TW201719222A - 攝像用光學鏡片組、取像裝置及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種攝像用光學鏡片組，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、第五透鏡和第六透鏡。第一透鏡具有負屈折力，其像側表面為凹面。第二透鏡像側表面為凹面。第四透鏡像側表面為凸面。第六透鏡物側表面為凹面。攝像用光學鏡片組的透鏡為六片。

Description

攝像用光學鏡片組、取像裝置及電子裝置
本發明係關於一種攝像用光學鏡片組、取像裝置及電子裝置，特別是一種適用於電子裝置的攝像用光學鏡片組及取像裝置。
近年來，隨著小型化攝像鏡頭的蓬勃發展，微型取像模組的需求日漸提高，而一般攝像鏡頭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，再加上現今電子產品以功能佳且輕薄短小的外型為發展趨勢，因此，具備良好成像品質的小型化攝像鏡頭儼然成為目前市場上的主流。
隨著鏡頭種類與用途的逐漸普遍化，諸如許多電子產品皆配備有攝像鏡頭，例如家用電器、遊戲機、監視器、汽車、智慧型手機、穿戴式裝置與平板電腦等。攝像鏡頭可運用於影像輔助、影像辨識、動作偵測等功能。部分電子裝置(例如是偵測人體位置的紅外線裝置)必須在光源亮度或光量較低的環境下運作，因此所搭配的攝像鏡頭的光學系統必須要有足夠進光量。傳統搭載於攝像鏡頭的光學系統雖能提供大光圈以維持足夠進光量，但會大幅降低影像解析度而影響成像品質。因此，如何提供能兼顧大光圈以及高成像品質需求的光學系統實為目前亟欲解決的問題之一。
本發明提供一種攝像用光學鏡片組、取像裝置以及電子裝置，其中攝像用光學鏡片組的第一透鏡具有負曲折力，可輔助視角較大的周邊光線入射至攝像用光學鏡片組中，並且入射的周邊光線經由較靠近成像面的透鏡匯聚到成像面上。當滿足特定條件時，可確保材質搭配與系統品質的平衡，尤其是在紅外線波段能更有效地平衡上述兩者。此外，有助於確保在視角較大時中心與周邊進光量的充足與相對照度的平衡。另外，亦助於在有限光學總長度下確保攝像用光學鏡片組的視角與解像能力。再者，可擴大攝像用光學鏡片組的視場。
本發明提供一種攝像用光學鏡片組，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、第五透鏡以及第六透鏡。第一透鏡具有負屈折力，其像側表面為凹面。第二透鏡像側表面為凹面。第四透鏡像側表面為凸面。第六透鏡物側表面為凹面。攝像用光學鏡片組的透鏡為六片。攝像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡數量為Vn(40)，攝像用光學鏡片組的最大成像高度為ImgH，攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，攝像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：
4 ≦ Vn(40)；
0.85 ＜ ImgH/EPD ＜ 2.20；以及
6.0 ＜ TL/f。
本發明另提供一種攝像用光學鏡片組，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、第五透鏡以及第六透鏡。第一透鏡具有負屈折力，其像側表面為凹面。第二透鏡像側表面為凹面。第四透鏡像側表面為凸面。第六透鏡物側表面為凹面。攝像用光學鏡片組的透鏡為六片。攝像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡數量為Vn(30)，攝像用光學鏡片組的最大成像高度為ImgH，攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，攝像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：
3 ≦ Vn(30)；
0.85 ＜ ImgH/EPD ＜ 2.20；以及
7.0 ＜ TL/f。
本發明再提供一種攝像用光學鏡片組，其中攝像用光學鏡片組的透鏡為六片，且攝像用光學鏡片組適用於光波長800奈米至1200奈米的波長範圍。攝像用光學鏡片組的最大成像高度為ImgH，攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，最接近一被攝物的一透鏡表面至一成像面於光軸上的距離為TL，攝像用光學鏡片組的焦距為f，攝像用光學鏡片組的最大視角為FOV，其滿足下列條件：
0.60 ＜ ImgH/EPD ＜ 1.80；
7.0 ＜ TL/f；以及
80[度] ＜ FOV。
本發明提供一種取像裝置，包含任一前述的攝像用光學鏡片組以及一電子感光元件，其中電子感光元件設置於攝像用光學鏡片組的成像面上。
本發明提供一種電子裝置，包含前述的取像裝置。
當Vn(40)或Vn(30)滿足上述條件時，可確保材質搭配與系統品質的平衡，尤其是在紅外線波段能更有效地平衡上述兩者。
當ImgH/EPD滿足上述條件時，有助於確保在視角較大時中心與周邊進光量的充足與相對照度的平衡。
當TL/f滿足上述條件時，有助於在有限光學總長度下確保攝像用光學鏡片組的視角與解像能力。
當FOV滿足上述條件時，有助於擴大攝像用光學鏡片組的視場。
攝像用光學鏡片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、第五透鏡和第六透鏡。其中，攝像用光學鏡片組中的透鏡為六片。
第一透鏡可具有負屈折力，其像側表面可為凹面。藉此，可輔助視角較大的周邊光線入射至攝像用光學鏡片組中，並且入射的周邊光線經由較靠近成像面的透鏡匯聚到成像面上。
第二透鏡像側表面可為凹面。藉此，有助於修正色差。
第四透鏡像側表面可為凸面。藉此，可有效修正攝像用光學鏡片組的佩茲伐和數(Petzval's sum)以使成像面更平坦，並能加強像散的修正。
第五透鏡可具有正屈折力。藉此，可縮短攝像用光學鏡片組的光學總長度。
第六透鏡物側表面可為凹面。藉此，可壓制離軸視場的光線入射於感光元件上的角度，以增加影像感光元件的接收效率，進一步修正離軸視場的像差。此外，第六透鏡像側表面可為凸面，而能漸緩主光線角度。
攝像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡數量為Vn(40)，攝像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡數量為Vn(30)，其滿足下列條件：4 ≦ Vn(40)或3 ≦ Vn(30)。藉此，可確保材質搭配與系統品質的平衡，尤其是在紅外線波段能更有效地平衡上述兩者。較佳地，此紅外線波段可為800nm~1200nm的波長範圍。
攝像用光學鏡片組的最大成像高度為ImgH(即電子感光元件之有效感測區域對角線總長的一半)，攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：0.85 ＜ ImgH/EPD ＜ 2.20。藉此，有助於確保在視角較大時中心與周邊進光量的充足與相對照度的平衡。較佳地，其可進一步滿足下列條件：0.60 ＜ ImgH/EPD ＜ 1.80。更佳地，其可進一步滿足下列條件：1.0 ＜ ImgH/EPD ＜ 2.0。
第一透鏡物側表面為第一透鏡至第六透鏡的所有透鏡表面中最靠近被攝物的透鏡表面。第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，攝像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：6.0 ＜ TL/f。藉此，有助於在有限光學總長度下確保攝像用光學鏡片組的視角與解像能力。較佳地，其可進一步滿足下列條件：7.0 ＜ TL/f。更佳地，其可進一步滿足下列條件：7.0 ＜ TL/f ＜ 12.0。
第五透鏡的屈折力於攝像用光學鏡片組中可以為最強。也就是說，第五透鏡的屈折力絕對值大於第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第六透鏡的屈折力絕對值。藉此，第五透鏡有助於確保攝像用光學鏡片組的像側端有足夠的屈折力匯聚入射光。此外，當第六透鏡具有負屈折力時，第五透鏡有助於縮短攝像用光學鏡片組的後焦距以維持小型化。各透鏡的屈折力為攝像用光學鏡片組的焦距除以各透鏡焦距的數值，最強屈折力表示該數值具有最大的絕對值。其中，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡中，至少三個透鏡可為負屈折力透鏡。
攝像用光學鏡片組的最大視角為FOV，其滿足下列條件：80[度] ＜ FOV 。藉此，有助於擴大攝像用光學鏡片組的視場。較佳地，其可進一步滿足下列條件：95[度] ＜ FOV ＜ 180[度]。
第一透鏡的焦距為f1，第四透鏡的焦距為f4，其可滿足下列條件：|f1/f4| ＜ 0.80。藉此，可避免攝像用光學鏡片組中心的屈折力分佈太強而造成像差修正過度。
攝像用光學鏡片組的焦距為f，攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，其可滿足下列條件：f/EPD ＜ 2.0。藉此，可增加攝像用光學鏡片組的的進光量，有利於提升低光源環境下的取像感光能力。較佳地，其可進一步滿足下列條件：f/EPD ＜ 1.75。
本發明所揭露的攝像用光學鏡片組可包含一光圈。設置於一被攝物和光圈間的所有透鏡的焦距為ff，設置於光圈和成像面間的所有透鏡的焦距為fr，其可滿足下列條件：0 ＜ ff/fr ＜ 1.25。藉此，可適當平衡光圈之前的透鏡群組屈折力以及光圈之後的透鏡群組屈折力分佈，使攝像用光學鏡片組兼具大光圈與小型化的特性。當僅有單片透鏡設置於被攝物和光圈之間時，ff即等同於此透鏡的焦距；當有多片透鏡設置於被攝物和光圈之間時，ff即等同於這些透鏡的合成焦距。同樣地，當僅有單片透鏡設置於光圈和成像面之間時，fr即等同於此透鏡的焦距；當有多片透鏡設置於光圈和成像面之間時，fr即等同於這些透鏡的合成焦距。
第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡中所有透鏡表面的最大有效半徑的平均值為SDavg，光圈的孔徑半徑為SDstop，其可滿足下列條件：0.5 ＜ SDavg/SDstop ＜ 1.25。藉此，可確保周邊進光量充足。前述所有透鏡表面的最大有效半徑的平均值係指這些最大有效半徑的算術平均數。
第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4，攝像用光學鏡片組的焦距為f，其可滿足下列條件：0.50 ＜ R4/f ＜ 4.5。藉此，有利於修正第一透鏡所產生的像差。
第一透鏡和第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，攝像用光學鏡片組中各兩相鄰透鏡於光軸上間隔距離的總和為ΣAT，其可滿足下列條件：0.45 ＜ T12/ΣAT ＜ 0.85。藉此，可確保靠近攝像用光學鏡片組像側端的透鏡之間的緊密性，有利改善組裝上的困難度。
第六透鏡像側表面為第一透鏡至第六透鏡的所有透鏡表面中最靠近被攝物的透鏡表面。第六透鏡像側表面至成像面於光軸上的距離為BL，第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，其可滿足下列條件：0 ＜ BL/TL ＜ 0.20。藉此，有助於縮減攝像用光學鏡片組的後焦距，維持其小型化。
本發明揭露的攝像用光學鏡片組中，光圈之配置可為前置光圈或中置光圈。其中前置光圈意即光圈設置於被攝物與第一透鏡間，中置光圈則表示光圈設置於第一透鏡與成像面間。若光圈為前置光圈，可使攝像用光學鏡片組的出射瞳(Exit Pupil)與成像面產生較長的距離，使其具有遠心(Telecentric)效果，並可增加電子感光元件的CCD或CMOS接收影像的效率；若為中置光圈，係有助於擴大攝像用光學鏡片組的視場角，使攝像用光學鏡片組具有廣角鏡頭的優勢。
本發明揭露的攝像用光學鏡片組中，透鏡的材質可為塑膠或玻璃。當透鏡的材質為玻璃，可以增加屈折力配置的自由度。另當透鏡材質為塑膠，則可以有效降低生產成本。此外，可於透鏡表面上設置非球面(ASP)，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，進而縮減所需使用透鏡的數目，因此可以有效降低光學總長度。在攝像用光學鏡片組中可搭配一片以上的玻璃透鏡以降低環境對於攝像用光學鏡片組的影響。或者，在攝像用光學鏡片組中也可以搭配一片以上的塑膠非球面透鏡做良好的像差補正。
本發明揭露的攝像用光學鏡片組中，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該凸面可位於透鏡表面近光軸處；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該凹面可位於透鏡表面近光軸處。若透鏡之屈折力或焦距未界定其區域位置時，則表示該透鏡之屈折力或焦距可為透鏡於近光軸處之屈折力或焦距。
本發明揭露的攝像用光學鏡片組中，攝像用光學鏡片組之成像面依其對應的電子感光元件之不同，可為一平面或有任一曲率之曲面，特別是指凹面朝往物側方向之曲面。
本發明揭露的攝像用光學鏡片組中，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，該光闌的種類如耀光光闌(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。
本發明更提供一種取像裝置，其包含前述攝像用光學鏡片組以及電子感光元件，其中電子感光元件設置於攝像用光學鏡片組的成像面上。較佳地，所述取像裝置可進一步包含鏡筒、支持裝置(Holder Member)或其組合。
請參照圖13、14與15，取像裝置10可多方面應用於倒車顯影裝置(如圖13所示)、行車記錄器(如圖14所示)與安全監控設備(如圖15所示)等。較佳地，電子裝置可進一步包含控制單元、顯示單元、儲存單元、暫儲存單元(RAM)或其組合。
本發明的攝像用光學鏡片組更可視需求應用於移動對焦的光學系統中，並兼具優良像差修正與良好成像品質的特色。本發明亦可多方面應用於三維(3D)影像擷取、行動裝置、智慧型電視、網路監控設備、行車記錄器、倒車顯影裝置、體感遊戲機與穿戴式裝置等電子裝置中。本發明的攝像用光學鏡片組也可應用於需搭載紅外線鏡頭的電子裝置，如動態體感偵測、夜間監控攝影機等電子裝置。進一步來說，本發明的攝像用光學鏡片組可使用於光波長800奈米(nm)至1200奈米的波長範圍，但此波段範圍並非用以限制本發明。前揭電子裝置僅是示範性地說明本發明的實際運用例子，並非限制本發明之取像裝置的運用範圍。
＜第一實施例＞
請參照圖1及圖2，其中圖1繪示依照本發明第一實施例的取像裝置示意圖，圖2由左至右依序為第一實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖1可知，取像裝置包含攝像用光學鏡片組(未另標號)與電子感光元件190。攝像用光學鏡片組由物側至像側依序包含第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、光圈100、第五透鏡150、第六透鏡160、濾光元件(Filter)170與成像面180。其中，電子感光元件190設置於成像面180上。攝像用光學鏡片組的透鏡(110-160)為六片。
第一透鏡110具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面111為凸面，其像側表面112為凹面，其兩表面皆為球面。
第二透鏡120具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面121為凸面，其像側表面122為凹面，其兩表面皆為球面。
第三透鏡130具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面131為凸面，其像側表面132為凸面，其兩表面皆為球面。
第四透鏡140具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面141為凹面，其像側表面142為凸面，其兩表面皆為球面。
第五透鏡150具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面151為凸面，其像側表面152為凸面，其兩表面皆為球面。
第六透鏡160具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面161為凹面，其像側表面162為凸面，其兩表面皆為球面。
濾光元件170的材質為玻璃，其設置於第六透鏡160及成像面180之間，並不影響攝像用光學鏡片組的焦距。
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以及第六透鏡160當中，第五透鏡150的屈折力為最強。如下列表一所示，第五透鏡150焦距的絕對值4.09為最小焦距。
第一實施例的攝像用光學鏡片組中，攝像用光學鏡片組的焦距為f，攝像用光學鏡片組的光圈值(F-number)為Fno，攝像用光學鏡片組中最大視角的一半為HFOV，其數值如下：f = 1.80公釐(mm)，Fno = 1.50，HFOV = 65.0度(deg.)。
攝像用光學鏡片組的焦距為f，攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：f/EPD = 1.50。
攝像用光學鏡片組的最大視角為FOV，其滿足下列條件：FOV = 130.0度。
第一透鏡物側表面111至成像面180於光軸上的距離為TL，攝像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：TL/f = 10.28。在本實施例中，第一透鏡物側表面111為攝像用光學鏡片組中最接近被攝物(未繪示)的透鏡表面。
第六透鏡像側表面162至成像面180於光軸上的距離為BL，第一透鏡物側表面111至成像面180於光軸上的距離為TL，其滿足下列條件：BL/TL = 0.11。在本實施例中，第六透鏡像側表面162為攝像用光學鏡片組中最接近成像面180的透鏡表面。
第一透鏡110和第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，攝像用光學鏡片組中各兩相鄰透鏡於光軸上間隔距離的總和為ΣAT，其滿足下列條件：T12/ΣAT = 0.68。在本實施例中，ΣAT即為第一透鏡110和第二透鏡120於光軸上的間隔距離、第二透鏡120和第三透鏡130於光軸上的間隔距離、第三透鏡130和第四透鏡140於光軸上的間隔距離、第四透鏡140和第五透鏡150於光軸上的間隔距離及第五透鏡150和第六透鏡160於光軸上的間隔距離總和。
第三透鏡130、第四透鏡140、第五透鏡150和第六透鏡160中所有透鏡表面的最大有效半徑的平均值為SDavg，光圈100的孔徑半徑為SDstop，其滿足下列條件：SDavg/SDstop = 1.17。在本實施例中，透鏡表面131、141、151、161、132、142、152和162皆有一最大有效半徑。這些最大有效半徑的總和除以透鏡表面數(共八個表面)所得到的數值即為SDavg。
攝像用光學鏡片組的最大成像高度為ImgH，攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：ImgH/EPD = 1.67。
第二透鏡像側表面122的曲率半徑為R4，攝像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：R4/f = 1.54。
第一透鏡110的焦距為f1，第四透鏡140的焦距為f4，其滿足下列條件：|f1/f4| = 0.31。
設置於被攝物和光圈100間的所有透鏡的焦距為ff，設置於光圈100和成像面180間的所有透鏡的焦距為fr，其滿足下列條件：ff/fr = 1.06。在本實施例中，ff為第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130以及第四透鏡140的合成焦距，並且fr為第五透鏡150以及第六透鏡160的合成焦距。
攝像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡數量為Vn(40)，其滿足下列條件：Vn(40) = 6。
攝像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡數量為Vn(30)，其滿足下列條件：Vn(30) = 5。
配合參照下列表一。
表一為圖1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公釐(mm)，且表面0到16依序表示由物側至像側的表面。此外，以下各實施例表格乃對應各實施例的示意圖與像差曲線圖，表格中數據的定義皆與第一實施例的表一的定義相同，在此不加以贅述。
＜第二實施例＞
請參照圖3及圖4，其中圖3繪示依照本發明第二實施例的取像裝置示意圖，圖4由左至右依序為第二實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖3可知，取像裝置包含攝像用光學鏡片組(未另標號)與電子感光元件290。攝像用光學鏡片組由物側至像側依序包含第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、光圈200、第五透鏡250、第六透鏡260、濾光元件270與成像面280。其中，電子感光元件290設置於成像面280上。攝像用光學鏡片組的透鏡(210-260)為六片。
第一透鏡210具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面211為凸面，其像側表面212為凹面，其兩表面皆為球面。
第二透鏡220具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面221為凸面，其像側表面222為凹面，其兩表面皆為球面。
第三透鏡230具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面231為凸面，其像側表面232為凸面，其兩表面皆為球面。
第四透鏡240具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面241為凹面，其像側表面242為凸面，其兩表面皆為球面。
第五透鏡250具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面251為凸面，其像側表面252為凸面，其兩表面皆為球面。
第六透鏡260具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面261為凹面，其像側表面262為凸面，其兩表面皆為球面。
濾光元件270的材質為玻璃，其設置於第六透鏡260及成像面280之間，並不影響攝像用光學鏡片組的焦距。
請配合參照下列表二。
第二實施例中，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
＜第三實施例＞
請參照圖5及圖6，其中圖5繪示依照本發明第三實施例的取像裝置示意圖，圖6由左至右依序為第三實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖5可知，取像裝置包含攝像用光學鏡片組(未另標號)與電子感光元件390。攝像用光學鏡片組由物側至像側依序包含第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340、光圈300、第五透鏡350、第六透鏡360、濾光元件370與成像面380。其中，電子感光元件390設置於成像面380上。攝像用光學鏡片組的透鏡(310-360)為六片。
第一透鏡310具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面311為凸面，其像側表面312為凹面，其兩表面皆為球面。
第二透鏡320具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面321為凸面，其像側表面322為凹面，其兩表面皆為球面。
第三透鏡330具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面331為凸面，其像側表面332為凸面，其兩表面皆為球面。
第四透鏡340具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面341為凹面，其像側表面342為凸面，其兩表面皆為球面。
第五透鏡350具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面351為凸面，其像側表面352為凸面，其兩表面皆為球面。
第六透鏡360具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面361為凹面，其像側表面362為凸面，其兩表面皆為球面。第五透鏡像側表面352以及第六透鏡物側表面361相接合。
濾光元件370的材質為玻璃，其設置於第六透鏡360及成像面380之間，並不影響攝像用光學鏡片組的焦距。
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以及第六透鏡360當中，第五透鏡350的屈折力為最強。如下列表三所示，第五透鏡350焦距的絕對值4.06為最小焦距。
請配合參照下列表三。
第三實施例中，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
＜第四實施例＞
請參照圖7及圖8，其中圖7繪示依照本發明第四實施例的取像裝置示意圖，圖8由左至右依序為第四實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖7可知，取像裝置包含攝像用光學鏡片組(未另標號)與電子感光元件490。攝像用光學鏡片組由物側至像側依序包含第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440、光圈400、第五透鏡450、第六透鏡460、濾光元件470與成像面480。其中，電子感光元件490設置於成像面480上。攝像用光學鏡片組的透鏡(410-460)為六片。
第一透鏡410具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面411為凸面，其像側表面412為凹面，其兩表面皆為球面。
第二透鏡420具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面421為凹面，其像側表面422為凹面，其兩表面皆為球面。
第三透鏡430具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面431為凸面，其像側表面432為凹面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡440具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面441為凸面，其像側表面442為凸面，其兩表面皆為球面。
第五透鏡450具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面451為凸面，其像側表面452為凸面，其兩表面皆為球面。
第六透鏡460具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面461為凹面，其像側表面462為凸面，其兩表面皆為球面。
濾光元件470的材質為玻璃，其設置於第六透鏡460及成像面480之間，並不影響攝像用光學鏡片組的焦距。
上述各透鏡的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，其與相切於非球面光軸上交點的切面的相對距離；
Y：非球面曲線上的點與光軸的垂直距離；
R：曲率半徑；
k：錐面係數；以及
Ai：第i階非球面係數。
請配合參照下列表四和表五。
表五為第四實施例中的非球面數據，其中k為非球面曲線方程式中的錐面係數，A4到A16則表示各表面第4到16階非球面係數。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
＜第五實施例＞
請參照圖9及圖10，其中圖9繪示依照本發明第五實施例的取像裝置示意圖，圖10由左至右依序為第五實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖9可知，取像裝置包含攝像用光學鏡片組(未另標號)與電子感光元件590。攝像用光學鏡片組由物側至像側依序包含第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、光圈500、第五透鏡550、第六透鏡560、濾光元件570與成像面580。其中，電子感光元件590設置於成像面580上。攝像用光學鏡片組的透鏡(510-560)為六片。
第一透鏡510具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面511為凸面，其像側表面512為凹面，其兩表面皆為球面。
第二透鏡520具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面521為凹面，其像側表面522為凹面，其兩表面皆為非球面。
第三透鏡530具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面531為凸面，其像側表面532為凸面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡540具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面541為凹面，其像側表面542為凸面，其兩表面皆為球面。
第五透鏡550具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面551為凸面，其像側表面552為凸面，其兩表面皆為球面。
第六透鏡560具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面561為凹面，其像側表面562為凸面，其兩表面皆為球面。
濾光元件570的材質為玻璃，其設置於第六透鏡560及成像面580之間，並不影響攝像用光學鏡片組的焦距。
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以及第六透鏡560當中，第五透鏡550的屈折力為最強。如下列表六所示，第五透鏡550焦距的絕對值3.72為最小焦距。
請配合參照下列表六以及表七。
第五實施例中，非球面的曲線方程式表示如第四實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
＜第六實施例＞
請參照圖11及圖12，其中圖11繪示依照本發明第六實施例的取像裝置示意圖，圖12由左至右依序為第六實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖11可知，取像裝置包含攝像用光學鏡片組(未另標號)與電子感光元件690。攝像用光學鏡片組由物側至像側依序包含第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡640、光圈600、第五透鏡650、第六透鏡660、濾光元件670與成像面680。其中，電子感光元件690設置於成像面680上。攝像用光學鏡片組的透鏡(610-660)為六片。
第一透鏡610具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面611為凸面，其像側表面612為凹面，其兩表面皆為球面。
第二透鏡620具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面621為凹面，其像側表面622為凹面，其兩表面皆為非球面。
第三透鏡630具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面631為凸面，其像側表面632為凹面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡640具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面641為凹面，其像側表面642為凸面，其兩表面皆為非球面。
第五透鏡650具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面651為凸面，其像側表面652為凸面，其兩表面皆為球面。
第六透鏡660具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面661為凹面，其像側表面662為凸面，其兩表面皆為非球面。
濾光元件670的材質為玻璃，其設置於第六透鏡660及成像面680之間，並不影響攝像用光學鏡片組的焦距。
第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡640、第五透鏡650以及第六透鏡660當中，第五透鏡650的屈折力為最強。如下列表八所示，第五透鏡650焦距的絕對值2.69為最小焦距。
請配合參照下列表八以及表九。
第六實施例中，非球面的曲線方程式表示如第四實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
上述取像裝置可搭載於電子裝置內。本發明使用具有六片透鏡的攝像用光學鏡片組，其中第一透鏡具有負曲折力，可輔助視角較大的周邊光線入射至攝像用光學鏡片組中，並且入射的周邊光線經由較靠近成像面的透鏡匯聚到成像面上。當滿足特定條件時，可確保材質搭配與系統品質的平衡，尤其是在紅外線波段能更有效地平衡上述兩者。此外，有助於確保在視角較大時中心與周邊進光量的充足與相對照度的平衡。另外，亦助於在有限光學總長度下確保攝像用光學鏡片組的視角與解像能力。再者，可擴大攝像用光學鏡片組的視場。綜上所述，本發明提供攝像用光學鏡片組能同時滿足大光圈以及高成像品質的需求。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧取像裝置
100、200、300、400、500、600‧‧‧光圈
110、210、310、410、510、610‧‧‧第一透鏡
111、211、311、411、511、611‧‧‧物側表面
112、212、312、412、512、612‧‧‧像側表面
120、220、320、420、520、620‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521、621‧‧‧物側表面
122、222、322、422、522、622‧‧‧像側表面
130、230、330、430、530、630‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531、631‧‧‧物側表面
132、232、332、432、532、632‧‧‧像側表面
140、240、340、440、540、640‧‧‧第四透鏡
141、241、341、441、541、641‧‧‧物側表面
142、242、342、442、542、642‧‧‧像側表面
150、250、350、450、550、650‧‧‧第五透鏡
151、251、351、451、551、651‧‧‧物側表面
152、252、352、452、552、652‧‧‧像側表面
160、260、360、460、560、660‧‧‧第六透鏡
161、261、361、461、561、661‧‧‧物側表面
162、262、362、462、562、662‧‧‧像側表面
170、270、370、470、570、670‧‧‧濾光元件
180、280、380、480、580、680‧‧‧成像面
190、290、390、490、590、690‧‧‧電子感光元件
BL‧‧‧第六透鏡像側表面(最接近成像面的透鏡表面)至成像面於光軸上的距離
EPD‧‧‧攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑
Fno‧‧‧攝像用光學鏡片組的光圈值
f‧‧‧攝像用光學鏡片組的焦距
f1‧‧‧第一透鏡的焦距
f4‧‧‧第四透鏡的焦距
ff‧‧‧設置於被攝物和光圈間的所有透鏡的焦距
fr‧‧‧設置於光圈和成像面間的所有透鏡的焦距
HFOV‧‧‧攝像用光學鏡片組中最大視角的一半
FOV‧‧‧攝像用光學鏡片組的最大視角
ImgH：攝像用光學鏡片組的最大成像高度
R4‧‧‧第二透鏡像側表面的曲率半徑
SDavg‧‧‧第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡中所有透鏡表面的最大有效半徑的平均值
SDstop‧‧‧光圈的孔徑半徑
TL‧‧‧第一透鏡物側表面(最接近被攝物的透鏡表面)至成像面於光軸上的距離
T12‧‧‧第一透鏡和第二透鏡於光軸上的間隔距離
Vn(30)‧‧‧攝像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡數量
Vn(40)‧‧‧攝像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡數量
ΣAT‧‧‧攝像用光學鏡片組中各兩相鄰透鏡於光軸上間隔距離的總和
圖1繪示依照本發明第一實施例的取像裝置示意圖。 圖2由左至右依序為第一實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖3繪示依照本發明第二實施例的取像裝置示意圖。 圖4由左至右依序為第二實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖5繪示依照本發明第三實施例的取像裝置示意圖。 圖6由左至右依序為第三實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖7繪示依照本發明第四實施例的取像裝置示意圖。 圖8由左至右依序為第四實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖9繪示依照本發明第五實施例的取像裝置示意圖。 圖10由左至右依序為第五實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖11繪示依照本發明第六實施例的取像裝置示意圖。 圖12由左至右依序為第六實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖13繪示依照本發明的一種電子裝置的示意圖。 圖14繪示依照本發明的另一種電子裝置的示意圖。 圖15繪示依照本發明的再另一種電子裝置的示意圖。
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‧‧‧第六透鏡
161‧‧‧物側表面
162‧‧‧像側表面
170‧‧‧濾光元件
180‧‧‧成像面
190‧‧‧電子感光元件

Claims (30)

  1. 一種攝像用光學鏡片組，由物側至像側依序包含： 一第一透鏡，具有負屈折力，其像側表面為凹面； 一第二透鏡，其像側表面為凹面； 一第三透鏡； 一第四透鏡，其像側表面為凸面； 一第五透鏡；以及 一第六透鏡，其物側表面為凹面； 其中，該攝像用光學鏡片組的透鏡為六片，該攝像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡數量為Vn(40)，該攝像用光學鏡片組的最大成像高度為ImgH，該攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該攝像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件： 4 ≦ Vn(40)； 0.85 ＜ ImgH/EPD ＜ 2.20；以及 6.0 ＜ TL/f。
  2. 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第四透鏡的焦距為f4，其滿足下列條件： |f1/f4| ＜ 0.80。
  3. 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組，其中該攝像用光學鏡片組的焦距為f，該攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件： f/EPD ＜ 2.0。
  4. 如請求項3所述之攝像用光學鏡片組，其中該攝像用光學鏡片組的焦距為f，該攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件： f/EPD ＜ 1.75。
  5. 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組，其中該第一透鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TL，該攝像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件： 7.0 ＜ TL/f ＜ 12.0。
  6. 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組，其中該第五透鏡具有正屈折力，且該第五透鏡的屈折力於該攝像用光學鏡片組中為最強。
  7. 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組，更包含一光圈，其中設置於一被攝物和該光圈間的所有透鏡的焦距為ff，設置於該光圈和該成像面間的所有透鏡的焦距為fr，其滿足下列條件： 0 ＜ ff/fr ＜ 1.25。
  8. 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組，其中該第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4，該攝像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件： 0.50 ＜ R4/f ＜ 4.5。
  9. 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組，更包含一光圈，其中該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡和該第六透鏡中所有透鏡表面的最大有效半徑的平均值為SDavg，該光圈的孔徑半徑為SDstop，其滿足下列條件： 0.5 ＜ SDavg/SDstop ＜ 1.25。
  10. 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組，其中該攝像用光學鏡片組的最大視角為FOV，其滿足下列條件： 95[度] ＜ FOV ＜ 180[度]。
  11. 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組，其中該攝像用光學鏡片組的最大成像高度為ImgH，該攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件： 1.0 ＜ ImgH/EPD ＜ 2.0。
  12. 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組，其中該攝像用光學鏡片組適用於光波長800奈米(nm)至1200奈米的波長範圍。
  13. 一種取像裝置，包含： 如請求項1所述之攝像用光學鏡片組；以及 一電子感光元件，其中該電子感光元件設置於該攝像用光學鏡片組的該成像面上。
  14. 一種電子裝置，包含： 如請求項13所述之取像裝置。
  15. 一種攝像用光學鏡片組，由物側至像側依序包含： 一第一透鏡，具有負屈折力，其像側表面為凹面； 一第二透鏡，其像側表面為凹面； 一第三透鏡； 一第四透鏡，其像側表面為凸面； 一第五透鏡；以及 一第六透鏡，其物側表面為凹面； 其中，該攝像用光學鏡片組的透鏡為六片，該攝像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡數量為Vn(30)，該攝像用光學鏡片組的最大成像高度為ImgH，該攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該攝像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件： 3 ≦ Vn(30)； 0.85 ＜ ImgH/EPD ＜ 2.20；以及 7.0 ＜ TL/f。
  16. 如請求項15所述之攝像用光學鏡片組，更包含一光圈，其中該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡和該第六透鏡中所有透鏡表面的最大有效半徑的平均值為SDavg，該光圈的孔徑半徑為SDstop，其滿足下列條件： 0.5 ＜ SDavg/SDstop ＜ 1.25。
  17. 如請求項15所述之攝像用光學鏡片組，更包含一光圈，其中設置於一被攝物和該光圈間的所有透鏡的焦距為ff，設置於該光圈和該成像面間的所有透鏡的焦距為fr，其滿足下列條件： 0 ＜ ff/fr ＜ 1.25。
  18. 如請求項15所述之攝像用光學鏡片組，其中該攝像用光學鏡片組的焦距為f，該攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件： f/EPD ＜ 1.75。
  19. 如請求項15所述之攝像用光學鏡片組，其中該第一透鏡和該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該攝像用光學鏡片組中各兩相鄰透鏡於光軸上間隔距離的總和為ΣAT，其滿足下列條件： 0.45 ＜ T12/ΣAT ＜ 0.85。
  20. 如請求項15所述之攝像用光學鏡片組，其中該攝像用光學鏡片組適用於光波長800奈米至1200奈米的波長範圍。
  21. 一種取像裝置，包含： 如請求項15所述之攝像用光學鏡片組；以及 一電子感光元件，其中該電子感光元件設置於該攝像用光學鏡片組的該成像面上。
  22. 一種電子裝置，包含： 如請求項21所述之取像裝置。
  23. 一種攝像用光學鏡片組，該攝像用光學鏡片組的透鏡為六片，且該攝像用光學鏡片組適用於光波長800奈米至1200奈米的波長範圍；該攝像用光學鏡片組的最大成像高度為ImgH，該攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，最接近一被攝物的一透鏡表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該攝像用光學鏡片組的焦距為f，該攝像用光學鏡片組的最大視角為FOV，其滿足下列條件： 0.60 ＜ ImgH/EPD ＜ 1.80； 7.0 ＜ TL/f；以及 80[度] ＜ FOV。
  24. 如請求項23所述之攝像用光學鏡片組，其中該攝像用光學鏡片組的透鏡中至少三片具有負屈折力。
  25. 如請求項23所述之攝像用光學鏡片組，更包含一光圈，其中設置於該被攝物和該光圈間的所有透鏡的焦距為ff，設置於該光圈和該成像面間的所有透鏡的焦距為fr，其滿足下列條件： 0 ＜ ff/fr ＜ 1.25。
  26. 如請求項23所述之攝像用光學鏡片組，其中該攝像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡數量為Vn(30)，其滿足下列條件： 3 ≦ Vn(30)。
  27. 如請求項23所述之攝像用光學鏡片組，其中最接近該成像面的一透鏡表面至該成像面於光軸上的距離為BL，最接近該被攝物的該透鏡表面至該成像面於光軸上的距離為TL，其滿足下列條件： 0 ＜ BL/TL ＜ 0.20。
  28. 如請求項23所述之攝像用光學鏡片組，其中該攝像用光學鏡片組的焦距為f，該攝像用光學鏡片組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件： f/EPD ＜ 1.75。
  29. 一種取像裝置，包含： 如請求項23所述之攝像用光學鏡片組；以及 一電子感光元件，其中該電子感光元件設置於該攝像用光學鏡片組的該成像面上。
  30. 一種電子裝置，包含： 如請求項29所述之取像裝置。
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