有第一穿孔7143以及第二穿孔7144，该第一穿孔连通该筒部以及该第二穿孔连通该基部。该基部垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值以PhiD表示。该第二穿孔的最大内径孔径则以Phi2表示。
光学成像系统还可包括第二镜片定位元件720，并以PE2(Positioning Element2)表示，该第二镜片定位元件容置在该第一镜片定位元件的镜座中，并包括有定位部722以及连接部724。该定位部呈中空，且在光轴方向上相反的两端分别具有第三穿孔7241以及第四穿孔7242，该第三穿孔7241连通该定位部722以及该第四穿孔7242连通该基部7142。并具有预定壁厚TPE2(Thickness of Positioning Element 2)，该定位部722直接接触本发明实施例任一镜片并产生容置该镜片以及排列该镜片在光轴上的定位效果。该连接部724设置在该定位部722的外侧，可直接结合于该筒部7141以产生令该第二镜片定位元件720容置在该第一镜片定位元件的镜座中并且令光学成像系统具备在光轴方向的调整焦距与定位的功能。该连接部垂直于光轴的平面上的最大外径以PhiC表示。该第四穿孔7242的最大内径孔径则以Phi4表示。前述连接部724可具有螺牙而令该第二镜片定位元件720螺合于该第一镜片定位元件的镜座中。
本发明实施例任一镜片，可选择直接设置于该第一镜片定位元件的筒部7141中并较该感光元件接近该第一穿孔7143，且正对该感光元件。本发明实施例任一镜片，也可选择间接通过该第二镜片定位元件720而设置于该第一镜片定位元件710中并较该感光元件接近该第三穿孔7241，且正对该感光元件。
本发明实施例相关的透镜参数的用语与其标号详列如下，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
光学成像系统的入射瞳直径以HEP表示；光学成像系统的出射光瞳是指孔径光阑经过孔径光阑后面的透镜组并在像空间所成的像，出射光瞳直径以HXP表示；单一透镜的任一表面的最大有效半径是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。光学成像系统中最接近成像面的透镜的像侧面的最大有效直径以PhiA表示，其满足条件式PhiA＝2倍EHD，若该表面为非球面，则最大有效直径的截止点即为含有非球面的截止点。单一透镜的任一表面的无效半径(Ineffective Half Diameter；IHD)是指朝远离光轴方向延伸自同一表面的最大有效半径的截止点(若该表面为非球面，即该表面上具非球面系数的终点)的表面区段。光学成像系统中最接近成像面的透镜的像侧面的最大直径以PhiB表示，其满足条件式PhiB＝2倍(最大有效半径EHD+最大无效半径IHD)＝PhiA+2倍(最大无效半径IHD)。
光学成像系统中最接近成像面(即像空间)的透镜像侧面的最大有效直径，又可称之为光学出瞳，其以PhiA表示，若光学出瞳位于第三透镜像侧面则以PhiA3表示，若光学出瞳位于第四透镜像侧面则以PhiA4表示，若光学出瞳位于第五透镜像侧面则以PhiA5表示，若光学出瞳位于第六透镜像侧面则以PhiA6表示，若光学成像系统具有不同具屈光力片数的透镜，其光学出瞳表示方式以此类推。光学成像系统的瞳放比以PMR表示，其满足条件式为PMR＝PhiA/HEP。
与透镜面形弧长及表面轮廓有关的参数
单一透镜的任一表面的最大有效半径的轮廓曲线长度，是指该透镜的表面与所属光学成像系统的光轴的交点为起始点，自该起始点沿着该透镜的表面轮廓直至其最大有效半径的终点为止，前述两点间的曲线弧长为最大有效半径的轮廓曲线长度，并以ARS表示。例如第一透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS11表示，第一透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS12表示。第二透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS21表示，第二透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS22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的轮廓曲线长度表示方式以此类推。
单一透镜的任一表面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度，是指该透镜的表面与所属光学成像系统的光轴的交点为起始点，自该起始点沿着该透镜的表面轮廓直至该表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度的坐标点为止，前述两点间的曲线弧长为1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度，并以ARE表示。例如第一透镜物侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE11表示，第一透镜像侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE12表示。第二透镜物侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE21表示，第二透镜像侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE22表示。光学成像系统中其余透镜的任一表面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度表示方式以此类推。
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于光轴的水平位移距离以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于光轴的水平位移距离以InRS42表示(例示)。
与透镜面型有关的参数
临界点C是指特定透镜表面上，除与光轴的交点外，一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也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也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也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也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也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也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也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也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(TVDistortion)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。
光圈边缘横向像差以STA(STOP Transverse Aberration)表示，评价特定光学成像系统的性能，可利用子午面光扇(tangential fan)或弧矢面光扇(sagittal fan)上计算任一视场的光线横向像差，特别是分别计算最长工作波长(例如波长为650NM)以及最短工作波长(例如波长为470NM)通过光圈边缘的横向像差大小作为性能优异的标准。前述子午面光扇的坐标方向，可进一步区分成正向(上光线)与负向(下光线)。最长工作波长通过光圈边缘的横向像差，其定义为最长工作波长通过光圈边缘入射在成像面上特定视场的成像位置，其与参考波长主光线(例如波长为555NM)在成像面上该视场的成像位置两位置间的距离差，最短工作波长通过光圈边缘的横向像差，其定义为最短工作波长通过光圈边缘入射在成像面上特定视场的成像位置，其与参考波长主光线在成像面上该视场的成像位置两位置间的距离差，评价特定光学成像系统的性能为优异，可利用最短以及最长工作波长通过光圈边缘入射在成像面上0.7视场(即0.7成像高度HOI)的横向像差均小于50微米(μm)作为检核方式，甚至可进一步以最短以及最长工作波长通过光圈边缘入射在成像面上0.7视场的横向像差均小于30微米(μm)作为检核方式。
光学成像系统于成像面上垂直于光轴具有一最大成像高度HOI，光学成像系统的正向子午面光扇的最长工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差以PLTA表示，其正向子午面光扇的最短工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差以PSTA表示，负向子午面光扇的最长工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差以NLTA表示，负向子午面光扇的最短工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差以NSTA表示，弧矢面光扇的最长工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差以SLTA表示，弧矢面光扇的最短工作波长通过该入射瞳边缘并入射在该成像面上0.7HOI处的横向像差以SSTA表示。
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，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，并且所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像系统的入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面至所述成像面在光轴上具有距离HOS，所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面在光轴上具有距离InTL，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE，其满足下列条件：1.0≤f/HEP≤10；0.5≤HOS/f≤20；0<PhiA4/InTL≤1.4；以及0.1≤2(ARE/HEP)≤2.0。
优选地，所述光学成像系统在结像时的TV畸变为TDT，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，所述光学成像系统的正向子午面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以PLTA表示，其正向子午面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以PSTA表示，负向子午面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以NLTA表示，负向子午面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以NSTA表示，弧矢面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以SLTA表示，弧矢面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以SSTA表示，其满足下列条件：PLTA≤100微米；PSTA≤100微米；NLTA≤100微米；NSTA≤100微米；SLTA≤100微米；以及SSTA≤100微米；│米；│≤1100％。
优选地，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面的最大有效半径以EHD表示，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面的最大有效半径处为终点，前述两点间的轮廓曲线长度为ARS，其满足下列公式：0.1≤ARS/EHD≤2.0。
优选地，所述光学成像系统的可视角度的一半为HAF，其满足下列公式：0deg<HAF≤100deg。
优选地，所述光学成像系统满足下列公式：0mm<HOS≤15mm。
优选地，所述第四透镜的物侧表面在光轴上的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE41，所述第四透镜的像侧表面在光轴上的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE42，第四透镜在光轴上的厚度为TP4，其满足下列条件：0.5≤ARE41/TP4≤20；以及0.5≤ARE42/TP4≤20。
优选地，所述光学成像系统满足下列条件：0<PhiA4/HEP≤4.0。
优选地，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，其满足下列公式：0<PhiA4/2HOI≤2.0。
优选地，还包括光圈，并且在所述光圈至所述成像面具有距离InS，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，其满足下列公式：0.2≤InS/HOS≤1.1以及0.5<HOS/HOI≤1.6。
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；
成像面；以及
第一镜片定位元件，其包括有镜座，所述镜座呈中空并且不具透光性，且所述镜座具有相互连通的筒部以及基部，所述筒部用以容置所述第一透镜至所述第四透镜，所述基部位于所述第四透镜以及所述成像面之间，并且所述基部的外周缘大于所述筒部的外周缘，所述基部垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为PhiD，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具有正屈光力，所述第四透镜的物侧表面及像侧表面均为非球面，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像系统的入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面至所述成像面在光轴上具有距离HOS，所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面在光轴上具有距离InTL，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE，其满足下列条件：1.0≤f/HEP≤10；0.5≤HOS/f≤20；0mm<PhiD≤4.0mm；以及0.1≤2(ARE/HEP)≤2.0。
优选地，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，其满足下列公式：0<PhiA4/InTL≤1.4。
优选地，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面的最大有效半径以EHD表示，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面的最大有效半径处为终点，前述两点间的轮廓曲线长度为ARS，其满足下列公式：0.1≤ARS/EHD≤2.0。
优选地，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，所述光学成像系统在所述最大成像高度HOI处的相对照度以RI表示，所述光学成像系统的正向子午面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以PLTA表示，其正向子午面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以PSTA表示，负向子午面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以NLTA表示，负向子午面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以NSTA表示，弧矢面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以SLTA表示，弧矢面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以SSTA表示，其满足下列条件：PLTA≤100微米；PSTA≤100微米；NLTA≤100微米；NSTA≤100微米；SLTA≤100微米；SSTA≤100微米以及10％≤RI<100％。
优选地，所述第一透镜至所述第四透镜中至少两透镜中每个透镜的至少一个表面具有至少一个反曲点。
优选地，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，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，所述光学成像系统满足下列条件：0<PhiA4/HEP≤4.0。
优选地，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，所述光学成像系统于所述成像面上垂直于光轴具有最大成像高度HOI，其满足下列公式：0<PhiA4/2HOI≤2.0。
优选地，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，所述光学成像系统满足下列条件：0mm<PhiA4≤1.8mm。
优选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜及所述第四透镜中至少一个透镜为波长小于500nm的光线滤除元件。
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；
成像面；
第一镜片定位元件，其包括有镜座，所述镜座呈中空并且不具透光性，且所述镜座具有相互连通的筒部以及基部，所述筒部用以容置所述第一透镜至所述第四透镜，所述基部位于所述第四透镜以及所述成像面之间，并且所述基部的外周缘大于所述筒部的外周缘，所述基部垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为PhiD；以及
第二镜片定位元件，其容置在所述镜座中，并包括有定位部以及连接部，所述定位部呈中空，所述定位部系直接接触并容置任一透镜，使所述第一透镜至所述第四透镜片排列在光轴上，所述连接部设置在所述定位部的外侧并直接接触所述筒部内周缘，所述连接部垂直于光轴的平面上的最大外径为PhiC，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具有正屈光力，所述第四透镜的物侧表面及像侧表面均为非球面，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像系统的入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面至所述成像面在光轴上具有距离HOS，所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面在光轴上具有距离InTL，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE，其满足下列条件：1.0≤f/HEP≤10；0.5≤HOS/f≤20；PhiC<PhiD；0mm<PhiD≤4.0mm；以及0.1≤2(ARE/HEP)≤2.0。
优选地，其满足下列公式：0<PhiA4/InTL≤1.5。
优选地，其满足下列公式：0<PhiA4/HEP≤4.0。
优选地，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，其满足下列公式：0<PhiA4/2HOI≤2.0。
优选地，所述光学成像系统满足下列条件：0mm<PhiA4≤1.8mm。
优选地，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在所述成像面，并且在所述光圈至所述成像面具有距离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。
单一透镜的任一表面在最大有效半径范围内的轮廓曲线长度影响该表面修正像差以及各视场光线间光程差的能力，轮廓曲线长度越长则修正像差的能力提高，然而同时也会增加生产制造上的困难度，因此必须控制单一透镜的任一表面在最大有效半径范围内的轮廓曲线长度，特别是控制该表面的最大有效半径范围内的轮廓曲线长度(ARS)与该表面所属的该透镜在光轴上的厚度(TP)间的比例关系(ARS/TP)。例如第一透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS11表示，第一透镜在光轴上的厚度为TP1，两者间的比值为ARS11/TP1，第一透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS12表示，其与TP1间的比值为ARS12/TP1。第二透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS21表示，第二透镜在光轴上的厚度为TP2，两者间的比值为ARS21/TP2，第二透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS22表示，其与TP2间的比值为ARS22/TP2。光学成像系统中其余透镜的任一表面的最大有效半径的轮廓曲线长度与该表面所属的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。
单一透镜的任一表面在1/2入射瞳直径(HEP)高度范围内的轮廓曲线长度特别影响该表面上在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，轮廓曲线长度越长则修正像差的能力提高，然而同时也会增加生产制造上的困难度，因此必须控制单一透镜的任一表面在1/2入射瞳直径(HEP)高度范围内的轮廓曲线长度，特别是控制该表面的1/2入射瞳直径(HEP)高度范围内的轮廓曲线长度(ARE)与该表面所属的该透镜在光轴上的厚度(TP)间的比例关系(ARE/TP)。例如第一透镜物侧面的1/2入射瞳直径(HEP)高度的轮廓曲线长度以ARE11表示，第一透镜在光轴上的厚度为TP1，两者间的比值为ARE11/TP1，第一透镜像侧面的1/2入射瞳直径(HEP)高度的轮廓曲线长度以ARE12表示，其与TP1间的比值为ARE12/TP1。第二透镜物侧面的1/2入射瞳直径(HEP)高度的轮廓曲线长度以ARE21表示，第二透镜在光轴上的厚度为TP2，两者间的比值为ARE21/TP2，第二透镜像侧面的1/2入射瞳直径(HEP)高度的轮廓曲线长度以ARE22表示，其与TP2间的比值为ARE22/TP2。光学成像系统中其余透镜的任一表面的1/2入射瞳直径(HEP)高度的轮廓曲线长度与该表面所属的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。
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)，优选其像素尺寸小于1.12微米(μm)，最佳者其像素尺寸小于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 Optic System)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，是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，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，以提高成像质量。
本发明实施例的光学成像系统，能够利用四个透镜的屈光力、凸面与凹面的组合(本发明所述凸面或凹面原则上是指各透镜的物侧面或像侧面在光轴上的几何形状描述)，以及通过小壁厚的机构元件用以定位透镜的设计，进而有效提高光学成像系统的进光量与增加光学成像系统的视角，同时具备一定相对照度以及提高成像的总像素与质量，以应用于小型或窄边框的电子产品上。
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是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是表示本发明第一实施例光学成像系统的光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图；
图1D是表示本发明第一实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图；
图2A是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是表示本发明第二实施例光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图；
图2D是表示本发明第二实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图；
图3A是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是表示本发明第三实施例光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图；
图3D是表示本发明第三实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图；
图4A是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是表示本发明第四实施例光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图；
图4D是表示本发明第四实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图；
图5A是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是表示本发明第五实施例光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图；
图5D是表示本发明第五实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图；
图6A是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是表示本发明第六实施例光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图；
图6D是表示本发明第六实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图；
图7是表示本发明各实施例的光学成像系统的第四透镜像侧面最大有效直径PhiA4、第四透镜像侧面最大直径PhiB、第一镜片定位元件的基部垂直于光轴的平面上的最小边长PhiD、第二镜片定位元件的连接部垂直于光轴的平面上的最大外径为PhiC的位置示意图。
附图标记说明
光学成像系统：10、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
第一镜片定位元件：710
筒部：7141
基部：7142
第一穿孔：7143
第二穿孔：7144
第二镜片定位元件：720
定位部：722
连接部：724
第三穿孔：7241
第四穿孔：7242
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
符号说明
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于光轴的水平位移距离：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，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。光学成像系统也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<实施方≤200；以及f4/ΣPP≤0.85。优选地，可满足下列条件：0<可满足≤150；以及0.01≤f4/1足下≤0.7。由此，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。
光学成像系统可还包括一图像感测元件，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：0.5<HOS/HOI≤1.6；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，系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R7，第四透镜像侧面的曲率半径为R8，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于光轴的水平位移距离为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于光轴的水平位移距离为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：
z＝ch2/[1+[1-(k+1)c2h2]0.5]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12+A14h14+A16h16+A18h18+A20h20+…(1)
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变数，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目，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，则表示透镜表面于近光轴处为凸面；若透镜表面为凹面，则表示透镜表面于近光轴处为凹面。
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，并兼具优良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一驱动模组，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。
本发明的光学成像系统还可视需求令第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜中至少一个透镜为波长小于500nm的光线滤除元件，其可通过该特定具滤除功能的透镜的至少一个表面上镀膜或该透镜本身即由具可滤除短波长的材质所制作而达成。
根据上述实施方式，以下提出具体实施例并配合图式予以详细说明。
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为第一实施例的光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图。图1D是表示本发明第一实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图。由图1A可知，光学成像系统10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。第一透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS11表示，第一透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS12表示。第一透镜物侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE11表示，第一透镜像侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE12表示。第一透镜在光轴上的厚度为TP1。
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具有一反曲点。第二透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS21表示，第二透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS22表示。第二透镜物侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE21表示，第二透镜像侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE22表示。第二透镜在光轴上的厚度为TP2。
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具有一反曲点。第三透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS31表示，第三透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS32表示。第三透镜物侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE31表示，第三透镜像侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE32表示。第三透镜在光轴上的厚度为TP3。
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具有一反曲点。第四透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS41表示，第四透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS42表示。第四透镜物侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE41表示，第四透镜像侧面的1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE42表示。第四透镜在光轴上的厚度为TP4。
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。
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。同时也满足下列条件：│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良率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于光轴的水平位移距离为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于光轴的水平位移距离为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，正向子午面光扇图的最长工作波长通过光圈边缘入射在成像面上0.7视场的横向像差以PLTA表示，其为-0.018mm，正向子午面光扇图的最短工作波长通过光圈边缘入射在成像面上0.7视场的横向像差以PSTA表示，其为0.010mm，负向子午面光扇图的最长工作波长通过光圈边缘入射在成像面上0.7视场的横向像差以NLTA表示，其为0.003mm，负向子午面光扇图的最短工作波长通过光圈边缘入射在成像面上0.7视场的横向像差以NSTA表示，其为-0.003mm。弧矢面光扇图的最长工作波长通过光圈边缘入射在成像面上0.7视场的横向像差以SLTA表示，其为-0.010mm，弧矢面光扇图的最短工作波长通过光圈边缘入射在成像面上0.7视场的横向像差以SSTA表示，其为0.003mm。
请参照图1D，是表示本实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图，光轴(0.0视场)、0.1视场、0.2视场、0.3视场、0.4视场、0.5视场、0.6视场、0.7视场、0.8视场、0.9视场、1.0视场的相对照度分别以RI1、RI2、RI3、RI4、RI5、RI6、RI7、RI8、RI9、RI10表示，其中0.9视场的相对照度RI9约为80％。
请参照图7，本实施例的光学成像系统可包括图像感测模组(未表示)，该图像感测模组包括有基板以及设置于该基板上的感光元件；光学成像系统另外可包括第一镜片定位元件710，该第一镜片定位元件，包括有底座以及镜座；该底座具有开放的容置空间，且设置于该基板上使该感光元件位于该容置空间中；该镜座(可选择采用一体制成)呈中空并且不具透光性，且该镜座具有相互连通的一筒部7141以及一基部7142，且该镜座于相反的两端分别具有第一穿孔7143以及一第二穿孔7144，该第一穿孔连通该筒部以及该第二穿孔连通该基部。该基部垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值以PhiD表示，其满足PhiD＝3.3mm。
本实施例的光学成像系统还包括一第二镜片定位元件720，该第二镜片定位元件容置于该第一镜片定位元件的镜座中，并包括有一定位部722以及连接部724。该定位部呈中空，且在光轴方向上相反的两端分别具有第三穿孔7241以及第四穿孔7242，该第三穿孔7241连通该定位部722以及该第四穿孔7242连通该基部7142，该定位部722系直接接触本实施例任一镜片并产生容置该镜片以及排列该镜片在光轴上的定位效果。该连接部724设置在该定位部722的外侧，可直接结合于该筒部7141以产生令该第二镜片定位元件720容置于该第一镜片定位元件的镜座中并且令光学成像系统具备在光轴方向的调整焦距与定位的功能。该连接部垂直于光轴的平面上的最大外径以PhiC表示，其满足PhiC＝2.85mm。该第四穿孔7242的最大内径孔径则以Phi4表示。前述连接部724具有螺牙而令该第二镜片定位元件720螺合于该第一镜片定位元件的镜座中。
本实施例任一镜片间接通过该第二镜片定位元件720而设置于该第一镜片定位元件710中并较该感光元件接近该第三穿孔7241，且正对该感光元件。
本实施例最接近成像面的透镜为第四透镜140，其像侧面的最大有效直径以PhiA4表示，其满足条件式PhiA4＝2倍EHD42＝1.767mm，该表面为非球面，则最大有效直径的截止点即为含有非球面的截止点。第四透镜140像侧面的无效半径(Ineffective HalfDiameter；IHD)是指朝远离光轴方向延伸自同一表面的最大有效半径的截止点的表面区段。本实施例最接近成像面的透镜为第四透镜140，其像侧面的最大直径以PhiB表示，其满足条件式PhiB＝2倍(最大有效半径EHD42+最大无效半径IHD)＝PhiA4+2倍(最大无效半径IHD)＝2.167mm。
本实施例最接近成像面(即像空间)的透镜像侧面的最大有效直径，又可称之为光学出瞳，其以PhiA4表示，其瞳放比以PMR表示，其满足条件式为PMR＝PhiA4/HEP＝1.84337；其瞳像比以PMMR表示，其满足条件式为PMMR＝PhiA4/HOI＝0.58355，PhiA4/2HOI＝0.2861；其微缩比以PSMR表示，其满足条件式为PSMR＝PhiA4/InTL＝0.14269。
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
依据表一及表二可得到轮廓曲线长度相关的数值：
表一为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为第二实施例的光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图。图2D是表示本发明第二实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图。由图2A可知，光学成像系统20由物侧至像侧依次包括第一透镜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，且其物侧面212以及像侧面214均具有一反曲点。
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，且其物侧面222具有一反曲点。
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为凸面，并均为非球面，且其物侧面232以及像侧面234均具有一反曲点。
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为凹面，并均为非球面，且其物侧面242以及像侧面244均具有一反曲点。
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、第四透镜均为正透镜，其焦距分别为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，有助于适当分配单一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，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。
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：
依据表三及表四可得到轮廓曲线长度相关的数值：
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为第三实施例的光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图。图3D是表示本发明第三实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图。由图3A可知，光学成像系统30由物侧至像侧依次包括第一透镜310、光圈300、第二透镜320、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以及像侧面314均具有一反曲点。
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，其物侧面322具有一反曲点。
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为凸面，并均为非球面，其物侧面332以及像侧面334均具有一反曲点。
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为凹面，并均为非球面，且其物侧面342以及像侧面344均具有一反曲点。
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、第四透镜均为正透镜，其焦距分别为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，有助于适当分配单一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，有助于适当分配单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：
依据表五及表六可得到轮廓曲线长度相关的数值：
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为第四实施例的光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图。图4D是表示本发明第四实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图。由图4A可知，光学成像系统40由物侧至像侧依次包括第一透镜410、光圈400、第二透镜420、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具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面412为凹面，其像侧面414为凸面，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，且其物侧面422以及像侧面424均具有一反曲点。
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为凸面，并均为非球面，且其物侧面432以及像侧面434均具有一反曲点。
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为凹面，并均为非球面，且其物侧面442以及像侧面444均具有一反曲点。
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，第一透镜、第二透镜与第三透镜均为正透镜，其焦距分别为f1、f2以及f3，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＝f1+f2+f3。由此，有助于适当分配单一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，第四透镜的焦距为f4，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＝f4。
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：
依据表七及表八可得到轮廓曲线长度相关的数值：
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为第五实施例的光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图。图5D是表示本发明第五实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图。由图5A可知，光学成像系统50由物侧至像侧依次包括第一透镜510、光圈500、第二透镜520、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具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面512为凹面，其像侧面514为凸面，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具有一反曲点。
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为凸面，并均为非球面，且其物侧面532以及像侧面534均具有一反曲点。
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为凹面，并均为非球面，且其物侧面542以及像侧面544均具有一反曲点。
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，第一透镜、第二透镜、第四透镜均为正透镜，其焦距分别为f1、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＝f1+f2+f4。由此，有助于适当分配单一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，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＝f3。
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：
依据表九及表十可得到轮廓曲线长度相关的数值：
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为第六实施例的光学成像系统的子午面光扇以及弧矢面光扇，最长工作波长以及最短工作波长通过光圈边缘于0.7视场处的横向像差图。图6D是表示本发明第六实施例光学成像系统的光学成像系统于成像面上各视场的相对照度的数值图。由图6A可知，光学成像系统60由物侧至像侧依次包括第一透镜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，且其物侧面612以及像侧面614具有一反曲点。
第二透镜620具有正屈光力，且为塑胶材质，其物侧面622为凸面，其像侧面624为凸面，并均为非球面，且其物侧面622具有一反曲点。
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以及像侧面634具有一反曲点。
第四透镜640具有负屈光力，且为塑胶材质，其物侧面642为凸面，其像侧面644为凹面，并均为非球面，且其物侧面642以及像侧面644均具有一反曲点。
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，第一透镜、第二透镜均为正透镜，其焦距分别为f1以及f2，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＝f1+f2。由此，有助于适当分配单一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。
第六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＝f3+f4。由此，有助于适当分配单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：
依据表十一及表十二可得到轮廓曲线长度相关的数值：
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，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，但均在本发明的保护范围内。
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，在不脱离本发明范围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，具有正屈光力；
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，所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜中至少一个透镜具有正屈光力，并且所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像系统的入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面至所述成像面在光轴上具有距离HOS，所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面在光轴上具有距离InTL，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE，其满足下列条件：1.8≤f/HEP≤2.0；1.3914≤HOS/f≤2.1985；0.8908≤PhiA4/InTL≤1.1653；以及99.81％≤2(ARE/HEP)≤111.62％。
2.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统在结像时的TV畸变为TDT，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，所述光学成像系统的正向子午面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以PLTA表示，其正向子午面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以PSTA表示，负向子午面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以NLTA表示，负向子午面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以NSTA表示，弧矢面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以SLTA表示，弧矢面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以SSTA表示，其满足下列条件：PLTA≤100微米；PSTA≤100微米；NLTA≤100微米；NSTA≤100微米；SLTA≤100微米；以及SSTA≤100微米；│TDT│<100％。
3.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面的最大有效半径以EHD表示，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面的最大有效半径处为终点，前述两点间的轮廓曲线长度为ARS，其满足下列公式：0.1≤ARS/EHD≤2.0。
4.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统的可视角度的一半为HAF，其满足下列公式：0deg<HAF≤100deg。
5.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足下列公式：0mm<HOS≤15mm。
6.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四透镜的物侧表面在光轴上的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE41，所述第四透镜的像侧表面在光轴上的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE42，第四透镜在光轴上的厚度为TP4，其满足下列条件：0.5≤ARE41/TP4≤20；以及0.5≤ARE42/TP4≤20。
7.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足下列条件：0<PhiA4/HEP≤4.0。
8.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，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，其满足下列公式：0<PhiA4/2HOI≤2.0。
9.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，还包括光圈，并且在所述光圈至所述成像面具有距离InS，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，其满足下列公式：0.2≤InS/HOS≤1.1以及0.5<HOS/HOI≤1.6。
10.一种光学成像系统，其特征在于，包括：
第一透镜，具有屈光力；
第二透镜，具有正屈光力；
第三透镜，具有屈光力；
第四透镜，具有屈光力；
成像面；以及
第一镜片定位元件，其包括有镜座，所述镜座呈中空并且不具透光性，且所述镜座具有相互连通的筒部以及基部，所述筒部用以容置所述第一透镜至所述第四透镜，所述基部位于所述第四透镜以及所述成像面之间，并且所述基部的外周缘大于所述筒部的外周缘，所述基部垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为PhiD；
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、所述第三透镜、所述第四透镜中至少一个透镜具有正屈光力，所述第四透镜的物侧表面及像侧表面均为非球面，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像系统的入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面至所述成像面在光轴上具有距离HOS，所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面在光轴上具有距离InTL，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE，其满足下列条件：1.8≤f/HEP≤2.0；1.3914≤HOS/f≤2.1985；0mm<PhiD≤2.89mm；以及99.81％≤2(ARE/HEP)≤111.62％。
11.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，其满足下列公式：0<PhiA4/InTL≤1.4。
12.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面的最大有效半径以EHD表示，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面的最大有效半径处为终点，前述两点间的轮廓曲线长度为ARS，其满足下列公式：0.1≤ARS/EHD≤2.0。
13.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，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，所述光学成像系统在所述最大成像高度HOI处的相对照度以RI表示，所述光学成像系统的正向子午面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以PLTA表示，其正向子午面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以PSTA表示，负向子午面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以NLTA表示，负向子午面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以NSTA表示，弧矢面光扇的最长工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以SLTA表示，弧矢面光扇的最短工作波长通过所述入射瞳边缘并入射在所述成像面上0.7HOI处的横向像差以SSTA表示，其满足下列条件：PLTA≤100微米；PSTA≤100微米；NLTA≤100微米；NSTA≤100微米；SLTA≤100微米；SSTA≤100微米以及10％≤RI<100％。
14.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜至所述第四透镜中至少两透镜中每个透镜的至少一个表面具有至少一个反曲点。
15.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，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。
16.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，所述光学成像系统满足下列条件：0<PhiA4/HEP≤4.0。
17.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，所述光学成像系统于所述成像面上垂直于光轴具有最大成像高度HOI，其满足下列公式：0<PhiA4/2HOI≤2.0。
18.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，所述光学成像系统满足下列条件：0mm<PhiA4≤1.8mm。
19.如权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜及所述第四透镜中至少一个透镜为波长小于500nm的光线滤除元件。
20.一种光学成像系统，其特征在于，包括：
第一透镜，具有屈光力；
第二透镜，具有正屈光力；
第三透镜，具有屈光力；
第四透镜，具有屈光力；
成像面；
第一镜片定位元件，其包括有镜座，所述镜座呈中空并且不具透光性，且所述镜座具有相互连通的筒部以及基部，所述筒部用以容置所述第一透镜至所述第四透镜，所述基部位于所述第四透镜以及所述成像面之间，并且所述基部的外周缘大于所述筒部的外周缘，所述基部垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为PhiD；以及
第二镜片定位元件，其容置在所述镜座中，并包括有定位部以及连接部，所述定位部呈中空，所述定位部系直接接触并容置任一透镜，使所述第一透镜至所述第四透镜片排列在光轴上，所述连接部设置在所述定位部的外侧并直接接触所述筒部内周缘，所述连接部垂直于光轴的平面上的最大外径为PhiC；
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、所述第三透镜、所述第四透镜中至少一个透镜具有正屈光力，所述第四透镜的物侧表面及像侧表面均为非球面，所述第四透镜像侧面的最大有效直径为PhiA4，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像系统的入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面至所述成像面在光轴上具有距离HOS，所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面在光轴上具有距离InTL，所述第一透镜至所述第四透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE，其满足下列条件：1.8≤f/HEP≤2.0；1.3914≤HOS/f≤2.1985；PhiC<PhiD；0mm<PhiD≤2.89mm；以及99.81％≤2(ARE/HEP)≤111.62％。
21.如权利要求20所述的光学成像系统，其特征在于，其满足下列公式：0<PhiA4/InTL≤1.5。
22.如权利要求20所述的光学成像系统，其特征在于，其满足下列公式：0<PhiA4/HEP≤4.0。
23.如权利要求20所述的光学成像系统，其特征在于，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，其满足下列公式：0<PhiA4/2HOI≤2.0。
24.如权利要求20所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足下列条件：0mm<PhiA4≤1.8mm。
25.如权利要求20所述的光学成像系统，其特征在于，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在所述成像面，并且在所述光圈至所述成像面具有距离InS，所述驱动模组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。
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