TWI589917B - 光學成像系統 - Google Patents

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TWI589917B
TWI589917B TW104107319A TW104107319A TWI589917B TW I589917 B TWI589917 B TW I589917B TW 104107319 A TW104107319 A TW 104107319A TW 104107319 A TW104107319 A TW 104107319A TW I589917 B TWI589917 B TW I589917B
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optical axis
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劉燿維
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先進光電科技股份有限公司
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    • 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

光學成像系統
本發明是有關於一種光學成像系統組，且特別是有關於一種應用於電子產品上的小型化光學成像系統。
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(Complementary Metal-Oxide SemiconduTPor 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。
傳統搭載於可攜式裝置上的光學系統，多採用二片或三片式透鏡結構為主，然而由於可攜式裝置不斷朝提昇畫素並且終端消費者對大光圈的需求例如微光與夜拍功能或是對廣視角的需求例如前置鏡頭的自拍功能。惟設計大光圈的光學系統常面臨產生更多像差致使周邊成像品質隨之劣化以及製造難易度的處境，而設計廣視角的光學系統則會面臨成像之畸變率(distortion)提高，習知的光學成像系統已無法滿足更高階的攝影要求。
因此，如何有效增加光學成像系統的進光量與增加光學成像鏡頭的視角，除進一步提高成像的總畫素與品質外同時能兼顧微型化光學成像鏡頭之衡平設計，便成為一個相當重要的議題。
本發明實施例之態樣係針對一種光學成像系統，能夠利用四個透鏡的屈光力、凸面與凹面的組合(本發明所述凸面或凹面原則上係指各透鏡之物側面或像側面於光軸上的幾何形狀描述)，進而有效提高光學成像系統之進光量與增加光學成像系統的視角，同時提高成像的總畫素與品 質，以應用於小型的電子產品上。
本發明實施例相關之透鏡參數的用語與其代號詳列如下，作為後續描述的參考：與長度或高度有關之透鏡參數
光學成像系統之成像高度以HOI表示；光學成像系統之高度以HOS表示；光學成像系統之第一透鏡物側面至第四透鏡像側面間的距離以InTL表示；光學成像系統之第四透鏡像側面至成像面間的距離以InB表示；InTL+InB=HOS；光學成像系統之固定光欄(光圈)至成像面間的距離以InS表示；光學成像系統之第一透鏡與第二透鏡間的距離以IN12表示(例示)；光學成像系統之第一透鏡於光軸上的厚度以TP1表示(例示)。
與材料有關之透鏡參數
光學成像系統之第一透鏡的色散係數以NA1表示(例示)；第一透鏡的折射律以Nd1表示(例示)。
與視角有關之透鏡參數
視角以AF表示；視角的一半以HAF表示；主光線角度以MRA表示。
與出入瞳有關之透鏡參數
光學成像系統之入射瞳直徑以HEP表示。
與透鏡面形深度有關之參數
第四透鏡物側面於光軸上的交點至第四透鏡物側面的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離以InRS41表示(例示)；第四透鏡像側面於光軸上的交點至第四透鏡像側面的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離以InRS42表示(例示)。
與透鏡面型有關之參數
臨界點C係指特定透鏡表面上，除與光軸的交點外，一與光軸相垂直之切面相切的點。承上，例如第三透鏡物側面的臨界點C31與光軸的垂直距離為HVT31(例示)，第三透鏡像側面的臨界點C32與光軸的垂直距離為HVT32(例示)，第四透鏡物側面的臨界點C41與光軸的垂直距離為HVT41(例示)，第四透鏡像側面的臨界點C42與光軸的垂直距離為HVT42(例示)。第四透鏡物側面上最接近光軸的反曲點為IF411，該點沉陷量SGI411，該點與光軸間的垂直距離為HIF411(例示)。第四透鏡像側面上 最接近光軸的反曲點為IF421，該點沉陷量SGI421(例示)，該點與光軸間的垂直距離為HIF421(例示)。第四透鏡物側面上第二接近光軸的反曲點為IF412，該點沉陷量SGI412(例示)，該點與光軸間的垂直距離為HIF412(例示)。第四透鏡像側面上第二接近光軸的反曲點為IF422，該點沉陷量SGI422(例示)，該點與光軸間的垂直距離為HIF422(例示)。
與像差有關之變數
光學成像系統之光學畸變(Optical Distortion)以ODT表示；其TV畸變(TV Distortion)以TDT表示，並且可以進一步限定描述在成像50%至100%視野間像差偏移的程度；球面像差偏移量以DFS表示；慧星像差偏移量以DFC表示。
本發明提供一種光學成像系統，其第四透鏡的物側面或像側面設置有反曲點，可有效調整各視場入射於第四透鏡的角度，並針對光學畸變與TV畸變進行補正。另外，第四透鏡的表面可具備更佳的光路調節能力，以提升成像品質。
依據本發明提供一種光學成像系統，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以及第四透鏡具有屈折力。該第四透鏡之物側表面及像側表面皆為非球面，該第一透鏡至該第四透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4，該光學成像系統的焦距為f，該光學成像系統之入射瞳直徑為HEP，該光學成像系統之最大視角的一半為HAF，該第一透鏡物側面至該成像面具有一距離HOS，其滿足下列條件：1.2≦f/HEP≦3.0；以及0.5≦HOS/f≦3.0。
依據本發明另提供一種光學成像系統，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，其物側面及像側面皆為非球面。第二透鏡具有屈折力。第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有屈折力。第四透鏡具有屈折力，其物側面及像側面皆為非球面。該第一透鏡至該第四透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4，該光學成像系統的焦距為f，該光學成像系統之入射瞳直徑為HEP，該光學成像系統之最大視角的一半為HAF，該第一透鏡物側面至該成像面具有一距離HOS，該光學成像系統於結像時之光學畸變為ODT並且TV畸變為TDT，其滿足下列條件：1.2≦f/HEP≦3.0；0.4≦|tan(HAF)|≦3.0；0.5≦HOS/f ≦3.0；|TDT|<60%；以及|ODT|≦50%。
依據本發明再提供一種光學成像系統，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，其物側面及像側面皆為非球面。第二透鏡具有負屈折力。第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有屈折力，其中至少一表面具有至少一反曲點，其物側面及像側面皆為非球面。該第一透鏡至該第四透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4，該光學成像系統的焦距為f，該光學成像系統之入射瞳直徑為HEP，該光學成像系統之最大視角的一半為HAF，該第一透鏡物側面至該成像面具有一距離HOS，該光學成像系統於結像時之光學畸變為ODT並且TV畸變為TDT，其滿足下列條件：1.2≦f/HEP≦2.8；0.4≦|tan(HAF)|≦1.5；0.5≦HOS/f≦2.5；|TDT|<1.5%；以及|ODT|≦2.5%。
前述光學成像系統可用以搭配成像在對角線長度為1/1.2英吋大小以下的影像感測元件，該影像感測元件之尺寸較佳者為1/2.3英吋，該影像感測元件之像素尺寸小於1.4微米(μm)，較佳者其像素尺寸小於1.12微米(μm)，最佳者其像素尺寸小於0.9微米(μm)。此外，該光學成像系統可適用於長寬比為16：9的影像感測元件。
前述光學成像系統可適用於百萬或千萬像素以上的攝錄影要求並擁有良好的成像品質。
當|f1|>f4時，光學成像系統的系統總高度(HOS；Height of Optic System)可以適當縮短以達到微型化之目的。
當|f2|+|f3|>|f1|+|f4|時，藉由第二透鏡至第三透鏡中至少一透鏡具有弱的正屈折力或弱的負屈折力。所稱弱屈折力，係指特定透鏡之焦距的絕對值大於10。當本發明第二透鏡至第三透鏡中至少一透鏡具有弱的正屈折力，其可有效分擔第一透鏡之正屈折力而避免不必要的像差過早出現，反之若第二透鏡至第三透鏡中至少一透鏡具有弱的負屈折力，則可以微調補正系統的像差。
第四透鏡可具有負屈折力，其像側面可為凹面。藉此，有利於縮短其後焦距以維持小型化。另外，第四透鏡的至少一表面可具有至少一反曲點，可有效地壓制離軸視場光線入射的角度，進一步可修正離軸視場的像差。
1、20、30、40、50、60、70、80、90、100‧‧‧光學成像系統
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000‧‧‧光圈
110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010‧‧‧第一透鏡
112、212、312、412、512、612、712、812、912、1012‧‧‧物側面
114、214、314、414、514、614、714、814、914、1014‧‧‧像側面
120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020‧‧‧第二透鏡
122、222、322、422、522、622、722、822、922、1022‧‧‧物側面
124、224、324、424、524、624、724、824、924、1024‧‧‧像側面
130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030‧‧‧第三透鏡
132、232、332、432、532、632、732、832、932、1032‧‧‧物側面
134、234、334、434、534、634、734、834、934、1034‧‧‧像側面
140、240、340、440、540、640、740、840、940、1040‧‧‧第四透鏡
142、242、342、442、542、642、742、842、942、1042‧‧‧物側面
144、244、344、444、544、644、744、844、944、1044‧‧‧像側面
170、270、370、470、570、670、770、870、970、1070‧‧‧紅外線濾光片
180、280、380、480、580、680、780、880、980、1080‧‧‧成像面
190、290、390、490、590、690、790、890、990、1090‧‧‧影像感測元件
f‧‧‧光學成像系統之焦距
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
f/HEP；Fno；F#‧‧‧光學成像系統之光圈值
HAF‧‧‧光學成像系統之最大視角的一半
NA1‧‧‧第一透鏡的色散係數
NA2、NA3、NA4‧‧‧第二透鏡至第四透鏡的色散係數
R1、R2‧‧‧第一透鏡物側面以及像側面的曲率半徑
R3、R4‧‧‧第二透鏡物側面以及像側面的曲率半徑
R5、R6‧‧‧第三透鏡物側面以及像側面的曲率半徑
R7、R8‧‧‧第四透鏡物側面以及像側面的曲率半徑
TP1‧‧‧第一透鏡於光軸上的厚度
TP2、TP3、TP4‧‧‧第二透鏡至第四透鏡於光軸上的厚度
ΣTP‧‧‧所有具屈折力之透鏡的厚度總和
IN12‧‧‧第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離
IN23‧‧‧第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離
IN34‧‧‧第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離
InRS41‧‧‧第四透鏡物側面於光軸上的交點至第四透鏡物側面的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離
IF411‧‧‧第四透鏡物側面上最接近光軸的反曲點
SGI411‧‧‧該點沉陷量
HIF411‧‧‧第四透鏡物側面上最接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離
IF421‧‧‧第四透鏡像側面上最接近光軸的反曲點
SGI421‧‧‧該點沉陷量
HIF421‧‧‧第四透鏡像側面上最接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離
IF412‧‧‧第四透鏡物側面上第二接近光軸的反曲點
SGI412‧‧‧該點沉陷量
HIF412‧‧‧第四透鏡物側面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離
IF422‧‧‧第四透鏡像側面上第二接近光軸的反曲點
SGI422‧‧‧該點沉陷量
HIF422‧‧‧第四透鏡像側面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離
IF413‧‧‧第四透鏡物側面上第三接近光軸的反曲點
SGI413‧‧‧該點沉陷量
HIF413‧‧‧第四透鏡物側面第三接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離
IF423‧‧‧第四透鏡像側面上第三接近光軸的反曲點
SGI423‧‧‧該點沉陷量
HIF423‧‧‧第四透鏡像側面第三接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離
IF414‧‧‧第四透鏡物側面上第四接近光軸的反曲點
SGI414‧‧‧該點沉陷量
HIF414‧‧‧第四透鏡物側面第四接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離
IF424‧‧‧第四透鏡像側面上第四接近光軸的反曲點
SGI424‧‧‧該點沉陷量
HIF424‧‧‧第四透鏡像側面第四接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離
C41‧‧‧第四透鏡物側面的臨界點
C42‧‧‧第四透鏡像側面的臨界點
SGC41‧‧‧第四透鏡物側面的臨界點與光軸的水平位移距離
SGC42‧‧‧第四透鏡像側面的臨界點與光軸的水平位移距離
HVT41‧‧‧第四透鏡物側面的臨界點與光軸的垂直距離
HVT42‧‧‧第四透鏡像側面的臨界點與光軸的垂直距離
HOS‧‧‧系統總高度(第一透鏡物側面至成像面於光軸上的距離)
Dg‧‧‧影像感測元件的對角線長度
InS‧‧‧光圈至成像面的距離
InTL‧‧‧第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面的距離
InB‧‧‧第四透鏡像側面至該成像面的距離
HOI‧‧‧影像感測元件有效感測區域對角線長的一半(最大像高)
TDT‧‧‧光學成像系統於結像時之TV畸變(TV Distortion)
ODT‧‧‧光學成像系統於結像時之光學畸變(Optical Distortion)
本發明上述及其他特徵將藉由參照附圖詳細說明。
第1A圖係繪示本發明第一實施例之光學成像系統的示意圖；第1B圖由左至右依序繪示本發明第一實施例之光學成像系統的球差、像散以及光學畸變之曲線圖；第1C圖係繪示本發明第一實施例之光學成像系統之TV畸變曲線圖；第2A圖係繪示本發明第二實施例之光學成像系統的示意圖；第2B圖由左至右依序繪示本發明第二實施例之光學成像系統的球差、像散以及光學畸變之曲線圖；第2C圖係繪示本發明第二實施例之光學成像系統之TV畸變曲線圖；第3A圖係繪示本發明第三實施例之光學成像系統的示意圖；第3B圖由左至右依序繪示本發明第三實施例之光學成像系統的球差、像散以及光學畸變之曲線圖；第3C圖係繪示本發明第三實施例之光學成像系統之TV畸變曲線圖；第4A圖係繪示本發明第四實施例之光學成像系統的示意圖；第4B圖由左至右依序繪示本發明第四實施例之光學成像系統的球差、像散以及光學畸變之曲線圖；第4C圖係繪示本發明第四實施例之光學成像系統之TV畸變曲線圖；第5A圖係繪示本發明第五實施例之光學成像系統的示意圖；第5B圖由左至右依序繪示本發明第五實施例之光學成像系統的球差、像散以及光學畸變之曲線圖；第5C圖係繪示本發明第五實施例之光學成像系統之TV畸變曲線圖；第6A圖係繪示本發明第六實施例之光學成像系統的示意圖； 第6B圖由左至右依序繪示本發明第六實施例之光學成像系統的球差、像散以及光學畸變之曲線圖；第6C圖係繪示本發明第六實施例之光學成像系統之TV畸變曲線圖；第7A圖係繪示本發明第七實施例之光學成像系統的示意圖；第7B圖由左至右依序繪示本發明第七實施例之光學成像系統的球差、像散以及光學畸變之曲線圖；第7C圖係繪示本發明第七實施例之光學成像系統之TV畸變曲線圖；第8A圖係繪示本發明第八實施例之光學成像系統的示意圖；第8B圖由左至右依序繪示本發明第八實施例之光學成像系統的球差、像散以及光學畸變之曲線圖；第8C圖係繪示本發明第八實施例之光學成像系統之TV畸變曲線圖；第9A圖係繪示本發明第八實施例之光學成像系統的示意圖；第9B圖由左至右依序繪示本發明第八實施例之光學成像系統的球差、像散以及光學畸變之曲線圖；第9C圖係繪示本發明第八實施例之光學成像系統之TV畸變曲線圖；第10A圖係繪示本發明第八實施例之光學成像系統的示意圖；第10B圖由左至右依序繪示本發明第八實施例之光學成像系統的球差、像散以及光學畸變之曲線圖；第10C圖係繪示本發明第八實施例之光學成像系統之TV畸變曲線圖。
一種光學成像系統，由物側至像側依序包含具屈折力的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡。光學成像系統更可包含一影像感測元件，其設置於成像面。
光學成像系統使用三個工作波長進行設計，分別為486.1nm、587.5mm、656.2nm，其中587.5nm為主要參考波長並以555nm為主要提取技術特徵之參考波長。
光學成像系統的焦距f與每一片具有正屈折力之透鏡的焦距fp之比值PPR，光學成像系統的焦距f與每一片具有負屈折力之透鏡的焦距fn之比值NPR，所有正屈折力之透鏡的PPR總和為ΣPPR，所有負屈折力之透鏡的NPR總和為ΣNPR，當滿足下列條件時有助於控制光學成像系統的總屈折力以及總長度：0.5≦ΣPPR/|ΣNPR|≦4.5，較佳地，可滿足下列條件：1≦ΣPPR/|ΣNPR|≦3.5。
光學成像系統的系統高度為HOS，當HOS/f比值趨近於1時，將有利於製作微型化且可成像超高畫素的光學成像系統。
光學成像系統的每一片具有正屈折力之透鏡的焦距fp之總和為ΣPP，每一片具有負屈折力之透鏡的焦距總和為ΣNP，本發明的光學成像系統之一種實施方式，其滿足下列條件：0<ΣPP≦200；以及f1/ΣPP≦0.85。較佳地，可滿足下列條件：0<ΣPP≦150；以及0.01≦f1/ΣPP≦0.6。藉此，有助於控制光學成像系統的聚焦能力，並且適當分配系統的正屈折力以抑制顯著之像差過早產生。
第一透鏡可具有正屈折力，其物側面可為凸面。藉此，可適當調整第一透鏡的正屈折力強度，有助於縮短光學成像系統的總長度。
第二透鏡可具有負屈折力。藉此，可補正第一透鏡產生的像差。
第三透鏡可具有正屈折力。藉此，可分擔第一透鏡的正屈折力。
第四透鏡可具有負屈折力，其像側面可為凹面。藉此，有利於縮短其後焦距以維持小型化。另外，第四透鏡的至少一表面可具有至少一反曲點，可有效地壓制離軸視場光線入射的角度，進一步可修正離軸視場的像差。較佳地，其物側面以及像側面均具有至少一反曲點。
光學成像系統可更包含一影像感測元件，其設置於成像面。影像感測元件有效感測區域對角線長的一半(即為光學成像系統之成像高度或稱最大像高)為HOI，第一透鏡物側面至成像面於光軸上的距離為HOS， 其滿足下列條件：HOS/HOI≦3；以及0.5≦HOS/f≦3.0。較佳地，可滿足下列條件：1≦HOS/HOI≦2.5；以及1≦HOS/f≦2。藉此，可維持光學成像系統的小型化，以搭載於輕薄可攜式的電子產品上。
另外，本發明的光學成像系統中，依需求可設置至少一光圈，以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
本發明的光學成像系統中，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，可使光學成像系統的出瞳與成像面產生較長的距離而容置更多光學元件，並可增加影像感測元件接收影像的效率；若為中置光圈，係有助於擴大系統的視場角，使光學成像系統具有廣角鏡頭的優勢。前述光圈至成像面間的距離為InS，其滿足下列條件：0.5≦InS/HOS≦1.1。較佳地，可滿足下列條件：0.8≦InS/HOS≦1藉此，可同時兼顧維持光學成像系統的小型化以及具備廣角的特性。
本發明的光學成像系統中，第一透鏡物側面至第四透鏡像側面間的距離為InTL，於光軸上所有具屈折力之透鏡的厚度總和ΣTP，其滿足下列條件：0.45≦ΣTP/InTL≦0.95。藉此，當可同時兼顧系統成像的對比度以及透鏡製造的良率並提供適當的後焦距以容置其他元件。
第一透鏡物側面的曲率半徑為R1，第一透鏡像側面的曲率半徑為R2，其滿足下列條件：0.1≦|R1/R2|≦0.5。藉此，第一透鏡的具備適當正屈折力強度，避免球差增加過速。較佳地，可滿足下列條件：0.1≦|R1/R2|≦0.45。
第四透鏡物側面的曲率半徑為R9，第四透鏡像側面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件：-200<(R7-R8)/(R7+R8)<30。藉此，有利於修正光學成像系統所產生的像散。
第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為IN12，其滿足下列條件：0<IN12/f≦0.25。較佳地，可滿足下列條件：0.01≦IN12/f≦0.20。藉此，有助於改善透鏡的色差以提升其性能。
第一透鏡與第二透鏡於光軸上的厚度分別為TP1以及TP2，其滿足下列條件：1≦(TP1+IN12)/TP2≦10。藉此，有助於控制光學成像系統製造的敏感度並提升其性能。
第三透鏡與第四透鏡於光軸上的厚度分別為TP3以及TP4，前述兩透鏡於光軸上的間隔距離為IN34，其滿足下列條件：0.2≦(TP4+IN34)/TP3≦3。藉此，有助於控制光學成像系統製造的敏感度並降低系統總高度。
第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為IN23，第一透鏡至第四透鏡於光軸上的總和距離為InTL，其滿足下列條件：0.1≦(TP2+TP3)/ΣTP≦0.9。較佳地，可滿足下列條件：0.4≦(TP2+TP3)/ΣTP≦0.8。藉此有助層層微幅修正入射光行進過程所產生的像差並降低系統總高度。
本發明的光學成像系統中，第四透鏡物側面142於光軸上的交點至第四透鏡物側面142的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離為InRS41(若水平位移朝向像側，InRS41為正值；若水平位移朝向物側，InRS41為負值)，第四透鏡像側面144於光軸上的交點至第四透鏡像側面144的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離為InRS42，第四透鏡140於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：-1mm≦InRS41≦1mm；-1mm≦InRS42≦1mm；1mm≦|InRS41|+|InRS42|≦2mm；0.01≦|InRS41|/TP4≦10；0.01≦|InRS42|/TP4≦10。藉此，可控制第四透鏡兩面間最大有效徑位置，而有助於光學成像系統之週邊視場的像差修正以及有效維持其小型化。
本發明的光學成像系統中，第四透鏡物側面於光軸上的交點至第四透鏡物側面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI411表示，第四透鏡像側面於光軸上的交點至第四透鏡像側面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI421表示，其滿足下列條件：0<SGI411/(SGI411+TP4)≦0.9；0<SGI421/(SGI421+TP4)≦0.9。較佳地，可滿足下列條件：0.01<SGI411/(SGI411+TP4)≦0.7；0.01<SGI421/(SGI421+TP4)≦0.7。
第四透鏡物側面於光軸上的交點至第四透鏡物側面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI412表示，第四透鏡像側面於光軸上的交點至第四透鏡像側面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI422表示，其滿足下列條件：0<SGI412/(SGI412+TP4)≦0.9。較佳地，可滿足下列條件：0.1≦SGI412/(SGI412+TP4)≦0.8。
第四透鏡物側面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF411表示，第四透鏡像側面於光軸上的交點至第四透鏡像側面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF421表示，其滿足下列條件：0.01≦HIF411/HOI≦0.9；0.01≦HIF421/HOI≦0.9。較佳地，可滿足下列條件：0.09≦HIF411/HOI≦0.5；0.09≦HIF421/HOI≦0.5。
第四透鏡物側面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF412表示，第四透鏡像側面於光軸上的交點至第四透鏡像側面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF422表示，其滿足下列條件：0.01≦HIF412/HOI≦0.9；0.01≦HIF422/HOI≦0.9。較佳地，可滿足下列條件：0.09≦HIF412/HOI≦0.8；0.09≦HIF422/HOI≦0.8。
本發明的光學成像系統之一種實施方式，可藉由具有高色散係數與低色散係數之透鏡交錯排列，而助於光學成像系統色差的修正。
上述非球面之方程式係為：z=ch2/[1+[1(k+1)c2h2]0.5]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12+A14h14+A16h16+A18h18+A20h20+... (1)其中，z為沿光軸方向在高度為h的位置以表面頂點作參考的位置值，k為錐面係數，c為曲率半徑的倒數，且A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18以及A20為高階非球面係數。
本發明提供的光學成像系統中，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與重量。另當透鏡的材質為玻璃，則可以控制熱效應並且增加光學成像系統屈折力配置的設計空間。此外，光學成像系統中第一透鏡至第四透鏡的物側面及像側面可為非球面，其可獲得較多的控制變數，除用以消減像差外，相較於傳統玻璃透鏡的使用甚至可縮減透鏡使用的數目，因此能有效降低本發明光學成像系統的總高度。
再者，本發明提供的光學成像系統中，若透鏡表面係為凸面，則表示透鏡表面於近光軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面，則表示透鏡表面於近光軸處為凹面。
另外，本發明的光學成像系統中，依需求可設置至少一光欄，以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
本發明的光學成像系統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，從而擴大應用層面。
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1A圖及第1B圖，其中第1A圖繪示依照本發明第一實施例的一種光學成像系統的示意圖，第1B圖由左至右依序為第一實施例的光學成像系統的球差、像散及光學畸變曲線圖。第1C圖為第一實施例的光學成像系統的TV畸變曲線圖。由第1A圖可知，光學成像系統由物側至像側依序包含光圈1、第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、紅外線濾光片170、成像面180以及影像感測元件190。
第一透鏡110具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面112為凸面，其像側面114為凹面，並皆為非球面，且其物側面112以及像側面114均具有一反曲點。第一透鏡物側面於光軸上的交點至第一透鏡物側面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI111表示，第一透鏡像側面於光軸上的交點至第一透鏡像側面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI121表示，其滿足下列條件：SGI111=0.0603484mm；SGI121=0.000391938mm；|SGI111|/(|SGI111|+TP1)=0.16844；|SGI121|/(|SGI121|+TP1)=0.00131。
第一透鏡物側面於光軸上的交點至第一透鏡物側面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF111表示，第一透鏡像側面於光軸上的交點至第一透鏡像側面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF121表示，其滿足下列條件：HIF111=0.313265mm；HIF121=0.0765851mm；HIF111/HOI=0.30473；HIF121/HOI=0.07450。
第二透鏡120具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面122為凸面，其像側面124為凹面，並皆為非球面，且其物側面122以及像側面124均具有一反曲點。第二透鏡物側面於光軸上的交點至第二透鏡物側面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI211表示，第二透鏡像側面於光軸上的交點至第二透鏡像側面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI221表示，其滿足下列條件：SGI211= 0.000529396mm；SGI221=0.0153878mm；|SGI211|/(|SGI211|+TP2)=0.00293；|SGI221|/(|SGI221|+TP2)=0.07876。
第二透鏡物側面於光軸上的交點至第二透鏡物側面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF211表示，第二透鏡像側面於光軸上的交點至第二透鏡像側面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF221表示，其滿足下列條件：HIF211=0.0724815mm；HIF221=0.218624mm；HIF211/HOI=0.07051；HIF221/HOI=0.21267。
第三透鏡130具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面132為凹面，其像側面134為凸面，並皆為非球面，且其物側面132具有二反曲點以及像側面134具有一反曲點。第三透鏡物側面於光軸上的交點至第三透鏡物側面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI311表示，第三透鏡像側面於光軸上的交點至第三透鏡像側面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI321表示，其滿足下列條件：SGI311=-0.00361837mm；SGI321=-0.0872851mm；|SGI311|/(|SGI311|+TP3)=0.01971；|SGI321|/(|SGI321|+TP3)=0.32656。
第三透鏡物側面於光軸上的交點至第三透鏡物側面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI312表示，其滿足下列條件：SGI312=0.00031109mm；|SGI312|/(|SGI312|+TP3)=0.00173。
第三透鏡物側面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF311表示，第三透鏡像側面於光軸上的交點至第三透鏡像側面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF321表示，其滿足下列條件：HIF311=0.128258mm；HIF321=0.287637mm；HIF311/HOI=0.12476；HIF321/HOI=0.27980。
第三透鏡物側面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以H1F312表示，其滿足下列條件：H1F312=0.374412mm；HIF312/HOI=0.36421。
第四透鏡140具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面142為凸面，其像側面144為凹面，並皆為非球面，且其物側面142具有二反曲點以及像側面144具有一反曲點。第四透鏡物側面於光軸上的交點至第 四透鏡物側面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI411表示，第四透鏡像側面於光軸上的交點至第四透鏡像側面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI421表示，其滿足下列條件：SGI411=0.00982462mm；SGI421=0.0484498mm；|SGI411|/(|SGI411|+TP4)=0.02884；|SGI421|/(|SGI421|+TP4)=0.21208。
第四透鏡物側面於光軸上的交點至第四透鏡物側面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以SGI412表示，其滿足下列條件：SGI412=-0.0344954mm；|SGI412|/(|SGI412|+TP4)=0.09443。
第四透鏡物側面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF411表示，第四透鏡像側面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF411表示，其滿足下列條件：HIF411=0.15261mm；HIF421=0.209604mm；HIF411/HOI=0.14845；HIF421/HOI=0.20389。
第四透鏡物側面第二近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以HIF412表示，其滿足下列條件：HIF412=0.602497mm；HIF412/HOI=0.58609。
紅外線濾光片170為玻璃材質，其設置於第四透鏡140及成像面180間且不影響光學成像系統的焦距。
第一實施例的光學成像系統中，光學成像系統的焦距為f，光學成像系統之入射瞳直徑為HEP，光學成像系統中最大視角的一半為HAF，其數值如下：f=1.3295mm；f/HEP=1.83；以及HAF=37.5度與tan(HAF)=0.7673。
第一實施例的光學成像系統中，第一透鏡110的焦距為f1，第四透鏡140的焦距為f4，其滿足下列條件：f1=1.6074mm；|f/f1|=0.8271；f4=-1.0098mm；|f1|>f4；以及|f1/f4|=1.5918。
第一實施例的光學成像系統中，第二透鏡120至第三透鏡130的焦距分別為f2、f3，其滿足下列條件：|f2|+|f3|=4.0717mm；|f1|+|f4|=2.6172mm以及|f2|+|f3|>|f1|+|f4|。
光學成像系統的焦距f與每一片具有正屈折力之透鏡的焦距fp之比值PPR，光學成像系統的焦距f與每一片具有負屈折力之透鏡的 焦距fn之比值NPR，第一實施例的光學成像系統中，所有正屈折力之透鏡的PPR總和為ΣPPR=f/f1+f/f3=2.4734，所有負屈折力之透鏡的NPR總和為ΣNPR=f/f2+f/f4=-1、7239，ΣPPR/|ΣNPR|=1.4348。同時亦滿足下列條件：|f/f2|=0.4073；|f/f3|=1.6463；|f/f4|=1.3166。
第一實施例的光學成像系統中，第一透鏡物側面112至第四透鏡像側面144間的距離為InTL，第一透鏡物側面112至成像面180間的距離為HOS，光圈100至成像面180間的距離為InS，影像感測元件190有效感測區域對角線長的一半為HOI，第四透鏡像側面144至成像面180間的距離為InB，其滿足下列條件：InTL+InB=HOS；HOS=1.8503mm；HOI=1.0280mm；HOS/HOI=1.7999；HOS/f=1.3917；InTL/HOS=0.6368；InS=1.7733mm；以及InS/HOS=0.9584。
第一實施例的光學成像系統中，於光軸上所有具屈折力之透鏡的厚度總和為ΣTP，其滿足下列條件：ΣTP=0.9887mm；以及ΣTP/InTL=0.8392。藉此，當可同時兼顧系統成像的對比度以及透鏡製造的良率並提供適當的後焦距以容置其他元件。
第一實施例的光學成像系統中，第一透鏡物側面112的曲率半徑為R1，第一透鏡像側面114的曲率半徑為R2，其滿足下列條件：|R1/R2|=0.1252。藉此，第一透鏡的具備適當正屈折力強度，避免球差增加過速。
第一實施例的光學成像系統中，第四透鏡物側面142的曲率半徑為R7，第四透鏡像側面144的曲率半徑為R8，其滿足下列條件：(R7-R8)/(R7+R8)=0.4810。藉此，有利於修正光學成像系統所產生的像散。
第一實施例的光學成像系統中，第一透鏡110與第三透鏡130之個別焦距分別為f1、f3，所有具正屈折力的透鏡之焦距總和為ΣPP，其滿足下列條件：ΣPP=f1+f3=2.4150mm；以及f1/(f1+f3)=0.6656。藉此，有助於適當分配第一透鏡110之正屈折力至其他正透鏡，以抑制入射光線行進過程顯著像差的產生。
第一實施例的光學成像系統中，第二透鏡120與第四透鏡140之個別焦距分別為f2以及f4，所有具負屈折力的透鏡之焦距總和為ΣNP，其滿足下列條件：ΣNP=f2+f4=-4.2739mm；以及f4/(f2+f4)=0.7637。藉此， 有助於適當分配第四透鏡之負屈折力至其他負透鏡，以抑制入射光線行進過程顯著像差的產生。
第一實施例的光學成像系統中，第一透鏡110與第二透鏡120於光軸上的間隔距離為IN12，其滿足下列條件：IN12=0.0846mm；IN12/f=0.0636。藉此，有助於改善透鏡的色差以提升其性能。
第一實施例的光學成像系統中，第一透鏡110與第二透鏡120於光軸上的厚度分別為TP1以及TP2，其滿足下列條件：TP1=0.2979mm；TP2=0.1800mm；以及(TP1+IN12)/TP2=2.1251。藉此，有助於控制光學成像系統製造的敏感度並提升其性能。
第一實施例的光學成像系統中，第三透鏡130與第四透鏡140於光軸上的厚度分別為TP3以及TP4，前述兩透鏡於光軸上的間隔距離為IN34，其滿足下列條件：TP3=0.3308mm；TP4=0.1800mm；以及(TP4+IN34)/TP3=0.6197。藉此，有助於控制光學成像系統製造的敏感度並降低系統總高度。
第一實施例的光學成像系統中，第一透鏡110至第四透鏡140於光軸上的厚度總和為ΣTP，其滿足下列條件：(TP2+TP3)/ΣTP=0.5166。藉此有助層層微幅修正入射光行進過程所產生的像差並降低系統總高度。
第一實施例的光學成像系統中，第四透鏡物側面142於光軸上的交點至第四透鏡物側面142的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離為InRS41，第四透鏡像側面144於光軸上的交點至第四透鏡像側面144的最大有效徑位置於光軸的水平位移距離為InRS42，第四透鏡140於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：InRS41=-0.0356mm；InRS42=0.0643mm；|InRS41|+|InRS42|=0.0999mm；|InRS41|/TP4=0.19794；以及|InRS42|/TP4=0.3572。藉此有利於鏡片製作與成型，並有效維持其小型化。
本實施例的光學成像系統中，第四透鏡物側面142的臨界點C41與光軸的垂直距離為HVT41，第四透鏡像側面144的臨界點C42與光軸的垂直距離為HVT42，其滿足下列條件：HVT41=0.3200mm；HVT42=0.5522mm；HVT41/HVT42=0.5795。藉此，可有效修正離軸視場的像差。
本實施例的光學成像系統其滿足下列條件：HVT42/HOI=0.5372。藉此，有助於光學成像系統之週邊視場的像差修正。
本實施例的光學成像系統其滿足下列條件：HVT42/HOS=0.2985。藉此，有助於光學成像系統之週邊視場的像差修正。
第一實施例的光學成像系統中，第二透鏡120以及第四透鏡150具有負屈折力，第一透鏡的色散係數為NA1，第二透鏡的色散係數為NA2，第四透鏡的色散係數為NA4，其滿足下列條件：|NA1-NA2|=33.6083；NA4/NA2=2.496668953。藉此，有助於光學成像系統色差的修正。
第一實施例的光學成像系統中，光學成像系統於結像時之TV畸變為TDT，結像時之光學畸變為ODT，其滿足下列條件：|TDT|=0.4353%；|ODT|=1.0353%。
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、距離及焦距的單位為mm，且表面0-14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-A20則表示各表面第1-20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2A圖及第2B圖，其中第2A圖繪示依照本發明第二實施例的一種光學成像系統的示意圖，第2B圖由左至右依序為第二實施例的光學成像系統的球差、像散及光學畸變曲線圖。第2C圖為第二實施例的光學成像系統的TV畸變曲線圖。由第2A圖可知，光學成像系統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、紅外線濾光片270、成像面280以及影像感測元件290。
第一透鏡210具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面212為凸面，其像側面214為凸面，並皆為非球面，其物側面212具有一反曲點。
第二透鏡220具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面222為凸面，其像側面224為凹面，並皆為非球面，且其物側面222以及像側面224均具有二反曲點。
第三透鏡230具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面232為凹面，其像側面234為凸面，並皆為非球面，且其物側面232具有四反曲點以及像側面234具有一反曲點。
第四透鏡240具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面242為凸面，其像側面244為凹面，並皆為非球面，且其物側面242以及像側面244均具有一反曲點。
紅外線濾光片270為玻璃材質，其設置於第四透鏡240及成像面280間且不影響光學成像系統的焦距。
第二實施例的光學成像系統中，第二透鏡220至第四透鏡240的焦距分別為f2、f3、f4，其滿足下列條件：|f2|+|f3|=12.8768mm；|f1|+|f4|=7.2037mm；以及|f2|+|f3|>|f1|+|f4|。
第二實施例的光學成像系統中，第三透鏡230於光軸上的厚度為TP3，第四透鏡240於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：TP3=0.356149mm；以及TP4=0.443678mm。
第二實施例的光學成像系統中，第一透鏡210、第三透鏡230均為正透鏡，其個別焦距分別為f1以及f3，所有具正屈折力的透鏡之焦距 總和為ΣPP，其滿足下列條件：ΣPP=f1+f3。藉此，有助於適當分配第一透鏡210之正屈折力至其他正透鏡，以抑制入射光行進過程顯著像差的產生。
第二實施例的光學成像系統中，第二透鏡220與第四透鏡240之個別焦距分別為f2以及f4，所有具負屈折力的透鏡之焦距總和為ΣNP，其滿足下列條件：ΣNP=f2+f4。藉此，有助於適當分配第四透鏡之負屈折力至其他負透鏡。
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。
依據表三及表四可得到下列條件式數值：
依據表三及表四可得到下列條件式數值：
第三實施例
請參照第3A圖及第3B圖，其中第3A圖繪示依照本發明第三實施例的一種光學成像系統的示意圖，第3B圖由左至右依序為第三實施例的光學成像系統的球差、像散及光學畸變曲線圖。第3C圖為第三實施例的光學成像系統的TV畸變曲線圖。由第3A圖可知，光學成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、紅外線濾光片370、成像面380以及影像感測元件390。
第一透鏡310具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面312為凸面，其像側面314為凸面，並皆為非球面，其物側面312具有一反曲點。
第二透鏡320具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面322為凸面，其像側面324為凹面，並皆為非球面，其物側面322具有四反曲點以及像側面324具有三反曲點。
第三透鏡330具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面332為凹面，其像側面334為凸面，並皆為非球面，其物側面332具有四反曲點以及像側面334具有一反曲點。
第四透鏡340具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面342為凸面，其像側面344為凹面，並皆為非球面，且其物側面342以及像側面344均具有一反曲點。
紅外線濾光片370為玻璃材質，其設置於第四透鏡340及成像面380間且不影響光學成像系統的焦距。
第三實施例的光學成像系統中，第二透鏡320至第四透鏡340的焦距分別為f2、f3、f4，其滿足下列條件：|f2|+|f3|=9.0862mm；|f1|+|f4|=7.8298mm；以及|f2|+|f3|>|f1|+|f4|。
第三實施例的光學成像系統中，第三透鏡330於光軸上的厚度為TP3，第四透鏡340於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：TP3=0.316mm；以及TP4=0.458mm。
第三實施例的光學成像系統中，所有具正屈折力的透鏡之焦距總和為ΣPP，其滿足下列條件：ΣPP=f1+f3。藉此，有助於適當分配第一透鏡310之正屈折力至其他正透鏡，以抑制入射光線行進過程顯著像差的產生。
第三實施例的光學成像系統中，所有具負屈折力的透鏡之焦距總和為ΣNP，其滿足下列條件：ΣNP=f2+f4。藉此，有助於適當分配第四透鏡之負屈折力至其他負透鏡。
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。
依據表五及表六可得到下列條件式數值：
依據表五及表六可得到下列條件式數值：
第四實施例
請參照第4A圖及第4B圖，其中第4A圖繪示依照本發明第四實施例的一種光學成像系統的示意圖，第4B圖由左至右依序為第四實施例的光學成像系統的球差、像散及光學畸變曲線圖。第4C圖為第四實施例的光學成像系統的TV畸變曲線圖。由第4A圖可知，光學成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、紅外線濾光片470、成像面480以及影像感測元件490。
第一透鏡410具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面412為凸面，其像側面414為凸面，並皆為非球面，且其物側面412具有一反曲點。
第二透鏡420具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面422為凸面，其像側面424為凹面，並皆為非球面，且其物側面422具有四反曲點以及像側面424具有三反曲點。
第三透鏡430具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面432為凹面，其像側面434為凸面，並皆為非球面，且其物側面432具有二反曲點以及像側面434具有一反曲點。
第四透鏡440具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面442為凸面，其像側面444為凹面，並皆為非球面，且其物側面442具有二反 曲點以及像側面444具有一反曲點。
紅外線濾光片470為玻璃材質，其設置於第四透鏡440及成像面480間且不影響光學成像系統的焦距。
第四實施例的光學成像系統中，第二透鏡420至第四透鏡440的焦距分別為f2、f3、f4，其滿足下列條件：|f2|+|f3|=12.6523mm；|f1+|f4|=7.1923mm；以及|f2|+|f3|>|f1|+|f4|。
第四實施例的光學成像系統中，第三透鏡430於光軸上的厚度為TP3，第四透鏡440於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：TP3=0.339mm；以及TP4=0.457mm。
第四實施例的光學成像系統中，所有具正屈折力的透鏡之焦距總和為ΣPP，其滿足下列條件：ΣPP=f1+f3。藉此，有助於適當分配第一透鏡410之正屈折力至其他正透鏡，以抑制入射光線行進過程顯著像差的產生。
第四實施例的光學成像系統中，所有具負屈折力的透鏡之焦距總和為ΣNP，其滿足下列條件：ΣNP=f2+f4。藉此，有助於適當分配第四透鏡之負屈折力至其他負透鏡。
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。
依據表七及表八可得到下列條件式數值：
依據表七及表八可得到下列條件式數值：
第五實施例
請參照第5A圖及第5B圖，其中第5A圖繪示依照本發明第五實施例的一種光學成像系統的示意圖，第5B圖由左至右依序為第五實施例的光學成像系統的球差、像散及光學畸變曲線圖。第5C圖為第五實施例的光學成像系統的TV畸變曲線圖。由第5A圖可知，光學成像系統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、紅外線濾光片570、成像面580以及影像感測元件590。
第一透鏡510具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面512為凸面，其像側面514為凸面，並皆為非球面，且其物側面512具有一反曲點。
第二透鏡520具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面522為凸面，其像側面524為凹面，並皆為非球面，且其物側面522具有四反曲點以及像側面524皆具有三反曲點。
第三透鏡530具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面532為凹面，其像側面534為凸面，並皆為非球面，且其物側面532具有二反曲點以及像側面534具有一反曲點。
第四透鏡540具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面542為凸面，其像側面544為凹面，並皆為非球面，且其物側面542具有二反曲點以及像側面544具有一反曲點。
紅外線濾光片570為玻璃材質，其設置於第四透鏡540及成像面580間且不影響光學成像系統的焦距。
第五實施例的光學成像系統中，第二透鏡520至第四透鏡540的焦距分別為f2、f3、f4，其滿足下列條件：|f2|+|f3|=16.4346mm；|f1|+|f4|=9.0290mm；以及|f2|+|t3|>|f1|+|f4|。
第五實施例的光學成像系統中，第三透鏡530於光軸上的厚度為TP3，第四透鏡540於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：TP3=0.346mm；以及TP4=0.459mm。
第五實施例的光學成像系統中，所有具正屈折力的透鏡之焦 距總和為ΣPP，其滿足下列條件：ΣPP=f1+f3。藉此，有助於適當分配第一透鏡510之正屈折力至其他正透鏡，以抑制入射光線行進過程顯著像差的產生。
第五實施例的光學成像系統中，所有具負屈折力的透鏡之焦距總和為ΣNP，其滿足下列條件：ΣNP=f2+f4。藉此，有助於適當分配第四透鏡之負屈折力至其他負透鏡。
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。
依據表九及表十可得到下列條件式數值：
依據表九及表十可得到下列條件式數值：
第六實施例
請參照第6A圖及第6B圖，其中第6A圖繪示依照本發明第六實施例的一種光學成像系統的示意圖，第6B圖由左至右依序為第六實施例的光學成像系統的球差、像散及光學畸變曲線圖。第6C圖為第六實施例的光學成像系統的TV畸變曲線圖。由第6A圖可知，光學成像系統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、紅外線濾光片670、成像面680以及影像感測元件690。
第一透鏡610具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面612為凸面，其像側面614為凸面，並皆為非球面，且其物側面612具有一反 曲點。
第二透鏡620具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面622為凹面，其像側面624為凸面，並皆為非球面。
第三透鏡630具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面632為凹面，其像側面634為凸面，並皆為非球面，且其物側面632具有二反曲點以及像側面634具有一反曲點。
第四透鏡640具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面642為凸面，其像側面644為凹面，並皆為非球面，且其物側面652以及像側面654均具有一反曲點。
紅外線濾光片670為玻璃材質，其設置於第四透鏡640及成像面680間且不影響光學成像系統的焦距。
第六實施例的光學成像系統中，第二透鏡620至第四透鏡640的焦距分別為f2、f3、f4，其滿足下列條件：|f2|+|f3|=6.3879mm；|f1|+|f4|=7.3017mm；以及|f2|+|f3|<|f1|+|f4|。
第六實施例的光學成像系統中，第三透鏡630於光軸上的厚度為TP3，第四透鏡640於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：TP3=0.342mm；以及TP4=0.876mm。
第六實施例的光學成像系統中，所有具正屈折力的透鏡之焦距總和為ΣPP，其滿足下列條件：ΣPP=f1+f2+f4=10.9940mm；以及f1/(f1+f2+f4)=0.2801。藉此，有助於適當分配第一透鏡610之正屈折力至其他正透鏡，以抑制入射光線行進過程顯著像差的產生。
第六實施例的光學成像系統中，所有具負屈折力的透鏡之焦距總和為ΣNP，其滿足下列條件：ΣNP=f3=-2.6956mm；以及f3/(f3)=0.0340。藉此，有助於適當分配第四透鏡之負屈折力至其他負透鏡。
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。
依據表十一及表十二可得到下列條件式數值：
依據表十一及表十二可得到下列條件式數值：
第七實施例
請參照第7A圖及第7B圖，其中第7A圖繪示依照本發明第七實施例的一種光學成像系統的示意圖，第7B圖由左至右依序為第七實施例的光學成像系統的球差、像散及光學畸變曲線圖。第7C圖為第七實施例的光學成像系統的TV畸變曲線圖。由第7A圖可知，光學成像系統由物側至像側依序包含第一透鏡710、光圈700、第二透鏡720、第三透鏡730、第四透鏡740、紅外線濾光片770、成像面780以及影像感測元件790。
第一透鏡710具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面712為凸面，其像側面714為凸面，並皆為非球面，且其物側面712具有一反曲點。
第二透鏡720具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面722為凸面，其像側面724為凹面，並皆為非球面，且其物側面722以及像側面724均具有二反曲點。
第三透鏡730具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面732為凹面，其像側面734為凸面，並皆為非球面，且其物側面732具有二反曲點以及像側面734具有一反曲點。
第四透鏡740具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面742為凸面，其像側面744為凹面，並皆為非球面，且其物側面752以及像側面754均具有一反曲點。
紅外線濾光片770為玻璃材質，其設置於第四透鏡740及成像面780間且不影響光學成像系統的焦距。
第七實施例的光學成像系統中，第二透鏡720至第四透鏡740的焦距分別為f2、f3、f4，其滿足下列條件：|f2|+|f3|=12.0774mm；|f1|+|f4|=6.9544mm；以及|f2|+|f3|>|f1|+|f4|。
第七實施例的光學成像系統中，第三透鏡730於光軸上的厚度為TP3，第四透鏡740於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：TP3=0.437mm；以及TP4=0.448mm。
第七實施例的光學成像系統中，所有具正屈折力的透鏡之焦距總和為ΣPP，其滿足下列條件：ΣPP=f1+f3。藉此，有助於適當分配第一透鏡710之正屈折力至其他正透鏡，以抑制入射光線行進過程顯著像差的產生。
第七實施例的光學成像系統中，所有具負屈折力的透鏡之焦距總和為ΣNP，其滿足下列條件：ΣNP=f2+f4。藉此，有助於適當分配第四透鏡之負屈折力至其他負透鏡。
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。
依據表十三及表十四可得到下列條件式數值：
依據表十三及表十四可得到下列條件式數值：
第八實施例
請參照第8A圖及第8B圖，其中第8A圖繪示依照本發明第八實施例的一種光學成像系統的示意圖，第8B圖由左至右依序為第八實施例的光學成像系統的球差、像散及光學畸變曲線圖。第8C圖為第八實施例的光學成像系統的TV畸變曲線圖。由第8A圖可知，光學成像系統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、紅外線濾光片870、成像面880以及影像感測元件890。
第一透鏡810具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面812 為凸面，其像側面814為凸面，並皆為非球面，其物側面812具有一反曲點。
第二透鏡820具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面822為凸面，其像側面824為凹面，並皆為非球面，且其物側面822以及像側面824均具有一反曲點。
第三透鏡830具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面832為凹面，其像側面834為凸面，並皆為非球面，且其物側面832具有二反曲點以及像側面834具有一反曲點。
第四透鏡840具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面842為凸面，其像側面844為凹面，並皆為非球面，且其物側面842以及像側面844均具有一反曲點。
紅外線濾光片870為玻璃材質，其設置於第四透鏡840及成像面880間且不影響光學成像系統的焦距。
第八實施例的光學成像系統中，第二透鏡820至第四透鏡840的焦距分別為f2、f3、f4，其滿足下列條件：|f2|+|f3|=9.6897mm；|f1|+|f4|=6.6692mm；以及|f2|+|f3|<|f1|+|f4|。
第八實施例的光學成像系統中，第三透鏡830於光軸上的厚度為TP3，第四透鏡840於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：TP3=0.444mm；以及TP4=0.453mm。
第八實施例的光學成像系統中，所有具正屈折力的透鏡之焦距總和為ΣPP，其滿足下列條件：ΣPP=f1+f3。藉此，有助於適當分配第一透鏡810之正屈折力至其他正透鏡，以抑制入射光線行進過程顯著像差的產生。
第八實施例的光學成像系統中，所有具負屈折力的透鏡之焦距總和為ΣNP，其滿足下列條件：ΣNP=f2+f4。藉此，有助於適當分配第四透鏡之負屈折力至其他負透鏡。
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。
依據表十五及表十六可得到下列條件式數值：
依據表十五及表十六可得到下列條件式數值：
第九實施例
請參照第9A圖及第9B圖，其中第9A圖繪示依照本發明第九實施例的一種光學成像系統的示意圖，第9B圖由左至右依序為第九實施例的光學成像系統的球差、像散及光學畸變曲線圖。第9C圖為第九實施例的光學成像系統的TV畸變曲線圖。由第9A圖可知，光學成像系統由物側至像側依序包含第一透鏡910、光圈900、第二透鏡920、第三透鏡930、第四透鏡940、紅外線濾光片970、成像面990以及影像感測元件990。
第一透鏡910具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面912為凸面，其像側面914為凸面，並皆為非球面，其物側面912具有一反曲點。
第二透鏡920具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面922為凸面，其像側面924為凹面，並皆為非球面，其物側面922具有二反曲點以及像側面924具有三反曲點。
第三透鏡930具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面932為凹面，其像側面934為凸面，並皆為非球面，且其物側面932具有四反曲點以及像側面934具有一反曲點。
第四透鏡940具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面942為凸面，其像側面944為凹面，並皆為非球面，且其物側面942以及像側面944均具有一反曲點。
紅外線濾光片970為玻璃材質，其設置於第四透鏡940及成像面980間且不影響光學成像系統的焦距。
第九實施例的光學成像系統中，第二透鏡920至第四透鏡940的焦距分別為f2、f3、f4，其滿足下列條件：|f2|-+|f3|=8.6123mm；|f1|+|f4|=4.8236mm；以及|f2|+|f3|>|f1|+|f4|。
第九實施例的光學成像系統中，第三透鏡930於光軸上的厚度為TP3，第四透鏡940於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：TP3=0.476mm；以及TP4=0.395mm。
第九實施例的光學成像系統中，所有具正屈折力的透鏡之焦距總和為ΣPP，其滿足下列條件：ΣPP=f1+f3。藉此，有助於適當分配第一透鏡910之正屈折力至其他正透鏡，以抑制入射光線行進過程顯著像差的產生。
第九實施例的光學成像系統中，所有具負屈折力的透鏡之焦距總和為ΣNP，其滿足下列條件：ΣNP=f2+f4。藉此，有助於適當分配第四透鏡之負屈折力至其他負透鏡。
請配合參照下列表十七以及表十八。
第九實施例中，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。
依據表十七及表十八可得到下列條件式數值：
依據表十七及表十八可得到下列條件式數值：
第十實施例
請參照第10A圖及第10B圖，其中第10A圖繪示依照本發明第十實施例的一種光學成像系統的示意圖，第10B圖由左至右依序為第十實施例的光學成像系統的球差、像散及光學畸變曲線圖。第10C圖為第十實施例的光學成像系統的TV畸變曲線圖。由第10A圖可知，光學成像系統由物側至像 側依序包含第一透鏡1010、光圈1000、第二透鏡1020、第三透鏡1030、第四透鏡1040、紅外線濾光片1070、成像面1080以及影像感測元件1090。
第一透鏡1010具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面1012為凸面，其像側面1014為凸面，並皆為非球面，且其物側面1012具有一反曲點。
第二透鏡1020具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面1022為凸面，其像側面1024為凹面，並皆為非球面，且其物側面1022具有三反曲點以及像側面1024具有一反曲點。
第三透鏡1030具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面1032為凹面，其像側面1034為凸面，並皆為非球面，且其物側面1032具有二反曲點以及像側面1034具有一反曲點。
第四透鏡1040具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面1042為凸面，其像側面1044為凹面，並皆為非球面，且其物側面1042具有二反曲點以及像側面1044具有一反曲點。
紅外線濾光片1070為玻璃材質，其設置於第四透鏡1040及成像面1080間且不影響光學成像系統的焦距。
第十實施例的光學成像系統中，第二透鏡1020至第四透鏡1040的焦距分別為f2、f3、f4，其滿足下列條件：|f2|+|f3|=8.5774mm；|f1|+|f4|=7.4784mm；以及|f2|+|f3|>|f1|+|f4|。
第十實施例的光學成像系統中，第三透鏡1030於光軸上的厚度為TP3，第四透鏡1040於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：TP3=0.278971mm；以及TP4=0.416747mm。
第十實施例的光學成像系統中，所有具正屈折力的透鏡之焦距總和為ΣPP，其滿足下列條件：ΣPP=f1+f3。藉此，有助於適當分配第一透鏡1010之正屈折力至其他正透鏡，以抑制入射光線行進過程顯著像差的產生。
第十實施例的光學成像系統中，所有具負屈折力的透鏡之焦距總和為ΣNP，其滿足下列條件：ΣNP=f2+f4。藉此，有助於適當分配第四透鏡之負屈折力至其他負透鏡。
請配合參照下列表十九以及表二十。
第十實施例中，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。
依據表十九及表二十可得到下列條件式數值：
依據表十九及表二十可得到下列條件式數值：
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。
雖然本發明已參照其例示性實施例而特別地顯示及描述，將為所屬技術領域具通常知識者所理解的是，於不脫離以下申請專利範圍及其等效物所定義之本發明之精神與範疇下可對其進行形式與細節上之各種變更。
200‧‧‧光圈
210‧‧‧第一透鏡
212‧‧‧物側面
214‧‧‧像側面
220‧‧‧第二透鏡
222‧‧‧物側面
224‧‧‧像側面
230‧‧‧第三透鏡
232‧‧‧物側面
234‧‧‧像側面
240‧‧‧第四透鏡
242‧‧‧物側面
244‧‧‧像側面
270‧‧‧成像面
280‧‧‧紅外線濾光片
290‧‧‧影像感測元件

Claims (22)

  1. 一種光學成像系統，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，其物側面近光軸處為凸面，其像側面近光軸處為凸面；一第二透鏡，具有屈折力；一第三透鏡，具有屈折力；一第四透鏡，具有屈折力；以及一成像面，其中該光學成像系統具有屈折力的透鏡為四枚且該些透鏡中至少兩透鏡其個別之至少一表面具有至少一反曲點，該第二透鏡至該第四透鏡中至少一透鏡具有正屈折力，並且該第四透鏡之物側表面及像側表面皆為非球面，該第一透鏡至該第四透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4，該光學成像系統的焦距為f，該光學成像系統之入射瞳直徑為HEP，該第一透鏡物側面至該成像面具有一距離HOS，該些反曲點與光軸間之垂直距離為HIF，其滿足下列條件：1.2≦f/HEP≦3.0；0.5≦HOS/f≦3.0；以及0mm<HIF≦5mm。
  2. 如請求項1所述之光學成像系統，其中該光學成像系統於結像時之TV畸變為TDT，該光學成像系統於結像時之光學畸變為ODT，該光學成像系統之可視角度的一半為HAF，其滿足下列公式：0deg<HAF≦70deg；|TDT|<60%以及|ODT|<50%。
  3. 如請求項1所述之光學成像系統，其中該第三透鏡或該第四透鏡中至少一透鏡之至少一表面具有至少一個反曲點。
  4. 如請求項1所述之光學成像系統，其中該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面具有一距離InTL，該些反曲點與光軸間之垂直距離為HIF，其滿足下列公式：0<HIF/InTL≦5。
  5. 如請求項1所述之光學成像系統，該些透鏡中之任一透鏡上的任一表面於光軸上的交點為PI，該交點PI至該表面上任一反曲點間平行於光軸的水平位移距離為SGI，其滿足下列條件：0mm<SGI≦1mm。
  6. 如請求項1所述之光學成像系統，其中該第四透鏡為負屈折力。
  7. 如請求項1所述之光學成像系統，其中該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面具有一距離InTL，且滿足下列公式：0.5≦InTL/HOS≦0.9。
  8. 如請求項4所述之光學成像系統，其中更包括一光圈，於該光軸上該光圈至該成像面具有一距離InS，該光學成像系統設有一影像感測元件於該成像面，該影像感測元件有效感測區域對角線長之半數為HOI，係滿足下列關係式：0.5≦InS/HOS≦1.2；以及0<HIF/HOI≦0.9。
  9. 一種光學成像系統，由物側至像側依序包含： 一第一透鏡，具有正屈折力，其物側面近光軸處為凸面，其像側面近光軸處為凸面；一第二透鏡，具有屈折力；一第三透鏡，具有屈折力；一第四透鏡，具有屈折力；以及一成像面，其中該光學成像系統具有屈折力的透鏡為四枚且該些透鏡中至少兩透鏡其個別之至少一表面具有至少一反曲點，該第二透鏡至該第四透鏡中至少一透鏡具有正屈折力，並且該第四透鏡之物側表面及像側表面皆為非球面，該第一透鏡至該第四透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4，該光學成像系統的焦距為f，該光學成像系統之入射瞳直徑為HEP，該第一透鏡物側面至該成像面具有一距離HOS，該光學成像系統之最大視角的一半為HAF，該光學成像系統於結像時之TV畸變與光學畸變分別為TDT與ODT，該第四透鏡像側面上具有一距離光軸最近之反曲點IF421，該第四透鏡像側表面於光軸上的交點至該反曲點IF421位置之間平行於光軸的水平位移距離為SGI421，該第四透鏡於光軸上的厚度為TP4，其滿足下列條件：1.2≦f/HEP≦3.0；0.5≦HOS/f≦3.0；0.4≦|tan(HAF)|≦3.0；|TDT|<60%；|ODT|≦50%；0<SGI421/(TP4+SGI421)≦0.6。
  10. 如請求項9所述之光學成像系統，該第三透鏡之至少一表面具有至少二個反曲點。
  11. 如請求項9所述之光學成像系統，其中該第四透鏡之物側面以及像側面均至少具有一個反曲點。
  12. 如請求項9所述之光學成像系統，其中該光學成像系統滿足下列公式：0mm<HOS≦7mm。
  13. 如請求項9所述之光學成像系統，其中該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面於光軸上具有一距離InTL，其滿足下列公式：0mm<InTL≦5mm。
  14. 如請求項9所述之光學成像系統，其中於該光軸上所有具屈折力之透鏡的厚度總和為ΣTP，其滿足下列公式：0mm<ΣTP≦4mm。
  15. 如請求項9所述之光學成像系統，其中該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為IN12，且滿足下列公式：0<IN12/f≦0.2。
  16. 如請求項9所述之光學成像系統，其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的厚度分別為TP1以及TP2，該第一透鏡與該第二透鏡之間於光軸上的距離為IN12，其滿足下列條件：0<(TP1+IN12)/TP2≦10。
  17. 如請求項9所述之光學成像系統，其中該光學成像系統滿足下列條件：0<|f/f1|≦2；0<|f/f2|≦2；0<|f/f3|≦2；以及0<|f/f4|≦3。
  18. 一種光學成像系統，由物側至像側依序包含： 一第一透鏡，具有正屈折力，其物側面近光軸處為凸面，其像側面近光軸處為凸面；一第二透鏡，具有負屈折力；一第三透鏡，具有屈折力；一第四透鏡，具有屈折力，其物側表面以及像側表面中至少一面具有至少一個反曲點；以及一成像面，其中該光學成像系統具有屈折力的透鏡為四枚，並且該第四透鏡之物側表面及像側表面皆為非球面，該第二透鏡以及該第三透鏡中至少一透鏡之至少一表面具有至少一個反曲點，該第一透鏡至該第四透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4，該光學成像系統的焦距為f，該光學成像系統之入射瞳直徑為HEP，該光學成像系統之最大視角的一半為HAF，該第一透鏡物側面至該成像面具有一距離HOS，該光學成像系統於結像時之光學畸變為ODT並且TV畸變為TDT，該些反曲點與光軸間之垂直距離為HIF，其滿足下列條件：1.2≦f/HEP≦2.8；0.4≦|tan(HAF)|≦3.0；0.5≦HOS/f≦3.0；|TDT|<60%；|ODT|≦50%；以及0mm<HIF≦5mm。
  19. 如請求項18所述之光學成像系統，其中該第一透鏡物側面至該第四透鏡像側面具有一距離InTL，且滿足下列公式：0.5≦InTL/HOS≦0.9。
  20. 如請求項18所述之光學成像系統，其中該光學成像系統的焦距f與每一片具有正屈折力之透鏡的焦距fp之 個別比值f/fp為PPR，該光學成像系統的焦距f與每一片具有負屈折力之透鏡的焦距fn之個別比值f/fn為NPR，所有正屈折力之透鏡的PPR總和為ΣPPR，所有負屈折力之透鏡的NPR總和為ΣNPR，其滿足下列條件：0.5≦ΣPPR/|ΣNPR|≦4.5。
  21. 如請求項20所述之光學成像系統，其中該第三透鏡與第四透鏡於光軸上的厚度分別為TP3以及TP4，該第三透鏡與該第四透鏡之間於光軸上的距離為IN34，其滿足下列條件：0<(TP4+IN34)/TP3≦10。
  22. 如請求項20所述之光學成像系統，其中更包括一光圈以及一影像感測元件，該影像感測元件設置於該成像面並且至少設置500萬個像素，並且於該光圈至該成像面具有一距離InS，其滿足下列公式：0.5≦InS/HOS≦1.1。
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