TWI409522B - 影像擷取透鏡系統 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種影像擷取透鏡系統;特別是關於一種應用於可攜式電子產品上的小型化影像擷取透鏡系統。
最近幾年來,隨著具有攝影功能之可攜式電子產品的興起,小型化攝影鏡頭的需求日漸提高,而一般攝影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,且由於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影鏡頭儼然成為目前市場上的主流。
習見的PC CAMERA與大視場角的攝影鏡頭等,多採以前群透鏡為負屈折力、後群透鏡為正屈折力的配置方式,構成所謂的反攝影型(Inverse Telephoto)結構,藉此獲得廣視場角的特性,如美國專利第7,515,351號所示,為採前群負屈折力、後群正屈折力的五片式透鏡結構,其中第三透鏡與第四透鏡係以二片玻璃球面鏡互相黏合而成為雙合透鏡(Doublet),用以消除色差,但此方法有其缺點,其一,過多的玻璃球面鏡配置使得系統自由度不足,造成系統的光學總長度不易縮短,再加上整體透鏡系統具有五枚透鏡,較難以達成鏡頭的小型化;其二,玻璃鏡片黏合不易,對製程上容易造成困難。
有鑑於此,急需一種可搭載於電子產品上,製程簡易且不至於使鏡頭總長度過長的影像擷取透鏡系統。
本發明提供一種影像擷取透鏡系統,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡,其像側表面為凹面;一具正屈折力的第二透鏡,其像側表面為凸面;一具正屈折力的第三透鏡,其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面;一具負屈折力的第四透鏡,其物側表面及像側表面皆為非球面;及一光圈,係設置於該第一透鏡與該第三透鏡之間;其中,該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片,該第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的距離為T34,係滿足下列關係式:-2.0<R4/f<-0.2;0.5<(T34/f)*100<20.0。
另一方面,本發明提供一種影像擷取透鏡系統,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡,其物側表面為凸面及像側表面為凹面;一具正屈折力的第二透鏡,其像側表面為凸面;一具正屈折力的第三透鏡,其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面;一具負屈折力的第四透鏡,其物側表面及像側表面中至少一表面具有至少一反曲點;及一光圈,係設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間;其中,該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡的焦距為f3,該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的距離為T34,係滿足下列關係式:0.80<f/f3<2.40;0.5<(T34/f)*100<20.0。
本發明藉由上述的鏡組配置方式,可有效修正像差以提升系統的成像品質,且可同時縮短該影像擷取透鏡系統的光學總長度,並且兼具廣視場角特性。
本發明影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡具負屈折力,係有助於擴大該影像擷取透鏡系統的視場角;該第二透鏡具正屈折力,係可有利於修正具負屈折力的該第一透鏡所產生的像差;該第三透鏡具正屈折力,提供該影像擷取透鏡系統主要的屈折力,可有利於縮短透鏡系統的總長度;該第四透鏡具負屈折力,可有利於修正該影像擷取透鏡系統的色差(Chromatic Aberration)。
本發明影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡的像側表面為凹面,可有助於擴大系統的視場角;且當該第一透鏡為一物側表面為凸面、像側表面為凹面之新月形透鏡時,更有利於在擴大系統視場角與修正像差中取得較良好的平衡。該第二透鏡可為一物側表面為凹面、像側表面為凸面之新月形透鏡或一雙凸透鏡,當該第二透鏡為一凹凸之新月形透鏡時,可較有利於修正系統的像散(Astigmatism);當該第二透鏡為一雙凸透鏡時,則可有效加強該第二透鏡的屈折力配置,進而有助於分配該第三透鏡的屈折力,以降低系統的敏感度。該第三透鏡可為一雙凸透鏡,雙凸透鏡可有效加強該第三透鏡的屈折力配置,使系統的光學總長度可以更短。該第四透鏡可為一物側表面為凹面、像側表面為凸面之新月形透鏡,係有利於修正系統的像散,且可提升該影像擷取透鏡系統的成像品質。
本發明影像擷取透鏡系統中,該光圈可置於該第一透鏡與該第二透鏡之間或該第二透鏡與該第三透鏡之間。在廣角光學系統中,特別需要對歪曲(Distortion)及倍率色收差(Chromatic Aberration of Magnification)做修正,其方法為將光圈置於系統光屈折力的平衡處。因此,本發明影像擷取透鏡系統中,將光圈置於該第一透鏡與該第三透鏡之間,目的在於縮短鏡頭的總長度與具備廣視場角的特性中取得良好平衡,且如此的配置方式可以有效降低系統的敏感度;當該光圈係設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間時,該影像擷取透鏡系統的總長度可以較短。
本發明提供一種影像擷取透鏡系統,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡,其像側表面為凹面;一具正屈折力的第二透鏡,其像側表面為凸面;一具正屈折力的第三透鏡,其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面;一具負屈折力的第四透鏡,其物側表面及像側表面皆為非球面;及一光圈,係設置於該第一透鏡與該第三透鏡之間;其中,該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片,該第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的距離為T34,係滿足下列關係式:-2.0<R4/f<-0.2;0.5<(T34/f)*100<20.0。
當前述影像擷取透鏡系統滿足下列關係式:-2.0<R4/f<-0.2,可有助於使該第二透鏡具有合適的正屈折力,以分配該第三透鏡的屈折力,進而降低該影像擷取透鏡系統的敏感度,且同時可有效對該第一透鏡產生的像差作補正;進一步,較佳係滿足下列關係式:-1.0<R4/f<-0.5。當前述影像擷取透鏡系統滿足下列關係式:0.5<(T34/f)*100<20.0,可有利於修正該影像擷取透鏡系統的高階像差,以提升系統的成像品質;進一步,較佳係滿足下列關係式:4.0<(T34/f)*100<12.0。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,較佳地,該第三透鏡的物側表面及像側表面皆為凸面,可有效加強該第三透鏡的屈折力配置,使系統的光學總長度可以更短;較佳地,該第三透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面,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,因此可以有效降低系統的光學總長度,且提升成像品質;較佳地,該第四透鏡的物側表面及像側表面中至少一表面具有至少一反曲點,係有利於壓制離軸視場的光線入射於感光元件上的角度,並且可進一步修正離軸視場的像差。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,較佳地,該第一透鏡的物側表面為凸面,有利於在擴大系統視場角與修正像差中取得較良好的平衡;且較佳地,該第四透鏡的物側表面為凹面及像側表面為凸面,可有利於修正系統的像散,以提升該影像擷取透鏡系統的成像品質。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,較佳地,該影像擷取透鏡系統中至少三片透鏡材質為塑膠,且該等透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面,塑膠材質透鏡不僅有利於非球面透鏡的製作,更可有效降低生產成本。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡的焦距為f3,較佳地,係滿足下列關係式:0.80<f/f3<2.40。當f/f3滿足上述關係式時,該第三透鏡的屈折力大小配置較為平衡,以有效縮短系統的光學總長度,並且可同時避免高階球差(High Order Spherical Aberration)的過度增大,進而提升系統的成像品質;進一步,較佳係滿足下列關係式:1.25<f/f3<1.75。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第一透鏡的焦距為f1,較佳地,係滿足下列關係式:-1.00<f/f1<-0.30。當f/f1滿足上述關係式時,可有利於在擴大該影像擷取透鏡系統的視場角與縮短光學總長度中取得平衡。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡的色散係數為V3,該第四透鏡的色散係數為V4,較佳地,係滿足下列關係式:23.0<V3-V4<46.0。當V3-V4滿足上述關係式時,有助於提升該影像擷取透鏡系統修正色差的能力;進一步,較佳係滿足下列關係式:30.0<V3-V4<40.0。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡的色散係數為V1,該第二透鏡的色散係數為V2,較佳地,係滿足下列關係式:30.0<V2-V1<40.0。當V2-V1滿足上述關係式時,更可有效加強系統色差的補正。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,較佳地,該光圈係設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間;且該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件供被攝物成像,該光圈至該電子感光元件於光軸上的距離為SL,該第一透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,較佳地,係滿足下列關係式:0.65<SL/TTL<0.90。當SL/TTL滿足上述關係式時,可有利於確保透鏡系統在縮短鏡頭的總長度與具備廣視場角的特性中取得良好平衡。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的距離為T12,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,較佳地,係滿足下列關係式:0.05<T12/f<1.20。當T12/f滿足上述關係式時,有利於修正該影像擷取透鏡系統的高階像差,提升系統的成像品質,且可使系統中鏡組的配置更為緊密,有利於降低鏡頭的總長度;進一步,較佳係滿足下列關係式:0.10<T12/f<0.50。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡的焦距為f3,該第四透鏡的焦距為f4,較佳地,係滿足下列關係式:-1.00<f3/f4<-0.50。當f3/f4滿足上述關係式時,該第三透鏡與該四透鏡的屈折力配置較為平衡,可有助於系統色差與高階像差的補正。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5及像側表面曲率半徑為R6,較佳地,係滿足下列關係式:-0.50<(R5+R6)/(R5-R6)<0.70。當(R5+R6)/(R5-R6)滿足上述關係式時,可有利於修正系統的球差。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,另設置一電子感光元件供被攝物成像,該第一透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,而該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH,較佳地,係滿足下列關係式:TTL/ImgH<5.0。當TTL/ImgH滿足上述關係式時,有利於維持該影像擷取透鏡系統的小型化,以搭載於輕薄可攜式的電子產品上。
另一方面,本發明提供一種影像擷取透鏡系統,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡,其物側表面為凸面及像側表面為凹面;一具正屈折力的第二透鏡,其像側表面為凸面;一具正屈折力的第三透鏡,其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面;一具負屈折力的第四透鏡,其物側表面及像側表面中至少一表面具有至少一反曲點;及一光圈,係設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間;其中,該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡的焦距為f3,該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的距離為T34,係滿足下列關係式:0.80<f/f3<2.40;0.5<(T34/f)*100<20.0。
當前述影像擷取透鏡系統滿足下列關係式:0.80<f/f3<2.40,該第三透鏡的屈折力大小配置較為平衡,以有效縮短系統的光學總長度,並且可同時避免高階球差的過度增大,進而提升系統的成像品質;進一步,較佳係滿足下列關係式:1.25<f/f3<1.75。當前述影像擷取透鏡系統滿足下列關係式:0.5<(T34/f)*100<20.0,可有利於修正該影像擷取透鏡系統的高階像差,以提升系統的成像品質。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,較佳地,該第四透鏡的物側表面為凹面及像側表面為凸面,有利於修正系統的像散,以提升該影像擷取透鏡系統的成像品質;且較佳地,該第三透鏡及該第四透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面,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,因此可以有效降低系統的光學總長度,且提升成像品質。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,較佳地,該影像擷取透鏡系統中至少三片透鏡材質為塑膠,且該等透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面,塑膠材質透鏡不僅有利於非球面透鏡的製作,更可有效降低生產成本。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的距離為T12,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,較佳地,係滿足下列關係式:0.10<T12/f<0.50。當T12/f滿足上述關係式時,有利於修正該影像擷取透鏡系統的高階像差,提升系統的成像品質,且可使系統中鏡組的配置更為緊密,有利於降低鏡頭的總長度。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡的色散係數為V1,該第二透鏡的色散係數為V2,該第三透鏡的色散係數為V3,該第四透鏡的色散係數為V4,較佳地,係滿足下列關係式:30.0<V2-V1<40.0;30.0<V3-V4<40.0。當V2-V1、V3-V4滿足上述關係式時,有助於提升該影像擷取透鏡系統修正色差的能力。
本發明前述影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5及像側表面曲率半徑為R6,較佳地,係滿足下列關係式:-0.50<(R5+R6)/(R5-R6)<0.70。當(R5+R6)/(R5-R6)滿足上述關係式時,可有利於修正系統的球差。
本發明影像擷取透鏡系統中,透鏡的材質可為玻璃或塑膠,若透鏡的材質為玻璃,則可以增加系統屈折力配置的自由度,若透鏡材質為塑膠,則可以有效降低生產成本。此外,可於鏡面上設置非球面,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透鏡系統的光學總長度。
本發明影像擷取透鏡系統中,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。
本發明影像擷取透鏡系統將藉由以下具體實施例配合所附圖式予以詳細說明。
本發明第一實施例請參閱第一A圖,第一實施例之像差曲線請參閱第一B圖。第一實施例之影像擷取透鏡系統主要由四枚透鏡構成,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡(110),其物側表面(111)為凸面及像側表面(112)為凹面,其材質為塑膠,該第一透鏡(110)的物側表面(111)及像側表面(112)皆為非球面;一具正屈折力的第二透鏡(120),其物側表面(121)為凹面及像側表面(122)為凸面,其材質為塑膠,該第二透鏡(120)的物側表面(121)及像側表面(122)皆為非球面;一具正屈折力的第三透鏡(130),其物側表面(131)及像側表面(132)皆為凸面,其材質為塑膠,該第三透鏡(130)的物側表面(131)及像側表面(132)皆為非球面;一具負屈折力的第四透鏡(140),其物側表面(141)為凹面及像側表面(142)為凸面,其材質為塑膠,該第四透鏡(140)的物側表面(141)及像側表面(142)皆為非球面,並且該第四透鏡(140)的物側表面(141)及像側表面(142)皆具有至少一個反曲點;一光圈(100)置於該第一透鏡(110)與該第二透鏡(120)之間;另包含有一濾光片(Filter)(150)及保護玻璃(Cover-glass)(160)置於該第四透鏡(140)的像側表面(142)與一成像面(170)之間;該濾光片(150)及保護玻璃(160)的材質為玻璃且其不影響本發明該影像擷取透鏡系統的焦距。
上述之非球面曲線的方程式表示如下:
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頂點之切面的相對高度;Y:非球面曲線上的點與光軸的距離;k:錐面係數;Ai
:第i階非球面係數。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:f=3.56(毫米)。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的光圈值(f-number)為Fno,其關係式為:Fno=2.05。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統中最大視角的一半為HFOV,其關係式為:HFOV=38.3(度)。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡(110)的色散係數為V1,該第二透鏡(120)的色散係數為V2,其關係式為:V2-V1=32.5。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(130)的色散係數為V3,該第四透鏡(140)的色散係數為V4,其關係式為:V3-V4=32.5。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第一透鏡(110)的焦距為f1,其關係式為:f/f1=-0.51。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡(130)的焦距為f3,其關係式為:f/f3=1.47。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(130)的焦距為f3,該第四透鏡(140)的焦距為f4,其關係式為:f3/f4=-0.63。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,該第二透鏡(120)的像側表面曲率半徑為R4,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:R4/f=-0.61。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(130)的物側表面曲率半徑為R5,該第三透鏡(130)的像側表面曲率半徑為R6,其關係式為:(R5+R6)/(R5-R6)=0.38。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡(110)與該第二透鏡(120)於光軸上的距離為T12,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:T12/f=0.26。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(130)與該第四透鏡(140)於光軸上的距離為T34,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:(T34/f)*100=6.24。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件於該成像面(170)處供被攝物成像於其上,該光圈至該電子感光元件於光軸上的距離為SL,該第一透鏡(110)的物側表面(111)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,其關係式為:SL/TTL=0.81。
第一實施例影像擷取透鏡系統中,該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件於該成像面(170)處供被攝物成像於其上,該第一透鏡(110)的物側表面(111)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,而該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH,其關係式為:TTL/ImgH=3.73。
第一實施例詳細的光學數據如第六圖表一所示,其非球面數據如第七圖表二所示,其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm),HFOV定義為最大視角的一半。
本發明第二實施例請參閱第二A圖,第二實施例之像差曲線請參閱第二B圖。第二實施例之影像擷取透鏡系統主要由四枚透鏡構成,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡(210),其物側表面(211)為凸面及像側表面(212)為凹面,其材質為塑膠,該第一透鏡(210)的物側表面(211)及像側表面(212)皆為非球面;一具正屈折力的第二透鏡(220),其物側表面(221)為凹面及像側表面(222)為凸面,其材質為塑膠,該第二透鏡(220)的物側表面(221)及像側表面(222)皆為非球面;一具正屈折力的第三透鏡(230),其物側表面(231)及像側表面(232)皆為凸面,其材質為塑膠,該第三透鏡(230)的物側表面(231)及像側表面(232)皆為非球面;一具負屈折力的第四透鏡(240),其物側表面(241)為凹面及像側表面(242)為凸面,其材質為塑膠,該第四透鏡(240)的物側表面(241)及像側表面(242)皆為非球面,並且該第四透鏡(240)的物側表面(241)及像側表面(242)皆具有至少一個反曲點;一光圈(200)置於該第一透鏡(210)與該第二透鏡(220)之間;另包含有一濾光片(250)及保護玻璃(260)置於該第四透鏡(240)的像側表面(242)與一成像面(270)之間;該濾光片(250)及保護玻璃(260)的材質為玻璃且其不影響本發明該影像擷取透鏡系統的焦距。
第二實施例非球面曲線方程式的表示式如同第一實施例的型式。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:f=3.04(毫米)。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的光圈值為Fno,其關係式為:Fno=2.05。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統中最大視角的一半為HFOV,其關係式為:HFOV=37.6(度)。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡(210)的色散係數為V1,該第二透鏡(220)的色散係數為V2,其關係式為:V2-V1=32.5。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(230)的色散係數為V3,該第四透鏡(240)的色散係數為V4,其關係式為:V3-V4=32.5。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第一透鏡(210)的焦距為f1,其關係式為:f/f1=-0.15。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡(230)的焦距為f3,其關係式為:f/f3=1.72。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(230)的焦距為f3,該第四透鏡(240)的焦距為f4,其關係式為:f3/f4=-0.66。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,該第二透鏡(220)的像側表面曲率半徑為R4,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:R4/f=-0.55。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(230)的物側表面曲率半徑為R5,該第三透鏡(230)的像側表面曲率半徑為R6,其關係式為:(R5+R6)/(R5-R6)=0.44。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡(210)與該第二透鏡(220)於光軸上的距離為T12,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:T12/f=0.93。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(230)與該第四透鏡(240)於光軸上的距離為T34,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:(T34/f)*100=5.36。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件於該成像面(270)處供被攝物成像於其上,該光圈至該電子感光元件於光軸上的距離為SL,該第一透鏡(210)的物側表面(211)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,其關係式為:SL/TTL=0.70。
第二實施例影像擷取透鏡系統中,該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件於該成像面(270)處供被攝物成像於其上,該第一透鏡(210)的物側表面(211)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,而該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH,其關係式為:TTL/ImgH=4.50。
第二實施例詳細的光學數據如第八圖表三所示,其非球面數據如第九圖表四所示,其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm),HFOV定義為最大視角的一半。
本發明第三實施例請參閱第三A圖,第三實施例之像差曲線請參閱第三B圖。第三實施例之影像擷取透鏡系統主要由四枚透鏡構成,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡(310),其物側表面(311)為凸面及像側表面(312)為凹面,其材質為塑膠,該第一透鏡(310)的物側表面(311)及像側表面(312)皆為非球面;一具正屈折力的第二透鏡(320),其物側表面(321)為凹面及像側表面(322)為凸面,其材質為塑膠,該第二透鏡(320)的物側表面(321)及像側表面(322)皆為非球面;一具正屈折力的第三透鏡(330),其物側表面(331)及像側表面(332)皆為凸面,其材質為塑膠,該第三透鏡(330)的物側表面(331)及像側表面(332)皆為非球面;一具負屈折力的第四透鏡(340),其物側表面(341)為凹面及像側表面(342)為凸面,其材質為塑膠,該第四透鏡(340)的物側表面(341)及像側表面(342)皆為非球面,並且該第四透鏡(340)的物側表面(341)及像側表面(342)皆具有至少一個反曲點;一光圈(300)置於該第一透鏡(310)與該第二透鏡(320)之間;另包含有一濾光片(350)及保護玻璃(360)置於該第四透鏡(340)的像側表面(342)與一成像面(370)之間;該濾光片(350)及保護玻璃(360)的材質為玻璃且其不影響本發明該影像擷取透鏡系統的焦距。
第三實施例非球面曲線方程式的表示式如同第一實施例的型式。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:f=3.47(毫米)。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的光圈值為Fno,其關係式為:Fno=2.05。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統中最大視角的一半為HFOV,其關係式為:HFOV=37.6(度)。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡(310)的色散係數為V1,該第二透鏡(320)的色散係數為V2,其關係式為:V2-V1=32.5。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(330)的色散係數為V3,該第四透鏡(340)的色散係數為V4,其關係式為:V3-V4=32.5。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第一透鏡(310)的焦距為f1,其關係式為:f/f1=-0.58。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡(330)的焦距為f3,其關係式為:f/f3=1.26。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(330)的焦距為f3,該第四透鏡(340)的焦距為f4,其關係式為:f3/f4=-0.76。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,該第二透鏡(320)的像側表面曲率半徑為R4,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:R4/f=-0.62。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(330)的物側表面曲率半徑為R5,該第三透鏡(330)的像側表面曲率半徑為R6,其關係式為:(R5+R6)/(R5-R6)=-0.05。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡(310)與該第二透鏡(320)於光軸上的距離為T12,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:T12/f=0.20。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(330)與該第四透鏡(340)於光軸上的距離為T34,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:(T34/f)*100=8.65。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件於該成像面(370)處供被攝物成像於其上,該光圈至該電子感光元件於光軸上的距離為SL,該第一透鏡(310)的物側表面(311)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,其關係式為:SL/TTL=0.72。
第三實施例影像擷取透鏡系統中,該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件於該成像面(370)處供被攝物成像於其上,該第一透鏡(310)的物側表面(311)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,而該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH,其關係式為:TTL/ImgH=3.86。
第三實施例詳細的光學數據如第十圖表五所示,其非球面數據如第十一圖表六所示,其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm),HFOV定義為最大視角的一半。
本發明第四實施例請參閱第四A圖,第四實施例之像差曲線請參閱第四B圖。第四實施例之影像擷取透鏡系統主要由四枚透鏡構成,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡(410),其物側表面(411)為凸面及像側表面(412)為凹面,其材質為塑膠,該第一透鏡(410)的物側表面(411)及像側表面(412)皆為非球面;一具正屈折力的第二透鏡(420),其物側表面(421)為凹面及像側表面(422)為凸面,其材質為塑膠,該第二透鏡(420)的物側表面(421)及像側表面(422)皆為非球面;一具正屈折力的第三透鏡(430),其物側表面(431)及像側表面(432)皆為凸面,其材質為塑膠,該第三透鏡(430)的物側表面(431)及像側表面(432)皆為非球面;一具負屈折力的第四透鏡(440),其物側表面(441)為凹面及像側表面(442)為凸面,其材質為塑膠,該第四透鏡(440)的物側表面(441)及像側表面(442)皆為非球面,並且該第四透鏡(440)的物側表面(441)及像側表面(442)皆具有至少一個反曲點;一光圈(400)置於該第一透鏡(410)與該第二透鏡(420)之間;另包含有一濾光片(450)及保護玻璃(460)置於該第四透鏡(440)的像側表面(442)與一成像面(470)之間;該濾光片(450)及保護玻璃(460)的材質為玻璃且其不影響本發明該影像擷取透鏡系統的焦距。
第四實施例非球面曲線方程式的表示式如同第一實施例的型式。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:f=3.46(毫米)。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的光圈值為Fno,其關係式為:Fno=2.05。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統中最大視角的一半為HFOV,其關係式為:HFOV=37.6(度)。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡(410)的色散係數為V1,該第二透鏡(420)的色散係數為V2,其關係式為:V2-V1=32.5。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(430)的色散係數為V3,該第四透鏡(440)的色散係數為V4,其關係式為:V3-V4=32.5。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第一透鏡(410)的焦距為f1,其關係式為:f/f1=-0.59。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡(430)的焦距為f3,其關係式為:f/f3=1.57。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(430)的焦距為f3,該第四透鏡(440)的焦距為f4,其關係式為:f3/f4=-0.68。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,該第二透鏡(420)的像側表面曲率半徑為R4,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:R4/f=-0.65。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(430)的物側表面曲率半徑為R5,該第三透鏡(430)的像側表面曲率半徑為R6,其關係式為:(R5+R6)/(R5-R6)=0.24。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡(410)與該第二透鏡(420)於光軸上的距離為T12,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:T12/f=0.23。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(430)與該第四透鏡(440)於光軸上的距離為T34,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:(T34/f)*100=8.67。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件於該成像面(470)處供被攝物成像於其上,該光圈至該電子感光元件於光軸上的距離為SL,該第一透鏡(410)的物側表面(411)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,其關係式為:SL/TTL=0.72。
第四實施例影像擷取透鏡系統中,該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件於該成像面(470)處供被攝物成像於其上,該第一透鏡(410)的物側表面(411)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,而該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH,其關係式為:TTL/ImgH=3.81。
第四實施例詳細的光學數據如第十二圖表七所示,其非球面數據如第十三圖表八所示,其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm),HFOV定義為最大視角的一半。
本發明第五實施例請參閱第五A圖,第五實施例之像差曲線請參閱第五B圖。第五實施例之影像擷取透鏡系統主要由四枚透鏡構成,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡(510),其物側表面(511)為凸面及像側表面(512)為凹面,其材質為塑膠,該第一透鏡(510)的物側表面(511)及像側表面(512)皆為非球面;一具正屈折力的第二透鏡(520),其物側表面(521)及像側表面(522)皆為凸面,其材質為塑膠,該第二透鏡(520)的物側表面(521)及像側表面(522)皆為非球面;一具正屈折力的第三透鏡(530),其物側表面(531)及像側表面(532)皆為凸面,其材質為塑膠,該第三透鏡(530)的物側表面(531)及像側表面(532)皆為非球面;一具負屈折力的第四透鏡(540),其物側表面(541)為凹面及像側表面(542)為凸面,其材質為塑膠,該第四透鏡(540)的物側表面(541)及像側表面(542)皆為非球面,並且該第四透鏡(540)的物側表面(541)及像側表面(542)皆具有至少一個反曲點;一光圈(500)置於該第一透鏡(510)與該第二透鏡(520)之間;另包含有一濾光片(550)及保護玻璃(560)置於該第四透鏡(540)的像側表面(542)與一成像面(570)之間;該濾光片(550)及保護玻璃(560)的材質為玻璃且其不影響本發明該影像擷取透鏡系統的焦距。
第五實施例非球面曲線方程式的表示式如同第一實施例的型式。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:f=4.59(毫米)。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的光圈值為Fno,其關係式為:Fno=2.40。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統中最大視角的一半為HFOV,其關係式為:HFOV=30.1(度)。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡(510)的色散係數為V1,該第二透鏡(520)的色散係數為V2,其關係式為:V2-V1=25.7。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(530)的色散係數為V3,該第四透鏡(540)的色散係數為V4,其關係式為:V3-V4=32.5。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第一透鏡(510)的焦距為f1,其關係式為:f/f1=-0.67。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡(530)的焦距為f3,其關係式為:f/f3=1.25。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(530)的焦距為f3,該第四透鏡(540)的焦距為f4,其關係式為:f3/f4=-0.91。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,該第二透鏡(520)的像側表面曲率半徑為R4,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:R4/f=-0.77。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(530)的物側表面曲率半徑為R5,該第三透鏡(530)的像側表面曲率半徑為R6,其關係式為:(R5+R6)/(R5-R6)=-0.27。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,該第一透鏡(510)與該第二透鏡(520)於光軸上的距離為T12,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:T12/f=0.46。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,該第三透鏡(530)與該第四透鏡(540)於光軸上的距離為T34,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,其關係式為:(T34/f)*100=8.71。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件於該成像面(570)處供被攝物成像於其上,該光圈至該電子感光元件於光軸上的距離為SL,該第一透鏡(510)的物側表面(511)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,其關係式為:SL/TTL=0.78。
第五實施例影像擷取透鏡系統中,該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件於該成像面(570)處供被攝物成像於其上,該第一透鏡(510)的物側表面(511)至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,而該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH,其關係式為:TTL/ImgH=3.74。
第五實施例詳細的光學數據如第十四圖表九所示,其非球面數據如第十五圖表十所示,其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米(mm),HFOV定義為最大視角的一半。
表一至表十(分別對應第六圖至第十五圖)所示為本發明影像擷取透鏡系統實施例的不同數值變化表,然本發明各個實施例的數值變化皆屬實驗所得,即使使用不同數值,相同結構的產品仍應屬於本發明的保護範疇,故以上的說明所描述及圖式僅做為例示性,非用以限制本發明的申請專利範圍。表十一(對應第十六圖)為各個實施例對應本發明相關關係式的數值資料。
100、200、300、400、500‧‧‧光圈
110、210、310、410、510‧‧‧第一透鏡
111、211、311、411、511‧‧‧物側表面
112、212、312、412、512‧‧‧像側表面
120、220、320、420、520‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521‧‧‧物側表面
122、222、322、422、522‧‧‧像側表面
130、230、330、430、530‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531‧‧‧物側表面
132、232、332、432、532‧‧‧像側表面
140、240、340、440、540‧‧‧第四透鏡
141、241、341、441、541‧‧‧物側表面
142、242、342、442、542‧‧‧像側表面
150、250、350、450、550‧‧‧濾光片
160、260、360、460、560‧‧‧保護玻璃
170、270、370、470、570‧‧‧成像面
f‧‧‧為整體影像擷取透鏡系統的焦距
f1‧‧‧為第一透鏡的焦距
f3‧‧‧為第三透鏡的焦距
f4‧‧‧為第四透鏡的焦距
V1‧‧‧為第一透鏡的色散係數
V2‧‧‧為第二透鏡的色散係數
V3‧‧‧為第三透鏡的色散係數
V4‧‧‧為第四透鏡的色散係數
R4‧‧‧為第二透鏡的像側表面曲率半徑
R5‧‧‧為第三透鏡的物側表面曲率半徑
R6‧‧‧為第三透鏡的像側表面曲率半徑
T12‧‧‧為第一透鏡與第二透鏡於光軸上的距離
T34‧‧‧為第三透鏡與第四透鏡於光軸上的距離
SL‧‧‧為光圈至電子感光元件於光軸上的距離
TTL‧‧‧為第一透鏡的物側表面至電子感光元件於光軸上的距離
ImgH‧‧‧為電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半
第一A圖係本發明第一實施例的光學系統示意圖。
第一B圖係本發明第一實施例之像差曲線圖。
第二A圖係本發明第二實施例的光學系統示意圖。
第二B圖係本發明第二實施例之像差曲線圖。
第三A圖係本發明第三實施例的光學系統示意圖。
第三B圖係本發明第三實施例之像差曲線圖。
第四A圖係本發明第四實施例的光學系統示意圖。
第四B圖係本發明第四實施例之像差曲線圖。
第五A圖係本發明第五實施例的光學系統示意圖。
第五B圖係本發明第五實施例之像差曲線圖。
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...濾光片
160...保護玻璃
170...成像面
Claims (25)
- 一種影像擷取透鏡系統,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡,其像側表面為凹面;一具正屈折力的第二透鏡,其像側表面為凸面;一具正屈折力的第三透鏡,其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面;一具負屈折力的第四透鏡,其物側表面及像側表面皆為非球面;及一光圈,係設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間;其中,該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片,該第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的距離為T34,係滿足下列關係式:-2.0<R4/f<-0.2;0.5<(T34/f)*100<20.0。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第三透鏡的物側表面及像側表面皆為凸面,該第三透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面,且該第四透鏡的物側表面及像側表面中至少一表面具有至少一反曲點。
- 如申請專利範圍第2項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第一透鏡的物側表面為凸面,該第四透鏡的物側表面為凹面及像側表面為凸面。
- 如申請專利範圍第3項所述之影像擷取透鏡系統,其中該影像擷取透鏡系統中至少三片透鏡的材質為塑 膠,且該等透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取透鏡系統,其中整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡的焦距為f3,係滿足下列關係式:0.80<f/f3<2.40。
- 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取透鏡系統,其中整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡的焦距為f3,係滿足下列關係式:1.25<f/f3<1.75。
- 如申請專利範圍第4項所述之影像擷取透鏡系統,其中整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第一透鏡的焦距為f1,係滿足下列關係式:-1.00<f/f1<-0.30。
- 如申請專利範圍第4項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第三透鏡的色散係數為V3,該第四透鏡的色散係數為V4,係滿足下列關係式:23.0<V3-V4<46.0。
- 如申請專利範圍第8項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第三透鏡的色散係數為V3,該第四透鏡的色散係數為V4,係滿足下列關係式:30.0<V3-V4<40.0。
- 如申請專利範圍第9項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第一透鏡的色散係數為V1,該第二透鏡的色散係數為V2,係滿足下列關係式:30.0<V2-V1<40.0。
- 如申請專利範圍第2項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的距離為T34,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,係滿足下列關係式:4.0<(T34/f)*100<12.0。
- 如申請專利範圍第3項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第二透鏡的像側表面曲率半徑為R4,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,係滿足下列關係式:-1.0<R4/f<-0.5。
- 如申請專利範圍第2項所述之影像擷取透鏡系統,其中該光圈係設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間;且該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件供被攝物成像,該光圈至該電子感光元件於光軸上的距離為SL,該第一透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,係滿足下列關係式:0.65<SL/TTL<0.90。
- 如申請專利範圍第13項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的距離為T12,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,係滿足下列關係式:0.05<T12/f<1.20。
- 如申請專利範圍第14項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的距離為T12,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,係滿足下列關係式:0.10<T12/f<0.50。
- 如申請專利範圍第13項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第三透鏡的焦距為f3,該第四透鏡的焦距為f4, 係滿足下列關係式:-1.00<f3/f4<-0.50。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5及像側表面曲率半徑為R6,係滿足下列關係式:-0.50<(R5+R6)/(R5-R6)<0.70。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取透鏡系統,其中該影像擷取透鏡系統另設置一電子感光元件供被攝物成像,該第一透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離為TTL,而該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半為ImgH,係滿足下列關係式:TTL/ImgH<5.0。
- 一種影像擷取透鏡系統,由物側至像側依序包含:一具負屈折力的第一透鏡,其物側表面為凸面及像側表面為凹面;一具正屈折力的第二透鏡,其像側表面為凸面;一具正屈折力的第三透鏡,其物側表面及像側表面中至少一表面為非球面;一具負屈折力的第四透鏡,其物側表面及像側表面中至少一表面具有至少一反曲點;及一光圈,係設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間;其中,該影像擷取透鏡系統中具屈折力的透鏡為四片,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡的焦距為f3,該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的距離為T34,係滿足下列關係式: 0.80<f/f3<2.40;0.5<(T34/f)*100<20.0。
- 如申請專利範圍第19項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第四透鏡的物側表面為凹面及像側表面為凸面,該第三透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面,該第四透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面。
- 如申請專利範圍第20項所述之影像擷取透鏡系統,其中該影像擷取透鏡系統中至少三片透鏡的材質為塑膠,且該等透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面。
- 如申請專利範圍第20項所述之影像擷取透鏡系統,其中整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,該第三透鏡的焦距為f3,係滿足下列關係式:1.25<f/f3<1.75。
- 如申請專利範圍第19項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的距離為T12,整體影像擷取透鏡系統的焦距為f,係滿足下列關係式:0.10<T12/f<0.50。
- 如申請專利範圍第19項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第一透鏡的色散係數為V1,該第二透鏡的色散係數為V2,該第三透鏡的色散係數為V3,該第四透鏡的色散係數為V4,係滿足下列關係式:30.0<V2-V1<40.0;30.0<V3-V4<40.0。
- 如申請專利範圍第21項所述之影像擷取透鏡系統,其中該第三透鏡的物側表面曲率半徑為R5及像側表面 曲率半徑為R6,係滿足下列關係式:-0.50<(R5+R6)/(R5-R6)<0.70。
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