TWI531814B - 取像透鏡系統、取像裝置以及電子裝置 - Google Patents

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TWI531814B
TWI531814B TW103133785A TW103133785A TWI531814B TW I531814 B TWI531814 B TW I531814B TW 103133785 A TW103133785 A TW 103133785A TW 103133785 A TW103133785 A TW 103133785A TW I531814 B TWI531814 B TW I531814B
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Description

取像透鏡系統、取像裝置以及電子裝置
本發明是有關於一種取像透鏡系統及取像裝置，且特別是有關於一種應用在電子裝置上的小型化取像透鏡系統及取像裝置。
近年來，隨著具有攝影功能的電子產品的興起，光學系統的需求日漸提高。一般光學系統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，光學系統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。
傳統搭載於電子產品上的光學系統多採用四片式透鏡結構為主，但由於智慧型手機(Smart Phone)與平板電腦(Tablet PC)等高規格電子裝置的盛行，帶動光學系統在畫素與成像品質上的迅速攀升，習知的光學系統將無法滿足 更高階的攝影系統。目前雖有進一步發展一般傳統五片式光學系統，但其透鏡屈折力的配置，容易產生過大的像差，且對於大視角特徵的表現也較不明顯，更不利於透鏡的成型及整體光學系統敏感度的調整，進而影響光學系統的成像品質。
本發明提供一種取像透鏡系統、取像裝置及電子裝 置，其配置有五片具有屈折力的透鏡，且其第一透鏡至第三透鏡的總屈折力較弱，可緩和取像透鏡系統前端入射光線的收斂速度，除可有利取像透鏡系統達到較大視角，並有助於減少像差的產生。另外，具有弱屈折力的條件更有效減緩第一透鏡至第三透鏡鏡片形狀的變化，在成型與敏感度上具有合適的平衡。
依據本發明提供一種取像透鏡系統，由物側至像側 依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第一透鏡具有屈折力，其物側表面為凸面。第二透鏡具有屈折力。第三透鏡具有屈折力，其物側表面為凸面，其像側表面為凹面。第四透鏡具有屈折力，其物側表面及像側表面皆為非球面。第五透鏡具有屈折力，其像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其像側表面離軸處包含至少一凸面。取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片，且任二相鄰之具有屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。取像透鏡系統的焦距為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，第三透鏡於光軸上的厚度為CT3，第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，第五透鏡於光軸上的厚度為CT5，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，且取像透鏡系統更包含一光圈，光圈至第五透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，第一透鏡物側表面至第五透鏡像側表面於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.95；(CT3+CT5)/CT4<0.85；0.20<R6/R5；以及0.65<SD/TD<1.0。
依據本發明更提供一種取像裝置，包含如前段所述的取像透鏡系統以及電子感光元件，其中電子感光元件設置於取像透鏡系統的一成像面。
依據本發明再提供一種電子裝置，包含如前段所述的取像裝置。
依據本發明另提供一種取像透鏡系統，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第一透鏡具有屈折力，其物側表面為凸面。第二透鏡具有屈折力。第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有屈折力，其物側表面及像側表面皆為非球面。第五透鏡具有屈折力，其像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面為非球面，其像側表面離軸處包含至少一凸面。取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片，且任二相鄰之具有屈 折力的透鏡間具有一空氣間隙。取像透鏡系統的焦距為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，且取像透鏡系統更包含一光圈，光圈至第五透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，第一透鏡物側表面至第五透鏡像側表面於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.50；以及0.65<SD/TD<1.0。
依據本發明又提供一種取像裝置，包含如前段所述的取像透鏡系統以及電子感光元件，其中電子感光元件設置於取像透鏡系統的一成像面。
依據本發明再提供一種電子裝置，包含如前段所述的取像裝置。
當|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|滿足上述條件時，第一透鏡至第三透鏡的總屈折力較弱，可緩和取像透鏡系統前端入射光線的收斂速度，除可有利取像透鏡系統達到較大視角，並有助於減少像差的產生。另外，具有弱屈折力的條件更有效減緩第一透鏡至第三透鏡鏡片形狀的變化，在成型與敏感度上具有合適的平衡。
當(CT3+CT5)/CT4滿足上述條件時，有助於透鏡的成型性與均質性以提升製作良率。
當R6/R5滿足上述條件時，有助於修正取像透鏡系統的像差以提升成像品質。
當SD/TD滿足上述條件時，有利於取像透鏡系統在遠心特性與廣視場角特性中取得平衡。
10、20、30‧‧‧電子裝置
11、21、31‧‧‧取像裝置
100、200、300、400、500、600、700、800、900‧‧‧光圈
110、210、310、410、510、610、710、810、910‧‧‧第一透鏡
111、211、311、411、511、611、711、811、911‧‧‧物側表面
112、212、312、412、512、612、712、812、912‧‧‧像側表面
120、220、320、420、520、620、720、820、920‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721、821、921‧‧‧物側表面
122、222、322、422、522、622、722、822、922‧‧‧像側表面
130、230、330、430、530、630、730、830、930‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731、831、931‧‧‧物側表面
132、232、332、432、532、632、732、832、932‧‧‧像側表面
140、240、340、440、540、640、740、840、940‧‧‧第四透鏡
141、241、341、441、541、641、741、841、941‧‧‧物側表面
142、242、342、442、542、642、742、842、942‧‧‧像側表面
150、250、350、450、550、650、750、850、950‧‧‧第五透鏡
151、251、351、451、551、651、751、851、951‧‧‧物側表面
152、252、352、452、552、652、752、852、952‧‧‧像側表面
160、260、360、460、560、660、760、860、960‧‧‧紅外線濾除濾光片
170、270、370、470、570、670、770、870、970‧‧‧成像面
180、280、380、480、580、680、780、880、980‧‧‧電子感光元件
f‧‧‧取像透鏡系統的焦距
Fno‧‧‧取像透鏡系統的光圈值
HFOV‧‧‧取像透鏡系統中最大視角的一半
V3‧‧‧第三透鏡的色散係數
V5‧‧‧第五透鏡的色散係數
CT3‧‧‧第三透鏡於光軸上的厚度
CT4‧‧‧第四透鏡於光軸上的厚度
CT5‧‧‧第五透鏡於光軸上的厚度
ΣCT‧‧‧第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五 透鏡分別於光軸上厚度的總和
T12‧‧‧第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離
T23‧‧‧第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離
T34‧‧‧第三透鏡與第四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
SD‧‧‧光圈至第五透鏡像側表面於光軸上的距離
TD‧‧‧第一透鏡物側表面至第五透鏡像側表面於光軸上的距離
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
R10‧‧‧第五透鏡像側表面的曲率半徑
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
SD11‧‧‧第一透鏡物側表面的最大有效半徑
SD52‧‧‧第五透鏡像側表面的最大有效半徑
ImgH‧‧‧取像透鏡系統的最大像高
BL‧‧‧第五透鏡像側表面至成像面於光軸上的距離
第1圖繪示依照本發明第一實施例的一種取像裝置的示意圖；第2圖由左至右依序為第一實施例的球差、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取像裝置的示意圖；第4圖由左至右依序為第二實施例的球差、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取像裝置的示意圖；第6圖由左至右依序為第三實施例的球差、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取像裝置的示意圖；第8圖由左至右依序為第四實施例的球差、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取像裝置的示意圖；第10圖由左至右依序為第五實施例的球差、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取像裝置的示意 圖；第12圖由左至右依序為第六實施例的球差、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取像裝置的示意圖；第14圖由左至右依序為第七實施例的球差、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取像裝置的示意圖；第16圖由左至右依序為第八實施例的球差、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取像裝置的示意圖；第18圖由左至右依序為第九實施例的球差、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電子裝置的示意圖；第20圖繪示依照本發明第十一實施例的一種電子裝置的示意圖；以及第21圖繪示依照本發明第十二實施例的一種電子裝置的示意圖。
本發明提供一種取像透鏡系統，由物側至像側依序 包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡，其中取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片。
前段所述取像透鏡系統的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡中，任二相鄰之具有屈折力的透鏡間具有一空氣間隙；也就是說，取像透鏡系統具有五片單一非黏合的透鏡。由於黏合透鏡的製程較非黏合透鏡複雜，特別在兩透鏡的黏合面需擁有高準度的曲面，以便達到兩透鏡黏合時的高密合度，且在黏合的過程中，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，本發明取像透鏡系統中，任二相鄰之具有屈折力的透鏡間具有一空氣間隙，可有效改善黏合透鏡所產生的問題。
第一透鏡物側表面為凸面，有助於縮短取像透鏡系統的總長度。
第三透鏡可具有負屈折力，其物側表面可為凸面，其像側表面可為凹面，藉以修正取像透鏡系統的像差以提升成像品質。另外，第三透鏡像側表面離軸處更可包含至少一凸面，有助於修正周邊像差。
第四透鏡可具有正屈折力，可有效降低取像透鏡系統的敏感度。
第五透鏡可具有負屈折力，其物側表面可為凸面，其像側表面為凹面。藉此，可有助於加強像散的修正以進一步提升成像品質。再者，第五透鏡像側表面離軸處包含至少一凸面，可有效修正離軸視場像差以達到優良成像品 質。
取像透鏡系統的焦距為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|<0.95。由於第一透鏡至第三透鏡的總屈折力較弱，可緩和取像透鏡系統前端入射光線的收斂速度，除可有利取像透鏡系統達到較大視角，並有助於減少像差的產生。另外，具有弱屈折力的條件更有效減緩第一透鏡至第三透鏡鏡片形狀的變化，在成型與敏感度上具有合適的平衡。較佳地，可滿足下列條件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.80。更佳地，可滿足下列條件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.50。
第三透鏡於光軸上的厚度為CT3，第四透鏡於光軸 上的厚度為CT4，第五透鏡於光軸上的厚度為CT5，其滿足下列條件：(CT3+CT5)/CT4<0.85。藉此，有助於透鏡的成型性與均質性以提升製作良率。
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：0.20<R6/R5。藉此，有助於修正取像透鏡系統的像差以提升成像品質。
取像透鏡系統更包含一光圈，光圈至第五透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，第一透鏡物側表面至第五透鏡像側表面於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：0.65<SD/TD<1.0。藉此，有利於取像透鏡系統在遠心特性與廣視場角特性中取得平衡。
取像透鏡系統的焦距為f，第四透鏡的焦距為f4， 第五透鏡的焦距為f5，其滿足下列條件：2.0<|f/f4|+|f/f5|<4.0。藉此，有助於降低取像透鏡系統的敏感度並修正像散。
第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡與第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，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：1.5<T12/(T23+T34+T45)<4.5。藉此，有利於透鏡的組裝以提高製作良率。
取像透鏡系統的焦距為f，第五透鏡像側表面的最大有效半徑為SD52，其滿足下列條件：1.0<f/SD52<1.35。藉此，可有效修正離軸視場像差以達到優良成像品質。
取像透鏡系統的光圈值為Fno，其滿足下列條件：1.6<Fno<2.5。藉此，使系統具有大光圈優勢，於光線不充足時仍可清晰取像。
第一透鏡物側表面的最大有效半徑為SD11，第五透鏡像側表面的最大有效半徑為SD52，其滿足下列條件：0.60<SD11/SD52<0.80。藉此，有助於修正周邊像差以提升周邊成像品質。
第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡分別於光軸上厚度的總和為ΣCT，其滿足下列條件：0.33<CT4/ΣCT<0.60。藉此，有助於透鏡的成型性與均質性以提升製作良率，並有助於維持適當總長。
第三透鏡的色散係數為V3，第五透鏡的色散係數 為V5，其滿足下列條件：25<V3+V5<55。藉此，有助於取像透鏡系統色差的修正並提升影像色彩真實度。
取像透鏡系統的最大像高為ImgH，第五透鏡像側表面至一成像面於光軸上的距離為BL，其滿足下列條件：1.3<ImgH/BL<2.5。藉此，可有效縮短取像透鏡系統的後焦距，維持其小型化。
取像透鏡系統的焦距為f，第五透鏡像側表面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件：0<R10/f<0.40。藉此，可有助於加強像散的修正以進一步提升成像品質。
本發明提供的取像透鏡系統中，透鏡的材質可為塑膠或玻璃。當透鏡的材質為塑膠，可以有效降低生產成本。另當透鏡的材質為玻璃，則可以增加取像透鏡系統屈折力配置的自由度。此外，取像透鏡系統中的物側表面及像側表面可為非球面(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，進而縮減透鏡使用的數目，因此可以有效降低本發明取像透鏡系統的總長度。
再者，本發明提供的取像透鏡系統中，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。本發明提供的取像透鏡系統中，若透鏡具有正屈折力或負屈折力，或是透鏡之焦距，皆指透鏡近光軸處的屈折力或是焦距。
另外，本發明取像透鏡系統中，依需求可設置至少 一光闌，以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
取像透鏡系統之成像面，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。
本發明的取像透鏡系統中，光圈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，可使取像透鏡系統的出射瞳(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，係有助於擴大系統的視場角，使取像透鏡系統具有廣角鏡頭的優勢。
本發明的取像透鏡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。本發明亦可多方面應用於三維(3D)影像擷取、數位相機、行動產品、數位平板、智慧型電視、網路監控設備、體感遊戲機、行車紀錄器、倒車顯影裝置與穿戴式產品等電子裝置中。
本發明提供一種取像裝置，包含前述的取像透鏡系統以及電子感光元件，其中電子感光元件設置於取像透鏡系統的成像面。藉由取像透鏡系統中，第一透鏡至第三透鏡的總屈折力較弱，可緩和取像透鏡系統前端入射光線的收斂速度，除可有利取像透鏡系統達到較大視角，並有助於減少像差的產生。另外，具有弱屈折力的條件更有效減 緩第一透鏡至第三透鏡鏡片形狀的變化，在成型與敏感度上具有合適的平衡，提升取像裝置的成像品質。較佳地，取像裝置可進一步包含鏡筒(Barrel Member)、支持裝置(Holder Member)或其組合。
本發明提供一種電子裝置，包含前述的取像裝置。藉此，具有提升成像品質及效果。較佳地，電子裝置可進一步包含控制單元(Control Unit)、顯示單元(Display)、儲存單元(Storage Unit)、暫儲存單元(RAM)或其組合。
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取像裝置的示意圖，第2圖由左至右依序為第一實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由第1圖可知，第一實施例的取像裝置包含取像透鏡系統(未另標號)以及電子感光元件180。取像透鏡系統由物側至像側依序包含第一透鏡110、光圈100、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160以及成像面170，而電子感光元件180設置於取像透鏡系統的成像面170，其中取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片(110-150)，且任二相鄰之具有屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡110具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面111為凸面，其像側表面112為凹面，並皆為非球 面。
第二透鏡120具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面121為凹面，其像側表面122為凸面，並皆為非球面。
第三透鏡130具有負屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面131為凸面，其像側表面132為凹面，並皆為非球面，其像側表面132離軸處包含一凸面。
第四透鏡140具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面141為凹面，其像側表面142為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡150具有負屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面151為凸面，其像側表面152為凹面，並皆為非球面，其像側表面152離軸處包含一凸面。
紅外線濾除濾光片160為玻璃材質，其設置於第五透鏡150及成像面170間且不影響取像透鏡系統的焦距。
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。
第一實施例的取像透鏡系統中，取像透鏡系統的焦距為f，取像透鏡系統的光圈值(f-number)為Fno，取像透鏡系統中最大視角的一半為HFOV，其數值如下：f=1.57mm；Fno=2.15；以及HFOV=48.0度。
第一實施例的取像透鏡系統中，第三透鏡130的色散係數為V3，第五透鏡150的色散係數為V5，其滿足下列條件：V3+V5=47.0。
第一實施例的取像透鏡系統中，第三透鏡130於光軸上的厚度為CT3，第四透鏡140於光軸上的厚度為CT4，第五透鏡150於光軸上的厚度為CT5，其滿足下列條件：(CT3+CT5)/CT4=0.61。
第一實施例的取像透鏡系統中，第四透鏡140於光軸上的厚度為CT4，第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140以及第五透鏡150分別於光軸上厚度的總和為ΣCT，其滿足下列條件：CT4/ΣCT=0.41。
第一實施例的取像透鏡系統中，第一透鏡110與第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡120與第三透鏡130於光軸上的間隔距離為T23，第三透鏡130與第四透鏡140於光軸上的間隔距離為T34，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/(T23+T34+T45)=2.83。
第一實施例的取像透鏡系統中，光圈100至第五透鏡像側表面152於光軸上的距離為SD，第一透鏡物側表面 111至第五透鏡像側表面152於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：SD/TD=0.73。
第一實施例的取像透鏡系統中，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，其滿足下列條件：R6/R5=0.72。
第一實施例的取像透鏡系統中，取像透鏡系統的焦距為f，第五透鏡像側表面152的曲率半徑為R10，其滿足下列條件：R10/f=0.28。
第一實施例的取像透鏡系統中，取像透鏡系統的焦距為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，第四透鏡140的焦距為f4，第五透鏡150的焦距為f5，其滿足下列條件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|=0.41；以及|f/f4|+|f/f5|=2.29。
第一實施例的取像透鏡系統中，第一透鏡物側表面111的最大有效半徑為SD11，第五透鏡像側表面152的最大有效半徑為SD52，取像透鏡系統的焦距為f，其滿足下列條件：SD11/SD52=0.69；以及f/SD52=1.17。
第一實施例的取像透鏡系統中，取像透鏡系統的最大像高為ImgH(即電子感光元件180有效感測區域對角線長的一半)，第五透鏡像側表面152至成像面170於光軸上的距離為BL，其滿足下列條件：ImgH/BL=1.59。
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，A4-A16則表示各表面第4-16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取像裝置的示意圖，第4圖由左至右依序為第二實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由第3圖可知，第二實施例的取像裝置包含取像透鏡系統(未另標號)以及電子感光元件280。取像透鏡系統由物側至像側依序包含第一透鏡210、光圈200、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260以及成像面270，而電子感光元件280設置於取像透鏡系統的成像面270，其中取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片(210-250)，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡210具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面211為凸面，其像側表面212為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡220具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面221為凸面，其像側表面222為凸面，並皆為非球面。
第三透鏡230具有負屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面231為凸面，其像側表面232為凹面，並皆為非球面，其像側表面232離軸處包含一凸面。
第四透鏡240具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面241為凹面，其像側表面242為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡250具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面251為凸面，其像側表面252為凹面，並皆為非球面，其像側表面252離軸處包含一凸面。
紅外線濾除濾光片260為玻璃材質，其設置於第五透鏡250及成像面270間且不影響取像透鏡系統的焦距。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表三及表四可推算出下列數據：
<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取像裝置的示意圖，第6圖由左至右依序為第三實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由第5圖可知，第三實施例的取像裝置包含取像透鏡系統(未另標號)以及電子感光元件380。取像透鏡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、紅外線濾除濾光片360以及成像面370，而電子感光元件380設置於取像透鏡系統的成像面370，其中取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片(310-350)，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡310具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面311為凸面，其像側表面312為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡320具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面321為凹面，其像側表面322為凸面，並皆為非球面。
第三透鏡330具有負屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面331為凸面，其像側表面332為凹面，並皆為非球面，其像側表面332離軸處包含一凸面。
第四透鏡340具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面341為凹面，其像側表面342為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡350具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面351為凸面，其像側表面352為凹面，並皆為非球面，其像側表面352離軸處包含一凸面。
紅外線濾除濾光片360為玻璃材質，其設置於第五透鏡350及成像面370間且不影響取像透鏡系統的焦距。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表五及表六可推算出下列數據：
<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取像裝置的示意圖，第8圖由左至右依序為第四實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由第7圖可知，第四實施例的取像裝置包含取像透鏡系統(未另標號)以及電子感光元件480。取像透鏡系統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460以及成像面470，而電子感光元件480設置於取像透鏡系統的成像面470，其中取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片(410-450)，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡410具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面411為凸面，其像側表面412為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡420具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面421為凸面，其像側表面422為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡430具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面431為凸面，其像側表面432為凹面，並皆為非球面，其像側表面432離軸處包含一凸面。
第四透鏡440具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面441為凹面，其像側表面442為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡450具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面451為凸面，其像側表面452為凹面，並皆為非球面，其像側表面452離軸處包含一凸面。
紅外線濾除濾光片460為玻璃材質，其設置於第五透鏡450及成像面470間且不影響取像透鏡系統的焦距。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表七及表八可推算出下列數據：
<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取像裝置的示意圖，第10圖由左至右依序為第五實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由第9圖可知，第五實施例的取像裝置包含取像透鏡系統(未另標號)以及電子感光元件580。取像透鏡系統由物側至像側依序包含第一透鏡510、光圈500、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560以及成像面570，而電子感光元件580設置於取像透鏡系統的成像面570，其中取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片(510-550)，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡510具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面511為凸面，其像側表面512為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡520具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面521為凸面，其像側表面522為凸面，並皆為非球面。
第三透鏡530具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面531為凸面，其像側表面532為凹面，並皆為非球面，其像側表面532離軸處包含一凸面。
第四透鏡540具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面541為凹面，其像側表面542為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡550具有負屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面551為凸面，其像側表面552為凹面，並皆為非球面，其像側表面552離軸處包含一凸面。
紅外線濾除濾光片560為玻璃材質，其設置於第五透鏡550及成像面570間且不影響取像透鏡系統的焦距。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表九及表十可推算出下列數據：
<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取像裝置的示意圖，第12圖由左至右依序為第六實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由第11圖可知，第六實施例的取像裝置包含取像透鏡系統(未另 標號)以及電子感光元件680。取像透鏡系統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660以及成像面670，而電子感光元件680設置於取像透鏡系統的成像面670，其中取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片(610-650)，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡610具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面611為凸面，其像側表面612為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡620具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面621為凸面，其像側表面622為凸面，並皆為非球面。
第三透鏡630具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面631為凸面，其像側表面632為凹面，並皆為非球面，其像側表面632離軸處包含一凸面。
第四透鏡640具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面641為凹面，其像側表面642為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡650具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面651為凸面，其像側表面652為凹面，並皆為非球面，其像側表面652離軸處包含一凸面。
紅外線濾除濾光片660為玻璃材質，其設置於第五透鏡650及成像面670間且不影響取像透鏡系統的焦距。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十一及表十二可推算出下列數據：
<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取像裝置的示意圖，第14圖由左至右依序為第七實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由第13圖可知，第七實施例的取像裝置包含取像透鏡系統(未另標號)以及電子感光元件780。取像透鏡系統由物側至像側依序包含第一透鏡710、光圈700、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 760以及成像面770，而電子感光元件780設置於取像透鏡系統的成像面770，其中取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片(710-750)，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡710具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面711為凸面，其像側表面712為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡720具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面721為凸面，其像側表面722為凸面，並皆為非球面。
第三透鏡730具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面731為凸面，其像側表面732為凹面，並皆為非球面，其像側表面732離軸處包含一凸面。
第四透鏡740具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面741為凹面，其像側表面742為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡750具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面751為凸面，其像側表面752為凹面，並皆為非球面，其像側表面752離軸處包含一凸面。
紅外線濾除濾光片760為玻璃材質，其設置於第五透鏡750及成像面770間且不影響取像透鏡系統的焦距。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十三及表十四可推算出下列數據：
<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取像裝置的示意圖，第16圖由左至右依序為第八實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由第15圖可知，第八實施例的取像裝置包含取像透鏡系統(未另標號)以及電子感光元件880。取像透鏡系統由物側至像側依序包含第一透鏡810、光圈800、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860以及成像面870，而電子感光元件880設置於取像透鏡系統的成像面870，其中取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片(810-850)，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡810具有負屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面811為凸面，其像側表面812為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡820具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面821為凸面，其像側表面822為凸面，並皆為非球面。
第三透鏡830具有負屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面831為凸面，其像側表面832為凹面，並皆為非球面，其像側表面832離軸處包含一凸面。
第四透鏡840具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面841為凸面，其像側表面842為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡850具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面851為凸面，其像側表面852為凹面，並皆為非球面，其像側表面852離軸處包含一凸面。
紅外線濾除濾光片860為玻璃材質，其設置於第五透鏡850及成像面870間且不影響取像透鏡系統的焦距。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同， 在此不加以贅述。
配合表十五及表十六可推算出下列數據：
<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取像裝置的示意圖，第18圖由左至右依序為第九實施例的球差、像散及歪曲曲線圖。由第17圖可知，第九實施例的取像裝置包含取像透鏡系統(未另標號)以及電子感光元件980。取像透鏡系統由物側至像側依序包含第一透鏡910、光圈900、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960以及成像面970，而電子感光元件980設置於取像透鏡系統的成像面970，其中取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片(910-950)，且任二相鄰之具屈折力的透鏡間具有一空氣間隙。
第一透鏡910具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面911為凸面，其像側表面912為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡920具有負屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面921為凹面，其像側表面922為凸面，並皆為非球面。
第三透鏡930具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面931為凸面，其像側表面932為凹面，並皆為非球面，其像側表面932離軸處包含一凸面。
第四透鏡940具有正屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面941為凹面，其像側表面942為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡950具有負屈折力，且為塑膠材質，其物 側表面951為凸面，其像側表面952為凹面，並皆為非球面，其像側表面952離軸處包含一凸面。
紅外線濾除濾光片960為玻璃材質，其設置於第五透鏡950及成像面970間且不影響取像透鏡系統的焦距。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十七及表十八可推算出下列數據：
<第十實施例>
請參照第19圖，係繪示依照本發明第十實施例的一種電子裝置10的示意圖。第十實施例的電子裝置10係一智慧型手機，電子裝置10包含取像裝置11，取像裝置11包含依據本發明的取像透鏡系統(圖未揭示)以及電子感光元件(圖未揭示)，其中電子感光元件設置於取像透鏡系統的成像面。
<第十一實施例>
請參照第20圖，係繪示依照本發明第十一實施例的一種電子裝置20的示意圖。第十一實施例的電子裝置20係一平板電腦，電子裝置20包含取像裝置21，取像裝置21包含依據本發明的取像透鏡系統(圖未揭示)以及電子感光元件(圖未揭示)，其中電子感光元件設置於取像透鏡系統的成像面。
<第十二實施例>
請參照第21圖，係繪示依照本發明第十二實施例的一種電子裝置30的示意圖。第十二實施例的電子裝置30係一頭戴式顯示器(Head-mounted display，HMD)，電子裝置30包含取像裝置31，取像裝置31包含依據本發明的 取像透鏡系統(圖未揭示)以及電子感光元件(圖未揭示)，其中電子感光元件設置於取像透鏡系統的成像面。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的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‧‧‧紅外線濾除濾光片
170‧‧‧成像面
180‧‧‧電子感光元件

Claims (25)

  1. 一種取像透鏡系統，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有屈折力，其物側表面為凸面；一第二透鏡，具有屈折力，其像側表面為凸面，且其像側表面的曲率半徑之絕對值較其物側表面的曲率半徑之絕對值為小；一第三透鏡，具有負屈折力，其物側表面為凸面，其像側表面為凹面；一第四透鏡，具有屈折力，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，其像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其像側表面離軸處包含至少一凸面；其中，該取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片，且任二相鄰之具有屈折力的透鏡間具有一空氣間隙，該取像透鏡系統的焦距為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，該第三透鏡於光軸上的厚度為CT3，該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，該第五透鏡於光軸上的厚度為CT5，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，且該取像透鏡系統更包含一光圈，該光圈至該第五透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，該第一透鏡物側表面至該第五透鏡像側表面於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.95；(CT3+CT5)/CT4<0.85；0.20<R6/R5；以及 0.65<SD/TD<1.0。
  2. 如請求項1所述的取像透鏡系統，其中該第五透鏡物側表面為凸面。
  3. 如請求項1所述的取像透鏡系統，其中該第四透鏡具有正屈折力，該第五透鏡具有負屈折力。
  4. 如請求項3所述的取像透鏡系統，其中該取像透鏡系統的焦距為f，該第四透鏡的焦距為f4，該第五透鏡的焦距為f5，其滿足下列條件：2.0<|f/f4|+|f/f5|<4.0。
  5. 如請求項1所述的取像透鏡系統，其中該取像透鏡系統的焦距為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。
  6. 如請求項1所述的取像透鏡系統，其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡與該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，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：1.5<T12/(T23+T34+T45)<4.5。
  7. 如請求項1所述的取像透鏡系統，其中該取像透鏡系統的焦距為f，該第五透鏡像側表面的最大有效半徑為SD52，其滿足下列條件：1.0<f/SD52<1.35。
  8. 如請求項1所述的取像透鏡系統，其中該取像透鏡系統的光圈值為Fno，其滿足下列條件：1.6<Fno<2.5。
  9. 如請求項1所述的取像透鏡系統，其中該第三透鏡物側表面及像側表面皆為非球面，且其像側表面離軸處包含至少一凸面。
  10. 如請求項1所述的取像透鏡系統，其中該第一透鏡物側表面的最大有效半徑為SD11，該第五透鏡像側表面的最大有效半徑為SD52，其滿足下列條件：0.60<SD11/SD52<0.80。
  11. 如請求項1所述的取像透鏡系統，其中該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡以及該第五透鏡分別於光軸上厚度的總和為ΣCT，其滿足下列條件：0.33<CT4/ΣCT<0.60。
  12. 如請求項1所述的取像透鏡系統，其中該第三透鏡的色散係數為V3，該第五透鏡的色散係數為V5，其滿足下列條件：25<V3+V5<55。
  13. 一種取像裝置，包含：如請求項1所述的取像透鏡系統；以及一電子感光元件，其設置於該取像透鏡系統的一成像面。
  14. 一種電子裝置，包含：如請求項13所述的取像裝置。
  15. 一種取像透鏡系統，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有屈折力，其物側表面為凸面；一第二透鏡，具有屈折力，其像側表面為凸面，且其像 側表面的曲率半徑之絕對值較其物側表面的曲率半徑之絕對值為小；一第三透鏡，具有屈折力；一第四透鏡，具有屈折力，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，其像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其像側表面離軸處包含至少一凸面；其中，該取像透鏡系統中具有屈折力的透鏡為五片，且任二相鄰之具有屈折力的透鏡間具有一空氣間隙，該取像透鏡系統的焦距為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，且該取像透鏡系統更包含一光圈，該光圈至該第五透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，該第一透鏡物側表面至該第五透鏡像側表面於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：|f/f1|+|f/f2|+|f/f3|<0.50；以及0.65<SD/TD<1.0。
  16. 如請求項15所述的取像透鏡系統，其中該第三透鏡像側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，該第三透鏡像側表面離軸處包含至少一凸面。
  17. 如請求項15所述的取像透鏡系統，其中該第一透鏡物側表面的最大有效半徑為SD11，該第五透鏡像側表面的最大有效半徑為SD52，其滿足下列條件：0.60<SD11/SD52<0.80。
  18. 如請求項15所述的取像透鏡系統，其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡與 該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，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：1.5<T12/(T23+T34+T45)<4.5。
  19. 如請求項15所述的取像透鏡系統，其中該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡以及該第五透鏡分別於光軸上厚度的總和為ΣCT，其滿足下列條件：0.33<CT4/ΣCT<0.60。
  20. 如請求項15所述的取像透鏡系統，其中該第三透鏡的色散係數為V3，該第五透鏡的色散係數為V5，其滿足下列條件：25<V3+V5<55。
  21. 如請求項15所述的取像透鏡系統，其中該取像透鏡系統的最大像高為ImgH，該第五透鏡像側表面至一成像面於光軸上的距離為BL，其滿足下列條件：1.3<ImgH/BL<2.5。
  22. 如請求項15所述的取像透鏡系統，其中該取像透鏡系統的焦距為f，該第五透鏡像側表面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件：0<R10/f<0.40。
  23. 如請求項15所述的取像透鏡系統，其中該取像透鏡系統的焦距為f，該第五透鏡像側表面的最大有效半徑為SD52，其滿足下列條件：1.0<f/SD52<1.35。
  24. 一種取像裝置，包含： 如請求項15所述的取像透鏡系統；以及一電子感光元件，其設置於該取像透鏡系統的一成像面。
  25. 一種電子裝置，包含：如請求項24所述的取像裝置。
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