TWI493218B - 攝像光學系統、取像裝置及可攜裝置 - Google Patents

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TWI493218B
TWI493218B TW103115851A TW103115851A TWI493218B TW I493218 B TWI493218 B TW I493218B TW 103115851 A TW103115851 A TW 103115851A TW 103115851 A TW103115851 A TW 103115851A TW I493218 B TWI493218 B TW I493218B
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    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
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    • H04N5/335Transforming light or analogous information into electric information using solid-state image sensors [SSIS]
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    • H04N5/369SSIS architecture; Circuitry associated therewith
    • H04N5/374Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

Description

攝像光學系統、取像裝置及可攜裝置
本發明係關於一種攝像光學系統、取像裝置及可攜裝置,特別是一種適用於可攜裝置的攝像光學系統及取像裝置。
近年來,隨著小型化攝影鏡頭的蓬勃發展,微型取像模組的需求日漸提高,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影鏡頭儼然成為目前市場上的主流。
傳統搭載於可攜式電子產品上的高畫素小型化攝影鏡頭,多採用五片式透鏡結構為主,但由於高階智慧型手機(Smartphone)與PDA(Personal Digital Assistant)等高規格行動裝置的盛行,帶動小型化攝像鏡頭在畫素與成像品質上的要求提升,習知的五片式鏡頭組將無法滿足更高階的需求。
目前雖然有進一步發展一般傳統六片式光學系統,但在維持小型化的前提下,其第一透鏡與第二透鏡屈折力過強,進而導致難以修正系統像差過大等問題,以致影響成像品質。
本發明提供一種攝像光學系統、取像裝置以及可攜裝置,其第四與第五透鏡相較其他透鏡具有較強的屈折力,可修正光線入射鏡組中因第一與第二透鏡屈折力太強,而導致系統像差過大難以修正等問題。
本發明提供一種攝像光學系統,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、第五透鏡與第六透鏡。第一透鏡具有正屈折力。第二透鏡具有正屈折力。第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有正屈折力。第五透鏡具有負屈折力。第六透鏡具有屈折力,其像側表面於近光軸處為凹面,其像側表面於離軸處具有至少一凸面,其物側表面與像側表面皆為非球面。其中,攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片。各第四透鏡以及第五透鏡的焦距絕對值皆小於各第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第六透鏡的焦距絕對值。第一透鏡的焦距為f1,第二透鏡的焦距為f2,其滿足下列條件:0.80<f1/f2。
本發明另提供一種取像裝置,其包含前述的攝像光學系統以及電子感光元件。
本發明另提供一種可攜裝置,其包含前述的取像裝置。
本發明另提供一種攝像光學系統,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、第五透鏡與第六透鏡。第一透鏡具有正屈折力。第二透鏡具有正屈折力,其物側表面於近光軸處為凸面。第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有正屈折力。第五透鏡具有負屈折力。第六透鏡具有屈折力,其像側表面於近光軸處為凹面,其像側表面於離軸處具有至少一凸面,其物側表面與像側表面皆為非球面。其中,攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片。各第四透鏡以及第五透鏡的焦距絕對值皆小於各第一透鏡、第二透鏡、 第三透鏡以及第六透鏡的焦距絕對值。
本發明另提供一種取像裝置,其包含前述的攝像光學系統以及電子感光元件。
本發明另提供一種可攜裝置,其包含前述的取像裝置。
各第四透鏡以及第五透鏡的焦距絕對值皆小於各第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第六透鏡的焦距絕對值。藉此,第四透鏡與第五透鏡相較其他透鏡具有較強的屈折力,可修正光線入射鏡組中因第一透鏡與第二透鏡屈折力太強而導致系統像差過大,以致難以修正等問題。
當f1/f2滿足上述條件時,有助於屈折力的平衡配置。
再者,滿足上述配置時,第一透鏡與第二透鏡皆為正屈折力,則可進一步分配其正屈折力配置,使其配置較均勻以避免製造敏感度高、鏡片製作困難的問題。
10‧‧‧取像裝置
100、200、300、400、500、600、700、800‧‧‧光圈
110、210、310、410、510、610、710、810‧‧‧第一透鏡
111、211、311、411、511、611、711、811‧‧‧物側表面
112、212、312、412、512、612、712、812‧‧‧像側表面
120、220、320、420、520、620、720、820‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721、821‧‧‧物側表面
122、222、322、422、522、622、722、822‧‧‧像側表面
130、230、330、430、530、630、730、830‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731、831‧‧‧物側表面
132、232、332、432、532、632、732、832‧‧‧像側表面
140、240、340、440、540、640、740、840‧‧‧第四透鏡
141、241、341、441、541、641、741、841‧‧‧物側表面
142、242、342、442、542、642、742、842‧‧‧像側表面
150、250、350、450、550、650、750、850‧‧‧第五透鏡
151、251、351、451、551、651、751、851‧‧‧物側表面
152、252、352、452、552、652、752、852‧‧‧像側表面
160、260、360、460、560、660、760、860‧‧‧第六透鏡
161、261、361、461、561、661、761、861‧‧‧物側表面
162、262、362、462、562、662、762、862‧‧‧像側表面
170、270、370、470、570、670、770、870‧‧‧紅外線濾除濾光元件
180、280、380、480、580、680、780、880‧‧‧成像面
190、290、390、490、590、690、790、890‧‧‧電子感光元件
CT1‧‧‧第一透鏡於光軸上的厚度
CT2‧‧‧第二透鏡於光軸上的厚度
CT4‧‧‧第四透鏡於光軸上的厚度
Dr3r6‧‧‧第二透鏡物側表面至第三透鏡像側表面於光軸上的距離
f‧‧‧攝像光學系統的焦距
f123‧‧‧第一透鏡、第二透鏡與第三透鏡的合成焦距
f1‧‧‧第一透鏡的焦距
f2‧‧‧第二透鏡的焦距
f3‧‧‧第三透鏡的焦距
f4‧‧‧第四透鏡的焦距
f5‧‧‧第五透鏡的焦距
f6‧‧‧第六透鏡的焦距
Fno‧‧‧攝像光學系統的光圈值
HFOV‧‧‧攝像光學系統的最大視角一半
R1‧‧‧第一透鏡物側表面的曲率半徑
R2‧‧‧第一透鏡像側表面的曲率半徑
R3‧‧‧第二透鏡物側表面的曲率半徑
R4‧‧‧第二透鏡像側表面的曲率半徑
R5‧‧‧第三透鏡物側表面的曲率半徑
R6‧‧‧第三透鏡像側表面的曲率半徑
Td‧‧‧第一透鏡物側表面至第六透鏡像側表面於光軸上的距離
TL‧‧‧第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離
ΣCT‧‧‧第一透鏡至第六透鏡分別於光軸上透鏡厚度之總和
第1圖繪示依照本發明第一實施例的取像裝置示意圖。
第2圖由左至右依序為第一實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。
第3圖繪示依照本發明第二實施例的取像裝置示意圖。
第4圖由左至右依序為第二實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。
第5圖繪示依照本發明第三實施例的取像裝置示意圖。
第6圖由左至右依序為第三實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。
第7圖繪示依照本發明第四實施例的取像裝置示意圖。
第8圖由左至右依序為第四實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。
第9圖繪示依照本發明第五實施例的取像裝置示意圖。
第10圖由左至右依序為第五實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。
第11圖繪示依照本發明第六實施例的取像裝置示意圖。
第12圖由左至右依序為第六實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。
第13圖繪示依照本發明第七實施例的取像裝置示意圖。
第14圖由左至右依序為第七實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。
第15圖繪示依照本發明第八實施例的取像裝置示意圖。
第16圖由左至右依序為第八實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。
第17圖繪示依照本發明的一種可攜裝置的示意圖。
第18圖繪示依照本發明的另一種可攜裝置的示意圖。
第19圖繪示依照本發明的再另一種可攜裝置的示意圖。
攝像光學系統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、第五透鏡與第六透鏡。其中,攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片。
第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡及第六透鏡中任兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔,換言之,第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡及第六透鏡可為六枚獨立且非接合透鏡。由於接合透鏡的製程較非接合透鏡複雜,特別在兩透鏡的接合面需擁有高準度的曲面,以便達到兩透鏡接合時的高密合度,且在接合的過程中,也可能因偏位而造成密合度不佳,影響整體光學成像品質。因此,本攝像光學系統中第一透鏡至第六透鏡中任兩相鄰透鏡間於光軸上可具有一空氣間隔,以改善接合透 鏡所產生的問題。
第一透鏡具有正屈折力,藉此可提供攝像光學系統所需的正屈折力,並可有效加強縮短攝像光學系統的光學總長度。且其至少一物側表面與像側表面具有至少一反曲點,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之接收效率,進一步可修正離軸視場的像差。
第二透鏡具有正屈折力,藉此可降低攝像光學系統之敏感度並減少球差產生。其物側表面於近光軸處可為凸面且於離軸處具有至少一凹面,且其至少一物側表面與像側表面具有至少一反曲點,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之接收效率,進一步可修正離軸視場的像差。
第三透鏡具有屈折力。其像側表面於近光軸處可為凹面,藉此,有助於修正像散。其至少一物側表面與像側表面具有至少一反曲點,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之接收效率,進一步可修正離軸視場的像差。
第四透鏡可具有正屈折力,可配合第一透鏡之正屈折力,以利於 降低攝像光學系統的敏感度。
第五透鏡具有負屈折力,其物側表面於近光軸可為凹面。藉此,有利於縮短整體攝像光學系統的光學總長度,可進一步促進鏡頭組小型化。
第六透鏡具有屈折力,其像側表面於近光軸為凹面且於離軸處具有至少一凸面。藉此,可有效壓抑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之接收效率,並可進一步修正離軸視場的像差。
各第四透鏡以及第五透鏡的焦距絕對值皆小於各第一透鏡、第二 透鏡、第三透鏡以及第六透鏡的焦距絕對值。藉此,第四透鏡與第五透鏡相較其他透鏡具有較強的屈折力,可修正光線入射鏡組中因第一透鏡與第二透鏡屈折力太強而導致系統像差過大,以致難以修正等問題。
第一透鏡的焦距為f1,第二透鏡的焦距為f2,其滿足下列條件:0.80<f1/f2。藉此,有助於平衡配置屈折力。較佳地,可滿足下列條件:1.20<f1/f2<6.0。
攝像光學系統的焦距為f,第一透鏡的焦距為f1,第二透鏡的焦距為f2,第三透鏡的焦距為f3,第四透鏡的焦距為f4,第五透鏡的焦距為f5,第六透鏡的焦距為f6,其滿足下列條件:f/f4>f/fi(i=1,2,3,5,6)。藉此,第四透鏡具有較強的屈折力,可有效壓制攝像光學系統的後焦距,並有利於降低系統的敏感度與減少像差的產生。
第一透鏡於光軸上的厚度為CT1,第二透鏡於光軸上的厚度為CT2,其滿足下列條件:1.0<CT1/CT2<1.6。藉此,可有助於透鏡的組裝與提高製造良率。
第一透鏡至第六透鏡分別於光軸上透鏡厚度之總和為ΣCT,第一透鏡物側表面至第六透鏡像側表面於光軸上的距離為Td,其滿足下列條件:0.70<ΣCT/Td<0.95。藉此,所有透鏡的厚度配置較為合適,可有助於鏡頭的組裝與空間配置。
攝像光學系統的焦距為f,第一透鏡的焦距為f1,第二透鏡的焦距為f2,第三透鏡的焦距為f3,其滿足下列條件:|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.80。藉此,第一透鏡、第二透鏡與第三透鏡之間的屈折力達到平衡,可修正攝像光學系統的像差。
第二透鏡物側表面至第三透鏡像側表面於光軸上的距離為Dr3r6,第四透鏡於光軸上的厚度為CT4,其滿足下列條件:Dr3r6/CT4<1.0。藉此,有利於攝像光學系統的空間配置,以助於提升系統成像品質。
攝像光學系統的焦距為f,第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1,第一透鏡像側表面的曲率半徑為R2,第二透鏡物側表面的曲率半徑為R3,第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4,第三透鏡物側表面的曲率半徑為R5,第三透鏡像側表面的曲率半徑為R6,其滿足下列條件:(|R1|+|R2|+|R3|+|R4|+|R5|+|R6|)/f<4.5。藉此,第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡的曲率半徑較為合適,有助於像差、像散與球差的修正。
在第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡及第六透鏡中,只有第五透鏡的色散係數小於30。藉此,有利於修正攝像光學系統的色差(Chromatic Aberration)。
第一透鏡、第二透鏡與第三透鏡的合成焦距為f123,第四透鏡的焦距為f4,其滿足下列條件:1.2<f123/f4<3.0。藉由屈折力的適當配置,有助於減少球差、像散的產生。
攝像光學系統的焦距為f,第一透鏡的焦距為f1,第二透鏡的焦距為f2,第三透鏡的焦距為f3,第四透鏡的焦距為f4,第五透鏡的焦距為f5,第六透鏡的焦距為f6,其滿足下列條件:f/f5<f/fi(i=1,2,3,4,6)。藉此,有利於壓制攝像光學系統的後焦距,並降低系統的敏感度與減少像差的產生。
本發明攝像光學系統中,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,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。
本發明攝像光學系統中,就以具有屈折力的透鏡而言,若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時,則表示該透鏡表面於近光軸處為凸面;若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時,則表示該透鏡表面於近光軸處為凹面。
本發明攝像光學系統中,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。
本發明攝像光學系統中,光圈配置可為前置或中置,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。前置光圈可使攝像光學系統的出射瞳(Exit Pupil)與成像面產生較長的距離,使之具有遠心(Telecentric)效果,可增加電子感光元件如CCD或CMOS接收影像的效率;中置光圈則有助於擴大系統的視場角,使其具有廣角鏡頭之優勢。
本發明更提供一種取像裝置,其包含前述攝像光學系統以及電子感光元件,其中電子感光元件設置於攝像光學系統的成像面。較佳地,該取像裝置可進一步包含鏡筒(Barrel Member)、支持裝置(Holder Member)或其組合。
本發明更提供一種可攜裝置,其包含前述取像裝置。可攜裝置可包含但不限於:智慧型手機(如第17圖所示)、平板電腦(如第18圖所示)與穿戴式裝置(如第19圖所示)等。請參照第17、18與19圖,取像裝置10可多方面應用於智慧型手機(如第17圖所示)、平板電腦(如第18圖所示)與穿戴式裝置(如第 19圖所示)等。較佳地,該可攜裝置可進一步包含控制單元(Control Units)、顯示單元(Display Units)、儲存單元(Storage Units)、暫儲存單元(RAM)或其組合。
本發明的攝像光學系統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,可多方面應用於三維(3D)影像擷取、數位相機、行動裝置、數位平板與穿戴式裝置等可攜裝置中。前揭可攜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。
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取像裝置示意圖,第2圖由左至右依序為第一實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由第1圖可知,取像裝置包含攝像光學系統與電子感光元件190。攝像光學系統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、第六透鏡160、紅外線濾除濾光元件(IR-cut Filter)170與成像面180。其中,電子感光元件190設置於成像面180上。攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片。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中,任兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。
第一透鏡110具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面111於近光軸處為凸面,其像側表面112於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其像側表面112具有至少一反曲點。
第二透鏡120具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面121於近光軸處為凸面且於離軸處具有至少一凹面,其像側表面122於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面121與像側表面122皆具有至少一反曲點。
第三透鏡130具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面131於近光軸處為凸面,其像側表面132於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面131與像側表面132皆具有至少一反曲點。
第四透鏡140具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面141於近光軸處為凹面,其像側表面142於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第五透鏡150具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面151於近光軸處為凹面,其像側表面152於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面。
第六透鏡160具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面161於近光軸處為凸面,其像側表面162於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面,其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件170的材質為玻璃,其設置於第六透鏡160及成像面180之間,並不影響攝像光學系統的焦距。
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。
第一實施例的攝像光學系統中,攝像光學系統的焦距為f,攝像光學系統的光圈值(F-number)為Fno,攝像光學系統中最大視角的一半為HFOV,其數值如下:f=3.59mm;Fno=2.25;以及HFOV=38.1度。
第一實施例的攝像光學系統中,第一透鏡110於光軸上的厚度為CT1,第二透鏡120於光軸上的厚度為CT2,其滿足下列條件:CT1/CT2=1.37。
第二透鏡物側表面121至第三透鏡像側表面132於光軸上的距離為Dr3r6,第四透鏡140於光軸上的厚度為CT4,其滿足下列條件:Dr3r6/CT4=0.91。
第一透鏡110至第六透鏡160分別於光軸上透鏡厚度之總和為
ΣCT,第一透鏡物側表面111至第六透鏡像側表面162於光軸上的距離為Td,其滿足下列條件:ΣCT/Td=0.78。
第一透鏡110的焦距為f1,第二透鏡120的焦距為f2,其滿足下列條件:f1/f2=5.40。
攝像光學系統的焦距為f,第一透鏡110的焦距為f1,第二透鏡120的焦距為f2,第三透鏡130的焦距為f3,其滿足下列條件:|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|=0.73。
第一透鏡110、第二透鏡120與第三透鏡130的合成焦距為f123,第四透鏡140的焦距為f4,其滿足下列條件:f123/f4=1.58。
第一透鏡物側表面111的曲率半徑為R1,第一透鏡像側表面112 的曲率半徑為R2,第二透鏡物側表面121的曲率半徑為R3,第二透鏡像側表面122的曲率半徑為R4,第三透鏡物側表面131的曲率半徑為R5,第三透鏡像側表面132的曲率半徑為R6,攝像光學系統的焦距為f,其滿足下列條件:(|R1|+|R2|+|R3|+|R4|+|R5|+|R6|)/f=3.00。
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到16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,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及表二的定義相同,在此不加以贅述。
<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取像裝置示意圖,第4圖由左至右依序為第二實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由第3圖可知,取像裝置包含攝像光學系統與電子感光元件290。攝像光學系統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、第六透鏡260、紅外線濾除濾光元件270與成像面280。其中,電子感光元件290設置於成像面280上。攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片。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以及第六透鏡260中,任兩相鄰透鏡間於光軸上均具 有一空氣間隔。
第一透鏡210具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面211於近光軸處為凸面,其像側表面212於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面211與像側表面212皆具有至少一反曲點。
第二透鏡220具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面221於近光軸處為凸面且於離軸處具有至少一凹面,其像側表面222於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面221與像側表面222皆具有至少一反曲點。
第三透鏡230具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面231於近光軸處為凸面,其像側表面232於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面231與像側表面232皆具有至少一反曲點。
第四透鏡240具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面241於近光軸處為凸面,其像側表面242於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第五透鏡250具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面251於近光軸處為凹面,其像側表面252於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第六透鏡260具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面261於近光軸處為凸面,其像側表面262於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面,其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件270的材質為玻璃,其設置於第六透鏡260及成像面280之間,並不影響攝像光學系統的焦距。
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,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取像裝置示意圖,第6圖由左至右依序為第三實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由第5圖可知,取像裝置包含攝像光學系統與電子感光元件390。攝像光學系統由物側至像側依序包含第一透鏡310、光圈300、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340、第五透鏡350、第六透鏡360、紅外線濾除濾光元件370與成像面380。其中,電子感光元件390設置於成像面380上。攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片。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中,任兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。
第一透鏡310具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面311於近光軸處為凸面,其像側表面312於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面311與像側表面312皆具有至少一反曲點。
第二透鏡320具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面321於近光軸處為凸面且於離軸處具有至少一凹面,其像側表面322於近光軸處為 凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面321與像側表面322皆具有至少一反曲點。
第三透鏡330具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面331於近光軸處為凸面,其像側表面332於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面331與像側表面332皆具有至少一反曲點。
第四透鏡340具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面341於近光軸處為凹面,其像側表面342於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第五透鏡350具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面351於近光軸處為凹面,其像側表面352於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第六透鏡360具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面361於近光軸處為凸面,其像側表面362於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面,其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件370的材質為玻璃,其設置於第六透鏡360及成像面380之間,並不影響攝像光學系統的焦距。
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,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取像裝置示意圖,第8圖由左至右依序為第四實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由第7圖可知,取像裝置包含攝像光學系統與電子感光元件490。攝像光學系統由物側至像側依序包含光圈400、第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440、第五透鏡450、第六透鏡460、紅外線濾除濾光元件470與成像面480。其中,電子感光元件490設置於成像面480上。攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片。第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440、第五透鏡450以及第六透鏡460中,任兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。
第一透鏡410具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面411於近光軸處為凸面,其像側表面412於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面。
第二透鏡420具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面421於近光軸處為凸面且於離軸處具有至少一凹面,其像側表面422於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面421與像側表面422皆具有至少一反曲點。
第三透鏡430具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面431於近光軸處為凸面,其像側表面432於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面431具有至少一反曲點。
第四透鏡440具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面441於近光軸處為凸面,其像側表面442於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第五透鏡450具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面451於近光軸處為凹面,其像側表面452於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第六透鏡460具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面461於近光軸處為凸面,其像側表面462於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面,其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件470的材質為玻璃,其設置於第六透鏡460及成像面480之間,並不影響攝像光學系統的焦距。
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,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取像裝置示意圖,第10圖由左至右依序為第五實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由第9圖可知,取像裝置包含攝像光學系統與電子感光元件590。攝像光學系統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、第六透鏡560、紅外線濾除濾光元件570與成像面580。其中,電子感光元件590設置於成像面580上。攝像光學 系統中具屈折力的透鏡為六片。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中,任兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。
第一透鏡510具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面511於近光軸處為凸面,其像側表面512於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面511與像側表面512皆具有至少一反曲點。
第二透鏡520具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面521於近光軸處為凸面且於離軸處具有至少一凹面,其像側表面522於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面且其物側表面521與像側表面522皆具有至少一反曲點。
第三透鏡530具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面531於近光軸處為凸面,其像側表面532於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面且其物側表面531與像側表面532皆具有至少一反曲點。
第四透鏡540具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面541於近光軸處為凹面,其像側表面542於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第五透鏡550具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面551於近光軸處為凹面,其像側表面552於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面。
第六透鏡560具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面561於近光軸處為凸面,其像側表面562於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面,其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件570的材質為玻璃,其設置於第六透鏡560及成像面580之間,並不影響攝像光學系統的焦距。
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,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取像裝置示意圖,第12圖由左至右依序為第六實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由第11圖可知,取像裝置包含攝像光學系統與電子感光元件690。攝像光學系統由物側至像側依序包含光圈600、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、第六透鏡660、紅外線濾除濾光元件670與成像面680。其中,電子感光元件690設置於成像面680上。攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片。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中,任兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。
第一透鏡610具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面611於近光軸處為凸面,其像側表面612於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其像側表面612具有至少一反曲點。
第二透鏡620具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面621 於近光軸處為凸面且於離軸處具有至少一凹面,其像側表面622於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面621具有至少一反曲點。
第三透鏡630具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面631於近光軸處為凸面,其像側表面632於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面631與像側表面632皆具有至少一反曲點。
第四透鏡640具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面641於近光軸處為凹面,其像側表面642於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第五透鏡650具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面651於近光軸處為凹面,其像側表面652於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面。
第六透鏡660具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面661於近光軸處為凸面,其像側表面662於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面,其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件670的材質為玻璃,其設置於第六透鏡660及成像面680之間,並不影響攝像光學系統的焦距。
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,下表所述的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
<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取像裝置示意圖,第14圖由左至右依序為第七實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由第13圖可知,取像裝置包含攝像光學系統與電子感光元件790。攝像光學系統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、第六透鏡760、紅外線濾除濾光元件770與成像面780。其中,電子感光元件790設置於成像面780上。攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片。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以及第六透鏡760中,任兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。
第一透鏡710具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面711於近光軸處為凸面,其像側表面712於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面711與像側表面712皆具有至少一反曲點。
第二透鏡720具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面721於近光軸處為凸面且於離軸處具有至少一凹面,其像側表面722於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面721與像側表面722皆具有至少一反曲點。
第三透鏡730具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面731於近光軸處為凸面,其像側表面732於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面731與像側表面732皆具有至少一反曲點。
第四透鏡740具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面741於近光軸處為平面,其像側表面742於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第五透鏡750具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面751於近光軸處為凹面,其像側表面752於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面。
第六透鏡760具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面761於近光軸處為凸面,其像側表面762於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面,其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件770的材質為玻璃,其設置於第六透鏡760及成像面780之間,並不影響攝像光學系統的焦距。
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,下表所述的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
<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取像裝置示意圖,第16圖由左至右依序為第八實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由第15圖可知,取像裝置包含攝像光學系統與電子感光元件890。攝像光學系統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、第六透鏡860、紅外線濾除濾光元件870與成像面880。其中,電子感光元件890設置於成像面880上。攝像光 學系統中具屈折力的透鏡為六片。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以及第六透鏡860中,任兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。
第一透鏡810具有正屈折力,且為玻璃材質,其物側表面811於近光軸處為凸面,其像側表面812於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面811與像側表面812皆具有至少一反曲點。
第二透鏡820具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面821於近光軸處為凸面且於離軸處具有至少一凹面,其像側表面822於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面821與像側表面822皆具有至少一反曲點。
第三透鏡830具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面831於近光軸處為凸面,其像側表面832於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面831與像側表面832皆具有至少一反曲點。
第四透鏡840具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面841於近光軸處為凸面,其像側表面842於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面。
第五透鏡850具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面851於近光軸處為凸面,其像側表面852於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面。
第六透鏡860具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面861於近光軸處為凸面,其像側表面862於近光軸處為凹面且於離軸處具有至少一凸面,其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件870的材質為玻璃,其設置於第六透鏡860及成像面880之間,並不影響攝像光學系統的焦距。
請配合參照下列表十五以及表十六。
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,下表所述的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
上述取像裝置可設置於可攜裝置內。可攜裝置可藉由本發明使用六枚具屈折力透鏡之攝像光學系統。其特色在於第一透鏡、第二透鏡與第四透鏡具有正屈折力,第五透鏡具有負屈折力,第三透鏡與第六透鏡具有屈折力。且各第四透鏡與第五透鏡的焦距絕對值均小於各第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡與第六透鏡的焦距絕對值。是以,藉由第四透鏡與第五透鏡相較其他透鏡具有較強的屈折力,可修正光線入射鏡組中因第一透鏡與第二透鏡屈折力太強而導致系統像差過大,以致難以修正等問題。且第一透鏡與第二透鏡皆為正屈折力,則可進一步分配其正屈折力配置,使其配置較均勻以避免製造敏感度高、鏡片製作困難的問題。
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。
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‧‧‧紅外線濾除濾光元件
180‧‧‧成像面
190‧‧‧電子感光元件

Claims (26)

  1. 一種攝像光學系統,由物側至像側依序包含:一第一透鏡,具有正屈折力;一第二透鏡,具有正屈折力;一第三透鏡,具有屈折力;一第四透鏡,具有正屈折力;一第五透鏡,具有負屈折力;以及一第六透鏡,具有屈折力,其像側表面於近光軸處為凹面,其像側表面於離軸處具有至少一凸面,其物側表面與像側表面皆為非球面;其中,該攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片;其中,各該第四透鏡以及該第五透鏡的焦距絕對值皆小於各該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡以及該第六透鏡的焦距絕對值;其中,該第一透鏡的焦距為f1,該第二透鏡的焦距為f2,其滿足下列條件:0.80<f1/f2。
  2. 如請求項1所述之攝像光學系統,其中該第五透鏡物側表面於近光軸處為凹面。
  3. 如請求項2所述之攝像光學系統,其中該攝像光學系統的焦距為f,該第一透鏡的焦距為f1,該第二透鏡的焦距為f2,該第三透鏡的焦距為f3,該第四透鏡的焦距為f4,該第五透鏡的焦距為f5,該第六透鏡的焦距為f6,其滿足下列條件:f/f4>f/fi(i=1,2,3,5,6)。
  4. 如請求項3所述之攝像光學系統,其中該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1,該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2,其滿足下列條件:1.0<CT1/CT2<1.6。
  5. 如請求項3所述之攝像光學系統,其中該第二透鏡物側表面於近光軸處為凸面,且該第二透鏡物側表面於離軸處具有至少一凹面。
  6. 如請求項3所述之攝像光學系統,其中該第一透鏡至該第六透鏡分別於光軸上透鏡厚度之總和為ΣCT,該第一透鏡物側表面至該第六透鏡像側表面於光軸上的距離為Td,其滿足下列條件:0.70<ΣCT/Td<0.95。
  7. 如請求項1所述之攝像光學系統,其中該第一透鏡的焦距為f1,該第二透鏡的焦距為f2,其滿足下列條件:1.20<f1/f2<6.0。
  8. 如請求項1所述之攝像光學系統,其中該第一透鏡、該第二透鏡以及該第三透鏡皆具有至少一表面具有至少一反曲點。
  9. 如請求項1所述之攝像光學系統,其中該攝像光學系統的焦距為f,該第一透鏡的焦距為f1,該第二透鏡的焦距為f2,該第三透鏡的焦距為f3,其滿足下列條件:|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.80。
  10. 如請求項1所述之攝像光學系統,其中該第二透鏡物側表面至該第三透鏡像側表面於光軸上的距離為Dr3r6,該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4,其滿足下列條件:Dr3r6/CT4<1.0。
  11. 如請求項1所述之攝像光學系統,更包含:一光圈,設置於一被攝物以及該第一透鏡之間;其中,該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡以及該第六透鏡中,任兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。
  12. 如請求項11所述之攝像光學系統,其中該攝像光學系統的焦距為f,該第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1,該第一透鏡像側表面的曲率半徑為R2,該第二透鏡物側表面的曲率半徑為R3,該第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4,該第三透鏡物側表面的曲率半徑為R5,該第三透鏡像側表面的曲率半徑為R6,其滿足下列條件:(|R1|+|R2|+|R3|+|R4|+|R5|+|R6|)/f<4.5。
  13. 如請求項11所述之攝像光學系統,其中在該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡及該第六透鏡中,只有該第五透鏡的色散係數小於30。
  14. 如請求項11所述之攝像光學系統,其中該第一透鏡、該第二透鏡與該第三透鏡的合成焦距為f123,該第四透鏡的焦距為f4,其滿足下列條件:1.2<f123/f4<3.0。
  15. 一種取像裝置,其包含:如請求項1所述之攝像光學系統;以及一電子感光元件,其中,該電子感光元件設置於該攝像光學系統的一成像面上。
  16. 一種可攜裝置,其包含:如請求項15所述之取像裝置。
  17. 一種攝像光學系統,由物側至像側依序包含:一第一透鏡,具有正屈折力;一第二透鏡,具有正屈折力,其物側表面於近光軸處為凸面;一第三透鏡,具有屈折力;一第四透鏡,具有正屈折力;一第五透鏡,具有負屈折力;以及一第六透鏡,具有屈折力,其像側表面於近光軸處為凹面,其像側表面於離軸處具有至少一凸面,其物側表面與像側表面皆為非球面;其中,該攝像光學系統中具屈折力的透鏡為六片;其中,各該第四透鏡以及該第五透鏡的焦距絕對值皆小於各該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡以及該第六透鏡的焦距絕對值。
  18. 如請求項17所述之攝像光學系統,其中該第三透鏡像側表面於近光軸處為凹。
  19. 如請求項17所述之攝像光學系統,更包含:一光圈,設置於一被攝物以及該第一透鏡之間;其中,該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡以及該第六透鏡中,任兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。
  20. 如請求項19所述之攝像光學系統,其中該攝像光學系統的焦距為f,該第一透鏡的焦距為f1,該第二透鏡的焦距為f2,該第三透鏡的焦距為f3,該第四透鏡的焦距為f4,該第五透鏡的焦距為f5,該第六透鏡的焦距為f6,其滿足下列條件:f/f5<f/fi(i=1,2,3,4,6)。
  21. 如請求項19所述之攝像光學系統,其中該第一透鏡至該第六透鏡分別於光軸上透鏡厚度之總和為ΣCT,該第一透鏡物側表面至該第六透鏡像側表面於光軸上的距離為Td,其滿足下列條件:0.70<ΣCT/Td<0.95。
  22. 如請求項17所述之攝像光學系統,其中該第一透鏡的焦距為f1,該第二透鏡的焦距為f2,其滿足下列條件:1.20<f1/f2<6.0。
  23. 如請求項17所述之攝像光學系統,其中該攝像光學系統的焦距為f,該第一透鏡物側表面的曲率半徑為R1,該第一透鏡像側表面的曲率半徑為R2,該第二透鏡物側表面的曲率半徑為R3,該第二透鏡像側表面的曲率半徑為R4,該第三透鏡物側表面的曲率半徑為R5,該第三透鏡像側表面的曲率半徑為R6,其滿足下列條件:(|R1|+|R2|+|R3|+|R4|+|R5|+|R6|)/f<4.5。
  24. 如請求項17所述之攝像光學系統,其中該第一透鏡、該第二透鏡以及該第三透鏡皆具有至少一表面具有至少一反曲點。
  25. 一種取像裝置,其包含:如請求項17所述之攝像光學系統;以及一電子感光元件,其中,該電子感光元件設置於該攝像光學系統的一成像面上。
  26. 一種可攜裝置,其包含:如請求項25所述之取像裝置。
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