TWI815418B - 光學影像擷取鏡片組、取像裝置及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種光學影像擷取鏡片組,具有調焦功能。光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含轉折群及透鏡群。轉折群包含稜鏡,且稜鏡物側表面為凸面。稜鏡包含反射面,且反射面用於將通過稜鏡物側表面的成像光線反射至稜鏡像側表面。透鏡群包含沿光路排列的至少三片透鏡,且至少三片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。透鏡群包含移動群,且移動群在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。當滿足特定條件時,光學影像擷取鏡片組能同時滿足微型化和高成像品質的需求。

Description

光學影像擷取鏡片組、取像裝置及電子裝置
本發明係關於一種光學影像擷取鏡片組、取像裝置及電子裝置,特別是一種適用於電子裝置的光學影像擷取鏡片組及取像裝置。
隨著半導體製程技術更加精進,使得電子感光元件性能有所提升,畫素可達到更微小的尺寸,因此,具備高成像品質的光學鏡頭儼然成為不可或缺的一環。
而隨著科技日新月異,配備光學鏡頭的電子裝置的應用範圍更加廣泛,對於光學鏡頭的要求也是更加多樣化。由於往昔之光學鏡頭較不易在成像品質、敏感度、光圈大小、體積或視角等需求間取得平衡,故本發明提供了一種光學鏡頭以符合需求。
本發明提供一種光學影像擷取鏡片組、取像裝置以及電子裝置。其中,光學影像擷取鏡片組具有調焦功能,且光學影像擷取鏡片組沿著光路由物側至像側依序包含轉折群以及透鏡群。當滿足特定條件時,本發明提供的光學影像擷取鏡片組能同時滿足微型化和高成像品質的需求。
本發明提供一種光學影像擷取鏡片組,具有調焦功能。光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含一轉折群以及一透鏡群。轉折群包含一稜鏡,稜鏡具有正屈折力,且稜鏡物側表面為凸面。稜鏡包含一反射面,且反射面用於將通過稜鏡物側表面的一成像光線反射至稜鏡像側表面。透鏡群包含沿光路排列的至少三片透鏡,且至少三片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。透鏡群包含一移動群,且移動群在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TLi,光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TLm,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群的焦距為fGM,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面至轉折群最像側表面於光軸上的距離為DGR,光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中移動群與成像面於光軸上距離的變化量為dTGM,其滿足下列條件:
|TLi-TLm|/TLi < 3.0E-3;以及
1.0 < fGM×DGR/(fGR×dTGM) < 30。
本發明另提供一種光學影像擷取鏡片組,具有調焦功能。光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含一轉折群以及一透鏡群。轉折群包含一稜鏡,稜鏡具有正屈折力,且稜鏡物側表面為凸面。稜鏡包含一反射面,且反射面用於將通過稜鏡物側表面的一成像光線反射至稜鏡像側表面。透鏡群包含沿光路排列的至少三片透鏡,且至少三片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。透鏡群包含一移動群,且移動群在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動,其中移動群與光學影像擷取鏡片組的成像面之間無其他內插的透鏡。光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TLi,光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TLm,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面至轉折群最像側表面於光軸上的距離為DGR,其滿足下列條件:
|TLi-TLm|/TLi < 3.0E-3;以及
0 < fGR/DGR < 65.0。
本發明再提供一種光學影像擷取鏡片組,具有調焦功能。光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含一轉折群以及一透鏡群。轉折群包含一稜鏡,稜鏡物側表面為凸面,且稜鏡於其光學有效區的範圍內為單一材質。稜鏡包含一反射面,且反射面用於將通過稜鏡物側表面的一成像光線反射至稜鏡像側表面。透鏡群包含沿光路排列的至少三片透鏡,且至少三片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。透鏡群包含一移動群,且移動群在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TLi,光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TLm,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群的焦距為fGM,光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中移動群與成像面於光軸上距離的變化量為dTGM,其滿足下列條件:
|TLi-TLm|/TLi < 3.0E-3;以及
1.00 < fGM/dTGM。
本發明提供一種取像裝置,其包含前述的光學影像擷取鏡片組以及一電子感光元件,其中電子感光元件設置於光學影像擷取鏡片組的成像面上。
本發明提供一種電子裝置,其包含至少兩個取像裝置,且所述至少兩個取像裝置皆位於電子裝置的同一側。所述至少兩個取像裝置包含一第一取像裝置以及一第二取像裝置。第一取像裝置包含前述的光學影像擷取鏡片組以及一電子感光元件,其中電子感光元件設置於光學影像擷取鏡片組的成像面上。第二取像裝置包含一光學鏡組以及一電子感光元件,其中電子感光元件設置於光學鏡組的成像面上。第二取像裝置中最大視角的一半為30度至60度。
當|TLi-TLm|/TLi滿足上述條件時,可調整光學影像擷取鏡片組的元件配置,有助於壓縮體積與提升成像品質。
當fGM×DGR/(fGR×dTGM)滿足上述條件時,可使轉折群與移動群相互配合以在調焦過程中提供穩定的影像品質。
當fGR/DGR滿足上述條件時,可調整轉折群的配置,使光學影像擷取鏡片組具有長焦的特性,並有助於壓縮體積。
當fGM/dTGM滿足上述條件時,可調整移動群的作動方式,以在調焦過程中提供穩定的影像品質。
光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含一轉折群以及一透鏡群。藉此,可調整空間配置,減少機構上的限制以提升影像品質。
轉折群包含一稜鏡,稜鏡包含一反射面,且反射面用於將通過稜鏡物側表面的成像光線反射至稜鏡像側表面;藉此,採用稜鏡做為轉折元件有助於降低光學影像擷取鏡片組的組裝難度。稜鏡物側表面為凸面;藉此,可調整光線進入光學影像擷取鏡片組的方向,有助於增大光圈與提升影像品質。稜鏡可具有正屈折力;藉此,有助於壓縮光學影像擷取鏡片組的體積與提升影像品質。稜鏡於其光學有效區的範圍內可為單一材質;藉此,可簡化製造流程,有助於提升製造速率。稜鏡可為塑膠材質;藉此,有助於提升製造速率,並有助於降低具有曲面的稜鏡的製造難度。其中,稜鏡的阿貝數為Vp,稜鏡的折射率為Np,其可滿足下列條件:30.0 < Vp/Np < 40.0;藉此,可調整稜鏡的材質以提升成形良率。其中,亦可滿足下列條件:35.0 < Vp/Np < 38.0。
透鏡群包含沿光路排列的至少三片透鏡,且各個透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面;藉此,可提供足夠的透鏡變化以提升影像品質。其中,透鏡群亦可包含沿光路排列的至少四片透鏡。透鏡群包含一移動群,且移動群在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動;藉此,有助於縮減機構體積。移動群與光學影像擷取鏡片組的成像面之間可無其他內插的透鏡;藉此,可簡化機構的複雜度。移動群中的透鏡在調焦過程中彼此之間可無相對移動;藉此,可簡化機構的複雜度。透鏡群中可有至少一片透鏡為塑膠材質;藉此,可提升量產能力並減少重量。其中,透鏡群中亦可有至少兩片透鏡為塑膠材質。其中,透鏡群中亦可有至少三片透鏡為塑膠材質。透鏡群中可有至少一片透鏡其物側表面與像側表面中至少一表面具有至少一反曲點;藉此,可增加透鏡面形的變化以壓縮光學影像擷取鏡片組的體積與提升影像品質。其中,透鏡群中亦可有至少兩片透鏡各自的物側表面與像側表面中至少一表面具有至少一反曲點。其中,透鏡群中亦可有至少三片透鏡各自的物側表面與像側表面中至少一表面具有至少一反曲點。透鏡群除了移動群外可包含其它透鏡;藉此,可使移動群的移動空間較足夠,並有助於縮減稜鏡的尺寸。移動群中的透鏡總數可為一片;藉此,移動群的屈折力與移動方式較不受限,有助於提升影像品質。移動群可具有正屈折力;藉此,有助於縮減機構體積。請參照圖28,係繪示有依照本發明第一實施例中各透鏡的反曲點P的示意圖。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組具有調焦功能,也就是說光學影像擷取鏡片組的焦距是可調整的,並透過調整焦距以對應不同物距,進而可擴增應用範圍。請參照圖1、圖2及圖3,係分別繪示有依照本發明第一實施例的取像裝置中光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時、聚焦於物距為1公尺時和聚焦於物距為0.5公尺時的示意圖。以下說明中所述遠距可指物距為無限遠,且所述近距可指物距為1公尺,但本發明不以前述物距為限。其中,當物距遠大於光學影像擷取鏡片組的焦距且同一視場的入射光趨近於平行光時,物距可視為無窮遠。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組可具有光學防手震功能,其部份元件可由驅動裝置驅動,即時補償畫面傾斜,以擴增應用範圍。其中,移動群可由驅動裝置驅動而具有傾斜或具有垂直於光軸方向的移動,藉以能減少可動元件,有助於提升良率。其中,電子感光元件亦可由驅動裝置驅動而具有傾斜或具有垂直於光軸方向的移動,藉以可降低調焦與補償時動作的複雜度,有助於簡化機構的複雜度與提升影像品質。其中,稜鏡亦可由驅動裝置驅動而具有傾斜,藉以提升稜鏡的可調整程度,有助於提升光學防手震效果。本發明不以上述所揭露的驅動方式為限。
光學影像擷取鏡片組中至少一元件可具有非圓形的光學有效區。藉此,有助於壓縮體積而能配合更廣泛的應用。
透鏡群最物側透鏡(即透鏡群中由物側數來的第一片透鏡)可具有正屈折力;藉此,可調整光學影像擷取鏡片組的屈折力配置,有助於壓縮體積。透鏡群最物側透鏡其物側表面於近光軸處可為凸面;藉此,可調整光線的行進方向,有助於壓縮透鏡群的外徑。請參照圖27,係繪示有依照本發明第一實施例中透鏡群GL最物側透鏡Lf1及其物側表面Lf1f的示意圖。
透鏡群中由物側數來的第二片透鏡可具有負屈折力。藉此,可與最物側透鏡配合以修正球差等像差。請參照圖27,係繪示有依照本發明第一實施例中透鏡群GL由物側數來的第二片透鏡Lf2的示意圖。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TLi,光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TLm,其滿足下列條件:|TLi-TLm|/TLi < 3.0E-3。藉此,可調整光學影像擷取鏡片組的元件配置,有助於壓縮體積與提升成像品質。其中,亦可滿足下列條件:|TLi-TLm|/TLi < 1.0E-3。其中,亦可滿足下列條件:|TLi-TLm|/TLi < 3.0E-4。其中,亦可滿足下列條件:|TLi-TLm|/TLi < 1.0E-4。請參照圖27及圖28,其中圖27繪示有依照本發明第一實施例中參數T1i、T3i且取像裝置聚焦於遠距時的示意圖,且圖28繪示有依照本發明第一實施例中參數T1m、T3m且取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖。如圖27所示,在取像裝置聚焦於遠距時,稜鏡物側表面GRf至反射面RS於光軸上的距離為T1i,且反射面RS至成像面IMG於光軸上的距離為T3i,其中前述參數TLi為T1i與T3i之和(即TLi = T1i+T3i)。如圖28所示,在取像裝置聚焦於近距時,稜鏡物側表面GRf至反射面RS於光軸上的距離為T1m,且反射面RS至成像面IMG於光軸上的距離為T3m,其中前述參數TLm為T1m與T3m之和(即TLm = T1m+T3m)。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群的焦距為fGM,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面至轉折群最像側表面於光軸上的距離為DGR,光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中移動群與成像面於光軸上距離的變化量為dTGM,其可滿足下列條件:1.0 < fGM×DGR/(fGR×dTGM) < 30。藉此,可使轉折群與移動群相互配合以在調焦過程中提供穩定的影像品質。其中,亦可滿足下列條件:2.0 < fGM×DGR/(fGR×dTGM) < 27。其中,亦可滿足下列條件:4.0 < fGM×DGR/(fGR×dTGM) < 25。請參照圖27及圖28,其中圖27繪示有依照本發明第一實施例中參數T1i、T2i且取像裝置聚焦於遠距時的示意圖,且圖28繪示有依照本發明第一實施例中參數dTGM且取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖。如圖27所示,在取像裝置聚焦於遠距時,稜鏡物側表面GRf至反射面RS於光軸上的距離為T1i,且反射面RS至稜鏡像側表面GRr於光軸上的距離為T2i,其中前述參數DGR為T1i與T2i之和(即DGR = T1i+T2i)。如圖28所示,光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中,移動群GM沿平行於光軸的方向朝物側移動(即圖28中由虛線所繪之移動群GM的位置移動至實線所繪之移動群GM的位置),而移動群GM與成像面IMG於光軸上距離的變化量即為dTGM,且圖28中dTGM為正。所述移動群的焦距係指移動群中所有透鏡的綜合焦距。所述最物側係指沿光軸方向最靠近被攝物,且所述最像側係指沿光軸方向最靠近成像面。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面至轉折群最像側表面於光軸上的距離為DGR,其可滿足下列條件:0 < fGR/DGR < 65.0。藉此,可調整轉折群的配置,使光學影像擷取鏡片組具有長焦的特性,並有助於壓縮體積。其中,亦可滿足下列條件:1.00 < fGR/DGR < 30.0。其中,亦可滿足下列條件:1.50 < fGR/DGR < 18.0。其中,亦可滿足下列條件:2.00 < fGR/DGR < 6.50。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群的焦距為fGM,光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中移動群與成像面於光軸上距離的變化量為dTGM,其可滿足下列條件:1.00 < fGM/dTGM。藉此,可調整移動群的作動方式,以在調焦過程中提供穩定的影像品質。其中,亦可滿足下列條件:5.00 < fGM/dTGM < 500。其中,亦可滿足下列條件:10.0 < fGM/dTGM < 250。其中,亦可滿足下列條件:15.0 < fGM/dTGM < 150。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時的焦距為fm,其可滿足下列條件:1.0E-3 < (fi-fm)/fi < 1.0E-1。藉此,有助於平衡光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距與近距時的影像品質。其中,亦可滿足下列條件:2.0E-3 < (fi-fm)/fi < 5.0E-2。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群最物側表面至透鏡群最像側表面於光軸上的距離為DGL,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群最物側表面至移動群最像側表面於光軸上的距離為DGM,其可滿足下列條件:1.0 ≤ DGL/DGM < 20。藉此,可調整移動群於透鏡群中的配置,有助於在體積與調焦過程中的影像品質間取得平衡。其中,亦可滿足下列條件:2.0 < DGL/DGM < 10。請參照圖27,其繪示有依照本發明第一實施例中參數DGL、DGM且取像裝置聚焦於遠距時的示意圖,其中透鏡群最物側表面Lf1f至透鏡群最像側表面Lr1r於光軸上的距離為DGL,且移動群最物側表面GMf至移動群最像側表面Lr1r於光軸上的距離為DGM。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TLi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,其可滿足下列條件:0.60 < TLi/fi < 2.0。藉此,可在景深、視角與總長間取得平衡。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TLi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的最大成像高度為ImgHi(其可為電子感光元件之有效感測區域對角線總長的一半),其可滿足下列條件:4.0 < TLi/ImgHi < 10。藉此,可調整光學影像擷取鏡片組的體積配置,有助於調整視角與成像面大小。
轉折群最物側表面於近光軸處的曲率半徑為RGRf,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群的焦距為fGR,其可滿足下列條件:0.35 < RGRf/fGR < 2.0。藉此,可調整轉折群的配置以修正像差。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群的焦距為fGR,透鏡群最物側透鏡的焦距為ff1,其可滿足下列條件:1.8 < fGR/ff1 < 10。藉此,可使轉折群與透鏡群相互配合,有助於壓縮體積與修正像差。其中,亦可滿足下列條件:2.2 < fGR/ff1 < 7.5。
稜鏡的折射率為Np,透鏡群最物側透鏡的折射率為Nf1,其可滿足下列條件:|(Np-Nf1)/(Nf1-1.5)| < 1.2。藉此,可調整光學影像擷取鏡片組的材質分布,有助於壓縮體積與提升影像品質。其中,亦可滿足下列條件:|(Np-Nf1)/(Nf1-1.5)| < 0.65。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群的焦距為fGM,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群最物側表面至移動群最像側表面於光軸上的距離為DGM,其可滿足下列條件:1.5 < |fGM/DGM| < 30。藉此,可調整移動群的配置,以減少移動群在調焦過程中的行程。其中,亦可滿足下列條件:2.0 < |fGM/DGM| < 20。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群的焦距為fGR,其可滿足下列條件:0.75 < fGR/fi < 6.5。藉此,可調整轉折群的屈折力,有助於壓縮轉折群體積並減少球差等像差。其中,亦可滿足下列條件:1.0 < fGR/fi < 3.5。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群的焦距為fGL,其可滿足下列條件:0.50 < fi/fGR+fi/fGL < 1.4。藉此,可調整屈折力配置,有助於降低敏感度與形成長焦的配置。所述透鏡群的焦距係指透鏡群中所有透鏡的綜合焦距。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群最物側透鏡其物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為Yf1f,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群最像側透鏡其像側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為Yr1r,其可滿足下列條件:0.50 < Yf1f/Yr1r < 2.0。藉此,可調整光線的行進方向,有助於壓縮光學影像擷取鏡片組外徑並形成長焦的配置。其中,亦可滿足下列條件:0.60 < Yf1f/Yr1r < 1.6。請參照圖27,係繪示有依照本發明第一實施例中參數Yf1f、Yr1r、最物側透鏡Lf1及其物側表面Lf1f、最像側透鏡Lr1及其像側表面Lr1r且取像裝置聚焦於遠距時的示意圖。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為YGRf,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群最物側透鏡其物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為Yf1f,其可滿足下列條件:0.70 < YGRf/Yf1f < 2.0。藉此,可使轉折群與透鏡群相互配合,有助於增大光圈。其中,亦可滿足下列條件:0.90 < YGRf/Yf1f < 1.8。請參照圖27,係繪示有依照本發明第一實施例中參數YGRf且取像裝置聚焦於遠距時的示意圖。
透鏡群最物側透鏡其物側表面於近光軸處的曲率半徑為Rf1f,透鏡群最物側透鏡的焦距為ff1,其可滿足下列條件:0.30 < Rf1f/ff1 < 1.2。藉此,可調整最物側透鏡的面形與屈折力,有助於壓縮體積與修正像差。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時其最大視角的一半為HFOVi,其可滿足下列條件:3.0度 < HFOVi < 20.0度。藉此,可調整光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的視角,以配合應用與提供望遠特性。其中,亦可滿足下列條件:5.0度 < HFOVi < 15.0度。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為YGRf,其可滿足下列條件:3.0 < fi/YGRf < 8.0。藉此,可調整光學影像擷取鏡片組的配置,有助於增大光圈。其中,亦可滿足下列條件:3.5 < f/YGRf < 7.0。
透鏡群所有透鏡中的阿貝數最小值為Vmin,透鏡群所有透鏡中的折射率最大值為Nmax,其可滿足下列條件:5.50 < Vmin/Nmax < 12.0。藉此,可調整光學影像擷取鏡片組中透鏡的材質分布以壓縮體積與修正像差。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面至轉折群最像側表面於光軸上的距離為DGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群最物側表面至透鏡群最像側表面於光軸上的距離為DGL,其可滿足下列條件:0.30 < DGR/DGL < 2.0。藉此,可使轉折群與透鏡群相互配合,有助於壓縮轉折群與透鏡群的體積。其中,亦可滿足下列條件:0.50 < DGR/DGL < 1.4。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群的焦距為fGM,其滿足下列條件:0.20 < |fi/fGM| < 3.5。藉此,可調整移動群的屈折力,以減少移動群的作動與平衡調焦過程中的影像品質。其中,亦可滿足下列條件:0.30 < |fi/fGM| < 2.5。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為YGRf,其可滿足下列條件:4.0 < fGR/YGRf < 30。藉此,可調整轉折群的配置,有助於壓縮體積與增大光圈。其中,亦可滿足下列條件:7.0 < fGR/YGRf < 20。
透鏡群最物側透鏡的焦距為ff1,透鏡群中由物側數來的第二片透鏡的焦距為ff2,其可滿足下列條件:-10 < ff2/ff1 < -0.70。藉此,可調整透鏡群中的屈折力配置以修正像差。請參照圖27,係繪示有依照本發明第一實施例中透鏡群GL最物側透鏡Lf1及由物側數來的第二片透鏡Lf2的示意圖。
上述本發明光學影像擷取鏡片組中的各技術特徵皆可組合配置,而達到對應之功效。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,透鏡的材質可為玻璃或塑膠。若透鏡的材質為玻璃,則可增加光學影像擷取鏡片組屈折力配置的自由度,並降低外在環境溫度變化對成像的影響,而玻璃透鏡可使用研磨或模造等技術製作而成。若透鏡材質為塑膠,則可以有效降低生產成本。此外,可於鏡面上設置球面(SPH)或非球面(ASP),其中球面透鏡可減低製造難度,而若於鏡面上設置非球面,則可藉此獲得較多的控制變數,用以消減像差、縮減透鏡數目,並可有效降低本發明光學影像擷取鏡片組的總長。進一步地,非球面可以塑膠射出成型或模造玻璃透鏡等方式製作而成。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,若透鏡表面為非球面,則表示該透鏡表面光學有效區全部或其中一部分為非球面。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組的參數與狀態,若無特別說明,則可指光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的計算結果,所述遠距可指應用範圍的最遠物距。而若說明光學影像擷取鏡片組係聚焦於近距時,則光學影像擷取鏡片組的參數與狀態可指以物距為1公尺的計算結果。而在以下實施例中所指遠距係以物距為無限遠的計算結果。另外,在以下實施例中所指近距係以物距為1公尺的計算結果。但本發明不以前述物距為限,在本發明各實施例中的光學影像擷取鏡片組係可依實際使用需求調整以對焦於不同物距之被攝物。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,可選擇性地在任一(以上)透鏡材料中加入添加物,產生光吸收或光干涉效果,以改變透鏡對於特定波段光線的穿透率,進而減少雜散光與色偏。例如:添加物可具備濾除系統中600奈米至800奈米波段光線的功能,以助於減少多餘的紅光或紅外光;或可濾除350奈米至450奈米波段光線,以減少多餘的藍光或紫外光,因此,添加物可避免特定波段光線對成像造成干擾。此外,添加物可均勻混和於塑料中,並以射出成型技術製作成透鏡。此外,添加物亦可配置於透鏡表面上的鍍膜,以提供上述功效。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,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,則表示該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。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,所述透鏡表面的反曲點(Inflection Point),係指透鏡表面曲率正負變化的交界點。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,光學影像擷取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。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,於成像光路上最靠近成像面的透鏡與成像面之間可選擇性配置一片以上的成像修正元件(平場元件等),以達到修正影像的效果(像彎曲等)。該成像修正元件的光學性質,比如曲率、厚度、折射率、位置、面型(凸面或凹面、球面或非球面、繞射表面及菲涅爾表面等)可配合取像裝置需求而做調整。一般而言,較佳的成像修正元件配置為將具有朝往物側方向為凹面的薄型平凹元件設置於靠近成像面處。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,亦可於成像光路上在被攝物至成像面間選擇性設置至少一具有轉折光路功能的元件,如稜鏡或反射鏡等,以提供光學影像擷取鏡片組較高彈性的空間配置,使電子裝置的輕薄化不受制於光學影像擷取鏡片組之光學總長度。進一步說明,請參照圖29及圖30,其中圖29係繪示依照本發明的光路轉折元件在光學影像擷取鏡片組中的一種配置關係示意圖,且圖30係繪示依照本發明的光路轉折元件在光學影像擷取鏡片組中的另一種配置關係示意圖。如圖29及圖30所示,光學影像擷取鏡片組可沿光路由被攝物(未繪示)至成像面IM,依序具有第一光軸OA1、光路轉折元件LF與第二光軸OA2,其中光路轉折元件LF可以如圖29所示係設置於被攝物與光學影像擷取鏡片組的透鏡群LG之間,或者如圖30所示係設置於光學影像擷取鏡片組的透鏡群LG與成像面IM之間。此外,請參照圖31,係繪示依照本發明的二個光路轉折元件在光學影像擷取鏡片組中的一種配置關係示意圖,如圖31所示,光學影像擷取鏡片組亦可沿光路由被攝物(未繪示)至成像面IM,依序具有第一光軸OA1、第一光路轉折元件LF1、第二光軸OA2、第二光路轉折元件LF2與第三光軸OA3,其中第一光路轉折元件LF1係設置於被攝物與光學影像擷取鏡片組的透鏡群LG之間,且第二光路轉折元件LF2係設置於光學影像擷取鏡片組的透鏡群LG與成像面IM之間。光學影像擷取鏡片組亦可選擇性配置三個以上的光路轉折元件,本發明不以圖式所揭露之光路轉折元件的種類、數量與位置為限。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,可設置有至少一光闌,其可位於第一透鏡之前、各透鏡之間或最後一透鏡之後,該光闌的種類如耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等,可用以減少雜散光,有助於提升影像品質。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,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,係有助於擴大光學影像擷取鏡片組的視場角。
本發明可適當設置一可變孔徑元件,該可變孔徑元件可為機械構件或光線調控元件,其可以電或電訊號控制孔徑的尺寸與形狀。該機械構件可包含葉片組、屏蔽板等可動件;該光線調控元件可包含濾光元件、電致變色材料、液晶層等遮蔽材料。該可變孔徑元件可藉由控制影像的進光量或曝光時間,強化影像調節的能力。此外,該可變孔徑元件亦可為本發明之光圈,可藉由改變光圈值以調節影像品質,如景深或曝光速度等。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,所述物側和像側係依照光軸方向而定,並且,所述於光軸上的數據係沿光軸計算,且若光軸經由光路轉折元件轉折時,所述於光軸上的數據亦沿光軸計算。舉例來說,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面至轉折群最像側表面於光軸上的距離DGR為圖27中的T1i與T2i之和(即DGR = T1i+T2i),其係沿光軸計算。類似的數據還例如包括參數TLi(光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離)和TLm(光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離)。
本發明所揭露的光學影像擷取鏡片組中,可依實際需求調整轉折群、透鏡群與移動群間的相對配置,不以圖式與說明書所揭露之配置為限。舉例來說,請參照圖32至圖34,其中圖32繪示依照本發明一實施態樣的光學影像擷取鏡片組中的轉折群、透鏡群與移動群間的配置關係示意圖,圖33繪示依照本發明另一實施態樣的光學影像擷取鏡片組中的轉折群、透鏡群與移動群間的配置關係示意圖,且圖34繪示依照本發明另一實施態樣的光學影像擷取鏡片組中的轉折群、透鏡群與移動群間的配置關係示意圖。如圖32所示,光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含轉折群GR以及透鏡群GL,其中透鏡群GL包含移動群GM,移動群GM包含第五透鏡E5,且移動群GM在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。如圖33所示,光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含轉折群GR以及透鏡群GL,其中透鏡群GL包含移動群GM,移動群GM包含第一透鏡E1與第二透鏡E2,且移動群GM在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。如圖34所示,光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含轉折群GR以及透鏡群GL,其中透鏡群GL包含移動群GM,移動群GM包含第一透鏡E1、第二透鏡E2、第三透鏡E3與第四透鏡E4,且移動群GM在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。
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至圖6,其中圖1繪示依照本發明第一實施例的取像裝置聚焦於遠距時的示意圖,圖2繪示依照本發明第一實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖,圖3繪示依照本發明第一實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的示意圖,圖4由左至右依序為第一實施例的取像裝置聚焦於遠距時的球差、像散以及畸變曲線圖,圖5由左至右依序為第一實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖,且圖6由左至右依序為第一實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖1至圖3可知,取像裝置1包含光學影像擷取鏡片組(未另標號)與電子感光元件IS。光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、稜鏡E7、光闌S1、第一透鏡E1、第二透鏡E2、第三透鏡E3、第四透鏡E4、第五透鏡E5、濾光元件(Filter)E8與成像面IMG。光學影像擷取鏡片組包含轉折群GR以及透鏡群GL,其中轉折群GR包含稜鏡E7,且透鏡群GL包含第一透鏡E1、第二透鏡E2、第三透鏡E3、第四透鏡E4和第五透鏡E5。其中,透鏡群GL包含移動群GM,且移動群GM在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。在本實施例中,移動群GM中的透鏡總數為一片,其為第五透鏡E5,且移動群GM具有正屈折力。其中,電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學影像擷取鏡片組包含五片透鏡(E1、E2、E3、E4、E5),各透鏡之間無其他內插的透鏡,且移動群GM與成像面IMG之間亦無其他內插的透鏡。
光學影像擷取鏡片組在調焦過程中,藉由移動群GM沿平行於光軸方向的移動以調整光學影像擷取鏡片組的焦距。如圖1至圖3可知,移動群GM(第五透鏡E5)在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。舉例來說,光學影像擷取鏡片組由聚焦於遠距(物距為無限遠)調整為聚焦於近距(物距為1公尺)時,移動群GM沿平行於光軸的方向朝物側移動。此外,光學影像擷取鏡片組由聚焦於物距為1公尺調整為聚焦於物距為0.5公尺時,移動群GM沿平行於光軸的方向更進一步地朝物側移動。
稜鏡E7具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面為平面,且其物側表面為非球面。稜鏡E7包含一反射面RS,用於將通過稜鏡E7物側表面的成像光線反射至稜鏡E7像側表面。
第一透鏡E1具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面具有至少一反曲點。
第二透鏡E2具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面具有至少一反曲點。
第三透鏡E3具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,其物側表面具有至少一反曲點,且其像側表面具有至少一反曲點。
第四透鏡E4具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,其物側表面具有至少一反曲點,且其像側表面具有至少一反曲點。
第五透鏡E5具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面具有至少一反曲點。
濾光元件E8的材質為玻璃,其設置於第五透鏡E5及成像面IMG之間,並不影響光學影像擷取鏡片組的焦距。
上述各透鏡的非球面的曲線方程式表示如下:
X:非球面與光軸的交點至非球面上距離光軸為Y的點平行於光軸的位移;
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。
第一實施例的光學影像擷取鏡片組中,光學影像擷取鏡片組的焦距為f,光學影像擷取鏡片組的光圈值(F-number)為Fno,光學影像擷取鏡片組中最大視角的一半為HFOV,被攝物與光圈ST於光軸上的距離為D0,第四透鏡E4與第五透鏡E5於光軸上的距離為D12,且第五透鏡E5與濾光元件E8於光軸上的距離為D14。根據對焦條件的不同,上述部份光學參數的數值亦有所不同,其中,本實施例的光學影像擷取鏡片組依對焦條件的不同(物距的不同)揭露其中三種態樣。光學影像擷取鏡片組的第一態樣為被攝物位於無限遠之對焦條件的態樣,光學影像擷取鏡片組的第二態樣為被攝物位於1公尺之對焦條件的態樣,且光學影像擷取鏡片組的第三態樣為被攝物位於0.5公尺之對焦條件的態樣。
在第一態樣時:f = 14.87公釐(mm),Fno = 2.86,HFOV = 9.1度(deg.),D0 = ∞ (無限大),D12 = 1.739公釐,D14 = 0.213公釐。
在第二態樣時:f = 14.48公釐,Fno = 2.82,HFOV = 9.2度,D0 = 1000.000公釐,D12 = 1.345公釐,D14 = 0.607公釐。
在第三態樣時:f = 14.15公釐,Fno = 2.80,HFOV = 9.3度,D0 = 500.000公釐,D12 = 0.993公釐,D14 = 0.959公釐。
從上述三種態樣的數據及圖1和圖2可知,以對焦條件從第一態樣變為第二態樣為例,第五透鏡E5與濾光元件E8於光軸上的距離從第一態樣的0.213公釐增加為第二態樣的0.607公釐,亦即在調焦過程中當物距漸短時,移動群GM係沿光軸向物側移動。
本實施例揭露光學影像擷取鏡片組聚焦於物距為無限遠、1公尺和0.5公尺之被攝物的態樣作為示例性說明,但本發明不以此為限,光學影像擷取鏡片組係可依實際使用需求調整以對焦於不同物距之被攝物。若無特別說明,則本實施例以下所述遠距係指物距為無限遠,且所述近距係指物距為1公尺。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,其滿足下列條件:fi = 14.87公釐。
光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時的焦距為fm,其滿足下列條件:fm = 14.48公釐。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群GL的焦距為fGL,其滿足下列條件:fGL = 24.89公釐。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群GM的焦距為fGM,其滿足下列條件:fGM = 10.18公釐。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR的焦距為fGR,其滿足下列條件:fGR = 30.38公釐。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時其最大視角的一半為HFOVi,其滿足下列條件:HFOVi = 9.1度。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群GL最物側表面至透鏡群GL最像側表面於光軸上的距離為DGL,其滿足下列條件:DGL = 8.321公釐。在本實施例中,所述透鏡群GL最物側表面係指第一透鏡E1物側表面,且所述透鏡群GL最像側表面係指第五透鏡E5像側表面。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群GM最物側表面至移動群GM最像側表面於光軸上的距離為DGM,其滿足下列條件:DGM = 1.048公釐。在本實施例中,所述移動群GM最物側表面係指第五透鏡E5物側表面,且所述移動群GM最像側表面係指第五透鏡E5像側表面。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR最物側表面至轉折群GR最像側表面於光軸上的距離為DGR,其滿足下列條件:DGR = 6.050公釐。
光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中移動群GM與成像面IMG於光軸上距離的變化量為dTGM,其滿足下列條件:dTGM = 0.394公釐。
稜鏡E7的折射率為Np,透鏡群GL最物側透鏡的折射率為Nf1,其滿足下列條件:|(Np-Nf1)/(Nf1-1.5)| = 0.25。在本實施例中,所述透鏡群GL最物側透鏡係為第一透鏡E1。
透鏡群GL所有透鏡中的阿貝數最小值為Vmin,透鏡群GL所有透鏡中的折射率最大值為Nmax,其滿足下列條件:Vmin/Nmax = 10.90。在本實施例中,第四透鏡E4的阿貝數和第五透鏡E5的阿貝數相同且皆小於其餘透鏡各自的阿貝數,故Vmin等於第四透鏡E4的阿貝數和第五透鏡E5的阿貝數。此外,第四透鏡E4的折射率和第五透鏡E5的折射率相同且皆大於其餘透鏡各自的折射率,故Nmax等於第四透鏡E4的折射率和第五透鏡E5的折射率。
稜鏡E7的阿貝數為Vp,稜鏡E7的折射率為Np,其滿足下列條件:Vp/Np = 36.46。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡E7物側表面至成像面IMG於光軸上的距離為TLi,光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時稜鏡E7物側表面至成像面IMG於光軸上的距離為TLm,其滿足下列條件:|TLi-TLm|/TLi = 0.00E+00。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群GL最物側表面至透鏡群GL最像側表面於光軸上的距離為DGL,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群GM最物側表面至移動群GM最像側表面於光軸上的距離為DGM,其滿足下列條件:DGL/DGM = 7.94。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR最物側表面至轉折群GR最像側表面於光軸上的距離為DGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群GL最物側表面至透鏡群GL最像側表面於光軸上的距離為DGL,其滿足下列條件:DGR/DGL = 0.73。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡E7物側表面至成像面IMG於光軸上的距離為TLi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,其滿足下列條件:TLi/fi = 1.21。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡E7物側表面至成像面IMG於光軸上的距離為TLi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的最大成像高度為ImgHi,其滿足下列條件:TLi/ImgHi = 7.50。
透鏡群GL最物側透鏡其物側表面於近光軸處的曲率半徑為Rf1f,透鏡群GL最物側透鏡的焦距為ff1,其滿足下列條件:Rf1f/ff1 = 0.66。
轉折群GR最物側表面於近光軸處的曲率半徑為RGRf,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR的焦距為fGR,其滿足下列條件:RGRf/fGR = 0.53。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時的焦距為fm,其滿足下列條件:(fi-fm)/fi = 2.64E-02。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群GM的焦距為fGM,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群GM最物側表面至移動群GM最像側表面於光軸上的距離為DGM,其滿足下列條件:|fGM/DGM| = 9.71。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群GM的焦距為fGM,其滿足下列條件:|fi/fGM| = 1.46。
透鏡群GL最物側透鏡的焦距為ff1,透鏡群GL中由物側數來的第二片透鏡的焦距為ff2,其滿足下列條件:ff2/ff1 = -1.21。在本實施例中,第一透鏡E1是透鏡群GL最物側透鏡,且第二透鏡E2是透鏡群GL中由物側數來的第二片透鏡。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群GM的焦距為fGM,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR最物側表面至轉折群GR最像側表面於光軸上的距離為DGR,光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中移動群GM與成像面IMG於光軸上距離的變化量為dTGM,其滿足下列條件:fGM×DGR/(fGR×dTGM) = 5.14。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群GM的焦距為fGM,光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中移動群GM與成像面IMG於光軸上距離的變化量為dTGM,其滿足下列條件:fGM/dTGM = 25.83。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR最物側表面至轉折群GR最像側表面於光軸上的距離為DGR,其滿足下列條件:fGR/DGR = 5.02。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR的焦距為fGR,透鏡群GL最物側透鏡的焦距為ff1,其滿足下列條件:fGR/ff1 = 5.47。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,其滿足下列條件:fGR/fi = 2.04。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR最物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為YGRf,其滿足下列條件:fGR/YGRf = 11.68。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR的焦距為fGR,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群GL的焦距為fGL,其滿足下列條件:fi/fGR+fi/fGL = 1.09。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR最物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為YGRf,其滿足下列條件:fi/YGRf = 5.72。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群GL最物側透鏡其物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為Yf1f,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群GL最像側透鏡其像側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為Yr1r,其滿足下列條件:Yf1f/Yr1r = 0.94。在本實施例中,所述透鏡群GL最物側透鏡係為第一透鏡E1,且所述透鏡群GL最像側透鏡係為第五透鏡E5。
光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群GR最物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為YGRf,光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群GL最物側透鏡其物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為Yf1f,其滿足下列條件:YGRf/Yf1f = 1.15。
請配合參照下列表一以及表二。
表一、第一實施例
表面   曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 D0
1 光圈 平面 -0.100
2 稜鏡 16.2186 (ASP) 6.050 塑膠 1.534 55.9 30.38
3   平面 1.255        
4 光闌 平面 -0.707      
5 第一透鏡 3.6907 (ASP) 1.538 塑膠 1.545 56.1 5.56
6 -14.3685 (ASP) 0.050      
7 第二透鏡 5.3864 (ASP) 0.320 塑膠 1.614 25.6 -6.72
8 2.2844 (ASP) 2.855      
9 第三透鏡 4.4870 (ASP) 0.320 塑膠 1.587 28.3 -6.88
10 2.0703 (ASP) 0.131      
11 第四透鏡 4.1231 (ASP) 0.320 塑膠 1.686 18.4 525.27
12 4.0391 (ASP) D12      
13 第五透鏡 86.6193 (ASP) 1.048 塑膠 1.686 18.4 10.18
14 -7.5565 (ASP) D14      
15 濾光元件 平面 0.210 玻璃 1.517 64.2 -
16 平面 2.665      
17 成像面 平面 -
參考波長(d-line)為587.6 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為2.250 mm
D0、D12、D14的數值會視對焦條件改變
表一為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17依序表示沿光軸由物側至像側的表面。
表二、非球面係數
表面 2 5 6 7 8 9
k = 0.00000E+00 -3.90782E-01 -2.81155E+00 -1.66303E+00 -7.24197E+00 3.87689E+00
A4 = -2.78784E-04 3.10232E-03 2.46743E-02 -4.68491E-02 -1.29337E-02 -1.06893E-01
A6 = 1.55322E-05 1.09616E-03 -1.97673E-02 1.42085E-02 6.46011E-03 2.22514E-02
A8 = -1.32222E-06 -1.64998E-03 9.16388E-03 -2.38762E-03 2.43400E-03 -5.60034E-03
A10 = 6.67618E-08 1.00836E-03 -2.55545E-03 6.71364E-04 -2.59435E-03 -2.40596E-03
A12 = - -3.69558E-04 3.90772E-04 -2.33430E-04 1.06795E-03 2.35546E-03
A14 = - 7.95577E-05 -3.04908E-05 3.17094E-05 -2.31734E-04 -1.02284E-03
A16 = - -9.49769E-06 9.70523E-07 7.66261E-07 2.13658E-05 1.73185E-04
A18 = - 4.74625E-07 - -2.85404E-07 - -
表面 10 11 12 13 14 -
k = -4.92008E-01 1.51965E+00 9.20507E-01 -9.90000E+01 -2.70315E+01 -
A4 = -1.54050E-01 -1.21009E-01 -8.88197E-02 -6.87129E-03 -1.36949E-02 -
A6 = 1.53617E-01 1.97447E-01 1.15944E-01 5.55157E-03 2.89673E-03 -
A8 = -1.83618E-01 -2.91492E-01 -1.83798E-01 -5.77426E-03 -8.27906E-04 -
A10 = 1.43051E-01 2.60294E-01 1.89780E-01 4.49524E-03 1.86337E-04 -
A12 = -7.08063E-02 -1.45993E-01 -1.27549E-01 -2.61070E-03 -4.86566E-05 -
A14 = 2.12180E-02 5.29262E-02 5.76961E-02 1.09082E-03 1.84089E-05 -
A16 = -3.50697E-03 -1.21268E-02 -1.73386E-02 -3.19573E-04 -6.17493E-06 -
A18 = 2.45320E-04 1.59923E-03 3.29555E-03 6.31741E-05 1.22462E-06 -
A20 = - -9.28197E-05 -3.57547E-04 -7.94500E-06 -1.25703E-07 -
A22 = - - 1.68681E-05 5.68876E-07 5.17756E-09 -
A24 = - - - -1.75150E-08 - -
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A24則表示各表面第4到24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7至圖12,其中圖7繪示依照本發明第二實施例的取像裝置聚焦於遠距時的示意圖,圖8繪示依照本發明第二實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖,圖9繪示依照本發明第二實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的示意圖,圖10由左至右依序為第二實施例的取像裝置聚焦於遠距時的球差、像散以及畸變曲線圖,圖11由左至右依序為第二實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖,且圖12由左至右依序為第二實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖7至圖9可知,取像裝置2包含光學影像擷取鏡片組(未另標號)與電子感光元件IS。光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、稜鏡E7、第一透鏡E1、第二透鏡E2、光闌S1、第三透鏡E3、第四透鏡E4、濾光元件E8與成像面IMG。光學影像擷取鏡片組包含轉折群GR以及透鏡群GL,其中轉折群GR包含稜鏡E7,且透鏡群GL包含第一透鏡E1、第二透鏡E2、第三透鏡E3和第四透鏡E4。其中,透鏡群GL包含移動群GM,且移動群GM在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。在本實施例中,移動群GM中的透鏡總數為一片,其為第四透鏡E4,且移動群GM具有正屈折力。其中,電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學影像擷取鏡片組包含四片透鏡(E1、E2、E3、E4),各透鏡之間無其他內插的透鏡,且移動群GM與成像面IMG之間亦無其他內插的透鏡。
光學影像擷取鏡片組在調焦過程中藉由移動群GM沿平行於光軸方向的移動以調整光學影像擷取鏡片組的焦距。如圖7至圖9可知,移動群GM(第四透鏡E4)在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。舉例來說,光學影像擷取鏡片組由聚焦於遠距(物距為無限遠)調整為聚焦於近距(物距為1公尺)時,移動群GM沿平行於光軸的方向朝物側移動。此外,光學影像擷取鏡片組由聚焦於物距為1公尺調整為聚焦於物距為0.5公尺時,移動群GM沿平行於光軸的方向更進一步地朝物側移動。
稜鏡E7具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面為平面,且其物側表面為非球面。稜鏡E7包含一反射面RS,用於將通過稜鏡E7物側表面的成像光線反射至稜鏡E7像側表面。
第一透鏡E1具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面具有至少一反曲點。
第二透鏡E2具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面。
第三透鏡E3具有負屈折力,且為塑膠材質,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,其兩表面皆為非球面,且其物側表面具有至少一反曲點。
第四透鏡E4具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面,且其像側表面具有至少一反曲點。
濾光元件E8的材質為玻璃,其設置於第四透鏡E4及成像面IMG之間,並不影響光學影像擷取鏡片組的焦距。
在本實施例中,第一透鏡E1是透鏡群GL最物側透鏡,第二透鏡E2是透鏡群GL中由物側數來的第二片透鏡,且第四透鏡E4為透鏡群GL最像側透鏡。
請配合參照下列表三以及表四。本實施例的光學影像擷取鏡片組依對焦條件的不同揭露其中三種態樣,其中光學影像擷取鏡片組的第一態樣為被攝物位於無限遠之對焦條件的態樣,光學影像擷取鏡片組的第二態樣為被攝物位於1公尺之對焦條件的態樣,且光學影像擷取鏡片組的第三態樣為被攝物位於0.5公尺之對焦條件的態樣。本實施例僅揭露光學影像擷取鏡片組聚焦於物距為無限遠、1公尺和0.5公尺之被攝物的態樣,但本發明不以此為限,光學影像擷取鏡片組係可依實際使用需求調整以對焦於不同物距之被攝物。另外,在本實施例中,第三透鏡E3與第四透鏡E4於光軸上的距離為D10,且第四透鏡E4與濾光元件E8於光軸上的距離為D12。
第二實施例
  第一態樣 第二態樣 第三態樣
f [公釐] 15.38 14.86 14.44
Fno 3.11 3.07 3.05
HFOV [度] 9.0 9.2 9.2
D0 [公釐] 1000.000 500.000
D10 [公釐] 1.021 0.574 0.190
D12 [公釐] 1.995 2.441 2.825
從上表及圖7、圖8可知,以對焦條件從第一態樣變為第二態樣為例,第四透鏡E4與濾光元件E8於光軸上的距離從第一態樣的1.995公釐增加為第二態樣的2.441公釐,亦即在調焦過程中當物距漸短時,移動群GM係沿光軸向物側移動。
表三、第二實施例
表面   曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 D0
1 光圈 平面 -0.280
2 稜鏡 10.1475 (ASP) 6.326 塑膠 1.535 56.4 18.96
3   平面 0.500        
4 第一透鏡 4.5463 (ASP) 1.052 塑膠 1.545 56.0 7.17
5 -25.4841 (ASP) 0.198      
6 第二透鏡 5.5494 (ASP) 0.390 塑膠 1.671 19.5 -7.94
7 2.6420 (ASP) 0.361      
8 光闌 平面 3.287      
9 第三透鏡 -18.5860 (ASP) 0.481 塑膠 1.545 56.0 -5.75
10 3.7976 (ASP) D10      
11 第四透鏡 17.7438 (ASP) 0.889 塑膠 1.671 19.5 9.32
12 -9.4720 (ASP) D12      
13 濾光元件 平面 0.210 玻璃 1.517 64.2 -
14 平面 0.193      
15 成像面 平面 -
參考波長(d-line)為587.6 nm
於表面8(光闌S1)的有效半徑為1.400 mm
D0、D10、D12的數值會視對焦條件改變
表四、非球面係數
表面 2 4 5 6 7
k = 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A4 = -5.10336E-04 4.96952E-03 6.96106E-03 -2.08846E-02 -2.80123E-02
A6 = 1.31446E-07 -3.25426E-04 -2.34753E-03 6.99973E-03 1.15153E-02
A8 = -8.33779E-07 2.59701E-05 5.13966E-04 -9.61573E-04 -2.21425E-03
A10 = 1.26361E-07 -3.54569E-05 -1.47389E-04 3.49028E-05 6.01848E-04
A12 = -5.84423E-09 7.43090E-06 1.18246E-05 8.47955E-07 -1.40503E-04
A14 = - -1.91989E-06 -1.99593E-07 2.38157E-06 2.85205E-05
表面 9 10 11 12 -
k = 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 -
A4 = -4.36643E-02 -3.90863E-02 2.69134E-05 -4.42241E-03 -
A6 = 8.56777E-03 8.82724E-03 1.63681E-03 1.81700E-03 -
A8 = -4.95687E-04 -1.21063E-03 1.49301E-05 1.29545E-04 -
A10 = 4.46371E-05 9.15778E-05 -6.89363E-05 -2.92176E-05 -
A12 = - - 1.14038E-05 -4.14489E-06 -
A14 = - - -4.56733E-07 8.94904E-07 -
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。
第二實施例
fi [公釐] 15.38 TLi/ImgHi 6.76
fm [公釐] 14.86 Rf1f/ff1 0.63
fGL [公釐] 460.63 RGRf/fGR 0.54
fGM [公釐] 9.32 (fi-fm)/fi 3.39E-02
fGR [公釐] 18.96 |fGM/DGM| 10.48
HFOVi [度] 9.0 |fi/fGM| 1.65
DGL [公釐] 7.679 ff2/ff1 -1.11
DGM [公釐] 0.889 fGM×DGR/(fGR×dTGM) 6.97
DGR [公釐] 6.326 fGM/dTGM 20.90
dTGM [公釐] 0.446 fGR/DGR 3.00
|(Np-Nf1)/(Nf1-1.5)| 0.21 fGR/ff1 2.64
Vmin/Nmax 11.65 fGR/fi 1.23
Vp/Np 36.71 fGR/YGRf 7.68
|TLi-TLm|/TLi 5.92E-05 fi/fGR+fi/fGL 0.84
DGL/DGM 8.64 fi/YGRf 6.23
DGR/DGL 0.82 Yf1f/Yr1r 0.87
TLi/fi 1.10 YGRf/Yf1f 1.29
<第三實施例>
請參照圖13至圖18,其中圖13繪示依照本發明第三實施例的取像裝置聚焦於遠距時的示意圖,圖14繪示依照本發明第三實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖,圖15繪示依照本發明第三實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的示意圖,圖16由左至右依序為第三實施例的取像裝置聚焦於遠距時的球差、像散以及畸變曲線圖,圖17由左至右依序為第三實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖,且圖18由左至右依序為第三實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖13至圖15可知,取像裝置3包含光學影像擷取鏡片組(未另標號)與電子感光元件IS。光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、稜鏡E7、第一透鏡E1、第二透鏡E2、光闌S1、第三透鏡E3、第四透鏡E4、光闌S2、第五透鏡E5、濾光元件E8與成像面IMG。光學影像擷取鏡片組包含轉折群GR以及透鏡群GL,其中轉折群GR包含稜鏡E7,且透鏡群GL包含第一透鏡E1、第二透鏡E2、第三透鏡E3、第四透鏡E4和第五透鏡E5。其中,透鏡群GL包含移動群GM,且移動群GM在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。在本實施例中,移動群GM中的透鏡總數為五片,分別為第一透鏡E1、第二透鏡E2、第三透鏡E3、第四透鏡E4和第五透鏡E5,且移動群GM具有正屈折力。其中,電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學影像擷取鏡片組包含五片透鏡(E1、E2、E3、E4、E5),各透鏡之間無其他內插的透鏡,且移動群GM與成像面IMG之間亦無其他內插的透鏡。
光學影像擷取鏡片組在調焦過程中藉由移動群GM沿平行於光軸方向的移動以調整光學影像擷取鏡片組的焦距。如圖13至圖15可知,移動群GM(第一透鏡E1、第二透鏡E2、第三透鏡E3、第四透鏡E4和第五透鏡E5)在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。舉例來說,光學影像擷取鏡片組由聚焦於遠距(物距為無限遠)調整為聚焦於近距(物距為1公尺)時,移動群GM沿平行於光軸的方向朝物側移動。此外,光學影像擷取鏡片組由聚焦於物距為1公尺調整為聚焦於物距為0.5公尺時,移動群GM沿平行於光軸的方向更進一步地朝物側移動。需要說明的是,移動群GM中的透鏡在調焦過程中彼此無相對移動。
稜鏡E7具有正屈折力,且為玻璃材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凸面,且其兩表面皆為球面。稜鏡E7包含一反射面RS,用於將通過稜鏡E7物側表面的成像光線反射至稜鏡E7像側表面。
第一透鏡E1具有正屈折力,且為玻璃材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面,且其物側表面具有至少一反曲點。
第二透鏡E2具有負屈折力,且為塑膠材質,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,其兩表面皆為非球面,其物側表面具有至少一反曲點,且其像側表面具有至少一反曲點。
第三透鏡E3具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凹面,其像側表面於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面,其物側表面具有至少一反曲點,且其像側表面具有至少一反曲點。
第四透鏡E4具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,其物側表面具有至少一反曲點,且其像側表面具有至少一反曲點。
第五透鏡E5具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,其物側表面具有至少一反曲點,且其像側表面具有至少一反曲點。
濾光元件E8的材質為玻璃,其設置於第五透鏡E5及成像面IMG之間,並不影響光學影像擷取鏡片組的焦距。
在本實施例中,第一透鏡E1為透鏡群GL最物側透鏡,第二透鏡E2為透鏡群GL中由物側數來的第二片透鏡,且第五透鏡E5為透鏡群GL最像側透鏡。
請配合參照下列表五以及表六。本實施例的光學影像擷取鏡片組依對焦條件的不同揭露其中三種態樣,其中光學影像擷取鏡片組的第一態樣為被攝物位於無限遠之對焦條件的態樣,光學影像擷取鏡片組的第二態樣為被攝物位於1公尺之對焦條件的態樣,且光學影像擷取鏡片組的第三態樣為被攝物位於0.5公尺之對焦條件的態樣。本實施例僅揭露光學影像擷取鏡片組聚焦於物距為無限遠、1公尺和0.5公尺之被攝物的態樣,但本發明不以此為限,光學影像擷取鏡片組係可依實際使用需求調整以對焦於不同物距之被攝物。另外,在本實施例中,稜鏡E7與第一透鏡E1於光軸上的距離為D3,且第五透鏡E5與濾光元件E8於光軸上的距離為D15。
第三實施例
  第一態樣 第二態樣 第三態樣
f [公釐] 11.82 11.79 11.75
Fno 2.63 2.65 2.66
HFOV [度] 10.9 10.8 10.8
D0 [公釐] 1000.000 500.000
D3 [公釐] 0.827 0.664 0.500
D15 [公釐] 1.174 1.337 1.501
從上表及圖13、圖14可知,以對焦條件從第一態樣變為第二態樣為例,第五透鏡E5與濾光元件E8於光軸上的距離從第一態樣的1.174公釐增加為第二態樣的1.337公釐,亦即在調焦過程中當物距漸短時,移動群GM係沿光軸向物側移動。
表五、第三實施例
表面   曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 D0
1 光圈 平面 -0.041
2 稜鏡 50.0000 (SPH) 5.468 玻璃 1.804 46.6 31.87
3   -50.0000 (SPH) D3        
4 第一透鏡 4.8150 (ASP) 1.650 玻璃 1.497 81.3 5.06
5 -4.6621 (ASP) 0.030      
6 第二透鏡 -24.0039 (ASP) 0.802 塑膠 1.566 37.4 -6.35
7 4.2747 (ASP) 0.125      
8 光闌 平面 0.311      
9 第三透鏡 -3.3707 (ASP) 1.251 塑膠 1.544 56.0 -18.83
10 -5.6808 (ASP) 1.616      
11 第四透鏡 5.1513 (ASP) 0.605 塑膠 1.562 44.6 15.18
12 12.4600 (ASP) 0.321      
13 光闌 平面 -0.042      
14 第五透鏡 2.3073 (ASP) 0.330 塑膠 1.534 56.0 -25.40
15 1.8738 (ASP) D15      
16 濾光元件 平面 0.300 玻璃 1.517 64.2 -
17 平面 3.613      
18 成像面 平面 -
參考波長(d-line)為587.6 nm
於表面8(光闌S1)的有效半徑為1.690 mm
於表面13(光闌S2)的有效半徑為1.820 mm
D0、D3、D15的數值會視對焦條件改變
表六、非球面係數
表面 4 5 6 7 9
k = -2.09833E-01 0.00000E+00 8.89374E+01 -1.00608E+00 0.00000E+00
A4 = 2.36096E-04 1.29491E-03 -3.41253E-02 -5.51527E-02 2.16237E-02
A6 = -4.52159E-04 3.25056E-03 1.15193E-02 1.43519E-02 4.60755E-03
A8 = 5.83123E-05 -1.87784E-03 -2.98299E-03 -3.78488E-03 -3.98578E-03
A10 = -3.04029E-05 4.07863E-04 5.35570E-04 1.22055E-03 1.56590E-03
A12 = - -3.22391E-05 -2.41243E-05 -2.64044E-04 -3.45624E-04
A14 = - - -2.33163E-06 2.85578E-05 3.58936E-05
表面 10 11 12 14 15
k = -1.98430E+01 3.79676E+00 0.00000E+00 9.85692E-02 -1.36551E+00
A4 = 1.11852E-02 1.02178E-04 -1.03788E-02 -8.39392E-02 -6.39505E-02
A6 = 7.12370E-03 -9.76379E-04 3.81193E-04 -7.12451E-03 -6.57789E-03
A8 = -2.92234E-03 -9.81618E-04 -5.63980E-04 7.17191E-03 1.31228E-02
A10 = 5.97785E-04 7.18906E-04 1.04464E-03 7.33141E-05 -4.95197E-03
A12 = -9.51405E-05 -1.77896E-04 -3.23901E-04 -9.90739E-04 8.26218E-04
A14 = 8.15108E-06 1.68317E-05 2.66378E-05 2.50712E-04 -5.31958E-05
A16 = - -8.81145E-07 - -2.07642E-05 -
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。
第三實施例
fi [公釐] 11.82 TLi/ImgHi 8.05
fm [公釐] 11.79 Rf1f/ff1 0.95
fGL [公釐] 18.45 RGRf/fGR 1.57
fGM [公釐] 18.45 (fi-fm)/fi 3.27E-03
fGR [公釐] 31.87 |fGM/DGM| 2.64
HFOVi [度] 10.9 |fi/fGM| 0.64
DGL [公釐] 6.999 ff2/ff1 -1.25
DGM [公釐] 6.999 fGM×DGR/(fGR×dTGM) 19.42
DGR [公釐] 5.468 fGM/dTGM 113.20
dTGM [公釐] 0.163 fGR/DGR 5.83
|(Np-Nf1)/(Nf1-1.5)| 102.25 fGR/ff1 6.30
Vmin/Nmax 23.91 fGR/fi 2.70
Vp/Np 25.81 fGR/YGRf 14.16
|TLi-TLm|/TLi 0.00E+00 fi/fGR+fi/fGL 1.01
DGL/DGM 1.00 fi/YGRf 5.26
DGR/DGL 0.78 Yf1f/Yr1r 1.12
TLi/fi 1.55 YGRf/Yf1f 1.08
<第四實施例>
請參照圖19至圖22,其中圖19繪示依照本發明第四實施例的取像裝置聚焦於遠距時的示意圖,圖20繪示依照本發明第四實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖,圖21由左至右依序為第四實施例的取像裝置聚焦於遠距時的球差、像散以及畸變曲線圖,且圖22由左至右依序為第四實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖19及圖20可知,取像裝置4包含光學影像擷取鏡片組(未另標號)與電子感光元件IS。光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含光闌S1、稜鏡E7、光圈ST、第一透鏡E1、第二透鏡E2、第三透鏡E3、光闌S2、第四透鏡E4、第五透鏡E5、第六透鏡E6、濾光元件E8與成像面IMG。光學影像擷取鏡片組包含轉折群GR以及透鏡群GL,其中轉折群GR包含稜鏡E7,且透鏡群GL包含第一透鏡E1、第二透鏡E2、第三透鏡E3、第四透鏡E4、第五透鏡E5和第六透鏡E6。其中,透鏡群GL包含移動群GM,且移動群GM在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。在本實施例中,移動群GM中的透鏡總數為兩片,分別為第五透鏡E5和第六透鏡E6,且移動群GM具有負屈折力。其中,電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學影像擷取鏡片組包含六片透鏡(E1、E2、E3、E4、E5、E6),各透鏡之間無其他內插的透鏡,且移動群GM與成像面IMG之間亦無其他內插的透鏡。
光學影像擷取鏡片組在調焦過程中藉由移動群GM沿平行於光軸方向的移動以調整光學影像擷取鏡片組的焦距。如圖19和圖20可知,移動群GM(第五透鏡E5和第六透鏡E6)在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動。舉例來說,光學影像擷取鏡片組由聚焦於遠距(物距為無限遠)調整為聚焦於近距(物距為1公尺)時,移動群GM沿平行於光軸的方向朝像側移動。需要說明的是,移動群GM中的透鏡在調焦過程中彼此無相對移動。
稜鏡E7具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凹面,且其兩表面皆為非球面。稜鏡E7包含一反射面RS,用於將通過稜鏡E7物側表面的成像光線反射至稜鏡E7像側表面。
第一透鏡E1具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面。
第二透鏡E2具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面。
第三透鏡E3具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凹面,其像側表面於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面,其物側表面具有至少一反曲點,且其像側表面具有至少一反曲點。
第四透鏡E4具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凹面,其像側表面於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面,且其像側表面具有至少一反曲點。
第五透鏡E5具有負屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凸面,其像側表面於近光軸處為凹面,其兩表面皆為非球面,其物側表面具有至少一反曲點,且其像側表面具有至少一反曲點。
第六透鏡E6具有正屈折力,且為塑膠材質,其物側表面於近光軸處為凹面,其像側表面於近光軸處為凸面,其兩表面皆為非球面,其物側表面具有至少一反曲點,且其像側表面具有至少一反曲點。
濾光元件E8的材質為玻璃,其設置於第六透鏡E6及成像面IMG之間,並不影響光學影像擷取鏡片組的焦距。
在本實施例中,第一透鏡E1為透鏡群GL最物側透鏡,第二透鏡E2為透鏡群GL中由物側數來的第二片透鏡,且第六透鏡E6為透鏡群GL最像側透鏡。
請配合參照下列表七以及表八。本實施例的光學影像擷取鏡片組依對焦條件的不同揭露其中兩種態樣,其中光學影像擷取鏡片組的第一態樣為被攝物位於無限遠之對焦條件的態樣,且光學影像擷取鏡片組的第二態樣為被攝物位於1公尺之對焦條件的態樣。本實施例僅揭露光學影像擷取鏡片組聚焦於物距為無限遠和1公尺之被攝物的態樣,但本發明不以此為限,光學影像擷取鏡片組係可依實際使用需求調整以對焦於不同物距之被攝物。另外,在本實施例中,第四透鏡E4與第五透鏡E5於光軸上的距離為D13,且第六透鏡E6與濾光元件E8於光軸上的距離為D17。
第四實施例
  第一態樣 第二態樣
f [公釐] 9.89 9.81
Fno 2.81 2.83
HFOV [度] 14.0 13.9
D0 [公釐] 1000.000
D13 [公釐] 1.206 1.396
D17 [公釐] 0.785 0.595
從上表及圖19、圖20可知,以對焦條件從第一態樣變為第二態樣為例,第六透鏡E6與濾光元件E8於光軸上的距離從第一態樣的0.785公釐減少為第二態樣的0.595公釐,亦即在調焦過程中當物距漸短時,移動群GM係沿光軸向像側移動。
表七、第四實施例
表面   曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 D0
1 光闌 平面 -0.100      
2 稜鏡 17.7353 (ASP) 6.000 塑膠 1.544 56.0 33.65
3   499.6574 (ASP) 0.800        
4 光圈 平面 -0.500
5 第一透鏡 2.2802 (ASP) 0.884 塑膠 1.528 60.1 4.68
6 25.4610 (ASP) 0.038      
7 第二透鏡 5.2010 (ASP) 0.299 塑膠 1.587 28.3 -38.16
8 4.1315 (ASP) 0.451      
9 第三透鏡 -4.3571 (ASP) 0.578 塑膠 1.566 37.4 -16.85
10 -8.4060 (ASP) 0.059      
11 光闌 平面 0.240      
12 第四透鏡 -5.5769 (ASP) 1.321 塑膠 1.680 18.2 -13.16
13 -16.2241 (ASP) D13      
14 第五透鏡 1020.4082 (ASP) 0.610 塑膠 1.584 28.2 -7.52
15 4.3710 (ASP) 0.621      
16 第六透鏡 -392.0384 (ASP) 0.978 塑膠 1.713 12.4 12.23
17 -8.5446 (ASP) D17      
18 濾光元件 平面 0.110 玻璃 1.517 64.2 -
19 平面 0.136      
20 成像面 平面 -
參考波長(d-line)為587.6 nm
於表面1(光闌S1)的有效半徑為2.450 mm
於表面11(光闌S2)的有效半徑為1.100 mm
D0、D13、D17的數值會視對焦條件改變
表八、非球面係數
表面 2 3 5 6 7
k = 0.00000E+00 0.00000E+00 -4.77191E-02 0.00000E+00 0.00000E+00
A4 = -3.12776E-04 -2.26317E-03 -1.45789E-04 -9.43013E-03 -2.66396E-02
A6 = 3.33761E-05 -3.30417E-04 4.81173E-03 9.33124E-02 9.93701E-02
A8 = -6.69435E-06 2.27321E-05 -3.87416E-03 -1.12537E-01 -1.10231E-01
A10 = 3.23706E-07 2.73785E-06 4.75646E-04 6.88092E-02 7.70789E-02
A12 = - -2.83551E-08 8.02423E-05 -2.15398E-02 -2.73893E-02
A14 = - - -1.46529E-05 2.73857E-03 3.73116E-03
表面 8 9 10 12 13
k = -3.11726E+01 3.45092E+00 0.00000E+00 -6.32422E+01 9.00000E+01
A4 = 6.92764E-02 1.82874E-01 1.72922E-01 -3.34159E-02 -2.52561E-02
A6 = -2.07448E-02 -1.36248E-01 -1.47714E-01 -5.18876E-02 3.03643E-02
A8 = 1.23219E-03 9.05381E-02 5.26224E-02 7.42707E-02 -3.17731E-02
A10 = 2.56252E-02 -4.98577E-02 -4.33941E-02 -1.25555E-01 2.34784E-02
A12 = -1.93108E-02 1.85449E-02 3.42391E-02 9.16697E-02 -8.45842E-03
A14 = 3.94511E-03 -2.65618E-03 -1.04494E-02 -2.58688E-02 1.20556E-03
A16 = - -1.36660E-04 - - -
表面 14 15 16 17 -
k = 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 2.61073E+00 -
A4 = -1.42904E-01 -1.90133E-01 -3.66390E-02 1.74032E-02 -
A6 = 1.33348E-01 1.67126E-01 -5.57140E-02 -7.58245E-02 -
A8 = -9.80565E-02 -9.04587E-02 1.29280E-01 8.40012E-02 -
A10 = 4.67634E-02 1.85249E-02 -1.11551E-01 -4.83646E-02 -
A12 = -1.34476E-02 6.03084E-03 5.27667E-02 1.63959E-02 -
A14 = 2.20176E-03 -4.87489E-03 -1.49725E-02 -3.41017E-03 -
A16 = -1.86018E-04 1.32495E-03 2.55128E-03 4.28884E-04 -
A18 = 6.25417E-06 -1.72712E-04 -2.41141E-04 -2.99534E-05 -
A20 = - 9.00760E-06 9.72324E-06 8.91631E-07 -
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。
第四實施例
fi [公釐] 9.89 TLi/ImgHi 5.85
fm [公釐] 9.81 Rf1f/ff1 0.49
fGL [公釐] 13.94 RGRf/fGR 0.53
fGM [公釐] -26.14 (fi-fm)/fi 8.63E-03
fGR [公釐] 33.65 |fGM/DGM| 11.84
HFOVi [度] 14.0 |fi/fGM| 0.38
DGL [公釐] 7.285 ff2/ff1 -8.15
DGM [公釐] 2.209 fGM×DGR/(fGR×dTGM) 24.53
DGR [公釐] 6.000 fGM/dTGM 137.60
dTGM [公釐] -0.190 fGR/DGR 5.61
|(Np-Nf1)/(Nf1-1.5)| 0.57 fGR/ff1 7.19
Vmin/Nmax 7.21 fGR/fi 3.40
Vp/Np 36.26 fGR/YGRf 13.78
|TLi-TLm|/TLi 0.00E+00 fi/fGR+fi/fGL 1.00
DGL/DGM 3.30 fi/YGRf 4.05
DGR/DGL 0.82 Yf1f/Yr1r 0.68
TLi/fi 1.48 YGRf/Yf1f 1.62
<第五實施例>
請參照圖23至圖25,其中圖23繪示依照本發明第五實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖,圖24繪示圖23之電子裝置之另一側的立體示意圖,且圖25繪示圖23之電子裝置中的兩個取像裝置的剖面示意圖。
在本實施例中,電子裝置200為一智慧型手機。電子裝置200包含取像裝置100、取像裝置100a、取像裝置100b、取像裝置100c、取像裝置100d、取像裝置100e、閃光燈模組201、顯示裝置202、對焦輔助模組、影像訊號處理器以及影像軟體處理器。
取像裝置100為一相機模組,其包含成像鏡頭、驅動裝置、電子感光元件以及影像穩定模組。成像鏡頭包含上述第一實施例的光學影像擷取鏡片組、鏡筒以及支持裝置,其中,成像鏡頭亦可改為配置上述其他實施例的光學影像擷取鏡片組,本發明並不以此為限。此外,取像裝置100為具有轉折群GR配置的望遠取像裝置,其轉折群GR可調整成像光線行進方向(使光軸轉折),使取像裝置100的總長與電子裝置200的厚度不相互限制。取像裝置100利用成像鏡頭聚光產生影像,並配合驅動裝置進行影像變焦或對焦,最後成像於電子感光元件並且能作為影像資料輸出。
驅動裝置可具有變焦或自動對焦(Auto-Focus)等功能,其驅動方式可使用如螺桿(Screw)、音圈馬達(Voice Coil Motor,VCM)例如為彈片式(Spring Type)或滾珠式(Ball Type)、微機電系統(Micro Electro-Mechanical Systems,MEMS)、壓電系統(Piezoelectric)、以及記憶金屬(Shape Memory Alloy)等驅動系統。驅動裝置可讓成像鏡頭取得較佳的成像位置,可提供被攝物於不同物距的狀態下,皆能拍攝清晰影像。此外,取像裝置100搭載一感光度佳及低雜訊的電子感光元件(如CMOS、CCD)設置於光學影像擷取鏡片組的成像面,可真實呈現光學影像擷取鏡片組的良好成像品質。
影像穩定模組例如為加速計、陀螺儀或霍爾元件(Hall Effect Sensor)。驅動裝置可搭配影像穩定模組而共同作為一光學防手震裝置(Optical Image Stabilization,OIS),藉由調整成像鏡頭不同軸向的變化以補償拍攝瞬間因晃動而產生的模糊影像,或利用影像軟體中的影像補償技術,來提供電子防手震功能(Electronic Image Stabilization,EIS),進一步提升動態以及低照度場景拍攝的成像品質。
取像裝置100、取像裝置100a、取像裝置100b係皆配置於電子裝置200的同一側,而取像裝置100c、取像裝置100d、取像裝置100e、顯示裝置202則配置於電子裝置200的另一側。取像裝置100a、100b、100c、100d、100e皆可具有與取像裝置100類似的結構配置,在此不再逐一加以贅述。其中,取像裝置100a包含光學鏡組(未另標號)以及電子感光元件(未另標號)。如圖25所示,取像裝置100中透鏡群GL的光軸與取像裝置100a的光軸垂直。另外,取像裝置100中透鏡群GL的光軸亦與取像裝置100b的光軸垂直。藉此,可調整空間配置以壓縮電子裝置厚度。
取像裝置100為具有光路轉折元件(轉折群GR)配置的望遠取像裝置,取像裝置100a為一望遠取像裝置,且取像裝置100b為一廣角取像裝置。其中,取像裝置100a中最大視角的一半介於15度至30度,且取像裝置100b中最大視角的一半介於30度至60度。在其他實施態樣中,取像裝置100b中最大視角的一半可介於35度至50度。本實施例之取像裝置100、取像裝置100a與取像裝置100b具有相異的視角,可使電子裝置具有更大的變焦倍率以擴增應用範圍。上述電子裝置200以包含三個取像裝置100、100a、100b位於同側為例,但本發明不以此為限。在其他實施態樣中,電子裝置可包含至少二個取像裝置位於同側,或者電子裝置可包含至少三個取像裝置位於同側。
取像裝置100c為一廣角取像裝置,取像裝置100d為一超廣角取像裝置,且取像裝置100e為一飛時測距(Time of Flight,ToF)取像裝置,其中取像裝置100e可取得影像的深度資訊。取像裝置100c、取像裝置100d、取像裝置100e和顯示裝置202皆配置於電子裝置200的同側,以使取像裝置100c、取像裝置100d及取像裝置100e可作為前置鏡頭以提供自拍功能,但本發明並不以此為限。
上述電子裝置200以包含多個取像裝置100、100a、100b、100c、100d、100e為例,但取像裝置的數量與配置並非用以限制本發明。
當使用者拍攝被攝物時,電子裝置200利用取像裝置100、取像裝置100a或取像裝置100b聚光取像,啟動閃光燈模組201進行補光,並使用對焦輔助模組提供的被攝物之物距資訊進行快速對焦,再加上影像訊號處理器進行影像最佳化處理,來進一步提升光學影像擷取鏡片組所產生的影像品質。對焦輔助模組可採用紅外線或雷射對焦輔助系統來達到快速對焦。此外,電子裝置200亦可利用取像裝置100c、取像裝置100d或取像裝置100e進行拍攝。顯示裝置202可採用觸控螢幕,配合影像軟體處理器的多樣化功能進行影像拍攝以及影像處理(或可利用實體拍攝按鈕進行拍攝)。經由影像軟體處理器處理後的影像可顯示於顯示裝置202。
<第六實施例>
請參照圖26,係繪示依照本發明第六實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖。
在本實施例中,電子裝置300為一智慧型手機。電子裝置300包含取像裝置100f、取像裝置100g、取像裝置100h、取像裝置100i、取像裝置100j、取像裝置100k、取像裝置100m、取像裝置100n、取像裝置100p、閃光燈模組301、對焦輔助模組、影像訊號處理器、顯示裝置以及影像軟體處理器(未另繪示)。取像裝置100f、100g、100h、100i、100j、100k、100m、100n、100p皆配置於電子裝置300的同一側,而顯示裝置則配置於電子裝置300的另一側。並且,取像裝置100f、100g、100h、100i、100j、100k、100m、100n、100p皆可包含本發明的光學影像擷取鏡片組且皆可具有與取像裝置100類似的結構配置,在此不再加以贅述。
取像裝置100f、100g為具有光路轉折元件配置的望遠取像裝置,取像裝置100h、100i為望遠取像裝置,取像裝置100j、100k為廣角取像裝置,取像裝置100m、100n為超廣角取像裝置,且取像裝置100p為飛時測距取像裝置。其中,取像裝置100f、100g的光路轉折元件配置可例如分別具有類似圖29至圖31的結構,可參閱前述對應圖29至圖31之說明,於此不加以贅述。本實施例之取像裝置100f、100g、100h、100i、100j、100k、100m、100n、100p具有相異的視角,使電子裝置300可提供不同的放大倍率,以達到光學變焦的拍攝效果。上述電子裝置300以包含多個取像裝置100f、100g、100h、100i、100j、100k、100m、100n、100p為例,但取像裝置的數量與配置並非用以限制本發明。
本發明的取像裝置並不以應用於智慧型手機為限。取像裝置更可視需求應用於移動對焦的系統,並兼具優良像差修正與良好成像品質的特色。舉例來說,取像裝置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、智慧型電視、網路監控設備、行車記錄器、倒車顯影裝置、多鏡頭裝置、辨識系統、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。
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。
1,2,3,4,100,100a,100b,100c,100d,100e,100f,100g,100h,100i,100j,100k,100m,100n,100p:取像裝置 200,300:電子裝置 201,301:閃光燈模組 202:顯示裝置 IM:成像面 OA1:第一光軸 OA2:第二光軸 OA3:第三光軸 LF:光路轉折元件 LF1:第一光路轉折元件 LF2:第二光路轉折元件 LG:透鏡群 ST:光圈 S1,S2:光闌 E1:第一透鏡 E2:第二透鏡 E3:第三透鏡 E4:第四透鏡 E5:第五透鏡 E6:第六透鏡 E7:稜鏡 E8:濾光元件 GL:透鏡群 GM:移動群 GR:轉折群 IMG:成像面 IS:電子感光元件 Lf1:最物側透鏡 Lf1f:最物側透鏡物側表面(透鏡群最物側表面) Lf2:由物側數來第二片透鏡 Lr1:最像側透鏡 Lr1r:最像側透鏡像側表面(透鏡群最像側表面) GMf:移動群最物側表面 GRf:稜鏡物側表面 GRr:移動群最像側表面 P:反曲點 RS:反射面 DGL:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群最物側表面至透鏡群最像側表面於光軸上的距離 DGM:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群最物側表面至移動群最像側表面於光軸上的距離 DGR:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面至轉折群最像側表面於光軸上的距離 dTGM:光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中移動群與成像面於光軸上距離的變化量 D0:被攝物與光圈於光軸上的距離 D3:稜鏡與第一透鏡於光軸上的距離 D10:第三透鏡與第四透鏡於光軸上的距離 D12:第四透鏡與第五透鏡於光軸上的距離或第四透鏡與濾光元件於光軸上的距離 D13:第四透鏡與第五透鏡於光軸上的距離 D14:第五透鏡與濾光元件於光軸上的距離 D15:第五透鏡與濾光元件於光軸上的距離 D17:第六透鏡與濾光元件於光軸上的距離 f:光學影像擷取鏡片組的焦距 fi:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距 fm:光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時的焦距 ff1:透鏡群最物側透鏡的焦距 ff2:透鏡群中由物側數來第二片透鏡的焦距 fGL:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群的焦距 fGM:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時移動群的焦距 fGR:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群的焦距 Fno:光學影像擷取鏡片組的光圈值 HFOV:光學影像擷取鏡片組中最大視角的一半 HFOVi:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時其最大視角的一半 ImgHi:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的最大成像高度 Nf1:透鏡群最物側透鏡的折射率 Np:稜鏡的折射率 Nmax:透鏡群所有透鏡中的折射率最大值 RGRf:轉折群最物側表面於近光軸處的曲率半徑 Rf1f:透鏡群最物側透鏡其物側表面於近光軸處的曲率半徑 TLi:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離 TLm:光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時稜鏡物側表面至成像面於光軸上的距離 T1i:稜鏡物側表面至反射面於光軸上的距離 T2i:反射面至稜鏡像側表面於光軸上的距離 T3i:反射面至成像面於光軸上的距離 T1m:稜鏡物側表面至反射面於光軸上的距離 T3m:反射面至成像面於光軸上的距離 Vmin:透鏡群所有透鏡中的阿貝數最小值 Vp:稜鏡的阿貝數 Yf1f:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群最物側透鏡其物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離 Yr1r:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時透鏡群最像側透鏡其像側表面的光學有效區與光軸間的最大距離 YGRf:光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時轉折群最物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離
圖1繪示依照本發明第一實施例的取像裝置聚焦於遠距時的示意圖。 圖2繪示依照本發明第一實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖。 圖3繪示依照本發明第一實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的示意圖。 圖4由左至右依序為第一實施例的取像裝置聚焦於遠距時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖5由左至右依序為第一實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖6由左至右依序為第一實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖7繪示依照本發明第二實施例的取像裝置聚焦於遠距時的示意圖。 圖8繪示依照本發明第二實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖。 圖9繪示依照本發明第二實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的示意圖。 圖10由左至右依序為第二實施例的取像裝置聚焦於遠距時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖11由左至右依序為第二實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖12由左至右依序為第二實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖13繪示依照本發明第三實施例的取像裝置聚焦於遠距時的示意圖。 圖14繪示依照本發明第三實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖。 圖15繪示依照本發明第三實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的示意圖。 圖16由左至右依序為第三實施例的取像裝置聚焦於遠距時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖17由左至右依序為第三實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖18由左至右依序為第三實施例的取像裝置聚焦於物距為0.5公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖19繪示依照本發明第四實施例的取像裝置聚焦於遠距時的示意圖。 圖20繪示依照本發明第四實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖。 圖21由左至右依序為第四實施例的取像裝置聚焦於遠距時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖22由左至右依序為第四實施例的取像裝置聚焦於物距為1公尺時的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖23繪示依照本發明第五實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖。 圖24繪示圖23之電子裝置之另一側的立體示意圖。 圖25繪示圖23之電子裝置中的兩個取像裝置的剖面示意圖。 圖26繪示依照本發明第六實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖。 圖27繪示依照本發明第一實施例中參數T1i、T2i、T3i、DGL、DGM、Yf1f、Yr1r和YGRf且取像裝置聚焦於遠距時的示意圖。 圖28繪示依照本發明第一實施例中參數T1m、T3m和dTGM以及各透鏡的反曲點且取像裝置聚焦於物距為1公尺時的示意圖。 圖29繪示依照本發明的光路轉折元件在光學影像擷取鏡片組中的一種配置關係示意圖。 圖30繪示依照本發明的光路轉折元件在光學影像擷取鏡片組中的另一種配置關係示意圖。 圖31繪示依照本發明的兩個光路轉折元件在光學影像擷取鏡片組中的一種配置關係示意圖。 圖32繪示依照本發明一實施態樣的光學影像擷取鏡片組中的轉折群、透鏡群與移動群間的配置關係示意圖。 圖33繪示依照本發明另一實施態樣的光學影像擷取鏡片組中的轉折群、透鏡群與移動群間的配置關係示意圖。 圖34繪示依照本發明另一實施態樣的光學影像擷取鏡片組中的轉折群、透鏡群與移動群間的配置關係示意圖。
1:取像裝置
ST:光圈
S1:光闌
E1:第一透鏡
E2:第二透鏡
E3:第三透鏡
E4:第四透鏡
E5:第五透鏡
E7:稜鏡
E8:濾光元件
IMG:成像面
IS:電子感光元件
RS:反射面
GL:透鏡群
GM:移動群
GR:轉折群

Claims (29)

  1. 一種光學影像擷取鏡片組,具有調焦功能,該光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含: 一轉折群,包含一稜鏡,該稜鏡具有正屈折力,該稜鏡物側表面為凸面,該稜鏡包含一反射面,且該反射面用於將通過該稜鏡物側表面的一成像光線反射至該稜鏡像側表面;以及 一透鏡群,包含沿光路排列的至少三片透鏡,該至少三片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面,該透鏡群包含一移動群,且該移動群在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動; 其中,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該稜鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TLi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLm,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該移動群的焦距為fGM,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群的焦距為fGR,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群最物側表面至該轉折群最像側表面於光軸上的距離為DGR,該光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中該移動群與該成像面於光軸上距離的變化量為dTGM,其滿足下列條件: |TLi-TLm|/TLi < 3.0E-3;以及 1.0 < fGM×DGR/(fGR×dTGM) < 30。
  2. 如請求項1所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLm,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時的焦距為fm,其滿足下列條件: |TLi-TLm|/TLi < 1.0E-3;以及 1.0E-3 < (fi-fm)/fi < 1.0E-1。
  3. 如請求項1所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該移動群的焦距為fGM,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群的焦距為fGR,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群最物側表面至該轉折群最像側表面於光軸上的距離為DGR,該光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中該移動群與該成像面於光軸上距離的變化量為dTGM,其滿足下列條件: 2.0 < fGM×DGR/(fGR×dTGM) < 27。
  4. 如請求項1所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該透鏡群最物側表面至該透鏡群最像側表面於光軸上的距離為DGL,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該移動群最物側表面至該移動群最像側表面於光軸上的距離為DGM,其滿足下列條件: 1.0 ≤ DGL/DGM < 20。
  5. 如請求項1所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的最大成像高度為ImgHi,其滿足下列條件: 0.60 < TLi/fi < 2.0;以及 4.0 < TLi/ImgHi < 10。
  6. 如請求項1所述之光學影像擷取鏡片組,其中該轉折群最物側表面於近光軸處的曲率半徑為RGRf,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群的焦距為fGR,該透鏡群最物側透鏡的焦距為ff1,其滿足下列條件: 0.35 < RGRf/fGR < 2.0;以及 1.8 < fGR/ff1 < 10。
  7. 如請求項1所述之光學影像擷取鏡片組,其中該透鏡群包含至少四片透鏡,且該移動群具有正屈折力。
  8. 一種光學影像擷取鏡片組,具有調焦功能,該光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含: 一轉折群,包含一稜鏡,該稜鏡具有正屈折力,該稜鏡物側表面為凸面,該稜鏡包含一反射面,且該反射面用於將通過該稜鏡物側表面的一成像光線反射至該稜鏡像側表面;以及 一透鏡群,包含沿光路排列的至少三片透鏡,該至少三片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面,該透鏡群包含一移動群,且該移動群在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動,其中該移動群與該光學影像擷取鏡片組的一成像面之間無其他內插的透鏡; 其中,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLm,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群的焦距為fGR,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群最物側表面至該轉折群最像側表面於光軸上的距離為DGR,其滿足下列條件: |TLi-TLm|/TLi < 3.0E-3;以及 0 < fGR/DGR < 65.0。
  9. 如請求項8所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLm,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群的焦距為fGR,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群最物側表面至該轉折群最像側表面於光軸上的距離為DGR,其滿足下列條件: |TLi-TLm|/TLi < 1.0E-3;以及 1.50 < fGR/DGR < 18.0。
  10. 如請求項8所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時的焦距為fm,其滿足下列條件: 1.0E-3 < (fi-fm)/fi < 1.0E-1。
  11. 如請求項8所述之光學影像擷取鏡片組,其中該稜鏡的折射率為Np,該透鏡群最物側透鏡的折射率為Nf1,其滿足下列條件: |(Np-Nf1)/(Nf1-1.5)| < 1.2。
  12. 如請求項8所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該移動群的焦距為fGM,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該移動群最物側表面至該移動群最像側表面於光軸上的距離為DGM,其滿足下列條件: 1.5 < |fGM/DGM| < 30。
  13. 如請求項8所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群的焦距為fGR,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該透鏡群的焦距為fGL,其滿足下列條件: 0.75 < fGR/fi < 6.5;以及 0.50 < fi/fGR+fi/fGL < 1.4。
  14. 如請求項8所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該透鏡群最物側透鏡其物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為Yf1f,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該透鏡群最像側透鏡其像側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為Yr1r,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群最物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為YGRf,其滿足下列條件: 0.50 < Yf1f/Yr1r < 2.0;以及 0.70 < YGRf/Yf1f < 2.0。
  15. 如請求項8所述之光學影像擷取鏡片組,其中該透鏡群最物側透鏡具有正屈折力,且該透鏡群最物側透鏡其物側表面於近光軸處為凸面; 其中,該透鏡群最物側透鏡其物側表面於近光軸處的曲率半徑為Rf1f,該透鏡群最物側透鏡的焦距為ff1,其滿足下列條件: 0.30 < Rf1f/ff1 < 1.2。
  16. 如請求項8所述之光學影像擷取鏡片組,其中該移動群中的透鏡總數為一片。
  17. 如請求項8所述之光學影像擷取鏡片組,其中該透鏡群中至少一片透鏡為塑膠材質,且該透鏡群中至少一片透鏡其物側表面與像側表面中至少一表面具有至少一反曲點。
  18. 一種光學影像擷取鏡片組,具有調焦功能,該光學影像擷取鏡片組沿光路由物側至像側依序包含: 一轉折群,包含一稜鏡,該稜鏡物側表面為凸面,該稜鏡於其光學有效區的範圍內為單一材質,該稜鏡包含一反射面,且該反射面用於將通過該稜鏡物側表面的一成像光線反射至該稜鏡像側表面;以及 一透鏡群,包含沿光路排列的至少三片透鏡,該至少三片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面,該透鏡群包含一移動群,且該移動群在調焦過程中沿平行於光軸的方向移動; 其中,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該稜鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TLi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLm,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該移動群的焦距為fGM,該光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中該移動群與該成像面於光軸上距離的變化量為dTGM,其滿足下列條件: |TLi-TLm|/TLi < 3.0E-3;以及 1.00 < fGM/dTGM。
  19. 如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時該稜鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TLm,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於近距時的焦距為fm,其滿足下列條件: |TLi-TLm|/TLi < 1.0E-3;以及 1.0E-3 < (fi-fm)/fi < 1.0E-1。
  20. 如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該移動群的焦距為fGM,該光學影像擷取鏡片組從聚焦於遠距調整為聚焦於近距的過程中該移動群與該成像面於光軸上距離的變化量為dTGM,其滿足下列條件: 10.0 < fGM/dTGM < 250。
  21. 如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時其最大視角的一半為HFOVi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群最物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為YGRf,其滿足下列條件: 3.0度 < HFOVi < 20.0度;以及 3.0 < fi/YGRf < 8.0。
  22. 如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組,其中該透鏡群所有透鏡中的阿貝數最小值為Vmin,該透鏡群所有透鏡中的折射率最大值為Nmax,其滿足下列條件: 5.50 < Vmin/Nmax < 12.0。
  23. 如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群最物側表面至該轉折群最像側表面於光軸上的距離為DGR,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該透鏡群最物側表面至該透鏡群最像側表面於光軸上的距離為DGL,其滿足下列條件: 0.30 < DGR/DGL < 2.0。
  24. 如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時的焦距為fi,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該移動群的焦距為fGM,其滿足下列條件: 0.20 < |fi/fGM| < 3.5。
  25. 如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組,其中該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群的焦距為fGR,該光學影像擷取鏡片組聚焦於遠距時該轉折群最物側表面的光學有效區與光軸間的最大距離為YGRf,其滿足下列條件: 4.0 < fGR/YGRf < 30。
  26. 如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組,其中該透鏡群最物側透鏡具有正屈折力,且該透鏡群中由物側數來的第二片透鏡具有負屈折力; 其中,該透鏡群最物側透鏡的焦距為ff1,該透鏡群中由物側數來的該第二片透鏡的焦距為ff2,其滿足下列條件: -10 < ff2/ff1 < -0.70。
  27. 如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組,其中該稜鏡為塑膠材質; 其中,該稜鏡的阿貝數為Vp,該稜鏡的折射率為Np,其滿足下列條件: 30.0 < Vp/Np < 40.0。
  28. 一種取像裝置,包含: 如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組;以及 一電子感光元件,設置於該光學影像擷取鏡片組的該成像面上。
  29. 一種電子裝置,包含至少兩個取像裝置,且該至少兩個取像裝置皆位於該電子裝置的同一側,其中該至少兩個取像裝置包含: 一第一取像裝置,包含如請求項18所述之光學影像擷取鏡片組以及一電子感光元件,其中該第一取像裝置的該電子感光元件設置於該光學影像擷取鏡片組的該成像面上;以及 一第二取像裝置,包含一光學鏡組以及一電子感光元件,其中該第二取像裝置的該電子感光元件設置於該光學鏡組的一成像面上; 其中,該第二取像裝置中最大視角的一半為30度至60度。
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