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TWI848754B - 光學攝像透鏡組、成像裝置及電子裝置 - Google Patents

光學攝像透鏡組、成像裝置及電子裝置 Download PDF

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TWI848754B
TWI848754B TW112123945A TW112123945A TWI848754B TW I848754 B TWI848754 B TW I848754B TW 112123945 A TW112123945 A TW 112123945A TW 112123945 A TW112123945 A TW 112123945A TW I848754 B TWI848754 B TW I848754B
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TW
Taiwan
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image side
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TW112123945A
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TW202443232A (zh
Inventor
許智程
張世遠
李祖孟
柯家儀
Original Assignee
紘立光電股份有限公司
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Publication date
Application filed by 紘立光電股份有限公司 filed Critical 紘立光電股份有限公司
Application granted granted Critical
Publication of TWI848754B publication Critical patent/TWI848754B/zh
Publication of TW202443232A publication Critical patent/TW202443232A/zh

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Abstract

一種光學攝像透鏡組,由物側至像側依序包含:第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、光圈、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡及第七透鏡。其中,第一透鏡具有負屈折力,其物側面為凸面,像側面為凹面;第二透鏡具有負屈折力;第三透鏡具有正屈折力;第四透鏡具有正屈折力,其物側面及像側面皆為凸面;第五透鏡具有負屈折力,其物側面及像側面皆為凹面;第六透鏡具有正屈折力;以及第七透鏡具有負屈折力,其物側面為凸面,像側面為凹面。該光學攝像透鏡組之透鏡總數為七片。當此光學攝像透鏡組滿足特定條件時,可達成提升廣視角及高成像品質的要求。

Description

光學攝像透鏡組、成像裝置及電子裝置
本發明係有關於一種光學攝像裝置,特別是一種可用於一般電子裝置、車用電子裝置或行車攝影裝置之光學攝像透鏡組,以及具有此光學攝像透鏡組之成像裝置及電子裝置。
隨著攝影成像裝置的製造水平提高,其應用領域越來越豐富多樣,比方說:行動裝置、空拍機、車用裝置等。以車用裝置為例,早期以外掛的行車記錄器連接車輛電源,當車輛發動時,該行車記錄器會自動開啟並開始記錄視野內的交通狀況;近年來,為了提升車輛行駛的安全性,陸續有相關業者投入自駕車的開發,即於車輛裝設各類感測器,用以偵測環境狀態。其中,光學鏡頭除了用於攝錄交通狀況之外,亦可配合影像辨識及智能運算,以提升車輛於各種環境中的駕駛安全性及舒適性;舉例來說,在車內使用具有影像辨識及智能運算功能的光學攝影設備,可用於監控駕駛專注狀態,避免駕駛視線離開車輛前方,或者當駕駛精神狀態不佳時,即時警示提醒,進而提升駕駛車輛的安全性。
除了車用電子裝置以外,在其他應用領域中,攝影成像裝置的規格要求也日益提升,即使用者除了要求成像清晰之外,同時要求有較廣的視場角,減少車輛死角,使駕駛能及早發現行人或鄰近車輛,避免發生交通事故。是 以,如何提供一種具有良好成像品質及廣視角的光學攝像裝置已成為此技術領域之人士亟欲解決之問題。
是以,為解決上述問題,本發明提供一種光學攝像透鏡組,由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、光圈、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡及第七透鏡。其中,第一透鏡具有負屈折力,其物側面為凸面,像側面為凹面;第二透鏡具有負屈折力;第三透鏡具有正屈折力;第四透鏡具有正屈折力,其物側面及像側面皆為凸面;第五透鏡具有負屈折力,其物側面及像側面皆為凹面;第六透鏡具有正屈折力;以及第七透鏡具有負屈折力,其物側面為凸面,像側面為凹面。該光學攝像透鏡組之透鏡總數為七片;該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第四透鏡之焦距為f4,該第五透鏡之焦距為f5,該第六透鏡之焦距為f6,該第七透鏡之焦距為f7,該第四透鏡到該第七透鏡片的組合焦距為f4567,該光學攝像透鏡組最大視角為FOV,係滿足以下關係式:1<|f4/EFL+f5/EFL+f6/EFL+f7/EFL|<4.2;及25<FOV/f4567<53。
根據本發明之實施例,該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第七透鏡之焦距為f7,係滿足以下關係式:-6<f7/EFL<-1。
根據本發明之實施例,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組成像面在光軸上之距離為TTL,該第七透鏡之焦距為f7,係滿足以下關係式:-1.1<f7/TTL<-0.2。
本發明另提供一種光學攝像透鏡組,由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、光圈、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡及第七透鏡。 其中,第一透鏡具有負屈折力,其物側面為凸面,像側面為凹面;第二透鏡具有負屈第四透鏡具有正屈折力,其物側面及像側面皆為凸面;第五透鏡具有負屈折力,其物側面及像側面皆為凹面;第六透鏡具有正屈折力;以及第七透鏡具有負屈折力,其物側面為凸面,像側面為凹面。該光學攝像透鏡組之透鏡總數為七片;該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第七透鏡之焦距為f7,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組成像面在光軸上之距離為TTL,係滿足以下關係式:-6<f7/EFL<-1及-1.1<f7/TTL<-0.2。
根據本發明之實施例,該第四透鏡到該第七透鏡片的組合焦距為f4567,該光學攝像透鏡組最大視角為FOV,係滿足以下關係式:25<FOV/f4567<53。
根據本發明之實施例,該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第四透鏡之焦距為f4,該第五透鏡之焦距為f5,該第六透鏡之焦距為f6,該第七透鏡之焦距為f7,係滿足以下關係式:1<|f4/EFL+f5/EFL+f6/EFL+f7/EFL|<4.2。
根據本發明之實施例,該第六透鏡像側面之曲率半徑為R12,該第七透鏡物側面之曲率半徑為R13,係滿足以下關係式:-2<(R13-R12)/(R13+R12)<38。
根據本發明之實施例,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組成像面在光軸上之距離為TTL,該第四透鏡在光軸上之厚度為CT4,該第五透鏡在光軸上之厚度為CT5,該第六透鏡在光軸上之厚度為CT6,該第七透鏡在光軸上之厚度為CT7,係滿足以下關係式:2<TTL/(CT4+CT5+CT6+CT7)<5。
根據本發明之實施例,該第二透鏡像側面之光學有效徑為D22,該第二透鏡像側面至該第三透鏡物側面在光軸上之距離為AT23,係滿足以下關係式:6<D22/AT23<84。
根據本發明之實施例,該第三透鏡之阿貝數,該第三透鏡之焦距為f3,係滿足以下關係式:6<Vd3/f3<14。
根據本發明之實施例,該第一透鏡之折射率為Nd1,該第一透鏡之焦距為f1,係滿足以下關係式:0.2<|Nd1/f1|<0.6。
根據本發明之實施例,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,該第三透鏡像側面至該第四透鏡物側面在光軸上之距離為AT34,係滿足以下關係式:32<TTL/AT34<145。
根據本發明之實施例,該第四透鏡像側面至該第五透鏡物側面在光軸上之距離為AT45,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,係滿足以下關係式:0.5<AT45*TTL<6。
根據本發明之實施例,該第一透鏡之焦距為f1,該第二透鏡之焦距為f2,該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,係滿足以下關係式:3<(|f1|+|f2|)/EFL<6。
本發明之實施例,該第一透鏡像側面之光學有效徑為D12,該第一透鏡像側面至該第二透鏡物側面在光軸上之距離為AT12,係滿足以下關係式:2<D12/AT12<3.2。
根據本發明之實施例,該第一透鏡物側面之光學有效徑為D11,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,係滿足以下關係式:70<D11*TTL<130。
根據本發明之實施例,該第一透鏡到該第三透鏡的組合焦距為f123,該第五透鏡之焦距為f5,該第六透鏡之焦距為f6,係滿足以下關係式:-5.3<(f5-f6)/f123(f5+f6)<7.4。
本發明再提供一種成像裝置,其包含如前述之光學攝像透鏡組,及一影像感測元件,其中,影像感測元件設置於光學攝像透鏡組之成像面。
本發明進一步提供一種電子裝置,其包含如前述之成像裝置。
10、20、30、40、50、60、70:光學攝像透鏡組
11、21、31、41、51、61、71:第一透鏡
12、22、32、42、52、62、72:第二透鏡
13、23、33、43、53、63、73:第三透鏡
14、24、34、44、54、64、74:第四透鏡
15、25、35、45、55、65、75:第五透鏡
16、26、36、46、56、66、76:第六透鏡
17、27、37、47、57、67、77:第七透鏡
18、28、38、48、58、68、78:濾光元件
19、39、49、59:保護玻璃
101、201、301、401、501、601、701:成像面
11a、21a、31a、41a、51a、61a、71a:第一透鏡之物側面
11b、21b、31b、41b、51b、61b、71b:第一透鏡之像側面
12a、22a、32a、42a、52a、62a、72a:第二透鏡之物側面
12b、22b、32b、42b、52b、62b、72b:第二透鏡之像側面
13a、23a、33a、43a、53a、63a、73a:第三透鏡之物側面
13b、23b、33b、43b、53b、63b、73b:第三透鏡之像側面
14a、24a、34a、44a、54a、64a、74a:第四透鏡之物側面
14b、24b、34b、44b、54b、64b、74b:第四透鏡之像側面
15a、25a、35a、45a、55a、65a、75a:第五透鏡之物側面
15b、25b、35b、45b、55b、65b、75b:第五透鏡之像側面
16a、26a、36a、46a、56a、66a、76a:第六透鏡之物側面
16b、26b、36b、46b、56b、66b、76b:第六透鏡之像側面
17a、27a、37a、47a、57a、67a、77a:第七透鏡之物側面
17b、27b、37b、47b、57b、67b、77b:第七透鏡之像側面
18a、18b、28a、28b、38a、38b、48a、48b、58a、58b、68a、68b、78a、78b、88a:濾光元件之二表面
19a、19b、39a、39b、49a、49b、59a:保護玻璃之二表面
102、202、302、402、502、602、702:影像感測元件
1000、2000:電子裝置
1010、2010:成像裝置
I:光軸
ST:光圈
〔圖1A〕為本發明第一實施例之光學攝像透鏡組示意圖;〔圖1B〕由左至右依序為本發明第一實施例之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖;〔圖2A〕為本發明第二實施例之光學攝像透鏡組示意圖;〔圖2B〕由左至右依序為本發明第二實施例之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖;〔圖3A〕為本發明第三實施例之光學攝像透鏡組示意圖;〔圖3B〕由左至右依序為本發明第三實施例之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖;〔圖4A〕為本發明第四實施例之光學攝像透鏡組示意圖;〔圖4B〕由左至右依序為本發明第四實施例之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖;〔圖5A〕為本發明第五實施例之光學攝像透鏡組示意圖; 〔圖5B〕由左至右依序為本發明第五實施例之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖;〔圖6A〕為本發明第六實施例之光學攝像透鏡組示意圖;〔圖6B〕由左至右依序為本發明第六實施例之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖;〔圖7A〕為本發明第七實施例之光學攝像透鏡組示意圖;〔圖7B〕由左至右依序為本發明第七實施例之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖;〔圖8〕為本發明第八實施例之車用電子裝置之示意圖;〔圖9〕為本發明第九實施例之一般電子裝置之示意圖。
在以下實施例中,光學攝像透鏡組之各透鏡可為玻璃或塑膠材質,而不以實施例所列舉之材質為限。當透鏡材質為玻璃時,透鏡表面可透過研磨方式或模造的方式進行加工;此外,由於玻璃材質本身耐溫度變化及高硬度特性,可以降低環境變化對光學攝像透鏡組的影響,進而延長光學攝像透鏡組的使用壽命。當透鏡材質為塑膠時,則有利於減輕光學攝像透鏡組的重量,及降低生產成本。
在本發明之實施例中,每一個透鏡皆包含朝向被攝物之一物側面,及朝向成像面之一像側面。每一個透鏡的表面形狀係依據所述表面靠近光軸區域(近軸處)的形狀加以定義,例如描述一個透鏡之物側面為凸面時,係表示該透鏡在靠近光軸區域的物側面為凸面,亦即,雖然在實施例中描述該透鏡表面 為凸面,而該表面在遠離光軸區域(離軸處)可能是凸面或凹面。每一個透鏡近軸處的形狀係以該面之曲率半徑為正值或負值加以判斷,例如,若一個透鏡之物側面曲率半徑為正值時,則該物側面為凸面;反之,若其曲率半徑為負值,則該物側面為凹面。就一個透鏡之像側面而言,若其曲率半徑為正值,則該像側面為凹面;反之,若其曲率半徑為負值,則該像側面為凸面。
在本發明之實施例中,每一透鏡的物側面及像側面可以是球面或非球面表面。在透鏡上使用非球面表面有助於修正如球面像差等光學攝像透鏡組的成像像差,減少光學透鏡元件的使用數量。然而,使用非球面透鏡會使整體光學攝像透鏡組的成本提高。雖然在本發明之實施例中,有些光學透鏡的表面係使用球面表面,但仍可以視需要將其設計為非球面表面;或者,有些光學透鏡的表面係使用非球面表面,但仍可以視需要將其設計為球面表面。
在本發明之實施例中,光學攝像透鏡組之總長TTL(Total Track Length)定義為此光學攝像透鏡組之第一透鏡的物側面至成像面在光軸上之距離。此光學攝像透鏡組之成像高度稱為最大像高ImgH(Image Height);當成像面上設置一影像感測元件時,最大像高ImgH代表影像感測元件的有效感測區域對角線長度之一半。在以下實施例中,所有透鏡的曲率半徑、透鏡厚度、透鏡之間的距離、透鏡組總長TTL、最大像高ImgH和焦距(Focal Length)的單位皆以公厘(mm)加以表示。
本發明提供一種光學攝像透鏡組,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、第五透鏡、第六透鏡及第七透鏡;其中,該光學攝像透鏡組之透鏡總數為七片。
該第一透鏡具有負屈折力,其物側面為凸面,而其像側面為凹面,以配合實際應用需求,有助於擴大光學攝像透鏡組的收光範圍。較佳地,第一透鏡之材質為玻璃,可適用於溫差較大的環境條件。在本發明實施例中,第一透鏡之物側面或/及像側面為球面,以降低製造成本及易於加工。
該第二透鏡具有負屈折力,用以調整光線路徑。該第二透鏡之像側面及物側面可為凸面或凹面。較佳地,第二透鏡之材質為塑膠,以降低製造成本及易於加工。此外,第二透鏡之物側面或/及像側面可為非球面,藉以改善球面像差。
該第三透鏡具有正屈折力,其物側面為凸面,像側面可為凸面或凹面。利用該第三透鏡的正屈折力,有助於匯聚光線,並且修正像散像差。藉由第一透鏡及第二透鏡負屈力形成的光線發散作用,及具正屈折力之第三透鏡的光線會聚作用,可以有效地降低光學攝像透鏡組的球面像差。在本發明實施例中,該第三透鏡之材質為玻璃,可適用於溫差較大的環境條件,此外,該第三透鏡之物側面或/及像側面為球面,以降低製造成本及易於加工。
該第四透鏡具有正屈折力,其物側面及像側面皆為凸面。利用第四透鏡的正屈折力,有助於匯聚光線,並且修正像散像差。在本發明實施例中,第四透鏡之材質為塑膠,以降低製造成本及易於加工。此外,該第四透鏡之物側面或/及像側面可為非球面,藉以改善球面像差。
該第五透鏡具有負屈折力,其物側面及像側面皆為凹面。利用第五透鏡的負屈折力,有助於調整光線路徑。在本發明實施例中,第五透鏡之材質為塑膠,以降低製造成本及易於加工。此外,該第五透鏡之物側面或/及像側面可為非球面,藉以改善球面像差。
該第六透鏡具有正屈折力。第六透鏡之物側面可為凸面或凹面,像側面為凸面。利用第六透鏡的正屈折力,有助於匯聚光線,且改善像散像差。 較佳地,第六透鏡之材質為塑膠,以降低製造成本及易於加工。此外,第六透鏡之物側面或/及像側面可為非球面,藉以改善球面像差。
該第七透鏡具有負屈折力。第七透鏡之物側面為凸面,其像側面為凹面。利用第七透鏡的負屈折力,有助於調整光線路徑。較佳地,第七透鏡之材質為塑膠,以降低製造成本及易於加工。此外,第七透鏡之物側面或/及像側面可為非球面,藉以改善球面像差。
該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第四透鏡之焦距為f4,該第五透鏡之焦距為f5,該第六透鏡之焦距為f6,該第七透鏡之焦距為f7,係滿足以下關係式:1<|f4/EFL+f5/EFL+f6/EFL+f7/EFL|<4.2 (1)。
當滿足關係式(1),使光學影像系統組具備組合多片透鏡,以利於修正影像周邊像差和成像品質。
該第四透鏡到該第七透鏡片的組合焦距為f4567,該光學攝像透鏡組最大視角為FOV,係滿足以下關係式:25<FOV/f4567<53 (2)。
當滿足關係式(2),透過合理控制第四透鏡到第七透鏡的組合焦距與系統焦距比值在一定的範圍內,能夠使得前後組合產生的像差達到平衡,增加視場角及縮短鏡頭長度以增加使用場合。
該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第七透鏡之焦距為f7,係滿足以下關係式:-6<f7/EFL<-1 (3)。
當滿足關係式(3),可平衡第七透鏡的屈折力,以利於修正像差,控制畸變和遠紅外波長下的應用。
該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組成像面在光軸上之距離為TTL,該第七透鏡之焦距為f7,係滿足以下關係式:-1.1<f7/TTL<-0.2 (4)。
當滿足關係式(4),可使第七透鏡的像差修正能力平衡系統總長並控制畸變。
該第六透鏡像側面之曲率半徑為R12,該第七透鏡物側面之曲率半徑為R13,係滿足以下關係式:-2<(R13-R12)/(R13+R12)<38 (5)。
當滿足關係式(5),有助於在第六透鏡與第七透鏡之間形成空氣透鏡,利用透鏡材料與空氣二者間折射率之差異,可以進一步地修正成像像差。
該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組成像面在光軸上之距離為TTL,該第四透鏡在光軸上之厚度為CT4,該第五透鏡在光軸上之厚度為CT5,該第六透鏡在光軸上之厚度為CT6,該第七透鏡在光軸上之厚度為CT7,係滿足以下關係式:2<TTL/(CT4+CT5+CT6+CT7)<5 (6)。
當滿足關係式(6),可調整光學攝像透鏡組的透鏡分布,有助於調整體積分布並形成廣視角的配置提高成像品質。
該第二透鏡像側面之光學有效徑為D22,該第二透鏡像側面至該第三透鏡物側面在光軸上之距離為AT23,係滿足以下關係式:6<D22/AT23<84 (7)。
當滿足關係式(7),可平衡第二、三透鏡的配置,有效控制第二透鏡像側表面的最大有效半徑,提升影像品質並增加視場角及縮短鏡頭長度以增加使用場合。
該第三透鏡之阿貝數,該第三透鏡之焦距為f3,係滿足以下關係式:6<Vd3/f3<14 (8)。
當滿足關係式(8),可增加材料使用彈性可取得較佳的色差平衡能力,平衡第三透鏡的材料配置,以利於修正色差。
該第一透鏡之折射率為Nd1,該第一透鏡之焦距為f1,係滿足以下關係式:0.2<|Nd1/f1|<0.6 (9)。
當滿足關係式(9),可增加材料使用彈性,可調整透鏡材質,有助於修正色差,提高成像品質。
該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,該第三透鏡像側面至該第四透鏡物側面在光軸上之距離為AT34,係滿足以下關係式:32<TTL/AT34<145 (10)。
當滿足關係式(10),可平衡第三、四透鏡的空間配置,以避免第三透鏡與第四透鏡之間隔距離過大。
該第四透鏡像側面至該第五透鏡物側面在光軸上之距離為AT45,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,係滿足以下關係式:0.5<AT45*TTL<6 (11)。
當滿足關係式(11),可平衡第四、五透鏡的空間配置,以避免第四透鏡與第五透鏡之間隔距離過大。
該第一透鏡之焦距為f1,該第二透鏡之焦距為f2,該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,係滿足以下關係式:3<(|f1|+|f2|)/EFL<6 (12)。
當滿足關係式(12),可平衡第一、二透鏡的屈折力,以利於修正像差。
該第一透鏡像側面之光學有效徑為D12,該第一透鏡像側面至該第二透鏡物側面在光軸上之距離為AT12,係滿足以下關係式:2<D12/AT12<3.2 (13)。
當滿足關係式(13),可平衡第一、二透鏡的配置,有效控制第一透鏡像側表面的最大有效半徑,並增加視場角和控制鏡頭頭部大小。
該第一透鏡物側面之光學有效徑為D11,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,係滿足以下關係式:70<D11*TTL<130 (14)。
當滿足關係式(14),可有效控制鏡頭物側端外徑與鏡頭總長的比例,以確保鏡頭體積,提升影像品質。
該第一透鏡到該第三透鏡的組合焦距為f123,該第五透鏡之焦距為f5,該第六透鏡之焦距為f6,係滿足以下關係式:-5.3<(f5-f6)/f123(f5+f6)<7.4 (15)
當滿足關係式(15),可以使該第一透鏡、該第二透鏡及該第三透鏡之組合具有適當大小之屈折力,並調節該第五透鏡及第六透鏡的屈折力,以利於修正像差。
第一實施例
參見圖1A及圖1B,圖1A為本發明第一實施例之光學攝像透鏡組之示意圖。圖1B由左至右依序為本發明第一實施例之像散場曲像差圖(Astigmatism/Field Curvature)、F-tanθ畸變像差圖(F-tanθ Distortion)、F-θ畸變像差圖(F-θ Distortion)及縱向球差圖(Longitudinal Spherical Aberration)。
如圖1A所示,第一實施例之光學攝像透鏡組10由物側至像側依序包含第一透鏡11、第二透鏡12、第三透鏡13、光圈ST、第四透鏡14、第五透鏡15、第六透鏡16及第七透鏡17。此光學攝像透鏡組10更可包含濾光元件18、保護玻璃19及成像面101。在成像面101上更可設置一影像感測元件102,以構成一成像裝置(未另標號)。
第一透鏡11具有負屈折力,其物側面11a為凸面、像側面11b為凹面,且物側面11a及像側面11b皆為球面。第一透鏡11之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第二透鏡12具有負屈折力,其物側面12a為凹面、像側面12b為凹面,且物側面12a及像側面12b皆為非球面。第二透鏡12之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第三透鏡13具有正屈折力,其物側面13a為凸面、像側面13b為凸面,且物側面13a及像側面13b為球面。第三透鏡13之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第四透鏡14具有正屈折力,其物側面14a為凸面、像側面14b為凸面,且物側面14a及像側面14b皆為非球面。第四透鏡14之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第五透鏡15具有負屈折力,其物側面15a為凹面、像側面15b為凹面,且物側面15a及像側面15b皆為非球面。第五透鏡15之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第六透鏡16具有正屈折力,其物側面16a為凸面、像側面16b為凸面,且物側面16a及像側面16b皆為非球面。第六透鏡16之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第七透鏡17具有負屈折力,其物側面17a為凸面、像側面17b為凹面,且物側面17a及像側面17b皆為非球面。第七透鏡17之材質包括塑膠,但不以此為限制。
濾光元件18設置於第七透鏡17與成像面101之間,用以濾除特定波長區段的光線,例如是一紅外光濾除元件。濾光元件18之二表面18a、18b皆為平面,其材質為玻璃。
保護玻璃19設置於濾光元件18與成像面101之間,用以保護成像面101。保護玻璃19之二表面19a、19b皆為平面,其材質為玻璃。
影像感測元件102例如是電荷耦合元件感測元件(Charge-Coupled Device(CCD)Image Sensor)或互補式金屬氧化半導體影像感測元件(CMOS Image Sensor)。
上述各個非球面之曲線方程式表示如下:
Figure 112123945-A0305-02-0016-1
其中,X:非球面上距離光軸為Y的點與非球面於光軸上之切面間的距離;Y:非球面上的點與光軸間之垂直距離;C:透鏡於近光軸處的曲率半徑之倒數;K:錐面係數;以及Ai:第i階非球面係數,其中i=2x,且x為大於且等於2之自然數,即i為大於且等於4的偶數。
請參見下方表一,其為本發明第一實施例之光學攝像透鏡組10的詳細光學數據。其中,第一透鏡11之物側面11a標示為表面11a、像側面11b標示為表面11b,其他各透鏡表面則依此類推。表中距離欄位的數值代表該表面至下一表面在光軸I上的距離,例如第一透鏡11之物側面11a至像側面11b之距離為0.600mm,代表第一透鏡11之厚度為0.600mm。第一透鏡11之像側面11b至第二透鏡12之物側面12a之距離AT12為2.223mm。其它可依此類推,以下不再重述。第一實施例中,光學攝像透鏡組10之有效焦距為EFL,整體光學攝像透鏡組10最大視場角之為FOV(Field of View),其數值亦列於表一中。
Figure 112123945-A0305-02-0017-2
請參見下方表二,其為本發明第一實施例各透鏡表面的非球面係數。其中,K為非球面曲線方程式中的錐面係數,A4至A16則代表各表面第4階至第16階非球面係數。例如第二透鏡12之物側面12a之錐面係數K為-6.15 E+00。其它可依此類推,以下不再重述。此外,以下各實施例的表格係對應至各實施例之光學攝像透鏡組,各表格的定義係與本實施例相同,故在以下實施例中不再重述。
Figure 112123945-A0305-02-0018-3
在第一實施例中,該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第四透鏡之焦距為f4,該第五透鏡之焦距為f5,該第六透鏡之焦距為f6,該第七透鏡之焦距為f7,|f4/EFL+f5/EFL+f6/EFL+f7/EFL|=0.99。
在第一實施例中,該第四透鏡到該第七透鏡片的組合焦距為f4567,該光學攝像透鏡組最大視角為FOV,FOV/f4567=38.31。
在第一實施例中,該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第七透鏡之焦距為f7,f7/EFL=-1.75。
在第一實施例中,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組成像面在光軸上之距離為TTL,該第七透鏡之焦距為f7,f7/TTL=-0.307。
在第一實施例中,該第六透鏡像側面之曲率半徑為R12,該第七透鏡物側面之曲率半徑為R13,(R13-R12)/(R13+R12)=4.80。
在第一實施例中,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組成像面在光軸上之距離為TTL,該第四透鏡在光軸上之厚度為CT4,該第五透鏡在光軸上之厚度為CT5,該第六透鏡在光軸上之厚度為CT6,該第七透鏡在光軸上之厚度為CT7,TTL/(CT4+CT5+CT6+CT7)=3.60。
在第一實施例中,該第二透鏡像側面之光學有效徑為D22,該第二透鏡像側面至該第三透鏡物側面在光軸上之距離為AT23,D22/AT23=23.716。
在第一實施例中,該第三透鏡之阿貝數,該第三透鏡之焦距為f3,Vd3/f3=6.39。
在第一實施例中,該第一透鏡之折射率為Nd1,該第一透鏡之焦距為f1,|Nd1/f1|=0.29。
在第一實施例中,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,該第三透鏡像側面至該第四透鏡物側面在光軸上之距離為AT34,TTL/AT34=106.17。
在第一實施例中,該第四透鏡像側面至該第五透鏡物側面在光軸上之距離為AT45,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,AT45*TTL=1.415。
在第一實施例中,該第一透鏡之焦距為f1,該第二透鏡之焦距為f2,該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,(|f1|+|f2|)/EFL=3.96。
在第一實施例中,該第一透鏡像側面之光學有效徑為D12,該第一透鏡像側面至該第二透鏡物側面在光軸上之距離為AT12,D12/AT12=2.329。
在第一實施例中,該第一透鏡物側面之光學有效徑為D11,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,D11*TTL=120.7。
在第一實施例中,該第一透鏡到該第三透鏡的組合焦距為f123,該第五透鏡之焦距為f5,該第六透鏡之焦距為f6,(f5-f6)/f123(f5+f6)=-1.27
由上述關係式的數值可知,第一實施例之光學攝像透鏡組10滿足關係式(1)至(15)的要求。
參見圖1B,圖中由左至右分別為光學攝像透鏡組10之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖。由像散場曲像差圖(波長555nm)可以看出,弧矢方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.05mm以內;子午方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.05mm以內。由F-tanθ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組10之F-tanθ畸變率之絕對值小於70%。由F-θ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組10之F-θ畸變率之絕對值小於10%。由縱向球差圖可以看出,三種可見光470nm、555nm、650nm波長在不同高度的離軸光線皆可集中於成像點附近,其成像點偏差可以控制在+0.05mm以內,而紅外光940nm波長的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.06mm以內。如圖1B所示,本實施例之光學攝像透鏡組10已良好地修正了各項像差,符合光學系統的成像品質要求。
第二實施例
參見圖2A及圖2B,圖2A為本發明第二實施例之光學攝像透鏡組之示意圖。圖2B由左至右依序為本發明第二實施例之像散場曲像差圖(Astigmatism/Field Curvature)、F-tanθ畸變像差圖(F-tanθDistortion)、F-θ畸變像差圖(F-θ Distortion)及縱向球差圖(Longitudinal Spherical Aberration)。
如圖2A所示,第二實施例之光學攝像透鏡組20由物側至像側依序包含第一透鏡21、第二透鏡22、第三透鏡23、光圈ST、第四透鏡24、第五透鏡25、第六透鏡26及第七透鏡27。此光學攝像透鏡組20更可包含濾光元件 28及成像面201。在成像面201上更可設置一影像感測元件202,以構成一成像裝置(未另標號)。
第一透鏡21具有負屈折力,其物側面21a為凸面、像側面21b為凹面,且物側面11a及像側面11b皆為球面。第一透鏡11之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第二透鏡22具有負屈折力,其物側面22a為凹面、像側面22b為凹面,且物側面22a及像側面22b皆為非球面。第二透鏡22之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第三透鏡23具有正屈折力,其物側面23a為凸面、像側面23b為凸面,且物側面23a及像側面23b為球面。第三透鏡23之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第四透鏡24具有正屈折力,其物側面24a為凸面、像側面24b為凸面,且物側面24a及像側面24b皆為非球面。第四透鏡24之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第五透鏡25具有負屈折力,其物側面25a為凹面、像側面25b為凹面,且物側面25a及像側面25b皆為非球面。第五透鏡25之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第六透鏡26具有正屈折力,其物側面26a為凸面、像側面26b為凸面,且物側面26a及像側面26b皆為非球面。第六透鏡26之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第七透鏡27具有負屈折力,其物側面27a為凸面、像側面27b為凹面,且物側面27a及像側面27b皆為非球面。第七透鏡27之材質包括塑膠,但不以此為限制。
濾光元件28設置於第七透鏡27與成像面201之間,用以濾除特定波長區段的光線,例如是一紅外光濾除元件。濾光元件28之二表面28a、28b皆為平面,其材質為玻璃。
影像感測元件202例如是電荷耦合元件感測元件(Charge-Coupled Device(CCD)Image Sensor)或互補式金屬氧化半導體影像感測元件(CMOS Image Sensor)。
第二實施例之光學攝像透鏡組20之詳細光學數據及透鏡表面之非球面係數分別列於表三及表四。在第二實施例中,非球面之曲線方程式表示如第一實施例的形式。
Figure 112123945-A0305-02-0022-5
Figure 112123945-A0305-02-0023-6
Figure 112123945-A0305-02-0023-7
在第二實施例中,光學攝像透鏡組20之各關係式的數值列於表五。由表五可知,第二實施例之光學攝像透鏡組20滿足關係式(1)至(15)的要求。
Figure 112123945-A0305-02-0023-8
Figure 112123945-A0305-02-0024-9
參見圖2B,圖中由左至右分別為光學攝像透鏡組20之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖。由像散場曲像差圖(波長555nm)可以看出,弧矢方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.03mm以內;子午方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.05mm以內。由F-tanθ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組20之F-tanθ畸變率之絕對值小於70%。由F-θ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組20之F-θ畸變率之絕對值小於15%。由縱向球差圖可以看出,三種可見光470nm、555nm、650nm波長在不同高度的離軸光線皆可集中於成像點附近,其成像點偏差可以控制在+0.05mm以內,而紅外光940nm波長的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.06mm以內。如圖1B所示,本實施例之光學攝像透鏡組20已良好地修正了各項像差,符合光學系統的成像品質要求。
第三實施例
參見圖3A及圖3B,圖3A為本發明第三實施例之光學攝像透鏡組之示意圖。圖3B由左至右依序為本發明第三實施例之像散場曲像差圖(Astigmatism/Field Curvature)、F-tanθ畸變像差圖(F-tanθDistortion)、F-θ畸變像差圖(F-θ Distortion)及縱向球差圖(Longitudinal Spherical Aberration)。
如圖3A所示,第三實施例之光學攝像透鏡組30由物側至像側依序包含第一透鏡31、第二透鏡32、第三透鏡33、光圈ST、第四透鏡34、第五透鏡35、第六透鏡36及第七透鏡37。此光學攝像透鏡組30更可包含濾光元件 38、保護玻璃39及成像面301。在成像面301上更可設置一影像感測元件302,以構成一成像裝置(未另標號)。
第一透鏡31具有負屈折力,其物側面31a為凸面、像側面31b為凹面,且物側面31a及像側面31b皆為球面。第一透鏡31之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第二透鏡32具有負屈折力,其物側面32a為凹面、像側面32b為凹面,且物側面32a及像側面32b皆為非球面。第二透鏡32之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第三透鏡33具有正屈折力,其物側面33a為凸面、像側面33b為凸面,且物側面33a及像側面33b為球面。第三透鏡33之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第四透鏡34具有正屈折力,其物側面34a為凸面、像側面34b為凸面,且物側面34a及像側面34b皆為非球面。第四透鏡34之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第五透鏡35具有負屈折力,其物側面35a為凹面、像側面35b為凹面,且物側面35a及像側面35b皆為非球面。第五透鏡35之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第六透鏡36具有正屈折力,其物側面36a為凸面、像側面36b為凸面,且物側面36a及像側面36b皆為非球面。第六透鏡36之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第七透鏡37具有負屈折力,其物側面37a為凸面、像側面37b為凹面,且物側面37a及像側面37b皆為非球面。第七透鏡37之材質包括塑膠,但不以此為限制。
濾光元件38設置於第七透鏡37與成像面301之間,用以濾除特定波長區段的光線,例如是一紅外光濾除元件。濾光元件38之二表面38a、38b皆為平面,其材質為玻璃。
保護玻璃39設置於濾光元件38與成像面301之間,用以保護成像面301。保護玻璃39之二表面39a、39b皆為平面,其材質為玻璃。
影像感測元件302例如是電荷耦合元件感測元件(Charge-Coupled Device(CCD)Image Sensor)或互補式金屬氧化半導體影像感測元件(CMOS Image Sensor)。
第三實施例之光學攝像透鏡組30之詳細光學數據及透鏡表面之非球面係數分別列於表六及表七。在第三實施例中,非球面之曲線方程式表示如第一實施例的形式。
Figure 112123945-A0305-02-0026-10
Figure 112123945-A0305-02-0027-11
Figure 112123945-A0305-02-0027-12
在第三實施例中,光學攝像透鏡組30之各關係式的數值列於表八。由表八可知,第三實施例之光學攝像透鏡組30滿足關係式(1)至(15)的要求。
Figure 112123945-A0305-02-0027-13
Figure 112123945-A0305-02-0028-14
參見圖3B,圖中由左至右分別為光學攝像透鏡組30之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖。由像散場曲像差圖(波長555nm)可以看出,弧矢方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.05mm以內;子午方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.06mm以內。由F-tanθ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組30之F-tanθ畸變率之絕對值小於70%。由F-θ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組30之F-θ畸變率之絕對值小於5%。由縱向球差圖可以看出,三種可見光470nm、555nm、650nm波長在不同高度的離軸光線皆可集中於成像點附近,其成像點偏差可以控制在+0.1mm以內,而紅外光940nm波長的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.1mm以內。如圖3B所示,本實施例之光學攝像透鏡組30已良好地修正了各項像差,符合光學系統的成像品質要求。
第四實施例
參見圖4A及圖4B,圖4A為本發明第四實施例之光學攝像透鏡組之示意圖。圖4B由左至右依序為本發明第四實施例之像散場曲像差圖(Astigmatism/Field Curvature)、F-tanθ畸變像差圖(Distortion)、F-θ畸變像差圖(Distortion)及縱向球差圖(Longitudinal Spherical Aberration)。
如圖4A所示,第四實施例之光學攝像透鏡組40由物側至像側依序包含第一透鏡41、第二透鏡42、第三透鏡43、光圈ST、第四透鏡44、第五透鏡45、第六透鏡46及第七透鏡47。此光學攝像透鏡組40更可包含濾光元件 48、保護玻璃49及成像面401。在成像面401上更可設置一影像感測元件402,以構成一成像裝置(未另標號)。
第一透鏡41具有負屈折力,其物側面41a為凸面、像側面41b為凹面,且物側面41a及像側面41b皆為球面。第一透鏡41之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第二透鏡42具有負屈折力,其物側面42a為凹面、像側面42b為凹面,且物側面42a及像側面42b皆為非球面。第二透鏡42之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第三透鏡43具有正屈折力,其物側面43a為凸面、像側面43b為凸面,且物側面43a及像側面43b為球面。第三透鏡43之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第四透鏡44具有正屈折力,其物側面44a為凸面、像側面44b為凸面,且物側面44a及像側面44b皆為非球面。第四透鏡44之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第五透鏡45具有負屈折力,其物側面45a為凹面、像側面45b為凹面,且物側面45a及像側面45b皆為非球面。第五透鏡45之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第六透鏡46具有正屈折力,其物側面46a為凸面、像側面46b為凸面,且物側面46a及像側面46b皆為非球面。第六透鏡46之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第七透鏡47具有負屈折力,其物側面47a為凸面、像側面47b為凹面,且物側面47a及像側面47b皆為非球面。第七透鏡47之材質包括塑膠,但不以此為限制。
濾光元件48設置於第七透鏡47與成像面401之間,用以濾除特定波長區段的光線,例如是一紅外光濾除元件。濾光元件48之二表面48a、48b皆為平面,其材質為玻璃。
保護玻璃49設置於濾光元件48與成像面401之間,用以保護成像面401。保護玻璃49之二表面49a、49b皆為平面,其材質為玻璃。
影像感測元件402例如是電荷耦合元件感測元件(Charge-Coupled Device(CCD)Image Sensor)或互補式金屬氧化半導體影像感測元件(CMOS Image Sensor)。
第四實施例之光學攝像透鏡組40之詳細光學數據及透鏡表面之非球面係數分別列於表九及表十。在第四實施例中,非球面之曲線方程式表示如第一實施例的形式。
Figure 112123945-A0305-02-0030-15
Figure 112123945-A0305-02-0031-16
Figure 112123945-A0305-02-0031-17
在第四實施例中,光學攝像透鏡組40之各關係式的數值列於表十一。由表十一可知,第四實施例之光學攝像透鏡組40滿足關係式(1)至(15)的要求。
Figure 112123945-A0305-02-0031-18
Figure 112123945-A0305-02-0032-19
參見圖4B,圖中由左至右分別為光學攝像透鏡組40之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖。由像散場曲像差圖(波長555nm)可以看出,弧矢方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.02mm以內;子午方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.02mm以內。由F-tanθ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組40之F-tanθ畸變率之絕對值小於70%。由F-θ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組40之F-θ畸變率之絕對值小於10%。由縱向球差圖可以看出,三種可見光470nm、555nm、650nm波長在不同高度的離軸光線皆可集中於成像點附近,其成像點偏差可以控制在+0.03mm以內,而紅外光940nm波長的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.05mm以內。如圖4B所示,本實施例之光學攝像透鏡組40已良好地修正了各項像差,符合光學系統的成像品質要求。
第五實施例
參見圖5A及圖5B,圖5A為本發明第五實施例之像散場曲像差圖(Astigmatism/Field Curvature)、F-tanθ畸變圖(F-tanθDistortion)、F-θ畸變像差圖(F-θ Distortion)及縱向球差圖(Longitudinal Spherical Aberration)。
如圖5A所示,第五實施例之光學攝像透鏡組50由物側至像側依序包含第一透鏡51、第二透鏡52、第三透鏡53、光圈ST、第四透鏡54、第五 透鏡55、第六透鏡56及第七透鏡57。此光學攝像透鏡組50更可包含濾光元件58、保護玻璃59及成像面501。在成像面501上更可設置一影像感測元件502,以構成一成像裝置(未另標號)。
第一透鏡51具有負屈折力,其物側面51a為凸面、像側面51b為凹面,且物側面51a及像側面51b皆為球面。第一透鏡51之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第二透鏡52具有負屈折力,其物側面52a為凹面、像側面52b為凹面,且物側面52a及像側面52b皆為非球面。第二透鏡52之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第三透鏡53具有正屈折力,其物側面53a為凸面、像側面53b為凸面,且物側面53a及像側面53b為球面。第三透鏡53之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第四透鏡54具有正屈折力,其物側面54a為凸面、像側面54b為凸面,且物側面54a及像側面54b皆為非球面。第四透鏡54之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第五透鏡55具有負屈折力,其物側面55a為凹面、像側面55b為凹面,且物側面55a及像側面55b皆為非球面。第五透鏡55之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第六透鏡56具有正屈折力,其物側面56a為凸面、像側面56b為凸面,且物側面56a及像側面56b皆為非球面。第六透鏡56之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第七透鏡57具有負屈折力,其物側面57a為凸面、像側面57b為凹面,且物側面57a及像側面57b皆為非球面。第七透鏡57之材質包括塑膠,但不以此為限制。
濾光元件58設置於第七透鏡57與成像面501之間,用以濾除特定波長區段的光線,例如是一紅外光濾除元件。濾光元件58之二表面58a、58b皆為平面,其材質為玻璃。
保護玻璃59設置於濾光元件58與成像面501之間,用以保護成像面501。保護玻璃59之二表面59a、59b皆為平面,其材質為玻璃。
影像感測元件502例如是電荷耦合元件感測元件(Charge-Coupled Device(CCD)Image Sensor)或互補式金屬氧化半導體影像感測元件(CMOS Image Sensor)。
第五實施例之光學攝像透鏡組50之詳細光學數據及透鏡表面之非球面係數分別列於表十二及表十三。在第五實施例中,非球面之曲線方程式表示如第一實施例的形式。
Figure 112123945-A0305-02-0034-20
Figure 112123945-A0305-02-0035-21
Figure 112123945-A0305-02-0035-22
在第五實施例中,光學攝像透鏡組50之各關係式的數值列於表十四。由表十四可知,第五實施例之光學攝像透鏡組50滿足關係式(1)至(15)的要求。
Figure 112123945-A0305-02-0035-23
Figure 112123945-A0305-02-0036-24
參見圖5B,圖中由左至右分別為光學攝像透鏡組50之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖。由像散場曲像差圖(波長555nm)可以看出,弧矢方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.02mm以內;子午方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.02mm以內。由F-tanθ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組50之F-tanθ畸變率之絕對值小於70%。由F-θ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組50之F-θ畸變率之絕對值小於2%。由縱向球差圖可以看出,三種可見光470nm、555nm、650nm波長在不同高度的離軸光線皆可集中於成像點附近,其成像點偏差可以控制在+0.02mm以內,而紅外光940nm波長的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.03mm以內。如圖5B所示,本實施例之光學攝像透鏡組50已良好地修正了各項像差,符合光學系統的成像品質要求。
第六實施例
參見圖6A及圖6B,圖6A為本發明第六實施例之光學攝像透鏡組之示意圖。圖6B由左至右依序為本發明第六實施例之像散場曲像差圖(Astigmatism/Field Curvature)、F-tanθ畸變圖(F-tanθ Distortion)、F-θ畸變像差圖(F-θ Distortion)及縱向球差圖(Longitudinal Spherical Aberration)。
如圖6A所示,第五實施例之光學攝像透鏡組60由物側至像側依序包含第一透鏡61、第二透鏡62、第三透鏡63、光圈ST、第四透鏡64、第五 透鏡65、第六透鏡66及第七透鏡67。此光學攝像透鏡組60更可包含濾光元件68及成像面601。在成像面601上更可設置一影像感測元件602,以構成一成像裝置(未另標號)。
第一透鏡61具有負屈折力,其物側面61a為凸面、像側面61b為凹面,且物側面61a及像側面61b皆為球面。第一透鏡61之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第二透鏡62具有負屈折力,其物側面62a為凸面、像側面62b為凹面,且物側面62a及像側面62b皆為球面。第二透鏡62之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第三透鏡63具有負屈折力,其物側面63a為平面、像側面63b為凹面,且像側面63b為球面。第三透鏡63之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第四透鏡64具有正屈折力,其物側面64a為凸面、像側面64b為凸面,且物側面64a及像側面64b皆為非球面。第四透鏡64之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第五透鏡65具有正屈折力,其物側面65a為凸面、像側面65b為凸面,且物側面65a及像側面65b皆為球面。第五透鏡65之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第六透鏡66具有負屈折力,其物側面66a為凹面、像側面66b為凹面,且物側面66a及像側面66b皆為球面。第六透鏡66之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第七透鏡67具有正屈折力,其物側面67a為凸面、像側面67b為凸面,且物側面67a及像側面67b皆為非球面。第七透鏡67之材質包括塑膠,但不以此為限制。
濾光元件68設置於第七透鏡67與成像面601之間,用以濾除特定波長區段的光線,例如是一紅外光濾除元件。濾光元件68之二表面68a、68b皆為平面,其材質為玻璃。
影像感測元件602例如是電荷耦合元件感測元件(Charge-Coupled Device(CCD)Image Sensor)或互補式金屬氧化半導體影像感測元件(CMOS Image Sensor)。
第六實施例之光學攝像透鏡組60之詳細光學數據及透鏡表面之非球面係數分別列於表十五及表十六。在第六實施例中,非球面之曲線方程式表示如第一實施例的形式。
Figure 112123945-A0305-02-0038-25
Figure 112123945-A0305-02-0039-26
Figure 112123945-A0305-02-0039-27
在第六實施例中,光學攝像透鏡組60之各關係式的數值列於表十七。由表十七可知,第六實施例之光學攝像透鏡組60滿足關係式(1)至(15)的要求。
Figure 112123945-A0305-02-0039-28
參見圖6B,圖中由左至右分別為光學攝像透鏡組60之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變像差圖及縱向球差圖。由像散場曲像差圖(波長555nm)可以看出,弧矢方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.02mm以內;子午方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.02mm以內。由F-tanθ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組60之F-tanθ畸變率之絕對值小於50%。由F-θ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組60之F-θ畸變率之絕對值小於1%。由縱向球差圖可以看出,三種可見光470nm、555nm、650nm波長在不同高度的離軸光線皆可集中於成像點附近,其成像點偏差可以控制在+0.03mm以內,而紅外光940nm波長的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.04mm以內。如圖6B所示,本實施例之光學攝像透鏡組60已良好地修正了各項像差,符合光學系統的成像品質要求。
第七實施例
參見圖7A及圖7B,圖7A為本發明第七實施例之光學攝像透鏡組之示意圖。圖7B由左至右依序為本發明第五實施例之像散場曲像差圖(Astigmatism/Field Curvature)、F-tanθ畸變圖(F-tanθ Distortion)、F-θ畸變像差圖(F-θ Distortion)及縱向球差圖(Longitudinal Spherical Aberration)。
如圖7A所示,第七實施例之光學攝像透鏡組70由物側至像側依序包含第一透鏡71、第二透鏡72、第三透鏡73、光圈ST、第四透鏡74、第五透鏡77、第六透鏡76及第七透鏡77。此光學攝像透鏡組70更可包含濾光元件78及成像面701。在成像面701上更可設置一影像感測元件702,以構成一成像裝置(未另標號)。
第一透鏡71具有負屈折力,其物側面71a為凸面、像側面71b為凹面,且物側面71a及像側面71b皆為球面。第一透鏡71之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第二透鏡72具有負屈折力,其物側面72a為凹面、像側面72b為凹面,且物側面72a及像側面72b皆為非球面。第二透鏡72之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第三透鏡73具有正屈折力,其物側面73a為凸面、像側面73b為凸面,且物側面73a及像側面73b為球面。第三透鏡73之材質包括玻璃,但不以此為限制。
第四透鏡74具有正屈折力,其物側面74a為凸面、像側面74b為凸面,且物側面74a及像側面74b皆為非球面。第四透鏡74之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第五透鏡75具有負屈折力,其物側面75a為凹面、像側面75b為凹面,且物側面75a及像側面75b皆為非球面。第五透鏡75之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第六透鏡76具有正屈折力,其物側面76a為凸面、像側面76b為凸面,且物側面76a及像側面76b皆為非球面。第六透鏡76之材質包括塑膠,但不以此為限制。
第七透鏡77具有負屈折力,其物側面77a為凸面、像側面77b為凹面,且物側面77a及像側面77b皆為非球面。第七透鏡77之材質包括塑膠,但不以此為限制。
濾光元件78設置於第七透鏡77與成像面701之間,用以濾除特定波長區段的光線,例如是一紅外光濾除元件。濾光元件78之二表面78a、78b皆為平面,其材質為玻璃。
影像感測元件702例如是電荷耦合元件感測元件(Charge-Coupled Device(CCD)Image Sensor)或互補式金屬氧化半導體影像感測元件(CMOS Image Sensor)。
第七實施例之光學攝像透鏡組70之詳細光學數據及透鏡表面之非球面係數分別列於表十八及表十九。在第七實施例中,非球面之曲線方程式表示如第一實施例的形式。
Figure 112123945-A0305-02-0042-29
Figure 112123945-A0305-02-0043-30
在第七實施例中,光學攝像透鏡組70之各關係式的數值列於表二十。由表二十可知,第七實施例之光學攝像透鏡組70滿足關係式(1)至(15)的要求。
Figure 112123945-A0305-02-0043-31
參見圖7B,圖中由左至右分別為光學攝像透鏡組70之像散場曲像差圖、F-tanθ畸變像差圖、F-θ畸變圖及縱向球差圖。由像散場曲像差圖(波長555nm)可以看出,弧矢方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.20mm以內; 子午方向的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.20mm以內。由F-tanθ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組70之F-θ畸變率之絕對值小於50%。由F-θ畸變像差圖(波長555nm)可知,光學攝像透鏡組70之F-θ畸變率之絕對值小於2%。由縱向球差圖可以看出,三種可見光470nm、555nm、650nm波長在不同高度的離軸光線皆可集中於成像點附近,其成像點偏差可以控制在+0.04mm以內,而紅外光940nm波長的像差在整個視場範圍內的變化量在+0.04mm以內。如圖7B所示,本實施例之光學攝像透鏡組70已良好地修正了各項像差,符合光學系統的成像品質要求。
參見圖8,一成像裝置1010包含如前述第一至第七實施例之光學攝像透鏡組10、20、30、40、50、60、70,以及一影像感測元件102、202、302、402、502、602、702;其中,所述影像感測元件102、202、302、402、502、602、702設置於光學攝像透鏡組10、20、30、40、50、60、70、80之成像面上101、201、301、401、501、601、701。影像感測元件102、202、302、402、502、602、702例如是電荷耦合元件(Charge-Coupled Device,CCD)或互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)影像感測元件等。
在圖8中,本發明第八實施例之一車用電子裝置1000包含成像裝置1010,其中車用電子裝置1000係用於觀察、監控、感測及/或記錄車輛外部的環境及狀態。
第九實施例
參見圖9,一成像裝置2010包含如前述第一至第七實施例之光學攝像透鏡組10、20、30、40、50、60、70,以及一影像感測元件102、202、302、 402、502、602、702;其中,所述影像感測元件102、202、302、402、502、602、702設置於光學攝像透鏡組10、20、30、40、50、60、70、80之成像面上101、201、301、401、501、601、701。影像感測元件102、202、302、402、502、602、702例如是電荷耦合元件(Charge-Coupled Device,CCD)或互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)影像感測元件等。
在圖9中,本發明第九實施例之一般電子裝置2000包含成像裝置2010,其中一般電子裝置2000可應用於一般3C產品及其他有攝像功能的電子產品。
雖然本發明使用前述數個實施例加以說明,然而該些實施例並非用以限制本發明之範圍。對任何熟知此項技藝者而言,在不脫離本發明之精神與範圍內,仍可以參照本發明所揭露的實施例內容進行形式上和細節上的多種變化。是故,此處需明白的是,本發明係以下列申請專利範圍所界定者為準,任何在申請專利範圍內或其等效的範圍內所作的各種變化,仍應落入本發明之申請專利範圍之內。
10:光學攝像透鏡組
11:第一透鏡
12:第二透鏡
13:第三透鏡
14:第四透鏡
15:第五透鏡
16:第六透鏡
17:第七透鏡
18:濾光元件
19:保護玻璃
101:成像面
11a:第一透鏡之物側面
11b:第一透鏡之像側面
12a:第二透鏡之物側面
12b:第二透鏡之像側面
13a:第三透鏡之物側面
13b:第三透鏡之像側面
14a:第四透鏡之物側面
14b:第四透鏡之像側面
15a:第五透鏡之物側面
15b:第五透鏡之像側面
16a:第六透鏡之物側面
16b:第六透鏡之像側面
17a:第七透鏡之物側面
17b:第七透鏡之像側面
18a、18b:濾光元件之二表面
19a、19b:保護玻璃之二表面
102:影像感測元件
I:光軸
ST:光圈

Claims (18)

  1. 一種光學攝像透鏡組,由物側至像側依序包含:一第一透鏡,具有負屈折力,其物側面為凸面,像側面為凹面;一第二透鏡,具有負屈折力;一第三透鏡,具有正屈折力;一光圈;一第四透鏡,具有正屈折力,其物側面及像側面皆為凸面;一第五透鏡,具有負屈折力,其物側面及像側面皆為凹面;一第六透鏡,具有正屈折力;及一第七透鏡,具有負屈折力,其物側面為凸面,像側面為凹面;其中,該光學攝像透鏡組之透鏡總數為七片;該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第四透鏡之焦距為f4,該第五透鏡之焦距為f5,該第六透鏡之焦距為f6,該第七透鏡之焦距為f7,該第四透鏡到該第七透鏡片的組合焦距為f4567,該光學攝像透鏡組最大視角為FOV,係滿足以下關係式:1<|f4/EFL+f5/EFL+f6/EFL+f7/EFL|<4.2;及25<FOV/f4567<53。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學攝像透鏡組,其中,該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第七透鏡之焦距為f7,係滿足以下關係式:-6<f7/EFL<-1。
  3. 如申請專利範圍第1項之光學攝像透鏡組,其中,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組成像面在光軸上之距離為TTL,該第七透鏡之焦距為f7,係滿足以下關係式:-1.1<f7/TTL<-0.2。
  4. 一種光學攝像透鏡組,由物側至像側依序包含:一第一透鏡,具有負屈折力,其物側面為凸面,像側面為凹面;一第二透鏡,具有負屈折力;一第三透鏡,具有正屈折力;一光圈;一第四透鏡,具有正屈折力,其物側面及像側面皆為凸面;一第五透鏡,具有負屈折力,其物側面及像側面皆為凹面;一第六透鏡,具有正屈折力;及一第七透鏡,具有負屈折力,其物側面為凸面,像側面為凹面;其中,該光學攝像透鏡組之透鏡總數為七片;該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第七透鏡之焦距為f7,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組成像面在光軸上之距離為TTL,該第一透鏡之焦距為f1,該第二透鏡之焦距為f2,係滿足以下關係式:-6<f7/EFL<-1;-1.1<f7/TTL<-0.2;及3<(|f1|+|f2|)/EFL<6。
  5. 如申請專利範圍第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第四透鏡到該第七透鏡片的組合焦距為f4567,該光學攝像透鏡組最大視角為FOV,係滿足以下關係式:25<FOV/f4567<53。
  6. 如申請專利範圍第4項之光學攝像透鏡組,其中,該光學攝像透鏡組之有效焦距為EFL,該第四透鏡之焦距為f4,該第五透鏡之焦距為f5,該第六透鏡之焦距為f6,該第七透鏡之焦距為f7,係滿足以下關係式:1<|f4/EFL+f5/EFL+f6/EFL+f7/EFL|<4.2。
  7. 如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第六透鏡像側面之曲率半徑為R12,該第七透鏡物側面之曲率半徑為R13,係滿足以下關係式:-2<(R13-R12)/(R13+R12)<38。
  8. 如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組成像面在光軸上之距離為TTL,該第四透鏡在光軸上之厚度為CT4,該第五透鏡在光軸上之厚度為CT5,該第六透鏡在光軸上之厚度為CT6,該第七透鏡在光軸上之厚度為CT7,係滿足以下關係式:2<TTL/(CT4+CT5+CT6+CT7)<5。
  9. 如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第二透鏡像側面之光學有效徑為D22,該第二透鏡像側面至該第三透鏡物側面在光軸上之距離為AT23,係滿足以下關係式:6<D22/AT23<61。
  10. 如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第三透鏡之阿貝數,該第三透鏡之焦距為f3,係滿足以下關係式:6<Vd3/f3<14。
  11. 如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第一透鏡之折射率為Nd1,該第一透鏡之焦距為f1,係滿足以下關係式:0.2<|Nd1/f1|<0.6。
  12. 如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,該第三透鏡像側面至該第四透鏡物側面在光軸上之距離為AT34,係滿足以下關係式:32<TTL/AT34<145。
  13. 如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第四透鏡像側面至該第五透鏡物側面在光軸上之距離為AT45,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,係滿足以下關係式:0.5<AT45*TTL<6。
  14. 如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第一透鏡像側面之光學有效徑為D12,該第一透鏡像側面至該第二透鏡物側面在光軸上之距離為AT12,係滿足以下關係式:2<D12/AT12<3.2。
  15. 如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第一透鏡物側面之光學有效徑為D11,該第一透鏡物側面至該光學攝像透鏡組之成像面在光軸上之距離為TTL,係滿足以下關係式:70<D11*TTL<130。
  16. 如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組,其中,該第一透鏡到該第三透鏡的組合焦距為f123,該第五透鏡之焦距為f5,該第六透鏡之焦距為f6,係滿足以下關係式:-5.3<(f5-f6)/f123(f5+f6)<7.4。
  17. 一種成像裝置,其包含如申請專利範圍第1項或第4項之光學攝像透鏡組及一影像感測元件,其中,該影像感測元件設置於該光學攝像透鏡組之成像面。
  18. 一種電子裝置,其包含如申請專利範圍第17項之成像裝置。
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