光學取像裝置的制造方法
【專利摘要】一種光學取像裝置，其設于一物體及一成像面之間，且設有一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡及一第四透鏡，各透鏡具有一屈折力且間隔排列地設在該物體及該成像面之間并位于一光軸上，該第一至四透鏡為依序由該物體一側朝該成像面一側間隔排列，且各透鏡設有一物側表面及一像側表面，該光學取像裝置具有一焦距為f，該第一透鏡及該第二透鏡間具有一焦距f12，該第三透鏡及該第四透鏡間具有一焦距f34，該第二透鏡的物側表面的曲率半徑為R1，該第二透鏡的像側表面的曲率半徑為R2，其中0.75<f/f12<1.2、0.12<|f/f34|<0.5以及15<R1/R2<45，藉以提供一小型化、具良好影像質量且能用于便攜設備上的光學取像裝置。
【專利說明】
光學取像裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種光學鏡頭的結構，特別涉及一種小型化、具良好影像質量且能用于便攜設備上的光學取像裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科技的日新月異，讓個人隨身電子裝置的發展日漸盛行，并且朝向輕薄化與高性能的方向發展，而設置于現有個人隨身電子裝置中的各種內部組件，為了配合前述的發展方向也不斷地進行輕薄化與高性能化，使得現有光學鏡頭亦朝向高像素與輕薄化發展。
[0003]然而，現有具高像素的光學鏡頭，主要由至少5個透鏡構成其結構形態，所以對于要滿足裝置輕薄化的需求有一定的難度，但是若欲通過減少透鏡數量的方式來達到輕薄化的要求時，則會影響光學鏡頭的成像質量及像素，因此，如何在輕薄化及成像質量之間進行取舍，為目前光學鏡頭所需考慮及改進之處。
【實用新型內容】
[0004]因此，本實用新型有鑒于現有光學鏡頭在使用時，不容易同時兼具輕薄化及高畫質的特性，特經過不斷的試驗與研究，終于發展出一種能改進現有缺失的本實用新型，本實用新型的光學取像裝置，其是通過對于相鄰透鏡間的曲折力進行適當的配置，能有效的降低相鄰透鏡間產生的像差，不僅能提升解像能力并能提供一輕薄化的結構，以提供一小型化、具良好影像質量且能用于便攜設備上的光學取像裝置的目的。
[0005]為達到上述目的，本實用新型提供一種光學取像裝置，其設于一物體及一成像面之間，且設有一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡以及一第四透鏡，各透鏡具有一屈折力且間隔排列地設在該物體及該成像面之間并位于一光軸上，其中:
[0006]該第一透鏡位于靠近該物體的一側且設有一物側表面及一像側表面，該第一透鏡的物側表面朝向該物體且為一凸面，而該第一透鏡的像側表面朝向該成像面且為一凸面，使該第一透鏡的屈折力為一正值；
[0007]該第二透鏡位于該第一透鏡及該成像面之間且設有一物側表面及一像側表面，該第二透鏡的物側表面朝向該第一透鏡的像側表面且為一凸面，該第二透鏡的像側表面朝向該成像面且為一凹面，使該第二透鏡的屈折力為一負值；
[0008]該第三透鏡位于該第二透鏡及該成像面之間且設有一物側表面及一像側表面，該第三透鏡的物側表面朝向該第二透鏡的像側表面且為一凹面，而該第三透鏡的像側表面朝向該成像面且為一凸面，使該第三透鏡的屈折力為一正值；
[0009]該第四透鏡位于該第三透鏡及該成像面之間且設有一物側表面及一像側表面，該第四透鏡的物側表面朝向該第三透鏡的像側表面且為一凸面，而該第四透鏡的像側表面朝向該成像面且為一凹面，使該第四透鏡的屈折力為一負值，該第四透鏡于該物側表面及該像側表面分別設有至少一反曲點；以及
[0010]該光學取像裝置具有一焦距為f，該第一透鏡及該第二透鏡間具有一焦距Π2，該第三透鏡及該第四透鏡間具有一焦距f34，該第二透鏡的物側表面的曲率半徑為Rl，該第二透鏡的像側表面的曲率半徑為R2，其中0.75<f/fl2<l.2、0.12〈 | f/f34 |〈0.5以及15〈R1/R2〈45 ο
[0011 ]進一步，該第一透鏡具有一折射率NI及一色散系數Vl，而該第二透鏡具有一折射率Ν2及一色散系數V2，其中0.03〈 IΝ1-Ν2 |〈0.2且26〈V1_V2〈40。
[0012]再進一步，該第三透鏡的像側表面的曲率半徑為R3，且該第四透鏡的物側表面的曲率半徑為R4，其中-4.2〈R3/R4〈0。
[0013]較佳的是，該第二透鏡與該第三透鏡之間具有一空氣間隔Tl，該第三透鏡與該第四透鏡之間具有一空氣間隔T2，而該第一透鏡的物側表面至該第四透鏡的像側表面于該光軸上的距離為了3，其中0.18〈(11+了2)八3〈0.47。
[0014]通過上述的技術特征，本實用新型光學取像裝置，主要是透過對于4個透鏡的結構及空間關系的設置方式，可讓本實用新型的光學取像裝置在使用時，能通過上述的各種條件，平均分配該光學取像裝置的屈折力，并能減少像差并達到輕薄化的效果，且能修正該光學取像裝置的色差，相較于現有具高像素的光學鏡頭需要設置至少5個透鏡，而無法達到輕薄化的情形，本實用新型不僅能減少透鏡的數量(4個)，且能在減少透鏡數量的情況下，仍可提供所需的成像質量，能在輕薄化及成像質量之間取得平衡，進而提供一小型化、具良好影像質量且能用于便攜設備上的光學取像裝置。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型光學取像裝置的側視示意圖。
[0016]圖2是本實用新型光學取像裝置的操作側視示意圖。
[0017]圖3是本實用新型光學取像裝置的球差關系圖。
[0018]圖4是本實用新型光學取像裝置的像散關系圖。
[0019]圖5是本實用新型光學取像裝置的歪曲關系圖。
【具體實施方式】
[0020]以下配合附圖及本實用新型的優選實施例，進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段。
[0021]請配合參閱如圖1所示的本實用新型的光學取像裝置，該光學取像裝置10設于一物體30(物側)及一成像面40(像側)之間，且設有一第一透鏡11、一第二透鏡12、一第三透鏡13以及一第四透鏡14，其中各透鏡11、12、13、14皆具有一屈折力，該屈折力是指透鏡介質的折射率與其焦距之比，且各透鏡11、12、13、14間隔排列地設在該物體30及該成像面40之間，亦即位于該物側及該像側之間，并且各透鏡11、12、13、14位于一直線的光軸20上，其中:
[0022]該第一透鏡11位于靠近該物體30的一側且設有一物側表面111及一像側表面112，該第一透鏡11的物側表面111朝向該物體30且為一凸面，而該第一透鏡11的像側表面112朝向該成像面40且為一凸面，使該第一透鏡11的屈折力為一正值，進一步，該第一透鏡11的物側表面111及像側表面112分別為一非球形表面，該第一透鏡11為一塑料材質所制成的透鏡，進一步，在該第一透鏡11的物側表面111處的光軸20上設有一光圈50。
[0023]該第二透鏡12位于該第一透鏡11及該成像面40之間且設有一物側表面121及一像側表面122，其中該第二透鏡12的物側表面121朝向該第一透鏡11的像側表面112且為一凸面，該第二透鏡12的像側表面122朝向該成像面40且為一凹面，使該第二透鏡12的屈折力為一負值，較佳的，該第二透鏡12的物側表面121及像側表面122分別為一非球形表面，該第二透鏡12為一塑料材質所制成的透鏡。
[0024]該第三透鏡13位于該第二透鏡12及該成像面40之間且設有一物側表面131及一像側表面132，其中該第三透鏡13的物側表面131朝向該第二透鏡12的像側表面122且為一凹面，而該第三透鏡13的像側表面132朝向該成像面40且為一凸面，使該第三透鏡13的屈折力為一正值，進一步，該第三透鏡13的物側表面131及像側表面132分別為一非球形表面，該第三透鏡13為一塑料材質所制成的透鏡。
[0025]該第四透鏡14位于該第三透鏡13及該成像面40之間且設有一物側表面141及一像側表面142，其中該第四透鏡14的物側表面141朝向該第三透鏡13的像側表面132且為一凸面，較佳的是，該第四透鏡14的物側表面141具有至少一反曲點，而該第四透鏡14的像側表面142朝向該成像面40且為一凹面，使該第四透鏡14的屈折力為一負值，較佳的是，該第四透鏡14的像側表面142具有至少一反曲點，進一步，該第四透鏡14的物側表面141及像側表面142分別為一非球形表面，該第四透鏡14為一塑料材質所制成的透鏡，進一步，該成像面40在朝向該第四透鏡14的一側面設有一保護片41，該保護片41可為一玻璃。
[0026]進一步，該光學取像裝置10的焦距為f，該第一透鏡11及該第二透鏡12間具有一焦距Π2，且該第三透鏡13及該第四透鏡14間具有一焦距f34，其中該光學取像裝置10與該第一透鏡11及該第二透鏡12間的焦距比值(f/f 12)大于07.5且小于1.2(0.75〈f/fl2〈l.2)，其較佳的焦距比值為0.9517，而該光學取像裝置10與該第三透鏡13及該第四透鏡14間的焦距比值的絕對值大于0.12且小于0.5(0.12< I f/f 34 <0.5),期較佳的焦距比值的絕對值為0.2085，進一步，該第二透鏡12的物側表面121的曲率半徑為Rl，且該第二透鏡12的像側表面122的曲率半徑為R2，其中該第二透鏡12兩側表面121、122之曲率半徑的比值大于15且小于45(15〈R1/R2〈45)，其較佳的曲率半徑的比值為33.2，其中當滿足上述的條件時(0.75<f/fl2<l.2、0.12〈 I f/f34 |〈0.5以及15〈R1/R2〈45)，該光學取像裝置10的屈折力能被平均分配，可減少像差并達到輕薄化的效果。
[0027 ]較佳的是，該第一透鏡11的折射率為NI且色散系數為VI，而該第二透鏡12的折射率為N2且色散系數為V2，其中該兩透鏡11、12的折射率差值的絕對值大于0.03且小于0.2(0.03< IN1-N2 I〈0.2)，其較佳的折射率差值的絕對值為0.1014，且兩透鏡11、12的色散系數的差值大于26且小于40(26〈V1-V2〈40)，其較佳的色散系數的差值為33.48，其中當滿足上述的條件(0.03< I N1-N2 I〈0.2及0.03< | N1-N2 |〈0.2)時，則能修正該光學取像裝置10的色差。
[0028]另外，該第三透鏡13像側表面132的曲率半徑為R3，且該第四透鏡12物側表面141的曲率半徑為R4，其中該兩曲率半徑的比值大于-4.2且小于0(-4.2〈R3/R4〈0)，其較佳的曲率半徑的比值為-1.8463，其中當滿足上述的條件(-4.2〈R3/R4〈0)時，該光學取像裝置10的屈折力能被平均分配，能減少像差并達到輕薄化的效果。
[0029]進一步，該第二透鏡12與該第三透鏡13之間的空氣間隔為Tl，該第三透鏡13與該第四透鏡14之間的空氣間隔為T2，而該第一透鏡11物側表面111至該第四透鏡14的像側表面142于該光軸20上的距離為T3，其中兩空氣間隔的總合與該距離的比值大于0.18且小于0.47(0.18〈(1'1+了2)八3〈0.47)，其較佳的比值為0.317，其中當滿足上述的條件(0.18〈(1'1+Τ2)/Τ3〈0.47)時，該光學取像裝置10的屈折力能被平均分配，能減少像差并達到輕薄化的效果。
[0030]通過上述技術特征，基于相關的數值關系，本實用新型光學取像裝置10在使用時，可分別得到如圖3、4及5所示的球差、像散及歪曲關系圖，其中圖3的球差表示當以不同高度入射的光線在光軸20上匯聚在不同的點，因此會產生球面像差，其中圖3的數條線分別用以代表數個光線波長，而圖4的像散關系圖表示不同像高的光線在像平面上的成像，不會在同一平面而是一曲面，因此會產生像面彎曲的現象，且圖4中的虛線表示子午光線，而實線表示弧矢光線，而圖5的歪曲關系圖是表示不同像高的成像會有不同的變形量，當變形量越大，則成像變形會越嚴重。
[0031 ]由此可知，通過對于四個透鏡11、12、13、14的結構及空間關系的設置方式，可讓本實用新型的光學取像裝置10在使用時，不僅可通過0.75〈f/fl2〈l.2、0.12< | f/f 34 |〈0.5以及15〈R1/R2〈45的關系，平均分配該光學取像裝置10的屈折力，能減少像差并達到輕薄化的效果，并且能通過0.03< IN1-N2 I〈0.2及0.03< | N1-N2 |〈0.2的關系，修正該光學取像裝置10的色差，進一步，亦可通過-4.2〈R3/R4〈0或0.18〈(T1+T2)/T3〈0.47的關系，達到讓該光學取像裝置10的屈折力平均分配的效果，能減少像差并達到輕薄化的效果，相較于現有具高像素的光學鏡頭需要設置至少5個透鏡，而無法達到輕薄化的情形，本實用新型不僅能減少透鏡的數量(4個)，且能在減少透鏡數量的情況下，仍可提供所需的成像質量，能在輕薄化及成像質量之間取得平衡，進而提供一小型化、具良好影像質量且能用于便攜設備上的光學取像裝置I O。
[0032]以上所述僅是本實用新型的優選實施例而已，并非對本實用新型做任何形式上的限制，雖然本實用新型已以優選實施例披露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案的范圍內，應當可以利用上述揭示的技術內容作出些許改變或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種光學取像裝置，其特征在于，設于一物體及一成像面之間，且設有一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡以及一第四透鏡，各透鏡具有一屈折力且間隔排列地設在該物體及該成像面之間并位于一光軸上，其中: 該第一透鏡位于靠近該物體的一側且設有一物側表面及一像側表面，該第一透鏡的物側表面朝向該物體且為一凸面，而該第一透鏡的像側表面朝向該成像面且為一凸面，使該第一透鏡的屈折力為一正值； 該第二透鏡位于該第一透鏡及該成像面之間且設有一物側表面及一像側表面，該第二透鏡的物側表面朝向該第一透鏡的像側表面且為一凸面，該第二透鏡的像側表面朝向該成像面且為一凹面，使該第二透鏡的屈折力為一負值； 該第三透鏡位于該第二透鏡及該成像面之間且設有一物側表面及一像側表面，該第三透鏡的物側表面朝向該第二透鏡的像側表面且為一凹面，而該第三透鏡的像側表面朝向該成像面且為一凸面，使該第三透鏡的屈折力為一正值； 該第四透鏡位于該第三透鏡及該成像面之間且設有一物側表面及一像側表面，該第四透鏡的物側表面朝向該第三透鏡的像側表面且為一凸面，而該第四透鏡的像側表面朝向該成像面且為一凹面，使該第四透鏡的屈折力為一負值，該第四透鏡于該物側表面及該像側表面分別設有至少一反曲點；以及 該光學取像裝置具有一焦距為f，該第一透鏡及該第二透鏡間具有一焦距Π2，該第三透鏡及該第四透鏡間具有一焦距f34，該第二透鏡的物側表面的曲率半徑為R1，該第二透鏡的像側表面的曲率半徑為R2，其中0.75〈f/f 12〈1.2、0.12〈 | f/f34 |〈0.5以及 15〈R1/R2〈45。2.根據權利要求1所述的光學取像裝置，其特征在于，該第一透鏡具有一折射率NI及一色散系數Vl，而該第二透鏡具有一折射率N2及一色散系數V2，其中0.03〈 IN1-N2 |〈0.2且26〈V卜V2〈40o3.根據權利要求1或2所述的光學取像裝置，其特征在于，該第三透鏡的像側表面的曲率半徑為R3，且該第四透鏡的物側表面的曲率半徑為R4，其中-4.2〈R3/R4〈0。4.根據權利要求3所述的光學取像裝置，其特征在于，該第二透鏡與該第三透鏡之間具有一空氣間隔Tl，該第三透鏡與該第四透鏡之間具有一空氣間隔T2，而該第一透鏡的物側表面至該第四透鏡的像側表面在該光軸上的距離為了3，其中0.18〈(11+了2)八3〈0.47。5.根據權利要求1或2所述的光學取像裝置，其特征在于，該第二透鏡與該第三透鏡之間具有一空氣間隔Tl，該第三透鏡與該第四透鏡之間具有一空氣間隔T2，而該第一透鏡的物側表面至該第四透鏡的像側表面于該光軸上的距離為了3，其中0.18〈(11+了2)八3〈0.47。
【文檔編號】G02B13/00GK205643831SQ201620478192
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】陳建宏
【申請人】保勝光學股份有限公司