CN107193110A - 成像光学镜组、取像装置及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种成像光学镜组,由物侧至像侧依序包含一具有正屈折力的第一透镜,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,物侧表面于近光轴处为凹面,像侧表面于近光轴处为凸面;一具有正屈折力的第三透镜,物侧表面于近光轴处为凹面,像侧表面于近光轴处为凸面,物侧表面及像侧表面皆为非球面;以及一具有负屈折力的第四透镜,物侧及像侧表面皆为非球面,第四透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面具有至少一反曲点。成像光学镜组中的透镜总数为四枚,第一透镜、第二透镜、第三透镜、及第四透镜中至少有二枚透镜的色散系数小于32,成像光学镜组更包含一光圈,光圈设置于第一透镜的物侧方向。
Description
本申请是申请日为2014年05月15日、申请号为201410204024.9、发明名称为“成像光学镜组、取像装置及电子装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明系有关于一种成像光学镜组、取像装置及电子装置,特别是有关于一种应用于电子装置上的成像光学镜组以及取像装置。
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。一般光学系统的电子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,使得电子感光元件的画素尺寸缩小,光学系统逐渐往高画素领域发展,因此对成像品质的要求也日益增加。
已知的电子产品多采用三片式摄影镜头,但是当对成像品质的要求提高时,已知的三片式摄影镜头将无法满足更高阶的摄影需求。
目前虽然有进一步发展一般传统四片式摄影镜头,其成像品质较三片式摄影镜头虽可提高;但因其第一透镜并非作为提供系统主要的屈折力,且在搭配曲折力较强的第二透镜至第四透镜后,并不利于周边像差的校正、扩大周边光锥大小,无法改善周边解像力与相对照度,特别是第四透镜的像侧表面以凹面为主,因此无法有效压制离轴光线入射于电子感光元件上的角度,降低了系统于电子感光元件上的响应,因而无法使用在红外线波段的镜头。
发明内容
本发明所提供的一种成像光学镜组,由物侧至像侧依序包含:一具有正屈折力的第一透镜,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;一第二透镜,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;一具有正屈折力的第三透镜,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,其物侧表面及像侧表面皆为非球面;以及一具有负屈折力的第四透镜,其物侧表面及像侧表面皆为非球面,且第四透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面具有至少一反曲点;其中,成像光学镜组中的透镜总数为四枚,第一透镜、第二透镜、第三透镜、及第四透镜中至少有二枚透镜的色散系数小于32,成像光学镜组更包含一光圈,光圈设置于第一透镜的物侧方向,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,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,并满足下列条件:
R4/R3<2.0;以及
0<R5/R6<20。
本发明另提供的一种成像光学镜组,由物侧至像侧依序包含:一具有正屈折力的第一透镜,其物侧表面于近光轴处为凸面;一具有负屈折力的第二透镜,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;一具有正屈折力的第三透镜,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,其物侧表面及像侧表面皆为非球面;以及一具有负屈折力的第四透镜,其物侧表面及像侧表面皆为非球面,且第四透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面具有至少一反曲点;其中,成像光学镜组中的透镜总数为四枚,第一透镜、第二透镜、第三透镜、及第四透镜中至少有二枚透镜的色散系数小于32,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,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,并满足下列条件:
R4/R3≤1.59;以及
0<R5/R6<20。
依据本发明另一实施方式提供一种取像装置,包含前述的成像光学镜组;以及一电子感光元件,设置于该成像光学镜组的一成像面。
依据本发明又一实施方式提供一种电子装置,包含:前述的取像装置。
当R4/R3满足上述条件时,可补正该成像光学镜组的球差。
当R5/R6满足上述条件时,有助于控制系统像差,并提高成像品质。
附图说明
图1A是本发明第一实施例的成像光学镜组的示意图。
图1B由左至右依序为第一实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。
图2A是本发明第二实施例的成像光学镜组的示意图。
图2B由左至右依序为第二实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。
图3A是本发明第三实施例的成像光学镜组的示意图。
图3B由左至右依序为第三实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。
图4A是本发明第四实施例的成像光学镜组的示意图。
图4B由左至右依序为第四实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。
图5A是本发明第五实施例的成像光学镜组的示意图。
图5B由左至右依序为第五实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。
图6A是本发明第六实施例的成像光学镜组的示意图。
图6B由左至右依序为第六实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。
图7A是本发明第七实施例之成像光学镜组的示意图。
图7B由左至右依序为第七实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。
图8A是本发明第八实施例的成像光学镜组的示意图。
图8B由左至右依序为第八实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。
图9是本发明依照图4A的成像光学镜组中第四透镜像侧表面最大有效径位置的投影示意图。
图10是本发明第九实施例的一种电子装置的示意图。
图11是本发明第十实施例的一种电子装置的示意图。
图12是本发明第十一实施例的一种电子装置的示意图。
图中附图标记说明如下:
100、200、300、400、500、600、700、800:光圈
110、210、310、410、510、610、710、810:第一透镜
111、211、311、411、511、611、711、811:物侧表面
112、212、312、412、512、612、712、812:像侧表面
120、220、320、420、520、620、720、820:第二透镜
121、221、321、421、521、621、721、821:物侧表面
122、222、322、422、522、622、722、822:像侧表面
130、230、330、430、530、630、730、830:第三透镜
131、231、331、431、531、631、731、831:物侧表面
132、232、332、432、532、632、732、832:像侧表面
140、240、340、440、540、640、740、840:第四透镜
141、241、341、441、541、641、741、841:物侧表面
142、242、342、442、542、642、742、842:像侧表面
150、250、350、450、550、650、750、850:红外线滤除滤光元件
160、260、360、460、560、660、760、860:成像面
170、270、370、470、570、670、770、870:电子感光元件
10、20、30:电子装置
11:取像装置
f:成像光学镜组的焦距
Fno:成像光学镜组的光圈值
HFOV:成像光学镜组中最大视角的一半
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
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
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
CT2:第二透镜于光轴上的厚度
CT3:第三透镜于光轴上的厚度
CT4:第四透镜于光轴上的厚度
CRA:成像光学镜组的主光线于最大成像高度位置与垂直于成像面的水平线之间的入射角度
P1:一透镜像侧表面最大有效径位置投影于光轴的点
P2:一透镜物侧表面于光轴上的交点
具体实施方式
本发明提供一种成像光学镜组,依序由物侧排列至像侧包含第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜;其中该成像光学镜组中具屈折力的透镜为四枚非粘合透镜。
成像光学镜组中有四片非粘合的透镜,意即成像光学镜组的第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜中任两相邻者之间皆具有一间距。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,本发明成像光学镜组的四片透镜为非粘合透镜,可有效避免粘合透镜所产生的问题。
一具有正屈折力的第一透镜,其物侧表面于近光轴处为凸面。藉此,以第一透镜提供系统主要的屈折力,并配置较弱屈折力的第二透镜至第四透镜,以达成周边像差的校正、扩大周边光锥大小,以改善周边解像力与相对照度。
一可具有正屈折力的第二透镜,其像侧表面于近光轴处为凸面。藉此,有助于减少球差的产生。
一具有正屈折力的第三透镜,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,其物侧表面及像侧表面皆为非球面。藉此,可平衡正屈折力配置,以避免屈折力因过度集中而使球差过度增大,并可有效修正像散。
一可具有负屈折力的第四透镜,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,其物侧表面及像侧表面皆为非球面。藉此,可有效压制离轴光线入射于电子感光元件的角度,有助于提高系统于电子感光元件上的响应,特别适用于使用在红外线波段的镜头。
此外,该第四透镜的物侧表面与像侧表面的其中一表面具有至少一反曲点。藉此,更可进一步修正离轴视场的像差。
其次,该第四透镜像侧表面的最大有效径位置投影于光轴上的点较该第四透镜物侧表面与光轴的交点更靠近一被摄物。藉此,像侧表面周边的面形变化较为明显,可有助于加强周边像差的修正。
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,并满足下列条件:|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|<1.80。藉此,适当调整透镜屈折力配置,达成周边像差的校正、扩大周边光锥大小,及改善周边解像力与相对照度。较佳地,可满足下列条件:0.50<|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|<1.50。
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,并满足下列条件:0<R5/R6<20。藉此,有助于控制系统像差,并提高成像品质。
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,并满足下列条件:R4/R3<2.0。藉此,可补正该成像光学镜组的球差。
该第四透镜于光轴上的厚度为CT4,该第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为T12,并满足下列条件:CT4/T12<1.0。藉此,有利于第四透镜在整体成像光学镜组中的配置,可缩短整体成像光学镜组的总长度。
该第三透镜的物侧表面曲率半径为R5,该第四透镜的像侧表面曲率半径为R8,并满足下列条件:0<R5/R8<4.0。藉此,可较有利于修正该成像光学镜组的像散以提升解像能力。
该第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为T12,该第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,其中该T34大于该T12,该T34大于该T23。藉此,有利于控制成像光学镜组的后焦距。
该成像光学镜组可使用于750奈米至1050奈米的红外线波长范围,其可符合特定波段光线之摄影需求,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。
该第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,该成像光学镜组的焦距为f,并满足下列条件:0.10<T34/f<0.40。藉此,可较有效控制该成像光学镜组的后焦距,有利于缩短系统的总长度。
该第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,并满足下列条件:T23/T34<5.0。藉此,可适当调配透镜间的距离,有助于该成像光学镜组的制造性。
该第二透镜于光轴上的厚度为CT2,该第三透镜于光轴上的厚度为CT3,并满足下列条件:0.8<CT2/CT3<2.0。藉此,可使该成像光学镜组中各透镜的厚度配置较为合适,不仅有助于透镜制作及组装,并可适当调配系统总长度。
该第二透镜的焦距为f2,该第三透镜的焦距为f3,并满足下列条件:-1.0<f3/f2<0.6。藉此,该第二透镜与该第三透镜的屈折力较合适,可有效修正系统像差与像散。较佳地,满足下列条件:-0.7<f3/f2<0。
该第一透镜、第二透镜、第三透镜、及第四透镜中至少有二枚透镜的色散系数小于32。藉此,有助于该成像光学镜组色差的修正。
该成像光学镜组的主光线于最大成像高度位置与垂直于一成像面的水平线之间的入射角度为CRA,其满足下列条件:CRA<27.5度。藉此,可有效地控制光线入射于电子感光元件上的角度,使电子感光元件之响应效率提升,进而增加成像品质。
该成像光学镜组中,可另设置有一光圈,该光圈设置于该成像光学镜组第一透镜与第二透镜之间。藉此,该光圈配置为中置光圈,系有助于扩大系统的视场角,使该成像光学镜组具有广角镜头的优势。当然,该光圈亦可设置于被摄物与第一透镜间,可使该成像光学镜组的出射瞳(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。
本发明提供的成像光学镜组中,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,则可以增加该成像光学镜组屈折力配置的自由度。此外,该成像光学镜组中透镜的物侧表面及像侧表面可为非球面,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成像光学镜组的总长度。
本发明提供的成像光学镜组中,可设置有至少一光阑,以减少杂散光,有助于提升影像品质。
本发明提供的成像光学镜组中,就以具有屈折力的透镜而言,若透镜表面系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。
本发明提供的成像光学镜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,可多方面应用于3D(三维)影像撷取、数位相机、行动装置、数位平板等电子影像系统中。
本发明更提供一种取像装置,其包含前述的成像光学镜组以及电子感光元件,其中该电子感光元件设置于该成像光学镜组的一成像面,供被摄物成像。藉此,取像装置可具有大视角的优势,并维持小型化的特性。较佳地,该取像装置可进一步包含镜筒(BarrelMember)、支持装置(Holder Member)或其组合。
本发明更提供一种电子装置,包含:前述的取像装置。藉此,可有效发挥小型化的优势。较佳地,该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)、暂储存单元(RAM)或其组合。
请参考图10至12,该取像装置11可搭载于电子装置,其包含,但不限于:智慧型电视10、网路监控设备20或体感游戏机30。前揭电子装置仅是示范性地说明本发明的取像装置11的实际运用例子,并非限制本发明的取像装置11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图式予以详细说明。
第一实施例
请参照图1A及图1B,其中图1A绘示依照本发明第一实施例的取像装置的示意图,图1B由左至右依序为第一实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。由图1A可知,第一实施例的取像装置包含成像光学镜组(未另标号)以及电子感光元件170。成像光学镜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、红外线滤除滤光元件150以及成像面160,而电子感光元件170设置于成像光学镜组的成像面160,其中成像光学镜组中具屈折力的透镜为四片非粘合透镜。第一实施例的成像光学镜组中,该第二透镜120、第三透镜130、及第四透镜140的色散系数小于32。
该第一透镜110具有正屈折力,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,并皆为非球面。
该第二透镜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于近光轴处为凸面,并皆为非球面。
该第三透镜130具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面131于近光轴处为凹面,其像侧表面132于近光轴处为凸面,并皆为非球面。
该第四透镜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,并皆为非球面,且该第四透镜140的物侧表面141与像侧表面142皆具有反曲点。
该红外线滤除滤光元件150为玻璃材质,其设置于第四透镜140及成像面160间且不影响成像光学镜组的焦距。
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。
第一实施例的成像光学镜组中,成像光学镜组的焦距为f,成像光学镜组的光圈值(f-number)为Fno,成像光学镜组中最大视角的一半为HFOV,其数值如下:f=5.67(毫米);Fno=2.60;以及HFOV=29.7(度)。
第一实施例的成像光学镜组中,该第一透镜110的焦距为f1,该第二透镜120的焦距为f2,该第三透镜130的焦距为f3,该第四透镜140的焦距为f4,并满足下列条件:|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|=1.48。
第一实施例的成像光学镜组中,该第三透镜130的物侧表面131曲率半径为R5,该第三透镜130的像侧表面132曲率半径为R6,并满足下列条件:R5/R6=7.35。
第一实施例的成像光学镜组中,该第二透镜120的物侧表面121曲率半径为R3,该第二透镜120的像侧表面122曲率半径为R4,并满足下列条件:R4/R3=1.59。
第一实施例的成像光学镜组中,该第四透镜140于光轴上的厚度为CT4,该第一透镜110与第二透镜120于光轴上的间隔距离为T12,并满足下列条件:CT4/T12=1.42。
第一实施例的成像光学镜组中,该第三透镜130的物侧表面131曲率半径为R5,该第四透镜140的像侧表面142曲率半径为R8,并满足下列条件:R5/R8=2.71。
第一实施例的成像光学镜组中,该第三透镜130与第四透镜140于光轴上的间隔距离为T34,该成像光学镜组的焦距为f,并满足下列条件:T34/f=0.18。
第一实施例的成像光学镜组中,该第二透镜120与第三透镜130于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜130与第四透镜140于光轴上的间隔距离为T34,并满足下列条件:T23/T34=0.05。
第一实施例的成像光学镜组中,该第二透镜120于光轴上的厚度为CT2,该第三透镜130于光轴上的厚度为CT3,并满足下列条件:CT2/CT3=0.90。
第一实施例的成像光学镜组中,该第二透镜120的焦距为f2,该第三透镜130的焦距为f3,并满足下列条件:f3/f2=-0.81。
第一实施例的成像光学镜组中,该成像光学镜组的主光线于最大成像高度位置与垂直于一成像面160的水平线之间的入射角度为CRA,其满足下列条件:CRA=28.6度。
第一实施例的成像光学镜组中,该第一透镜110与第二透镜120于光轴上的间隔距离为T12,该第二透镜120与第三透镜130于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜130与第四透镜140于光轴上的间隔距离为T34,其中该T34为大于该T12,该T34大于该T23。
再配合参照下列表1以及表2。
表1为图1A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,且表面0-12依序表示由物侧至像侧的表面。表2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1及表2的定义相同,在此不加赘述。
第二实施例
请参照图2A及图2B,其中图2A绘示依照本发明第二实施例的取像装置的示意图,图2B由左至右依序为第二实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。由图2A可知,第二实施例的取像装置包含成像光学镜组(未另标号)以及电子感光元件270。成像光学镜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、红外线滤除滤光元件250以及成像面260,而电子感光元件270设置于成像光学镜组的成像面260,其中成像光学镜组中具屈折力的透镜为四片非粘合透镜。第二实施例的成像光学镜组应用于830奈米(nm)的红外线波长范围。第二实施例的成像光学镜组中,该第二透镜220、及第三透镜230的色散系数小于32。
该第一透镜210具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面211于近光轴处为凸面,其像侧表面212于近光轴处为凹面,并皆为非球面。
该第二透镜220具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面221于近光轴处为凹面,其像侧表面222于近光轴处为凸面,并皆为非球面。
该第三透镜230具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面231于近光轴处为凹面,其像侧表面232于近光轴处为凸面,并皆为非球面。
该第四透镜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,并皆为非球面,且该第四透镜240的物侧表面241与像侧表面242皆具有反曲点。
第四透镜240像侧表面242的最大有效径位置投影于光轴的点P1较第四透镜240物侧表面241于光轴上的交点P2更靠近一被摄物。(请配合参照第9图,第二实施例不另加绘示)。
第二实施例的成像光学镜组中,该第一透镜210与第二透镜220于光轴上的间隔距离为T12,该第二透镜220与第三透镜230于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜230与第四透镜240于光轴上的间隔距离为T34,其中该T34大于该T12,该T34大于该T23。
该红外线滤除滤光元件250为玻璃材质,其设置于第四透镜240及成像面260间且不影响成像光学镜组的焦距。
再配合参照下列表3以及表4。
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3以及表4可推算出下列数据:
第三实施例
请参照图3A及图3B,其中图3A绘示依照本发明第三实施例的取像装置的示意图,图3B由左至右依序为第三实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。由图3A可知,第三实施例的取像装置包含成像光学镜组(未另标号)以及电子感光元件370。成像光学镜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、红外线滤除滤光元件350以及成像面360,而电子感光元件370设置于成像光学镜组的成像面360,其中成像光学镜组中具屈折力的透镜为四片非粘合透镜。第三实施例的成像光学镜组应用于830奈米(nm)的红外线波长范围。第三实施例的成像光学镜组中,该第一透镜310、该第二透镜320、及第三透镜330的色散系数小于32。
该第一透镜310具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面311于近光轴处为凸面,其像侧表面312于近光轴处为凹面,并皆为非球面。
该第二透镜320具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面321于近光轴处为凹面,其像侧表面322于近光轴处为凸面,并皆为非球面。
该第三透镜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,并皆为非球面。
该第四透镜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,并皆为非球面,且该第四透镜340的物侧表面341与像侧表面342皆具有反曲点。
第四透镜340像侧表面342的最大有效径位置投影于光轴的点P1较第四透镜340物侧表面341于光轴上的交点P2更靠近一被摄物。(请配合参照第9图,第三实施例不另加绘示)。
第三实施例的成像光学镜组中,该第一透镜310与第二透镜320于光轴上的间隔距离为T12,该第二透镜320与第三透镜330于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜330与第四透镜340于光轴上的间隔距离为T34,其中该T34大于该T12,该T34大于该T23。
该红外线滤除滤光元件350为玻璃材质,其设置于第四透镜340及成像面360间且不影响成像光学镜组的焦距。
再配合参照下列表5以及表6。
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5以及表6可推算出下列数据:
第四实施例
请参照图4A及图4B,其中图4A绘示依照本发明第四实施例的取像装置的示意图,图4B由左至右依序为第四实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。由图4A可知,第四实施例的取像装置包含成像光学镜组(未另标号)以及电子感光元件470。成像光学镜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、红外线滤除滤光元件450以及成像面460,而电子感光元件470设置于成像光学镜组的成像面460,其中成像光学镜组中具屈折力的透镜为四片非粘合透镜。第四实施例的成像光学镜组应用于830奈米(nm)的红外线波长范围。第四实施例的成像光学镜组中,该第二透镜420、及第三透镜430的色散系数小于32。
该第一透镜410具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面411于近光轴处为凸面,其像侧表面412于近光轴处为凹面,并皆为非球面。
该第二透镜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,并皆为非球面。
该第三透镜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,并皆为非球面。
该第四透镜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于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且该第四透镜440的物侧表面441与像侧表面442皆具有反曲点。
配合参照第9图,其绘示依照第4A图成像光学镜组中第四透镜440像侧表面442最大有效径位置之示意图,其中第四透镜440像侧表面442的最大有效径位置投影于光轴的点P1较第四透镜440物侧表面441于光轴上的交点P2更靠近一被摄物。
第四实施例的成像光学镜组中,该第一透镜410与第二透镜420于光轴上的间隔距离为T12,该第二透镜420与第三透镜430于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜430与第四透镜440于光轴上的间隔距离为T34,其中该T34大于该T12,该T34大于该T23。
该红外线滤除滤光元件450为玻璃材质,其设置于第四透镜440及成像面460间且不影响成像光学镜组的焦距。
再配合参照下列表7以及表8。
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7以及表8可推算出下列数据:
第五实施例
请参照图5A及图5B,其中图5A绘示依照本发明第五实施例的取像装置的示意图,图5B由左至右依序为第五实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。由图5A可知,第五实施例的取像装置包含成像光学镜组(未另标号)以及电子感光元件570。成像光学镜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、红外线滤除滤光元件550以及成像面560,而电子感光元件570设置于成像光学镜组的成像面560,其中成像光学镜组中具屈折力的透镜为四片非粘合透镜。
该第一透镜510具有正屈折力,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,并皆为非球面。
该第二透镜520具有负屈折力,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,并皆为非球面。
该第三透镜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,并皆为非球面。
该第四透镜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,并皆为非球面,且该第四透镜540的物侧表面541与像侧表面542皆具有反曲点。
第四透镜540像侧表面542的最大有效径位置投影于光轴的点P1较第四透镜540物侧表面541于光轴上的交点P2更靠近一被摄物。(请配合参照第9图,第五实施例不另加绘示)。
第五实施例的成像光学镜组中,该第一透镜510与第二透镜520于光轴上的间隔距离为T12,该第二透镜520与第三透镜530于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜530与第四透镜540于光轴上的间隔距离为T34,其中该T34大于该T12,该T34大于该T23。
该红外线滤除滤光元件550为玻璃材质,其设置于第四透镜540及成像面560间且不影响成像光学镜组的焦距。
再配合参照下列表9以及表10。
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9以及表10可推算出下列数据:
第六实施例
请参照图6A及图6B,其中图6A绘示依照本发明第六实施例的取像装置的示意图,图6B由左至右依序为第六实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。由图6A可知,第六实施例的取像装置包含成像光学镜组(未另标号)以及电子感光元件670。成像光学镜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、红外线滤除滤光元件650以及成像面660,而电子感光元件670设置于成像光学镜组的成像面660,其中成像光学镜组中具屈折力的透镜为四片非粘合透镜。第六实施例的成像光学镜组应用于860奈米(nm)的红外线波长范围。第六实施例的成像光学镜组中,该第二透镜620、及第三透镜630的色散系数小于32。
该第一透镜610具有正屈折力,且为玻璃材质,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,并皆为非球面。
该第二透镜620具有负屈折力,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,并皆为非球面。
该第三透镜630具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面631于近光轴处为凹面,其像侧表面632于近光轴处为凸面,并皆为非球面。
该第四透镜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,并皆为非球面,且该第四透镜640的物侧表面641与像侧表面642皆具有反曲点。
第四透镜640像侧表面642的最大有效径位置投影于光轴的点P1较第四透镜640物侧表面641于光轴上的交点P2更靠近一被摄物。(请配合参照第9图,第六实施例不另加绘示)。
第六实施例的成像光学镜组中,该第一透镜610与第二透镜620于光轴上的间隔距离为T12,该第二透镜620与第三透镜630于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜630与第四透镜640于光轴上的间隔距离为T34,其中该T34大于该T12,该T34大于该T23。
该红外线滤除滤光元件650为塑胶材质,其设置于第四透镜640及成像面660间且不影响成像光学镜组的焦距。
再配合参照下列表11以及表12。
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11以及表12可推算出下列数据:
第七实施例
请参照图7A及图7B,其中图7A绘示依照本发明第七实施例的取像装置的示意图,图7B由左至右依序为第七实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。由图7A可知,第七实施例的取像装置包含成像光学镜组(未另标号)以及电子感光元件770。成像光学镜组由物侧至像侧依序包含光圈700、第一透镜710、第二透镜720、第三透镜730、第四透镜740、红外线滤除滤光元件750以及成像面760,而电子感光元件770设置于成像光学镜组的成像面760,其中成像光学镜组中具屈折力的透镜为四片非粘合透镜。第七实施例的成像光学镜组应用于930奈米(nm)的红外线波长范围。第七实施例的成像光学镜组中,该第一透镜710、该第二透镜720、第三透镜730、及第四透镜740的色散系数小于32。
该第一透镜710具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面711于近光轴处为凸面,其像侧表面712于近光轴处为凹面,并皆为非球面。
该第二透镜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,并皆为非球面。
该第三透镜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,并皆为非球面。
该第四透镜740具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面741于近光轴处为凹面,其像侧表面742于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且该第四透镜740的物侧表面741与像侧表面742皆具有反曲点。
第四透镜740像侧表面742的最大有效径位置投影于光轴的点P1较第四透镜740物侧表面741于光轴上的交点P2更靠近一被摄物。(请配合参照第9图,第七实施例不另加绘示)。
第七实施例的成像光学镜组中,该第一透镜710与第二透镜720于光轴上的间隔距离为T12,该第二透镜720与第三透镜730于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜730与第四透镜740于光轴上的间隔距离为T34,其中该T34大于该T12,该T34大于该T23。
该红外线滤除滤光元件750为玻璃材质,其设置于第四透镜740及成像面760间且不影响成像光学镜组的焦距。
再配合参照下列表13以及表14。
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13以及表14可推算出下列数据:
第八实施例
请参照图8A及图8B,其中图8A绘示依照本发明第八实施例的取像装置的示意图,图8B由左至右依序为第八实施例的成像光学镜组的球差、像散及歪曲曲线图。由图8A可知,第八实施例的取像装置包含成像光学镜组(未另标号)以及电子感光元件870。成像光学镜组由物侧至像侧依序包含光圈800、第一透镜810、第二透镜820、第三透镜830、第四透镜840、红外线滤除滤光元件850以及成像面860,而电子感光元件870设置于成像光学镜组的成像面860,其中成像光学镜组中具屈折力的透镜为四片非粘合透镜。
该第一透镜810具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面811于近光轴处为凸面,其像侧表面812于近光轴处为凸面,并皆为非球面。
该第二透镜820具有负屈折力,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,并皆为非球面。
该第三透镜830具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面831于近光轴处为凹面,其像侧表面832于近光轴处为凸面,并皆为非球面。
该第四透镜840具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面841于近光轴处为凹面,其像侧表面842于近光轴处为凸面,并皆为非球面,且该第四透镜840的物侧表面841与像侧表面842皆具有反曲点。
第四透镜840像侧表面842的最大有效径位置投影于光轴的点P1较第四透镜840物侧表面841于光轴上的交点P2更靠近一被摄物。(请配合参照第9图,第八实施例不另加绘示)。
第八实施例的成像光学镜组中,该第一透镜810与第二透镜820于光轴上的间隔距离为T12,该第二透镜820与第三透镜830于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜830与第四透镜840于光轴上的间隔距离为T34,其中该T34大于该T12,该T34大于该T23。
该红外线滤除滤光元件850为玻璃材质,其设置于第四透镜840及成像面860间且不影响成像光学镜组的焦距。
再配合参照下列表15以及表16。
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15以及表16可推算出下列数据:
第九实施例
请参照图10,系绘示依照本发明第九实施例的一种电子装置10的示意图。第九实施例的电子装置10系一智慧型电视,电子装置10包含取像装置11,取像装置11包含依据本发明的成像光学镜组(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成像光学镜组的成像面。
第十实施例
请参照图11,系绘示依照本发明第十实施例的一种电子装置20的示意图。第十实施例的电子装置20系一网路监控设备,电子装置20包含取像装置11,取像装置11包含依据本发明的成像光学镜组(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成像光学镜组的成像面。
第十一实施例
请参照图12,系绘示依照本发明第十一实施例的一种电子装置30的示意图。第十一实施例的电子装置30系一体感游戏机,电子装置30包含取像装置11,取像装置11包含依据本发明的成像光学镜组(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成像光学镜组的成像面。
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,任何熟习此技艺者,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后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (23)
1.一种成像光学镜组,由物侧至像侧依序包含:
一具有正屈折力的第一透镜,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;
一第二透镜,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;
一具有正屈折力的第三透镜,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,其物侧表面及像侧表面皆为非球面;以及
一具有负屈折力的第四透镜,其物侧表面及像侧表面皆为非球面,且该第四透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面具有至少一反曲点;
其中,该成像光学镜组中的透镜总数为四枚,该第一透镜、第二透镜、第三透镜、及第四透镜中至少有二枚透镜的色散系数小于32,该成像光学镜组更包含一光圈,该光圈设置于该第一透镜的物侧方向,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,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,并满足下列条件:
R4/R3<2.0;以及
0<R5/R6<20。
2.如权利要求1所述的成像光学镜组,其中该第二透镜的焦距为f2,该第三透镜的焦距为f3,并满足下列条件:
-1.0<f3/f2<0.6。
3.如权利要求2所述的成像光学镜组,其中该第二透镜的焦距为f2,该第三透镜的焦距为f3,并满足下列条件:
-0.7<f3/f2<0。
4.如权利要求1所述的成像光学镜组,其中该第四透镜于光轴上的厚度为CT4,该第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为T12,并满足下列条件:
CT4/T12<1.0。
5.如权利要求1所述的成像光学镜组,其中该第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,并满足下列条件:
T23/T34<5.0。
6.如权利要求1所述的成像光学镜组,其中该第二透镜具有正屈折力。
7.如权利要求1所述的成像光学镜组,其中该第二透镜具有负屈折力。
8.如权利要求1所述的成像光学镜组,其中该成像光学镜组使用于750奈米至1050奈米的红外线波长范围。
9.如权利要求1所述的成像光学镜组,其中该第二透镜于光轴上的厚度为CT2,该第三透镜于光轴上的厚度为CT3,并满足下列条件:
0.8<CT2/CT3<2.0。
10.如权利要求1所述的成像光学镜组,其中该第三透镜的物侧表面曲率半径为R5,该第四透镜的像侧表面曲率半径为R8,并满足下列条件:
0<R5/R8<4.0。
11.如权利要求1所述的成像光学镜组,其中该第四透镜像侧表面的最大有效径位置投影于光轴上的点较该第四透镜物侧表面与光轴的交点更靠近一被摄物。
12.一种取像装置,包含:
如权利要求1所述的成像光学镜组;以及
一电子感光组件,设置于该成像光学镜组的一成像面。
13.一种成像光学镜组,由物侧至像侧依序包含:
一具有正屈折力的第一透镜,其物侧表面于近光轴处为凸面;
一具有负屈折力的第二透镜,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;
一具有正屈折力的第三透镜,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,其物侧表面及像侧表面皆为非球面;以及
一具有负屈折力的第四透镜,其物侧表面及像侧表面皆为非球面,且该第四透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面具有至少一反曲点;
其中,该成像光学镜组中的透镜总数为四枚,该第一透镜、第二透镜、第三透镜、及第四透镜中至少有二枚透镜的色散系数小于32,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,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,并满足下列条件:
R4/R3≤1.59;以及
0<R5/R6<20。
14.如权利要求13所述的成像光学镜组,其中该第二透镜的焦距为f2,该第三透镜的焦距为f3,并满足下列条件:
-0.7<f3/f2<0。
15.如权利要求13所述的成像光学镜组,其中该第四透镜于光轴上的厚度为CT4,该第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为T12,并满足下列条件:
CT4/T12<1.0。
16.如权利要求13所述的成像光学镜组,其中该第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离为T23,该第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,并满足下列条件:
T23/T34<5.0。
17.如权利要求13所述的成像光学镜组,其中该成像光学镜组使用于750奈米至1050奈米的红外线波长范围。
18.如权利要求13所述的成像光学镜组,其中该第二透镜于光轴上的厚度为CT2,该第三透镜于光轴上的厚度为CT3,并满足下列条件:
0.8<CT2/CT3<2.0。
19.如权利要求13所述的成像光学镜组,其中该第三透镜的物侧表面曲率半径为R5,该第四透镜的像侧表面曲率半径为R8,并满足下列条件:
0<R5/R8<4.0。
20.如权利要求13所述的成像光学镜组,其中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,并满足下列条件:
0.50<|f1/f2|+|f1/f3|+|f1/f4|<1.50。
21.如权利要求13所述的成像光学镜组,其中该成像光学镜组的主光线于最大成像高度位置与垂直于一成像面的水平线之间的入射角度为CRA,其满足下列条件:
CRA<27.5度。
22.如权利要求13所述的成像光学镜组,其中该第四透镜像侧表面的最大有效径位置投影于光轴上的点较该第四透镜物侧表面与光轴的交点更靠近一被摄物。
23.一种取像装置,包含:
如权利要求13所述的成像光学镜组;以及
一电子感光组件,设置于该成像光学镜组的一成像面。
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