TWM347577U - Four lenses imaging pickup system - Google Patents

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TWM347577U TW97209368U TW97209368U TWM347577U TW M347577 U TWM347577 U TW M347577U TW 97209368 U TW97209368 U TW 97209368U TW 97209368 U TW97209368 U TW 97209368U TW M347577 U TWM347577 U TW M347577U
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bo-yuan Shi
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E Pin Optical Industry Co Ltd
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M347577 camera)、行動電話（手機）等已具備取像裝置（鏡頭〉之 、 外，甚至個人數位辅助器（PDA)等裝置也有加上取像裝置 、 （鏡頭）的需求；而為了攜帶方便及符合人性化的需求， 取像裝置不僅需要具有良好的成像品質，同時也需要有較 小的體積（長度）與較低的成本。 應用於小型電子產品的取像鏡頭，習知上有二鏡片 式、三鏡片式、四鏡片式及五鏡片式以上之不同設計，然 而以成像品質考量，多鏡片式光學鏡頭在像差修正、光學 ⑩傳遞函數MTF(modulation transfer function)性能上較具優勢， 可使用於高畫素（pixel)要求的電子產品。在習知的四鏡片 式的光學取像鏡頭之結構設計之間的差異處或技術特徵， 則決定於以下各種因素的變化或組合而已：四個透鏡之間 對應配合之形狀設計不同，如新月型（meniscus shape )、 雙凸（bi-convex)、雙凹（bi-concave)等不同形狀透鏡，以達 不同正負屈光度（positive or negative refractive power )效果； 或四透鏡之間對應配合之凸面/凹面方向不同，以達光線 • 入射與出射的角度調整；或四透鏡之間對應配合之屈光度 正/負組合不同；或四透鏡之間的相關光學數據，如fs (取像鏡頭系統之有效焦距）、di (各光學面i間距 離）、Ri (各光學面i曲率半徑）等，以分別滿足不同的 條件；由上可知，就四鏡片式之光學取像鏡頭的設計而 論’該等習知技術在設計光學取像鏡頭技術領域，係針對 各種不同光學目的之應用，而產生不同的變化或組合，因 其使用透鏡形狀、組合、作用或功效不同，即可視為具有 新穎性（novelty )或進步性（inventive step )。 4 M347577 近年為應用於較高階的小型相機、照像手機、PDA等 產品，其取像鏡頭要求小型化、像差調整良好、高畫素、 甚至低成本；在各種小型化的四透鏡取像鏡頭設計中，習 知技術係以不同的正或負屈光度組合如美國專利 US2007/0081259、US7，177,098、US2003/0161051，歐洲專 利 EP1868021、EP1387199，日本專利 JP2005-164899、 JP2007-322844、JP2007-065374、JP2003-270530，台灣專利 TWI254140 > TWM313780 、TWM313245 及中國專 利 CN1573407、CN1873461、CN1892279 等；其中以正屈 光度之第一透鏡、負屈光度之第二透鏡、正屈光度之第三 透鏡、負屈光度之第四透鏡組合之設計，如美國專利 US2007014033、US2008/0024882、US7,215,492、 US7,321，474，歐洲專利EP1821129，日本專利 JP2007-225833 > JP2008-020893 > JP 2007-286153 ^ JP 2007-193195，台灣專利 TWM314860，中國專利 CN1815287 等，可趨向於良好的像差修正；尤其在第四透鏡上，在物 侧面上近光軸為凸面，向透鏡邊緣轉成凹面，曲率變化極 大，甚至在像侧面上近光軸為凹面，向透鏡邊緣轉成凸 面，此種鏡片在加工上有相當的困難，若使用玻璃材質則 在研磨或模造成型時不易控制面型，而使用塑膠射出成型 又面臨冷卻縮水(cooling shrinking)問題。因此，為改善此製 造困難，於第四透鏡使用簡單的面型將可增加製造良率， 如美國專利 US2007/0058256、US2007/0070234、US 2007/0242370、US2008/0043346，日本專利 JP2005-091666、JP2005-025174、JP2004_233654、 M347577 JP2007-219520 等。 • *音2，具有較短鏡長、且像差修正良好、符合高 •直素且低成本的設計，為使用者迫切的需求。然而，羽 技術所揭露之光學取像鏡頭，其鏡頭長仍應可進—步^ 小，甚至使用折射率較低的材料製成透鏡，可避:百 射率高價格高的材料，以獲得降低成本的功效；第二 的物侧，若使心面，可降⑽光與鬼觀象1更=二 步使用簡單的面型將可增加製造良率。因此，本創作提: • 更實用性的設計’以簡便地應用於高階的小型相機、昭後 手機等電子產品上。 【新型内容】 本創作主要目的乃在於提供一種四鏡片式光學取像鏡 頭’其沿著光軸排列由物侧（〇bject side )至像侧（丨邮软 side )依序包含：一具有正屈光度之新月型第一透鏡，其 凸面是面向物側，可為球面透鏡或至少有一光學面為非球 面；一孔徑光闌（aperturestop); 一具有負屈光度之新月 φ 盤弟一透知，其凸面是面向物侧，至少有一光學面為非球 面’ 一具有正屈光度之新月型第三透鏡，其凹面是面向物 側，至少有一光學面為非球面；及一在光軸上具有負屈光 度之雙凹型非球面之第四透鏡，且其像側之光學面在光學 有效區域内具有至少一個反曲點（inf[ecti〇n point)，且其物 側之光學面為一無反曲點之凹面所構成；又該光學取像鏡 頭可滿足以下條件： 0.25 < d2 + d4^d6 Λ <0.40
(4) (2)M347577 0.8 <2.7
Bf — 4〇〇/0^^z.<7〇〇/0 fs L〇$^31 + ^..<4,〇 R31-R32 其中，d2為光軸上第一透鏡像侧面至第二透鏡物侧面距 離’ d4為光軸上第二透鏡像侧面至第三透鏡物侧面距離， d6為光軸上第三透鏡像側面至第四透鏡物側面距離，Bf為 本取像鏡頭系統之後焦距(back focal length)，TL為光軸上 第一透鏡物侧面至成像面之距離，2ω為最大場視角 (maximumfieldangle)，fs為光學取像鏡頭之有效焦距 (effective focal length)，2Y 為成像最大對角線長（diagonal ofimagingheight)，R為第四透鏡像侧面之反曲點以垂直於 光軸與光軸交點之長度，Ht為第四透鏡像側面最大光學有
⑶
效點以垂直於絲與光轴交點之長度，R31為光軸上第四 透鏡物侧面之曲率半經，R32為光軸上第三透鏡像側面之 曲率半徑。 再者，該短鏡長之四鏡片式光學取像鏡頭之第 可使用球面、第四透鏡之物侧面可使用球面，以降低製= 更進-步’她鏡長之四鏡>^光學取像鏡 透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡，可使 = 於L63的玻璃或轉所製成，可免除使 以降低製作成本。 柯平之材料 7 M347577 藉，本創作可達短鏡長、良好像差修正及低成本的 ， 效果，藉以提昇光學取像鏡頭之應用性。 【實施方式】 % 為使本創作更加明確詳實，茲列舉較佳實施例並配合 下列圖示’將本創作之結構及技術特徵詳述如後： 參肫圖1所示，其係本創作之光學取像鏡頭1結構示 意圖，其沿著光軸Z排列由物侧（object side )至像側 (image side )依序包含··一第一透鏡丨丨、一孔徑光闌$、 • 一第二透鏡12、一第三透鏡13、一第四透鏡14、一紅外線 濾光片、一表玻璃16及一影像感測器17 ;取像時，物 (object )之光線是先經過第一透鏡u、第二透鏡12、第 三透鏡13、第四透鏡14後，再經過紅外線濾光片15及表玻 璃16而成像於影像感測器17之成像面（image)上。 該第一透鏡11為一新月型透鏡，其物側面R11為凸面 像側面R12為凹面，具有正屈光度’可利用折射率（队） 低於1.63玻螭或塑膠材質製成，又其物侧面R11或像側面 籲 可為球面或非球面所構成。 該第二透鏡12為一新月型透鏡，其物側面R2i為凸面 而像侧面R22為凹面，具有負屈光度’可利用折射率 (Nd)低於1.63破璃或塑膠材質製成，又其物側面及 像侧面R22為非球面所構成。 該第三透鏡13為一新月型透鏡，其物側面R3i為凹面 而像侧面R32為凸面，具有正屈光度，可利用折射率 (Nd)低於1·63破璃或塑膠材質製成，又其物侧面及 像側面R32為非球面所構成，為使具有良好的光學效果， M347577 光學面R31及像側面R32可滿足式（5)之條件。 . 該第四透鏡14為一雙凹型透鏡，具有負屈光度，可利 用折射率（Nd)低於1.63玻璃或塑膠材質製成；其物側面 % R41可為球面或非球面且為一無反曲點之曲面，即由物側 面R41之透鏡中心向透鏡邊緣之光學有效區域内為一無反 曲點之凹面；其像侧面R42為非球面，自透鏡中心向透鏡 邊緣之光學有效區域内具有至少一個反曲點，其斷面如圖 2所示，形成中央下凹而兩邊凸出，因此在凹凸弧面轉變 > 之間形成一反曲點；當以任一切線經過反曲點並與光軸以 垂直交叉，自反曲點至光軸距離為負屈光度範圍之透鏡高 度，記為EL，即為反曲點以垂直於光軸與光軸交點之長 度；像侧面R42之最大光學有效點以垂直於光軸與光軸之 垂直距離，記為Ht ; H-與Ht的比值為正屈光度變換至負屈 光度的範圍大小，為能有良好的成像效果，此範圍應大於 40%為較佳，但要使曲面變化率降低以易於製造，其範圍 應小於70%為較佳，即滿足式（3)條件。 J 該孔徑光闌（aperture stop ) S係屬於一種中置光圈， 其係設於第一透鏡11與第二透鏡12之間；該紅外線濾光片 (IRcut-offftlter ) 15可為一鏡片，或利用鍍膜技術形成一 具有紅外線濾光功能之薄膜貼附於表玻璃16上；該表玻璃 16為一透明玻璃片，其為保護該透鏡表面及維持透鏡之組 合與各透鏡間距不變；該影像感測器（image sensing chip) 17包含CCD (電荷藕合裝置）或CMOS (互補型金屬氧化 物半導體），可將影像轉變成電子信號。 取像時，物（object )之光線是先經過第一透鏡11、 9 M347577 孔徑光闌S、第二透鏡12、第三透鏡13及第四透鏡14後， • 再經過紅外線濾光片15與表玻璃16而成像於影像感測器17 上。 本創作之光學取像鏡頭1在各透鏡之光學面球面或非 球面曲面之曲率半徑、曲面形狀及透鏡厚度（dl 、d3、d5 及d7)與空氣間距（d2、d4、d6、d8及dll)光學組合後， 可具有良好光學像差之修正，並使光學取像鏡頭1之鏡頭 長滿足式（4)條件、場視角ω與後焦距Bf關係滿足式（2) _ 條件。 在光學取像鏡頭1之光學設計上，若使用複雜的光學 面面型，可較為容易獲得所需要的光學效果，但相對也帶 來不易製造的缺點。使用曲面變化大的透鏡設計，若使用 研磨玻璃製成，其具有極大的製造困難；若使用模造玻璃 製成，其因曲面變化率高，不良率也高；若使用塑膠製 成，其塑膠模具設計不易，再因曲率變化大，使熔融流動 較不均勻，易產生縮水現象變形或脈紋，尤以第四透鏡14 • 最難製造。本創作之光學取像鏡頭1採用儘量減少光學面 之曲面變化，尤以第四透鏡14之物側光學面R41，滿足該 光學面為無反曲點之球面或非球面所構成及式（5)的條 件，減少製造困難，減低成本。 在光學取像鏡頭1之光學設計上，其非球面之光學面 係使用非球面之方程式（Aspherical Surface Formula )式（6) z = ch2 1 + ^/(1-(1 + 幻(^2) 十i44//4十木/^6十為λ8十乂10办10十^412/ϊ12十為4/^14 ⑹ M347577 其中，c是曲率，h為鏡片高度，K為圓錐係數（Conic Constant )、A4、A6、A8、A10、A12、A14 分別四、 六、八、十、十二、十四階的非球面係數（Nth Order Aspherical Coefficient)。 玆列舉較佳實施例，並分別說明如下： <第一實施例>
請參考圖3、4所示，其分別係本創作光學取像鏡頭 1第一實施例之光路結構示意圖、成像之球面像差 (spherical aberration)、場曲（field curvature )與成像之畸變 (distortion )圖。 表（一） fs= :3.7484 Fno= :2.8 2ω= 62 Surface Lens Radius Thickness Nd Vd Object 1 Rll 1.2961 0.6000 1.59 61.20 2(Stop) R12 11.9461 0.0500 3 *R21 4.8326 0.3000 1.61 26.32 4 *R22 1.6841 0.7110 5 *R31 -2.3929 0.6578 1.53 55.74 6 *R32 -1.0047 0.3432 7 R41 -1.7430 0.4500 1.53 55.74 8 *R42 6.6313 0.3500 9 IR OO 0.3000 1.52 64.20 10 Cover oo 0.4000 1·53 62.20 11 0.1249 image * aspherical surface 上列表（一）中分別列有由物侧至像侧依序編號之光 學面號碼（surfacenumber )、在光軸上各光學面之曲率半 徑 R (單位：mm ) (the radius of curvature R )、光軸上各 M347577 面之間距 di (單位：mm ) ( the on-axis surface spacing )， • 各透鏡之折射率（Ndi )、各透鏡之阿貝數(Abbe’s number)vdi 〇又在表（一）中，光學面（Surface)有標註*者 為非球面光學面，Rll、R12分別表示第一透鏡11之物侧 面與像側面，R21、R22分別表示第二透鏡12之物側面與 像側面，R31、R32分別表示第三透鏡13之物侧面與像侧 面，R41、R42分別表示第四透鏡14之物侧面與像侧面， Fno為光學取像鏡頭1之焦距比(fnumber)，fs為取像鏡頭 > 之有效焦距，2ω為光學取像鏡頭1之場視角。 下列表（二）列有各光學面之非球面式（6)之各項係 數： 表（二） K A4 A6 A8 A10 A12 A14 *R21 -Π279Ε+02 1.3270E-02 4.3947E-01 -3.5679E+00 1.2240E+01 -1.5445E+01 0.0000E+00 *R22 1.0779E+00 6.7567E-02 5.4278E-02 1.3749E-01 -3.8739E-01 1.7296E+00 -2.2285E+00 *R31 1.7950E-01 -U257E-01 -Π236Ε-01 2.1514E-01 -2.6985E-01 -2.1555E-01 4.0792E-01 *R32 -1.2723E+00 5.6656E-02 -1.9035E-01 2.5571E-01 -2.4542E-01 1.0941E-01 -1.5038E-02 *R42 -2.5677E+01 -5.3880E-02 3.1848E-03 -1.6604E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 本實施例中，第一透鏡11係利用折射率Ndi為1.59、 阿貝數vdl為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12係利用折射 率Nd2為1.61、阿貝數vd2為26.32的塑膠材質製成；第三透 鏡13係利用折射率Nd3為1.53、阿貝數Vd3為55·74的塑膠材 質製成；第四透鏡14係利用折射率Ημ為1·53、阿貝數vd4 為55.74的塑膠材質製成；紅外線濾光片15係使用 BK7-SCH0TT玻璃材質製成，表玻璃16係使用 AF45-SCHOTT玻璃材質製成。 12 M347577 本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3·7484 mm、後焦距Bf為3.0443mm ;物侧面R41為埭面且為無反 曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜光與鬼影現象； 像側面R42之有效徑高Ht為1.8012mm、其光學面之反曲點 至光軸高度Η·為0.9687mm ;在光軸上，由第〜透鏡n之物 側面R11到影像感測器17的成像面距離TL為428mm ; 即， = 0.2946
d^2 + dA + d6 """Is~~ =0.8842 Y · tan(iy)
Bf 厂 1.1436 R31 + R32 R31-R32 =2.4474 可以滿足條件式（1)〜式（5)。 • 由上述表（一）、表（二）及圖3至圖4所示，藉此 可證明本創作之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取 像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度，而提昇本創作之應用性。 <第二實施例> 請參考圖5、6所示，其分別係本創作光學取像鏡頭 1第二實施例之光路結構示意圖、成像之球面像差、場曲 與成像之畸變圖。 下列表（三）中分別列有由物侧至像侧依序編號之光 學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光轴上各面 13 M347577 之間距di ’各透鏡之折射率（Ndi )、各透鏡之阿貝數
Vdi 0 表（三） fs= =3.747 Fno= = 2.8 2ω= =62 Surface Lens Radius Thickness Nd Vd Object 1 Rll 1.2961 0.6000 1.59 61.2 2(Stop) R12 11.9461 0.0500 3 *R21 4.8326 0.3000 1.61 26.32 4 *R22 1.6841 0.7110 5 *R31 -2.3929 0.6578 1.53 55.74 6 *R32 -1.0047 0.3432 7 *R41 -1.7430 0.4500 L53 55.74 8 *R42 6.6313 0.0500 9 IR OO 0.3000 1.52 64.2 10 Cover oo 0.4000 1.53 62.2 11 0.1249 image * aspherical surface 下列表（四）列有各光學面之非球面式（6)之各項係 數： 表（四） K A4 A6 A8 A10 A12 A14 *R21 -7.2343E+01 5.5556E-02 3.8977E-01 -3.5718E+00 1.2529E+01 -1.5871E+01 0.0000E+00 *R22 9.7463E-01 6.5533E-02 3.4367E-02 2.0229E-01 -5.0848E-01 1.6684E+00 -1.8190E+00 *R31 1.5333E+00 -1.4861E-01 -3.7726E-02 2.3733E-01 -3.6884E-01 -2.7752E-01 5.5890E-01 *R32 -1.0143E+00 4.5169E-02 -1.2840E-01 2.4696E-01 -2.5527E-01 1.1133E-01 -1.0741E-02 *R41 -5.1867E+00 9.9161E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 *R42 -1.2659E+00 -5.4399E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 本實施例中，第一透鏡11係利用折射率Ndl為1.59、 阿貝數vdl為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12係利用折射 率Nd2為1.61、阿貝數vd2為26.32的塑膠材質製成；第三透 14 M347577 鏡13係利用折射率Nd3為1·53、阿貝數vd3為55.74的塑膠材 質製成；第四透鏡14係利用折射率Nd4為ι·53、阿貝數Vd4 k 為55.74的塑膠材質製成；紅外線濾光片15係使用 BK7_SCH0TT玻璃材質製成，表玻璃16係使用 AF45_SCHOTT玻璃材質製成。 本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距f*s為3.747 mm、 後焦距Bf為3.0443mm ;物側面R41為非球面，沒有反曲 點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜光與 ί 鬼影現象；像侧面R42之有效徑兩Ht為1 ·8965ιηηι、其光學 面之反曲點至光軸高度R為0.819mm ;在光軸上，由第一 透鏡11之物侧面R11到影像感測器17的成像面距離TL為 3.99mm ;即， = 0.2947 d2 + dA + d6 Is~~ Y ♦ tan(6>) Bf = 0.8842
- = 43.2%
TL
1.064 2.4474 R31 + R32 R31-R32 可以滿足條件式（1)〜式（5)。 由上述表（三）、表（四）及圖5至圖6所示，藉此 可證明本創作之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取 像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。 15 1347577 <第三實施例> . 請參考圖7、8所示，其分別係本創作光學取像鏡頭 1第三實施例之光路結構示意圖、成像之球面像差、場曲 與成像之畸變圖。 下列表（五）中分別列有由物側至像側依序編號之光 學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各面 之間距di，各透鏡之折射率（Ndi )、各透鏡之阿貝數
Vdi 0
表（五） fs= :3.7186 Fno= :2.8 2ω= 62 Surface Lens Radius Thickness Nd Vd
Object 1 Rll 2(Stop) *R12 3 *R21 4 *R22 5 *R31 6 *R32 7 *R41 8 *R42 1.7142 44.0890 1.0007 0.0598 1.59 61.2 8.0779 3.0039 0.3000 0.5830 1.59 61.2 -2.2239 -0.9747 0.9226 0.4810 1.58 59.4 -1.4376 9.3913 0.4000 0.3035 1.58 59.4 OO 0.3000 1.52 64.2 oo 0.4000 0.0331 1.53 62.2
9 IR 10 Cover 11 image_ * aspherical surface 下列表（六）列有各光學面之非球面式（6)之各項係 數： 表（六） 16 M347577 K A4 A6 A8 A10 A12 A14 *R12 5.7043E+03 1.0362E-01 -1.4221E-01 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 *R21 -5.4186E+00 1.2622E-01 3.1406E-01 •3.7062E+00 1.3180E+01 -1.6266E+01 0.0000E+00 *R22 -1.1271E+00 7.1043E-02 -5.2649E-02 1.0406E-01 -2.6344E-01 1.0380E+00 -5.6416E-01 *R31 1.5959E+00 -1.6426E-01 -5.0003E-02 2.3814E-01 4.2407E-01 -2.2859E-01 8.0096E-01 *R32 -7.3641E-01 5.8734E-02 4.2788E-01 2.3658E-01 -2.4453E-01 1.1636E-01 -1.2160E-02 *R41 -3.0797E+00 2.0432E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 *R42 •5.5640E-03 -3.8142E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 本實施例中，第一透鏡11係利用折射率Ndi為1.59、 阿貝數vdl為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12係利用折射 率Nd2為1.59、阿貝數vd2為61.2的玻璃材質製成；第三透 _ 鏡13係利用折射率Nd3為1.58、阿貝數vd3為59.4的玻璃材 質製成；第四透鏡14係利用折射率Nd4為1.58、阿貝數vd4 為59.4的玻璃材質製成；紅外線濾光片15係使用 BK7_SCH0TT玻璃材質製成，表玻璃16係使用 AF45-SCHOTT玻璃材質製成。 本實施例之光學取像鏡頭1有政焦距fs為3.7186 mm、後焦距Bf為1.0366mm ;物侧面R41為非球面，沒有 反曲點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜 φ 光與鬼影現象；像侧面R42之有效徑高氏為2.〇289111111、其 光學面之反曲點至光軸高度H_為0.9075mm ;在光軸上，由 第一透鏡11之物侧面R11到影像感測器17的成像面距離 TL 為 4.78mm ;即， ^±^11^ = 0.3022 fs ^^ = 2.5968 Bf — = 44.7% 17 M347577 TLJs 1.2864 j?31 + i?32 R31-R32 =2.5606 可以滿足條件式（1)〜式（5)。 由上述表（五）、表（六）及圖7至圖8所示，藉此 可證明本創作之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取 像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。 <第四實施例> • 參考圖9、10，其分別係實施例之光路結構示意圖、 成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。 表（七） fs= =3.75 Fno= 2.8 2ω= 62 Surface Lens Radius Thickness Nd Vd Object 1 Rll 1.3150 0.6000 1.59 61.2 2(Stop) *R12 63.5630 0.0500 3 *R21 5.4564 0.3000 1.61 26.32 4 *R22 1.5731 0.6485 5 *R31 -1.9216 0.5858 1.53 55.74 6 *R32 -1.0169 0.4528 7 *R41 -1.9200 0.4500 1.53 55.74 8 *R42 14.9300 0.3500 9 IR OO 0.3000 1.52 64.2 10 Cover oo 0.4000 1.53 62.2 11 OO 0.1437 image aspherical surface
上列表（七）中分別列有由物侧至像侧依序編號之光 學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各面 之間距di，各透鏡之折射率（Ndi )、各透鏡之阿貝數 M347577
Vdi。下列表（八）列有各光學面之非球面式（6)各項係 數： 表（八） K A4 A6 A8 A10 A12 A14 *R12 -8.3779E-01 1.0200E-01 -1.1879E-01 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 *R21 -3.1100E+01 1.1842E-01 3.6418E-01 -3.9743E+00 1.3320E+01 -1.6265E+01 0.0000E+00 *R22 7.6219E-01 7.4505E-02 -4.6037E-02 2.3289E-01 -2.1494E-01 7.1997E-01 -9.8624E-01 *R31 3.9534E-01 -1.2191E-01 -4.2525E-02 2.4137E-01 -4.5088E-01 2.5330E-01 7.7671E-01 *R32 -8.4216E-01 4.5005E-02 -1.1982E-01 2.3549E-01 -2.4629E-01 1.1656E-01 -1.0718E-02 *R41 -5.8360E+00 1.2068E-02 0.0000E 十 00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 *R42 3.5714E-01 -4.548 IE-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 本實施例中，第一透鏡11係利用折射率Ndl為1·59、 阿貝數vdl為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12係利用折射 率Nd2為1.61、阿貝數vd2為26·32的塑膠材質製成；第三透 鏡13係利用折射率Nd3為1.53、阿貝數vd3為55.74的塑膠材 質製成；第四透鏡14係利用折射率Nd4為1.53、阿貝數vd4 為55.74的塑膠材質製成；紅外線濾光片15係使用 BK7-SCH0TT玻璃材質製成，表玻璃16係使用 AF45-SCHOTT玻璃材質製成。 本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.750mm、 後焦距Bf為1.1936mm ;物側面R41為非球面，沒有反曲 點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜光與 鬼影現象，像侧面R42之有效徑局Ht為1 ·9〇55ηιηι、其光學 面之反曲點至光軸高度Η·為〇.8424mm ;在光軸上，由第一 透鏡11之物侧面R11到影像感測器17的成像面距離TL為 4.28mm ;即， = 0.3070
d2 + dA *f dS ~Is M347577 Υ · tan(iy)
Bf 2.2552 H_ Έ 44.21%
TL 1.1415 fs R31 + R32 二 R31-R32 — 3.2477
可以滿足條件式（1)〜式（5)。 由上述表（七）、表（八）及圖9至圖10所示，藉此 可證明本創作之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取 像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。 <第五實施例> 參考圖11、12，其分別係本實施例之光路結構示意 圖、成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。 表（九）
fs= 3.7471 Fno= :2.8 2ω= 62 Surface Lens Radius Thickness Nd Vd Object 1 *R11 2.0270 1.3000 1.54 56 2(Stop) *R12 13.5107 0.0796 3 *R21 2.6210 0.3000 1.54 56 4 *R22 2.3738 0.5307 5 *R31 •2.4646 1.0206 1.54 56 6 *R32 -0.9103 0.4992 7 *R41 -1.3523 0.4000 1.54 56 8 *R42 5.7385 0.3016 9 IR OO 0.3000 1.52 64.2 10 Cover oo 0.4000 1.53 62.2 11 0.0588 image aspherical surface 20 M347577 上列表（九）中分別列有由物側至像侧依序編號之光 學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各面 之間距di，各透鏡之折射率（Ndi )、各透鏡之阿貝數 vdi。下列表（十）列有各光學面之非球面式（6)之各項係 數· 表（十） K A4 A6 A8 A10 A12 A14 *R11 1.7706E-01 -Π006Ε-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 *R12 -3.5714E+01 7.6626E-02 -7.6752E-02 0.0000E+00 O.OOOOE+OO 0.0000E+00 0.0000E+00 *R21 -8.5374E+00 1.0227E-01 3.3213E-01 -3.6233E+00 1.2368E+01 -1.5030E+01 0.0000E+00 *R22 -4.7402E+00 3.6071E-02 -5.8807E-02 8.3431E-03 -2.7492E-01 1.1869E+00 -1.2354E+00 *R31 1.9900E+00 -1.8619E-01 -5.5440E-03 2.0746E-01 -4.3817E-01 -2.3130E-01 7.9762E-01 *R32 -7.5187E-01 7.4326E-02 -1.3193E-01 2.3854E-01 -2.4322E-01 1.1663E-01 -1.1855E-02 *R41 -2.9167E+00 2.2215E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 *R42 -1.4512E+00 -4.4454E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 本實施例中，為節省材料成本，第一、二、三、四透 鏡11、12、13及14均係利用折射率為1.54、阿貝數為56的 塑膠材質製成；紅外線濾光片15係使用BK7_SCH0TT玻璃 材質製成，表玻璃16係使用AF45-SCHOTT玻璃材質製成。 本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.7471 mm、後焦距Bf為1.0604mm ;物侧面R41為非球面，沒有 反曲點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜 光與鬼影現象；像侧面R42之有效徑高Ht為2.0966mm、其 反曲點至光軸高度H-為1.098mm ;在光轴上，由第一透鏡 11之物側面R11到影像感測器17的成像面距離TL為 5.19mm ;即， = 0.2961 Y · tan(cy)Bf = 2.5385 21 M347577
TL ：52.4% 1.3852 fs R3U-R32 R31-R32 2.1714 可以滿足條件式（1)〜式（5)。 由上述表（九）、表（十）及圖11至圖12所示，藉此 可證明本創作之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光學取 像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。 <第六實施例> 參考圖13、14，其分別係本實施例之光路結構示意 圖、成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。 表（十一） fs= =3.9247 Fno= :2.8 2ω= 60 Surface Lens Radius Thickness Nd Vd Object 1 Rll 1.3150 0.6000 1.59 61.2 2(Stop) *R12 63.5630 0.0500 3 *R21 6.9850 0.3000 1.59 30 4 *R22 1.6076 0.7194 5 *R31 -1.8910 0.5687 1.53 55.74 6 *R32 -1.0137 0.4280 7 *R41 -1.9200 0.4500 1.53 55.74 8 *R42 14.9300 0.3922 9 IR OO 0.3000 1.52 64.2 10 Cover oo 0.4000 1.53 62.2 11 0.1875 image * aspherical surface 上列表（十一）中分別列有由物侧至像側依序編號之 22 M347577 光學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各 . 面之間距出，各透鏡之折射率（Ndi )、各透鏡之阿貝數
Vdi。下列表（十二）列有各光學面之非球面式（6)之各項 係數： 表（十二） -—-—A4 A6__A8_A10_A12_A14 *R12 -1.0000E+00 1.0200E-01 -1.1879E-01 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 ·2·7969Ε+()1 U334Ew()1 2·9064Ε·01 -3.6382E+00 1.2731E+01 -1.6265E+01 0.0000E+00 *^2 1-2710E+00 8.5849E-02 -1.7224E-02 -9.9426E-03 3.5649E-01 1.4857E-01 -9.8626E-01 *R31 -2.5054E-01 -1.4117E-01 3.301 IE-02 1.2928E-01 -4.1787E-01 2.4815E-01 1.5372E-01 *R32 -9·8861Ε-01 4.0442E-02 -8.7909E-02 1.9441E-01 -1.9996E-01 1.0480E-01 -1.7070E-02 9 *R41 -6·9660Ε+00 1.2068E-02 0.〇〇〇〇E+〇〇 〇.〇〇〇〇E+〇〇 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 —_:l：g〇〇〇E+00 -4.548IE-02 0.0000E+00 o.ooooe+00 O.OOOOE+OO 0.0000E+00 0.0000E+00 本實施例中，第一透鏡11利用折射率Ndi為159、阿 貝數Vcn為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡12利用折射率 Nd2為1·59、阿貝數％為30的塑膠材質製成；第三透鏡13 利用折射率Nco為1·53、阿貝數Vd3為55.74的塑膠材質製 成；第四透鏡14利用折射率Nd4為1.53、阿貝數Vd4為55.74 的塑膠材質製成；紅外線濾光片15使用BK7-SCHOTT玻璃 φ 材質製成’表玻璃16使用AF45-SCHOTT玻璃材質製成。 本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.9247 mm、後焦距Bf為1.2797mm ;物侧面R41為非球面，沒有 反曲點’為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜 光與鬼影現象；像侧面R42之有效徑高氏為U822mm，其 反曲點至光軸高度Η·為〇.7948mm ;在光軸上，由第一透鏡 11之物側面R11到影像感測器17的成像面距離tl為 4.39mm ;即， =0.3051 d2 + dA + d6 ~~Is 23 M347577 ™=2·0212 — = 42.23%
TL 1.120 = 3.311 R31 + R32 R31-R32 可以滿足條件式（1)〜式（5)。 由上述表（十一）、表（十二）及圖13至圖14所示， 藉此可證明本創作之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光 學取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。 <第七實施例> 參考圖15、16所示，其分別係本實施例之光路結構示 意圖、成像之球面像差、場曲與成像之畸變圖。 表（十三）
fs= 3.4402 Fno= 2.8 2ω= 66.2 Surface Lens Radius Thickness Nd Vd Object 1 Rll 1.3150 0.6000 1.59 61.2 2(Stop) *R12 63.5630 0.0500 3 *R21 3.5519 0.3000 1.59 30 4 *R22 1.3347 0.6274 5 *R31 -2.9381 0.6728 1.53 55.74 6 *R32 -0.8027 0.2446 7 *R41 -1.0477 0.4500 1.53 55.74 8 *R42 14.7194 0.3000 9 IR OO 0.3000 1.52 64.2 10 Cover oo 0.4000 1.53 62.2 11 0.1053 image aspherical surface 24 M347577 上列表（十三）中分別列有由物侧至像侧依序編號之 光學面號碼、在光軸上各光學面之曲率半徑R、光軸上各 面之間距di，各透鏡之折射率（Ndi )、各透鏡之阿貝數 Vdi。下列表（十四）列有各光學面之非球面式（6)之各項 係數· 表（十四） _ 21.__A6_A8_A10_A12 A14 *R12 -9.0475E-01 1.0200Ε-01^；1879Ε.〇1 〇.〇〇〇〇Ε+〇〇 〇.〇〇〇〇Ε+〇〇 〇,〇〇〇〇Ε+〇〇 〇.〇〇〇〇Ε+〇〇 *R21 2.0445Ε-01 7.2639Ε-02 1.3150Ε-01 -2.5498Ε+00 1.0784Ε+01 -1.6439Ε+01 Ο.ΟΟΟΟΕ+ΟΟ
*R22 -2.1173Ε-01 8.2616Ε-02 .3.7401Ε-01 2.4329Ε+00 -1.4882Ε+00 -2.4127Ε+01 5.3395Ε+01 *R31 7.6536Ε+00 -1.5287Ε-01 -4.4648Ε-02 6.0543Ε-01 -1.0436Ε+00 1.7592Ε-01 6.4101Ε-01 *R32 -L4093E+00 4.7128Ε-02 .1.3406Ε-01 2.0393Ε-01 -8.2276Ε-02 -4.2742Ε-02 3.1844Ε-02 *R41 _2.9173脚 L2329E-〇l -3.3173E-02 3.2990E-03 Ο.ΟΟΟΟΕ+ΟΟ Ο.ΟΟΟΟΕ+ΟΟ Ο.ΟΟΟΟΕ+ΟΟ »R42 2.46Q5E+01 -4.5961Ε-02—0·000〇Ε+0〇 〇,〇〇〇〇Ε+〇〇 〇,〇〇〇〇Ε+〇〇 〇,〇〇〇〇£+〇〇 〇,〇〇〇〇Ε-Κ)0 本實施例中，第一透鏡11利用折射率Ndl為1·59、阿 貝數vdl為61.2的玻璃材質製成；第二透鏡丨2利用折射率 Nd2為1.59、阿貝數vd2為30的塑膠材質製成；第三透鏡13 利用折射率Nd3為1.53、阿貝數Vd3為55.74的塑膠材質製 成；第四透鏡14利用折射率Nd4為1.53、阿貝數Vd4為55.74 的塑膠材質製成；紅外線濾光片15使用BK7JSCHOTT玻璃 材質製成，表玻璃16使用AF45JSCHOTT玻璃材質製成。 本實施例之光學取像鏡頭1有效焦距fs為3.4402 mm、後焦距Bf為1·1052ππη ;物侧面R41為非球面，沒有 反曲點，為無反曲點的凹面，有利於加工製作且可降低雜 光與鬼影現象；像侧面R42之有效徑高氏為1.8854mm，其 光學面之反曲點至光軸高度H-為0.809mm ;在光軸上，由 第一透鏡11之物侧面R11到影像感測器17的成像面距離 TL 為 4.05mm ;即， 25 M347577 =0.2680 d2 + d4 + d6 fs 2.2463 ' tan(ty)
Bf
Ht ：42.9% — = 1.177 fs 1.7517 R31 + R32 R31-R32 _ 可以滿足條件式（1)〜式（5)。 由上述表（十三）、表（十四）及圖15至圖16所示， 藉此可證明本創作之光學取像鏡頭可有效修正像差，使光 學取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長度。 以上所示僅為本新型之優選實施例，對本新型而言僅 是說明性的，而非限制性的。本技術領域具通常知識人員 理解，在本新型權利要求所限定的精神和範圍内可對其進 行許多改變、修改、甚至等效變更，但都將落入本新型的 權利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係本創作之光學結構示意圖。 圖2係本創作之第四透鏡像側面之示意圖。 圖3係本創作之第一實施例之光路結構示意圖。 圖4係本創作之第一實施例之成像之球面像差、場曲與成 像之畸變圖。 圖5係本創作之第二實施例之光路結構不意圖。 圖6係本創作之第二實施例之成像之球面像差、場曲與成 26 M347577 像之畸變圖。 圖7係本創作之第三實施例之光路結構示意圖。 圖8係本創作之第三實施例之成像之球面像差、場曲與成 像之畸變圖。 圖9係本創作之第四實施例之光路結構示意圖。 圖10係本創作之第四實施例之成像之球面像差、場曲與成 像之畸變圖。 圖11係本創作之第五實施例之光路結構示意圖。 圖12係本創作之第五實施例之成像之球面像差、場曲與成 像之畸變圖。 圖13係本創作之第六實施例之光路結構示意圖。 圖14係本創作之第六實施例之成像之球面像差、場曲與成 像之畸變圖。 圖15係本創作之第七實施例之光路結構示意圖。 圖16係本創作之第七實施例之成像之球面像差、場曲與成 像之畸變圖。 【主要元件符號說明】 光學取像鏡頭 11第一透鏡 R11 (第一透鏡）物側面 R12 (第一透鏡）像側面 S孔徑光闌 12第二透鏡 R21 (第二透鏡）物側面 R22 (第二透鏡）像側面 27 M347577 13第三透鏡 R31 (第三透鏡）物側面 R32 (第三透鏡）像侧面 14第四透鏡 R41 (第四透鏡）物侧面 R42 (第四透鏡）像侧面 15紅外線濾光片 16表玻璃 17影像感測器 dl光軸上第一透鏡物侧面至像侧面距離 d2光軸上第一透鏡像側面至第二透鏡物侧面距離 d3光軸上第二透鏡物側面至像側面距離 d4光軸上第二透鏡像侧面至第三透鏡物侧面距離 d5光軸上第三透鏡像侧面至至像侧面距離 d6光軸上第三透鏡像侧面至第四透鏡物侧面距離 d7光軸上第四透鏡像侧面至至像侧面距離 d8光軸上第四透鏡像側面至紅外線濾光片物侧面距離 d9光軸上紅外線濾光片物侧面至表玻璃物侧面距離 dlO光軸上表玻璃物側面至表玻璃像側面距離 dll光軸上表玻璃像側面至影像感測器距離 28

Claims (1)

  1. M347577 九、申請專利範圍·· 1、一種四鏡片式光學取像鏡頭，其沿著光軸排列由物侧 至像側依序包含： 一第一透鏡，具有正屈光度，其為一新月型透鏡，其 凸面是面向物侧； 一孔徑光闌； 一第二透鏡，具有負屈光度，其為一新月型透鏡，其 凸面是面向物侧，至少有一個光學面為非球面； 一第三透鏡，具有正屈光度，其為一新月型透鏡，其 凹面是面向物侧，至少有一個光學面為非球面； 一第四透鏡，具有負屈光度，其為一雙凹型透鏡，且 其像側面為非球面，且像側面自透鏡中心向透鏡邊緣 之光學有效區域内具有至少一個反曲點； 其中，該光學取像鏡頭滿足以下條件： 0.25 < d2 + d4 + d6 ~~Is <0.40
    〇,8 爭 2.7 其中，d2為光軸上第一透鏡像側面至第二透鏡物側面 距離，d4為光軸上第二透鏡像側面至第三透鏡物侧面 距離，d6為光軸上第三透鏡像側面至第四透鏡物侧面 距離，Bf為本取像鏡頭系統之後焦距，fs為該光學取 像鏡頭之有效焦距，TL為光軸上第一透鏡物側光學 面至成像面之距離，ω為最大場視角之一半，Y為成 像最大對角線長之一半。 2、如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該 29 M347577 第一透鏡之物侧光學面及像侧光學面至少有一非球 • 面0 ^ 3、如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該 第一透鏡之物侧光學面及像侧光學面均為球面。 4、 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該 新月型第四透鏡之物側光學面為無反曲點之非球面且 像側光學面為非球面。 5、 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該 _ 新月型第四透鏡之物側光學面為球面。 6、 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該 第四透鏡之像侧面自透鏡中心向透鏡邊緣之光學有效 區域内具有至少一個反曲點，其反曲點位置滿足下列 條件： 40% < — <70% Ht 其中，Η-為第四透鏡像側面之反曲點以垂直於光軸與 • 光轴交點之長度、Ht為第四透鏡像侧面最大光學有效 點以垂直於光軸與光軸交點之長度。 7、 如申請專利範圍第2項或第4項所述之光學取像鏡 頭，其中該光學取像鏡頭之鏡頭長，滿足下列條件： 其中，TL為光軸上第一透鏡物侧光學面至成像面之 距離、fs為光學取像鏡頭之有效焦距。 8、如申請專利範圍第4項或第5項所述之光學取像鏡 M347577 頭，其中第四透鏡，滿足以下條件： 1.0 < i?31 + j?32 R31-R32 <4.0 其中，R31為光軸上第四透鏡物侧面光學面之曲率半 徑、R32為光軸上第四透鏡像侧面光學面之曲率半 徑。 9、 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該 第一透鏡為玻璃材質所製成，第二透鏡、第三透鏡及 第四透鏡為塑膠材質所製成。 10、 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該 第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡均為塑膠 材質所製成。 11、 如申請專利範圍第1項所述之光學取像鏡頭，其中該 第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡均為玻璃 材質所製成。
    31
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