TW201608267A - 四片式成像鏡頭組 - Google Patents

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Kuo-Yu Liao
Zhen-Hong Cai
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Ability Opto Electronics Technologyco Ltd
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    • G—PHYSICS
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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
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Abstract

一種四片式成像鏡頭組由物側至像側在靠近光軸依序包含一具有正屈折力的第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡及一第四透鏡，該第二透鏡至該第四透鏡中至少一透鏡在靠近光軸具有正屈折力，該些透鏡中至少一透鏡之物側表面及像側表面中至少一表面為非球面，該第一透鏡至該第四透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4，該光學成像系統的焦距為f，該光學成像鏡片系統之可視角度的一半為HFOV，該第一透鏡之像側表面至少有一反曲點Inf，該四片式成像鏡頭組滿足0.70≦| f/f1 |≦1.0及HFOV≧35deg。

Description

四片式成像鏡頭組
本發明是有關於一種光學成像系統，特別是指一種四片式成像鏡頭組。
以往的成像鏡頭組，是適用於行動電話、智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦以及攝像頭等電子產品當中的成像鏡頭組。隨著此類電子產品不斷地發展，逐漸朝向輕薄短小的設計傾向，但又同時要求高效能，因此，連帶地使得成像鏡頭組朝向整體更加緊密化的薄型尺寸發展，而為了提高解像力滿足高畫質的成像範圍，例如解析度規格為1920*1080的full HD(High Definition)，成像鏡頭組也需要朝向更廣角的方向發展。
而以往的成像鏡頭組，雖然揭露有四片式的成像鏡頭組，但均未能進一步滿足薄型、廣角的需求。
因此，為了能讓電子產品兼具輕薄短小與高效能的優勢，一種可以使整體更加緊密化的薄型尺寸，且能提高解像力的廣角成像鏡頭組為目前市場所需。
因此，本發明之目的，即在提供一種薄型且廣 角的四片式成像鏡頭組。
於是，本發明四片式成像鏡頭組，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，在靠近光軸具有正屈折力；一第二透鏡，具有屈折力；一第三透鏡，具有屈折力；及一第四透鏡，具有屈折力，其中，該第二透鏡至該第四透鏡中在靠近光軸至少一透鏡具有正屈折力，該些透鏡中至少一透鏡之物側表面及像側表面中至少一表面為非球面，該第一透鏡至該第四透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4，該光學成像系統的焦距為f，該光學成像鏡片系統之可視角度的一半為HFOV，該第一透鏡之像側表面至少有一反曲點Inf，該四片式成像鏡頭組滿足下列條件：0.70≦| f/f1 |≦1.0；及HFOV≧35deg。
本發明之功效在於，透過滿足條件式0.70≦| f/f1 |≦1.0及HFOV≧35deg，達到薄型且廣角的功效。
1‧‧‧第一透鏡
2‧‧‧第二透鏡
3‧‧‧第三透鏡
4‧‧‧第四透鏡
5‧‧‧成像面
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一個光學結構示意圖，說明本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例一；圖2是一個示意圖，說明具體實施例一的非點像差、歪 曲像差、球面像差；圖3是一個表格，說明具體實施例一的設計資料；圖4是一個表格，說明具體實施例一的非球面係數；圖5是一個光學結構示意圖，說明本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例二；圖6是一個示意圖，說明具體實施例二的非點像差、歪曲像差、球面像差；圖7是一個表格，說明具體實施例二的設計資料；圖8是一個表格，說明具體實施例二的非球面係數；圖9是一個光學結構示意圖，說明本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例三；圖10是一個示意圖，說明具體實施例三的非點像差、歪曲像差、球面像差；圖11是一個表格，說明具體實施例三的設計資料；圖12是一個表格，說明具體實施例三的非球面係數；圖13是一個光學結構示意圖，說明本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例四；圖14是一個示意圖，說明具體實施例四的非點像差、歪曲像差、球面像差；圖15是一個表格，說明具體實施例四的設計資料；圖16是一個表格，說明具體實施例四的非球面係數；圖17是一個光學結構示意圖，說明本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例五；圖18是一個示意圖，說明具體實施例五的非點像差、歪 曲像差、球面像差；圖19是一個表格，說明具體實施例五的設計資料；圖20是一個表格，說明具體實施例五的非球面係數；圖21是一個光學結構示意圖，說明本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例六；圖22是一個示意圖，說明具體實施例六的非點像差、歪曲像差、球面像差；圖23是一個表格，說明具體實施例六的設計資料；圖24是一個表格，說明具體實施例六的非球面係數；及圖25是一個表格，說明本發明具體實施例一至六的各項光學參數。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1至圖4，本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例一由物側至像側依序包含：一第一透鏡1，在靠近光軸具有正屈折力。
一第二透鏡2，具有屈折力。
一第三透鏡3，具有屈折力。
一第四透鏡4，具有屈折力，該第四透鏡4之物側表面至少有一反曲點。
其中，該第二透鏡2至該第四透鏡4中在靠近光軸至少一透鏡具有正屈折力，在本較佳實施例中，第二透鏡2為正屈折力，該第三透鏡3為負屈折力，該些透鏡 中至少一透鏡之物側表面及像側表面中至少一表面為非球面。
而前述非球面的面型滿足下列公式：
其中Z為沿光軸方向在高度為h的位置以表面頂點作參考的位置值；k為錐常度量；c為曲率半徑的倒數；A、B、C、D、E、F、G、H、J為高階非球面係數。
該四片式成像鏡頭組滿足下列條件式：0.70≦| f/f1 |≦1.0 (1)
HFOV≧35deg (2)
1.3≦TTL/f≦1.65 (3)
TTL≦4.6mm (4)
0≦HI≦0.5mm (5)
0≦DR≦0.05mm (6)
0≦|Sag12|/CT1≦0.2 (7)
0≦DR/|Sag12|≦30 (8)
-1.0≦(R1-R2)/(R1+R2)≦-0.65 (9)
0.1≦T12/f≦0.16 (10)
1.0≦(CT2+T12)/CT1≦3.0 (11)
35deg≦HFOV≦50deg (12)
0.70≦Σ CT/TD≦0.95 (13)
0.5≦TD/TTL≦0.7 (14)
0.9≦SL/TTL≦1.0 (15)
1.5≦F≦2.9 (16)
| TVD |<1.5% (17)
1.4≦TTL/ImgH≦1.9 (18)
0.3≦DC/ImgH≦0.7 (19)
以下為各種光學參數的定義：該第一透鏡1至該第四透鏡4的焦距分別為f1、f2、f3、f4。
該光學成像系統的焦距為f。
該光學成像鏡片系統之可視角度的一半為HFOV。該第一透鏡1之像側表面至少有一反曲點Inf。
更包含一成像面5，該第一透鏡1物側面至該成像面5具有一距離TTL。
該第一透鏡1像側表面的反曲點Inf與該光學成像系統之光軸間的垂直距離為HI。
該反曲點Inf垂直投影於該光軸的位置為一參考點R。
該第一透鏡1像側表面於該光軸上的交點至該參考點R之水平位移距離為DR。
該第一透鏡1像側表面於光軸上的交點至該第一透鏡1像側表面的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離為Sag12。
該第一透鏡1於光軸上的厚度為CT1。
該第一透鏡1物側面在靠近光軸的曲率半徑為 R1。
第一透鏡1像側面在靠近光軸的曲率半徑為R2。
該第一透鏡1與該第二透鏡2之間於光軸上的距離為T12。
該第一透鏡1與第二透鏡2於光軸上的厚度分別為CT1以及CT2。
於該光軸上，所有具屈折力之透鏡的厚度總和為Σ CT。
於該光軸上，該第一透鏡1物側面至該第四透鏡4像側面具有一距離TD。
更包括一光圈，於該光軸上該光圈至該成像面5具有一距離SL。
該光學成像系統之光圈6值為F。
該光學成像系統於結像時之TV畸變為TVD。
該光學成像系統設有一影像感測元件於該成像面5，該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH。
該第四透鏡4像側表面的一臨界點C之切線與光軸相互垂直。
該臨界點與光軸間的垂直距離為DC。
參閱圖5至圖8，為本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例二，參閱圖9至圖12，為本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例三，參閱圖13至圖16，為本發明四片 式成像鏡頭組的具體實施例四，參閱圖17至圖20，為本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例五，參閱圖21至圖24，為本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例六。
參閱圖25，為本發明四片式成像鏡頭組的具體實施例一至六於條件式(1)至(19)的數值。
綜上所述，本發明的功效在於透過滿足條件式(1)至(19)，達到薄型、廣角且光學性能佳的功效。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧第一透鏡
2‧‧‧第二透鏡
3‧‧‧第三透鏡
4‧‧‧第四透鏡
5‧‧‧成像面

Claims (20)

  1. 一種四片式成像鏡頭組，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，在靠近光軸具有正屈折力；一第二透鏡，具有屈折力；一第三透鏡，具有屈折力；及一第四透鏡，具有屈折力，其中，該第二透鏡至該第四透鏡中至少一透鏡在靠近光軸具有正屈折力，該些透鏡中至少一透鏡之物側表面及像側表面中至少一表面為非球面，該第一透鏡至該第四透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4，該光學成像系統的焦距為f，該光學成像鏡片系統之可視角度的一半為HFOV，該第一透鏡之像側表面至少有一反曲點Inf，該四片式成像鏡頭組滿足下列條件：0.70≦| f/f1 |≦1.0；及HFOV≧35deg。
  2. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，該第四透鏡之物側表面至少有一反曲點。
  3. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，更包含一成像面，於該光軸上，該第一透鏡物側面至該成像面具有一距離TTL，且滿足下列公式：1.3≦TTL/f≦1.65；及TTL≦4.6mm。
  4. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，該第一透鏡像側表面的反曲點Inf與該光學成像系統之光軸間的 垂直距離為HI，其滿足下列條件：0≦HI≦0.5mm。
  5. 如請求項4所述的四片式成像鏡頭組，其中，該反曲點Inf垂直投影於該光軸的位置為一參考點R，該第一透鏡像側表面於該光軸上的交點至該參考點R之水平位移距離為DR，其滿足下列條件：0≦DR≦0.05mm。
  6. 如請求項5所述的四片式成像鏡頭組，其中，該第一透鏡像側表面於光軸上的交點至該第一透鏡像側表面的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離為Sag12，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，其滿足下列條件：0≦|Sag12|/CT1≦0.2。
  7. 如請求項6所述的四片式成像鏡頭組，其中，該光學成像系統滿足下列條件：0≦DR/|Sag12|≦30。
  8. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，該第一透鏡物側面在靠近光軸的曲率半徑為R1，第一透鏡像側面在靠近光軸的曲率半徑為R2，其滿足下列條件：-1.0≦(R1-R2)/(R1+R2)≦-0.65。
  9. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，且滿足下列公式：0.1≦T12/f≦0.16。
  10. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，該第一透 鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為T12，該第一透鏡與第二透鏡於光軸上的厚度分別為CT1以及CT2，其滿足下列條件：1.0≦(CT2+T12)/CT1≦3.0。
  11. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，該光學成像鏡片系統之可視角度的一半HFOV滿足下列公式：35deg≦HFOV≦50deg。
  12. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，在靠近光軸該第二透鏡為正屈折力。
  13. 如請求項12所述的四片式成像鏡頭組，其中，在靠近光軸該第三透鏡為負屈折力。
  14. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，於該光軸上，所有具屈折力之透鏡的厚度總和為Σ CT，該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面具有一距離TD，且滿足下列公式：0.70≦Σ CT/TD≦0.95。
  15. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，更包括一成像面，於該光軸上，該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面具有一距離TD，該第一透鏡物側面至該成像面具有一距離TTL，且滿足下列公式：0.5≦TD/TTL≦0.7。
  16. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，更包括一光圈及一成像面，其中，於該光軸上，該光圈至該成像面具有一距離SL，該第一透鏡物側面至該成像面具 有一距離TTL，且滿足下列公式：0.9≦SL/TTL≦1.0。
  17. 如請求項16所述的四片式成像鏡頭組，其中，該光學成像系統之光圈值為F，其滿足下列公式：1.5≦F≦2.9。
  18. 如請求項1所述的四片式成像鏡頭組，其中，該光學成像系統於結像時之TV畸變為TVD，其滿足下列條件：| TVD |<1.5%。
  19. 如請求項16所述的四片式成像鏡頭組，其中，該光學成像系統設有一影像感測元件於該成像面，該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，且滿足下列公式：1.4≦TTL/ImgH≦1.9。
  20. 如請求項19所述的四片式成像鏡頭組，其中，該第四透鏡像側表面的一臨界點C之切線與光軸相互垂直，該臨界點與光軸間的垂直距離為DC，其滿足下列條件：0.3≦DC/ImgH≦0.7。
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