CN109669257B - 成像用光学系统、取像装置及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种成像用光学系统、取像装置及电子装置。成像用光学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、第五透镜以及第六透镜。第一透镜具有正屈折力,其物侧表面近光轴处为凸面。第三透镜像侧表面近光轴处为凹面。第四透镜像侧表面近光轴处为凹面。第五透镜具有正屈折力。第六透镜具有负屈折力,其像侧表面近光轴处为凹面,其像侧表面离轴处包含至少一凸面,且其物侧表面及像侧表面皆为非球面。当满足特定条件时,可维持成像用光学系统的小型化,以在大光圈与大视角的配置需求下兼具短总长的特点。本发明还公开具有上述成像用光学系统的取像装置及具有取像装置的电子装置。
Description
本申请是申请日为2015年09月30日、申请号为201510638188.7、发明名称为“成像用光学系统、取像装置及电子装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明是有关于一种成像用光学系统及取像装置,且特别是有关于一种应用在电子装置上的小型化成像用光学系统及取像装置。
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或五片式透镜结构,而在智能手机与可携式装置等高规格移动装置的盛行之下,凸显了电子产品轻薄化的需求,其搭载的摄像镜头也逐渐朝往大光圈、短总长发展。然而已知的光学系统由于不易兼具大光圈与短总长的需求,因此难以搭载于轻薄的电子装置上。
目前虽有进一步发展六片式光学系统,但在产品朝向大光圈与小型化设计的同时,常因其过高的杂散光而导致其成像品质无法达成需求。
发明内容
本发明提供一种成像用光学系统、取像装置及电子装置,通过第三透镜像侧表面与第四透镜像侧表面皆为凹面,可减缓第三透镜与第四透镜整体面形的变化,有效降低杂散光的产生,以兼具良好的成像品质与制造性。再者,亦可维持成像用光学系统的小型化,以在大光圈与大视角的配置需求下兼具短总长的特点。
依据本发明提供一种成像用光学系统,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、第五透镜以及第六透镜。第一透镜具有正屈折力,其物侧表面近光轴处为凸面。第二透镜像侧表面近光轴处为凹面。第三透镜像侧表面近光轴处为凹面。第四透镜像侧表面近光轴处为凹面。第五透镜具有正屈折力。第六透镜具有负屈折力,其像侧表面近光轴处为凹面,其像侧表面离轴处包含至少一凸面,且其物侧表面及像侧表面皆为非球面。成像用光学系统的透镜总数为六片,任二相邻的透镜间皆具有一空气间隙,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,第五透镜的焦距为f5,第六透镜的焦距为f6,且|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|,第一透镜物侧表面至第六透镜像侧表面于光轴上的距离为Td,成像用光学系统的最大像高为ImgH,第三透镜的色散系数为V3,第四透镜的色散系数为V4,成像用光学系统的焦距为f,成像用光学系统的入射瞳直径为EPD,其满足下列条件:
Td/ImgH<1.25;
1.98≤V3/V4<4.0;
|f/f3|+|f/f4|≤0.21;以及
1.25<ImgH/EPD≤1.70。
依据本发明更提供一种取像装置,包含如前段所述的成像用光学系统以及电子感光元件,其中电子感光元件设置于成像用光学系统的成像面。
依据本发明另提供一种电子装置,包含如前段所述的取像装置。
当|f1|、|f3|、|f4|、|f5|及|f6|满足上述条件时,可使成像用光学系统中透镜的屈折力分布较为均匀,以减缓过度修正像差的问题。
当Td/ImgH满足上述条件时,可维持成像用光学系统的小型化,以在大光圈与大视角的配置需求下兼具短总长的特点。
当V3/V4满足上述条件时,可提升第三透镜与第四透镜对于修正色差的功效。
当|f/f3|+|f/f4|满足上述条件时,能有效降低第三透镜与第四透镜的敏感度,以提高制造合格率。
当ImgH/EPD满足上述条件时,可有效增加成像用光学系统的进光量。
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电子装置的示意图;
图18绘示依照本发明第十实施例的一种电子装置的示意图;以及
图19绘示依照本发明第十一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
光阑:301、401、501、701
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
第五透镜:150、250、350、450、550、650、750、850
物侧表面:151、251、351、451、551、651、751、851
像侧表面:152、252、352、452、552、652、752、852
第六透镜:160、260、360、460、560、660、760、860
物侧表面:161、261、361、461、561、661、761、861
像侧表面:162、262、362、462、562、662、762、862
红外线滤除滤光元件:170、270、370、470、570、670、770、870
成像面:180、280、380、480、580、680、780、880
电子感光元件:190、290、390、490、590、690、790、890
f:成像用光学系统的焦距
Fno:成像用光学系统的光圈值
HFOV:成像用光学系统中最大视角的一半
V3:第三透镜的色散系数
V4:第四透镜的色散系数
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
T34:第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离
ImgH:成像用光学系统的最大像高
EPD:成像用光学系统的入射瞳直径
Td:第一透镜物侧表面至第六透镜像侧表面于光轴上的距离
R6:第三透镜像侧表面的曲率半径
R8:第四透镜像侧表面的曲率半径
R9:第五透镜物侧表面的曲率半径
R10:第五透镜像侧表面的曲率半径
f1:第一透镜的焦距
f3:第三透镜的焦距
f4:第四透镜的焦距
f5:第五透镜的焦距
f6:第六透镜的焦距
具体实施方式
一种成像用光学系统,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、第五透镜以及第六透镜,其中成像用光学系统的透镜为六片。
前段所述成像用光学系统的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜中,任二相邻的透镜间皆具有一空气间隙;也就是说,成像用光学系统具有六片单一非粘合的透镜。由于黏合透镜的制程较非黏合透镜复杂,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,本发明成像用光学系统中,任二相邻的透镜间皆具有一空气间隙,可有效改善粘合透镜所产生的问题。
第一透镜具有正屈折力,其物侧表面近光轴处为凸面,借以适当调整第一透镜的正屈折力强度,有助于缩短成像用光学系统的总长度。
第二透镜可具有负屈折力,借以有效修正成像用光学系统的像差。
第三透镜像侧表面近光轴处为凹面,借以有效修正成像用光学系统的像差,并可减缓第三透镜整体面形的变化,有效降低杂散光的产生,以兼具良好的成像品质与制造性。
第四透镜物侧表面近光轴处可为凸面,像侧表面近光轴处为凹面,借以加强像散修正,并可减缓第四透镜整体面形的变化,有效降低杂散光的产生,以兼具良好的成像品质与制造性。另外,第四透镜物侧表面离轴处及像侧表面离轴处可皆包含至少一反曲点,借以有效修正离轴视场的像差以提升周边的成像品质。
第五透镜具有正屈折力,可提供成像用光学系统主要汇聚能力,有利于缩短其总长度。
第六透镜具有负屈折力,其物侧表面近光轴处可为凹面,其像侧表面近光轴处为凹面,且像侧表面离轴处包含至少一凸面,可使成像用光学系统的主点(Principal Point)远离成像面,有利于缩短其后焦距以维持小型化,并可有效修正离轴视场的像差。
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,第五透镜的焦距为f5,第六透镜的焦距为f6,且|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|。借此,可使成像用光学系统中透镜的屈折力分布较为均匀,以减缓过度修正像差的问题。较佳地,|f1|可大于|f5|及|f6|。
第一透镜物侧表面至第六透镜像侧表面于光轴上的距离为Td,成像用光学系统的最大像高为ImgH,其满足下列条件:Td/ImgH<1.25。借此,可维持成像用光学系统的小型化,以在大光圈与大视角的配置需求下兼具短总长的特点。较佳地,可满足下列条件:Td/ImgH<1.15。
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:1.5<V3/V4<4.0。借此,可提升第三透镜与第四透镜对于修正色差的功效。
第三透镜像侧表面的曲率半径为R6,第四透镜像侧表面的曲率半径为R8,成像用光学系统的焦距为f,其满足下列条件:(|R6|+|R8|)/f<10.0。借此,可减缓第三透镜与第四透镜整体面形的变化,有效降低杂散光的产生,以兼具良好的成像品质与制造性。较佳地,可满足下列条件:(|R6|+|R8|)/f<5.0。
成像用光学系统的焦距为f,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:|f/f3|+|f/f4|<0.50。借此,能有效降低第三透镜与第四透镜的敏感度,以提高制造合格率。
成像用光学系统的最大像高为ImgH,成像用光学系统的入射瞳(Entrance Pupil)直径为EPD,其满足下列条件:1.25<ImgH/EPD<1.75。借此,可有效增加成像用光学系统的进光量。
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:0.80<CT5/(CT3+CT4)<2.0。借此,可有效利用成像用光学系统的空间,以避免透镜间过于靠近而造成组装上的问题。
成像用光学系统的光圈值(f-number)为Fno,其满足下列条件:1.5<Fno<2.0。借此,可有效发挥大光圈的优势,于光线不充足时仍可清晰取像。
第五透镜物侧表面的曲率半径为R9,第五透镜像侧表面的曲率半径为R10,其满足下列条件:0.25<(R9+R10)/(R9-R10)<2.0。借此,有利于减缓第五透镜的面形变化,以降低面反射的形成。
成像用光学系统的焦距为f,第三透镜像侧表面的曲率半径为R6,其满足下列条件:0.20<f/R6<1.50。借此,可减缓第三透镜的面形变化,以降低第三透镜的制造敏感度。较佳地,可满足下列条件:0.35<f/R6<1.20。
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:CT4/CT3<1.60。借此,有助于透镜的制造与组装,以提升制作合格率。
第四透镜于光轴上的厚度为CT4,第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,其满足下列条件:0.75<CT4/T34<2.25。借此,有利于第三透镜与第四透镜之间得到足够的空间及适合组装的配置,以降低敏感度。
本发明提供的成像用光学系统中,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,则可以增加成像用光学系统屈折力配置的自由度。此外,成像用光学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成像用光学系统的总长度。
再者,本发明提供的成像用光学系统中,若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时,则表示该透镜表面可于近光轴处为凸面;若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时,则表示该透镜表面可于近光轴处为凹面。本发明提供的成像用光学系统中,若透镜具有正屈折力或负屈折力,或是透镜的焦距,皆可指透镜近光轴处的屈折力或是焦距。
另外,本发明成像用光学系统中,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。
本发明的成像用光学系统的成像面,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。
本发明的成像用光学系统中,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,可使成像用光学系统的出射瞳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,使成像用光学系统具有广角镜头的优势。
本发明的成像用光学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。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、机器人与穿戴式产品等电子装置中。
本发明另提供一种取像装置,包含前述的成像用光学系统以及电子感光元件,其中电子感光元件设置于成像用光学系统的成像面。通过第三透镜像侧表面与第四透镜像侧表面皆为凹面,可减缓第三透镜与第四透镜整体面形的变化,有效降低杂散光的产生,以兼具良好的成像品质与制造性。再者,亦可维持成像用光学系统的小型化,以在大光圈与大视角的配置需求下兼具短总长的特点。较佳地,取像装置可进一步包含镜筒、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,可在大光圈与大视角的配置需求下兼具短总长的特点。较佳地,电子装置可进一步包含控制单元、显示单元、储存单元、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成像用光学系统(未另标号)以及电子感光元件190。成像用光学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、第六透镜160、红外线滤除滤光元件(IR-cut filter)170以及成像面180,而电子感光元件190设置于成像用光学系统的成像面180,其中成像用光学系统的透镜为六片(110-160),任二相邻的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜110具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面111近光轴处为凸面,其像侧表面112近光轴处为凸面,并皆为非球面。
第二透镜120具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面121近光轴处为平面,其像侧表面122近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第三透镜130具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面131近光轴处为凸面,其像侧表面132近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第四透镜140具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面141近光轴处为凸面,其像侧表面142近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第四透镜物侧表面141离轴处及像侧表面142离轴处皆包含至少一反曲点。
第五透镜150具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面151近光轴处为凸面,其像侧表面152近光轴处为凸面,并皆为非球面。
第六透镜160具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面161近光轴处为凹面,其像侧表面162近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第六透镜像侧表面162离轴处包含至少一凸面。
红外线滤除滤光元件170为玻璃材质,其设置于第六透镜160及成像面180间且不影响成像用光学系统的焦距。
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。
第一实施例的成像用光学系统中,成像用光学系统的焦距为f,成像用光学系统的光圈值为Fno,成像用光学系统中最大视角的一半为HFOV,其数值如下:f=4.08mm;Fno=2.13;以及HFOV=38.0度。
第一实施例的成像用光学系统中,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:V3/V4=2.37。
第一实施例的成像用光学系统中,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,其满足下列条件:CT4/CT3=0.71。
第一实施例的成像用光学系统中,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:CT5/(CT3+CT4)=1.11。
第一实施例的成像用光学系统中,第四透镜140于光轴上的厚度为CT4,第三透镜130与第四透镜140于光轴上的间隔距离为T34,其满足下列条件:CT4/T34=1.42。
第一实施例的成像用光学系统中,成像用光学系统的最大像高为ImgH,成像用光学系统的入射瞳直径为EPD,其满足下列条件:ImgH/EPD=1.70。
第一实施例的成像用光学系统中,第一透镜物侧表面111至第六透镜像侧表面162于光轴上的距离为Td,成像用光学系统的最大像高为ImgH,其满足下列条件:Td/ImgH=1.17。
第一实施例的成像用光学系统中,第三透镜像侧表面132的曲率半径为R6,第四透镜像侧表面142的曲率半径为R8,成像用光学系统的焦距为f,其满足下列条件:(|R6|+|R8|)/f=3.36。
第一实施例的成像用光学系统中,第五透镜物侧表面151的曲率半径为R9,第五透镜像侧表面152的曲率半径为R10,其满足下列条件:(R9+R10)/(R9-R10)=0.74。
第一实施例的成像用光学系统中,成像用光学系统的焦距为f,第三透镜像侧表面132的曲率半径为R6,其满足下列条件:f/R6=0.38。
第一实施例的成像用光学系统中,成像用光学系统的焦距为f,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:|f/f3|+|f/f4|=0.21。
第一实施例的成像用光学系统中,第一透镜110的焦距为f1,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,第六透镜160的焦距为f6,其中|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|,且|f1|大于|f5|及|f6|。(参考以下表一,|f3|=60.51,|f4|=29.59,|f1|=2.92,|f5|=2.76,|f6|=2.19。)
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0-16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成像用光学系统(未另标号)以及电子感光元件290。成像用光学系统由物侧至像侧依序包含光圈200、第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、第五透镜250、第六透镜260、红外线滤除滤光元件270以及成像面280,而电子感光元件290设置于成像用光学系统的成像面280,其中成像用光学系统的透镜为六片(210-260),任二相邻的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜210具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面211近光轴处为凸面,其像侧表面212近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第二透镜220具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面221近光轴处为凹面,其像侧表面222近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第三透镜230具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面231近光轴处为凸面,其像侧表面232近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第四透镜240具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面241近光轴处为凸面,其像侧表面242近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第四透镜物侧表面241离轴处及像侧表面242离轴处皆包含至少一反曲点。
第五透镜250具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面251近光轴处为凸面,其像侧表面252近光轴处为凸面,并皆为非球面。
第六透镜260具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面261近光轴处为凹面,其像侧表面262近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第六透镜像侧表面262离轴处包含至少一凸面。
红外线滤除滤光元件270为玻璃材质,其设置于第六透镜260及成像面280间且不影响成像用光学系统的焦距。
另外,第二实施例的成像用光学系统中,第一透镜210的焦距为f1,第三透镜230的焦距为f3,第四透镜240的焦距为f4,第五透镜250的焦距为f5,第六透镜260的焦距为f6,其中|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|,且|f1|大于|f5|及|f6|。
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成像用光学系统(未另标号)以及电子感光元件390。成像用光学系统由物侧至像侧依序包含光圈300、第一透镜310、第二透镜320、光阑301、第三透镜330、第四透镜340、第五透镜350、第六透镜360、红外线滤除滤光元件370以及成像面380,而电子感光元件390设置于成像用光学系统的成像面380,其中成像用光学系统的透镜为六片(310-360),任二相邻的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜310具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面311近光轴处为凸面,其像侧表面312近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第二透镜320具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面321近光轴处为凸面,其像侧表面322近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第三透镜330具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面331近光轴处为凸面,其像侧表面332近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第四透镜340具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面341近光轴处为凸面,其像侧表面342近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第四透镜物侧表面341离轴处及像侧表面342离轴处皆包含至少一反曲点。
第五透镜350具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表351近光轴处为凸面,其像侧表面352近光轴处为凸面,并皆为非球面。
第六透镜360具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面361近光轴处为凹面,其像侧表面362近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第六透镜像侧表面362离轴处包含至少一凸面。
红外线滤除滤光元件370为玻璃材质,其设置于第六透镜360及成像面380间且不影响成像用光学系统的焦距。
另外,第三实施例的成像用光学系统中,第一透镜310的焦距为f1,第三透镜330的焦距为f3,第四透镜340的焦距为f4,第五透镜350的焦距为f5,第六透镜360的焦距为f6,其中|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|,且|f1|大于|f5|及|f6|。
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成像用光学系统(未另标号)以及电子感光元件490。成像用光学系统由物侧至像侧依序包含光圈400、第一透镜410、光阑401、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440、第五透镜450、第六透镜460、红外线滤除滤光元件470以及成像面480,而电子感光元件490设置于成像用光学系统的成像面480,其中成像用光学系统的透镜为六片(410-460),任二相邻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近光轴处为凸面,其像侧表面412近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第二透镜420具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面421近光轴处为凸面,其像侧表面422近光轴处为凹面,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近光轴处为凸面,其像侧表面432近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第四透镜440具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面441近光轴处为凸面,其像侧表面442近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第四透镜物侧表面441离轴处及像侧表面442离轴处皆包含至少一反曲点。
第五透镜450具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面451近光轴处为凹面,其像侧表面452近光轴处为凸面,并皆为非球面。
第六透镜460具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面461近光轴处为凹面,其像侧表面462近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第六透镜像侧表面462离轴处包含至少一凸面。
红外线滤除滤光元件470为玻璃材质,其设置于第六透镜460及成像面480间且不影响成像用光学系统的焦距。
另外,第四实施例的成像用光学系统中,第一透镜410的焦距为f1,第三透镜430的焦距为f3,第四透镜440的焦距为f4,第五透镜450的焦距为f5,第六透镜460的焦距为f6,其中|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|,且|f1|大于|f5|及|f6|。
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成像用光学系统(未另标号)以及电子感光元件590。成像用光学系统由物侧至像侧依序包含光圈500、第一透镜510、第二透镜520、光阑501、第三透镜530、第四透镜540、第五透镜550、第六透镜560、红外线滤除滤光元件570以及成像面580,而电子感光元件590设置于成像用光学系统的成像面580,其中成像用光学系统的透镜为六片(510-560),任二相邻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近光轴处为凸面,其像侧表面512近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第二透镜520具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面521近光轴处为凸面,其像侧表面522近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第三透镜530具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面531近光轴处为凸面,其像侧表面532近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第四透镜540具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面541近光轴处为凸面,其像侧表面542近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第四透镜物侧表面541离轴处及像侧表面542离轴处皆包含至少一反曲点。
第五透镜550具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面551近光轴处为凸面,其像侧表面552近光轴处为凸面,并皆为非球面。
第六透镜560具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面561近光轴处为凹面,其像侧表面562近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第六透镜像侧表面562离轴处包含至少一凸面。
红外线滤除滤光元件570为玻璃材质,其设置于第六透镜560及成像面580间且不影响成像用光学系统的焦距。
另外,第五实施例的成像用光学系统中,第一透镜510的焦距为f1,第三透镜530的焦距为f3,第四透镜540的焦距为f4,第五透镜550的焦距为f5,第六透镜560的焦距为f6,其中|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|,且|f1|大于|f5|及|f6|。
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成像用光学系统(未另标号)以及电子感光元件690。成像用光学系统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、第六透镜660、红外线滤除滤光元件670以及成像面680,而电子感光元件690设置于成像用光学系统的成像面680,其中成像用光学系统的透镜为六片(610-660),任二相邻的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜610具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面611近光轴处为凸面,其像侧表面612近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第二透镜620具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面621近光轴处为凹面,其像侧表面622近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第三透镜630具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面631近光轴处为凸面,其像侧表面632近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第四透镜640具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面641近光轴处为凸面,其像侧表面642近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第四透镜物侧表面641离轴处及像侧表面642离轴处皆包含至少一反曲点。
第五透镜650具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面651近光轴处为凸面,其像侧表面652近光轴处为凸面,并皆为非球面。
第六透镜660具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面661近光轴处为凹面,其像侧表面662近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第六透镜像侧表面662离轴处包含至少一凸面。
红外线滤除滤光元件670为玻璃材质,其设置于第六透镜660及成像面680间且不影响成像用光学系统的焦距。
另外,第六实施例的成像用光学系统中,第一透镜610的焦距为f1,第三透镜630的焦距为f3,第四透镜640的焦距为f4,第五透镜650的焦距为f5,第六透镜660的焦距为f6,其中|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|,且|f1|大于|f5|及|f6|。
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成像用光学系统(未另标号)以及电子感光元件790。成像用光学系统由物侧至像侧依序包含光圈700、第一透镜710、光阑701、第二透镜720、第三透镜730、第四透镜740、第五透镜750、第六透镜760、红外线滤除滤光元件770以及成像面780,而电子感光元件790设置于成像用光学系统的成像面780,其中成像用光学系统的透镜为六片(710-760),任二相邻的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜710具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面711近光轴处为凸面,其像侧表面712近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第二透镜720具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面721近光轴处为凸面,其像侧表面722近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第三透镜730具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面731近光轴处为凸面,其像侧表面732近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第四透镜740具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面741近光轴处为凸面,其像侧表面742近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第四透镜物侧表面741离轴处及像侧表面742离轴处皆包含至少一反曲点。
第五透镜750具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面751近光轴处为凹面,其像侧表面752近光轴处为凸面,并皆为非球面。
第六透镜760具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面761近光轴处为凹面,其像侧表面762近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第六透镜像侧表面762离轴处包含至少一凸面。
红外线滤除滤光元件770为玻璃材质,其设置于第六透镜760及成像面780间且不影响成像用光学系统的焦距。
另外,第七实施例的成像用光学系统中,第一透镜710的焦距为f1,第三透镜730的焦距为f3,第四透镜740的焦距为f4,第五透镜750的焦距为f5,第六透镜760的焦距为f6,其中|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|,且|f1|大于|f5|及|f6|。
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成像用光学系统(未另标号)以及电子感光元件890。成像用光学系统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、第五透镜850、第六透镜860、红外线滤除滤光元件870以及成像面880,而电子感光元件890设置于成像用光学系统的成像面880,其中成像用光学系统的透镜为六片(810-860),任二相邻的透镜间具有一空气间隙。
第一透镜810具有正屈折力,且为玻璃材质,其物侧表面811近光轴处为凸面,其像侧表面812近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第二透镜820具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面821近光轴处为凸面,其像侧表面822近光轴处为凹面,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近光轴处为凸面,其像侧表面832近光轴处为凹面,并皆为非球面。
第四透镜840具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面841近光轴处为凸面,其像侧表面842近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第四透镜物侧表面841离轴处及像侧表面842离轴处皆包含至少一反曲点。
第五透镜850具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面851近光轴处为凸面,其像侧表面852近光轴处为凸面,并皆为非球面。
第六透镜860具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面861近光轴处为凹面,其像侧表面862近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第六透镜像侧表面862离轴处包含至少一凸面。
红外线滤除滤光元件870为玻璃材质,其设置于第六透镜860及成像面880间且不影响成像用光学系统的焦距。
另外,第八实施例的成像用光学系统中,第一透镜810的焦距为f1,第三透镜830的焦距为f3,第四透镜840的焦距为f4,第五透镜850的焦距为f5,第六透镜860的焦距为f6,其中|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|,且|f1|大于|f5|及|f6|。
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,是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包含依据本发明的成像用光学系统(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成像用光学系统的成像面。
<第十实施例>
请参照图18,是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包含依据本发明的成像用光学系统(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成像用光学系统的成像面。
<第十一实施例>
请参照图19,是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包含依据本发明的成像用光学系统(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成像用光学系统的成像面。
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 (20)
1.一种成像用光学系统,其特征在于,由物侧至像侧依序包含:
一第一透镜,具有正屈折力,其物侧表面近光轴处为凸面;
一第二透镜,其像侧表面近光轴处为凹面;
一第三透镜,其像侧表面近光轴处为凹面;
一第四透镜,其像侧表面近光轴处为凹面;
一第五透镜,具有正屈折力;以及
一第六透镜,具有负屈折力,其像侧表面近光轴处为凹面,其像侧表面离轴处包含至少一凸面,且其物侧表面及像侧表面皆为非球面;
其中,该成像用光学系统的透镜总数为六片,且任二相邻的透镜间皆具有一空气间隙,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,该第五透镜的焦距为f5,该第六透镜的焦距为f6,且|f3|及|f4|皆大于|f1|、|f5|及|f6|,该第一透镜物侧表面至该第六透镜像侧表面于光轴上的距离为Td,该成像用光学系统的最大像高为ImgH,该第三透镜的色散系数为V3,该第四透镜的色散系数为V4,该成像用光学系统的焦距为f,该成像用光学系统的入射瞳直径为EPD,其满足下列条件:
Td/ImgH<1.25;
1.98≤V3/V4<4.0;
|f/f3|+|f/f4|≤0.21;以及
1.25<ImgH/EPD≤1.70。
2.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第六透镜物侧表面近光轴处为凹面。
3.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第二透镜具有负屈折力。
4.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,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,其满足下列条件:
0.80<CT5/(CT3+CT4)<2.0。
5.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第四透镜物侧表面近光轴处为凸面,且该第四透镜物侧表面离轴处及像侧表面离轴处皆包含至少一反曲点。
6.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第三透镜像侧表面的曲率半径为R6,该第四透镜像侧表面的曲率半径为R8,该成像用光学系统的焦距为f,其满足下列条件:
(|R6|+|R8|)/f<10.0。
7.根据权利要求6所述的成像用光学系统,其特征在于,该第三透镜像侧表面的曲率半径为R6,该第四透镜像侧表面的曲率半径为R8,该成像用光学系统的焦距为f,其满足下列条件:
(|R6|+|R8|)/f<5.0。
8.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第五透镜物侧表面的曲率半径为R9,该第五透镜像侧表面的曲率半径为R10,其满足下列条件:
0.25<(R9+R10)/(R9-R10)<2.0。
9.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该成像用光学系统的焦距为f,该第三透镜像侧表面的曲率半径为R6,其满足下列条件:
0.20<f/R6<1.50。
10.根据权利要求9所述的成像用光学系统,其特征在于,该成像用光学系统的焦距为f,该第三透镜像侧表面的曲率半径为R6,其满足下列条件:
0.35<f/R6<1.20。
11.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第四透镜于光轴上的厚度为CT4,该第三透镜与该第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,其满足下列条件:
0.75<CT4/T34<2.25。
12.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第一透镜的焦距为f1,该第五透镜的焦距为f5,该第六透镜的焦距为f6,且|f1|大于|f5|及|f6|。
13.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第三透镜物侧表面近光轴处为凸面。
14.根据权利要求13所述的成像用光学系统,其特征在于,该第三透镜具有正屈折力。
15.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第一透镜像侧表面近光轴处为凹面。
16.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第四透镜具有负屈折力。
17.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第五透镜像侧表面近光轴处为凸面。
18.根据权利要求1所述的成像用光学系统,其特征在于,该第五透镜物侧表面近光轴处为凸面。
19.一种取像装置,其特征在于,包含:
如权利要求1所述的成像用光学系统;以及
一电子感光元件,其设置于该成像用光学系统的一成像面。
20.一种电子装置,其特征在于,包含:
如权利要求19所述的取像装置。
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