TWI421559B - 光學攝影鏡組 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種光學攝影鏡組；特別是關於一種應用於可攜式電子產品上的小型化光學攝影鏡組。
最近幾年來，隨著具有攝影功能之可攜式電子產品的興起，小型化攝影鏡頭的需求日漸提高，而一般攝影鏡頭的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)兩種，且隨著製程技術的精進，使得感光元件的畫素尺寸縮小，小型化攝影鏡頭逐漸往高畫素領域發展，因此，對成像品質的要求也日益增加。
傳統應用於小型化攝影鏡頭的光學系統多採用三片式透鏡結構為主，透鏡系統從物側至像側依序為一具正屈折力的第一透鏡、一具負屈折力的第二透鏡及一具正屈折力的第三透鏡，構成所謂的Triplet型式，如美國專利第7,145,736號所示。但由於智慧型手機(Smart Phone)與PDA(Personal Digital Assistant)等高規格行動裝置的盛行，帶動了小型化攝影鏡頭在畫素與成像品質上的迅速攀升，習見的三片式透鏡組將無法滿足更高階的攝影鏡頭模組。
美國專利第7,365,920號揭露了一種四片式透鏡組，該透鏡組的第一透鏡及第二透鏡係以二片玻璃球面鏡互相黏合而成為雙合透鏡(Doublet)，用以消除色差，但此方法有其缺點，其一，過多的玻璃球面鏡配置使得系統自由度不足，導致系統的總長度不易縮短；其二，玻璃鏡片黏合的製程不易，容易形成製造上的困難。除此之外，電子產品不斷地往高性能且輕薄化的趨勢發展，將使得攝影鏡頭的尺寸愈做愈小而規格卻愈做愈高，鏡組須於有限的空間裡作緊密的鏡片配置，將容易造成部分非必要光線於鏡組中經多次的折射、反射而影響鏡頭的成像品質。
有鑑於此，急需一種適用於輕薄、可攜式電子產品上，成像品質佳且不至於使鏡頭總長度過長的光學攝影鏡組。
本發明提供一種光學攝影鏡組，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面，該第一透鏡的物側表面與像側表面中至少一表面為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其像側表面為凹面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面為凹面及像側表面為凸面；及一具負屈折力的第四透鏡，其像側表面為凹面，該第四透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，且該第四透鏡的像側表面上設置有至少一個反曲點；其中，該光學攝影鏡組另設置有一光欄(Stop)與一電子感光元件供被攝物成像，該光欄係置於被攝物與該第一透鏡之間，該電子感光元件係置於成像面處，且該光學攝影鏡組更包含有另一光欄設置於該第二透鏡與該第四透鏡之間，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，該第二透鏡與該第四透鏡間的該光欄，其至該電子感光元件於光軸上的距離為LS，其內孔直徑的一半為YS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至該光欄於光軸上的距離為DS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至像側方向相鄰透鏡的像側表面於光軸上的距離為DL，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該光學攝影鏡組中最近於物側端之具屈折力透鏡的物側表面至最近於像側端之具屈折力透鏡的像側表面於光軸上的距離為Td，該第一透鏡的色散係數(Abbe Number)為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，係滿足下記關係式：
(ImgH-0.7*LS)/ImgH<YS/ImgH<0.74；
0.10<DS/DL<0.73；
1.35<f/f3<2.50；
-2.60<f/f4<-1.75；
0.85<Td/f<0.92；及
20.0<V1-V2<42.0。
另一方面，本發明提供一種光學攝影鏡組，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面；一具負屈折力的第二透鏡，其像側表面為凹面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面為凹面及像側表面為凸面，該第三透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡，其像側表面為凹面，該第四透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，且該第四透鏡的像側表面上設置有至少一個反曲點；其中，該光學攝影鏡組另設置有一光欄與一電子感光元件供被攝物成像，該光欄係置於被攝物與該第一透鏡之間，該電子感光元件係置於成像面處，且該光學攝影鏡組更包含有另一光欄設置於該第二透鏡與該第三透鏡之間，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，該第二透鏡與該第三透鏡間的該光欄，其至該電子感光元件於光軸上的距離為LS，其內孔直徑的一半為YS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至該光欄於光軸上的距離為DS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至像側方向相鄰透鏡的像側表面於光軸上的距離為DL，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，係滿足下記關係式：
(ImgH-0.7*LS)/ImgH<YS/ImgH<0.74；
0.10<DS/DL<0.73；
1.35<f/f3<2.50；
-2.60<f/f4<-1.75；及
28.5<V1-V2<42.0。
本發明藉由上述的鏡組配置方式，可有效控制鏡頭的總長度、降低系統敏感度，且能降低非必要光線於鏡組中經多次的折射、反射進入成像區域，使系統獲得較佳的成像品質。
本發明光學攝影鏡組中，該第一透鏡具正屈折力，提供系統所需的部份屈折力，有助於縮短該光學攝影鏡組的總長度；該第二透鏡具負屈折力，可有效對具正屈折力的該第一透鏡所產生的像差做補正，且同時有助於修正系統的色差；該第三透鏡具正屈折力，可與該第一透鏡互相分配系統所需的屈折力，避免單一透鏡的屈折力過大，有助於降低系統的敏感度；該第四透鏡具負屈折力，可使光學系統的主點(Principal Point)遠離成像面，有利於縮短系統的光學總長度，以促進鏡頭的小型化。
本發明光學攝影鏡組中，該第一透鏡的物側表面為凸面，可加強該第一透鏡的屈折力配置，有利於縮短該光學攝影鏡組的總長度。該第二透鏡的像側表面為凹面，可有效增大系統的後焦距，以確保該光學攝影鏡組有足夠的後焦距可放置其他的構件。該第三透鏡的物側表面為凹面及像側表面為凸面，可有助於修正系統的像散(Astigmatism)。該第四透鏡的像側表面為凹面，可使系統的主點更遠離成像面，更有助於促進鏡頭的小型化，且該第四透鏡的像側表面上設置有至少一個反曲點(Inflection Point)，將可有效地壓制離軸視場的光線入射於感光元件上的角度，並且可進一步修正離軸視場的像差。
本發明光學攝影鏡組中，該光學攝影鏡組另設置有一光欄置於被攝物與該第一透鏡之間，且進一步，更包含有至少另一光欄於該第二透鏡與該第三透鏡之間或該第三透鏡與該第四透鏡之間。光欄係為設置在鏡頭中的一種遮光元件，該遮光元件具有內孔，可用以限制入射光線範圍，其包含可用以決定鏡頭入光量的孔徑光欄(Aperture Stop)或用以修正邊緣光線或非必要光線的光欄。
本發明光學攝影鏡組中，被攝物與該第一透鏡之間的該光欄係一孔徑光欄時，可使該光學攝影鏡組的出射瞳(Exit Pupil)遠離成像面，因此，光線將以接近垂直入射的方式入射在感光元件上，此即為像側的遠心(Telecentric)特性，遠心特性對於固態電子感光元件的感光能力極為重要，將使得電子感光元件的感光靈敏度提高，減少系統產生暗角的可能性，且同時有利於降低該光學攝影鏡組的總長度；而於該第二透鏡與該第三透鏡之間或該第三透鏡與該第四透鏡之間設置有另一光欄，其功能為限制系統光線的入射範圍，能降低非必要光線於鏡組中經多次的折射、反射進入成像區域，使系統獲得較佳的成像品質。
本發明提供一種光學攝影鏡組，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面，該第一透鏡的物側表面與像側表面中至少一表面為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其像側表面為凹面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面為凹面及像側表面為凸面；及一具負屈折力的第四透鏡，其像側表面為凹面，該第四透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，且該第四透鏡的像側表面上設置有至少一個反曲點；其中，該光學攝影鏡組另設置有一光欄與一電子感光元件供被攝物成像，該光欄係置於被攝物與該第一透鏡之間，該電子感光元件係置於成像面處，且該光學攝影鏡組更包含有另一光欄設置於該第二透鏡與該第四透鏡之間，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，該第二透鏡與該第四透鏡間的該光欄，其至該電子感光元件於光軸上的距離為LS，其內孔直徑的一半為YS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至該光欄於光軸上的距離為DS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至像側方向相鄰透鏡的像側表面於光軸上的距離為DL，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該光學攝影鏡組中最近於物側端之具屈折力透鏡的物側表面至最近於像側端之具屈折力透鏡的像側表面於光軸上的距離為Td，該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，係滿足下記關係式：
(ImgH-0.7*LS)/ImgH<YS/ImgH<0.74；
0.10<DS/DL<0.73；
1.35<f/f3<2.50；
-2.60<f/f4<-1.75；
0.85<Td/f<0.92；及
20.0<V1-V2<42.0。
本發明前述光學攝影鏡組中，當(ImgH-0.7*LS)/ImgH及YS/ImgH滿足上述關係式時，可有效控制該光欄的內孔大小，以利於適當地遮蔽鏡組中之非必要光線，降低非必要光線於鏡組中經多次的折射、反射進入成像區域，進而提升系統成像品質，且可避免因遮蔽過多光線使得系統的照度(Illumination)過低；當DS/DL滿足上述關係式時，可有效控制該光欄與其相鄰透鏡間的相對位置與距離，以利於透鏡與該光欄間的組裝配置；當f/f3滿足上述關係式時，該第三透鏡的屈折力配置較為合適，有助於與該第一透鏡互相分配系統所需的屈折力，可避免單一透鏡的屈折力過大，進而有效降低系統的敏感度；當f/f4滿足上述關係式時，可使系統的主點更遠離成像面，有利於縮短系統的光學總長度，以促進鏡頭的小型化；當Td/f滿足上述關係式時，可使鏡組中透鏡的配置較為緊密，可使鏡組空間獲得更有效的使用，有利於降低該光學攝影鏡組的總長度；當V1-V2滿足上述關係式時，有利於該光學攝影鏡組中色差的修正。
本發明前述光學攝影鏡組中，較佳地，被攝物與該第一透鏡之間的該光欄係為一孔徑光欄，其可有利於系統的遠心特性，可使得電子感光元件的感光靈敏度提高，減少系統產生暗角的可能性，且同時有利降低該光學攝影鏡組的總長度。
本發明前述光學攝影鏡組中，該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3，較佳地，係滿足下記關係式：1.10<f1/f3<1.85；當f1/f3滿足上述關係式時，該第一透鏡與該第三透鏡的屈折力配置較為平衡，有利於降低系統敏感度且減少像差的產生。
本發明前述光學攝影鏡組中，該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，更佳地，係滿足下記關係式：28.5<V1-V2<42.0；當V1-V2滿足上述關係式時，更有利於該光學攝影鏡組中色差的修正。
本發明前述光學攝影鏡組中，該第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4及物側表面曲率半徑為R3，較佳地，係滿足下記關係式：-0.30<R4/R3<0.30；當R4/R3滿足上述關係式時，有助於對該第一透鏡所產生的像差做補正，且不至於使該第二透鏡的屈折力過大，可避免產生過多的高階像差。
本發明前述光學攝影鏡組中，該第一透鏡的物側表面曲率半徑為R1及像側表面曲率半徑為R2，較佳地，係滿足下記關係式：-1.0<R1/R2<0；當R1/R2滿足上述關係式時，有助於系統球差(Spherical Aberration)的補正。
本發明前述光學攝影鏡組中，該第一透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，較佳地，係滿足下記關係式：TTL/ImgH<2.0；當TTL/ImgH滿足上述關係式時，有利於維持該光學攝影鏡組的小型化，以搭載於輕薄小型化的電子產品上。
另一方面，本發明提供一種光學攝影鏡組，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面；一具負屈折力的第二透鏡，其像側表面為凹面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面為凹面及像側表面為凸面，該第三透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡，其像側表面為凹面，該第四透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，且該第四透鏡的像側表面上設置有至少一個反曲點；其中，該光學攝影鏡組另設置有一光欄與一電子感光元件供被攝物成像，該光欄係置於被攝物與該第一透鏡之間，該電子感光元件係置於成像面處，且該光學攝影鏡組更包含有另一光欄設置於該第二透鏡與該第三透鏡之間，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，該第二透鏡與該第三透鏡間的該光欄，其至該電子感光元件於光軸上的距離為LS，其內孔直徑的一半為YS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至該光欄於光軸上的距離為DS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至像側方向相鄰透鏡的像側表面於光軸上的距離為DL，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，係滿足下記關係式：
(ImgH-0.7*LS)/ImgH<YS/ImgH<0.74；
0.10<DS/DL<0.73；
1.35<f/f3<2.50；
-2.60<f/f4<-1.75；及
28.5<V1-V2<42.0。
本發明前述光學攝影鏡組中，當(ImgH-0.7*LS)/ImgH及YS/ImgH滿足上述關係式時，可有效控制該光欄的內孔大小，以利於適當地遮蔽鏡組中之非必要光線，降低非必要光線於鏡組中經多次的折射、反射進入成像區域，進而提升系統成像品質，且可避免因遮蔽過多光線使得系統的照度過低；當DS/DL滿足上述關係式時，可有效控制該光欄與其相鄰透鏡間的相對位置與距離，以利於透鏡與該光欄間的組裝配置；當f/f3滿足上述關係式時，該第三透鏡的屈折力配置較為合適，有助於與該第一透鏡互相分配系統所需的屈折力，可避免單一透鏡的屈折力過大，進而有效降低系統的敏感度；當f/f4滿足上述關係式時，可使系統的主點更遠離成像面，有利於縮短系統的光學總長度，以促進鏡頭的小型化；當V1-V2滿足上述關係式時，有利於該光學攝影鏡組中色差的修正。
本發明前述光學攝影鏡組中，較佳地，被攝物與第一透鏡之間的該光欄係為一孔徑光欄，其可有利於系統的遠心特性，可使得電子感光元件的感光靈敏度提高，減少系統產生暗角的可能性，且同時有利降低該光學攝影鏡組的總長度。
本發明前述光學攝影鏡組中，該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3，較佳地，係滿足下記關係式：1.10<f1/f3<1.85；當f1/f3滿足上述關係式時，該第一透鏡與該第三透鏡的屈折力配置較為平衡，有利於降低系統敏感度且減少像差的產生。
本發明光學攝影鏡組中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠，若透鏡的材質為玻璃，則可以增加系統屈折力配置的自由度，若透鏡材質為塑膠，則可以有效降低生產成本。此外，可於透鏡表面上設置非球面，非球面可以容易製作成球面以外的形狀，獲得較多的控制變數，用以消減像差，進而縮減透鏡使用的數目，而可以有效降低本發明光學攝影鏡組的總長度。
本發明光學攝影鏡組中，若透鏡表面係為凸面，則表示該透鏡表面於近軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面，則表示該透鏡表面於近軸處為凹面。
本發明光學攝影鏡組中，光欄係為設置在鏡組中的一種遮光元件，該遮光元件具有內孔(不限定該內孔為圓形或其他形狀)，可用以限制入射光線範圍，其包含可用以決定鏡頭入光量的孔徑光欄或用以修正邊緣光線或非必要光線的光欄，光欄位置係為該光欄元件中最小內孔直徑的位置。於該第二透鏡與該第三透鏡或該第三透鏡與該第四透鏡之間的光欄，請參考第四圖，進一步描述LS、YS、DS、DL所代表的距離與相對位置。LS為該光欄(400)至電子感光元件(430)於光軸上的距離；YS為該光欄(400)的內孔直徑的一半，即401處至光軸的距離；DS為該光欄(400)的物側方向之相鄰透鏡(410)的物側表面(411)至該光欄(400)於光軸上的距離；DL為該光欄(400)物側方向之相鄰透鏡(410)的物側表面(411)至該光欄(400)像側方向之相鄰透鏡(420)的像側表面(422)於光軸上的距離。
本發明光學攝影鏡組將藉由以下具體實施例配合所附
圖式予以詳細說明。
《第一實施例》
本發明光學攝影鏡組第一實施例請參閱第一A圖，第一實施例之像差曲線請參閱第一B圖。第一實施例之光學攝影鏡組主要由四枚透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(110)，其物側表面(111)及像側表面(112)皆為凸面，其材質為塑膠，該第一透鏡(110)的物側表面(111)及像側表面(112)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(120)，其物側表面(121)為凸面及像側表面(122)為凹面，其材質為塑膠，該第二透鏡(120)的物側表面(121)及像側表面(122)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(130)，其物側表面(131)為凹面及像側表面(132)為凸面，其材質為塑膠，該第三透鏡(130)的物側表面(131)及像側表面(132)皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(140)，其物側表面(141)為凸面及像側表面(142)為凹面，其材質為塑膠，該第四透鏡(140)的物側表面(141)及像側表面(142)皆為非球面，且該第四透鏡(140)的像側表面(142)上設置有至少一個反曲點；其中，本發明該光學攝影鏡組另設置有一孔徑光欄(100)，其置於被攝物與該第一透鏡(110)之間；一第一光欄(101)置於該第二透鏡(120)與該第三透鏡(130)之間，其內孔直徑的一半(YS)為0.85毫米；及一第二光欄(102)置於該第三透鏡(130)與該第四透鏡(140)之間，其內孔直徑的一半(YS)為1.38毫米；另包含有一紅外線濾除濾光片(IR-filter)(150)，置於該第四透鏡(140)的像側表面(142)與一成像面(160)之間；該紅外線濾除濾光片(150)的材質為玻璃且其不影響本發明光學攝影鏡組的焦距，該光學攝影鏡組另設置有一電子感光元
件於該成像面(160)處供被攝物成像於其上。
上述之非球面曲線的方程式表示如下：
其中：X：非球面上距離光軸為Y的點，其與相切於非球面光軸上頂點之切面的相對高度；Y：非球面曲線上的點與光軸的距離；k：錐面係數；Ai
：第i階非球面係數。
第一實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的焦距為f，其關係式為：f=3.54(毫米)。
第一實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的光圈值(f-number)為Fno，其關係式為：Fno=3.50。
第一實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組中最大視角的一半為HFOV，其關係式為：HFOV=32.6(度)。
第一實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(110)的色散係數為V1，該第二透鏡(120)的色散係數為V2，其關係式為：V1-V2=30.0。
第一實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(110)的物側表面曲率半徑為R1及像側表面曲率半徑為R2，其關係式為：R1/R2=-0.58。
第一實施例光學攝影鏡組中，該第二透鏡(120)的像側表面曲率半徑為R4及物側表面曲率半徑為R3，其關係式為：R4/R3=0.30。
第一實施例光學攝影鏡組中，該光學攝影鏡組中最近
於物側端之具屈折力透鏡即該第一透鏡(110)的物側表面(111)至最近於像側端之具屈折力透鏡即該第四透鏡(140)的像側表面(142)於光軸上的距離為Td，整體光學攝影鏡組的焦距為f，其關係式為：Td/f=0.87。
第一實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第三透鏡(130)的焦距為f3，其關係式為：f/f3=2.23。
第一實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第四透鏡(140)的焦距為f4，其關係式為：f/f4=-2.07。
第一實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(110)的焦距為f1，該第三透鏡(130)的焦距為f3，其關係式為：f1/f3=1.64。
第一實施例光學攝影鏡組中，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，該第一光欄(101)至該電子感光元件於光軸上的距離為LS，其關係式為：(ImgH-0.7*LS)/ImgH=0.09。
第一實施例光學攝影鏡組中，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，該第二光欄(102)至該電子感光元件於光軸上的距離為LS，其關係式為：(ImgH-0.7*LS)/ImgH=0.36。
第一實施例光學攝影鏡組中，該第一光欄(101)內孔直徑的一半為YS，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，其關係式為：YS/ImgH=0.37。
第一實施例光學攝影鏡組中，該第二光欄(102)內孔直徑的一半為YS，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，其關係式為：YS/ImgH=0.59。
第一實施例光學攝影鏡組中，該第一光欄(101)物側方
向相鄰透鏡即該第二透鏡(120)的物側表面(121)至該第一光欄(101)於光軸上的距離為DS，該第一光欄(101)物側方向相鄰透鏡即該第二透鏡(120)的物側表面(121)至像側方向相鄰透鏡即該第三透鏡(130)的像側表面(132)於光軸上的距離為DL，其關係式為：DS/DL=0.39。
第一實施例光學攝影鏡組中，該第二光欄(102)物側方向相鄰透鏡即該第三透鏡(130)的物側表面(131)至該第二光欄(102)於光軸上的距離為DS，該第二光欄(102)物側方向相鄰透鏡即該第三透鏡(130)的物側表面(131)至像側方向相鄰透鏡即該第四透鏡(140)的像側表面(142)於光軸上的距離為DL，其關係式為：DS/DL=0.42。
第一實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(110)的物側表面(111)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，其關係式為：TTL/ImgH=1.91。
第一實施例詳細的光學數據如本說明書實施方式章節最後表一所示，其非球面數據如本說明書實施方式章節最後表二所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm)，HFOV定義為最大視角的一半。
《第二實施例》
本發明光學攝影鏡組第二實施例請參閱第二A圖，第二實施例之像差曲線請參閱第二B圖。第二實施例之光學攝影鏡組主要由四枚透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(210)，其物側表面(211)及像側表面(212)皆為凸面，其材質為塑膠，該第一透鏡(210)的物側表面(211)及像側表面(212)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(220)，其物側表面(221)及像側表面(222)皆為凹面，其材質為塑膠，該第二透鏡(220)的
物側表面(221)及像側表面(222)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(230)，其物側表面(231)為凹面及像側表面(232)為凸面，其材質為塑膠，該第三透鏡(230)的物側表面(231)及像側表面(232)皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(240)，其物側表面(241)及像側表面(242)皆為凹面，其材質為塑膠，該第四透鏡(240)的物側表面(241)及像側表面(242)皆為非球面，且該第四透鏡(240)的像側表面(242)上設置有至少一個反曲點；其中，本發明該光學攝影鏡組另設置有一孔徑光欄(200)，其置於被攝物與該第一透鏡(210)之間；及一第一光欄(201)置於該第二透鏡(220)與該第三透鏡(230)之間，其內孔直徑的一半(YS)為0.90毫米；另包含有一紅外線濾除濾光片(250)，置於該第四透鏡(240)的像側表面(242)與一成像面(260)之間；該紅外線濾除濾光片(250)的材質為玻璃且其不影響本發明光學攝影鏡組的焦距，該光學攝影鏡組另設置有一電子感光元件於該成像面(260)處供被攝物成像於其上。
第二實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。
第二實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的焦距為f，其關係式為：f=3.70(毫米)。
第二實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的光圈值為Fno，其關係式為：Fno=2.75。
第二實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組中最大視角的一半為HFOV，其關係式為：HFOV=31.9(度)。
第二實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(210)的色散係數為V1，該第二透鏡(220)的色散係數為V2，其關係式為：V1-V2=29.4。
第二實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(210)的物側表面曲率半徑為R1及像側表面曲率半徑為R2，其關係式為：R1/R2=-0.23。
第二實施例光學攝影鏡組中，該第二透鏡(220)的像側表面曲率半徑為R4及物側表面曲率半徑為R3，其關係式為：R4/R3=-0.03。
第二實施例光學攝影鏡組中，該光學攝影鏡組中最近於物側端之具屈折力透鏡即該第一透鏡(210)的物側表面(211)至最近於像側端之具屈折力透鏡即該第四透鏡(240)的像側表面(242)於光軸上的距離為Td，整體光學攝影鏡組的焦距為f，其關係式為：Td/f=0.92。
第二實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第三透鏡(230)的焦距為f3，其關係式為：f/f3=1.52。
第二實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第四透鏡(240)的焦距為f4，其關係式為：f/f4=-1.91。
第二實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(210)的焦距為f1，該第三透鏡(230)的焦距為f3，其關係式為：f1/f3=1.10。
第二實施例光學攝影鏡組中，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，該第一光欄(201)至該電子感光元件於光軸上的距離為LS，其關係式為：(ImgH-0.7*LS)/ImgH=0.15。
第二實施例光學攝影鏡組中，該第一光欄(201)內孔直徑的一半為YS，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，其關係式為：YS/ImgH=0.39。
第二實施例光學攝影鏡組中，該第一光欄(201)物側方
向相鄰透鏡即該第二透鏡(220)的物側表面(221)至該第一光欄(201)於光軸上的距離為DS，該第一光欄(201)物側方向相鄰透鏡即該第二透鏡(220)的物側表面(221)至像側方向相鄰透鏡即該第三透鏡(230)的像側表面(232)於光軸上的距離為DL，其關係式為：DS/DL=0.38。
第二實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(210)的物側表面(211)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，其關係式為：TTL/ImgH=1.89。
第二實施例詳細的光學數據如本說明書實施方式章節最後表三所示，其非球面數據如本說明書實施方式章節最後表四所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm)，HFOV定義為最大視角的一半。
《第三實施例》
本發明光學攝影鏡組第三實施例請參閱第三A圖，第三實施例之像差曲線請參閱第三B圖。第三實施例之光學攝影鏡組主要由四枚透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(310)，其物側表面(311)及像側表面(312)皆為凸面，其材質為塑膠，該第一透鏡(310)的物側表面(311)及像側表面(312)皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(320)，其物側表面(321)為凸面及像側表面(322)為凹面，其材質為塑膠，該第二透鏡(320)的物側表面(321)及像側表面(322)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(330)，其物側表面(331)為凹面及像側表面(332)為凸面，其材質為塑膠，該第三透鏡(330)的物側表面(331)及像側表面(332)皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(340)，其物側表面(341)為凸面及像側表面(342)為凹面，其材質為塑膠，該第四透鏡(340)
的物側表面(341)及像側表面(342)皆為非球面，且該第四透鏡(340)的像側表面(342)上設置有至少一個反曲點；其中，本發明該光學攝影鏡組另設置有一孔徑光欄(300)，其置於被攝物與該第一透鏡(310)之間；及一第二光欄(302)置於該第三透鏡(330)與該第四透鏡(340)之間，其內孔直徑的一半(YS)為1.31毫米；另包含有一紅外線濾除濾光片(350)，置於該第四透鏡(340)的像側表面(342)與一成像面(360)之間；該紅外線濾除濾光片(350)的材質為玻璃且其不影響本發明光學攝影鏡組的焦距，該光學攝影鏡組另設置有一電子感光元件於該成像面(360)處供被攝物成像於其上。
第三實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。
第三實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的焦距為f，其關係式為：f=3.43(毫米)。
第三實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的光圈值為Fno，其關係式為：Fno=3.00。
第三實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組中最大視角的一半為HFOV，其關係式為：HFOV=33.5(度)。
第三實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(310)的色散係數為V1，該第二透鏡(320)的色散係數為V2，其關係式為：V1-V2=30.0。
第三實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(310)的物側表面曲率半徑為R1及像側表面曲率半徑為R2，其關係式為：R1/R2=-0.84。
第三實施例光學攝影鏡組中，該第二透鏡(320)的像側表面曲率半徑為R4及物側表面曲率半徑為R3，其關係式為：R4/R3=0.10。
第三實施例光學攝影鏡組中，該光學攝影鏡組中最近於物側端之具屈折力透鏡即該第一透鏡(310)的物側表面(311)至最近於像側端之具屈折力透鏡即該第四透鏡(340)的像側表面(342)於光軸上的距離為Td，整體光學攝影鏡組的焦距為f，其關係式為：Td/f=0.90。
第三實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第三透鏡(330)的焦距為f3，其關係式為：f/f3=2.13。
第三實施例光學攝影鏡組中，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第四透鏡(340)的焦距為f4，其關係式為：f/f4=-2.05。
第三實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(310)的焦距為f1，該第三透鏡(330)的焦距為f3，其關係式為：f1/f3=1.39。
第三實施例光學攝影鏡組中，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，該第二光欄(302)至該電子感光元件於光軸上的距為LS，其關係式為：(ImgH-0.7*LS)/ImgH=0.36。
第三實施例光學攝影鏡組中，該第二光欄(302)內孔直徑的一半為YS，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，其關係式為：YS/ImgH=0.56。
第三實施例光學攝影鏡組中，該第二光欄(302)物側方向相鄰透鏡即該第三透鏡(330)的物側表面(331)至該光欄於光軸上的距離為DS，該第二光欄(302)物側方向相鄰透鏡即該第三透鏡(330)的物側表面(331)至像側方向相鄰透鏡即該第四透鏡(340)的像側表面(342)於光軸上的距離為DL，其關係式為：DS/DL=0.34。
第三實施例光學攝影鏡組中，該第一透鏡(310)的物側
表面(311)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，其關係式為：TTL/ImgH=1.85。
第三實施例詳細的光學數據如本說明書實施方式章節最後表五所示，其非球面數據如本說明書實施方式章節最後表六所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm)，HFOV定義為最大視角的一半。
下列表一至表六所示為本發明光學攝影鏡組實施例的不同數值變化表，然本發明各個實施例的數值變化皆屬實驗所得，即使使用不同數值，相同結構的產品仍應屬於本發明的保護範疇，故以上的說明所描述的及圖式僅做為例示性，非用以限制本發明的申請專利範圍。表七為各個實施例對應本發明相關關係式的數值資料。
110、210、310‧‧‧第一透鏡
111、211、311‧‧‧物側表面
112、212、312‧‧‧像側表面
120、220、320‧‧‧第二透鏡
121、221、321‧‧‧物側表面
122、222、322‧‧‧像側表面
130、230、330‧‧‧第三透鏡
131、231、331‧‧‧物側表面
132、232、332‧‧‧像側表面
100、200、300‧‧‧孔徑光欄
101、201‧‧‧第一光欄
102、302‧‧‧第二光欄
150、250、350‧‧‧紅外線濾除濾光片
160、260、360‧‧‧成像面
f‧‧‧為整體光學攝影鏡組的焦距
f1‧‧‧為第一透鏡的焦距
f3‧‧‧為第三透鏡的焦距
f4‧‧‧為第四透鏡的焦距
V1‧‧‧為第一透鏡的色散係數
V2‧‧‧為第二透鏡的色散係數
R1‧‧‧為第一透鏡的物側表面曲率半徑
R2‧‧‧為第一透鏡的像側表面曲率半徑
R3‧‧‧為第二透鏡的物側表面曲率半徑
R4‧‧‧為第二透鏡的像側表面曲率半徑
Td‧‧‧為光學攝影鏡組中最近於物側端之具屈折力透鏡的物側表面至最近於像側端之具屈折力透鏡的像側表面於光軸上的距離
LS‧‧‧為第二透鏡與第四透鏡間的光欄至電子感光元件於光軸上的距離
YS‧‧‧為第二透鏡與第四透鏡間的光欄其內孔直徑的一半
DS‧‧‧為第二透鏡與第四透鏡間的光欄，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至該光欄於光軸上的距離
DL‧‧‧為第二透鏡與第四透鏡間的光欄，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至像側方向相鄰透鏡的像側表面於光軸上的距離
TTL‧‧‧為第一透鏡的物側表面至電子感光元件於光軸上的距離
ImgH‧‧‧為電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半
第一A圖係本發明第一實施例的光學系統示意圖。
第一B圖係本發明第一實施例之像差曲線圖。
第二A圖係本發明第二實施例的光學系統示意圖。
第二B圖係本發明第二實施例之像差曲線圖。
第三A圖係本發明第三實施例的光學系統示意圖。
第三B圖係本發明第三實施例之像差曲線圖。
第四圖係描述LS、YS、DS、DL所代表的距離與相對位置之示意圖。
110．．．第一透鏡
111．．．物側表面
112．．．像側表面
120．．．第二透鏡
121．．．物側表面
122．．．像側表面
130．．．第三透鏡
131．．．物側表面
132．．．像側表面
140．．．第四透鏡
141．．．物側表面
142．．．像側表面
100．．．孔徑光欄
101．．．第一光欄
102．．．第二光欄
150．．．紅外線濾除濾光片
160．．．成像面
Claims (10)
- 一種光學攝影鏡組，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面，該第一透鏡的物側表面與像側表面中至少一表面為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其像側表面為凹面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面為凹面及像側表面為凸面；及一具負屈折力的第四透鏡，其像側表面為凹面，該第四透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，且該第四透鏡的像側表面上設置有至少一個反曲點；其中，該光學攝影鏡組另設置有一光欄與一電子感光元件供被攝物成像，該光欄係置於被攝物與該第一透鏡之間，該電子感光元件係置於成像面處，且該光學攝影鏡組更包含有另一光欄設置於該第二透鏡與該第四透鏡之間，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，該第二透鏡與該第四透鏡間的該光欄，其至該電子感光元件於光軸上的距離為LS，其內孔直徑的一半為YS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至該光欄於光軸上的距離為DS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至像側方向相鄰透鏡的像側表面於光軸上的距離為DL，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該光學攝影鏡組中最近於物側端之具屈折力透鏡的物側表面至最近於像側端之具屈折力透鏡的像側表面於光軸上的距離為Td，該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，係滿足下記關係式：(ImgH-0.7*LS)/ImgH<YS/ImgH<0.74； 0.10<DS/DL<0.73；1.35<f/f3<2.50；-2.60<f/f4<-1.75；0.85<Td/f<0.92；及20.0<V1-V2<42.0。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學攝影鏡組，其中被攝物與該第一透鏡之間的該光欄係為一孔徑光欄。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學攝影鏡組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3，係滿足下記關係式：1.10<f1/f3<1.85。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學攝影鏡組，其中該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，係滿足下記關係式：28.5<V1-V2<42.0。
- 如申請專利範圍第3項所述之光學攝影鏡組，其中該第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4及物側表面曲率半徑為R3，係滿足下記關係式：-0.30<R4/R3<0.30。
- 如申請專利範圍第3項所述之光學攝影鏡組，其中該第一透鏡的物側表面曲率半徑為R1及像側表面曲率半徑為R2，係滿足下記關係式：-1.0<R1/R2<0。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學攝影鏡組，其中該第一透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，係滿足下記關係式： TTL/ImgH<2.0。
- 一種光學攝影鏡組，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面；一具負屈折力的第二透鏡，其像側表面為凹面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面為凹面及像側表面為凸面，該第三透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡，其像側表面為凹面，該第四透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，且該第四透鏡的像側表面上設置有至少一個反曲點；其中，該光學攝影鏡組另設置有一光欄與一電子感光元件供被攝物成像，該光欄係置於被攝物與該第一透鏡之間，該電子感光元件係置於成像面處，且該光學攝影鏡組更包含有另一光欄設置於該第二透鏡與該第三透鏡之間，該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH，該第二透鏡與該第三透鏡間的該光欄，其至該電子感光元件於光軸上的距離為LS，其內孔直徑的一半為YS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至該光欄於光軸上的距離為DS，其物側方向相鄰透鏡的物側表面至像側方向相鄰透鏡的像側表面於光軸上的距離為DL，整體光學攝影鏡組的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該第一透鏡的色散係數為V1，該第二透鏡的色散係數為V2，係滿足下記關係式：(ImgH-0.7*LS)/ImgH<YS/ImgH<0.74；0.10<DS/DL<0.73；1.35<f/f3<2.50；-2.60<f/f4<-1.75；及28.5<V1-V2<42.0。
- 如申請專利範圍第8項所述之光學攝影鏡組，其中被攝物與該第一透鏡之間的該光欄係為一孔徑光欄。
- 如申請專利範圍第9項所述之光學攝影鏡組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3，係滿足下記關係式：1.10<f1/f3<1.85。
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2010
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- 2010-11-04 US US12/939,522 patent/US8164678B2/en active Active
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