TWI712833B - 光學成像鏡頭 - Google Patents
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Abstract
一種光學成像鏡頭，由物側至像側依序包含：具有正屈折力的一第一透鏡的物側面於近一光軸處為凸面；具有負屈折力的一第二透鏡的物側面於近光軸處為凹面；具有正屈折力的一第三透鏡的物側面於近光軸處為凹面，像側面於近光軸處為凸面；以及具有負屈折力的一第四透鏡的物側面於近光軸處為凸面，於離軸處為凹面，像側面於近光軸處為凹面，於離軸處為凸面。當滿足特定條件時，光學成像鏡頭能同時滿足微型化及廣視角的需求。
Description
本發明涉及一種鏡頭，特別是指一種四片透鏡的光學成像鏡頭。
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。
且隨著科技進步，光學成像鏡頭可應用於更多領域的電子裝置，對於光學成像鏡頭的要求也是更加多樣化。由於現有的光學成像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成像鏡頭以符合需求。
因此，本發明的主要目的是提供一種成像品質高及體積輕巧的光學成像鏡頭。
本發明根據不同實施例所提供的一種光學成像鏡頭，包含四片透鏡，每個該透鏡包含朝向物側的物側面和朝向像側的像側面，該些透鏡由該物側至該像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，該第一透鏡的該物側面於近一光軸處為凸面；一第二透鏡，具有負屈折力，該第二透鏡的該物側面於近光軸處為凹面；一第三透鏡，具有正屈折力，該第三透鏡的該物側面於近光軸處為凹面，該第三透鏡的該像側面於近光軸處為凸面；以及一第四透鏡，具有負屈折力，該第四透鏡的該物側面於近光軸處為凸面，該第四透鏡的該物側面於離光軸處為凹面，該第四透鏡的該像側面於近光軸處為凹面，該第四透鏡的該像側面於離光軸處為凸面；其中，該第一透鏡的阿貝數為Vd1，該第二透鏡的阿貝數為Vd2，該第三透鏡的阿貝數為Vd3，該第四透鏡的阿貝數為Vd4，該第一透鏡的該物側面和該像側面於該光軸上的距離為CT1，該第二透鏡的該物側面和該像側面於該光軸上的距離為CT2，該第三透鏡的該物側面和該像側面於該光軸上的距離為CT3，該第四透鏡的該物側面和該像側面於該光軸上的距離為CT4，該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2、該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該些透鏡的折射率中最小折射率為Nmin，該些透鏡的該些折射率中最大折射率為Nmax，且該光學成像鏡頭滿足下列條件：
Vd2/CT2≤ Vd3/CT3≤Vd1/CT1；
100≤ Vd4/CT4≤250；
0.2＜ (| f1|+| f3|)/(| f2 |+| f4 |)＜1.0；或
0.11≤Nmax-Nmin。
在另一實施例中，該光學成像鏡頭更滿足下列條件：
150≤ Vd4/CT4≤230；
0.3＜ (| f1 |+| f3|)/(| f2 |+| f4 |)＜0.6；
Dr4r6/TTL＜0.16；
-1＜(R4-R5)/(R4+R5)＜15；
0.65＜f3/f＜0.75；
Vd4-Vd2＞35；
10＜Dr7r8×100/TTL＜20；
Dr4r7/f＜0.6；或
FOV＞77度；
其中，該第二透鏡的該阿貝數為Vd2，該第四透鏡的該阿貝數為Vd4，該第一透鏡的該焦距f1，該第二透鏡的該焦距為f2，該第三透鏡的該焦距為f3，該第四透鏡的該焦距為f4，該光學成像鏡頭的焦距為f，該第四透鏡的該物側面和該像側面於該光軸上的該距離為CT4，該第一透鏡的該物側面至一成像面於該光軸上的距離為TTL，該第二透鏡的該物側面的曲率半徑為R4，該第二透鏡的該像側面的曲率半徑為R5，該第二透鏡的該物側面至該第三透鏡的該物側面於該光軸上的距離為Dr4r6，該第二透鏡的該物側面至該第三透鏡的該像側面於該光軸上的距離為Dr4r7，該第三透鏡的該像側面至該第四透鏡的該物側面於該光軸上的距離為Dr7r8，並且該光學成像鏡頭的最大視場角為FOV。
在再一實施例中，該第一透鏡的該像側面於近光軸處為凹面，該第二透鏡的該像側面於近光軸處為凸面。
在再一實施例中，該第一透鏡的該像側面於近光軸處為凸面，該第二透鏡的該像側面於近光軸處為凹面。
當滿足Vd3/CT3、Vd4/CT4、Dr4r6/TTL和Dr7r8×100/TTL的條件時，可使該光學成像鏡頭更為緊湊，讓該光學成像鏡頭擁有較小的總長度。
當滿足(| f1 |+| f3|)/(| f2 |+| f4 |)和Nmax-Nmin的條件時，可以增加該光學成像鏡頭的成像角度，進而使該光學成像鏡頭達到大角度範圍取景，又可降低該光學成像鏡頭的組裝敏感度，並有效避免第四透鏡因二次反射所產生的鬼影。
當滿足(R4-R5)/(R4+R5) 的條件時，可以使該光學成像鏡頭的球差得到較好的平衡，並降低組裝的公差。
當滿足f3/f的條件時，可適度分擔該光學成像鏡頭的折射力，使組裝公差較小，並讓後焦維持在夠長的距離，以有足夠空間放其他元件，藉以減少灰塵粒子成像引起的困擾。
當滿足Vd4-Vd2的條件時，可使該光學成像鏡頭的色差得以校正。
當滿足Dr4r7/f的條件時，可更進一步使該光學成像鏡頭的總長度變小及取像角度變大。
當滿足FOV的條件時，可適當調整視角，以便拍攝更寬廣範圍的影像又可兼顧影像不變形的效果。
在下面的詳細描述中，闡述了許多具體細節以便提供對本發明的透徹理解。 但是，本領域普通技術人員將理解，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本發明。 在其他情況下，沒有詳細描述眾所周知的方法，過程和/或元件，以免使本發明不清楚。
本發明所提供的一種光學成像鏡頭可包含四片透鏡。每片透鏡包含朝向物側的物側面和朝向像側的像側面。這些透鏡由物側至像側依序可包含一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡和一第四透鏡。
第一透鏡可具有正屈折力，第一透鏡的物側面於近一光軸處可為凸面。
第二透鏡可具有負屈折力，第二透鏡的物側面於近光軸處可為凹面。
第三透鏡可具有正屈折力，第三透鏡的物側面於近光軸處可為凹面，第三透鏡的像側面於近光軸處可為凸面。
第四透鏡可具有負屈折力，第四透鏡的物側面和像側面可為非球面。第四透鏡的物側面可包含至少一反曲點，如圖7繪示的反曲點P所示，第四透鏡的物側面於近光軸處可為凸面，第四透鏡的物側面於離光軸處可為凹面。第四透鏡的像側面可包含至少一反曲點，如圖7繪示的反曲點P所示，第四透鏡的像側面於近光軸處可為凹面，第四透鏡的像側面於離光軸處可為凸面。
以下請參考圖7所示的第一實施例的光學成像鏡頭的參數和特徵來說明本發明光學成像鏡頭的特性。
第一透鏡的阿貝數為Vd1，第二透鏡的阿貝數為Vd2，第三透鏡的阿貝數為Vd3，當光學成像鏡頭滿足下列條件(1)：Vd2/CT2≤ Vd3/CT3≤Vd1/CT1時，可使光學成像鏡頭更為緊湊，擁有較短的總長度。
第四透鏡的阿貝數為Vd4，第四透鏡的物側面和像側面於光軸上的距離為CT4，當光學成像鏡頭滿足下列條件(2)：100≤ Vd4/CT4≤250時，可使光學成像鏡頭更為緊湊，擁有較短的總長度。條件(2)較佳的範圍是：150≤ Vd4/CT4≤230。
第一透鏡的焦距為f1，第二透鏡的焦距為f2、第三透鏡的焦距為f3，第四透鏡的焦距為f4，當光學成像鏡頭滿足下列條件(3)：0.2＜ (| f1|+| f3|)/(| f2 |+| f4 |)＜1.0時，可以增加光學成像鏡頭的成像角度，進而使光學成像鏡頭達到大角度範圍取景，又可降低光學成像鏡頭的組裝敏感度，並有效避免第四透鏡因二次反射所產生的鬼影。條件(3)較佳的範圍是：0.3＜ (| f1 |+| f3|)/(| f2 |+| f4 |)＜0.6。
這四片透鏡的折射率中最小折射率為Nmin，最大折射率為Nmax，當光學成像鏡頭滿足下列條件(4)：0.11≤Nmax-Nmin時，可以增加光學成像鏡頭的成像角度，進而使光學成像鏡頭達到大角度範圍取景，又可降低光學成像鏡頭的組裝敏感度，並有效避免第四透鏡因二次反射所產生的鬼影。
第二透鏡的該物側面至該第三透鏡的該物側面於該光軸上的距離為Dr4r6，第一透鏡的該物側面至一成像面於該光軸上的距離為TTL，當光學成像鏡頭滿足下列條件(5)：Dr4r6/TTL＜0.16時，可使光學成像鏡頭的總長度變小。
第二透鏡的物側面的曲率半徑為R4，第二透鏡的像側面的曲率半徑為R5，當光學成像鏡頭滿足下列條件(6)：-1＜(R4-R5)/(R4+R5)＜15時，可以使光學成像鏡頭的球差得到較好的平衡，並降低組裝的公差。
第三透鏡的焦距為f3，光學成像鏡頭的焦距為f，當光學成像鏡頭滿足下列條件(7)：0.65＜f3/f＜0.75時，可適度分擔光學成像鏡頭的折射力，使組裝公差較小，並讓後焦維持在夠長的距離，以有足夠空間放置其他元件，如紅外線濾波平板及電子感光元件的保護玻璃，藉以減少灰塵粒子成像引起的困擾。
第二透鏡的阿貝數為Vd2，第四透鏡的阿貝數為Vd4，當光學成像鏡頭滿足下列條件(8)：Vd4-Vd2＞35時，可使光學成像鏡頭的色差得以校正。
第三透鏡的像側面至第四透鏡的物側面於光軸上的距離為Dr7r8，TTL為該第一透鏡的該物側面至一成像面於該光軸上的距離，當光學成像鏡頭滿足下列條件(9)：10＜Dr7r8×100/TTL＜20時，可以縮短光學成像鏡頭的總長度。
第二透鏡的物側面至第三透鏡的像側面於光軸上的距離為Dr4r7，當光學成像鏡頭滿足下列條件(10)：Dr4r7/f＜0.6時，可使光學成像鏡頭的總長度變得更短及取像角度變得更大。
光學成像鏡頭的最大視場角為FOV，當光學成像鏡頭滿足下列條件(11)：FOV＞77度時，可適當調整視角，以便拍攝更寬廣範圍的影像，又可兼顧影像不變形的效果。
以上的實施方式的具體實施態樣詳細說明如下。
＜第一實施例＞
請參考圖1、2和7所示，本發明根據第一實施例所提供的一種光學成像鏡頭由物側至像側依序包含一光圈100、一第一透鏡110、一第二透鏡120、一第三透鏡130、一第四透鏡140、一紅外線濾光片150和一成像面160，且成像面160上設置有一電子感光元件170。光學成像鏡頭包含四片透鏡(110、120、130、140)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡110具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面111於近光軸處為凸面，其像側面112於近光軸處為凹面。物側面111和像側面112皆為非球面。
第二透鏡120具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面121於近光軸處為凹面，其像側面122於近光軸處為凸面。物側面121和像側面122皆為非球面。
第三透鏡130具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面131於近光軸處為凹面，其像側面132於近光軸處為凸面。物側面131和像側面132皆為非球面。
第四透鏡140具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面141於近光軸處為凸面，其像側面142於近光軸處為凹面。物側面141和像側面142皆為非球面。物側面141於離軸處具有二反曲點和二臨界點，位於靠徑向外側的臨界點的部分物側面141為凸面，位於靠徑向內側的臨界點的部分物側面141為凹面。像側面142於離軸處具有一反曲點和一臨界點，位於臨界點的部分像側面142為凸面。
紅外線濾光片150為玻璃平板，其設置於第四透鏡140及成像面160之間(第四透鏡140的像側方向)，並不影響光學成像鏡頭的焦距。
這些元件的詳細參數請參照以下表一所示，其中光學成像鏡頭的焦距為f，光學成像鏡頭的光圈值為Fno，光學成像鏡頭中最大視角的一半為HFOV，且曲率半徑、表面間距及焦距的單位為公釐(mm)。
| 表一 | ||||||
| f = 1.87 mm，Fno = 2.08，HFOV = 43.5(度)，參考波長為 587.6 nm | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 表面間距 | 焦距 | 折射率 | 色散係數 | |
| 0 | 物體 | 平面 | 無限 | - | - | - |
| 1 | 光圈 | 平面 | -0.119302964 | - | - | - |
| 2 | 第一透鏡 | 0.856919052679944 | 0.299598334 | 2.202878 | 1.5445 | 55.99 |
| 3 | 2.60875521969514 | 0.216895413 | ||||
| 4 | 第二透鏡 | -2.64844218447996 | 0.170620228 | -8.20041 | 1.6713 | 19.243 |
| 5 | -5.19223484585967 | 0.142551788 | ||||
| 6 | 第三透鏡 | -1.04233335616173 | 0.343394009 | 1.385879 | 1.5445 | 55.99 |
| 7 | -0.48958747515763 | 0.118626659 | ||||
| 8 | 第四透鏡 | 1.46574450790008 | 0.246559456 | -1.67994 | 1.5445 | 55.99 |
| 9 | 0.530822571530234 | 0.543724446 | ||||
| 10 | 紅外線濾光片 | 平面 | 0.145 | - | 1.518 | 64.2 |
| 11 | 平面 | 0.211589564 | ||||
| 12 | 成像面 | 平面 | - | - | - | - |
上述各透鏡的非球面的曲線方程式表示如下：
其中，X為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為非球面曲線上的點與光軸的垂直距離；R為曲率半徑；k：錐面係數；以及Ai：第i階非球面係數。
第一實施例中的非球面數據如表二所示，表面2到9依序表示由物側至像側的表面，k為非球面曲線方程式中的錐面係數，A4到A14則表示各表面第4到14階非球面係數。
| 表二：非球面係數 | ||||
| 表面 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| K= | -3.25049E+00 | -7.00785E+01 | 2.43843E+01 | 7.96255E+01 |
| A4= | 8.02807E-01 | 4.59343E-01 | -1.04588E+00 | -3.35511E-01 |
| A6= | -5.03831E+00 | -9.16699E+00 | -2.96786E+00 | 1.92769E+00 |
| A8= | 6.64518E+01 | 8.08623E+01 | 2.98288E+01 | -2.99257E+01 |
| A10= | -5.10646E+02 | -5.63988E+02 | -5.48405E+02 | 9.08357E+01 |
| A12= | 1.94600E+03 | 1.85033E+03 | 3.10531E+03 | -1.30703E+01 |
| A14= | -3.07488E+03 | -2.49380E+03 | -4.97416E+03 | -1.78777E+01 |
| 表面 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| K= | -1.49726E+01 | -9.22405E-01 | -2.15829E+00 | -5.13648E+00 |
| A4= | -7.67883E-01 | 1.62077E+00 | -9.02569E-01 | -5.31484E-01 |
| A6= | 1.14618E+01 | -5.65325E+00 | 9.20148E-01 | 6.37673E-01 |
| A8= | -6.03729E+01 | 2.31035E+01 | -3.75127E-01 | -5.95682E-01 |
| A10= | 1.58704E+02 | -4.16117E+01 | 1.31091E-02 | 3.55957E-01 |
| A12= | -2.00990E+02 | 3.27777E+01 | 3.35168E-02 | -1.20424E-01 |
| A14= | 9.30516E+01 | -9.50515E+00 | -6.77385E-03 | 1.74797E-02 |
第一實施例的光學成像鏡頭的各個參數代入上述條件(1)至(11)的結果如表三所示，其中第一透鏡110的阿貝數為Vd1，第二透鏡120的阿貝數為Vd2，第三透鏡130的阿貝數為Vd3，第四透鏡140的阿貝數為Vd4，第一透鏡110的物側面111和像側面112於光軸上的距離為CT1，第二透鏡120的物側面121和像側面122於光軸上的距離為CT2，第三透鏡130的物側面131和像側面132於光軸上的距離為CT3，第四透鏡140的物側面141和像側面142於光軸上的距離為CT4，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f4，四片透鏡的折射率中最小折射率為Nmin，最大折射率為Nmax，光學成像鏡頭的焦距為f，第一透鏡110的物側面111至成像面160於光軸上的距離為TTL，第二透鏡120的物側面121的曲率半徑為R4，第二透鏡120的像側面122的曲率半徑為R5，第二透鏡120的物側面121至第三透鏡130的物側面131於光軸上的距離為Dr4r6，第二透鏡120的物側面121至第三透鏡130的像側面132於光軸上的距離為Dr4r7，第三透鏡130的像側面132至第四透鏡140的物側面141於光軸上的距離為Dr7r8，並且光學成像鏡頭的最大視場角為FOV。
| 表三 | |||
| Vd1/CT1 | 186.88355 | (|f1|+|f3|)/(|f2|+|f4|) | 0.3632215 |
| Vd2/CT2 | 112.78264 | Nmax-Nmin | 0.1268 |
| Vd3/CT3 | 163.04885 | Dr4r6/TTL | 0.128425 |
| Vd4/CT4 | 227.08519 | (R4-R5)/(R4+R5) | -0.324435 |
| Dr7r8×100/TTL | 14.975483 | f3/f | 0.7411119 |
| Dr4r7/f | 0.4145415 | Vd4-Vd2＞35 | 36.747 |
| FOV | 87 |
由表三可知，第一實施例的光學成像鏡頭皆符合上述條件(1)至(11)。
＜第二實施例＞
請參考圖3和4所示，本發明根據第一實施例所提供的一種光學成像鏡頭由物側至像側依序包含一光圈200、一第一透鏡210、一第二透鏡220、一第三透鏡230、一第四透鏡240、一紅外線濾光片250和一成像面260，且成像面260上設置有一電子感光元件270。光學成像鏡頭包含四片透鏡(210、220、230、240)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡210具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面211於近光軸處為凸面，其像側面212於近光軸處為凸面。物側面211和像側面212皆為非球面。
第二透鏡220具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面221於近光軸處為凹面，其像側面222於近光軸處為凹面。物側面221和像側面222皆為非球面。
第三透鏡230具有正屈折力，且為塑膠材質，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。物側面231和像側面232皆為非球面。
第四透鏡240具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面241於近光軸處為凸面，其像側面242於近光軸處為凹面。物側面241和像側面242皆為非球面。物側面241於離軸處具有二反曲點和二臨界點，位於靠徑向外側的臨界點的部分物側面241為凸面，位於靠徑向內側的臨界點的部分物側面241為凹面。像側面242於離軸處具有一反曲點和一臨界點，位於臨界點的部分像側面242為凸面。
紅外線濾光片250為玻璃平板，其設置於第四透鏡240及成像面270之間(第四透鏡240的像側方向)，並不影響光學成像鏡頭的焦距。
這些元件的詳細參數請參照以下表四所示，其中光學成像鏡頭的焦距為f，光學成像鏡頭的光圈值為Fno，光學成像鏡頭中最大視角的一半為HFOV，且曲率半徑、表面間距及焦距的單位為公釐(mm)。
| 表四 | ||||||
| f = 1.9 mm，Fno = 2.08，HFOV = 44度，參考波長為 587.6 nm | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 表面間距 | 焦距 | 折射率 | 色散係數 | |
| 0 | 物體 | 平面 | 無限 | - | - | - |
| 1 | 光圈 | 平面 | -0.057767448 | - | - | - |
| 2 | 第一透鏡 | 1.34373826578171 | 0.34359251 | 2.30757 | 1.5445 | 55.99 |
| 3 | -18.526884087454 | 0.254816964 | ||||
| 4 | 第二透鏡 | -7.51814914845191 | 0.224241029 | -5.13842 | 1.6713 | 19.243 |
| 5 | 6.56282360258329 | 0.116764115 | ||||
| 6 | 第三透鏡 | -1.07494190145571 | 0.457682398 | 1.399363 | 1.5445 | 55.99 |
| 7 | -0.513939551550313 | 0.018923181 | ||||
| 8 | 第四透鏡 | 1.14357944077624 | 0.352527336 | -2.04476 | 1.5445 | 55.99 |
| 9 | 0.503527692812042 | 0.638255686 | ||||
| 10 | 紅外線濾光片 | 平面 | 0.145 | - | 1.518 | 64.2 |
| 11 | 平面 | 0.211589564 | ||||
| 12 | 成像面 | 平面 | - | - | - | - |
第二實施例中的非球面數據如表五所示，各個參數代入上述條件(1)至(11)的結果如表六所示，且第二實施例的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。
| 表五：非球面係數 | ||||
| 表面 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| K= | -8.27705E+01 | 1.48740E+01 | -6.83118E+01 | 7.65203E+01 |
| A4= | 3.08728E+00 | -4.47437E-01 | -1.25761E+00 | -7.58980E-01 |
| A6= | -3.78722E+01 | -4.49341E+00 | 3.50916E-01 | 2.14399E+00 |
| A8= | 3.12392E+02 | 3.88552E+01 | -2.06444E+01 | -1.41033E+01 |
| A10= | -1.63570E+03 | -2.20044E+02 | 1.17680E+02 | 4.23696E+01 |
| A12= | 4.65320E+03 | 6.18958E+02 | -1.66358E+02 | -4.35033E+01 |
| A14= | -5.54256E+03 | -6.87038E+02 | 3.19018E+01 | 8.24935E+00 |
| 表面 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| K= | -1.89847E+01 | -8.54267E-01 | -3.17657E+00 | -4.56623E+00 |
| A4= | -1.03248E+00 | 1.04452E+00 | -7.24543E-01 | -3.67673E-01 |
| A6= | 7.42482E+00 | -3.09791E+00 | 1.07230E+00 | 4.29899E-01 |
| A8= | -3.01873E+01 | 7.76739E+00 | -1.14060E+00 | -3.90140E-01 |
| A10= | 7.03425E+01 | -7.91010E+00 | 7.44156E-01 | 2.13154E-01 |
| A12= | -7.92031E+01 | 4.51131E+00 | -2.52285E-01 | -6.43494E-02 |
| A14= | 3.22034E+01 | -1.47454E+00 | 3.42815E-02 | 8.17650E-03 |
| 表六 | |||
| Vd1/CT1 | 162.95466 | (|f1|+|f3|)/(|f2|+|f4|) | 0.5160579 |
| Vd2/CT2 | 85.813912 | Nmax-Nmin | 0.1268 |
| Vd3/CT3 | 122.33374 | Dr4r6/TTL | 0.1234009 |
| Vd4/CT4 | 158.82456 | (R4-R5)/(R4+R5) | 14.73945 |
| Dr7r8×100/TTL | 13.441828 | f3/f | 0.7365068 |
| FOV | 88 |
由表六可知，第二實施例的光學成像鏡頭皆符合上述條件(1)至(11)。
＜第三實施例＞
請參考圖5和6所示，本發明根據第一實施例所提供的一種光學成像鏡頭由物側至像側依序包含一光圈300、一第一透鏡310、一第二透鏡320、一第三透鏡330、一第四透鏡340、一紅外線濾光片350和一成像面360，且成像面360上設置有一電子感光元件。光學成像鏡頭包含四片透鏡(310、320、330、340)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡310具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面311於近光軸處為凸面，其像側面312於近光軸處為凹面。物側面311和像側面312皆為非球面。
第二透鏡320具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面321於近光軸處為凹面，其像側面322於近光軸處為凸面。物側面321和像側面322皆為非球面。
第三透鏡330具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側面331於近光軸處為凹面，其像側面332於近光軸處為凸面。物側面331和像側面332皆為非球面。
第四透鏡340具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側面341於近光軸處為凸面，其像側面342於近光軸處為凹面。物側面341和像側面342皆為非球面。物側面341於離軸處具有二反曲點和二臨界點，位於靠徑向外側的臨界點的部分物側面341為凸面，位於靠徑向內側的臨界點的部分物側面341為凹面。像側面342於離軸處具有一反曲點和一臨界點，位於臨界點的部分像側面342為凸面。
紅外線濾光片350為玻璃平板，其設置於第四透鏡340及成像面370之間(第四透鏡340的像側方向)，並不影響光學成像鏡頭的焦距。
這些元件的詳細參數請參照以下表七所示，其中光學成像鏡頭的焦距為f，光學成像鏡頭的光圈值為Fno，光學成像鏡頭中最大視角的一半為HFOV，且曲率半徑、表面間距及焦距的單位為公釐(mm)。
| 表七 | ||||||
| f = 2.24 mm，Fno = 2.05，HFOV = 38.7度，參考波長為 587.6 nm | ||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 表面間距 | 焦距 | 折射率 | 色散係數 | |
| 0 | 物體 | 平面 | 無限 | - | - | - |
| 1 | 光圈 | 平面 | -0.146370443 | - | - | - |
| 2 | 第一透鏡 | 1.04389493887677 | 0.418022841 | 2.445362 | 1.5445 | 55.99 |
| 3 | 4.10074677055852 | 0.23534438 | ||||
| 4 | 第二透鏡 | -2.95151209223564 | 0.277674914 | -5.01177 | 1.6613 | 20.373 |
| 5 | -26.1365401952144 | 0.190497209 | ||||
| 6 | 第三透鏡 | -3.0068050316139 | 0.445410079 | 1.523661 | 1.5445 | 55.99 |
| 7 | -0.686000561359037 | 0.270250457 | ||||
| 8 | 第四透鏡 | 4.81815485095052 | 0.30232429 | -1.6257 | 1.5445 | 55.99 |
| 9 | 0.733241118106954 | 0.488520207 | ||||
| 10 | 紅外線濾光片 | 平面 | 0.21 | - | 1.518 | 64.2 |
| 11 | 平面 | 0.12028083 | ||||
| 12 | 成像面 | 平面 | - | - | - | - |
第三實施例中的非球面數據如表八所示，各個參數代入上述條件(1)至(11)的結果如表九所示，且第三實施例的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。
| 表八：非球面係數 | ||||
| 表面 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| K= | -4.15861E+00 | -1.12053E+01 | 2.20287E+01 | 1.05054E+01 |
| A4= | 3.48647E-01 | -1.96300E-01 | -6.05471E-01 | -1.78057E-01 |
| A6= | 1.11979E+00 | -1.64960E-01 | -6.93379E-01 | -9.08795E-01 |
| A8= | -1.06430E+01 | -4.26903E+00 | -1.19606E+00 | 2.74587E+00 |
| A10= | 3.78249E+01 | 1.06562E+01 | -9.87553E+00 | -8.91092E+00 |
| A12= | -5.68448E+01 | -2.57960E+01 | 4.83148E+01 | 1.96838E+01 |
| A14= | 7.34951E+00 | 1.42097E+01 | -1.84982E+01 | -1.14719E+01 |
| 表面 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| K= | -2.20688E+01 | -8.38824E-01 | 3.74912E+00 | -5.16702E+00 |
| A4= | 1.39338E-01 | 5.56899E-01 | -5.77876E-01 | -3.33222E-01 |
| A6= | -1.12771E-01 | -7.86932E-01 | 6.91069E-01 | 3.62537E-01 |
| A8= | 9.27513E-01 | 1.77561E+00 | -5.72752E-01 | -2.83508E-01 |
| A10= | -3.53807E+00 | 4.82282E-02 | 3.69613E-01 | 1.33009E-01 |
| A12= | 5.77991E+00 | -2.30401E+00 | -1.47509E-01 | -3.40362E-02 |
| A14= | -3.58607E+00 | 1.20945E+00 | 2.44073E-02 | 3.58926E-03 |
| 表九 | |||
| Vd1/CT1 | 133.94005 | (|f1|+|f3|)/(|f2|+|f4|) | 0.5979727 |
| Vd2/CT2 | 73.36997 | Nmax-Nmin | 0.1168 |
| Vd3/CT3 | 125.70438 | Dr4r6/TTL | 0.1582558 |
| Vd4/CT4 | 185.19848 | (R4-R5)/(R4+R5) | -0.797064 |
| Dr7r8×100/TTL | 19.354693 | f3/f | 0.6802058 |
| FOV | 77.4 |
由表九可知，第三實施例的光學成像鏡頭皆符合上述條件(1)至(11)。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然而這些實施例並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動、潤飾與各實施態樣的組合，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
100:光圈
110:第一透鏡
111:第一透鏡的物側面
112:第一透鏡的像側面
120:第二透鏡
121:第二透鏡的物側面
122:第二透鏡的像側面
130:第三透鏡
131:第三透鏡的物側面
132:第三透鏡的像側面
140:第四透鏡
141:第四透鏡的物側面
142:第四透鏡的像側面
150:紅外線濾光片
160:成像面
170:電子感光元件
200:光圈
210:第一透鏡
211:第一透鏡的物側面
212:第一透鏡的像側面
220:第二透鏡
221:第二透鏡的物側面
222:第二透鏡的像側面
230:第三透鏡
231:第三透鏡的物側面
232:第三透鏡的像側面
240:第四透鏡
241:第四透鏡的物側面
242:第四透鏡的像側面
250:紅外線濾光片
260:成像面
270:電子感光元件
300:光圈
310:第一透鏡
311:第一透鏡的物側面
312:第一透鏡的像側面
320:第二透鏡
321:第二透鏡的物側面
322:第二透鏡的像側面
330:第三透鏡
331:第三透鏡的物側面
332:第三透鏡的像側面
340:第四透鏡
341:第四透鏡的物側面
342:第四透鏡的像側面
350:紅外線濾光片
360:成像面
370:電子感光元件
CT1:第一透鏡的物側面和像側面於光軸上的距離
CT2:第二透鏡的物側面和像側面於光軸上的距離
CT3:第三透鏡的物側面和像側面於光軸上的距離
CT4:第四透鏡的物側面和像側面於光軸上的距離
Dr4r6:第二透鏡的物側面至第三透鏡的物側面於光軸上的距離
Dr4r7:第二透鏡的物側面至第三透鏡的像側面於光軸上的距離
Dr7r8:第三透鏡的像側面至第四透鏡的物側面於光軸上的距離
TTL:第一透鏡的物側面至成像面於光軸上的距離
C:臨界點
P:反曲點
在結合以下附圖研究了詳細描述之後，將發現本發明的其他方面及其優點：
圖1係為根據本發明第一實施例所繪製的光學成像鏡頭的示意圖；
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係為根據本發明第二實施例所繪製的光學成像鏡頭的示意圖；
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係為根據本發明第三實施例所繪製的光學成像鏡頭的示意圖；
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；以及
圖7係為本發明第一實施例的光學成像鏡頭的參數和特徵的示意圖。
100:光圈
110:第一透鏡
111:第一透鏡的物側面
112:第一透鏡的像側面
120:第二透鏡
121:第二透鏡的物側面
122:第二透鏡的像側面
130:第三透鏡
131:第三透鏡的物側面
132:第三透鏡的像側面
140:第四透鏡
141:第四透鏡的物側面
142:第四透鏡的像側面
150:紅外線濾光片
160:成像面
170:電子感光元件
Claims (12)
- 一種光學成像鏡頭，包含四片透鏡，每個該透鏡包含朝向物側的物側面和朝向像側的像側面，該些透鏡由該物側至該像側依序包含： 一第一透鏡，具有正屈折力，該第一透鏡的該物側面於近光軸處為凸面； 一第二透鏡，具有負屈折力，該第二透鏡的該物側面於近光軸處為凹面； 一第三透鏡，具有正屈折力，該第三透鏡的該物側面於近光軸處為凹面，該第三透鏡的該像側面於近光軸處為凸面；以及 一第四透鏡，具有負屈折力，該第四透鏡的該物側面於近光軸處為凸面，該第四透鏡的該物側面於離光軸處為凹面，該第四透鏡的該像側面於近光軸處為凹面，該第四透鏡的該像側面於離光軸處為凸面； 其中，該第一透鏡的阿貝數為Vd1，該第二透鏡的阿貝數為Vd2，該第三透鏡的阿貝數為Vd3，該第四透鏡的阿貝數為Vd4，該第一透鏡的該物側面和該像側面於一光軸上的距離為CT1，該第二透鏡的該物側面和該像側面於該光軸上的距離為CT2，該第三透鏡的該物側面和該像側面於該光軸上的距離為CT3，該第四透鏡的該物側面和該像側面於該光軸上的距離為CT4，該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2、該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該些透鏡的折射率中最小折射率為Nmin，該些透鏡的該些折射率中最大折射率為Nmax，且該光學成像鏡頭滿足下列條件： Vd2/CT2≤ Vd3/CT3≤Vd1/CT1； 100≤ Vd4/CT4≤250； 0.2＜ (| f1|+| f3|)/(| f2 |+| f4 |)＜1.0；或 0.11≤Nmax-Nmin。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足下列條件： 150≤ Vd4/CT4≤230； 其中，Vd4為該第四透鏡的該阿貝數，並且CT4為該第四透鏡的該物側面和該像側面於該光軸上的該距離。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足下列條件： 0.3＜ (| f1 |+| f3|)/(| f2 |+| f4 |)＜0.6； 其中，f1為該第一透鏡的該焦距，f2為該第二透鏡的該焦距，f3為該第三透鏡的該焦距，並且f4為該第四透鏡的該焦距。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足下列條件： Dr4r6/TTL＜0.16； 其中，Dr4r6為該第二透鏡的該物側面至該第三透鏡的該物側面於該光軸上的距離，並且TTL為該第一透鏡的該物側面至一成像面於該光軸上的距離。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足下列條件： -1＜(R4-R5)/(R4+R5)＜15； 其中，R4為該第二透鏡的該物側面的曲率半徑，並且R5為該第二透鏡的該像側面的曲率半徑。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足下列條件： 0.65＜f3/f＜0.75； 其中，f3為該第三透鏡的該焦距，並且f為該光學成像鏡頭的焦距。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足下列條件： Vd4-Vd2＞35； 其中，Vd4為該第四透鏡的該阿貝數，並且Vd2為該第二透鏡的該阿貝數。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足下列條件： 10＜Dr7r8×100/TTL＜20； 其中，Dr7r8為該第三透鏡的該像側面至該第四透鏡的該物側面於該光軸上的距離，並且TTL為該第一透鏡的該物側面至一成像面於該光軸上的距離。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足下列條件： Dr4r7/f＜0.6； 其中，Dr4r7為該第二透鏡的該物側面至該第三透鏡的該像側面於該光軸上的距離，並且f為該光學成像鏡頭的焦距。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該光學成像鏡頭更滿足下列條件： FOV＞77度； 其中，FOV為該光學成像鏡頭的最大視場角。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該第一透鏡的該像側面於近光軸處為凹面，該第二透鏡的該像側面於近光軸處為凸面。
- 根據請求項1所述的光學成像鏡頭，其中該第一透鏡的該像側面於近光軸處為凸面，該第二透鏡的該像側面於近光軸處為凹面。
Priority Applications (1)
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Citations (1)
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-
2020
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|---|---|---|---|---|
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