TWI432822B - 光學攝像鏡頭組 - Google Patents

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TWI432822B
TWI432822B TW100108862A TW100108862A TWI432822B TW I432822 B TWI432822 B TW I432822B TW 100108862 A TW100108862 A TW 100108862A TW 100108862 A TW100108862 A TW 100108862A TW I432822 B TWI432822 B TW I432822B
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Hsin Hsuan Huang
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Largan Precision Co
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Description

光學攝像鏡頭組
本發明係關於一種光學攝像鏡頭組，特別是關於一種由四個透鏡構成且全長短的光學攝像鏡頭組，以應用於電子產品上。
藉由科技的進步，現在的電子產品發展的趨勢主要為朝向小型化，例如數位相機(Digital Still Camera)、網路相機(Web camera)、行動電話鏡頭(mobile phone camera)等，使用者需求較小型且低成本的光學攝像鏡頭組外，同時也希望能達到具有良好的像差修正能力，具高解析度、高成像品質的光學攝像鏡頭組。
在小型電子產品的光學攝像鏡頭組，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，四鏡片式及五鏡片式光學攝像鏡頭組在像差修正、光學傳遞函數MTF(modulation transfer function)性能上較具優勢；其中，又以四鏡片式相較五鏡片式的鏡片數量較少，製造成本較低，可使用於高畫素(pixel)要求的電子產品。
在各種小型化的四鏡片式光學攝像鏡頭組設計中，習知技術係以不同的正或負屈光度組合，如美國專利US2007/0058256、US2007/0070234、US 2007/0242370、US2008/0043346等。
在小型數位相機、網路相機、行動電話鏡頭等產品，其光學攝像鏡頭組要求小型化、焦距短、像差調整良好；在習知所揭露的技術中，如美國專利US7,785,023、US7,692,887、US7,443,611，美國專利公開號US2008/055742、US2009/0207506、US2010/2717137，歐洲專利EP20909141821129，WIPO專利WO201026691等，提出以第一透鏡與第二透鏡為正屈光度，第四透鏡為負屈光度之組合之設計，以可趨向於良好的像差修正與小型化的設計。然而，這些專利所揭露之光學攝像鏡頭組，其鏡頭總長仍應進一步再縮小。為此，本發明提出更實用性的設計，在縮短光學攝像鏡頭組同時，利用四個透鏡的屈折力、凸面與凹面的組合，在負屈光度之第四透鏡前的各透鏡提供更高的正屈折力的幅度，將有利於更為小型化與良好的像差修正能力；以達到效縮短光學攝像鏡頭組的總長度外，進一步可提高成像品質，以應用於電子產品上。
本發明主要目的為提供一種光學攝像鏡頭組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡；其中，第一透鏡為具有正屈折力，其物側光學面為凸面；第二透鏡為具正屈折力；第三透鏡為具正屈折力，其像側光學面為凸面；第四透鏡為具負屈折力，由塑膠材料所製成，其像側光學面為凹面，其物側光學面與像側光學面皆為非球面，且至少一光學面設置有至少一個反曲點；該光學攝像鏡頭組滿足下列關係式：0.01<T34/T23<0.85； (1)其中，T23為第二透鏡之像側光學面至該第三透鏡之物側光學面的 距離，T34為第三透鏡之像側光學面至該第四透鏡之物側光學面的距離。
另一方面，本發明提供一種光學攝像鏡頭組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡，如前所述；其中，該第二透鏡之物側光學面為凸面，其物側光學面與像側光學面均為非球面。
再另一方面，本發明提供一種光學攝像鏡頭組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡；其中，第一透鏡為具有正屈折力，其物側光學面為凸面；第二透鏡為具正屈折力；第三透鏡為具正屈折力，其像側光學面為凸面；第四透鏡為具負屈折力，為塑膠材料製成，其像側光學面為凹面，其物側光學面及像側光學面均為非球面，且至少一光學面設置有至少一個反曲點。本發明之光學攝像鏡頭組，可再包含一光圈與一影像感測元件；該光圈可設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間，為中置光圈，也可依不同應用目的，將光圈設置於被攝物與第一透鏡之間，為前置光圈；又影像感測元件設置於成像面處，可將被攝物成像，該影像感測元件可為CCD(Charge Coupled Device)感光元件、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor)感光元件等，不為所限。對於不同的應用目的，除滿足關係式(1)外，進一步可分別滿足下列關係式之一或其組合：0.75<SL/TTL<1.1； (2) TTL/ImgH<2.1； (3) (pow1+pow2)/(pow3-pow4)<0.7 (4) 或較佳地，(pow1+pow2)/(pow3-pow4)<0.4 (11) 0.0<f/f1<1.2 (5) 或較佳地，0.0<f/f1<0.55； (13) 25<v3-v4<40； (6) | R8/R7 |<0.6； (7) HFOV>36°； (8) 0.3<CT1/CT4<1.5； (9) 0<f/f2<0.4； (10)其中，SL為光圈至該成像面於光軸上的距離，TTL為第一透鏡之物側光學面至成像面於光軸上的距離，ImgH為影像感測元件有效感測區域對角線長的一半，R7為第四透鏡之物側光學面之曲率半徑，R8為第四透鏡之像側光學面之曲率半徑，f為光學攝像鏡頭組之焦距，f1為第一透鏡之焦距，v3為第三透鏡之色散係數，v4為第四透鏡之色散係數，光學攝像鏡頭組之焦距f與第一透鏡之焦距f1之比值為屈折力pow1，光學攝像鏡頭組之焦距f與第二透鏡之焦距f2之比值為屈折力pow2，光學攝像鏡頭組之焦距f與第三透鏡之焦距f3之比值為屈折力pow3，光學攝像鏡頭組之焦距f與第四透鏡之焦距f4之比值為屈折力pow4，CT1為第一透鏡的厚度，CT4為第四透鏡的厚度。
本發明另一個主要目的為提供一種光學攝像鏡頭組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡；其中，第一透鏡為具有正屈折力；第二透鏡為具正屈折力；第三透鏡為具正屈折力，其像側光學面為凸面；第四透鏡為 具負屈折力，由塑膠材質所製成，其像側光學面為凹面，其物側光學面及像側光學面皆為非球面；該光學攝像鏡頭組另包含設置於一成像面上之一影像感測元件，以供將被攝物成像；該光學攝像鏡頭組滿足下列關係式：TTL/ImgH<2.1； (3) | R8/R7 |<0.8； (14)其中，TTL為第一透鏡之物側光學面至該成像面於光軸上的距離，ImgH為影像感測元件有效感測區域對角線長的一半，R7為第四透鏡之物側光學面之曲率半徑，R8為第四透鏡之像側光學面之曲率半徑。
另一方面，本發明提供一種光學攝像鏡頭組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡；其中，第一透鏡為具有正屈折力；第二透鏡為具正屈折力；第三透鏡為具正屈折力，其像側光學面為凸面；第四透鏡為具負屈折力，由塑膠材質所製成，其像側光學面為凹面，其物側光學面及像側光學面皆為非球面，且至少一光學面設置有至少一個反曲點；對於不同的應用目的，除滿足關係式(3)與(14)外，進一步可分別滿足下列關係式之一或其組合：| R8/R7 |<0.6； (7) 0<f/f2<0.8； (12) (pow1+pow2)/(pow3-pow4)<0.7； (4) 25<v3-v4<40； (6) 0.75<SL/TTL<1.1； (2) 0<f/f1<0.55； (13) 其中，R7為第四透鏡之物側光學面之曲率半徑，R8為第四透鏡之像側光學面之曲率半徑，f為光學攝像鏡頭組之焦距，f1為第一透鏡之焦距，f2為第二透鏡之焦距，v3為第三透鏡之色散係數，v4為第四透鏡之色散係數，光學攝像鏡頭組之焦距f與第一透鏡之焦距f1之比值為屈折力pow1，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第二透鏡之焦距f2之比值為屈折力pow2，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第三透鏡之焦距f3之比值為屈折力pow3，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第四透鏡之焦距f4之比值為屈折力pow4，SL為光圈至該成像面於光軸上的距離，TTL為第一透鏡之物側光學面至該成像面於光軸上的距離。
本發明藉由上述的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡，在光軸上以適當的間距組合配置，可有效縮短光學攝像鏡頭組鏡頭的全長，兼具有良好得像差修正與具有優勢的光學傳遞函數MTF(modulation transfer function)。
本發明光學攝像鏡頭組中，該第一透鏡、第二透鏡與第三透鏡具正屈折力，提供鏡頭組較強的屈折力，有助於縮短該光學攝像鏡頭組的總長度；該第四透鏡具負屈折力，可有效對具正屈折力的第一透鏡、第二透鏡與第三透鏡所產生的像差做補正、修正系統的佩茲伐和數(Petzval Sum)，使周邊像面變得更平，且同時有利於修正系統的色差，以提高該光學攝像鏡頭組的解像力，使整體光學攝像鏡頭組像差與畸變能符合高解析度的要求。
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‧‧‧第一透鏡之物側光學面
112、212、312、412、512、612、712、812‧‧‧第一透鏡之像側光學面
120、220、320、420、520、620、720、820‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721、821‧‧‧第二透鏡之物側光學面
122、222、322、422、522、622、722、822‧‧‧第二透鏡之像側光學面
130、230、330、430、530、630、730、830‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731、831‧‧‧第三透鏡之物側光學面
132、232、332、432、532、632、732、832‧‧‧第三透鏡之像側光學面
140、240、340、440、540、640、740、840‧‧‧第四透鏡
141、241、341、441、541、641、741、841‧‧‧第四透鏡之物側光 學面
142、242、342、442、542、642、742、842‧‧‧第四透鏡之像側光學面
160、260、360、460、560、660、760、860‧‧‧紅外線濾除濾光片
170、270、370、470、570、670、770、870‧‧‧成像面
180、280、380、480、580、680、780、880‧‧‧影像感測元件
f‧‧‧光學攝像鏡頭組之焦距
f1‧‧‧第一透鏡之焦距
f2‧‧‧第二透鏡之焦距
v3‧‧‧第三透鏡之色散係數
v4‧‧‧第四透鏡之色散係數
R7‧‧‧第四透鏡之物側光學面之曲率半徑
R8‧‧‧第四透鏡之像側光學面之曲率半徑
T23‧‧‧第二透鏡之像側光學面至第三透鏡之物側光學面的距離
T34‧‧‧第三透鏡之像側光學面至第四透鏡之物側光學面的距離
CT1‧‧‧第一透鏡的厚度
CT4‧‧‧第四透鏡的厚度
pow1‧‧‧光學攝像鏡頭組之焦距與第一透鏡之焦距之比值
pow2‧‧‧光學攝像鏡頭組之焦距與第二透鏡之焦距之比值
pow3‧‧‧光學攝像鏡頭組之焦距與第三透鏡之焦距之比值
pow4‧‧‧光學攝像鏡頭組之焦距與第四透鏡之焦距之比值
SL‧‧‧光圈至成像面於光軸上的距離
ImgH‧‧‧影像感測元件有效感測區域對角線長的一半
TTL‧‧‧光軸上第一透鏡之物側光學面至成像面的距離
HFOV‧‧‧最大視角的一半
第1A圖係本發明第一實施例的光學攝像鏡頭組示意圖； 第1B圖係本發明第一實施例之像差曲線圖；第2A圖係本發明第二實施例的光學攝像鏡頭組示意圖；第2B圖係本發明第二實施例之像差曲線圖；第3A圖係本發明第三實施例的光學攝像鏡頭組示意圖；第3B圖係本發明第三實施例之像差曲線圖；第4A圖係本發明第四實施例的光學攝像鏡頭組示意圖；第4B圖係本發明第四實施例之像差曲線圖；第5A圖係本發明第五實施例的光學攝像鏡頭組示意圖；第5B圖係本發明第五實施例之像差曲線圖；第6A圖係本發明第六實施例的光學攝像鏡頭組示意圖；第6B圖係本發明第六實施例之像差曲線圖；第7A圖係本發明第七實施例的光學攝像鏡頭組示意圖；第7B圖係本發明第七實施例之像差曲線圖；第8A圖係本發明第八實施例的光學攝像鏡頭組示意圖；以及第8B圖係本發明第八實施例之像差曲線圖。
本發明提供一種光學攝像鏡頭組，請參閱第1A圖，光學攝像鏡頭組沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡(110)、第二透鏡(120)、第三透鏡(130)、第四透鏡(140)、紅外線濾除濾光片(160)及影像感測元件(180)；其中，第一透鏡(110)之物側光 學面(111)為凸面；第二透鏡(120)之物側光學面(121)為凸面所構成，其物側光學面(121)與像側光學面(122)為非球面；第三透鏡(130)之像側光學面(132)為凸面；其中，第四透鏡(140)為塑膠材質所製成，其像側光學面(142)為凹面，其物側光學面(141)與像側光學面(142)均為非球面並設置有至少一個反曲點；其中，影像感測元件(180)設置於成像面(170)處，可將被攝物成像。第一透鏡(110)、第二透鏡(120)、第三透鏡(130)及、第四透鏡(140)之非球面方程式(Aspherical Surface Formula)為式(15)
其中，X：非球面上距離光軸為Y的點，其與相切於非球面光軸上頂點之切面的相對高度；Y：非球面曲線上的點與光軸的距離；R：曲率半徑；K：錐面係數；Ai：第i階非球面係數。
本發明之光學攝像鏡頭組藉由前述之第一透鏡(110)、第二透鏡(120)、第三透鏡(130)與第四透鏡(140)的配置，當限制第三透鏡(130)之像側光學面(132)至第四透鏡(140)之物側光學面(142)的距離T34與第二透鏡(120)之像側光學面(122)至第三透鏡(130)之物側光學面(131)的距離T23比值時(關係式(1))，可縮短光學攝 像鏡頭組的總長度。
本發明之光學攝像鏡頭組除滿足式(1)外，進一步滿足式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)及(13)之一或其組合。當限制光圈(100)至該影像感測元件(180)之成像面(170)距離(SL)與第一透鏡(110)之物側光學面(111)至影像感測元件(180)之成像面(170)的距離(TL)之比值(式(2))，可在光學攝像鏡頭組於遠心特性與較廣的視場角中取得良好的平衡，並可有效縮短光學攝像鏡頭組的總長，使其趨向較薄的設計；更進一步，當滿足式(3)時，可有效減少光學攝像鏡頭組的全長，使在相同的全長下可獲得更大的影像感測元件有效畫素的範圍。
當第一透鏡(110)之屈折力pow1、第二透鏡(120)之屈折力pow2、第三透鏡(130)之屈折力pow3、第四透鏡(140)之屈折力pow4，滿足式(4)、(5)、(10)與(11)時，可調配第一透鏡(110)、第二透鏡(120)、第三透鏡(130)與第四透鏡(140)之屈折力，有助於修正像差與縮短全長。
又本發明之光學攝像鏡頭組中，主要的負屈折力係由第四透鏡(140)所提供，當限制第四透鏡(140)之物側光學面(141)之曲率半徑R7與像側光學面(142)之曲率半徑R8的比值，可使第四透鏡(140)之像側光學面(142)之曲率半徑R8趨向較小的設計，以增加第四透鏡(140)的屈折力，有效提供像差補償的能力。
當限制第三透鏡(130)與第四透鏡(140)的色散係數差異式(6)時，有利於該攝像鏡頭組中色差的修正。當限制最大場視角的一半HFOV滿足式(8)時，可增大攝像鏡頭組的場視角。當限制第一透 鏡(110)的厚度CT1與第四透鏡(140)的厚度CT4比值式(9)時，同樣地，可縮短攝像鏡頭組的總長度。
本發明之光學攝像鏡頭組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡(110)、第二透鏡(120)、第三透鏡(130)、第四透鏡(140)、紅外線濾除濾光片(160)及影像感測元件(180)；其中，第一透鏡(110)之物側光學面(111)及像側光學面(112)可為非球面或球面所構成；第二透鏡(120)之物側光學面(121)及像側光學面(122)可為非球面或球面所構成；第三透鏡(130)之像側光學面(132)為凸面；其中，第四透鏡(140)為塑膠材質所製成，其像側光學面(142)為凹面，其物側光學面(141)及像側光學面(142)皆為非球面；其中，影像感測元件(180)設置於成像面(170)處，可將被攝物成像。藉由如此配置，滿足關係式(3)及式(14)。
本發明之光學攝像鏡頭組之第四透鏡(140)之物側光學面(141)及像側光學面(142)至少一光學面設置有至少一個反曲點，除滿足關係式(3)及式(14)外，對於不同應用目的，進一步滿足式(12)、(6)、(7)、(4)、(2)及(13)之一或其組合。
本發明光學攝像鏡頭組將藉由以下具體實施例配合圖式予以詳細說明。
<第一實施例>
本發明第一實施例的光學系統示意圖請參閱第1A圖，第一實施例之像差曲線請參閱第1B圖。第一實施例之光學攝像鏡頭組主要由光圈(100)、四片透鏡、紅外線濾除濾光片(160)及影像感測元件(180)所構成較大視角的光學攝像鏡頭組；在光軸上，由物側至 像側依序包含：一具有正屈折力之塑膠第一透鏡(110)，其物側光學面(111)為凸面、像側光學面(112)為凸面，且物側光學面(111)及像側光學面(112)皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(120)，由塑膠材質所製成，其物側光學面(121)為凹面、像側光學面(122)為凸面，且物側光學面(121)及像側光學面(122)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(130)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(131)為凹面、像側光學面(132)為凸面，且物側光學面(131)與像側光學面(132)皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(140)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(141)為凸面、像側光學面(142)為凹面，且物側光學面(141)與像側光學面(142)皆為非球面並各設置有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)(160)，為平板玻璃其不影響本發明光學攝像鏡頭組的焦距；及一設置於成像面(170)上之影像感測元件(180)。本實施例中，光圈(100)係設置於第一透鏡(110)與第二透鏡(120)之間，為中置光圈。
本實施例之光學攝像鏡頭組的光學數據如下列「表1-1」所示：
其中，第一透鏡(110)至第四透鏡(140)之物側光學面及像側光學面均使用式(15)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下列「表1-2」所示：
本實施例光學攝像鏡頭組中，各變數(f、Fno、HFOV、f1、f2、v3、v4、R7、R8、T23、T34、CT1、CT4、pow1、pow2、pow3、pow4、SL、TTL及ImgH)之關係式定義如前述，於此實施例不再贅述；相關關係式數據資料請參見下列「表1-3」所述之內容： 表1-3
由表1-1之光學數據及由第1B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學攝像鏡頭組之本實施例，在球差(longitudinal spherical abberration)、像散(astigmatic field curving)與歪曲(distortion)有良好的補償效果。
<第二實施例>
本發明第二實施例的光學系統示意圖請參閱第2A圖，第二實施例之像差曲線請參閱第2B圖。第二實施例之光學攝像鏡頭組主要由光圈(200)、四片透鏡、紅外線濾除濾光片(260)及影像感測元件(280)所構成較大視角的光學攝像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具有正屈折力之塑膠第一透鏡(210)，其物側光學面(211)為凸面、其像側光學面(212)為凹面，且物側光學面(211)及像側光學面(212)皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(220)，由塑膠材質所製成，其物側光學面(221)為凸面、像側光學面(222)為凹面，且物側光學面(221)及像側光學面(222)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(230)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(231)為凹面、像側光學面(232)為凸面，且物側光學面(231)與像側光學面(232)皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(240)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(241)為凸面、其像側光學面(242)為凹面，且物側光學面(241)與像側光學面(242)皆為非球面並各設置有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)(260)，為平板玻璃其不影響本發明光學攝像鏡頭組的焦距；及一設置於成像面(270)上之影像感測元件(280)。本實施例中，光圈(200)係設置於第一透鏡 (210)與第二透鏡(220)之間，為中置光圈。
本實施例之光學攝像鏡頭組的光學數據如下列「表2-1」所示：
其中，第一透鏡(210)至第四透鏡(240)之物側光學面及像側光學面均使用式(15)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下列「表2-2」所示：
本實施例光學攝像鏡頭組中，各變數(f、Fno、HFOV、f1、f2、v3、v4、R7、R8、T23、T34、CT1、CT4、pow1、pow2、pow3、pow4、SL、TTL及ImgH)之關係式定義如前述，於此實施例不再贅述；相關關係式數據資料，請參見下列「表2-3」所述之內容： 表2-3
由表2-1之光學數據及由第2B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學攝像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第三實施例>
本發明第三實施例的光學系統示意圖請參閱第3A圖，第三實施例之像差曲線請參閱第3B圖。第三實施例之光學攝像鏡頭組主要由光圈(300)、四片透鏡、紅外線濾除濾光片(360)及影像感測元件(380)所構成較大視角的光學攝像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具有正屈折力之塑膠第一透鏡(310)，其物側光學面(311)為凸面、其像側光學面(312)為凹面，且物側光學面(311)及像側光學面(312)皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(320)，由塑膠材質所製成，其物側光學面(321)為凸面、其像側光學面(322)為凹面，且物側光學面(321)及像側光學面(322)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(330)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(331)為凹面、像側光學面(332)為凸面，且物側光學面(331)與像側光學面(332)皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(340)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(341)為凸面、其像側光學面(342)為凹面，且物側光學面(341)與像側光學面(342)皆為非球面並各設置有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)(360)，為平板玻璃其不影響本發明光學攝像鏡頭組的焦距；及一設置於成像面(370)上之影像感測元件(380)。本實施例中，光圈(300)係設置於第一透鏡(310)與被攝物之間，為前置光圈。
本實施例之光學攝像鏡頭組的光學數據如下列「表3-1」所示：
其中，第一透鏡(310)至第四透鏡(340)之物側光學面及像側光學面均使用式(15)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下列「表3-2」所示：
本實施例光學攝像鏡頭組中，各變數(f、Fno、HFOV、f1、f2、v3、v4、R7、R8、T23、T34、CT1、CT4、pow1、pow2、pow3、pow4、SL、TTL及ImgH)之關係式定義如前述，於此實施例不再贅述；相關關係式數據資料請參見下列「表3-3」所述之內容： 表3-3
由表3-1之光學數據及由第3B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學攝像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第四實施例>
本發明第四實施例的光學系統示意圖請參閱第4A圖，第四實施例之像差曲線請參閱第4B圖。第四實施例之光學攝像鏡頭組主要由光圈(400)、四片透鏡、紅外線濾除濾光片(460)及影像感測元件(480)所構成較大視角的光學攝像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具有正屈折力之塑膠第一透鏡(410)，其物側光學面(411)為凸面、其像側光學面(412)為凹面，且物側光學面(411)及像側光學面(412)皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(420)，由塑膠材質所製成，其物側光學面(421)為凸面、其像側光學面(422)為凹面，且物側光學面(421)及像側光學面(422)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(430)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(431)為凹面、其像側光學面(432)為凸面，且物側光學面(431)與像側光學面(432)皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(440)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(441)為凸面、其像側光學面(442)為凹面，且物側光學面(441)與像側光學面(442)皆為非球面並各設置有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)(460)，為平板玻璃其不影響本發明光學攝像鏡頭組的焦距；及一設置於成像面(470)上之影像感測元件(480)。本實施例中，光圈(400)係設置於第一透鏡(410)與被攝物之間，為前置光圈。
本實施例之光學攝像鏡頭組的光學數據如下列「表4-1」所示：
其中，第一透鏡(410)至第四透鏡(440)之物側光學面及像側光學面使用式(15)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下列「表4-2」所示：
本實施例光學攝像鏡頭組中，各變數(f、Fno、HFOV、f1、f2、v3、v4、R7、R8、T23、T34、CT1、CT4、pow1、pow2、pow3、pow4、SL、TTL及ImgH)之關係式定義如前述，於此實施例不再贅述；相關關係式數據資料請參見下列「表4-3」所述之內容： 表4-3
由表4-1之光學數據及由第4B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學攝像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第五實施例>
本發明第五實施例的光學系統示意圖請參閱第5A圖，第五實施例之像差曲線請參閱第5B圖。第五實施例之光學攝像鏡頭組主要由光圈(500)、四片透鏡、紅外線濾除濾光片(560)及影像感測元件(580)所構成較大視角的光學攝像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具有正屈折力之塑膠第一透鏡(510)，其物側光學面(511)為凸面、其像側光學面(512)為凹面，且物側光學面(511)及像側光學面(512)皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(520)，由塑膠材質所製成，其物側光學面(521)為凸面、其像側光學面(522)為凹面，且物側光學面(521)及像側光學面(522)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(530)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(531)為凸面、其像側光學面(532)為凸面，且物側光學面(531)與像側光學面(532)皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(540)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(541)為凸面、其像側光學面(542)為凹面，且物側光學面(541)與像側光學面(542)皆為非球面並各設置有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)(560)，為平板玻璃其不影響本發明光學攝像鏡頭組的焦距；及一設置於成像面(570)上之影像感測元件(580)。本實施例中，光圈(500)係設置於第一透鏡(510)與被攝物之間，為前置光圈。
本實施例之光學攝像鏡頭組的光學數據如下列「表5-1」所示：
其中，第一透鏡(510)至第四透鏡(540)之物側光學面及像側光學面均使用式(15)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下列「表5-2」所示：
本實施例光學攝像鏡頭組中，各變數(f、Fno、HFOV、f1、f2、v3、v4、R7、R8、T23、T34、CT1、CT4、pow1、pow2、pow3、pow4、SL、TTL及ImgH)之關係式定義如前述，於此實施例不再贅述；相關關係式數據資料請參見下列「表5-3」所述之內容： 表5-3
由表5-1之光學數據及由第5B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學攝像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第六實施例>
本發明第六實施例的光學系統示意圖請參閱第6A圖，第六實施例之像差曲線請參閱第6B圖。第六實施例之光學攝像鏡頭組主要由光圈(600)、四片透鏡、紅外線濾除濾光片(660)及影像感測元件(680)所構成較大視角的光學攝像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具有正屈折力之塑膠第一透鏡(610)，其物側光學面(611)為凸面、其像側光學面(612)為凹面，且物側光學面(611)及像側光學面(612)皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(620)，由塑膠材質所製成，其物側光學面(621)為凸面、其像側光學面(622)為凸面，且物側光學面(621)及像側光學面(622)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(630)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(631)為凹面、其像側光學面(632)為凸面，且物側光學面(631)與像側光學面(632)皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(640)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(641)為凸面、其像側光學面(642)為凹面，且物側光學面(641)與像側光學面(642)皆為非球面並各設置有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)(660)，為平板玻璃其不影響本發明光學攝像鏡頭組的焦距；及一設置於成像面(670)上之影像感測元件(680)。本實施例中，光圈(600)係設置於第一透鏡(610)與第二透鏡(620)之間，為中置光圈。
本實施例之光學攝像鏡頭組的光學數據如下列「表6-1」所示：
其中，第一透鏡(610)至第四透鏡(640)之物側光學面及像側光學面均使用式(15)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下列「表6-2」所示：
本實施例光學攝像鏡頭組中，各變數(f、Fno、HFOV、f1、f2、v3、v4、R7、R8、T23、T34、CT1、CT4、pow1、pow2、pow3、pow4、SL、TTL及ImgH)之關係式定義如前述，於此實施例不再贅述；相關關係式數據資料請參見下表6-3： 表6-3
由表6-1之光學數據及由第6B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學攝像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第七實施例>
本發明第七實施例的光學系統示意圖請參閱第7A圖，第七實施例之像差曲線請參閱第7B圖。第七實施例之光學攝像鏡頭組主要由光圈(700)、四片透鏡、紅外線濾除濾光片(760)及影像感測元件(780)所構成較大視角的光學攝像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具有正屈折力之塑膠第一透鏡(710)，其物側光學面(711)為凸面、其像側光學面(712)為凸面，且物側光學面(711)及像側光學面(712)皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(720)，由塑膠材質所製成，其物側光學面(721)為凹面、其像側光學面(722)為凸面，且物側光學面(721)及像側光學面(722)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(730)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(731)為凹面、其像側光學面(732)為凸面，且物側光學面(731)與像側光學面(732)皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(740)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(741)為凸面、其像側光學面(742)為凹面，且物側光學面(741)與像側光學面(742)皆為非球面並各設置有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)(760)，為平板玻璃其不影響本發明光學攝像鏡頭組的焦距；及一設置於成像面(770)上之影像感測元件(780)。本實施例中，光圈(700)係設置於第一透鏡(710)與第二透鏡(720)之間，為中置光圈。
本實施例之光學攝像鏡頭組的光學數據如下列「表7-1」所示：
其中，第一透鏡(710)至第四透鏡(740)之物側光學面及像側光學面均使用式(15)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下列「表7-2」所示：
本實施例光學攝像鏡頭組中，各變數(f、Fno、HFOV、f1、f2、v3、v4、R7、R8、T23、T34、CT1、CT4、pow1、pow2、pow3、pow4、SL、TTL及ImgH)之關係式定義如第一實施例所述，於此實施例不再贅述；相關關係式數據資料請參見下列「表7-3」所述之內容： 表7-3
由表7-1之光學數據及由第7B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學攝像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
<第八實施例>
本發明第八實施例的光學系統示意圖請參閱第8A圖，第八實施例之像差曲線請參閱第8B圖。第八實施例之光學攝像鏡頭組主要由光圈(800)、四片透鏡、紅外線濾除濾光片(860)及影像感測元件(880)所構成較大視角的光學攝像鏡頭組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具有正屈折力之塑膠第一透鏡(810)，其物側光學面(811)為凸面、其像側光學面(812)為凹面，且物側光學面(811)及像側光學面(812)皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(820)，由塑膠材質所製成，其物側光學面(821)為凹面、其像側光學面(822)為凸面，且物側光學面(821)及像側光學面(822)皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡(830)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(831)為凹面、其像側光學面(832)為凸面，且物側光學面(831)與像側光學面(832)皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(840)，為塑膠材質製造之透鏡，其物側光學面(841)為凹面、其像側光學面(842)為凹面，且物側光學面(841)與像側光學面(842)皆為非球面，其像側光學面842設置有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)(860)，為平板玻璃其不影響本發明光學攝像鏡頭組的焦距；及一設置於成像面(870)上之影像感測元件(880)。本實施例中，光圈(800)係設置於第一透鏡(810)與第二透鏡(820)之間，為中置 光圈。
本實施例之光學攝像鏡頭組的光學數據如下列「表8-1」所示：
其中，第一透鏡(810)至第四透鏡(840)之物側光學面及像側光學面均使用式(15)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下列「表8-2」所示：
本實施例光學攝像鏡頭組中，各變數(f、Fno、HFOV、f1、f2、v3、v4、R7、R8、T23、T34、CT1、CT4、pow1、pow2、pow3、pow4、SL、TTL及ImgH)之關係式定義如第一實施例所述，於此實施例不再贅述；相關關係式數據資料請參見下列「表8-3」所述之內容：
由表8-1之光學數據及由第8B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學攝像鏡頭組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效果。
本發明光學攝像鏡頭組中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠，若透鏡的材質為玻璃，則可以增加該光學攝像鏡頭組屈折力配置的自由度，若透鏡材質為塑膠，則可以有效降低生產成本。此外，可於透鏡光學面上設置非球面，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像鏡頭組的總長度。
本發明光學攝像鏡頭組中，若透鏡表面係為凸面，則表示該透鏡表面於近軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面，則表示該透鏡表面於近軸處為凹面。
本發明光學攝像鏡頭組中，可設置有至少一孔徑光闌，如耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等，以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
表1-1至表8-3所示為本發明光學攝像鏡頭組實施例的不同數值變化表，然本發明各個實施例的數值變化皆屬具體實驗所得，即使使用不同數值，相同結構的產品仍應屬於本發明的保護範疇，故以上的說明所描述及圖式中所說明僅做為例示性，非用以限制本發明的申請專利範園。
100‧‧‧光圈
110‧‧‧第一透鏡
111‧‧‧第一透鏡之物側光學面
112‧‧‧第一透鏡之像側光學面
120‧‧‧第二透鏡
121‧‧‧第二透鏡之物側光學面
122‧‧‧第二透鏡之像側光學面
130‧‧‧第三透鏡
131‧‧‧第三透鏡之物側光學面
132‧‧‧第三透鏡之像側光學面
140‧‧‧第四透鏡
141‧‧‧第四透鏡之物側光學面
142‧‧‧第四透鏡之像側光學面
160‧‧‧紅外線濾除濾光片
170‧‧‧成像面
180‧‧‧影像感測元件

Claims (21)

  1. 一種光學攝像鏡頭組，其沿著光軸排列由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側光學面為凸面；一具正屈折力的第二透鏡；一具正屈折力的第三透鏡，其像側光學面為凸面；一具負屈折力的第四透鏡，由塑膠材質所製成之透鏡，其像側光學面為凹面，其物側光學面與像側光學面皆為非球面，且至少一光學面設置有至少一個反曲點；其中，該光學攝像鏡頭組另設置一光圈，該光圈係設置在該第二透鏡之前，該第三透鏡之像側光學面至該第四透鏡之物側光學面的距離為T34，該第二透鏡之像側光學面至該第三透鏡之物側光學面的距離為T23，該第四透鏡之物側光學面之曲率半徑為R7，該第四透鏡之像側光學面為R8，滿足下列關係式：0.01<T34/T23<0.85 | R8/R7 |<0.8。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該光學攝像鏡頭組之焦距為f，該第一透鏡之焦距為f1，滿足下列關係式：0.0<f/f1<1.2。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該光圈至該光學攝像鏡頭組之一成像面，於光軸上的距離為SL，該第一透鏡之物側光學面至該成像面於光軸上的距離為TTL，滿足下列關 係式：0.75<SL/TTL<1.1。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光學攝像鏡頭組，其中，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第一透鏡之焦距f1之比值為pow1，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第二透鏡之焦距f2之比值為pow2，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第三透鏡之焦距f3之比值為pow3，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第四透鏡之焦距f4之比值為pow4，滿足下列關係式：(pow1+pow2)/(pow3-pow4)<0.7。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之光學攝像鏡頭組，其中，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第一透鏡之焦距f1之比值為pow1，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第二透鏡之焦距f2之比值為pow2，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第三透鏡之焦距f3之比值為pow3，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第四透鏡之焦距f4之比值為pow4，較佳地，滿足下列關係式：(pow1+pow2)/(pow3-pow4)<0.4。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之光學攝像鏡頭組，其中，另包含設置於該成像面上之一影像感測元件，該第一透鏡之物側光學面至該成像面於光軸上的距離為TTL，該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，滿足下列關係式：TTL/ImgH<2.1。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該第三透鏡之色散係數為v3，該第四透鏡之色散係數為v4，滿足下列關係式：25<v3-v4<40。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該第四透 鏡之物側光學面之曲率半徑為R7，該第四透鏡之像側光學面之曲率半徑為R8，滿足下列關係式：| R8/R7 |<0.6。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該光學攝像鏡頭組之焦距為f，該第一透鏡之焦距為f1，較佳地，滿足下列關係式：0.0<f/f1<0.55。
  10. 如申請專利範圍第3項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該影像擷取系統最大視角的一半為HFOV(單位為度，deg.)，滿足下列關係式：HFOV>36°。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該第一透鏡物的厚度CT1，該第四透鏡的厚度為CT4，滿足下列關係式：0.3<CT1/CT4<1.5。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該光學攝像鏡頭組之焦距為f，該第二透鏡之焦距為f2，滿足下列關係式：0<f/f2<0.4。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該第二透鏡之物側光學面為凸面，且其物側光學面與像側光學面均為非球面。
  14. 一種光學攝像鏡頭組，其沿著光軸排列由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡；一具正屈折力的第二透鏡；一具正屈折力的第三透鏡，其像側光學面為凸面； 一具負屈折力的第四透鏡，由塑膠材質所製成，其像側光學面為凹面，且其物側光學面及像側光學面皆為非球面；其中，另包含設置於一成像面上之一影像感測元件及設置在該第二透鏡之前之一光圈，該第一透鏡之物側光學面至該成像面於光軸上的距離為TTL，該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，該第四透鏡之物側光學面之曲率半徑為R7，該第四透鏡之像側光學面之曲率半徑為R8，滿足下列關係式：TTL/ImgH<2.1| R8/R7 |<0.8。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該第四透鏡之物側光學面與像側光學面至少一光學面設置有至少一個反曲點。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該光學攝像鏡頭組之焦距為f，該第二透鏡之焦距為f2，滿足下列關係式：0<f/f2<0.8。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該第三透鏡之色散係數為v3，該第四透鏡之色散係數為v4，滿足下列關係式：25<v3-v4<40。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該第四透鏡之物側光學面之曲率半徑為R7，該第四透鏡之像側光學面之曲率半徑為R8，較佳地，滿足下列關係式：| R8/R7 |<0.6。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該光學攝 像鏡頭組之焦距f與該第一透鏡之焦距f1之比值為pow1，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第二透鏡之焦距f2之比值為pow2，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第三透鏡之焦距f3之比值為pow3，光學攝像鏡頭組之焦距f與該第四透鏡之焦距f4之比值為pow4，滿足下列關係式：(pow1+pow2)/(pow3-pow4)<0.7。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該光圈至該光學攝像鏡頭組之該成像面，於光軸上的距離為SL，該第一透鏡之物側光學面至該成像面於光軸上的距離為TL，滿足下列關係式：0.75<SL/TTL<1.1。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之光學攝像鏡頭組，其中，該光學攝像鏡頭組之焦距為f，該第一透鏡之焦距為f1，滿足下列關係式：0.0<f/f1<0.55。
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