TWI556005B - 光學攝影透鏡組、取像裝置及電子裝置 - Google Patents

光學攝影透鏡組、取像裝置及電子裝置 Download PDF

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Description

光學攝影透鏡組、取像裝置及電子裝置
本發明是有關於一種光學攝影透鏡組及取像裝置，且特別是有關於一種應用在電子裝置上的小型化光學攝影透鏡組及取像裝置。
近年來，隨著具有攝影功能的電子產品的興起，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。
習知的電子產品多採用四片透鏡所構成的光學系統，但是在四片透鏡配置的光學系統中，第四透鏡像側表面以凹面為主，這種配置雖然可以有效地減少後焦距，但卻不易壓制光線入射感光元件的角度，進而影響光學系統的成像品質。
本發明提供一種光學攝影透鏡組、取像裝置及電子裝置，其配置有四片具有屈折力的透鏡，光學攝影透鏡組最靠近成像面的第四透鏡物側表面設計為凹面，像側表面設計為凸面，藉以有效地壓制光線入射感光元件的角度。同時，在視角較小的望遠光學系統中，此設計可以有效地控制第二透鏡及第三透鏡間的距離，有利於搭配較強屈折力的第一透鏡及第二透鏡，使達到更好的聚光效果。
依據本發明提供一種光學攝影透鏡組，其具有屈折力的透鏡為四片，且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，其物側表面近軸處為凸面。第二透鏡具有負屈折力。第三透鏡具有屈折力，其物側表面近軸處為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面。第四透鏡具有負屈折力，其物側表面近軸處為凹面，其像側表面近軸處為凸面，且其物側表面及像側表面皆為非球面。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： 1.75 ＜ T23/(T12+T34)。
本發明還提供一種取像裝置，包含如前段所述的光學攝影透鏡組以及電子感光元件，電子感光元件設置於光學攝影透鏡組的成像面。
本發明更提供一種電子裝置，包含如前段所述的取像裝置。
本發明的光學攝影透鏡組的第四透鏡物側表面設計為凹面，像側表面設計為凸面，藉以有效地壓制光線入射至感光元件的角度；同時，當T23/(T12+T34)滿足前述條件時，可利於控制第二透鏡及第三透鏡間的距離，進而可搭配較強屈折力的第一透鏡及第二透鏡，使在視角較小的望遠系統中達到較好的聚光效果。
本發明提供一種光學攝影透鏡組，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，其中攝影光學透鏡組中具屈折力的透鏡為四片。
第一透鏡具有正屈折力，其物側表面近軸處為凸面，有助於縮短光學攝影透鏡組的總長度。
第二透鏡具有負屈折力，且第二透鏡物側表面離軸處可具有至少一反曲點。藉此，可以有效調整離軸視場的光線入射的角度，並可進一步修正離軸視場的像差。
第三透鏡可具有正屈折力，其物側表面近軸處為凹面，像側表面近軸處可為凸面，且物側表面及像側表面皆為非球面。藉此，可以有效修正系統的像散。
第四透鏡具有負屈折力，其物側表面近軸處為凹面，其像側表面近軸處為凸面，且物側表面及像側表面皆為非球面，藉以有效地壓制光線入射感光元件的角度。
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：1.75 ＜ T23/(T12+T34)。在視角較小的望遠系統中，當T23/(T12+T34)滿足前述條件時，有利於控制第二透鏡及第三透鏡間的距離，同時若搭配具有較強屈折力的第一透鏡及第二透鏡，就可以達到極佳的聚光效果。較佳地，可滿足下列條件：2.5 ＜ T23/(T12+T34)。
第二透鏡的色散係數為V2，第三透鏡的色散係數為V3，其可滿足下列條件：V2+V3 ＜ 55。藉此，有助於光學攝影透鏡組色差的修正並提升影像色彩真實度。
光學攝影透鏡組的焦距為f，光學攝影透鏡組的最大像高為ImgH，其可滿足下列條件：2.25 ＜ f/ImgH ＜ 5.0。當滿足前述條件，可有利於確保光學攝影透鏡組具備有充足的視角。較佳地，可滿足下列條件：2.75 ＜ f/ImgH ＜ 5.0。
第四透鏡物側表面的曲率半徑為R7，光學攝影透鏡組的焦距為f，其可滿足下列條件：-0.40 ＜ R7/f ＜ -0.15。當滿足前述條件，可利於修正光學攝影透鏡組所產生的像差。
光學攝影透鏡組的最大像高為ImgH，光學攝影透鏡組的入射瞳直徑為EPD，其可滿足下列條件：ImgH/EPD ＜ 1.0。當滿足前述條件，可有效調控光學攝影透鏡組的進光量。
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，其可滿足下列條件：｜R4/R3｜＜ 0.50。當滿足前述條件，可藉由調配第二透鏡表面的曲率而將其屈折力限制於適當範圍，有利於修正第一透鏡屈折力所產生的像差。
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，其可滿足下列條件：0.8 ＜ CT2/CT3 ＜ 1.5。當滿足前述條件，有助於透鏡的成型性與均質性。
第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，由第四透鏡像側表面至成像面於光軸上之空氣等效距離為BFL，其可滿足下列條件：1.5 ＜ T23/BFL ＜ 3.0。適當調整第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離，以提供影像鏡片組適當的後焦距，有助於縮短光學影像擷取鏡頭組的總長度。
光學攝影透鏡組的焦距為f，第一透鏡的焦距為f1，第二透鏡的焦距為f2，其可滿足下列條件：3.0 ＜ |f/f1|+|f/f2|。藉此，第一透鏡及第二透鏡的屈折力有利於修正整體取像用光學鏡頭組之像差。
光學攝影透鏡組的焦距為f，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，第四透鏡像側表面至成像面於光軸上之空氣等效距離為BFL，其可滿足下列條件：0.90 ＜ f/(TD+BFL) ＜ 1.25。藉此，可以有效地控制光學攝影鏡頭組的後焦距。
光學攝影透鏡組的焦距為f，第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1，其可滿足下列條件：3.0 ＜ f/R1 ＜ 4.5。當滿足前述條件，有利於縮短光學攝影透鏡組的總長度。
第四透鏡像側表面的曲率半徑為R8，光學攝影透鏡組的焦距為f，其可滿足下列條件：R8/f ＜ -0.5。當滿足前述條件，有利於收斂光學攝影透鏡組的入射光，以提供良好的像差補正。
光學攝影透鏡組更包含光圈，可設置於被攝物與第二透鏡之間，以在遠心效果與視場角之間取得良好的平衡。
光學攝影透鏡組係可使用於750nm~1050nm之紅外線波長範圍，以適用於動態捕捉技術的紅外線攝影需求。
本發明提供的光學攝影透鏡組中，透鏡的材質可為塑膠或玻璃。當透鏡的材質為塑膠，可以有效降低生產成本。另當透鏡的材質為玻璃，則可以增加光學攝影透鏡組的屈折力配置的自由度。此外，光學攝影透鏡組中的物側表面及像側表面可為非球面(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光學攝影透鏡組的總長度。
再者，本發明提供的光學攝影透鏡組中，若透鏡表面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。本發明提供的光學攝影透鏡組中，若透鏡具有正屈折力或負屈折力，或是透鏡之焦距，皆指透鏡近光軸處的屈折力或是焦距。
另外，本發明光學攝影透鏡組中，依需求可設置至少一光闌，以減少雜散光，有助於提升影像品質。
光學攝影透鏡組之成像面，依其對應的電子感光元件之不同，可為一平面或有任一曲率之曲面，特別是指凹面朝往物側方向之曲面。
本發明的光學攝影透鏡模組中，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，可使光學攝影透鏡組的出射瞳(Exit Pupil)與成像面產生較長的距離，使其具有遠心(Telecentric)效果，並可增加電子感光元件的CCD或CMOS接收影像的效率；若為中置光圈，係有助於擴大透鏡組的視場角，使光學攝影透鏡組具有廣角鏡頭的優勢。
本發明的光學攝影透鏡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。本發明亦可多方面應用於三維(3D)影像擷取、數位相機、行動產品、數位平板、智慧型電視、網路監控設備、體感遊戲機、行車記錄器、倒車顯影裝置與穿戴式產品等電子裝置中。
本發明提供一種取像裝置，包含前述的光學攝影透鏡組以及電子感光元件，其中電子感光元件設置於光學攝影透鏡組的成像面。藉由光學攝影透鏡組中的第四透鏡的物側表面為凸面，像側表面為凹面，可以有效地壓制光線入射感光元件的角度。
本發明提供一種電子裝置，包含前述取像裝置。藉此，具有提升成像品質及效果。較佳地，電子裝置可進一步包含控制單元(Control Unit)、顯示單元(Display Unit)、儲存單元(Storage Unit)、暫儲存單元(RAM)或其組合。
根據上述實施方式，以下提出具體實施例並配合圖示予以詳細說明。
＜第一實施例＞
請參照圖1及圖2，其中圖1繪示依照本發明第一實施例的一種取像裝置的示意圖，圖2由左至右依序為第一實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖1可知，第一實施例的取像裝置包含光學攝影透鏡組(未另標號)以及電子感光元件170。光學攝影透鏡組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、濾光片150以及成像面160，電子感光元件170設置於光學攝影透鏡組的成像面160。光學攝影透鏡組具有屈折力的透鏡為四片，且任二相鄰之具有屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡110具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面111為凸面，其像側表面112為凸面，且物側表面111及像側表面112皆為非球面。
第二透鏡120具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面121為凸面，其像側表面122為凹面，且物側表面121及像側表面122皆為非球面。
第三透鏡130具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面131為凹面，其像側表面132為凸面，且物側表面131及像側表面132皆為非球面。
第四透鏡140具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面141為凹面，其像側表面142為凸面，且物側表面141及像側表面142皆為非球面。
濾光片150為玻璃材質，其設置於第四透鏡140及成像面160間且不影響光學攝影透鏡組的焦距。
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。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，光學攝影透鏡組的焦距為f，光學攝影透鏡組的光圈值(f-number)為Fno，光學攝影透鏡組的最大視角的一半(或稱為半視角)為HFOV，其數值如下：f=3.84mm，Fno=2.32，HFOV=17.7度。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，第二透鏡120的色散係數為V2，第三透鏡140的色散係數為V3，其滿足下列條件：V2+V3 = 43.00。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，第二透鏡120於光軸上的厚度為CT2，第三透鏡140於光軸上的厚度為CT3，其滿足下列條件：CT2/CT3 = 0.64。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，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於光軸上的距離為T34，其滿足下列條件：T23/(T12+T34) = 6.37。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，第二透鏡120與第三透鏡130於光軸上的間隔距離為T23，由第四透鏡140像側表面142至成像面160於光軸上之空氣等效距離為BFL，其滿足下列條件：T23/BFL = 1.98。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，光學攝影透鏡組的焦距為f，第一透鏡110之物側表面111至第四透鏡140之像側表面142於光軸上的距離為TD，第四透鏡140之像側表面142至成像面160於光軸上之空氣等效距離為BFL，其滿足下列條件f/(TD+BFL) = 1.03。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，第二透鏡120之物側表面121的曲率半徑為R3，第二透鏡120之像側表面122的曲率半徑為R4，其滿足下列條件：|R4/R3| = 0.30。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，光學攝影透鏡組的焦距為f，第一透鏡110之物側表面111的曲率半徑為R1，其滿足下列條件：f/R1 = 3.30。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，第四透鏡140之物側表面141的曲率半徑為R7，光學攝影透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：R7/f = -0.25。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，第四透鏡141之像側表面142的曲率半徑為R8，光學攝影透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：R8/f = -0.64。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，光學攝影透鏡組的焦距為f，第一透鏡110的焦距為f1，第二透鏡120的焦距為f2，其滿足下列條件：|f/f1|+|f/f2| = 3.24。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，光學攝影透鏡組的焦距為f，光學攝影透鏡組的最大像高為ImgH，其滿足下列條件：f/ImgH = 3.10。
第一實施例的光學攝影透鏡組中，光學攝影透鏡組的最大像高為ImgH，光學攝影透鏡組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：ImgH/EPD = 0.75。
配合參照表一以及表二。
表一為圖1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，A4-A14則表示各表面第4-14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，不再贅述。
＜第二實施例＞
請參照圖3及圖4，其中圖3繪示依照本發明第二實施例的一種取像裝置的示意圖，圖4由左至右依序為第二實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖3可知，第二實施例的取像裝置包含光學攝影透鏡組(未另標號)以及電子感光元件270。光學攝影透鏡組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、濾光片250以及成像面260，電子感光元件270設置於光學攝影透鏡組的成像面260；其中，光學攝影透鏡組中具有屈折力的透鏡為四片，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡210具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面211為凸面，像側表面212為凸面，並皆為非球面。
第二透鏡220具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面221為凸面，像側表面222為凹面，並皆為非球面。第二透鏡物側表面221離軸處具有至少一反曲點。
第三透鏡230具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面231為凹面，像側表面232為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡240具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面241為凹面，其像側表面242為凸面，且皆為非球面。
濾光片250為玻璃材質，其設置於第四透鏡240及成像面260間且不影響光學攝影透鏡組的焦距。
配合參照表三以及表四。
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＞ 請參照圖5及圖6，其中圖5繪示依照本發明第三實施例的一種取像裝置的示意圖，圖6由左至右依序為第二實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖5可知，第三實施例的取像裝置包含光學攝影透鏡組(未另標號)以及電子感光元件370。光學攝影透鏡組由物側至像側依序包含光圈300、第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340、濾光片350以及成像面360，電子感光元件370設置於光學攝影透鏡組的成像面360；其中，光學攝影透鏡組中具有屈折力的透鏡為四片，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡310具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面311為凸面，其像側表面312表面為凸面，並皆為非球面。
第二透鏡320具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面321為凸面，其像側表面322為凹面，並皆為非球面。第二透鏡物側表面321離軸處具有至少一反曲點。
第三透鏡330具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面331為凹面，其像側表面332為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡340具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面341為凹面，其像側表面342為凸面，並皆為非球面。
濾光片350為玻璃材質，其設置於第四透鏡340及成像面360間且不影響光學攝影透鏡組的焦距。
配合參閱下列表五以及表六。
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＞ 請參照圖7及圖8，其中圖7繪示依照本發明第四實施例的一種取像裝置的示意圖，圖8由左至右依序為第四實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖7可知，第四實施例的取像裝置包含光學攝影透鏡組(未另標號)以及電子感光元件470。光學攝影透鏡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、紅外線濾光片450以及成像面460，電子感光元件470設置於光學攝影透鏡組的成像面460；其中，光學攝影透鏡組中具有屈折力的透鏡為四片，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡410具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面411為凸面，其像側表面412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，其物側表面為421凹面，其像側表面422為凹面，並皆為非球面。第二透鏡物側表面421離軸處具有至少一反曲點。
第三透鏡430具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面431為凹面，其像側表面432為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡440具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面441為凹面，其像側表面442為凸面。
濾光片450為玻璃材質，其設置於第四透鏡440及成像面460間且不影響光學攝影透鏡組的焦距。
配合參照下列表七及表八。
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＞ 請參照圖9及圖10，其中圖9繪示依照本發明第五實施例的一種取像裝置的示意圖，圖10由左至右依序為第五實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖9可知，第五實施例的取像裝置包含光學攝影透鏡組(未另標號)以及電子感光元件570。光學攝影透鏡組由物側至像側依序包含第一透鏡510、光圈500、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、濾光片550以及成像面560，電子感光元件570設置於光學攝影透鏡組的成像面560；其中，光學攝影透鏡組中具有屈折力的透鏡為四片，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡510具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面511為凸面，其像側表面512為凸面，並皆為非球面。
第二透鏡520具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面521為凹面，其像側表面522為凹面，並皆為非球面。第二透鏡物側表面521離軸處具有至少一反曲點。
第三透鏡530具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面531為凹面，其像側表面532為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡540具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面541為凹面，其像側表面542為凸面，並皆為非球面。
濾光片550為玻璃材質，其設置於第四透鏡540及成像面560間且不影響光學攝影透鏡組的焦距。
配合參照下列表九及表十。
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＞ 請參照圖11及圖12，其中圖11繪示依照本發明第六實施例的一種取像裝置的示意圖，圖12由左至右依序為第六實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖11可知，第六實施例的取像裝置包含光學攝影透鏡組(未另標號)以及電子感光元件670。光學攝影透鏡組由物側至像側依序包含第一透鏡610、光圈600、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡640、濾光片650以及成像面660，電子感光元件670設置於光學攝影透鏡組的成像面660；其中，光學攝影透鏡組中具有屈折力的透鏡為四片，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡610具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面611為凸面，其像側表面612為凸面，且皆為非球面。
第二透鏡620具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面621為凹面，其像側表面622為凹面，且皆為非球面。第二透鏡物側表面621離軸處具有至少一反曲點。
第三透鏡630具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面631為凹面，其像側表面632為凸面，且皆為非球面。
第四透鏡640具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面641為凹面，其像側表面642為凸面，且皆為非球面。
濾光片650為玻璃材質，其設置於第四透鏡640及成像面660間且不影響光學攝影透鏡組的焦距。
配合參照下列表十一及表十二。
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＞ 請參照圖13及圖14，其中圖13繪示依照本發明第七實施例的一種取像裝置的示意圖，圖14由左至右依序為第七實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖13可知，第七實施例的取像裝置包含光學攝影透鏡組(未另標號)以及電子感光元件770。光學攝影透鏡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、濾光片750以及成像面760，電子感光元件770設置於光學攝影透鏡組的成像面760；其中，光學攝影透鏡組中具有屈折力的透鏡為四片，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡710具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面711為凸面，其像側表面712為凸面，並皆為非球面。
第二透鏡720具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面721為凸面，其像側表面722為凹面，並皆為非球面。第二透鏡物側表面721離軸處具有至少一反曲點。
第三透鏡730具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面731為凹面，其像側表面732為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡740具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面741為凹面，其像側表面742為凸面，並皆為非球面。
濾光片750為玻璃材質，其設置於第四透鏡740及成像面760間且不影響光學攝影透鏡組的焦距。
配合參照下列表十三及表十四。
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＞ 請參照圖15及圖16，其中圖15繪示依照本發明第八實施例的一種取像裝置的示意圖，圖16由左至右依序為第八實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖15可知，第八實施例的取像裝置包含光學攝影透鏡組(未另標號)以及電子感光元件870。光學攝影透鏡組由物側至像側依序包含第一透鏡810、光圈800、第二透鏡820、第三透鏡830、第四透鏡840、濾光片850以及成像面860，電子感光元件870設置於光學攝影透鏡組的成像面860；其中，光學攝影透鏡組中具有屈折力的透鏡為四片，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡810具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面811為凸面，其像側表面812為凸面，並皆為非球面。
第二透鏡820具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面821為凹面，其像側表面822為凹面，並皆為非球面。第二透鏡物側表面821離軸處具有至少一反曲點。
第三透鏡830具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面831為凹面，其像側表面832為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡840具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面841為凹面，其像側表面842為凸面，並皆為非球面。
濾光片850為玻璃材質，其設置於第四透鏡840及成像面860間且不影響光學攝影透鏡組的焦距。
配合參照下列表十五及表十六。
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：
＜第九實施例＞ 請參照圖17，係繪示依照本發明第九實施例的一種電子裝置90的示意圖。第九實施例的電子裝置90為一智慧型手機，電子裝置90包含取像裝置91，取像裝置91包含依據本發明的光學攝影透鏡組(圖未揭示)以及電子感光元件(圖未揭示)，其中電子感光元件設置於取像裝置的成像面。
＜第十實施例＞ 請參照圖18，係繪示本發明第十實施例的一種電子裝置92的示意圖。第十實施例的電子裝置92為一平板電腦，電子裝置92包含取像裝置93，取像裝置93包含依據本發明的光學攝影透鏡組(圖未揭示)以及電子感光元件(圖未揭示)，電子感光元件設置於取像裝置的成像面。
＜第十一實施例＞ 請參照圖19，係繪示本發明第十一實施例的一種點子裝置94的示意圖。第十一實施例的電子裝置94為一頭戴式顯示器(Head-mounted display, HMD)，電子裝置94包含取像裝置95，取像裝置95包含依據本發明的光學攝影透鏡組(圖未揭示)以及電子感光元件(圖未揭示)，其中電子感光元件設置於取像裝置的成像面。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的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‧‧‧濾光片
160、260、360、460、560、660、760、860‧‧‧成像面
170、270、370、470、570、670、770、870‧‧‧電子感光元件
90、92、94‧‧‧電子裝置
91、93、95‧‧‧取像裝置
BFL‧‧‧由第四透鏡像側表面至成像面於光軸上之空氣等效距離
CT2‧‧‧第二透鏡於光軸上的厚度
CT3‧‧‧第三透鏡於光軸上的厚度
EPD‧‧‧光學攝影透鏡組的入射瞳直徑
Fno‧‧‧光學攝影透鏡組的光圈值
f‧‧‧光學攝影透鏡組的焦距
f1‧‧‧第一透鏡的焦距
f2‧‧‧第二透鏡的焦距
HFOV‧‧‧光學攝影透鏡組最大視角的一半
ImgH‧‧‧光學攝影透鏡組的最大像高
R1‧‧‧第一透鏡物側表面的曲率半徑
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
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
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
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
V2‧‧‧第二透鏡的色散係數
V3‧‧‧第三透鏡的色散係數
圖1繪示依照本發明第一實施例的一種取像裝置的示意圖；
圖2由左至右依序為第一實施例的球差、像散及歪曲曲線圖；
圖3繪示依照本發明第二實施例的一種取像裝置的示意圖；
圖4由左至右依序為第二實施例的球差、像散及歪曲曲線圖；
圖5繪示依照本發明第三實施例的一種取像裝置的示意圖；
圖6由左至右依序為第三實施例的球差、像散及歪曲曲線圖；
圖7繪示依照本發明第四實施例的一種取像裝置的示意圖；
圖8由左至右依序為第四實施例的球差、像散及歪曲曲線圖；
圖9繪示依照本發明第五實施例的一種取像裝置的示意圖；
圖10由左至右依序為第五實施例的球差、像散及歪曲曲線圖；
圖11繪示依照本發明第六實施例的一種取像裝置的示意圖；
圖12由左至右依序為第六實施例的球差、像散及歪曲曲線圖；
圖13繪示依照本發明第七實施例的一種取像裝置的示意圖；
圖14由左至右依序為第七實施例的球差、像散及歪曲曲線圖；
圖15繪示依照本發明第八實施例的一種取像裝置的示意圖；
圖16由左至右依序為第八實施例的球差、像散及歪曲曲線圖；
圖17繪示依照本發明第九實施例的一種電子裝置的示意圖；
圖18繪示依照本發明第十實施例的一種電子裝置的示意圖；以及
圖19繪示依照本發明第十一實施例的一種電子裝置的示意圖。
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‧‧‧濾光片
160‧‧‧成像面
170‧‧‧電子感光元件

Claims (38)

  1. 一種光學攝影透鏡組，由物側至像側依序包含：第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面近軸處為凸面；第二透鏡，具有負屈折力；第三透鏡，其物側表面近軸處為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面；以及第四透鏡，具有負屈折力，其物側表面近軸處為凹面，其像側表面近軸處為凸面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其中，該光學攝影透鏡組的透鏡總數為四片且皆為非黏合透鏡，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，該光學攝影透鏡組的焦距為f，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：1.75<T23/(T12+T34)；以及3.0<|f/f1|+|f/f2|。
  2. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其中該第三透鏡像側表面近軸處為凸面。
  3. 如請求項2所述之光學攝影透鏡組，其中該第二透鏡的色散係數為V2，該第三透鏡的色散係數為V3，其滿足下列條件：V2+V3<55。
  4. 如請求項2所述之光學攝影透鏡組，其中該光學攝影透鏡組的焦距為f，該光學攝影透鏡組的最大像高為ImgH，其滿足下列條件：2.25<f/ImgH<5.0。
  5. 如請求項2所述之光學攝影透鏡組，其中該第三透鏡具有正屈折力。
  6. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，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，其滿足下列條件： 2.5<T23/(T12+T34)。
  7. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其中該第二透鏡物側表面離軸處具有至少一反曲點。
  8. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其中該第四透鏡物側表面的曲率半徑為R7，該光學攝影透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：-0.40<R7/f<-0.15。
  9. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其中該光學攝影透鏡組的最大像高為ImgH，該光學攝影透鏡組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：ImgH/EPD<1.0。
  10. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，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：｜R4/R3｜<0.50。
  11. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其中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，其滿足下列條件：0.8<CT2/CT3<1.5。
  12. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其中該第二透鏡與該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，由該第四透鏡像側表面至一成像面於光軸上之空氣等效距離為BFL，其滿足下列條件：1.5<T23/BFL<3.0。
  13. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其中該光學攝影透鏡組的焦距為f，該光學攝影透鏡組的最大像高為ImgH，其滿足下列條件：2.75<f/ImgH<5.0。
  14. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其中該光學攝影透鏡組的焦距為f，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，該第四透鏡像側表面至一成像面於光軸上之空氣等效距離為BFL，其滿足下列條件：0.90<f/(TD+BFL)<1.25。
  15. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其中該光學攝影透鏡組的焦距為f，該第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1，其滿足下列條件：3.0<f/R1<4.5。
  16. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其中該第四透鏡像側表面的曲率半徑為R8，該光學攝影透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：R8/f<-0.5。
  17. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，更包含一光圈，設置於一被攝物與該第二透鏡之間。
  18. 如請求項1所述之光學攝影透鏡組，其係使用於750nm~1050nm之紅外線波長範圍。
  19. 一種取像裝置，包含：如請求項1所述的光學攝影透鏡組；以及一電子感光元件，設置於該光學攝影透鏡組的一成像面。
  20. 一種電子裝置，包含：如請求項19所述的取像裝置。
  21. 一種光學攝影透鏡組，由物側至像側依序包含：第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面近軸處為凸面；第二透鏡，具有負屈折力；第三透鏡，其物側表面近軸處為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面；以及第四透鏡，具有負屈折力，其物側表面近軸處為凹面，其像側表面近軸處為凸面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其中，該光學攝影透鏡組的透鏡總數為四片且皆為非黏合透鏡，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，該光學攝影透鏡組的焦距為f，該光學攝影透鏡組的最大像高為ImgH，其滿足下列條件：1.75<T23/(T12+T34)；以及2.75<f/ImgH<5.0。
  22. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中該第三透鏡像側 表面近軸處為凸面。
  23. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中該第二透鏡的色散係數為V2，該第三透鏡的色散係數為V3，其滿足下列條件：V2+V3<55。
  24. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中該第三透鏡具有正屈折力。
  25. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，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，其滿足下列條件：2.5<T23/(T12+T34)。
  26. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中該第二透鏡物側表面離軸處具有至少一反曲點。
  27. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中該第四透鏡物側表面的曲率半徑為R7，該光學攝影透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：-0.40<R7/f<-0.15。
  28. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中該光學攝影透鏡組的最大像高為ImgH，該光學攝影透鏡組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：ImgH/EPD<1.0。
  29. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，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：｜R4/R3｜<0.50。
  30. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中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，其滿足下列條件：0.8<CT2/CT3<1.5。
  31. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中該第二透鏡與該 第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，由該第四透鏡像側表面至一成像面於光軸上之空氣等效距離為BFL，其滿足下列條件：1.5<T23/BFL<3.0。
  32. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中該光學攝影透鏡組的焦距為f，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，該第四透鏡像側表面至一成像面於光軸上之空氣等效距離為BFL，其滿足下列條件：0.90<f/(TD+BFL)<1.25。
  33. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中該光學攝影透鏡組的焦距為f，該第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1，其滿足下列條件：3.0<f/R1<4.5。
  34. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其中該第四透鏡像側表面的曲率半徑為R8，該光學攝影透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：R8/f<-0.5。
  35. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，更包含一光圈，設置於一被攝物與該第二透鏡之間。
  36. 如請求項21所述之光學攝影透鏡組，其係使用於750nm~1050nm之紅外線波長範圍。
  37. 一種取像裝置，包含：如請求項21所述的光學攝影透鏡組；以及一電子感光元件，設置於該光學攝影透鏡組的一成像面。
  38. 一種電子裝置，包含：如請求項37所述的取像裝置。
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