TWI491911B - 結像系統組 - Google Patents

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TWI491911B
TWI491911B TW102108484A TW102108484A TWI491911B TW I491911 B TWI491911 B TW I491911B TW 102108484 A TW102108484 A TW 102108484A TW 102108484 A TW102108484 A TW 102108484A TW I491911 B TWI491911 B TW I491911B
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Linyao Liao
Wei Yu Chen
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Largan Precision Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • 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
    • G02B13/004—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 having four lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only

Description

結像系統組
本發明是有關於一種結像系統組，且特別是有關於一種應用於電子產品上的小型化結像系統組。
近年來，隨著具有攝影功能的可攜式電子產品的興起，光學系統的需求日漸提高。一般光學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，且隨著半導體製程技術的精進，使得感光元件的畫素尺寸縮小，光學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系統，多採用三片式光學系統為主，如美國專利第8,081,393號所示。但由於製程技術的進步與電子產品往輕薄化發展的趨勢下，影像感測元件畫素尺寸不斷地縮小，使得光學系統對成像品質的要求更加提高，而習知的三片式透鏡組已無法滿足更高階的光學系統。
目前雖然有進一步發展四片式光學系統，如美國專 利第8,169,528號所示，其第三透鏡與第四透鏡的屈折力分布，無法有效平衡第一透鏡與第二透鏡的屈折力配置，使得中前端透鏡(尤其是第一透鏡)產生敏感度較高的問題，且其第三透鏡的面形配置無助於降低敏感度，最終使得製造過程易產生良率偏低的問題。
本發明提供一種結像系統組，其利用第三透鏡及第四透鏡分配結像系統組所需的屈折力，以減緩第一透鏡及第二透鏡屈折力的負擔，有助於降低結像系統組中前端透鏡(尤其是第一透鏡)敏感度較高的問題，且藉由明顯的第三透鏡面形設計，其有利於製造性的調控以顯著地提升製造良率。
依據本發明提供一種結像系統組，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，其物側表面近光軸處為凸面。第二透鏡具有負屈折力，其像側表面近光軸處為凹面，其物側表面及像側表面皆為非球面，且其像側表面由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。第三透鏡具有正屈折力，其物側表面近光軸處為凸面，其像側表面近光軸處為凸面。第四透鏡具有負屈折力，其像側表面近光軸處為凹面，其物側表面及像側表面皆為非球面，且其像側表面由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。結像系統組具有屈折力的透鏡為四枚。第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔 距離為T12，第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，第二透鏡物側表面的曲率半徑為R3，第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4，結像系統組的焦距為f，第三透鏡的焦距為f3，第四透鏡的焦距為f4，其滿足下列條件：0<(T23+T34)/T12<2.0；o<R4/|R3|<0.9；以及4.0<f/f3+|f/f4|<9.0。
當(T23+T34)/T12滿足上述條件時，有利於透鏡的組裝，以提高製作良率。
當R4/|R3|滿足上述條件時，有助於像散的修正。
當f/f3+|f/f4|滿足上述條件時，利用第三透鏡及第四透鏡分配結像系統組所需的屈折力，以減緩第一透鏡及第二透鏡屈折力的負擔，有助於降低結像系統組中前端透鏡敏感度較高的問題，以提高製作良率。
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
f‧‧‧結像系統組的焦距
Fno‧‧‧結像系統組的光圈值
HFOV‧‧‧結像系統組中最大視角的一半
V2‧‧‧第二透鏡的色散係數
V4‧‧‧第四透鏡的色散係數
T12‧‧‧第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離
T23‧‧‧第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離
T34‧‧‧第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離
CT2‧‧‧第二透鏡於光軸上的厚度
CT3‧‧‧第三透鏡於光軸上的厚度
Sag22‧‧‧第二透鏡像側表面在光軸上的交點至第二透鏡像側表面的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離
Td‧‧‧第一透鏡物側表面至第四透鏡像側表面於光軸上的距離
R3‧‧‧第二透鏡物側表面的曲率半徑
R4‧‧‧第二透鏡像側表面的曲率半徑
R5‧‧‧第三透鏡物側表面的曲率半徑
R6‧‧‧第三透鏡像側表面的曲率半徑
R7‧‧‧第四透鏡物側表面的曲率半徑
R8‧‧‧第四透鏡像側表面的曲率半徑
f1‧‧‧第一透鏡的焦距
f2‧‧‧第二透鏡的焦距
f3‧‧‧第三透鏡的焦距
f4‧‧‧第四透鏡的焦距
第1圖繪示依照本發明第一實施例的一種結像系統組的示意圖；第2圖由左至右依序為第一實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；第3圖繪示依照本發明第二實施例的一種結像系統組的示意圖； 第4圖由左至右依序為第二實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；第5圖繪示依照本發明第三實施例的一種結像系統組的示意圖；第6圖由左至右依序為第三實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；第7圖繪示依照本發明第四實施例的一種結像系統組的示意圖；第8圖由左至右依序為第四實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；第9圖繪示依照本發明第五實施例的一種結像系統組的示意圖；第10圖由左至右依序為第五實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；第11圖繪示依照本發明第六實施例的一種結像系統組的示意圖；第12圖由左至右依序為第六實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；第13圖繪示依照本發明第七實施例的一種結像系統組的示意圖；第14圖由左至右依序為第七實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；第15圖繪示依照本發明第八實施例的一種結像系統組的示意圖； 第16圖由左至右依序為第八實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；以及第17圖繪示依照第1圖結像系統組第二透鏡參數Sag22的示意圖。
一種結像系統組，由物側至像側依序包含四枚具屈折力的透鏡，係為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡。
第一透鏡具有正屈折力，其物側表面近光軸處為凸面，其像側表面近光軸處可為凹面，且其像側表面由近光軸處至周邊處可存在凹面轉凸面的變化。藉此，可適當調整第一透鏡的正屈折力強度，有助於縮短結像系統組的總長度，同時可減少像散的產生並修正離軸視場的像差。
第二透鏡具有負屈折力，其像側表面近光軸處為凹面，且其像側表面由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。藉此，可補正第一透鏡產生的像差，並有效壓制離軸視場光線入射於影像感測元件的角度，以增加影像感光元件的接收效率。
第三透鏡具有正屈折力，其物側表面近光軸處為凸面，其像側表面近光軸處為凸面，且其像側表面由近光軸處至周邊處可存在凸面轉凹面的變化。藉此，可有效降低敏感度，避免屈折力過度集中而使球差過度增大，進一步可有效修正離軸視場的像差。
第四透鏡具有負屈折力，其物側表面近光軸處可為凹面，其像側表面近光軸處為凹面，且其像側表面由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。藉此，有助於使主點有效遠離成像面，以加強縮短其後焦距，進而可減少總長度，以達到小型化的目標，並同時可有效修正像散與壓制離軸視場光線入射於影像感測元件的角度，以增加影像感光元件的接收效率。
第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，其滿足下列條件：0<(T23+T34)/T12<2.0。藉此，有利於透鏡的組裝，以提高製作良率。較佳地，可滿足下列條件：0.5<(T23+T34)/T12<1.3。
第二透鏡物側表面的曲率半徑為R3，第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4，其滿足下列條件：0<R4/|R3|<0.9。藉此，有助於像散的修正。較佳地，可滿足下列條件：0<R4/|R3|<0.6。
結像系統組的焦距為f，第三透鏡的焦距為f3，第四透鏡的焦距為f4，其滿足下列條件：4.0<f/f3+|f/f4|<9.0。藉此，利用第三透鏡及第四透鏡分配結像系統組所需的屈折力，以減緩第一透鏡及第二透鏡屈折力的負擔，有助於降低結像系統組中前端透鏡(尤其是第一透鏡)敏感度較高的問題，以提高製作良率。較佳地，可滿足下列條件：4.5<f/f3+|f/f4|<8.5。更佳地，可滿足下列條件：5.0< f/f3+|f/f4|<8.0。
第三透鏡物側表面的曲率半徑為R5，第三透鏡像側表面的曲率半徑為R6，其滿足下列條件：0.5<(R5+R6)/(R5-R6)1.0。藉此，有助於減少球差的產生與降低結像系統組的敏感度。
第四透鏡物側表面的曲率半徑為R7，第四透鏡像側表面的曲率半徑為R8，其滿足下列條件：0R8/|R7|<0.6。藉此，有助於縮短結像系統組的後焦距，以維持其小型化。
第三透鏡的焦距為f3，第四透鏡的焦距為f4，其滿足下列條件：0.75<|f3/f4|<1.25。藉此，可有效平衡系統的屈折力配置，有助於降低敏感度以提升製造良率。
第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4，該第三透鏡物側表面的曲率半徑為R5，其滿足下列條件：0<R4/R5。藉此，有助於像差修正與減少球差產生。
第一透鏡的焦距為f1，第二透鏡的焦距為f2，其滿足下列條件：0.5<|f1/f2|<1.5。藉此，可有效縮短總長度與減少像差產生。
第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，其滿足下列條件：0.30<T12/CT2<0.80。藉此，有助於鏡片的成型性與均質性，並使組裝良率增加。
第二透鏡像側表面在光軸上的交點至第二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 Sag22，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：-1.0<Sag22/T23<0.2。藉此，有助於鏡片的製作與成型，並有利於結像系統組的組裝，以提高製造良率。
第三透鏡像側表面的曲率半徑為R6，第三透鏡於光軸上的厚度為CT3，其滿足下列條件：-0.85<R6/CT3<-0.25。藉此，有利於鏡片的製作與成型，並有加強降低敏感度的功效。
第二透鏡的色散係數為V2，第四透鏡的色散係數為V4，其滿足下列條件：1.5<V4/V2<3.0。藉此，有助於結像系統組色差的修正。
第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，第一透鏡物側表面至第四透鏡像側表面於光軸上的距離為Td，其滿足下列條件：0.10<(T12+T23+T34)/Td<0.22。藉此，有利於透鏡的組裝，並有效維持結像系統組的小型化。
本發明提供的結像系統組中，透鏡的材質可為塑膠或玻璃，當透鏡材質為塑膠，可以有效降低生產成本，另當透鏡的材質為玻璃，則可以增加結像系統組屈折力配置的自由度。此外，結像系統組中透鏡的物側表面及像側表面可為非球面，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，因此可以有效降低本發明結像系統組的總長度。
另外，本發明的結像系統組中，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。
本發明的結像系統組中，光圈配置可為前置光圈或中置光圈，其中前置光圈意即光圈設置於被攝物與第一透鏡間，中置光圈則表示光圈設置於第一透鏡與成像面間。若光圈為前置光圈，可使結像系統組的出射瞳(Exit Pupil)與成像面產生較長的距離，使其具有遠心(Telecentric)效果，並可增加影像感測元件的CCD或CMOS接收影像的效率；若為中置光圈，係有助於擴大系統的視場角，使結像系統組具有廣角鏡頭的優勢。
本發明的結像系統組更可視需求應用於移動對焦的光學系統中，並兼具優良像差修正與良好成像品質的特色，可多方面應用於3D(三維)影像擷取、數位相機、行動裝置、數位平板等電子影像系統中。
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。
<第一實施例>
請參照第1圖及第2圖，其中第1圖繪示依照本發明第一實施例的一種結像系統組的示意圖，第2圖由左至右依序為第一實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第1圖可知，結像系統組由物側至像側依序包含第一透鏡110、光圈100、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、紅外線濾除濾光片160以及成像面150。
第一透鏡110具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面111近光軸處為凸面，其像側表面112近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面112由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第二透鏡120具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面121近光軸處為凹面，其像側表面122近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面122由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第三透鏡130具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面131近光軸處為凸面，其像側表面132近光軸處為凸面，並皆為非球面，且其像側表面132由近光軸處至周邊處存在凸面轉凹面的變化。
第四透鏡140具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面141近光軸處為凹面，其像側表面142近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面142由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
紅外線濾除濾光片160為玻璃材質，其設置於第四透鏡140及成像面150間且不影響結像系統組的焦距。
上述各透鏡的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交點切面的相對距離；Y：非球面曲線上的點與光軸的垂直距離；R：曲率半徑； k：錐面係數；以及Ai：第i階非球面係數。
第一實施例的結像系統組中，結像系統組的焦距為f，結像系統組的光圈值(F-number)為Fno，結像系統組中最大視角的一半為HFOV，其數值如下：f=1.52 mm；Fno=2.04；以及HFOV=40.0度。
第一實施例的結像系統組中，第二透鏡120的色散係數為V2，第四透鏡140的色散係數為V4，其滿足下列條件：V4/V2=2.40。
第一實施例的結像系統組中，第一透鏡110與第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡120於光軸上的厚度為CT2，其滿足下列條件：T12/CT2=0.62。
第一實施例的結像系統組中，第一透鏡110與第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡120與第三透鏡130於光軸上的間隔距離為T23，第三透鏡130與第四透鏡140於光軸上的間隔距離為T34，其滿足下列條件：(T23+T34)/T12=0.66。
配合參照第17圖，其繪示依照第1圖結像系統組第二透鏡120參數Sag22的示意圖。由第17圖可知，第二透鏡像側表面122在光軸上的交點至第二透鏡像側表面122的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離為Sag22(水平位移距離若朝物側方向定義為負值，若朝像側方向則定義為正值)，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：Sag22/T23=-0.38。
第一實施例的結像系統組中，第三透鏡像側表面132的曲率半徑為R6，第三透鏡130於光軸上的厚度為CT3，其滿足下列條件：R6/CT3=-0.51。
第一實施例的結像系統組中，第一透鏡110與第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡120與第三透鏡130於光軸上的間隔距離為T23，第三透鏡130與第四透鏡140於光軸上的間隔距離為T34，第一透鏡物側表面111至第四透鏡像側表面142於光軸上的距離為Td，其滿足下列條件：(T12+T23+T34)/Td=0.17。
第一實施例的結像系統組中，第二透鏡物側表面121的曲率半徑為R3，第二透鏡像側表面122的曲率半徑為R4，第三透鏡物側表面131的曲率半徑為R5，第三透鏡像側表面132的曲率半徑為R6，第四透鏡物側表面141的曲率半徑為R7，第四透鏡像側表面142的曲率半徑為R8，其滿足下列條件：R4/|R3|=0.14；R4/R5=0.24；(R5+R6)/(R5-R6)=0.92；以及R8/|R7|=0.0031。
第一實施例的結像系統組中，結像系統組的焦距為f，第一透鏡110的焦距為f1，第二透鏡120的焦距為f2，第三透鏡130的焦距為f3，第四透鏡140的焦距為f4，其滿足下列條件：|f1/f2|=1.14；|f3/f4|=0.90；以及f/f3+|f/f4|=5.61。
再配合參照下列表一以及表二。
表一為第1圖第一實施例詳細的結構數據，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。表二為第一實施例中的非球面數據，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的示意圖與像差曲線圖，表格中數據的定義皆與第一實施例的表一及表二的定義相同，在此不加贅述。
<第二實施例>
請參照第3圖及第4圖，其中第3圖繪示依照本發明第二實施例的一種結像系統組的示意圖，第4圖由左至右依序為第二實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第3圖可知，結像系統組由物側至像側依序包含第一透鏡210、光圈200、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、紅外線濾除濾光片260以及成像面250。
第一透鏡210具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面211近光軸處為凸面，其像側表面212近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面212由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第二透鏡220具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面221近光軸處為凸面，其像側表面222近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面222由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第三透鏡230具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面231近光軸處為凸面，其像側表面232近光軸處為凸面，並皆為非球面，且其像側表面232由近光軸處至周邊處存在凸面轉凹面的變化。
第四透鏡240具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面241近光軸處為凹面，其像側表面242近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面242由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
紅外線濾除濾光片260為玻璃材質，其設置於第四透鏡240及成像面250間且不影響結像系統組的焦距。
請配合參照下列表三以及表四。
第二實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表三及表四可推算出下列數據：
<第三實施例>
請參照第5圖及第6圖，其中第5圖繪示依照本發明第三實施例的一種結像系統組的示意圖，第6圖由左至右依序為第三實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第5圖可知，結像系統組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具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面311近光軸處為凸面，其像側表面312近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面312由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第二透鏡320具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面321近光軸處為凸面，其像側表面322近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面322由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第三透鏡330具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面331近光軸處為凸面，其像側表面332近光軸處為凸面，並皆為非球面，且其像側表面332由近光軸處至周邊處存在凸面轉凹面的變化。
第四透鏡340具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面341近光軸處為凹面，其像側表面342近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面342由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
紅外線濾除濾光片360為玻璃材質，其設置於第四透鏡340及成像面350間且不影響結像系統組的焦距。
請配合參照下列表五以及表六。
第三實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表五及表六可推算出下列數據：
<第四實施例>
請參照第7圖及第8圖，其中第7圖繪示依照本發明第四實施例的一種結像系統組的示意圖，第8圖由左至右依序為第四實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第7圖可知，結像系統組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具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面411近光軸處為凸面，其像側表面412近光軸處為凸面，並皆為非球面。
第二透鏡420具有負屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面421近光軸處為凹面，其像側表面422近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面422由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第三透鏡430具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面431近光軸處為凸面，其像側表面432近光軸處為凸面，並皆為非球面，且其像側表面432由近光軸處至周邊處存在凸面轉凹面的變化。
第四透鏡440具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面441近光軸處為凸面，其像側表面442近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面442由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
紅外線濾除濾光片460為玻璃材質，其設置於第四透鏡440及成像面450間且不影響結像系統組的焦距。
請配合參照下列表七以及表八。
第四實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表七及表八可推算出下列數據：
<第五實施例>
請參照第9圖及第10圖，其中第9圖繪示依照本發明第五實施例的一種結像系統組的示意圖，第10圖由左至右依序為第五實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第9圖可知，結像系統組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具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面511近光軸處為凸面，其像側表面512近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面512由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第二透鏡520具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面521近光軸處為凹面，其像側表面522近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面522由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第三透鏡530具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面531近光軸處為凸面，其像側表面532近光軸處為凸面，並皆為非球面，且其像側表面532由近光軸處至周邊處存在凸面轉凹面的變化。
第四透鏡540具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面541近光軸處為凹面，其像側表面542近光軸處為 凹面，並皆為非球面，且其像側表面542由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
紅外線濾除濾光片560為玻璃材質，其設置於第四透鏡540及成像面550間且不影響結像系統組的焦距。
請配合參照下列表九以及表十。
第五實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表九及表十可推算出下列數據：
<第六實施例>
請參照第11圖及第12圖，其中第11圖繪示依照本發明第六實施例的一種結像系統組的示意圖，第12圖由左至右依序為第六實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第11圖可知，結像系統組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具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面611近光軸處為凸面，其像側表面612近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面612由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第二透鏡620具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面621近光軸處為凸面，其像側表面622近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面622由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第三透鏡630具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面631近光軸處為凸面，其像側表面632近光軸處為凸面，並皆為非球面，且其像側表面632由近光軸處至周邊處存在凸面轉凹面的變化。
第四透鏡640具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面641近光軸處為凹面，其像側表面642近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面642由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
紅外線濾除濾光片660為塑膠材質，其設置於第四透鏡640及成像面650間且不影響結像系統組的焦距。
請配合參照下列表十一以及表十二。
第六實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十一及表十二可推算出下列數據：
<第七實施例>
請參照第13圖及第14圖，其中第13圖繪示依照本發明第七實施例的一種結像系統組的示意圖，第14圖由左至右依序為第七實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第13圖可知，結像系統組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具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面711近光軸處為凸面，其像側表面712近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面712由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第二透鏡720具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面721近光軸處為凸面，其像側表面722近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面722由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第三透鏡730具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面731近光軸處為凸面，其像側表面732近光軸處為 凸面，並皆為非球面，且其像側表面732由近光軸處至周邊處存在凸面轉凹面的變化。
第四透鏡740具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面741近光軸處為凹面，其像側表面742近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面742由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
紅外線濾除濾光片760為玻璃材質，其設置於第四透鏡740及成像面750間且不影響結像系統組的焦距。
請配合參照下列表十三以及表十四。
第七實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十三及表十四可推算出下列數據：
<第八實施例>
請參照第15圖及第16圖，其中第15圖繪示依照本發明第八實施例的一種結像系統組的示意圖，第16圖由左至右依序為第八實施例的結像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第15圖可知，結像系統組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具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面811近光軸處為凸面，其像側表面812近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面812由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第二透鏡820具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面821近光軸處為凸面，其像側表面822近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面822由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
第三透鏡830具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面831近光軸處為凸面，其像側表面832近光軸處為凸面，並皆為非球面，且其像側表面832由近光軸處至周邊處存在凸面轉凹面的變化。
第四透鏡840具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面841近光軸處為凹面，其像側表面842近光軸處為凹面，並皆為非球面，且其像側表面842由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
紅外線濾除濾光片860為玻璃材質，其設置於第四透鏡840及成像面850間且不影響結像系統組的焦距。
請配合參照下列表十五以及表十六。
第八實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十五及表十六可推算出下列數據：
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)

  1. 一種結像系統組，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面近光軸處為凸面；一第二透鏡，具有負屈折力，其像側表面近光軸處為凹面，其物側表面及像側表面皆為非球面，且其像側表面由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化；一第三透鏡，具有正屈折力，其物側表面近光軸處為凸面，其像側表面近光軸處為凸面；以及一第四透鏡，具有負屈折力，其像側表面近光軸處為凹面，其物側表面及像側表面皆為非球面，且其像側表面由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化；其中該結像系統組具有屈折力的透鏡為四枚，該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡與該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，該第二透鏡物側表面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4，該結像系統組的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，其滿足下列條件： 0<R4/|R3|<0.9；以及4.0<f/f3+|f/f4|<9.0。
  2. 如請求項1所述的結像系統組，其中該結像系統組的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，其滿足下列條件：4.5<f/f3+|f/f4|<8.5。
  3. 如請求項2所述的結像系統組，其中該結像系統組的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，其滿足下列條件：5.0<f/f3+|f/f4|<8.0。
  4. 如請求項2所述的結像系統組，其中該第三透鏡物側表面的曲率半徑為R5，該第三透鏡像側表面的曲率半徑為R6，其滿足下列條件：
  5. 如請求項2所述的結像系統組，其中該第四透鏡物側表面的曲率半徑為R7，該第四透鏡像側表面的曲率半徑為R8，其滿足下列條件：
  6. 如請求項1所述的結像系統組，其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡與該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，其滿足下列條件：
  7. 如請求項6所述的結像系統組，其中該第二透鏡物側表面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4，其滿足下列條件：0<R4/|R3|<0.6。
  8. 如請求項1所述的結像系統組，其中該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，其滿足下列條件：0.75<|f3/f4|<1.25。
  9. 如請求項8所述的結像系統組，其中該第三透鏡像側表面由近光軸處至周邊處存在凸面轉凹面的變化。
  10. 如請求項8所述的結像系統組，其中該第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4，該第三透鏡物側表面的曲率半徑為R5，其滿足下列條件：0<R4/R5。
  11. 如請求項1所述的結像系統組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2，其滿足下列條件：0.5<|f1/f2|<1.5。
  12. 如請求項11所述的結像系統組，其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，其滿足下列條件：0.30<T12/CT2<0.80。
  13. 如請求項11所述的結像系統組，其中該第二透鏡像側表面在光軸上的交點至該第二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Sag22，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：-1.0<Sag22/T23<0.2。
  14. 如請求項11所述的結像系統組，其中該第三透鏡像側表面的曲率半徑為R6，該第三透鏡於光軸上的厚度為CT3，其滿足下列條件：-0.85<R6/CT3<-0.25。
  15. 如請求項1所述的結像系統組，其中該第二透鏡的色散係數為V2，該第四透鏡的色散係數為V4，其滿足下列條件：1.5<V4/V2<3.0。
  16. 如請求項15所述的結像系統組，其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡與該 第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，該第一透鏡物側表面至該第四透鏡像側表面於光軸上的距離為Td，其滿足下列條件：0.10<(T12+T23+T34)/Td<0.22。
  17. 如請求項15所述的結像系統組，其中該第四透鏡物側表面近光軸處為凹面。
  18. 如請求項1所述的結像系統組，其中該第一透鏡像側表面近光軸處為凹面，且其像側表面由近光軸處至周邊處存在凹面轉凸面的變化。
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