成像光学系统、取像装置以及可携式装置的制造方法_2

文档序号:9563700阅读:来源:国知局
像光学系统的最大视角
[0067] HFOV :成像光学系统中最大视角的一半
[0068] Π :第一透镜的焦距
[0069] f2 :第二透镜的焦距
[0070] f4:第四透镜的焦距
[0071] f5 :第五透镜的焦距
[0072] T12 :第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离
[0073] T23 :第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离
[0074] T34 :第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离
[0075] T45 :第四透镜与第五透镜于光轴上的间隔距离
[0076] R3 :第二透镜物侧表面的曲率半径
[0077] R4 :第二透镜像侧表面的曲率半径
[0078] RlO :第五透镜像侧表面的曲率半径
[0079] Σ CT :第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜于光轴上的厚度总和
[0080] Td :第一透镜物侧表面至第五透镜像侧表面于光轴上的距离
[0081] Vl :第一透镜的色散系数
[0082] V2 :第二透镜的色散系数
[0083] TTL :第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离
[0084] ImgH :成像光学系统的最大像高
【具体实施方式】
[0085] 本发明提供一种成像光学系统,由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三 透镜、第四透镜以及第五透镜,其中成像光学系统中具有屈折力的透镜为五片。
[0086] 第一透镜物侧表面近光轴处为凸面,其像侧表面近光轴处为凹面。借此,有助于修 正成像光学系统的像散。
[0087] 第二透镜具有正屈折力,其像侧表面近光轴处为凸面。借此,有助于平衡焦距配 置,有助于扩大成像光学系统的视角。
[0088] 第三透镜具有负屈折力,其像侧表面近光轴处可为凹面。借此,有助于成像光学系 统中像差的修正。另外,第三透镜像侧表面离轴处可具有至少一凸面,可有效地压制离轴视 场的光线入射于电子感光元件上的角度,使电子感光元件的响应效率提升。
[0089] 第四透镜具有正屈折力,其像侧表面近光轴处为凸面。借此,有利于降低成像光学 系统的敏感度,并加强像散的修正。
[0090] 第五透镜具有负屈折力,其物侧表面近光轴处可为凸面,其像侧表面近光轴处为 凹面且离轴处具有至少一凸面。借此,可使成像光学系统的主点(Principal Point)远离 成像面,有利于缩短其后焦距以维持小型化,并可有效修正离轴视场像差。
[0091] 第一透镜的焦距为Π ,第二透镜的焦距为f2,其满足下列条件:I f2/fl I〈0. 70。 借此,可平衡焦距配置,有助于扩大成像光学系统的视角。较佳地,可满足下列条件:I f2/ Π |〈0. 50。
[0092] 第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为T12,第二透镜与第三透镜于光轴上 的间隔距离为T23,第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为T34,第四透镜与第五透镜 于光轴上的间隔距离为T45,其满足下列条件:0. 60〈Τ12ΛΤ23+Τ34+Τ45)。通过适当调整 透镜间的间距,使各透镜间的配置方式较为紧密,有助于缩小具大视角特性的成像光学系 统的总长度,维持其小型化。再者,通过各透镜的紧密配置方式,更有助于各透镜设计承靠 或嵌合结构,减缓倾斜或偏心造成成像不佳等问题。较佳地,可满足下列条件:1. 8〈T12/ (Τ23+Τ34+Τ45)。更佳地,可满足下列条件:1· 8〈Τ12ΛΤ23+Τ34+Τ45)〈6· 0。
[0093] 第二透镜物侧表面的曲率半径为R3,第二透镜像侧表面的曲率半径为R4,其满足 下列条件:_〇. 1〈(R3+R4V(R3-R4)。通过适当调整第二透镜表面的曲率,有助于成像光学系 统中像差的修正。较佳地,可满足下列条件:〇. 40〈 (R3+R4) AR3-R4)。更佳地,可满足下列 条件:0· 60〈(R3+R4) AR3-R4)〈2. 0。
[0094] 成像光学系统的最大视角为F0V,其满足下列条件:80度<F0V〈110度。借此,可具 有较大视角以获得宽广的取像范围。
[0095] 第四透镜的焦距为f4,第五透镜的焦距为f5,其满足下列条件:_0. 65〈f4/ f5〈-0. 20。借此,可有效缩短成像光学系统的后焦距,维持其小型化。
[0096] 第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜于光轴上的厚度总和为 Σστ,第一透镜物侧表面至第五透镜像侧表面于光轴上的距离为Td,其满足下列条件: 0. 75〈 Σ CT/Td〈0. 90。借此,有助于镜片的成型性与均质性,并维持成像光学系统小型化。
[0097] 第一透镜的色散系数为VI,第二透镜的色散系数为V2,其满足下列条件: 0. 20〈V1/V2〈0. 50。借此,可有效修正成像光学系统的色差,提升成像品质。
[0098] 第五透镜像侧表面的曲率半径为R10,成像光学系统的焦距为f,其满足下列条 件:0. 20〈R10/f〈0. 50。借此,可使成像光学系统的主点远离成像光学系统的像侧以缩短后 焦距,有利于维持小型化。
[0099] 第二透镜的焦距为f2,第四透镜的焦距为f4,其满足下列条件:1. 25〈f2/f4〈3. 0。 借此,可有效减少系统的敏感度。
[0100] 第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离为TTL,成像光学系统的最大像高为 ImgH,其满足下列条件:TTL/ImgH〈3. 0。借此,可有效缩短成像光学系统的总长度,维持其小 型化。
[0101] 本发明提供的成像光学系统中,透镜的材质可为塑胶或玻璃。当透镜的材质为塑 胶,可以有效降低生产成本。另当透镜的材质为玻璃,则可以增加成像光学系统屈折力配置 的自由度。此外,成像光学系统中的物侧表面及像侧表面可为非球面,非球面可以容易制作 成球面以外的形状,获得较多的控制变数,用以消减像差,进而缩减透镜使用的数目,因此 可以有效降低本发明成像光学系统的总长度。
[0102] 再者,本发明提供的成像光学系统中,就以具有屈折力的透镜而言,若透镜表面为 凸面且未界定该凸面位置时,贝 1J表不该透镜表面于近光轴处为凸面;若透镜表面为凹面且 未界定该凹面位置时,则表不该透镜表面于近光轴处为凹面。
[0103] 本发明的成像光学系统中,可还包含一光圈,光圈配置可为前置光圈或中置光圈, 其中前置光圈意即光圈设置于被摄物与第一透镜间,中置光圈则表示光圈设置于第一透镜 与成像面间。若光圈为前置光圈,可使成像光学系统的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生 较长的距离,使其具有远心(Telecentric)效果,并可增加电子感光元件的C⑶或CMOS接 收影像的效率;若为中置光圈,有助于扩大系统的视场角,使成像光学系统具有广角镜头的 优势。
[0104] 另外,本发明成像光学系统中,依需求可设置至少一光阑,以减少杂散光,有助于 提升影像品质。
[0105] 本发明的成像光学系统更可视需求应用于移动对焦的光学系统中,并兼具优良像 差修正与良好成像品质的特色。亦可多方面应用于三维(3D)影像擷取、数字相机、移动装 置、数字平板、智能电视、网络监控设备、体感游戏机、行车记录器、倒车显影装置与穿戴式 装置等电子影像系统中。
[0106] 本发明另提供一种取像装置,包含前述的成像光学系统以及电子感光元件,其中 电子感光元件设置于成像光学系统的成像面。成像光学系统中,通过适当调整透镜间的 间距,使各透镜间的配置方式较为紧密,有助于缩小具大视角特性的成像光学系统的总长 度,维持其小型化。再者,通过各透镜的紧密配置方式,更有助于各透镜设计承靠或嵌合结 构,减缓倾斜或偏心造成成像不佳等问题。较佳地,取像装置可进一步包含镜筒(Barrel Member)、支持装置(Holder Member)或其组合。
[0107] 本发明提供一种可携式装置,包含前述的取像装置。借此,在发挥小型化的优势 的同时,具有较优异的透镜元件承靠或嵌合结构设计,以减缓倾斜或是偏心现象带来的成 像不佳等问题。较佳地,可携式装置可进一步包含控制单元(Control Unit)、显示单元 (Display)、储存单元(Storage Unit)、随机存取存储器(RAM)或其组合。
[0108] 根据上述实施方式,以下提出具体实施例并配合附图予以详细说明。
[0109] 〈第一实施例〉
[0110] 请参照图1及图2,其中图1绘示依照本发明第一实施例的一种取像装置的示意 图,图2由左至右依序为第一实施例的球差、像散及歪曲曲线图。由图1可知,第一实施例 的取像装置包含成像光学系统(未另标号)以及电子感光元件190。成像光学系统由物侧 至像侧依序包含第一透镜110、光圈100、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透 镜150、红外线滤除滤光元件160以及成像面180,而电子感光元件190设置于成像光学系 统的成像面180,其中成像光学系统中具有屈折力的透镜为五片(110-150)。
[0111] 第一透镜110具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面111近光轴处为凸面,其 像侧表面112近光轴处为凹面,并皆为非球面。
[0112] 第二透镜120具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面121近光轴处为凹面,其 像侧表面122近光轴处为凸面,并皆为非球面。
[0113] 第三透镜130具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面131近光轴处为凹面,其 像侧表面132近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第三透镜像侧表面132离轴处具有至 少一凸面。
[0114] 第四透镜140具有正屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面141近光轴处为凹面,其 像侧表面142近光轴处为凸面,并皆为非球面。
[0115] 第五透镜150具有负屈折力,且为塑胶材质,其物侧表面151近光轴处为凸面,其 像侧表面152近光轴处为凹面,并皆为非球面。另外,第五
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