TWI506332B - 拾像系統透鏡組、取像裝置及可攜裝置 - Google Patents

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TWI506332B
TWI506332B TW102134961A TW102134961A TWI506332B TW I506332 B TWI506332 B TW I506332B TW 102134961 A TW102134961 A TW 102134961A TW 102134961 A TW102134961 A TW 102134961A TW I506332 B TWI506332 B TW I506332B
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Po Lun Hsu
Cheng Chen Lin
Dung Yi Hsieh
Wei Yu Chen
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Largan Precision Co Ltd
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    • 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

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Description

拾像系統透鏡組、取像裝置及可攜裝置
本發明係關於一種拾像系統透鏡組，特別是關於一種應用於可攜式電子產品的拾像系統透鏡組。
隨著個人電子產品逐漸輕薄化，電子產品內部各零組件被要求具有更小的尺寸。攝影鏡頭的尺寸在這個趨勢下同樣面臨著小型化的要求。除了小型化的要求之外，因為半導體製程技術的進步使得感光元件的畫素面積縮小，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，多採用三片式透鏡結構為主，但由於智慧型手機(Smart Phone)、平板電腦(Tablet PC)與可穿戴式設備(Wearable Apparatus)等高規格可攜裝置(Mobile Terminal)的盛行，使得攝影鏡頭在畫素與成像品質上的迅速攀升，習知的三片式攝影鏡頭已無法滿足更高階的攝影需求。
領域中亦提出四片式透鏡組，期能提供更優異的成像品質。然而，習用四片式透鏡組往往未能在大視角及鏡頭總長度之間取得良好的平衡，且對於周邊影像的解像力與照度也不甚理想，尚未能滿足領域中所要求的高階成像品質。
因此，領域中急需一種在滿足小型化的條件下，具有良好之 周邊解像力與照度的攝影鏡頭。
本發明提供一種拾像系統透鏡組，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其像側面於近光軸處為凸面；一具負屈折力的第二透鏡；一具正屈折力的第三透鏡，其物側面於近光軸處為凹面，其像側面於近光軸處為凸面；及一具屈折力的第四透鏡，其像側面於近光軸處為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其像側面於離軸處具有至少一凸面；其中，該拾像系統透鏡組中具有屈折力的透鏡為四片；其中，該第一透鏡的色散係數為V1，該第三透鏡的色散係數為V3，該第二透鏡的色散係數為V2，該第四透鏡的色散係數為V4，該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面於光軸上的距離為Td，該第一透鏡物側面至一成像面於光軸上的距離為TL，該拾像系統透鏡組的最大像高為ImgH，係滿足下列關係式：1.75<(V1+V3)/(V2+V4)<3.5；0.50mm<Td<1.90mm；及TL/ImgH<2.75。
另一方面，本發明提供一種取像裝置，包含如前述的拾像系統透鏡組及一電子感光元件。
又一方面，本發明提供一種可攜裝置，包含如前述的取像裝置。
再一方面，本發明提供一種拾像系統透鏡組，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其像側面於近光軸處為凸面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側面於近光軸處為凹面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側面於近光軸處為凹面，其像側面於近光軸處為凸面；及一具屈折力的第四透鏡，其像側面於近光軸處為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其像側面於離軸處具有至少一凸面；其中，該拾像系統透鏡組中具有屈折力的透 鏡為四片；其中，該第一透鏡的色散係數為V1，該第三透鏡的色散係數為V3，該第二透鏡的色散係數為V2，該第四透鏡的色散係數為V4，該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面於光軸上的距離為Td，該第二透鏡物側面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側面的曲率半徑為R4，係滿足下列關係式：1.75<(V1+V3)/(V2+V4)<3.5；0.50mm<Td<1.90mm；及(R3+R4)/(R3-R4)<0.9。
當(V1+V3)/(V2+V4)滿足上述條件時，可有效修正系統色差。
當Td滿足上述條件時，有利於維持系統的小型化。
當TL/ImgH滿足上述條件時，可加強系統小型化的特色，以搭載於輕薄可攜式的電子產品上。
當(R3+R4)/(R3-R4)滿足上述條件時，有助於加強像差的補正。
100、200、300、400、500、600、700、800、900‧‧‧光圈
110、210、310、410、510、610、710、810、910‧‧‧第一透鏡
111、211、311、411、511、611、711、811、911‧‧‧物側面
112、212、312、412、512、612、712、812、912‧‧‧像側面
120、220、320、420、520、620、720、820、920‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721、821、921‧‧‧物側面
122、222、322、422、522、622、722、822、922‧‧‧像側面
130、230、330、430、530、630、730、830、930‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731、831、931‧‧‧物側面
132、322、332、432、532、632、732、832、932‧‧‧像側面
140、240、340、440、540、640、740、840、940‧‧‧第四透鏡
141、241、341、441、541、641、741、841、941‧‧‧物側面
142、422、342、442、542、642、742、842、942‧‧‧像側面
150、250、350、450、550、650、750、850、950‧‧‧紅外線濾除濾光元件
560‧‧‧保護玻璃
170、270、370、470、570、670、770、870、970‧‧‧成像面
180、280、380、480、580、680、780、880、980‧‧‧電子感光元件
1001‧‧‧取像裝置
1010‧‧‧智慧型手機
1020‧‧‧平板電腦
1030‧‧‧可穿戴式設備
f‧‧‧為拾像系統透鏡組的焦距
V1‧‧‧為第一透鏡的色散係數
V2‧‧‧為第二透鏡的色散係數
V3‧‧‧為第三透鏡的色散係數
V4‧‧‧為第四透鏡的色散係數
N4‧‧‧為第四透鏡的折射率
T12‧‧‧為第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離
T23‧‧‧為第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離
T34‧‧‧為第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離
Td‧‧‧為第一透鏡物側面至第四透鏡像側面於光軸上的距離
CTmin‧‧‧為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、及第四透鏡中於光軸上的最小厚度
R2‧‧‧為第一透鏡像側面的曲率半徑
R3‧‧‧為第二透鏡物側面的曲率半徑
R4‧‧‧為第二透鏡像側面的曲率半徑
R5‧‧‧為第三透鏡物側面的曲率半徑
R6‧‧‧為第三透鏡像側面的曲率半徑
TL‧‧‧為第一透鏡物側面至成像面於光軸上的距離
ImgH‧‧‧(或定義為電子感光元件有效感測區域對角線長的一半)為該拾像系統透鏡組的最大像高
FOV‧‧‧為拾像系統透鏡組的最大視角
第一A圖係本發明第一實施例的取像裝置示意圖。
第一B圖係本發明第一實施例的像差曲線圖。
第二A圖係本發明第二實施例的取像裝置示意圖。
第二B圖係本發明第二實施例的像差曲線圖。
第三A圖係本發明第三實施例的取像裝置示意圖。
第三B圖係本發明第三實施例的像差曲線圖。
第四A圖係本發明第四實施例的取像裝置示意圖。
第四B圖係本發明第四實施例的像差曲線圖。
第五A圖係本發明第五實施例的取像裝置示意圖。
第五B圖係本發明第五實施例的像差曲線圖。
第六A圖係本發明第六實施例的取像裝置示意圖。
第六B圖係本發明第六實施例的像差曲線圖。
第七A圖係本發明第七實施例的取像裝置示意圖。
第七B圖係本發明第七實施例的像差曲線圖。
第八A圖係本發明第八實施例的取像裝置示意圖。
第八B圖係本發明第八實施例的像差曲線圖。
第九A圖係本發明第九實施例的取像裝置示意圖。
第九B圖係本發明第九實施例的像差曲線圖。
第十A圖係示意裝設有本發明之取像裝置的智慧型手機。
第十B圖係示意裝設有本發明之取像裝置的平板電腦。
第十C圖係示意裝設有本發明之取像裝置的可穿戴式設備。
本發明提供一種拾像系統透鏡組，由物側至像側依序包含具屈折力的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、及第四透鏡。
該第一透鏡具正屈折力，可提供系統所需的正屈折力，有助於縮短系統的總長度。該第一透鏡像側面於近光軸處可為凸面，有助於減少像散產生。
該第二透鏡具負屈折力，可有效對具正屈折力的第一透鏡所產生的像差做補正。該第二透鏡物側面近光軸處可為凹面，其像側面近光軸處可為凹面，可有效修正系統的像差。該第二透鏡像側面於離軸處可具有至少一凸面，可壓制離軸視場的光線入射於電子感光元件上的角度，以增加電子感光元件接收效率。
該第三透鏡具正屈折力，可有效降低系統敏感度。該第三透鏡物側面近光軸處為凹面，其像側面近光軸處為凸面，可有助於修正系統的像散。
該第四透鏡可具負屈折力，可有效修正系統的佩茲伐和數，以修正成像彎曲。該第四透鏡物側面近光軸處可為凸面，其像側面近光軸處為凹面，且其像側面於離軸處具有至少一凸面，有助於修正系統非點收差(Astigmatism)，並可有效修正離軸像差。
該第一透鏡的色散係數為V1，該第三透鏡的色散係數為V3， 該第二透鏡的色散係數為V2，該第四透鏡的色散係數為V4。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：1.75<(V1+V3)/(V2+V4)<3.5時，可有效修正系統色差；較佳地，係滿足下列關係式：2.0<(V1+V3)/(V2+V4)<3.0。
該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面於光軸上的距離為Td。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：0.50mm<Td<1.90mm時，有利於維持系統的小型化；較佳地，係滿足下列關係式：0.80mm<Td<1.65mm。
該第一透鏡物側面至一成像面於光軸上的距離為TL，當拾像系統透鏡組組合一電子感光元件時，ImgH可定義為最大像高(即該電子感光元件有效感測區域對角線長的一半)。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：TL/ImgH<2.75時，可加強系統小型化的特色，以搭載於輕薄可攜式的電子產品上；較佳地，係滿足下列關係式：TL/ImgH<2.4。
該第二透鏡物側面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側面的曲率半徑為R4。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：(R3+R4)/(R3-R4)<0.9時，有助於加強像差的修正。
該第三透鏡物側面的曲率半徑為R5，該第三透鏡像側面的曲率半徑為R6。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：1.0<R5/R6<2.65時，有利於像散的修正。
該拾像系統透鏡組的焦距為f，該第二透鏡像側面的曲率半徑為R4。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：f/R4<1.0時，有助於減少像差的產生。
該拾像系統透鏡組的最大視角為FOV。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：1/|tan(FOV)|<0.28時，可獲得足夠的視場角。
該第四透鏡的折射率為N4。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：1.60<N4<1.75時，可有助於減緩色差。
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，該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面於光軸上的距離為Td。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：0.02<(T12+T23+T34)/Td<0.20時，可有助鏡片的組裝以提高製作良率。
該第一透鏡像側面的曲率半徑為R2，該拾像系統透鏡組的焦距為f。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：-1.75<R2/f<0時，有助於減少球差的產生。
該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、及該第四透鏡中於光軸上的最小厚度為CTmin。當拾像系統透鏡組滿足下列關係式：0.1mm<CTmin<0.25mm時，有利於鏡片的成型性與均質性。
本發明的拾像系統透鏡組中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠，若透鏡的材質為玻璃，則可以增加該拾像系統透鏡組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，可於鏡面上設置非球面(ASP)，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的拾像系統透鏡組的總長度。
本發明的拾像系統透鏡組中，可至少設置一光闌，如孔徑光闌(Aperture Stop)、耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等。
本發明拾像系統透鏡組中，光圈配置可為前置或中置，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，前置光圈可使拾像系統透鏡組的出射瞳(Exit Pupil)與成像面產生較長的距離，使之具有遠心(Telecentric)效果，可增加電子感光元件如CCD或CMOS接收影像的效率；中置光圈則有助於擴大系統的視場角，使拾像系統透鏡組具有廣角鏡頭之優勢。
本發明拾像系統透鏡組中，就以具有屈折力的透鏡而言，若 透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該透鏡表面於近光軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該透鏡表面於近光軸處為凹面。
本發明的拾像系統透鏡組更可視需求應用於變焦的光學系統中，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、數位平板與可穿戴式設備等可攜裝置中。
本發明更提供一種取像裝置，其包含前述拾像系統透鏡組以及電子感光元件，其中該電子感光元件設置於該拾像系統透鏡組的成像面，因此取像裝置可藉由拾像系統透鏡組的系統設計，有利於縮短大視角的系統總長，並提升周邊解像力與照度，進而達到最佳成像效果。較佳地，該取像裝置可進一步包含鏡筒(Barrel Member)、支持裝置(Holder Member)或其組合。
請參第十A圖、第十B圖、第十C圖，該取像裝置(1001)可搭載於可攜裝置，其包括，但不限於：智慧型手機(1010)、平板電腦(1020)、或可穿戴式設備(1030)。前揭可攜裝置僅是示範性地說明本發明之取像裝置的實際運用例子，並非限制本發明之取像裝置的運用範圍。較佳地，該可攜裝置可進一步包含控制單元(Control Unit)、顯示單元(Display)、儲存單元(ROM)、暫儲存單元(RAM)或其組合。
本發明的取像裝置及拾像系統透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》
本發明第一實施例請參閱第一A圖，第一實施例的像差曲線請參閱第一B圖。第一實施例的取像裝置包含拾像系統透鏡組與一電子感光元件(180)，該拾像系統透鏡組主要由四片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含： 一具正屈折力的第一透鏡(110)，其材質為塑膠，其物側面(111)於近光軸處為凸面，其像側面(112)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(120)，其材質為塑膠，其物側面(121)於近光軸處為凹面，其像側面(122)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(122)於離軸處具有至少一凸面；一具正屈折力的第三透鏡(130)，其材質為塑膠，其物側面(131)於近光軸處為凹面，其像側面(132)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(140)，其材質為塑膠，其物側面(141)於近光軸處為凸面，其像側面(142)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(142)於離軸處具有至少一凸面；其中，第二透鏡(120)為於光軸上厚度最小的透鏡。該拾像系統透鏡組另設置有一光圈(100)，置於一被攝物與該第一透鏡(110)間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(IR-cut filter)(150)置於該第四透鏡(140)與一成像面(170)間，其材質為玻璃且不影響焦距。
其中，該電子感光元件(180)設置於該成像面(170)上。
第一實施例詳細的光學數據如表一所示，其非球面數據如表二所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
上述的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； Ai：第i階非球面係數。
拾像系統透鏡組的焦距為f，拾像系統透鏡組的光圈值為Fno，拾像系統透鏡組中最大視角的一半為HFOV，其數值為：f=1.60(毫米)，Fno=2.05，HFOV=44.0(度)。
該第一透鏡(110)的色散係數為V1，該第三透鏡(130)的色散係數為V3，該第二透鏡(120)的色散係數為V2，該第四透鏡(140)的色散係數為V4，其關係式為：(V1+V3)/(V2+V4)=2.35。
該第一透鏡物側面(111)至該第四透鏡像側面(142)於光軸上的距離為Td，其關係式為：Td=1.86(毫米)。
該第一透鏡物側面(111)至該成像面(170)於光軸上的距離為TL，該拾像系統透鏡組的最大像高為ImgH，於本實施例中亦即為其電子感光元件(180)有效感測區域對角線長的一半，其關係式為：TL/ImgH=1.74。
該第一透鏡像側面(112)的曲率半徑為R2，該拾像系統透鏡組的焦距為f，其關係式為：R2/f=-2.38。
該第二透鏡物側面(121)的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側面(122)的曲率半徑為R4，其關係式為：(R3+R4)/(R3-R4)=0.35。
該拾像系統透鏡組的最大視角為FOV，其關係式為：1/|tan(FOV)|=0.03。
該拾像系統透鏡組的焦距為f，該第二透鏡像側面(122)的曲率半徑為R4，其關係式為：f/R4=0.23。
該第一透鏡(110)與該第二透鏡(120)於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡(120)與該第三透鏡(130)於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡(130)與該第四透鏡(140)於光軸上的間隔距離為T34，該第一透鏡物側面(111)至該第四透鏡像側面(142)於光軸上的距離為Td，其關係式為：(T12+T23+T34)/Td=0.16。
該第一透鏡(110)、該第二透鏡(120)、該第三透鏡(130)、及該第四透鏡(140)中於光軸上的最小厚度為CTmin，其關係式為：CTmin=0.26(毫米)。
該第三透鏡物側面(131)的曲率半徑為R5，該第三透鏡像側面(132)的曲率半徑為R6，其關係式為：R5/R6=2.49。
該第四透鏡(140)的折射率為N4，其關係式為：N4=1.63。
《第二實施例》
本發明第二實施例請參閱第二A圖，第二實施例的像差曲線請參閱第二B圖。第二實施例的取像裝置包含拾像系統透鏡組與一電子感光元件(280)，該拾像系統透鏡組主要由四片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(210)，其材質為塑膠，其物側面(211)於近光軸處為凹面，其像側面(212)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(220)，其材質為塑膠，其物側面(221)於近光軸處為凹面，其像側面(222)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(222)於離軸處具有至少一凸面；一具正屈折力的第三透鏡(230)，其材質為塑膠，其物側面(231)於近光軸處為凹面，其像側面(232)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(240)，其材質為塑膠，其物側面(241)於近光軸處為凸面，其像側面(242)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(242)於離軸處具有至少一凸面；其中，第二透鏡(220)為於光軸上厚度最小的透鏡。該拾像系統透鏡組另設置有一光圈(200)，置於一被攝物與該第一透鏡(210)間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(250)置於該第四透鏡(240)與一成像面(270)間，其材質為玻璃且不影響焦距。
其中，該電子感光元件(280)設置於該成像面(270)上。
第二實施例詳細的光學數據如表三所示，其非球面數據如表四所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
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。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表五中所列。
《第三實施例》
本發明第三實施例請參閱第三A圖，第三實施例的像差曲線請參閱第三B圖。第三實施例的取像裝置包含拾像系統透鏡組與一電子感光元件(380)，該拾像系統透鏡組主要由四片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(310)，其材質為塑膠，其物側面(311)於近光軸處為凸面，其像側面(312)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(320)，其材質為塑膠，其物側面(321)於近光軸處為凹面，其像側面(322)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(322)於離軸處具有至少一凸面；一具正屈折力的第三透鏡(330)，其材質為塑膠，其物側面(331)於近光軸處為凹面，其像側面(332)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(340)，其材質為塑膠，其物側面(341)於近光軸處為凸面，其像側面(342)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(342)於離軸處具有至少一凸面；其中，第二透鏡(320)為於光軸上厚度最小的透鏡。該拾像系統透鏡組另設置有一光圈(300)，置於一被攝物與該第一透鏡(310) 間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(350)置於該第四透鏡(340)與一成像面(370)間，其材質為玻璃且不影響焦距。
其中，該電子感光元件(380)設置於該成像面(370)上。
第三實施例詳細的光學數據如表六所示，其非球面數據如表七所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
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。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表八中所列。
《第四實施例》
本發明第四實施例請參閱第四A圖，第四實施例的像差曲線請參閱第四B圖。第四實施例的取像裝置包含拾像系統透鏡組與一電子感光元件(480)，該拾像系統透鏡組主要由四片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(410)，其材質為塑膠，其物側面(411)於近光軸處為凸面，其像側面(412)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(420)，其材質為塑膠，其物側面(421)於近光軸處為凹面，其像側面(422)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(422)於離軸處具有至少一凸面；一具正屈折力的第三透鏡(430)，其材質為塑膠，其物側面(431)於近光軸處為凹面，其像側面(432)於近光軸處為凸面，且 其兩面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(440)，其材質為塑膠，其物側面(441)於近光軸處為凸面，其像側面(442)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(442)於離軸處具有至少一凸面；其中，第二透鏡(420)為於光軸上厚度最小的透鏡。該拾像系統透鏡組另設置有一光圈(400)，置於一被攝物與該第一透鏡(410)間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(450)置於該第四透鏡(440)與一成像面(470)間，其材質為玻璃且不影響焦距。
其中，該電子感光元件(480)設置於該成像面(470)上。
第四實施例詳細的光學數據如表九所示，其非球面數據如表十所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第四實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表十一中所列。
《第五實施例》
本發明第五實施例請參閱第五A圖，第五實施例的像差曲線請參閱第五B圖。第五實施例的取像裝置包含該拾像系統透鏡組與一電子感光元件(580)，該拾像系統透鏡組主要由四片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(510)，其材質為塑膠，其物側面(511)於近光軸處為凸面，其像側面(512)於近光軸處為凸面，且其 兩面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(520)，其材質為塑膠，其物側面(521)於近光軸處為凹面，其像側面(522)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(522)於離軸處具有至少一凸面；一具正屈折力的第三透鏡(530)，其材質為塑膠，其物側面(531)於近光軸處為凹面，其像側面(532)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(540)，其材質為塑膠，其物側面(541)於近光軸處為凸面，其像側面(542)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(542)於離軸處具有至少一凸面；其中，第二透鏡(520)與第四透鏡(540)為於光軸上厚度最小的透鏡。該拾像系統透鏡組另設置有一光圈(500)，置於一被攝物與該第一透鏡(510)間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(550)置於該第四透鏡(540)與一成像面(570)間，其材質為玻璃且不影響焦距；及包含有一保護玻璃(560)置於該紅外線濾除濾光元件(550)與該成像面(570)間。
其中，該電子感光元件(580)設置於該成像面(570)上。
第五實施例詳細的光學數據如表十二所示，其非球面數據如表十三所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第五實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表十四中所列。
《第六實施例》
本發明第六實施例請參閱第六A圖，第六實施例的像差曲線請參閱第六B圖。第六實施例的取像裝置包含拾像系統透鏡組與一電子感光元件(680)，該拾像系統透鏡組主要由四片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(610)，其材質為塑膠，其物側面(611)於近光軸處為凸面，其像側面(612)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(620)，其材質為塑膠，其物側面(621)於近光軸處為凹面，其像側面(622)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(622)於離軸處具有至少一凸面；一具正屈折力的第三透鏡(630)，其材質為塑膠，其物側面(631)於近光軸處為凹面，其像側面(632)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(640)，其材質為塑膠，其物側面(641)於近光軸處為凸面，其像側面(642)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(642)於離軸處具有至少一凸面；其中，第二透鏡(620)為於光軸上厚度最小的透鏡。該拾像系統透鏡組另設置有一光圈(600)，置於一被攝物與該第一透鏡(610)間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(650)置於該第四透鏡(640)與一成像面(670)間，其材質為玻璃且不影響焦距。
其中，該電子感光元件(680)設置於該成像面(670)上。
第六實施例詳細的光學數據如表十五所示，其非球面數據如表十六所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第六實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表十七中所列。
《第七實施例》
本發明第七實施例請參閱第七A圖，第一實施例的像差曲線請參閱第七B圖。第七實施例的取像裝置包含拾像系統透鏡組與一電子感光元件(780)，該拾像系統透鏡組主要由四片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(710)，其材質為玻璃，其物側面(711)於近光軸處為凸面，其像側面(712)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(720)，其材質為塑膠，其物側面(721)於近光軸處為凹面，其像側面(722)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(730)，其材質為塑膠，其物側面(731)於近光軸處為凹面，其像側面(732)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(740)，其材質為塑膠，其物側面(741)於近光軸處為凸面，其像側面(742)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(742)於離軸處具有至少一凸面；其中，第二透鏡(720)為於光軸上厚度最小的透鏡。該拾像系 統透鏡組另設置有一光圈(700)，置於一被攝物與該第一透鏡(710)間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(750)置於該第四透鏡(740)與一成像面(770)間，其材質為玻璃且不影響焦距。
其中，該電子感光元件(780)設置於該成像面(770)上。
第七實施例詳細的光學數據如表十八所示，其非球面數據如表十九所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第七實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表二十中所列。
《第八實施例》
本發明第八實施例請參閱第八A圖，第八實施例的像差曲線請參閱第八B圖。第八實施例的取像裝置包含拾像系統透鏡組與一電子感光元件(880)，該拾像系統透鏡組主要由四片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(810)，其材質為塑膠，其物側面(811)於近光軸處為凸面，其像側面(812)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(820)，其材質為塑膠，其物側面(821)於近光軸處為凹面，其像側面(822)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(822)於離軸處具有至少一凸面； 一具正屈折力的第三透鏡(830)，其材質為塑膠，其物側面(831)於近光軸處為凹面，其像側面(832)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；及一具正屈折力的第四透鏡(840)，其材質為塑膠，其物側面(841)於近光軸處為凸面，其像側面(842)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(842)於離軸處具有至少一凸面；其中，第二透鏡(820)為於光軸上厚度最小的透鏡。該拾像系統透鏡組另設置有一光圈(800)，置於一被攝物與該第一透鏡(810)間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(850)置於該第四透鏡(840)與一成像面(870)間，其材質為玻璃且不影響焦距。
其中，該電子感光元件(880)設置於該成像面(870)上。
第八實施例詳細的光學數據如表二十一所示，其非球面數據如表二十二所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第八實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表二十三中所列。
《第九實施例》
本發明第九實施例請參閱第九A圖，第九實施例的像差曲線請參閱第九B圖。第一實施例的取像裝置包含拾像系統透鏡組與一電子感光元件(980)，該拾像系統透鏡組主要由四片具屈折力的 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(910)，其材質為塑膠，其物側面(911)於近光軸處為凸面，其像側面(912)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第二透鏡(920)，其材質為塑膠，其物側面(921)於近光軸處為凹面，其像側面(922)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(922)於離軸處具有至少一凸面；一具正屈折力的第三透鏡(930)，其材質為塑膠，其物側面(931)於近光軸處為凹面，其像側面(932)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；及一具負屈折力的第四透鏡(940)，其材質為塑膠，其物側面(941)於近光軸處為凸面，其像側面(942)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(942)於離軸處具有至少一凸面；其中，第二透鏡(920)為於光軸上厚度最小的透鏡。該拾像系統透鏡組另設置有一光圈(900)，置於一被攝物與該第一透鏡(910)間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(950)置於該第四透鏡(940)與一成像面(970)間，其材質為玻璃且不影響焦距。
其中，該電子感光元件(980)設置於該成像面(970)上。
第九實施例詳細的光學數據如表二十四所示，其非球面數據如表二十五所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第九實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表二十六中所列。
表一至表二十六所示為本發明的拾像系統透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。
100‧‧‧光圈
110‧‧‧第一透鏡
111‧‧‧物側面
112‧‧‧像側面
120‧‧‧第二透鏡
121‧‧‧物側面
122‧‧‧像側面
130‧‧‧第三透鏡
131‧‧‧物側面
132‧‧‧像側面
140‧‧‧第四透鏡
141‧‧‧物側面
142‧‧‧像側面
150‧‧‧紅外線濾除濾光元件
170‧‧‧成像面
180‧‧‧電子感光元件

Claims (23)

  1. 一種拾像系統透鏡組，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其像側面於近光軸處為凸面；一具負屈折力的第二透鏡；一具正屈折力的第三透鏡，其物側面於近光軸處為凹面，其像側面於近光軸處為凸面；及一具屈折力的第四透鏡，其像側面於近光軸處為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其像側面於離軸處具有至少一凸面；其中，該拾像系統透鏡組中具有屈折力的透鏡為四片；其中，該第一透鏡的色散係數為V1，該第三透鏡的色散係數為V3，該第二透鏡的色散係數為V2，該第四透鏡的色散係數為V4，該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面於光軸上的距離為Td，該第一透鏡物側面至一成像面於光軸上的距離為TL，該拾像系統透鏡組的最大像高為ImgH，係滿足下列關係式：1.75<(V1+V3)/(V2+V4)<3.5；0.50mm<Td<1.90mm；及TL/ImgH<2.75。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的拾像系統透鏡組，其中該第四透鏡的物側面於近光軸處為凸面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的拾像系統透鏡組，其中該第三透鏡物側面的曲率半徑為R5，該第三透鏡像側面的曲率半徑為R6，係滿足下列關係式：1.0<R5/R6<2.65。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的拾像系統透鏡組，其中該第一透鏡的色散係數為V1，該第三透鏡的色散係數為V3，該第二透鏡的色散係數為V2，該第四透鏡的色散係數為V4，係滿足下列關係式： 2.0<(V1+V3)/(V2+V4)<3.0。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的拾像系統透鏡組，其中該拾像系統透鏡組的焦距為f，該第二透鏡像側面的曲率半徑為R4，係滿足下列關係式：f/R4<1.0。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的拾像系統透鏡組，其中該拾像系統透鏡組的最大視角為FOV，係滿足下列關係式：1/|tan(FOV)|<0.28。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的拾像系統透鏡組，其中該第四透鏡的折射率為N4，係滿足下列關係式：1.60<N4<1.75。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的拾像系統透鏡組，其中該第二透鏡像側面於離軸處具有至少一凸面。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的拾像系統透鏡組，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，該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面於光軸上的距離為Td，係滿足下列關係式：0.02<(T12+T23+T34)/Td<0.20。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的拾像系統透鏡組，其中該第二透鏡像側面於近光軸處為凹面。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的拾像系統透鏡組，其中該第一透鏡像側面的曲率半徑為R2，該拾像系統透鏡組的焦距為f，係滿足下列關係式：-1.75<R2/f<0。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的拾像系統透鏡組，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、及該第四透鏡中於光軸上的最小厚度為CTmin，係滿足下列關係式： 0.1mm<CTmin<0.25mm。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的拾像系統透鏡組，其中該第四透鏡具負屈折力。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的拾像系統透鏡組，其中該第二透鏡物側面於近光軸處為凹面。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的拾像系統透鏡組，其中該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面於光軸上的距離為Td，係滿足下列關係式：0.80mm<Td<1.65mm。
  16. 一種取像裝置，包含如申請專利範圍第1項所述的拾像系統透鏡組及一電子感光元件。
  17. 一種可攜裝置，包含如申請專利範圍第16項所述的取像裝置。
  18. 一種拾像系統透鏡組，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其像側面於近光軸處為凸面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側面於近光軸處為凹面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側面於近光軸處為凹面，其像側面於近光軸處為凸面；及一具屈折力的第四透鏡，其像側面於近光軸處為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其像側面於離軸處具有至少一凸面；其中，該拾像系統透鏡組中具有屈折力的透鏡為四片；其中，該第一透鏡的色散係數為V1，該第三透鏡的色散係數為V3，該第二透鏡的色散係數為V2，該第四透鏡的色散係數為V4，該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面於光軸上的距離為Td，該第二透鏡物側面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側面的曲率半徑為R4，係滿足下列關係式：1.75<(V1+V3)/(V2+V4)<3.5；0.50mm<Td<1.90mm；及(R3+R4)/(R3-R4)<0.9。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的拾像系統透鏡組，其中該第一透鏡物側面至一成像面於光軸上的距離為TL，該拾像系統透鏡組的最大像高為ImgH，係滿足下列關係式：TL/ImgH<2.4。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的拾像系統透鏡組，其中該第一透鏡的色散係數為V1，該第三透鏡的色散係數為V3，該第二透鏡的色散係數為V2，該第四透鏡的色散係數為V4，係滿足下列關係式：2.0<(V1+V3)/(V2+V4)<3.0。
  21. 如申請專利範圍第18項所述的拾像系統透鏡組，其中該第二透鏡的像側面於離軸處具有至少一凸面。
  22. 如申請專利範圍第18項所述的拾像系統透鏡組，其中該第四透鏡具負屈折力，且該第四透鏡物側面於近光軸處為凸面。
  23. 如申請專利範圍第18項所述的拾像系統透鏡組，其中該拾像系統透鏡組的最大視角為FOV，係滿足下列關係式：1/|tan(FOV)|<0.28。
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