CN105589179B - 取像透镜系统、取像装置以及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种取像透镜系统、取像装置以及电子装置。取像透镜系统由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜具有屈折力，其物侧表面为凸面。第二透镜具有屈折力。第三透镜具有屈折力，其物侧表面为凸面，其像侧表面为凹面。第四透镜具有屈折力，其物侧表面及像侧表面皆为非球面。第五透镜具有屈折力，其像侧表面为凹面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面，其像侧表面离轴处包含至少一凸面。当满足特定条件时，有利取像透镜系统达到较大视角，并有助于减少像差的产生。
Description
技术领域
本发明是有关于一种取像透镜系统及取像装置，且特别是有关于一种应用在电子装置上的小型化取像透镜系统及取像装置。
背景技术
近年来，随着具有摄影功能的电子产品的兴起，光学系统的需求日渐提高。一般光学系统的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-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，光学系统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。
传统搭载于电子产品上的光学系统多采用四片式透镜结构为主，但由于智能手机(Smart Phone)与平板电脑(Tablet PC)等高规格电子装置的盛行，带动光学系统在像素与成像品质上的迅速攀升，已知的光学系统将无法满足更高阶的摄影系统。目前虽有进一步发展一般传统五片式光学系统，但其透镜屈折力的配置，容易产生过大的像差，且对于大视角特征的表现也较不明显，更不利于透镜的成型及整体光学系统敏感度的调整，进而影响光学系统的成像品质。
发明内容
本发明提供一种取像透镜系统、取像装置及电子装置，其配置有五片具有屈折力的透镜，且其第一透镜至第三透镜的总屈折力较弱，可缓和取像透镜系统前端入射光线的收敛速度，除可有利取像透镜系统达到较大视角，并有助于减少像差的产生。另外，具有弱屈折力的条件更有效减缓第一透镜至第三透镜镜片形状的变化，在成型与敏感度上具有合适的平衡。
依据本发明提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜物侧表面为凸面。第三透镜物侧表面为凸面及像侧表面为凹面。第四透镜物侧表面及像侧表面皆为非球面。第五透镜像侧表面为凹面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面，其像侧表面离轴处包含至少一凸面。取像透镜系统的透镜总数为五片，且任二相邻的透镜间具有一空气间隙。取像透镜系统的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，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，第五透镜于光轴上的厚度为CT5，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，且取像透镜系统还包含一光圈，光圈至第五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五透镜像侧表面于光轴上的距离为TD，取像透镜系统的光圈值为Fno，其满足下列条件：
|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.95；
(CT3+CT5)/CT4<0.85；
0.20<R6/R5；
0.65<SD/TD<1.0；以及
1.6<Fno≤2.35。
依据本发明更提供一种取像装置，包含如前段所述的取像透镜系统以及电子感光元件，其中电子感光元件设置于取像透镜系统的一成像面。
依据本发明再提供一种电子装置，包含如前段所述的取像装置。
依据本发明另提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜物侧表面为凸面。第二透镜像侧表面为凸面。第四透镜物侧表面及像侧表面皆为非球面。第五透镜像侧表面为凹面，且其物侧表面及像侧表面为非球面，其像侧表面离轴处包含至少一凸面。取像透镜系统的透镜总数为五片，且任二相邻的透镜间具有一空气间隙。取像透镜系统的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，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，第五透镜于光轴上的厚度为CT5，且取像透镜系统还包含一光圈，光圈至第五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五透镜像侧表面于光轴上的距离为TD，其满足下列条件：
|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.50；
(CT3+CT5)/CT4<0.85；以及
0.65<SD/TD<1.0。
依据本发明又提供一种取像装置，包含如前段所述的取像透镜系统以及电子感光元件，其中电子感光元件设置于取像透镜系统的一成像面。
依据本发明再提供一种电子装置，包含如前段所述的取像装置。
当|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|满足上述条件时，第一透镜至第三透镜的总屈折力较弱，可缓和取像透镜系统前端入射光线的收敛速度，除可有利取像透镜系统达到较大视角，并有助于减少像差的产生。另外，具有弱屈折力的条件更有效减缓第一透镜至第三透镜镜片形状的变化，在成型与敏感度上具有合适的平衡。
当(CT3+CT5)/CT4满足上述条件时，有助于透镜的成型性与均质性以提升制作良率。
当R6/R5满足上述条件时，有助于修正取像透镜系统的像差以提升成像品质。
当SD/TD满足上述条件时，有利于取像透镜系统在远心特性与广视场角特性中取得平衡。
当Fno满足上述条件时，使系统具有大光圈优势，于光线不充足时仍可清晰取像。
附图说明
图1绘示依照本发明第一实施例的一种取像装置的示意图；
图2由左至右依序为第一实施例的球差、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装置的示意图；
图4由左至右依序为第二实施例的球差、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装置的示意图；
图6由左至右依序为第三实施例的球差、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装置的示意图；
图8由左至右依序为第四实施例的球差、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装置的示意图；
图10由左至右依序为第五实施例的球差、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装置的示意图；
图12由左至右依序为第六实施例的球差、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装置的示意图；
图14由左至右依序为第七实施例的球差、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装置的示意图；
图16由左至右依序为第八实施例的球差、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装置的示意图；
图18由左至右依序为第九实施例的球差、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电子装置的示意图；
图20绘示依照本发明第十一实施例的一种电子装置的示意图；以及图21绘示依照本发明第十二实施例的一种电子装置的示意图。
【符号说明】
电子装置：10、20、30
取像装置：11、21、31
光圈：100、200、300、400、500、600、700、800、900
第一透镜：110、210、310、410、510、610、710、810、910
物侧表面：111、211、311、411、511、611、711、811、911
像侧表面：112、212、312、412、512、612、712、812、912
第二透镜：120、220、320、420、520、620、720、820、920
物侧表面：121、221、321、421、521、621、721、821、921
像侧表面：122、222、322、422、522、622、722、822、922
第三透镜：130、230、330、430、530、630、730、830、930
物侧表面：131、231、331、431、531、631、731、831、931
像侧表面：132、232、332、432、532、632、732、832、932
第四透镜：140、240、340、440、540、640、740、840、940
物侧表面：141、241、341、441、541、641、741、841、941
像侧表面：142、242、342、442、542、642、742、842、942
第五透镜：150、250、350、450、550、650、750、850、950
物侧表面：151、251、351、451、551、651、751、851、951
像侧表面：152、252、352、452、552、652、752、852、952
红外线滤除滤光片：160、260、360、460、560、660、760、860、960
成像面：170、270、370、470、570、670、770、870、970
电子感光元件：180、280、380、480、580、680、780、880、980
f：取像透镜系统的焦距
Fno：取像透镜系统的光圈值
HFOV：取像透镜系统中最大视角的一半
V3：第三透镜的色散系数
V5：第五透镜的色散系数
CT3：第三透镜于光轴上的厚度
CT4：第四透镜于光轴上的厚度
CT5：第五透镜于光轴上的厚度
ΣCT：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜分别于光轴上厚度的总和
T12：第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离
T23：第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离
T34：第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离
T45：第四透镜与第五透镜于光轴上的间隔距离
SD：光圈至第五透镜像侧表面于光轴上的距离
TD：第一透镜物侧表面至第五透镜像侧表面于光轴上的距离
R5：第三透镜物侧表面的曲率半径
R6：第三透镜像侧表面的曲率半径
R10：第五透镜像侧表面的曲率半径
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
f5：第五透镜的焦距
SD11：第一透镜物侧表面的最大有效半径
SD52：第五透镜像侧表面的最大有效半径
ImgH：取像透镜系统的最大像高
BL：第五透镜像侧表面至成像面于光轴上的距离
具体实施方式
本发明提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，其中取像透镜系统中具有屈折力的透镜为五片。
前段所述取像透镜系统的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜中，任二相邻的具有屈折力的透镜间具有一空气间隙；也就是说，取像透镜系统具有五片单一非粘合的透镜。由于粘合透镜的制程较非粘合透镜复杂，特别在两透镜的粘合面需拥有高准度的曲面，以便达到两透镜粘合时的高密合度，且在粘合的过程中，也可能因偏位而造成密合度不佳，影响整体光学成像品质。因此，本发明取像透镜系统中，任二相邻的具有屈折力的透镜间具有一空气间隙，可有效改善粘合透镜所产生的问题。
第一透镜物侧表面为凸面，有助于缩短取像透镜系统的总长度。
第三透镜可具有负屈折力，其物侧表面可为凸面，其像侧表面可为凹面，借以修正取像透镜系统的像差以提升成像品质。另外，第三透镜像侧表面离轴处还可包含至少一凸面，有助于修正周边像差。
第四透镜可具有正屈折力，可有效降低取像透镜系统的敏感度。
第五透镜可具有负屈折力，其物侧表面可为凸面，其像侧表面为凹面。借此，可有助于加强像散的修正以进一步提升成像品质。再者，第五透镜像侧表面离轴处包含至少一凸面，可有效修正离轴视场像差以达到优良成像品质。
取像透镜系统的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，其满足下列条件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.95。由于第一透镜至第三透镜的总屈折力较弱，可缓和取像透镜系统前端入射光线的收敛速度，除可有利取像透镜系统达到较大视角，并有助于减少像差的产生。另外，具有弱屈折力的条件更有效减缓第一透镜至第三透镜镜片形状的变化，在成型与敏感度上具有合适的平衡。较佳地，可满足下列条件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.80。更佳地，可满足下列条件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.50。
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，第五透镜于光轴上的厚度为CT5，其满足下列条件：(CT3+CT5)/CT4<0.85。借此，有助于透镜的成型性与均质性以提升制作良率。
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，其满足下列条件：0.20<R6/R5。借此，有助于修正取像透镜系统的像差以提升成像品质。
取像透镜系统还包含一光圈，光圈至第五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五透镜像侧表面于光轴上的距离为TD，其满足下列条件：0.65<SD/TD<1.0。借此，有利于取像透镜系统在远心特性与广视场角特性中取得平衡。
取像透镜系统的焦距为f，第四透镜的焦距为f4，第五透镜的焦距为f5，其满足下列条件：2.0<|f/f4|+|f/f5|<4.0。借此，有助于降低取像透镜系统的敏感度并修正像散。
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，第四透镜与第五透镜于光轴上的间隔距离为T45，其满足下列条件：1.5<T12/(T23+T34+T45)<4.5。借此，有利于透镜的组装以提高制作良率。
取像透镜系统的焦距为f，第五透镜像侧表面的最大有效半径为SD52，其满足下列条件：1.0<f/SD52<1.35。借此，可有效修正离轴视场像差以达到优良成像品质。
取像透镜系统的光圈值为Fno，其满足下列条件：1.6<Fno<2.5。借此，使系统具有大光圈优势，于光线不充足时仍可清晰取像。
第一透镜物侧表面的最大有效半径为SD11，第五透镜像侧表面的最大有效半径为SD52，其满足下列条件：0.60<SD11/SD52<0.80。借此，有助于修正周边像差以提升周边成像品质。
第四透镜于光轴上的厚度为CT4，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜分别于光轴上厚度的总和为ΣCT，其满足下列条件：0.33<CT4/ΣCT<0.60。借此，有助于透镜的成型性与均质性以提升制作良率，并有助于维持适当总长。
第三透镜的色散系数为V3，第五透镜的色散系数为V5，其满足下列条件：25<V3+V5<55。借此，有助于取像透镜系统色差的修正并提升影像色彩真实度。
取像透镜系统的最大像高为ImgH，第五透镜像侧表面至一成像面于光轴上的距离为BL，其满足下列条件：1.3<ImgH/BL<2.5。借此，可有效缩短取像透镜系统的后焦距，维持其小型化。
取像透镜系统的焦距为f，第五透镜像侧表面的曲率半径为R10，其满足下列条件：0<R10/f<0.40。借此，可有助于加强像散的修正以进一步提升成像品质。
本发明提供的取像透镜系统中，透镜的材质可为塑胶或玻璃。当透镜的材质为塑胶，可以有效降低生产成本。另当透镜的材质为玻璃，则可以增加取像透镜系统屈折力配置的自由度。此外，取像透镜系统中的物侧表面及像侧表面可为非球面(ASP)，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透镜系统的总长度。
再者，本发明提供的取像透镜系统中，若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面于近光轴处为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面于近光轴处为凹面。本发明提供的取像透镜系统中，若透镜具有正屈折力或负屈折力，或是透镜的焦距，皆指透镜近光轴处的屈折力或是焦距。
另外，本发明取像透镜系统中，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。
取像透镜系统的成像面，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。
本发明的取像透镜系统中，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间。若光圈为前置光圈，可使取像透镜系统的出射瞳(Exit Pupil)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，有助于扩大系统的视场角，使取像透镜系统具有广角镜头的优势。
本发明的取像透镜系统更可视需求应用于移动对焦的光学系统中，并兼具优良像差修正与良好成像品质的特色。本发明亦可多方面应用于三维(3D)影像撷取、数字相机、移动产品、数字平板、智能电视、网络监控设备、体感游戏机、行车记录仪、倒车显影装置与穿戴式产品等电子装置中。
本发明提供一种取像装置，包含前述的取像透镜系统以及电子感光元件，其中电子感光元件设置于取像透镜系统的成像面。通过取像透镜系统中，第一透镜至第三透镜的总屈折力较弱，可缓和取像透镜系统前端入射光线的收敛速度，除可有利取像透镜系统达到较大视角，并有助于减少像差的产生。另外，具有弱屈折力的条件更有效减缓第一透镜至第三透镜镜片形状的变化，在成型与敏感度上具有合适的平衡，提升取像装置的成像品质。较佳地，取像装置可进一步包含镜筒(Barrel Member)、支持装置(Holder Member)或其组合。
本发明提供一种电子装置，包含前述的取像装置。借此，具有提升成像品质及效果。较佳地，电子装置可进一步包含控制单元(Control Unit)、显示单元(Display)、储存单元(Storage Unit)、随机存取存储器(RAM)或其组合。
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装置的示意图，图2由左至右依序为第一实施例的球差、像散及歪曲曲线图。由图1可知，第一实施例的取像装置包含取像透镜系统(未另标号)以及电子感光元件180。取像透镜系统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、第五透镜150、红外线滤除滤光片160以及成像面170，而电子感光元件180设置于取像透镜系统的成像面170，其中取像透镜系统中具有屈折力的透镜为五片(110-150)，且任二相邻的具有屈折力的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜110具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面111为凸面，其像侧表面112为凹面，并皆为非球面。
第二透镜120具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面121为凹面，其像侧表面122为凸面，并皆为非球面。
第三透镜130具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面131为凸面，其像侧表面132为凹面，并皆为非球面，其像侧表面132离轴处包含一凸面。
第四透镜140具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面141为凹面，其像侧表面142为凸面，并皆为非球面。
第五透镜150具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面151为凸面，其像侧表面152为凹面，并皆为非球面，其像侧表面152离轴处包含一凸面。
红外线滤除滤光片160为玻璃材质，其设置于第五透镜150及成像面170间且不影响取像透镜系统的焦距。
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交点切面的相对距离；
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。
第一实施例的取像透镜系统中，取像透镜系统的焦距为f，取像透镜系统的光圈值(f-number)为Fno，取像透镜系统中最大视角的一半为HFOV，其数值如下：f＝1.57mm；Fno＝2.15；以及HFOV＝48.0度。
第一实施例的取像透镜系统中，第三透镜130的色散系数为V3，第五透镜150的色散系数为V5，其满足下列条件：V3+V5＝47.0。
第一实施例的取像透镜系统中，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，第五透镜150于光轴上的厚度为CT5，其满足下列条件：(CT3+CT5)/CT4＝0.61。
第一实施例的取像透镜系统中，第四透镜140于光轴上的厚度为CT4，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140以及第五透镜150分别于光轴上厚度的总和为ΣCT，其满足下列条件：CT4/ΣCT＝0.41。
第一实施例的取像透镜系统中，第一透镜110与第二透镜120于光轴上的间隔距离为T12，第二透镜120与第三透镜130于光轴上的间隔距离为T23，第三透镜130与第四透镜140于光轴上的间隔距离为T34，第四透镜140与第五透镜150于光轴上的间隔距离为T45，其满足下列条件：T12/(T23+T34+T45)＝2.83。
第一实施例的取像透镜系统中，光圈100至第五透镜像侧表面152于光轴上的距离为SD，第一透镜物侧表面111至第五透镜像侧表面152于光轴上的距离为TD，其满足下列条件：SD/TD＝0.73。
第一实施例的取像透镜系统中，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：R6/R5＝0.72。
第一实施例的取像透镜系统中，取像透镜系统的焦距为f，第五透镜像侧表面152的曲率半径为R10，其满足下列条件：R10/f＝0.28。
第一实施例的取像透镜系统中，取像透镜系统的焦距为f，第一透镜110的焦距为f1，第二透镜120的焦距为f2，第三透镜130的焦距为f3，第四透镜140的焦距为f4，第五透镜150的焦距为f5，其满足下列条件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|＝0.41；以及|f/f4|+|f/f5|＝2.29。
第一实施例的取像透镜系统中，第一透镜物侧表面111的最大有效半径为SD11，第五透镜像侧表面152的最大有效半径为SD52，取像透镜系统的焦距为f，其满足下列条件：SD11/SD52＝0.69；以及f/SD52＝1.17。
第一实施例的取像透镜系统中，取像透镜系统的最大像高为ImgH(即电子感光元件180有效感测区域对角线长的一半)，第五透镜像侧表面152至成像面170于光轴上的距离为BL，其满足下列条件：ImgH/BL＝1.59。
再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，A4-A16则表示各表面第4-16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装置的示意图，图4由左至右依序为第二实施例的球差、像散及歪曲曲线图。由图3可知，第二实施例的取像装置包含取像透镜系统(未另标号)以及电子感光元件280。取像透镜系统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、第五透镜250、红外线滤除滤光片260以及成像面270，而电子感光元件280设置于取像透镜系统的成像面270，其中取像透镜系统中具有屈折力的透镜为五片(210-250)，且任二相邻的具屈折力的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜210具有正屈折力，且为玻璃材质，其物侧表面211为凸面，其像侧表面212为凹面，并皆为非球面。
第二透镜220具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面221为凸面，其像侧表面222为凸面，并皆为非球面。
第三透镜230具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面231为凸面，其像侧表面232为凹面，并皆为非球面，其像侧表面232离轴处包含一凸面。
第四透镜240具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面241为凹面，其像侧表面242为凸面，并皆为非球面。
第五透镜250具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面251为凸面，其像侧表面252为凹面，并皆为非球面，其像侧表面252离轴处包含一凸面。
红外线滤除滤光片260为玻璃材质，其设置于第五透镜250及成像面270间且不影响取像透镜系统的焦距。
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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
配合表三及表四可推算出下列数据：
<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装置的示意图，图6由左至右依序为第三实施例的球差、像散及歪曲曲线图。由图5可知，第三实施例的取像装置包含取像透镜系统(未另标号)以及电子感光元件380。取像透镜系统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、第五透镜350、红外线滤除滤光片360以及成像面370，而电子感光元件380设置于取像透镜系统的成像面370，其中取像透镜系统中具有屈折力的透镜为五片(310-350)，且任二相邻的具屈折力的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜310具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面311为凸面，其像侧表面312为凹面，并皆为非球面。
第二透镜320具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面321为凹面，其像侧表面322为凸面，并皆为非球面。
第三透镜330具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面331为凸面，其像侧表面332为凹面，并皆为非球面，其像侧表面332离轴处包含一凸面。
第四透镜340具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面341为凹面，其像侧表面342为凸面，并皆为非球面。
第五透镜350具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面351为凸面，其像侧表面352为凹面，并皆为非球面，其像侧表面352离轴处包含一凸面。
红外线滤除滤光片360为玻璃材质，其设置于第五透镜350及成像面370间且不影响取像透镜系统的焦距。
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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
配合表五及表六可推算出下列数据：
<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装置的示意图，图8由左至右依序为第四实施例的球差、像散及歪曲曲线图。由图7可知，第四实施例的取像装置包含取像透镜系统(未另标号)以及电子感光元件480。取像透镜系统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、第五透镜450、红外线滤除滤光片460以及成像面470，而电子感光元件480设置于取像透镜系统的成像面470，其中取像透镜系统中具有屈折力的透镜为五片(410-450)，且任二相邻的具屈折力的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜410具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面411为凸面，其像侧表面412为凹面，并皆为非球面。
第二透镜420具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面421为凸面，其像侧表面422为凹面，并皆为非球面。
第三透镜430具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面431为凸面，其像侧表面432为凹面，并皆为非球面，其像侧表面432离轴处包含一凸面。
第四透镜440具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面441为凹面，其像侧表面442为凸面，并皆为非球面。
第五透镜450具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面451为凸面，其像侧表面452为凹面，并皆为非球面，其像侧表面452离轴处包含一凸面。
红外线滤除滤光片460为玻璃材质，其设置于第五透镜450及成像面470间且不影响取像透镜系统的焦距。
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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
配合表七及表八可推算出下列数据：
<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装置的示意图，图10由左至右依序为第五实施例的球差、像散及歪曲曲线图。由图9可知，第五实施例的取像装置包含取像透镜系统(未另标号)以及电子感光元件580。取像透镜系统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、第五透镜550、红外线滤除滤光片560以及成像面570，而电子感光元件580设置于取像透镜系统的成像面570，其中取像透镜系统中具有屈折力的透镜为五片(510-550)，且任二相邻的具屈折力的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜510具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面511为凸面，其像侧表面512为凹面，并皆为非球面。
第二透镜520具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面521为凸面，其像侧表面522为凸面，并皆为非球面。
第三透镜530具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面531为凸面，其像侧表面532为凹面，并皆为非球面，其像侧表面532离轴处包含一凸面。
第四透镜540具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面541为凹面，其像侧表面542为凸面，并皆为非球面。
第五透镜550具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面551为凸面，其像侧表面552为凹面，并皆为非球面，其像侧表面552离轴处包含一凸面。
红外线滤除滤光片560为玻璃材质，其设置于第五透镜550及成像面570间且不影响取像透镜系统的焦距。
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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
配合表九及表十可推算出下列数据：
<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装置的示意图，图12由左至右依序为第六实施例的球差、像散及歪曲曲线图。由图11可知，第六实施例的取像装置包含取像透镜系统(未另标号)以及电子感光元件680。取像透镜系统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、第五透镜650、红外线滤除滤光片660以及成像面670，而电子感光元件680设置于取像透镜系统的成像面670，其中取像透镜系统中具有屈折力的透镜为五片(610-650)，且任二相邻的具屈折力的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜610具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面611为凸面，其像侧表面612为凹面，并皆为非球面。
第二透镜620具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面621为凸面，其像侧表面622为凸面，并皆为非球面。
第三透镜630具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面631为凸面，其像侧表面632为凹面，并皆为非球面，其像侧表面632离轴处包含一凸面。
第四透镜640具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面641为凹面，其像侧表面642为凸面，并皆为非球面。
第五透镜650具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面651为凸面，其像侧表面652为凹面，并皆为非球面，其像侧表面652离轴处包含一凸面。
红外线滤除滤光片660为玻璃材质，其设置于第五透镜650及成像面670间且不影响取像透镜系统的焦距。
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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
配合表十一及表十二可推算出下列数据：
<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装置的示意图，图14由左至右依序为第七实施例的球差、像散及歪曲曲线图。由图13可知，第七实施例的取像装置包含取像透镜系统(未另标号)以及电子感光元件780。取像透镜系统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、第五透镜750、红外线滤除滤光片760以及成像面770，而电子感光元件780设置于取像透镜系统的成像面770，其中取像透镜系统中具有屈折力的透镜为五片(710-750)，且任二相邻的具屈折力的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜710具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面711为凸面，其像侧表面712为凹面，并皆为非球面。
第二透镜720具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面721为凸面，其像侧表面722为凸面，并皆为非球面。
第三透镜730具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面731为凸面，其像侧表面732为凹面，并皆为非球面，其像侧表面732离轴处包含一凸面。
第四透镜740具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面741为凹面，其像侧表面742为凸面，并皆为非球面。
第五透镜750具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面751为凸面，其像侧表面752为凹面，并皆为非球面，其像侧表面752离轴处包含一凸面。
红外线滤除滤光片760为玻璃材质，其设置于第五透镜750及成像面770间且不影响取像透镜系统的焦距。
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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
配合表十三及表十四可推算出下列数据：
<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装置的示意图，图16由左至右依序为第八实施例的球差、像散及歪曲曲线图。由图15可知，第八实施例的取像装置包含取像透镜系统(未另标号)以及电子感光元件880。取像透镜系统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、第五透镜850、红外线滤除滤光片860以及成像面870，而电子感光元件880设置于取像透镜系统的成像面870，其中取像透镜系统中具有屈折力的透镜为五片(810-850)，且任二相邻的具屈折力的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜810具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面811为凸面，其像侧表面812为凹面，并皆为非球面。
第二透镜820具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面821为凸面，其像侧表面822为凸面，并皆为非球面。
第三透镜830具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面831为凸面，其像侧表面832为凹面，并皆为非球面，其像侧表面832离轴处包含一凸面。
第四透镜840具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面841为凸面，其像侧表面842为凸面，并皆为非球面。
第五透镜850具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面851为凸面，其像侧表面852为凹面，并皆为非球面，其像侧表面852离轴处包含一凸面。
红外线滤除滤光片860为玻璃材质，其设置于第五透镜850及成像面870间且不影响取像透镜系统的焦距。
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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
配合表十五及表十六可推算出下列数据：
<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装置的示意图，图18由左至右依序为第九实施例的球差、像散及歪曲曲线图。由图17可知，第九实施例的取像装置包含取像透镜系统(未另标号)以及电子感光元件980。取像透镜系统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、第五透镜950、红外线滤除滤光片960以及成像面970，而电子感光元件980设置于取像透镜系统的成像面970，其中取像透镜系统中具有屈折力的透镜为五片(910-950)，且任二相邻的具屈折力的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜910具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面911为凸面，其像侧表面912为凹面，并皆为非球面。
第二透镜920具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面921为凹面，其像侧表面922为凸面，并皆为非球面。
第三透镜930具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面931为凸面，其像侧表面932为凹面，并皆为非球面，其像侧表面932离轴处包含一凸面。
第四透镜940具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面941为凹面，其像侧表面942为凸面，并皆为非球面。
第五透镜950具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面951为凸面，其像侧表面952为凹面，并皆为非球面，其像侧表面952离轴处包含一凸面。
红外线滤除滤光片960为玻璃材质，其设置于第五透镜950及成像面970间且不影响取像透镜系统的焦距。
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，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
配合表十七及表十八可推算出下列数据：
<第十实施例>
请参照图19，是绘示依照本发明第十实施例的一种电子装置10的示意图。第十实施例的电子装置10是一智能手机，电子装置10包含取像装置11，取像装置11包含依据本发明的取像透镜系统(图未揭示)以及电子感光元件(图未揭示)，其中电子感光元件设置于取像透镜系统的成像面。
<第十一实施例>
请参照图20，是绘示依照本发明第十一实施例的一种电子装置20的示意图。第十一实施例的电子装置20是一平板电脑，电子装置20包含取像装置21，取像装置21包含依据本发明的取像透镜系统(图未揭示)以及电子感光元件(图未揭示)，其中电子感光元件设置于取像透镜系统的成像面。
<第十二实施例>
请参照图21，是绘示依照本发明第十二实施例的一种电子装置30的示意图。第十二实施例的电子装置30是一头戴式显示器(Head-mounted display，HMD)，电子装置30包含取像装置31，取像装置31包含依据本发明的取像透镜系统(图未揭示)以及电子感光元件(图未揭示)，其中电子感光元件设置于取像透镜系统的成像面。
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 (25)
1.一种取像透镜系统，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：
一第一透镜，其物侧表面为凸面；
一第二透镜；
一第三透镜，其物侧表面为凸面，其像侧表面为凹面；
一第四透镜，其物侧表面及像侧表面皆为非球面；以及
一第五透镜，其像侧表面为凹面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面，其像侧表面离轴处包含至少一凸面；
其中，该取像透镜系统的透镜总数为五片，且任二相邻的透镜间具有一空气间隙，该取像透镜系统的焦距为f，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，该第三透镜于光轴上的厚度为CT3，该第四透镜于光轴上的厚度为CT4，该第五透镜于光轴上的厚度为CT5，该第三透镜物侧表面的曲率半径为R5，该第三透镜像侧表面的曲率半径为R6，且该取像透镜系统还包含一光圈，该光圈至该第五透镜像侧表面于光轴上的距离为SD，该第一透镜物侧表面至该第五透镜像侧表面于光轴上的距离为TD，该取像透镜系统的光圈值为Fno，其满足下列条件：
|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.95；
(CT3+CT5)/CT4<0.85；
0.20<R6/R5；
0.65<SD/TD<1.0；以及
1.6<Fno≤2.35。
2.根据权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，该第五透镜物侧表面为凸面。
3.根据权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，该第四透镜具有正屈折力，该第五透镜具有负屈折力。
4.根据权利要求3所述的取像透镜系统，其特征在于，该取像透镜系统的焦距为f，该第四透镜的焦距为f4，该第五透镜的焦距为f5，其满足下列条件：
2.0<|f/f4|+|f/f5|<4.0。
5.根据权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，该取像透镜系统的焦距为f，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，其满足下列条件：
|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.80。
6.根据权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，该第一透镜与该第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，该第二透镜与该第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，该第三透镜与该第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，该第四透镜与该第五透镜于光轴上的间隔距离为T45，其满足下列条件：
1.5<T12/(T23+T34+T45)<4.5。
7.根据权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，该取像透镜系统的焦距为f，该第五透镜像侧表面的最大有效半径为SD52，其满足下列条件：
1.0<f/SD52<1.35。
8.根据权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，该第三透镜物侧表面及像侧表面皆为非球面，且其像侧表面离轴处包含至少一凸面。
9.根据权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，该第一透镜物侧表面的最大有效半径为SD11，该第五透镜像侧表面的最大有效半径为SD52，其满足下列条件：
0.60<SD11/SD52<0.80。
10.根据权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，该第四透镜于光轴上的厚度为CT4，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜以及该第五透镜分别于光轴上厚度的总和为ΣCT，其满足下列条件：
0.33<CT4/ΣCT<0.60。
11.根据权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，该第三透镜的色散系数为V3，该第五透镜的色散系数为V5，其满足下列条件：
25<V3+V5<55。
12.根据权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，该第三透镜具有负屈折力。
13.一种取像装置，其特征在于，包含：
如权利要求1所述的取像透镜系统；以及
一电子感光元件，其设置于该取像透镜系统的一成像面。
14.一种电子装置，其特征在于，包含：
如权利要求13所述的取像装置。
15.一种取像透镜系统，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：
一第一透镜，其物侧表面为凸面；
一第二透镜，其像侧表面为凸面；
一第三透镜；
一第四透镜，其物侧表面及像侧表面皆为非球面；以及
一第五透镜，其像侧表面为凹面，且其物侧表面及像侧表面为非球面，其像侧表面离轴处包含至少一凸面；
其中，该取像透镜系统的透镜总数为五片，且任二相邻的透镜间具有一空气间隙，该取像透镜系统的焦距为f，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，该第三透镜于光轴上的厚度为CT3，该第四透镜于光轴上的厚度为CT4，该第五透镜于光轴上的厚度为CT5，且该取像透镜系统还包含一光圈，该光圈至该第五透镜像侧表面于光轴上的距离为SD，该第一透镜物侧表面至该第五透镜像侧表面于光轴上的距离为TD，其满足下列条件：
|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.50；
(CT3+CT5)/CT4<0.85；以及
0.65<SD/TD<1.0。
16.根据权利要求15所述的取像透镜系统，其特征在于，该第三透镜像侧表面为凹面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面，该第三透镜像侧表面离轴处包含至少一凸面。
17.根据权利要求15所述的取像透镜系统，其特征在于，该第一透镜物侧表面的最大有效半径为SD11，该第五透镜像侧表面的最大有效半径为SD52，其满足下列条件：
0.60<SD11/SD52<0.80。
18.根据权利要求15所述的取像透镜系统，其特征在于，中该第一透镜与该第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，该第二透镜与该第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，该第三透镜与该第四透镜于光轴上的间隔距离为T34，该第四透镜与该第五透镜于光轴上的间隔距离为T45，其满足下列条件：
1.5<T12/(T23+T34+T45)<4.5。
19.根据权利要求15所述的取像透镜系统，其特征在于，该第四透镜于光轴上的厚度为CT4，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜以及该第五透镜分别于光轴上厚度的总和为ΣCT，其满足下列条件：
0.33<CT4/ΣCT<0.60。
20.根据权利要求15所述的取像透镜系统，其特征在于，该第三透镜的色散系数为V3，该第五透镜的色散系数为V5，其满足下列条件：
25<V3+V5<55。
21.根据权利要求15所述的取像透镜系统，其特征在于，该取像透镜系统的最大像高为ImgH，该第五透镜像侧表面至一成像面于光轴上的距离为BL，其满足下列条件：
1.3<ImgH/BL<2.5。
22.根据权利要求15所述的取像透镜系统，其特征在于，该取像透镜系统的焦距为f，该第五透镜像侧表面的曲率半径为R10，其满足下列条件：
0<R10/f<0.40。
23.根据权利要求15所述的取像透镜系统，其特征在于，该取像透镜系统的焦距为f，该第五透镜像侧表面的最大有效半径为SD52，其满足下列条件：
1.0<f/SD52<1.35。
24.一种取像装置，其特征在于，包含：
如权利要求15所述的取像透镜系统；以及
一电子感光元件，其设置于该取像透镜系统的一成像面。
25.一种电子装置，其特征在于，包含：
如权利要求24所述的取像装置。
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