TWI688786B - 光學取像系統、取像裝置及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種光學取像系統，包含四片透鏡，四片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡。四片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。第一透鏡物側表面於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面，第一透鏡物側表面為非球面。第四透鏡像側表面於近光軸處為凹面。光學取像系統中的透鏡總數為四片。當滿足特定條件時，光學取像系統能同時滿足微型化及廣視角的需求。

Description

光學取像系統、取像裝置及電子裝置
本發明係關於一種光學取像系統、取像裝置及電子裝置，特別是一種適用於電子裝置的光學取像系統及取像裝置。
隨著半導體製程技術更加精進，使得電子感光元件性能有所提升，畫素可達到更微小的尺寸，因此，具備高成像品質的光學鏡頭儼然成為不可或缺的一環。
而隨著科技日新月異，配備光學鏡頭的電子裝置的應用範圍更加廣泛，對於光學鏡頭的要求也是更加多樣化。由於往昔之光學鏡頭較不易在成像品質、敏感度、光圈大小、體積或視角等需求間取得平衡，故本發明提供了一種光學鏡頭以符合需求。
本發明提供一種光學取像系統、取像裝置以及電子裝置。其中，光學取像系統包含四片透鏡。當滿足特定條件時，本發明提供的光學取像系統能同時滿足微型化及廣視角的需求。
本發明提供一種光學取像系統，包含四片透鏡。四片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡。四片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。第一透鏡物側表面於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面，第一透鏡物側表面為非球面。第四透鏡像側表面於近光軸處為凹面。光學取像系統中的透鏡總數為四片。第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，光學取像系統的焦距為f，第二透鏡的焦距為f2，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，光學取像系統的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：
3.0 ＜ TL/f ＜ 6.0；
T23 ＜ T12；
T34 ＜ T12；
-3.0 ＜ f/f2 ＜ 0.40；以及
1.50 ＜ TL/ImgH ＜ 4.20。
本發明另提供一種光學取像系統，包含四片透鏡。四片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡。四片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。第一透鏡物側表面於近光軸處為凹面且離軸處具有至少一凸面，第一透鏡物側表面為非球面。第三透鏡物側表面於近光軸處為凸面。第四透鏡像側表面於近光軸處為凹面。光學取像系統中的透鏡總數為四片。光學取像系統更包含一光圈，第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，光學取像系統的焦距為f，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，光圈至第四透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，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：
3.0 ＜ TL/f ＜ 6.0；
T23 ＜ T12；
T34 ＜ T12；以及
0.34 ＜ SD/TD ＜ 1.20。
本發明提供一種取像裝置，其包含前述的光學取像系統以及一電子感光元件，其中電子感光元件設置於光學取像系統的成像面上。
本發明提供一種電子裝置，其包含前述的取像裝置。
本發明再提供一種光學取像系統，包含四片透鏡。四片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡。四片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。第一透鏡物側表面於近光軸處為凹面。第二透鏡像側表面於近光軸處為凹面。第四透鏡像側表面於近光軸處為凹面。光學取像系統中的透鏡總數為四片。光學取像系統更包含一光圈，第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，光學取像系統的焦距為f，第四透鏡的焦距為f4，光圈至第四透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，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，第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1，第一透鏡像側表面的曲率半徑為R2，其滿足下列條件：
3.0 ＜ TL/f ＜ 10.0；
0.34 ＜ SD/TD ＜ 1.20；
(R1+R2)/(R1-R2) ＜ 0.90；以及
-3.0 ＜ f/f4 ＜ -0.55。
本發明另再提供一種光學取像系統，包含四片透鏡。四片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡。四片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。第一透鏡物側表面於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面，第一透鏡物側表面為非球面。第三透鏡物側表面於近光軸處為凸面。光學取像系統中的透鏡總數為四片。第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，光學取像系統的焦距為f，光學取像系統的所有透鏡阿貝數中的最小值為Vmin，其滿足下列條件：
3.50 ＜ TL/f ＜ 5.0；以及
Vmin ＜ 22.5。
當TL/f滿足上述條件時，可平衡光學取像系統的總長與視角大小，以滿足合適的裝置應用。
當T12與T23或T12與T34滿足上述條件時，可提供光學取像系統物側端足夠的空間以調和大視角的入射光線，進而優化像差。
當f/f2滿足上述條件時，可確保第二透鏡成為修正透鏡(Correction Lens)，以針對各離軸視場平衡光學取像系統的影像品質。
當TL/ImgH滿足上述條件時，可使光學取像系統滿足微型化的同時，能保有足夠的光線接收區域，以維持影像足夠的亮度。
當SD/TD滿足上述條件時，可有效控制光圈位置，同時平衡視角與光學取像系統的總長。
當(R1+R2)/(R1-R2)滿足上述條件時，有利於增加光學取像系統的視場範圍，以擷取更豐富的影像內容。
當f/f4滿足上述條件時，可平衡並拉近各波段光線的聚焦位置，進而增加產品應用範圍。
當Vmin滿足上述條件時，可提升透鏡的光路控制能力，進而增加設計自由度，以達成更嚴苛的規格需求。
光學取像系統包含四片透鏡，並且四片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡。其中，四片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。
第一透鏡可具有負屈折力；藉此，有利於擴大光學取像系統的視場角度，以增加影像辨識範圍。第一透鏡物側表面於近光軸處為凹面；藉此，可有效分擔廣角光學取像系統物側端的負屈折力，以避免單一透鏡表面曲率過大而產生過多像差。第一透鏡物側表面可為非球面，且第一透鏡物側表面於離軸處可具有至少一凸面；藉此，可有效控制第一透鏡的整體厚度，以避免第一透鏡佔據過多的空間，導致光學取像系統的體積過大。
第二透鏡像側表面於近光軸處可為凹面。藉此，有助於修正畸變與像散。
第三透鏡可具有正屈折力；藉此，可有效控制光線進入成像面的入射角度，以確保成像面可接收足夠的光能量，進而提升影像周邊照度與影像的辨識能力。第三透鏡物側表面於近光軸處可為凸面，可強化系統聚光能力；當第三透鏡像側表面於近光軸處也為凸面時，可提供光學取像系統主要的匯聚能力以控制鏡頭體積，使光學取像系統適於多方面的應用。
第四透鏡可具有負屈折力；藉此，可有效修正光學取像系統的色差，以確保影像品質。第四透鏡物側表面於近光軸處可為凹面；藉此，可平衡第四透鏡物側表面與像側表面的面形，以分擔第四透鏡的屈折力，進而避免產生過多的像差。第四透鏡像側表面於近光軸處可為凹面；藉此，有利於縮短光學取像系統的後焦距，以滿足微型化之特性。第四透鏡像側表面可具有至少一反曲點；藉此，可有效修正離軸像差，並有助於鏡頭體積微型化。請參照圖21，係繪示有依照本發明第一實施例中第四透鏡像側表面142的反曲點P的示意圖。圖21繪示第四透鏡像側表面的反曲點作為示例性說明，其餘的透鏡物側表面或像側表面也可具有反曲點。
第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，光學取像系統的焦距為f，其可滿足下列條件：3.0 ＜ TL/f ＜ 10.0。藉此，可平衡光學取像系統的總長與視角大小，以滿足合適的裝置應用。其中，亦可滿足下列條件：3.0 ＜ TL/f ＜ 6.0。其中，亦可滿足下列條件：3.50 ＜ TL/f ＜ 5.0。
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，其可滿足下列至少一條件：T23 ＜ T12；以及T34 ＜ T12。藉此，可提供光學取像系統物側端足夠的空間以調和大視角的入射光線，進而優化像差。
光學取像系統的焦距為f，第二透鏡的焦距為f2，其可滿足下列條件：-3.0 ＜ f/f2 ＜ 0.40。藉此，可確保第二透鏡成為修正透鏡(Correction Lens)，以針對各離軸視場平衡光學取像系統的影像品質。其中，亦可滿足下列條件：-1.0 ＜ f/f2 ＜ 0.25。
第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，光學取像系統的最大成像高度為ImgH(即電子感光元件之有效感測區域對角線總長的一半)，其可滿足下列條件：1.50 ＜ TL/ImgH ＜ 4.20。藉此，可使光學取像系統滿足微型化的同時，能保有足夠的光線接收區域，以維持影像足夠的亮度。其中，亦可滿足下列條件：2.0 ＜ TL/ImgH ＜ 3.50。
本發明揭露的光學取像系統更包含一光圈，光圈至第四透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，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，其可滿足下列條件：0.34 ＜ SD/TD ＜ 1.20。藉此，可有效控制光圈位置，同時平衡視角與光學取像系統的總長。其中，亦可滿足下列條件：0.40 ＜ SD/TD ＜ 0.90。其中，亦可滿足下列條件：0.45 ＜ SD/TD ＜ 0.65。
第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1，第一透鏡像側表面的曲率半徑為R2，其可滿足下列條件：(R1+R2)/(R1-R2) ＜ 0.90。藉此，有利於增加光學取像系統的視場範圍，以擷取更豐富的影像內容。其中，亦可滿足下列條件：-10.0 ＜ (R1+R2)/(R1-R2) ＜ 0.50。其中，亦可滿足下列條件：-5.0 ＜ (R1+R2)/(R1-R2) ＜ 0。
光學取像系統的焦距為f，第四透鏡的焦距為f4，其可滿足下列條件：-3.0 ＜ f/f4 ＜ -0.55。藉此，可平衡並拉近各波段光線的聚焦位置，進而增加光學取像系統的應用範圍。其中，亦可滿足下列條件：-1.6 ＜ f/f4 ＜ -0.70。
光學取像系統的所有透鏡阿貝數中的最小值為Vmin，其可滿足下列條件：Vmin ＜ 22.5。藉此，可提升透鏡的光路控制能力，進而增加設計自由度，以達成更嚴苛的規格需求。其中，亦可滿足下列條件：10.0 ＜ Vmin ＜ 20.5。
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，其可滿足下列至少一條件：CT1 ＜ CT3；CT2 ＜ CT3；以及CT4 ＜ CT3。藉此，可平衡透鏡厚度分布，有利於光學取像系統的屈折力配置。
第四透鏡的阿貝數為V4，其可滿足下列條件：10.0 ＜ V4 ＜ 23.0。藉此，使光學取像系統在不同波段轉換間仍能保有良好的影像品質，有利於提升色彩飽和度。
本發明揭露的光學取像系統中的光圈可設置於第一透鏡與第二透鏡之間。藉此，可平衡光學取像系統的體積與視場範圍，以同時達成廣視角與微型化的需求。
光學取像系統的焦距為f，第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1，其可滿足下列條件：-2.0 ＜ f/R1 ＜ -0.50。藉此，有利於光學取像系統形成反焦式(Retrofocus)結構，以擴大影像接收範圍。
光學取像系統的最大成像高度為ImgH，光學取像系統的焦距為f，其可滿足下列條件：1.20 ＜ ImgH/f ＜ 3.0。藉此，可擴大影像接收範圍，以滿足更多元的應用領域。
光學取像系統的焦距為f，光學取像系統的入瞳孔徑為EPD，其可滿足下列條件：1.0 ＜ f/EPD ＜ 2.25。藉此，可有效調配鏡頭入光孔徑，控制光學取像系統入光量，以提升影像亮度。
第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，其可滿足下列條件：0.50 [公釐] ＜ TL ＜ 4.0 [公釐]。藉此，有效控制光學取像系統的總長，以滿足微型化的需求。
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，第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，其可滿足下列條件：1.20 ＜ TD/T12 ＜ 3.50。藉此，可確保第一透鏡與第二透鏡間具備足夠的空間以緩和大視角的光路，避免畸變過大。
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：-0.45 ＜ (R3-R4)/(R3+R4) ＜ 1.45。藉此，可平衡第二透鏡物側端與像側端的面形，以提升光學取像系統的對稱性。其中，亦可滿足下列條件：-0.45 ＜ (R3-R4)/(R3+R4) ＜ 0.65。
光學取像系統的焦距為f，第三透鏡的焦距為f3，其可滿足下列條件：1.0 ＜ f/f3 ＜ 3.50。藉此，可強化第三透鏡的光線匯聚能力，以控制光學取像系統的體積。
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：0.10 ＜ CT2/CT3 ＜ 1.50。藉此，可調和第二透鏡與第三透鏡的厚度比例，以平衡光學取像系統的空間分配，進而提升影像品質。其中，亦可滿足下列條件：0.70 ＜ CT2/CT3 ＜ 1.10。
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，其可滿足下列條件：-0.80 ＜ (R5+R6)/(R5-R6) ＜ 0.80。藉此，可避免第三透鏡單一透鏡表面曲率過大而造成像差過大，以利於修正球差。其中，亦可滿足下列條件：-0.30 ＜ (R5+R6)/(R5-R6) ＜ 0.50。
第二透鏡像側表面的臨界點與光軸間的垂直距離為Yc22，光學取像系統的焦距為f，其可滿足下列條件：0.05 ＜ Yc22/f ＜ 0.70。藉此，可加強修正彗差、像散等離軸像差，並同時壓縮光學取像系統的總長。請參照圖21，係繪示有依照本發明第一實施例中參數Yc22及第二透鏡像側表面122的臨界點C的示意圖。圖21繪示第二透鏡像側表面的臨界點作為示例性說明，其餘的透鏡物側表面或像側表面也可具有臨界點。
第四透鏡像側表面的反曲點與光軸間的垂直距離為Yi42，光學取像系統的焦距為f，第四透鏡像側表面可有至少一反曲點滿足下列條件：0.10 ＜ Yi42/f ＜ 1.20。藉此，有利於縮短光學取像系統的後焦距，以滿足微型化的特性，並同時修正像彎曲，使佩茲瓦爾面(Petzval Surface)更加平坦。請參照圖21，係繪示有依照本發明第一實施例中參數Yi42的示意圖。
上述本發明光學取像系統中的各技術特徵皆可組合配置，而達到對應之功效。
本發明揭露的光學取像系統中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠。若透鏡的材質為玻璃，則可增加光學取像系統屈折力配置的自由度，而玻璃透鏡可使用研磨或模造等技術製作而成。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)，藉此獲得較多的控制變數，用以消減像差、縮減透鏡數目，並可有效降低本發明光學取像系統的總長，而非球面可以塑膠射出成型或模造玻璃透鏡等方式製作而成。
本發明揭露的光學取像系統中，若透鏡表面為非球面，則表示該透鏡表面光學有效區全部或其中一部分為非球面。
本發明揭露的光學取像系統中，可選擇性地在任一(以上)透鏡材料中加入添加物，以改變透鏡對於特定波段光線的穿透率，進而減少雜散光與色偏。例如：添加物可具備濾除系統中600奈米至800奈米波段光線的功能，以助於減少多餘的紅光或紅外光；或可濾除350奈米至450奈米波段光線，以減少多餘的藍光或紫外光，因此，添加物可避免特定波段光線對成像造成干擾。此外，添加物可均勻混和於塑料中，並以射出成型技術製作成透鏡。
本發明揭露的光學取像系統中，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該凸面可位於透鏡表面近光軸處；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該凹面可位於透鏡表面近光軸處。若透鏡之屈折力或焦距未界定其區域位置時，則表示該透鏡之屈折力或焦距可為透鏡於近光軸處之屈折力或焦距。
本發明揭露的光學取像系統中，所述透鏡表面的反曲點(Inflection Point)，係指透鏡表面曲率正負變化的交界點。所述透鏡表面的臨界點(Critical Point)，係指垂直於光軸的平面與透鏡表面相切之切線上的切點，且臨界點並非位於光軸上。
本發明揭露的光學取像系統中，光學取像系統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。
本發明揭露的光學取像系統中，最靠近成像面的透鏡與成像面之間可選擇性配置一片以上的成像修正元件(平場元件等)，以達到修正影像的效果(像彎曲等)。該成像修正元件的光學性質，比如曲率、厚度、折射率、位置、面型(凸面或凹面、球面或非球面、繞射表面及菲涅爾表面等)可配合取像裝置需求而做調整。一般而言，較佳的成像修正元件配置為將具有朝往物側方向為凹面的薄型平凹元件設置於靠近成像面處。
本發明揭露的光學取像系統中，可設置有至少一光闌，其可位於第一透鏡之前、各透鏡之間或最後一透鏡之後，該光闌的種類如耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等，可用以減少雜散光，有助於提升影像品質。
本發明揭露的光學取像系統中，光圈之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，係有助於擴大光學取像系統的視場角。
本發明可適當設置一可變孔徑元件，該可變孔徑元件可為機械構件或光線調控元件，其可以電或電訊號控制孔徑的尺寸與形狀。該機械構件可包含葉片組、屏蔽板等可動件；該光線調控元件可包含濾光元件、電致變色材料、液晶層等遮蔽材料。該可變孔徑元件可藉由控制影像的進光量或曝光時間，強化影像調節的能力。此外，該可變孔徑元件亦可為本發明之光圈，可藉由改變光圈值以調節影像品質，如景深或曝光速度等。
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＞
請參照圖1至圖2，其中圖1繪示依照本發明第一實施例的取像裝置示意圖，圖2由左至右依序為第一實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖1可知，取像裝置包含光學取像系統(未另標號)與電子感光元件170。光學取像系統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、光闌101、第四透鏡140、保護玻璃(Cover glass)150與成像面160。其中，電子感光元件170設置於成像面160上。光學取像系統包含四片透鏡(110、120、130、140)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡110具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面111於近光軸處為凹面，其像側表面112於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面111於離軸處具有至少一凸面。
第二透鏡120具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面121於近光軸處為凸面，其像側表面122於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面122於離軸處具有至少一臨界點。
第三透鏡130具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面131於近光軸處為凸面，其像側表面132於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡140具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面141於近光軸處為凹面，其像側表面142於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面142具有至少一反曲點。
保護玻璃150的材質為玻璃，其設置於第四透鏡140及成像面160之間，並不影響光學取像系統的焦距。
上述各透鏡的非球面的曲線方程式表示如下：
Figure 108110521-A0305-0001
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的切面的相對距離；
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。
第一實施例的光學取像系統中，光學取像系統的焦距為f，光學取像系統的光圈值(F-number)為Fno，光學取像系統中最大視角的一半為HFOV，其數值如下：f = 0.82公釐(mm)，Fno = 2.04，HFOV = 57.3度(deg.)。
第四透鏡140的阿貝數為V4，其滿足下列條件：V4 = 20.40。
光學取像系統的所有透鏡阿貝數中的最小值為Vmin，其滿足下列條件：Vmin = 20.40。在本實施例中，在第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130與第四透鏡140當中，第四透鏡140的阿貝數小於其餘透鏡的阿貝數，因此Vmin等於第四透鏡140的阿貝數。
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，其滿足下列條件：CT2/CT3 = 0.80。
光學取像系統的焦距為f，第一透鏡物側表面111的曲率半徑為R1，其滿足下列條件：f/R1 = -0.63。
第一透鏡物側表面111的曲率半徑為R1，第一透鏡像側表面112的曲率半徑為R2，其滿足下列條件：(R1+R2)/(R1-R2) = -0.55。
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，其滿足下列條件：(R3-R4)/(R3+R4) = 0.23。
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，其滿足下列條件：(R5+R6)/(R5-R6) = 0.05。
光學取像系統的焦距為f，第二透鏡120的焦距為f2，其滿足下列條件：f/f2 = -0.10。
光學取像系統的焦距為f，第三透鏡130的焦距為f3，其滿足下列條件：f/f3 = 1.48。
光學取像系統的焦距為f，第四透鏡140的焦距為f4，其滿足下列條件：f/f4 = -1.03。
光圈100至第四透鏡像側表面142於光軸上的距離為SD，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：SD/TD = 0.55。
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，第一透鏡110與第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，其滿足下列條件：TD/T12 = 3.13。在本實施例中，二相鄰透鏡於光軸上之間隔距離，係指二相鄰透鏡之間於光軸上的空氣間距。
光學取像系統的最大成像高度為ImgH，光學取像系統的焦距為f，其滿足下列條件：ImgH/f = 1.46。
第一透鏡物側表面111至成像面160於光軸上的距離為TL，光學取像系統的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：TL/ImgH = 2.82。
第一透鏡物側表面111至成像面160於光軸上的距離為TL，光學取像系統的焦距為f，其滿足下列條件：TL/f = 4.12。
第一透鏡物側表面111至成像面160於光軸上的距離為TL，其滿足下列條件：TL = 3.39 [公釐]。
光學取像系統的焦距為f，光學取像系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：f/EPD = 2.04。
第二透鏡像側表面122的臨界點與光軸間的垂直距離為Yc22，光學取像系統的焦距為f，其滿足下列條件：Yc22/f = 0.22。
第四透鏡像側表面142的反曲點與光軸間的垂直距離為Yi42，光學取像系統的焦距為f，其滿足下列條件：Yi42/f = 0.249、0.510、0.722。在本實施例中，第四透鏡像側表面142具有三個反曲點，且所述三個反曲點與光軸間的垂直距離和光學取像系統的焦距之比值分別為0.249、0.510以及0.722。
請配合參照下列表一以及表二。
Figure 108110521-A0305-0002
Figure 108110521-A0305-0003
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公釐(mm)，且表面0到13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為非球面曲線方程式中的錐面係數，A4到A16則表示各表面第4到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，在此不加以贅述。
＜第二實施例＞
請參照圖3至圖4，其中圖3繪示依照本發明第二實施例的取像裝置示意圖，圖4由左至右依序為第二實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖3可知，取像裝置包含光學取像系統(未另標號)與電子感光元件270。光學取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、光闌201、第四透鏡240、保護玻璃250與成像面260。其中，電子感光元件270設置於成像面260上。光學取像系統包含四片透鏡(210、220、230、240)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡210具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面211於近光軸處為凹面，其像側表面212於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面211於離軸處具有至少一凸面。
第二透鏡220具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面221於近光軸處為凸面，其像側表面222於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面222於離軸處具有至少一臨界點。
第三透鏡230具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面231於近光軸處為凸面，其像側表面232於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡240具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面241於近光軸處為凹面，其像側表面242於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面242具有至少一反曲點。
保護玻璃250的材質為玻璃，其設置於第四透鏡240及成像面260之間，並不影響光學取像系統的焦距。
請配合參照下列表三以及表四。
Figure 108110521-A0305-0004
Figure 108110521-A0305-0005
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，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
Figure 108110521-A0305-0006
＜第三實施例＞
請參照圖5至圖6，其中圖5繪示依照本發明第三實施例的取像裝置示意圖，圖6由左至右依序為第三實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖5可知，取像裝置包含光學取像系統(未另標號)與電子感光元件370。光學取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、光闌301、第四透鏡340、保護玻璃350與成像面360。其中，電子感光元件370設置於成像面360上。光學取像系統包含四片透鏡(310、320、330、340)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡310具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面311於近光軸處為凹面，其像側表面312於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面311於離軸處具有至少一凸面。
第二透鏡320具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面321於近光軸處為凸面，其像側表面322於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第三透鏡330具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面331於近光軸處為凸面，其像側表面332於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡340具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面341於近光軸處為凹面，其像側表面342於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面342具有至少一反曲點。
保護玻璃350的材質為玻璃，其設置於第四透鏡340及成像面360之間，並不影響光學取像系統的焦距。
請配合參照下列表五以及表六。
Figure 108110521-A0305-0007
Figure 108110521-A0305-0008
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，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
Figure 108110521-A0305-0009
＜第四實施例＞
請參照圖7至圖8，其中圖7繪示依照本發明第四實施例的取像裝置示意圖，圖8由左至右依序為第四實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖7可知，取像裝置包含光學取像系統(未另標號)與電子感光元件470。光學取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、光闌401、第四透鏡440、保護玻璃450與成像面460。其中，電子感光元件470設置於成像面460上。光學取像系統包含四片透鏡(410、420、430、440)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡410具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面411於近光軸處為凹面，其像側表面412於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面411於離軸處具有至少一凸面。
第二透鏡420具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面421於近光軸處為凸面，其像側表面422於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面422於離軸處具有至少一臨界點。
第三透鏡430具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面431於近光軸處為凸面，其像側表面432於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡440具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面441於近光軸處為凸面，其像側表面442於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面442具有至少一反曲點。
保護玻璃450的材質為玻璃，其設置於第四透鏡440及成像面460之間，並不影響光學取像系統的焦距。
請配合參照下列表七以及表八。
Figure 108110521-A0305-0010
Figure 108110521-A0305-0011
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，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
Figure 108110521-A0305-0012
＜第五實施例＞
請參照圖9至圖10，其中圖9繪示依照本發明第五實施例的取像裝置示意圖，圖10由左至右依序為第五實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖9可知，取像裝置包含光學取像系統(未另標號)與電子感光元件570。光學取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、光闌501、第四透鏡540、保護玻璃550與成像面560。其中，電子感光元件570設置於成像面560上。光學取像系統包含四片透鏡(510、520、530、540)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡510具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面511於近光軸處為凹面，其像側表面512於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面511於離軸處具有至少一凸面。
第二透鏡520具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面521於近光軸處為凹面，其像側表面522於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面522於離軸處具有至少一臨界點。
第三透鏡530具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面531於近光軸處為凸面，其像側表面532於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡540具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面541於近光軸處為凸面，其像側表面542於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面542具有至少一反曲點。
保護玻璃550的材質為玻璃，其設置於第四透鏡540及成像面560之間，並不影響光學取像系統的焦距。
請配合參照下列表九以及表十。
Figure 108110521-A0305-0013
Figure 108110521-A0305-0014
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，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
Figure 108110521-A0305-0015
＜第六實施例＞
請參照圖11至圖12，其中圖11繪示依照本發明第六實施例的取像裝置示意圖，圖12由左至右依序為第六實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖11可知，取像裝置包含光學取像系統(未另標號)與電子感光元件670。光學取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、光闌601、第四透鏡640、保護玻璃650與成像面660。其中，電子感光元件670設置於成像面660上。光學取像系統包含四片透鏡(610、620、630、640)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡610具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面611於近光軸處為凹面，其像側表面612於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面611於離軸處具有至少一凸面。
第二透鏡620具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面621於近光軸處為凸面，其像側表面622於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面622於離軸處具有至少一臨界點。
第三透鏡630具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面631於近光軸處為凸面，其像側表面632於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡640具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面641於近光軸處為凹面，其像側表面642於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面642具有至少一反曲點。
保護玻璃650的材質為玻璃，其設置於第四透鏡640及成像面660之間，並不影響光學取像系統的焦距。
請配合參照下列表十一以及表十二。
Figure 108110521-A0305-0016
Figure 108110521-A0305-0017
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，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
Figure 108110521-A0305-0018
＜第七實施例＞
請參照圖13至圖14，其中圖13繪示依照本發明第七實施例的取像裝置示意圖，圖14由左至右依序為第七實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖13可知，取像裝置包含光學取像系統(未另標號)與電子感光元件770。光學取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、光闌701、第四透鏡740、保護玻璃750與成像面760。其中，電子感光元件770設置於成像面760上。光學取像系統包含四片透鏡(710、720、730、740)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡710具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面711於近光軸處為凹面，其像側表面712於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面711於離軸處具有至少一凸面。
第二透鏡720具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面721於近光軸處為凸面，其像側表面722於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面722於離軸處具有至少一臨界點。
第三透鏡730具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面731於近光軸處為凸面，其像側表面732於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡740具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面741於近光軸處為凹面，其像側表面742於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面742具有至少一反曲點。
保護玻璃750的材質為玻璃，其設置於第四透鏡740及成像面760之間，並不影響光學取像系統的焦距。
請配合參照下列表十三以及表十四。
Figure 108110521-A0305-0019
Figure 108110521-A0305-0020
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，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
Figure 108110521-A0305-0021
＜第八實施例＞
請參照圖15至圖16，其中圖15繪示依照本發明第八實施例的取像裝置示意圖，圖16由左至右依序為第八實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖15可知，取像裝置包含光學取像系統(未另標號)與電子感光元件870。光學取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、光闌801、第四透鏡840、保護玻璃850與成像面860。其中，電子感光元件870設置於成像面860上。光學取像系統包含四片透鏡(810、820、830、840)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡810具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面811於近光軸處為凹面，其像側表面812於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面811於離軸處具有至少一凸面。
第二透鏡820具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面821於近光軸處為凸面，其像側表面822於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面822於離軸處具有至少一臨界點。
第三透鏡830具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面831於近光軸處為凸面，其像側表面832於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡840具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面841於近光軸處為凹面，其像側表面842於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，且其像側表面842具有至少一反曲點。
保護玻璃850的材質為玻璃，其設置於第四透鏡840及成像面860之間，並不影響光學取像系統的焦距。
請配合參照下列表十五以及表十六。
Figure 108110521-A0305-0022
Figure 108110521-A0305-0023
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，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
Figure 108110521-A0305-0024
＜第九實施例＞
請參照圖17，其中圖17繪示依照本發明第九實施例的一種取像裝置的立體示意圖。在本實施例中，取像裝置10為一相機模組。取像裝置10包含成像鏡頭11、驅動裝置12、電子感光元件13以及影像穩定模組14。成像鏡頭11包含上述第一實施例的光學取像系統、用於承載光學取像系統的鏡筒(未另標號)以及支持裝置(Holder Member，未另標號)。取像裝置10利用成像鏡頭11聚光產生影像，並配合驅動裝置12進行影像對焦，最後成像於電子感光元件13並且能作為影像資料輸出。
驅動裝置12可具有自動對焦(Auto-Focus)功能，其驅動方式可使用如音圈馬達(Voice Coil Motor，VCM)、微機電系統(Micro Electro-Mechanical Systems，MEMS)、壓電系統(Piezoelectric)、以及記憶金屬(Shape Memory Alloy)等驅動系統。驅動裝置12可讓成像鏡頭11取得較佳的成像位置，可提供被攝物於不同物距的狀態下，皆能拍攝清晰影像。此外，取像裝置10搭載一感光度佳及低雜訊的電子感光元件13(如CMOS、CCD)設置於光學取像系統的成像面，可真實呈現光學取像系統的良好成像品質。
影像穩定模組14例如為加速計、陀螺儀或霍爾元件(Hall Effect Sensor)。驅動裝置12可搭配影像穩定模組14而共同作為一光學防手震裝置(Optical Image Stabilization，OIS)，藉由調整成像鏡頭11不同軸向的變化以補償拍攝瞬間因晃動而產生的模糊影像，或利用影像軟體中的影像補償技術，來提供電子防手震功能(Electronic Image Stabilization，EIS)，進一步提升動態以及低照度場景拍攝的成像品質。
＜第十實施例＞
請參照圖18至圖20，其中圖18繪示依照本發明第十實施例的一種電子裝置的立體示意圖，圖19繪示圖18之電子裝置之另一側的立體示意圖，圖20繪示圖18之電子裝置的系統方塊圖。
在本實施例中，電子裝置20為一智慧型手機。電子裝置20包含第九實施例之取像裝置10、取像裝置10a、取像裝置10b、取像裝置10c、閃光燈模組21、對焦輔助模組22、影像訊號處理器23(Image Signal Processor)、使用者介面24以及影像軟體處理器25。其中，取像裝置10c與使用者介面24位於同一側，取像裝置10、取像裝置10a及取像裝置10b位於使用者介面24的相對側。取像裝置10、取像裝置10a及取像裝置10b面向同一方向且皆為單焦點。並且，取像裝置10a、取像裝置10b及取像裝置10c皆具有與取像裝置10類似的結構配置。詳細來說，取像裝置10a、取像裝置10b及取像裝置10c各包含一成像鏡頭、一驅動裝置、一電子感光元件以及一影像穩定模組。其中，取像裝置10a、取像裝置10b及取像裝置10c的成像鏡頭各包含一透鏡組、用於承載透鏡組的一鏡筒以及一支持裝置。
本實施例之取像裝置10、取像裝置10a與取像裝置10b具有相異的視角(其中，取像裝置10a為一望遠裝置，取像裝置10為一廣角裝置，取像裝置10b為一超廣角裝置)，使電子裝置可提供不同的放大倍率，以達到光學變焦的拍攝效果。上述電子裝置20以包含多個取像裝置10、10a、10b、10c為例，但取像裝置的數量與配置並非用以限制本發明。
當使用者拍攝被攝物26時，電子裝置20利用取像裝置10、取像裝置10a或取像裝置10b聚光取像，啟動閃光燈模組21進行補光，並使用對焦輔助模組22提供的被攝物26之物距資訊進行快速對焦，再加上影像訊號處理器23進行影像最佳化處理，來進一步提升攝像用光學鏡頭所產生的影像品質。對焦輔助模組22可採用紅外線或雷射對焦輔助系統來達到快速對焦。此外，電子裝置20亦可利用取像裝置10c進行拍攝。使用者介面24可採用觸控螢幕或實體拍攝按鈕，配合影像軟體處理器25的多樣化功能進行影像拍攝以及影像處理。經由影像軟體處理器25處理後的影像可顯示於使用者介面24。
本發明的取像裝置10並不以應用於智慧型手機為限。取像裝置10更可視需求應用於移動對焦的系統，並兼具優良像差修正與良好成像品質的特色。舉例來說，取像裝置10可多方面應用於三維(3D)影像擷取、數位相機、行動裝置、數位平板、智慧型電視、網路監控設備、行車記錄器、倒車顯影裝置、多鏡頭裝置、辨識系統、體感遊戲機與穿戴式裝置等電子裝置中。前揭電子裝置僅是示範性地說明本發明的實際運用例子，並非限制本發明之取像裝置的運用範圍。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10、10a、10b、10c:取像裝置 11:成像鏡頭 12:驅動裝置 13:電子感光元件 14:影像穩定模組 20:電子裝置 21:閃光燈模組 22:對焦輔助模組 23:影像訊號處理器 24:使用者介面 25:影像軟體處理器 26:被攝物 P:反曲點 C:臨界點 100、200、300、400、500、600、700、800:光圈 101、201、301、401、501、601、701、801:光闌 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:保護玻璃 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 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 EPD:光學取像系統的入瞳孔徑 f:光學取像系統的焦距 f2:第二透鏡的焦距 f3:第三透鏡的焦距 f4:第四透鏡的焦距 Fno:光學取像系統的光圈值 HFOV:光學取像系統中最大視角的一半 ImgH:光學取像系統的最大成像高度 R1:第一透鏡物側表面的曲率半徑 R2:第一透鏡像側表面的曲率半徑 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 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 SD:光圈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 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 TL:第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離 V4:第四透鏡的阿貝數 Vmin:光學取像系統的所有透鏡阿貝數中的最小值 Yc22:第二透鏡像側表面的臨界點與光軸間的垂直距離 Yi42:第四透鏡像側表面的反曲點與光軸間的垂直距離
圖1繪示依照本發明第一實施例的取像裝置示意圖。 圖2由左至右依序為第一實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖3繪示依照本發明第二實施例的取像裝置示意圖。 圖4由左至右依序為第二實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖5繪示依照本發明第三實施例的取像裝置示意圖。 圖6由左至右依序為第三實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖7繪示依照本發明第四實施例的取像裝置示意圖。 圖8由左至右依序為第四實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖9繪示依照本發明第五實施例的取像裝置示意圖。 圖10由左至右依序為第五實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖11繪示依照本發明第六實施例的取像裝置示意圖。 圖12由左至右依序為第六實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖13繪示依照本發明第七實施例的取像裝置示意圖。 圖14由左至右依序為第七實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖15繪示依照本發明第八實施例的取像裝置示意圖。 圖16由左至右依序為第八實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖17繪示依照本發明第九實施例的一種取像裝置的立體示意圖。 圖18繪示依照本發明第十實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖。 圖19繪示圖18之電子裝置之另一側的立體示意圖。 圖20繪示圖18之電子裝置的系統方塊圖。 圖21繪示依照本發明第一實施例中參數Yc22、Yi42、第二透鏡像側表面之臨界點以及第四透鏡像側表面之反曲點的示意圖。
100:光圈
101:光闌
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:保護玻璃
160:成像面
170:電子感光元件

Claims (25)

  1. 一種光學取像系統，包含四片透鏡，該四片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡，該四片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面；該第一透鏡具有負屈折力，該第一透鏡物側表面於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面，該第一透鏡物側表面為非球面；該第三透鏡具有正屈折力；該第四透鏡具有負屈折力，該第四透鏡像側表面於近光軸處為凹面，且該光學取像系統中的透鏡總數為四片；其中，該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該光學取像系統的焦距為f，該第二透鏡的焦距為f2，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，該光學取像系統的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：3.0<TL/f<6.0；T23<T12；T34<T12；-3.0<f/f2<0.40；以及2.0<TL/ImgH<3.50。
  2. 如請求項1所述之光學取像系統，其中該第三透鏡物側表面於近光軸處為凸面，該第三透鏡像側表面於近光軸處為凸面，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，其滿足下列條件： CT1<CT3；CT2<CT3；以及CT4<CT3。
  3. 如請求項1所述之光學取像系統，其中該第四透鏡的阿貝數為V4，其滿足下列條件：10.0<V4<23.0。
  4. 如請求項1所述之光學取像系統，更包含一光圈，其中該光圈設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間。
  5. 如請求項1所述之光學取像系統，其中該光學取像系統的焦距為f，該第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1，其滿足下列條件：-2.0<f/R1<-0.50。
  6. 如請求項1所述之光學取像系統，其中該光學取像系統的焦距為f，該第二透鏡的焦距為f2，其滿足下列條件：-1.0<f/f2<0.25。
  7. 如請求項1所述之光學取像系統，其中該光學取像系統的最大成像高度為ImgH，該光學取像系統的焦距為f，該光學取像系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：1.20<ImgH/f<3.0；以及1.0<f/EPD<2.25。
  8. 一種光學取像系統，包含四片透鏡，該四片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡，該四片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面；該第一透鏡具有負 屈折力，該第一透鏡物側表面於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面，該第一透鏡物側表面為非球面；該第三透鏡具有正屈折力，該第三透鏡物側表面於近光軸處為凸面；該第四透鏡具有負屈折力，該第四透鏡物側表面於近光軸處為凹面，該第四透鏡像側表面於近光軸處為凹面，且該光學取像系統中的透鏡總數為四片；其中，該光學取像系統更包含一光圈，該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該光學取像系統的焦距為f，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，該光圈至該第四透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，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，該光學取像系統的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：3.0<TL/f<6.0；T23<T12；T34<T12；0.34<SD/TD<1.20；以及1.50<TL/ImgH<4.20。
  9. 如請求項8所述之光學取像系統，其中該第四透鏡像側表面具有至少一反曲點，該第一透鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TL，其滿足下列條件：0.50[公釐]<TL<4.0[公釐]。
  10. 如請求項8所述之光學取像系統，其中該光學取像系統的焦距為f，該第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1，其滿足下列條件：-2.0<f/R1<-0.50。
  11. 如請求項8所述之光學取像系統，其中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，該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，其滿足下列條件：1.20<TD/T12<3.50。
  12. 如請求項8所述之光學取像系統，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：-0.45<(R3-R4)/(R3+R4)<1.45。
  13. 如請求項8所述之光學取像系統，其中該光學取像系統的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該光學取像系統的所有透鏡阿貝數中的最小值為Vmin，其滿足下列條件：1.0<f/f3<3.50；以及Vmin<22.5。
  14. 一種取像裝置，包含：如請求項8所述之光學取像系統；以及一電子感光元件，設置於該光學取像系統的該成像面上。
  15. 一種電子裝置，包含：如請求項14所述之取像裝置。
  16. 一種光學取像系統，包含四片透鏡，該四片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡，該四片透鏡分別具有 朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面；該第一透鏡具有負屈折力，該第一透鏡物側表面於近光軸處為凹面，該第二透鏡像側表面於近光軸處為凹面，該第三透鏡具有正屈折力，該第四透鏡具有負屈折力，該第四透鏡像側表面於近光軸處為凹面，且該光學取像系統中的透鏡總數為四片；其中，該光學取像系統更包含一光圈，該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該光學取像系統的焦距為f，該第四透鏡的焦距為f4，該光圈至該第四透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，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，該第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1，該第一透鏡像側表面的曲率半徑為R2，該光學取像系統的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：3.0<TL/f<10.0；0.34<SD/TD<1.20；(R1+R2)/(R1-R2)<0.90；-3.0<f/f4<-0.55；以及1.50<TL/ImgH<4.20。
  17. 如請求項16所述之光學取像系統，其中該第一透鏡物側表面於離軸處具有至少一凸面，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：0.10<CT2/CT3<1.50。
  18. 如請求項16所述之光學取像系統，其中該第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1，該第一透鏡像側表面的曲率半徑為R2，其滿足下列條件： -10.0<(R1+R2)/(R1-R2)<0.50。
  19. 如請求項16所述之光學取像系統，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：-0.80<(R5+R6)/(R5-R6)<0.80。
  20. 如請求項16所述之光學取像系統，其中該第二透鏡像側表面的臨界點與光軸間的垂直距離為Yc22，該光學取像系統的焦距為f，其滿足下列條件：0.05<Yc22/f<0.70。
  21. 如請求項16所述之光學取像系統，其中該第四透鏡的阿貝數為V4，其滿足下列條件：10.0<V4<23.0。
  22. 一種光學取像系統，包含四片透鏡，該四片透鏡由物側至像側依序為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡，該四片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面；該第一透鏡具有負屈折力，該第一透鏡物側表面於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面，該第一透鏡物側表面為非球面；該第三透鏡具有正屈折力，該第三透鏡物側表面於近光軸處為凸面；該第四透鏡具有負屈折力，且該光學取像系統中的透鏡總數為四片；其中，該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該光學取像系統的焦距為f，該光學取像系統的所有透鏡阿貝數中的最小值為Vmin，該光學取像系統的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：3.50<TL/f<5.0； Vmin<22.5；以及1.50<TL/ImgH<4.20。
  23. 如請求項22所述之光學取像系統，其中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，該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，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，其滿足下列條件：1.20<TD/T12<3.50；CT1<CT3；CT2<CT3；以及CT4<CT3。
  24. 如請求項22所述之光學取像系統，其中該第四透鏡像側表面的反曲點與光軸間的垂直距離為Yi42，該光學取像系統的焦距為f，該第四透鏡像側表面具有至少一反曲點滿足下列條件：0.10<Yi42/f<1.20。
  25. 如請求項22所述之光學取像系統，其中該光學取像系統的所有透鏡阿貝數中的最小值為Vmin，其滿足下列條件：10.0<Vmin<20.5。
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