TWI589923B - 取像用光學鏡片組、取像裝置及電子裝置 - Google Patents

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TWI589923B
TWI589923B TW104136688A TW104136688A TWI589923B TW I589923 B TWI589923 B TW I589923B TW 104136688 A TW104136688 A TW 104136688A TW 104136688 A TW104136688 A TW 104136688A TW I589923 B TWI589923 B TW I589923B
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陳緯彧
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Description

取像用光學鏡片組、取像裝置及電子裝 置
本發明是有關於一種取像用光學鏡片組及取像裝置，且特別是有關於一種應用在電子裝置上的廣視角取像用光學鏡片組及取像裝置。
近年來隨著鏡頭種類與用途的逐漸普遍化，諸如許多產品(如家電用品、遊戲機、監視器、汽車、電子產品與行動裝置等)皆配備有鏡頭，其適用於影像輔助、影像辨識、動作偵測等功能。部分裝置往往必須在光源或光量較低的環境下運作(比如是偵測人體位置的紅外線裝置)，相對地，其搭配裝置的光學鏡頭進光量也要足夠。已知目前市面上產品應用的光學鏡頭多數因具有較小光圈而無法應用於光量較微弱的環境，或是在大光圈的配置下解析度不夠等問題。
本發明提供取像用光學鏡片組、取像裝置及電子裝置，藉由透鏡及屈折力的優化配置，可具有大光圈與高成像品質，特別可應用在850nm~1200nm之紅外線波長範圍。
依據本發明提供一種取像用光學鏡片組，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第一透鏡具有負屈折力，其像側表面為凹面。第三透鏡像側表面為凸面。第四透鏡具有正屈折力。第五透鏡物側表面為凹面，其中取像用光學鏡片組中的透鏡為五片。取像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡總數為Nv40，第一透鏡的焦距為f1，第四透鏡的焦距為f4，取像用光學鏡片組的最大像高為ImgH，取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，取像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：3Nv40；0.30<|f4/f1|<2.0；0.80<ImgH/EPD<4.0；以及3.0<TL/f。
依據本發明更提供一種取像裝置，包含如前段所述的取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取像用光學鏡片組的成像面。
依據本發明另提供一種電子裝置，包含如前段所述的取像裝置。
依據本發明再提供一種取像用光學鏡片組，由 物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第一透鏡具有負屈折力，其像側表面為凹面。第三透鏡像側表面為凸面。第四透鏡具有正屈折力。第五透鏡物側表面為凹面，其中取像用光學鏡片組中的透鏡為五片。取像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡總數為Nv40，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，取像用光學鏡片組的最大像高為ImgH，取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：3Nv40；0.30<|f4/f1|<2.0；0.80<ImgH/EPD<4.0；|f4|<|f2|；|f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。
依據本發明更提供一種取像裝置，包含如前段所述的取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取像用光學鏡片組的成像面。
依據本發明另提供一種電子裝置，包含如前段所述的取像裝置。
依據本發明更提供一種取像用光學鏡片組，其應用於850nm~1200nm之紅外線波長範圍，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，其中取像用光學鏡片組中的透鏡為五片。取像用光 學鏡片組的最大像高為ImgH，取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，取像用光學鏡片組的焦距為f，取像用光學鏡片組中的最大視角為FOV，其滿足下列條件：0.80<ImgH/EPD<4.0；3.0<TL/f；以及100度<FOV。
依據本發明更提供一種取像裝置，包含如前段所述的取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取像用光學鏡片組的成像面。
依據本發明另提供一種電子裝置，包含如前段所述的取像裝置。
當Nv40滿足上述條件時，可確保成像品質與透鏡匹配上的平衡。
當|f4/f1|滿足上述條件時，可平衡取像用光學鏡片組中前群透鏡與後群透鏡間屈折力的配置，可有效提高像差修正的能力。
當ImgH/EPD滿足上述條件時，可確保取像用光學鏡片組在視角較大時，其中心有足夠的進光量。
當TL/f滿足上述條件時，可確保取像用光學鏡片組具有充分的視角，以進行較大範圍的影像擷取。
當|f2|、|f3|、|f4|、|f5|滿足上述條件時，可減緩取像用光學鏡片組中透鏡間屈折力的變化，避免屈折力相差太大而造成像差修正不足或過度修正的問題，並有利於降 低其敏感度。
當FOV滿足上述條件時，可提升取像用光學鏡片組大視角的優勢。
10、20、30‧‧‧電子裝置
11、21、31‧‧‧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‧‧‧紅外線濾除濾光元件
170、270、370、470、570、670、770、870‧‧‧成像面
180、280、380、480、580、680、780、880‧‧‧電子感光元件
f‧‧‧取像用光學鏡片組的焦距
EPD‧‧‧取像用光學鏡片組的入射瞳直徑
HFOV‧‧‧取像用光學系統中最大視角的一半
FOV‧‧‧取像用光學鏡片組中的最大視角
Nv30‧‧‧取像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡總數
Nv40‧‧‧取像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡總數
TL‧‧‧第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離
ImgH‧‧‧取像用光學鏡片組的最大像高
SD11‧‧‧第一透鏡物側表面的最大有效半徑
SDavg‧‧‧第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡中，所有物側表面的最大光學有效半徑及所有像側表面的最大光學有效半徑的平均值
SDstop‧‧‧光圈的孔徑半徑
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
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
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圖繪示第1圖第一實施例中參數SD11的示意圖；第18圖繪示依照本發明第九實施例的一種電子裝置的示意圖；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；以及第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。
一種取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、第四透鏡以及第五透鏡，取像用光學鏡片組中的透鏡為五片。
本發明提供之取像用光學鏡片組，可應用於850nm~1200nm之紅外線波長範圍。藉此，可在不干擾人眼的情況下擷取影像進行辨認或偵測，或是用於夜間影像偵測等。
取像用光學鏡片組可更包含一光圈，其中光圈至被攝物間的透鏡為前群透鏡，光圈至成像面間的透鏡為後群透鏡。
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進入取像用光學鏡片組，擴大攝像範圍。
第三透鏡的像側表面可為凸面，藉以有效減少像散與球差以提升成像品質。
第四透鏡可具有正屈折力，有助於入射至取像用光學鏡片組的光線聚集至成像面，加強取像用光學鏡片組的聚光能力。
第五透鏡的物側表面可為凹面，有助於提高修正像差能力以提升成像品質。
取像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡總數為Nv40，其可滿足下列條件：3Nv40。藉此，可確保成像品質與透鏡匹配上的平衡。較佳地，可滿足下列條件：4Nv40。
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：0.30<|f4/f1|<2.0。藉此，可平衡取像用光學鏡片組中前群透鏡與後群透鏡間屈折力的配置，可有效提高像差修正的能力。較佳地，可滿足下列條件：0.50<|f4/f1|<1.50。
取像用光學鏡片組的最大像高為ImgH，取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：0.80<ImgH/EPD<4.0。藉此，可確保取像用光學鏡片組在視角較大時，其中心有足夠的進光量。較佳地，可滿足下列條件：1.0<ImgH/EPD<2.5。更佳地，可滿足下列條件：1.0<ImgH/EPD<1.6。
第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，取像用光學鏡片組的焦距為f，其可滿足下列條件：3.0<TL/f。藉此，可確保取像用光學鏡片組具有充分的視角，以進行較大範圍的影像擷取。較佳地，可滿足下列條件：4.0<TL/f<10.0。
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，其可滿足下列條件：|f4|<|f2|；|f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。藉此，可減緩取像用光學鏡片組中透鏡間屈折力的變化，避免屈折力相差太大而造成像差修正不足或過度修正的問題，並有利於降低其敏感度。
取像用光學鏡片組中的最大視角為FOV，其可滿足下列條件：100度<FOV。藉此，可提升取像用光學鏡片組大視角的優勢。較佳地，可滿足下列條件：110度< FOV。
光圈的孔徑半徑為SDstop，第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡中，所有物側表面的最大光學有效半徑及所有像側表面的最大光學有效半徑的平均值為SDavg，其可滿足下列條件：0.75<SDavg/SDstop<1.35。藉此，可確保取像用光學鏡片組周邊的進光量充足。
取像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡總數為Nv30，其滿足下列條件：3Nv30。藉此，可進一步強化成像品質與透鏡匹配上的平衡。
位於光圈物側的透鏡的綜合焦距為正值，位於光圈像側的透鏡的綜合焦距為正值。藉此，可縮短取像用光學鏡片組的後焦距，減緩透鏡之間屈折力的變化，有效降低敏感度，且可避免像差修正不足或修正過多的問題。
取像用光學鏡片組的焦距為f，取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：f/EPD<1.80。藉此，取像用光學鏡片組兼具大光圈與高成像品質。
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<(R5+R6)/(R5-R6)<3.0。藉此，有效減少像散與球差以提升成像品質。
第一透鏡物側表面的最大有效半徑為SD11，第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡中，所有物側表面的最大光學有效半徑及所有像側表面的最大光學有效半徑的平均值為SDavg，其滿足下列條件：1.25<SD11/SDavg <2.5。藉此，可減緩物側透鏡與像側透鏡間有效徑的大小差異，有助於取像用光學鏡片組的小型化。
另外，在前群透鏡中，可設置至少一玻璃材質的透鏡，有效降低環境對取像用光學鏡片組的影響；或可設置至少一塑膠材質的透鏡，以提高量產能力並降低製造成本。
本發明提供的取像用光學鏡片組中，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，則可以增加取像用光學鏡片組屈折力配置的自由度。此外，取像用光學鏡片組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用光學鏡片組的總長度。
再者，本發明提供的取像用光學鏡片組中，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該透鏡表面可於近光軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該透鏡表面可於近光軸處為凹面。本發明提供的取像用光學鏡片組中，若透鏡具有正屈折力或負屈折力，或是透鏡之焦距，皆可指透鏡近光軸處的屈折力或是焦距。
另外，本發明取像用光學鏡片組中，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。
本發明的取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。
本發明的取像用光學鏡片組中，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，係有助於擴大系統的視場角，使取像用光學鏡片組具有廣角鏡頭的優勢。
本發明之取像用光學鏡片組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取像用光學鏡片組的成像面。藉由前述取像用光學鏡片組中透鏡及其屈折力的優化配置，取像裝置可具有大光圈與高成像品質，特別可應用在850nm~1200nm之紅外線波長範圍。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，提升成像品質。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用光學鏡片組(未另標號)以及電子感光元件180。取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、光圈100、第四透鏡140、第五透鏡150、紅外線濾除濾光元件160以及成像面170，而電子感光元件180設置於取像用光學鏡片組的成像面170，其中取像用光學鏡片組中的透鏡為五片(110-150)。
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，並皆為非球面。
第二透鏡120具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面121為凸面，其像側表面122為凹面，並皆為球面。
第三透鏡130具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面131為凹面，其像側表面132為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡140具有正屈折力，且為玻璃材質， 其物側表面141為凸面，其像側表面142為凸面，並皆為球面。
第五透鏡150具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面151為凹面，其像側表面152為凸面，並皆為球面，其中第四透鏡像側表面142與第五透鏡物側表面151黏合。
紅外線濾除濾光元件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。
第一實施例的取像用光學鏡片組中，取像用光學鏡片組的焦距為f，取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：f=1.77mm；以及f/EPD=1.15。
第一實施例的取像用光學系統中，取像用光學 系統中最大視角的一半為HFOV，取像用光學鏡片組中的最大視角為FOV，其滿足下列條件：HFOV=67.0度；以及FOV=134.0度。
第一實施例的取像用光學系統中，取像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡總數為Nv30，取像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡總數為Nv40，其滿足下列條件：Nv30=4；以及Nv40=4。詳細來說，第一實施例中，Nv30及Nv40皆為4，分別為第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130以及第四透鏡140。
第一實施例的取像用光學系統中，第一透鏡物側表面111至成像面170於光軸上的距離為TL，取像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：TL/f=8.36。
第一實施例的取像用光學系統中，取像用光學鏡片組的最大像高(即電子感光元件180有效感測區域對角線長的一半)為ImgH，取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：ImgH/EPD=1.13。
配合參照第17圖，係繪示第1圖第一實施例中參數SD11的示意圖。由第17圖可知，第一透鏡物側表面111的最大有效半徑為SD11，第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140及第五透鏡150中，所有物側表面的最大光學有效半徑及所有像側表面的最大光學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：SD11/SDavg=1.61；以及SDavg/SDstop=1.05。
第一實施例的取像用光學系統中，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：(R5+R6)/(R5-R6)=1.77。
第一實施例的取像用光學系統中，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：|f4/f1|=1.65。
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0-13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-A10則表示各表面第4-10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。
另外，第一實施例中，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：|f4|<|f2|；|f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。
第一實施例中，位於光圈100物側的透鏡(第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130)的綜合焦距為正值，位於光圈100像側的透鏡(第四透鏡140、第五透鏡150)的綜合焦距為正值。
<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用光學鏡片組(未另標號)以及電子感光元件280。取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、光圈200、第四透鏡240、第五透鏡250、紅外線濾除濾光元件260以及成像面270，而電子感光元件280設置於取像用光學鏡片組的成像面270，其中取像用光學鏡片組中的透 鏡為五片(210-250)。
第一透鏡210具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面211為平面，其像側表面212為凹面，並皆為球面。
第二透鏡220具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面221為凸面，其像側表面222為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡230具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面231為凸面，其像側表面232為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡240具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面241為凸面，其像側表面242為凸面，並皆為球面。
第五透鏡250具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面251為凹面，其像側表面252為平面，並皆為球面。
紅外線濾除濾光元件260為玻璃材質，其設置於第五透鏡250及成像面270間且不影響取像用光學鏡片組的焦距。
再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：
另外，第二實施例中，第二透鏡220的焦距為f2，第三透鏡230的焦距為f3，第四透鏡240的焦距為f4，第五透鏡250的焦距為f5，其滿足下列條件：|f4|<|f2|； |f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。
第二實施例中，位於光圈200物側的透鏡(第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230)的綜合焦距為正值，位於光圈200像側的透鏡(第四透鏡240、第五透鏡250)的綜合焦距為正值。
<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用光學鏡片組(未另標號)以及電子感光元件380。取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、光圈300、第四透鏡340、第五透鏡350、紅外線濾除濾光元件360以及成像面370，而電子感光元件380設置於取像用光學鏡片組的成像面370，其中取像用光學鏡片組中的透鏡為五片(310-350)。
第一透鏡310具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面311為凹面，其像側表面312為凹面，並皆為球面。
第二透鏡320具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面321為凸面，其像側表面322為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡330具有正屈折力，且為塑膠材質， 其物側表面331為凹面，其像側表面332為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡340具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面341為凸面，其像側表面342為凸面，並皆為球面。
第五透鏡350具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面351為凹面，其像側表面352為凸面，並皆為球面。
紅外線濾除濾光元件360為玻璃材質，其設置於第五透鏡350及成像面370間且不影響取像用光學鏡片組的焦距。
再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：
另外，第三實施例中，第二透鏡320的焦距為f2，第三透鏡330的焦距為f3，第四透鏡340的焦距為f4，第五透鏡350的焦距為f5，其滿足下列條件：|f4|<|f2|；|f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。
第三實施例中，位於光圈300物側的透鏡(第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330)的綜合焦距為正值，位於光圈300像側的透鏡(第四透鏡340、第五透鏡350)的綜合焦距為正值。
<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用光學鏡片組(未另標號)以及電子感光元件480。取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、光圈400、第四透鏡440、第五透鏡450、紅外線濾除濾光元件460以及成像面470，而電子感光元件480設置於取像用光學鏡片組的成像面470，其中取像用光學鏡片組中的透鏡為五片(410-450)。
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，並皆為球面。
第二透鏡420具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面421為凸面，其像側表面422為凹面，並皆為球面。
第三透鏡430具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面431為凹面，其像側表面432為凸面，並皆為非球面。
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，並皆為球面。
第五透鏡450具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面451為凹面，其像側表面452為凸面，並皆為球 面。
紅外線濾除濾光元件460為玻璃材質，其設置於第五透鏡450及成像面470間且不影響取像用光學鏡片組的焦距。
再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：
另外，第四實施例中，第二透鏡420的焦距為f2，第三透鏡430的焦距為f3，第四透鏡440的焦距為f4，第五透鏡450的焦距為f5，其滿足下列條件：|f4|<|f2|；|f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。
第四實施例中，位於光圈400物側的透鏡(第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430)的綜合焦距為正值，位於光圈400像側的透鏡(第四透鏡440、第五透鏡450)的綜合焦距為正值。
<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用光學鏡片組(未另標號)以及電子感光元件580。取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、光圈500、第四透鏡540、第五透鏡550、紅外線濾除濾光元件560以及成像面570，而電子感光元件580設置於取像用 光學鏡片組的成像面570，其中取像用光學鏡片組中的透鏡為五片(510-550)。
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，並皆為球面。
第二透鏡520具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面521為凸面，其像側表面522為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡530具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面531為平面，其像側表面532為凸面，並皆為球面。
第四透鏡540具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面541為凸面，其像側表面542為凸面，並皆為球面。
第五透鏡550具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面551為凹面，其像側表面552為凸面，並皆為球面，其中第四透鏡像側表面542與第五透鏡物側表面551黏合。
紅外線濾除濾光元件560為玻璃材質，其設置於第五透鏡550及成像面570間且不影響取像用光學鏡片組的焦距。
再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：
另外，第五實施例中，第二透鏡520的焦距為f2，第三透鏡530的焦距為f3，第四透鏡540的焦距為f4， 第五透鏡550的焦距為f5，其滿足下列條件：|f4|<|f2|；|f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。
第五實施例中，位於光圈500物側的透鏡(第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530)的綜合焦距為正值，位於光圈500像側的透鏡(第四透鏡540、第五透鏡550)的綜合焦距為正值。
<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用光學鏡片組(未另標號)以及電子感光元件680。取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、光圈600、第四透鏡640、第五透鏡650、紅外線濾除濾光元件660以及成像面670，而電子感光元件680設置於取像用光學鏡片組的成像面670，其中取像用光學鏡片組中的透鏡為五片(610-650)。
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，並皆為球面。
第二透鏡620具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面621為凸面，其像側表面622為凹面，並皆為非球面。
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為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡640具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面641為凸面，其像側表面642為凸面，並皆為球面。
第五透鏡650具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面651為凹面，其像側表面652為凹面，並皆為球面。
紅外線濾除濾光元件660為玻璃材質，其設置於第五透鏡650及成像面670間且不影響取像用光學鏡片組的焦距。
再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：
另外，第六實施例中，第二透鏡620的焦距為f2，第三透鏡630的焦距為f3，第四透鏡640的焦距為f4，第五透鏡650的焦距為f5，其滿足下列條件：|f4|<|f2|；|f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。
第六實施例中，位於光圈600物側的透鏡(第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630)的綜合焦距為正值，位於光圈600像側的透鏡(第四透鏡640、第五透鏡650)的綜合焦距為正值。
<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用光學鏡片組(未另標號)以及電子感光元件780。取像用光學鏡片組由物側至像側依序包含第一透鏡710、第二透鏡720、第三透鏡730、光圈700、第四透鏡740、第五透鏡750、紅外線濾除濾光元件760以及成像面770，而電子感光元件780設置於取像用光學鏡片組的成像面770，其中取像用光學鏡片組中的透鏡為五片(710-750)。
第一透鏡710具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面711為凸面，其像側表面712為凹面，並皆為球面。
第二透鏡720具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面721為凹面，其像側表面722為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡730具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面731為凸面，其像側表面732為凸面，並皆為球面。
第四透鏡740具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面741為凸面，其像側表面742為凸面，並皆為球面。
第五透鏡750具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面751為凹面，其像側表面752為凸面，並皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件760為玻璃材質，其設置於第五透鏡750及成像面770間且不影響取像用光學鏡片組的焦距。
再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：
另外，第七實施例中，第二透鏡720的焦距為f2，第三透鏡730的焦距為f3，第四透鏡740的焦距為f4，第五透鏡750的焦距為f5，其滿足下列條件：|f4|<|f2|；|f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。
第七實施例中，位於光圈700物側的透鏡(第一透鏡710、第二透鏡720、第三透鏡730)的綜合焦距為正值，位於光圈700像側的透鏡(第四透鏡740、第五透鏡750)的綜合焦距為正值。
<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用光學鏡片組(未另標號)以及電子感光元件880。取像用光學鏡片組由物側至 像側依序包含第一透鏡810、第二透鏡820、第三透鏡830、光圈800、第四透鏡840、第五透鏡850、紅外線濾除濾光元件860以及成像面870，而電子感光元件880設置於取像用光學鏡片組的成像面870，其中取像用光學鏡片組中的透鏡為五片(810-850)。
第一透鏡810具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面811為凹面，其像側表面812為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡820具有負屈折力，且為塑膠材質， 其物側表面821為凹面，其像側表面822為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡830具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面831為凸面，其像側表面832為凸面，並皆為非球面。
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為凹面，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為凹面，其像側表面852為凸面，並皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件860為玻璃材質，其設置於第五透鏡850及成像面870間且不影響取像用光學鏡片組的焦距。
再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：
另外，第八實施例中，第二透鏡820的焦距為f2，第三透鏡830的焦距為f3，第四透鏡840的焦距為f4，第五透鏡850的焦距為f5，其滿足下列條件：|f4|<|f2|；|f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。
第八實施例中，位於光圈800物側的透鏡(第一透鏡810、第二透鏡820、第三透鏡830)的綜合焦距為正值，位於光圈800像側的透鏡(第四透鏡840、第五透鏡850)的綜合焦距為正值。
<第九實施例>
請參照第18圖，係繪示依照本發明第九實施例的一種電子裝置10的示意圖。第九實施例的電子裝置10係一倒車顯影裝置，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用光學鏡片組(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用光學鏡片組的成像面。
<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20的示意圖。第十實施例的電子裝置20係一行車紀錄器，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用光學鏡片組(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用光學鏡片組的成像面。
<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30的示意圖。第十一實施例的電子裝置30係一安全監控裝置，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用光學鏡片組(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用光學鏡片組的成像面。
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 (29)

  1. 一種取像用光學鏡片組，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；一第三透鏡，其像側表面為凸面；一第四透鏡，具有正屈折力；以及一第五透鏡，其物側表面為凹面；其中，該取像用光學鏡片組中的透鏡為五片，該取像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡總數為Nv40，該第一透鏡的焦距為f1，該第四透鏡的焦距為f4，該取像用光學鏡片組的最大像高為ImgH，該取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該取像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：3Nv40；0.30<|f4/f1|<2.0；0.80<ImgH/EPD<4.0；以及3.0<TL/f。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組，其中該取像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡總數為Nv40，其滿足下列條件：4Nv40。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組，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：0.50<|f4/f1|<1.50。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組，其中該取像用光學鏡片組的最大像高為ImgH，該取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，該取像用光學鏡片組中的最大視角為FOV，其滿足下列條件：1.0<ImgH/EPD<2.5；以及110度<FOV。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組，其中該取像用光學鏡片組的最大像高為ImgH，該取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：1.0<ImgH/EPD<1.6。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組，更包含：一光圈，其中該光圈的孔徑半徑為SDstop，該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡中，所有物側表面的最大光學有效半徑及所有像側表面的最大光學有效半徑的平均值為SDavg，其滿足下列條件：0.75<SDavg/SDstop<1.35。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組，其中該取像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡總數為Nv30，其滿足下列條件：3Nv30。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學 鏡片組，更包含：一光圈，其中位於該光圈物側的該些透鏡的綜合焦距為正值，位於該光圈像側的該些透鏡的綜合焦距為正值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組，其中該取像用光學鏡片組的焦距為f，該取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：f/EPD<1.80。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組，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，該取像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：4.0<TL/f<10.0。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組，其中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：0<(R5+R6)/(R5-R6)<3.0。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組，其中該取像用光學鏡片組應用於850nm~1200nm之紅外線波長範圍。
  13. 一種取像裝置，包含：如申請專利範圍第1項所述的取像用光學鏡片組；以及一電子感光元件，其設置於該取像用光學鏡片組的該成像面。
  14. 一種電子裝置，包含： 如申請專利範圍第13項所述的取像裝置。
  15. 一種取像用光學鏡片組，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；一第三透鏡，其像側表面為凸面；一第四透鏡，具有正屈折力；以及一第五透鏡，其物側表面為凹面；其中，該取像用光學鏡片組中的透鏡為五片，該取像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡總數為Nv40，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，該取像用光學鏡片組的最大像高為ImgH，該取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：3Nv40；0.30<|f4/f1|<2.0；0.80<ImgH/EPD<4.0；|f4|<|f2|；|f4|<|f3|；以及|f4|<|f5|。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的取像用光學鏡片組，更包含：一光圈，其中該光圈的孔徑半徑為SDstop，該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡中，所有物側表面的最大光學有效半徑及所有像側表面的最大光學有 效半徑的平均值為SDavg，其滿足下列條件：0.75<SDavg/SDstop<1.35。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的取像用光學鏡片組，其中該取像用光學鏡片組的最大像高為ImgH，該取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，其滿足下列條件：1.0<ImgH/EPD<2.5。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的取像用光學鏡片組，其中該第一透鏡物側表面的最大有效半徑為SD11，該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡中，所有物側表面的最大光學有效半徑及所有像側表面的最大光學有效半徑的平均值為SDavg，其滿足下列條件：1.25<SD11/SDavg<2.5。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的取像用光學鏡片組，其中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：0<(R5+R6)/(R5-R6)<3.0。
  20. 如申請專利範圍第15項所述的取像用光學鏡片組，其中該取像用光學鏡片組中色散係數小於30的透鏡總數為Nv30，其滿足下列條件：3Nv30。
  21. 一種取像裝置，包含：如申請專利範圍第15項所述的取像用光學鏡片組；以及 一電子感光元件，其設置於該取像用光學鏡片組的該成像面。
  22. 一種電子裝置，包含：如申請專利範圍第21項所述的取像裝置。
  23. 一種取像用光學鏡片組，其應用於850nm~1200nm之紅外線波長範圍，由物側至像側依序包含：一第一透鏡；一第二透鏡；一第三透鏡；一第四透鏡；以及一第五透鏡；其中該取像用光學鏡片組中的透鏡為五片，該取像用光學鏡片組的最大像高為ImgH，該取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該取像用光學鏡片組的焦距為f，該取像用光學鏡片組中的最大視角為FOV，其滿足下列條件：1.0<ImgH/EPD<2.5；3.0<TL/f；以及100度<FOV。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的取像用光學鏡片組，更包含：一光圈，其中位於該光圈物側的該些透鏡的綜合焦距為正值，位於該光圈像側的該些透鏡的綜合焦距為正值。
  25. 如申請專利範圍第23項所述的取像用光 學鏡片組，更包含：一光圈，其中該光圈的孔徑半徑為SDstop，該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡中，所有物側表面的最大光學有效半徑及所有像側表面的最大光學有效半徑的平均值為SDavg，其滿足下列條件：0.75<SDavg/SDstop<1.35。
  26. 如申請專利範圍第23項所述的取像用光學鏡片組，其中該取像用光學鏡片組的入射瞳直徑為EPD，該取像用光學鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：f/EPD<1.80。
  27. 如申請專利範圍第23項所述的取像用光學鏡片組，其中該取像用光學鏡片組中色散係數小於40的透鏡總數為Nv40，其滿足下列條件：3Nv40。
  28. 一種取像裝置，包含：如申請專利範圍第23項所述的取像用光學鏡片組；以及一電子感光元件，其設置於該取像用光學鏡片組的該成像面。
  29. 一種電子裝置，包含：如申請專利範圍第28項所述的取像裝置。
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