CN106291889B - 光学取像镜头组、取像装置及电子装置 - Google Patents
光学取像镜头组、取像装置及电子装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明揭露一种光学取像镜头组、取像装置及电子装置,光学取像镜头组由物侧至像侧依序包含具屈折力的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。第一透镜具负屈折力,其像侧表面于近光轴处为凹面。第二透镜具正屈折力。第三透镜具负屈折力。第四透镜具负屈折力,其物侧表面于近光轴处为凹面。第五透镜具正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面,其像侧表面于近光轴处为凹面,其像侧表面于离轴处具有至少一凸面,其物侧表面与像侧表面皆为非球面。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。本发明还公开具有上述光学取像镜头组的取像装置及具有取像装置的电子装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学取像镜头组、取像装置及电子装置,特别涉及一种适用于电子装置的光学取像镜头组及取像装置。
背景技术
近年来,随着小型化摄影镜头的蓬勃发展,微型取像模块的需求日渐提高,而一般摄影镜头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,且随着半导体工艺技术的精进,使得感光元件的像素尺寸缩小,再加上现今电子产品以功能佳且轻薄短小的外型为发展趋势,因此,具备良好成像品质的小型化摄影镜头俨然成为目前市场上的主流。
传统搭载于可携式装置上的高像素小型化摄影镜头,多采用少片数的透镜结构为主,但由于高阶智能型手机(Smart Phone)、穿戴式装置(Wearable Device)、平板计算机(Tablet Personal Computer)等高规格移动装置的盛行,带动小型化摄像镜头在像素与成像品质上的要求提升,现有镜头组将无法满足更高阶的需求。此外,近年来随着电子产品轻薄化,其搭载的摄像镜头也逐渐往大视角发展,使得已知现有技术的透镜配置难以同时满足较大视角与短总长,亦或者其品质难以达成需求。因此,如何能提供同时具小型化以及广视角的高品质光学系统为目前业界欲解决的其一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学取像镜头组、取像装置以及电子装置,其中第一透镜具有负屈折力,且第二透镜具有正屈折力,而能使位于大视角处的视场光线较容易入射至光学取像镜头组,有助于提升光学取像镜头组的广角特性以及维持良好成像品质。此外,第三透镜和第四透镜皆具负屈折力,而能有效修正因第二透镜造成的像弯曲等像差,同时也有助于缩短光学取像镜头组的后焦距。借此,本发明提供的光学取像镜头组有助于同时满足小型化、广视角和高成像品质的需求。
本发明提供一种光学取像镜头组,由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。第一透镜具有负屈折力,其像侧表面于近光轴处为凹面。第二透镜具有正屈折力。第三透镜具有负屈折力。第四透镜具有负屈折力,其物侧表面于近光轴处为凹面。第五透镜具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面,其像侧表面于近光轴处为凹面,其像侧表面于离轴处具有至少一凸面,其物侧表面与像侧表面皆为非球面。光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,第四透镜于光轴上的厚度为CT4,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:
0<T34/CT4<1.85;以及
f4/f3<10.0。
本发明提供一种取像装置,其包含前述的光学取像镜头组以及电子感光元件,其中电子感光元件设置于光学取像镜头组的成像面上。
本发明提供一种电子装置,其包含前述的取像装置。
本发明另提供一种光学取像镜头组,由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。第一透镜具有负屈折力,其像侧表面于近光轴处为凹面。第二透镜具有正屈折力。第三透镜具有负屈折力。第四透镜具有负屈折力,其物侧表面于近光轴处为凹面,其像侧表面于近光轴处为凸面。第五透镜具有屈折力,其像侧表面于近光轴处为凹面,其像侧表面于离轴处具有至少一凸面,其物侧表面与像侧表面皆为非球面。光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,第四透镜于光轴上的厚度为CT4,第一透镜的色散系数为V1,第三透镜的色散系数为V3,第四透镜的色散系数为V4,其满足下列条件:
0<T34/CT4<1.85;以及
V1+V3+V4<120。
本发明另提供一种取像装置,其包含前述的光学取像镜头组以及电子感光元件,其中电子感光元件设置于光学取像镜头组的成像面上。
本发明另提供一种电子装置,其包含前述的取像装置。
当T34/CT4满足上述条件时,可避免第四透镜厚度过薄而造成成型上的困难。此外,也可避免第三透镜和第四透镜间距过大,有助于光学取像镜头组的小型化。
当f4/f3满足上述条件时,第三透镜和第四透镜屈折力配置较为合适,而可避免光学取像镜头组的屈折力过度集中,有助于降低光学取像镜头组的敏感度。
当V1+V3+V4满足上述条件时,有助于修正光学取像镜头组的色差和像散。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
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绘示依照本发明的一种电子装置的示意图;
图14绘示依照本发明的另一种电子装置的示意图;
图15绘示依照本发明的再另一种电子装置的示意图。
其中,附图标记
取像装置︰10
光圈︰100、200、300、400、500、600
第一透镜︰110、210、310、410、510、610
物侧表面︰111、211、311、411、511、611
像侧表面︰112、212、312、412、512、612
第二透镜︰120、220、320、420、520、620
物侧表面︰121、221、321、421、521、621
像侧表面︰122、222、322、422、522、622
第三透镜︰130、230、330、430、530、630
物侧表面︰131、231、331、431、531、631
像侧表面︰132、232、332、432、532、632
第四透镜︰140、240、340、440、540、640
物侧表面︰141、241、341、441、541、641
像侧表面︰142、242、342、442、542、642
第五透镜︰150、250、350、450、550、650
物侧表面︰151、251、351、451、551、651
像侧表面︰152、252、352、452、552、652
红外线滤除滤光元件︰160、260、360、460、560、660
成像面︰170、270、370、470、570、670
电子感光元件︰180、280、380、480、580、680
CT2:第二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
Dr1r6:第一透镜物侧表面至第三透镜像侧表面于光轴上的距离
Dr7r10:第四透镜物侧表面至第五透镜像侧表面于光轴上的距离
f︰光学取像镜头组的焦距
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
Fno︰光学取像镜头组的光圈值
HFOV︰光学取像镜头组中最大视角的一半
R3:第二透镜物侧表面的曲率半径
R4:第二透镜像侧表面的曲率半径
R7:第四透镜物侧表面的曲率半径
R8:第四透镜像侧表面的曲率半径
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
T34:第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离
V1:第一透镜的色散系数
V3:第三透镜的色散系数
V4:第四透镜的色散系数
ΣAT:光学取像镜头组中任两相邻具屈折力透镜间于光轴上的间隔距离的总和
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
光学取像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、第四透镜和第五透镜。光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片。
第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜、中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔,亦即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜可为五枚单一非接合的具屈折力透镜。由于接合透镜的工艺较非接合透镜复杂,特别在两透镜的接合面需拥有高准度的曲面,以便达到两透镜接合时的高密合度,且在接合的过程中,更也可能因偏位而造成移轴缺陷,影响整体光学成像品质。因此,光学取像镜头组中的第一透镜至第五透镜可为五枚单一非接合的具屈折力透镜,进而有效改善接合透镜所产生的问题。
第一透镜具有负屈折力,其像侧表面于近光轴处为凹面,其像侧表面于离轴处可具有至少一凸面。借此,有助于扩大光学取像镜头组的视角以撷取更大影像范围。
第二透镜具有正屈折力。借此,第一透镜与第二透镜的屈折力配置可使位于大视角处的视场光线较容易入射至光学取像镜头组,而有助于提升光学取像镜头组的广角特性以及维持良好成像品质。
第三透镜具有负屈折力,其像侧表面于近光轴处可为凹面,其物侧表面与像侧表面中至少一表面可具有至少一反曲点。借此,有助于修正影像周边像差,进而提升成像品质。
第四透镜具有负屈折力,其物侧表面于近光轴处为凹面,其像侧表面于近光轴处可为凸面。借此,第三透镜和第四透镜的屈折力配置能有效修正因第二透镜造成的像弯曲等像差,同时也有助于缩短光学取像镜头组的后焦距以维持其小型化。此外,也可有效修正光学取像镜头组的佩兹伐和数(Petzval's sum),以使成像面更平坦。
第五透镜可具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处可为凸面,其像侧表面于近光轴处为凹面,其像侧表面于离轴处具有至少一凸面。借此,可使光学取像镜头组的主点远离像侧端,进而缩短光学取像镜头组的后焦距,以利于光学取像镜头组的小型化。此外,可压制离轴视场的光线入射于感光元件上的角度,以增加影像感光元件的接收效率,进一步修正离轴视场的像差。
第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,第四透镜于光轴上的厚度为CT4,其满足下列条件:0<T34/CT4<1.85。借此,可避免第四透镜厚度过薄而造成成型上的困难,并且也可避免第三透镜和第四透镜间距过大,而有助于光学取像镜头组的小型化。较佳地,其满足下列条件:0.30<T34/CT4<1.65。
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:f4/f3<10.0。借此,可适当配置第三透镜和第四透镜屈折力,而能避免光学取像镜头组的屈折力过度集中,有助于降低光学取像镜头组的敏感度。较佳地,其满足下列条件:f4/f3<5.0。
第一透镜的色散系数为V1,第三透镜的色散系数为V3,第四透镜的色散系数为V4,其满足下列条件:V1+V3+V4<120。借此,有助于修正光学取像镜头组的色差和像散。较佳地,其满足下列条件:V1+V3+V4<90。
第二透镜物侧表面的曲率半径为R3,第二透镜像侧表面的曲率半径为R4,其可满足下列条件:-2.5<R3/R4<-0.4。借此,第二透镜物侧表面曲率与第二透镜像侧表面曲率较为平衡,有助于使第二透镜形状较为合适,并且降低透镜制作困难度。
第四透镜物侧表面的曲率半径为R7,第四透镜像侧表面的曲率半径为R8,其可满足下列条件:(R7+R8)/(R7-R8)<0。借此,有助于提升光学取像镜头组的像散修正效果。
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,光学取像镜头组中任两相邻具屈折力透镜间于光轴上的间隔距离的总和为ΣAT(意即,第一透镜和第二透镜于光轴上的间隔距离、第二透镜和第三透镜于光轴上的间隔距离、第三透镜和第四透镜于光轴上的间隔距离以及第四透镜和第五透镜于光轴上的间隔距离的总和),其可满足下列条件:3.6<Td/ΣAT<6.0。借此,各透镜排列分布较紧密,而有助于进一步维持光学取像镜头组的小型化。
光学取像镜头组的焦距为f,第二透镜的焦距为f2,第五透镜的焦距为f5,其可满足下列条件:1.25<(f/f2)+(f/f5)<4.0。借此,具正屈折力的第二透镜和第五透镜可适当平衡第三透镜和第四透镜的负屈折力,有助于扩大光学取像镜头组的视角并且提高周边照度。
第一透镜物侧表面至第三透镜像侧表面于光轴上的距离为Dr1r6,第四透镜物侧表面至第五透镜像侧表面于光轴上的距离为Dr7r10,其可满足下列条件:Dr1r6/Dr7r10<1.0。借此,有助于进一步有效利用空间,以维持光学取像镜头组的小型化,并且降低各透镜组装上的困难度。
光学取像镜头组的焦距为f,第一透镜的焦距为f1,其可满足下列条件:-0.25<f/f1<0。借此,有助于扩大光学取像镜头组的视角,同时维持成像品质。
第二透镜于光轴上的厚度为CT2,第五透镜于光轴上的厚度为CT5,其可满足下列条件:CT2/CT5<1.40。借此,有助于透镜在制作时的均质性与成型性以提升制造良率,并藉由适当透镜厚度设计以有效维持光学取像镜头组的小型化。较佳地,其可满足下列条件:CT2/CT5<1.0。
光学取像镜头组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,可使光学取像镜头组的出射瞳(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,是有助于扩大系统的视场角,使光学取像镜头组具有广角镜头的优势。
本发明揭露的光学取像镜头组中,透镜的材质可为塑胶或玻璃。当透镜的材质为玻璃,可以增加屈折力配置的自由度。另当透镜材质为塑胶,则可以有效降低生产成本。此外,可于透镜表面上设置非球面(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,进而缩减所需使用透镜的数目,因此可以有效降低光学总长度。
本发明揭露的光学取像镜头组中,若透镜表面是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;若透镜表面系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。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为透镜于近光轴处的屈折力或焦距。
本发明揭露的光学取像镜头组中,光学取像镜头组的成像面(Image Surface)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。
本发明揭露的光学取像镜头组中,可设置有至少一光阑,其位置可设置于第一透镜前、各透镜间或最后一透镜后均可,该光阑的种类如耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(Field Stop)等,用以减少杂散光,有助于提升影像品质。
本发明更提供一种取像装置,其包含前述光学取像镜头组以及电子感光元件,其中电子感光元件设置于光学取像镜头组的成像面上。较佳地,该取像装置可进一步包含镜筒(Barrel Member)、支持装置(Holding Member)或其组合。
请参照图13、图14与图15,取像装置10可多方面应用于智能型手机(如图13所示)、平板计算机(如图14所示)与穿戴式装置(如图15所示)等电子装置。较佳地,电子装置可进一步包含控制单元(Control Units)、显示单元(Display Units)、储存单元(StorageUnits)、暂储存单元(RAM)或其组合。
本发明的光学取像镜头组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。本发明更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、智能型电视、网络监控设备、行车记录器、倒车显影装置、体感游戏机与穿戴式装置等电子装置中。前揭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。
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,取像装置包含光学取像镜头组(未另标号)与电子感光元件180。光学取像镜头组由物侧至像侧依序包含光圈100、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、红外线滤除滤光元件(IR-cut Filter)160与成像面170。其中,电子感光元件180设置于成像面170上。光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片(110-150)。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜110具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面111于近光轴处为凸面,其像侧表面112于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面112于离轴处具有至少一凸面。
第二透镜120具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面121于近光轴处为凸面,其像侧表面122于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面。
第三透镜130具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面131于近光轴处为凸面,其像侧表面132于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面131及像侧表面132皆具有至少一反曲点。
第四透镜140具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面141于近光轴处为凹面,其像侧表面142于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面。
第五透镜150具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面151于近光轴处为凸面,其像侧表面152于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面152于离轴处具有至少一凸面。
红外线滤除滤光元件160的材质为玻璃,其设置于第五透镜150及成像面170间,并不影响光学取像镜头组的焦距。
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。
第一实施例的光学取像镜头组中,光学取像镜头组的焦距为f,光学取像镜头组的光圈值(F-number)为Fno,光学取像镜头组中最大视角的一半为HFOV,其数值如下:f=2.85毫米(mm),Fno=2.38,HFOV=38.1度(deg.)。
第一透镜110的色散系数为V1,第三透镜130的色散系数为V3,第四透镜140的色散系数为V4,其满足下列条件:V1+V3+V4=71.4。
第二透镜120于光轴上的厚度为CT2,第五透镜150于光轴上的厚度为CT5,其满足下列条件:CT2/CT5=0.62。
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于光轴上的厚度为CT4,其满足下列条件:T34/CT4=0.98。
第一透镜物侧表面111至第三透镜像侧表面132于光轴上的距离为Dr1r6,第四透镜物侧表面141至第五透镜像侧表面152于光轴上的距离为Dr7r10,其满足下列条件:Dr1r6/Dr7r10=0.82。
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,光学取像镜头组中任两相邻具屈折力透镜间于光轴上的间隔距离的总和为ΣAT,其满足下列条件:Td/ΣAT=4.59。
第二透镜物侧表面121的曲率半径为R3,第二透镜像侧表面122的曲率半径为R4,其满足下列条件:R3/R4=-1.10。
第四透镜物侧表面141的曲率半径为R7,第四透镜像侧表面142的曲率半径为R8,其满足下列条件:(R7+R8)/(R7-R8)=-3.57。
光学取像镜头组的焦距为f,第一透镜110的焦距为f1,其满足下列条件:f/f1=-0.07。
光学取像镜头组的焦距为f,第二透镜120的焦距为f2,第五透镜150的焦距为f5,其满足下列条件:(f/f2)+(f/f5)=2.05。
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:f4/f3=0.90。
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及图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,取像装置包含光学取像镜头组(未另标号)与电子感光元件280。光学取像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、第五透镜250、红外线滤除滤光元件260与成像面270。其中,电子感光元件280设置于成像面270上。光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片(210-250)。第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240和第五透镜250中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜210具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面211于近光轴处为凸面,其像侧表面212于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面212于离轴处具有至少一凸面。
第二透镜220具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面221于近光轴处为凸面,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具有负屈折力,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于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面231及像侧表面232皆具有至少一反曲点。
第四透镜240具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面241于近光轴处为凹面,其像侧表面242于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面。
第五透镜250具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面251于近光轴处为凸面,其像侧表面252于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面252于离轴处具有至少一凸面。
红外线滤除滤光元件260的材质为玻璃,其设置于第五透镜250及成像面270间,并不影响光学取像镜头组的焦距。
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及图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,取像装置包含光学取像镜头组(未另标号)与电子感光元件380。光学取像镜头组由物侧至像侧依序包含光圈300、第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340、第五透镜350、红外线滤除滤光元件360与成像面370。其中,电子感光元件380设置于成像面370上。光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片(310-350)。第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340和第五透镜350中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜310具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面311于近光轴处为凸面,其像侧表面312于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面312于离轴处具有至少一凸面。
第二透镜320具有正屈折力,且为玻璃材质,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具有负屈折力,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于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面331及像侧表面332皆具有至少一反曲点。
第四透镜340具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面341于近光轴处为凹面,其像侧表面342于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面。
第五透镜350具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面351于近光轴处为凸面,其像侧表面352于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面352于离轴处具有至少一凸面。
红外线滤除滤光元件360的材质为玻璃,其设置于第五透镜350及成像面370间,并不影响光学取像镜头组的焦距。
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,下表所述的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
<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,取像装置包含光学取像镜头组(未另标号)与电子感光元件480。光学取像镜头组由物侧至像侧依序包含光圈400、第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440、第五透镜450、红外线滤除滤光元件460与成像面470。其中,电子感光元件480设置于成像面470上。光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片(410-450)。第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440和第五透镜450中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜410具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面411于近光轴处为凸面,其像侧表面412于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面412于离轴处具有至少一凸面。
第二透镜420具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面421于近光轴处为凸面,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具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面431于近光轴处为凸面,其像侧表面432于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面431及像侧表面432皆具有至少一反曲点。
第四透镜440具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面441于近光轴处为凹面,其像侧表面442于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面。
第五透镜450具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面451于近光轴处为凸面,其像侧表面452于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面452于离轴处具有至少一凸面。
红外线滤除滤光元件460的材质为玻璃,其设置于第五透镜450及成像面470间,并不影响光学取像镜头组的焦距。
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,下表所述的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
<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,取像装置包含光学取像镜头组(未另标号)与电子感光元件580。光学取像镜头组由物侧至像侧依序包含光圈500、第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540、第五透镜550、红外线滤除滤光元件560与成像面570。其中,电子感光元件580设置于成像面570上。光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片(510-550)。第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540和第五透镜550中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜510具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面511于近光轴处为凸面,其像侧表面512于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面512于离轴处具有至少一凸面。
第二透镜520具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面521于近光轴处为凸面,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具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面531于近光轴处为凸面,其像侧表面532于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面531及像侧表面532皆具有至少一反曲点。
第四透镜540具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面541于近光轴处为凹面,其像侧表面542于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面。
第五透镜550具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面551于近光轴处为凸面,其像侧表面552于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面552于离轴处具有至少一凸面。
红外线滤除滤光元件560的材质为玻璃,其设置于第五透镜550及成像面570间,并不影响光学取像镜头组的焦距。
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实施例相同,在此不加以赘述。
<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,取像装置包含光学取像镜头组(未另标号)与电子感光元件680。光学取像镜头组由物侧至像侧依序包含光圈600、第一透镜610、第二透镜620、第三透镜630、第四透镜640、第五透镜650、红外线滤除滤光元件660与成像面670。其中,电子感光元件680设置于成像面670上。光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片(610-650)。第一透镜610、第二透镜620、第三透镜630、第四透镜640和第五透镜650中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔。
第一透镜610具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面611于近光轴处为凸面,其像侧表面612于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面612于离轴处具有至少一凸面。
第二透镜620具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面621于近光轴处为凸面,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具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面631于近光轴处为凹面,其像侧表面632于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面631及像侧表面632皆具有至少一反曲点。
第四透镜640具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面641于近光轴处为凹面,其像侧表面642于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面。
第五透镜650具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面651于近光轴处为凸面,其像侧表面652于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面652于离轴处具有至少一凸面。
红外线滤除滤光元件660的材质为玻璃,其设置于第五透镜650及成像面670间,并不影响光学取像镜头组的焦距。
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实施例相同,在此不加以赘述。
上述取像装置可搭载于电子装置内。本发明使用五片具屈折力透镜的光学取像镜头组,其中第一透镜具有负屈折力,且第二透镜具有正屈折力,可使位于大视角处的视场光线较容易入射至光学取像镜头组,进而有助于提升光学取像镜头组的广角特性及维持良好成像品质。此外,第三透镜和第四透镜皆具负屈折力,而能有效修正因第二透镜造成的像弯曲等像差,同时也有助于缩短光学取像镜头组的后焦距以维持其小型化。当满足特定条件时,可避免第四透镜厚度过薄而导致成型的困难,同时也可避免第三透镜和第四透镜间距过大而有助于光学取像镜头组的小型化。另外,也有助于使第三透镜和第四透镜屈折力配置较为合适,而可避免光学取像镜头组的屈折力过度集中以降低光学取像镜头组的敏感度。再者,可有助于修正光学取像镜头组的色差和像散。综上所述,本发明所提供的光学取像镜头组可同时满足小型化、广视角和高成像品质的需求。
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。
Claims (26)
1.一种光学取像镜头组,由物侧至像侧依序包含:
一第一透镜,具有负屈折力,其像侧表面于近光轴处为凹面;
一第二透镜,具有正屈折力;
一第三透镜,具有负屈折力;
一第四透镜,具有负屈折力;以及
一第五透镜,具有正屈折力,其物侧表面于近光轴处为凸面,其像侧表面于近光轴处为凹面,其像侧表面于离轴处具有至少一凸面,其物侧表面与像侧表面皆为非球面;
其中,该光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片,该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜和该第五透镜中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔;
其中,该第三透镜与该第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,该第四透镜于光轴上的厚度为CT4,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:
0<T34/CT4<1.85;以及
f4/f3<10.0,
其特征在于,该第四透镜的物侧表面于近光轴处为凹面。
2.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第一透镜像侧表面于离轴处具有至少一凸面。
3.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,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:
f4/f3<5.0。
4.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第二透镜物侧表面的曲率半径为R3,该第二透镜像侧表面的曲率半径为R4,其满足下列条件:
-2.5<R3/R4<-0.4。
5.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第四透镜物侧表面的曲率半径为R7,该第四透镜像侧表面的曲率半径为R8,其满足下列条件:
(R7+R8)/(R7-R8)<0。
6.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第一透镜的色散系数为V1,该第三透镜的色散系数为V3,该第四透镜的色散系数为V4,其满足下列条件:
V1+V3+V4<120。
7.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,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,该光学取像镜头组中任两相邻具屈折力透镜间于光轴上的间隔距离的总和为ΣAT,其满足下列条件:
3.6<Td/ΣAT<6.0。
8.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,该光学取像镜头组的焦距为f,该第二透镜的焦距为f2,该第五透镜的焦距为f5,其满足下列条件:
1.25<(f/f2)+(f/f5)<4.0。
9.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第三透镜像侧表面近光轴处为凹面,且该第三透镜物侧表面与像侧表面中至少一表面具有至少一反曲点。
10.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第三透镜与该第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,该第四透镜于光轴上的厚度为CT4,其满足下列条件:
0.30<T34/CT4<1.65。
11.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第一透镜物侧表面至该第三透镜像侧表面于光轴上的距离为Dr1r6,该第四透镜物侧表面至该第五透镜像侧表面于光轴上的距离为Dr7r10,其满足下列条件:
Dr1r6/Dr7r10<1.0。
12.根据权利要求1所述的光学取像镜头组,其特征在于,该光学取像镜头组的焦距为f,该第一透镜的焦距为f1,其满足下列条件:
-0.25<f/f1<0。
13.一种取像装置,其特征在于,包含:
如权利要求1所述的光学取像镜头组;以及
一电子感光元件,其中该电子感光元件设置于该光学取像镜头组的一成像面上。
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。
15.一种光学取像镜头组,由物侧至像侧依序包含:
一第一透镜,具有负屈折力,其像侧表面于近光轴处为凹面;
一第二透镜,具有正屈折力;
一第三透镜,具有负屈折力;
一第四透镜,具有负屈折力;以及
一第五透镜,具有屈折力,其像侧表面于近光轴处为凹面,其像侧表面于离轴处具有至少一凸面,其物侧表面与像侧表面皆为非球面;
其中,该光学取像镜头组中具屈折力的透镜为五片,该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜和该第五透镜中任两相邻透镜间于光轴上均具有一空气间隔;
其中,该第三透镜与该第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,该第四透镜于光轴上的厚度为CT4,该第一透镜的色散系数为V1,该第三透镜的色散系数为V3,该第四透镜的色散系数为V4,其满足下列条件:
0<T34/CT4<1.85;以及
V1+V3+V4<120,
其特征在于,该第四透镜的物侧表面于近光轴处为凹面,该第四透镜的像侧表面于近光轴处为凸面。
16.根据权利要求15所述的光学取像镜头组,其特征在于,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,该光学取像镜头组中任两相邻具屈折力透镜间于光轴上的间隔距离的总和为ΣAT,其满足下列条件:
3.6<Td/ΣAT<6.0。
17.根据权利要求15所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第一透镜的色散系数为V1,该第三透镜的色散系数为V3,该第四透镜的色散系数为V4,其满足下列条件:
V1+V3+V4<90。
18.根据权利要求15所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第二透镜物侧表面的曲率半径为R3,该第二透镜像侧表面的曲率半径为R4,其满足下列条件:
-2.5<R3/R4<-0.4。
19.根据权利要求15所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第三透镜物侧表面与像侧表面中至少一表面具有至少一反曲点。
20.根据权利要求15所述的光学取像镜头组,其特征在于,该光学取像镜头组的焦距为f,该第二透镜的焦距为f2,该第五透镜的焦距为f5,其满足下列条件:
1.25<(f/f2)+(f/f5)<4.0。
21.根据权利要求15所述的光学取像镜头组,其特征在于,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:
f4/f3<10.0。
22.根据权利要求21所述的光学取像镜头组,其特征在于,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:
f4/f3<5.0。
23.根据权利要求15所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第二透镜于光轴上的厚度为CT2,该第五透镜于光轴上的厚度为CT5,其满足下列条件:
CT2/CT5<1.40。
24.根据权利要求23所述的光学取像镜头组,其特征在于,该第二透镜于光轴上的厚度为CT2,该第五透镜于光轴上的厚度为CT5,其满足下列条件:
CT2/CT5<1.0。
25.一种取像装置,其特征在于,包含:
如权利要求15所述的光学取像镜头组;以及
一电子感光元件,其中该电子感光元件设置于该光学取像镜头组的一成像面上。
26.一种电子装置,其特征在于,包含:
如权利要求25所述的取像装置。
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