CN114252973A - 四片式红外单波长投影镜片组 - Google Patents

Abstract

本发明为一种四片式红外单波长投影镜片组，由成像源侧至像源侧依序包含：第一透镜，具有屈折力且为玻璃材质；第二透镜，具有屈折力；第三透镜，具有屈折力；第四透镜，具有正屈折力；其中所述第二透镜的焦距为f2，所述第二透镜于光轴上的厚度为CT2，并满足下列条件：‑28<f2/CT2<161。以达成提升焦点长度、具高解析能力、短镜头长度、小歪曲的四片式红外单波长投影镜片组。

Description

四片式红外单波长投影镜片组

技术领域

本发明与镜片组有关，特别是指一种应用于电子产品上的小型化四片式红外单波长投影镜片组。

背景技术

现今数字影像技术不断创新、变化，特别是在数字相机与移动电话等的数字载体皆朝小型化发展，而使感光组件如CCD或CMOS亦被要求更小型化，在红外线聚焦镜片应用，除了运用于摄影领域中，近年来亦大量转用于游戏机的红外线接收与感应领域，且为使其游戏机感应使用者的范围更宽广，目前接收红外线波长的镜片组，多半以画角较大的广角镜片组为主流。

其中，申请人先前亦提出多件有关红外线波长接收的镜片组，唯目前游戏机系以更具立体、真实及临场感的3D游戏为主，故就目前或申请人先前的镜片组，皆以2D的平面游戏侦测为要求，以致于无法满足3D游戏侧重的纵深感应功效。

再者，有关游戏机专用的红外线接收、感应镜片组，为追求低廉而采用塑料镜片，一来材质透光性较差是影响游戏机纵深侦测精度不足关键要素之一，二来塑料镜片容易于环境温度过热或过冷，以致镜片组的焦距改变而无法精确对焦侦测，如上所述，乃目前红外线波长接收的镜片组无法满足3D游戏纵深距离精确感应的两大技术课题。

有鉴于此，如何提供一种精确纵深距离侦测、接收，以及防止镜片组焦距改变影响纵深侦测效果，遂为红外线波长接收的镜片组目前急欲克服的技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四片式红外单波长投影镜片组，尤指一种提升焦点长度、具高解析能力、短镜头长度、小歪曲的四片式红外单波长投影镜片组。

为了达成前述目的，依据本发明所提供的一种四片式红外单波长投影镜片组，包含光圈和由四片透镜所组成的光学组，由成像源侧至像源侧依序包含：

所述光圈；第一透镜，具有屈折力且为玻璃材质，所述第一透镜的成像源侧表面近光轴处为凸面，所述第一透镜的成像源侧表面与像源侧表面至少一表面为非球面；第二透镜，具有屈折力，所述第二透镜的成像源侧表面近光轴处为凸面，所述第二透镜的像源侧表面近光轴处为凹面，所述第二透镜的成像源侧表面与像源侧表面至少一表面为非球面；第三透镜，具有屈折力，所述第三透镜的成像源侧表面近光轴处为凹面，所述第三透镜的成像源侧表面与像源侧表面至少一表面为非球面；第四透镜，具有正屈折力，所述第四透镜的像源侧表面近光轴处为凸面，所述第四透镜的成像源侧表面与像源侧表面至少一表面为非球面；

其中所述第二透镜的焦距为f2，所述第二透镜于光轴上的厚度为CT2，并满足下列条件：-28<f2/CT2<161。由此，能有效利用镜头内部空间以达到镜头微型化。

较佳地，其中所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，并满足下列条件：-45<f2/f3<10。由此，可提升系统的周边解像力及照度。

较佳地，其中所述第四透镜的成像源侧表面曲率半径为R7，所述第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，并满足下列条件：-63<R7/T34<192。由此，能缩短镜面间距以达到镜头微型化。

较佳地，其中所述四片式红外单波长投影镜片组的最大视场角为FOV，其满足下列条件：FOV<36。由此，有助于光束集中投射，增加投射面照度，进而提升其质量。

较佳地，其中所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，并满足下列条件：-3<f1/f2<1。由此，使所述第一透镜与所述第二透镜的屈折力配置较为合适，可有利于减少系统像差的过度增大。

较佳地，其中所述第三透镜的焦距为f3，所述第四透镜的焦距为f4，并满足下列条件：-2<f3/f4<0.1。由此，可有效平衡系统的屈折力配置，有助于降低敏感度以提升制造良率。

较佳地，其中所述第二透镜的焦距为f2，所述第二透镜与第三透镜的合成焦距为f23，并满足下列条件：-38<f2/f23<10。由此，可调整透镜的屈折力，而有助于修正像差、压缩总长与调整视角

较佳地，其中所述第二透镜的焦距为f2，所述第一透镜与第二透镜的合成焦距为f12，并满足下列条件：-8.5<f2/f12<32。由此，可令所述四片式红外单波长投影镜片组的解像能力显著提升。

较佳地，其中所述第一透镜的焦距为f1，所述第三透镜与第四透镜的合成焦距为f34，并满足下列条件：-2.2<f1/f34<1.1。由此，可调整透镜的屈折力，而有助于修正像差、压缩总长与调整视角。

较佳地，其中所述第二透镜与第三透镜的合成焦距为f23，所述四片式红外单波长投影镜片组的整体焦距为f，并满足下列条件：-1.5<f23/f<0.75。由此，可调整透镜的屈折力，而有助于修正像差、压缩总长与调整视角。

较佳地，其中所述第二透镜的焦距为f2，所述第一透镜的成像源侧表面至像源面于光轴上的距离为TL，并满足下列条件：-5<f2/TL<21。由此，有利于维持所述四片式红外单波长投影镜片组的小型化，以搭载于轻薄的电子产品上。

较佳地，其中所述第一透镜的像源侧表面曲率半径为R2，所述第一透镜于光轴上的厚度为CT1，并满足下列条件：-5<R2/CT1<26。由此，有助于镜片成形性。

较佳地，其中所述第二透镜的成像源侧表面曲率半径为R3，所述第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，并满足下列条件：40<R3/T12<136。由此，能缩短镜面间距以达到镜头微型化。

较佳地，其中所述第三透镜的像源侧表面曲率半径为R6，所述第三透镜的焦距为f3，并满足下列条件：-5<R6/f3<3。由此，有助于高阶像差及像散的修正。

较佳地，其中所述第四透镜的成像源侧表面曲率半径为R7，所述第三透镜与第四透镜的合成焦距为f34，并满足下列条件：-10<R7/f34<5.5。由此，以利镜片的成形性。

较佳地，其中所述第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，所述第三透镜于光轴上的厚度为CT3，并满足下列条件：0.4<T23/CT3<2.8。由此，可调整透镜厚度与透镜间距，以减少制造性公差对于成像质量的影响。

较佳地，其中所述第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，所述第四透镜于光轴上的厚度为CT4，并满足下列条件：0.04<T34/CT4<1.1。由此，可调整透镜厚度与透镜间距，以减少制造性公差对于成像质量的影响。

较佳地，其中所述四片式红外单波长投影镜片组的整体焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，并满足下列条件：-1.5<f/f2<1.9。由此，以确保镜片组具有足够屈折力，达到短镜头长度的目的。

较佳地，其中所述第一透镜的像源侧表面曲率半径为R2，所述第三透镜的像源侧表面曲率半径为R6，并满足下列条件：-5<R2/R6<2.5。由此，可平衡各镜片的曲率，以增加镜片的成形性。

较佳地，其中所述第四透镜的成像源侧表面曲率半径为R7，所述第四透镜于光轴上的厚度为CT4，并满足下列条件：-32<R7/CT4<17。由此，以利镜片的成形性。

附图说明

图1A为本发明第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图。

图1B由左至右依序为第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。

图2A为本发明第二实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图。

图2B由左至右依序为第二实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。

图3A为本发明第三实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图。

图3B由左至右依序为第三实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。

图4A为本发明第四实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图。

图4B由左至右依序为第四实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。

图5A为本发明第五实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图。

图5B由左至右依序为第五实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。

图6A为本发明第六实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图。

图6B由左至右依序为第六实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。

图7A为本发明第七实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图。

图7B由左至右依序为第七实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。

图8A为本发明第八实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图。

图8B由左至右依序为第八实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。

图9A为本发明第九实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图。

图9B由左至右依序为第九实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。

附图中符号标记说明：

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

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

111、211、311、411、511、611、711、811、911:成像源侧表面

112、212、312、412、512、612、712、812、912:像源侧表面

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

121、221、321、421、521、621、721、821、921:成像源侧表面

122、222、322、422、522、622、722、822、922:像源侧表面

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

131、231、331、431、531、631、731、831、931:成像源侧表面

132、232、332、432、532、632、732、832、932:像源侧表面

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

141、241、341、441、541、641、741、841、941:成像源侧表面

142、242、342、442、542、642、742、842、942:像源侧表面

180、280、380、480、580、680、780、880、980:像源面

190、290、390、490、590、690、790、890、990:光轴

f:四片式红外单波长投影镜片组的焦距

Fno:四片式红外单波长投影镜片组的光圈值

FOV:四片式红外单波长投影镜片组中最大视场角

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

f12:第一透镜与第二透镜的合成焦距

f23:第二透镜与第三透镜的合成焦距

f34:第三透镜与第四透镜的合成焦距

R2:第一透镜的像源侧表面曲率半径

R3:第二透镜的成像源侧表面曲率半径

R6:第三透镜的像源侧表面曲率半径

R7:第四透镜的成像源侧表面曲率半径

TL:第一透镜的成像源侧表面至像源面于光轴上的距离

T12:第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离

T23:第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离

T34:第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离

CT1:第一透镜于光轴上的厚度

CT2:第二透镜于光轴上的厚度

CT3:第三透镜于光轴上的厚度

CT4:第四透镜于光轴上的厚度

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

请参照图1A及图1B，其中图1A绘示依照本发明第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图，图1B由左至右依序为第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。由图1A可知，四片式红外单波长投影镜片组包含有光圈100和光学组，所述光学组由成像源侧至像源侧依序包含第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、以及像源面180，其中所述四片式红外单波长投影镜片组中具屈折力的透镜为四片。光圈100设置在被投影物与第一透镜110的像源侧表面112之间。所述四片式红外单波长投影镜片组可将所述像源侧的像源面180上的光线投射至成像源测的被投影物上。

第一透镜110具有正屈折力，且为玻璃材质，其成像源侧表面111近光轴190处为凸面，其像源侧表面112近光轴190处为凹面，且成像源侧表面111及像源侧表面112皆为非球面。

第二透镜120具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面121近光轴190处为凸面，其像源侧表面122近光轴190处为凹面，且成像源侧表面121及像源侧表面122皆为非球面。

第三透镜130具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面131近光轴190处为凹面，其像源侧表面132近光轴190处为凹面，且成像源侧表面131及像源侧表面132皆为非球面。

第四透镜140具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面141近光轴190处为凹面，其像源侧表面142近光轴190处为凸面，且成像源侧表面141及像源侧表面142皆为非球面。

上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下：

其中z为沿光轴190方向在高度为h的位置以表面顶点作参考的位置值；c是透镜表面靠近光轴190的曲率，并为曲率半径(R)的倒数(c＝1/R)，R为透镜表面靠近光轴190的曲率半径，h是透镜表面距离光轴190的垂直距离，k为圆锥系数(conic constant)，而A、B、C、D、E、F……为高阶非球面系数。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，四片式红外单波长投影镜片组的焦距为f，四片式红外单波长投影镜片组的光圈值(f-number)为Fno，四片式红外单波长投影镜片组中最大视场角(画角)为FOV，其数值如下：f＝3.92(毫米)；Fno＝2.3；以及FOV＝27.4(度)。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第二透镜120的焦距为f2，第二透镜120于光轴190上的厚度为CT2，并满足下列条件：f2/CT2＝160.7。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第二透镜120的焦距为f2，第三透镜130的焦距为f3，并满足下列条件：f2/f3＝-43.76。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第四透镜140的成像源侧表面141曲率半径为R7，第三透镜130与第四透镜140于光轴190上的间隔距离为T34，并满足下列条件：R7/T34＝-61.36。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第一透镜110的焦距为f1，第二透镜120的焦距为f2，并满足下列条件：f1/f2＝0.04。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第三透镜130的焦距为f3，第四透镜140的焦距为f4，并满足下列条件：f3/f4＝-0.95。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第二透镜120的焦距为f2，第二透镜120与第三透镜130的合成焦距为f23，并满足下列条件：f2/f23＝-37.43。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第二透镜120的焦距为f2，第一透镜110与第二透镜120的合成焦距为f12，并满足下列条件：f2/f12＝31.63。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第一透镜110的焦距为f1，第三透镜130与第四透镜140的合成焦距为f34，并满足下列条件：f1/f34＝0.91。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第二透镜120与第三透镜130的合成焦距为f23，所述四片式红外单波长投影镜片组的整体焦距为f，并满足下列条件：f23/f＝-0.56。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第二透镜120的焦距为f2，第一透镜110的成像源侧表面111至像源面180于光轴190上的距离为TL，并满足下列条件：f2/TL＝20.63。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第一透镜110的像源侧表面112曲率半径为R2，第一透镜110于光轴190上的厚度为CT1，并满足下列条件：R2/CT1＝6.51。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第二透镜120的成像源侧表面121曲率半径为R3，第一透镜110与第二透镜120于光轴190上的间隔距离为T12，并满足下列条件：R3/T12＝48.18。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第三透镜130的像源侧表面132曲率半径为R6，第三透镜130的焦距为f3，并满足下列条件：R6/f3＝-1.10。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第四透镜140的成像源侧表面141曲率半径为R7，第三透镜130与第四透镜140的合成焦距为f34，并满足下列条件：R7/f34＝-9.31。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第二透镜120与第三透镜130于光轴190上的间隔距离为T23，第三透镜130于光轴190上的厚度为CT3，并满足下列条件：T23/CT3＝2.10。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第三透镜130与第四透镜140于光轴190上的间隔距离为T34，第四透镜140于光轴190上的厚度为CT4，并满足下列条件：T34/CT4＝0.50。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，所述四片式红外单波长投影镜片组的整体焦距为f，第二透镜120的焦距为f2，并满足下列条件：f/f2＝0.05。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第一透镜110的像源侧表面112曲率半径为R2，第三透镜130的像源侧表面132曲率半径为R6，并满足下列条件：R2/R6＝1.61。

第一实施例的四片式红外单波长投影镜片组中，第四透镜140的成像源侧表面141曲率半径为R7，第四透镜140于光轴190上的厚度为CT4，并满足下列条件：R7/CT4＝-30.75。

再配合参照下列表1及表2。

表1为图1A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mm，且表面0-11依序表示由成像源侧至像源侧的表面。表2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，A、B、C、D、E、F……为高阶非球面系数。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1、及表2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绘示依照本发明第二实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图，图2B由左至右依序为第二实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。由图2A可知，四片式红外单波长投影镜片组包含有光圈200和光学组，所述光学组由成像源侧至像源侧依序包含第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、以及像源面280，其中所述四片式红外单波长投影镜片组中具屈折力的透镜为四片。光圈200设置在被投影物与第一透镜210的像源侧表面212之间。所述四片式红外单波长投影镜片组可将像源侧的像源面280上的光线投射至成像源测的被投影物上。

第一透镜210具有正屈折力，且为玻璃材质，其成像源侧表面211近光轴290处为凸面，其像源侧表面212近光轴290处为凹面，且成像源侧表面211及像源侧表面212皆为非球面。

第二透镜220具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面221近光轴290处为凸面，其像源侧表面222近光轴290处为凹面，且成像源侧表面221及像源侧表面222皆为非球面。

第三透镜230具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面231近光轴290处为凹面，其像源侧表面232近光轴290处为凹面，且成像源侧表面231及像源侧表面232皆为非球面。

第四透镜240具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面241近光轴290处为凸面，其像源侧表面242近光轴290处为凸面，且成像源侧表面241及像源侧表面242皆为非球面。

再配合参照下列表3、以及表4。

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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

配合表3、以及表4可推算出下列数据：

第三实施例

请参照图3A及图3B，其中图3A绘示依照本发明第三实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图，图3B由左至右依序为第三实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。由图3A可知，四片式红外单波长投影镜片组包含有光圈300和光学组，所述光学组由成像源侧至像源侧依序包含第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340、以及像源面380，其中所述四片式红外单波长投影镜片组中具屈折力的透镜为四片。光圈300设置在被投影物与第一透镜310的像源侧表面312之间。所述四片式红外单波长投影镜片组可将所述像源侧的一像源面380上的光线投射至成像源测的被投影物上。

第一透镜310具有正屈折力，且为玻璃材质，其成像源侧表面311近光轴390处为凸面，其像源侧表面312近光轴390处为凹面，且成像源侧表面311及像源侧表面312皆为非球面。

第二透镜320具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面321近光轴390处为凸面，其像源侧表面322近光轴390处为凹面，且成像源侧表面321及像源侧表面322皆为非球面。

第三透镜330具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面331近光轴390处为凹面，其像源侧表面332近光轴390处为凹面，且成像源侧表面331及像源侧表面332皆为非球面。

第四透镜340具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面341近光轴390处为凸面，其像源侧表面342近光轴390处为凸面，且成像源侧表面341及像源侧表面342皆为非球面。

再配合参照下列表5、以及表6。

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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

配合表5、以及表6可推算出下列数据：

第四实施例

请参照图4A及图4B，其中图4A绘示依照本发明第四实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图，图4B由左至右依序为第四实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。由图4A可知，四片式红外单波长投影镜片组包含有光圈400和光学组，所述光学组由成像源侧至像源侧依序包含第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440、以及像源面480，其中所述四片式红外单波长投影镜片组中具屈折力的透镜为四片。光圈400设置在被投影物与第一透镜410的像源侧表面412之间。所述四片式红外单波长投影镜片组可将所述像源侧的像源面480上的光线投射至成像源测的被投影物上。

第一透镜410具有正屈折力，且为玻璃材质，其成像源侧表面411近光轴490处为凸面，其像源侧表面412近光轴490处为凹面，且成像源侧表面411及像源侧表面412皆为非球面。

第二透镜420具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面421近光轴490处为凸面，其像源侧表面422近光轴490处为凹面，且成像源侧表面421及像源侧表面422皆为非球面。

第三透镜430具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面431近光轴490处为凹面，其像源侧表面432近光轴490处为凸面，且成像源侧表面431及像源侧表面432皆为非球面。

第四透镜440具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面441近光轴490处为凸面，其像源侧表面442近光轴490处为凸面，且成像源侧表面441及像源侧表面442皆为非球面。

再配合参照下列表7、以及表8。

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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

配合表7、以及表8可推算出下列数据：

第五实施例

请参照图5A及图5B，其中图5A绘示依照本发明第五实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图，图5B由左至右依序为第五实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。由图5A可知，四片式红外单波长投影镜片组包含有光圈500和一光学组，所述光学组由成像源侧至像源侧依序包含第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540、以及像源面580，其中所述四片式红外单波长投影镜片组中具屈折力的透镜为四片。光圈500设置在被投影物与第一透镜510的像源侧表面512之间。所述四片式红外单波长投影镜片组可将所述像源侧的像源面580上的光线投射至成像源测的被投影物上。

第一透镜510具有正屈折力，且为玻璃材质，其成像源侧表面511近光轴590处为凸面，其像源侧表面512近光轴590处为凸面，且成像源侧表面511及像源侧表面512皆为非球面。

第二透镜520具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面521近光轴590处为凸面，其像源侧表面522近光轴590处为凹面，且成像源侧表面521及像源侧表面522皆为非球面。

第三透镜530具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面531近光轴590处为凹面，其像源侧表面532近光轴590处为凹面，且成像源侧表面531及像源侧表面532皆为非球面。

第四透镜540具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面541近光轴590处为凸面，其像源侧表面542近光轴590处为凸面，且成像源侧表面541及像源侧表面542皆为非球面。

再配合参照下列表9、以及表10。

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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

配合表9、以及表10可推算出下列数据：

第六实施例

请参照图6A及图6B，其中图6A绘示依照本发明第六实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图，图6B由左至右依序为第六实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。由图6A可知，四片式红外单波长投影镜片组系包含有一光圈600和一光学组，所述光学组由成像源侧至像源侧依序包含第一透镜610、第二透镜620、第三透镜630、第四透镜640、以及像源面680，其中所述四片式红外单波长投影镜片组中具屈折力的透镜为四片。光圈600设置在被投影物与第一透镜610的像源侧表面612之间。所述四片式红外单波长投影镜片组可将所述像源侧的像源面680上的光线投射至成像源测的被投影物上。

第一透镜610具有正屈折力，且为玻璃材质，其成像源侧表面611近光轴690处为凸面，其像源侧表面612近光轴690处为凸面，且成像源侧表面611及像源侧表面612皆为非球面。

第二透镜620具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面621近光轴690处为凸面，其像源侧表面622近光轴690处为凹面，且成像源侧表面621及像源侧表面622皆为非球面。

第三透镜630具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面631近光轴690处为凹面，其像源侧表面632近光轴690处为凸面，且成像源侧表面631及像源侧表面632皆为非球面。

第四透镜640具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面641近光轴690处为凸面，其像源侧表面642近光轴690处为凸面，且成像源侧表面641及像源侧表面642皆为非球面。

再配合参照下列表11、以及表12。

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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

配合表11、以及表12可推算出下列数据：

第七实施例

请参照图7A及图7B，其中图7A绘示依照本发明第七实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图，图7B由左至右依序为第七实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。由图7A可知，四片式红外单波长投影镜片组包含有光圈700和光学组，所述光学组由成像源侧至像源侧依序包含第一透镜710、第二透镜720、第三透镜730、第四透镜740、以及像源面780，其中所述四片式红外单波长投影镜片组中具屈折力的透镜为四片。光圈700设置在被投影物与第一透镜710的像源侧表面712之间。所述四片式红外单波长投影镜片组可将所述像源侧的像源面780上的光线投射至成像源测的被投影物上。

第一透镜710具有正屈折力，且为玻璃材质，其成像源侧表面711近光轴790处为凸面，其像源侧表面712近光轴790处为凹面，且成像源侧表面711及像源侧表面712皆为非球面。

第二透镜720具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面721近光轴790处为凸面，其像源侧表面722近光轴790处为凹面，且成像源侧表面721及像源侧表面722皆为非球面。

第三透镜730具有负屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面731近光轴790处为凹面，其像源侧表面732近光轴790处为凹面，且成像源侧表面731及像源侧表面732皆为非球面。

第四透镜740具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面741近光轴790处为凹面，其像源侧表面742近光轴790处为凸面，且成像源侧表面741及像源侧表面742皆为非球面。

再配合参照下列表13、以及表14。

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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

配合表13、以及表14可推算出下列数据：

第八实施例

请参照图8A及图8B，其中图8A绘示依照本发明第八实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图，图8B由左至右依序为第八实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。由图8A可知，四片式红外单波长投影镜片组包含有光圈800和光学组，所述光学组由成像源侧至像源侧依序包含第一透镜810、第二透镜820、第三透镜830、第四透镜840、以及像源面880，其中所述四片式红外单波长投影镜片组中具屈折力的透镜为四片。光圈800设置在被投影物与第一透镜810的像源侧表面812之间。所述四片式红外单波长投影镜片组可将所述像源侧的像源面880上的光线投射至成像源测的被投影物上。

第一透镜810具有负屈折力，且为玻璃材质，其成像源侧表面811近光轴890处为凸面，其像源侧表面812近光轴890处为凹面，且成像源侧表面811及像源侧表面812皆为非球面。

第二透镜820具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面821近光轴890处为凸面，其像源侧表面822近光轴890处为凹面，且成像源侧表面821及像源侧表面822皆为非球面。

第三透镜830具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面831近光轴890处为凹面，其像源侧表面832近光轴890处为凸面，且成像源侧表面831及像源侧表面832皆为非球面。

第四透镜840具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面841近光轴890处为凹面，其像源侧表面842近光轴890处为凸面，且成像源侧表面841及像源侧表面842皆为非球面。

再配合参照下列表15、以及表16。

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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

配合表15、以及表16可推算出下列数据：

第九实施例

请参照图9A及图9B，其中图9A绘示依照本发明第九实施例的四片式红外单波长投影镜片组的示意图，图9B由左至右依序为第九实施例的四片式红外单波长投影镜片组的像面弯曲及歪曲收差曲线图。由图9A可知，四片式红外单波长投影镜片组包含有光圈900和光学组，所述光学组由成像源侧至像源侧依序包含第一透镜910、第二透镜920、第三透镜930、第四透镜940、以及像源面980，其中所述四片式红外单波长投影镜片组中具屈折力的透镜为四片。光圈900设置在被投影物与第一透镜910的像源侧表面912之间。所述四片式红外单波长投影镜片组可将所述像源侧的像源面980上的光线投射至成像源测的被投影物上。

第一透镜910具有负屈折力，且为玻璃材质，其成像源侧表面911近光轴990处为凸面，其像源侧表面912近光轴990处为凹面，且成像源侧表面911及像源侧表面912皆为非球面。

第二透镜920具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面921近光轴990处为凸面，其像源侧表面922近光轴990处为凹面，且成像源侧表面921及像源侧表面922皆为非球面。

第三透镜930具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面931近光轴990处为凹面，其像源侧表面932近光轴990处为凸面，且成像源侧表面931及像源侧表面932皆为非球面。

第四透镜940具有正屈折力，且为塑料材质，其成像源侧表面941近光轴990处为凹面，其像源侧表面942近光轴990处为凸面，且成像源侧表面941及像源侧表面942皆为非球面。

再配合参照下列表17、以及表18。

第九实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

配合表17、以及表18可推算出下列数据：

本发明提供的四片式红外单波长投影镜片组，透镜的材质可为塑料或玻璃，当透镜材质为塑料，可以有效降低生产成本，另当透镜的材质为玻璃，则可以增加四片式红外单波长投影镜片组屈折力配置的自由度且降低环境温度对镜头的整体影响。此外，四片式红外单波长投影镜片组中透镜的成像源侧表面及像源侧表面可为非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变量，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四片式红外单波长投影镜片组的总长度。

本发明提供的四片式红外单波长投影镜片组中，就以具有屈折力的透镜而言，若透镜表面系为凸面且未界定所述凸面位置时，则表示所述透镜表面于近光轴处为凸面；若透镜表面系为凹面且未界定所述凹面位置时，则表示所述透镜表面于近光轴处为凹面。

本发明提供的四片式红外单波长投影镜片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质量的特色，可多方面应用于3D(三维)影像撷取、数字相机、行动装置、数字绘图板或车用摄影等电子影像系统中。

综上所述，上述各实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本发明的保护范围内。

Claims (20)

1.一种四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，包含光圈和由四片透镜所组成的光学组，由成像源侧至像源侧依序包含：

所述光圈；

第一透镜，具有屈折力且为玻璃材质，所述第一透镜的成像源侧表面近光轴处为凸面，所述第一透镜的成像源侧表面与像源侧表面至少一表面为非球面；

第二透镜，具有屈折力，所述第二透镜的成像源侧表面近光轴处为凸面，所述第二透镜的像源侧表面近光轴处为凹面，所述第二透镜的成像源侧表面与像源侧表面至少一表面为非球面；

第三透镜，具有屈折力，所述第三透镜的成像源侧表面近光轴处为凹面，所述第三透镜的成像源侧表面与像源侧表面至少一表面为非球面；

第四透镜，具有正屈折力，所述第四透镜的像源侧表面近光轴处为凸面，所述第四透镜的成像源侧表面与像源侧表面至少一表面为非球面；

其中所述第二透镜的焦距为f2，所述第二透镜于光轴上的厚度为CT2，并满足下列条件：-28<f2/CT2<161。

2.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，并满足下列条件：-45<f2/f3<10。

3.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第四透镜的成像源侧表面曲率半径为R7，所述第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，并满足下列条件：-63<R7/T34<192。

4.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述四片式红外单波长投影镜片组的最大视场角为FOV，其满足下列条件：FOV<36。

5.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，并满足下列条件：-3<f1/f2<1。

6.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第三透镜的焦距为f3，所述第四透镜的焦距为f4，并满足下列条件：-2<f3/f4<0.1。

7.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第二透镜的焦距为f2，所述第二透镜与第三透镜的合成焦距为f23，并满足下列条件：-38<f2/f23<10。

8.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第二透镜的焦距为f2，所述第一透镜与第二透镜的合成焦距为f12，并满足下列条件：-8.5<f2/f12<32。

9.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第一透镜的焦距为f1，所述第三透镜与第四透镜的合成焦距为f34，并满足下列条件：-2.2<f1/f34<1.1。

10.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第二透镜与第三透镜的合成焦距为f23，所述四片式红外单波长投影镜片组的整体焦距为f，并满足下列条件：-1.5<f23/f<0.75。

11.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第二透镜的焦距为f2，所述第一透镜的成像源侧表面至像源面于光轴上的距离为TL，并满足下列条件：-5<f2/TL<21。

12.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第一透镜的像源侧表面曲率半径为R2，所述第一透镜于光轴上的厚度为CT1，并满足下列条件：-5<R2/CT1<26。

13.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第二透镜的成像源侧表面曲率半径为R3，所述第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，并满足下列条件：40<R3/T12<136。

14.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第三透镜的像源侧表面曲率半径为R6，所述第三透镜的焦距为f3，并满足下列条件：-5<R6/f3<3。

15.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第四透镜的成像源侧表面曲率半径为R7，所述第三透镜与第四透镜的合成焦距为f34，并满足下列条件：-10<R7/f34<5.5。

16.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，所述第三透镜于光轴上的厚度为CT3，并满足下列条件：0.4<T23/CT3<2.8。

17.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，所述第四透镜于光轴上的厚度为CT4，并满足下列条件：0.04<T34/CT4<1.1。

18.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述四片式红外单波长投影镜片组的整体焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，并满足下列条件：-1.5<f/f2<1.9。

19.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第一透镜的像源侧表面曲率半径为R2，所述第三透镜的像源侧表面曲率半径为R6，并满足下列条件：-5<R2/R6<2.5。

20.根据权利要求1所述的四片式红外单波长投影镜片组，其特征在于，所述第四透镜的成像源侧表面曲率半径为R7，所述第四透镜于光轴上的厚度为CT4，并满足下列条件：-32<R7/CT4<17。

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