申请/专利权人：声远精密光学股份有限公司

申请日：2017-12-12

公开（公告）日：2021-04-27

公开（公告）号：CN109917531B

主分类号：G02B13/00(20060101)

分类号：G02B13/00(20060101);G02B1/04(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.27#授权;2019.07.16#实质审查的生效;2019.06.21#公开

摘要：本发明公开了一种成像镜片组，从物侧至像侧沿光轴依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜。第一透镜、第三透镜以及第四透镜的屈光力依序为正、正、负。第一透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的凹面部以及位于圆周附近区域的凸面部。第二透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部以及位于圆周附近区域的凹面部。成像镜片组满足：0.4≦f3EFL≦0.9，其中f3为第三透镜的焦距，且EFL为成像镜片组的有效焦距。

主权项：1.一种成像镜片组，其特征在于，从物侧至像侧沿一光轴依序包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一第四透镜，且该第一透镜至该第四透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面，其中该第一透镜、该第三透镜以及该第四透镜的屈光力依序为正、正、负，该第一透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部以及一位于圆周附近区域的凸面部，该第二透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近区域的凹面部，该成像镜片组满足：0.4≦f3EFL≦0.9，|f2EFL|的取值为|-29.2831.557|、|21.2101.611|、|-8.2211.650|、|-9.0611.565|中之一，其中f2为该第二透镜的焦距，f3为该第三透镜的焦距，且EFL为该成像镜片组的有效焦距。

全文数据：成像镜片组技术领域本发明是有关于一种光学镜片组，且特别是有关于一种成像镜片组。背景技术近年来，可携式电子产品的普及使得影像模块相关技术蓬勃发展。影像模块主要包括成像镜片组与光感测器等元件。随着可携式电子产品的薄型化趋势，成像镜片组与光感测器等元件的小型化需求也愈来愈高。因此，如何能在缩短系统体积以及长度的同时，使成像镜片组仍能保有良好的光学性能，便成为此领域研发人员亟欲解决的问题之一。发明内容本发明提供一种成像镜片组，其在缩短系统体积以及长度的同时，仍能保有良好的光学性能。本发明的一种成像镜片组从物侧至像侧沿光轴依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜。第一透镜至第四透镜各自包括朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。第一透镜、第三透镜以及第四透镜的屈光力依序为正、正、负。第一透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的凹面部以及位于圆周附近区域的凸面部。第二透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部以及位于圆周附近区域的凹面部。成像镜片组满足：0.4≦f3EFL≦0.9，其中f3为第三透镜的焦距，且EFL为成像镜片组的有效焦距。在本发明的一实施例中，成像镜片组更满足：0.7≦|f3f4|≦1.3，其中f4为第四透镜的焦距。在本发明的一实施例中，成像镜片组更满足：19≦V2≦30，其中V2为第二透镜的色散系数。在本发明的一实施例中，第一透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的凸面部以及位于圆周附近区域的凸面部。在本发明的一实施例中，第二透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的凹面部。在本发明的一实施例中，第三透镜的物侧面具有位于光轴附近区域的凹面部，且第三透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的凸面部以及位于圆周附近区域的凹面部。在本发明的一实施例中，第四透镜的像侧面具有位于光轴附近区域的凹面部以及位于圆周附近区域的凸面部。在本发明的一实施例中，第一透镜至第四透镜的材质皆为塑胶。基于上述，本发明的实施例的成像镜片组的有益效果在于：藉由上述透镜的物侧面或像侧面的凹凸形状设计与排列，使成像镜片组在缩短系统体积以及长度的同时，仍能保有良好的光学性能，并提供良好的成像品质。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1是依照本发明的第一实施例的成像镜片组的示意图。图2A至图2J是第一实施例的成像镜片组在半视场角HalfFieldOfView,HFOV分别为0度、10度、20度、30度以及44度的横向光束扇形图。图3A至图3C分别是第一实施例的成像镜片组的场曲像差fieldcurvatureaberration图、畸变像差distortionaberration图以及调制转换函数ModulationTransferFunction,MTF曲线图。图4是依照本发明的第二实施例的成像镜片组的示意图。图5A至图5J是第二实施例的成像镜片组在半视场角分别为0度、10度、20度、30度以及44度的横向光束扇形图。图6A至图6C分别是第二实施例的成像镜片组的场曲像差图、畸变像差图以及调制转换函数曲线图。图7是依照本发明的第三实施例的成像镜片组的示意图。图8A至图8J是第三实施例的成像镜片组在半视场角分别为0度、10度、20度、30度以及44度的横向光束扇形图。图9A至图9C分别是第三实施例的成像镜片组的场曲像差图、畸变像差图以及调制转换函数曲线图。图10是依照本发明的第四实施例的成像镜片组的示意图。图11A至图11J是第四实施例的成像镜片组在半视场角分别为0度、10度、20度、30度以及44度的横向光束扇形图。图12A至图12C分别是第四实施例的成像镜片组的场曲像差图、畸变像差图以及调制转换函数曲线图。其中，附图标记：1：第一透镜2：第二透镜3：第三透镜4：第四透镜9：滤光片10：成像镜片组11、21、31、41、91：物侧面12、22、32、42、92：像侧面A：光圈C：凹面部I：光轴V：凸面部具体实施方式在本说明书中，“透镜具有正屈光力或负屈光力”是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的光轴上的屈光力为正或为负。在成像镜片组中，每一透镜以光轴为对称轴径向地相互对称。每一透镜具有物侧面及相对于物侧面的像侧面。物侧面及像侧面定义为透镜被成像光线通过的表面，其中成像光线包括了主光线chiefray及边缘光线marginalray。物侧面或像侧面具有光轴附近区域以及连接且环绕光轴附近区域的圆周附近区域。光轴附近区域为成像光线通过光轴上的区域。圆周附近区域为被边缘光线通过的区域。“透镜的一表面物侧面或像侧面在光轴附近区域或圆周附近区域为凸面或凹面”是以所述表面在光轴附近区域或圆周附近区域的R值指近轴的曲率半径的正负来判断。以物侧面来说，当R值为正时，判定物侧面在光轴附近区域或圆周附近区域为凸面，亦即物侧面在光轴附近区域或圆周附近区域具有凸面部；当R值为负时，判定物侧面在光轴附近区域或圆周附近区域为凹面，亦即物侧面在光轴附近区域或圆周附近区域具有凹面部。以像侧面来说，当R值为正时，判定像侧面在光轴附近区域或圆周附近区域为凹面，亦即像侧面在光轴附近区域或圆周附近区域具有凹面部；当R值为负时，判定像侧面在光轴附近区域或圆周附近区域为凸面，亦即像侧面在光轴附近区域或圆周附近区域具有凸面部。透镜的一表面物侧面或像侧面可具有一个以上的凸面部、一个以上的凹面部或上述两者的组合。当所述表面具有凸面部以及凹面部时，所述表面具有反曲点。反曲点即凸面部与凹面部之间的转换点。也就是说，所述表面在反曲点由凸转凹，或由凹转凸。另一方面，当所述表面仅具有凸面部或仅具有凹面部时，所述表面不具有反曲点。图1是依照本发明的第一实施例的成像镜片组的示意图。请参照图1，本发明的第一实施例的成像镜片组10从物侧至像侧沿光轴I依序包括第一透镜1、光圈A、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4以及滤光片9。物侧是朝向待拍摄物未绘示的一侧，而像侧是朝向光接收元件未绘示的一侧。由待拍摄物所发出的光线进入成像镜片组10之后，会依序通过第一透镜1、光圈A、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4以及滤光片9，然后被光接收元件接收。滤光片9例如为红外线截止片IRcutfilter，用于防止光线中的部分波段的红外线被光接收元件接收而影响成像品质，但不以此为限。第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4以及滤光片9各自包括朝向物侧且使成像光线通过的物侧面11、21、31、41、91及朝向像侧且使成像光线通过的像侧面12、22、32、42、92。光接收元件的光接收面可与滤光片9的像侧面92连接，使得滤光片9的像侧面92为成像面imageplane，但不以此为限。第一透镜1具有正屈光力。第一透镜1的物侧面11具有位于光轴附近区域的凸面部V以及位于圆周附近区域的凸面部V。此外，第一透镜1的像侧面12具有位于光轴附近区域的凹面部C以及位于圆周附近区域的凸面部V。第二透镜2具有负屈光力。第二透镜2的物侧面21具有位于光轴附近区域的凸面部V以及位于圆周附近区域的凹面部C。此外，第二透镜2的像侧面22具有位于光轴附近区域的凹面部C以及位于圆周附近区域的凸面部V。第三透镜3具有正屈光力。第三透镜3的物侧面31具有位于光轴附近区域的凹面部C以及位于圆周附近区域的凸面部V。此外，第三透镜3的像侧面32具有位于光轴附近区域的凸面部V以及位于圆周附近区域的凹面部C。第四透镜4具有负屈光力。第四透镜4的物侧面41具有位于光轴附近区域的凸面部V以及位于圆周附近区域的凹面部C。此外，第四透镜4的像侧面42具有位于光轴附近区域的凹面部C以及位于圆周附近区域的凸面部V。在第一实施例中，只有上述透镜具有屈光力，也就是说，在成像镜片组中，具有屈光力的透镜只有四片。此外，第一透镜1至第四透镜4可皆由塑胶材质制成，以满足轻量化的需求，但不以此为限。在一实施例中，第一透镜1至第四透镜4可皆由玻璃材质制成。或者，第一透镜1至第四透镜4的其中至少一者可由玻璃材质制成，而其余的由塑胶材质制成。第一实施例的其他详细光学数据如表一所示。在表一中，第一透镜1的物侧面11所对应的距离mm为2.50E-01代表第一透镜1的物侧面11到第一透镜1的像侧面12在光轴I上的距离即为第一透镜1在光轴I上的厚度为0.25mm。第一透镜1的像侧面12所对应的距离mm为0.00E+00代表第一透镜1的像侧面12到光圈A在光轴I上的距离为0mm。也就是说，光圈A的所在平面对齐于第一透镜1的像侧面12在光轴I上的位置。光圈A所对应的距离mm为1.70E-01代表光圈A到第二透镜2的物侧面21在光轴I上的距离为0.17mm。距离mm的其它栏位可依此类推，下文便不再重述。表一在本实施例中，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3以及第四透镜4的物侧面11、21、31、41及像侧面12、22、32、42共计八个面均是非球面，而这些非球面是依公式1定义：在公式1中，Y为非球面曲线上的点与光轴I的距离。Z为非球面的深度。R为透镜表面近光轴I处的曲率半径。K为锥面系数conicconstant。Ai为第i阶非球面系数。第一透镜1的物侧面11到第四透镜4的像侧面42在公式1中的各项非球面系数如表二所示。其中，表二中栏位编号11表示其为第一透镜1的物侧面11的非球面系数，其它栏位可依此类推。由于八个面的第2阶非球面系数A2皆为0，故省略示出。表二有鉴于光学系统设计的不可预测性，在本发明的架构之下，符合下述条件式的其中至少一者能较佳地使系统的长度缩短、成像品质提升，或制造良率提升而改善先前技术的缺点。藉由满足0.4≦f3EFL≦0.9，可在缩短系统体积以及长度的同时，保有良好的光学性能。在上式中，f3为第三透镜3的焦距，且EFL为成像镜片组10的有效焦距EffectiveFocalLength,EFL。当f3EFL超出上限值时，容易造成系统的长度太长。当f3EFL低于下限值时，容易造成场曲严重。藉由满足0.7≦|f3f4|≦1.3，可平衡场曲及色差。在上式中，f4为第四透镜4的焦距，且|f3f4|为第三透镜3的焦距除以第四透镜4的焦距后取绝对值。当|f3f4|超出上限值时，容易造成场曲不足或色差无法矫正。当|f3f4|低于下限值时，容易造成场曲过矫正或色差过矫正。藉由满足19≦V2≦30，可矫正色差且具有良好的透光率。在上式中，V2为第二透镜2的色散系数。当V2超出上限值时，无法矫正色差。当V2低于下限值时，第二透镜2的材料价格较为昂贵且透光率较低。第一实施例的成像镜片组10中各重要参数间的关系如表三所示。在表三中，f-numberF#为成像镜片组10的光圈值，FOV为成像镜片组10的视场角FieldOfView,FOV，TTL为成像镜片组10的系统长度，即从第一透镜1的物侧面11到成像面如滤光片9的像侧面92在光轴I上的距离。表三图2A至图2J是第一实施例的成像镜片组在半视场角分别为0度、10度、20度、30度以及44度的横向光束扇形图。图3A至图3C分别是第一实施例的成像镜片组的场曲像差图、畸变像差图以及调制转换函数曲线图。图2A至图3C所显示出的图形均在标准的范围内，由此可验证第一实施例的成像镜片组10在缩短系统体积以及长度的同时，仍能保有良好的光学性能，并提供良好的成像品质。图4是依照本发明的第二实施例的成像镜片组的示意图。请参照图4，本发明的成像镜片组10的一第二实施例，其与第一实施例大致相似。主要差异在于：第一透镜1位于光圈A与第二透镜2之间。第二透镜2具有正屈光力。此外，第二透镜2的像侧面22具有位于圆周附近区域的凹面部C，且第四透镜4的物侧面41具有位于光轴附近区域的凹面部C。另外，各光学数据、非球面系数及这些透镜第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3以及第四透镜4间的参数或多或少有些不同。第二实施例的成像镜片组10详细的光学数据如表四所示。第二实施例的第一透镜1的物侧面11到第四透镜4的像侧面42在公式1中的各项非球面系数如表五所示。第二实施例的成像镜片组10中各重要参数间的关系如表六所示。表四表面KA4A6A8112.806E+00-5.086E-01-4.597E+007.417E+00121.013E+01-1.149E+004.147E-01-3.758E+01211.859E+01-1.205E+00-1.110E+01-2.381E+00220.000E+007.232E-01-5.237E+00-2.210E+0131-1.789E+001.447E+003.067E+00-2.440E+0132-2.675E+00-3.856E-01-1.615E-01-2.962E+0041-5.000E+013.388E-01-6.222E+001.512E+0142-9.774E+00-4.879E-019.556E-023.861E-01表面A10A12A14A1611-1.238E+01-4.119E+020.000E+000.000E+00121.638E+02-1.589E+020.000E+000.000E+0021-4.064E+011.925E+03-4.964E+030.000E+00221.523E+021.553E+02-1.855E+032.601E+0331-5.993E+003.607E+02-7.122E+020.000E+00322.504E+016.233E+01-2.761E+022.066E+0241-9.625E+00-1.494E+019.076E+001.447E+0142-2.384E-01-6.357E-018.264E-01-2.972E-01表五表六图5A至图5J是第二实施例的成像镜片组在半视场角分别为0度、10度、20度、30度以及44度的横向光束扇形图。图6A至图6C分别是第二实施例的成像镜片组的场曲像差图、畸变像差图以及调制转换函数曲线图。图5A至图6C所显示出的图形均在标准的范围内，由此可验证第二实施例的成像镜片组10在缩短系统体积以及长度的同时，仍能保有良好的光学性能，并提供良好的成像品质。图7是依照本发明的第三实施例的成像镜片组的示意图。请参照图7，本发明的成像镜片组10的一第三实施例，其与第一实施例大致相似。主要差异在于：第一透镜1位于光圈A与第二透镜2之间。此外，第二透镜2的像侧面22具有位于圆周附近区域的凹面部C，第三透镜3的物侧面31具有位于圆周附近区域的凹面部C，且第四透镜4的物侧面41具有位于光轴附近区域的凹面部C以及位于圆周附近区域的凸面部V。另外，各光学数据、非球面系数及这些透镜第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3以及第四透镜4间的参数或多或少有些不同。第三实施例的成像镜片组10详细的光学数据如表七所示。第三实施例的第一透镜1的物侧面11到第四透镜4的像侧面42在公式1中的各项非球面系数如表八所示。第三实施例的成像镜片组10中各重要参数间的关系如表九所示。表七表面KA4A6A8112.364E+00-8.851E-013.712E+00-5.073E+01124.140E+01-1.080E+00-5.881E+001.345E+0121-1.800E+02-1.055E+00-1.197E+012.845E+0122-2.551E+024.249E-01-4.225E+003.032E+00311.048E+018.787E-012.218E-01-6.904E+0032-1.850E+006.834E-01-4.191E+009.815E+00417.307E+01-9.795E-016.419E-019.130E-0142-6.559E+00-7.479E-011.271E+00-1.761E+00表面A10A12A14A1611-2.677E+001.369E+03-5.980E+030.000E+0012-5.520E+011.453E+022.621E+020.000E+00217.841E+016.641E+01-4.241E+020.000E+00223.790E+011.040E+02-7.310E+028.460E+02314.907E+01-4.933E+00-7.424E+021.753E+03321.737E+01-2.316E+01-1.029E+021.319E+0241-1.274E-02-1.737E+001.214E+00-1.840E-01421.602E+00-8.842E-012.489E-01-2.553E-02表八表九图8A至图8J是第三实施例的成像镜片组在半视场角分别为0度、10度、20度、30度以及44度的横向光束扇形图。图9A至图9C分别是第三实施例的成像镜片组的场曲像差图、畸变像差图以及调制转换函数曲线图。图8A至图9C所显示出的图形均在标准的范围内，由此可验证第三实施例的成像镜片组10在缩短系统体积以及长度的同时，仍能保有良好的光学性能，并提供良好的成像品质。图10是依照本发明的第四实施例的成像镜片组的示意图。请参照图10，本发明的成像镜片组10的一第四实施例，其与第一实施例大致相似。主要差异在于：第三透镜3的物侧面31具有位于圆周附近区域的凹面部C。另外，各光学数据、非球面系数及这些透镜第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3以及第四透镜4间的参数或多或少有些不同。第四实施例的成像镜片组10详细的光学数据如表十所示。第四实施例的第一透镜1的物侧面11到第四透镜4的像侧面42在公式1中的各项非球面系数如表十一所示。第四实施例的成像镜片组10中各重要参数间的关系如表十二所示。表十表面KA4A6A8113.691E+00-6.448E-01-3.628E+004.478E+00121.000E+02-1.006E+00-2.307E+00-3.268E+0021-4.784E+01-1.595E+00-3.934E+006.952E+00220.000E+00-2.620E-01-5.205E-01-7.267E+0031-3.787E-011.386E+001.848E+00-1.010E+0132-2.745E+00-6.488E-011.326E+001.370E+0041-1.711E+00-6.252E-01-2.365E-016.869E-0142-6.806E+00-3.774E-011.860E-01-1.111E-01表面A10A12A14A1611-4.045E+01-1.176E+020.000E+000.000E+00122.472E+01-2.022E+010.000E+000.000E+0021-1.021E+021.394E+03-3.448E+030.000E+00221.276E+01-5.036E+00-2.706E+025.310E+0231-2.267E+01-1.547E+011.098E+020.000E+00324.261E-011.379E+01-1.543E+00-4.189E+0141-4.778E-01-3.108E-019.733E-01-4.193E-01423.240E-032.126E-023.427E-03-1.002E-02表十一EFL1.565mmf-numberF#2.2FOV88°TTL2.17mmf3EFL0.790|f3f4|0.836V222.44表十二图11A至图11J是第四实施例的成像镜片组在半视场角分别为0度、10度、20度、30度以及44度的横向光束扇形图。图12A至图12C分别是第四实施例的成像镜片组的场曲像差图、畸变像差图以及调制转换函数曲线图。图11A至图12C所显示出的图形均在标准的范围内，由此可验证第四实施例的成像镜片组10在缩短系统体积以及长度的同时，仍能保有良好的光学性能，并提供良好的成像品质。综上所述，本发明的实施例的成像镜片组符合下述条件式的其中至少一者能较佳地使系统的长度缩短、成像品质提升，或制造良率提升而改善先前技术的缺点。当满足0.4≦f3EFL≦0.9时，可在缩短系统体积以及长度的同时，保有良好的光学性能。当满足0.7≦|f3f4|≦1.3时，可平衡场曲及色差。当满足19≦V2≦30时，可矫正色差且具有良好的透光率。另外，相较于现有的广角成像镜片组视场角大于90度，本发明实施例的成像镜片组的视场角设计为落在70度至90度的范围内可较佳地改善畸变像差，从而具有良好的成像品质。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

权利要求：1.一种成像镜片组，其特征在于，从物侧至像侧沿一光轴依序包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一第四透镜，且该第一透镜至该第四透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面，其中该第一透镜、该第三透镜以及该第四透镜的屈光力依序为正、正、负，该第一透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部以及一位于圆周附近区域的凸面部，该第二透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近区域的凹面部，该成像镜片组满足：0.4≦f3EFL≦0.9，其中f3为该第三透镜的焦距，且EFL为该成像镜片组的有效焦距。2.如权利要求1所述的成像镜片组，其特征在于，更满足：0.7≦|f3f4|≦1.3，其中f4为该第四透镜的焦距。3.如权利要求1所述的成像镜片组，其特征在于，更满足：19≦V2≦30，其中V2为该第二透镜的色散系数。4.如权利要求1所述的成像镜片组，其特征在于，该第一透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近区域的凸面部。5.如权利要求1所述的成像镜片组，其特征在于，该第二透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部。6.如权利要求1所述的成像镜片组，其特征在于，该第三透镜的该物侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部，且该第三透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凸面部以及一位于圆周附近区域的凹面部。7.如权利要求1所述的成像镜片组，其特征在于，该第四透镜的该像侧面具有一位于光轴附近区域的凹面部以及一位于圆周附近区域的凸面部。8.如权利要求1所述的成像镜片组，其特征在于，该第一透镜至该第四透镜的材质皆为塑胶。

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