取像光学系统、取像装置以及可携式装置的制造方法_2

文档序号:9563704阅读:来源:国知局
离为T56
[0088] 第五透镜于光轴上的厚度为CT5
[0089] 第六透镜于光轴上的厚度为CT6
[0090] 第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜于光轴上的厚度 的总合为Σ CT
[0091] 光圈至第六透镜像侧面于光轴上的距离为Sd
[0092] 第一透镜物侧面至第六透镜像侧面于光轴上的距离为Td
[0093] 第五透镜像侧面于离轴处最接近该成像面的临界点与光轴的垂直距离为Yc52
[0094] 第六透镜像侧面于离轴处最接近一成像面的临界点与光轴的垂直距离为Yc62
【具体实施方式】
[0095] 本发明提供一种取像光学系统,由物侧至像侧依序包含具有屈折力的第一透镜、 第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。
[0096] 该第一透镜具有正屈折力,可提供系统所需的正屈折力,有助于缩短系统的总长 度。该第一透镜物侧面为凸面,可调整正屈折力配置,进而加强缩短光学总长度。
[0097] 该第二透镜可具有负屈折力,有利于对第一透镜所产生的像差做补正。该第二透 镜像侧面于近光轴处可为凹面,有助于修正系统的像散(Astigmatism),并提升成像品质。 [0098] 该第四透镜像侧面于近光轴处可为凹面,有助于加强修正像差以提升成像品质。
[0099] 该第五透镜物侧面于近光轴处可为凸面,其像侧面于近光轴处为凹面,可有助于 加强像散的修正。该第五透镜像侧面于离轴处具有至少一凸面,可有效修正离轴像差。 [0100] 该第六透镜物侧面于近光轴处可为凸面,其像侧面于近光轴处为凹面,有助于修 正系统非点收差。该第六透镜像侧面于离轴处具有至少一凸面,有助于压制取像光学系统 的后焦距,维持其小型化。
[0101] 该第三透镜与该第四透镜之间于光轴上的距离为T34,该第五透镜于光轴上的厚 度为CT5。当该取像光学系统满足下列关系式:0. 70〈T34/CT5时,可避免产生透镜成型不良 的制作问题,并可提高镜头组装的制造良率;较佳地,是满足下列关系式:〇. 50〈T34/CT5 ; 更佳地,是满足下列关系式:1. 〇〈T34/CT5〈3. 0 ;又更佳地,是满足下列关系式:1. 25〈T34/ CT5〈2. 50。
[0102] 该第六透镜物侧面的曲率半径为R11,该第六透镜像侧面的曲率半径为R12。当该 取像光学系统满足下列关系式:_〇. 30〈(R11+R12V(R11-R12)时,有助于修正系统的像差 以提升成像品质;较佳地,是满足下列关系式:2.0〈(R11+R12V(R11-R12)。
[0103] 该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜、该第五透镜及该第六透镜于 光轴上的厚度的总合为Σστ,该第一透镜物侧面至该第六透镜像侧面于光轴上的距离为 TcL当该取像光学系统满足下列关系式:0. 55〈SCT/Td〈0. 95时,有利于镜组空间得到更有 效的利用,维持适当的总长。
[0104] 该第六透镜像侧面的曲率半径为R12,该第五透镜像侧面的曲率半径为R10,该第 四透镜像侧面的曲率半径为R8。当该取像光学系统满足下列关系式:0〈R12〈R10〈R8时,有 助于加强系统像差修正以提升成像品质。
[0105] 该第五透镜的色散系数为V5。当该取像光学系统满足下列关系式:V5〈32时,有利 于修正该取像光学系统的色差。
[0106] 该取像光学系统的焦距为f,该第五透镜与该第六透镜之间于光轴上的距离为 T56,当该取像光学系统满足下列关系式:12. 5〈f/T56〈25. 0时,有助于缩短系统总长度并 兼顾优良成像品质。
[0107] 该取像光学系统进一步包含一光圈,该光圈至该第六透镜像侧面于光轴上的距离 为Sd,该第一透镜物侧面至该第六透镜像侧面于光轴上的距离为Td,当该取像光学系统满 足下列关系式:〇. 80〈Sd/Td〈l. 10时,有利于系统在远心特性与广视场角特性中取得平衡。
[0108] 该第五透镜于光轴上的厚度为CT5,该第六透镜于光轴上的厚度为CT6,当该取像 光学系统满足下列关系式:〇. 25〈CT5/CT6〈0. 75时,透镜的厚度设计较为适当,有助于镜片 的制作及组装。
[0109] 该取像光学系统的光圈值为Fno,当该取像光学系统满足下列关系式: I. 6〈Fno〈2. 5时,有助于发挥大光圈优势与提升系统周边照度。
[0110] 该第一透镜物侧面至该第六透镜像侧面于光轴上的距离为Td,该取像光学 系统的最大视角的一半为HF0V,当该取像光学系统满足下列关系式:4.0[mm]〈Td/ Tan (HFOV)〈7. 5 [mm]时,有助于使该取像光学系统同时具备大视角及短总长的特性。
[0111] 该第二透镜的焦距为f2,该第三透镜、该第四透镜、该第五透镜及该第六透镜中任 一透镜的焦距为fx,即X为3、4、5或6,当该取像光学系统满足下列关系式:I f2 I〈 I fx I时, 屈折力配置较为平衡,可以平衡系统屈折力配置与缩短总长度。
[0112] 该第六透镜像侧面于离轴处最接近一成像面的临界点与光轴的垂直距离为Yc62, 其中该第五透镜像侧面于离轴处最接近该成像面的临界点与光轴的垂直距离为Yc52,当该 取像光学系统满足下列关系式:Yc62>Yc52时,有利于压制离轴视场光线入射于感光兀件 上的角度,并进一步修正离轴视场的像差。
[0113] 本发明的取像光学系统中,透镜的材质可为玻璃或塑胶,若透镜的材质为玻璃,则 可以增加该取像光学系统屈折力配置的自由度,若透镜材质为塑胶,则可以有效降低生产 成本。此外,可于镜面上设置非球面(ASP),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取像光 学系统的总长度。
[0114] 本发明的取像光学系统中,可至少设置一光阑,如孔径光阑(Aperture Stop)、耀 光光阑(Glare Stop)或视场光阑(Field Stop)等。
[0115] 本发明的取像光学系统中,光圈配置可为前置或中置,其中前置光圈意即光圈设 置于被摄物与该第一透镜间,中置光圈则表示光圈设置于该第一透镜与成像面间,前置光 圈可使取像光学系统的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离,使之具有远心 (Telecentric)效果,可增加电子感光元件如C⑶或CMOS接收影像的效率;中置光圈则有 助于扩大系统的视场角,使取像光学系统具有广角镜头的优势。
[0116] 本发明的取像光学系统中,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,则表示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,则表示该透镜表面于近光轴处为凹面。
[0117] 请参图11,其显示本发明所述的Yc52及Yc62所代表的距离。于该实施例中,该 第五透镜1150像侧面1152于离轴处最接近一成像面的临界点1102与光轴1101的垂直距 离为Yc52。该第六透镜1160像侧面1162于离轴处最接近该成像面的临界点1103与光轴 1101的垂直距离为Yc62。透镜表面上的临界点(Critical Point)即为垂直于光轴切面与 该透镜表面相切的切线上的点。
[0118] 本发明的取像光学系统还可视需求应用于变焦的光学系统中,并兼具优良像差修 正与良好成像品质的特色可多方面应用于3D(三维)影像擷取、数码相机、移动装置、数码 平板与可穿戴式设备等可携式装置中。
[0119] 本发明还提供一种取像装置,其包含前述取像光学系统以及一电子感光元件,其 中该电子感光元件设置于该取像光学系统的成像面,因此取像装置可借由取像光学系统的 设计达到最佳成像效果。较佳地,该取像装置可进一步包含镜筒(Barrel Member)、支持装 置(Holder Member)或其组合。
[0120] 请参图12A、图12B、图12C,该取像装置1201可搭载于可携式装置,其包括,但不限 于:智能手机1210、平板电脑1220或可穿戴式设备1230。前揭可携式装置仅是示范性地说 明本发明的取像装置的实际运用例子,并非限制本发明的取像装置的运用范围。较佳地,该 可携式装置可进一步包含控制单元(Control Units)、显示单元(Display Units)、存储单 元(Storage Units)、暂存储单元(RAM)或其组合。
[0121] 本发明的取像装置及取像光学系统将借由以下具体实施例配合附图予以详细说 明。
[0122] 《第一实施例》
[0123] 本发明第一实施例请参阅图1A,第一实施例的像差曲线请参阅图1B。第一实施例 的取像装置包含一取像光学系统与一电子感光元件190,该取像光学系统主要由六片具有 屈折力的透镜构成,由物侧至像侧依序包含:
[0124] -具有正屈折力的第一透镜110,其材质为塑胶,其物侧面111于近光轴处为凸 面,其像侧面112于近光轴处为凹面,且其物侧面111及像侧面112皆为非球面;
[0125] -具有负屈折力的第二透镜120,其材质为塑胶,其物侧面121于近光轴处为凸 面,其像侧面122于近光轴处为凹面,且其物侧面121及像侧面122皆为非球面;
[0126] -具有正屈折力的第三透镜130,其材质为塑胶,其物侧面131于近光轴处为凸 面,其像侧面132于近光轴处为凹面,且其物侧面131及像侧面132皆为非球面;
[0127] -具有负屈折力的第四透镜140,其材质为塑胶,其物侧面141于近光轴处为凸 面,其像侧面142于近光轴处为凹面,且其物侧面141及像侧面142皆为非球面;
[0128] -具有正屈折力的第五透镜150,其材质为塑胶,其物侧面151于近光轴处为凸 面,其像侧面152于近光轴处为凹面,其物侧面151及像侧面152皆为非球面,且该像侧面 152于离轴处具有至少一凸面;及
[0129] -具有负屈折力的第六透镜160,其材质为塑胶,其物侧面161于近光轴处为凸 面,其像侧面162于近光轴处为凹面,其物侧面161及像侧面162皆为非球面,且该像侧面 162于离轴处具有至少一凸面;
[0130] 其中,该取像光学系统另设置有一光圈100,其置于一被摄物与该第一透镜110 间;另包含有一红外线滤除滤光元件(IR-cut filter) 170置于该第六透镜160与一成像面 180间,其材质为玻璃且不影响焦距;
[0131] 其中,该电子感光兀件190设置于该成像面180上。
[0132] 第一实施例详细的光学数据如表一所示,其非球面数据如表二所示,其中曲率半 径、厚度及焦距的单位为毫米,HFOV定义为最大视角的一半。
[0133]

[0136] 上述的非球面曲线的方程式表示如下:
[0138] 其中:
[0139] X :非球面上距离光轴为Y的点,其与相切于非球面光轴上顶点的切面的相对距 离;
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