TWI604212B - 成像用光學透鏡組、取像裝置及電子裝置 - Google Patents

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Description

成像用光學透鏡組、取像裝置及電子裝置
本發明係關於一種成像用光學透鏡組、取像裝置及電子裝置，特別是一種適用於電子裝置的成像用光學透鏡組及取像裝置。
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。
近年來，具有望遠特性的光學鏡頭也逐漸被搭載於輕薄化的高階電子產品上，以滿足高階電子產品在畫素與成像品質上的各種需求。然而，傳統的望遠鏡頭具有總長過長、光圈過小、成像品質不佳和體積過大等缺點，而難以滿足高規格電子產品的需求。因此，提供一種具有望遠特性並同時能滿足高成像品質需求的光學系統，實為目前業界急欲解決的問題之一。
本發明提供一種成像用光學透鏡組、取像裝置以及電子裝置，其中第四透鏡具有負屈折力，且第四透鏡物側表面和像側表面於近光軸處皆為凹面，有助於縮短成像用光學透鏡組的後焦距。此外，第四透鏡像側表面於離軸處具有至少一凸面，可壓制影像周邊的主光線角度(Chief Ray Angle，CRA)，使感光元件能更清楚的擷取影像。另外，第五透鏡具有正屈折力，可修正第一透鏡至第四透鏡因屈折力過強所產生的像差。當滿足特定條件時，有助於減緩第二透鏡周邊形狀變化，避免因第二透鏡面型過度彎曲而產生過多雜散光。另外，有助於提供成像用光學透鏡組適當的後焦距，避免第五透鏡的面型過度彎曲而造成後焦距過長或過短。再者，有助於提升成像用光學透鏡組的望遠特性。
本發明提供一種成像用光學透鏡組，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。第一透鏡具有正屈折力，其物側表面於近光軸處為凸面。第二透鏡具有負屈折力，其物側表面於近光軸處為凹面。第三透鏡物側表面與像側表面皆為非球面。第四透鏡具有負屈折力，其物側表面於近光軸處為凹面，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。第五透鏡具有正屈折力，其物側表面與像側表面皆為非球面。成像用光學透鏡組的透鏡總數為五片。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡中各兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。成像用光學透鏡組的焦距為f，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，第五透鏡像側表面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件：
(R3+R4)/(R3-R4) ＜ 0.50；以及
f/|R10| ＜ 1.20。
本發明提供一種取像裝置，包含前述的成像用光學透鏡組以及一電子感光元件，其中電子感光元件設置於成像用光學透鏡組的一成像面上。
本發明提供一種電子裝置，包含前述的取像裝置。
本發明另提供一種成像用光學透鏡組，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。第一透鏡具有正屈折力，其物側表面於近光軸處為凸面。第二透鏡具有負屈折力，其物側表面於近光軸處為凹面。第三透鏡物側表面與像側表面皆為非球面。第四透鏡具有負屈折力，其物側表面於近光軸處為凹面，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。第五透鏡具有正屈折力，其物側表面與像側表面皆為非球面。成像用光學透鏡組的透鏡總數為五片。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡中各兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔。成像用光學透鏡組的焦距為f，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，成像用光學透鏡組的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：
(R3+R4)/(R3-R4) ＜ 0.50；以及
0.25 ＜ ImgH/f ＜ 0.55。
本發明另提供一種取像裝置，包含前述的成像用光學透鏡組以及一電子感光元件，其中電子感光元件設置於成像用光學透鏡組的一成像面上。
本發明另提供一種電子裝置，包含前述的取像裝置。
當(R3+R4)/(R3-R4)滿足上述條件時，有助於減緩第二透鏡周邊形狀變化，避免因第二透鏡面型過度彎曲而產生過多雜散光。
當f/|R10|滿足上述條件時，有助於提供成像用光學透鏡組適當的後焦距，避免第五透鏡的面型過度彎曲而造成後焦距過長或過短。
當ImgH/f滿足上述條件時，有助於提升成像用光學透鏡組的望遠特性。
成像用光學透鏡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。其中，成像用光學透鏡組中的透鏡總數為五片。
第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡中各兩相鄰透鏡間於光軸上均具有一空氣間隔，亦即第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡可為五片單一非接合(非黏合)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，更可能因偏位而造成移軸缺陷，影響整體光學成像品質。因此，影像擷取鏡組中的第一透鏡至第五透鏡可採用五片單一非接合的透鏡配置，進而有效改善接合透鏡所產生的問題。
第一透鏡具有正屈折力，其物側表面於近光軸處為凸面。藉此，可提供成像用光學透鏡組足夠的正屈折力，並有助於縮短成像用光學透鏡組的總長度。
第二透鏡具有負屈折力，其物側表面於近光軸處為凹面。藉此，可修正第一透鏡所產生的像差以提升成像品質。
第三透鏡物側表面於離軸處可具有至少一凹面，且第三透鏡像側表面於離軸處亦可具有至少一凹面。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。
第四透鏡具有負屈折力，其物側表面於近光軸為凹面，其像側表面於近光軸處為凹面。藉此，有助於縮短成像用光學透鏡組的後焦距。此外，第四透鏡像側表面於離軸處具有至少一凸面，可壓制影像周邊的主光線角度，使感光元件能更清楚的擷取影像。
第五透鏡具有正屈折力，其物側表面於近光軸可為凸面，其像側表面於近光軸可為凸面。藉此，可修正第一透鏡至第四透鏡因屈折力過強所產生的像差。
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，其滿足下列條件：(R3+R4)/(R3-R4) ＜ 0.50。藉此，有助於減緩第二透鏡周邊形狀變化，避免因第二透鏡面型過度彎曲而產生過多雜散光。較佳地，其可進一步滿足下列條件：(R3+R4)/(R3-R4) ＜ 0。更佳地，其可進一步滿足下列條件：-2.5 ＜ (R3+R4)/(R3-R4) ＜ 0。
成像用光學透鏡組的焦距為f，第五透鏡像側表面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件：f/|R10| ＜ 1.20。藉此，有助於提供成像用光學透鏡組適當的後焦距，避免第五透鏡的面型過度彎曲而造成後焦距過長或過短。詳細來說，當第五透鏡像側表面於近光軸處為凸面時，上述條件可避免後焦距過度拉長。當第五透鏡像側表面於近光軸處為凹面時，上述條件則可避免後焦距過度縮短。較佳地，其可進一步滿足下列條件：f/|R10| ＜ 0.75。
成像用光學透鏡組的最大成像高度(即電子感光元件之有效感測區域對角線總長的一半)為ImgH，成像用光學透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：0.25 ＜ ImgH/f ＜ 0.55。藉此，有助於提升成像用光學透鏡組的望遠特性。
第一透鏡和第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡和第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，第三透鏡和第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，第四透鏡和第五透鏡於光軸上的間隔距離為T45，其可滿足下列條件：1.0 ＜ T34/(T12+T23+T45) ＜ 4.0。藉此，有助於使各兩相鄰透鏡之間的間隔距離得到較適合的分布以降低成像用光學透鏡組的敏感度，同時使成像用光學透鏡組兼具望遠作用。
第二透鏡的焦距為f2，第四透鏡的焦距為f4，其可滿足下列條件：f4/f2 ＜ 1.0。藉此，有助於使第二透鏡和第四透鏡的屈折力適當搭配，以避免第二透鏡的形狀變化過大。
第一透鏡的色散係數為V1，第二透鏡的色散係數為V2，第三透鏡的色散係數為V3，第四透鏡的色散係數為V4，第五透鏡的色散係數為V5，其可滿足下列條件：0.45 ＜ (V2+V3+V5)/(V1+V4) ＜ 0.75。藉此，可在色差修正與像散修正之間取得良好平衡。
第三透鏡和第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，第五透鏡像側表面至一成像面於光軸上的距離為BL，其可滿足下列條件：1.20 ＜ T34/BL ＜ 2.5。藉此，可控制影像主光線角度的分布與變化，以有效提升影像感光元件的接收效率。
第四透鏡物側表面的曲率半徑為R7，第四透鏡像側表面的曲率半徑為R8，其可滿足下列條件：-1.0 ＜ R7/R8 ＜ 0。藉此，第四透鏡物側表面與像側表面的曲率半徑有助於進一步縮短成像用光學透鏡組的後焦距。
第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，成像用光學透鏡組的焦距為f，其可滿足下列條件：0.75 ＜ TL/f ＜ 1.10。藉此，可縮短成像用光學透鏡組的總長度，同時令成像用光學透鏡組具有望遠特性。
成像用光學透鏡組的焦距為f，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，其可滿足下列條件：-4.0 ＜ (f/f2)+(f/f3)+(f/f4) ＜ -2.0。藉此，有助於修正第一透鏡所造成的像彎曲。
第一透鏡和第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡和第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，其可滿足下列條件：0 ＜ T23/T12 ＜ 1.75。藉此，可避免第一透鏡和第二透鏡之間的間距過短，有助於降低組裝難度以提升組裝良率。
第四透鏡的色散係數為V4，第五透鏡的色散係數為V5，其可滿足下列條件：1.8 ＜ V4/V5 ＜ 3.5。藉此，有助於修正色差。
成像用光學透鏡組的焦距為f，第三透鏡的焦距為f3，其可滿足下列條件：-1.2 ＜ f/f3 ≦ 0。藉此，可有效強化像差修正的效果，以提升成像品質。
本發明揭露的成像用光學透鏡組中，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，可使成像用光學透鏡組的出射瞳(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，係有助於擴大成像用光學透鏡組的視場角，使成像用光學透鏡組具有廣角鏡頭的優勢。
本發明揭露的成像用光學透鏡組中，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，因此可以有效降低成像用光學透鏡組的總長度。
本發明揭露的成像用光學透鏡組中，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示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。
本發明揭露的成像用光學透鏡組中，成像用光學透鏡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。
本發明揭露的成像用光學透鏡組中，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，其包含前述成像用光學透鏡組以及電子感光元件，其中電子感光元件設置於成像用光學透鏡組的成像面上。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17、18與19，取像裝置10可多方面應用於智慧型手機(如圖17所示)、平板電腦(如圖18所示)與穿戴式裝置(如圖19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。
本發明的成像用光學透鏡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、數位元相機、行動裝置、數位平板、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。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。
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，取像裝置包含成像用光學透鏡組(未另標號)與電子感光元件180。成像用光學透鏡組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、紅外線濾除濾光元件(IR-cut Filter)160與成像面170。其中，電子感光元件180設置於成像面170上。成像用光學透鏡組的透鏡(110-150)為五片。第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140和第五透鏡150中各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。
第二透鏡120具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面121於近光軸處為凹面，其像側表面122於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第三透鏡130為塑膠材質，其物側表面131於近光軸處為平面，其像側表面132於近光軸處為平面，其兩表面皆為非球面，其物側表面131於離軸處具有至少一凹面，其像側表面132於離軸處具有至少一凹面。
第四透鏡140具有負屈折力，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於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其像側表面142於離軸處具有至少一凸面。
第五透鏡150具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面151於近光軸處為凸面，其像側表面152於近光軸處為平面，其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件160的材質為玻璃，其設置於第五透鏡150及成像面170之間，並不影響光學取像鏡頭組的焦距。
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。
第一實施例的成像用光學透鏡組中，成像用光學透鏡組的焦距為f，成像用光學透鏡組的光圈值(F-number)為Fno，成像用光學透鏡組中最大視角的一半為HFOV，其數值如下：f = 6.29公釐(mm)，Fno = 3.00，HFOV = 24.9度(deg.)。
第一透鏡110的色散係數為V1，第二透鏡120的色散係數為V2，第三透鏡130的色散係數為V3，第四透鏡140的色散係數為V4，第五透鏡150的色散係數為V5，其滿足下列條件：(V2+V3+V5)/(V1+V4) = 0.54。
第四透鏡140的色散係數為V4，第五透鏡150的色散係數為V5，其滿足下列條件：V4/V5 = 2.75。
第一透鏡110和第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡120和第三透鏡130於光軸上的間隔距離為T23，其滿足下列條件：T23/T12 = 0.32。
第一透鏡110和第二透鏡120於光軸上的間隔距離為T12，第二透鏡120和第三透鏡130於光軸上的間隔距離為T23，第三透鏡130和第四透鏡140於光軸上的間隔距離為T34，第四透鏡140和第五透鏡150於光軸上的間隔距離為T45，其滿足下列條件：T34/(T12+T23+T45) = 2.73。
第三透鏡130和第四透鏡140於光軸上的間隔距離為T34，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：T34/BL = 1.84。
第一透鏡物側表面111至成像面170於光軸上的距離為TL，成像用光學透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：TL/f = 0.89。
成像用光學透鏡組的最大成像高度為ImgH，成像用光學透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：ImgH/f = 0.47。
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，其滿足下列條件：(R3+R4)/(R3-R4) = -1.15。
第四透鏡物側表面141的曲率半徑為R7，第四透鏡像側表面142的曲率半徑為R8，其滿足下列條件：R7/R8 = -0.06。
成像用光學透鏡組的焦距為f，第五透鏡像側表面152的曲率半徑為R10，其滿足下列條件：f/|R10| = 0。
成像用光學透鏡組的焦距為f，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，其滿足下列條件：(f/f2)+(f/f3)+(f/f4) = -2.55。
成像用光學透鏡組的焦距為f，第三透鏡130的焦距為f3，其滿足下列條件：f/f3 = 0。
第二透鏡120的焦距為f2，第四透鏡140的焦距為f4，其滿足下列條件：f4/f2 = 0.80。
配合參照下列表一及表二。
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，取像裝置包含成像用光學透鏡組(未另標號)與電子感光元件280。成像用光學透鏡組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、紅外線濾除濾光元件260與成像面270。其中，電子感光元件280設置於成像面270上。成像用光學透鏡組的透鏡(210-250)為五片。第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240和第五透鏡250中各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於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡220具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面221於近光軸處為凹面，其像側表面222於近光軸處為平面，其兩表面皆為非球面。
第三透鏡230具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面231於近光軸處為凹面，其像側表面232於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其物側表面231於離軸處具有至少一凹面，其像側表面232於離軸處具有至少一凹面。
第四透鏡240具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面241於近光軸處為凹面，其像側表面242於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其像側表面242於離軸處具有至少一凸面。
第五透鏡250具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面251於近光軸處為凸面，其像側表面252於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件260的材質為玻璃，其設置於第五透鏡250及成像面270之間，並不影響光學取像鏡頭組的焦距。
請配合參照下列表三和表四。
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，取像裝置包含成像用光學透鏡組(未另標號)與電子感光元件380。成像用光學透鏡組由物側至像側依序包含光圈300、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、紅外線濾除濾光元件360與成像面370。其中，電子感光元件380設置於成像面370上。成像用光學透鏡組的透鏡(310-350)為五片。第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340和第五透鏡350中各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。
第二透鏡320具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面321於近光軸處為凹面，其像側表面322於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
第三透鏡330具有負屈折力，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，其物側表面331於離軸處具有至少一凹面，其像側表面332於離軸處具有至少一凹面。
第四透鏡340具有負屈折力，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於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其像側表面342於離軸處具有至少一凸面。
第五透鏡350具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面351於近光軸處為凸面，其像側表面352於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件360的材質為玻璃，其設置於第五透鏡350及成像面370之間，並不影響光學取像鏡頭組的焦距。
請配合參照下列表五和表六。
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，取像裝置包含成像用光學透鏡組(未另標號)與電子感光元件480。成像用光學透鏡組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、紅外線濾除濾光元件460與成像面470。其中，電子感光元件480設置於成像面470上。成像用光學透鏡組的透鏡(410-450)為五片。第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440和第五透鏡450中各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具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面421於近光軸處為凹面，其像側表面422於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第三透鏡430具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面431於近光軸處為凹面，其像側表面432於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面431於離軸處具有至少一凹面，其像側表面432於離軸處具有至少一凹面。
第四透鏡440具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面441於近光軸處為凹面，其像側表面442於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其像側表面442於離軸處具有至少一凸面。
第五透鏡450具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面451於近光軸處為凸面，其像側表面452於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件460的材質為玻璃，其設置於第五透鏡450及成像面470之間，並不影響光學取像鏡頭組的焦距。
請配合參照下列表七和表八。
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，取像裝置包含成像用光學透鏡組(未另標號)與電子感光元件580。成像用光學透鏡組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、紅外線濾除濾光元件560與成像面570。其中，電子感光元件580設置於成像面570上。成像用光學透鏡組的透鏡(510-550)為五片。第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540和第五透鏡550中各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於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡520具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面521於近光軸處為凹面，其像側表面522於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
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，其物側表面531於離軸處具有至少一凹面，其像側表面532於離軸處具有至少一凹面。
第四透鏡540具有負屈折力，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於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其像側表面542於離軸處具有至少一凸面。
第五透鏡550具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面551於近光軸處為凸面，其像側表面552於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件560的材質為玻璃，其設置於第五透鏡550及成像面570之間，並不影響光學取像鏡頭組的焦距。
請配合參照下列表九和表十。
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，取像裝置包含成像用光學透鏡組(未另標號)與電子感光元件680。成像用光學透鏡組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、紅外線濾除濾光元件660與成像面670。其中，電子感光元件680設置於成像面670上。成像用光學透鏡組的透鏡(610-650)為五片。第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡640和第五透鏡650中各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。
第二透鏡620具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面621於近光軸處為凹面，其像側表面622於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，。
第三透鏡630具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面631於近光軸處為凹面，其像側表面632於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其物側表面631於離軸處具有至少一凹面，其像側表面632於離軸處具有至少一凹面。
第四透鏡640具有負屈折力，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於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其像側表面642於離軸處具有至少一凸面。
第五透鏡650具有正屈折力，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於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件660的材質為玻璃，其設置於第五透鏡650及成像面670之間，並不影響光學取像鏡頭組的焦距。
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＞
請參照圖13及圖14，其中圖13繪示依照本發明第七實施例的取像裝置示意圖，圖14由左至右依序為第七實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖13可知，取像裝置包含成像用光學透鏡組(未另標號)與電子感光元件780。成像用光學透鏡組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、紅外線濾除濾光元件760與成像面770。其中，電子感光元件780設置於成像面770上。成像用光學透鏡組的透鏡(710-750)為五片。第一透鏡710、第二透鏡720、第三透鏡730、第四透鏡740和第五透鏡750中各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於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡720具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面721於近光軸處為凹面，其像側表面722於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，。
第三透鏡730具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面731於近光軸處為凹面，其像側表面732於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其物側表面731於離軸處具有至少一凹面，其像側表面732於離軸處具有至少一凹面。
第四透鏡740具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面741於近光軸處為凹面，其像側表面742於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其像側表面742於離軸處具有至少一凸面。
第五透鏡750具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面751於近光軸處為凸面，其像側表面752於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件760的材質為玻璃，其設置於第五透鏡750及成像面770之間，並不影響光學取像鏡頭組的焦距。
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＞
請參照圖15及圖16，其中圖15繪示依照本發明第八實施例的取像裝置示意圖，圖16由左至右依序為第八實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖15可知，取像裝置包含成像用光學透鏡組(未另標號)與電子感光元件880。成像用光學透鏡組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、紅外線濾除濾光元件860與成像面870。其中，電子感光元件880設置於成像面870上。成像用光學透鏡組的透鏡(810-850)為五片。第一透鏡810、第二透鏡820、第三透鏡830、第四透鏡840和第五透鏡850中各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，且為塑膠材質，其物側表面811於近光軸處為凸面，其像側表面812於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡820具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面821於近光軸處為凹面，其像側表面822於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
第三透鏡830具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面831於近光軸處為凹面，其像側表面832於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其物側表面831於離軸處具有至少一凹面，其像側表面832於離軸處具有至少一凹面。
第四透鏡840具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面841於近光軸處為凹面，其像側表面842於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其像側表面842於離軸處具有至少一凸面。
第五透鏡850具有正屈折力，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。
紅外線濾除濾光元件860的材質為玻璃，其設置於第五透鏡850及成像面870之間，並不影響光學取像鏡頭組的焦距。
請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，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
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、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
BL‧‧‧第五透鏡像側表面至成像面於光軸上的距離
Fno‧‧‧成像用光學透鏡組的光圈值
f‧‧‧成像用光學透鏡組的焦距
f2‧‧‧第二透鏡的焦距
f3‧‧‧第三透鏡的焦距
f4‧‧‧第四透鏡的焦距
HFOV‧‧‧成像用光學透鏡組中最大視角的一半
ImgH‧‧‧成像用光學透鏡組的最大成像高度
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
R7‧‧‧第四透鏡物側表面的曲率半徑
R8‧‧‧第四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
TL‧‧‧第一透鏡物側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
T23‧‧‧第二透鏡和第三透鏡於光軸上的間隔距離
T34‧‧‧第三透鏡和第四透鏡於光軸上的間隔距離
T45‧‧‧第四透鏡和第五透鏡於光軸上的間隔距離
V1‧‧‧第一透鏡的色散係數
V2‧‧‧第二透鏡的色散係數
V3‧‧‧第三透鏡的色散係數
V4‧‧‧第四透鏡的色散係數
V5‧‧‧第五透鏡的色散係數
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繪示依照本發明第七實施例的取像裝置示意圖。 圖14由左至右依序為第七實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖15繪示依照本發明第八實施例的取像裝置示意圖。 圖16由左至右依序為第八實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖17繪示依照本發明的一種電子裝置的示意圖。 圖18繪示依照本發明的另一種電子裝置的示意圖。 圖19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‧‧‧紅外線濾除濾光元件
170‧‧‧成像面
180‧‧‧電子感光元件

Claims (27)

  1. 一種成像用光學透鏡組，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面於近光軸處為凸面；一第二透鏡，具有負屈折力，其物側表面於近光軸處為凹面；一第三透鏡，其物側表面與像側表面皆為非球面；一第四透鏡，具有負屈折力，其物側表面於近光軸處為凹面，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；以及一第五透鏡，具有正屈折力，其物側表面與像側表面皆為非球面；其中，該成像用光學透鏡組的透鏡總數為五片，該成像用光學透鏡組的焦距為f，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，該第五透鏡像側表面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件：(R3+R4)/(R3-R4)<0.50；以及f/|R10|<1.20。
  2. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該第一透鏡和該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡和該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡和該第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，該第四透鏡和該第五透鏡於光軸上的間隔距離為T45，其滿足下列條件：1.0<T34/(T12+T23+T45)<4.0。
  3. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第四透鏡的焦距為f4，其滿足下列條件： f4/f2<1.0。
  4. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，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，該第五透鏡的色散係數為V5，其滿足下列條件：0.45<(V2+V3+V5)/(V1+V4)<0.75。
  5. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該成像用光學透鏡組的焦距為f，該第五透鏡像側表面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件：f/|R10|<0.75。
  6. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中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，其滿足下列條件：-2.5<(R3+R4)/(R3-R4)<0。
  7. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該成像用光學透鏡組的最大成像高度為ImgH，該成像用光學透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：0.25<ImgH/f<0.55。
  8. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該第三透鏡和該第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，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：1.20<T34/BL<2.5。
  9. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該第五透鏡物側表面於近光軸處為凸面。
  10. 如請求項9所述之成像用光學透鏡組，其中該第五透鏡像側表面於近光軸處為凸面。
  11. 如請求項9所述之成像用光學透鏡組，其中該第四透鏡物側表面的曲率半徑為R7，該第四透鏡像側表面的曲率半徑為R8，其滿足下列條件：-1.0<R7/R8<0。
  12. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該成像用光學透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：0.75<TL/f<1.10。
  13. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該成像用光學透鏡組的焦距為f，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，其滿足下列條件：-4.0<(f/f2)+(f/f3)+(f/f4)<-2.0。
  14. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該第一透鏡和該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡和該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，其滿足下列條件：0<T23/T12<1.75。
  15. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該第三透鏡物側表面於離軸處具有至少一凹面，且該第三透鏡像側表面於離軸處具有至少一凹面。
  16. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該第四透鏡的色散係數為V4，該第五透鏡的色散係數為V5，其滿足下列條件： 1.8<V4/V5<3.5。
  17. 如請求項1所述之成像用光學透鏡組，其中該成像用光學透鏡組的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，其滿足下列條件：-1.2<f/f3≦0。
  18. 一種取像裝置，包含：如請求項1所述之成像用光學透鏡組；以及一電子感光元件，其中該電子感光元件設置於該成像用光學透鏡組的一成像面上。
  19. 一種電子裝置，包含：如請求項18所述之取像裝置。
  20. 一種成像用光學透鏡組，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面於近光軸處為凸面；一第二透鏡，具有負屈折力，其物側表面於近光軸處為凹面；一第三透鏡，其物側表面與像側表面皆為非球面；一第四透鏡，具有負屈折力，其物側表面於近光軸處為凹面，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；以及一第五透鏡，具有正屈折力，其物側表面與像側表面皆為非球面；其中，該成像用光學透鏡組的透鏡總數為五片，該成像用光學透鏡組的焦距為f，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，該成像用光學透鏡組的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件： (R3+R4)/(R3-R4)<0.50；以及0.25<ImgH/f<0.55。
  21. 如請求項20所述之成像用光學透鏡組，其中該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該成像用光學透鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：0.75<TL/f<1.10。
  22. 如請求項20所述之成像用光學透鏡組，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，該第五透鏡的色散係數為V5，其滿足下列條件：0.45<(V2+V3+V5)/(V1+V4)<0.75。
  23. 如請求項20所述之成像用光學透鏡組，其中該第一透鏡和該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡和該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，該第三透鏡和該第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，該第四透鏡和該第五透鏡於光軸上的間隔距離為T45，其滿足下列條件：1.0<T34/(T12+T23+T45)<4.0。
  24. 如請求項20所述之成像用光學透鏡組，其中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，其滿足下列條件：(R3+R4)/(R3-R4)<0。
  25. 如請求項20所述之成像用光學透鏡組，其中該第一透鏡和該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第二透鏡和該第三透鏡於光軸上的間隔距離為T23，其滿足下列條件：0<T23/T12<1.75。
  26. 一種取像裝置，包含：如請求項20所述之成像用光學透鏡組；以及一電子感光元件，其中該電子感光元件設置於該成像用光學透鏡組的一成像面上。
  27. 一種電子裝置，包含：如請求項26所述之取像裝置。
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