TWI386700B - 具有短鏡長之四鏡片式光學取像鏡頭 - Google Patents

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Description

具有短鏡長之四鏡片式光學取像鏡頭
本發明係有關一種具有短鏡長之四鏡片式光學取像鏡頭，尤指一種針對小型相機或手機等，使用CCD(電荷藕合裝置)或CMOS(互補型金屬氧化物半導體)等影像感測器的鏡頭，而提供一種由四個透鏡構成全長短且低成本的光學取像鏡頭。
隨著科技的進步，電子產品不斷地朝向輕薄短小以及多功能的方向發展，而電子產品中如：數位相機(Digital Still Camera)、電腦相機(PC camera)、網路相機(Network camera)、行動電話(手機)等已具備取像裝置(鏡頭)之外，甚至個人數位輔助器(PDA)等裝置也有加上取像裝置(鏡頭)的需求；而為了攜帶方便及符合人性化的需求，取像裝置不僅需要具有良好的成像品質，同時也需要有較小的體積(長度)與較低的成本。
應用於小型電子產品的取像鏡頭，習知上有二鏡片式、三鏡片式、四鏡片式及五鏡片式以上之不同設計，然而以成像品質考量，多鏡片式光學鏡頭在像差修正、光學傳遞函數MTF(modulation transfer function)性能上較具優勢，可使用於高畫素(pixel)要求的電子產品。在習知的四鏡片式的光學取像鏡頭之結構設計之間的差異處或技術特徵，則決定於以下各種因素的變化或組合而已：四個透鏡之間對應配合之形狀設計不同，如新月型(meniscus shape)、 雙凸(bi－convex)、雙凹(bi－concave)等不同形狀透鏡，以達不同正負屈光度(positive or negative refractive power)效果；或四透鏡之間對應配合之凸面/凹面方向不同，以達光線入射與出射的角度調整；或四透鏡之間對應配合之屈光度正/負組合不同；或四透鏡之間的相關光學數據，如fs(取像鏡頭系統之有效焦距)、di(各光學面i間距離)、Ri(各光學面i曲率半徑)等，以分別滿足不同的條件；由上可知，就四鏡片式之光學取像鏡頭的設計而論，該等習知技術在設計光學取像鏡頭技術領域，係針對各種不同光學目的之應用，而產生不同的變化或組合，因其使用透鏡形狀、組合、作用或功效不同，即可視為具有新穎性(novelty)或進步性(inventive step)。
近年為應用於較高階的小型相機、照像手機、PDA等產品，其取像鏡頭要求小型化、像差調整良好、高畫素、甚至低成本；在各種小型化的四透鏡取像鏡頭設計中，習知技術係以不同的正或負屈光度組合如美國專利US2007/0081259、US7,177,098、US2003/0161051，歐洲專利EP1868021、EP1387199，日本專利JP2005－164899、JP2007－322844、JP2007－065374、JP2003－270530，台灣專利TWI254140、TWM313780、TWM313245及中國專利CN1573407、CN1873461、CN1892279等；其中以正屈光度之第一透鏡、負屈光度之第二透鏡、正屈光度之第三透鏡、負屈光度之第四透鏡組合之設計，如美國專利US2007014033、US2008/0024882、US7,215,492、US7,321,474，歐洲專利EP1821129，日本專利JP2007－225833、JP2008－020893、JP 2007－286153、JP 2007－193195，台灣專利TWM314860，中國專利CN1815287等，可趨向於良好的像差修正；尤其在第四透鏡上，在物側面上近光軸為凸面，向透鏡邊緣轉成凹面，曲率變化極 大，甚至在像側面上近光軸為凹面，向透鏡邊緣轉成凸面，此種鏡片在加工上有相當的困難，若使用玻璃材質則在研磨或模造成型時不易控制面型，而使用塑膠射出成型又面臨冷卻縮水(cooling shrinking)問題。因此，為改善此製造困難，於第四透鏡使用簡單的面型將可增加製造良率，如美國專利US2007/0058256、US2007/0070234、US 2007/0242370、US2008/0043346，日本專利JP2005－091666、JP2005－025174、JP 2004－233654、JP2007－219520等。
在實用上，具有較短鏡長、且像差修正良好、符合高畫素且低成本的設計，為使用者迫切的需求。然而，習知技術所揭露之光學取像鏡頭，其鏡頭長仍應可進一步再縮小；甚至使用折射率較低的材料製成透鏡，可避免使用折射率高價格高的材料，以獲得降低成本的功效；第四透鏡的物側面若使用凹面，可降因雜光與鬼影現象，若更進一步使用簡單的面型將可增加製造良率。因此，本發明提出更實用性的設計，以簡便地應用於高階的小型相機、照像手機等電子產品上。
本發明主要目的乃在於提供一種短鏡長之四鏡片式光學取像鏡頭，其沿著光軸排列由物側(objectside)至像側(image side)依序包含：一具有正屈光度之新月型第一透鏡，其凸面是面向物側，可為球面透鏡或至少有一光學面為非球面；一孔徑光闌(aperture stop)；一具有負屈光度之新月型第二透鏡，其凸面是面向物側，至少有一光學面為非球面；一具有正屈光度之新月型第三透鏡，其凹面是面向物側，至少有一光學面為非球面；及一在光軸上具有負屈光度之雙凹型非球面之第四透鏡，且其像側之光學面在光學有效區域內具有至少一個反曲點(inflection point)， 且其物側之光學面為一無反曲點之凹面所構成；又該光學取像鏡頭可滿足以下條件： 其中，d2為光軸上第一透鏡像側面至第二透鏡物側面距離，d4為光軸上第二透鏡像側面至第三透鏡物側面距離，d6為光軸上第三透鏡像側面至第四透鏡物側面距離，Bf為本取像鏡頭系統之後焦距(back focal length)，TL為光軸上第一透鏡物側面至成像面之距離，2ω為最大場視角(maximum field angle)，fs 為光學取像鏡頭之有效焦距(effective focal length)，2Y為成像最大對角線長(diagonal of imaging height)，H－ 為第四透鏡像側面之反曲點以垂直於光軸與光軸交點之長度，Ht 為第四透鏡像側面最大光學有效點以垂直於光軸與光軸交點之長度，R31為光軸上第四透鏡物側面之曲率半徑，R32為光軸上第三透鏡像側面之曲率半徑。
再者，該短鏡長之四鏡片式光學取像鏡頭之第一透鏡可使用球面、第四透鏡之物側面可使用球面，以降低製造成本。
更進一步，該短鏡長之四鏡片式光學取像鏡頭之第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡，可使用折射率低於1.63的玻璃或塑膠所製成，可免除使用高折射率之材料以降低製作成本。
藉此，本發明可達短鏡長、良好像差修正及低成本的效果，藉以提昇光學取像鏡頭之應用性。
為使本發明更加明確詳實，茲列舉較佳實施例並配合下列圖示，將本發明之結構及技術特徵詳述如後：參照圖1所示，其係本發明之光學取像鏡頭1結構示意圖，其沿著光軸z排列由物側(object side)至像側(image side)依序包含：一第一透鏡11、一孔徑光闌S、一第二透鏡12、一第三透鏡13、一第四透鏡14、一紅外線濾光片15、一表玻璃16及一影像感測器17；取像時，物(object)之光線是先經過第一透鏡11、第二透鏡12、第三透鏡13、第四透鏡14後，再經過紅外線濾光片15及表玻璃16而成像於影像感測器17之成像面(image)上。
該第一透鏡11為一新月型透鏡，其物側面R11為凸面像側面R12為凹面，具有正屈光度，可利用折射率(Nd )低於1.63玻璃或塑膠材質製成，又其物側面R11或像側面R12可為球面或非球面所構成。
該第二透鏡12為一新月型透鏡，其物側面R21為凸面而像側面R22為凹面，具有負屈光度，可利用折射率(Nd )低於1.63玻璃或塑膠材質製成，又其物側面R21及像側面R22為非球面所構成。
該第三透鏡13為一新月型透鏡，其物側面R31為凹面而像側面R32為凸面，具有正屈光度，可利用折射率(Nd )低於1.63玻璃或塑膠材質製成，又其物側面R31及像側面R32為非球面所構成，為使具有良好的光學效果，光學面R31及像側面R32可滿足式(5)之條件。
該第四透鏡14為一雙凹型透鏡，具有負屈光度，可利用折射率(Nd )低於1.63玻璃或塑膠材質製成；其物側面R41可為球面或非球面且為一無反曲點之曲面，即由物側 面R41之透鏡中心向透鏡邊緣之光學有效區域內為一無反曲點之凹面；其像側面R42為非球面，自透鏡中心向透鏡邊緣之光學有效區域內具有至少一個反曲點，其斷面如圖2所示，形成中央下凹而兩邊凸出，因此在凹凸弧面轉變之間形成一反曲點；當以任一切線經過反曲點並與光軸以垂直交叉，自反曲點至光軸距離為負屈光度範圍之透鏡高度，記為H－ ，即為反曲點以垂直於光軸與光軸交點之長度；像側面R42之最大光學有效點以垂直於光軸與光軸之垂直距離，記為Ht ；H－ 與Ht 的比值為正屈光度變換至負屈光度的範圍大小，為能有良好的成像效果，此範圍應大於40%為較佳，但要使曲面變化率降低以易於製造，其範圍應小於70%為較佳，即滿足式(3)條件。
該孔徑光闌(aperture stop)S係屬於一種中置光圈，其係設於第一透鏡11與第二透鏡12之間；該紅外線濾光片(IR cut－off filter)15可為一鏡片，或利用鍍膜技術形成一具有紅外線濾光功能之薄膜貼附於表玻璃16上；該表玻璃16為一透明玻璃片，其為保護該透鏡表面及維持透鏡之組合與各透鏡間距不變；該影像感測器(image sensing chip)17包含CCD(電荷藕合裝置)或CMOS(互補型金屬氧化物半導體)，可將影像轉變成電子信號。
取像時，物(object)之光線是先經過第一透鏡11、孔徑光闌S、第二透鏡12、第三透鏡13及第四透鏡14後，再經過紅外線濾光片15與表玻璃16而成像於影像感測器17上。
本發明之光學取像鏡頭1在各透鏡之光學面球面或非球面曲面之曲率半徑、曲面形狀及透鏡厚度(d1、d3、d5及d7)與空氣間距(d2、d4、d6、d8及d11)光學組合後，可具有良好光學像差之修正，並使光學取像鏡頭1之鏡頭長滿足式(4)條件、場視角ω與後焦距Bf關係滿足式(2) 條件。
在光學取像鏡頭1之光學設計上，若使用複雜的光學面面型，可較為容易獲得所需要的光學效果，但相對也帶來不易製造的缺點。使用曲面變化大的透鏡設計，若使用研磨玻璃製成，其具有極大的製造困難；若使用模造玻璃製成，其因曲面變化率高，不良率也高；若使用塑膠製成，其塑膠模具設計不易，再因曲率變化大，使熔融流動較不均勻，易產生縮水現象變形或脈紋，尤以第四透鏡14最難製造。本發明之光學取像鏡頭1採用儘量減少光學面之曲面變化，尤以第四透鏡14之物側光學面R41，滿足該光學面為無反曲點之球面或非球面所構成及式(5)的條件，減少製造困難，減低成本。
在光學取像鏡頭1之光學設計上，對於非球面之光學面，係使用非球面之方程式(Aspherical Surface Formula)式(6) 其中，c是曲率，h為鏡片高度，K為圓錐係數(Conic Constant)、A4 、A6 、A8 、A10 、A12 、A14 分別四、六、八、十、十二、十四階的非球面係數(Nth Order Aspherical Coefficient)。
玆列舉較佳實施例，並分別說明如下：
<第一實施例>
請參考圖3、4所示，其分別係本發明光學取像鏡頭1第一實施例之光路結構示意圖、成像之球面像差(spherical aberration)、場曲(field curvature)與成像之畸變(distortion)圖。
下列表(一)中分別列有由物側至像側依序編號之光學面號碼(surface number)、在光軸上各光學面之曲率半徑R(單位：mm)(the radius of curvaturre R)、光軸上各面之間距di(單位：mm)(the on－axis surface spacing)，各透鏡之折射率(Ndi )、各透鏡之阿貝數(Abbe’s number)v di 。
在表(一)中，光學面(Surface)有標註＊者為非球面光學面，R11、R12分別表示第一透鏡11之物側面與像側面，R21、R22分別表示第二透鏡12之物側面與像側面，R31、R32分別表示第三透鏡13之物側面與像側面，R41、R42分別表示第四透鏡14之物側面與像側面，Fno為光學取像鏡頭1之焦距比(fnumber)，fs為取像鏡頭之有效焦距，2ω為光學取像鏡頭1之場視角。
下列表(二)列有各光學面之非球面式(6)之各項係數：
本實施例中，第一透鏡11係利用折射率Nd1 為1.59、阿貝數v d1 為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12係利用折射率Nd2 為1.61、阿貝數v d2 為26.32的塑膠材質製成；第三透鏡13係利用折射率Nd3 為1.53、阿貝數v d3 為55.74的塑膠材質製成；第四透鏡14係利用折射率Nd4 為1.53、阿貝數v d4 為55.74的塑膠材質製成；紅外線濾光片15係使用BK7－SCHOTT玻璃材質製成，表玻璃16係使用AF45－SCHOTT玻璃材質製成。
本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.7484mm、後焦距Bf為3.0443mm；物側面R41為球面且為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜光與鬼影現象；像側面R42之有效徑高Ht 為1.8012mm、其光學面之反曲點至光軸高度H－ 為0.9687mm；在光軸上，由第1透鏡11之物側面R11到影像感測器17的成像面距離TL為4.28mm；即， 可以滿足條件式(1)~式(5)。
由上述表(一)、表(二)及圖3至圖4所示，藉此可證明本發明之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度，而提昇本發明之應用性。
<第二實施例>
請參考圖5、6所示，其分別係本發明光學取像鏡頭1第二實施例之光路結構示意圖、成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
下列表(三)中分別列有由物側至像側依序編號之光學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡之折射率(Ndi )、各透鏡之阿貝數V di 。
下列表(四)列有各光學面之非球面式(6)之各項係 數：
本實施例中，第一透鏡11係利用折射率Nd1 為1.59、阿貝數v d1 為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12係利用折射率Nd2 為1.61、阿貝數v d2 為26.32的塑膠材質製成；第三透鏡13係利用折射率Nd3 為1.53、阿貝數v d3 為55.74的塑膠材質製成；第四透鏡14係利用折射率Nd4 為1.53、阿貝數v d4 為55.74的塑膠材質製成；紅外線濾光片15係使用BK7－SCHOTT玻璃材質製成，表玻璃16係使用AF45－SCHOTT玻璃材質製成。
本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.747 mm、後焦距Bf為3.0443mm；物側面R41為非球面，沒有反曲點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜光與鬼影現象；像側面R42之有效徑高Ht 為1.8965mm、其光學面之反曲點至光軸高度H－ 為0.819mm；在光軸上，由第一透鏡11之物側面R11到影像感測器17的成像面距離TL為3.99mm；即， 可以滿足條件式(1)~式(5)。
由上述表(三)、表(四)及圖5至圖6所示，藉此可證明本發明之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。
<第三實施例>
請參考圖7、8所示，其分別係本發明光學取像鏡頭1第三實施例之光路結構示意圖、成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
下列表(五)中分別列有由物側至像側依序編號之光學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡之折射率(Ndi )、各透鏡之阿貝數V di 。
下列表(六)列有各光學面之非球面式(6)之各項係 數：
本實施例中，第一透鏡11係利用折射率Nd1 為1.59、阿貝數v d1 為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12係利用折射率Nd2 為1.59、阿貝數v d2 為61.2的玻璃材質製成；第三透鏡13係利用折射率Nd3 為1.58、阿貝數v d3 為59.4的玻璃材質製成；第四透鏡14係利用折射率Nd4 為1.58、阿貝數v d4 為59.4的玻璃材質製成；紅外線濾光片15係使用BK7－SCHOTT玻璃材質製成，表玻璃16係使用AF45－SCHOTT玻璃材質製成。
本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.7186 mm、後焦距Bf為1.0366mm；物側面R41為非球面，沒有反曲點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜光與鬼影現象；像側面R42之有效徑高Ht 為2.0289mm、其光學面之反曲點至光軸高度H－為0.9075mm；在光軸上，由第一透鏡11之物側面R11到影像感測器17的成像面距離TL為4.78mm；即， 可以滿足條件式(1)~式(5)。
由上述表(五)、表(六)及圖7至圖8所示，藉此可證明本發明之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。
<第四實施例>
請參考圖9、10所示，其分別係本發明光學取像鏡頭1第四實施例之光路結構示意圖、成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
下列表(七)中分別列有由物側至像側依序編號之光學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡之折射率(Ndi )、各透鏡之阿貝數V di 。
下列表(八)列有各光學面之非球面式(6)之各項係 數：
本實施例中，第一透鏡11係利用折射率Nd1 為1.59、阿貝數v d1 為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12係利用折射率Nd2 為1.61、阿貝數v d2 為26.32的塑膠材質製成；第三透鏡13係利用折射率Nd3 為1.53、阿貝數v d3 為55.74的塑膠材質製成；第四透鏡14係利用折射率Nd4 為1.53、阿貝數v d4 為55.74的塑膠材質製成；紅外線濾光片15係使用BK7－SCHOTT玻璃材質製成，表玻璃16係使用AF45－SCHOTT玻璃材質製成。
本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.750 mm、後焦距Bf為1.1936mm；物側面R41為非球面，沒有反曲點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜光與鬼影現象；像側面R42之有效徑高Ht 為1.9055mm、其光學面之反曲點至光軸高度H－ 為0.8424mm；在光軸上，由第一透鏡11之物側面R11到影像感測器17的成像面距離TL為4.28mm；即， 可以滿足條件式(1)~式(5)。
由上述表(七)、表(八)及圖9至圖10所示，藉此可證明本發明之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。
<第五實施例>
請參考圖11、12所示，其分別係本發明光學取像鏡頭1第五實施例之光路結構示意圖、成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
下列表(九)中分別列有由物側至像側依序編號之光學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡之折射率(Ndi )、各透鏡之阿貝數V di 。
下列表(十)列有各光學面之非球面式(6)之各項係 數：
本實施例中，為節省材料成本，第一透鏡11、第二透鏡12、第三透鏡13及第四透鏡14均係利用折射率為1.54、阿貝數為56的塑膠材質製成；紅外線濾光片15係使用BK7－SCHOTT玻璃材質製成，表玻璃16係使用AF45－SCHOTT玻璃材質製成。
本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.7471 mm、後焦距Bf為1.0604mm；物側面R41為非球面，沒有反曲點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜光與鬼影現象；像側面R42之有效徑高Ht 為2.0966mm、其反曲點至光軸高度H－ 為1.098mm；在光軸上，由第一透鏡11之物側面R11到影像感測器17的成像面距離TL為5.19mm；即， 可以滿足條件式(1)~式(5)。
由上述表(九)、表(十)及圖11至圖12所示，藉此可證明本發明之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。
<第六實施例>
請參考圖13、14所示，其分別係本發明光學取像鏡頭1第六實施例之光路結構示意圖、成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
下列表(十一)中分別列有由物側至像側依序編號之光學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡之折射率(Ndi )、各透鏡之阿貝數Vdi。
下列表(十二)列有各光學面之非球面式(6)之各項係數：
本實施例中，第一透鏡11係利用折射率Nd1 為1.59、阿貝數v d1 為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12係利用折射率Nd2 為1.59、阿貝數v d2 為30的塑膠材質製成；第三透鏡13係利用折射率Nd3 為1.53、阿貝數v d3 為55.74的塑膠材質製成；第四透鏡14係利用折射率Nd4 為1.53、阿貝數v d4 為55.74的塑膠材質製成；紅外線濾光片15係使用BK7－SCHOTT玻璃材質製成，表玻璃16係使用AF45－SCHOTT玻璃材質製成。
本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.9247 mm、後焦距Bf為1.2797mm；物側面R41為非球面，沒有反曲點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜光與鬼影現象；像側面R42之有效徑高Ht 為1.8822mm，其反曲點至光軸高度H－ 為0.7948mm；在光軸上，由第一透鏡11之物側面R11到影像感測器17的成像面距離TL為4.39mm；即， 可以滿足條件式(1)~式(5)。
由上述表(十一)、表(十二)及圖13至圖14所示，藉此可證明本發明之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。
<第七實施例>
請參考圖15、16所示，其分別係本發明光學取像鏡頭1第七實施例之光路結構示意圖、成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
下列表(十三)中分別列有由物側至像側依序編號之光學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡之折射率(Ndi )、各透鏡之阿貝數V di 。
下列表(十四)列有各光學面之非球面式(6)之各項 係數：
本實施例中，第一透鏡11係利用折射率Nd1 為1.59、阿貝數v d1 為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12係利用折射率Nd2 為1.59、阿貝數v d2 為30的塑膠材質製成；第三透鏡13係利用折射率Nd3 為1.53、阿貝數v d3 為55.74的塑膠材質製成；第四透鏡14係利用折射率Nd4 為1.53、阿貝數v d4 為55.74的塑膠材質製成；紅外線濾光片15係使用BK7_SCHOTT玻璃材質製成，表玻璃16係使用AF45_SCHOTT玻璃材質製成。
本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.4402 mm、後焦距Bf為1.1052mm；物側面R41為非球面，沒有反曲點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜光與鬼影現象；像側面R42之有效徑高Ht 為1.8854mm，其光學面之反曲點至光軸高度H－為0.809mm；在光軸上，由第一透鏡11之物側面R11到影像感測器17的成像面距離TL為4.05mm；即， 可以滿足條件式(1)~式(5)。
由上述表(十三)、表(十四)及圖15至圖16所示，藉此可證明本發明之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。
以上所示僅為本發明之優選實施例，對本發明而言僅是說明性的，而非限制性的。本技術領域具通常知識人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可對其進行許多改變、修改、甚至等效變更，但都將落入本發明的權利範圍內。
1‧‧‧光學取像鏡頭
11‧‧‧第一透鏡
R11‧‧‧(第一透鏡)物側面
R12‧‧‧(第一透鏡)像側面
S‧‧‧孔徑光闌
12‧‧‧第二透鏡
R21‧‧‧(第二透鏡)物側面
R22‧‧‧(第二透鏡)像側面
13‧‧‧第三透鏡
R31‧‧‧(第三透鏡)物側面
R32‧‧‧(第三透鏡)像側面
14‧‧‧第四透鏡
R41‧‧‧(第四透鏡；)物側面
R42‧‧‧(第四透鏡)像側面
15‧‧‧紅外線濾光片
16‧‧‧表玻璃
17‧‧‧影像感測器
d1‧‧‧光軸上第一透鏡物側面至像側面距離
d2‧‧‧光軸上第一透鏡像側面至第二透鏡物側面距離
d3‧‧‧光軸上第二透鏡物側面至像側面距離
d4‧‧‧光軸上第二透鏡像側面至第三透鏡物側面距離
d5‧‧‧光軸上第三透鏡像側面至至像側面距離
d6‧‧‧光軸上第三透鏡像側面至第四透鏡物側面距離
d7‧‧‧光軸上第四透鏡像側面至至像側面距離
d8‧‧‧光軸上第四透鏡像側面至紅外線濾光片物側面距離
d9‧‧‧光軸上紅外線濾光片物側面至表玻璃物側面距離
d10‧‧‧光軸上表玻璃物側面至表玻璃像側面距離
d11‧‧‧光軸上表玻璃像側面至影像感測器距離
圖1係本發明之光學結構示意圖。
圖2係本發明之第四透鏡像側面之示意圖。
圖3係本發明之第一實施例之光路結構示意圖。
圖4係本發明之第一實施例之成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
圖5係本發明之第二實施例之光路結構示意圖。
圖6係本發明之第二實施例之成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
圖7係本發明之第三實施例之光路結構示意圖。
圖8係本發明之第三實施例之成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
圖9係本發明之第四實施例之光路結構示意圖。
圖10係本發明之第四實施例之成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
圖11係本發明之第五實施例之光路結構示意圖。
圖12係本發明之第五實施例之成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
圖13係本發明之第六實施例之光路結構示意圖。
圖14係本發明之第六實施例之成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
圖15係本發明之第七實施例之光路結構示意圖。
圖16係本發明之第七實施例之成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。
1‧‧‧光學取像鏡頭
11‧‧‧第一透鏡
R11‧‧‧(第一透鏡)物側面
R12‧‧‧(第一透鏡)像側面
S‧‧‧孔徑光闌
12‧‧‧第二透鏡
R21‧‧‧(第二透鏡)物側面
R22‧‧‧(第二透鏡)像側面
13‧‧‧第三透鏡
R31‧‧‧(第三透鏡)物側面
R32‧‧‧(第三透鏡)像側面
14‧‧‧第四透鏡
R41‧‧‧(第四透鏡)物側面
R42‧‧‧(第四透鏡)像側面
15‧‧‧紅外線濾光片
16‧‧‧表玻璃
17‧‧‧影像感測器
d1‧‧‧光軸上第一透鏡物側面至像側面距離
d2‧‧‧光軸上第一透鏡像側面至第二透鏡物側面距離
d3‧‧‧光軸上第二透鏡物側面至像側面距離
d4‧‧‧光軸上第二透鏡像側面至第三透鏡物側面距離
d5‧‧‧光軸上第三透鏡像側面至至像側面距離
d6‧‧‧光軸上第三透鏡像側面至第四透鏡物側面距離
d7‧‧‧光軸上第四透鏡像側面至至像側面距離
d8‧‧‧光軸上第四透鏡像側面至紅外線濾光片物側面距離
d9‧‧‧光軸上紅外線濾光片物側面至表玻璃物側面距離
d10‧‧‧光軸上表玻璃物側面至表玻璃像側面距離
d11‧‧‧光軸上表玻璃像側面至影像感測器距離

Claims (11)

  1. 一種具有短鏡長之四鏡片式光學取像鏡頭，其沿著光軸排列由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈光度，其為一新月型透鏡，其凸面是面向物側；一孔徑光闌；一第二透鏡，具有負屈光度，其為一新月型透鏡，其凸面是面向物側，至少有一個光學面為非球面；一第三透鏡，具有正屈光度，其為一新月型透鏡，其凹面是面向物側，至少有一個光學面為非球面；一第四透鏡，具有負屈光度，其為一雙凹型透鏡，且其像側面為非球面，且像側面自透鏡中心向透鏡邊緣之光學有效區域內具有至少一個反曲點；其中，該光學取像鏡頭滿足以下條件： 其中，d2為光軸上第一透鏡像側面至第二透鏡物側面距離，d4為光軸上第二透鏡像側面至第三透鏡物側面距離，d6為光軸上第三透鏡像側面至第四透鏡物側面距離，Bf為本取像鏡頭系統之後焦距，fs為該光學取像鏡頭之有效焦距，TL為光軸上第一透鏡物側光學面至成像面之距離，ω為最大場視角之一半，Y為成像最大對角線長之一半。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該第一透鏡之物側光學面及像側光學面至少有一非球面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該第一透鏡之物側光學面及像側光學面均為球面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該新月型第四透鏡之物側光學面為無反曲點之非球面且像側光學面為非球面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該新月型第四透鏡之物側光學面為球面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該第四透鏡之像側面自透鏡中心向透鏡邊緣之光學有效區域內具有至少一個反曲點，其反曲點位置滿足下列條件： 其中，H－ 為第四透鏡像側面之反曲點以垂直於光軸與光軸交點之長度、Ht 為第四透鏡像側面最大光學有效點以垂直於光軸與光軸交點之長度。
  7. 如申請專利範圍第2項或第4項所述之光學取像鏡頭，其中該光學取像鏡頭之鏡頭長，滿足下列條件： 其中，TL為光軸上第一透鏡物側光學面至成像面之距離、fs 為光學取像鏡頭之有效焦距。
  8. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之光學取像鏡頭，其中第四透鏡，滿足以下條件： 其中，R31為光軸上第四透鏡物側面光學面之曲率半徑、R32為光軸上第四透鏡像側面光學面之曲率半徑。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該第一透鏡為玻璃材質所製成，第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡為塑膠材質所製成。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡均為塑膠材質所製成。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡均為玻璃材質所製成。
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