光学摄影系统组的利记博彩app
【专利摘要】本发明关于一种光学摄影系统组，由物侧至像侧依序为：一具负屈折力的第一透镜，其物侧面为凸面且像侧面为凹面；一具正屈折力的第二透镜；一具屈折力的第三透镜；一具屈折力的第四透镜，其物侧面及像侧面中至少一表面为非球面；一具正屈折力的第五透镜，其像侧面为凸面，其物侧面及像侧面皆为非球面；及一具负屈折力的第六透镜，其像侧面于近光轴处为凹面，而于离轴处转为凸面，其物侧面及像侧面皆为非球面。藉由上述的镜组配置方式，可减少近物端侧之球差及像散的产生且能够在近像侧端更有效的针对不同视场之像差来进行校正，以达更佳的成像品质。
【专利说明】光学摄影系统组
【技术领域】
[0001]本发明系关于一种光学摄影系统组，特别是关于一种应用于电子产品的小型化光学摄影系统组。
【背景技术】
[0002]最近几年来，随着具有摄影功能之可携式电子产品的兴起，市场上对于小型化摄影镜头的需求日渐提高。一般摄影镜头的感光元件不外乎是感光耦合元件(ChargeCoupledDevice, CCD)或互补性氧化金属半导体兀件(Complementary Metal-OxideSemiconductorSensor, CMOS Sensor)两种。随着半导体制程技术的精进，感光元件的像素尺寸缩小，带动小型化摄影镜头逐渐往高像素领域发展，对于成像品质的要求也日益增加。
[0003]一般应用于汽车、影像监控及电子娱乐装置等方面的摄像镜头，因考量需要撷取较大范围的影像，其镜头所需的视场角较大，如美国专利第8，248，713号所示，采负屈折力与正屈折力配置的反摄影型(Inverse Telephoto)结构以获得广视场角的特性,其五片式透镜配置虽具有较大视场角，但却具有影像解像力不足与总长度不易缩短的缺点。又如美国专利公开第2012/0188654号所示，其六片式透镜设计虽可提升解像力，但其采用一般传统透镜配置模式，将光线之主要汇聚能力集中于最物侧端以使其具有缩短总长功效，但却无法兼顾大视角需求以适用于撷取较大影像范围。
[0004]目前于电子产品上搭载有高解像力、微型化与广视角摄像镜头已成为一种趋势，因此急需一种同时兼具高成像品质、短总长与较大视角的光学摄影系统组，其跳脱传统设计方式并将光线之主要汇聚能力集中于最物侧端的设计模式，藉由从近物侧端至近像侧端以弱屈折力转为强屈折力的配置，不仅可减少近物侧端球差、像散的产生，且能够在近像侧端更有效的针对不同视场之像差来进行校正，以达更佳的成像品质。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种光学摄影系统组，由物侧至像侧依序为:一具负屈折力的第一透镜，其物侧面为凸面且像侧面为凹面；一具正屈折力的第二透镜；一具屈折力的第三透镜；一具屈折力的第四透镜，其物侧面及像侧面中至少一表面为非球面；一具正屈折力的第五透镜，其像侧面为凸面，其物侧面及像侧面皆为非球面；及一具负屈折力的第六透镜，其像侧面于近光轴处为凹面，而于离轴处转为凸面，其物侧面及像侧面皆为非球面；其中，该光学摄影系统组的整体焦距为f，该第二透镜的焦距为f2，该第五透镜之物侧面曲率半径为R9，该第五透镜之像侧面曲率半径为R10，系满足下列关系式:0〈f/f2〈1.0 ;及I R10/R9 I〈0.9。
[0006]当0〈f/f2〈l.0满足上述条件时，可有效配置该第二透镜的正屈折力，有助于减少球差、像散的产生。
[0007]当0〈 I R10/R9 I〈0.9满足上述条件时，有助于降低系统敏感度与针对不同视场之像差来进行校正，以达到更佳的成像品质。【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1A系本发明第一实施例的光学系统示意图。
[0009]图1B系本发明第一实施例之像差曲线图。
[0010]图2A系本发明第二实施例的光学系统示意图。
[0011]图2B系本发明第二实施例之像差曲线图。
[0012]图3A系本发明第三实施例的光学系统示意图。
[0013]图3B系本发明第三实施例之像差曲线图。
[0014]图4A系本发明第四实施例的光学系统示意图。
[0015]图4B系本发明第四实施例之像差曲线图。
[0016]图5A系本发明第五实施例的光学系统示意图。
[0017]图5B系本发明第五实施例之像差曲线图。
[0018]图6A系本发明第六实施例的光学系统不意图。
[0019]图6B系本发明第六实施例之像差曲线图。
[0020]图7A系本发明第七实施例的光学系统示意图。
[0021]图7B系本发明第七实施例之像差曲线图。
[0022]图8A系本发明第八实施例的光学系统示意图。
[0023]图SB系本发明第八实施例之像差曲线图。
[0024]主要元件符号说明:
[0025]光圈100、200、300、400、500、600、700、800
[0026]第一透镜110、210、310、410、510、610、710、810
[0027]物侧面111、211、311、411、511、611、711、811
[0028]像侧面112、212、312、412、512、612、712、812
[0029]第二透镜120、220、320、420、520、620、720、820
[0030]物侧面121、221、321、421、521、621、721、821
[0031]像侧面122、222、322、422、522、622、722、822
[0032]第三透镜130、230、330、430、530、630、730、830
[0033]物侧面131、231、331、431、531、631、731、831
[0034]像侧面132、232、332、432、532、632、732、832
[0035]第四透镜140、240、340、440、540、640、740、840
[0036]物侧面141、241、341、441、541、641、741、841[0037]像侧面142、422、342、442、542、642、742、842
[0038]第五透镜150、250、350、450、550、650、750、850
[0039]物侧面151、251、351、451、551、651、751、851
[0040]像侧面I52、252、352、452、552、652、752、85〗
[0041]第六透镜160、260、360、460、560、660、760、860
[0042]物侧面161、261、361、461、561、661、761、861
[0043]像侧面162、262、362、462、562、662、762、862
[0044]红外线滤除滤光片170、270、370、470、570、670、770、870[0045]成像面180、280、380、480、580、680、780、880
[0046]光学摄影系统组的焦距为f
[0047]第一透镜的焦距为fl
[0048]第二透镜的焦距为f2
[0049]第三透镜的焦距为f3
[0050]第五透镜的焦距为f5
[0051]第六透镜的焦距为f6
[0052]第一透镜与第二透镜的组合焦距为Π2
[0053]第一透镜、第二透镜与第三透镜的组合焦距为Π23
[0054]第四透镜、第五透镜与第六透镜的组合焦距为f456
[0055]第一透镜之物侧面曲率半径为Rl
[0056]第一透镜之像侧面曲率半径为R2
[0057]第二透镜之物侧面曲率半径为R3
[0058]第二透镜之像侧面曲率半径为R4
[0059]第三透镜之像侧面曲率半径为R6
[0060]第四透镜之物侧面曲率半径为R7
[0061]第四透镜之像侧面曲率半径为R8
[0062]第五透镜之物侧面曲率半径为R9
[0063]第五透镜之像侧面曲率半径为RlO
[0064]第六透镜之像侧面曲率半径为R12
[0065]光学摄影系统组中所有具屈折力透镜之间于光轴上的空气间距总和为ΣΑΤ
[0066]第一透镜的物侧面至第六透镜的像侧面于光轴上的距离为Td
【具体实施方式】
[0067]本发明提供一种光学摄影系统组，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、第五透镜以及第六透镜。
[0068]该第一透镜为具负屈折力且物侧表面为凸面及像侧表面为凹面的透镜，系有助于扩大系统的视场角。
[0069]该第二透镜具正屈折力，可有利于缩短该光学摄影系统组的总长度。当该第二透镜为物侧表面为凸面及像侧表面为凹面时，可有助于修正像散。此外，当该第二透镜的物侧面及像侧面中至少一表面设有至少一反曲点时，可有效地压制离轴视场的光线入射于影像感光元件上的角度，以增加影像感光元件之接收效率，并可进一步修正离轴视场的像差。
[0070]该第三透镜可具正屈折力，可有效分配该第二透镜的屈折力，系有助于降低系统敏感度与缩短总长度。该第三透镜物侧表面及像侧表面可均为凸面，有助于加强缩短光学摄影系统组的总长度。
[0071]该第四透镜可具负屈折力，系可对具正屈折力的第三透镜所产生的像差做补正。该第四透镜物侧表面可为凹面、像侧表面可为凸面，有利于修正系统的像散。
[0072]第五透镜具正屈折力，其为系统中较强屈折力的配置，有助于减少近物端球差、像散的产生与平衡正屈折力配置。当该第五透镜的像侧表面为凸面时，有助加强其正屈折力的配置以缩短光学总长度。
[0073]该第六透镜具负屈折力，其由近光轴处远离光轴存在有负屈折力转弱之变化，可使主点(Principal Point)远离成像面，藉以缩短光学摄影系统组的后焦，有利于维持镜头的小型化，且可有助于修正离轴视场的像差。该第六透镜的物侧面可为凸面，其像侧面于近光轴处为凹面，而于离轴处转为凸面，可有效地压制离轴视场的光线入射于影像感光元件上的角度，以增加影像感光元件之接收效率，并可进一步修正离轴视场的像差。
[0074]该光学摄影系统组的整体焦距为f，该第一透镜与该第二透镜的组合焦距为Π2，当其满足下列关系式:0〈f/n2〈0.6时，其采负屈折力与正屈折力配置的反摄影型结构，有助于增加广视场角的特性。
[0075]该第三透镜之像侧面曲率半径为R6，该第四透镜之物侧面曲率半径为R7，当其满足下列关系式:I R7/R6 I〈0.5时，该第三透镜与该第四透镜的曲率较为合适，有助于降低系统敏感度、缩短总长度与像差的补正。
[0076]该第一透镜、该第二透镜与该第三透镜的组合焦距为Π23，该第四透镜、该第五透镜与该第六透镜的组合焦距为f456，当其满足下列关系式:-l〈fl23/f456〈0.3时，藉由从屈折力的适当配置，有助于减少球差、像散的产生与修正不同视场的像差。
[0077]该第一透镜的焦距为fl，该第二透镜的焦距为f2，该第三透镜的焦距为f3，当其满足下列关系式:I fl I > I f2 I > I f3 I时，使近物侧端至近像侧端系以弱屈折力转为强屈折力的配置，以减少近物侧端球差及像散的产生，以达更佳的成像品质。
[0078]该第四透镜之物侧面曲率半径为R7，该第四透镜之像侧面曲率半径为R8，当其满足下列关系式:0.1〈 I (R7-R8)/(R7+R8) I〈0.55时，使该第四透镜的面形较为合适，有利于像差的补正并减少像散产生。
[0079]该第一透镜之像侧面与第二透镜之物侧面于光轴上的间隔距离为T12，第二透镜之像侧面与第三透镜之物侧面于光轴上的间隔距离为T23，第三透镜之像侧面与第四透镜之物侧面于光轴上的间隔距离为T34，第四透镜之像侧面与第五透镜之物侧面于光轴上的间隔距离为T45，第五透镜之像侧面与第六透镜之物侧面于光轴上的间隔距离为T56，该光学摄影系统组中所有具屈折力透镜之间于光轴上的空气间距总和ΣΑΤ即为T12、T23、T34、Τ45与Τ56相加之总和，该第一透镜的物侧面至该第六透镜的像侧面于光轴上的距离为Td，当其满足下列关系式:0〈ΣΑΤ/Τ(1〈0.30时，有助于光学摄影系统组的组装及提高透镜制造的良率；较佳地，系可满足下列关系式:0〈ΣΑΤ/Τ(1〈0.25。
[0080]该光学摄影系统组的整体焦距为f，该第五透镜的焦距为K，该第六透镜的焦距为f6，当其满足下列关系式:2.0<f/f5-f/f6<5.5时，可有效发挥补正效果与减少像差的产生。
[0081]该第二透镜的焦距为f2，该第三透镜的焦距为f3，当其满足下列关系式:0.2〈 If3/f2 I〈0.7时，第二透镜与第三透镜的屈折力配置较适宜，以降低系统敏感度与缩短总长度。
[0082]该第五透镜之物侧面曲率半径为R9，该第五透镜之像侧面曲率半径为R10，当其满足下列关系式:I R10/R9 I〈0.4时，有助于减少球差、像散的产生与平衡正屈折力的配置。
[0083]该第一透镜之物侧面曲率半径为R1，该第一透镜之像侧面曲率半径为R2，该第二透镜之物侧面曲率半径为R3，该第二透镜之像侧面曲率半径为R4，当其满足下列关系式:0.10< I (R1-R2)/(R1+R2) I + I (R3-R4)/(R3+R4) I〈0.45 时，可于扩大系统视场角与缩短总长度间取得平衡。
[0084]该第六透镜之像侧面曲率半径为R12，该光学摄影系统组的整体焦距为f，当其满足下列关系式:0.10<R12/f<0.50时，可使主点远离成像面，藉以缩短光学摄影系统组的后焦，有利于维持镜头的小型化。
[0085]本发明之光学摄影系统组中，透镜的材质可为玻璃或塑胶，若透镜的材质为玻璃，则可以增加该光学摄影系统组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，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之光学摄影系统组的总长度。
[0086]本发明之光学摄影系统组中，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，以减少杂散光,有助于提升影像品质。
[0087]本发明光学摄影系统组中，光圈配置可为前置或中置，前置光圈可使光学摄影系统组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使之具有远心(Telecentric)效果，可增加影像感测元件如CCD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，使光学摄影系统组具有广角镜头之优势。
[0088]本发明之光学摄影系统组中，若描述一透镜的表面为凸面，则表示该透镜表面于近光轴处为凸面；若描述一透镜的表面为凹面，则表示该透镜表面于近光轴处为凹面。
[0089]本发明之光学摄影系统组更可视需求应用于移动对焦与变焦之光学系统中，并兼具优良像差修正与良好成像品质之特色可多方面应用于3D(三维)影像撷取、数位相机、行动装置、数位平板等电子影像系统中。
[0090]本发明之光学摄影系统组将藉由以下具体实施例配合所附图式予以详细说明。
[0091]《第一实施例》
[0092]本发明第一实施例请参阅图1A，第一实施例之像差曲线请参阅图1B。光学摄影系统组主要由六片透镜构成，由物侧至像侧依序包含光圈100、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160:
[0093]一具负屈折力的第一透镜110，其物侧面111于近光轴处为凸面及像侧面112于近光轴处为凹面，其材质为塑胶，且其两面皆为非球面；
[0094]一具正屈折力的第二透镜120，其物侧面121于近光轴处为凸面及像侧面122于近光轴处为凹面，其材质为塑胶，其两面皆为非球面，且其物侧面121与像侧面122皆具有至少一反曲点；及
[0095]一具正屈折力的第三透镜130，其物侧面131于近光轴处为凸面及像侧面132于近光轴处为凸面，其材质为塑胶，且其两面皆为非球面；
[0096]一具负屈折力的第四透镜140，其物侧面141于近光轴处为凹面及像侧面142于近光轴处为凸面，其材质为塑胶，且其两面皆为非球面；
[0097]一具正屈折力的第五透镜150，其物侧面151于近光轴处为凸面及像侧面152于近光轴处为凸面，其材质为塑胶，且其两面皆为非球面；[0098]一具负屈折力的第六透镜160，其物侧面161于近光轴处为凸面及像侧面162于近光轴处为凹面，其材质为塑胶，且其两面皆为非球面；其中，该第六透镜160的像侧面162于近光轴处为凹面而于离轴处转为凸面，第六透镜160由近光轴处远离光轴存在有负屈折力转弱之变化；
[0099]另包含有一红外线滤除滤光片(IR-filter) 170置于该第六透镜160的像侧面162与一成像面180之间；该红外线滤除滤光片170的材质为玻璃且其不影响本发明该光学摄影系统组的焦距。
[0100]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mm，HFOV定义为最大视角的一半。
[0101]
【权利要求】
1.一种光学摄影系统组，其特征在于，所述的光学摄影系统组由物侧至像侧依序为: 一具负屈折力的第一透镜，其物侧面为凸面且像侧面为凹面； 一具正屈折力的第二透镜； 一具屈折力的第三透镜； 一具屈折力的第四透镜，其物侧面及像侧面中至少一表面为非球面； 一具正屈折力的第五透镜，其像侧面为凸面，其物侧面及像侧面皆为非球面；及一具负屈折力的第六透镜，其像侧面于近光轴处为凹面而于离轴处转为凸面，其物侧面及像侧面皆为非球面； 其中，所述的光学摄影系统组的整体焦距为f，所述的第二透镜的焦距为f2，所述的第五透镜之物侧面曲率半径为R9，所述的第五透镜之像侧面曲率半径为R10，系满足下列关系式:
0<f/f2<l.0 ;及
I R10/R9 I〈0.9。
2.如权利要求1所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第四透镜具负屈折力。
3.如权利要求2所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第四透镜的物侧面为凹面且像侧面为凸面。
4.如权利要求3所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第三透镜具正屈折力。
5.如权利要求4所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第二透镜的物侧面为凸面。
6.如权利要求5所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的光学摄影系统组的整体焦距为f，所述的第一透镜与所述的第二透镜的组合焦距为Π2，系满足下列关系式:
0<f/fl2<0.6。
7.如权利要求5所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第三透镜之像侧面曲率半径为R6，所述的第四透镜之物侧面曲率半径为R7，系满足下列关系式:
I R7/R6 I〈0.5。
8.如权利要求5所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第一透镜、所述的第二透镜与所述的第三透镜的组合焦距为Π23，所述的第四透镜、所述的第五透镜与所述的第六透镜的组合焦距为f456,系满足下列关系式:
-Kfl23/f456<0.3。
9.如权利要求5所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第六透镜由近光轴处远离光轴存在有负屈折力转弱之变化。
10.如权利要求2所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第一透镜的焦距为fl，所述的第二透镜的焦距为f2，所述的第三透镜的焦距为f3，系满足下列关系式:
I η I > I f2 I > I f3 I 0
11.如权利要求?ο所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第二透镜的像侧面为凹面。
12.如权利要求11所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第三透镜的物侧面为凸面且像侧面为凸面。
13.如权利要求10所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第六透镜的物侧面为凸面。
14.如权利要求10所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第二透镜的物侧面及像侧面中至少一表面设有至少一反曲点。
15.如权利要求10所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第四透镜之物侧面曲率半径为R7，所述的第四透镜之像侧面曲率半径为R8，系满足下列关系式:
0.1< I (R7 - R8) / (R7+R8) I〈0.55。
16.如权利要求3所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的光学摄影系统组中所有具屈折力透镜之间于光轴上的空气间距总和为ΣΑΤ，所述的第一透镜的物侧面至所述的第六透镜的像侧面于光轴上的距离为Td，系满足下列关系式:
0<ΣΑΤ/Τ(1<0.30。
17.如权利要求16所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的光学摄影系统组的整体焦距为f，所述的第五透镜的焦距为f5，所述的第六透镜的焦距为f6，系满足下列关系式:
2.0<f/f5-f/f6<5.5。
18.如权利要求16所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第二透镜的焦距为f2，所述的第三透镜的焦距为f3，系满足下列关系式:
0.2< I f3/f2 I〈0.7。
19.如权利要求16所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第五透镜之物侧面曲率半径为R9，所述的第五透镜之像侧面曲率半径为R10，系满足下列关系式:`
I R10/R9 I〈0.4。
20.如权利要求16所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第一透镜之物侧面曲率半径为R1，所述的第一透镜之像侧面曲率半径为R2，所述的第二透镜之物侧面曲率半径为R3，所述的第二透镜之像侧面曲率半径为R4，系满足下列关系式:
0.10< I (R1-R2)/(R1+R2) I + I (R3-R4) / (R3+R4) I〈0.45。
21.如权利要求16所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的第六透镜之像侧面曲率半径为R12，所述的光学摄影系统组的整体焦距为f，系满足下列关系式:
0.10<R12/f<0.50。
22.如权利要求1所述的光学摄影系统组，其特征在于，所述的光学摄影系统组中所有具屈折力透镜之间于光轴上的空气间距总和为ΣΑΤ，所述的第一透镜的物侧面至所述的第六透镜的像侧面于光轴上的距离为Td，系满足下列关系式:
0<ΣΑΤ/Τ(1<0.25。
【文档编号】G02B13/00GK103792646SQ201210550369
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】蔡宗翰, 黄歆璇 申请人:大立光电股份有限公司