CN110119019B - 取像用光学镜头组、取像装置及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了取像用光学镜头组、取像装置及电子装置。该取像用光学镜头组由物侧至像侧依序包含：第一透镜，具负屈折力，其物侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面；第二透镜，具正屈折力；第三透镜；第四透镜，具正屈折力，其像侧面于近光轴处为凸面；及第五透镜，具负屈折力，其像侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面，该取像用光学镜头组的透镜总数为五片，另设置有一光圈，且该光圈设置于该第一透镜与该第二透镜之间，该第一透镜至该第五透镜中，两相邻透镜于光轴上的间隔距离最大者为该第一透镜与该第二透镜的间隔距离。

Description

取像用光学镜头组、取像装置及电子装置
本发明为申请日为2016年01月27日，申请号为“201610053796.6”，发明名称为“取像用光学镜头组、取像装置及电子装置”的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明是关于一种取像用光学镜头组和取像装置，特别是关于一种可应用于电子装置的取像用光学镜头组和取像装置。
背景技术
随着摄影模块的应用愈来愈广泛，除配置于移动装置之外，亦可将摄影模块装置应用于各种智能电子产品、车用装置与家庭智能辅助系统为未来科技发展的一大趋势。且为了具备更广泛的使用经验，生活中更多的装置及设备，如于智能手机、数字平板、光学辨识装置、倒车显影镜头，行车记录器镜头以及空拍机镜头中，对于镜头的品质需求也越来越高，规格愈来愈严苛。
在这之中，广视角与微型化俨然成为目前市场的发展趋势，其应用范围包含：各种智能电子产品、行车镜头、安全监控、运动相机或空拍机、娱乐装置等，特别是可携式装置产品更为贴近大众需求。传统广视角镜头为了取得大范围的图像，往往需要庞大的镜片接收光线，而该配置往往拉长了光学总长，使得产品体积不易缩减，此外，现有的微型镜头模块因尺寸要求，导致拍摄视角受到限制，是故传统的设计已无法满足未来市场的规格与需求。
发明内容
本发明提供一种取像用光学镜头组，由物侧至像侧依序包含：一第一透镜，具负屈折力，其物侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面；一第二透镜，具正屈折力；一第三透镜；一第四透镜，具正屈折力，其像侧面于近光轴处为凸面；及一第五透镜，具负屈折力，其像侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面，其中，该取像用光学镜头组的透镜总数为五片，另设置有一光圈，且该光圈设置于该第一透镜与该第二透镜之间，该第一透镜至该第五透镜中，两相邻透镜于光轴上的间隔距离最大者为该第一透镜与该第二透镜的间隔距离。
本发明又提供一种取像用光学镜头组，由物侧至像侧依序包含：一第一透镜，具负屈折力，其物侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面；一第二透镜，具正屈折力；一第三透镜；一第四透镜，具正屈折力，其像侧面于近光轴处为凸面；及一第五透镜，具负屈折力，其像侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面，其中，该取像用光学镜头组的透镜总数为五片，另设置有一光圈，且该光圈设置于该第一透镜与该第二透镜之间，该第一透镜的物侧面曲率半径为R1，该取像用光学镜头组的焦距为f，满足下列关系式：
-10.0<R1/f<0。
本发明还提供一种取像装置，包含前述取像用光学镜头组及一电子感光元件。
当第一透镜至第五透镜中，两相邻透镜于光轴上的间隔距离最大者为第一透镜与第二透镜的间隔距离，可有效平衡广视角与镜头组的小型化。
当R1/f满足所述条件时，可强化第一透镜的发散能力，以符合广视角特性，藉以取得较大的成像区域，提升产品应用范围。
附图说明
图1A是本发明第一实施例的取像用光学镜头组示意图。
图1B是本发明第一实施例的像差曲线图。
图2A是本发明第二实施例的取像用光学镜头组示意图。
图2B是本发明第二实施例的像差曲线图。
图3A是本发明第三实施例的取像用光学镜头组示意图。
图3B是本发明第三实施例的像差曲线图。
图4A是本发明第四实施例的取像用光学镜头组示意图。
图4B是本发明第四实施例的像差曲线图。
图5A是本发明第五实施例的取像用光学镜头组示意图。
图5B是本发明第五实施例的像差曲线图。
图6A是本发明第六实施例的取像用光学镜头组示意图。
图6B是本发明第六实施例的像差曲线图。
图7A是本发明第七实施例的取像用光学镜头组示意图。
图7B是本发明第七实施例的像差曲线图。
图8A是本发明第八实施例的取像用光学镜头组示意图。
图8B是本发明第八实施例的像差曲线图。
图9A是本发明第九实施例的取像用光学镜头组示意图。
图9B是本发明第九实施例的像差曲线图。
图10是本发明第一透镜的特征A点、A’点及B点的示意图。
图11是本发明的取像用光学镜头组参数Yc11、Yc52、Y52的示意图。
图12A是示意装设有本发明的取像用光学镜头组的倒车显影器。
图12B是示意装设有本发明的取像用光学镜头组的行车记录器。
图12C是示意装设有本发明的取像用光学镜头组的监控摄影机。
图12D是示意装设有本发明的取像用光学镜头组的智能手机。
附图标号
100、200、300、400、500、600、700、800、900 光圈
110、210、310、410、510、610、710、810、910 第一透镜
111、211、311、411、511、611、711、811、911 物侧面
112、212、312、412、512、612、712、812、912 像侧面
120、220、320、420、520、620、720、820、920 第二透镜
121、221、321、421、521、621、721、821、921 物侧面
122、222、322、422、522、622、722、822、922 像侧面
130、230、330、430、530、630、730、830、930 第三透镜
131、231、331、431、531、631、731、831、931 物侧面
132、232、332、432、532、632、732、832、932 像侧面
140、240、340、440、540、640、740、840、940 第四透镜
141、241、341、441、541、641、741、841、941 物侧面
142、242、342、442、542、642、742、842、942 像侧面
150、250、350、450、550、650、750、850、950 第五透镜
151、251、351、451、551、651、751、851、951 物侧面
152、252、352、452、552、652、752、852、952 像侧面
160、260、360、460、560、660、760、860、960 红外线滤除滤光元件
170、270、370、470、570、670、770、870、970 成像面
180、280、380、480、580、680、780、880、980 电子感光元件
1201 取像装置
1202 显示器
1210 倒车显影器
1220 行车记录器
1230 监控摄影机
1240 智能手机
f 取像用光学镜头组的焦距
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
fi 第i透镜的焦距
fj 第j透镜的焦距
Fno 取像用光学镜头组的光圈值
HFOV 取像用光学镜头组中最大视角的一半
R1 第一透镜物侧面曲率半径
R3 第二透镜物侧面曲率半径
R4 第二透镜像侧面曲率半径
V3 第三透镜的色散系数
V4 第四透镜的色散系数
V5 第五透镜的色散系数
T12 第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离
T23 第二透镜与第三透镜之间于光轴上的距离
T34 第三透镜与第四透镜之间于光轴上的距离
T45 第四透镜与第五透镜之间于光轴上的距离
Y52 第五透镜像侧面的最大有效半径
Yc11 第一透镜物侧面于离轴处的临界点与光轴的垂直距离
Yc52 第五透镜像侧面于离轴处的临界点与光轴的垂直距离
ImgH 取像用光学镜头组的最大像高
BL 第五透镜的像侧面至成像面于光轴上的距离
TL 第一透镜物侧面与成像面之间于光轴上的距离
具体实施方式
本发明提供一种取像用光学镜头组，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、第四透镜及第五透镜。
第一透镜具负屈折力，可利于形成广视角结构，使具备较广泛的成像区域；其物侧面于近光轴处为凹面且于离轴处可具有至少一凸面，可强化广视角特性，藉以取得较大的成像区域。
请参照图10，当第一透镜物侧面于有效径处A投影至光轴的位置A’较第一透镜物侧面于光轴上的位置B更靠近像侧时，可利于缩小离轴视角光线入射于第一透镜物侧面的入射角度，以避免角度过大而造成全反射。
第二透镜具正屈折力，可与第一透镜形成互补的功能，并提供系统足够的汇聚能力，以避免镜头总长过长。
第三透镜可具负屈折力，可利于调和离轴视场聚光能力，藉以修正佩兹瓦尔总和(Petzval Sum)。其物侧面于近光轴处可为凸面，其像侧面于近光轴处可为凹面，可使主点往像侧移动，以利于扩大视角范围。
第四透镜具正屈折力，可强化系统聚焦能力，同时满足系统小型化的特性需求；其像侧面于近光轴处可为凸面，可进一步强化聚焦能力。
第五透镜具负屈折力，可调校图像像弯曲，进而提升成像品质；其像侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面，可利于缩短后焦，以具备小型化的特性。其物侧面于近光轴处可为凸面，可协助修正系统像差。
前述取像用光学镜头组总共具有五片镜片，其中第一透镜至第五透镜中，两相邻透镜于光轴上的间隔距离最大者为第一透镜与第二透镜的间隔距离，可有效平衡广视角与镜头组的小型化。
前述取像用光学镜头组可另设置有一光圈，且光圈设置于第一透镜与第二透镜之间，可提供广视角配置优势，且第一透镜至第五透镜中各透镜皆具有至少一非球面，可修正系统像差，进一步缩短镜头组总长。
第二透镜物侧面曲率半径为R3，第二透镜像侧面曲率半径为R4，当取像用光学镜头组满足下列关系式：|R4/R3|<4.0时，可使第二透镜主点往像侧移动，以利于系统形成广视角特性；较佳地：|R4/R3|<2.0；更佳地：|R4/R3|<1.0；最佳地：|R4/R3|<0.60。
第三透镜的焦距为f3，第五透镜的焦距为f5，当取像用光学镜头组满足下列关系式：f5/f3<1.0时，可平衡系统屈折力，使第五透镜具备足够光路偏折能力，并有效发挥第三透镜修正各式像差的功能，进而提升图像品质。
第一透镜物侧面曲率半径为R1，取像用光学镜头组的焦距为f，当取像用光学镜头组满足下列关系式：-10.0<R1/f<0时，可强化第一透镜的发散能力，以符合广视角特性，藉以取得较大的成像区域，提升产品应用范围；较佳地：-5.0<R1/f<0；更佳地：-3.0<R1/f<0。
第一透镜的焦距为f1，第三透镜的焦距为f3，当取像用光学镜头组满足下列关系式：f1/f3<5.0时，可有效分散系统的负屈折力分布，在维持较大视角之下，同时减缓各镜片所产生的像差；较佳地：f1/f3<2.0。
第一透镜物侧面于离轴处的临界点与光轴的垂直距离为Yc11，第五透镜像侧面于离轴处的临界点与光轴的垂直距离为Yc52，当取像用光学镜头组满足下列关系式：0.15<Yc11/Yc52<1.20时，可有效控制第一透镜与第五透镜的周边光线，除有利于广视角特性外，更有助于缩小镜组体积。
第一透镜物侧面与成像面之间于光轴上的距离为TL，取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，当取像用光学镜头组满足下列关系式：TL/ImgH<3.0时，可有效控制镜头组总长，以利于小型化。
第三透镜的色散系数为V3，第四透镜的色散系数为V4，第五透镜的色散系数为V5，当取像用光学镜头组满足下列关系式：0.3<(V3+V5)/V4<1.0时，可平衡整体系统的色差，使不同波段的光线能汇聚于同一像点，以提升成像品质；较佳地，V5<30。
第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离为T12，第二透镜与第三透镜之间于光轴上的距离为T23，第三透镜与第四透镜之间于光轴上的距离为T34，第四透镜与第五透镜之间于光轴上的距离为T45，当取像用光学镜头组满足下列关系式：0<(T23+T34+T45)/T12<0.90时，可使透镜配置提供广视角与短总长间的良好平衡。
取像用光学镜头组中最大视角的一半为HFOV，当取像用光学镜头组满足下列关系式：1.50<tan(HFOV)时，可有效控制图像范围，同时提供充足的视场角。
请参照图11，第五透镜像侧面的最大有效半径为Y52，取像用光学镜头组的焦距为f，当取像用光学镜头组满足下列关系式：0.85<Y52/f时，可利于修正大视角的离轴像差，并提高离轴相对照度。
第一透镜物侧面于离轴处的临界点与光轴的垂直距离为Yc11，取像用光学镜头组的焦距为f，当取像用光学镜头组满足下列关系式：0.10<Yc11/f<0.80时，可利于修正大视角的离轴像差，并提高离轴相对照度。
取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，取像用光学镜头组的焦距为f，当取像用光学镜头组满足下列关系式：1.20<ImgH/f<1.70时，可在具备广视角同时，仍可保有足够的成像区域接收光线，使图像更为明亮。
第三透镜的焦距为f3，第四透镜的焦距为f4，当取像用光学镜头组满足下列关系式：|f4/f3|<1.0时，可平衡系统屈折力配置，降低系统敏感度。
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，第五透镜的焦距为f5，第i透镜的焦距为fi，第j透镜的焦距为fj，当取像用光学镜头组满足下列关系式：|f1|>|fi|，i＝2，4，5；|f3|>|fj|，j＝2，4，5时，可平衡系统屈折力配置，以利于形成广视场角的特性。
第五透镜的像侧面至成像面于光轴上的距离为BL，取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，当取像用光学镜头组满足下列关系式：BL/ImgH<0.75时，可有效控制后焦距。
本发明揭露的取像用光学镜头组中，透镜的材质可为玻璃或塑胶，若透镜的材质为玻璃，则可以增加取像用光学镜头组屈折力配置的自由度，若透镜材质为塑胶，则可以有效降低生产成本。此外，可于镜面上设置非球面(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，进而缩减透镜使用的数目，因此可以有效降低本发明取像用光学镜头组的总长度。
本发明揭露的取像用光学镜头组中，可至少设置一光阑，如孔径光阑(ApertureStop)、耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(Field Stop)等，有助于减少杂散光以提升图像品质。
本发明揭露的取像用光学镜头组中，光圈配置可为前置或中置，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，前置光圈可使取像用光学镜头组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使之具有远心(Telecentric)效果，可增加电子感光元件如CCD或CMOS接收图像的效率；中置光圈则有助于扩大系统的视场角，使取像用光学镜头组具有广角镜头的优势。
本发明揭露的取像用光学镜头组中，若透镜表面为凸面且未界定凸面位置时，则表示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凹面位置时，则表示透镜表面可于近光轴处为凹面。若透镜的屈折力或焦距未界定其区域位置时，则表示透镜的屈折力或焦距可为透镜于近光轴处的屈折力或焦距。
本发明揭露的取像用光学镜头组中，取像用光学镜头组的成像面，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。
本发明揭露的取像用光学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。本发明亦可多方面应用于3D(三维)图像撷取、数字相机、移动装置、智能手机、数字平板、智能电视、网络监控设备、体感游戏机、行车记录器、倒车显影装置、空拍机与可穿戴式设备等电子装置中。
本发明更提供一种取像装置，其包含前述取像用光学镜头组以及一电子感光元件，电子感光元件设置于取像用光学镜头组的成像面，因此取像装置可通过取像用光学镜头组的设计达到最佳成像效果。较佳地，取像用光学镜头组可进一步包含镜筒(BarrelMember)、支持装置(Holder Member)或其组合。
请参照图12A、图12B、图12C、图12D，取像装置1201可搭载于电子装置，其包括，倒车显影器1210(取像装置1201与显示器1202)、行车记录器1220、监控摄影机1230或智能手机1240。前揭电子装置仅是示范性地说明本发明的取像装置的实际运用例子，并非限制本发明的取像装置的运用范围。较佳地，电子装置可进一步包含控制单元、显示单元、存储单元、暂存储单元(RAM)或其组合。
本发明揭露的取像装置及取像用光学镜头组将通过以下具体实施例配合所附图式予以详细说明。
第一实施例
本发明第一实施例请参阅图1A，第一实施例的像差曲线请参阅图1B。第一实施例的取像装置包含一取像用光学镜头组(未另标号)与一电子感光元件180，取像用光学镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜110、一光圈100、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150，其中：
第一透镜110具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面111于近光轴处为凹面，其像侧面112于近光轴处为凹面，且其物侧面111及像侧面112皆为非球面，其物侧面111于离轴处具有至少一凸面；
第二透镜120具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面121于近光轴处为凸面，其像侧面122于近光轴处为凸面，且其物侧面121及像侧面122皆为非球面；
第三透镜130具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面131于近光轴处为凸面，其像侧面132于近光轴处为凹面，且其物侧面131及像侧面132皆为非球面；
第四透镜140具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面141于近光轴处为凸面，其像侧面142于近光轴处为凸面，其物侧面141及像侧面142皆为非球面；
第五透镜150具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面151于近光轴处为凸面，其像侧面152于近光轴处为凹面，其物侧面151及像侧面152皆为非球面，其像侧面152于离轴处具有至少一凸面；
取像用光学镜头组另包含有一红外线滤除滤光元件160置于第五透镜150与一成像面170间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件180设置于成像面170上。
第一实施例详细的光学数据如表一所示，其非球面数据如表二所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。
Figure GDA0003015648560000091
Figure GDA0003015648560000092
Figure GDA0003015648560000101
上述的非球面曲线的方程式表示如下：
Figure GDA0003015648560000102
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；
Ai：第i阶非球面系数。
第一实施例中，取像用光学镜头组的焦距为f，取像用光学镜头组的光圈值为Fno，取像用光学镜头组中最大视角的一半为HFOV，其数值为：f＝1.73(毫米)，Fno＝2.40，HFOV＝70.0(度)。
第一实施例中，第五透镜150的色散系数V5＝23.5。
第一实施例中，第三透镜130的色散系数为V3，第四透镜140的色散系数为V4，第五透镜150的色散系数为V5，其关系式为：(V3+V5)/V4＝0.84。
第一实施例中，第一透镜110与第二透镜120之间于光轴上的距离为T12，第二透镜120与第三透镜130之间于光轴上的距离为T23，第三透镜130与第四透镜140之间于光轴上的距离为T34，第四透镜140与第五透镜150之间于光轴上的距离为T45，其关系式为：(T23+T34+T45)/T12＝0.35。
第一实施例中，第一透镜物侧面111曲率半径为R1，取像用光学镜头组的焦距为f，其关系式为：R1/f＝-1.38。
第一实施例中，第二透镜物侧面121曲率半径为R3，第二透镜像侧面122曲率半径为R4，其关系式为：|R4/R3|＝0.19。
第一实施例中，第三透镜130的焦距为f3，第四透镜140的焦距为f4，其关系式为：|f4/f3|＝0.40。
第一实施例中，第一透镜110的焦距为f1，第三透镜130的焦距为f3，其关系式为：f1/f3＝1.07。
第一实施例中，第五透镜150的焦距为f5，第三透镜130的焦距为f3，其关系式为：f5/f3＝0.42。
第一实施例中，第五透镜像侧面152的最大有效半径为Y52，取像用光学镜头组的焦距为f，其关系式为：Y52/f＝1.10。
第一实施例中，第一透镜物侧面111于有效径处投影至光轴的位置较第一透镜物侧面111于光轴上的位置更靠近像侧，第一透镜物侧面111于离轴处的临界点与光轴的垂直距离为Yc11，取像用光学镜头组的焦距为f，其关系式为：Yc11/f＝0.31。
第一实施例中，第一透镜物侧面111于离轴处的临界点与光轴的垂直距离为Yc11，第五透镜像侧面152于离轴处的临界点与光轴的垂直距离为Yc52，其关系式为：Yc11/Yc52＝0.47。
第一实施例中，取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，取像用光学镜头组的焦距为f，其关系式为：ImgH/f＝1.35。
第一实施例中，第一透镜物侧面111与成像面170之间于光轴上的距离为TL，取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，其关系式为：TL/ImgH＝2.17。
第一实施例中，第五透镜像侧面152至成像面170于光轴上的距离为BL，取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，其关系式为：BL/ImgH＝0.43。
第一实施例中，取像用光学镜头组中最大视角的一半为HFOV，其关系式：tan(HFOV)＝2.75。
第二实施例
本发明第二实施例请参阅图2A，第二实施例的像差曲线请参阅图2B。第二实施例的取像装置包含一取像用光学镜头组(未另标号)与一电子感光元件280，取像用光学镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜210、一光圈200、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240及第五透镜250，其中：
第一透镜210具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面211于近光轴处为凹面，其像侧面212于近光轴处为凹面，且其物侧面211及像侧面212皆为非球面，其物侧面211于离轴处具有至少一凸面；
第二透镜220具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面221于近光轴处为凸面，其像侧面222于近光轴处为凸面，且其物侧面221及像侧面222皆为非球面；
第三透镜230具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面231于近光轴处为凸面，其像侧面232于近光轴处为凹面，且其物侧面231及像侧面232皆为非球面；
第四透镜240具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面241于近光轴处为凸面，其像侧面242于近光轴处为凸面，其物侧面241及像侧面242皆为非球面；
第五透镜250具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面251于近光轴处为凹面，其像侧面252于近光轴处为凹面，其物侧面251及像侧面252皆为非球面，其像侧面252于离轴处具有至少一凸面；
取像用光学镜头组另包含有一红外线滤除滤光元件260置于第五透镜250与一成像面270间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件280设置于成像面270上。
第二实施例详细的光学数据如表三所示，其非球面数据如表四所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。
Figure GDA0003015648560000121
Figure GDA0003015648560000131
Figure GDA0003015648560000132
第二实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数是如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值是如表五中所列。
Figure GDA0003015648560000133
Figure GDA0003015648560000141
第三实施例
本发明第三实施例请参阅图3A，第三实施例的像差曲线请参阅图3B。第三实施例的取像装置包含一取像用光学镜头组(未另标号)与一电子感光元件380，取像用光学镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜310、一光圈300、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340及第五透镜350，其中：
第一透镜310具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面311于近光轴处为凹面，其像侧面312于近光轴处为凹面，且其物侧面311及像侧面312皆为非球面，其物侧面311于离轴处具有至少一凸面；
第二透镜320具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面321于近光轴处为凸面，其像侧面322于近光轴处为凸面，且其物侧面321及像侧面322皆为非球面；
第三透镜330具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面331于近光轴处为凹面，其像侧面332于近光轴处为凹面，且其物侧面331及像侧面332皆为非球面；
第四透镜340具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面341于近光轴处为凸面，其像侧面342于近光轴处为凸面，其物侧面341及像侧面342皆为非球面；
第五透镜350具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面351于近光轴处为凸面，其像侧面352于近光轴处为凹面，其物侧面351及像侧面352皆为非球面，其像侧面352于离轴处具有至少一凸面；
取像用光学镜头组另包含有一红外线滤除滤光元件360置于第五透镜350与一成像面370间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件380设置于成像面370上。
第三实施例详细的光学数据如表六所示，其非球面数据如表七所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。
Figure GDA0003015648560000151
Figure GDA0003015648560000152
Figure GDA0003015648560000161
第三实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数是如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值是如表八中所列。
Figure GDA0003015648560000162
第四实施例
本发明第四实施例请参阅图4A，第四实施例的像差曲线请参阅图4B。第四实施例的取像装置包含一取像用光学镜头组(未另标号)与一电子感光元件480，取像用光学镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜410、一光圈400、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440及第五透镜450，其中：
第一透镜410具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面411于近光轴处为凹面，其像侧面412于近光轴处为凸面，且其物侧面411及像侧面412皆为非球面，其物侧面411于离轴处具有至少一凸面；
第二透镜420具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面421于近光轴处为凹面，其像侧面422于近光轴处为凸面，且其物侧面421及像侧面422皆为非球面；
第三透镜430具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面431于近光轴处为凸面，其像侧面432于近光轴处为凹面，且其物侧面431及像侧面432皆为非球面；
第四透镜440具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面441于近光轴处为凹面，其像侧面442于近光轴处为凸面，其物侧面441及像侧面442皆为非球面；
第五透镜450具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面451于近光轴处为凸面，其像侧面452于近光轴处为凹面，其物侧面451及像侧面452皆为非球面，其像侧面452于离轴处具有至少一凸面；
取像用光学镜头组另包含有一红外线滤除滤光元件460置于第五透镜450与一成像面470间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件480设置于成像面470上。
第四实施例详细的光学数据如表九所示，其非球面数据如表十所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。
Figure GDA0003015648560000171
Figure GDA0003015648560000181
第四实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数是如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值是如表十一中所列。
Figure GDA0003015648560000182
第五实施例
本发明第五实施例请参阅图5A，第五实施例的像差曲线请参阅图5B。第五实施例的取像装置包含一取像用光学镜头组(未另标号)与一电子感光元件580，取像用光学镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜510、一光圈500、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540及第五透镜550，其中：
第一透镜510具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面511于近光轴处为凹面，其像侧面512于近光轴处为凸面，且其物侧面511及像侧面512皆为非球面，其物侧面511于离轴处具有至少一凸面；
第二透镜520具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面521于近光轴处为凹面，其像侧面522于近光轴处为凸面，且其物侧面521及像侧面522皆为非球面；
第三透镜530具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面531于近光轴处为凹面，其像侧面532于近光轴处为凸面，且其物侧面531及像侧面532皆为非球面；
第四透镜540具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面541于近光轴处为凹面，其像侧面542于近光轴处为凸面，其物侧面541及像侧面542皆为非球面；
第五透镜550具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面551于近光轴处为凸面，其像侧面552于近光轴处为凹面，其物侧面551及像侧面552皆为非球面，其像侧面552于离轴处具有至少一凸面；
取像用光学镜头组另包含有一红外线滤除滤光元件560置于第五透镜550与一成像面570间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件580设置于成像面570上。
第五实施例详细的光学数据如表十二所示，其非球面数据如表十三所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。
Figure GDA0003015648560000191
Figure GDA0003015648560000201
Figure GDA0003015648560000202
第五实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数是如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值是如表十四中所列。
Figure GDA0003015648560000203
Figure GDA0003015648560000211
第六实施例
本发明第六实施例请参阅图6A，第六实施例的像差曲线请参阅图6B。第六实施例的取像装置包含一取像用光学镜头组(未另标号)与一电子感光元件680，取像用光学镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜610、一光圈600、第二透镜620、第三透镜630、第四透镜640及第五透镜650，其中：
第一透镜610具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面611于近光轴处为凹面，其像侧面612于近光轴处为凹面，且其物侧面611及像侧面612皆为非球面，其物侧面611于离轴处具有至少一凸面；
第二透镜620具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面621于近光轴处为凸面，其像侧面622于近光轴处为凸面，且其物侧面621及像侧面622皆为非球面；
第三透镜630具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面631于近光轴处为凸面，其像侧面632于近光轴处为凹面，且其物侧面631及像侧面632皆为非球面；
第四透镜640具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面641于近光轴处为凹面，其像侧面642于近光轴处为凸面，其物侧面641及像侧面642皆为非球面；
第五透镜650具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面651于近光轴处为凸面，其像侧面652于近光轴处为凹面，其物侧面651及像侧面652皆为非球面，其像侧面652于离轴处具有至少一凸面；
取像用光学镜头组另包含有一红外线滤除滤光元件660置于第五透镜650与一成像面670间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件680设置于成像面670上。
第六实施例详细的光学数据如表十五所示，其非球面数据如表十六所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。
Figure GDA0003015648560000212
Figure GDA0003015648560000221
Figure GDA0003015648560000222
Figure GDA0003015648560000231
第六实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数是如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值是如表十七中所列。
Figure GDA0003015648560000232
第七实施例
本发明第七实施例请参阅图7A，第七实施例的像差曲线请参阅图7B。第七实施例的取像装置包含一取像用光学镜头组(未另标号)与一电子感光元件780，取像用光学镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜710、一光圈700、第二透镜720、第三透镜730、第四透镜740及第五透镜750，其中：
第一透镜710具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面711于近光轴处为凹面，其像侧面712于近光轴处为凸面，且其物侧面711及像侧面712皆为非球面，其物侧面711于离轴处具有至少一凸面；
第二透镜720具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面721于近光轴处为凹面，其像侧面722于近光轴处为凸面，且其物侧面721及像侧面722皆为非球面；
第三透镜730具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面731于近光轴处为凸面，其像侧面732于近光轴处为凹面，且其物侧面731及像侧面732皆为非球面；
第四透镜740具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面741于近光轴处为凹面，其像侧面742于近光轴处为凸面，其物侧面741及像侧面742皆为非球面；
第五透镜750具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面751于近光轴处为凸面，其像侧面752于近光轴处为凹面，其物侧面751及像侧面752皆为非球面，其像侧面752于离轴处具有至少一凸面；
取像用光学镜头组另包含有一红外线滤除滤光元件760置于第五透镜750与一成像面770间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件780设置于成像面770上。
第七实施例详细的光学数据如表十八所示，其非球面数据如表十九所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。
Figure GDA0003015648560000241
Figure GDA0003015648560000242
Figure GDA0003015648560000251
第七实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数是如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值是如表二十中所列。
Figure GDA0003015648560000252
第八实施例
本发明第八实施例请参阅图8A，第八实施例的像差曲线请参阅图8B。第八实施例的取像装置包含一取像用光学镜头组(未另标号)与一电子感光元件880，取像用光学镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜810、一光圈800、第二透镜820、第三透镜830、第四透镜840及第五透镜850，其中：
第一透镜810具负屈折力，其材质为玻璃，其物侧面811于近光轴处为凹面，其像侧面812于近光轴处为凸面，且其物侧面811及像侧面812皆为非球面，其物侧面811于离轴处具有至少一凸面；
第二透镜820具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面821于近光轴处为凹面，其像侧面822于近光轴处为凸面，且其物侧面821及像侧面822皆为非球面；
第三透镜830具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面831于近光轴处为凸面，其像侧面832于近光轴处为凹面，且其物侧面831及像侧面832皆为非球面；
第四透镜840具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面841于近光轴处为凹面，其像侧面842于近光轴处为凸面，其物侧面841及像侧面842皆为非球面；
第五透镜850具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面851于近光轴处为凸面，其像侧面852于近光轴处为凹面，其物侧面851及像侧面852皆为非球面，其像侧面852于离轴处具有至少一凸面；
取像用光学镜头组另包含有一红外线滤除滤光元件860置于第五透镜850与一成像面870间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件880设置于成像面870上。
第八实施例详细的光学数据如表二十一所示，其非球面数据如表二十二所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。
Figure GDA0003015648560000261
Figure GDA0003015648560000271
Figure GDA0003015648560000272
第八实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数是如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值是如表二十三中所列。
Figure GDA0003015648560000273
Figure GDA0003015648560000281
第九实施例
本发明第九实施例请参阅图9A，第九实施例的像差曲线请参阅图9B。第九实施例的取像装置包含一取像用光学镜头组(未另标号)与一电子感光元件980，取像用光学镜头组由物侧至像侧依序包含第一透镜910、一光圈900、第二透镜920、第三透镜930、第四透镜940及第五透镜950，其中：
第一透镜910具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面911于近光轴处为凹面，其像侧面912于近光轴处为凸面，且其物侧面911及像侧面912皆为非球面，其物侧面911于离轴处具有至少一凸面；
第二透镜920具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面921于近光轴处为凹面，其像侧面922于近光轴处为凸面，且其物侧面921及像侧面922皆为非球面；
第三透镜930具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面931于近光轴处为凸面，其像侧面932于近光轴处为凹面，且其物侧面931及像侧面932皆为非球面；
第四透镜940具正屈折力，其材质为塑胶，其物侧面941于近光轴处为凹面，其像侧面942于近光轴处为凸面，其物侧面941及像侧面942皆为非球面；
第五透镜950具负屈折力，其材质为塑胶，其物侧面951于近光轴处为凸面，其像侧面952于近光轴处为凹面，其物侧面951及像侧面952皆为非球面，其像侧面952于离轴处具有至少一凸面；
取像用光学镜头组另包含有一红外线滤除滤光元件960置于第五透镜950与一成像面970间，其材质为玻璃且不影响焦距；电子感光元件980设置于成像面970上。
第九实施例详细的光学数据如表二十四所示，其非球面数据如表二十五所示，曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，HFOV定义为最大视角的一半。
Figure GDA0003015648560000282
Figure GDA0003015648560000291
Figure GDA0003015648560000292
Figure GDA0003015648560000301
第九实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数是如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值是如表二十六中所列。
Figure GDA0003015648560000302
表一至表二十六所示为本发明揭露的取像用光学镜头组实施例的不同数值变化表，然本发明各个实施例的数值变化皆属实验所得，即使使用不同数值，相同结构的产品仍应属于本发明揭露的保护范畴，故以上的说明所描述的及图式仅做为例示性，非用以限制本发明揭露的权利要求。

Claims (28)

1.一种取像用光学镜头组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：
一第一透镜，具负屈折力，其物侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面；
一第二透镜，具正屈折力；
一第三透镜；
一第四透镜，具正屈折力，其像侧面于近光轴处为凸面；及
一第五透镜，具负屈折力，其像侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面，
其中，该取像用光学镜头组的透镜总数为五片，另设置有一光圈，且该光圈设置于该第一透镜与该第二透镜之间，该第一透镜至该第五透镜中，两相邻透镜于一光轴上的间隔距离最大者为该第一透镜与该第二透镜的间隔距离，该第二透镜的物侧面曲率半径为R3，该第二透镜的像侧面曲率半径为R4，满足下列关系式：
|R4/R3|<4.0。
2.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，该第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面，该第一透镜的物侧面与成像面之间于该光轴上的距离为TL，该取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，满足下列关系式：
TL/ImgH<3.0。
3.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，该第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面。
4.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，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，满足下列关系式：
f1/f3<5.0。
5.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第四透镜的物侧面于近光轴处为凹面。
6.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第五透镜的像侧面的最大有效半径为Y52，该取像用光学镜头组的焦距为f，满足下列关系式：
0.85<Y52/f。
7.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第三透镜的色散系数为V3，该第四透镜的色散系数为V4，该第五透镜的色散系数为V5，满足下列关系式：
0.3<(V3+V5)/V4<1.0。
8.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第一透镜与该第二透镜之间于该光轴上的距离为T12，该第二透镜与该第三透镜之间于该光轴上的距离为T23，该第三透镜与该第四透镜之间于该光轴上的距离为T34，该第四透镜与该第五透镜之间于该光轴上的距离为T45，满足下列关系式：
0<(T23+T34+T45)/T12<0.90。
9.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第一透镜的物侧面于离轴处的临界点与该光轴的垂直距离为Yc11，该取像用光学镜头组的焦距为f，满足下列关系式：
0.10<Yc11/f<0.80。
10.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第一透镜的物侧面于离轴处的临界点与该光轴的垂直距离为Yc11，该第五透镜的像侧面于离轴处的临界点与该光轴的垂直距离为Yc52，满足下列关系式：
0.15<Yc11/Yc52<1.20。
11.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，该取像用光学镜头组的焦距为f，满足下列关系式：
1.20<ImgH/f<1.70。
12.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，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，该第五透镜的焦距为f5，第i透镜的焦距为fi，第j透镜的焦距为fj，满足下列关系式：
|f1|>|fi|，i＝2，4，5；及
|f3|>|fj|，j＝2，4，5。
13.如权利要求1所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第一透镜至该第五透镜中各透镜皆具有至少一非球面，该第五透镜的像侧面至成像面于该光轴上的距离为BL，该取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，满足下列关系式：
BL/ImgH<0.75。
14.一种取像装置，其特征在于，包含有如权利要求1所述的取像用光学镜头组与一电子感光元件。
15.一种取像用光学镜头组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：
一第一透镜，具负屈折力，其物侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面；
一第二透镜，具正屈折力；
一第三透镜；
一第四透镜，具正屈折力，其像侧面于近光轴处为凸面；及
一第五透镜，具负屈折力，其像侧面于近光轴处为凹面且于离轴处具有至少一凸面，
其中，该取像用光学镜头组的透镜总数为五片，另设置有一光圈，且该光圈设置于该第一透镜与该第二透镜之间，该第一透镜的物侧面曲率半径为R1，该取像用光学镜头组的焦距为f，该第二透镜的物侧面曲率半径为R3，该第二透镜的像侧面曲率半径为R4，满足下列关系式：
-10.0<R1/f<0；及
|R4/R3|<4.0。
16.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，该第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面，该第一透镜的物侧面与成像面之间于一光轴上的距离为TL，该取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，满足下列关系式：
TL/ImgH<3.0。
17.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，该第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面。
18.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，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，满足下列关系式：
f1/f3<5.0。
19.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第四透镜的物侧面于近光轴处为凹面。
20.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第五透镜的像侧面的最大有效半径为Y52，该取像用光学镜头组的焦距为f，满足下列关系式：
0.85<Y52/f。
21.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第三透镜的色散系数为V3，该第四透镜的色散系数为V4，该第五透镜的色散系数为V5，满足下列关系式：
0.3<(V3+V5)/V4<1.0。
22.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第一透镜与该第二透镜之间于一光轴上的距离为T12，该第二透镜与该第三透镜之间于该光轴上的距离为T23，该第三透镜与该第四透镜之间于该光轴上的距离为T34，该第四透镜与该第五透镜之间于该光轴上的距离为T45，满足下列关系式：
0<(T23+T34+T45)/T12<0.90。
23.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第一透镜的物侧面于离轴处的临界点与一光轴的垂直距离为Yc11，该取像用光学镜头组的焦距为f，满足下列关系式：
0.10<Yc11/f<0.80。
24.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第一透镜的物侧面于离轴处的临界点与一光轴的垂直距离为Yc11，该第五透镜的像侧面于离轴处的临界点与该光轴的垂直距离为Yc52，满足下列关系式：
0.15<Yc11/Yc52<1.20。
25.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，该取像用光学镜头组的焦距为f，满足下列关系式：
1.20<ImgH/f<1.70。
26.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，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，该第五透镜的焦距为f5，第i透镜的焦距为fi，第j透镜的焦距为fj，满足下列关系式：
|f1|>|fi|，i＝2，4，5；及
|f3|>|fj|，j＝2，4，5。
27.如权利要求15所述的取像用光学镜头组，其特征在于，该第一透镜至该第五透镜中各透镜皆具有至少一非球面，该第五透镜的像侧面至成像面于一光轴上的距离为BL，该取像用光学镜头组的最大像高为ImgH，满足下列关系式：
BL/ImgH<0.75。
28.一种取像装置，其特征在于，包含有如权利要求15所述的取像用光学镜头组与一电子感光元件。
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