CN110187469B - 成像光学镜头、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头,包含七片透镜。该七片透镜由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜与第七透镜。七片透镜各自包含朝向物侧的物侧表面以及朝向像侧的像侧表面。第一透镜物侧表面于近光轴处为凸面,且七片透镜的所有表面中至少一表面具有至少一反曲点。当满足特定条件时,成像光学镜头能同时满足小型化、大光圈、小视角以及高成像品质的需求。同时,本发明还公开了一种取像装置及电子装置。
Description
技术领域
本发明关于一种成像光学镜头、取像装置及电子装置,特别是一种适用于电子装置的成像光学镜头及取像装置。
背景技术
随着半导体工艺技术更加精进,使得电子感光元件性能有所提升,像素可达到更微小的尺寸,因此,具备高成像品质的光学镜头俨然成为不可或缺的一环。
随着科技日新月异,配备光学镜头的电子装置的应用范围更加广泛,对于光学镜头的要求也是更加多样化,由于以前的光学镜头较不易在成像品质、敏感度、光圈大小、体积或视角等需求间取得平衡,所以本发明提供了一种光学镜头以符合需求。
发明内容
本发明提供一种成像光学镜头、取像装置以及电子装置,其中成像光学镜头包含七片透镜。当满足特定条件时,本发明提供的成像光学镜头能同时满足小型化、大光圈、小视角以及高成像品质的需求。
本发明提供一种成像光学镜头,包含七片透镜,由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜与第七透镜。七片透镜各自包含朝向物侧的物侧表面以及朝向像侧的像侧表面。第一透镜物侧表面于近光轴处为凸面,且七片透镜的所有表面中至少一表面具有至少一反曲点。成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,成像光学镜头的七片透镜于光轴上的透镜厚度的总和为ΣCT,第一透镜于光轴上的厚度为CT1,第一透镜物侧表面的曲率半径为R1,成像光学镜头的焦距为f,其满足下列条件:
1.45<EPD/(ΣCT-CT1)<5.0;
0.50<R1/CT1<3.50;以及
2.20<f/R1<5.0。
本发明提供一种取像装置,其包含前述的成像光学镜头以及一电子感光元件,其中电子感光元件设置于成像光学镜头的成像面上。
本发明提供一种电子装置,其包含前述的取像装置。
本发明另提供一种成像光学镜头,包含七片透镜,由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜与第七透镜。七片透镜各自包含朝向物侧的物侧表面以及朝向像侧的像侧表面,且七片透镜的所有表面中至少一表面具有至少一反曲点。七片透镜中至少三片透镜的阿贝数小于26.0。成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,成像光学镜头的七片透镜于光轴上的透镜厚度的总和为ΣCT,第一透镜于光轴上的厚度为CT1,第一透镜物侧表面至一成像面于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的焦距为f,其满足下列条件:
1.45<EPD/(ΣCT-CT1)<5.0;以及
0.50<TL/f<1.80。
本发明又提供一种成像光学镜头,包含七片透镜,由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜与第七透镜。七片透镜各自包含朝向物侧的物侧表面以及朝向像侧的像侧表面。七片透镜的所有表面中至少一表面具有至少一反曲点,且七片透镜中至少四片透镜的阿贝数小于40.0。第一透镜具有正屈折力。成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,成像光学镜头的七片透镜于光轴上的透镜厚度的总和为ΣCT,第一透镜于光轴上的厚度为CT1,第一透镜物侧表面至一成像面于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的焦距为f,成像光学镜头中最大视角的一半为HFOV,其满足下列条件:
0.50<EPD/(ΣCT-CT1)<8.0;
0.50<TL/f<1.50;
1.0<f/EPD<1.90;以及
0.14<tan(HFOV)<0.53。
当EPD/(ΣCT-CT1)满足上述条件时,可平衡光圈大小与透镜空间配置,以提升成像光学镜头的收光能力,进而增加影像亮度。
当R1/CT1满足上述条件时,可使第一透镜物侧表面有较大曲率,以利于在有限空间内满足远景拍摄的需求。
当f/R1满足上述条件时,可使镜头具备望远功能的同时有效控制总长度,以达成微型化的需求。
当TL/f满足上述条件时,可提升局部影像解析度,同时压制成像光学镜头的总长度。
当f/EPD满足上述条件时,可调配成像光学镜头的光圈孔径以控制入光量,进而提升影像亮度。
当tan(HFOV)满足上述条件时,可调控可拍摄的影像范围,同时强化远景影像的局部清晰度。
附图说明
图1为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为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为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为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为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为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为依照本发明第七实施例的取像装置示意图。
图14由左至右依序为第七实施例的球差、像散以及畸变曲线图。
图15为依照本发明第八实施例的取像装置示意图。
图16由左至右依序为第八实施例的球差、像散以及畸变曲线图。
图17为依照本发明第九实施例的取像装置示意图。
图18由左至右依序为第九实施例的球差、像散以及畸变曲线图。
图19为依照本发明第十实施例的一种取像装置的立体图。
图20为依照本发明第十一实施例的一种电子装置一侧的立体图。
图21为图20的电子装置的另一侧的立体图。
图22为图20的电子装置的系统方块图。
图23为依照本发明第一实施例中参数Yc62的示意图。
图24为依照本发明第一实施例中参数Y31、Y32、Y41、Y42的示意图。
其中,附图标记:
取像装置︰10、10a、10b
成像镜头︰11
驱动装置︰12
电子感光元件︰13
影像稳定模块︰14
电子装置︰20
闪光灯模块︰21
对焦辅助模块︰22
影像信号处理器︰23
用户接口︰24
影像软件处理器︰25
被摄物:26
光圈:100、200、300、400、500、600、700、800、900
光阑:301、401、801
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
第六透镜:160、260、360、460、560、660、760、860、960
物侧表面:161、261、361、461、561、661、761、861、961
像侧表面:162、262、362、462、562、662、762、862、962
第七透镜:170、270、370、470、570、670、770、870、970
物侧表面:171、271、371、471、571、671、771、871、971
像侧表面:172、272、372、472、572、672、772、872、972
滤光元件:180、280、380、480、580、680、780、880、980
成像面:190、290、390、490、590、690、790、890、990
电子感光元件:195、295、395、495、595、695、795、895、995
BL:第七透镜像侧表面至成像面于光轴上的距离
CT1:第一透镜于光轴上的厚度
CT6:第六透镜于光轴上的厚度
CT7:第七透镜于光轴上的厚度
ImgH:成像光学镜头的最大成像高度
EPD:成像光学镜头的入瞳孔径
f:成像光学镜头的焦距
f2:第二透镜的焦距
f7:第七透镜的焦距
Fno:成像光学镜头的光圈值
HFOV:成像光学镜头中最大视角的一半
R1:第一透镜物侧表面的曲率半径
R12:第六透镜像侧表面的曲率半径
R13:第七透镜物侧表面的曲率半径
R14:第七透镜像侧表面的曲率半径
SD:光圈至第七透镜像侧表面于光轴上的距离
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
T56:第五透镜与第六透镜于光轴上的间隔距离
T67:第六透镜与第七透镜于光轴上的间隔距离
TD:第一透镜物侧表面至第七透镜像侧表面于光轴上的距离
TL:第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离
V1:第一透镜的阿贝数
V2:第二透镜的阿贝数
V3:第三透镜的阿贝数
V4:第四透镜的阿贝数
V5:第五透镜的阿贝数
V6:第六透镜的阿贝数
V7:第七透镜的阿贝数
Vi:第i透镜的阿贝数
Vp:具正屈折力的透镜的阿贝数
Y31:第三透镜物侧表面的最大有效半径
Y32:第三透镜像侧表面的最大有效半径
Y41:第四透镜物侧表面的最大有效半径
Y42:第四透镜像侧表面的最大有效半径
Yc62:第六透镜像侧表面的临界点与光轴的垂直距离
Ymin:成像光学镜头的所有透镜表面的最大有效半径的最小值
ΣAT:成像光学镜头的七片透镜中每两个相邻透镜于光轴上的间隔距离的总和
ΣCT:成像光学镜头的七片透镜于光轴上的透镜厚度的总和
具体实施方式
成像光学镜头包含七片透镜,并且该七片透镜由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜与第七透镜。
第一透镜可具有正屈折力;借此,可提供成像光学镜头足够的聚光能力,以缩短系统总长。第一透镜物侧表面于近光轴处可为凸面;借此,可提供成像光学镜头物侧端汇聚光路的功能,以达成较佳的望远效果,并利于大光圈光学系统的收光需求。
第二透镜可具有负屈折力;借此,可平衡不同波段光线的聚焦位置,以避免影像重叠的情形发生。第二透镜物侧表面于近光轴处可为凸面,且其像侧表面于近光轴处可为凹面;借此,可平衡切线方向与弧矢方向的光路走向,以利于修正像散。
第六透镜像侧表面于近光轴处可为凹面。借此,有利于缩短成像光学镜头的后焦距,以满足微型化的需求。
成像光学镜头的七片透镜(第一透镜至第七透镜)的所有表面中,至少其中一个表面具有至少一反曲点。借此,有助于修正周边像差并压缩光学总长度,以同时实现高成像品质与镜头体积的微型化。较佳地,为第五透镜、第六透镜与第七透镜中的至少一表面具有至少一反曲点,而可进一步修正离轴像差,使得佩兹伐和面(Petzval Surface)更加平坦。或者,较佳地为具有反曲点的透镜表面包含至少三个反曲点,而能提升离轴像差修正能力,以减少彗差与畸变,并可缩短光学总长度。
成像光学镜头的七片透镜(第一透镜至第七透镜)中,可有至少四片透镜的阿贝数小于40.0。借此,可提供较佳地光路控制能力以平衡整体系统的轴向色差,进而达到较佳的成像品质。较佳地,可有至少四片透镜的阿贝数小于30.0。更佳地,可有至少四片透镜的阿贝数小于25.0。
成像光学镜头的七片透镜(第一透镜至第七透镜)中,可有至少三片透镜的阿贝数小于30.0。借此,可提供较佳地光路控制能力以平衡整体系统的轴向色差,进而达到较佳的成像品质。较佳地,可有至少三片透镜的阿贝数小于26.0。更佳地,可有至少三片透镜的阿贝数小于25.0。又更佳地,可有至少三片透镜的阿贝数小于20.0。
成像光学镜头的七片透镜(第一透镜至第七透镜)中,可有至少两个透镜的阿贝数小于20.0。借此,可提供较佳地光路控制能力以平衡整体系统的轴向色差,进而达到较佳的成像品质。
成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,成像光学镜头的七片透镜于光轴上的透镜厚度的总和为ΣCT,第一透镜于光轴上的厚度为CT1,其满足下列条件:0.50<EPD/(ΣCT-CT1)<8.0。借此,可平衡光圈大小与透镜空间配置,以提升成像光学镜头的收光能力,进而增加影像亮度。较佳地,其可满足下列条件:1.45<EPD/(ΣCT-CT1)<5.0。更佳地,其可进一步满足下列条件:1.55<EPD/(ΣCT-CT1)<4.0。
第一透镜物侧表面的曲率半径为R1,第一透镜于光轴上的厚度为CT1,其可满足下列条件:0.50<R1/CT1<3.50。借此,可使第一透镜物侧表面有较大曲率,以利于在有限空间内满足远景拍摄的需求。较佳地,其可进一步满足下列条件:0.70<R1/CT1<2.80。
成像光学镜头的焦距为f,第一透镜物侧表面的曲率半径为R1,其可满足下列条件:1.50<f/R1<8.0。借此,可使镜头具备望远功能的同时有效控制总长度,以达成微型化的需求。较佳地,其可满足下列条件:2.20<f/R1<5.0。更佳地,其可进一步满足下列条件:2.80<f/R1<4.0。
第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的焦距为f,其可满足下列条件:0.50<TL/f<1.80。借此,可提升局部影像解析度,同时压制成像光学镜头的总长度。较佳地,其可满足下列条件:0.50<TL/f<1.50。更佳地,其可进一步满足下列条件:0.60<TL/f<1.05。
成像光学镜头的焦距为f,成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,其可满足下列条件:1.0<f/EPD<2.20。借此,可调配成像光学镜头的光圈孔径以控制入光量,进而提升影像亮度。较佳地,其可满足下列条件:1.0<f/EPD<1.90。更佳地,其可满足下列条件:1.20<f/EPD<1.80。又更佳地,其可进一步满足下列条件:1.25<f/EPD<1.60。
成像光学镜头中最大视角的一半为HFOV,其可满足下列条件:0.14<tan(HFOV)<0.53。借此,可调控可拍摄的影像范围,同时强化远景影像的局部清晰度。
第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的最大成像高度(即电子感光元件的有效感测区域对角线总长的一半)为ImgH,其可满足下列条件:1.20<TL/ImgH<2.80。借此,有助于在追求微型化的同时保有足够光线接收区域,以维持足够的影像亮度。
第七透镜的阿贝数为V7,其可满足下列条件:V7<30.0。借此,可强化第七透镜材质与空气间的密度差异,使第七透镜在有限空间内达成较强的光路控制能力。较佳地,其可进一步满足下列条件:10.0<V7<23.0。
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,其可满足下列条件:0.05<T23/T34<1.0。借此,可平衡空间配置,以利于透镜的组装并且降低敏感度。较佳地,其可满足下列条件:0.20<T23/T34<1.0。更佳地,其可进一步满足下列条件:0.30<T23/T34<0.80。
第六透镜像侧表面的临界点与光轴的垂直距离为Yc62,第六透镜于光轴上的厚度为CT6,其可满足下列条件:0.30<Yc62/CT6<7.50。借此,可修正离轴视场像差,并有效减少成像面弯曲。请参照图23,为有依照本发明第一实施例中参数Yc62的示意图。
第七透镜物侧表面的曲率半径为R13,第七透镜像侧表面的曲率半径为R14,其可满足下列条件:-1.80<(R13-R14)/(R13+R14)<0.50。借此,可有效控制靠近成像面的透镜表面的面形,以利于达成望远功能,同时提升成像光学镜头的对称性。
第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,其可满足下列条件:1.25<TL/EPD<2.0。借此,可在大入光孔径与短光学总长度之间取得良好平衡,有利于微型镜头满足大光圈条件。
成像光学镜头的焦距为f,第六透镜像侧表面的曲率半径为R12,其可满足下列条件:2.50<f/R12<6.50。借此,有助于缩短后焦距,进而缩小成像光学镜头的整体体积,以满足更多样的应用领域。
第七透镜像侧表面至成像面于光轴上的距离为BL,第一透镜物侧表面至第七透镜像侧表面于光轴上的距离为TD,其可满足下列条件:0<BL/TD<0.35。借此,可平衡后焦距与镜头高度的比例,以缩小成像光学镜头的体积,进而达到小型化的效果。较佳地,其可进一步满足下列条件:0.05<BL/TD<0.20。
成像光学镜头的焦距为f,成像光学镜头的最大成像高度为ImgH,其可满足下列条件:1.90<f/ImgH<3.50。借此,可有效控制摄影范围与视场角度,以提升局部影像的解析度,而达到较佳的远景拍摄效果。
成像光学镜头进一步包含一光圈。光圈至第七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七透镜像侧表面于光轴上的距离为TD,其可满足下列条件:0.70<SD/TD<0.90。借此,可有效平衡光圈位置,有利于控制成像光学镜头的体积,以避免搭载成像光学镜头的电子装置体积过于庞大。
成像光学镜头的焦距为f,第七透镜像侧表面的曲率半径为R14,其可满足下列条件:|f/R14|<0.50。借此,可有效控制成像光学镜头像侧端的透镜表面的面形,而有助于缓和光线入射于成像面的角度,避免影像周边亮度不足。较佳地,其可满足下列条件:|f/R14|<0.35。更佳地,其可满足下列条件:|f/R14|<0.25。更佳地,其可进一步满足下列条件:|f/R14|<0.15。
成像光学镜头的焦距为f,第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,成像光学镜头的最大成像高度为ImgH,其可满足下列条件:2.0<(f×TL)/(EPD×ImgH)<5.20。借此,可平衡成像光学镜头中在轴向方向与径向方向上的参数配置,进而提升成像光学镜头的对称性以降低敏感度,同时可提升镜头效能而达到更多元的应用领域。较佳地,其可进一步满足下列条件:3.0<(f×TL)/(EPD×ImgH)<5.0。
第一透镜物侧表面的曲率半径为R1,成像光学镜头的焦距为f,第一透镜于光轴上的厚度为CT1,其可满足下列条件:0.05<(R1×R1)/(f×CT1)<0.85。借此,可强化第一透镜物侧表面曲率与厚度间的关系,以利于达成远景拍摄的功能。
成像光学镜头的所有透镜表面的最大有效半径的最小值为Ymin。在第三透镜物侧表面、第三透镜像侧表面、第四透镜物侧表面与第四透镜像侧表面中,可有至少其中一个表面的最大有效半径等于Ymin。借此,可调控透镜尺寸以平衡进光范围与成像区域的比例,同时提升成像光学镜头的对称性以降低敏感度。请参照图24,为有依照本发明第一实施例中参数Y31、Y32、Y41、Y42的示意图,其中第三透镜物侧表面的最大有效半径为Y31,第三透镜像侧表面的最大有效半径为Y32,第四透镜物侧表面的最大有效半径为Y41,以及第四透镜像侧表面的最大有效半径为Y42。在Y31、Y32、Y41、Y42当中,可有至少其中一个会等于Ymin。
第一透镜的阿贝数为V1,第二透镜的阿贝数为V2,第三透镜的阿贝数为V3,第四透镜的阿贝数为V4,第五透镜的阿贝数为V5,第六透镜的阿贝数为V6,第七透镜的阿贝数为V7,第i透镜的阿贝数为Vi,其可满足下列条件:50.0<ΣVi<300.0,其中i=1~7。借此,可强化成像光学镜头的屈折能力,以助于在有限空间内达成更严苛的规格规范。较佳地,其可进一步满足下列条件:80.0<ΣVi<250.0。
第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,第五透镜与第六透镜于光轴上的间隔距离为T56,其可满足下列条件:0.80<TL/(EPD+T56)<1.80。借此,可使第五透镜与第六透镜的间距适当并且同时平衡光圈大小,以利于达成微型化与长焦距的成像光学镜头。
成像光学镜头的七片透镜(第一透镜至第七透镜)中,至少一片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其可满足下列条件:Vp<25.0。借此,可有效控制光线色散能力的配布,以利于达成多样性的摄影范围。较佳地,其可进一步满足下列条件:Vp<23.0。
成像光学镜头的焦距为f,第二透镜的焦距为f2,其可满足下列条件:-3.0<f/f2<0.35。借此,可控制第二透镜的屈折力强度,以利于调和第一透镜所产生的像差,进而能减少球差并且提升整体成像品质。
第一透镜于光轴上的厚度为CT1,第七透镜于光轴上的厚度为CT7,其可满足下列条件:1.70<CT1/CT7。借此,可调整成像光学镜头物侧端与像侧端的透镜厚度比例,以强化在物侧端的光线汇聚能力,并优化在像侧端的像差修正能力。
成像光学镜头的焦距为f,第七透镜的焦距为f7,其可满足下列条件:-2.50<f/f7<0.90。借此,可平衡成像光学镜头像侧端的屈折力强度,以利于修正各式像差,进而提升影像品质。较佳地,其可满足下列条件:-2.50<f/f7<0.15。更佳地,其可进一步满足下列条件:-2.50<f/f7<0.10。
第五透镜与第六透镜于光轴上的间隔距离为T56,成像光学镜头的七片透镜中每两个相邻透镜于光轴上的间隔距离的总和为ΣAT,其可满足下列条件:0.15<T56/(ΣAT-T56)<3.0。借此,可使入射光线在第五透镜与第六透镜之间进行调和,以利于达成望远功能。
第六透镜与第七透镜于光轴上的间隔距离为T67,第六透镜于光轴上的厚度为CT6,其可满足下列条件:0.30<T67/CT6<4.0。借此,可有效控制成像光学镜头像侧端的空间分布,以降低敏感度并且提升镜头效能。较佳地,其可进一步满足下列条件:0.85<T67/CT6<4.0。
成像光学镜头的七片透镜中每两个相邻透镜于光轴上的所有间隔距离中,第五透镜与第六透镜于光轴上的间隔距离可为最大值。也就是说,第五透镜与第六透镜于光轴上的间隔距离可大于第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离、第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离、第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离、第四透镜与第五透镜于光轴上的间隔距离以及第六透镜与第七透镜于光轴上的间隔距离。借此,可确保第五透镜与第六透镜之间有足够的空间以修正像差。
上述本发明成像光学镜头中的各技术特征皆可组合配置,而达到对应的功效。
本发明公开的成像光学镜头中,透镜的材质可为玻璃或塑胶。若透镜的材质为玻璃,则可增加成像光学镜头屈折力配置的自由度,而玻璃透镜可使用研磨或模造等技术制作而成。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),借此获得较多的控制变数,用以消减像差、缩减透镜数目,并可有效降低本发明成像光学镜头的总长,而非球面可以塑胶射出成型或模造玻璃镜片等方式制作而成。
本发明公开的成像光学镜头中,若透镜表面为非球面,则表示该透镜表面光学有效区整个或其中一部分为非球面。
本发明公开的成像光学镜头中,若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时,则表示该凸面可位于透镜表面近光轴处;若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时,则表示该凹面可位于透镜表面近光轴处。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可为透镜于近光轴处的屈折力或焦距。
本发明公开的成像光学镜头中,所述透镜表面的反曲点(Inflection Point),指透镜表面曲率正负变化的交界点。所述透镜表面的临界点(Critical Point),指垂直于光轴的平面与透镜表面相切的切线上的切点,且临界点并非位于光轴上。
本发明公开的成像光学镜头中,成像光学镜头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。
本发明公开的成像光学镜头中,最靠近成像面的透镜与成像面之间可选择性配置一片以上的成像修正元件(平场元件等),以达到修正影像的效果(像弯曲等)。该成像修正元件的光学性质,比如曲率、厚度、折射率、位置、面形(凸面或凹面、球面或非球面、绕射表面及菲涅尔表面等)可配合取像装置需求而做调整。一般而言,较佳的成像修正元件配置为具有朝往物侧方向为凹面的薄型平凹元件设置于靠近成像面处。
本发明公开的成像光学镜头中,可设置有至少一光阑,其可位于第一透镜之前、各透镜之间或最后一透镜之后,该光阑的种类如耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(FieldStop)等,可用以减少杂散光,有助于提升影像品质。
本发明公开的成像光学镜头中,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。
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1至图2,其中图1为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,取像装置包含成像光学镜头(未另标号)与电子感光元件195。成像光学镜头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、第七透镜170、滤光元件(Filter)180与成像面190。其中,电子感光元件195设置于成像面190上。成像光学镜头包含七片透镜(110、120、130、140、150、160、170),并且各透镜之间无其他内插的透镜。
第一透镜110具有正屈折力,且为玻璃材质,其物侧表面111于近光轴处为凸面,其像侧表面112于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其像侧表面112具有一个反曲点。
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于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面121具有一个反曲点。
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,其像侧表面132具有一个反曲点。
第四透镜140具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面141于近光轴处为凸面,其像侧表面142于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面141具有一个反曲点,其像侧表面142具有两个反曲点。
第五透镜150具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面151于近光轴处为凹面,其像侧表面152于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面151与像侧表面152皆具有一个反曲点。
第六透镜160具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面161于近光轴处为凸面,其像侧表面162于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面161与像侧表面162皆具有两个反曲点,其像侧表面162具有至少一临界点。
第七透镜170具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面171于近光轴处为凸面,其像侧表面172于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面171与像侧表面172皆具有两个反曲点。
滤光元件180的材质为玻璃,其设置于第七透镜170及成像面190之间,并不影响成像光学镜头的焦距。
第一透镜110至第七透镜170中,有三片透镜(第一透镜110、第四透镜140与第五透镜150)具有正屈折力。这三片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其中有两片透镜(第四透镜140与第五透镜150)满足下列条件:Vp<25.0。
第一透镜110至第七透镜170中,各透镜反曲点的个数指由透镜中心至周边,其有效半径相异的为不同反曲点。
成像光学镜头的所有透镜表面(111、112、121、122、131、132、141、142、151、152、161、162、171、172)的最大有效半径的最小值为Ymin,并且第四透镜物侧表面141的最大有效半径等于Ymin。
上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下:
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。
第一实施例的成像光学镜头中,成像光学镜头的焦距为f,成像光学镜头的光圈值(F-number)为Fno,成像光学镜头中最大视角的一半为HFOV,其数值如下:f=5.70毫米(mm),Fno=1.83,HFOV=21.5度(deg.)。
第七透镜170的阿贝数为V7,其满足下列条件:V7=19.5。
第一透镜110的阿贝数为V1,第二透镜120的阿贝数为V2,第三透镜130的阿贝数为V3,第四透镜140的阿贝数为V4,第五透镜150的阿贝数为V5,第六透镜160的阿贝数为V6,第七透镜170的阿贝数为V7,第i透镜的阿贝数为Vi,其满足下列条件:ΣVi=238.9,其中i=1~7。
第一透镜物侧表面111的曲率半径为R1,第一透镜110于光轴上的厚度为CT1,其满足下列条件:R1/CT1=1.50。
第一透镜110于光轴上的厚度为CT1,第七透镜170于光轴上的厚度为CT7,其满足下列条件:CT1/CT7=4.40。
第六透镜160与第七透镜170于光轴上的间隔距离为T67,第六透镜160于光轴上的厚度为CT6,其满足下列条件:T67/CT6=1.06。在本实施例中,两个相邻透镜于光轴上的间隔距离,指两个相邻透镜之间于光轴上的空气间距。
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,其满足下列条件:T23/T34=0.56。
成像光学镜头的焦距为f,第一透镜物侧表面111的曲率半径为R1,其满足下列条件:f/R1=3.29。
成像光学镜头的焦距为f,第六透镜像侧表面162的曲率半径为R12,其满足下列条件:f/R12=2.93。
成像光学镜头的焦距为f,第七透镜像侧表面172的曲率半径为R14,其满足下列条件:|f/R14|=0.19。
第七透镜物侧表面171的曲率半径为R13,第七透镜像侧表面172的曲率半径为R14,其满足下列条件:(R13-R14)/(R13+R14)=0.29。
成像光学镜头的焦距为f,第二透镜120的焦距为f2,其满足下列条件:f/f2=-1.26。
成像光学镜头的焦距为f,第七透镜170的焦距为f7,其满足下列条件:f/f7=-0.06。
光圈100至第七透镜像侧表面172于光轴上的距离为SD,第一透镜物侧表面111至第七透镜像侧表面172于光轴上的距离为TD,其满足下列条件:SD/TD=0.78。
第一透镜物侧表面111至成像面190于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的焦距为f,其满足下列条件:TL/f=1.00。
第一透镜物侧表面111至成像面190于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的最大成像高度为ImgH,其满足下列条件:TL/ImgH=2.48。
成像光学镜头的焦距为f,成像光学镜头的最大成像高度为ImgH,其满足下列条件:f/ImgH=2.48。
成像光学镜头的焦距为f,成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,其满足下列条件:f/EPD=1.84。
第一透镜物侧表面111至成像面190于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,其满足下列条件:TL/EPD=1.84。
第七透镜像侧表面172至成像面190于光轴上的距离为BL,第一透镜物侧表面111至第七透镜像侧表面172于光轴上的距离为TD,其满足下列条件:BL/TD=0.09。
成像光学镜头中最大视角的一半为HFOV,其满足下列条件:tan(HFOV)=0.39。
第六透镜像侧表面162的临界点与光轴的垂直距离为Yc62,第六透镜160于光轴上的厚度为CT6,其满足下列条件:Yc62/CT6=2.90。
第一透镜物侧表面111的曲率半径为R1,成像光学镜头的焦距为f,第一透镜110于光轴上的厚度为CT1,其满足下列条件:(R1×R1)/(f×CT1)=0.46。
第五透镜150与第六透镜160于光轴上的间隔距离为T56,成像光学镜头的七片透镜中每两个相邻透镜于光轴上的间隔距离的总和为ΣAT,其满足下列条件:T56/(ΣAT-T56)=0.87。
第一透镜物侧表面111至成像面190于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,第五透镜150与第六透镜160于光轴上的间隔距离为T56,其满足下列条件:TL/(EPD+T56)=1.34。
成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,成像光学镜头的七片透镜于光轴上的透镜厚度的总和为ΣCT,第一透镜110于光轴上的厚度为CT1,其满足下列条件:EPD/(ΣCT-CT1)=1.98。
成像光学镜头的焦距为f,第一透镜物侧表面111至成像面190于光轴上的距离为TL,成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,成像光学镜头的最大成像高度为ImgH,其满足下列条件:(f×TL)/(EPD×ImgH)=4.55。
请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18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至图4,其中图3为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,取像装置包含成像光学镜头(未另标号)与电子感光元件295。成像光学镜头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、第六透镜260、第七透镜270、滤光元件280与成像面290。其中,电子感光元件295设置于成像面290上。成像光学镜头包含七片透镜(210、220、230、240、250、260、270),并且各透镜之间无其他内插的透镜。
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于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其像侧表面212具有一个反曲点。
第二透镜220具有负屈折力,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于近光轴处为凹面,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,其像侧表面232具有一个反曲点。
第四透镜240具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面241于近光轴处为凸面,其像侧表面242于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面241具有一个反曲点,其像侧表面242具有两个反曲点。
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,其物侧表面251与像侧表面252皆具有三个反曲点。
第六透镜260具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面261于近光轴处为凸面,其像侧表面262于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面261具有三个反曲点,其像侧表面262具有一个反曲点,其像侧表面262具有至少一临界点。
第七透镜270具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面271于近光轴处为凹面,其像侧表面272于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面271与像侧表面272皆具有一个反曲点。
滤光元件280的材质为玻璃,其设置于第七透镜270及成像面290之间,并不影响成像光学镜头的焦距。
第一透镜210至第七透镜270中,有两片透镜(第一透镜210与第五透镜250)具有正屈折力。这两片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其中有一片透镜(第五透镜250)满足下列条件:Vp<25.0。
成像光学镜头的所有透镜表面的最大有效半径的最小值为Ymin,并且第四透镜物侧表面241的最大有效半径等于Ymin。
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至图6,其中图5为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,取像装置包含成像光学镜头(未另标号)与电子感光元件395。成像光学镜头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、光阑301、第四透镜340、第五透镜350、第六透镜360、第七透镜370、滤光元件380与成像面390。其中,电子感光元件395设置于成像面390上。成像光学镜头包含七片透镜(310、320、330、340、350、360、370),并且各透镜之间无其他内插的透镜。
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于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其像侧表面312具有一个反曲点。
第二透镜320具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面321于近光轴处为凸面,其像侧表面322于近光轴处为凹面,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于近光轴处为凸面,其像侧表面332于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面332具有一个反曲点。
第四透镜340具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面341于近光轴处为凸面,其像侧表面342于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面341具有一个反曲点,其像侧表面342具有两个反曲点。
第五透镜350具有正屈折力,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于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面351具有三个反曲点,其像侧表面352具有两个反曲点。
第六透镜360具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面361于近光轴处为凸面,其像侧表面362于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面361与像侧表面362皆具有两个反曲点,其像侧表面362具有至少一临界点。
第七透镜370具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面371于近光轴处为凹面,其像侧表面372于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面。其物侧表面371具有四个反曲点,其像侧表面372具有五个反曲点。
滤光元件380的材质为玻璃,其设置于第七透镜370及成像面390之间,并不影响成像光学镜头的焦距。
第一透镜310至第七透镜370中,有三片透镜(第一透镜310、第四透镜340与第五透镜350)具有正屈折力。这三片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其中有两片透镜(第四透镜340与第五透镜350)满足下列条件:Vp<25.0。
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至图8,其中图7为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,取像装置包含成像光学镜头(未另标号)与电子感光元件495。成像光学镜头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、光阑401、第四透镜440、第五透镜450、第六透镜460、第七透镜470、滤光元件480与成像面490。其中,电子感光元件495设置于成像面490上。成像光学镜头包含七片透镜(410、420、430、440、450、460、470),并且各透镜之间无其他内插的透镜。
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于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其像侧表面412具有一个反曲点。
第二透镜420具有负屈折力,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于近光轴处为凹面,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,其像侧表面332具有两个反曲点。
第四透镜440具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面441于近光轴处为凸面,其像侧表面442于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面441具有一个反曲点,其像侧表面442具有至两个反曲点。
第五透镜450具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面451于近光轴处为凹面,其像侧表面452于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面451与像侧表面452皆具有两个反曲点。
第六透镜460具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面461于近光轴处为凸面,其像侧表面462于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面461与像侧表面462皆具有两个反曲点,其像侧表面462具有至少一临界点。
第七透镜470具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面471于近光轴处为凹面,其像侧表面472于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面471与像侧表面472皆具有三个反曲点。
滤光元件480的材质为玻璃,其设置于第七透镜470及成像面490之间,并不影响成像光学镜头的焦距。
第一透镜410至第七透镜470中,有三片透镜(第一透镜410、第四透镜440与第六透镜460)具有正屈折力。这三片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其中有一片透镜(第四透镜440)满足下列条件:Vp<25.0。
成像光学镜头的所有透镜表面的最大有效半径的最小值为Ymin,并且第四透镜物侧表面441的最大有效半径等于Ymin。
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至图10,其中图9为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,取像装置包含成像光学镜头(未另标号)与电子感光元件595。成像光学镜头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、第六透镜560、第七透镜570、滤光元件580与成像面590。其中,电子感光元件595设置于成像面590上。成像光学镜头包含七片透镜(510、520、530、540、550、560、570),并且各透镜之间无其他内插的透镜。
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,其两表面皆为非球面。
第二透镜520具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面521于近光轴处为凸面,其像侧表面522于近光轴处为凹面,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,其像侧表面532具有一个反曲点。
第四透镜540具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面541于近光轴处为凸面,其像侧表面542于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面541具有一个反曲点,其像侧表面542具有至三个反曲点。
第五透镜550具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面551于近光轴处为凹面,其像侧表面552于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面551与像侧表面552皆具有两个反曲点。
第六透镜560具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面561于近光轴处为凸面,其像侧表面562于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面561与像侧表面562皆具有三个反曲点,其像侧表面562具有至少一临界点。
第七透镜570具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面571于近光轴处为凹面,其像侧表面572于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面571具有三个反曲点,其像侧表面572具有四个反曲点。
滤光元件580的材质为玻璃,其设置于第七透镜570及成像面590之间,并不影响成像光学镜头的焦距。
第一透镜510至第七透镜570中,有三片透镜(第一透镜510、第四透镜540与第五透镜550)具有正屈折力。这三片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其中有两片透镜(第四透镜540与第五透镜550)满足下列条件:Vp<25.0。
成像光学镜头的所有透镜表面的最大有效半径的最小值为Ymin,并且第四透镜物侧表面541的最大有效半径等于Ymin。
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至图12,其中图11为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,取像装置包含成像光学镜头(未另标号)与电子感光元件695。成像光学镜头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、第七透镜670、滤光元件680与成像面690。其中,电子感光元件695设置于成像面690上。成像光学镜头包含七片透镜(610、620、630、640、650、660、670),并且各透镜之间无其他内插的透镜。
第一透镜610具有正屈折力,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具有两个反曲点。
第二透镜620具有正屈折力,且为玻璃材质,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,其物侧表面621具有一个反曲点。
第三透镜630具有负屈折力,且为玻璃材质,其物侧表面631于近光轴处为凹面,其像侧表面632于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面631具有两个反曲点。
第四透镜640具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面641于近光轴处为凸面,其像侧表面642于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面641具有两个反曲点。
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具有一个反曲点。
第六透镜660具有正屈折力,且为玻璃材质,其物侧表面661于近光轴处为凸面,其像侧表面662于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面661与像侧表面662皆具有两个反曲点,其像侧表面662具有至少一临界点。
第七透镜670具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面671于近光轴处为凹面,其像侧表面672于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面671具有一个反曲点。
滤光元件680的材质为玻璃,其设置于第七透镜670及成像面690之间,并不影响成像光学镜头的焦距。
第一透镜610至第七透镜670中,有四片透镜(第一透镜610、第二透镜620、第五透镜650与第六透镜660)具有正屈折力。这四片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其中有一片透镜(第五透镜650)满足下列条件:Vp<25.0。
成像光学镜头的所有透镜表面的最大有效半径的最小值为Ymin,并且第三透镜像侧表面632的最大有效半径等于Ymin。
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。
<第七实施例>
请参照图13至图14,其中图13为依照本发明第七实施例的取像装置示意图,图14由左至右依序为第七实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图13可知,取像装置包含成像光学镜头(未另标号)与电子感光元件795。成像光学镜头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、第五透镜750、第六透镜760、第七透镜770、滤光元件780与成像面790。其中,电子感光元件795设置于成像面790上。成像光学镜头包含七片透镜(710、720、730、740、750、760、770),并且各透镜之间无其他内插的透镜。
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于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其像侧表面712具有一个反曲点。
第二透镜720具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面721于近光轴处为凸面,其像侧表面722于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面。
第三透镜730具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面731于近光轴处为凸面,其像侧表面732于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面731具有三个反曲点。
第四透镜740具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面741于近光轴处为凸面,其像侧表面742于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面741具有三个反曲点。
第五透镜750具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面751于近光轴处为凸面,其像侧表面752于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面752具有一个反曲点。
第六透镜760具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面761于近光轴处为凹面,其像侧表面762于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面761与像侧表面762皆具有一个反曲点。
第七透镜770具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面771于近光轴处为凸面,其像侧表面772于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面771与像侧表面772皆具有一个反曲点。
滤光元件780的材质为玻璃,其设置于第七透镜770及成像面790之间,并不影响成像光学镜头的焦距。
第一透镜710至第七透镜770中,有两片透镜(第一透镜710与第六透镜760)具有正屈折力。这两片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其中有一片透镜(第六透镜760)满足下列条件:Vp<25.0。
成像光学镜头的所有透镜表面的最大有效半径的最小值为Ymin,并且第三透镜像侧表面732的最大有效半径等于Ymin。
请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,下表所述的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
<第八实施例>
请参照图15至图16,其中图15为依照本发明第八实施例的取像装置示意图,图16由左至右依序为第八实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图15可知,取像装置包含成像光学镜头(未另标号)与电子感光元件895。成像光学镜头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、光阑801、第四透镜840、第五透镜850、第六透镜860、第七透镜870、滤光元件880与成像面890。其中,电子感光元件895设置于成像面890上。成像光学镜头包含七片透镜(810、820、830、840、850、860、870),并且各透镜之间无其他内插的透镜。
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,其两表面皆为非球面,其像侧表面812具有一个反曲点。
第二透镜820具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面821于近光轴处为凸面,其像侧表面822于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面821具有两个反曲点。
第三透镜830具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面831于近光轴处为凸面,其像侧表面832于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其像侧表面832具有一个反曲点。
第四透镜840具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面841于近光轴处为凸面,其像侧表面842于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面841具有一个反曲点,其像侧表面842具有两个反曲点。
第五透镜850具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面851于近光轴处为凸面,其像侧表面852于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面851具有三个反曲点,其像侧表面852具有两个反曲点。
第六透镜860具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面861于近光轴处为凸面,其像侧表面862于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面861具有三个反曲点,其像侧表面862具有两个反曲点,其像侧表面862具有至少一临界点。
第七透镜870具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面871于近光轴处为凹面,其像侧表面872于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面871与像侧表面872皆具有三个反曲点。
滤光元件880的材质为玻璃,其设置于第七透镜870及成像面890之间,并不影响成像光学镜头的焦距。
第一透镜810至第七透镜870中,有三片透镜(第一透镜810、第三透镜830与第五透镜850)具有正屈折力。这三片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其中有两片透镜(第三透镜830与第五透镜850)满足下列条件:Vp<25.0。
成像光学镜头的所有透镜表面的最大有效半径的最小值为Ymin,并且第四透镜物侧表面841的最大有效半径等于Ymin。
请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,下表所述的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
<第九实施例>
请参照图17至图18,其中图17为依照本发明第九实施例的取像装置示意图,图18由左至右依序为第九实施例的球差、像散以及畸变曲线图。由图17可知,取像装置包含成像光学镜头(未另标号)与电子感光元件995。成像光学镜头由物侧至像侧依序包含光圈900、第一透镜910、第二透镜920、第三透镜930、第四透镜940、第五透镜950、第六透镜960、第七透镜970、滤光元件980与成像面990。其中,电子感光元件995设置于成像面980上。成像光学镜头包含七片透镜(910、920、930、940、950、960、970),并且各透镜之间无其他内插的透镜。
第一透镜910具有正屈折力,且为玻璃材质,其物侧表面911于近光轴处为凸面,其像侧表面912于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其像侧表面912具有一个反曲点。
第二透镜920具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面921于近光轴处为凹面,其像侧表面922于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面921具有一个反曲点。
第三透镜930具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面931于近光轴处为凹面,其像侧表面932于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其物侧表面931具有一个反曲点,其像侧表面932具有三个反曲点。
第四透镜940具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面941于近光轴处为凹面,其像侧表面942于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面。
第五透镜950具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面951于近光轴处为凹面,其像侧表面952于近光轴处为凸面,其两表面皆为非球面,其像侧表面952具有一个反曲点。
第六透镜960具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面961于近光轴处为凸面,其像侧表面962于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面961具有两个反曲点,其像侧表面962具有一个反曲点,其像侧表面962具有至少一临界点。
第七透镜970具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面971于近光轴处为凸面,其像侧表面972于近光轴处为凹面,其两表面皆为非球面,其物侧表面971具有三个反曲点,其像侧表面972具有两个反曲点。
滤光元件990的材质为玻璃,其设置于第七透镜970及成像面980之间,并不影响成像光学镜头的焦距。
第一透镜910至第七透镜970中,有三片透镜(第一透镜910、第四透镜940与第七透镜970)具有正屈折力。这三片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其中有两片透镜(第四透镜940与第七透镜970)满足下列条件:Vp<25.0。
成像光学镜头的所有透镜表面的最大有效半径的最小值为Ymin,并且第四透镜物侧表面941的最大有效半径等于Ymin。
请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,下表所述的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
<第十实施例>
图19为依照本发明第十实施例的一种取像装置的立体图。在本实施例中,取像装置10为一相机模块。取像装置10包含成像镜头11、驱动装置12、电子感光元件13以及影像稳定模块14。成像镜头11包含上述第一实施例的成像光学镜头、用于承载成像光学镜头的镜筒(未另标号)以及支持装置(Holder Member,未另标号)。取像装置10利用成像镜头11聚光产生影像,并配合驱动装置12进行影像对焦,最后成像于电子感光元件13并且能作为影像资料输出。
驱动装置12可具有自动对焦(Auto-Focus)功能,其驱动方式可使用如音圈马达(Voice Coil Motor,VCM)、微机电系统(Micro Electro-Mechanical Systems,MEMS)、压电系统(Piezoelectric)、以及记忆金属(Shape Memory Alloy)等驱动系统。驱动装置12可让成像镜头11取得较佳的成像位置,可提供被摄物于不同物距的状态下,皆能拍摄清晰影像。此外,取像装置10搭载一感光度佳及低噪音的电子感光元件13(如CMOS、CCD)设置于成像光学镜头的成像面,可真实呈现成像光学镜头的良好成像品质。
影像稳定模块14例如为加速计、陀螺仪或霍尔元件(Hall Effect Sensor)。驱动装置12可搭配影像稳定模块14而共同作为一光学防手震装置(Optical ImageStabilization,OIS),通过调整成像镜头11不同轴向的变化以补偿拍摄瞬间因晃动而产生的模糊影像,或利用影像软件中的影像补偿技术,来提供电子防手震功能(ElectronicImage Stabilization,EIS),进一步提升动态以及低照度场景拍摄的成像品质。
<第十一实施例>
请参照图20至图22,其中图20为依照本发明第十一实施例的一种电子装置的一侧的立体图。图21为图20的电子装置的另一侧的立体图。图22为图20的电子装置的系统方块图。
在本实施例中,电子装置20为一智能手机。电子装置20包含第十实施例的取像装置10、闪光灯模块21、对焦辅助模块22、影像信号处理器23(Image Signal Processor)、用户接口24、影像软件处理器25以及额外两个取像装置10a与10b。取像装置10具有小视角的望远特性。取像装置10a具有大视角的广角特性,且取像装置10b的视角大小介于取像装置10与取像装置10a之间。本实施例的电子装置20包含多个取像装置,但取像装置的数量并非用以限制本发明。
当用户拍摄被摄物26时,电子装置20利用取像装置10聚光取像,启动闪光灯模块21进行补光,并使用对焦辅助模块22提供的被摄物26的物距信息进行快速对焦,再加上影像信号处理器23进行影像最佳化处理,来进一步提升成像光学镜头所产生的影像品质。对焦辅助模块22可采用红外线或激光对焦辅助系统来达到快速对焦。用户接口24可采用触控萤幕或实体拍摄按钮,配合影像软件处理器25的多样化功能进行影像拍摄以及影像处理。通过影像软件处理器25处理后的影像可显示于用户接口24。
本发明的取像装置10并不以应用于智能手机为限。取像装置10更可视需求应用于移动对焦的系统,并兼具优良像差修正与良好成像品质的特色。举例来说,取像装置10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、智能电视、网络监控设备、行车记录器、倒车显影装置、多镜头装置、辨识系统、体感游戏机与可穿戴装置等电子装置中。上述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。
虽然本发明已以实施方式公开如上,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 (31)
1.一种成像光学镜头,其特征在于,包含七片透镜,该七片透镜由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜,该七片透镜各自包含朝向物侧的物侧表面以及朝向像侧的像侧表面,该第一透镜物侧表面于近光轴处为凸面,且该七片透镜的所有表面中至少一表面具有至少一反曲点;
其中,该七片透镜中至少两片透镜的阿贝数小于20.0,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,该成像光学镜头的该七片透镜于光轴上的透镜厚度的总和为ΣCT,该第一透镜于光轴上的厚度为CT1,该第一透镜物侧表面的曲率半径为R1,该成像光学镜头的焦距为f,该第七透镜物侧表面的曲率半径为R13,该第七透镜像侧表面的曲率半径为R14,其满足下列条件:
1.45<EPD/(ΣCT-CT1)<5.0;
0.50<R1/CT1<3.50;
2.20<f/R1<5.0;以及
-1.80<(R13-R14)/(R13+R14)<0.50。
2.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,该第二透镜具有负屈折力,该第二透镜物侧表面于近光轴处为凸面,该第二透镜像侧表面于近光轴处为凹面,且该七片透镜中至少一片透镜的至少一表面具有至少三个反曲点。
3.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,该成像光学镜头的该七片透镜于光轴上的透镜厚度的总和为ΣCT,该第一透镜于光轴上的厚度为CT1,该第一透镜物侧表面至一成像面于光轴上的距离为TL,该成像光学镜头的最大成像高度为ImgH,其满足下列条件:
1.55<EPD/(ΣCT-CT1)<4.0;以及
1.20<TL/ImgH<2.80。
4.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,该第七透镜的阿贝数为V7,其满足下列条件:
V7<30.0。
5.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,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,其满足下列条件:
0.05<T23/T34<1.0。
6.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,该第六透镜像侧表面于近光轴处为凹面,该第六透镜像侧表面的临界点与光轴的垂直距离为Yc62,该第一透镜于光轴上的厚度为CT1,该第六透镜于光轴上的厚度为CT6,该第一透镜物侧表面的曲率半径为R1,其满足下列条件:
0.30<Yc62/CT6<7.50;以及
0.70<R1/CT1<2.80。
7.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,该七片透镜中至少三片透镜的阿贝数小于30.0。
8.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,该第一透镜物侧表面至一成像面于光轴上的距离为TL,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,其满足下列条件:
1.25<TL/EPD<2.0。
9.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,该成像光学镜头的焦距为f,该第六透镜像侧表面的曲率半径为R12,其满足下列条件:
2.50<f/R12<6.50。
10.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,该成像光学镜头的焦距为f,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,该第七透镜像侧表面至一成像面于光轴上的距离为BL,该第一透镜物侧表面至该第七透镜像侧表面于光轴上的距离为TD,该成像光学镜头的最大成像高度为ImgH,其满足下列条件:
1.0<f/EPD<1.90;
0<BL/TD<0.35;以及
1.90<f/ImgH<3.50。
11.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,更包含一光圈,其中该光圈至该第七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七透镜像侧表面于光轴上的距离为TD,该成像光学镜头的焦距为f,该第七透镜像侧表面的曲率半径为R14,其满足下列条件:
0.70<SD/TD<0.90;以及
|f/R14|<0.50。
12.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,该成像光学镜头的焦距为f,该第一透镜物侧表面至一成像面于光轴上的距离为TL,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,该成像光学镜头的最大成像高度为ImgH,其满足下列条件:
3.0<(f×TL)/(EPD×ImgH)<5.0。
13.如权利要求1所述的成像光学镜头,其特征在于,该第一透镜物侧表面的曲率半径为R1,该成像光学镜头的焦距为f,该第一透镜于光轴上的厚度为CT1,其满足下列条件:
0.05<(R1×R1)/(f×CT1)<0.85。
14.一种取像装置,其特征在于,包含:
如权利要求1所述的成像光学镜头;以及
一电子感光元件,设置于该成像光学镜头的一成像面上。
15.一种电子装置,其特征在于,包含:
如权利要求14所述的取像装置。
16.一种成像光学镜头,其特征在于,包含七片透镜,该七片透镜由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜,该七片透镜各自包含朝向物侧的物侧表面以及朝向像侧的像侧表面,该七片透镜的所有表面中至少一表面具有至少一反曲点,该七片透镜中至少三片透镜的阿贝数小于26.0,且该七片透镜中至少两片透镜的阿贝数小于20.0;
其中,该成像光学镜头的所有透镜表面的最大有效半径的最小值为Ymin,且该第三透镜物侧表面、该第三透镜像侧表面、该第四透镜物侧表面与该第四透镜像侧表面中至少一表面的最大有效半径等于Ymin;
其中,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,该成像光学镜头的该七片透镜于光轴上的透镜厚度的总和为ΣCT,该第一透镜于光轴上的厚度为CT1,该第一透镜物侧表面至一成像面于光轴上的距离为TL,该成像光学镜头的焦距为f,其满足下列条件:
1.45<EPD/(ΣCT-CT1)<5.0;以及
0.50<TL/f<1.80。
17.如权利要求16所述的成像光学镜头,其特征在于,该第二透镜具有负屈折力,该第五透镜、该第六透镜与该第七透镜中至少一片透镜的至少一表面具有至少一反曲点,该成像光学镜头中最大视角的一半为HFOV,其满足下列条件:
0.14<tan(HFOV)<0.53。
18.如权利要求16所述的成像光学镜头,其特征在于,该第一透镜的阿贝数为V1,该第二透镜的阿贝数为V2,该第三透镜的阿贝数为V3,该第四透镜的阿贝数为V4,该第五透镜的阿贝数为V5,该第六透镜的阿贝数为V6,该第七透镜的阿贝数为V7,该第i透镜的阿贝数为Vi,其满足下列条件:
50.0<ΣVi<300.0,其中i=1~7。
19.如权利要求16所述的成像光学镜头,其特征在于,该第一透镜物侧表面至该成像面于光轴上的距离为TL,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,该第五透镜与该第六透镜于光轴上的间隔距离为T56,其满足下列条件:
0.80<TL/(EPD+T56)<1.80。
20.如权利要求16所述的成像光学镜头,其特征在于,该成像光学镜头的焦距为f,该第一透镜物侧表面的曲率半径为R1,其满足下列条件:
2.80<f/R1<4.0。
21.如权利要求16所述的成像光学镜头,其特征在于,该七片透镜中至少一片具正屈折力的透镜的阿贝数为Vp,其满足下列条件:
Vp<25.0。
22.如权利要求16所述的成像光学镜头,其特征在于,该成像光学镜头的焦距为f,该第一透镜物侧表面至该成像面于光轴上的距离为TL,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,该成像光学镜头的最大成像高度为ImgH,其满足下列条件:
2.0<(f×TL)/(EPD×ImgH)<5.20。
23.如权利要求16所述的成像光学镜头,其特征在于,该第一透镜物侧表面至该成像面于光轴上的距离为TL,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,该成像光学镜头的焦距为f,其满足下列条件:
1.25<TL/EPD<2.0;以及
1.0<f/EPD<2.20。
24.如权利要求16所述的成像光学镜头,其特征在于,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,其满足下列条件:
0.30<T23/T34<0.80。
25.一种成像光学镜头,其特征在于,包含七片透镜,该七片透镜由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜,该七片透镜各自包含朝向物侧的物侧表面以及朝向像侧的像侧表面,该七片透镜的所有表面中至少一表面具有至少一反曲点,该七片透镜中至少四片透镜的阿贝数小于40.0,该七片透镜中至少两片透镜的阿贝数小于20.0,该第一透镜具有正屈折力,该第二透镜物侧表面于近光轴处为凸面,且该第三透镜具有负屈折力;
其中,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,该成像光学镜头的该七片透镜于光轴上的透镜厚度的总和为ΣCT,该第一透镜于光轴上的厚度为CT1,该第一透镜物侧表面至一成像面于光轴上的距离为TL,该成像光学镜头的焦距为f,该成像光学镜头中最大视角的一半为HFOV,其满足下列条件:
0.50<EPD/(ΣCT-CT1)<8.0;
0.50<TL/f<1.50;
1.0<f/EPD<1.90;以及
0.14<tan(HFOV)<0.53。
26.如权利要求25所述的成像光学镜头,其特征在于,该第二透镜像侧表面于近光轴处为凹面,该成像光学镜头的焦距为f,该第二透镜的焦距为f2,其满足下列条件:
-3.0<f/f2<0.35。
27.如权利要求25所述的成像光学镜头,其特征在于,该第一透镜于光轴上的厚度为CT1,该第七透镜于光轴上的厚度为CT7,该成像光学镜头的焦距为f,该第七透镜的焦距为f7,该第一透镜物侧表面的曲率半径为R1,其满足下列条件:
1.70<CT1/CT7;
1.50<f/R1<8.0;以及
-2.50<f/f7<0.90。
28.如权利要求25所述的成像光学镜头,其特征在于,该成像光学镜头的焦距为f,该第一透镜物侧表面至该成像面于光轴上的距离为TL,该成像光学镜头的入瞳孔径为EPD,该成像光学镜头的最大成像高度为ImgH,其满足下列条件:
2.0<(f×TL)/(EPD×ImgH)<5.20。
29.如权利要求25所述的成像光学镜头,其特征在于,该第五透镜与该第六透镜于光轴上的间隔距离为T56,该成像光学镜头的该七片透镜中每两个相邻透镜于光轴上的间隔距离的总和为ΣAT,该第六透镜像侧表面的临界点与光轴的垂直距离为Yc62,该第六透镜于光轴上的厚度为CT6,其满足下列条件:
0.15<T56/(ΣAT-T56)<3.0;以及
0.30<Yc62/CT6<7.50。
30.如权利要求25所述的成像光学镜头,其特征在于,该七片透镜中至少四片透镜的阿贝数小于30.0。
31.如权利要求25所述的成像光学镜头,其特征在于,该第五透镜与该第六透镜于光轴上的间隔距离为该七片透镜中每两个相邻透镜于光轴上的所有间隔距离的最大值,该第六透镜与该第七透镜于光轴上的间隔距离为T67,该第六透镜于光轴上的厚度为CT6,其满足下列条件:
0.30<T67/CT6<4.0。
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