TWI550306B - 成像光學鏡組、取像裝置及電子裝置 - Google Patents

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Description

成像光學鏡組、取像裝置及電子裝置
本發明係有關於一種成像光學鏡組、取像裝置及電子裝置，特別是有關於一種應用於電子裝置上的成像光學鏡組以及取像裝置。
近年來，隨著具有攝影功能的電子產品的興起，光學系統的需求日漸提高。一般光學系統的電子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件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)兩種，且隨著半導體製程技術的精進，使得電子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。
習知的電子產品多採用三片式攝影鏡頭，但是當對成像品質的要求提高時，習知的三片式攝影鏡頭將無法滿足更高階的攝影需求。
目前雖然有進一步發展一般傳統四片式攝影鏡頭，其成像品質較三片式攝影鏡頭雖可提高；但因其第一透鏡並非作為提供系統主要的屈折力，且在搭配曲折力較強的第二透鏡至第四透鏡後，並不利於周邊像差的校正、擴大周邊光錐大小，無法改善周邊解像力與相對照度，特別是第四透鏡的像側表面以凹面為主，因此無法有效壓制離軸光線入射於電子感光元件上的角度，降低了系統於電子感光元件上的響應，因而無法使用在紅外線波段的鏡頭。
是以，如何研發出一種成像光學鏡組，以解決上述缺陷即是本案發明的動機。
本發明之目的在於提供一種成像光學鏡組，其主要以第一透鏡提供系統主要的屈折力，並配置較弱屈折力之第二透鏡至第四透鏡，以達成周邊像差的校正、擴大周邊光錐大小，以改善周邊解像力與相對照度。
本發明另一目的在於提供一種成像光學鏡組，其除了以第一透鏡作為提供系統主要的屈折力、以及配置較弱屈折力之第二透鏡至第四透鏡之外，更將該第四透鏡物側表面於近光軸處設計為凹面與第四透鏡像側表面於近光軸處設計為凸面，藉以有效壓制離軸光線入射於電子感光元件上的角度，有助於提高系統於電子感光元件上的響應，特別適用於使用在紅外線波段的鏡頭。
緣是，為了達成前述目的，依據本發明所提供之一種成像光學鏡組，由物側至像側依序包含：一具有正屈折力的第一透鏡，其物側表面於近光軸處為凸面；一第二透鏡，其像側表面於近光軸處為凸面；一具有正屈折力的第三透鏡，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其物側表面及像側表面皆為非球面；以及一第四透鏡，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其物側表面及像側表面皆為非球面；其中，該成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四枚非黏合透鏡，且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，該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5，該第三透鏡的像側表面曲率半徑為R6，並滿足下列條件：|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|<1.80；以及 0<R5/R6<20。
依據本發明另一實施方式提供一種取像裝置，包含前述的成像光學鏡組；以及一電子感光元件，設置於該成像光學鏡組的一成像面。
依據本發明又一實施方式提供一種電子裝置，包含：前述的取像裝置。
當|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|滿足上述條件時，藉以適當調整透鏡屈折力配置，達成周邊像差的校正、擴大周邊光錐大小，及改善周邊解像力與相對照度。
當R5/R6滿足上述條件時，有助於控制系統像差，並提高成像品質。
10、20、30‧‧‧電子裝置
11‧‧‧取像裝置
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‧‧‧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‧‧‧紅外線濾除濾光元件
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
f‧‧‧成像光學鏡組的焦距
Fno‧‧‧成像光學鏡組的光圈值
HFOV‧‧‧成像光學鏡組中最大視角的一半
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
R3‧‧‧第二透鏡的物側表面曲率半徑
R4‧‧‧第二透鏡的像側表面曲率半徑
R5‧‧‧第三透鏡的物側表面曲率半徑
R6‧‧‧第三透鏡的像側表面曲率半徑
R8‧‧‧第四透鏡的像側表面曲率半徑
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
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
CRA‧‧‧成像光學鏡組的主光線於最大成像高度位置與垂直於成像面的水平線之間的入射角度
P1‧‧‧一透鏡像側表面最大有效徑位置投影於光軸的點
P2‧‧‧一透鏡物側表面於光軸上的交點
第1A圖係本發明第一實施例之成像光學鏡組的示意圖。
第1B圖由左至右依序為第一實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。
第2A圖係本發明第二實施例之成像光學鏡組的示意圖。
第2B圖由左至右依序為第二實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。
第3A圖係本發明第三實施例之成像光學鏡組的示意圖。
第3B圖由左至右依序為第三實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。
第4A圖係本發明第四實施例之成像光學鏡組的示意圖。
第4B圖由左至右依序為第四實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。
第5A圖係本發明第五實施例之成像光學鏡組的示意圖。
第5B圖由左至右依序為第五實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。
第6A圖係本發明第六實施例之成像光學鏡組的示意圖。
第6B圖由左至右依序為第六實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。
第7A圖係本發明第七實施例之成像光學鏡組的示意圖。
第7B圖由左至右依序為第七實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。
第8A圖係本發明第八實施例之成像光學鏡組的示意圖。
第8B圖由左至右依序為第八實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。
第9圖係本發明依照第4A圖的成像光學鏡組中第四透鏡像側表面最大有效徑位置的投影示意圖。
第10圖係本發明第九實施例的一種電子裝置的示意圖。
第11圖係本發明第十實施例的一種電子裝置的示意圖。
第12圖係本發明第十一實施例的一種電子裝置的示意圖。
本發明提供一種成像光學鏡組，依序由物側排列至像側包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡；其中該成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四枚非黏合透鏡。
成像光學鏡組中有四片非黏合的透鏡，意即成像光學鏡組的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡中任兩相鄰者之間皆具有一間距。由於黏合透鏡的製程較非黏合透鏡複雜，特別在兩透鏡的黏合面需擁有高準度的曲面，以便達到兩透鏡黏合時的高密合度，且在黏合的過程中，也 可能因偏位而造成密合度不佳，影響整體光學成像品質。因此，本發明成像光學鏡組的四片透鏡為非黏合透鏡，可有效避免黏合透鏡所產生的問題。
一具有正屈折力的第一透鏡，其物側表面於近光軸處為凸面。藉此，以第一透鏡提供系統主要的屈折力，並配置較弱屈折力之第二透鏡至第四透鏡，以達成周邊像差的校正、擴大周邊光錐大小，以改善周邊解像力與相對照度。
一可具有正屈折力的第二透鏡，其像側表面於近光軸處為凸面。藉此，有助於減少球差的產生。
一具有正屈折力的第三透鏡，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其物側表面及像側表面皆為非球面。藉此，可平衡正屈折力配置，以避免屈折力因過度集中而使球差過度增大，並可有效修正像散。
一可具有負屈折力的第四透鏡，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其物側表面及像側表面皆為非球面。藉此，可有效壓制離軸光線入射於電子感光元件的角度，有助於提高系統於電子感光元件上的響應，特別適用於使用在紅外線波段的鏡頭。
此外，該第四透鏡的物側表面與像側表面的其中一表面具有至少一反曲點。藉此，更可進一步修正離軸視場的像差。
其次，該第四透鏡像側表面的最大有效徑位置投影於光軸上的點較該第四透鏡物側表面與光軸的交點更靠近一被攝物。藉此，像側表面周邊的面形變化較為明顯，可有助於加強周邊像差的修正。
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，並滿足下列條件：|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|<1.80。藉此，適當調整透鏡屈折力配置，達成周邊像差的校正、擴大周邊光 錐大小，及改善周邊解像力與相對照度。較佳地，可滿足下列條件：0.50<|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|<1.50。
該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5，該第三透鏡的像側表面曲率半徑為R6，並滿足下列條件：0<R5/R6<20。藉此，有助於控制系統像差，並提高成像品質。
該第二透鏡的物側表面曲率半徑為R3，該第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4，並滿足下列條件：R4/R3<2.0。藉此，可補正該成像光學鏡組的球差。
該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，該第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，並滿足下列條件：CT4/T12<1.0。藉此，有利於第四透鏡在整體成像光學鏡組中的配置，可縮短整體成像光學鏡組的總長度。
該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5，該第四透鏡的像側表面曲率半徑為R8，並滿足下列條件：0<R5/R8<4.0。藉此，可較有利於修正該成像光學鏡組的像散以提升解像能力。
該第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，其中該T34大於該T12，該T34大於該T23。藉此，有利於控制成像光學鏡組的後焦距。
該成像光學鏡組可使用於750奈米至1050奈米之紅外線波長範圍，其可符合特定波段光線之攝影需求，於光線不足之夜間場合偵測紅外線影像或使用於動態捕捉等特殊應用。
該第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，該成像光學鏡組的焦距為f，並滿足下列條件：0.10<T34/f<0.40。藉此，可較有效控制該成像光學鏡組的後焦距，有利於縮短系統的總長度。
該第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，並滿足下列條件：T23/T34<5.0。藉此，可適當調配透鏡間的距離，有助於該成像光學鏡組的製造性。
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，並滿足下列條件：0.8<CT2/CT3<2.0。藉此，可使該成像光學鏡組中各透鏡的厚度配置較為合適，不僅有助於透鏡製作及組裝，並可適當調配系統總長度。
該第二透鏡的焦距為f2，該第三透鏡的焦距為f3，並滿足下列條件：-1.0<f3/f2<0.6。藉此，該第二透鏡與該第三透鏡的屈折力較合適，可有效修正系統像差與像散。較佳地，滿足下列條件：-0.7<f3/f2<0。
該第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、及第四透鏡中至少有二枚透鏡的色散係數小於32。藉此，有助於該成像光學鏡組色差的修正。
該成像光學鏡組的主光線於最大成像高度位置與垂直於一成像面的水平線之間的入射角度為CRA，其滿足下列條件：CRA<27.5度。藉此，可有效地控制光線入射於電子感光元件上的角度，使電子感光元件之響應效率提升，進而增加成像品質。
該成像光學鏡組中，可另設置有一光圈，該光圈設置於該成像光學鏡組第一透鏡與第二透鏡之間。藉此，該光圈配置為中置光圈，係有助於擴大系統的視場角，使該成像光學鏡組具有廣角鏡頭的優勢。當然，該光圈亦可設置於被攝物與第一透鏡間，可使該成像光學鏡組的出射瞳(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。
本發明提供的成像光學鏡組中，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，另當透鏡的材質為玻璃，則可 以增加該成像光學鏡組屈折力配置的自由度。此外，該成像光學鏡組中透鏡的物側表面及像側表面可為非球面，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成像光學鏡組的總長度。
本發明提供的成像光學鏡組中，可設置有至少一光闌，以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
本發明提供的成像光學鏡組中，就以具有屈折力的透鏡而言，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該透鏡表面於近光軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該透鏡表面於近光軸處為凹面。
本發明提供的成像光學鏡組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，可多方面應用於3D(三維)影像擷取、數位相機、行動裝置、數位平板等電子影像系統中。
本發明更提供一種取像裝置，其包含前述的成像光學鏡組以及電子感光元件，其中該電子感光元件設置於該成像光學鏡組的一成像面，供被攝物成像。藉此，取像裝置可具有大視角的優勢，並維持小型化的特性。較佳地，該取像裝置可進一步包含鏡筒(Barrel Member)、支持裝置(Holder Member)或其組合。
本發明更提供一種電子裝置，包含：前述的取像裝置。藉此，可有效發揮小型化的優勢。較佳地，該電子裝置可進一步包含控制單元(Control Unit)、顯示單元(Display)、儲存單元(Storage Unit)、暫儲存單元(RAM)或其組合。
請參考第10至第12圖，該取像裝置11可搭載於電子裝置，其包含，但不限於：智慧型電視10、網路監控設備20或體感遊戲機30。前揭電子裝置 僅是示範性地說明本發明之取像裝置11的實際運用例子，並非限制本發明之取像裝置11的運用範圍。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之取像裝置的示意圖，第1B圖由左至右依序為第一實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第1A圖可知，第一實施例的取像裝置包含成像光學鏡組(未另標號)以及電子感光元件170。成像光學鏡組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、第四透鏡140、紅外線濾除濾光元件150以及成像面160，而電子感光元件170設置於成像光學鏡組的成像面160，其中成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四片非黏合透鏡。第一實施例的成像光學鏡組中，該第二透鏡120、第三透鏡130、及第四透鏡140的色散係數小於32。
該第一透鏡110具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面111於近光軸處為凸面，其像側表面112於近光軸處為凹面，並皆為非球面。
該第二透鏡120具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面121於近光軸處為凹面，其像側表面122於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第三透鏡130具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面131於近光軸處為凹面，其像側表面132於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第四透鏡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於近光軸處為凸面，並皆為非球面，且該第四透鏡140的物側表面141與像側表面142皆具有反曲點。
該紅外線濾除濾光元件150為玻璃材質，其設置於第四透鏡140及成像面160間且不影響成像光學鏡組的焦距。
上述各透鏡的非球面的曲線方程式表示如下： 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交點切面的相對距離；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。
第一實施例的成像光學鏡組中，成像光學鏡組的焦距為f，成像光學鏡組的光圈值(f-number)為Fno，成像光學鏡組中最大視角的一半為HFOV，其數值如下：f=5.67(毫米)；Fno=2.60；以及HFOV=29.7(度)。
第一實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡110的焦距為f1，該第二透鏡120的焦距為f2，該第三透鏡130的焦距為f3，該第四透鏡140的焦距為f4，並滿足下列條件：|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|=1.48。
第一實施例的成像光學鏡組中，該第三透鏡130的物側表面131曲率半徑為R5，該第三透鏡130的像側表面132曲率半徑為R6，並滿足下列條件：R5/R6=7.35。
第一實施例的成像光學鏡組中，該第二透鏡120的物側表面121曲率半徑為R3，該第二透鏡120的像側表面122曲率半徑為R4，並滿足下列條件：R4/R3=1.59。
第一實施例的成像光學鏡組中，該第四透鏡140於光軸上的厚度為CT4，該第一透鏡110與第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，並滿足下 列條件：CT4/T12=1.42。
第一實施例的成像光學鏡組中，該第三透鏡130的物側表面131曲率半徑為R5，該第四透鏡140的像側表面142曲率半徑為R8，並滿足下列條件：R5/R8=2.71。
第一實施例的成像光學鏡組中，該第三透鏡130與第四透鏡140於光軸上的間隔距離為T34，該成像光學鏡組的焦距為f，並滿足下列條件：T34/f=0.18。
第一實施例的成像光學鏡組中，該第二透鏡120與第三透鏡130於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡130與第四透鏡140於光軸上的間隔距離為T34，並滿足下列條件：T23/T34=0.05。
第一實施例的成像光學鏡組中，該第二透鏡120於光軸上的厚度為CT2，該第三透鏡130於光軸上的厚度為CT3，並滿足下列條件：CT2/CT3=0.90。
第一實施例的成像光學鏡組中，該第二透鏡120的焦距為f2，該第三透鏡130的焦距為f3，並滿足下列條件：f3/f2=-0.81。
第一實施例的成像光學鏡組中，該成像光學鏡組的主光線於最大成像高度位置與垂直於一成像面160的水平線之間的入射角度為CRA，其滿足下列條件：CRA=28.6度。
第一實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡110與第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡120與第三透鏡130於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡130與第四透鏡140於光軸上的間隔距離為T34，其中該T34為大於該T12，該T34大於該T23。
再配合參照下列表1以及表2。
表1為第1A圖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毫米，且表面0-12依序表示由物側至像側的表面。表2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，A4-A16則表示各表面第4-16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1及表2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之取像裝置的示意圖，第2B圖由左至右依序為第二實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第2A圖可知，第二實施例的取像裝置包含成像光學鏡組(未另標號)以及電子感光元件270。成像光學鏡組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、紅外線濾除濾光元件250以及成像面260，而電子感光元件270設置於成像光學鏡組的成像面260，其中成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四片非黏合透鏡。第二實施例的成像光學鏡組應用於830奈米(nm)的紅外線波長範圍。第二實施例的成像光學鏡組中，該第二透鏡220、及第三透鏡230的色散係數小於32。
該第一透鏡210具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面211於近光軸處為凸面，其像側表面212於近光軸處為凹面，並皆為非球面。
該第二透鏡220具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面221於近光軸處為凹面，其像側表面222於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第三透鏡230具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面231於近光軸處為凹面，其像側表面232於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第四透鏡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於近光軸處為凸面，並皆為非球面，且該第四透鏡240的物側表面241與像側表面242皆具有反曲點。
第四透鏡240像側表面242的最大有效徑位置投影於光軸的點P1較第四透鏡240物側表面241於光軸上的交點P2更靠近一被攝物。(請配合參照第9圖，第二實施例不另加繪示)。
第二實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡210與第二透鏡220於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡220與第三透鏡230於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡230與第四透鏡240於光軸上的間隔距離為T34，其中該T34大於該T12，該T34大於該T23。
該紅外線濾除濾光元件250為玻璃材質，其設置於第四透鏡240及成像面260間且不影響成像光學鏡組的焦距。
再配合參照下列表3以及表4。
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。
配合表3以及表4可推算出下列數據：
<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 之取像裝置的示意圖，第3B圖由左至右依序為第三實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第3A圖可知，第三實施例的取像裝置包含成像光學鏡組(未另標號)以及電子感光元件370。成像光學鏡組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、紅外線濾除濾光元件350以及成像面360，而電子感光元件370設置於成像光學鏡組的成像面360，其中成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四片非黏合透鏡。第三實施例的成像光學鏡組應用於830奈米(nm)的紅外線波長範圍。第三實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡310、該第二透鏡320、及第三透鏡330的色散係數小於32。
該第一透鏡310具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面311於近光軸處為凸面，其像側表面312於近光軸處為凹面，並皆為非球面。
該第二透鏡320具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面321於近光軸處為凹面，其像側表面322於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第三透鏡330具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面331於近光軸處為凹面，其像側表面332於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第四透鏡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於近光軸處為凸面，並皆為非球面，且該第四透鏡340的物側表面341與像側表面342皆具有反曲點。
第四透鏡340像側表面342的最大有效徑位置投影於光軸的點P1較第四透鏡340物側表面341於光軸上的交點P2更靠近一被攝物。(請配合參照第9圖，第三實施例不另加繪示)。
第三實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡310與第二透鏡320於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡320與第三透鏡330於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡330與第四透鏡340於光軸上的間隔距離為T34，其中該 T34大於該T12，該T34大於該T23。
該紅外線濾除濾光元件350為玻璃材質，其設置於第四透鏡340及成像面360間且不影響成像光學鏡組的焦距。
再配合參照下列表5以及表6。
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。
配合表5以及表6可推算出下列數據：
<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之取像裝置的示意圖，第4B圖由左至右依序為第四實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第4A圖可知，第四實施例的取像裝置包含成像光學鏡組(未另標號)以及電子感光元件470。成像光學鏡組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、紅外線濾除濾光元件450以及成像面460，而電子感光元件470設置於成像光學鏡組的成像面460，其中成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四片非黏合透鏡。第四實施例的成像光學鏡組應用於830奈米(nm)的紅外線波長範圍。第四實施例的成像光學鏡組中，該第二透鏡420、及第三透鏡430的色散係數小於32。
該第一透鏡410具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面411於近光軸處為凸面，其像側表面412於近光軸處為凹面，並皆為非球面。
該第二透鏡420具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面421於近光軸處為凹面，其像側表面422於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第三透鏡430具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面431於近光軸處為凹面，其像側表面432於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第四透鏡440具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面441於近光軸處為凹面，其像側表面442於近光軸處為凸面，並皆為非球面，且該第四透鏡440的物側表面441與像側表面442皆具有反曲點。
配合參照第9圖，其繪示依照第4A圖成像光學鏡組中第四透鏡440像側表面442最大有效徑位置之示意圖，其中第四透鏡440像側表面442的最大有效徑位置投影於光軸的點P1較第四透鏡440物側表面441於光軸上的交點P2更靠近一被攝物。
第四實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡410與第二透鏡420於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡420與第三透鏡430於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡430與第四透鏡440於光軸上的間隔距離為T34，其中該T34大於該T12，該T34大於該T23。
該紅外線濾除濾光元件450為玻璃材質，其設置於第四透鏡440及成像面460間且不影響成像光學鏡組的焦距。
再配合參照下列表7以及表8。
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。
配合表7以及表8可推算出下列數據：
<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之取像裝置的示意圖，第5B圖由左至右依序為第五實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第5A圖可知，第五實施例的取像裝置包含成像光學鏡組(未另標號)以及電子感光元件570。成像光學鏡組由物側至像側依序包含光圈500、第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、紅外線濾除濾光元件550以及成像面560，而電子感光元件570設置於成像光學鏡組的成像面560，其中成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四片非黏合透鏡。
該第一透鏡510具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面511於近光軸處為凸面，其像側表面512於近光軸處為凹面，並皆為非球面。
該第二透鏡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於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第三透鏡530具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面531於近光軸處為凹面，其像側表面532於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第四透鏡540具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面541於近光軸處為凹面，其像側表面542於近光軸處為凸面，並皆為非球面，且該第四透鏡540的物側表面541與像側表面542皆具有反曲點。
第四透鏡540像側表面542的最大有效徑位置投影於光軸的點P1較第 四透鏡540物側表面541於光軸上的交點P2更靠近一被攝物。(請配合參照第9圖，第五實施例不另加繪示)。
第五實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡510與第二透鏡520於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡520與第三透鏡530於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡530與第四透鏡540於光軸上的間隔距離為T34，其中該T34大於該T12，該T34大於該T23。
該紅外線濾除濾光元件550為玻璃材質，其設置於第四透鏡540及成像面560間且不影響成像光學鏡組的焦距。
再配合參照下列表9以及表10。
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。
配合表9以及表10可推算出下列數據：
<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之取像裝置的示意圖，第6B圖由左至右依序為第六實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第6A圖可知，第六實施例的取像裝置包含成像光學鏡組(未另標號)以及電子感光元件670。成像光學鏡組由物側至像側依序包含光圈600、第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡 640、紅外線濾除濾光元件650以及成像面660，而電子感光元件670設置於成像光學鏡組的成像面660，其中成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四片非黏合透鏡。第六實施例的成像光學鏡組應用於860奈米(nm)的紅外線波長範圍。第六實施例的成像光學鏡組中，該第二透鏡620、及第三透鏡630的色散係數小於32。
該第一透鏡610具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面611於近光軸處為凸面，其像側表面612於近光軸處為凹面，並皆為非球面。
該第二透鏡620具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面621於近光軸處為凹面，其像側表面622於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第三透鏡630具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面631於近光軸處為凹面，其像側表面632於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第四透鏡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於近光軸處為凸面，並皆為非球面，且該第四透鏡640的物側表面641與像側表面642皆具有反曲點。
第四透鏡640像側表面642的最大有效徑位置投影於光軸的點P1較第四透鏡640物側表面641於光軸上的交點P2更靠近一被攝物。(請配合參照第9圖，第六實施例不另加繪示)。
第六實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡610與第二透鏡620於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡620與第三透鏡630於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡630與第四透鏡640於光軸上的間隔距離為T34，其中該T34大於該T12，該T34大於該T23。
該紅外線濾除濾光元件650為塑膠材質，其設置於第四透鏡640及成像面660間且不影響成像光學鏡組的焦距。
再配合參照下列表11以及表12。
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。
配合表11以及表12可推算出下列數據：
<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之取像裝置的示意圖，第7B圖由左至右依序為第七實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第7A圖可知，第七實施例的取像裝置包含成像光學鏡組(未另標號)以及電子感光元件770。成像光學鏡組由物側至像側依序包含光圈700、第一透鏡710、第二透鏡720、第三透鏡730、第四透鏡740、紅外線濾除濾光元件750以及成像面760，而電子感光元件770設置於成像光學鏡組的成像面760，其中成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四片非黏合透鏡。第七實施例的成像光學鏡組應用於930奈米(nm)的紅外線波長範圍。第七實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡710、該第二透鏡720、第三透鏡730、及第四透鏡740的色散係數小於32。
該第一透鏡710具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面711於近光軸處為凸面，其像側表面712於近光軸處為凹面，並皆為非球面。
該第二透鏡720具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面721於近光軸處為凹面，其像側表面722於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第三透鏡730具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面731於近光軸處為凹面，其像側表面732於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第四透鏡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於近光軸處為凸面，並皆為非球面，且該第四透鏡740的物側表面741與像側表面742皆具有反曲點。
第四透鏡740像側表面742的最大有效徑位置投影於光軸的點P1較第四透鏡740物側表面741於光軸上的交點P2更靠近一被攝物。(請配合參照第9圖，第七實施例不另加繪示)。
第七實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡710與第二透鏡720於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡720與第三透鏡730於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡730與第四透鏡740於光軸上的間隔距離為T34，其中該T34大於該T12，該T34大於該T23。
該紅外線濾除濾光元件750為玻璃材質，其設置於第四透鏡740及成像面760間且不影響成像光學鏡組的焦距。
再配合參照下列表13以及表14。
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。
配合表13以及表14可推算出下列數據：
<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之取像裝置的示意圖，第8B圖由左至右依序為第八實施例的成像光學鏡組的球差、像散及歪曲曲線圖。由第8A圖可知，第八實施例的取像裝置包含成像光學鏡組(未另標號)以及電子感光元件870。成像光學鏡組由物側至像側依序包含光圈800、第一透鏡810、第二透鏡820、第三透鏡830、第四透鏡840、紅外線濾除濾光元件850以及成像面860，而電子感光元件870設置於成像光學鏡組的成像面860，其中成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四片非黏合透鏡。
該第一透鏡810具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面811於近光軸處為凸面，其像側表面812於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第二透鏡820具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面821於近光軸處為凹面，其像側表面822於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第三透鏡830具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面831於近光軸處為凹面，其像側表面832於近光軸處為凸面，並皆為非球面。
該第四透鏡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於近光軸處為凸面，並皆為非球面，且該第四透鏡840的物側表面841與像側表面842皆具有反曲點。
第四透鏡840像側表面842的最大有效徑位置投影於光軸的點P1較第四透鏡840物側表面841於光軸上的交點P2更靠近一被攝物。(請配合參照第9圖，第八實施例不另加繪示)。
第八實施例的成像光學鏡組中，該第一透鏡810與第二透鏡820於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡820與第三透鏡830於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡830與第四透鏡840於光軸上的間隔距離為T34，其中該 T34大於該T12，該T34大於該T23。
該紅外線濾除濾光元件850為玻璃材質，其設置於第四透鏡840及成像面860間且不影響成像光學鏡組的焦距。
再配合參照下列表15以及表16。
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。
配合表15以及表16可推算出下列數據：
<第九實施例>
請參照第10圖，係繪示依照本發明第九實施例的一種電子裝置10的示意圖。第九實施例的電子裝置10係一智慧型電視，電子裝置10包含取像裝置11，取像裝置11包含依據本發明的成像光學鏡組(圖未揭示)以及電子感光元件(圖未揭示)，其中電子感光元件設置於成像光學鏡組的成像面。
<第十實施例>
請參照第11圖，係繪示依照本發明第十實施例的一種電子裝置20的示意圖。第十實施例的電子裝置20係一網路監控設備，電子裝置20包含取像裝置11，取像裝置11包含依據本發明的成像光學鏡組(圖未揭示)以及電子感光元件(圖未揭示)，其中電子感光元件設置於成像光學鏡組的成像面。
<第十一實施例>
請參照第12圖，係繪示依照本發明第十一實施例的一種電子裝置30的示意圖。第十一實施例的電子裝置30係一體感遊戲機，電子裝置30包含取像裝置11，取像裝置11包含依據本發明的成像光學鏡組(圖未揭示)以及電子感光元件(圖未揭示)，其中電子感光元件設置於成像光學鏡組的成像面。
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。
100‧‧‧光圈
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‧‧‧紅外線濾除濾光元件
160‧‧‧成像面
170‧‧‧電子感光元件

Claims (19)

  1. 一種成像光學鏡組，由物側至像側依序包含：一具有正屈折力的第一透鏡，其物側表面於近光軸處為凸面；一第二透鏡，其像側表面於近光軸處為凸面；一具有正屈折力的第三透鏡，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其物側表面及像側表面皆為非球面；以及一第四透鏡，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其物側表面及像側表面皆為非球面；其中，該成像光學鏡組中具屈折力的透鏡為四枚非黏合透鏡，且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，該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5，該第三透鏡的像側表面曲率半徑為R6，並滿足下列條件：|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|<1.80；以及0<R5/R6<20。
  2. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第二透鏡的物側表面曲率半徑為R3，該第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4，並滿足下列條件：R4/R3<2.0。
  3. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，該第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，並滿足下列條件：CT4/T12<1.0。
  4. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中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，並滿足下列條件： 0.50<|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|<1.50。
  5. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第二透鏡具有正屈折力。
  6. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5，該第四透鏡的像側表面曲率半徑為R8，並滿足下列條件：0<R5/R8<4.0。
  7. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第四透鏡具有負屈折力，且該第四透鏡的物側表面與像側表面的其中一表面具有至少一反曲點。
  8. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，其中該T34大於該T12，該T34大於該T23。
  9. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該成像光學鏡組使用於750奈米至1050奈米之紅外線波長範圍。
  10. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，該成像光學鏡組的焦距為f，並滿足下列條件：0.10<T34/f<0.40。
  11. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，並滿足下列條件：T23/T34<5.0。
  12. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中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，並滿足下列條件：0.8<CT2/CT3<2.0。
  13. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第三 透鏡的焦距為f3，並滿足下列條件：-1.0<f3/f2<0.6。
  14. 如請求項13所述的成像光學鏡組，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第三透鏡的焦距為f3，並滿足下列條件：-0.7<f3/f2<0。
  15. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、及第四透鏡中至少有二枚透鏡的色散係數小於32。
  16. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該成像光學鏡組的主光線於最大成像高度位置與垂直於一成像面的水平線之間的入射角度為CRA，其滿足下列條件：CRA<27.5度。
  17. 如請求項1所述的成像光學鏡組，其中該第四透鏡像側表面的最大有效徑位置投影於光軸上的點較該第四透鏡物側表面與光軸的交點更靠近一被攝物。
  18. 一種取像裝置，包含：如請求項1所述的成像光學鏡組；以及一電子感光元件，設置於該成像光學鏡組的一成像面。
  19. 一種電子裝置，包含：如請求項18所述的取像裝置。
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