本实用新型涉及光学成像技术，特别涉及一种成像装置及电子装置。
背景技术：
目前，成像装置一般包括多枚透镜，并且需要额外设置红外滤光片。红外滤光片用于调整成像的光线波长区段，具体用于隔绝红外光进入感光元件，从而防止红外光对正常影像色彩与清晰度造成影响。然而，额外设置的红外滤光片会增加整个成像装置的高度。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型实施方式提供一种成像装置和电子装置。
本实用新型实施方式的成像装置，从物侧至像侧包括具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜和具有负屈折力的第四透镜。所述第一透镜的物侧面为凸面。所述第三透镜的像侧面为凸面。其中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的表面中至少包括一个平面，所述成像装置还包括设置在所述平面上的红外截止膜。
本实用新型实施方式的成像装置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中至少设置一个平面，并在平面上设置有红外截止膜，以减少红外滤光片的使用，缩短了整个成像装置的高度，且节约了成本。另外，通过平面的使用，降低了成像装置的敏感度，提升了良率。
在某些实施方式中，所述成像装置中至少有一个透镜的至少一个表面为非球面。
如此，成像装置可以通过调节透镜表面的曲率半径和非球面系数，有效减小成像装置的总长度，并且多元化面型的使用可以有效地校正成像装置的像差，提高成像质量。
在某些实施方式中，所述成像装置满足以下关系式：
-110<fs/f<1；
其中，f为所述成像装置的焦距，fs为所述成像装置中包括有所述平面的透镜的焦距。
在满足上述关系式时，含有平面的透镜具有比较合适的屈折力，以配合成像装置整体屈折力的配置，有利于成像装置的小型化和校正成像装置的像差。且可有效地分配含有平面的透镜的屈光度，有利于降低所述成像装置对光线的敏感度，减少噪点的产生。
在某些实施方式中，所述成像装置满足以下关系式：
0<F23/f<2；
其中，f为所述成像装置的焦距，F23为所述第二透镜与所述第三透镜的组合焦距。
满足上述关系式时，第二透镜和第三透镜具有比较合适的屈折力，以配合成像装置整体屈折力的配置，并且有利于校正像差，提高成像装置的成像品质。且可避免第二透镜或第三透镜因屈光度过大而导致成像装置对光线的敏感度降低，有利于减少成像装置产生暗角的情况。
在某些实施方式中，所述成像装置满足以下关系式：
2<F34/f<4；
其中，f为所述成像装置的焦距，F34为所述第三透镜与所述第四透镜的组合焦距。
满足上述关系式时，第三透镜和第四透镜具有比较合适的屈折力，以配合成像装置整体屈折力的配置，并且有利于校正像差，提高成像装置的成像品质。且可避免第三透镜或第四透镜因屈光度过大而导致成像装置对光线的敏感度降低，有利于减少成像装置产生暗角的情况。
在某些实施方式中，所述成像装置满足以下关系式：
5<TTL*f/tan(HFOV)<15；
其中，TTL为所述成像装置的总长，f为所述成像装置的焦距，HFOV为所述成像装置的视场角的一半。
如此，一方面，能够实现成像装置的小型化，以搭载于轻薄便携式的电子产品上；另一方面，可以使得成像装置满足高像素的需求，解决成像装置低背化、大视场角中拍摄图片偏暗的问题，从而扩大成像装置可使用的时间和环境。
在某些实施方式中，所述成像装置满足以下关系式：
(CT1+CT2+CT3+CT4)/SD<3.37；
其中，CT1为所述第一透镜的中心厚度，CT2为所述第二透镜的中心厚度，CT3为所述第三透镜的中心厚度，CT4为所述第四透镜的中心厚度，SD为所述第四透镜的像侧面至感光元件在光轴上的距离。
满足上述关系式时，能够使第一透镜至第四透镜的厚度大小较为合适，一方面可降低制造上的困难以获得较高的镜片制作良率，并有利于镜片在射出成型时的成型性与匀质性；另一方面有利于缩短整个成像装置的总长度，以促进成像装置的小型化。
在某些实施方式中，所述成像装置满足以下关系式：
D/f>0.47；
其中，f为所述成像装置的焦距，D为所述成像装置的入瞳直径。
满足上述关系式时，可以有效地提高像侧面的能量密度，提高像侧的感光元件的输出信号的信噪比，从而提高成像质量。
在某些实施方式中，
所述第二透镜的像侧面为平面，所述成像装置包括设置在所述第二透镜的像侧面的红外截止膜；或
所述第二透镜的物侧面为平面，所述成像装置包括设置在所述第二透镜的物侧面的红外截止膜；或
所述第四透镜的物侧面为平面，所述成像装置包括设置在所述第四透镜的物侧面的红外截止膜；或
所述第三透镜的物侧面为平面，所述成像装置包括设置在所述第三透镜的物侧面的红外截止膜。
如此，成像装置可以灵活地设置红外截止膜，充分利用相邻透镜之间的间距，从而进一步缩短成像装置的高度。
本实用新型实施方式的电子装置，包括上述任一实施方式所述的成像装置及感光元件。所述感光元件设置在所述成像装置的像侧。
本实用新型实施方式的电子装置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中至少设置一个平面，并在平面上设置有红外截止膜，以减少红外滤光片的使用，缩短了整个成像装置的高度，且节约了成本。另外，通过平面的使用，降低了成像装置的敏感度，提升了良率。
本实用新型实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本实用新型实施例一的成像装置的结构示意图；
图2是图1中成像系统的纵向像差图(mm)；
图3是图1中成像系统的场曲图(mm)；
图4是图1中成像系统的畸变图(％)；
图5是本实用新型实施例二的成像装置的结构示意图；
图6是图5中成像系统的纵向像差图(mm)；
图7是图5中成像系统的场曲图(mm)；
图8是图5中成像系统的畸变图(％)；
图9是本实用新型实施例三的成像装置的结构示意图；
图10是图9中成像系统的纵向像差图(mm)；
图11是图9中成像系统的场曲图(mm)；
图12是图9中成像系统的畸变图(％)；
图13是本实用新型实施例四的成像装置的结构示意图；
图14是图13中成像系统的纵向像差图(mm)；
图15是图13中成像系统的场曲图(mm)；
图16是图13中成像系统的畸变图(％)；
图17是本实用新型实施方式的电子装置的结构示意图；
图18是本实用新型实施方式的电子装置的结构示意图；和
图19是本实用新型另一实施方式的电子装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请一并参阅图1、图5、图9和图13，本实用新型实施方式的成像装置10从物侧至像侧包括具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3和具有负屈折力的第四透镜L4。
第一透镜L1具有物侧面S1及像侧面S2，第一透镜L1的物侧面S1为凸面。第二透镜L2具有物侧面S3及像侧面S4。第三透镜L3具有物侧面S5及像侧面S6，第三透镜L3的像侧面S6为凸面。第四透镜L4具有物侧面S7及像侧面S8。其中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的表面中至少包括一个平面，也即是说，第一透镜L1的物侧面S1为平面；或者，第一透镜L1的像侧面S2为平面；或者，第二透镜L2的物侧面S3为平面；或者，第二透镜L2的像侧面S4为平面；或者，第三透镜L3的物侧面S5为平面；或者，第三透镜L3的像侧面S6为平面；或者，第四透镜L4的物侧面S7为平面；或者，第四透镜L4的像侧面S8为平面；或者，第一透镜L1的物侧面S1和第二透镜L2的物侧面S3为平面；或者，第一透镜L1的物侧面S1和第二透镜L2的像侧面S4为平面；或者，第一透镜L1的物侧面S1、第二透镜L2的物侧面S3和第三透镜L3的物侧面S5为平面；或者，第一透镜L1的物侧面S1、第二透镜L2的物侧面S3、第三透镜L3的物侧面S5、第四透镜L4的物侧面S7为平面等，在此不一一列举。成像装置10还包括设置在平面上的红外截止膜11。通过红外截止膜11来过滤红外光，提升成像品质，且成像装置10可以灵活地设置红外截止膜11，充分利用相邻透镜之间的间距，从而进一步缩短成像装置10的高度。其中，红外截止膜11可以仅仅设置在一个平面上，也可以设置在多个平面上，从而加强对红外光的过滤效果且不会对成像装置10的小型化造成较大影响。图1中的红外截止膜11设置在第二透镜L2的像侧面S4上；图5中的红外截止膜11设置在第二透镜L2的物侧面S3上；图9中的红外截止膜11设置在第四透镜L4的物侧面S7上；图13中的红外截止膜11设置在第三透镜L3的物侧面S5上。
在某些实施方式中，成像装置10还包括孔径光阑STO。孔径光阑STO可以设置在任意一枚透镜的表面上，或设置在第一透镜L1之前，或设置在任意两枚透镜之间，或设置在第四透镜L4与感光元件20(图17示)之间。
当成像装置10用于成像时，被摄物体OBJ发出或者反射的光线从物侧方向进入成像装置10，并穿过第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、及第四透镜L4，最终汇聚到成像面S9上。
本实用新型实施方式的成像装置10的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4中至少设置一个平面，并在平面上设置有红外截止膜11，以减少红外滤光片的使用，由于红外截止膜11直接镀在透镜的表面上且厚度远远小于红外滤光片的厚度，从而缩短了整个成像装置10的高度，且节约了成本。另外，通过平面的使用，降低了成像装置10的敏感度，提升了良率。
在某些实施方式中，成像装置10满足以下关系式：
-110<fs/f<1；
其中，f为成像装置10的焦距，fs为成像装置10中包括有平面的透镜的焦距。
也即是说，fs/f可以为(-110,1)区间的任意值，例如该取值为-105、-90、-80、-60、-55、-40、-30、-20、-10、-5、-4、-3、-2.5、-2、-1.5、-1、-0.8、-0.5、-0.3、-0.2、0、0.1、0.2、0.25、0.3、0.35、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95等。
具体的，图1中的第二透镜L2的像侧面S4为平面，则-110<f2/f<1；图5中的第二透镜L2的物侧面S3为平面，则-110<f2/f<1；图9中的第四透镜L4的物侧面S7为平面，则-110<f4/f<1；图13中的第三透镜L3的物侧面S5为平面，则-110<f3/f<1。
在满足上述关系式时，含有平面的透镜具有比较合适的屈折力，以配合成像装置10整体屈折力的配置，有利于成像装置10的小型化和校正成像装置10的像差。且可有效地分配含有平面的透镜的屈光度，有利于降低成像装置10对光线的敏感度，减少噪点产生。
在某些实施方式中，成像装置10满足以下关系式：
0<F23/f<2；
其中，f为成像装置10的焦距，F23为第二透镜L2与第三透镜L3的组合焦距。
也即是说，F23/f可以为(0,2)区间的任意值，例如该取值为0.05、0.1、0.15、0.25、0.4、0.55、0.7、0.85、1、1.05、1.1、1.15、1.3、1.4、1.45、1.6、1.75、1.9、1.95等。
满足上述关系式时，第二透镜L2和第三透镜L3具有比较合适的屈折力，以配合成像装置10整体屈折力的配置，并且有利于校正像差，提高成像装置10的成像品质，且可避免第二透镜L2或第三透镜L3因屈光度过大而导致成像装置10对光线的敏感度降低，有利于减少成像装置10产生暗角的情况。
在某些实施方式中，成像装置10满足以下关系式：
2<F34/f<4；
其中，f为成像装置10的焦距，F34为第三透镜L3与第四透镜L4的组合焦距。
也即是说，F34/f可以为(2,4)区间的任意值，例如该取值为2.05、2.1、2.15、2.25、2.4、2.55、2.7、2.85、3、3.05、3.1、3.15、3.3、3.4、3.45、3.6、3.75、3.9、3.95等。
满足上述关系式时，第三透镜L3和第四透镜L4具有比较合适的屈折力，以配合成像装置10整体屈折力的配置，并且有利于校正像差，提高成像装置10的成像品质。且可避免第三透镜L3或第四透镜L4因屈光度过大而导致成像装置10对光线的敏感度降低，有利于减少成像装置10产生暗角的情况。
请结合图17，在某些实施方式中，成像装置10满足以下关系式：
5<TTL*f/tan(HFOV)<15；
其中，TTL为成像装置10的总长，也即是说，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至感光元件20(图17示)在光轴上的距离，f为成像装置10的焦距，HFOV为成像装置10的视场角的一半，也即是说，HFOV为沿感光元件20(图17示)的对角线方向的视场角的一半。
也即是说，TTL*f/tan(HFOV)可以为(5,15)区间的任意值，例如该取值为5.1、5.5、5.7、6、7、9、9.5、10、10.2、11、11.5、12、12.5、13、13.4、14、14.5、14.9等。
如此，一方面，能够实现成像装置10的小型化，以搭载于轻薄便携式的电子产品上；另一方面，可以使得成像装置10满足高像素的需求，解决成像装置10低背化、大视场角中拍摄图片偏暗的问题，从而扩大成像装置10可使用的时间和环境。
在某些实施方式中，成像装置10满足以下关系式：
(CT1+CT2+CT3+CT4)/SD<3.37；
其中，CT1为第一透镜L1的中心厚度，CT2为第二透镜L2的中心厚度，CT3为第三透镜L3的中心厚度，CT4为第四透镜L4的中心厚度，SD为第四透镜L4的像侧面S8至感光元件20(图17示)在光轴上的距离。
也即是说，(CT1+CT2+CT3+CT4)/SD可以为小于3.37的任意值，例如该取值为0.5、1、1.25、1.5、1.7、1.9、2、2.2、2.4、2.8、2.9、3、3.1、3.15、3.2、3.3、3.35等。
满足上述关系式时，能够使第一透镜L1至第四透镜L4的厚度大小较为合适，一方面可降低制造上的困难以获得较高的镜片制作良率，并有利于镜片在射出成型时的成型性与匀质性；另一方面有利于缩短整个成像装置10的总长度，以促进成像装置10的小型化。
在某些实施方式中，成像装置10满足以下关系式：
D/f>0.47；
其中，f为成像装置10的焦距，D为成像装置10的入瞳直径。
也即是说，D/f可以为大于0.47的任意值，例如，该值可以为0.475、0.48、0.5、0.8、1.、1.2、1.5、2、2.5、3、4等。
满足上述关系式时，可以有效地提高像侧面的能量密度，提高像侧的感光元件20(图17示)的输出信号的信噪比，从而提高成像质量。
在某些实施方式中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、及第四透镜L4的材质均为塑料。
由于第一透镜L1至第四透镜L4均采用塑料透镜，成像装置10在有效消除像差、满足高像素需求的同时，可以实现超薄化，且成本较低。
在某些实施方式中，成像装置10中至少有一个透镜的至少一个表面为非球面。例如，在实施例1中，第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2为非球面、第二透镜L2的物侧面S3为非球面、第二透镜L2的像侧面S4为球面、第三透镜L3的物侧面S5和像侧面S6为非球面、及第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8为非球面。
在某些实施方式中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、及第四透镜L4均为非球面镜。非球面的面型由以下公式决定：
其中，Z是非球面上任一点与表面顶点的纵向距离，r是非球面上任一点到光轴的距离，c是顶点曲率(曲率半径的倒数)，k是圆锥常数，Ai是非球面第i-th阶的修正系数。
如此，成像装置10可以通过调节各透镜表面的曲率半径和非球面系数，有效减小成像装置10的总长度，并可以有效地校正成像装置10像差，提高成像质量。
实施例一：
请参阅图1，在实施例一中，第一透镜L1具有正屈折力，第二透镜L2具有负屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有负屈折力。
物侧面S1为凸面，像侧面S2于光轴处为凹面，像侧面S2于圆周处为凸面。物侧面S3为凹面，像侧面S4为平面。物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。物侧面S7为于光轴处为凸面，物侧面S7为于圆周处为凹面，像侧面S8于光轴处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。进一步地，像侧面S8可以包括至少两个反曲点。如此，可有效地压制离轴视场的光线入射于感光元件20(图17所示)上的角度，从而修正离轴视场的像差。
请参阅图1至图4，成像装置10满足下面表格的条件：
表1
表1中，f为成像装置10的有效焦距，fno为成像装置10的焦比，HFOV为成像装置10的视场角的一半。
表2
实施例二
请参阅图5，在实施例二中，第一透镜L1具有正屈折力，第二透镜L2具有负屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有负屈折力。
物侧面S1为凸面，像侧面S2于凹面。物侧面S3为平面，像侧面S4为凹面。物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。物侧面S7为于光轴处凸面，物侧面S7为于圆周处凹面，像侧面S8于光轴处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。进一步地，像侧面S8可以包括至少两个反曲点。如此，可有效地压制离轴视场的光线入射于感光元件20(图17所示)上的角度，从而修正离轴视场的像差。
请参阅图5至图8，成像装置10满足下面表格的条件：
表3
表3中，f为成像装置10的有效焦距，fno为成像装置10的焦比，HFOV为成像装置10的视场角的一半。
表4
实施例三
请参阅图9，在实施例三中，第一透镜L1具有正屈折力，第二透镜L2具有负屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有负屈折力。
物侧面S1为凸面，像侧面S2于光轴处为凹面，像侧面S2于圆周处为凸面。物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。物侧面S7为平面，像侧面S8于光轴处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。进一步地，像侧面S8可以包括至少两个反曲点。如此，可有效地压制离轴视场的光线入射于感光元件20(图17所示)上的角度，从而修正离轴视场的像差。
请参阅图9至图12，成像装置10满足下面表格的条件：
表5
表5中，f为成像装置10的有效焦距，fno为成像装置10的焦比，HFOV为成像装置10的视场角的一半。
表6
实施例四
请参阅图13，在实施例三中，第一透镜L1具有正屈折力，第二透镜L2具有负屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有负屈折力。
物侧面S1为凸面，像侧面S2为凸面。物侧面S3为凹面，像侧面S4与光轴处为凸面，像侧面S4与圆周处为凹面。物侧面S5为平面，像侧面S6为凸面。物侧面S7为凸面，像侧面S8于光轴处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。进一步地，像侧面S8可以包括至少两个反曲点。如此，可有效地压制离轴视场的光线入射于感光元件20(图17所示)上的角度，从而修正离轴视场的像差。
请参阅图13至图16，成像装置10满足下面表格的条件：
表7
表7中，f为成像装置10的有效焦距，fno为成像装置10的焦比，HFOV为成像装置10的视场角的一半。
表8
请参阅图17、图18和图19，本实用新型实施方式的电子装置100包括上述任一实施方式的成像装置10及感光元件20。感光元件20设置在成像装置10的像侧。
感光元件20可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS，ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)感光元件或者电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)感光元件。
本实用新型实施方式的电子装置100的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4中至少设置一个平面，并在平面上设置有红外截止膜11，以减少红外滤光片的使用，缩短了整个成像装置10的高度，且节约了成本。另外，通过平面的使用，降低了成像装置10的敏感度，提升了良率。
本实用新型实施方式的电子装置100包括但不限于为智能电话(如图18所示)、移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、游戏机、个人计算机(personal computer，PC)、相机、智能手表、平板电脑(图19)等信息终端设备或具有拍照功能的家电产品等。
在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。