專利名稱：取像光學系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學系統(tǒng)，特別是涉及一種應用于照相手機的取像光學系統(tǒng)。

背景技術：
最近幾年來，隨著手機相機的興起，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 CoupledDevice，CCD)或互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-0xideSemiconductor，CMOS)兩種，且由于半導體制程技術的進步，使得感光組件的畫素面積縮小，小型化攝影鏡頭逐漸往高畫素領域發(fā)展，因此，對成像質量的要求也日益增加。
常見的高解像力手機鏡頭，多采用前置光圈且為四枚式的透鏡組，其中，第一透鏡及第二透鏡常以二枚玻璃球面鏡互相黏合而成為Doublet，用以消除色差，如US 7,365,920所示，但此方法有其缺點，其一，過多的球面鏡配置使得系統(tǒng)自由度不足，造成光學系統(tǒng)全長不易縮短，其二，玻璃鏡片黏合的制程不易，造成制造上的困難。US 7,277,238為四枚獨立透鏡的透鏡組，包含有復數(shù)個非球面透鏡，可以有效縮短光學系統(tǒng)的光學總長度，并獲得良好的成像質量，但由于其光圈設置于第一透鏡之前，將使得系統(tǒng)的敏感度也相對提高，對制造上良率的控制較為困難。


發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種由四片透鏡構成的取像光學系統(tǒng)，以提升光學系統(tǒng)的成像質量，并有效縮短透鏡組體積。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的一種取像光學系統(tǒng)，由物側至像側依序包括一具正屈折力的第一透鏡，其前表面為凸面；一光圈；一具負屈折力的第二透鏡；一第三透鏡；一具負屈折力的第四透鏡，其前表面為凹面，第四透鏡后表面設置有非球面，第四透鏡后表面設置有反曲點；取像光學系統(tǒng)中，具屈折力的透鏡為四片；通過由上述的鏡片配置方式，可以有效降低系統(tǒng)的敏感度與提升成像質量。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，系統(tǒng)的屈折力主要由具正屈折力的第一透鏡提供，具負屈折力的第二透鏡的功用主要為修正色差，第三透鏡的功能為分配系統(tǒng)所需的屈折力，可使系統(tǒng)的敏感度降低，而第四透鏡具負屈折力，且其前表面為凹面，使得系統(tǒng)的主點遠離成像面，可以更有效縮短取像光學系統(tǒng)的光學總長度。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，當?shù)谌哥R為雙凸透鏡，則取像光學系統(tǒng)各透鏡的屈折力可以有效降低；當?shù)谌哥R為具正屈折力的新月型透鏡，則可以有效降低取像光學系統(tǒng)的像散(Astigmatism)。
通過由第一透鏡提供強大的正屈折力，并將光圈置于接近取像光學系統(tǒng)的物體側，可有效縮短取像光學系統(tǒng)的光學總長度；另外，上述的配置可使取像光學系統(tǒng)的出射瞳(Exit Pupil)遠離成像面，因此，光線將以接近垂直入射的方式入射在感光組件上，此即為成像側的遠心(Telecentric)特性，遠心特性對于時下固態(tài)電子感光組件的感光能力是極為重要的，將使得電子感光組件的感光敏感度提高，減少系統(tǒng)產生暗角的可能性；此外，在第四透鏡上設置有反曲點，將更有效地壓制離軸視場的光線入射在感光組件上的角度。
此外，在廣角光學系統(tǒng)中，特別需要對歪曲(Distortion)以及倍率色收差(Chromatic Aberration of Magnification)做修正，其方法為將光圈置于系統(tǒng)光屈折力的平衡處；本發(fā)明若將光圈置于第一透鏡之前，則著重于遠心的特性，取像光學系統(tǒng)的光學總長度可以更短；若將光圈置于第一透鏡與第二透鏡之間，則較著重于廣視場角的特性；同時，如此的光圈位置的配置，可以有效降低系統(tǒng)的敏感度。
隨著照相手機鏡頭小型化的趨勢，以及系統(tǒng)需涵蓋廣泛的視角，使得光學系統(tǒng)的焦距變得很短，在這種情況下，鏡片的曲率半徑以及鏡片尺寸皆變得很小，以傳統(tǒng)玻璃研磨的方法將難以制造出上述的鏡片，因此，在鏡片上采用塑料材質，通過由射出成型的方式制作鏡片，可以用較低廉的成本生產高精密度的鏡片；并于鏡面上設置有非球面，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，進而縮減鏡片使用的數(shù)目，由此可以有效縮短取像光學系統(tǒng)的光學總長度。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，第一透鏡的焦距為f1，其關系為 0.8＜f/f1＜1.45； 當f/f1滿足上述關系式時，第一透鏡的屈折力大小配置較為平衡，可有效控制系統(tǒng)的光學總長度，維持小型化的目標，并同時較有利于修正系統(tǒng)的高階像差，提升成像質量。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，第三透鏡的焦距為f3，其關系為 0＜f/f3＜0.85； 當f/f3滿足上述關系式，可較有利于分配系統(tǒng)的屈折力，且同時不致于產生過多額外的高階像差。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，第一透鏡折射率N1，第二透鏡折射率N2，其關系為 |N1-N2|＜0.12； 當N1-N2滿足上記關系，可較有效提升取像光學系統(tǒng)修正像散(Astigmatism)的能力。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，第四透鏡后表面于有效徑位置的鏡面高度為SAG42，其關系為 SAG42/f＜-0.02 鏡面高度的方向定義為當周邊有效徑位置的鏡面高度朝向像側則定義為正；有效徑位置的鏡面高度朝向物側則定義為負。當SAG42/f滿足上記關系，可有效縮小光線入射感光組件的角度并且較有利于增強系統(tǒng)修正軸外像差的能力。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，第一透鏡的色散系數(shù)(Abbe Number)為V1，第三透鏡的色散系數(shù)為V3，第四透鏡的色散系數(shù)為V4，其關系為 |V1-V3|＜15； |V3-V4|＞15； 滿足上記關系式，可較有利于修正取像光學系統(tǒng)的像散，提高取像光學系統(tǒng)的成像質量。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，光圈至成像面的距離為SL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，TTL定義為取像光學鏡片組中第一透鏡前表面至成像面于光軸上的距離，其關系為 SL/TTL＜0.92； 當SL/TTL滿足上記關系，可較有利于修正取像光學系統(tǒng)的歪曲(Distortion)以及倍率色收差(Chromatic Aberration ofMagnification)，且較有效降低系統(tǒng)的敏感度，提升取像光學系統(tǒng)在制造上的良率。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，第二透鏡的前表面曲率半徑為R3，第二透鏡的后表面曲率半徑為R4，其關系為 -2.0＜(R3+R4)/(R3-R4)＜5.0； 當R3與R4滿足上記關系，可較有利于修正系統(tǒng)的Petzval Sum。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，第四透鏡的前表面曲率半徑為R7，第四透鏡的后表面曲率半徑為R8，其關系為 R7/R8＜-5.0； 當R7與R8滿足上記關系，可較有利于修正取像光學系統(tǒng)的高階像差。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為 BFL/TTL＞0.12； 當BFL與TTL滿足上記關系，可較有利于系統(tǒng)維持足夠的后焦長度，使得鏡頭在組裝或調焦上能有足夠的空間。
進一步來說，使BFL/TTL滿足下記關系則較為理想 BFL/TTL＞0.15。
本發(fā)明取像光學系統(tǒng)中，該取像光學系統(tǒng)的被攝物成像于電子感光組件上，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度為ImgH，ImgH定義為電子感光組件有效畫素區(qū)域對角線長的一半，其關系為 TTL/ImgH＜2.10； 當TTL/ImgH滿足上記關系則對維持取像光學系統(tǒng)小型化的特性較為理想；進一步來說，使TTL/ImgH滿足下記關系則更為理想 TTL/ImgH＜1.95。
由于采用上述透鏡結構、排列方式與鏡片配置可以有效縮小鏡組體積，更能同時獲得較高的解像力。



下面結合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明 圖1A是本發(fā)明實施例1的光學系統(tǒng)示意圖； 圖1B是本發(fā)明實施例1的像差曲線圖； 圖2A是本發(fā)明實施例2的光學系統(tǒng)示意圖； 圖2B是本發(fā)明實施例2的像差曲線圖； 圖3A是本發(fā)明實施例3的光學系統(tǒng)示意圖； 圖3B是本發(fā)明實施例3的像差曲線圖； 圖4A是本發(fā)明實施例4的光學系統(tǒng)示意圖； 圖4B是本發(fā)明實施例4的像差曲線圖。
其中，以上附圖標記中，第一透鏡10，前表面11，后表面12，第二透鏡20，前表面21，后表面22，第三透鏡30，前表面31，后表面32，第四透鏡40，前表面41，后表面42，光圈50，紅外線濾除濾光片60，成像面70。
本發(fā)明中，整體取像光學系統(tǒng)的焦距f，第一透鏡的焦距f1，第三透鏡的焦距f3，第一透鏡折射率N1，第二透鏡折射率N2，第一透鏡色散系數(shù)V1，第三透鏡色散系數(shù)V3，第四透鏡色散系數(shù)V4，第二透鏡的前表面曲率半徑R3，第二透鏡的后表面曲率半徑R4，第四透鏡的前表面曲率半徑R7，第四透鏡的后表面曲率半徑R8，光圈至成像面的距離SL，第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離BFL，第四透鏡后表面于有效徑位置的鏡面高度SAG42，取像光學系統(tǒng)的光學總長度TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度ImgH。

具體實施例方式 實施例1 本發(fā)明實施例1參閱圖1A，實施例1的像差曲線參閱圖1B，本實施例的取像光學系統(tǒng)由物側至像側依序包含 一具正屈折力的第一透鏡10，其材質為塑料，第一透鏡10的前表面11為凸面，后表面12為凹面，另第一透鏡10的前表面11與后表面12皆設置有非球面； 一具負屈折力的第二透鏡20，其材質為塑料，第二透鏡20的前表面21為凹面，后表面22為凸面，另第二透鏡的前表面21與后表面22皆設置有非球面； 一具正屈折力的第三透鏡30，其材質為塑料，第三透鏡30的前表面31為凸面，后表面32為凸面，另第三透鏡30的前表面31與后表面32皆設置有非球面； 一具負屈折力的第四透鏡40，其材質為塑料，第四透鏡40的前表面41為凹面，后表面42為凹面，另第四透鏡40的前表面41與后表面42皆設置有非球面，且第四透鏡40的后表面42設置有反曲點； 一光圈50，置于第一透鏡10與該第二透鏡20之間； 一紅外線濾除濾光片(IR Filter)60，置于第四透鏡40之后，其不影響系統(tǒng)的焦距； 一成像面70，置于紅外線濾除濾光片60之后。
上述非球面曲線的方程式表示如下 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(shù)； Ai第i階非球面系數(shù)。
實施例1中，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，第一透鏡的焦距為f1，第三透鏡的焦距為f3，其關系為 f＝3.21mm； f/f1＝1.15； f/f3＝0.63。
實施例1中，第一透鏡折射率為N1，第二透鏡折射率為N2，其關系為 |N1-N2|＝0.088。
實施例1中，第一透鏡色散系數(shù)(Abbe Number)為V1，第三透鏡色散系數(shù)為V3，第四透鏡色散系數(shù)為V4，其關系為 |V1-V3|＝0.0； |V3-V4|＝32.5。
實施例1中，第二透鏡的前表面曲率半徑為R3，第二透鏡的后表面曲率半徑為R4，第四透鏡的前表面曲率半徑為R7，第四透鏡的后表面曲率半徑為R8，其關系為 (R3+R4)/(R3-R4)＝-7.14； R7/R8＝-33.39。
實施例1中，光圈至成像面的距離為SL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為 SL/TTL＝0.87。
實施例1中，第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為 BFL/TTL＝0.23。
實施例1中，第四透鏡后表面于有效徑位置的鏡面高度為SAG42，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，其關系為 SAG42/f＝-0.06。
實施例1中，該取像光學系統(tǒng)的被攝物成像于電子感光組件上，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度為ImgH，其關系為 TTL/ImgH＝1.75。
實施例1中詳細的結構數(shù)據如同表1所示，其非球面數(shù)據如同表2所示，其中，曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
表1 實施例1的結構數(shù)據

表2 實施例1的非球面數(shù)據

實施例2 實施例2參閱圖2A，實施例2的像差曲線參閱圖2B，本實施例的取像光學系統(tǒng)由物側至像側依序包含 一具正屈折力的第一透鏡10，其材質為塑料，第一透鏡10的前表面11為凸面，后表面12為凹面，另第一透鏡10的前表面11與后表面12皆設置有非球面； 一具負屈折力的第二透鏡20，其材質為塑料，第二透鏡20的前表面21為凹面，后表面22為凸面，另第二透鏡20的前表面21與后表面22皆設置有非球面； 一具正屈折力的第三透鏡30，其材質為塑料，第三透鏡30的前表面31為凸面，后表面32為凸面，另第三透鏡30的前表面31與后表面32皆設置有非球面； 一具負屈折力的第四透鏡40，其材質為塑料，第四透鏡40的前表面41為凹面，后表面42為凹面，另第四透鏡40的前表面41與后表面42皆設置有非球面，且第四透鏡40的后表面42設置有反曲點； 一光圈50，置于第一透鏡10與第二透鏡20之間； 一紅外線濾除濾光片(IR Filter)60，置于第四透鏡40之后，其不影響系統(tǒng)的焦距； 一成像面70，置于紅外線濾除濾光片60之后。
實施例2的非球面曲線方程式的表示式如同實施例1的型式。
實施例2中，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，第一透鏡的焦距為f1，第三透鏡的焦距為f3，其關系為 f＝3.30mm； f/f1＝1.19； f/f3＝1.04。
實施例2中，第一透鏡折射率為N1，第二透鏡折射率為N2，其關系為 |N1-N2|＝0.088。
實施例2中，第一透鏡色散系數(shù)(Abbe Number)為V1，第三透鏡色散系數(shù)為V3，第四透鏡色散系數(shù)為V4，其關系為 |V1-V3|＝0.0； |V3-V4|＝0.0。
實施例2中，第二透鏡的前表面曲率半徑為R3，第二透鏡的后表面曲率半徑為R4，第四透鏡的前表面曲率半徑為R7，第四透鏡的后表面曲率半徑為R8，其關系為 (R3+R4)/(R3-R4)＝-4.00； R7/R8＝-2.93。
實施例2中，光圈至成像面的距離為SL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為 SL/TTL＝0.88。
實施例2中，第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為 BFL/TTL＝0.26； 實施例2中，第四透鏡后表面于有效徑位置的鏡面高度為SAG42，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，其關系為 SAG42/f＝-0.03。
實施例2中，該取像光學系統(tǒng)的被攝物成像于電子感光組件上，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度為ImgH，其關系為 TTL/ImgH＝1.85。
實施例2中詳細的結構數(shù)據如同表3所示，其非球面數(shù)據如同表4所示，其中，曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
表3 實施例2的結構數(shù)據
表4 實施例2的非球面數(shù)據
實施例3 本發(fā)明實施例3參閱圖3A，實施例3的像差曲線參閱圖3B，本實施例的取像光學系統(tǒng)由物側至像側依序包含 一具正屈折力的第一透鏡10，其材質為塑料，第一透鏡10的前表面11為凸面，后表面12為凸面，另第一透鏡10的前表面11與后表面12皆設置有非球面； 一具負屈折力的第二透鏡20，其材質為塑料，第二透鏡20的前表面21為凹面，后表面22為凹面，另第二透鏡的前表面21與后表面22皆設置有非球面； 一具正屈折力的第三透鏡30，其材質為塑料，第三透鏡30的前表面31為凹面，后表面32為凸面，另第三透鏡30的前表面31與后表面32皆設置有非球面； 一具負屈折力的第四透鏡40，其材質為塑料，第四透鏡40的前表面41為凹面，后表面42為凹面，另第四透鏡40的前表面41與后表面42皆設置有非球面，且第四透鏡40的后表面42設置有反曲點； 一光圈50，置于第一透鏡10與第二透鏡20之間； 一紅外線濾除濾光片(IR Filter)60，置于第四透鏡40之后，其不影響系統(tǒng)的焦距； 一成像面70，置于紅外線濾除濾光片60之后。
實施例3的非球面曲線方程式的表示式如同實施例1的型式。
實施例3中，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，第一透鏡的焦距為f1，第三透鏡的焦距為f3，其關系為 f＝3.35mm； f/f1＝1.75； f/f3＝1.21。
實施例3中，第一透鏡折射率為N1，第二透鏡折射率為N2，其關系為 |N1-N2|＝0.088。
實施例3中，第一透鏡色散系數(shù)(Abbe Number)為V1，第三透鏡色散系數(shù)為V3，第四透鏡色散系數(shù)為V4， 其關系為 |V1-V3|＝0.1； |V3-V4|＝0.0。
實施例3中，第二透鏡的前表面曲率半徑為R3，第二透鏡的后表面曲率半徑為R4，第四透鏡的前表面曲率半徑為R7，第四透鏡的后表面曲率半徑為R8，其關系為 (R3+R4)/(R3-R4)＝0.96； R7/R8＝-63.91。
實施例3中，光圈至成像面的距離為SL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為 SL/TTL＝0.87。
實施例3中，第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為 BFL/TTL＝0.29； 實施例3中，第四透鏡后表面于有效徑位置的鏡面高度為SAG42，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，其關系為 SAG42/f＝-0.08。
實施例3中，該取像光學系統(tǒng)的被攝物成像于電子感光組件上，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度為ImgH，其關系為 TTL/ImgH＝1.71。
實施例3的詳細的結構數(shù)據如同表5所示，其非球面數(shù)據如同表6所示，其中，曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
表5 實施例3的結構數(shù)據

表6 實施例3的非球面數(shù)據

實施例4 本發(fā)明實施例4參閱圖4A，實施例4的像差曲線參閱圖4B，本實施例的取像光學系統(tǒng)由物側至像側依序包含 一具正屈折力的第一透鏡10，其材質為塑料，第一透鏡10的前表面11為凸面，后表面12為凹面，另第一透鏡10的前表面11與后表面12皆設置有非球面； 一具負屈折力的第二透鏡20，其材質為塑料，第二透鏡20的前表面21為凸面，后表面22為凹面，另第二透鏡的前表面21與后表面22皆設置有非球面； 一具正屈折力的第三透鏡30，其材質為塑料，第三透鏡30的前表面31為凹面，后表面32為凸面，另第三透鏡30的前表面31與后表面32皆設置有非球面； 一具負屈折力的第四透鏡40，其材質為塑料，第四透鏡40的前表面41為凹面，且后表面42為凹面，另第四透鏡40的前表面41與后表面42皆設置有非球面，且第四透鏡40的后表面42設置有反曲點； 一光圈50，置于第一透鏡10與第二透鏡20之間； 一紅外線濾除濾光片(IR Filter)60，置于第四透鏡40之后，其不影響系統(tǒng)的焦距； 一成像面70，置于紅外線濾除濾光片60之后。
實施例4的非球面曲線方程式的表示式如同第一實施例的型式。
實施例4中，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，第一透鏡的焦距為f1，第三透鏡的焦距為f3，其關系為 f＝3.41mm； f/f1＝1.31； f/f3＝1.34。
實施例4中，第一透鏡折射率為N1，第二透鏡折射率為N2，其關系為 |N1-N2|＝0.088。
實施例4中，第一透鏡色散系數(shù)(Abbe Number)為V1，第三透鏡色散系數(shù)為V3，第四透鏡色散系數(shù)為V4，其關系為 |V1-V3|＝0.0； |V3-V4|＝0.4。
實施例4中，第二透鏡的前表面曲率半徑為R3，第二透鏡的后表面曲率半徑為R4，第四透鏡的前表面曲率半徑為R7，第四透鏡的后表面曲率半徑為R8，其關系為 (R3+R4)/(R3-R4)＝2.72； R7/R8＝-76.46。
實施例4中，光圈至成像面的距離為SL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為 SL/TTL＝0.84。
實施例4中，第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為 BFL/TTL＝0.26。
實施例4中，第四透鏡后表面于有效徑位置的鏡面高度為SAG42，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，其關系為 SAG42/f＝-0.08。
實施例4中，該取像光學系統(tǒng)的被攝物成像于電子感光組件上，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度為ImgH，其關系為 TTL/ImgH＝1.72。
實施例4的詳細的結構數(shù)據如同表7所示，其非球面數(shù)據如同表8所示，其中，曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半。
表7 實施例4的結構數(shù)據

表8 實施例4的非球面數(shù)據

在本發(fā)明取像光學系統(tǒng)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(tǒng)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。
另外，表1至表8所示為取像光學系統(tǒng)實施例的不同數(shù)值變化表，本發(fā)明各個實施例的數(shù)值變化皆屬實驗所得，即使使用不同數(shù)值，相同結構的產品仍應屬于本發(fā)明的保護范疇，表9為各個實施例對應本發(fā)明相關方程式的數(shù)值資料。
表9 本發(fā)明各個實施例對應相關關系式的數(shù)值資料
綜上所述，本發(fā)明的取像光學系統(tǒng)，通過透鏡結構、排列方式與鏡片配置可以有效縮小鏡組體積，更能同時獲得較高的解像力。
權利要求
1.一種取像光學系統(tǒng)，其特征在于由物側至像側依序包括
一具正屈折力的第一透鏡，其前表面為凸面；
一光圈；
一具負屈折力的第二透鏡；
一第三透鏡，其前表面為凸面；以及
一具負屈折力的第四透鏡，其前表面為凹面，第四透鏡后表面設置有非球面，第四透鏡后表面設置有反曲點；第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為BFL/TTL＞0.12，取像光學系統(tǒng)中，具屈折力的透鏡為四片。
2.如權利要求1所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第四透鏡后表面為凹面，第四透鏡為塑料材質，第四透鏡前表面設置有非球面。
3.如權利要求2所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第二透鏡后表面為凸面，第二透鏡設置有非球面。
4.如權利要求3所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第三透鏡為正屈折力，第三透后表面為凸面，第三透鏡設置有非球面。
5.如權利要求4所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第二透前表面為凹面，第二透鏡為塑料材質，第二透鏡前表面及后表面皆設置有非球面。
6.如權利要求5所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，第一透鏡的焦距為f1，其關系為0.8＜f/f1＜1.45。
7.如權利要求6所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，第三透鏡的焦距為f3，其關系為0＜f/f3＜0.85。
8.如權利要求5所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡色散系數(shù)為V1，第三透鏡色散系數(shù)為V3，第四透鏡色散系數(shù)為V4，其關系為
|V1-V3|＜15；
|V3-V4|＞15。
9.如權利要求5所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡折射率為N1，第二透鏡折射率為N2，其關系為|N1-N2|＜0.12。
10.如權利要求2所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述光圈至成像面的距離為SL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為SL/TTL＜0.92。
11.如權利要求10所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述取像光學系統(tǒng)的被攝物成像于電子感光組件上，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度為ImgH，其關系為TTL/ImgH＜2.10。
12.如權利要求11所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述取像光學系統(tǒng)的被攝物成像于電子感光組件上，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度為ImgH，其關系為TTL/ImgH＜1.95。
13.如權利要求10所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第四透鏡后表面于有效徑位置的鏡面高度為SAG42，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，其關系為SAG42/f＜-0.02。
14.如權利要求11所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為BFL/TTL＞0.15。
15.如權利要求5所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡后表面為凹面，第一透鏡為塑料材質，第一透鏡設置有非球面。
16.一種取像光學系統(tǒng)，其特征在于由物側至像側依序包括
一具正屈折力的第一透鏡；
一光圈；
一具負屈折力的第二透鏡；
一具正屈折力第三透鏡，其前表面為凹面，后表面為凸面；以及
一具負屈折力的第四透鏡，其前表面為凹面，第四透鏡后表面設置有非球面，第四透鏡后表面設置有反曲點；取像光學系統(tǒng)中，具屈折力的透鏡為四片。
17.如權利要求16所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第四透鏡后表面為凹面，第四透鏡為塑料材質，第四透鏡前表面及后表面皆設置有非球面。
18.如權利要求17所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第二透鏡為塑料材質，第二透鏡前表面及后表面皆設置有非球面，第三透鏡為塑料材質，第三透鏡前表面及后表面皆設置有非球面，光圈至成像面的距離為SL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為SL/TTL＜0.92。
19.如權利要求18所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡前表面為凸面，第二透鏡前表面為凹面。
20.如權利要求19所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡后表面為凸面，第二透鏡后表面為凹面。
21.如權利要求18所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為BFL/TTL＞0.12；該取像光學系統(tǒng)之被攝物成像于電子感光組件上，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度為ImgH，其關系為TTL/ImgH＜1.95。
22.如權利要求20所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第四透鏡后表面于有效徑位置的鏡面高度為SAG42，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，其關系為SAG42/f＜-0.02。
23.如權利要求18所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第二透鏡的前表面曲率半徑為R3，第二透鏡的后表面曲率半徑為R4，其關系為-2.0＜(R3+R4)/(R3-R4)＜5.0。
24.如權利要求22所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第四透鏡的前表面曲率半徑為R7，第四透鏡的后表面曲率半徑為R8，其關系為R7/R8＜-5.0。
25.如權利要求20所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡折射率為N1，第二透鏡折射率為N2，其關系為|N1-N2|＜0.12。
26.一種取像光學系統(tǒng)，其特征在于由物側至像側依序包括
一具正屈折力的第一透鏡，其前表面凸面，后表面為凹面；
一光圈；
一具負屈折力的第二透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面，第二透鏡為塑料材質，第二透鏡前表面及后面皆設置有非球面；
一具正屈折力的第三透鏡，其前表面為凹面，后表面為凸面，第三透鏡為塑料材質，第三透鏡前表面及后表面皆設置有非球面；以及
一具負屈折力的第四透鏡，其前表面為凹面，后表面為凹面，第四透鏡為塑料材質，第四透鏡前表面及后表面皆設置有非球面，第四透鏡后表面設置有反曲點；光圈至成像面的距離為SL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為SL/TTL＜0.92；取像光學系統(tǒng)中，具屈折力的透鏡為四片。
27.如權利要求26所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為BFL/TTL＞0.12；該取像光學系統(tǒng)之被攝物成像于電子感光組件上，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度為ImgH，其關系為TTL/ImgH＜1.95。
28.如權利要求26所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡折射率為N1，第二透鏡折射率為N2，其關系為|N1-N2|＜0.12；第四透鏡后表面于有效徑位置的鏡面高度為SAG42，整體取像光學系統(tǒng)的焦距為f，其關系為SAG42/f＜-0.02。
29.一種取像光學系統(tǒng)，其特征在于由物側至像側依序包括
一具正屈折力的第一透鏡；
一具負屈折力的第二透鏡，其前表面為凹面，后表面為凸面，第二透鏡為塑料材質，第二透鏡前表面及后面皆設置有非球面；
一具正屈折力的第三透鏡，其前表面為凸面；以及
一具負屈折力的第四透鏡，其前表面為凹面，第四透鏡為塑料材質，第四透鏡后表面設置有非球面，第四透鏡后表面設置有反曲點；第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為BFL/TTL＞0.12；取像光學系統(tǒng)中，具屈折力的透鏡為四片。
30.如權利要求29所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡前表面為凸面，第三透鏡后表面為凸面，第三透鏡設置有非球面，第四透鏡后表面為凹面，第四透鏡前表面設置有非球面。
31.如權利要求30所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡折射率為N1，第二透鏡折射率為N2，其關系為|N1-N2|＜0.12。
32.如權利要求30所述的取像光學系統(tǒng)，其特征在于所述取像光學系統(tǒng)的被攝物成像于電子感光組件上，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，取像光學系統(tǒng)的成像高度為ImgH，其關系為TTL/ImgH＜1.95。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種取像光學系統(tǒng)，由物側至像側依序包含一具正屈折力的第一透鏡，其前表面為凸面；一光圈；一具負屈折力的第二透鏡；一第三透鏡，其前表面為凸面；一具負屈折力的第四透鏡，其前表面為凹面，第四透鏡后表面設置有非球面，第四透鏡后表面設置有反曲點；第四透鏡后表面至成像面于光軸上的距離為BFL，取像光學系統(tǒng)的光學總長度為TTL，其關系為BFL/TTL＞0.12；取像光學系統(tǒng)中，具屈折力的透鏡為四片；由此透鏡結構及排列方式可以有效縮小鏡組體積、降低光學系統(tǒng)的敏感度，更能同時獲得較高的解像力。
文檔編號G02B9/34GK101762864SQ20081018893
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權日2008年12月25日
發(fā)明者湯相岐, 林銘清 申請人:大立光電股份有限公司