光学成像系统、取像装置及电子装置的制作方法

本发明涉及种光学成像系统、取像装置及电子装置，特别是一种适用于电子装置的光学成像系统及取像装置。

背景技术：

随着半导体工艺更加精进，使得电子感光元件性能有所提升，像素可达到更微小的尺寸，因此，具备高成像品质的光学镜头俨然成为不可或缺的一环。

而随着科技日新月异，配备光学镜头的电子装置的应用范围更加广泛，对于光学镜头的要求也是更加多样化。由于往昔的光学镜头较不易在成像品质、敏感度、光圈大小、体积或视角等需求间取得平衡，故本发明提供了一种光学镜头以符合需求。

技术实现要素：

本发明提供一种光学成像系统、取像装置以及电子装置。其中，光学成像系统包括四片透镜。当满足特定条件时，本发明提供的光学成像系统能同时满足大光圈、微型化及广视角的需求。

本发明提供一种光学成像系统，包括四片透镜。四片透镜由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜。四片透镜分别具有朝向物侧方向的物侧表面与朝向像侧方向的像侧表面。第一透镜物侧表面于近光轴处为凹面，且第一透镜像侧表面于近光轴处为凸面。第四透镜物侧表面于近光轴处为凸面，第四透镜像侧表面于近光轴处为凹面，且第四透镜像侧表面于离轴处具有至少一凸面。光学成像系统的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，光学成像系统的入瞳孔径为epd，第一透镜于光轴上的厚度为ct1，第二透镜于光轴上的厚度为ct2，第三透镜于光轴上的厚度为ct3，第四透镜于光轴上的厚度为ct4，其满足下列条件：

0≤|f/f1|+|f/f2|<1.0；

1.0<f/epd<2.70；

ct1<ct3；

ct2<ct3；以及

ct4<ct3。

本发明提供一种取像装置，其包括前述的光学成像系统以及一电子感光元件，其中电子感光元件设置于光学成像系统的成像面上。

本发明提供一种电子装置，其包括前述的取像装置。

本发明另提供一种光学成像系统，包括四片透镜。四片透镜由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜。四片透镜分别具有朝向物侧方向的物侧表面与朝向像侧方向的像侧表面。第一透镜物侧表面于近光轴处为凹面，且第一透镜像侧表面于近光轴处为凸面。第四透镜物侧表面于近光轴处为凸面，第四透镜像侧表面于近光轴处为凹面，且第四透镜像侧表面于离轴处具有至少一凸面。光学成像系统的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，光学成像系统的入瞳孔径为epd，第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为t12，第一透镜于光轴上的厚度为ct1，第二透镜于光轴上的厚度为ct2，第三透镜于光轴上的厚度为ct3，第四透镜于光轴上的厚度为ct4，其满足下列条件：

0≤|f/f1|+|f/f2|<1.0；

1.0<epd/t12<8.0；以及

0.20<(ct1+ct2+ct4)/ct3<2.0。

当|f/f1|+|f/f2|满足上述条件时，可平衡第一透镜与第二透镜的屈折力分布，以强化光学成像系统物侧端的像差修正能力。

当f/epd满足上述条件时，可有效调配镜头入光孔径，确保光学成像系统的入光量，以提升影像亮度。

当ct1<ct3；ct2<ct3；以及ct4<ct3满足上述条件时，可平衡透镜厚度，而有利于光学成像系统的屈折力配置。

当epd/t12满足上述条件时，可有效扩大光学成像系统的入光孔径大小，以增加影像照度。

当(ct1+ct2+ct4)/ct3满足上述条件时，可平衡光学成像系统中透镜的厚度分布，以避免透镜厚薄差异过大而导致空间使用不当，同时也可强化第三透镜的系统控制能力。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请权利要求保护范围更进一步的解释。

附图说明

图1绘示依照本发明第一实施例的取像装置示意图。

图2由左至右依序为第一实施例的球差、像散以及畸变曲线图。

图3绘示依照本发明第二实施例的取像装置示意图。

图4由左至右依序为第二实施例的球差、像散以及畸变曲线图。

图5绘示依照本发明第三实施例的取像装置示意图。

图6由左至右依序为第三实施例的球差、像散以及畸变曲线图。

图7绘示依照本发明第四实施例的取像装置示意图。

图8由左至右依序为第四实施例的球差、像散以及畸变曲线图。

图9绘示依照本发明第五实施例的取像装置示意图。

图10由左至右依序为第五实施例的球差、像散以及畸变曲线图。

图11绘示依照本发明第六实施例的取像装置示意图。

图12由左至右依序为第六实施例的球差、像散以及畸变曲线图。

图13绘示依照本发明第七实施例的取像装置示意图。

图14由左至右依序为第七实施例的球差、像散以及畸变曲线图。

图15绘示依照本发明第八实施例的取像装置示意图。

图16由左至右依序为第八实施例的球差、像散以及畸变曲线图。

图17绘示依照本发明第九实施例的一种取像装置的立体图。

图18绘示依照本发明第十实施例的一种电子装置的一侧的立体图。

图19绘示图18的电子装置的另一侧的立体图。

图20绘示图18的电子装置的系统方块图。

图21绘示依照本发明第八实施例中参数yc11、yc42、第一透镜物侧表面的临界点以及第四透镜像侧表面的临界点的示意图。

其中，附图标记：

取像装置：10、10a、10b、10c

成像镜头：11

驱动装置：12

电子感光元件：13

影像稳定模块：14

电子装置：20

闪光灯模块：21

对焦辅助模块：22

影像信号处理器：23

用户接口：24

影像软件处理器：25

被摄物：26

临界点：c

光圈：100、200、300、400、500、600、700、800

光阑：101、501、601、701、801

第一透镜：110、210、310、410、510、610、710、810

物侧表面：111、211、311、411、511、611、711、811

像侧表面：112、212、312、412、512、612、712、812

第二透镜：120、220、320、420、520、620、720、820

物侧表面：121、221、321、421、521、621、721、821

像侧表面：122、222、322、422、522、622、722、822

第三透镜：130、230、330、430、530、630、730、830

物侧表面：131、231、331、431、531、631、731、831

像侧表面：132、232、332、432、532、632、732、832

第四透镜：140、240、340、440、540、640、740、840

物侧表面：141、241、341、441、541、641、741、841

像侧表面：142、242、342、442、542、642、742、842

滤光元件：150、250、350、450、550、650、750、850

成像面：160、260、360、460、560、660、760、860

电子感光元件：170、270、370、470、570、670、770、870

yc11：第一透镜物侧表面的临界点与光轴间的垂直距离

yc42：第四透镜像侧表面的临界点与光轴间的垂直距离

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图，任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

光学成像系统包括四片透镜，并且四片透镜由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜。其中，四片透镜分别具有朝向物侧方向的物侧表面与朝向像侧方向的像侧表面。

第一透镜物侧表面于近光轴处为凹面，且第一透镜像侧表面于近光轴处为凸面；借此，可有效控制第一透镜的透镜大小，以同时满足镜头大视角与小体积的需求。第一透镜物侧表面于离轴处可具有至少一凸面；借此，可有效控制第一透镜所占的空间比例，以避免光学成像系统体积过大。

第二透镜物侧表面于近光轴处可为凹面，且第二透镜像侧表面于近光轴处可为凸面。借此，可避免光线入射于第二透镜的入射角过大而产生全反射，而有利于接收大视角的光线。

第三透镜可具有正屈折力；借此，可提供光学成像系统主要的汇聚能力，以控制镜头体积大小。第三透镜像侧表面于近光轴处可为凸面；借此，可平衡第三透镜像侧表面的面形，以达成微型化需求，满足多方面的应用。

第四透镜可具有负屈折力；借此，有利于提升光学成像系统的色彩饱和度，并有效修正光学成像系统的色差，以确保影像品质。第四透镜物侧表面于近光轴处为凸面，且第四透镜像侧表面于近光轴处为凹面；借此，有利于缩短光学成像系统的后焦距，以使光学成像系统体积减小。第四透镜像侧表面于离轴处具有至少一凸面；借此，可有效修正离轴像差，并助于镜头体积微型化。

光学成像系统的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件：0≤|f/f1|+|f/f2|<1.0。借此，可平衡第一透镜与第二透镜的屈折力分布，以强化光学成像系统物侧端像差的修正能力。其中，也可满足下列条件：0≤|f/f1|+|f/f2|<0.50。

光学成像系统的焦距为f，光学成像系统的入瞳孔径为epd，其可满足下列条件：1.0<f/epd<2.70。借此，可有效调配镜头的入光孔径，确保光学成像系统的入光量，以提升影像亮度。其中，也可满足下列条件：1.0<f/epd<2.50。其中，也可满足下列条件：1.0<f/epd<2.30。

第一透镜于光轴上的厚度为ct1，第二透镜于光轴上的厚度为ct2，第三透镜于光轴上的厚度为ct3，第四透镜于光轴上的厚度为ct4，其可满足下列条件：ct1<ct3；ct2<ct3；以及ct4<ct3。借此，可平衡透镜厚度，而有利于光学成像系统的屈折力配置。

光学成像系统的入瞳孔径为epd，第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为t12，其可满足下列条件：1.0<epd/t12<8.0。借此，可有效扩大光学成像系统的入光孔径大小，以增加影像照度。

第一透镜于光轴上的厚度为ct1，第二透镜于光轴上的厚度为ct2，第三透镜于光轴上的厚度为ct3，第四透镜于光轴上的厚度为ct4，其可满足下列条件：0.20<(ct1+ct2+ct4)/ct3<2.0。借此，可平衡光学成像系统中透镜的厚度分布，以避免透镜厚薄差异过大而导致空间使用不当，同时也可强化第三透镜的系统控制能力。

本发明公开的光学成像系统还包括一光圈，且光圈可设置于第一透镜与第二透镜之间。光圈至第四透镜像侧表面于光轴上的距离为sd，第一透镜物侧表面至第四透镜像侧表面于光轴上的距离为td，其可满足下列条件：0.45<sd/td<0.95。借此，可有效控制光圈的位置，平衡光学成像系统的视角与总长，以达成广视角与微型化的需求。

第二透镜于光轴上的厚度为ct2，第三透镜于光轴上的厚度为ct3，其可满足下列条件：0.20<ct2/ct3<0.60。借此，可调和第二透镜与第三透镜的厚度比例，以平衡光学成像系统的空间分配，进而提升合格率与品质。其中，也可满足下列条件：0.20<ct2/ct3<0.57。

第三透镜于光轴上的厚度为ct3，第一透镜物侧表面的曲率半径为r1，第一透镜像侧表面的曲率半径为r2，其可满足下列条件：-2.50<(ct3/r1)+(ct3/r2)<-0.55。借此，可平衡第一透镜的面形，以利于修正彗差与像散，同时确保第三透镜具备足够的厚度与强度。

第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离为tl，其可满足下列条件：1.0[毫米]<tl<3.30[毫米]。借此，可有效控制光学成像系统的总长，以满足光学成像系统微型化的需求。

第一透镜于光轴上的厚度为ct1，第三透镜于光轴上的厚度为ct3，第四透镜于光轴上的厚度为ct4，第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离为t23，其可满足下列条件：0.20<(ct1+ct4+t23)/ct3<1.10。借此，可平衡透镜厚度与透镜间距的比例，以利于优化影像品质。其中，也可满足下列条件：0.20<(ct1+ct4+t23)/ct3≤1.0。

光学成像系统的最大成像高度为imgh(即电子感光元件的有效感测区域对角线总长的一半)，光学成像系统的焦距为f，其可满足下列条件：1.20<imgh/f<3.0。借此，可使光学成像系统调整为较佳的视场角度，以利于应用在不同领域。

光学成像系统的所有透镜阿贝数中的最小值为vmin，其可满足下列条件：13.0<vmin<21.0。借此，可提升透镜的光路控制能力，同时增加设计自由度，以达成更严苛的规格需求。

第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为t12，第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离为t23，第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为t34，其可满足下列条件：t23<t12；以及t34<t12。借此，可提供近物侧端足够的空间以调和大视角的入射光线，进而优化离轴像差。

第一透镜物侧表面的临界点与光轴间的垂直距离为yc11，第四透镜像侧表面的临界点与光轴间的垂直距离为yc42，其可满足下列条件：0.15<yc11/yc42<1.50。借此，可提升光学成像系统离轴像差的修正能力，并有效压缩光学成像系统的总长，以同时满足微型化与大视角的需求。请参照图21，绘示有依照本发明第八实施例中参数yc11、yc42、第一透镜物侧表面811的临界点c以及第四透镜像侧表面842的临界点c的示意图。

第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为t12，第一透镜于光轴上的厚度为ct1，其可满足下列条件：0.60<t12/ct1<1.33。借此，可平衡光学成像系统物侧端的透镜厚度以及透镜间距，以确保光学成像系统物侧端具备足够的光路控制能力，而有利于调节像差。

第一透镜的阿贝数为v1，第二透镜的阿贝数为v2，第三透镜的阿贝数为v3，第四透镜的阿贝数为v4，第i透镜的阿贝数为vi，第一透镜的折射率为n1，第二透镜的折射率为n2，第三透镜的折射率为n3，第四透镜的折射率为n4，第i透镜的折射率为ni，光学成像系统中至少一片透镜可满足下列条件：vi/ni<13.5，其中i＝1、2、3或4。借此，可提升透镜的光线偏折能力，而有利于达成较佳的规格设计与成像品质。

第一透镜的阿贝数为v1，第四透镜的阿贝数为v4，其可满足下列条件：27<v1-v4<50。借此，可确保第一透镜与第四透镜间的材质差异，以满足物侧端与像侧端不同的光路偏折需求。

光学成像系统的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，其可满足下列条件：-1.0<f/f1<0.05。借此，有利于形成反焦式(retrofocus)结构，以扩大光学成像系统的感测范围。

光学成像系统的焦距为f，第二透镜的焦距为f2，其可满足下列条件：-0.40<f/f2<0.65。借此，可有效修正第一透镜所产生的球差、彗差，以确保第二透镜成为修正透镜(correctionlens)，针对各离轴视场平衡光学成像系统的影像品质。

第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，其可满足下列条件：-0.50<f3/f2<0.90。借此，可加强第二透镜修正像差的能力，同时强化第三透镜的光线偏折能力，以利于形成广角系统。

第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离为tl，光学成像系统的焦距为f，其可满足下列条件：2.10<tl/f<3.0。借此，可平衡光学成像系统总长与视角大小，以满足合适的装置应用。

第三透镜物侧表面的曲率半径为r5，第三透镜像侧表面的曲率半径为r6，其可满足下列条件：0<(r5+r6)/(r5-r6)<3.0。借此，可平衡第三透镜的面形，以避免单一透镜表面曲率过大而造成像差过大。

第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离为tl，光学成像系统的最大成像高度为imgh，其可满足下列条件：1.50<tl/imgh<2.30。借此，可使光学成像系统在追求微型化同时，仍可保有足够的光线接收区域，以维持影像足够的亮度。

光学成像系统的焦距为f，第四透镜的焦距为f4，其可满足下列条件：-0.80<f/f4<0。借此，可平衡不同波段光线的走向，以拉近不同波段光线的聚焦位置，进而提升影像色彩的真实度。

第四透镜像侧表面的临界点与光轴间的垂直距离为yc42，光学成像系统的焦距为f，其可满足下列条件：0.40<yc42/f<0.85。借此，有利于修正光学成像系统的像弯曲，压缩光学成像系统的总长，以利于光学成像系统的微型化，并使光学成像系统的佩兹瓦尔面(petzvalsurface)更加平坦。

第一透镜物侧表面的曲率半径为r1，第一透镜像侧表面的曲率半径为r2，其可满足下列条件：-0.55<(r1-r2)/(r1+r2)<0.45。借此，有利于增加光学成像系统的入光范围，以扩大镜头视角，借以能撷取更丰富的影像内容。

上述本发明光学成像系统中的各技术特征皆可组合配置，而达到对应的功效。

本发明公开的光学成像系统中，透镜的材质可为玻璃或塑胶。若透镜的材质为玻璃，则可增加光学成像系统屈折力配置的自由度，而玻璃透镜可使用研磨或模造等技术制作而成。若透镜材质为塑胶，则可以有效降低生产成本。此外，可于镜面上设置非球面(asp)，借此获得较多的控制变量，用以消减像差、缩减透镜数目，并可有效降低本发明光学成像系统的总长，而非球面可以塑胶射出成型或模造玻璃透镜等方式制作而成。

本发明公开的光学成像系统中，若透镜表面为非球面，则表示该透镜表面光学有效区全部或其中一部分为非球面。

本发明公开的光学成像系统中，可选择性地在任一(以上)透镜材料中加入添加物，以改变透镜对于特定波段光线的穿透率，进而减少杂散光与色偏。例如：添加物可具备滤除系统中600纳米至800纳米波段光线的功能，以助于减少多余的红光或红外光；或可滤除350纳米至450纳米波段光线，以减少多余的蓝光或紫外光，因此，添加物可避免特定波段光线对成像造成干扰。此外，添加物可均匀混和于塑料中，并以射出成型技术制作成透镜。

本发明公开的光学成像系统中，若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该凸面可位于透镜表面近光轴处；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该凹面可位于透镜表面近光轴处。若透镜的屈折力或焦距未界定其区域位置时，则表示该透镜的屈折力或焦距可为透镜于近光轴处的屈折力或焦距。

本发明中的光学成像系统的各参数数值若无特别定义，则各参数数值可依据该系统的操作波长而定。举例来说，若操作波长为可见光(例如:主要波段介于350～750纳米)，则各参数数值依据d-line波长为准计算；而若操作波长为近红外光(例如:主要波段介于750～1600纳米)，则各参数数值依据940纳米波长为准计算。

本发明公开的光学成像系统中，所述透镜表面的临界点(criticalpoint)，是指垂直于光轴的平面与透镜表面相切的切线上的切点，且临界点并非位于光轴上。

本发明公开的光学成像系统中，光学成像系统的成像面依其对应的电子感光元件的不同，可为一平面或有任一曲率的曲面，特别是指凹面朝往物侧方向的曲面。

本发明公开的光学成像系统中，最靠近成像面的透镜与成像面之间可选择性配置一片以上的成像修正元件(平场元件等)，以达到修正影像的效果(像弯曲等)。该成像修正元件的光学性质，比如曲率、厚度、折射率、位置、面型(凸面或凹面、球面或非球面、衍射表面及菲涅尔表面等)可配合取像装置需求而做调整。一般而言，较佳的成像修正元件配置为将具有朝往物侧方向为凹面的薄型平凹元件设置于靠近成像面处。

本发明公开的光学成像系统中，可设置有至少一光阑，其可位于第一透镜之前、各透镜之间或最后一透镜之后，该光阑的种类如耀光光阑(glarestop)或视场光阑(fieldstop)等，可用以减少杂散光，有助于提升影像品质。

本发明公开的光学成像系统中，光圈的配置可为前置光圈或中置光圈。其中前置光圈意即光圈设置于被摄物与第一透镜间，中置光圈则表示光圈设置于第一透镜与成像面间。若光圈为前置光圈，可使出射瞳(exitpupil)与成像面产生较长的距离，使其具有远心(telecentric)效果，并可增加电子感光元件的ccd或cmos接收影像的效率；若为中置光圈，则有助于扩大光学成像系统的视场角。

本发明可适当设置一可变孔径元件，该可变孔径元件可为机械构件或光线调控元件，其可以电或电信号控制孔径的尺寸与形状。该机械构件可包括叶片组、屏蔽板等可动件；该光线调控元件可包括滤光元件、电致变色材料、液晶层等遮蔽材料。该可变孔径元件可通过控制影像的进光量或曝光时间，强化影像调节的能力。此外，该可变孔径元件也可为本发明的光圈，可通过改变光圈值以调节影像品质，如景深或曝光速度等。

根据上述实施方式，以下提出具体实施例并配合附图予以详细说明。

<第一实施例>

请参照图1至图2，其中图1绘示依照本发明第一实施例的取像装置示意图，图2由左至右依序为第一实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图1可知，取像装置包括光学成像系统(未另标号)与电子感光元件170。光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜110、光圈100、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、光阑101、滤光元件(filter)150与成像面160。其中，电子感光元件170设置于成像面160上。光学成像系统包括四片透镜(110、120、130、140)，并且各透镜之间无其他内插的透镜。

第一透镜110具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面111于近光轴处为凹面，其像侧表面112于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面，且其物侧表面111于离轴处具有至少一凸面。

第二透镜120具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面121于近光轴处为凹面，其像侧表面122于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面。

第三透镜130具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面131于近光轴处为凸面，其像侧表面132于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第四透镜140具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面141于近光轴处为凸面，其像侧表面142于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面，其像侧表面142于离轴处具有至少一凸面，且其像侧表面142于离轴处具有一临界点。

滤光元件150的材质为玻璃，其设置于第四透镜140及成像面160之间，并不影响光学成像系统的焦距。

上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下：

x：非球面上距离光轴为y的点，其与相切于非球面光轴上交点的切面的相对距离；

y：非球面曲线上的点与光轴的垂直距离；

r：曲率半径；

k：锥面系数；以及

ai：第i阶非球面系数。

第一实施例的光学成像系统中，光学成像系统的焦距为f，光学成像系统的光圈值(f-number)为fno，光学成像系统中最大视角的一半为hfov，其数值如下：f＝1.15毫米(mm)，fno＝2.04，hfov＝68.0度(deg.)。

光学成像系统的所有透镜阿贝数中的最小值为vmin，其满足下列条件：vmin＝20.40。在本实施例中，在第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130与第四透镜140当中，第二透镜120及第四透镜140的阿贝数相同且皆小于其余透镜的阿贝数，因此vmin等于第二透镜120及第四透镜140的阿贝数。

第一透镜110的阿贝数为v1，第一透镜110的折射率为n1，其满足下列条件：v1/n1＝36.30。

第二透镜120的阿贝数为v2，第二透镜120的折射率为n2，其满足下列条件：v2/n2＝12.29。

第三透镜130的阿贝数为v3，第三透镜130的折射率为n3，其满足下列条件：v3/n3＝36.26。

第四透镜140的阿贝数为v4，第四透镜140的折射率为n4，其满足下列条件：v4/n4＝12.29。

第一透镜110的阿贝数为v1，第四透镜140的阿贝数为v4，其满足下列条件：v1-v4＝35.68。

第一透镜110与第二透镜120于光轴上的间隔距离为t12，第一透镜110于光轴上的厚度为ct1，其满足下列条件：t12/ct1＝1.30。在本实施例中，两个相邻透镜于光轴上的间隔距离，是指两个相邻透镜之间于光轴上的空气间距。

光学成像系统的入瞳孔径为epd，第一透镜110与第二透镜120于光轴上的间隔距离为t12，其满足下列条件：epd/t12＝2.25。

第二透镜120于光轴上的厚度为ct2，第三透镜130于光轴上的厚度为ct3，其满足下列条件：ct2/ct3＝0.26。

第一透镜110于光轴上的厚度为ct1，第三透镜130于光轴上的厚度为ct3，第四透镜140于光轴上的厚度为ct4，第二透镜120与第三透镜130于光轴上的间隔距离为t23，其满足下列条件：(ct1+ct4+t23)/ct3＝0.66。

第一透镜110于光轴上的厚度为ct1，第二透镜120于光轴上的厚度为ct2，第三透镜130于光轴上的厚度为ct3，第四透镜140于光轴上的厚度为ct4，其满足下列条件：(ct1+ct2+ct4)/ct3＝0.86。

第三透镜130于光轴上的厚度为ct3，第一透镜物侧表面111的曲率半径为r1，第一透镜像侧表面112的曲率半径为r2，其满足下列条件：(ct3/r1)+(ct3/r2)＝-1.04。

第一透镜物侧表面111的曲率半径为r1，第一透镜像侧表面112的曲率半径为r2，其满足下列条件：(r1-r2)/r1+r2)＝-0.13。

第三透镜物侧表面131的曲率半径为r5，第三透镜像侧表面132的曲率半径为r6，其满足下列条件：(r5+r6)/(r5-r6)＝0.98。

第二透镜120的焦距为f2，第三透镜130的焦距为f3，其满足下列条件：f3/f2＝-0.04。

光学成像系统的焦距为f，第一透镜110的焦距为f1，其满足下列条件：f/f1＝-0.09。

光学成像系统的焦距为f，第二透镜120的焦距为f2，其满足下列条件：f/f2＝-0.04。

光学成像系统的焦距为f，第四透镜140的焦距为f4，其满足下列条件：f/f4＝-0.25。

光学成像系统的焦距为f，第一透镜110的焦距为f1，第二透镜120的焦距为f2，其满足下列条件：|f/f1|+|f/f2|＝0.13。

第一透镜物侧表面111至成像面160于光轴上的距离为tl，其满足下列条件：tl＝2.78[毫米]。

第一透镜物侧表面111至成像面160于光轴上的距离为tl，光学成像系统的焦距为f，其满足下列条件：tl/f＝2.41。

第一透镜物侧表面111至成像面160于光轴上的距离为tl，光学成像系统的最大成像高度为imgh，其满足下列条件：tl/imgh＝1.85。

光学成像系统的焦距为f，光学成像系统的入瞳孔径为epd，其满足下列条件：f/epd＝2.04。

光圈100至第四透镜像侧表面142于光轴上的距离为sd，第一透镜物侧表面111至第四透镜像侧表面142于光轴上的距离为td，其满足下列条件：sd/td＝0.79。

光学成像系统的最大成像高度为imgh，光学成像系统的焦距为f，其满足下列条件：imgh/f＝1.30。

第四透镜像侧表面142的临界点与光轴间的垂直距离为yc42，光学成像系统的焦距为f，其满足下列条件：yc42/f＝0.73。

请配合参照下列表一以及表二。

表一为图1第一实施例详细的结构数据，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米(mm)，且表面0到13依序表示由物侧至像侧的表面。表二为第一实施例中的非球面数据，其中，k为非球面曲线方程式中的锥面系数，a4到a16则表示各表面第4到16阶非球面系数。此外，以下各实施例表格乃对应各实施例的示意图与像差曲线图，表格中数据的定义皆与第一实施例的表一及表二的定义相同，在此不加以赘述。

<第二实施例>

请参照图3至图4，其中图3绘示依照本发明第二实施例的取像装置示意图，图4由左至右依序为第二实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图3可知，取像装置包括光学成像系统(未另标号)与电子感光元件270。光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜210、光圈200、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、滤光元件250与成像面260。其中，电子感光元件270设置于成像面260上。光学成像系统包括四片透镜(210、220、230、240)，并且各透镜之间无其他内插的透镜。

第一透镜210具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面211于近光轴处为凹面，其像侧表面212于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面，其物侧表面211于离轴处具有至少一凸面，且其物侧表面211于离轴处具有一临界点。

第二透镜220具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面221于近光轴处为凹面，其像侧表面222于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第三透镜230具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面231于近光轴处为凸面，其像侧表面232于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第四透镜240具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面241于近光轴处为凸面，其像侧表面242于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面，其像侧表面242于离轴处具有至少一凸面，且其像侧表面242于离轴处具有一临界点。

滤光元件250的材质为玻璃，其设置于第四透镜240及成像面260之间，并不影响光学成像系统的焦距。

第二实施例的光学成像系统中，第一透镜物侧表面211的临界点与光轴间的垂直距离为yc11，第四透镜像侧表面242的临界点与光轴间的垂直距离为yc42，其满足下列条件：yc11/yc42＝0.78。

请配合参照下列表三以及表四。

第二实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义除了在本实施例中提及的参数yc11和yc42以外，其他皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

<第三实施例>

请参照图5至图6，其中图5绘示依照本发明第三实施例的取像装置示意图，图6由左至右依序为第三实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图5可知，取像装置包括光学成像系统(未另标号)与电子感光元件370。光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜310、光圈300、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340、滤光元件350与成像面360。其中，电子感光元件370设置于成像面360上。光学成像系统包括四片透镜(310、320、330、340)，并且各透镜之间无其他内插的透镜。

第一透镜310具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面311于近光轴处为凹面，其像侧表面312于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面，其物侧表面311于离轴处具有至少一凸面，且其物侧表面311于离轴处具有一临界点。

第二透镜320具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面321于近光轴处为凸面，其像侧表面322于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第三透镜330具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面331于近光轴处为凹面，其像侧表面332于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第四透镜340具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面341于近光轴处为凸面，其像侧表面342于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面，其像侧表面342于离轴处具有至少一凸面，且其像侧表面342于离轴处具有一临界点。

滤光元件350的材质为玻璃，其设置于第四透镜340及成像面360之间，并不影响光学成像系统的焦距。

请配合参照下列表五以及表六。

第三实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一和第二实施例相同，在此不加以赘述。

<第四实施例>

请参照图7至图8，其中图7绘示依照本发明第四实施例的取像装置示意图，图8由左至右依序为第四实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图7可知，取像装置包括光学成像系统(未另标号)与电子感光元件470。光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜410、光圈400、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440、滤光元件450与成像面460。其中，电子感光元件470设置于成像面460上。光学成像系统包括四片透镜(410、420、430、440)，并且各透镜之间无其他内插的透镜。

第一透镜410具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面411于近光轴处为凹面，其像侧表面412于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面，其物侧表面411于离轴处具有至少一凸面，且其物侧表面411于离轴处具有一临界点。

第二透镜420具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面421于近光轴处为凹面，其像侧表面422于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第三透镜430具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面431于近光轴处为凹面，其像侧表面432于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第四透镜440具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面441于近光轴处为凸面，其像侧表面442于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面，其像侧表面442于离轴处具有至少一凸面，且其像侧表面442于离轴处具有一临界点。

滤光元件450的材质为玻璃，其设置于第四透镜440及成像面460之间，并不影响光学成像系统的焦距。

请配合参照下列表七以及表八。

第四实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一和第二实施例相同，在此不加以赘述。

<第五实施例>

请参照图9至图10，其中图9绘示依照本发明第五实施例的取像装置示意图，图10由左至右依序为第五实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图9可知，取像装置包括光学成像系统(未另标号)与电子感光元件570。光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜510、光圈500、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540、光阑501、滤光元件550与成像面560。其中，电子感光元件570设置于成像面560上。光学成像系统包括四片透镜(510、520、530、540)，并且各透镜之间无其他内插的透镜。

第一透镜510具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面511于近光轴处为凹面，其像侧表面512于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面，其物侧表面511于离轴处具有至少一凸面，且其物侧表面511于离轴处具有一临界点。

第二透镜520具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面521于近光轴处为凹面，其像侧表面522于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第三透镜530具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面531于近光轴处为凹面，其像侧表面532于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第四透镜540具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面541于近光轴处为凸面，其像侧表面542于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面，其像侧表面542于离轴处具有至少一凸面，且其像侧表面542于离轴处具有一临界点。

滤光元件550的材质为玻璃，其设置于第四透镜540及成像面560之间，并不影响光学成像系统的焦距。

请配合参照下列表九以及表十。

第五实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一和第二实施例相同，在此不加以赘述。

<第六实施例>

请参照图11至图12，其中图11绘示依照本发明第六实施例的取像装置示意图，图12由左至右依序为第六实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图11可知，取像装置包括光学成像系统(未另标号)与电子感光元件670。光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜610、光圈600、第二透镜620、第三透镜630、第四透镜640、光阑601、滤光元件650与成像面660。其中，电子感光元件670设置于成像面660上。光学成像系统包括四片透镜(610、620、630、640)，并且各透镜之间无其他内插的透镜。

第一透镜610具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面611于近光轴处为凹面，其像侧表面612于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面，其物侧表面611于离轴处具有至少一凸面，且其物侧表面611于离轴处具有一临界点。

第二透镜620具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面621于近光轴处为凹面，其像侧表面622于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第三透镜630具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面631于近光轴处为凸面，其像侧表面632于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第四透镜640具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面641于近光轴处为凸面，其像侧表面642于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面，其像侧表面642于离轴处具有至少一凸面，且其像侧表面642于离轴处具有一临界点。

滤光元件650的材质为玻璃，其设置于第四透镜640及成像面660之间，并不影响光学成像系统的焦距。

请配合参照下列表十一以及表十二。

第六实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一和第二实施例相同，在此不加以赘述。

<第七实施例>

请参照图13至图14，其中图13绘示依照本发明第七实施例的取像装置示意图，图14由左至右依序为第七实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图13可知，取像装置包括光学成像系统(未另标号)与电子感光元件770。光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜710、光圈700、第二透镜720、光阑701、第三透镜730、第四透镜740、滤光元件750与成像面760。其中，电子感光元件770设置于成像面760上。光学成像系统包括四片透镜(710、720、730、740)，并且各透镜之间无其他内插的透镜。

第一透镜710具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面711于近光轴处为凹面，其像侧表面712于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面，其物侧表面711于离轴处具有至少一凸面，且其物侧表面711于离轴处具有一临界点。

第二透镜720具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面721于近光轴处为凹面，其像侧表面722于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第三透镜730具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面731于近光轴处为凹面，其像侧表面732于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第四透镜740具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面741于近光轴处为凸面，其像侧表面742于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面，其像侧表面742于离轴处具有至少一凸面，且其像侧表面742于离轴处具有一临界点。

滤光元件750的材质为玻璃，其设置于第四透镜740及成像面760之间，并不影响光学成像系统的焦距。

请配合参照下列表十三以及表十四。

第七实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一和第二实施例相同，在此不加以赘述。

<第八实施例>

请参照图15至图16，其中图15绘示依照本发明第八实施例的取像装置示意图，图16由左至右依序为第八实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图15可知，取像装置包括光学成像系统(未另标号)与电子感光元件870。光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜810、光圈800、第二透镜820、光阑801、第三透镜830、第四透镜840、滤光元件850与成像面860。其中，电子感光元件870设置于成像面860上。光学成像系统包括四片透镜(810、820、830、840)，并且各透镜之间无其他内插的透镜。

第一透镜810具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面811于近光轴处为凹面，其像侧表面812于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面，其物侧表面811于离轴处具有至少一凸面，且其物侧表面811于离轴处具有一临界点。

第二透镜820具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面821于近光轴处为凹面，其像侧表面822于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第三透镜830具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面831于近光轴处为凸面，其像侧表面832于近光轴处为凸面，其两表面皆为非球面。

第四透镜840具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面841于近光轴处为凸面，其像侧表面842于近光轴处为凹面，其两表面皆为非球面，其像侧表面842于离轴处具有至少一凸面，且其像侧表面842于离轴处具有一临界点。

滤光元件850的材质为玻璃，其设置于第四透镜840及成像面860之间，并不影响光学成像系统的焦距。

请配合参照下列表十五以及表十六。

第八实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表所述的定义皆与第一和第二实施例相同，在此不加以赘述。

<第九实施例>

请参照图17，其中图17绘示依照本发明第九实施例的一种取像装置的立体图。在本实施例中，取像装置10为一相机模块。取像装置10包括成像镜头11、驱动装置12、电子感光元件13以及影像稳定模块14。成像镜头11包括上述第一实施例的光学成像系统、用于承载光学成像系统的镜筒(未另标号)以及支持装置(holdermember，未另标号)。取像装置10利用成像镜头11聚光产生影像，并配合驱动装置12进行影像对焦，最后成像于电子感光元件13并且能作为影像数据输出。

驱动装置12可具有自动对焦(auto-focus)功能，其驱动方式可使用如音圈马达(voicecoilmotor，vcm)、微机电系统(microelectro-mechanicalsystems，mems)、压电系统(piezoelectric)、以及记忆金属(shapememoryalloy)等驱动系统。驱动装置12可让成像镜头11取得较佳的成像位置，可提供被摄物于不同物距的状态下，皆能拍摄清晰影像。此外，取像装置10搭载一感亮度佳及低噪声的电子感光元件13(如cmos、ccd)设置于光学成像系统的成像面，可真实呈现光学成像系统的良好成像品质。

影像稳定模块14例如为加速计、陀螺仪或霍尔元件(halleffectsensor)。驱动装置12可搭配影像稳定模块14而共同作为一光学防手震装置(opticalimagestabilization，ois)，通过调整成像镜头11不同轴向的变化以补偿拍摄瞬间因晃动而产生的模糊影像，或利用影像软件中的影像补偿技术，来提供电子防手震功能(electronicimagestabilization，eis)，进一步提升动态以及低照度场景拍摄的成像品质。

<第十实施例>

请参照图18至图20，其中图18绘示依照本发明第十实施例的一种电子装置的立体图，图19绘示图18的电子装置的另一侧的立体图，图20绘示图18的电子装置的系统方块图。

在本实施例中，电子装置20为一智能手机。电子装置20包括第九实施例的取像装置10、取像装置10a、取像装置10b、取像装置10c、闪光灯模块21、对焦辅助模块22、影像信号处理器23(imagesignalprocessor)、用户接口24以及影像软件处理器25。其中，取像装置10c与用户接口24位于同一侧，取像装置10、取像装置10a及取像装置10b位于用户接口24的相对侧。取像装置10、取像装置10a及取像装置10b面向同一方向且皆为单焦点。并且，取像装置10a、取像装置10b及取像装置10c皆具有与取像装置10类似的结构配置。详细来说，取像装置10a、取像装置10b及取像装置10c各包括一成像镜头、一驱动装置、一电子感光元件以及一影像稳定模块。其中，取像装置10a、取像装置10b及取像装置10c的成像镜头各包括一透镜组、用于承载透镜组的一镜筒以及一支持装置。

本实施例的取像装置10、取像装置10a与取像装置10b具有相异的视角(其中，取像装置10为一广角装置，取像装置10a为一望远装置，取像装置10b为一超广角装置)，使电子装置可提供不同的放大倍率，以达到光学变焦的拍摄效果。上述电子装置20以包括多个取像装置10、10a、10b、10c为例，但取像装置的数量与配置并非用以限制本发明。

当用户拍摄被摄物26时，电子装置20利用取像装置10、取像装置10a或取像装置10b聚光取像，启动闪光灯模块21进行补光，并使用对焦辅助模块22提供的被摄物26的物距信息进行快速对焦，再加上影像信号处理器23进行影像优化处理，来进一步提升摄像用光学镜头所产生的影像品质。对焦辅助模块22可采用红外线或激光对焦辅助系统来达到快速对焦。此外，电子装置20也可利用取像装置10c进行拍摄。用户接口24可采用触控屏幕或实体拍摄按钮，配合影像软件处理器25的多样化功能进行影像拍摄以及图像处理。经由影像软件处理器25处理后的影像可显示于用户接口24。

本发明的取像装置10并不以应用于智能手机为限。取像装置10更可视需求应用于移动对焦的系统，并兼具优良像差修正与良好成像品质的特色。举例来说，取像装置10可多方面应用于三维(3d)影像撷取、数码相机、移动装置、平板计算机、智能电视、网络监控设备、行车记录仪、倒车显影装置、多镜头装置、体感游戏机与穿戴式装置等电子装置中。上述电子装置仅是示范性地说明本发明的实际运用例子，并非限制本发明的取像装置的运用范围。此外，本发明所公开的光学成像系统，其应用领域除了上述的影像拍摄功能，还包括辨识功能等成像需求，可适用于指纹、虹膜及人脸等生物辨识。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。