TWI440921B - 光學影像系統 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種光學影像系統，且特別是有關於一種應用於電子產品上的小型化光學影像系統。
近年來，隨著具有攝像功能之可攜式電子產品的興起，小型化光學影像系統的需求日漸提高。一般光學影像系統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。且由於製程技術的精進，使得感光元件的畫素尺寸縮小，小型化光學影像系統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。
傳統搭載於可攜式電子產品上的小型化光學影像系統，多採用三片式透鏡結構為主，光學影像系統由物側至像側依序為一具正屈折力的第一透鏡、一具正屈折力的第二透鏡及一具正屈折力的第三透鏡，如美國專利第7,085,077號所示。但由於現今對成像品質的要求更加提高，習知的三片式透鏡組雖擁有較短的鏡組總長，但無法滿足更高階的光學影像系統。
此外，美國專利第7,365,920號揭露了一種四片式透鏡組，其中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。因此，急需一種可用於高畫素手機相機，易於製造且不至使鏡頭總長度過長的光學影像系統。
本發明之一態樣是在提供一種光學影像系統，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡。第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面；第二透鏡具有正屈折力；第三透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面、像側表面為凸面；第四透鏡具有屈折力，其像側表面為凹面。光學影像系統之焦距為f，第一透鏡之焦距為f1，第二透鏡之焦距為f2，第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，其滿足下列條件：
0.5<f/f1<1.5；
0<f/f2<1.0；以及
0.2<CT2/T23<1.1。
本發明之另一態樣是在提供一種光學影像系統，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡。第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面；第二透鏡具有正屈折力；第三透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面、像側表面為凸面，且其物側表面及像側表面皆為非球面；第四透鏡具有屈折力，其像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面。光學影像系統之焦距為f，第一透鏡之焦距為f1，第二透鏡之焦距為f2，第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，第三透鏡於光軸上的厚度為CT3，第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，第二透鏡物側表面之曲率半徑為R3，其滿足下列關係式：
0.5<f/f1<1.5；
0<f/f2<1.0；
0.7<(CT1+CT2+CT3)/(CT4)<1.9；以及
-0.6<f/R3<1.95。
當f/f1滿足上述關係式時，第一透鏡的屈折力配置可有效控制光學影像系統的總長度，並可同時避免高階球差。
當f/f2滿足上述關係式時，可控制第二透鏡之屈折力，縮短光學影像系統總長度。
當CT2/T23滿足上述關係式時，分配第二透鏡的厚度與透鏡間的間距，可縮短整體透鏡系統的總長度。
當(CT1+CT2+CT3)/(CT4)滿足上述關係式時，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡的厚度較為合適，可避免組裝上的困難，或造成光學影像系統的體積過大。
當f/R3滿足上述關係式時，第二透鏡物側表面之曲率可修正光學影像系統像差。
本發明提供一種光學影像系統，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡，且另設至影像感測元件於成像面。
第一透鏡具有正屈折力，可提供光學影像系統部分屈折力，有助於縮短光學影像系統的總長度。第一透鏡之物側表面及像側表面可皆為凸面，或是物側表面為凸面、像側表面為凹面之新月形透鏡。當第一透鏡之物側表面及像側表面皆為凸面時，可加強第一透鏡屈折力的配置，進而使得光學影像系統的總長度變短；而第一透鏡為前述新月形透鏡時，可修正光學影像系統的像散。
第二透鏡具有正屈折力，其提供光學影像系統主要屈折力，有利於縮短光學影像系統之總長度，且可分配第一透鏡之屈折力，以降低光學影像系統之敏感度。
第三透鏡具有負屈折力，其可對具正屈折力之第二透鏡所產生的像差做補正，同時可修正整體光學影像系統產生的色差。第三透鏡之物側表面為凹面、像側表面為凸面之新月形透鏡，藉此，可修正整體光學影像系統之像散。
第四透鏡可具有正屈折力或負屈折力。當第四透鏡具有正屈折力時，有利於修正光學影像系統的高階像差，提高光學影像系統的解像力；而當第四透鏡具有負屈折力時，可使光學影像系統的主點(Principal Point)遠離成像面，有利於縮短光學影像系統總長度，以促進鏡頭的小型化。
光學影像系統之焦距為f，第一透鏡之焦距為f1，其滿足下列條件：0.5<f/f1<1.5，藉此，第一透鏡的屈折力配置可有效控制光學影像系統的總長度，並可同時避免高階球差。進一步滿足下列關係式：0.80<f/f1<1.35。
光學影像系統之焦距為f，第二透鏡之焦距為f2，其滿足下列條件：0<f/f2<1.0，藉此，可控制第二透鏡之屈折力，縮短光學影像系統總長度。進一步滿足下列關係式：0.15<f/f2<0.8。
第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，其滿足下列條件：0.2<CT2/T23<1.1，藉此，分配第二透鏡的厚度與透鏡間的間距，可縮短整體透鏡系統的總長度。進一步滿足下列關係式：0.35<CT2/T23<0.9。
第三透鏡物側表面之曲率半徑為R5，第三透鏡像側表面之曲率半徑為R6，其滿足下列條件：-0.65<(R5-R6)/(R5+R6)<-0.05，藉此，可確保第三透鏡新月形的形狀，以利修正光學影像系統產生的像散。
光圈至成像面於光軸上的距離為SL，第一透鏡之物側表面至成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：0.8<SL/TTL<1.1，當SL/TTL小於0.8時，入射至影像感測元件上的光線角度過大，易造成感光效果不良與色差過大之缺點。又當SL/TTL大於1.1時，會使整體光學影像系統總長度過長。因此，本光學影像系統在滿足0.8<SL/TTL<1.1時，可在遠心與廣角特性之中取得良好的平衡，且不至於使整體總長度過長。
第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，第三透鏡於光軸上的厚度為CT3，以及第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，其滿足下列條件：0.7<(CT1+CT2+CT3)/(CT4)<1.9，藉此，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡的厚度較為合適，可避免組裝上的困難，或造成光學影像系統的體積過大。
光學影像系統之焦距為f，第一透鏡物側表面之曲率半徑為R1，其滿足下列條件：0.20<R1/f<0.55，若R1/f過小時，則第一透鏡正屈折力過強，易導致產生高階像差，當R1/f過大時，則會使得正屈折力不足，進而不易縮短總長；藉此，將R1/f限制於此範圍內，可有效減少高階像差與縮短總長。
光學影像系統之焦距為f，第二透鏡物側表面之曲率半徑為R3，其滿足下列條件：-0.6<f/R3<1.95，藉此，第二透鏡物側表面之曲率可修正光學影像系統像差。進一步滿足下列關係式：-0.6<f/R3<1.2。
第一透鏡之色散係數為V1，第三透鏡之色散係數為V3，其滿足下列條件：26<V1-V3<40，藉此，有助於提升光學影像系統修正色差的能力。
影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為Imgh，而第一透鏡之物側表面至成像面於一光軸上之距離為TTL，其滿足下列關係式：TTL/Imgh<2.0，藉此，可維持光學影像系統的小型化，以搭載於輕薄可攜式的電子產品上。
上述之光學影像系統中，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。
其中，各透鏡的材質可為玻璃或塑膠，若透鏡的材質為玻璃，則可以增加整體光學影像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，可於透鏡之鏡面上設置非球面，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，因此可以有效降低光學影像系統的總長度。
另外，光學影像系統中，依需求可設置至少一光闌，以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
根據上述實施方式，以下提出具體實施例並配合圖式予以詳細說明。
請參照第1圖及第2圖，其中第1圖繪示依照本發明實施例1的一種光學影像系統之示意圖，第2圖由左至右依序為實施例1的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。由第1圖可知，實施例1之光學影像系統由物側至像側依序包含光圈100、第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、紅外線濾除濾光片(IR Filter)160以及成像面150。
第一透鏡110之材質為塑膠，其具有正屈折力。第一透鏡110之物側表面111為凸面、像側表面112為凹面，且其物側表面111及像側表面112皆為非球面(Aspheric；Asp)。
第二透鏡120之材質為塑膠，其具有正屈折力。第二透鏡120之物側表面121為凹面、像側表面122為凸面，且其物側表面121及像側表面122皆為非球面。
第三透鏡130之材質為塑膠，其具有負屈折力。第三透鏡130之物側表面131為凹面、像側表面132為凸面，且其物側表面131及像側表面132皆為非球面。
第四透鏡140之材質為塑膠，其具有正屈折力。第四透鏡140之物側表面141為凸面、像側表面142為凹面，且其物側表面141及像側表面142皆為非球面，並皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片(IR Filter)160之材質為玻璃，其設置於第四透鏡140與成像面150間，並不影響光學影像系統之焦距。
上述各透鏡之非球面的曲線方程式表示如下：
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；以及Ai：第i階非球面係數。
實施例1之光學影像系統中，光學影像系統之焦距為f，光學影像系統的光圈值(f-number)為Fno，光學影像系統中最大視角的一半為HFOV，其關係式為：f=4.27 mm；Fno=2.80；以及HFOV=33.1度。
實施例1之光學影像系統中，第一透鏡110之色散係數為V1，第三透鏡130之色散係數為V3，其滿足下列條件：V1-V3=34.5。
實施例1之光學影像系統中，第二透鏡120於光軸上的厚度為CT2，第二透鏡120與第三透鏡130於光軸上的間隔距離為T23，其滿足下列條件：CT2/T23=0.68。
實施例1之光學影像系統中，第一透鏡110於光軸上的厚度為CT1，第二透鏡120於光軸上的厚度為CT2，第三透鏡130於光軸上的厚度為CT3，以及第四透鏡140於光軸上的厚度為CT4，其滿足下列條件：(CT1+CT2+CT3)/(CT4)=1.75。
實施例1之光學影像系統中，光學影像系統之焦距為f，第一透鏡110物側表面111之曲率半徑為R1，第二透鏡120物側表面121之曲率半徑為R3，其滿足下列條件：R1/f=0.36；以及f/R3=-0.18。
實施例1之光學影像系統中，第三透鏡130物側表面131之曲率半徑為R5，第三透鏡130像側表面131之曲率半徑為R6，其滿足下列條件：(R5-R6)/(R5+R6)=-0.34。
實施例1之光學影像系統中，光學影像系統之焦距為f，第一透鏡110之焦距為f1，第二透鏡120之焦距為f2，其滿足下列條件：f/f1=1.24；以及f/f2=0.35。
實施例1之光學影像系統中，光圈100至成像面150於光軸上的距離為SL，第一透鏡110之物側表面111至成像面150於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：SL/TTL=0.97。
實施例1之光學影像系統中，影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為Imgh，而第一透鏡110之物側表面111至成像面150於一光軸上之距離為TTL，其滿足下列關係式：TTL/Imgh=1.75。
再配合參照下列表一以及表二。
表一為第1圖實施例1詳細的結構數據，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，且表面0-12依序表示由物側至像側的表面。表二為實施例1中的非球面數據，其中，k表非球面曲線方程式中的錐面係數，A1-A16則表示各表面第1-16階非球面係數。此外，以下各實施例表格乃對應各實施例之示意圖與像差曲線圖，表格中數據之定義皆與實施例1之表一及表二的定義相同，在此不加贅述。
請參照第3及4圖，其中第3圖繪示依照本發明實施例2的一種光學影像系統之示意圖，第4圖由左至右依序為實施例2的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。由第3圖可知，實施例2之光學影像系統由物側至像側依序包含光圈200、第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、紅外線濾除濾光片(IR Filter)260以及成像面250。
第一透鏡210之材質為塑膠，其具有正屈折力。第一透鏡210之物側表面211為凸面、像側表面212為凹面，且其物側表面211及像側表面212皆為非球面。
第二透鏡220之材質為塑膠，其具有正屈折力。第二透鏡220之物側表面221為凹面、像側表面222為凸面，且其物側表面221及像側表面222皆為非球面。
第三透鏡230之材質為塑膠，其具有負屈折力。第三透鏡230之物側表面231為凹面、像側表面232為凸面，且其物側表面231及像側表面232皆為非球面。
第四透鏡240之材質為塑膠，其具有正屈折力。第四透鏡240之物側表面241為凸面、像側表面242為凹面，且其物側表面241及像側表面242皆為非球面，並皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片(IR Filter)260之材質為玻璃，其設置於第四透鏡240與成像面250間，並不影響光學影像系統之焦距。實施例2中非球面的曲線方程式表示如實施例1的形式。其中，f、Fno、HFOV以及變數V1、V3、CT1、CT2、CT3、CT4、T23、R1、R3、R5、R6、f1、f2、SL、TTL以及Imgh之定義皆與實施例1相同，在此不加以贅述。由表三可推算出下列數據：
再配合參照下列表三以及表四。
請參照第5及6圖，其中第5圖繪示依照本發明實施例3的一種光學影像系統之示意圖，第6圖由左至右依序為實施例3的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。由第5圖可知，實施例3之光學影像系統由物側至像側依序包含第一透鏡310、光圈300、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340、紅外線濾除濾光片360以及成像面350。
第一透鏡310之材質為塑膠，其具有正屈折力。第一透鏡310之物側表面311及像側表面312皆為凸面，且其物側表面311及像側表面312皆為非球面。
第二透鏡320之材質為塑膠，其具有正屈折力。第二透鏡320之物側表面321為凹面、像側表面322為凸面，且其物側表面321及像側表面322皆為非球面。
第三透鏡330之材質為塑膠，其具有負屈折力。第三透鏡330之物側表面331為凹面、像側表面332為凸面，且其物側表面331及像側表面332皆為非球面。
第四透鏡340之材質為塑膠，其具有負屈折力。第四透鏡340之物側表面341為凸面、像側表面342為凹面，且其物側表面341及像側表面342皆為非球面，並皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片(IR Filter)360之材質為玻璃，其設置於第四透鏡340與成像面350間，並不影響光學影像系統之焦距。實施例3中非球面的曲線方程式表示如實施例1的形式。其中，f、Fno、HFOV以及變數V1、V3、CT1、CT2、CT3、CT4、T23、R1、R3、R5、R6、f1、f2、SL、TTL以及Imgh之定義皆與實施例1相同，在此不加以贅述。由表五可推算出下列數據：
再配合參照下列表五以及表六。
請參照第7及8圖，其中第7圖繪示依照本發明實施例4的一種光學影像系統之示意圖，第8圖由左至右依序為實施例4的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。由第7圖可知，實施例4之光學影像系統由物側至像側依序包含第一透鏡410、光圈400、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440、紅外線濾除濾光片460以及成像面450。
第一透鏡410之材質為塑膠，其具有正屈折力。第一透鏡410之物側表面411及像側表面412皆為凸面，且其物側表面411及像側表面412皆為非球面。
第二透鏡420之材質為塑膠，其具有正屈折力。第二透鏡420之物側表面421與像側表面422皆為凸面，且其物側表面421及像側表面422皆為非球面。
第三透鏡430之材質為塑膠，其具有負屈折力。第三透鏡430之物側表面431為凹面、像側表面432為凸面，且其物側表面431及像側表面432皆為非球面。
第四透鏡440之材質為塑膠，其具有正屈折力。第四透鏡440之物側表面441為凸面、像側表面442為凹面，且其物側表面441及像側表面442皆為非球面，並皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片(IR Filter)460之材質為玻璃，其設置於第四透鏡440與成像面450間，並不影響光學影像系統之焦距。實施例4中非球面的曲線方程式表示如實施例1的形式。其中，f、Fno、HFOV以及變數V1、V3、CT1、CT2、CT3、CT4、T23、R1、R3、R5、R6、f1、f2、SL、TTL以及Imgh之定義皆與實施例1相同，在此不加以贅述。由表七可推算出下列數據：
再配合參照下列表七以及表八。
請參照第9及10圖，其中第9圖繪示依照本發明實施例5的一種光學影像系統之示意圖，第10圖由左至右依序為實施例5的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。由第9圖可知，實施例5之光學影像系統由物側至像側依序包含光圈500、第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、紅外線濾除濾光片560以及成像面550。
第一透鏡510之材質為塑膠，其具有正屈折力。第一透鏡510之物側表面511為凸面、像側表面512為凹面，且其物側表面511及像側表面512皆為非球面。
第二透鏡520之材質為塑膠，其具有正屈折力。第二透鏡520之物側表面521與像側表面522皆為凸面，且其物側表面521及像側表面522皆為非球面。
第三透鏡530之材質為塑膠，其具有負屈折力。第三透鏡530之物側表面531為凹面、像側表面532為凸面，且其物側表面531及像側表面532皆為非球面。
第四透鏡540之材質為塑膠，其具有負屈折力。第四透鏡540之物側表面541為凸面、像側表面542為凹面，且其物側表面541及像側表面542皆為非球面，並皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片(IR Filter)560之材質為玻璃，其設置於第四透鏡540與成像面550間，並不影響光學影像系統之焦距。實施例5中非球面的曲線方程式表示如實施例1的形式。其中，f、Fno、HFOV以及變數V1、V3、CT1、CT2、CT3、CT4、T23、R1、R3、R5、R6、f1、f2、SL、TTL以及Imgh之定義皆與實施例1相同，在此不加以贅述。由表九可推算出下列數據：
再配合參照下列表九以及表十。
請參照第11及12圖，其中第11圖繪示依照本發明實施例6的一種光學影像系統之示意圖，第12圖由左至右依序為實施例6的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。由第11圖可知，實施例6之光學影像系統由物側至像側依序包含光圈600、第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡640、紅外線濾除濾光片660以及成像面650。
第一透鏡610之材質為塑膠，其具有正屈折力。第一透鏡610之物側表面611為凸面、像側表面612為凹面，且其物側表面611及像側表面612皆為非球面。
第二透鏡620之材質為塑膠，其具有正屈折力。第二透鏡620之物側表面621為凸面、像側表面622為凹面，且其物側表面621及像側表面622皆為非球面。
第三透鏡630之材質為塑膠，其具有負屈折力。第三透鏡630之物側表面631為凹面、像側表面632為凸面，且其物側表面631及像側表面632皆為非球面。
第四透鏡640之材質為塑膠，其具有負屈折力。第四透鏡640之物側表面641為凸面、像側表面642為凹面，且其物側表面641及像側表面642皆為非球面，並皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片(IR Filter)660之材質為玻璃，其設置於第四透鏡640與成像面650間，並不影響光學影像系統之焦距。實施例6中非球面的曲線方程式表示如實施例1的形式。其中，f、Fno、HFOV以及變數V1、V3、CT1、CT2、CT3、CT4、T23、R1、R3、R5、R6、f1、f2、SL、TTL以及Imgh之定義皆與實施例1相同，在此不加以贅述。由表十一可推算出下列數據：
再配合參照下列表十一以及表十二。
請參照第13及14圖，其中第13圖繪示依照本發明實施例7的一種光學影像系統之示意圖，第14圖由左至右依序為實施例7的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。由第13圖可知，實施例7之光學影像系統由物側至像側依序包含光圈700、第一透鏡710、第二透鏡720、第三透鏡730、第四透鏡740、紅外線濾除濾光片760以及成像面750。
第一透鏡710之材質為塑膠，其具有正屈折力。第一透鏡710之物側表面711為凸面、像側表面712為凹面，且其物側表面711及像側表面712皆為非球面。
第二透鏡720之材質為塑膠，其具有正屈折力。第二透鏡720之物側表面721及像側表面722皆為凸面，且其物側表面721及像側表面722皆為非球面。
第三透鏡730之材質為塑膠，其具有負屈折力。第三透鏡730之物側表面731為凹面、像側表面732為凸面，且其物側表面731及像側表面732皆為非球面。
第四透鏡740之材質為塑膠，其具有負屈折力。第四透鏡740之物側表面741為凸面、像側表面742為凹面，且其物側表面741及像側表面742皆為非球面，並皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片760之材質為玻璃，其設置於第四透鏡740與成像面750間，並不影響光學影像系統之焦距。實施例7中非球面的曲線方程式表示如實施例1的形式。其中，f、Fno、HFOV以及變數V1、V3、CT1、CT2、CT3、CT4、T23、R1、R3、R5、R6、f1、f2、SL、TTL以及Imgh之定義皆與實施例1相同，在此不加以贅述。由表十三可推算出下列數據：
再配合參照下列表十三以及表十四。
請參照第15及16圖，其中第15圖繪示依照本發明實施例8的一種光學影像系統之示意圖，第16圖由左至右依序為實施例8的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。由第15圖可知，實施例8之光學影像系統由物側至像側依序包含光圈800、第一透鏡810、第二透鏡820、第三透鏡830、第四透鏡840、紅外線濾除濾光片860以及成像面850。
第一透鏡810之材質為塑膠，其具有正屈折力。第一透鏡810之物側表面811為凸面、像側表面812為凹面，且其物側表面811及像側表面812皆為非球面。
第二透鏡820之材質為塑膠，其具有正屈折力。第二透鏡820之物側表面821為凸面、像側表面822為凹面，且其物側表面821及像側表面822皆為非球面。
第三透鏡830之材質為塑膠，其具有負屈折力。第三透鏡830之物側表面831為凹面、像側表面832為凸面，且其物側表面831及像側表面832皆為非球面。
第四透鏡840之材質為塑膠，其具有負屈折力。第四透鏡840之物側表面841及像側表面842皆為凹面，且其物側表面841及像側表面842皆為非球面，並皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片860之材質為玻璃，其設置於第四透鏡840與成像面850間，並不影響光學影像系統之焦距。實施例8中非球面的曲線方程式表示如實施例1的形式。其中，f、Fno、HFOV以及變數V1、V3、CT1、CT2、CT3、CT4、T23、R1、R3、R5、R6、f1、f2、SL、TTL以及Imgh之定義皆與實施例1相同，在此不加以贅述。由表十五可推算出下列數據：
再配合參照下列表十五以及表十六。
表一至表十六所示為本發明光學影像系統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。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300、400、500、600、700、800．．．光圈
110、210、310、410、510、610、710、810．．．第一透鏡
111、211、311、411、511、611、711、811．．．物側表面
112、212、312、412、512、612、712、812．．．像側表面
120、220、320、420、520、620、720、820．．．第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721、821．．．物側表面
122、222、322、422、522、622、722、822．．．像側表面
130、230、330、430、530、630、730、830．．．第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731、831．．．物側表面
132、232、332、432、532、632、732、832．．．像側表面
140、240、340、440、540、640、740、840．．．第四透鏡
141、241、341、441、541、641、741、841．．．物側表面
142、242、342、442、542、642、742、842．．．像側表面
150、250、350、450、550、650、750、850．．．成像面
160、260、360、460、560、660、760、860．．．紅外線濾除濾光片
V1．．．第一透鏡之色散係數
V3．．．第三透鏡之色散係數
CT1．．．第一透鏡於光軸上的厚度
CT2．．．第二透鏡於光軸上的厚度
CT3．．．第三透鏡於光軸上的厚度
CT4．．．第四透鏡於光軸上的厚度
T23．．．第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離
R1．．．第一透鏡物側表面之曲率半徑
R3．．．第二透鏡物側表面之曲率半徑
R5．．．第三透鏡物側表面之曲率半徑
R6．．．第三透鏡像側表面之曲率半徑
f．．．光學影像系統之焦距
f1．．．第一透鏡之焦距
f2．．．第二透鏡之焦距
SL．．．光圈至成像面於光軸上的距離
TTL．．．第一透鏡之物側表面至成像面於光軸上之距離
Imgh．．．影像感測元件有效感測區域對角線長的一半
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖繪示依照本發明實施例1的一種光學影像系統之示意圖。
第2圖由左至右依序為實施例1的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。
第3圖繪示依照本發明實施例2的一種光學影像系統之示意圖。
第4圖由左至右依序為實施例2的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。
第5圖繪示依照本發明實施例3的一種光學影像系統之示意圖。
第6圖由左至右依序為實施例3的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。
第7圖繪示依照本發明實施例4的一種光學影像系統之示意圖。
第8圖由左至右依序為實施例4的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。
第9圖繪示依照本發明實施例5的一種光學影像系統之示意圖。
第10圖由左至右依序為實施例5的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。
第11圖繪示依照本發明實施例6的一種光學影像系統之示意圖。
第12圖由左至右依序為實施例6的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。
第13圖繪示依照本發明實施例7的一種光學影像系統之示意圖。
第14圖由左至右依序為實施例7的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。
第15圖繪示依照本發明實施例8的一種光學影像系統之示意圖。
第16圖由左至右依序為實施例8的光學影像系統之球差、像散及歪曲曲線圖。
100．．．光圈
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
150．．．成像面
160．．．紅外線濾除濾光片
Claims (18)
- 一種光學影像系統，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面為凸面；一第二透鏡，具有正屈折力；一第三透鏡，具有負屈折力，其物側表面為凹面、像側表面為凸面；以及一第四透鏡，具有屈折力，其像側表面為凹面；其中，該光學影像系統之焦距為f，該第一透鏡之焦距為f1，該第二透鏡之焦距為f2，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，該第二透鏡與該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡物側表面之曲率半徑為R5，該第三透鏡像側表面之曲率半徑為R6，其滿足下列條件：0.5<f/f1<1.5；0<f/f2<1.0；0.2<CT2/T23<1.1；以及-0.65<(R5-R6)/(R5+R6)<-0.05。
- 如請求項1所述之光學影像系統，其中該第三透鏡及該第四透鏡之材質皆為塑膠，且該第三透鏡與該第四透鏡之物側表面及像側表面皆為非球面。
- 如請求項2所述之光學影像系統，其中該第四透鏡具有至少一反曲點。
- 如請求項3所述之光學影像系統，更包含一光圈，該光圈至該成像面於光軸上的距離為SL，該第一透鏡之物側表面至該成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條 件：0.8<SL/TTL<1.1。
- 如請求項4所述之光學影像系統，其中該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，該第三透鏡於光軸上的厚度為CT3，以及該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，其滿足下列條件：0.7<(CT1+CT2+CT3)/(CT4)<1.9。
- 如請求項4所述之光學影像系統，其中該光學影像系統之焦距為f，該第一透鏡物側表面之曲率半徑為R1，其滿足下列條件：0.20<R1/f<0.55。
- 如請求項3所述之光學影像系統，其中該光學影像系統之焦距為f，該第一透鏡之焦距為f1，其滿足下列條件：0.80<f/f1<1.35。
- 如請求項3所述之光學影像系統，其中該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，該第二透鏡與該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，其滿足下列條件：0.35<CT2/T23<0.9。
- 如請求項3所述之光學影像系統，其中該光學影像系統之焦距為f，該第二透鏡物側表面之曲率半徑為R3，其滿足下列條件：-0.6<f/R3<1.2。
- 如請求項3所述之光學影像系統，其中該第一透 鏡之色散係數為V1，該第三透鏡之色散係數為V3，其滿足下列條件：26<V1-V3<40。
- 如請求項3所述之光學影像系統，其中該光學影像系統之焦距為f，該第二透鏡之焦距為f2，其滿足下列條件：0.15<f/f2<0.8。
- 如請求項3所述之光學影像系統，其中該第四透鏡具有負屈折力。
- 如請求項3所述之光學影像系統，其中該光學影像系統設置有一影像感測元件於成像面，該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為Imgh，而該第一透鏡之物側表面至該成像面於一光軸上之距離為TTL，其滿足下列關係式：TTL/Imgh<2.0。
- 一種光學影像系統，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面為凸面；一第二透鏡，具有正屈折力；一第三透鏡，具有負屈折力，其物側表面為凹面、像側表面為凸面，且其物側表面及像側表面皆為非球面；以及一第四透鏡，具有屈折力，其像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面；其中，該光學影像系統之焦距為f，該第一透鏡之焦距 為f1，該第二透鏡之焦距為f2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，該第三透鏡於光軸上的厚度為CT3，該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，該第二透鏡物側表面之曲率半徑為R3，該第三透鏡物側表面之曲率半徑為R5，該第三透鏡像側表面之曲率半徑為R6，其滿足下列關係式：0.5<f/f1<1.5；0<f/f2<1.0；0.7<(CT1+CT2+CT3)/(CT4)<1.9；-0.6<f/R3<1.2；以及-0.65<(R5-R6)/(R5+R6)<-0.05。
- 如請求項14所述之光學影像系統，其中該第四透鏡具有至少一反曲點，且該第四透鏡之材質為塑膠。
- 如請求項15所述之光學影像系統，其中該第四透鏡具有負屈折力。
- 如請求項15所述之光學影像系統，其中該光學影像系統之焦距為f，該第二透鏡之焦距為f2，其滿足下列條件：0.15<f/f2<0.8。
- 如請求項15所述之光學影像系統，其中該第一透鏡之色散係數為V1，該第三透鏡之色散係數為V3，其滿足下列條件：26<V1-V3<40。
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