CN107272141A - 光学系统镜组、取像装置及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学系统镜组、取像装置及电子装置，光学系统镜组由物侧至像侧依序包含：一具负屈光度第一透镜，其像侧面近光轴处为凹面；一具正屈光度第二透镜；一第三透镜，其物侧面近光轴处为凹面；一第四透镜，其物侧面近光轴处为凸面，其像侧面于近光轴处为凹面且于离轴处为凸面；该光学系统镜组中透镜总数为四片。本发明藉该第一透镜具负屈光度逆焦透镜结构，使大视角光线能够进入系统；该第二透镜设计具正屈光度，可提供系统足够汇聚能力，有效控制系统空间，避免镜头总长过长；并且透过该第三透镜修正像差与该第四透镜修正像场弯曲，达到微型化大视角的需求。

Description

光学系统镜组、取像装置及电子装置

技术领域

本发明是关于一种光学系统镜组和取像装置，特别是关于一种可应用于电子装置的光学系统镜组和取像装置。

背景技术

随着电子产品轻薄化以及多样化的发展，摄影模块的应用亦愈来愈广泛，应用范围可包含：各种智能电子产品、行车镜头、安全监控、3D深度感测装置(如TOF相机(Time-of-Flight Camera))、人机互动平台等，为配合其发展，摄影模块的镜头规格要求更趋严格外，广视角与微型化俨然成为目前市场趋势。

然而，传统广视角镜头为了取得大范围的影像，往往需要庞大的镜片接收光线，产品体积缩减不易，使得传统广角镜头难以同时满足大视角与短总长，亦或者因杂散光太强其品质无法达成规格的需求，而导致使用上备受限制，是故传统的设计已无法满足未来市场的规格与需求。

发明内容

本发明提供一种光学系统镜组，由物侧至像侧依序包含：一具负屈光度(Refractive Power)的第一透镜，其像侧面于近光轴处为凹面；一具正屈光度的第二透镜；一第三透镜，其物侧面于近光轴处为凹面；一第四透镜，其物侧面于近光轴处为凸面，其像侧面于近光轴处为凹面且于离轴处为凸面；其中，该光学系统镜组的透镜总数为四片，该第一透镜至该第四透镜每两相邻透镜之间皆无黏合，该第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12，该第二透镜与第三透镜之间于光轴上的距离为T23，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该光学系统镜组的焦距为f，该第三透镜的焦距为f3，该第四透镜的焦距为f4，f/f3为P3，f/f4为P4，该第四透镜像侧面曲率半径为R8，满足下列关系式：

0<T23/T12<1.5；

0.60<T12/CT2<1.85；

|P3|+|P4|<1.5；

0<R8/f<4.0。

本发明另提供一种光学系统镜组，由物侧至像侧依序包含：一具负屈光度的第一透镜，其像侧面于近光轴处为凹面；一具正屈光度的第二透镜；一第三透镜，其物侧面于近光轴处为凹面；一第四透镜，其物侧面近光轴处为凸面，其像侧面近光轴处为凹面且离光轴处为凸面；其中，该光学系统镜组的透镜总数为四片，该第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12，该第二透镜与第三透镜之间于光轴上的距离为T23，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜于光轴上的透镜厚度总合为ΣCT，满足下列关系式：

0<T23/T12<1.5；

0.60<T12/CT2<1.85；

1.0<ΣCT/CT2<3.7。

本发明另提供一种光学系统镜组，由物侧至像侧依序包含：一具负屈光度的第一透镜，其像侧面近光轴处为凹面；一具正屈光度的第二透镜；一第三透镜，其物侧面近光轴处为凹面；一第四透镜，其物侧面近光轴处为凸面，其像侧面近光轴处为凹面且离轴处为凸面；其中，该光学系统镜组的透镜总数为四片，另设置有一光圈，且该光圈设置于该第一透镜与该第二透镜间，该第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12，该第二透镜与第三透镜之间于光轴上的距离为T23，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜于光轴上的透镜厚度总合为ΣCT，光圈与成像面之间于光轴上的距离为SL，该第一透镜物侧面与成像面之间于光轴上的距离为TL，满足下列关系式：

0<T23/T12<1.5；

1.0<ΣCT/CT2<2.85；

SL/TL<0.78。

本发明又提供一种取像装置，包含前述光学系统镜组及一电子感光元件。

本发明又提供一种电子装置，包含前述取像装置。

本发明通过可利于形成逆焦透镜结构(Retro-Focus)的具负屈光度的第一透镜使大视角的光线能够进入本发明光学系统，并且通过具正屈光度的第二透镜提供系统足够的汇聚能力，避免镜头总长过长，以达到广视角与微型化的需求。此外，第三透镜设计为物侧表面于近光轴处为凹面，有利于像散(Astigmatic Field)的修正，第四透镜设计为物侧表面于近光轴处为凸面且像侧表面于近光轴处为凹面，可有效修正系统像场弯曲，使被摄物平坦成像于感光元件上。最后通过第四透镜像侧表面离轴处为凸面设计，有助于压制离轴视场入射于成像面的角度，并同时修正离轴像差。

当T23/T12满足所述条件时，可有效平衡系统空间配置，以助于透镜的组装。另外当满足T12/CT2所述条件时，可控制第二透镜厚度及其与第一透镜的间隔距离比例，避免第一透镜与第二透镜产生干涉，并有助于镜头组装。而当|P3|+|P4|满足所述条件时，可有效控制系统后端屈光度配置，使强化系统周边像差修正。当满足上述R8/f的条件时，可有效控制系统后焦，避免镜头总长过长。于ΣCT/CT2所述条件满足时，提供镜组在组装时最佳的镜片配置，以提升制造良品率。当SL/TL所述条件满足时，可调整光圈位置以扩大镜组的视场角度，并加强其广角的优势。

附图说明

图1A是本发明第一实施例的光学系统镜组示意图。

图1B是本发明第一实施例的像差曲线图。

图2A是本发明第二实施例的光学系统镜组示意图。

图2B是本发明第二实施例的像差曲线图。

图3A是本发明第三实施例的光学系统镜组示意图。

图3B是本发明第三实施例的像差曲线图。

图4A是本发明第四实施例的光学系统镜组示意图。

图4B是本发明第四实施例的像差曲线图。

图5A是本发明第五实施例的光学系统镜组示意图。

图5B是本发明第五实施例的像差曲线图。

图6A是本发明第六实施例的光学系统镜组示意图。

图6B是本发明第六实施例的像差曲线图。

图7A是本发明第七实施例的光学系统镜组示意图。

图7B是本发明第七实施例的像差曲线图。

图8A是本发明第八实施例的光学系统镜组示意图。

图8B是本发明第八实施例的像差曲线图。

图9A是本发明第九实施例的光学系统镜组示意图。

图9B是本发明第九实施例的像差曲线图。

图10A是本发明第十实施例的光学系统镜组示意图。

图10B是本发明第十实施例的像差曲线图。

图11A是示意装设有本发明的光学系统镜组的倒车显影器。

图11B是示意装设有本发明的光学系统镜组的行车记录器。

图11C是示意装设有本发明的光学系统镜组的监控摄影机。

图11D是示意装设有本发明的光学系统镜组的智能手机。

附图标号：

光圈 100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000

第一透镜 110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010

物侧面 111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011

像侧面 112、212、312、412、512、612、712、812、912、1012

第二透镜 120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020

物侧面 121、221、321、421、521、621、721、821、921、1021

像侧面 122、222、322、422、522、622、722、822、922、1022

第三透镜 130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030

物侧面 131、231、331、431、531、631、731、831、931、1031

像侧面 132、232、332、432、532、632、732、832、932、1032

第四透镜 140、240、340、440、540、640、740、840、940、1040

物侧面 141、241、341、441、541、641、741、841、941、1041

像侧面 142、242、342、442、542、642、742、842、942、1042

滤光元件 150、250、350、450、550、650、750、850、950、1050

成像面 160、260、360、460、560、660、760、860、960、1060

电子感光元件 170、270、370、470、570、670、770、870、970、1070

取像装置 1101

显示系统 1102

倒车显影器 1110

行车记录器 1120

监控摄影机 1130

智能手机 1140

光学系统镜组的焦距为f

第一透镜的焦距为f1

第二透镜的焦距为f2

第三透镜的焦距为f3

第四透镜的焦距为f4

光学系统镜组的入射光的波长λ

光学系统镜组的光圈值为Fno

光学系统镜组中最大视角的一半为HFOV

第一透镜物侧面曲率半径为R1

第一透镜像侧面曲率半径为R2

第二透镜物侧面曲率半径为R3

第二透镜像侧面曲率半径为R4

第四透镜像侧面曲率半径为R8

第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12

第二透镜与第三透镜之间于光轴上的距离为T23

光圈与成像面之间于光轴上的距离SL

第一透镜物侧面与成像面之间于光轴上的距离TL

第二透镜于光轴上的厚度为CT2

第三透镜于光轴上的厚度为CT3

第四透镜于光轴上的厚度为CT4

第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜于光轴上的透镜厚度总合ΣCT

第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜于光轴上的厚度中最大厚度CTmax

第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜于光轴上的厚度中最小厚度CTmin

光学系统镜组中两相邻透镜之间于光轴上的最大间隔距离ATmax

光学系统镜组中两相邻透镜之间于光轴上的最小间隔距离ATmin

具体实施方式

本发明提供一种光学系统镜组，由物侧至像侧依序包含具屈光度的第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜。

第一透镜设计为具负屈光度，可利于形成逆焦透镜结构(Retro-Focus)，使大视角的光线能够进入系统。该第一透镜像侧表面于近光轴处为凹面，可辅助视角较大的周边光线进入光学系统镜组，进而扩大摄像范围。

第二透镜设计为具正屈光度，可提供系统足够的汇聚能力，有效控制系统空间，避免镜头总长过长。

第三透镜物侧表面近光轴处为凹面，有利于像散的修正。

第四透镜物侧表面近光轴处为凸面、像侧表面近光轴处为凹面，可有效修正系统像场弯曲，使被摄物平坦成像于感光元件上；此外，该第四透镜像侧表面离轴处为凸面，有助于压制离轴视场入射于成像面上的角度，并同时修正离轴像差。

第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12，第二透镜与第三透镜之间于光轴上的距离为T23，当光学系统镜组满足下列关系式：0<T23/T12<1.5时，可有效平衡系统空间配置，以助于透镜的组装；较佳地，满足0<T23/T12<1.0。

第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，当光学系统镜组满足下列关系式：0.6<T12/CT2<1.85时，可控制第二透镜厚度及其与第一透镜的间隔距离比例，以避免第一透镜与第二透镜产生干涉，并有助于镜头组装。

光学系统镜组的焦距为f，第三透镜的焦距为f3，第四透镜的焦距为f4，f/f3为P3，f/f4为P4，当光学系统镜组满足下列关系式：|P3|+|P4|<1.5时，可控制系统后端屈光度配置，使强化系统周边像差修正；较佳地，满足|P3|+|P4|<0.90。

第四透镜像侧面曲率半径为R8，光学系统镜组的焦距为f，当光学系统镜组满足下列关系式：0<R8/f<4.0时，可有效控制系统后焦，避免镜头总长过长；较佳地，满足0<R8/f<1.2。

第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜于光轴上的透镜厚度总合为ΣCT，第二透镜于光轴上的厚度为CT2，当光学系统镜组满足下列关系式：1.0<ΣCT/CT2<3.7时，可提供镜组在组装时最佳的镜片配置以提升制造良品率；较佳地，满足1.0<ΣCT/CT2<2.85。

光圈与成像面之间于光轴上的距离为SL，该第一透镜物侧面与成像面之间于光轴上的距离为TL，当光学系统镜组满足下列关系式：0<SL/TL<0.78时，可调整光圈位置以扩大镜组的视场角度，并加强其广角的优势。

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，当光学系统镜组满足下列关系式：1.5<CT2/CT4<7.0时，可避免镜片空间配置失衡，进而影响成像品质；较佳地，满足1.85<CT2/CT4<5.5。

光学系统镜组中两相邻透镜之间于光轴上的最大间隔距离为ATmax、最小间隔距离为ATmin，第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜于光轴上的厚度中最大的为CTmax、最小的为CTmin，当光学系统镜组满足下列关系式：1.0<ATmax/ATmin<23.0及2.4<CTmax/CTmin<5.0时，可有效控制各透镜厚度及透镜间的距离变化，以利于镜头组装，提高镜头制作良品率。

光学系统镜组的焦距为f，第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12，当光学系统镜组满足下列关系式：0<f/T12<2.0时，可使第一透镜与第二透镜间具有足够的间隔距离，可利于设置其它光学机构元件，亦有助于镜头组装。

第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中各两相邻透镜间于光轴上可均具有一空气间隔，亦即第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜可以为四片单一非接合(非黏合)透镜。由于接合透镜的工艺较非接合透镜复杂，特别是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，光学系统镜组中的第一透镜至第四透镜可为四片单一非接合透镜，进而有效改善接合透镜所产生的问题。

该光学系统镜组中最大视角的一半为HFOV，当光学系统镜组满足下列关系式：1.10<tan(HFOV)时，可有效增加视场角度，扩大产品应用范围；较佳地，满足1.25<tan(HFOV)<13.0。

第二透镜物侧面曲率半径为R3，第二透镜像侧面曲率半径为R4，当光学系统镜组满足下列关系式：-0.3<(R3+R4)/(R3-R4)<2.0时，可调整第二透镜表面曲率，以适当配置其正屈光度，并有利于减缓像差；较佳地，满足0<(R3+R4)/(R3-R4)<0.88。

第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，当光学系统镜组满足下列关系式：1.0<|f1/f2|<4.0时，可调整系统前端的屈光度配置，使缩短系统总长同时，亦可维持足够视角；较佳地，满足1.6<|f1/f2|<3.5；更佳地，满足1.6<|f1/f2|<2.5。

光学系统镜组的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，第四透镜的焦距为f4，f/f1为P1，f/f2为P2，f/f3为P3，f/f4为P4，当光学系统镜组满足下列关系式：(|P3|+|P4|)/(|P1|+|P2|)<0.50时，利用第一透镜与第二透镜分配系统所需的屈光度，减缓第三、四透镜的屈光度负担，可利于镜头微型化，以增加应用范围；较佳地，满足(|P3|+|P4|)/(|P1|+|P2|)<0.34。

第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第三透镜于光轴上的厚度为CT3，第四透镜于光轴上的厚度为CT4，当光学系统镜组满足下列关系式：0<(CT3+CT4)/CT2<0.95时，可平衡第二、第三、第四透镜的厚度比例，进而调整为较佳的屈光度配置。

光学系统镜组的入射光的波长为λ，当光学系统镜组满足下列关系式：750nm<λ<950nm时，能捕捉人体的热幅射，使感测时不受混乱的背景干扰，亦能用来作距离的运算。

第一透镜物侧面曲率半径为R1，第一透镜像侧面曲率半径为R2，当光学系统镜组满足下列关系式：1.0<(R1+R2)/(R1-R2)<3.0时，可有效控制第一透镜镜片形状，帮助大视角入射光进入。

本发明揭露的光学系统镜组中，透镜的材质可为玻璃或塑胶，若透镜的材质为玻璃，则可以增加光学系统镜组屈光度配置的自由度，若透镜材质为塑胶，则可以有效降低生产成本。此外，可于镜面上设置非球面(ASP)，非球面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，进而缩减透镜使用的数目，因此可以有效降低本发明光学系统镜组的总长度。

本发明揭露的光学系统镜组中，可至少设置一光阑，如孔径光阑(ApertureStop)、耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(Field Stop)等，有助于减少杂散光以提升影像品质。

本发明揭露的光学系统镜组中，光圈配置可为前置或中置，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，前置光圈可使光学系统镜组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使之具有远心(Telecentric)效果，可增加电子感光元件如CCD或CMOS接收影像的效率；中置光圈则有助于扩大系统的视场角，使光学系统镜组具有广角镜头的优势。

本发明揭露的光学系统镜组中，若透镜表面为凸面且未界定凸面位置时，则表示透镜表面可于近光轴处为凸面；若透镜表面为凹面且未界定凹面位置时，则表示透镜表面可于近光轴处为凹面。若透镜的屈光度或焦距未界定其区域位置时，则表示透镜的屈光度或焦距可为透镜于近光轴处的屈光度或焦距。

本发明揭露的光学系统镜组中，光学系统镜组的成像面(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。

本发明揭露的光学系统镜组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3D(三维)影像撷取、虹膜或脸部等影像辨识、数码相机、行动装置、智能手机、数码平板、智能电视、网路监控设备、体感游戏机、行车记录器、倒车显影装置、空拍机与可穿戴式设备等电子装置中。

本发明更提供一种取像装置，其包含前述光学系统镜组以及一电子感光元件，电子感光元件设置于光学系统镜组的成像面，因此取像装置可通过光学系统镜组的设计达到最佳成像效果。较佳地，光学系统镜组可进一步包含镜筒(Barrel Member)、支持装置(Holder Member)或其组合。

请参照图11A、图11B、图11C、图11D，取像装置1101及显示系统1102可搭载于电子装置，其包括，但不限于：倒车显影器1110、行车记录器1120、监控摄影机1130、或智能手机1140。前揭电子装置仅是示范性地说明本发明的取像装置的实际运用例子，并非限制本发明的取像装置的运用范围。较佳地，电子装置可进一步包含控制单元、显示单元、储存单元、暂储存单元(RAM)或其组合。

本发明揭露的取像装置及光学系统镜组将通过以下具体实施例配合所附图式予以详细说明。

第一实施例：

本发明第一实施例请参阅图1A，第一实施例的像差曲线请参阅图1B。第一实施例的取像装置包含一光学系统镜组(未另标号)与一电子感光元件170，光学系统镜组由物侧至像侧依序包含第一透镜110、光圈100、第二透镜120、第三透镜130及第四透镜140，其中：

第一透镜110具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面111于近光轴处为凸面，其像侧面112于近光轴处为凹面，且其物侧面111及像侧面112皆为非球面；

第二透镜120具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面121于近光轴处为凸面，其像侧面122于近光轴处为凸面，且其物侧面121及像侧面122皆为非球面；

第三透镜130具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面131于近光轴处为凹面，其像侧面132于近光轴处为凸面，其物侧面131及像侧面132皆为非球面；

第四透镜140具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面141于近光轴处为凸面，其像侧面142于近光轴处为凹面而离光轴处为凸面，且其物侧面141及像侧面142皆为非球面；

光学系统镜组另包含有一滤光元件150置于第四透镜140与一成像面160间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件170设置于成像面160上。

第一实施例详细的光学数据如表一所示，其非球面数据如表二所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。

上述的非球面曲线的方程式表示如下：

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顶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；

Ai：第i阶非球面系数。

第一实施例中，光学系统镜组的焦距为f，光学系统镜组的光圈值为Fno，光学系统镜组中最大视角的一半为HFOV，其数值为：f＝1.72(毫米)，Fno＝2.45，HFOV＝55.2(度)。

第一实施例中，光学系统镜组中最大视角的一半为HFOV，其关系式：tan(HFOV)＝1.44。

第一实施例中，光学系统镜组的参考波长为855.0nm。

第一实施例中，第一透镜110与第二透镜120之间于光轴上的距离为T12，第二透镜120与第三透镜130之间于光轴上的距离为T23，其关系式为：T23/T12＝0.37。

第一实施例中，第一透镜110与第二透镜120之间于光轴上的距离为T12，第二透镜120于光轴上的厚度为CT2，其关系式为：T12/CT2＝0.93。

第一实施例中，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，其关系式为：CT2/CT4＝2.66。

第一实施例中，第二透镜120于光轴上的厚度为CT2，第三透镜130于光轴上的厚度为CT3，第四透镜140于光轴上的厚度为CT4，其关系式为：(CT3+CT4)/CT2＝0.65。

第一实施例中，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130及第四透镜140于光轴上的透镜厚度总合ΣCT，第二透镜120于光轴上的厚度为CT2，其关系式为：ΣCT/CT2＝1.94。

第一实施例中，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130及第四透镜140于光轴上的厚度中最大的为CTmax，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130及第四透镜140于光轴上的厚度中最小的为CTmin，其关系式为：CTmax/CTmin＝3.65。

第一实施例中，光学系统镜组中两相邻透镜之间于光轴上的最大间隔距离为ATmax，光学系统镜组中两相邻透镜之间于光轴上的最小间隔距离为ATmin，其关系式为：ATmax/ATmin＝4.75。

第一实施例中，光学系统镜组的焦距为f，第一透镜110与第二透镜120之间于光轴上的距离为T12，其关系式为：f/T12＝1.82。

第一实施例中，光学系统镜组的焦距为f，第四透镜像侧面142曲率半径为R8，其关系式为：R8/f＝0.69。

第一实施例中，第一透镜物侧面111曲率半径为R1，第一透镜像侧面112曲率半径为R2，其关系式为：(R1+R2)/(R1-R2)＝1.07。

第一实施例中，第二透镜物侧面121曲率半径为R3，第二透镜像侧面122曲率半径为R4，其关系式为：(R3+R4)/(R3-R4)＝0.09。

第一实施例中，第一透镜110的焦距为f1，第二透镜120焦距为f2，其关系式为：|f1/f2|＝1.70。

第一实施例中，光学系统镜组的焦距为f，第三透镜130的焦距为f3，第四透镜140的焦距为f4，f/f3为P3，f/f4为P4，其关系式：|P3|+|P4|＝0.11。

第一实施例中，光学系统镜组的焦距为f，第一透镜110的焦距为f1，第二透镜120的焦距为f2，第三透镜130的焦距为f3，第四透镜140的焦距为f4，f/f1为P1，f/f2为P2，f/f3为P3，f/f4为P4，其关系式：(|P3|+|P4|)/(|P1|+|P2|)＝0.07。

第一实施例中，光圈100与成像面160之间于光轴上的距离为SL，第一透镜物侧面111与成像面160之间于光轴上的距离为TL，其关系式：SL/TL＝0.75。

第二实施例：

本发明第二实施例请参阅图2A，第二实施例的像差曲线请参阅图2B。第二实施例的取像装置包含一光学系统镜组(未另标号)与一电子感光元件270，光学系统镜组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及第四透镜240，其中：

第一透镜210具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面211于近光轴处为凸面，其像侧面212于近光轴处为凹面，且其物侧面211及像侧面212皆为非球面；

第二透镜220具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面221于近光轴处为凸面，其像侧面222于近光轴处为凸面，且其物侧面221及像侧面222皆为非球面；

第三透镜230具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面231于近光轴处为凹面，其像侧面232于近光轴处为凸面，其物侧面231及像侧面232皆为非球面；

第四透镜240具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面241于近光轴处为凸面，其像侧面242于近光轴处为凹面且于离光轴处为凸面，且其物侧面241及像侧面242皆为非球面；

光学系统镜组另包含有一滤光元件250置于第四透镜240与一成像面260间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件270设置于成像面260上。

第二实施例详细的光学数据如表三所示，其非球面数据如表四所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。

第二实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表五中所列。

第三实施例：

本发明第三实施例请参阅图3A，第三实施例的像差曲线请参阅图3B。第三实施例的取像装置包含一光学系统镜组(未另标号)与一电子感光元件370，光学系统镜组由物侧至像侧依序包含第一透镜310、光圈300、第二透镜320、第三透镜330及第四透镜340，其中：

第一透镜310具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面311于近光轴处为凸面，其像侧面312于近光轴处为凹面，且其物侧面311及像侧面312皆为非球面；

第二透镜320具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面321于近光轴处为凸面，其像侧面322于近光轴处为凸面，且其物侧面321及像侧面322皆为非球面；

第三透镜330具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面331于近光轴处为凹面，其像侧面332于近光轴处为凸面，其物侧面331及像侧面332皆为非球面；

第四透镜340具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面341于近光轴处为凸面，其像侧面342于近光轴处为凹面而离光轴处为凸面，且其物侧面341及像侧面342皆为非球面；

光学系统镜组另包含有一滤光元件350置于第四透镜340与一成像面360间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件370设置于成像面360上。

第三实施例详细的光学数据如表六所示，其非球面数据如表七所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。

第三实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表八中所列。

第四实施例：

本发明第四实施例请参阅图4A，第四实施例的像差曲线请参阅图4B。第四实施例的取像装置包含一光学系统镜组(未另标号)与一电子感光元件470，光学系统镜组由物侧至像侧依序包含第一透镜410、光圈400、第二透镜420、第三透镜430及第四透镜440，其中：

第一透镜410具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面411于近光轴处为凸面，其像侧面412于近光轴处为凹面，且其物侧面411及像侧面412皆为非球面；

第二透镜420具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面421于近光轴处为凸面，其像侧面422于近光轴处为凸面，且其物侧面421及像侧面422皆为非球面；

第三透镜430具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面431于近光轴处为凹面，其像侧面432于近光轴处为凸面，其物侧面431及像侧面432皆为非球面；

第四透镜440具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面441于近光轴处为凸面，其像侧面442于近光轴处为凹面且于离光轴处为凸面，且其物侧面441及像侧面442皆为非球面；

光学系统镜组另包含有一滤光元件450置于第四透镜440与一成像面460间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件470设置于成像面460上。

第四实施例详细的光学数据如表九所示，其非球面数据如表十所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。

第四实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表十一中所列。

第五实施例：

本发明第五实施例请参阅图5A，第五实施例的像差曲线请参阅图5B。第五实施例的取像装置包含一光学系统镜组(未另标号)与一电子感光元件570，光学系统镜组由物侧至像侧依序包含第一透镜510、光圈500、第二透镜520、第三透镜530及第四透镜540，其中：

第一透镜510具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面511于近光轴处为凹面，其像侧面512于近光轴处为凹面，且其物侧面511及像侧面512皆为非球面；

第二透镜520具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面521于近光轴处为凸面，其像侧面522于近光轴处为凸面，且其物侧面521及像侧面522皆为非球面；

第三透镜530具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面531于近光轴处为凹面，其像侧面532于近光轴处为凸面，其物侧面531及像侧面532皆为非球面；

第四透镜540具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面541于近光轴处为凸面，其像侧面542于近光轴处为凹面且于离光轴处为凸面，且其物侧面541及像侧面542皆为非球面；

光学系统镜组另包含有一滤光元件550置于第四透镜540与一成像面560间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件570设置于成像面560上。

第五实施例详细的光学数据如表十二所示，其非球面数据如表十三所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。

第五实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表十四中所列。

第六实施例：

本发明第六实施例请参阅图6A，第六实施例的像差曲线请参阅图6B。第六实施例的取像装置包含一光学系统镜组(未另标号)与一电子感光元件670，光学系统镜组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及第四透镜640，其中：

第一透镜610具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面611于近光轴处为凹面，其像侧面612于近光轴处为凹面，且其物侧面611及像侧面612皆为非球面；

第二透镜620具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面621于近光轴处为凸面，其像侧面622于近光轴处为凸面，且其物侧面621及像侧面622皆为非球面；

第三透镜630具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面631于近光轴处为凹面，其像侧面632于近光轴处为凸面，其物侧面631及像侧面632皆为非球面；

第四透镜640具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面641于近光轴处为凸面，其像侧面642于近光轴处为凹面且于离光轴处为凸面，且其物侧面641及像侧面642皆为非球面；

光学系统镜组另包含有一滤光元件650置于第四透镜640与一成像面660间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件670设置于成像面660上。

第六实施例详细的光学数据如表十五所示，其非球面数据如表十六所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。

第六实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表十七中所列。

第七实施例：

本发明第七实施例请参阅图7A，第七实施例的像差曲线请参阅图7B。第七实施例的取像装置包含一光学系统镜组(未另标号)与一电子感光元件770，光学系统镜组由物侧至像侧依序包含第一透镜710、光圈700、第二透镜720、第三透镜730及第四透镜740，其中：

第一透镜710具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面711于近光轴处为凸面，其像侧面712于近光轴处为凹面，且其物侧面711及像侧面712皆为非球面；

第二透镜720具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面721于近光轴处为凸面，其像侧面722于近光轴处为凸面，且其物侧面721及像侧面722皆为非球面；

第三透镜730具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面731于近光轴处为凹面，其像侧面732于近光轴处为凸面，其物侧面731及像侧面732皆为非球面；

第四透镜740具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面741于近光轴处为凸面，其像侧面742于近光轴处为凹面且于离光轴处为凸面，其物侧面741及像侧面742皆为非球面；

光学系统镜组另包含有一滤光元件750置于第四透镜740与一成像面760间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件770设置于成像面760上。

第七实施例详细的光学数据如表十八所示，其非球面数据如表十九所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。

第七实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表二十中所列。

第八实施例：

本发明第八实施例请参阅图8A，第八实施例的像差曲线请参阅图8B。第八实施例的取像装置包含一光学系统镜组(未另标号)与一电子感光元件870，光学系统镜组由物侧至像侧依序包含第一透镜810、光圈800、第二透镜820、第三透镜830及第四透镜840，其中：

第一透镜810具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面811于近光轴处为凸面，其像侧面812于近光轴处为凹面，且其物侧面811及像侧面812皆为非球面；

第二透镜820具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面821于近光轴处为凸面，其像侧面822于近光轴处为凸面，且其物侧面821及像侧面822皆为非球面；

第三透镜830具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面831于近光轴处为凹面，其像侧面832于近光轴处为凸面，且其物侧面831及像侧面832皆为非球面；

第四透镜840具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面841于近光轴处为凸面，其像侧面842于近光轴处为凹面且于离光轴处为凸面，且其物侧面841及像侧面842皆为非球面；

光学系统镜组另包含有一滤光元件850置于第四透镜840与一成像面860间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件870设置于成像面860上。

第八实施例详细的光学数据如表二十一所示，其非球面数据如表二十二所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。

第八实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表二十三中所列。

第九实施例：

本发明第九实施例请参阅图9A，第九实施例的像差曲线请参阅图9B。第九实施例的取像装置包含一光学系统镜组(未另标号)与一电子感光元件970，光学系统镜组由物侧至像侧依序包含第一透镜910、光圈900、第二透镜920、第三透镜930及第四透镜940，其中：

第一透镜910具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面911于近光轴处为凸面，其像侧面912于近光轴处为凹面，且其物侧面911及像侧面912皆为非球面；

第二透镜920具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面921于近光轴处为凸面，其像侧面922于近光轴处为凸面，且其物侧面921及像侧面922皆为非球面；

第三透镜930具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面931于近光轴处为凹面，其像侧面932于近光轴处为凸面，其物侧面931及像侧面932皆为非球面；

第四透镜940具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面941于近光轴处为凸面，其像侧面942于近光轴处为凹面且离光轴处为凸面，且其物侧面941及像侧面942皆为非球面；

光学系统镜组另包含有一滤光元件950置于第四透镜940与一成像面960间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件970设置于成像面960上。

第九实施例详细的光学数据如表二十四所示，其非球面数据如表二十五所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。

第九实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表二十六中所列。

第十实施例：

本发明第十实施例请参阅图10A，第十实施例的像差曲线请参阅图10B。第十实施例的取像装置包含一光学系统镜组(未另标号)与一电子感光元件1070，光学系统镜组由物侧至像侧依序包含第一透镜1010、光圈1000、第二透镜1020、第三透镜1030及第四透镜1040，其中：

第一透镜1010具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面1011于近光轴处为凸面，其像侧面1012于近光轴处为凹面，且其物侧面1011及像侧面1012皆为非球面；

第二透镜1020具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面1021于近光轴处为凸面，其像侧面1022于近光轴处为凸面，且其物侧面1021及像侧面1022皆为非球面；

第三透镜1030具正屈光度，其材质为塑胶，其物侧面1031于近光轴处为凹面，其像侧面1032于近光轴处为凸面，其物侧面1031及像侧面1032皆为非球面；

第四透镜1040具负屈光度，其材质为塑胶，其物侧面1041于近光轴处为凸面，其像侧面1042于近光轴处为凹面且于离光轴处为凸面，且其物侧面1041及像侧面1042皆为非球面；

光学系统镜组另包含有一滤光元件1050置于第四透镜1040与一成像面1060间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件1070设置于成像面1060上。

第十实施例详细的光学数据如表二十七所示，其非球面数据如表二十八所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。

第十实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表二十九中所列。

表一至表二十九所示为本发明揭露的光学系统镜组实施例的不同数值变化表，然本发明各个实施例的数值变化皆属实验所得，即使使用不同数值，相同结构的产品仍应属于本发明揭露的保护范畴，故以上的说明所描述的及图式仅做为例示性，非用以限制本发明揭露的权利要求。

Claims (27)

1.一种光学系统镜组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：

一具负屈光度第一透镜，其像侧面近光轴处为凹面；

一第二透镜，具正屈光度；

一第三透镜，其物侧面近光轴处为凹面；及

一第四透镜，其物侧面近光轴处为凸面及像侧面近光轴处为凹面且离光轴处为凸面；

其中，该光学系统镜组的透镜总数为四片，且该第一透镜至该第四透镜每两相邻透镜之间皆无黏合，该第一透镜与该第二透镜之间于光轴上的距离为T12，该第二透镜与该第三透镜之间于光轴上的距离为T23，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该光学系统镜组的焦距为f，该第三透镜的焦距为f3，该第四透镜的焦距为f4，f/f3为P3，f/f4为P4，该第四透镜像侧面曲率半径为R8，满足下列关系式：

0<T23/T12<1.5；

0.60<T12/CT2<1.85；

|P3|+|P4|<1.5；

0<R8/f<4.0。

2.如权利要求1所述的光学系统镜组，其特征在于，该光学系统镜组的焦距为f，该第三透镜的焦距为f3，该第四透镜的焦距为f4，f/f3为P3，f/f4为P4，满足下列关系式：

|P3|+|P4|<0.90。

3.如权利要求1所述的光学系统镜组，其特征在于，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，满足下列关系式：

1.5<CT2/CT4<7.0。

4.如权利要求1所述的光学系统镜组，其特征在于，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜及该第四透镜于光轴上的厚度中最大的为CTmax，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜及该第四透镜于光轴上的厚度中最小的为CTmin，该光学系统镜组中两相邻透镜之间于光轴上的最大间隔距离为ATmax，该光学系统镜组中两相邻透镜之间于光轴上的最小间隔距离为ATmin，满足下列关系式：

1.0<ATmax/ATmin<23.0；

2.4<CTmax/CTmin<5.0。

5.如权利要求1所述的光学系统镜组，其特征在于，该光学系统镜组的焦距为f，该第一透镜与该第二透镜之间于光轴上的距离为T12，满足下列关系式：

0<f/T12<2.0。

6.如权利要求1所述的光学系统镜组，其特征在于，该光学系统镜组中最大视角的一半为HFOV，满足下列关系式：

1.10<tan(HFOV)。

7.如权利要求1所述的光学系统镜组，其特征在于，该第二透镜物侧面曲率半径为R3，该第二透镜像侧面曲率半径为R4，满足下列关系式：

0<(R3+R4)/(R3-R4)<0.88。

8.如权利要求1所述的光学系统镜组，其特征在于，另设置有一光圈，且该光圈设置于该第一透镜及该第二透镜之间，其中该第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12，该第二透镜与第三透镜之间于光轴上的距离为T23，满足下列关系式：

0<T23/T12<1.0。

9.如权利要求1所述的光学系统镜组，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，满足下列关系式：

1.6<|f1/f2|<3.5。

10.一种光学系统镜组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含:

一具负屈光度第一透镜，其像侧面近光轴处为凹面；

一第二透镜，具正屈光度；

一第三透镜，其物侧面近光轴处为凹面；及

一第四透镜，其物侧面近光轴处为凸面及像侧面近光轴处为凹面且离光轴处为凸面；

其中该光学系统镜组的透镜总数为四片，该第一透镜与该第二透镜之间于光轴上的距离为T12，该第二透镜与该第三透镜之间于光轴上的距离为T23，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜与该第四透镜于光轴上的透镜厚度总合为ΣCT，满足下列关系式：

0<T23/T12<1.5；

0.60<T12/CT2<1.85；

1.0<ΣCT/CT2<3.7。

11.如权利要求10所述的光学系统镜组，其特征在于，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，满足下列关系式：

1.85<CT2/CT4<5.5。

12.如权利要求10所述的光学系统镜组，其特征在于，该第二透镜物侧面曲率半径为R3，该第二透镜像侧面曲率半径为R4，满足下列关系式：

-0.30<(R3+R4)/(R3-R4)<2.0。

13.如权利要求10所述的光学系统镜组，其特征在于，另设置有一光圈，且该光圈设置于该第一透镜与该第二透镜间，任两相邻透镜的光轴距离中，以该第一透镜与该第二透镜间的光轴距离最大。

14.如权利要求13所述的光学系统镜组，其特征在于，该第一透镜至该第四透镜每两相邻透镜之间皆无黏合，该光学系统镜组中最大视角的一半为HFOV，满足下列关系式：

1.25<tan(HFOV)<13.0。

15.如权利要求13所述的光学系统镜组，其特征在于，该光学系统镜组的焦距为f，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜的焦距为f2，该第三透镜的焦距为f3，该第四透镜的焦距为f4，f/f1为P1，f/f2为P2，f/f3为P3，f/f4为P4，满足下列关系式：

(|P3|+|P4|)/(|P1|+|P2|)<0.34。

16.如权利要求10所述的光学系统镜组，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，满足下列关系式：

1.6<|f1/f2|<2.5。

17.如权利要求10所述的光学系统镜组，其特征在于，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该第三透镜于光轴上的厚度为CT3，该第四透镜于光轴上的厚度为CT4，满足下列关系式：

0<(CT3+CT4)/CT2<0.95。

18.如权利要求10所述的光学系统镜组，其特征在于，该光学系统镜组的入射光的波长λ，满足下列关系式：

750nm<λ<950nm。

19.一种取像装置，其特征在于，包含有如权利要求10所述光学系统镜组与一电子感光元件。

20.一种电子装置，其特征在于，包含有如权利要求19所述取像装置。

21.一种光学系统镜组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：

一具负屈光度第一透镜，其像侧面于近光轴处为凹面；

一第二透镜，具正屈光度；

一第三透镜，其物侧面于近光轴处为凹面；

一第四透镜，其物侧面于近光轴处为凸面及像侧面于近光轴处为凹面且离光轴处凸面；

另设置有一光圈，且该光圈设置于该第一透镜与该第二透镜间，其中，该光学系统镜组的透镜总数为四片，该第一透镜与该第二透镜之间于光轴上的距离为T12，该第二透镜与该第三透镜之间于光轴上的距离为T23，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜及该第四透镜于光轴上的透镜厚度总合为ΣCT，该光圈与成像面之间于光轴上的距离为SL，该第一透镜物侧面与该成像面之间于光轴上的距离为TL，满足下列关系式：

0<T23/T12<1.5；

1.0<ΣCT/CT2<2.85；

0<SL/TL<0.78。

22.如权利要求21所述的光学系统镜组，其特征在于，该第四透镜像侧面曲率半径为R8，该光学系统镜组的焦距为f，满足下列关系式：

0<R8/f<1.2。

23.如权利要求21所述的光学系统镜组，其特征在于，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，满足下列关系式：

1.85<CT2/CT4<5.5。

24.如权利要求21所述的光学系统镜组，其特征在于，该光学系统镜组的焦距为f，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜的焦距为f2，该第三透镜的焦距为f3，该第四透镜的焦距为f4，f/f1为P1，f/f2为P2，f/f3为P3，f/f4为P4，满足下列关系式：

(|P3|+|P4|)/(|P1|+|P2|)<0.50。

25.如权利要求21所述的光学系统镜组，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，满足下列关系式：

1.0<|f1/f2|<4.0。

26.如权利要求21所述的光学系统镜组，其特征在于，该第一透镜物侧面曲率半径为R1，该第一透镜像侧面曲率半径为R2，满足下列关系式：

1.0<(R1+R2)/(R1-R2)<3.0。

27.如权利要求21所述的光学系统镜组，其特征在于，该光学系统镜组的焦距为f，该第一透镜与该第二透镜之间于光轴上的距离为T12，满足下列关系式：

0<f/T12<2.0。