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TW201344235A - 影像擷取系統鏡片組 - Google Patents

影像擷取系統鏡片組 Download PDF

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TW201344235A
TW201344235A TW102125504A TW102125504A TW201344235A TW 201344235 A TW201344235 A TW 201344235A TW 102125504 A TW102125504 A TW 102125504A TW 102125504 A TW102125504 A TW 102125504A TW 201344235 A TW201344235 A TW 201344235A
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TW
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lens
optical axis
image
image capturing
capturing system
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TW102125504A
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TWI456247B (zh
Inventor
Hsin-Hsuan Huang
Original Assignee
Largan Precision Co Ltd
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Publication date
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Priority to US14/010,231 priority patent/US9091801B2/en
Priority to CN201310397897.1A priority patent/CN104297901B/zh
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    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
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Abstract

本發明提供一種影像擷取系統鏡片組，由物側至像側依序包含五片具屈折力的透鏡：一具正屈折力的第一透鏡，其物側面為凸面；一具正屈折力的第二透鏡；一具負屈折力的第三透鏡；一具屈折力的第四透鏡，其像側面於近軸處為凹面，且其物側面及像側面皆為非球面；及一具屈折力的第五透鏡，其像側面於近軸處為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其像側面設有至少一反曲點。藉由上述結構，在滿足特定條件下，本發明之影像擷取系統鏡片組可維持良好的色差與球差修正，並可使系統平衡，進而達到最好的成像效果。

Description

影像擷取系統鏡片組
本發明係關於一種影像擷取系統鏡片組，特別是關於一種應用於可攜式電子產品的影像擷取系統鏡片組。
隨著個人電子產品逐漸輕薄化，電子產品內部各零組件被要求具有更小的尺寸。攝影鏡頭的尺寸在這個趨勢下同樣面臨著小型化的要求。除了小型化的要求之外，因為半導體製程技術的進步使得感光元件的畫素面積縮小，攝影鏡頭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。
傳統搭載於可攜式電子產品上的小型化攝影鏡頭，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)等高規格行動裝置的盛行，帶動攝影鏡頭在畫素與成像品質上的迅速攀升，習知的四片式攝影鏡頭已無法滿足更高階的攝影需求。
另一方面，領域中亦提出五片式透鏡組，期能提供更優異的成像品質。然而，習用五片式透鏡組常見透鏡間屈折力配置不佳，而影響系統之色差及球差修正的問題，連帶影響系統的光學平衡，未能滿足領域中所要求的高階成像品質。
因此，領域中急需一種在滿足小型化的條件下，具備良好之修正色差及球差能力且光學平衡的攝影鏡頭。
本發明提供一種影像擷取系統鏡片組，由物側至像側依序包含五片具屈折力的透鏡：一具正屈折力的第一透鏡，其物側面為凸面；一具正屈折力的第二透鏡；一具負屈折力的第三透鏡；一具屈折力的第四透鏡，其像側面於近軸處為凹面，且其物側面及像側面皆為非球面；及一具屈折力的第五透鏡，其像側面於近軸處為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其像側面設有至少一反曲點；其中，該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3，係滿足下列關係式：-1.5<f1/f3<0。
另一方面，本發明又提供一種取像裝置，包含如前述的影像擷取系統鏡片組與一電子感光元件。
當f1/f3滿足上述條件時，可維持光學系統的屈折力平衡，進而達到最佳成像效果。
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‧‧‧物側面
112、212、312、412、512、612、712、812、912‧‧‧像側面
120、220、320、420、520、620、720、820、920‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721、821、921‧‧‧物側面
122、222、322、422、522、622、722、822、922‧‧‧像側面
130、230、330、430、530、630、730、830、930‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731、831、931‧‧‧物側面
132、322、332、432、532、632、732、832、932‧‧‧像側面
140、240、340、440、540、640、740、840、940‧‧‧第四透鏡
141、241、341、441、541、641、741、841、941‧‧‧物側面
142、422、342、442、542、642、742、842、942‧‧‧像側面
150、250、350、450、550、650、750、850、950‧‧‧第五透鏡
151、251、351、451、551、651、751、851、951、1051‧‧‧物側面
152、522、352、452、552、652、752、852、952、1052‧‧‧像側面
160、260、360、460、560、660、760、860、960‧‧‧紅外線濾除濾光元件
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
1001、1002‧‧‧臨界點
1003‧‧‧光軸
1004‧‧‧光軸上的交點
f‧‧‧為影像擷取系統鏡片組的焦距
f1‧‧‧為第一透鏡的焦距
f2‧‧‧為第二透鏡的焦距
f3‧‧‧為第三透鏡的焦距
f4‧‧‧為第四透鏡的焦距
f5‧‧‧為第五透鏡的焦距
V3‧‧‧為第三透鏡的色散係數
T34‧‧‧為第三透鏡與第四透鏡於光軸上的間隔距離
CT1‧‧‧為第一透鏡於光軸上的厚度
CT2‧‧‧為第二透鏡於光軸上的厚度
CT4‧‧‧為第四透鏡於光軸上的厚度
CT5‧‧‧為第五透鏡於光軸上的厚度
CTmin‧‧‧為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、及第五透鏡中於光軸上的最小透鏡厚度
R2‧‧‧為第一透鏡像側面的曲率半徑
R3‧‧‧為第二透鏡物側面的曲率半徑
R4‧‧‧為第二透鏡像側面的曲率半徑
R8‧‧‧為第四透鏡像側面的曲率半徑
SAG41‧‧‧為第四透鏡物側面在光軸上的交點至該物側面的最大有效徑位 置於光軸上的水平位移距離
SAG42‧‧‧為第四透鏡像側面在光軸上的交點至該像側面的最大有效徑位置於光軸上的水平位移距離
Sc52‧‧‧為第五透鏡像側面在光軸上的交點至該像側面的臨界點於光軸上的水平位移距離
Yc51‧‧‧為第五透鏡物側面臨界點與光軸的垂直距離
Yc52‧‧‧為第五透鏡像側面臨界點與光軸的垂直距離
第一A圖係本發明第一實施例的光學系統示意圖。
第一B圖係本發明第一實施例的像差曲線圖。
第二A圖係本發明第二實施例的光學系統示意圖。
第二B圖係本發明第二實施例的像差曲線圖。
第三A圖係本發明第三實施例的光學系統示意圖。
第三B圖係本發明第三實施例的像差曲線圖。
第四A圖係本發明第四實施例的光學系統示意圖。
第四B圖係本發明第四實施例的像差曲線圖。
第五A圖係本發明第五實施例的光學系統示意圖。
第五B圖係本發明第五實施例的像差曲線圖。
第六A圖係本發明第六實施例的光學系統示意圖。
第六B圖係本發明第六實施例的像差曲線圖。
第七A圖係本發明第七實施例的光學系統示意圖。
第七B圖係本發明第七實施例的像差曲線圖。
第八A圖係本發明第八實施例的光學系統示意圖。
第八B圖係本發明第八實施例的像差曲線圖。
第九A圖係本發明第九實施例的光學系統示意圖。
第九B圖係本發明第九實施例的像差曲線圖。
第十圖係示意本發明關係式Yc51、Yc52、及Sc52所代表的距離。
本發明提供一種影像擷取系統鏡片組，由物側至像側依序包含具屈折力的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、及第五透鏡。
該第一透鏡具正屈折力，可提供系統所需的正屈折力，有助於縮短系統的總長度。該第一透鏡物側面為凸面，可有效加強縮短光學總長度的功效。
該第二透鏡具正屈折力，有助於利用第二透鏡調和第一透鏡的匯聚能力。該第二透鏡的物側面於近光軸處可為凹面，其像側面於近光軸處可為凸面，有助於修正系統的像散。
該第三透鏡具負屈折力，有助於系統的像差修正。
該第四透鏡像側面於近光軸處為凹面時，可以有效修正系統的佩茲伐和數，以修正成像彎曲。該第四透鏡的物側面及像側面皆可具有至少一反曲點，可壓制離軸視場的光線入射於電子感光元件上的角度，以增加電子感光元件接收效率。
該第五透鏡物側面於近光軸處可為凸面，其像側面於近光軸處為凹面，可有助於加強像散的修正效果。此外，該第五透鏡的像側面具有至少一反曲點，可有效修正離軸視場的像差。
該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：-1.5<f1/f3<0時，可維持光學系統的屈折力平衡，進而達到最佳成像效果。較佳地，係滿足下列關係式：-0.8<f1/f3<0。
該影像擷取系統鏡片組的焦距為f，該第四透鏡像側面的曲率半徑為R8。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：0<f/R8<2.5時，可以有效修正系統的佩茲伐和數，使成像更平坦。
該影像擷取系統鏡片組中一透鏡於光軸上的厚度為CT，該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、及該第五透鏡中於光軸上的最小透鏡厚度為CTmin，該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：0.10<CTmin/T34<0.80時，有利於鏡片的組裝，以提高製作良率。
該第五透鏡像側面在光軸上的交點至該像側面的臨界點於光軸上的水平位移距離為Sc52，該第五透鏡於光軸上的厚度為CT5。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：0.05<Sc52/CT5<0.70時，可有利於鏡片製作與成形，並使鏡片組配置更為緊密。
本發明影像擷取系統鏡片組進一步包含一光圈；其中，該光圈設置於一被攝物與該第一透鏡之間，且較該第一透鏡物側面於光軸之交點更靠近像側。更明確地說，在平行光軸的相對位置上，該光圈位於該第一透鏡物側面於光軸之交點和成像面之間。當滿足以上條件時，具有維持遠心特性與增加視場角的功能。
該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：0<f1/f2<0.8時，可利用該第二透鏡調和該第一透鏡的匯聚能力，而維持良好的色差及球差修正能力。較佳地，係滿足下列關係式：0<f1/f2<0.4。
該第一透鏡的焦距為f1，該第四透鏡的焦距為f4，該第五透鏡的焦距為f5。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：0<|f1/f4|+|f1/f5|<0.70時，可平衡系統屈折力，有助於降低系統敏感度。
該第三透鏡的色散係數為V3，當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：V3<30時，可有效修正系統色差。
該第二透鏡物側面的曲率半徑為R3，該第一透鏡像側面的曲率半徑為R2。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：0<R3/R2 <1.2時，有利於減少球差與像散的產生。
該第五透鏡像側面臨界點與光軸的垂直距離為Yc52，該第五透鏡物側面臨界點與光軸的垂直距離為Yc51。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：|Yc52|>|Yc51|時，有利於修正離軸視場的像差。
該第四透鏡物側面在光軸上的交點至該物側面的最大有效徑位置於光軸上的水平位移距離為SAG41，該第四透鏡像側面在光軸上的交點至該像側面的最大有效徑位置於光軸上的水平位移距離為SAG42，該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：(|SAG41|+|SAG42|)/CT4<0.80時，可使形狀與厚度適中，有利於透鏡的製作與成型，並可配置的更緊密。
該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：0<CT2/CT1<1.0時，有助於鏡片製作的成型性與均質性。
該第二透鏡物側面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側面的曲率半徑為R4。當影像擷取系統鏡片組滿足下列關係式：|(R3-R4)/(R3+R4)|<0.30時，可有助於減少球差的產生。
請參第十圖，該第五透鏡物側面(1051)臨界點(1001)與光軸(1003)的垂直距離為Yc51；該第五透鏡像側面(1052)臨界點(1002)與光軸(1003)的垂直距離為Yc52。該第五透鏡像側面(1052)在光軸上的交點(1004)至該像側面(1052)的臨界點(1002)於光軸(1003)上的水平位移距離為Sc52。
本發明的影像擷取系統鏡片組中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠，若透鏡的材質為玻璃，則可以增加該影像擷取系統鏡片組屈折力配置的自由度，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的影像擷取系統 鏡片組的總長度。
本發明的影像擷取系統鏡片組中，可至少設置一光闌，如孔徑光闌(Aperture Stop)、耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等。
本發明影像擷取系統鏡片組中，光圈配置可為前置或中置，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，前置光圈可使影像擷取系統鏡片組的出射瞳(Exit Pupil)與成像面產生較長的距離，使之具有遠心(Telecentric)效果，可增加電子感光元件如CCD或CMOS接收影像的效率；中置光圈則有助於擴大系統的視場角，使影像擷取系統鏡片組具有廣角鏡頭之優勢。
本發明影像擷取系統鏡片組中，就以具有屈折力的透鏡而言，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該透鏡表面於近光軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該透鏡表面於近光軸處為凹面。
本發明所述的臨界點(Critical Point)意指，垂直於光軸的切面與該透鏡表面相切的切點，但不包含該透鏡表面於光軸的交點。
本發明的影像擷取系統鏡片組更可視需求應用於變焦的光學系統中，並兼具優良像差修正與良好成像品質的特色可多方面應用於3D(三維)影像擷取、數位相機、行動裝置、數位平板等電子影像系統中。
本發明更提供一種取像裝置，其包含前述影像擷取系統鏡片組以及電子感光元件，其中該電子感光元件設置於該影像擷取系統鏡片組的成像面，因此取像裝置可藉由影像擷取系統鏡片組的合適屈折強度比例，有助於維持系統的光學平衡，進而達到最佳成像效果。
本發明的影像擷取系統鏡片組將藉由以下具體實施例配合所附圖式予以詳細說明。
《第一實施例》
本發明第一實施例請參閱第一A圖，第一實施例的像差曲線請參閱第一B圖。第一實施例的影像擷取系統鏡片組主要由五片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(110)，其材質為塑膠，其物側面(111)於近光軸處為凸面，其像側面(112)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(120)，其材質為塑膠，其物側面(121)於近光軸處為凹面，其像側面(122)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第三透鏡(130)，其材質為塑膠，其物側面(131)於近光軸處為凸面，其像側面(132)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(140)，其材質為塑膠，其物側面(141)於近光軸處為凸面，其像側面(142)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其物側面(141)及像側面(142)皆具有反曲點；及一具負屈折力的第五透鏡(150)，其材質為塑膠，其物側面(151)於近光軸處為凸面，其像側面(152)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(152)具有反曲點；其中，第三透鏡(130)為於光軸上厚度最小的透鏡。該影像擷取系統鏡片組另設置有一光圈(100)，置於一被攝物與該第一透鏡(110)間，且較該第一透鏡物側面(111)於光軸之交點更靠近像側；另包含有一紅外線濾除濾光元件(IR-cut filter)(160)置於該第五透鏡(150)與一成像面(170)間，其材質為玻璃且不影響焦距。該影像擷取系統鏡片組另設置有一電子感光元件(180)於該成像面(170)上。
第一實施例詳細的光學數據如表一所示，其非球面數據如表二所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義 為最大視角的一半。
上述的非球面曲線的方程式表示如下：
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頂點之切面的相對距離；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；Ai：第i階非球面係數。
影像擷取系統鏡片組的焦距為f，影像擷取系統鏡片組的光圈值為Fno，影像擷取系統鏡片組中最大視角的一半為HFOV，其數值為：f=3.82(毫米)，Fno=2.55，HFOV=36.7(度)。
該第三透鏡(130)的色散係數為V3，其關係式為：V3=21.4。
該第二透鏡(120)於光軸上的厚度為CT2，該第一透鏡於(110)光軸上的厚度為CT1，其關係式為：CT2/CT1=0.76。
該第一透鏡(110)、該第二透鏡(120)、該第三透鏡(130)、該第四透鏡(140)、及該第五透鏡(150)中於光軸上的最小透鏡厚度為CTmin，該第三透鏡(130)與該第四透鏡(140)於光軸上的間隔距離為T34，其關係式為：CTmin/T34=0.51。
該第二透鏡物側面(121)的曲率半徑為R3，該第一透鏡像側面(112)的曲率半徑為R2，其關係式為：R3/R2=0.26。
該第二透鏡物側面(121)的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側面(122)的曲率半徑為R4，其關係式為：|(R3-R4)/(R3+R4)|=0.06。
該影像擷取系統鏡片組的焦距為f，該第四透鏡像側面(142)的曲率半徑為R8，其關係式為：f/R8=0.63。
該第一透鏡(110)的焦距為f1，該第二透鏡(120)的焦距為f2， 其關係式為：f1/f2=0.13。
該第一透鏡(110)的焦距為f1，該第三透鏡(130)的焦距為f3，其關係式為：f1/f3=-0.50。
該第一透鏡(110)的焦距為f1，該第四透鏡(140)的焦距為f4，該第五透鏡(150)的焦距為f5，其關係式為：|f1/f4|+|f1/f5|=0.20。
該第四透鏡物側面(141)在光軸上的交點至該物側面(141)的最大有效徑位置於光軸上的水平位移距離為SAG41，該第四透鏡像側面(142)在光軸上的交點至該像側面(142)的最大有效徑位置於光軸上的水平位移距離為SAG42，該第四透鏡(140)於光軸上的厚度為CT4，其關係式為：(|SAG41|+|SAG42|)/CT4=0.26。
該第五透鏡物側面(151)臨界點與光軸的垂直距離為Yc51，該第五透鏡像側面(152)臨界點與光軸的垂直距離為Yc52，其關係式為：Yc51=0.71；Yc52=1.29。
該第五透鏡像側面(152)在光軸上的交點至該像側面(152)的臨界點於光軸上的水平位移距離為Sc52，該第五透鏡(150)於光軸上的厚度為CT5，其關係式為：Sc52/CT5=0.24。
《第二實施例》
本發明第二實施例請參閱第二A圖，第二實施例的像差曲線請參閱第二B圖。第二實施例的影像擷取系統鏡片組主要由五片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(210)，其材質為塑膠，其物側面(211)於近光軸處為凸面，其像側面(212)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(220)，其材質為塑膠，其物側面(221)於近光軸處為凹面，其像側面(222)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第三透鏡(230)，其材質為塑膠，其物側面(231)於近光軸處為凸面，其像側面(232)於近光軸處為凹面，且 其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(240)，其材質為塑膠，其物側面(241)於近光軸處為凸面，其像側面(242)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其物側面(241)及像側面(242)皆具有反曲點；及一具正屈折力的第五透鏡(250)，其材質為塑膠，其物側面(251)於近光軸處為凸面，其像側面(252)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(252)具有反曲點；其中，第三透鏡(230)為於光軸上厚度最小的透鏡。該影像擷取系統鏡片組另設置有一光圈(200)，置於一被攝物與該第一透鏡(210)間，且較該第一透鏡物側面(211)於光軸之交點更靠近像側；另包含有一紅外線濾除濾光元件(260)置於該第五透鏡(250)與一成像面(270)間，其材質為玻璃且不影響焦距。該影像擷取系統鏡片組另設置有一電子感光元件(280)於該成像面(270)上。
第二實施例詳細的光學數據如表三所示，其非球面數據如表四所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第二實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表五中所列。
《第三實施例》
本發明第三實施例請參閱第三A圖，第三實施例的像差曲線請參閱第三B圖。第三實施例的影像擷取系統鏡片組主要由五片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(310)，其材質為塑膠，其物側面(311)於近光軸處為凸面，其像側面(312)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(320)，其材質為塑膠，其物側面(321)於近光軸處為凹面，其像側面(322)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第三透鏡(330)，其材質為塑膠，其物側面(331)於近光軸處為凹面，其像側面(332)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第四透鏡(340)，其材質為塑膠，其物側面(341)於近光軸處為凸面，其像側面(342)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其物側面(341)及像側面(342)皆具有反曲點；及一具負屈折力的第五透鏡(350)，其材質為塑膠，其物側面(351)於近光軸處為凸面，其像側面(352)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(352)具有反曲點；其中，第三透鏡(330)為於光軸上厚度最小的透鏡。該影像擷取系統鏡片組另設置有一光圈(300)，置於一被攝物與該第一透鏡(310)間，且較該第一透鏡物側面(311)於光軸之交點更靠近像側；另包含有一紅外線濾除濾光元件(360)置於該第五透鏡(350)與一成像面(370)間，其材質為玻璃且不影響焦距。該影像擷取系統鏡片組另設置有一電子感光元件(380)於該成像面(370)上。
第三實施例詳細的光學數據如表六所示，其非球面數據如表七所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第三實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表八中所列。
《第四實施例》
本發明第四實施例請參閱第四A圖，第四實施例的像差曲線請參閱第四B圖。第四實施例的影像擷取系統鏡片組主要由五片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(410)，其材質為塑膠，其物側面(411)於近光軸處為凸面，其像側面(412)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(420)，其材質為塑膠，其物側面(421)於近光軸處為凹面，其像側面(422)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第三透鏡(430)，其材質為塑膠，其物側面(431)於近光軸處為凸面，其像側面(432)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第四透鏡(440)，其材質為塑膠，其物側面(441)於近光軸處為凸面，其像側面(442)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其物側面(441)及像側面(442)皆具有反曲點；及 一具負屈折力的第五透鏡(450)，其材質為塑膠，其物側面(451)於近光軸處為凸面，其像側面(452)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，其像側面(452)具有反曲點；其中，第二透鏡(420)及第三透鏡(430)皆為於光軸上厚度最小的透鏡。該影像擷取系統鏡片組另設置有一光圈(400)，置於該第一透鏡(410)與該第二透鏡(420)間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(460)置於該第五透鏡(450)與一成像面(470)間，其材質為玻璃且不影響焦距。該影像擷取系統鏡片組另設置有一電子感光元件(480)於該成像面(470)上。
第四實施例詳細的光學數據如表九所示，其非球面數據如表十所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第四實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表十一中所列。
《第五實施例》
本發明第五實施例請參閱第五A圖，第五實施例的像差曲線請參閱第五B圖。第五實施例的影像擷取系統鏡片組主要由五片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(510)，其材質為塑膠，其物側面 (511)於近光軸處為凸面，其像側面(512)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(520)，其材質為塑膠，其物側面(521)於近光軸處為凹面，其像側面(522)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第三透鏡(530)，其材質為塑膠，其物側面(531)於近光軸處為凸面，其像側面(532)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第四透鏡(540)，其材質為塑膠，其物側面(541)於近光軸處為凸面，其像側面(542)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其物側面(541)及像側面(542)皆具有反曲點；及一具負屈折力的第五透鏡(550)，其材質為塑膠，其物側面(551)於近光軸處為凸面，其像側面(552)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(552)具有反曲點；其中，第三透鏡(530)為於光軸上厚度最小的透鏡。該影像擷取系統鏡片組另設置有一光圈(500)，置於該第一透鏡(510)與該第二透鏡(520)間；另包含有一紅外線濾除濾光元件(560)置於該第五透鏡(550)與一成像面(570)間，其材質為玻璃且不影響焦距。該影像擷取系統鏡片組另設置有一電子感光元件(580)於該成像面(570)上。
第五實施例詳細的光學數據如表十二所示，其非球面數據如表十三所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第五實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表十四中所列。
《第六實施例》
本發明第六實施例請參閱第六A圖，第六實施例的像差曲線請參閱第六B圖。第六實施例的影像擷取系統鏡片組主要由五片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(610)，其材質為塑膠，其物側面(611)於近光軸處為凸面，其像側面(612)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(620)，其材質為塑膠，其物側面(621)於近光軸處為凹面，其像側面(622)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第三透鏡(630)，其材質為塑膠，其物側面(631)於近光軸處為凹面，其像側面(632)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第四透鏡(640)，其材質為塑膠，其物側面(641)於近光軸處為凸面，其像側面(642)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其物側面(641)及像側面(642)皆具有反曲點；及一具負屈折力的第五透鏡(650)，其材質為塑膠，其物側面(651)於近光軸處為凸面，其像側面(652)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(652)具有反曲點；其中，第三透鏡(630)為於光軸上厚度最小的透鏡。該影像擷取系統鏡片組另設置有一光圈(600)，置於一被攝物與該第一透鏡 (610)間，且較該第一透鏡物側面(611)於光軸之交點更靠近像側；另包含有一紅外線濾除濾光元件(660)置於該第五透鏡(650)與一成像面(670)間，其材質為玻璃且不影響焦距。該影像擷取系統鏡片組另設置有一電子感光元件(680)於該成像面(670)上。
第六實施例詳細的光學數據如表十五所示，其非球面數據如表十六所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第六實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表十七中所列。
《第七實施例》
本發明第七實施例請參閱第七A圖，第一實施例的像差曲線請參閱第七B圖。第七實施例的影像擷取系統鏡片組主要由五片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(710)，其材質為塑膠，其物側面(711)於近光軸處為凸面，其像側面(712)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(720)，其材質為塑膠，其物側面(721)於近光軸處為凸面，其像側面(722)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面； 一具負屈折力的第三透鏡(730)，其材質為塑膠，其物側面(731)於近光軸處為凹面，其像側面(732)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第四透鏡(740)，其材質為塑膠，其物側面(741)於近光軸處為凸面，其像側面(742)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其物側面(741)及像側面(742)皆具有反曲點；及一具負屈折力的第五透鏡(750)，其材質為塑膠，其物側面(751)於近光軸處為凸面，其像側面(752)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(752)具有反曲點；其中，第二透鏡(720)為於光軸上厚度最小的透鏡。該影像擷取系統鏡片組另設置有一光圈(700)，置於一被攝物與該第一透鏡(710)間，且較該第一透鏡物側面(711)於光軸之交點更靠近像側；另包含有一紅外線濾除濾光元件(760)置於該第五透鏡(750)與一成像面(770)間，其材質為玻璃且不影響焦距。該影像擷取系統鏡片組另設置有一電子感光元件(780)於該成像面(770)上。
第七實施例詳細的光學數據如表十八所示，其非球面數據如表十九所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第七實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表二十中所列。
《第八實施例》
本發明第八實施例請參閱第八A圖，第八實施例的像差曲線請參閱第八B圖。第八實施例的影像擷取系統鏡片組主要由五片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(810)，其材質為塑膠，其物側面(811)於近光軸處為凸面，其像側面(812)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(820)，其材質為塑膠，其物側面(821)於近光軸處為凸面，其像側面(822)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第三透鏡(830)，其材質為塑膠，其物側面(831)於近光軸處為凹面，其像側面(832)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(840)，其材質為塑膠，其物側面(841)於近光軸處為凸面，其像側面(842)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其物側面(841)及像側面(842)皆具有反曲點；及一具正屈折力的第五透鏡(850)，其材質為塑膠，其物側面(851)於近光軸處為凸面，其像側面(852)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(852)具有反曲點；其中，第二透鏡(820)為於光軸上厚度最小的透鏡。該影像擷取系統鏡片組另設置有一光圈(800)，置於一被攝物與該第一透鏡(810)間，且較該第一透鏡物側面(811)於光軸之交點更靠近像側；另包含有一紅外線濾除濾光元件(860)置於該第五透鏡(850)與一成像面(870)間，其材質為玻璃且不影響焦距。該影像擷取系統鏡 片組另設置有一電子感光元件(880)於該成像面(870)上。
第八實施例詳細的光學數據如表二十一所示，其非球面數據如表二十二所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第八實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表二十三中所列。
《第九實施例》
本發明第九實施例請參閱第九A圖，第九實施例的像差曲線請參閱第九B圖。第一實施例的影像擷取系統鏡片組主要由五片具屈折力的透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡(910)，其材質為塑膠，其物側面(911)於近光軸處為凸面，其像側面(912)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(920)，其材質為塑膠，其物側面(921)於近光軸處為凸面，其像側面(922)於近光軸處為凹面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第三透鏡(930)，其材質為塑膠，其物側面 (931)於近光軸處為凹面，其像側面(932)於近光軸處為凸面，且其兩面皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡(940)，其材質為塑膠，其物側面(941)於近光軸處為凹面，其像側面(942)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其物側面(941)及像側面(942)皆具有反曲點；及一具正屈折力的第五透鏡(950)，其材質為塑膠，其物側面(951)於近光軸處為凸面，其像側面(952)於近光軸處為凹面，其兩面皆為非球面，且其像側面(952)具有反曲點；其中，第二透鏡(920)為於光軸上厚度最小的透鏡。該影像擷取系統鏡片組另設置有一光圈(900)，置於一被攝物與該第一透鏡(910)間，且較該第一透鏡物側面(911)於光軸之交點更靠近像側；另包含有一紅外線濾除濾光元件(960)置於該第五透鏡(950)與一成像面(970)間，其材質為玻璃且不影響焦距。該影像擷取系統鏡片組另設置有一電子感光元件(980)於該成像面(970)上。
第九實施例詳細的光學數據如表二十四所示，其非球面數據如表二十五所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為毫米，HFOV定義為最大視角的一半。
第九實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。此外，各個關係式的參數係如同第一實施例所闡釋，惟各個關係式的數值係如表二十六中所列。
表一至表二十六所示為本發明的影像擷取系統鏡片組實施例的不同數值變化表，然本發明各個實施例的數值變化皆屬實驗所得，即使使用不同數值，相同結構的產品仍應屬於本發明的保護範疇，故以上的說明所描述的及圖式僅做為例示性，非用以限制本發明的申請專利範圍。
100‧‧‧光圈
110‧‧‧第一透鏡
111‧‧‧物側面
112‧‧‧像側面
120‧‧‧第二透鏡
121‧‧‧物側面
122‧‧‧像側面
130‧‧‧第三透鏡
131‧‧‧物側面
132‧‧‧像側面
140‧‧‧第四透鏡
141‧‧‧物側面
142‧‧‧像側面
150‧‧‧第五透鏡
151‧‧‧物側面
152‧‧‧像側面
160‧‧‧紅外線濾除濾光元件
170‧‧‧成像面
180‧‧‧電子感光元件

Claims (21)

  1. 一種影像擷取系統鏡片組，由物側至像側依序包含五片具屈折力的透鏡：一具正屈折力的第一透鏡，其物側面為凸面；一具正屈折力的第二透鏡；一具負屈折力的第三透鏡；一具屈折力的第四透鏡，其像側面於近軸處為凹面，且其物側面及像側面皆為非球面；及一具屈折力的第五透鏡，其像側面於近軸處為凹面，其物側面及像側面皆為非球面，且其像側面設有至少一反曲點；其中，該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3，係滿足下列關係式：-1.5<f1/f3<0。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該影像擷取系統鏡片組的焦距為f，該第四透鏡像側面的曲率半徑為R8，係滿足下列關係式：0<f/R8<2.5。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第五透鏡的物側面於近軸處為凸面。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、及該第五透鏡中於光軸上的最小透鏡厚度為CTmin，該第三透鏡與該第四透鏡於光軸上的間隔距離為T34，係滿足下列關係式：0.10<CTmin/T34<0.80。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3，係滿足下列關係式： -0.8<f1/f3<0。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第五透鏡像側面在光軸上的交點至該像側面的臨界點於光軸上的水平位移距離為Sc52，該第五透鏡於光軸上的厚度為CT5，係滿足下列關係式：0.05<Sc52/CT5<0.70。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的影像擷取系統鏡片組，其進一步包含一光圈；其中，該光圈設置於一被攝物與該第一透鏡之間，且該光圈於光軸上的位置較該第一透鏡物側面於光軸之交點更靠近像側。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2，係滿足下列關係式：0<f1/f2<0.8。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第四透鏡的焦距為f4，該第五透鏡的焦距為f5，係滿足下列關係式：0<|f1/f4|+|f1/f5|<0.70。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第三透鏡的色散係數為V3，係滿足下列關係式：V3<30。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第四透鏡的物側面及像側面皆設有至少一個反曲點，該第二透鏡物側面的曲率半徑為R3，該第一透鏡像側面的曲率半徑為R2，係滿足下列關係式：0<R3/R2<1.2。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第五透鏡像側面臨界點與光軸的垂直距離為Yc52，該第五透鏡物 側面臨界點與光軸的垂直距離為Yc51，係滿足下列關係式：|Yc52|>|Yc51|。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第二透鏡的像側面於近軸處為凸面。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第二透鏡的物側面於近軸處為凹面。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第四透鏡物側面在光軸上的交點至該物側面的最大有效徑位置於光軸上的水平位移距離為SAG41，該第四透鏡像側面在光軸上的交點至該像側面的最大有效徑位置於光軸上的水平位移距離為SAG42，該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，係滿足下列關係式：(|SAG41|+|SAG42|)/CT4<0.80。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第二透鏡於光軸上的厚度為CT2，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，係滿足下列關係式：0<CT2/CT1<1.0。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第二透鏡物側面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側面的曲率半徑為R4，係滿足下列關係式：|(R3-R4)/(R3+R4)|<0.30。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2，係滿足下列關係式：0<f1/f2<0.4。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第二透鏡物側面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側面的曲率半徑為R4，係滿足下列關係式： |(R3-R4)/(R3+R4)|<0.30。
  20. 如申請專利範圍第1項所述的影像擷取系統鏡片組，其中該第四透鏡物側面在光軸上的交點至該物側面的最大有效徑位置於光軸上的水平位移距離為SAG41，該第四透鏡像側面在光軸上的交點至該像側面的最大有效徑位置於光軸上的水平位移距離為SAG42，該第四透鏡於光軸上的厚度為CT4，係滿足下列關係式：(|SAG41|+|SAG42|)/CT4<0.80。
  21. 一種取像裝置，包含如申請專利範圍第1項所述的影像擷取系統鏡片組與一電子感光元件。
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