CN103676100A - 取像系统镜头组 - Google Patents
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Abstract
一种取像系统镜头组,由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜。第一透镜具有负屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面、像侧表面于近光轴处为凹面。第二透镜具有正屈折力,其物侧表面及像侧表面于近光轴处皆为凸面。第三透镜具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凹面、像侧表面于近光轴处为凸面。第四透镜具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面,且其像侧表面于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,其中第四透镜的该两表面皆为非球面。当满足特定条件时,具有充足后焦距以配置其他构件,并可有效降低像差及敏感度。
Description
技术领域
本发明是有关于一种取像系统镜头组,且特别是有关于一种可应用于红外线摄影以及电子产品的取像系统镜头组。
背景技术
近年来,随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起,小型化光学镜头的需求日渐提高,而一般光学镜头的感光元件不外乎是感光耦合元件(ChargeCoupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体元件(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)两种,且随着半导体制程技术的精进,使得感光元件的像素尺寸缩小,小型化光学镜头逐渐往高像素领域发展,因此,对成像品质的要求也日益增加。
传统搭载于可携式电子产品上的小型化光学镜头,多采用三片式透镜系统为主,如美国专利第8,081,393号所示。但由于制程技术的进步与电子产品往轻薄化发展的趋势下,影像感测元件像素尺寸不断地缩小,使得光学镜头对成像品质的要求更加提高,而习知的三片式透镜组已无法满足更高阶的光学镜头。
另一方面,动态捕捉技术的问世,应用于智能电视或体感游戏机等,亦扩张了小型化光学镜头的应用,其最大特色是使用者直觉式操作,直接靠红外线摄影机捕捉使用者的动作,将体感操作提升到更高的层次,因此,使用红外线波段的小型化光学镜头需求也逐渐提高;具备广视场角的镜头,更可以扩张摄影机动态捕捉的范围。
有鉴于此,产业中急需一种适用于轻薄、可携式电子产品上的光学镜头架构,一方面可对一般性摄影需求(广视角、大光圈、画质等)加以优化,另一方面,亦可针对红外线动态捕捉的应用,加以最佳化。
发明内容
因此,本发明的一方面是在提供一种取像系统镜头组,其为一枚具负屈折力与三枚具正屈折力的镜头组以逆焦式设计(Retrofocus,Reversed Telephoto)方式配置,可使取像系统镜头组具有较长的后焦距,有利于降低光线入射于感光元件的主光线角(CRA),以获得较佳的感光响应,且其具有较充足后焦距可供相关滤光元件或波长选择器设置,因此有利于应用于特定波段(如红外线)的光学系统上。
依据本发明一实施方式,提供一种取像系统镜头组,由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜。第一透镜具有负屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面、像侧表面于近光轴处为凹面。第二透镜具有正屈折力,其物侧表面及像侧表面于近光轴处皆为凸面。第三透镜具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凹面、像侧表面于近光轴处为凸面。第四透镜具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面,且其像侧表面于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,其中第四透镜的该两表面皆为非球面。第二透镜的物侧表面曲率半径为R3,第二透镜的像侧表面曲率半径为R4,其满足下列条件:
-0.52<(R3+R4)/(R3-R4)<1.0。
依据本发明另一实施方式,提供一种取像系统镜头组,由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜。第一透镜具有负屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面、像侧表面于近光轴处为凹面。第二透镜具有正屈折力,其物侧表面及像侧表面于近光轴处皆为凸面。第三透镜具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凹面、像侧表面于近光轴处为凸面。第四透镜具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面,且其像侧表面于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,其中第四透镜的该两表面皆为非球面。取像系统镜头组应用于780nm~950nm的红外线波长范围,第二透镜的物侧表面曲率半径为R3,第二透镜的像侧表面曲率半径为R4,其满足下列条件:
-1.0<(R3+R4)/(R3-R4)<1.0。
当(R3+R4)/(R3-R4)满足上述条件时,可调整第二透镜表面曲率,以适当配置其正屈折力,可减少球差产生与降低敏感度。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,所附附图的说明如下:
图1绘示依照本发明第一实施例的一种取像系统镜头组的示意图;
图2由左至右依序为第一实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图;
图3绘示依照本发明第二实施例的一种取像系统镜头组的示意图;
图4由左至右依序为第二实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图;
图5绘示依照本发明第三实施例的一种取像系统镜头组的示意图;
图6由左至右依序为第三实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图;
图7绘示依照本发明第四实施例的一种取像系统镜头组的示意图;
图8由左至右依序为第四实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图;
图9绘示依照本发明第五实施例的一种取像系统镜头组的示意图;
图10由左至右依序为第五实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图;
图11绘示依照本发明第六实施例的一种取像系统镜头组的示意图;
图12由左至右依序为第六实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图;
图13绘示依照本发明第七实施例的一种取像系统镜头组的示意图;
图14由左至右依序为第七实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图;
图15绘示依照本发明第八实施例的一种取像系统镜头组的示意图;
图16由左至右依序为第八实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图;
图17绘示依照本发明第九实施例的一种取像系统镜头组的示意图;
图18由左至右依序为第九实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图;
图19绘示依照本发明第十实施例的一种取像系统镜头组的示意图;
图20由左至右依序为第十实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图;
图21绘示依照图1取像系统镜头组中第三透镜表面面形的示意图。
【主要元件符号说明】
光圈:100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000
第一透镜:110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010
物侧表面:111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011
像侧表面:112、212、312、412、512、612、712、812、912、1012
第二透镜:120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020
物侧表面:121、221、321、421、521、621、721、821、921、1021
像侧表面:122、222、322、422、522、622、722、822、922、1022
第三透镜:130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030
物侧表面:131、231、331、431、531、631、731、831、931、1031
像侧表面:132、232、332、432、532、632、732、832、932、1032
第四透镜:140、240、340、440、540、640、740、840、940、1040
物侧表面:141、241、341、441、541、641、741、841、941、1041
像侧表面:142、242、342、442、542、642、742、842、942、1042
成像面:150、250、350、450、550、650、750、850、950、1050
滤光元件:160、260、360、460、560、660、760、860、960、1060
平板玻璃:170、270、1070
f:取像系统镜头组的焦距
Fno:取像系统镜头组的光圈值
HFOV:取像系统镜头组中最大视角的一半
T23:第二透镜与第三透镜于光轴上的间距
CT2:第二透镜于光轴上的厚度
CT3:第三透镜于光轴上的厚度
R3:第二透镜的物侧表面曲率半径
R4:第二透镜的像侧表面曲率半径
R5:第三透镜的物侧表面曲率半径
R6:第三透镜的像侧表面曲率半径
R8:第四透镜的像侧表面曲率半径
f1:第一透镜的焦距
f2:第二透镜的焦距
f3:第三透镜的焦距
f4:第四透镜的焦距
SD:光圈至第四透镜的像侧表面于光轴上的距离
TD:第一透镜的物侧表面至第四透镜的像侧表面于光轴上的距离
具体实施方式
一种取像系统镜头组,由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜。
取像系统镜头组的第一透镜具有负屈折力,第二透镜至第四透镜具有正屈折力,可使取像系统镜头组具有逆焦式(Retrofocus)设计的特征。借此,取像系统镜头组具有较长的后焦距,有利于降低光线入射于感光元件的主光线角(CRA),以获得较佳的感光响应,且具有较充足的后焦距可供相关滤光元件或波长选择器设置,因此更可应用于特定波段(如红外线)的光学系统上。
第一透镜的物侧表面于近光轴处为凸面、像侧表面于近光轴处为凹面,其有助于减少像散(Astigmatism)的产生。
第二透镜的物侧表面及像侧表面于近光轴处皆为凸面,可适当调整第二透镜的正屈折力,以有利于提供系统所需屈折力。
第三透镜的物侧表面于近光轴处为凹面、像侧表面于近光轴处为凸面,有利于取像系统镜头组像散的修正。另外,第三透镜的像侧表面最大光学有效径位置的点,其投影到光轴上的位置比第三透镜的物侧表面与光轴的交点更靠近被摄物侧,因此其面形特征较为明显,可有利于修正负屈折力的第一透镜产生的歪曲。
第四透镜的物侧表面于近光轴处为凸面、于周边处可为凹面,且其像侧表面于近光轴处为凹面、于周边处为凸面。借此可平衡系统正屈折力配置与加强逆焦式设计的功效,使其具有较长的后焦距,且可有效地压制离轴视场的光线入射于成像面的角度,可修正离轴视场的像差。
第二透镜的物侧表面曲率半径为R3,第二透镜的像侧表面曲率半径为R4,其满足下列条件:-1.0<(R3+R4)/(R3-R4)<1.0。借此可调整第二透镜表面曲率,以适当配置其正屈折力,可减少球差产生与降低敏感度。较佳地,取像系统镜头组可满足下列条件:-0.52<(R3+R4)/(R3-R4)<1.0。更佳地,取像系统镜头组可满足下列条件:-0.30<(R3+R4)/(R3-R4)<1.0。
取像系统镜头组更可包含一光圈,其设置于第一透镜与第二透镜之间。光圈至第四透镜的像侧表面于光轴上的距离为SD,第一透镜的物侧表面至第四透镜的像侧表面于光轴上的距离为TD,其满足下列条件:0.63<SD/TD<0.83。借此,可在远心与广角特性中取得良好平衡,使取像系统镜头组获得充足的视场角且不至于使其整体总长度过长。
第三透镜的物侧表面曲率半径为R5,第三透镜的像侧表面曲率半径为R6,其满足下列条件:|(R5-R6)/(R5+R6)|<0.1。通过适当调整第三透镜表面曲率,有助于减少像散。
第二透镜与第三透镜于光轴上的间距为T23,第二透镜于光轴上的厚度为CT2,其满足下列条件:1.5<T23/CT2<3.5。适当调整厚度与镜间距,有助于透镜的制作成型及组装,使生产良率提高。
第一透镜的焦距为f1,第三透镜的焦距为f3,第四透镜的焦距为f4,其满足下列条件:|f1/f3|+|f1/f4|<1.20。借此可以逆焦式设计的功效,使其具有较长的后焦距,有利于降低光线入射于感光元件的主光线角(CRA),以获得较佳的感光响应。
第一透镜的焦距为f1,第二透镜的焦距为f2,第三透镜的焦距为f3,第四透镜的焦距为f4,其满足下列条件:|f2/f1|+|f2/f3+|f2/f4|<1.1。适当调整透镜屈折力配置,可加强逆焦式设计,使其具有较充足的后焦距可供相关滤光元件或波长选择器设置,因此更可应用于特定波段(如红外线)的光学系统。较佳地,取像系统镜头组可满足下列条件:|f2/f1|+|f2/f3|+|f2/f4|<0.70。
第二透镜与第三透镜于光轴上的间距为T23,第三透镜于光轴上的厚度为CT3,其满足下列条件:1.2<T23/CT3<4.0。借此,适当调整第三透镜的厚度,与透镜间的距离,有助于透镜的制作成型及组装,使生产良率提高。
第四透镜的像侧表面曲率半径为R8,取像系统镜头组的焦距为f,其满足下列条件:0.25<R8/f<0.80。通过适当调整第四透镜像侧表面的曲率,有助于高阶像差的修正。
取像系统镜头组可应用于780nm-950nm的红外线波长范围,其可符合特定波段光线的摄影需求,于光线不足的夜间场合侦测红外线影像或使用于动态捕捉等特殊应用。
本发明提供的取像系统镜头组中,透镜的材质可为塑胶或玻璃。当透镜材质为塑胶,可以有效降低生产成本。另当透镜的材质为玻璃,则可以增加取像系统镜头组屈折力配置的自由度。此外,取像系统镜头组中第一透镜至第四透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面,非球面可以容易制作成球面以外的形状,获得较多的控制变数,用以消减像差,进而缩减透镜使用的数目,因此可以有效降低本发明取像系统镜头组的总长度。
另外,本发明取像系统镜头组中,依需求可设置至少一光阑,以减少杂散光,有助于提升影像品质。
本发明取像系统镜头组中,光圈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之间。若光圈为前置光圈,可使取像系统镜头组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离,使之具有远心(Telecentric)效果,并可增加影像感测元件的CCD或CMOS接收影像的效率;若为中置光圈,有助于扩大系统的视场角,使取像系统镜头组具有广角镜头的优势。
本发明取像系统镜头组可视需求应用于移动对焦或变焦的光学系统中,因其具有优良像差修正与良好成像品质的特色可多方面应用于3D(三维)影像撷取、数字相机、移动装置、数字平板等电子影像系统中。特别的是,本发明取像系统镜头组更可应用于红外线摄影机等红外线波长波段的应用。
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及图2,其中图1绘示依照本发明第一实施例的一种取像系统镜头组的示意图,图2由左至右依序为第一实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图。由图1可知,取像系统镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜110、光圈100、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、滤光元件(Filter)160、平板玻璃170以及成像面150。
第一透镜110具有负屈折力,其物侧表面111于近光轴处为凸面、像侧表面112于近光轴处为凹面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:TEIJINSP3810)。
第二透镜120具有正屈折力,其物侧表面121及像侧表面122于近光轴处皆为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。
第三透镜130具有正屈折力,其物侧表面131于近光轴处为凹面、像侧表面132于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。另外,请配合参照图21,是绘示依照图1取像系统镜头组中第三透镜130表面面形的示意图,其第三透镜130的像侧表面132最大光学有效径位置投影到光轴上的点比第三透镜130的物侧表面131与光轴的交点更靠近物侧。
第四透镜140具有正屈折力,其物侧表面141于近光轴处为凸面、于周边处为凹面,其像侧表面142于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。
滤光元件160与平板玻璃170依序设置于第四透镜140及成像面150之间,其中滤光元件160与平板玻璃170皆为玻璃材质(如:HOYA BSC7),且皆不影响取像系统镜头组的焦距。
上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下:
其中:
X:非球面上距离光轴为Y的点,其与相切于非球面光轴上顶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。
第一实施例的取像系统镜头组中,取像系统镜头组的焦距为f,取像系统镜头组的光圈值(f-number)为Fno,取像系统镜头组中最大视角的一半为HFOV,其数值如下:f=5.70mm;Fno=2.20;以及HFOV=36.8度。
第一实施例的取像系统镜头组中,第二透镜120与第三透镜130于光轴上的间距为T23,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:T23/CT2=1.87;以及T23/CT3=1.26。
第一实施例的取像系统镜头组中,第二透镜120的物侧表面121曲率半径为R3,第二透镜120的像侧表面122曲率半径为R4,第三透镜130的物侧表面131曲率半径为R5,第三透镜130的像侧表面132曲率半径为R6,其满足下列条件:(R3+R4)/(R3-R4)=0.71;以及|(R5-R6)/(R5+R6)|=0.07。
第一实施例的取像系统镜头组中,第四透镜140的像侧表面142曲率半径为R8,取像系统镜头组的焦距为f,其满足下列条件:R8/f=0.49。
第一实施例的取像系统镜头组中,第一透镜110的焦距为f1,第二透镜120的焦距为f2,第三透镜130的焦距为f3,第四透镜140的焦距为f4,其满足下列条件:|f2/f1|+|f2/f3|+|f2/f4|=0.96;以及|f1/f3|+|f1/f4|=1.24。
第一实施例的取像系统镜头组中,光圈100至第四透镜140的像侧表面142于光轴上的距离为SD,第一透镜110的物侧表面111至第四透镜140的像侧表面142于光轴上的距离为TD,其满足下列条件:SD/TD=0.69。
第一实施例的取像系统镜头组可应用于780nm-950nm的红外线波长范围。
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mm,且表面0-14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表非球面曲线方程式中的锥面系数,A1-A14则表示各表面第1-14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,在此不加赘述。
<第二实施例>
请参照图3及图4,其中图3绘示依照本发明第二实施例的一种取像系统镜头组的示意图,图4由左至右依序为第二实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图。由图3可知,取像系统镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜210、光圈200、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、滤光元件260、平板玻璃270以及成像面250。
第一透镜210具有负屈折力,其物侧表面211于近光轴处为凸面、像侧表面212于近光轴处为凹面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:MGC EP5000)。
第二透镜220具有正屈折力,其物侧表面221及像侧表面222于近光轴处皆为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
第三透镜230具有正屈折力,其物侧表面231于近光轴处为凹面、像侧表面232于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEXF52R)。另外,第三透镜230的像侧表面232最大光学有效径位置投影到光轴上的点比第三透镜230的物侧表面231与光轴的交点更靠近物侧(请参照图21,本实施例不再另加绘示)。
第四透镜240具有正屈折力,其物侧表面241于近光轴处为凸面、于周边处为凹面,其像侧表面242于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,且皆为非球面且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
滤光元件260与平板玻璃270依序设置于第四透镜240及成像面250之间,其中滤光元件260与平板玻璃270皆为玻璃材质(如:HOYA BSC7),且皆不影响取像系统镜头组的焦距。
第二实施例的取像系统镜头组可应用于780nm-950nm的红外线波长范围。
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,f、Fno、HFOV、T23、CT2、CT3、R3、R4、R5、R6、R8、f1、f2、f3、f4、SD以及TD的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
配合上述资讯可推算出下列数据:
<第三实施例>
请参照图5及图6,其中图5绘示依照本发明第三实施例的一种取像系统镜头组的示意图,图6由左至右依序为第三实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图。由图5可知,取像系统镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜310、光圈300、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340、滤光元件360以及成像面350。
第一透镜310具有负屈折力,其物侧表面311于近光轴处为凸面、像侧表面312于近光轴处为凹面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:OKP4RX50)。
第二透镜320具有正屈折力,其物侧表面321及像侧表面322于近光轴处皆为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。
第三透镜330具有正屈折力,其物侧表面331于近光轴处为凹面、像侧表面332于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。另外,第三透镜330的像侧表面332最大光学有效径位置投影到光轴上的一点比第三透镜330的物侧表面331与光轴的交点更靠近物侧(请参照图21,本实施例不再另加绘示)。
第四透镜340具有正屈折力,其物侧表面341于近光轴处为凸面、于周边处为凹面,其像侧表面342于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
滤光元件360设置于第四透镜340及成像面350之间,其为玻璃材质(如:HOYA BSC7),且不影响取像系统镜头组的焦距。
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,f、Fno、HFOV、T23、CT2、CT3、R3、R4、R5、R6、R8、f1、f2、f3、f4、SD以及TD的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
配合上述资讯可推算出下列数据:
<第四实施例>
请参照图7及图8,其中图7绘示依照本发明第四实施例的一种取像系统镜头组的示意图,图8由左至右依序为第四实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图。由图7可知,取像系统镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜410、光圈400、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440、滤光元件460以及成像面450。
第一透镜410具有负屈折力,其物侧表面411于近光轴处为凸面、像侧表面412于近光轴处为凹面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:TEIJINSP3810)。
第二透镜420具有正屈折力,其物侧表面421及像侧表面422于近光轴处皆为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
第三透镜430具有正屈折力,其物侧表面431于近光轴处为凹面、像侧表面432于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。另外,第三透镜430的像侧表面432最大光学有效径位置投影到光轴上的一点比第三透镜430的物侧表面431与光轴的交点更靠近物侧(请参照图21,本实施例不再另加绘示)。
第四透镜440具有正屈折力,其物侧表面441于近光轴处为凸面、于周边处为凹面,其像侧表面442于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
滤光元件460设置于第四透镜440及成像面450之间,其为玻璃材质(如:HOYA BSC7),且不影响取像系统镜头组的焦距。
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,f、Fno、HFOV、T23、CT2、CT3、R3、R4、R5、R6、R8、f1、f2、f3、f4、SD以及TD的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
配合上述资讯可推算出下列数据:
<第五实施例>
请参照图9及图10,其中图9绘示依照本发明第五实施例的一种取像系统镜头组的示意图,图10由左至右依序为第五实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图。由图9可知,取像系统镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜510、光圈500、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540、滤光元件560以及成像面550。
第一透镜510具有负屈折力,其物侧表面511于近光轴处为凸面、像侧表面512于近光轴处为凹面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:OKP4HT)。
第二透镜520具有正屈折力,其物侧表面521及像侧表面522于近光轴处皆为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX E48R)。
第三透镜530具有正屈折力,其物侧表面531于近光轴处为凹面、像侧表面532于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEXE48R)。另外,第三透镜530的像侧表面532最大光学有效径位置投影到光轴上的一点比第三透镜530的物侧表面531与光轴的交点更靠近物侧(请参照图21,本实施例不再另加绘示)。
第四透镜540具有正屈折力,其物侧表面541于近光轴处为凸面、于周边处为凹面,其像侧表面542于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX E48R)。
滤光元件560设置于第四透镜540及成像面550之间,其为玻璃材质(如:HOYA BSC7),且不影响取像系统镜头组的焦距。
第五实施例的取像系统镜头组可应用于780nm-950nm的红外线波长范围。
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,f、Fno、HFOV、T23、CT2、CT3、R3、R4、R5、R6、R8、f1、f2、f3、f4、SD以及TD的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
配合上述资讯可推算出下列数据:
<第六实施例>
请参照图11及图12,其中图11绘示依照本发明第六实施例的一种取像系统镜头组的示意图,图12由左至右依序为第六实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图。由图11可知,取像系统镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜610、光圈600、第二透镜620、第三透镜630、第四透镜640、滤光元件660以及成像面650。
第一透镜610具有负屈折力,其物侧表面611于近光轴处为凸面、像侧表面612于近光轴处为凹面,且皆为非球面,且其为玻璃材质(如:SUMITAKCD120)。
第二透镜620具有正屈折力,其物侧表面621及像侧表面622于近光轴处皆为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX E48R)。
第三透镜630具有正屈折力,其物侧表面631于近光轴处为凹面、像侧表面632于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEXE48R)。
第四透镜640具有正屈折力,其物侧表面641于近光轴处为凸面、于周边处为凹面,其像侧表面642于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX E48R)。
滤光元件660设置于第四透镜640及成像面650之间,其为玻璃材质(如:HOYA BSC7),且不影响取像系统镜头组的焦距。
第六实施例的取像系统镜头组可应用于780nm-950nm的红外线波长范围。
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,f、Fno、HFOV、T23、CT2、CT3、R3、R4、R5、R6、R8、f1、f2、f3、f4、SD以及TD的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
配合上述资讯可推算出下列数据:
<第七实施例>
请参照图13及图14,其中图13绘示依照本发明第七实施例的一种取像系统镜头组的示意图,图14由左至右依序为第七实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图。由图13可知,取像系统镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜710、光圈700、第二透镜720、第三透镜730、第四透镜740、滤光元件760以及成像面750。
第一透镜710具有负屈折力,其物侧表面711于近光轴处为凸面、像侧表面712于近光轴处为凹面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:TEIJINSP3810)。
第二透镜720具有正屈折力,其物侧表面721及像侧表面722于近光轴处皆为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
第三透镜730具有正屈折力,其物侧表面731于近光轴处为凹面、像侧表面732于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。另外,第三透镜730的像侧表面732最大光学有效径位置投影到光轴上的一点比第三透镜730的物侧表面731与光轴的交点更靠近物侧(请参照图21,本实施例不再另加绘示)。
第四透镜740具有正屈折力,其物侧表面741于近光轴处为凸面、于周边处为凹面,其像侧表面742于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
滤光元件760设置于第四透镜740及成像面750之间,其为玻璃材质(如:HOYA BSC7),且不影响取像系统镜头组的焦距。
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,f、Fno、HFOV、T23、CT2、CT3、R3、R4、R5、R6、R8、f1、f2、f3、f4、SD以及TD的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
配合上述资讯可推算出下列数据:
<第八实施例>
请参照图15及图16,其中图15绘示依照本发明第八实施例的一种取像系统镜头组的示意图,图16由左至右依序为第八实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图。由图15可知,取像系统镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜810、光圈800、第二透镜820、第三透镜830、第四透镜840、滤光元件860以及成像面850。
第一透镜810具有负屈折力,其物侧表面811于近光轴处为凸面、像侧表面812于近光轴处为凹面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:TEIJINSP3810)。
第二透镜820具有正屈折力,其物侧表面821及像侧表面822于近光轴处皆为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
第三透镜830具有正屈折力,其物侧表面831于近光轴处为凹面、像侧表面832于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。
第四透镜840具有正屈折力,其物侧表面841于近光轴处为凸面、于周边处为凹面,其像侧表面842于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
滤光元件860设置于第四透镜840及成像面850之间,其为玻璃材质(如:HOYA BSC7),且不影响取像系统镜头组的焦距。
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,f、Fno、HFOV、T23、CT2、CT3、R3、R4、R5、R6、R8、f1、f2、f3、f4、SD以及TD的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
配合上述资讯可推算出下列数据:
<第九实施例>
请参照图17及图18,其中图17绘示依照本发明第九实施例的一种取像系统镜头组的示意图,图18由左至右依序为第九实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图。由图17可知,取像系统镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜910、光圈900、第二透镜920、第三透镜930、第四透镜940、滤光元件960以及成像面950。
第一透镜910具有负屈折力,其物侧表面911于近光轴处为凸面、像侧表面912于近光轴处为凹面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:TEIJINSP3810)。
第二透镜920具有正屈折力,其物侧表面921及像侧表面922于近光轴处皆为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
第三透镜930具有正屈折力,其物侧表面931于近光轴处为凹面、像侧表面932于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。
第四透镜940具有正屈折力,其物侧表面941于近光轴处为凸面、于周边处为凹面,其像侧表面942于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:ZEONEX F52R)。
滤光元件960设置于第四透镜940及成像面950之间,其为玻璃材质(如:HOYA BSC7),且不影响取像系统镜头组的焦距。
请配合参照下列表十七以及表十八。
第九实施例中,非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外,f、Fno、HFOV、T23、CT2、CT3、R3、R4、R5、R6、R8、f1、f2、f3、f4、SD以及TD的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
配合上述资讯可推算出下列数据:
<第十实施例>
请参照图19及图20,其中图19绘示依照本发明第十实施例的一种取像系统镜头组的示意图,图20由左至右依序为第十实施例的取像系统镜头组的球差、像散及歪曲曲线图。由图19可知,取像系统镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜1010、光圈1000、第二透镜1020、第三透镜1030、第四透镜1040、滤光元件1060、平板玻璃1070以及成像面1050。
第一透镜1010具有负屈折力,其物侧表面1011于近光轴处为凸面、像侧表面1012于近光轴处为凹面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。
第二透镜1020具有正屈折力,其物侧表面1021及像侧表面1022于近光轴处皆为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。
第三透镜1030具有正屈折力,其物侧表面1031于近光轴处为凹面、像侧表面1032于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。另外,第三透镜1030的像侧表面1032最大光学有效径位置投影到光轴上的一点比第三透镜1030的物侧表面1031与光轴的交点更靠近物侧(请参照图21,本实施例不再另加绘示)。
第四透镜1040具有正屈折力,其物侧表面1041于近光轴处为凸面、于周边处为凹面,其像侧表面1042于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,且皆为非球面,且其材质为塑胶(如:APEL-5514ML)。
滤光元件1060与平板玻璃1070依序设置于第四透镜1040及成像面1050之间,其中滤光元件1060与平板玻璃1070皆为玻璃材质(如:HOYA BSC7),且皆不影响取像系统镜头组的焦距。
第十实施例的取像系统镜头组可应用于780nm-950nm的红外线波长范围。
请配合参照下列表十九以及表二十。
第十实施例中,非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外,f、Fno、HFOV、T23、CT2、CT3、R3、R4、R5、R6、R8、f1、f2、f3、f4、SD以及TD的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
配合上述资讯可推算出下列数据:
虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟悉此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (23)
1.一种取像系统镜头组,其特征在于,由物侧至像侧依序包含:
一第一透镜,具有负屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面、像侧表面于近光轴处为凹面;
一第二透镜,具有正屈折力,其物侧表面及像侧表面于近光轴处皆为凸面;
一第三透镜,具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凹面、像侧表面于近光轴处为凸面;以及
一第四透镜,具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面,且其像侧表面于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,其两表面皆为非球面;
其中该第二透镜的物侧表面曲率半径为R3,该第二透镜的像侧表面曲率半径为R4,其满足下列条件:
-0.52<(R3+R4)/(R3-R4)<1.0。
2.根据权利要求1所述的取像系统镜头组,其特征在于,还包含:
一光圈,设置于该第一透镜与该第二透镜之间,其中该光圈至该第四透镜的像侧表面于光轴上的距离为SD,该第一透镜的物侧表面至该第四透镜的像侧表面于光轴上的距离为TD,其满足下列条件:
0.63<SD/TD<0.83。
3.根据权利要求2所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第三透镜的物侧表面曲率半径为R5,该第三透镜的像侧表面曲率半径为R6,其满足下列条件:
|(R5-R6)/(R5+R6)|<0.1。
4.根据权利要求2所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第二透镜与该第三透镜于光轴上的间距为T23,该第二透镜于光轴上的厚度为CT2,其满足下列条件:
1.5<T23/CT2<3.5。
5.根据权利要求4所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第一透镜的焦距为f1,该第三透镜的焦距为f3,该第四透镜的焦距为f4,其满足下列条件:
|f1/f3|+|f1/f4|<1.20。
6.根据权利要求4所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第四透镜的物侧表面于周边处为凹面。
7.根据权利要求1所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第一透镜的焦距为f1,该第二透镜的焦距为f2,该第三透镜的焦距为f3,该第四透镜的焦距为f4,其满足下列条件:
|f2/f1|+|f2/f3+|f2/f4|<1.1。
8.根据权利要求7所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第一透镜的焦距为f1,该第二透镜的焦距为f2,该第三透镜的焦距为f3,该第四透镜的焦距为f4,其满足下列条件:
|f2/f1|+|f2/f3+|f2/f4|<0.70。
9.根据权利要求7所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第三透镜的像侧表面最大光学有效径位置投影到光轴上的一点比该第三透镜的物侧表面与光轴的交点更靠近物侧。
10.根据权利要求7所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第二透镜与该第三透镜于光轴上的间距为T23,该第三透镜于光轴上的厚度为CT3,其满足下列条件:
1.2<T23/CT3<4.0。
11.根据权利要求7所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第二透镜的物侧表面曲率半径为R3,该第二透镜的像侧表面曲率半径为R4,其满足下列条件:
-0.30<(R3+R4)/(R3-R4)<1.0。
12.根据权利要求1所述的取像系统镜头组,其特征在于,该取像系统镜头组应用于780nm-950nm的红外线波长范围。
13.根据权利要求12所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第四透镜的像侧表面曲率半径为R8,该取像系统镜头组的焦距为f,其满足下列条件:
0.25<R8/f<0.80。
14.一种取像系统镜头组,其特征在于,由物侧至像侧依序包含:
一第一透镜,具有负屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面、像侧表面于近光轴处为凹面;
一第二透镜,具有正屈折力,其物侧表面及像侧表面于近光轴处皆为凸面;
一第三透镜,具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凹面、像侧表面于近光轴处为凸面;以及
一第四透镜,具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面,且其像侧表面于近光轴处为凹面、于周边处为凸面,其两表面皆为非球面;
其中该取像系统镜头组应用于780nm~950nm的红外线波长范围,该第二透镜的物侧表面曲率半径为R3,该第二透镜的像侧表面曲率半径为R4,其满足下列条件:
-1.0<(R3+R4)/(R3-R4)<1.0。
15.根据权利要求14所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第二透镜的物侧表面曲率半径为R3,该第二透镜的像侧表面曲率半径为R4,其满足下列条件:
-0.52<(R3+R4)/(R3-R4)<1.0。
16.根据权利要求15所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第一透镜的焦距为f1,该第三透镜的焦距为f3,该第四透镜的焦距为f4,其满足下列条件:
|f1/f3|+|f1/f4|<1.20。
17.根据权利要求15所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第二透镜与该第三透镜于光轴上的间距为T23,该第三透镜于光轴上的厚度为CT3,其满足下列条件:
1.2<T23/CT3<4.0。
18.根据权利要求14所述的取像系统镜头组,其特征在于,还包含:
一光圈,设置于该第一透镜与该第二透镜之间,其中该光圈至该第四透镜的像侧表面于光轴上的距离为SD,该第一透镜的物侧表面至该第四透镜的像侧表面于光轴上的距离为TD,其满足下列条件:
0.63<SD/TD<0.83。
19.根据权利要求18所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第一透镜的焦距为f1,该第二透镜的焦距为f2,该第三透镜的焦距为f3,该第四透镜的焦距为f4,其满足下列条件:
|f2/f1|+|f2/f3+|f2/f4|<1.1。
20.根据权利要求18所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第四透镜的像侧表面曲率半径为R8,该取像系统镜头组的焦距为f,其满足下列条件:
0.25<R8/f<0.80。
21.根据权利要求14所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第二透镜的物侧表面曲率半径为R3,该第二透镜的像侧表面曲率半径为R4,其满足下列条件:
-0.30<(R3+R4)/(R3-R4)<1.0。
22.根据权利要求14所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第三透镜的像侧表面最大光学有效径位置投影到光轴上的一点比该第三透镜的物侧表面与光轴的交点更靠近物侧。
23.根据权利要求22所述的取像系统镜头组,其特征在于,该第四透镜的物侧表面于周边处为凹面。
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