本發(fā)明涉及鏡片組，特別是涉及一種應(yīng)用于電子產(chǎn)品上的小型化四片式紅外單波長鏡片組。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今數(shù)字影像技術(shù)不斷創(chuàng)新、變化，特別是在數(shù)字相機(jī)與移動(dòng)電話等的數(shù)字載體皆朝小型化發(fā)展，而使感光組件如ccd或cmos也被要求更小型化，在紅外線聚焦鏡片應(yīng)用，除了運(yùn)用于攝影領(lǐng)域中，近年來亦大量轉(zhuǎn)用于游戲機(jī)之紅外線接收與感應(yīng)領(lǐng)域，且為使其游戲機(jī)感應(yīng)使用者的范圍更寬廣，目前接收紅外線波長的鏡片組，多半以畫角較大的廣角鏡片組為主流。

其中，申請人先前也提出多件有關(guān)紅外線波長接收的鏡片組，但目前游戲機(jī)系以更具立體、真實(shí)及臨場感的3d游戲?yàn)橹?，故就目前或申請人先前的鏡片組，皆以2d的平面游戲偵測為要求，以致于無法滿足3d游戲側(cè)重的縱深感應(yīng)功效。

再者，有關(guān)游戲機(jī)專用的紅外線接收、感應(yīng)鏡片組，為追求低廉而采用塑料鏡片，一來材質(zhì)透光性較差是影響游戲機(jī)縱深偵測精度不足關(guān)鍵要素之一，二來塑料鏡片容易于環(huán)境溫度過熱或過冷，以致鏡片組的焦距改變而無法精確對焦偵測，如上所述，乃目前紅外線波長接收的鏡片組無法滿足3d游戲縱深距離精確感應(yīng)的兩大技術(shù)課題。

有鑒于此，如何提供一種精確縱深距離偵測、接收，以及防止鏡片組焦距改變影響縱深偵測效果，遂為紅外線波長接收的鏡片組目前急欲克服的技術(shù)瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

現(xiàn)今數(shù)字影像技術(shù)不斷創(chuàng)新、變化，特別是在數(shù)字相機(jī)與移動(dòng)電話等的數(shù)字載體皆朝小型化發(fā)展，而使感光組件如ccd或cmos也被要求更小型化，在紅外線聚焦鏡片應(yīng)用，除了運(yùn)用于攝影領(lǐng)域中，近年來亦大量轉(zhuǎn)用于游戲機(jī)之紅外線接收與感應(yīng)領(lǐng)域，且為使其游戲機(jī)感應(yīng)使用者的范圍更寬廣，目前接收紅外線波長的鏡片組，多半以畫角較大的廣角鏡片組為主流。

其中，申請人先前也提出多件有關(guān)紅外線波長接收的鏡片組，但目前游戲機(jī)系以更具立體、真實(shí)及臨場感的3d游戲?yàn)橹?，故就目前或申請人先前的鏡片組，皆以2d的平面游戲偵測 為要求，以致于無法滿足3d游戲側(cè)重的縱深感應(yīng)功效。

再者，有關(guān)游戲機(jī)專用的紅外線接收、感應(yīng)鏡片組，為追求低廉而采用塑料鏡片，一來材質(zhì)透光性較差是影響游戲機(jī)縱深偵測精度不足關(guān)鍵要素之一，二來塑料鏡片容易于環(huán)境溫度過熱或過冷，以致鏡片組的焦距改變而無法精確對焦偵測，如上所述，乃目前紅外線波長接收的鏡片組無法滿足3d游戲縱深距離精確感應(yīng)的兩大技術(shù)課題。

有鑒于此，如何提供一種精確縱深距離偵測、接收，以及防止鏡片組焦距改變影響縱深偵測效果，遂為紅外線波長接收的鏡片組目前急欲克服的技術(shù)瓶頸。

附圖說明

圖1a為本發(fā)明的實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組的示意圖。

圖1b由左至右依序?yàn)閷?shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組的球差、像散及歪曲曲線圖。

圖2a為本發(fā)明的實(shí)施例二的四片式紅外單波長鏡片組的示意圖。

圖2b由左至右依序?yàn)閷?shí)施例二的四片式紅外單波長鏡片組的球差、像散及歪曲曲線圖。

圖3a為本發(fā)明的實(shí)施例三的四片式紅外單波長鏡片組的示意圖。

圖3b由左至右依序?yàn)閷?shí)施例三的四片式紅外單波長鏡片組的球差、像散及歪曲曲線圖。

圖4a為本發(fā)明的實(shí)施例四的四片式紅外單波長鏡片組的示意圖。

圖4b由左至右依序?yàn)閷?shí)施例四的四片式紅外單波長鏡片組的球差、像散及歪曲曲線圖。

圖5a為本發(fā)明的實(shí)施例五的四片式紅外單波長鏡片組的示意圖。

圖5b由左至右依序?yàn)閷?shí)施例五的四片式紅外單波長鏡片組的球差、像散及歪曲曲線圖。

附圖中符號標(biāo)記說明：

100、200、300、400、500：光圈；

110、210、310、410、510：第一透鏡；

111、211、311、411、511：物側(cè)表面；

112、212、312、412、512：像側(cè)表面；

120、220、320、420、520：第二透鏡；

121、221、321、421、521：物側(cè)表面；

122、222、322、422、522：像側(cè)表面；

130、230、330、430、530：第三透鏡；

131、231、331、431、531：物側(cè)表面；

132、232、332、432、532：像側(cè)表面；

140、240、340、440、540：第四透鏡；

141、241、341、441、541：物側(cè)表面；

142、242、342、442、542：像側(cè)表面；

170、270、370、470、570：紅外線濾除濾光組件；

180、280、380、480、580：成像面；

190、290、390、490、590：光軸；

f：四片式紅外單波長鏡片組的焦距；

fno：四片式紅外單波長鏡片組的光圈值；

fov：四片式紅外單波長鏡片組中最大視場角；

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；

f12：第一透鏡與第二透鏡的合成焦距；

f23：第二透鏡與第三透鏡的合成焦距；

f34：第三透鏡與第四透鏡的合成焦距；

f234：第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡的合成焦距；

v1：第一透鏡的色散系數(shù)；

v2：第二透鏡的色散系數(shù)；

ct2：第二透鏡于光軸上的厚度；

ct3：第三透鏡于光軸上的厚度；

t23：第二透鏡與第三透鏡于光軸上的間隔距離；

t34：第三透鏡與第四透鏡于光軸上的間隔距離。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

請參照圖1a及圖1b，其中圖1a繪示依照本發(fā)明的實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片 組的示意圖，圖1b由左至右依序?yàn)閷?shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖1a可知，四片式紅外單波長鏡片組包含有光圈100和光學(xué)組，光學(xué)組由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、紅外線濾除濾光組件170、以及成像面180，其中四片式紅外單波長鏡片組中具屈折力的透鏡為四片。光圈100設(shè)置在第一透鏡110的像側(cè)表面112與第二透鏡120的像側(cè)表面122之間。

第一透鏡110具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面111近光軸190處為凸面，其像側(cè)表面112近光軸190處為凹面，且物側(cè)表面111及像側(cè)表面112皆為非球面。

第二透鏡120具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面121近光軸190處為凸面，其像側(cè)表面122近光軸190處為凹面，且物側(cè)表面121及像側(cè)表面122皆為非球面。

第三透鏡130具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面131近光軸190處為凹面，其像側(cè)表面132近光軸190處為凸面，且物側(cè)表面131及像側(cè)表面132皆為非球面。

第四透鏡140具有負(fù)屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面141近光軸190處為凹面，其像側(cè)表面142近光軸190處為凹面，且物側(cè)表面141及像側(cè)表面142皆為非球面，且物側(cè)表面141及像側(cè)表面142至少一表面具有至少一反曲點(diǎn)。

紅外線濾除濾光組件170為玻璃材質(zhì)，其設(shè)置于該第四透鏡140及成像面180間且不影響四片式紅外單波長鏡片組的焦距。

上述各透鏡的非球面的曲線方程式表示如下：

其中z為沿光軸190方向在高度為h的位置以表面頂點(diǎn)作參考的位置值；c是透鏡表面靠近光軸190的曲率，并為曲率半徑(r)的倒數(shù)(c＝1/r)，r為透鏡表面靠近光軸190的曲率半徑，h是透鏡表面距離光軸190的垂直距離，k為圓錐系數(shù)(conicconstant)，而a、b、c、d、e、g、h……為高階非球面系數(shù)。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，四片式紅外單波長鏡片組的焦距為f，四片式紅外單波長鏡片組的光圈值(f-number)為fno，四片式紅外單波長鏡片組中最大視場角(畫角)為fov，其數(shù)值如下：f＝4.437(公厘)；fno＝2.4；以及fov＝69(度)。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第一透鏡110的焦距為f1，第二透鏡120與第三透鏡130的合成焦距為f23，并滿足下列條件：f1/f23＝0.617。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第一透鏡110的焦距為f1，第二透鏡120的焦距為f2，并滿足下列條件：f1/f2＝0.147。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第二透鏡120的焦距為f2，第三透鏡130的焦距為f3，并滿足下列條件：f2/f3＝3.473。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第三透鏡130的焦距為f3，第四透鏡140的焦距為f4，并滿足下列條件：f3/f4＝-2.027。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第一透鏡110的焦距為f1，第三透鏡130的焦距為f3，并滿足下列條件：f1/f3＝0.510。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第二透鏡120的焦距為f2，第四透鏡140的焦距為f4，并滿足下列條件：f2/f4＝-7.039。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第一透鏡110與第二透鏡120的合成焦距為f12，第三透鏡130的焦距為f3，并滿足下列條件：f12/f3＝0.448。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第一透鏡110與第二透鏡120的合成焦距為f12，第三透鏡130與第四透鏡140的合成焦距為f34，并滿足下列條件：f12/f34＝-0.449。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第一透鏡110的焦距為f1，第二透鏡120、第三透鏡130與第四鏡片140的合成焦距為f234，并滿足下列條件：f1/f234＝-0.320。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第二透鏡120于光軸180上的厚度為ct2，第二透鏡120與第三透鏡130于光軸190上的間隔距離為t23，并滿足下列條件：ct2/t23＝0.817。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第二透鏡120與第三透鏡130于光軸190上的間隔距離為t23，第三透鏡130于光軸180上的厚度為ct3，并滿足下列條件：t23/ct3＝0.901。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第三透鏡130于光軸180上的厚度為ct3，第三透鏡130與第四透鏡140于光軸190上的間隔距離為t34，并滿足下列條件：ct3/t34＝0.718。

實(shí)施例一的四片式紅外單波長鏡片組中，第一透鏡110的色散系數(shù)為v1，該第二透鏡120的色散系數(shù)為v2，并滿足下列條件：v1-v2＝32.03。

再配合參照下列表1及表2。

表1為圖1a實(shí)施例一詳細(xì)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，且表面0-13依序表示由物側(cè)至像側(cè)的表面。表2為實(shí)施例一中的非球面數(shù)據(jù)，其中，k表非球面曲線方程式中的錐面系數(shù)，a、b、c、d、e、f、g、h……為高階非球面系數(shù)。此外，以下各實(shí)施例表格乃對應(yīng)各實(shí)施例的示意圖與像差曲線圖，表格中數(shù)據(jù)的定義皆與實(shí)施例一的表1、及表2的定義相同，在此不加贅述。

實(shí)施例二

請參照圖2a及圖2b，其中圖2a繪示依照本發(fā)明實(shí)施例二的四片式紅外單波長鏡片組的示意圖，圖2b由左至右依序?yàn)閷?shí)施例二的四片式紅外單波長鏡片組的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖2a可知，四片式紅外單波長鏡片組包含有光圈200和光學(xué)組，光學(xué)組由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、紅外線濾除濾光組件270、以及成像面280，其中四片式紅外單波長鏡片組中具屈折力的透鏡為四片。光圈200設(shè)置在第一透鏡210的像側(cè)表面212與第二透鏡220的像側(cè)表面222之間。

第一透鏡210具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面211近光軸290處為凸面，其像側(cè)表面212近光軸290處為凹面，且物側(cè)表面211及像側(cè)表面212皆為非球面。

第二透鏡220具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面221近光軸290處為凸面，其像側(cè)表面222近光軸290處為凹面，且物側(cè)表面221及像側(cè)表面222皆為非球面。

第三透鏡230具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面231近光軸290處為凹面，其像側(cè)表面232近光軸290處為凸面，且物側(cè)表面231及像側(cè)表面232皆為非球面。

第四透鏡240具有負(fù)屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面241近光軸290處為凹面，其像側(cè)表面242近光軸290處為凹面，且物側(cè)表面241及像側(cè)表面242皆為非球面，且該物側(cè)表面241及該像側(cè)表面242至少一表面具有至少一反曲點(diǎn)。

紅外線濾除濾光組件270為玻璃材質(zhì)，其設(shè)置于第四透鏡240及成像面280間且不影響四片式紅外單波長鏡片組的焦距。

再配合參照下列表3、以及表4。

實(shí)施例二中，非球面的曲線方程式表示如實(shí)施例一的形式。此外，下表參數(shù)的定義皆與實(shí)施例一相同，在此不加以贅述。

配合表3、以及表4可推算出下列數(shù)據(jù)：

實(shí)施例三

請參照圖3a及圖3b，其中圖3a繪示依照本發(fā)明實(shí)施例三的四片式紅外單波長鏡片組的示意圖，圖3b由左至右依序?yàn)閷?shí)施例三的四片式紅外單波長鏡片組的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖3a可知，四片式紅外單波長鏡片組包含有光圈300和光學(xué)組，光學(xué)組由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340、紅外線濾除濾光組件370、以及成像面380，其中四片式紅外單波長鏡片組中具屈折力的透鏡為四片。光圈300設(shè)置在該第一透鏡310的像側(cè)表面312與第二透鏡320的像側(cè)表面322之間。

第一透鏡310具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面311近光軸390處為凸面，其像側(cè)表面312近光軸390處為凹面，且物側(cè)表面311及像側(cè)表面312皆為非球面。

第二透鏡320具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面321近光軸390處為凸面，其像側(cè)表面322近光軸390處為凹面，且物側(cè)表面321及像側(cè)表面322皆為非球面。

第三透鏡330具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面331近光軸390處為凹面，其像側(cè)表面332近光軸390處為凸面，且物側(cè)表面331及像側(cè)表面332皆為非球面。

第四透鏡340具有負(fù)屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面341近光軸390處為凹面，其像側(cè)表面342近光軸390處為凹面，且物側(cè)表面341及像側(cè)表面342皆為非球面，且物側(cè)表面341及像側(cè)表面342至少一表面具有至少一反曲點(diǎn)。

紅外線濾除濾光組件370為玻璃材質(zhì)，其設(shè)置于第四透鏡340及成像面380間且不影響四片式紅外單波長鏡片組的焦距。

再配合參照下列表5、以及表6。

實(shí)施例三中，非球面的曲線方程式表示如實(shí)施例一的形式。此外，下表參數(shù)的定義皆與實(shí)施例一相同，在此不加以贅述。

配合表5、以及表6可推算出下列數(shù)據(jù)：

實(shí)施例四

請參照圖4a及圖4b，其中圖4a繪示依照本發(fā)明實(shí)施例四的四片式紅外單波長鏡片組的示意圖，圖4b由左至右依序?yàn)閷?shí)施例四的四片式紅外單波長鏡片組的球差、像散及歪曲 曲線圖。由圖4a可知，四片式紅外單波長鏡片組包含有光圈400和光學(xué)組，光學(xué)組由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440、紅外線濾除濾光組件470、以及成像面480，其中四片式紅外單波長鏡片組中具屈折力的透鏡為四片。光圈400設(shè)置在第一透鏡410的像側(cè)表面412與第二透鏡420的像側(cè)表面422之間。

第一透鏡410具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面411近光軸490處為凸面，其像側(cè)表面412近光軸490處為凹面，且物側(cè)表面411及像側(cè)表面412皆為非球面。

第二透鏡420具有負(fù)屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面421近光軸490處為凸面，其像側(cè)表面422近光軸490處為凹面，且物側(cè)表面421及像側(cè)表面422皆為非球面。

第三透鏡430具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面431近光軸490處為凹面，其像側(cè)表面432近光軸490處為凸面，且物側(cè)表面431及像側(cè)表面432皆為非球面。

第四透鏡440具有負(fù)屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面441近光軸490處為凹面，其像側(cè)表面442近光軸490處為凹面，且物側(cè)表面441及像側(cè)表面442皆為非球面，且物側(cè)表面441及像側(cè)表面442至少一表面具有至少一反曲點(diǎn)。

紅外線濾除濾光組件470為玻璃材質(zhì)，其設(shè)置于第四透鏡440及成像面480間且不影響四片式紅外單波長鏡片組的焦距。

再配合參照下列表7、以及表8。

四實(shí)施例四中，非球面的曲線方程式表示如實(shí)施例一的形式。此外，下表參數(shù)的定義皆與實(shí)施例一相同，在此不加以贅述。

配合表7、以及表8可推算出下列數(shù)據(jù)：

實(shí)施例五

請參照圖5a及圖5b，其中圖5a繪示依照本發(fā)明實(shí)施例五的四片式紅外單波長鏡片組的示意圖，圖5b由左至右依序?yàn)閷?shí)施例五的四片式紅外單波長鏡片組的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖5a可知，四片式紅外單波長鏡片組包含有光圈500和光學(xué)組，光學(xué)組由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、紅外線濾除濾 光組件570、以及成像面580，其中四片式紅外單波長鏡片組中具屈折力的透鏡為四片。光圈500設(shè)置在第一透鏡510的像側(cè)表面512與第二透鏡520的像側(cè)表面522之間。

第一透鏡510具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面511近光軸590處為凸面，其像側(cè)表面512近光軸590處為凹面，且物側(cè)表面511及像側(cè)表面512皆為非球面。

第二透鏡520具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面521近光軸590處為凸面，其像側(cè)表面522近光軸590處為凹面，且物側(cè)表面521及像側(cè)表面522皆為非球面。

第三透鏡530具有正屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面531近光軸590處為凹面，其像側(cè)表面532近光軸590處為凸面，且物側(cè)表面531及像側(cè)表面532皆為非球面。

第四透鏡540具有負(fù)屈折力，且為塑料材質(zhì)，其物側(cè)表面541近光軸590處為凹面，其像側(cè)表面542近光軸590處為凹面，且物側(cè)表面541及像側(cè)表面542皆為非球面，且物側(cè)表面541及像側(cè)表面542至少一表面具有至少一反曲點(diǎn)。

紅外線濾除濾光組件570為玻璃材質(zhì)，其設(shè)置于第四透鏡540及成像面580間且不影響四片式紅外單波長鏡片組的焦距。

再配合參照下列表9、以及表10。

實(shí)施例五中，非球面的曲線方程式表示如實(shí)施例一的形式。此外，下表參數(shù)的定義皆與實(shí)施例一相同，在此不加以贅述。

配合表9、以及表10可推算出下列數(shù)據(jù)：

本發(fā)明提供的四片式紅外單波長鏡片組，透鏡的材質(zhì)可為塑料或玻璃，當(dāng)透鏡材質(zhì)為塑料，可以有效降低生產(chǎn)成本，另當(dāng)透鏡的材質(zhì)為玻璃，則可以增加四片式紅外單波長鏡片組屈折力配置的自由度。此外，四片式紅外單波長鏡片組中透鏡的物側(cè)表面及像側(cè)表面可為非球面，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(jìn)而縮減透鏡使用的數(shù)目，因此可以有效降低本發(fā)明的四片式紅外單波長鏡片組的總長度。

本發(fā)明提供的四片式紅外單波長鏡片組中，就以具有屈折力的透鏡而言，若透鏡表面為凸面且未界定該凸面位置時(shí)，則表示該透鏡表面于近光軸處為凸面；若透鏡表面系為凹面且 未界定該凹面位置時(shí)，則表示該透鏡表面于近光軸處為凹面。

本發(fā)明提供的四片式紅外單波長鏡片組更可視需求應(yīng)用于移動(dòng)對焦的光學(xué)系統(tǒng)中，并兼具優(yōu)良像差修正與良好成像質(zhì)量的特色，可多方面應(yīng)用于3d(三維)影像擷取、數(shù)字相機(jī)、行動(dòng)裝置、數(shù)字繪圖板或車用攝影等電子影像系統(tǒng)中。

綜上所述，上述各實(shí)施例及附圖僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，皆應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。