影像擷取透鏡系統的制作方法

專利名稱：影像擷取透鏡系統的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種影像擷取透鏡系統；特別是關于一種應用于便攜式電子產品上的小型化影像擷取透鏡系統。
背景技術：
最近幾年來，隨著具有攝影功能的便攜式電子產品的興起，小型化攝影鏡頭的需求日漸提高，而一般攝影鏡頭的感光組件不外乎是感光耦合組件(Charge Coupled Device, CCD)或互補性氧化金屬半導體組件(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor Sensor, CMOS Sensor)兩種，且由于半導體工藝技術的精進，使得感光組件的像素尺寸縮小，再加上現今電子產品以功能佳且輕薄短小的外型為發展趨勢，因此，具備良好成像質量的小型化攝影鏡頭儼然成為目前市場上的主流。現有的PC CAMERA與大視場角的攝影鏡頭等，多采以前群透鏡為負屈折力、后群透鏡為正屈折力的配置方式，構成所謂的反攝影型(IrwerseTel印hoto)結構，藉此獲得廣視場角的特性，如美國專利第7，515，351號所示，為采前群負屈折力、后群正屈折力的五片式透鏡結構，其中第三透鏡與第四透鏡是以二片玻璃球面鏡互相黏合而成為雙合透鏡 (Doublet)，用以消除色差，但此方法有其缺點，其一，過多的玻璃球面鏡配置使得系統自由度不足，造成系統的光學總長度不易縮短，再加上整體透鏡系統具有五枚透鏡，較難以達成鏡頭的小型化；其二，玻璃鏡片黏合不易，對工藝上容易造成困難。有鑒于此，急需一種可搭載于電子產品上，工藝簡易且不至于使鏡頭總長度過長的影像擷取透鏡系統。

發明內容
本發明提供一種影像擷取透鏡系統，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡，其像側表面為凹面；一具正屈折力的第二透鏡，其像側表面為凸面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面；一具負屈折力的第四透鏡，其物側表面及像側表面皆為非球面；及一光圈，設置于該第一透鏡與該第三透鏡之間；其中， 該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片，該第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第三透鏡與該第四透鏡于光軸上的距離為T34，滿足下列關系式-2. 0 < R4/f < -0. 2 ;0· 5 < (T34/f)*100 < 20. 0。另一方面，本發明提供一種影像擷取透鏡系統，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面及像側表面為凹面；一具正屈折力的第二透鏡，其像側表面為凸面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面； 一具負屈折力的第四透鏡，其物側表面及像側表面中至少一表面具有至少一反曲點；及一光圈，設置于該第一透鏡與該第二透鏡之間；其中，該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第三透鏡與該第四透鏡于光軸上的距離為T34，滿足下列關系式0. 80 < f/f3 < 2. 40 ；0. 5 < (T34/f)*100
本發明通過上述的鏡組配置方式，可有效修正像差以提升系統的成像質量，且可同時縮短該影像擷取透鏡系統的光學總長度，并且兼具廣視場角的特性。本發明影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡具負屈折力，有助于擴大該影像擷取透鏡系統的視場角；該第二透鏡具正屈折力，可有利于修正具負屈折力的該第一透鏡所產生的像差；該第三透鏡具正屈折力，提供該影像擷取透鏡系統主要的屈折力，可有利于縮短透鏡系統的總長度；該第四透鏡具負屈折力，可有利于修正該影像擷取透鏡系統的色差 (Chromatic Aberration)0本發明影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡的像側表面為凹面，可有助于擴大系統的視場角；且當該第一透鏡為一物側表面為凸面、像側表面為凹面的新月形透鏡時，更有利于在擴大系統視場角與修正像差中取得較良好的平衡。該第二透鏡可為一物側表面為凹面、像側表面為凸面的新月形透鏡或一雙凸透鏡，當該第二透鏡為一凹凸的月形透鏡時，可較有利于修正系統的像散(Astigmatism)；當該第二透鏡為一雙凸透鏡時，則可有效加強該第二透鏡的屈折力配置，進而有助于分配該第三透鏡的屈折力，以降低系統的敏感度。該第三透鏡可為一雙凸透鏡，雙凸透鏡可有效加強該第三透鏡的屈折力配置，使系統的光學總長度可以更短。該第四透鏡可為一物側表面為凹面、像側表面為凸面的新月形透鏡，有利于修正系統的像散，且可提升該影像擷取透鏡系統的成像質量。本發明影像擷取透鏡系統中，該光圈可置于該第一透鏡與該第二透鏡之間或該第二透鏡與該第三透鏡之間。在廣角光學系統中，特別需要對歪曲(Distortion)及倍率色收差(Chromatic Aberration of Magnification)做修正，其方法為將光圈置于系統光屈折力的平衡處。因此，本發明影像擷取透鏡系統中，將光圈置于該第一透鏡與該第三透鏡之間，目的在于縮短鏡頭的總長度與具備廣視場角的特性中取得良好平衡，且如此的配置方式可以有效降低系統的敏感度；當該光圈設置于該第一透鏡與該第二透鏡之間時，該影像擷取透鏡系統的總長度可以較短。



圖9是表四，為本發明第二實施例的非球面數據；圖10是表五，為本發明第三實施例的光學數據；圖11是表六，為本發明第三實施例的非球面數據；圖12是表七，為本發明第四實施例的光學數據；圖13是表八，為本發明第四實施例的非球面數據；圖14是表九，為本發明第五實施例的光學數據；圖15是表十，為本發明第五實施例的非球面數據；圖16是表十一，為本發明第一實施例至第五實施例相關關系式的數值資料t附圖標號光圈100、200、300、400、500第一透鏡110、210、310、410、510物側表面111、211、311、411、511像側表面112、212、312、412、512第二透鏡120、220、320、420、520物側表面121、221、321、421、521像側表面122、222、322、422、522第三透鏡130、230、330、430、530物側表面131、231、331、431、531像側表面132、232、332、432、532第四透鏡140、240、340、440、540物側表面141、241、341、441、541像側表面142、242、342、442、542濾光片150、250、；350、450、550保護玻璃160 J60、360、460、560成像面170、270、370、470、570整體影像擷取透鏡系統的焦距為f第一透鏡的焦距為Π第三透鏡的焦距為f3第四透鏡的焦距為f4第一透鏡的色散系數為Vl第二透鏡的色散系數為V2第三透鏡的色散系數為V3第四透鏡的色散系數為V4第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5第三透鏡的像側表面曲率半徑為R6第一透鏡與第二透鏡于光軸上的距離為T12第三透鏡與第四透鏡于光軸上的距離為T34光圈至電子感光組件于光軸上的距離為SL
第一透鏡的物側表面至電子感光組件于光軸上的距離為TTL電子感光組件有效像素區域對角線長的一半為^gH
具體實施例方式本發明提供一種影像擷取透鏡系統，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡，其像側表面為凹面；一具正屈折力的第二透鏡，其像側表面為凸面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面；一具負屈折力的第四透鏡，其物側表面及像側表面皆為非球面；及一光圈，設置于該第一透鏡與該第三透鏡之間；其中， 該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片，該第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第三透鏡與該第四透鏡于光軸上的距離為T34，滿足下列關系式:-2. 0 < R4/f < -0. 2 ;0· 5 < (T34/f)*100 < 20. 0。當前述影像擷取透鏡系統滿足下列關系式-2. 0 < R4/f < -0. 2，可有助于使該第二透鏡具有合適的正屈折力，以分配該第三透鏡的屈折力，進而降低該影像擷取透鏡系統的敏感度，且同時可有效對該第一透鏡產生的像差作補正；進一步，較佳地滿足下列關系式-1. 0 < R4/f < -0. 5。當前述影像擷取透鏡系統滿足下列關系式0. 5 < (T34/f)*100 < 20. 0，可有利于修正該影像擷取透鏡系統的高階像差，以提升系統的成像質量；進一步， 較佳地滿足下列關系式4. 0 < (T34/f)*100 < 12.0o本發明前述影像擷取透鏡系統中，較佳地，該第三透鏡的物側表面及像側表面皆為凸面，可有效加強該第三透鏡的屈折力配置，使系統的光學總長度可以更短；較佳地，該第三透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形狀，獲得較多的控制變量，用以消減像差，進而縮減透鏡使用的數目，因此可以有效降低系統的光學總長度，且提升成像質量；較佳地，該第四透鏡的物側表面及像側表面中至少一表面具有至少一反曲點，有利于壓制離軸視場的光線入射于感光組件上的角度，并且可進一步修正離軸視場的像差。本發明前述影像擷取透鏡系統中，較佳地，該第一透鏡的物側表面為凸面，有利于在擴大系統視場角與修正像差中取得較良好的平衡；且較佳地，該第四透鏡的物側表面為凹面及像側表面為凸面，可有利于修正系統的像散，以提升該影像擷取透鏡系統的成像質量。本發明前述影像擷取透鏡系統中，較佳地，該影像擷取透鏡系統中至少三片透鏡材質為塑料，且所述透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，塑料材質透鏡不僅有利于非球面透鏡的制作，更可有效降低生產成本。本發明前述影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，較佳地，滿足下列關系式0. 80 < f/f3 < 2. 40。當f/f3滿足上述關系式時， 該第三透鏡的屈折力大小配置較為平衡，以有效縮短系統的光學總長度，并且可同時避免高階球差(High Order Spherical Aberration)的過度增大，進而提升系統的成像質量；進一步，較佳地滿足下列關系式1. 25 < f/f3 < 1. 75。本發明前述影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第一透鏡的焦距為fl，較佳地，滿足下列關系式-1. 00 < f/fl < -0. 30。當f/fl滿足上述關系式時，可有利于在擴大該影像擷取透鏡系統的視場角與縮短光學總長度中取得平衡。
本發明前述影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡的色散系數為V3，該第四透鏡的色散系數為V4，較佳地，滿足下列關系式23. 0 < V3-V4 < 46. 0。當V3-V4滿足上述關系式時， 有助于提升該影像擷取透鏡系統修正色差的能力；進一步，較佳地滿足下列關系式30.0
<V3-V4 < 40. 0。本發明前述影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡的色散系數為VI，該第二透鏡的色散系數為V2，較佳地，滿足下列關系式30. 0 < V2-V1 < 40. 0。當V2-V1滿足上述關系式時，更可有效加強系統色差的補正。本發明前述影像擷取透鏡系統中，較佳地，該光圈設置于該第一透鏡與該第二透鏡之間；且該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件供被攝物成像，該光圈至該電子感光組件于光軸上的距離為SL，該第一透鏡的物側表面至該電子感光組件于光軸上的距離為 TTL，較佳地，滿足下列關系式0. 65 < SL/TTL < 0. 90。當SL/TTL滿足上述關系式時，可有利于確保透鏡系統在縮短鏡頭的總長度與具備廣視場角的特性中取得良好平衡。本發明前述影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡與該第二透鏡于光軸上的距離為 T12，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，較佳地，滿足下列關系式0. 05 < T12/f < 1. 20。 當T12/f滿足上述關系式時，有利于修正該影像擷取透鏡系統的高階像差，提升系統的成像質量，且可使系統中鏡組的配置更為緊密，有利于降低鏡頭的總長度；進一步，較佳地滿足下列關系式0. 10 < T12/f < 0. 50。本發明前述影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為 f4，較佳地，滿足下列關系式-1. 00 < f3/f4 < -0. 50。當f3/f4滿足上述關系式時，該第三透鏡與該四透鏡的屈折力配置較為平衡，可有助于系統色差與高階像差的補正。本發明前述影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5及像側表面曲率半徑為R6，較佳地，滿足下列關系式-0. 50 < (R5+R6)/(R5-R6) <0.70。當 (R5+R6)/(R5-R6)滿足上述關系式時，可有利于修正系統的球差。本發明前述影像擷取透鏡系統中，另設置一電子感光組件供被攝物成像，該第一透鏡的物側表面至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，而該電子感光組件有效像素區域對角線長的一半為hgH，較佳地，滿足下列關系式TTL/lmgH < 5. O0當TTL/lmgH滿足上述關系式時，有利于維持該影像擷取透鏡系統的小型化，以搭載于輕薄便攜式的電子產
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ρπ-Co另一方面，本發明提供一種影像擷取透鏡系統，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面及像側表面為凹面；一具正屈折力的第二透鏡，其像側表面為凸面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面； 一具負屈折力的第四透鏡，其物側表面及像側表面中至少一表面具有至少一反曲點；及一光圈，設置于該第一透鏡與該第二透鏡之間；其中，該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第三透鏡與該第四透鏡于光軸上的距離為T34，滿足下列關系式0. 80 < f/f3 < 2. 40 ；0. 5 < (T34/f)*100
<20. O0當前述影像擷取透鏡系統滿足下列關系式0. 80 < f/f3 <2. 40,該第三透鏡的屈折力大小配置較為平衡，以有效縮短系統的光學總長度，并且可同時避免高階球差的過度增大，進而提升系統的成像質量；進一步，較佳地滿足下列關系式1. 25 < f/f3 < 1. 75。當前述影像擷取透鏡系統滿足下列關系式0. 5 < (T34/f)*100 < 20. 0，可有利于修正該影像擷取透鏡系統的高階像差，以提升系統的成像質量。本發明前述影像擷取透鏡系統中，較佳地，該第四透鏡的物側表面為凹面及像側表面為凸面，有利于修正系統的像散，以提升該影像擷取透鏡系統的成像質量；且較佳地， 該第三透鏡及該第四透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形狀，獲得較多的控制變量，用以消減像差，進而縮減透鏡使用的數目，因此可以有效降低系統的光學總長度，且提升成像質量。本發明前述影像擷取透鏡系統中，較佳地，該影像擷取透鏡系統中至少三片透鏡材質為塑料，且所述透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，塑料材質透鏡不僅有利于非球面透鏡的制作，更可有效降低生產成本。本發明前述影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡與該第二透鏡于光軸上的距離為 T12，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，較佳地，滿足下列關系式0. 10 < T12/f < 0. 50。 當T12/f滿足上述關系式時，有利于修正該影像擷取透鏡系統的高階像差，提升系統的成像質量，且可使系統中鏡組的配置更為緊密，有利于降低鏡頭的總長度。本發明前述影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡的色散系數為VI，該第二透鏡的色散系數為V2，該第三透鏡的色散系數為V3，該第四透鏡的色散系數為V4，較佳地，滿足下列關系式30. 0 < V2-V1 < 40. 0 ；30. 0 < V3-V4 < 40. 0。當 V2-V1、V3-V4 滿足上述關系式時，有助于提升該影像擷取透鏡系統修正色差的能力。本發明前述影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5及像側表面曲率半徑為R6，較佳地，滿足下列關系式-0. 50 < (R5+R6)/(R5-R6) <0.70。當 (R5+R6)/(R5-R6)滿足上述關系式時，可有利于修正系統的球差。本發明影像擷取透鏡系統中，透鏡的材質可為玻璃或塑料，若透鏡的材質為玻璃， 則可以增加系統屈折力配置的自由度，若透鏡材質為塑料，則可以有效降低生產成本。此外，可于鏡面上設置非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形狀，獲得較多的控制變量，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影像擷取透鏡系統的光學總長度。本發明影像擷取透鏡系統中，若透鏡表面為凸面，則表示該透鏡表面于近軸處為凸面；若透鏡表面為凹面，則表示該透鏡表面于近軸處為凹面。本發明影像擷取透鏡系統將通過以下具體實施例配合所附圖式予以詳細說明。《第一實施例》本發明第一實施例請參閱圖1A，第一實施例的像差曲線請參閱圖1B。第一實施例發影像擷取透鏡系統主要由四枚透鏡構成，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡110，其物側表面111為凸面及像側表面112為凹面，其材質為塑料，該第一透鏡110的物側表面111及像側表面112皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡120，其物側表面121為凹面及像側表面122為凸面，其材質為塑料，該第二透鏡120的物側表面121及像側表面122皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡130，其物側表面131及像側表面132皆為凸面，其材質為塑料，該第三透鏡130的物側表面131及像側表面132皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡140，其物側表面141為凹面及像側表面142為凸面，其材質為塑料，該第四透鏡140的物側表面141及像側表面142皆為非球面，并且該第四透鏡 140的物側表面141及像側表面142皆具有至少一個反曲點；一光圈100置于該第一透鏡110與該第二透鏡120之間；另包含有一濾光片(Filter) 150及保護玻璃(Cover-glass) 160置于該第四透鏡 140的像側表面142與一成像面170之間；該濾光片150及保護玻璃160的材質為玻璃且其不影響本發明該影像擷取透鏡系統的焦距。上述的非球面曲線的方程式表示如下X(Y)=(Y2/R)/(l+sqrt(l-(l+k)*(Y/R)2))+X(^0*(^')
i其中X 非球面上距離光軸為Y的點，其與相切于非球面光軸上頂點的切面的相對高度；Y 非球面曲線上的點與光軸的距離；k:錐面系數；Ai 第i階非球面系數。第一實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為f = 3. 56(毫米)。第一實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的光圈值(f-number) 為Fno，其關系式為=Fno = 2. 05。第一實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統中最大視角的一半為 HFOV,其關系式為=HFOV = 38. 3 (度)。第一實施例影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡110的色散系數為VI，該第二透鏡 120的色散系數為V2，其關系式為V2-V1 = 32. 5。第一實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡130的色散系數為V3，該第四透鏡 140的色散系數為V4，其關系式為V3-V4 = 32. 5。第一實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第一透鏡 110的焦距為Π，其關系式為f/fl = -0. 51。第一實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第三透鏡 130的焦距為f3，其關系式為:f/f3 = 1. 47。第一實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡130的焦距為f3，該第四透鏡140的焦距為f4，其關系式為:f3/f4 = -0. 63。第一實施例影像擷取透鏡系統中，該第二透鏡120的像側表面曲率半徑為R4，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為R4/f = -0. 61。第一實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡130的物側表面曲率半徑為R5，該第三透鏡130的像側表面曲率半徑為R6，其關系式為(R5+R6)/(R5-R6) = 0. 38。第一實施例影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡110與該第二透鏡120于光軸上的距離為T12，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為T12/f = 0. 26。第一實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡130與該第四透鏡140于光軸上的距離為T34，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為(T34/f)*100 = 6. 24。
第一實施例影像擷取透鏡系統中，該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件于該成像面170處供被攝物成像于其上，該光圈至該電子感光組件于光軸上的距離為SL，該第一透鏡110的物側表面111至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，其關系式為SL/ TTL = 0. 81。第一實施例影像擷取透鏡系統中，該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件于該成像面170處供被攝物成像于其上，該第一透鏡110的物側表面111至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，而該電子感光組件有效像素區域對角線長的一半為ImgH，其關系式為=TTL/ImgH = 3. 73。第一實施例詳細的光學數據如圖6表一所示，其非球面數據如圖7表二所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm)，HFOV定義為最大視角的一半。《第二實施例》本發明第二實施例請參閱圖2A，第二實施例的像差曲線請參閱圖2B。第二實施例的影像擷取透鏡系統主要由四枚透鏡構成，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡210，其物側表面211為凸面及像側表面212為凹面，其材質為塑料，該第一透鏡210的物側表面211及像側表面212皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡220，其物側表面221為凹面及像側表面222為凸面，其材質為塑料，該第二透鏡220的物側表面221及像側表面222皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡230，其物側表面231及像側表面232皆為凸面，其材質為塑料，該第三透鏡230的物側表面231及像側表面232皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡M0，其物側表面241為凹面及像側表面242為凸面，其材質為塑料，該第四透鏡240的物側表面241及像側表面M2皆為非球面，并且該第四透鏡 240的物側表面241及像側表面M2皆具有至少一個反曲點；一光圈200置于該第一透鏡210與該第二透鏡220之間；另包含有一濾光片250及保護玻璃260置于該第四透鏡240的像側表面242與一成像面270之間；該濾光片250及保護玻璃沈0的材質為玻璃且其不影響本發明該影像擷取透鏡系統的焦距。第二實施例非球面曲線方程式的表示式如同第一實施例的型式。第二實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為f = 3. 04(毫米)。第二實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的光圈值為而0，其關系式為:Fno = 2. 05。第二實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統中最大視角的一半為 HFOV,其關系式為=HFOV = 37. 6 (度)。第二實施例影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡210的色散系數為VI，該第二透鏡 220的色散系數為V2，其關系式為V2-V1 = 32. 5。第二實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡230的色散系數為V3，該第四透鏡 240的色散系數為V4，其關系式為V3-V4 = 32. 5。第二實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第一透鏡 210的焦距為Π，其關系式為:f/fl = -0. 15。
第二實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第三透鏡 230的焦距為f3，其關系式為:f/f3 = 1. 72。第二實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡230的焦距為f3，該第四透鏡240的焦距為f4，其關系式為:f3/f4 = -0. 66。第二實施例影像擷取透鏡系統中，該第二透鏡220的像側表面曲率半徑為R4，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為R4/f = -0. 55。第二實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡230的物側表面曲率半徑為R5，該第三透鏡230的像側表面曲率半徑為R6，其關系式為(R5+R6)/(R5-R6) = 0. 44。第二實施例影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡210與該第二透鏡220于光軸上的距離為T12，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為T12/f = 0. 93。第二實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡230與該第四透鏡240于光軸上的距離為T34，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為(T34/f)*100 = 5. 36。第二實施例影像擷取透鏡系統中，該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件于該成像面270處供被攝物成像于其上，該光圈至該電子感光組件于光軸上的距離為SL，該第一透鏡210的物側表面211至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，其關系式為SL/ TTL = 0. 70。第二實施例影像擷取透鏡系統中，該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件于該成像面270處供被攝物成像于其上，該第一透鏡210的物側表面211至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，而該電子感光組件有效像素區域對角線長的一半為ImgH，其關系式為=TTL/ImgH = 4. 50。第二實施例詳細的光學數據如圖8表三所示，其非球面數據如圖9表四所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm)，HFOV定義為最大視角的一半。《第三實施例》本發明第三實施例請參閱圖3A，第三實施例的像差曲線請參閱圖;3B。第三實施例的影像擷取透鏡系統主要由四枚透鏡構成，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡310，其物側表面311為凸面及像側表面312為凹面，其材質為塑料，該第一透鏡310的物側表面311及像側表面312皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡320，其物側表面321為凹面及像側表面322為凸面，其材質為塑料，該第二透鏡320的物側表面321及像側表面322皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡330，其物側表面331及像側表面332皆為凸面，其材質為塑料，該第三透鏡330的物側表面331及像側表面332皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡340，其物側表面341為凹面及像側表面342為凸面，其材質為塑料，該第四透鏡340的物側表面341及像側表面342皆為非球面，并且該第四透鏡 340的物側表面341及像側表面342皆具有至少一個反曲點；一光圈300置于該第一透鏡310與該第二透鏡320之間；另包含有一濾光片350及保護玻璃360置于該第四透鏡340的像側表面342與一成像面370之間；該濾光片350及保護玻璃360的材質為玻璃且其不影響本發明該影像擷取透鏡系統的焦距。 第三實施例非球面曲線方程式的表示式如同第一實施例的型式。
第三實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為f = 3.47(毫米)。第三實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的光圈值為而0，其關系式為:Fno = 2. 05。第三實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統中最大視角的一半為 HFOV,其關系式為=HFOV = 37. 6 (度)。第三實施例影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡310的色散系數為VI，該第二透鏡 320的色散系數為V2，其關系式為V2-V1 = 32. 5。第三實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡330的色散系數為V3，該第四透鏡 340的色散系數為V4，其關系式為V3-V4 = 32. 5。第三實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第一透鏡 310的焦距為Π，其關系式為:f/fl = -0. 58。第三實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第三透鏡 330的焦距為f3，其關系式為:f/f3 = 1. 26。第三實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡330的焦距為f3，該第四透鏡340的焦距為f4，其關系式為:f3/f4 = -0. 76。第三實施例影像擷取透鏡系統中，該第二透鏡320的像側表面曲率半徑為R4，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為R4/f = -0. 62。第三實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡330的物側表面曲率半徑為R5，該第三透鏡330的像側表面曲率半徑為R6，其關系式為(R5+R6)/(R5-R6) = -0. 05。第三實施例影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡310與該第二透鏡320于光軸上的距離為T12，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為T12/f = 0. 20。第三實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡330與該第四透鏡340于光軸上的距離為T34，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為(T34/f)*100 = 8. 65。第三實施例影像擷取透鏡系統中，該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件于該成像面370處供被攝物成像于其上，該光圈至該電子感光組件于光軸上的距離為SL，該第一透鏡310的物側表面311至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，其關系式為SL/ TTL = 0. 72。第三實施例影像擷取透鏡系統中，該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件于該成像面370處供被攝物成像于其上，該第一透鏡310的物側表面311至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，而該電子感光組件有效像素區域對角線長的一半為ImgH，其關系式為=TTL/ImgH = 3. 86。第三實施例詳細的光學數據如圖10表五所示，其非球面數據如圖11表六所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm)，HFOV定義為最大視角的一半。《第四實施例》本發明第四實施例請參閱圖4A，第四實施例的像差曲線請參閱圖4B。第四實施例的影像擷取透鏡系統主要由四枚透鏡構成，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡410，其物側表面411為凸面及像側表面412為凹面，其材質為塑料，該第一透鏡410的物側表面411及像側表面412皆為非球面；
一具正屈折力的第二透鏡420，其物側表面421為凹面及像側表面422為凸面，其材質為塑料，該第二透鏡420的物側表面421及像側表面422皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡430，其物側表面431及像側表面432皆為凸面，其材質為塑料，該第三透鏡430的物側表面431及像側表面432皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡440，其物側表面441為凹面及像側表面442為凸面，其材質為塑料，該第四透鏡440的物側表面441及像側表面442皆為非球面，并且該第四透鏡 440的物側表面441及像側表面442皆具有至少一個反曲點；—光圈400置于該第一透鏡410與該第二透鏡420之間；另包含有一濾光片450及保護玻璃460置于該第四透鏡440的像側表面442與一成像面470之間；該濾光片450及保護玻璃460的材質為玻璃且其不影響本發明該影像擷取透鏡系統的焦距。第四實施例非球面曲線方程式的表示式如同第一實施例的型式。第四實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為f = 3.46(毫米)。第四實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的光圈值為而0，其關系式為:Fno = 2. 05。第四實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統中最大視角的一半為 HFOV,其關系式為=HFOV = 37. 6 (度)。第四實施例影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡410的色散系數為VI，該第二透鏡 420的色散系數為V2，其關系式為:V2-V1 = 32. 5。第四實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡430的色散系數為V3，該第四透鏡 440的色散系數為V4，其關系式為V3-V4 = 32. 5。第四實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第一透鏡 410的焦距為Π，其關系式為:f/fl = -0. 59。第四實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第三透鏡 430的焦距為f3，其關系式為:f/f3 = 1. 57。第四實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡430的焦距為f 3，該第四透鏡440的焦距為f4，其關系式為:f3/f4 = -0. 68。第四實施例影像擷取透鏡系統中，該第二透鏡420的像側表面曲率半徑為R4，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為R4/f = -0. 65。第四實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡430的物側表面曲率半徑為R5，該第三透鏡430的像側表面曲率半徑為R6，其關系式為(R5+R6)/(R5-R6) = 0. 24。第四實施例影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡410與該第二透鏡420于光軸上的距離為T12，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為T12/f = 0. 23。第四實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡430與該第四透鏡440于光軸上的距離為T34，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為(T34/f)*100 = 8. 67。第四實施例影像擷取透鏡系統中，該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件于該成像面470處供被攝物成像于其上，該光圈至該電子感光組件于光軸上的距離為SL，該第一透鏡410的物側表面411至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，其關系式為SL/TTL = 0. 72。第四實施例影像擷取透鏡系統中，該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件于該成像面470處供被攝物成像于其上，該第一透鏡410的物側表面411至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，而該電子感光組件有效像素區域對角線長的一半為ImgH，其關系式為=TTL/ImgH = 3. 81。第四實施例詳細的光學數據如圖12表七所示，其非球面數據如圖13表八所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm)，HFOV定義為最大視角的一半。《第五實施例》本發明第五實施例請參閱圖5A，第五實施例的像差曲線請參閱圖5B。第五實施例的影像擷取透鏡系統主要由四枚透鏡構成，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡510，其物側表面511為凸面及像側表面512為凹面，其材質為塑料，該第一透鏡510的物側表面511及像側表面512皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡520，其物側表面521及像側表面522皆為凸面，其材質為塑料，該第二透鏡520的物側表面521及像側表面522皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡530，其物側表面531及像側表面532皆為凸面，其材質為塑料，該第三透鏡530的物側表面531及像側表面532皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡M0，其物側表面541為凹面及像側表面542為凸面，其材質為塑料，該第四透鏡540的物側表面541及像側表面M2皆為非球面，并且該第四透鏡 540的物側表面541及像側表面M2皆具有至少一個反曲點；一光圈500置于該第一透鏡510與該第二透鏡520之間；另包含有一濾光片550及保護玻璃560置于該第四透鏡540的像側表面542與一成像面570之間；該濾光片550及保護玻璃560的材質為玻璃且其不影響本發明該影像擷取透鏡系統的焦距。第五實施例非球面曲線方程式的表示式如同第一實施例的型式。第五實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為f = 4.59(毫米)。第五實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的光圈值為而0，其關系式為Fno = 2. 40。第五實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統中最大視角的一半為 HFOV,其關系式為=HFOV = 30. 1 (度)。第五實施例影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡510的色散系數為VI，該第二透鏡 520的色散系數為V2，其關系式為:V2-V1 = 25. 7。第五實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡530的色散系數為V3，該第四透鏡 540的色散系數為V4，其關系式為V3-V4 = 32. 5。第五實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第一透鏡 510的焦距為Π，其關系式為:f/fl = -0. 67。第五實施例影像擷取透鏡系統中，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，該第三透鏡 530的焦距為f3，其關系式為:f/f3 = 1. 25。第五實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡530的焦距為f3，該第四透鏡540的焦距為f4，其關系式為:f3/f4 = -0. 91。第五實施例影像擷取透鏡系統中，該第二透鏡520的像側表面曲率半徑為R4，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為R4/f = -0. 77。第五實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡530的物側表面曲率半徑為R5，該第三透鏡530的像側表面曲率半徑為R6，其關系式為(R5+R6)/(R5-R6) = -0. 27。第五實施例影像擷取透鏡系統中，該第一透鏡510與該第二透鏡520于光軸上的距離為T12，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為T12/f = 0. 46。第五實施例影像擷取透鏡系統中，該第三透鏡530與該第四透鏡540于光軸上的距離為T34，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，其關系式為(T34/f)*100 = 8. 71。第五實施例影像擷取透鏡系統中，該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件于該成像面570處供被攝物成像于其上，該光圈至該電子感光組件于光軸上的距離為SL，該第一透鏡510的物側表面511至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，其關系式為SL/ TTL = 0. 78。第五實施例影像擷取透鏡系統中，該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件于該成像面570處供被攝物成像于其上，該第一透鏡510的物側表面511至該電子感光組件于光軸上的距離為TTL，而該電子感光組件有效像素區域對角線長的一半為ImgH，其關系式為=TTL/ImgH = 3. 74。第五實施例詳細的光學數據如圖14表九所示，其非球面數據如圖15表十所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm)，HFOV定義為最大視角的一半。表一至表十(分別對應圖6至圖15)所示為本發明影像擷取透鏡系統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實驗所得，即使使用不同數值，相同結構的產品仍應屬于本發明的保護范疇，故以上的說明所描述及圖式僅做為例示性，非用以限制本發明的權利要求。表十一(對應圖16)為各個實施例對應本發明相關關系式的數值資料。
權利要求
1.一種影像擷取透鏡系統，其特征在于，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡，其像側表面為凹面；一具正屈折力的第二透鏡，其像側表面為凸面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面；一具負屈折力的第四透鏡，其物側表面及像側表面皆為非球面；及一光圈，設置于所述第一透鏡與所述第三透鏡之間；其中，所述影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片，所述第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，所述第三透鏡與所述第四透鏡于光軸上的距離為T34，滿足下列關系式·-2. 0 < R4/f < -0. 2 ；·0. 5 < (T34/f)*100 < 20. 0。
2.如權利要求1所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第三透鏡的物側表面及像側表面皆為凸面，所述第三透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，且所述第四透鏡的物側表面及像側表面中至少一表面具有至少一反曲點。
3.如權利要求2所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第一透鏡的物側表面為凸面，所述第四透鏡的物側表面為凹面及像側表面為凸面。
4.如權利要求3所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述影像擷取透鏡系統中至少三片透鏡的材質為塑料，且所述透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面。
5.如權利要求1所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，所述第三透鏡的焦距為f3，滿足下列關系式·0.80 < f/f3 < 2. 40。
6.如權利要求5所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，所述第三透鏡的焦距為f3，滿足下列關系式·1.25 < f/f3 < 1. 75。
7.如權利要求4所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，所述第一透鏡的焦距為fl，滿足下列關系式·-1. 00 < f/fl < -0. 30。
8.如權利要求4所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第三透鏡的色散系數為 V3，所述第四透鏡的色散系數為V4，滿足下列關系式·23. 0 < V3-V4 < 46. 0。
9.如權利要求8所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第三透鏡的色散系數為 V3，所述第四透鏡的色散系數為V4，滿足下列關系式·30. 0 < V3-V4 < 40. O0
10.如權利要求9所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第一透鏡的色散系數為 VI，所述第二透鏡的色散系數為V2，滿足下列關系式·30. 0 < V2-V1 < 40. O0
11.如權利要求2所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第三透鏡與所述第四透鏡于光軸上的距離為T34，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，滿足下列關系式·4. 0 < (T34/f)*100 < 12. 0。
12.如權利要求3所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，滿足下列關系式-1. 0 < R4/f < -0. 5。
13.如權利要求2所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述光圈設置于所述第一透鏡與所述第二透鏡之間；且所述影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件供被攝物成像， 所述光圈至所述電子感光組件于光軸上的距離為SL，所述第一透鏡的物側表面至所述電子感光組件于光軸上的距離為TTL，滿足下列關系式0. 65 < SL/TTL < 0. 90。
14.如權利要求13所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第一透鏡與所述第二透鏡于光軸上的距離為T12，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，滿足下列關系式0. 05 < T12/f < 1. 20。
15.如權利要求14所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第一透鏡與所述第二透鏡于光軸上的距離為T12，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，滿足下列關系式0. 10 < T12/f < 0. 50。
16.如權利要求13所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第三透鏡的焦距為f3， 所述第四透鏡的焦距為f4，滿足下列關系式-1. 00 < f3/f4 < -0. 50。
17.如權利要求1所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5及像側表面曲率半徑為R6，滿足下列關系式-0. 50 < (R5+R6)/(R5-R6) < 0.70。
18.如權利要求1所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述影像擷取透鏡系統另設置一電子感光組件供被攝物成像，所述第一透鏡的物側表面至所述電子感光組件于光軸上的距離為TTL，而所述電子感光組件有效像素區域對角線長的一半為LiigH，滿足下列關系式TTL/ImgH < 5. 0。
19.一種影像擷取透鏡系統，其特征在于，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面及像側表面為凹面；一具正屈折力的第二透鏡，其像側表面為凸面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面；一具負屈折力的第四透鏡，其物側表面及像側表面中至少一表面具有至少一反曲點；及一光圈，設置于所述第一透鏡與所述第二透鏡之間；其中，所述影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，所述第三透鏡的焦距為f3，所述第三透鏡與所述第四透鏡于光軸上的距離為T34， 滿足下列關系式0. 80 < f/f3 < 2. 40 ；0. 5 < (T34/f)*100 < 20. 0。
20.如權利要求19所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第四透鏡的物側表面為凹面及像側表面為凸面，所述第三透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，所述第四透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面。
21.如權利要求20所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述影像擷取透鏡系統中至少三片透鏡的材質為塑料，且所述透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面。
22.如權利要求20所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，所述第三透鏡的焦距為f3，滿足下列關系式1. 25 < f/f3 < 1. 75。
23.如權利要求19所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第一透鏡與所述第二透鏡于光軸上的距離為T12，整體影像擷取透鏡系統的焦距為f，滿足下列關系式0. 10 < T12/f < 0. 50。
24.如權利要求19所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第一透鏡的色散系數為VI，所述第二透鏡的色散系數為V2，所述第三透鏡的色散系數為V3，所述第四透鏡的色散系數為V4，滿足下列關系式30. 0 < V2-V1 < 40. 0 ；30. 0 < V3-V4 < 40. O0
25.如權利要求21所述的影像擷取透鏡系統，其特征在于，所述第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5及像側表面曲率半徑為R6，滿足下列關系式-0. 50 < (R5+R6)/(R5-R6) < 0.70。
全文摘要
本發明提供一種影像擷取透鏡系統，由物側至像側依序包含一具負屈折力的第一透鏡，其像側表面為凹面；一具正屈折力的第二透鏡，其像側表面為凸面；一具正屈折力的第三透鏡，其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面；一具負屈折力的第四透鏡，其物側表面及像側表面皆為非球面；及一光圈，設置于該第一透鏡與該第三透鏡之間；其中，該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片，該第二透鏡像側表面曲率半徑為R4，整體影像擷取透鏡系統焦距為f，該第三透鏡與該第四透鏡于光軸上的距離為T34，滿足下列關系式-2.0＜R4/f＜-0.2；0.5＜(T34/f)*100＜20.0。通過上述配置方式，可以有效縮短系統的總長度，兼具廣視場角特性，并可提高成像質量。
文檔編號G02B13/18GK102213819SQ201010154318
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月8日 優先權日2010年4月8日
發明者蔡宗翰, 謝東益, 陳俊杉 申請人:大立光電股份有限公司