TW201331622A - 影像擷取光學系統組 - Google Patents

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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses

Abstract

一種影像擷取光學系統組，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面。第二透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面、像側表面為凸面。第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有正屈折力。第五透鏡具有屈折力並為塑膠材質，其像側表面為凹面，且第五透鏡之至少一表面具有至少一反曲點。第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡之物側表面及像側表面皆為非球面。當影像擷取光學系統組之後焦距及透鏡至成像面之距離滿足特定關係式，可有效降低整體鏡組製造上材料的成本以及影像擷取光學系統組總長度。

Description

影像擷取光學系統組
本發明是有關於一種影像擷取光學系統組，且特別是有關於一種應用於電子產品上的小型化影像擷取光學系統組以及三維(3D)影像延伸應用之影像擷取光學系統組。
近年來，隨著具有攝影功能之可攜式電子產品的興起，小型化影像擷取光學系統組的需求日漸提高。一般影像擷取光學系統組的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)兩種，且隨著半導體製程技術的精進，使得感光元件的畫素尺寸縮小，小型化影像擷取光學系統組逐漸往高畫素領域發展，因此，對成像品質的要求也日益增加。
傳統搭載於可攜式電子產品上的小型化光學鏡片組，如美國專利第7,869,142號所示，多採用四片式透鏡結構為主，但由於智慧型手機(Smart Phone)與PDA(Personal Digital Assistant)等高規格行動裝置的盛行，帶動小型化攝影系統在畫素與成像品質上的迅速攀升，習知的四片式鏡片組將無法滿足更高階的攝影系統。
目前雖有進一步發展五片式攝影鏡片組，如美國專利第8,000,030、8,000,031號所揭示，為具有五片鏡片之攝影鏡片組，雖可提升成像品質與解析力，但其並未對於各透鏡之厚度、各透鏡間的距離及透鏡與成像面間的距離作限制及改善，容易衍生透鏡間的空間浪費或鏡片過厚的問題，進一步導致總重量增加及材料浪費，更無法有效縮短攝影鏡片組的總長度，使其無法達到小型化的目標。
本發明是在提供一種影像擷取光學系統組，其包含五枚具有屈折力的透鏡，可有效達成高解析度要求之規格，且可藉由調整鏡片厚度及鏡片間的距離，控制影像擷取光學系統組重量及總長度，並可避免材料的浪費。
依據本發明一態樣提供一種影像擷取光學系統組，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面。第二透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面、像側表面為凸面。第三透鏡具有屈折力，其物側表面及像側表面皆為非球面。第四透鏡具有正屈折力，其物側表面及像側表面皆為非球面。第五透鏡具有屈折力並為塑膠材質，其像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其中第五透鏡之至少一表面具有至少一反曲點。第二透鏡之物側表面曲率半徑為R3、像側表面曲率半徑為R4，影像擷取光學系統組之焦距為f，第一透鏡之物側表面至第五透鏡之像側表面於光軸上的距離為Td，第五透鏡之像側表面至成像面間的等效空氣轉換距離為BFL，第四透鏡之焦距為f4，其滿足下列條件：
0<R3/R4<1.0；
4 mm2<(Td×f)+(BFL×f)<10 mm2；以及
0<f/f4<2.2。
依據本發明另一態樣提供一種影像擷取光學系統組，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面。第二透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面、像側表面為凸面。第三透鏡具有屈折力，其物側表面及像側表面皆為非球面。第四透鏡具有正屈折力且為塑膠材質，其物側表面及像側表面皆為非球面。第五透鏡具有負屈折力並為塑膠材質，其像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其中第五透鏡之至少一表面具有至少一反曲點。第二透鏡之物側表面曲率半徑為R3、像側表面曲率半徑為R4，影像擷取光學系統組之焦距為f，第一透鏡之物側表面至第五透鏡之像側表面於光軸上的距離為Td，第五透鏡之像側表面至成像面間的等效空氣轉換距離為BFL。影像擷取光學系統組更包含影像感測元件，其設置於成像面，而影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，第一透鏡之物側表面至成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：
0<R3/R4<1.0；
4 mm2<(Td×f)+(BFL×f)<10 mm2；以及
TTL/ImgH<1.7。
當影像擷取光學系統組包含五枚具有屈折力之透鏡時，可有效達成高解析度要求之規格。
當R3/R4滿足上述關係式時，可適當調整第二透鏡之屈折力，以修正第一透鏡產生的像差。
當(Td×f)+(BFL×f)滿足上述關係式時，可藉由調整各透鏡間的距離避免透鏡間空間的浪費，進而縮小影像擷取光學系統組的總長度。
當f/f4滿足上述關係式時，適當調整第四透鏡之屈折力，可有效平衡第一透鏡正屈折力的配置，避免第一透鏡產生過大的球差，進而降低影像擷取光學系統組之敏感度。
當TTL/ImgH滿足上述關係式時，有利於維持影像擷取光學系統組的小型化，以搭載於輕薄可攜式的電子產品上。
一種影像擷取光學系統組，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。
第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面，藉此可適當調整第一透鏡之正屈折力強度，有助於縮短影像擷取光學系統組的總長度。
第二透鏡具有負屈折力，其可有效對於具有正屈折力的第一透鏡所產生的像差作補正。第二透鏡之物側表面為凹面、像側表面為凸面，其有助於整體影像擷取光學系統組的修正。另外，第二透鏡之像側表面具有反曲點，藉此可有效地壓制離軸視場的光線入射於影像感測元件上的角度，進一步可修正離軸視場的像差。
第三透鏡具有屈折力，其像側表面為凸面，有助於修正影像擷取光學系統組的像散。
第四透鏡具有正屈折力，其可提供影像擷取光學系統組所需的正屈折力，以有效降低第一透鏡正屈折力的配置，避免第一透鏡產生過大的球差，進而降低影像擷取光學系統組之敏感度。第四透鏡之物側表面為凹面、像側表面為凸面，有利於修正影像擷取光學系統組的像散。
第五透鏡具有負屈折力且像側表面為凹面時，可使影像擷取光學系統組的主點(Principal Point)遠離成像面，有利於縮短其光學總長度，維持影像擷取光學系統組的小型化。再者，第五透鏡至少一表面具有反曲點，藉此可有效地壓制離軸視場的光線入射於影像感測元件上的角度，進一步可修正離軸視場的像差。
第二透鏡之物側表面曲率半徑為R3、像側表面曲率半徑為R4，其滿足下列條件：0<R3/R4<1.0；藉此，可適當調整第二透鏡之屈折力，以修正第一透鏡產生的像差。再者，影像擷取光學系統組更可進一步滿足下列條件：0<R3/R4<0.5。
影像擷取光學系統組更包含一影像感測元件，其設置於成像面，其中影像擷取光學系統組之焦距為f，第一透鏡之物側表面至第五透鏡之像側表面於光軸上的距離為Td，第五透鏡之像側表面至成像面間的等效空氣轉換距離為BFL，其滿足下列條件：4 mm2<(Td×f)+(BFL×f)<10 mm2；藉此，可藉由調整各透鏡間的距離避免透鏡間空間的浪費，進而縮小影像擷取光學系統組的總長度。
影像擷取光學系統組之焦距為f，第四透鏡之焦距為f4，其滿足下列條件：0<f/f4<2.2；藉此，適當調整第四透鏡之屈折力，可有效平衡第一透鏡正屈折力的配置，避免第一透鏡產生過大的球差，進而降低影像擷取光學系統組之敏感度。再者，影像擷取光學系統組更可進一步滿足下列條件：0.4<f/f4<1.7。
第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，第四透鏡與第五透鏡於光軸上的間隔距離為T45，其滿足下列條件：0.05<T12/T45<0.65；藉此，適當調整透鏡間的距離，有助於影像擷取光學透鏡組的組裝，並維持影像擷取光學透鏡組的小型化。
影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，第一透鏡之物側表面至成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：TTL/ImgH<1.7；藉此，有利於維持影像擷取光學系統組的小型化，以搭載於輕薄可攜式的電子產品上。再者，影像擷取光學系統組更可進一步滿足下列條件：TTL/ImgH<1.55。
第一透鏡之物側表面至成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：1.0 mm<TTL<3.5 mm；藉此，可有效維持影像擷取光學系統組的小型化。
第一透鏡之物側表面曲率半徑為R1、像側表面曲率半徑為R2，其滿足下列條件：-0.5<R1/R2<0.5；藉此，第一透鏡表面的曲率，有助於縮短影像擷取光學系統組的總長度。
影像擷取光學系統組之焦距為f，第三透鏡之焦距為f3，其滿足下列條件：-0.5<f/f3<0.5；藉此，適當調整第三透鏡之屈折力，有助於修正影像擷取光學系統組的像散。
取像光學鏡片系統中最大視角為FOV，其滿足下列條件：73度<FOV<85度；藉此，適當調整視角，以便拍攝更寬廣範圍的影像。
第三透鏡之像側表面為凸面，影像擷取光學系統組之焦距為f，第二透鏡之焦距為f2，其滿足下列條件：-1.0<f/f2<-0.2；藉此，適當調整第二透鏡之屈折力，有助於補正第一透鏡所產生的像差。
影像擷取光學系統組之焦距為f，其滿足下列條件：1.5 mm<f<3.0 mm；藉此，將影像擷取光學系統組之焦距控制於一適當範圍，有助於維持其小型化。
本發明影像擷取光學系統組中，透鏡之材質可為塑膠或玻璃。當透鏡材質為塑膠，可以有效降低生產成本。另當透鏡的材質為玻璃，則可以增加影像擷取光學系統組屈折力配置的自由度。此外，可於透鏡表面上設置非球面，非球面可以容易製作成球面以外的形狀，獲得較多的控制變數，用以消減像差，進而縮減透鏡使用的數目，因此可以有效降低本發明影像擷取光學系統組的總長度。
本發明影像擷取光學系統組中，若透鏡表面係為凸面，則表示該透鏡表面於近軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面，則表示該透鏡表面於近軸處為凹面。
本發明影像擷取光學系統組中，可設置有至少一光闌，其位置可設置於第一透鏡之前、各透鏡之間或最後一透鏡之後均可，該光闌之種類如耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等，用以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
本發明影像擷取光學系統組中，光圈可設置於被攝物與第一透鏡間(即為前置光圈)或是第一透鏡與成像面間(即為中置光圈)。光圈若為前置光圈，可使影像擷取光學系統組的出射瞳(Exit Pupil)與成像面產生較長的距離，使之具有遠心(Telecentric)效果，並可增加影像感測元件CCD或CMOS接收影像的效率；若為中置光圈，係有助於擴大影像擷取光學系統組的視場角，使影像擷取光學系統組具有廣角鏡頭之優勢。
根據上述實施方式，以下提出具體實施例並配合圖式予以詳細說明。
<第一實施例>
請參照第1圖及第2圖，其中第1圖繪示依照本發明第一實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第2圖由左至右依序為第一實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第1圖可知，第一實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含光圈100、第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、第五透鏡150、紅外線濾除濾光片(IR Filter)170、成像面160以及影像感測元件180。
第一透鏡110具有正屈折力，其物側表面111及像側表面112皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡110為塑膠材質。
第二透鏡120具有負屈折力，其物側表面121為凹面、像側表面122為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡120為塑膠材質。另外，第二透鏡120之像側表面122具有反曲點。
第三透鏡130具有負屈折力，其物側表面131為凹面、像側表面132為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡130為塑膠材質。
第四透鏡140具有正屈折力，其物側表面141為凹面、像側表面142為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡140為塑膠材質。
第五透鏡150具有負屈折力，其物側表面151及像側表面152皆為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡150為塑膠材質。另外，第五透鏡150之像側表面152具有反曲點。
紅外線濾除濾光片170之材質為玻璃，其設置於第五透鏡150與成像面160之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
上述各透鏡之非球面的曲線方程式表示如下：
；其中：
X：非球面上距離光軸為Y的點，其與相切於非球面之光軸上頂點切面的相對距離；
Y：非球面曲線上的點與光軸的距離；
R：曲率半徑；
k：錐面係數；以及
Ai：第i階非球面係數。
第一實施例之影像擷取光學系統組中，影像擷取光學系統組之焦距為f，影像擷取光學系統組之光圈值(f-number)為Fno，取像光學鏡片系統中最大視角為FOV，其數值如下：f=2.89 mm；Fno=2.45；以及FOV=74.8度。
第一實施例之影像擷取光學系統組中，第一透鏡110之物側表面111曲率半徑為R1、像側表面112曲率半徑為R2，第二透鏡120之物側表面121曲率半徑為R3、像側表面122曲率半徑為R4，其滿足下列條件：R1/R2=-0.01；以及R3/R4=0.03。
第一實施例之影像擷取光學系統組中，第一透鏡110與第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，第四透鏡140與第五透鏡150於光軸上的間隔距離為T45，其滿足下列條件：T12/T45=0.24。
第五透鏡150之像側表面152至成像面160間的等效空氣轉換距離為BFL，其中等效空氣轉換距離是在考量移除紅外線濾除濾光片170後，所調整之第五透鏡150與成像面160的間距。第一透鏡110之物側表面111至第五透鏡150之像側表面152於光軸上的距離為Td，影像擷取光學系統組之焦距為f，其滿足下列條件：(Td×f)+(BFL×f)=9.78 mm2。
第一實施例之影像擷取光學系統組中，第一透鏡110之物側表面111至成像面160於光軸上之距離為TTL，其數值如下：TTL=3.38 mm。
第一實施例之影像擷取光學系統組中，影像擷取光學系統組之焦距為f，第二透鏡120之焦距為f2，第三透鏡130之焦距為f3，第四透鏡140之焦距為f4，其滿足下列條件：f/f2=-0.56；f/f3=-0.25；以及f/f4=1.67。
第一實施例之影像擷取光學系統組中，更包含影像感測元件180，其設置於成像面160，其中影像感測元件180有效感測區域對角線長的一半為ImgH，第一透鏡110之物側表面111至成像面160於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：TTL/ImgH=1.51。
再配合參照下列表一以及表二。
表一為第1圖第一實施例詳細的結構數據，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，且表面0-14依序表示由物側至像側的表面。表二為第一實施例中的非球面數據，其中，k表非球面曲線方程式中的錐面係數，A1-A16則表示各表面第1-14階非球面係數。此外，以下各實施例表格乃對應各實施例之示意圖與像差曲線圖，表格中數據之定義皆與第一實施例之表一及表二的定義相同，在此不加贅述。
<第二實施例>
請參照第3圖及第4圖，其中第3圖繪示依照本發明第二實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第4圖由左至右依序為第二實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第3圖可知，第二實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含光圈200、第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、第五透鏡250、紅外線濾除濾光片(IR Filter)270、成像面260以及影像感測元件280。
第一透鏡210具有正屈折力，其物側表面211為凸面、像側表面212為凹面，並皆為非球面，且第一透鏡210為塑膠材質。
第二透鏡220具有負屈折力，其物側表面221為凹面、像側表面222為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡220為塑膠材質。另外，第二透鏡220之像側表面222具有反曲點。
第三透鏡230具有正屈折力，其物側表面231及像側表面232皆為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡230為塑膠材質。
第四透鏡240具有正屈折力，其物側表面241為凹面、像側表面242為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡240為塑膠材質。
第五透鏡250具有負屈折力，其物側表面251及像側表面252皆為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡250為塑膠材質。另外，第五透鏡250之像側表面252具有反曲點。
紅外線濾除濾光片270之材質為玻璃，其設置於第五透鏡250與成像面260之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
請配合參照下列表三以及表四。
第二實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、R1、R2、R3、R4、T12、T45、Td、BFL、TTL、f2、f3、f4以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表三可推算出下列數據：
<第三實施例>
請參照第5圖及第6圖，其中第5圖繪示依照本發明第三實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第6圖由左至右依序為第三實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第5圖可知，第三實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含光圈300、第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340、第五透鏡350、紅外線濾除濾光片(IR Filter)370、成像面360以及影像感測元件380。
第一透鏡310具有正屈折力，其物側表面311為凸面、像側表面312為凹面，並皆為非球面，且第一透鏡310為塑膠材質。
第二透鏡320具有負屈折力，其物側表面321為凹面、像側表面322為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡320為塑膠材質。另外，第二透鏡320之像側表面322具有反曲點。
第三透鏡330具有負屈折力，其物側表面331為凹面、像側表面332為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡330為塑膠材質。
第四透鏡340具有正屈折力，其物側表面341為凹面、像側表面342為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡340為塑膠材質。
第五透鏡350具有負屈折力，其物側表面351及像側表面352皆為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡350為塑膠材質。另外，第五透鏡350之像側表面352具有反曲點。
紅外線濾除濾光片370之材質為玻璃，其設置於第五透鏡350與成像面360之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
請配合參照下列表五以及表六。
第三實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、R1、R2、R3、R4、T12、T45、Td、BFL、TTL、f2、f3、f4以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表五可推算出下列數據：
<第四實施例>
請參照第7圖及第8圖，其中第7圖繪示依照本發明第四實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第8圖由左至右依序為第四實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第7圖可知，第四實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含第一透鏡410、光圈400、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440、第五透鏡450、紅外線濾除濾光片(IR Filter)470、成像面460以及影像感測元件480。
第一透鏡410具有正屈折力，其物側表面411及像側表面412皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡410為塑膠材質。
第二透鏡420具有負屈折力，其物側表面421為凹面、像側表面422為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡420為塑膠材質。另外，第二透鏡420之像側表面422具有反曲點。
第三透鏡430具有負屈折力，其物側表面431為凹面、像側表面432為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡430為塑膠材質。
第四透鏡440具有正屈折力，其物側表面441為凹面、像側表面442為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡440為塑膠材質。
第五透鏡450具有負屈折力，其物側表面451及像側表面452皆為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡450為塑膠材質。另外，第五透鏡450之像側表面452具有反曲點。
紅外線濾除濾光片470之材質為玻璃，其設置於第五透鏡450與成像面460之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
請配合參照下列表七以及表八。
第四實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、R1、R2、R3、R4、T12、T45、Td、BFL、TTL、f2、f3、f4以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表七可推算出下列數據：
<第五實施例>
請參照第9圖及第10圖，其中第9圖繪示依照本發明第五實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第10圖由左至右依序為第五實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第9圖可知，第五實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含光圈500、第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、第五透鏡550、紅外線濾除濾光片(IR Filter)570、成像面560以及影像感測元件580。
第一透鏡510具有正屈折力，其物側表面511為凸面、像側表面512為凹面，並皆為非球面，且第一透鏡510為玻璃材質。
第二透鏡520具有負屈折力，其物側表面521為凹面、像側表面522為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡520為塑膠材質。另外，第二透鏡520之像側表面522具有反曲點。
第三透鏡530具有負屈折力，其物側表面531及像側表面532皆為凹面，並皆為非球面，且第三透鏡530為塑膠材質。
第四透鏡540具有正屈折力，其物側表面541為凹面、像側表面542為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡540為塑膠材質。
第五透鏡550具有負屈折力，其物側表面551及像側表面552皆為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡550為塑膠材質。另外，第五透鏡550之像側表面552具有反曲點。
紅外線濾除濾光片570之材質為玻璃，其設置於第五透鏡550與成像面560之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
請配合參照下列表九以及表十。
第五實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、R1、R2、R3、R4、T12、T45、Td、BFL、TTL、f2、f3、f4以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表九可推算出下列數據：
<第六實施例>
請參照第11圖及第12圖，其中第11圖繪示依照本發明第六實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第12圖由左至右依序為第六實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第11圖可知，第六實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含第一透鏡610、光圈600、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡640、第五透鏡650、紅外線濾除濾光片(IR Filter)670、成像面660以及影像感測元件680。
第一透鏡610具有正屈折力，其物側表面611及像側表面612皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡610為塑膠材質。
第二透鏡620具有負屈折力，其物側表面621為凹面、像側表面622為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡620為塑膠材質。另外，第二透鏡620之像側表面622具有反曲點。
第三透鏡630具有正屈折力，其物側表面631為凸面、像側表面632為凹面，並皆為非球面，且第三透鏡630為塑膠材質。
第四透鏡640具有正屈折力，其物側表面641為凹面、像側表面642為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡640為塑膠材質。
第五透鏡650具有負屈折力，其物側表面651及像側表面652皆為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡650為塑膠材質。另外，第五透鏡650之像側表面652具有反曲點。
紅外線濾除濾光片670之材質為玻璃，其設置於第五透鏡650與成像面660之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
請配合參照下列表十一以及表十二。
第六實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、R1、R2、R3、R4、T12、T45、Td、BFL、TTL、f2、f3、f4以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十一可推算出下列數據：
<第七實施例>
請參照第13圖及第14圖，其中第13圖繪示依照本發明第七實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第14圖由左至右依序為第七實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第13圖可知，第七實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含光圈700、第一透鏡710、第二透鏡720、第三透鏡730、第四透鏡740、第五透鏡750、紅外線濾除濾光片(IR Filter)770、成像面760以及影像感測元件780。
第一透鏡710具有正屈折力，其物側表面711及像側表面712皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡710為塑膠材質。
第二透鏡720具有負屈折力，其物側表面721為凹面、像側表面722為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡720為塑膠材質。另外，第二透鏡720之像側表面722具有反曲點。
第三透鏡730具有負屈折力，其物側表面731為凹面、像側表面732為凸面，並為非球面，且第三透鏡730為塑膠材質。
第四透鏡740具有正屈折力，其物側表面741及像側表面742皆為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡740為塑膠材質。
第五透鏡750具有負屈折力，其物側表面751為凸面、像側表面752為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡750為塑膠材質。另外，第五透鏡750之物側表面751及像側表面752皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片770之材質為玻璃，其設置於第五透鏡750與成像面760之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
請配合參照下列表十三以及表十四。
第七實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、R1、R2、R3、R4、T12、T45、Td、BFL、TTL、f2、f3、f4以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十三可推算出下列數據：
<第八實施例>
請參照第15圖及第16圖，其中第15圖繪示依照本發明第八實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第16圖由左至右依序為第八實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第15圖可知，第八實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含光圈800、第一透鏡810、第二透鏡820、第三透鏡830、第四透鏡840、第五透鏡850、紅外線濾除濾光片(IR Filter)870、成像面860以及影像感測元件880。
第一透鏡810具有正屈折力，其物側表面811為凸面、像側表面812為凹面，並皆為非球面，且第一透鏡810為塑膠材質。
第二透鏡820具有負屈折力，其物側表面821為凹面、像側表面822為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡820為塑膠材質。另外，第二透鏡820之像側表面822具有反曲點。
第三透鏡830具有正屈折力，其物側表面831為凸面、像側表面832為凹面，並皆為非球面，且第三透鏡830為塑膠材質。
第四透鏡840具有正屈折力，其物側表面841為凹面、像側表面842為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡840為塑膠材質。
第五透鏡850具有負屈折力，其物側表面851為凸面、像側表面852為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡850為塑膠材質。另外，第五透鏡850之物側表面851及像側表面852皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片870之材質為玻璃，其設置於第五透鏡850與成像面860之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
請配合參照下列表十五以及表十六。
第八實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、R1、R2、R3、R4、T12、T45、Td、BFL、TTL、f2、f3、f4以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十五可推算出下列數據：
<第九實施例>
請參照第17圖及第18圖，其中第17圖繪示依照本發明第九實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第18圖由左至右依序為第九實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第17圖可知，第九實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含光圈900、第一透鏡910、第二透鏡920、第三透鏡930、第四透鏡940、第五透鏡950、紅外線濾除濾光片(IR Filter)970、成像面960以及影像感測元件980。
第一透鏡910具有正屈折力，其物側表面911及像側表面912皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡910為塑膠材質。
第二透鏡920具有負屈折力，其物側表面921為凹面、像側表面922為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡920為塑膠材質。另外，第二透鏡920之像側表面922具有反曲點。
第三透鏡930具有負屈折力，其物側表面931為凹面、像側表面932為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡930為塑膠材質。
第四透鏡940具有正屈折力，其物側表面941為凸面、像側表面942為凹面，並皆為非球面，且第四透鏡940為塑膠材質。
第五透鏡950具有負屈折力，其物側表面951為凸面、像側表面952為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡950為塑膠材質。另外，第五透鏡950之物側表面951及像側表面952皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片970之材質為玻璃，其設置於第五透鏡950與成像面960之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
請配合參照下列表十七以及表十八。
第九實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、R1、R2、R3、R4、T12、T45、Td、BFL、TTL、f2、f3、f4以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十七可推算出下列數據：
<第十實施例>
請參照第19圖及第20圖，其中第19圖繪示依照本發明第十實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第20圖由左至右依序為第十實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第19圖可知，第十實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含光圈1000、第一透鏡1010、第二透鏡1020、第三透鏡1030、第四透鏡1040、第五透鏡1050、紅外線濾除濾光片(IR Filter)1070、成像面1060以及影像感測元件1080。
第一透鏡1010具有正屈折力，其物側表面1011及像側表面1012皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡1010為塑膠材質。
第二透鏡1020具有負屈折力，其物側表面1021為凹面、像側表面1022為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡1020為塑膠材質。另外，第二透鏡1020之像側表面1022具有反曲點。
第三透鏡1030具有正屈折力，其物側表面1031為凹面、像側表面1032為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡1030為塑膠材質。
第四透鏡1040具有正屈折力，其物側表面1041為凹面、像側表面1042為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡1040為塑膠材質。
第五透鏡1050具有負屈折力，其物側表面1051為凸面、像側表面1052為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡1050為塑膠材質。另外，第五透鏡1050之物側表面1051及像側表面1052皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片1070之材質為玻璃，其設置於第五透鏡1050與成像面1060之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
請配合參照下列表十九以及表二十。
第十實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、R1、R2、R3、R4、T12、T45、Td、BFL、TTL、f2、f3、f4以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十九可推算出下列數據：
<第十一實施例>
請參照第21圖及第22圖，其中第21圖繪示依照本發明第十一實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖，第22圖由左至右依序為第十一實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。由第21圖可知，第十一實施例之影像擷取光學系統組由物側至像側依序包含光圈1100、第一透鏡1110、第二透鏡1120、第三透鏡1130、第四透鏡1140、第五透鏡1150、紅外線濾除濾光片(IR Filter)1170、成像面1160以及影像感測元件1180。
第一透鏡1110具有正屈折力，其物側表面1111為凸面、像側表面1112為凹面，並皆為非球面，且第一透鏡1110為塑膠材質。
第二透鏡1120具有負屈折力，其物側表面1121為凹面、像側表面1122為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡1120為塑膠材質。另外，第二透鏡1120之像側表面1122具有反曲點。
第三透鏡1130具有負屈折力，其物側表面1131為凹面、像側表面1132為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡1130為塑膠材質。
第四透鏡1140具有正屈折力，其物側表面1141及像側表面1142皆為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡1140為塑膠材質。
第五透鏡1150具有負屈折力，其物側表面1151為凸面、像側表面1152為凹面，並皆為非球面，且第五透鏡1150為塑膠材質。另外，第五透鏡1150之物側表面1151及像側表面1152皆具有反曲點。
紅外線濾除濾光片1170之材質為玻璃，其設置於第五透鏡1150與成像面1160之間，並不影響影像擷取光學系統組的焦距。
請配合參照下列表二十一以及表二十二。
第十一實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、R1、R2、R3、R4、T12、T45、Td、BFL、TTL、f2、f3、f4以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表二十一可推算出下列數據：
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100．．．光圈
110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010、1110．．．第一透鏡
111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011、1111．．．物側表面
112、212、312、412、512、612、712、812、912、1012、1112．．．像側表面
120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020、1120．．．第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721、821、921、1021、1121．．．物側表面
122、222、322、422、522、622、722、822、922、1022、1122．．．像側表面
130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030、1130．．．第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731、831、931、1031、1131．．．物側表面
132、232、332、432、532、632、732、832、932、1032、1132．．．像側表面
140、240、340、440、540、640、740、840、940、1040、1140．．．第四透鏡
141、241、341、441、541、641、741、841、941、1041、1141．．．物側表面
142、242、342、442、542、642、742、842、942、1042、1142．．．像側表面
150、250、350、450、550、650、750、850、950、1050、1150．．．第五透鏡
151、251、351、451、551、651、751、851、951、1051、1151．．．物側表面
152、252、352、452、552、652、752、852、952、1052、1152．．．像側表面
160、260、360、460、560、660、760、860、960、1060、1160．．．成像面
170、270、370、470、570、670、770、870、970、1070、1170．．．紅外線濾除濾光片
180、280、380、480、580、680、780、880、980、1080、1180．．．影像感測元件
f．．．影像擷取光學系統組之焦距
Fno．．．影像擷取光學系統組之光圈值
FOV．．．取像光學鏡片系統中最大視角
R1．．．第一透鏡之物側表面曲率半徑
R2．．．第一透鏡之像側表面曲率半徑
R3．．．第二透鏡之物側表面曲率半徑
R4．．．第二透鏡之像側表面曲率半徑
T12．．．第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離
T45．．．第四透鏡與第五透鏡於光軸上的間隔距離
BFL．．．第五透鏡之像側表面至成像面間的等效空氣轉換距離
Td．．．第一透鏡之物側表面至第五透鏡之像側表面於光軸上的距離
f2．．．第二透鏡之焦距
f3．．．第三透鏡之焦距
f4．．．第四透鏡之焦距
TTL．．．第一透鏡之物側表面至成像面於光軸上之距離
ImgH．．．影像感測元件有效感測區域對角線長的一半
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖繪示依照本發明第一實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第2圖由左至右依序為第一實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
第3圖繪示依照本發明第二實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第4圖由左至右依序為第二實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
第5圖繪示依照本發明第三實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第6圖由左至右依序為第三實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
第7圖繪示依照本發明第四實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第8圖由左至右依序為第四實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
第9圖繪示依照本發明第五實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第10圖由左至右依序為第五實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
第11圖繪示依照本發明第六實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第12圖由左至右依序為第六實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
第13圖繪示依照本發明第七實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第14圖由左至右依序為第七實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
第15圖繪示依照本發明第八實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第16圖由左至右依序為第八實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
第17圖繪示依照本發明第九實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第18圖由左至右依序為第九實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
第19圖繪示依照本發明第十實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第20圖由左至右依序為第十實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
第21圖繪示依照本發明第十一實施例的一種影像擷取光學系統組之示意圖。
第22圖由左至右依序為第十一實施例的影像擷取光學系統組之球差、像散及歪曲曲線圖。
100．．．光圈
110．．．第一透鏡
111．．．物側表面
112．．．像側表面
120．．．第二透鏡
121．．．物側表面
122．．．像側表面
130．．．第三透鏡
131．．．物側表面
132．．．像側表面
140．．．第四透鏡
141．．．物側表面
142．．．像側表面
150．．．第五透鏡
151．．．物側表面
152．．．像側表面
160．．．成像面
170．．．紅外線濾除濾光片
180．．．影像感測元件

Claims (23)

  1. 一種影像擷取光學系統組，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面為凸面；一第二透鏡，具有負屈折力，其物側表面為凹面、像側表面為凸面；一第三透鏡，具有屈折力，其物側表面及像側表面皆為非球面；一第四透鏡，具有正屈折力，其物側表面及像側表面皆為非球面；以及一第五透鏡，具有屈折力並為塑膠材質，其像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其中該第五透鏡之至少一表面具有至少一反曲點；其中，該第二透鏡之物側表面曲率半徑為R3、像側表面曲率半徑為R4，該影像擷取光學系統組之焦距為f，該第一透鏡之物側表面至該第五透鏡之像側表面於光軸上的距離為Td，該第五透鏡之像側表面至一成像面間的等效空氣轉換距離為BFL，該第四透鏡之焦距為f4，其滿足下列條件：0<R3/R4<1.0；4 mm2<(Td×f)+(BFL×f)<10 mm2；以及0<f/f4<2.2。
  2. 如請求項1所述之影像擷取光學系統組，其中該第五透鏡具有負屈折力。
  3. 如請求項2所述之影像擷取光學系統組，其中該第四透鏡之像側表面為凸面。
  4. 如請求項3所述之影像擷取光學系統組，其中該第二透鏡之物側表面曲率半徑為R3、像側表面曲率半徑為R4，其滿足下列條件：0<R3/R4<0.5。
  5. 如請求項3所述之影像擷取光學系統組，其中該第二透鏡之像側表面具有至少一反曲點，該第四透鏡之物側表面為凹面。
  6. 如請求項5所述之影像擷取光學系統組，其中該影像擷取光學系統組之焦距為f，該第四透鏡之焦距為f4，其滿足下列條件：0.4<f/f4<1.7。
  7. 如請求項3所述之影像擷取光學系統組，其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第四透鏡與該第五透鏡於光軸上的間隔距離為T45，其滿足下列條件：0.05<T12/T45<0.65。
  8. 如請求項4所述之影像擷取光學系統組，更包含：一影像感測元件，其設置於該成像面，其中該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，該第一透鏡之物側表面至該成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：TTL/ImgH<1.7。
  9. 如請求項2所述之影像擷取光學系統組，其中該第一透鏡之物側表面至該成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：1.0 mm<TTL<3.5 mm。
  10. 如請求項9所述之影像擷取光學系統組，其中該第一透鏡之物側表面曲率半徑為R1、像側表面曲率半徑為R2，其滿足下列條件：-0.5<R1/R2<0.5。
  11. 如請求項9所述之影像擷取光學系統組，其中該第四透鏡之物側表面為凹面、像側表面為凸面。
  12. 如請求項11所述之影像擷取光學系統組，其中該第三透鏡之像側表面為凸面，該影像擷取光學系統組之焦距為f，該第三透鏡之焦距為f3，其滿足下列條件：-0.5<f/f3<0.5。
  13. 如請求項3所述之影像擷取光學系統組，其中該取像光學鏡片系統中最大視角為FOV，其滿足下列條件：73度<FOV<85度。
  14. 如請求項3所述之影像擷取光學系統組，更包含：一影像感測元件，其設置於該成像面，其中該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，該第一透鏡之物側表面至該成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：TTL/ImgH<1.55。
  15. 一種影像擷取光學系統組，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面為凸面；一第二透鏡，具有負屈折力，其物側表面為凹面、像側表面為凸面；一第三透鏡，具有屈折力，其物側表面及像側表面皆為非球面；一第四透鏡，具有正屈折力且為塑膠材質，其物側表面及像側表面皆為非球面；以及一第五透鏡，具有負屈折力並為塑膠材質，其像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其中該第五透鏡之至少一表面具有至少一反曲點；其中，該第二透鏡之物側表面曲率半徑為R3、像側表面曲率半徑為R4，該影像擷取光學系統組之焦距為f，該第一透鏡之物側表面至該第五透鏡之像側表面於光軸上的距離為Td，該第五透鏡之像側表面至一成像面間的等效空氣轉換距離為BFL，且該影像擷取光學系統組更包含一影像感測元件，其設置於該成像面，而該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，該第一透鏡之物側表面至該成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：0<R3/R4<1.0；4 mm2<(Td×f)+(BFL×f)<10 mm2；以及TTL/ImgH<1.7。
  16. 如請求項15所述之影像擷取光學系統組，其中該第一透鏡之物側表面曲率半徑為R1、像側表面曲率半徑為R2，其滿足下列條件：-0.5<R1/R2<0.5。
  17. 如請求項16所述之影像擷取光學系統組，其中該第二透鏡之像側表面具有至少一反曲點。
  18. 如請求項16所述之影像擷取光學系統組，其中該影像擷取光學系統組之焦距為f，該第四透鏡之焦距為f4，其滿足下列條件：0.4<f/f4<1.7。
  19. 如請求項16所述之影像擷取光學系統組，其中該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，該第一透鏡之物側表面至該成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：TTL/ImgH<1.55。
  20. 如請求項15所述之影像擷取光學系統組，其中該第一透鏡之物側表面至該成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：1.0 mm<TTL<3.5 mm。
  21. 如請求項20所述之影像擷取光學系統組，其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第四透鏡與該第五透鏡於光軸上的間隔距離為T45，其滿足下列條件：0.05<T12/T45<0.65。
  22. 如請求項20所述之影像擷取光學系統組，其中該第三透鏡之像側表面為凸面，該影像擷取光學系統組之焦距為f，該第二透鏡之焦距為f2，其滿足下列條件：-1.0<f/f2<-0.2。
  23. 如請求項20所述之影像擷取光學系統組，其中該影像擷取光學系統組之焦距為f，其滿足下列條件：1.5 mm<f<3.0 mm。
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