TW201835627A - 取像系統鏡片組、取像裝置及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種取像系統鏡片組，包含可調焦組件以及成像透鏡系統，其中成像透鏡系統包含複數個透鏡，且各透鏡包含物側表面朝向物側方向以及像側表面朝向像側方向，所述透鏡中至少一者之至少一表面包含至少一反曲點。藉由適當的光學、機構元件配置，可利於取像系統鏡片組達到兼具微型化、組裝便利性、高響應速度及良好成像品質的特性。

Description

取像系統鏡片組、取像裝置及電子裝置
本發明是有關於一種取像系統鏡片組及取像裝置，且特別是有關於一種應用在電子裝置上的微型化取像系統鏡片組及取像裝置。
隨著攝影模組的應用愈來愈廣泛，因應市場需求之鏡頭規格也更趨多元、嚴苛，傳統攝影模組因其透鏡表面形狀、透鏡材質變化受限，使得產品體積縮減不易，在透鏡成型、組裝便利性與敏感度之間亦未能取得適當平衡，此外，一可自動對焦的鏡頭可針對不同被攝物位置調整攝影模組焦距，使畫面清晰呈現於成像面上，藉以提升影像解析度並進一步優化成像品質，是故一兼具微型化、易於組裝且成像品質高的鏡頭始能滿足未來市場的規格與需求。其應用範圍可包含：各種智慧型電子產品、多鏡頭裝置、穿戴式裝置、數位相機、辨識系統、娛樂裝置、車用裝置、運動裝置與家庭智能輔助系統等電子裝置中。
本發明提供之取像系統鏡片組、取像裝置及電子裝置，其中藉由適當的光學、機構元件配置，可達到兼具微型化、組裝便利性、高響應速度及良好成像品質的特性，以應用於更廣泛的產品中。
依據本發明提供一種取像系統鏡片組，包含可調焦組件以及成像透鏡系統，其中成像透鏡系統包含複數個透鏡，且各透鏡包含物側表面朝向物側方向以及像側表面朝向像側方向，所述透鏡中至少一者之至少一表面包含至少一反曲點。取像系統鏡片組的焦距為f，取像系統鏡片組的光圈值為Fno，可調焦組件的焦距為ft，可調焦組件的屈折力變化量為|△(f/ft)|，成像透鏡系統的焦距為fi，其滿足下列條件：|fi|<|ft|；0<|△(f/ft)|<0.18；以及1.20<Fno<2.60。
依據本發明另提供一種取像裝置，包含如前段所述的取像系統鏡片組以及電子感光元件。電子感光元件設置於取像系統鏡片組的成像面。
依據本發明更提供一種電子裝置，包含如前段所述的取像裝置。
當fi及ft滿足上述條件時，分別調整可調焦組件及成像透鏡系統的焦距大小，有利於降低取像系統鏡片組的敏感度，同時達到自動對焦及微型化的效果，以應用於更廣泛的電子裝置中。
當△(f/ft)滿足上述條件時，可針對不同情形調 整可調焦組件的焦距，進而控制可調焦組件的屈折力變化量，以達到自動對焦的功能，有利於在微型化的前提下實現光學調焦的效果，使欲拍攝的畫面清楚呈現於成像面上，更進一步提升成像品質。
當Fno滿足上述條件時，藉由控制進光量的大小，可助於提升成像面照度，使包含取像系統鏡片組之取像裝置能於外在光源不足(如夜間)或是曝光時間短(如動態攝影)等情形下仍能獲得足夠資訊，使包含該取像裝置之電子裝置經處理器運算後仍可得到一定品質之影像，藉此可增加所述電子裝置的使用時機。
10、20、30、40‧‧‧電子裝置
11、21a、21b、31、41‧‧‧取像裝置
12、22‧‧‧閃光燈模組
13、23‧‧‧對焦輔助模組
14、24‧‧‧影像訊號處理器
15‧‧‧使用者介面
11a‧‧‧成像鏡頭
11b‧‧‧驅動裝置組
11d‧‧‧導線電路
11e‧‧‧影像穩定模組
195a、195e、795b、895b‧‧‧玻璃基底
195b‧‧‧液態材料
195c、795a、895a‧‧‧可撓式薄膜
195d‧‧‧壓電材料
195f‧‧‧第一液態材料
195g‧‧‧第二液態材料
195h、195k、195m‧‧‧控制電路
195i、195j‧‧‧液晶透鏡
100、200、300、400、500、600、700、800‧‧‧光圈
801‧‧‧光闌
110、210、310、410、510、610、710、810‧‧‧第一透鏡
111、211、311、411、511、611、711、811‧‧‧物側表面
112、212、312、412、512、612、712、812‧‧‧像側表面
120、220、320、420、520、620、720、820‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721、821‧‧‧物側表面
122、222、322、422、522、622、722、822‧‧‧像側表面
130、230、330、430、530、630、730、830‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731、831‧‧‧物側表面
132、232、332、432、532、632、732、832‧‧‧像側表面
240、340、440、540、640、740、840‧‧‧第四透鏡
241、341、441、541、641、741、841‧‧‧物側表面
242、342、442、542、642、742、842‧‧‧像側表面
350、450、550、750、850‧‧‧第五透鏡
351、451、551、751、851‧‧‧物側表面
352、452、552、752、852‧‧‧像側表面
460、560‧‧‧第六透鏡
461、561‧‧‧物側表面
462、562‧‧‧像側表面
170、270、370、470、570、670、770、870‧‧‧濾光元件
180、280、380、480、580、680、780、880‧‧‧成像面
11c、190、290、390、490、590、690、790、890‧‧‧電子感光元件
195、295、395、495、595、695、795、895‧‧‧可調焦組件
|△ft|‧‧‧可調焦組件之焦距變化量
|△(f/ft)|‧‧‧可調焦組件之屈折力變化量
Dstf‧‧‧光圈至可調焦組件中最靠近物側端之表面於光軸上的距離
Dstr‧‧‧光圈至可調焦組件中最靠近成像面之表面於光軸上的距離
Obj.‧‧‧被攝物與該取像系統鏡片組於光軸上的距離
Imd.‧‧‧濾光元件至成像面於光軸上的距離
CTt‧‧‧可調焦組件於光軸上之厚度
Dt1‧‧‧可調焦組件至成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡於光軸上的距離
ft‧‧‧可調焦組件的焦距
fi‧‧‧成像透鏡系統的焦距
f‧‧‧取像系統鏡片組的焦距
f1‧‧‧成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡的焦距
TL‧‧‧取像系統鏡片組中最靠近物側端之表面至成像面於光軸上的距離
BL‧‧‧取像系統鏡片組中最靠近成像面的透鏡的像側表面至成像面於光軸上的距離
TDi‧‧‧成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡表面至成像透鏡系統中最靠近成像面之透鏡表面於光軸上的距離
ImgH‧‧‧取像系統鏡片組的最大像高
HFOV‧‧‧取像系統鏡片組最大視角的一半
Fno‧‧‧取像系統鏡片組的光圈值
Rt‧‧‧可調焦組件中最靠近物側端之表面的曲率半徑
R1‧‧‧成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡之物側表面的曲率半徑
R2‧‧‧成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡之像側表面的曲率半徑
Ycx‧‧‧成像透鏡系統中最靠近成像面的透鏡的任一表面上至少一臨界點位置與光軸的垂直距離
Yc1‧‧‧成像透鏡系統中最靠近成像面的透鏡的物側表面上至少一臨界點位置與光軸的垂直距離
Yc2‧‧‧成像透鏡系統中最靠近成像面的透鏡的像側表面上至少一臨界點位置與光軸的垂直距離
Nmax‧‧‧成像透鏡系統中所有透鏡的折射率的最大值
CRA‧‧‧取像系統鏡片組的最大像高處主光線與一成像面之法線方向的夾角
MRA‧‧‧取像系統鏡片組的最大像高處子午面上的邊緣光線與該成像面之法線方向的夾角
CRH‧‧‧取像系統鏡片組的最大像高處主光線入射於該成像面位置與光軸的垂直距離
MRH‧‧‧取像系統鏡片組的最大像高處子午面上的邊緣光線入射於該成像面位置與光軸的垂直距離
DIST‧‧‧取像系統鏡片組的最大像高處的光學畸變值
MR‧‧‧最大像高處子午面上的邊緣光線
CR‧‧‧最大像高處主光線
CP31、CP32‧‧‧臨界點
第1圖繪示依照本發明第一實施例的一種取像裝置的示意圖；第2A圖由左至右依序為第一實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖；第2B圖由左至右依序為第一實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖；第3圖繪示依照本發明第二實施例的一種取像裝置的示意圖；第4A圖由左至右依序為第二實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖； 第4B圖由左至右依序為第二實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖；第5圖繪示依照本發明第三實施例的一種取像裝置的示意圖；第6A圖由左至右依序為第三實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖；第6B圖由左至右依序為第三實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖；第7圖繪示依照本發明第四實施例的一種取像裝置的示意圖；第8A圖由左至右依序為第四實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖；第8B圖由左至右依序為第四實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖；第9圖繪示依照本發明第五實施例的一種取像裝置的示意圖；第10A圖由左至右依序為第五實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖；第10B圖由左至右依序為第五實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖；第11圖繪示依照本發明第六實施例的一種取像裝置的示意圖；第12A圖由左至右依序為第六實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖； 第12B圖由左至右依序為第六實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖；第13圖繪示依照本發明第七實施例的一種取像裝置的示意圖；第14A圖由左至右依序為第七實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖；第14B圖由左至右依序為第七實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖；第15圖繪示依照本發明第八實施例的一種取像裝置的示意圖；第16A圖由左至右依序為第八實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖；第16B圖由左至右依序為第八實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖；第17A圖繪示第一實施例之可調焦組件為一液態透鏡組的示意圖；第17B圖繪示第一實施例之可調焦組件為另一液態透鏡組的示意圖；第17C圖繪示第一實施例之可調焦組件為一液晶透鏡組的示意圖；第18圖繪示第一實施例的取像裝置包含機構件之示意圖；第19A圖繪示依照第1圖第一實施例中參數的示意圖； 第19B圖繪示依照第1圖第一實施例中參數CRA及MRA的示意圖；第20圖繪示依照第1圖第一實施例中參數Yc1及Yc2的示意圖；第21A圖繪示依照本發明第九實施例的一種電子裝置之一側的示意圖；第21B圖繪示依照第21A圖中電子裝置之另一側的示意圖；第21C圖繪示依照第21A圖中電子裝置之系統示意圖；第21D圖繪示依照第21A圖中取像裝置之系統示意圖；第22圖繪示依照本發明第十實施例的一種電子裝置的示意圖；第23圖繪示依照本發明第十一實施例的一種電子裝置的示意圖；以及第24圖繪示依照本發明第十二實施例的一種電子裝置的示意圖。
一種取像系統鏡片組，包含可調焦組件以及成像透鏡系統，其中成像透鏡系統包含複數個透鏡，且各透鏡包含一物側表面朝向物側方向以及一像側表面朝向像側方向。藉由可調焦組件的配置，可達到微型化及近距離自動對焦的效果。
所述複數透鏡中至少一者之至少一表面包含至 少一反曲點。藉由設置具有反曲點的透鏡面形，可減少取像系統鏡片組中的透鏡數目，同時確保周邊影像的成像品質，進而縮短其總長度，達到微型化之目的。
可調焦組件的焦距為ft，成像透鏡系統的焦距為fi，其滿足下列條件：|fi|<|ft|。藉此，分別調整可調焦組件及成像透鏡系統的焦距大小，有利於降低取像系統鏡片組的敏感度，同時達到自動對焦及微型化的效果，以應用於更廣泛的電子裝置中。
取像系統鏡片組的焦距為f，可調焦組件的焦距為ft，可調焦組件的屈折力變化量為|△(f/ft)|，其滿足下列條件：0<|△(f/ft)|<0.18。藉此，可針對不同情形調整可調焦組件的焦距，進而控制可調焦組件的屈折力變化量，以達到自動對焦的功能，有利於在微型化的前提下實現光學調焦的效果，使欲拍攝的畫面清楚呈現於成像面上，更進一步提升成像品質。較佳地，可滿足下列條件：0<|△(f/ft)|<0.10。更佳地，可滿足下列條件：0<|△(f/ft)|<0,05。此外，亦可滿足下列條件：0<|△(f/ft)|<0.02。
取像系統鏡片組的光圈值為Fno，其滿足下列條件：1.20<Fno<2.60。藉由控制進光量的大小，可助於提升成像面照度，使包含取像系統鏡片組之取像裝置能於外在光源不足(如夜間)或是曝光時間短(如動態攝影)等情形下仍能獲得足夠資訊，使包含該取像裝置之電子裝置經處理器運算後仍可得到一定品質之影像，藉此可增加所述電子裝置的使用時機。較佳地，可滿足下列條件：1.30<Fno< 2.0。
可調焦組件可設置於成像透鏡系統之物側方向，藉此，可增加設計上彈性，同時達到微型化及自動對焦的效果。
可調焦組件的焦距為ft，成像透鏡系統的焦距為fi，其滿足下列條件：|fi/ft|<0.10。藉此，分別調整可調焦組件及成像透鏡系統的焦距大小，有利於降低取像系統鏡片組的敏感度，同時達到自動對焦及微型化的效果，以應用於更廣泛的電子裝置中。較佳地，可滿足下列條件：|fi/ft|<0.05。更佳地，可滿足下列條件：|fi/ft|<0.03。
成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡之物側表面的曲率半徑為R1，成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡之像側表面的曲率半徑為R2，其滿足下列條件：-3.0<(R1+R2)/(R1-R2)<0。藉此，控制成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡的透鏡面形，可助於形成微型化鏡頭結構，可縮短取像系統鏡片組總長度，並有利於承接大視角入射光線，降低其敏感度。
取像系統鏡片組可更包含光圈，其設置於可調焦組件與成像透鏡系統間，其中光圈至可調焦組件中最靠近物側端之表面於光軸上的距離為Dstf，光圈至可調焦組件中最靠近成像面之表面於光軸上的距離為Dstr，其滿足下列條件：|Dstr/Dstf|<0.90。藉此，控制光圈與可調焦組件的相對位置，可有效增加電子感光元件接收影像的效率，同時維持足夠視角。
可調焦組件至成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡於光軸上的距離為Dt1，可調焦組件於光軸上之厚度為CTt，其滿足下列條件：0.05<Dt1/CTt<1.0。藉此，調整可調焦組件本身的厚度及其與成像透鏡系統間的距離，有利於控制可調焦組件的製作良率並縮短取像系統鏡片組的總長度。
取像系統鏡片組中最靠近物側端之表面至成像面於光軸上的距離為TL，取像系統鏡片組最大視角的一半為HFOV，其滿足下列條件：TL/tan(HFOV)<6.50mm。藉此，控制取像系統鏡片組總長度及視角，可同時維持其輕薄短小及具備充分視角的特性，應用於更多元的裝置中。較佳地，可滿足下列條件：2.0mm<TL/tan(HFOV)<6.0mm。
取像系統鏡片組的焦距為f，成像透鏡系統中最靠近一成像面的透鏡的任一表面上至少一臨界點位置與光軸的垂直距離為Ycx，其中，x可為1或2。詳細地說，成像透鏡系統中最靠近一成像面的透鏡的物側表面上至少一臨界點位置與光軸的垂直距離為Yc1，成像透鏡系統中最靠近一成像面的透鏡的像側表面上至少一臨界點位置與光軸的垂直距離為Yc2，其滿足下列條件：0.01<Yc1/f<1.50或0.01<Yc2/f<1.50。藉此，調整成像透鏡系統中最靠近成像面之透鏡表面的形狀變化，可利於承接周邊光線，避免因光線入射角度過大所生成的雜散光，並可助於壓制離軸視場入射於成像面的角度，以維持成像照度，更進一步優化 成像品質。
取像系統鏡片組的焦距為f，可調焦組件的焦距為ft，其滿足下列條件：|f/ft|<0.03。藉此，控制可調焦組件的屈折力強度，有利於在不影響取像系統鏡片組敏感度及擴增過多機構元件的情況下，達到自動對焦的效果。
取像系統鏡片組中最靠近物側端之表面至成像面於光軸上的距離為TL，可調焦組件的焦距為ft，可調焦組件的焦距變化量為|△ft|，其滿足下列條件：TL/|△ft|<2.0。藉此，調整取像系統鏡片組總長度及可調焦組件之焦距變化量間的比值，可同時兼顧微型化及自動對焦的特性。
可調焦組件於光軸上之厚度為CTt，成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡表面至成像透鏡系統中最靠近成像面之透鏡表面於光軸上的距離為TDi，其滿足下列條件：0.01<CTt/TDi<0.45。藉此，控制可調焦組件及成像透鏡系統於空間中所佔的比例，可助於在空間使用率及成像品質間取得適當的平衡，同時提升組裝良率。
被攝物與取像系統鏡片組於光軸上的距離為Obj.，其滿足下列條件：200mm<Obj.<1800mm。調整被攝物與取像系統鏡片組間的距離，可利於較短距離下拍攝清晰影像，維持畫面的銳利度。
取像系統鏡片組中最靠近物側端之表面至成像面於光軸上的距離為TL，取像系統鏡片組的最大像高為ImgH，其滿足下列條件：0.50<TL/ImgH<2.0。調整取像系統鏡片組規格，可助於擴大成像範圍，同時縮短其總 長度。
取像系統鏡片組最大視角的一半為HFOV，其滿足下列條件：0.60<tan(HFOV)<1.80。有效控制鏡頭視角大小，使符合微型化及充足視角的特性，以應用於各式輕薄短小的電子裝置中。較佳地，可滿足下列條件：0.75<tan(HFOV)<1.40。
取像系統鏡片組中最靠近成像面的透鏡的像側表面至成像面於光軸上的距離為BL，取像系統鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：0.10<BL/f<0.50。藉此，控制取像系統鏡片組的焦距及後焦距的比值，可利於形成微型化結構，同時具備足夠視角。
取像系統鏡片組的焦距為f，成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡的焦距為f1，其滿足下列條件：0.50<f/f1<3.50。藉此，成像透鏡系統中最靠近物側端的透鏡具備一定程度的屈折力強度，可幫助光線進入成像透鏡系統，並可利於縮短其體積。
取像系統鏡片組的最大像高處主光線與成像面之法線方向的夾角為CRA，其滿足下列條件：30度<CRA。藉此，控制主光線入射於成像面的角度，可更進一步壓縮取像系統鏡片組的後焦距，進而達到微型化。較佳地，可滿足下列條件：30度<CRA<45度。
取像系統鏡片組的最大像高處的光學畸變值(Optical distortion)為DIST，其滿足下列條件：|DIST|<5%。藉此，控制取像系統鏡片組的光學畸變量，可防止畫 面周邊變形或失真，有效優化成像品質。較佳地，可滿足下列條件：|DIST|<2.5%。
取像系統鏡片組的最大像高處主光線入射於成像面位置與光軸的垂直距離為CRH，取像系統鏡片組的最大像高處子午面上的邊緣光線入射於成像面位置與光軸的垂直距離為MRH，其滿足下列條件：|(CRH-MRH)×10|<2.0mm。藉此，控制最大像高處主光線及子午面(meridional plane)上的邊緣光線入射於成像面的位置，可防止光線發散，有助於提升畫面清晰度，進而改善成像品質。較佳地，可滿足下列條件：|(CRH-MRH)×10|<1.50mm。
取像系統鏡片組的最大像高處主光線與成像面之法線方向的夾角為CRA，取像系統鏡片組的最大像高處子午面(Meridional plane)上的邊緣光線與成像面之法線方向的夾角為MRA，其滿足下列條件：0.01<|(CRA-MRA)/CRA|<0.80。藉此，調整最大像高處主光線及子午面(meridional plane)上的邊緣光線入射於成像面的角度，可在成像照度、成像品質與鏡頭微型化之間取得適當的平衡。較佳地，可滿足下列條件：0.05<|(CRA-MRA)/CRA|<0.50。
成像透鏡系統中至少一透鏡的色散係數小於22.0。藉此，控制各透鏡的材質配置，可有效修正成像透鏡系統的色差，防止成像重疊的情形發生，藉以提升成像品質。
成像透鏡系統中所有透鏡的折射率的最大值為Nmax，其滿足下列條件：Nmax<1.70。藉此，適當配置各透鏡之材質，可有效降低成本，並有助於微型化。
成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡之物側表面為凸面，成像透鏡系統中最靠近成像面透鏡之像側表面為凹面。控制成像透鏡系統中特定透鏡表面的面形配置，可利於形成微型化鏡頭結構，有效控制其總長度，同時兼顧成像品質。
成像透鏡系統的透鏡總數為N，其滿足下列條件：2N7。藉此，控制成像透鏡系統的透鏡片數，可視需求增減透鏡片數，有利於在微型化及成像品質間取得適當的平衡，並可增加設計彈性。
可調焦組件可為液態透鏡組或液晶透鏡組。藉由設置液態透鏡或液晶透鏡，並可搭配外加控制單元(如電路、壓力等)改變取像系統鏡片組的焦距，達到微型化及近距離自動對焦的效果。
取像系統鏡片組可更包含機構件，其可控制光線通過取像系統鏡片組的範圍。可視需求調整入射光線的多寡，有助於控制成像照度並維持良好的成像品質。
上述本發明取像系統鏡片組中的各技術特徵皆可組合配置，而達到對應之功效。
本發明提供的取像系統鏡片組中，透鏡的材質可為塑膠或玻璃。當透鏡的材質為塑膠，可以有效降低生產成本。另當透鏡的材質為玻璃，則可以增加取像系統鏡片組 屈折力配置的自由度。此外，取像系統鏡片組中的物側表面及像側表面可為非球面(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取像系統鏡片組的總長度。
再者，本發明提供的取像系統鏡片組中，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該透鏡表面可於近光軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該透鏡表面可於近光軸處為凹面。本發明提供的取像系統鏡片組中，若透鏡具有正屈折力或負屈折力，或是透鏡之焦距，皆可指透鏡近光軸處的屈折力或是焦距。
另外，本發明取像系統鏡片組中，依需求可設置至少一光闌，以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
本發明的取像系統鏡片組之成像面，依其對應的電子感光元件之不同，可為一平面或有任一曲率之曲面，特別是指凹面朝往物側方向之曲面。另外，本發明的取像系統鏡片組中最靠近成像面的透鏡與成像面之間可選擇性配置一片以上的成像修正元件(平場元件等)，以達到修正影像的效果(像彎曲等)。所述成像修正元件的光學性質，比如曲率、厚度、折射率、位置、面形(凸面或凹面、球面或非球面、繞射表面及菲涅爾表面等)可配合取像裝置需求而做調整。一般而言，較佳的成像修正元件配置為將具有朝往物側方向為凹面的薄型平凹元件設置於靠近成像面處。
本發明的取像系統鏡片組中，光圈配置可為前 置光圈或中置光圈，其中前置光圈意即光圈設置於被攝物與取像系統鏡片組中最靠近物側端之表面間，中置光圈則表示光圈設置於取像系統鏡片組中最靠近物側端之表面與成像面間。若光圈為前置光圈，可使取像系統鏡片組的出射瞳(Exit Pupil)與成像面產生較長的距離，使其具有遠心(Telecentric)效果，並可增加電子感光元件的CCD或CMOS接收影像的效率；若為中置光圈，係有助於擴大系統的視場角，使取像系統鏡片組具有廣角鏡頭的優勢。
本發明的取像系統鏡片組中，臨界點為透鏡表面上，除與光軸的交點外，與一垂直於光軸的切面相切的切點；反曲點為透鏡表面曲率正負變化的交界點。
本發明的取像系統鏡片組亦可多方面應用於三維(3D)影像擷取、數位相機、行動產品、數位平板、智慧型電視、網路監控設備、體感遊戲機、行車紀錄器、倒車顯影裝置、穿戴式產品、空拍機等電子裝置中。
本發明提供一種取像裝置，包含前述的取像系統鏡片組以及電子感光元件，其中電子感光元件設置於取像系統鏡片組的一成像面。藉由適當的光學、機構元件配置，可達到兼具微型化、組裝便利性、高響應速度及良好成像品質的特性，以應用於更廣泛的產品中。較佳地，取像裝置可進一步包含鏡筒(Barrel Member)、支持裝置(Holder Member)或其組合。
本發明提供一種電子裝置，包含前述的取像裝置。藉此，提升成像品質。較佳地，電子裝置可進一步包含 控制單元(Control Unit)、顯示單元(Display)、儲存單元(Storage Unit)、暫儲存單元(RAM)或其組合。
根據上述實施方式，以下提出具體實施例並配合圖式予以詳細說明。
<第一實施例>
請參照第1圖、第2A圖及第2B圖，其中第1圖繪示依照本發明第一實施例的一種取像裝置的示意圖，第2A圖由左至右依序為第一實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖，第2B圖由左至右依序為第一實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖，其中Mode 1及Mode 2分別為取像裝置在二個不同對焦條件的模式，而詳細對應的對焦條件請參照下列表1C。由第1圖可知，第一實施例的取像裝置包含取像系統鏡片組(未另標號)以及電子感光元件190。取像系統鏡片組由物側至像側依序包含可調焦組件195、光圈100、第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、濾光元件170以及成像面180，而電子感光元件190設置於取像系統鏡片組的成像面180，其中取像系統鏡片組包含可調焦組件195及成像透鏡系統(未另標號)，而成像透鏡系統包含上述三片透鏡(110、120及130)，第一透鏡110至第三透鏡130間無其他內插的透鏡，且可調焦組件195設置於成像透鏡系統之物側方向。
第一透鏡110具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面111為凸面，其像側表面112為凸面，並皆為非球面。
第二透鏡120具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面121為凹面，其像側表面122為凸面，並皆為非球面。
第三透鏡130具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面131為凸面，其像側表面132為凹面，並皆為非球面。另外，第三透鏡物側表面131及像側表面132皆包含至少一反曲點，且第三透鏡物側表面131及像側表面132皆包含至少一臨界點CP31、CP32(標示於第20圖)。
濾光元件170為玻璃材質，其設置於第三透鏡130及成像面180間且不影響取像系統鏡片組的焦距。
再者，第一實施例中，可調焦組件195可為液態透鏡組、液晶透鏡組或任何可達到變焦功能之光學組件，並可藉由外加控制單元(如電路、壓力等)改變取像系統鏡片組的焦距。詳細來說，配合參照第17A圖、第17B圖以及第17C圖，其中第17A圖繪示第一實施例之可調焦組件195為一液態透鏡組的示意圖，第17B圖繪示第一實施例之可調焦組件195為另一液態透鏡組的示意圖，第17C圖繪示第一實施例之可調焦組件195為一液晶透鏡組的示意圖。第17A圖中，可調焦組件195為液態透鏡組，其包含玻璃基底195a、液態材料195b、可撓式薄膜195c以及壓電材料195d，其中液態材料195b填充於玻璃基底195a中，可撓式薄膜195c之一側與玻璃基底195a及液態材料195b連接，另一側則與壓電材料195d連接，在施加外加壓力於壓電材料195d後，可使可調焦組件195的焦距改變進而調整取像系統鏡片組的 焦距。第17B圖中，可調焦組件195為另一液態透鏡組，其包含玻璃基底195e、第一液態材料195f、第二液態材料195g以及控制電路195h，其中第一液態材料195f及第二液態材料195g由物側至像側填充於玻璃基底195e中，而控制電路195h與玻璃基底195e連接，用以施加電壓使可調焦組件195的焦距改變。第17C圖中，可調焦組件195為液晶透鏡組，其包含二液晶透鏡195i、195j以及二控制電路195k、195m，其中各二液晶透鏡195i、195j分別包含玻璃基底(未另標號)及填充於其中的液晶材料(未另標號)，二液晶透鏡195i、195j彼此連接並分別與二控制電路195k、195m連接，藉由施加電壓使二液晶透鏡195i、195j的焦距改變，進而調整可調焦組件195的焦距。另外，可調焦組件195詳細的光學數據及參數揭露於第七實施例及第八實施例中。
上述各透鏡的非球面的曲線方程式表示如下： ；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交點切面的相對距離；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；以及Ai：第i階非球面係數。
配合參照下列表1A以及表1B。
表1A為第1圖第一實施例詳細的結構數據，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，且表面0-10依序表示由物側至像側的表面。表1B為第一實施例中的非球面數據，其中，k表非球面曲線方程式中的錐面係數，A4-A16則表示各表面第4-16階非球面係數。此外，以下各實施例 表格乃對應各實施例的示意圖與像差曲線圖，表格中數據的定義皆與第一實施例的表1A及表1B的定義相同，在此不加贅述。
第一實施例的取像系統鏡片組中，被攝物與取像系統鏡片組於光軸上的距離為Obj.，可調焦組件195的焦距為ft，可調焦組件195於光軸上之厚度為CTt，光圈100至可調焦組件195中最靠近成像面180之表面於光軸上的距離為Dstr，濾光元件170至成像面180於光軸上的距離為Imd.，而所述參數於Mode 1及Mode 2狀態數值如下表1C。
再者，配合參照第19A圖、第19B圖及第20圖，其中第19A圖繪示依照第1圖第一實施例中參數的示意圖，第19B圖繪示依照第1圖第一實施例中參數CRA及MRA的示意圖，第20圖繪示依照第1圖第一實施例中參數Yc1及Yc2的示意圖。第一實施例的取像系統鏡片組中，取像系統鏡片組的焦距為f，取像系統鏡片組的光圈值為Fno，取像系統鏡片組最大視角的一半為HFOV，可調焦組件195至成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡(第一實施例中，即指第一透鏡110)於光軸上的距離為Dt1，成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡表面(第一實施例中，即指第一透鏡物側表面111)至成像透鏡系統中最靠近成像面180之透鏡表面(第一 實施例中，即指第三透鏡像側表面131)於光軸上的距離為TDi，成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡之物側表面的曲率半徑(第一實施例中，即指第一透鏡物側表面111的曲率半徑)為R1，該成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡之像側表面的曲率半徑(第一實施例中，即指第一透鏡像側表面112的曲率半徑)為R2，成像透鏡系統的焦距為fi，成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡的焦距(第一實施例中，即指第一透鏡110的焦距)為f1，取像系統鏡片組中最靠近物側端之表面(第一實施例中，即指可調焦組件195最靠近物側端之表面)至成像面180於光軸上的距離為TL，取像系統鏡片組的最大像高為ImgH(即電子感光元件190有效感測區域對角線長的一半)，可調焦組件195的焦距變化量為|△ft|，取像系統鏡片組中最靠近成像面180的透鏡的像側表面(第一實施例中，即指第三透鏡像側表面132)至成像面180於光軸上的距離為BL，成像透鏡系統中最靠近成像面180的透鏡(第一實施例中，即指第三透鏡130)的任一表面上至少一臨界點位置與光軸的垂直距離為Ycx(具體而言，第一實施例中，成像透鏡系統中最靠近成像面180的透鏡的物側表面上至少一臨界點CP31位置與光軸的垂直距離為Yc1，成像透鏡系統中最靠近成像面180的透鏡的像側表面上至少一臨界點CP32位置與光軸的垂直距離為Yc2)，光圈100至可調焦組件195中最靠近成像面180之表面於光軸上的距離為Dstr，光圈100至可調焦組件195中最靠近物側端之表面於光軸上的距離為Dstf，成像透鏡系統中所有透鏡的折射率的 最大值為Nmax(第一實施例中，即指第二透鏡120的折射率)，取像系統鏡片組的最大像高處主光線CR與成像面180之法線方向的夾角為CRA，取像系統鏡片組的最大像高處子午面上的邊緣光線MR與成像面180之法線方向的夾角為MRA，取像系統鏡片組的最大像高處主光線CR入射於成像面180位置與光軸的垂直距離為CRH，取像系統鏡片組的最大像高處子午面上的邊緣光線MR入射於成像面180位置與光軸的垂直距離為MRH，取像系統鏡片組的最大像高處的光學畸變值為DIST，成像透鏡系統的透鏡總數為N。配合上述表1A、表1B及表1C，第一實施例的取像裝置於Mode 1及Mode 2狀態符合下列表1D的條件。
另外，配合參照第18圖，係繪示第一實施例的取像裝置包含機構件198之示意圖。由第18圖可知，取像系統鏡片組更包含機構件198，其設置於可調焦組件195與成像透鏡系統(未另標號)之物側方向，其中第18圖中繪示之可調焦組件195與第17B圖揭露之液態透鏡組相同，在此不另 贅述。
<第二實施例>
請參照第3圖、第4A圖及第4B圖，其中第3圖繪示依照本發明第二實施例的一種取像裝置的示意圖，第4A圖由左至右依序為第二實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖，第4B圖由左至右依序為第二實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖，其中Mode 1及Mode 2分別為取像裝置在二個不同對焦條件的模式，而詳細對應的對焦條件請參照下列表2C。由第3圖可知，第二實施例的取像裝置包含取像系統鏡片組(未另標號)以及電子感光元件290。取像系統鏡片組由物側至像側依序包含可調焦組件295、光圈200、第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、濾光元件270以及成像面280，而電子感光元件290設置於取像系統鏡片組的成像面280，其中取像系統鏡片組包含可調焦組件295及成像透鏡系統(未另標號)，而成像透鏡系統包含上述四片透鏡(210、220、230以及240)，第一透鏡210至第四透鏡240間無其他內插的透鏡，且可調焦組件295設置於成像透鏡系統之物側方向。
第一透鏡210具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面211為凸面，其像側表面212為凸面，並皆為非球面。
第二透鏡220具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面221為凹面，其像側表面222為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡230具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面231為凹面，其像側表面232為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡240具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面241為凸面，其像側表面242為凹面，並皆為非球面。另外，第四透鏡物側表面241及像側表面242皆包含至少一反曲點，且第四透鏡物側表面241及像側表面242皆包含至少一臨界點。
濾光元件270為玻璃材質，其設置於第四透鏡240及成像面280間且不影響取像系統鏡片組的焦距。
再者，可調焦組件295可為第一實施例中所述的任一者，其詳細的光學數據及參數揭露於第七實施例及第八實施例中，在此不另贅述。
配合參照下列表2A以及表2B。
第二實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下列表2C以及表2D參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第二實施例中，參數於Mode 1及Mode 2狀態數值如下表2C以及表2D。
<第三實施例>
請參照第5圖、第6A圖及第6B圖，其中第5圖繪示依照本發明第三實施例的一種取像裝置的示意圖，第6A圖由左至右依序為第三實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖，第6B圖由左至右依序為第三實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖，其中Mode 1及Mode 2分別為取像裝置在二個不同對焦條件的模式，而詳細對應的對焦條件請參照下列表3C。由第5圖可知，第三實施例的取像裝置包含取像系統鏡片組(未另標號)以及電子感光元件390。取像系統鏡片組由物側至像側依序包含可調焦組件395、光圈300、第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340、第五透鏡350、濾光元件370以及成像面380，而電子感光元件390設置於取像系統鏡片組的成像面380，其中取像系統鏡片組包含可調焦組件395及成像透鏡系統(未另標號)，而成像透鏡系統包含上述五片透鏡(310、320、330、340以及350)，第一透鏡310至第五透鏡350間無其他內插的透鏡，且可調焦組件395設置於成像透鏡系統之物側方向。
第一透鏡310具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面311為凸面，其像側表面312為凹面，並皆為非 球面。
第二透鏡320具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面321為凸面，其像側表面322為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡330具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面331為凸面，其像側表面332為凹面，並皆為非球面。
第四透鏡340具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面341為凹面，其像側表面342為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡350具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面351為凹面，其像側表面352為凹面，並皆為非球面。另外，第五透鏡物側表面351及像側表面352皆包含至少一反曲點，且第五透鏡物側表面351及像側表面352皆包含至少一臨界點。
濾光元件370為玻璃材質，其設置於第五透鏡350及成像面380間且不影響取像系統鏡片組的焦距。
再者，可調焦組件395可為第一實施例中所述的任一者，其詳細的光學數據及參數揭露於第七實施例及第八實施例中，在此不另贅述。
配合參照下列表3A以及表3B。
第三實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下列表3C以及表3D參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第三實施例中，參數於Mode 1及Mode 2狀態數值如下表3C以及表3D。
<第四實施例>
請參照第7圖、第8A圖及第8B圖，其中第7圖繪示依照本發明第四實施例的一種取像裝置的示意圖，第8A圖由左至右依序為第四實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖，第8B圖由左至右依序為第四實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖，其中Mode 1及Mode 2分別為取像裝置在二個不同對焦條件的模式，而詳細對應的對焦條件請參照下列表4C。由第7圖可知，第四實施例的取像裝置包含取像系統鏡片組(未另標號)以及電子感光元件490。取像系統鏡片組由物側至像側依序包含可調焦組件495、光圈400、第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透 鏡440、第五透鏡450、第六透鏡460、濾光元件470以及成像面480，而電子感光元件490設置於取像系統鏡片組的成像面480，其中取像系統鏡片組包含可調焦組件495及成像透鏡系統(未另標號)，而成像透鏡系統包含上述六片透鏡(410、420、430、440、450以及460)，第一透鏡410至第六透鏡460間無其他內插的透鏡，且可調焦組件495設置於成像透鏡系統之物側方向。
第一透鏡410具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面411為凸面，其像側表面412為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡420具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面421為凸面，其像側表面422為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡430具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面431為凸面，其像側表面432為凹面，並皆為非球面。
第四透鏡440具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面441為凸面，其像側表面442為凹面，並皆為非球面。另外，第四透鏡物側表面441及像側表面442皆具有至少一反曲點。
第五透鏡450具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面451為凸面，其像側表面452為凸面，並皆為非球面。另外，第五透鏡物側表面451及像側表面452皆具有至少一反曲點。
第六透鏡460具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面461為凹面，其像側表面462為凹面，並皆為非球面。另外，第六透鏡物側表面461及像側表面462皆具有至少一反曲點，且第六透鏡物側表面461及像側表面462皆包含至少一臨界點。
濾光元件470為玻璃材質，其設置於第六透鏡460及成像面480間且不影響取像系統鏡片組的焦距。
再者，可調焦組件495可為第一實施例中所述的任一者，其詳細的光學數據及參數揭露於第七實施例及第八實施例中，在此不另贅述。
配合參照下列表4A以及表4B。
第四實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下列表4C以及表4D參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第四實施例中，參數於Mode 1及Mode 2狀態數值如下表4C以及表4D。
<第五實施例>
請參照第9圖、第10A圖及第10B圖，其中第9圖繪示依照本發明第五實施例的一種取像裝置的示意圖，第10A圖由左至右依序為第五實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖，第10B圖由左至右依序為第五實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖，其中Mode 1及Mode 2分別為取像裝置在二個不同對焦條件的模式，而詳細對應的對焦條件請參照下列表5C。由第9圖可知，第五實施例的取像裝置包含取像系統鏡片組(未另標號)以及電子感光元件590。取像系統鏡片組由物側至像側依序包含可調焦組件595、光圈500、第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、第五透鏡550、第六透鏡560、濾光元件570以及成像面580，而電子感光元件590設置於取像系統鏡片組的成像面580，其中取像系統鏡片組包含可調焦組件595及成像透鏡系統(未另標號)，而成像透鏡系統包含上述六片透鏡(510、520、530、540、550以及560)，第一透鏡510至第六透鏡560間無其他內插的透鏡，且可調焦組件595設置於成像透鏡系統之物側方向。
第一透鏡510具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面511為凸面，其像側表面512為凹面，並皆為非 球面。
第二透鏡520具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面521為凸面，其像側表面522為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡530具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面531為凸面，其像側表面532為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡540具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面541為凹面，其像側表面542為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡550具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面551為凸面，其像側表面552為凹面，並皆為非球面。另外，第五透鏡物側表面551及像側表面552皆具有至少一反曲點。
第六透鏡560具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面561為凸面，其像側表面562為凹面，並皆為非球面。另外，第六透鏡物側表面561及像側表面562皆具有至少一反曲點，且第六透鏡物側表面561及像側表面562皆包含至少一臨界點。
濾光元件570為玻璃材質，其設置於第六透鏡560及成像面580間且不影響取像系統鏡片組的焦距。
再者，可調焦組件595可為第一實施例中所述的任一者，其詳細的光學數據及參數揭露於第七實施例及第八實施例中，在此不另贅述。
配合參照下列表5A以及表5B。
第五實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下列表5C以及表5D參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第五實施例中，參數於Mode 1及Mode 2狀態數值如下表5C以及表5D。
<第六實施例>
請參照第11圖、第12A圖及第12B圖，其中第11圖繪示依照本發明第六實施例的一種取像裝置的示意圖，第12A圖由左至右依序為第六實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖，第12B圖由左至右依序為第六實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖，其中Mode 1及 Mode 2分別為取像裝置在二個不同對焦條件的模式，而詳細對應的對焦條件請參照下列表6C。由第11圖可知，第五實施例的取像裝置包含取像系統鏡片組(未另標號)以及電子感光元件690。取像系統鏡片組由物側至像側依序包含可調焦組件695、光圈600、第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡640、濾光元件670以及成像面680，而電子感光元件690設置於取像系統鏡片組的成像面680，其中取像系統鏡片組包含可調焦組件695及成像透鏡系統(未另標號)，而成像透鏡系統包含上述四片透鏡(610、620、630以及640)，第一透鏡610至第四透鏡640間無其他內插的透鏡，且可調焦組件695設置於成像透鏡系統之物側方向。
第一透鏡610具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面611為凸面，其像側表面612為凸面，並皆為非球面。
第二透鏡620具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面621為凹面，其像側表面622為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡630具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面631為凹面，其像側表面632為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡640具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面641為凸面，其像側表面642為凹面，並皆為非球面。另外，第四透鏡物側表面641及像側表面642皆包含 至少一反曲點，且第四透鏡物側表面641及像側表面642皆包含至少一臨界點。
濾光元件670為玻璃材質，其設置於第四透鏡640及成像面680間且不影響取像系統鏡片組的焦距。
再者，可調焦組件695可為第一實施例中所述的任一者，其詳細的光學數據及參數揭露於第七實施例及第八實施例中，在此不另贅述。
配合參照下列表6A以及表6B。
第六實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下列表6C以及表6D參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第六實施例中，參數於Mode 1及Mode 2狀態數值如下表6C以及表6D。
<第七實施例>
請參照第13圖、第14A圖及第14B圖，其中第 13圖繪示依照本發明第七實施例的一種取像裝置的示意圖，第14A圖由左至右依序為第七實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖，第14B圖由左至右依序為第七實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖，其中Mode 1及Mode 2分別為取像裝置在二個不同對焦條件的模式，而詳細對應的對焦條件請參照下列表7C。由第13圖可知，第七實施例的取像裝置包含取像系統鏡片組(未另標號)以及電子感光元件790。取像系統鏡片組由物側至像側依序包含光圈700、第一透鏡710、可調焦組件795、第二透鏡720、第三透鏡730、第四透鏡740、第五透鏡750、濾光元件770以及成像面780，而電子感光元件790設置於取像系統鏡片組的成像面780，其中取像系統鏡片組包含可調焦組件795及成像透鏡系統(未另標號)，而成像透鏡系統包含上述五片透鏡(710、720、730、740以及750)，第一透鏡710至第五透鏡750間無其他內插的透鏡。
第一透鏡710具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面711為凸面，其像側表面712為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡720具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面721為凹面，其像側表面722為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡730具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面731為凸面，其像側表面732為凹面，並皆為非球面。
第四透鏡740具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面741為凹面，其像側表面742為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡750具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面751為凸面，其像側表面752為凹面，並皆為非球面。另外，第五透鏡物側表面751及像側表面752皆包含至少一反曲點，且第五透鏡物側表面751及像側表面752皆包含至少一臨界點。
濾光元件770為玻璃材質，其設置於第五透鏡750及成像面780間且不影響取像系統鏡片組的焦距。
再者，第七實施例之可調焦組件795為液態透鏡組，其包含可撓式薄膜795a以及玻璃基底795b，兩者間設置有液態材料。可撓式薄膜795a為聚合物材質。
配合參照下列表7A以及表7B。
第七實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。第七實施例中，可調焦組件795中最靠近物側端之表面的曲率半徑為Rt，此外，下列表7C以及表7D中，其他參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
<第八實施例>
請參照第15圖、第16A圖及第16B圖，其中第15圖繪示依照本發明第八實施例的一種取像裝置的示意圖，第16A圖由左至右依序為第八實施例於Mode-1的球差、像散及畸變曲線圖，第16B圖由左至右依序為第八實施例於Mode-2的球差、像散及畸變曲線圖，其中Mode 1及Mode 2分別為取像裝置在二個不同對焦條件的模式，而詳細對應的對焦條件請參照下列表8C。由第15圖可知，第八實施例的取像裝置包含取像系統鏡片組(未另標號)以及電子感光元件890。取像系統鏡片組由物側至像側依序包含可調焦組件895、光圈800、第一透鏡810、光闌801、第二透鏡820、第三透鏡830、第四透鏡840、第五透鏡850、濾光元件870以及成像面880，而電子感光元件890設置於取像系統鏡片組的成像面880，其中取像系統鏡片組包含可調焦組件895及成像透鏡系統(未另標號)，而成像透鏡系統包含上述五片透鏡(810、820、830、840以及850)，第一透鏡810至第五透鏡850間無其他內插的透鏡。
第一透鏡810具有正屈折力，且為塑膠材質， 其物側表面811為凸面，其像側表面812為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡820具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面821為凹面，其像側表面822為凹面，並皆為非球面。
第三透鏡830具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面831為凹面，其像側表面832為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡840具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面841為凹面，其像側表面842為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡850具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面851為凸面，其像側表面852為凹面，並皆為非球面。另外，第五透鏡物側表面851及像側表面852皆包含至少一反曲點，且第五透鏡物側表面851及像側表面852皆包含至少一臨界點。
濾光元件870為玻璃材質，其設置於第五透鏡850及成像面880間且不影響取像系統鏡片組的焦距。
再者，第八實施例之可調焦組件895為液態透鏡組，其包含可撓式薄膜895a以及玻璃基底895b，兩者間設置有液態材料。可撓式薄膜895a為聚合物材質。
配合參照下列表8A以及表8B。
第八實施例中，非球面的曲線方程式表示如第 一實施例的形式。此外，下列表8C以及表8D中，其他參數的定義皆與第一實施例及第七實施例相同，在此不加以贅述。
<第九實施例>
請參照第21A圖、第21B圖、第21C圖以及第21D圖，其中第21A圖繪示依照本發明第九實施例的一種電子裝置10之一側的示意圖，第21B圖繪示依照第21A圖中電子裝置10之另一側的示意圖，第21C圖繪示依照第21A圖中電子裝置10之系統示意圖，第21D圖繪示依照第21A圖中取像裝置11之系統示意圖。
詳細來說，第九實施例的電子裝置10係一智慧 型手機，電子裝置10包含取像裝置11、閃光燈模組12、對焦輔助模組13、影像訊號處理器14以及使用者介面15。當使用者透過使用者介面15對被攝物進行拍攝，電子裝置10利用取像裝置11聚光取像，啟動閃光燈模組12進行補光，並使用對焦輔助模組13提供的被攝物物距資訊進行快速對焦，再加上影像訊號處理器14(Image Signal Processor；ISP)以及影像軟體處理器(未繪示)進行影像最佳化處理，來進一步提升取像系統鏡頭組所產生的影像品質。其中對焦輔助模組13可採用紅外線或雷射對焦輔助系統來達到快速對焦，使用者介面15可採用觸控螢幕或實體拍攝按鈕，配合影像處理軟體的多樣化功能進行影像拍攝以及影像處理。
取像裝置11係為一相機模組，取像裝置11包含成像鏡頭11a、驅動裝置組11b以及電子感光元件11c，其中成像鏡頭11a包含本發明第一實施例的取像系統鏡片組以及一承載取像系統鏡片組的鏡筒(圖未另標示)。取像裝置11利用成像鏡頭11a聚光且對被攝物進行攝像並配合驅動裝置組11b進行影像對焦，最後成像於電子感光元件11c，並由導線電路11d將影像資料輸出。
驅動裝置組11b可為自動對焦(Auto-Focus)模組，其驅動方式可使用如音圈馬達(Voice Coil Motor；VCM)、微機電系統(Micro Electro-Mechanical Systems；MEMS)、壓電系統(Piezoelectric)、以及記憶金屬(Shape Memory Alloy)等驅動系統。驅動裝置組11b可讓取像系統鏡片組取得較佳的成像位置，可提供被攝物於 不同物距的狀態下，皆能拍攝清晰影像。
取像裝置11可搭載一感光度佳及低雜訊的電子感光元件11c(如CMOS、CCD)設置於取像系統鏡片組的成像面，可真實呈現取像系統鏡片組的良好成像品質。
此外，取像裝置11更可包含影像穩定模組11e，其可為加速計、陀螺儀或霍爾元件(Hall Effect Sensor)等動能感測元件，而第九實施例中，影像穩定模組14為陀螺儀，但不以此為限。藉由調整取像系統鏡片組不同軸向的變化以補償拍攝瞬間因晃動而產生的模糊影像，進一步提升動態以及低照度場景拍攝的成像品質，並提供例如光學防手震(Optical Image Stabilization；OIS)、電子防手震(Electronic Image Stabilization；EIS)等進階的影像補償功能。
<第十實施例>
第22圖繪示依照本發明第十實施例的一種電子裝置20的示意圖。由第22圖可知，第十實施例的電子裝置20係一智慧型手機，電子裝置20包含二取像裝置21a、21b、閃光燈模組22、對焦輔助模組23以及影像訊號處理器24，其中第十實施例與第九實施例對應之元件皆相同，在此不另贅述。第十實施例的電子裝置20包含二取像裝置21a、21b，即為雙鏡頭的配置，更有助於迅速對焦並提升成像品質。
<第十一實施例>
請參照第23圖，係繪示依照本發明第十一實施 例的一種電子裝置30的示意圖。第十一案實施例的電子裝置30係一平板電腦，電子裝置30包含取像裝置31，其中取像裝置31可與前述第九實施例相同，在此不另贅述。
<第十二實施例>
請參照第24圖，係繪示依照本發明第十二實施例的一種電子裝置40的示意圖。第十二實施例的電子裝置40係一穿戴裝置(Wearable Device)，電子裝置40包含取像裝置41，其中取像裝置41可與前述第九實施例相同，在此不另贅述。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (30)

  1. 一種取像系統鏡片組，包含：一可調焦組件；以及一成像透鏡系統，包含複數個透鏡，且各該透鏡包含一物側表面朝向物側方向以及一像側表面朝向像側方向，其中該些透鏡中至少一者之至少一表面包含至少一反曲點；其中，該取像系統鏡片組的焦距為f，該取像系統鏡片組的光圈值為Fno，該可調焦組件的焦距為ft，該可調焦組件的屈折力變化量為|△(f/ft)|，該成像透鏡系統的焦距為fi，其滿足下列條件：|fi|<|ft|；0<|△(f/ft)|<0.18；以及1.20<Fno<2.60。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該可調焦組件設置於該成像透鏡系統之物側方向。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的取像系統鏡片組，其中該可調焦組件的焦距為ft，該成像透鏡系統的焦距為fi，其滿足下列條件：|fi/ft|<0.10。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的取像系統鏡片組，其中該成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡之物側表面的曲率半徑為R1，該成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡之像側表面的曲率半徑為R2，其滿足下列條件： -3.0<(R1+R2)/(R1-R2)<0。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組的焦距為f，該可調焦組件的焦距為ft，該可調焦組件的屈折力變化量為|△(f/ft)|，其滿足下列條件：0<|△(f/ft)|<0.10。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的取像系統鏡片組，更包含：一光圈，其設置於該可調焦組件與該成像透鏡系統間，其中該光圈至該可調焦組件中最靠近物側端之表面於光軸上的距離為Dstf，該光圈至該可調焦組件中最靠近一成像面之表面於光軸上的距離為Dstr，其滿足下列條件：|Dstr/Dstf|<0.90。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的取像系統鏡片組，其中該可調焦組件至該成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡於光軸上的距離為Dt1，該可調焦組件於光軸上之厚度為CTt，其滿足下列條件：0.05<Dt1/CTt<1.0。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組中最靠近物側端之表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該取像系統鏡片組最大視角的一半為HFOV，其滿足下列條件：TL/tan(HFOV)<6.50mm。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組的焦距為f，該成像透鏡系 統中最靠近一成像面的透鏡的任一表面上至少一臨界點位置與光軸的垂直距離為Ycx，其滿足下列條件：0.01<Ycx/f<1.50，其中x=1或2。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組的焦距為f，該可調焦組件的焦距為ft，其滿足下列條件：|f/ft|<0.03。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組中最靠近物側端之表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該可調焦組件的焦距為ft，該可調焦組件的焦距變化量為|△ft|，其滿足下列條件：TL/|△ft|<2.0。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該可調焦組件於光軸上之厚度為CTt，該成像透鏡系統中最靠近物側端之透鏡表面至該成像透鏡系統中最靠近一成像面之透鏡表面於光軸上的距離為TDi，其滿足下列條件：0.01<CTt/TDi<0.45。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中一被攝物與該取像系統鏡片組於光軸上的距離為Obj.，其滿足下列條件：200mm<Obj.<1800mm。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組的光圈值為Fno，其滿足下列條件： 1.30<Fno<2.0。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該成像透鏡系統之該些透鏡的物側表面及像側表面皆為非球面，該取像系統鏡片組中最靠近物側端之表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該取像系統鏡片組的最大像高為ImgH，其滿足下列條件：0.50<TL/ImgH<2.0。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組最大視角的一半為HFOV，其滿足下列條件：0.60<tan(HFOV)<1.80。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組中最靠近一成像面的透鏡的像側表面至該成像面於光軸上的距離為BL，該取像系統鏡片組的焦距為f，其滿足下列條件：0.10<BL/f<0.50。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組的焦距為f，該成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡的焦距為f1，其滿足下列條件：0.50<f/f1<3.50。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組的最大像高處主光線與一成像面之法線方向的夾角為CRA，其滿足下列條件：30度<CRA。
  20. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統 鏡片組，其中該取像系統鏡片組的最大像高處的光學畸變值為DIST，其滿足下列條件：|DIST|<5%。
  21. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組的最大像高處主光線入射於一成像面位置與光軸的垂直距離為CRH，該取像系統鏡片組的最大像高處子午面上的邊緣光線入射於該成像面位置與光軸的垂直距離為MRH，其滿足下列條件：|(CRH-MRH)×10|<2.0mm。
  22. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該取像系統鏡片組的最大像高處主光線與一成像面之法線方向的夾角為CRA，該取像系統鏡片組的最大像高處子午面上的邊緣光線與該成像面之法線方向的夾角為MRA，其滿足下列條件：0.01<|(CRA-MRA)/CRA|<0.80。
  23. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該成像透鏡系統中至少一透鏡的色散係數小於22.0。
  24. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該成像透鏡系統的該些透鏡皆為塑膠材質，且該成像透鏡系統中所有透鏡的折射率的最大值為Nmax，其滿足下列條件：Nmax<1.70。
  25. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該成像透鏡系統中最靠近物側端透鏡之物側 表面為凸面，該成像透鏡系統中最靠近一成像面透鏡之像側表面為凹面。
  26. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該成像透鏡系統的透鏡總數為N，其滿足下列條件：2 N 7。
  27. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，其中該可調焦組件為一液態透鏡組或一液晶透鏡組。
  28. 如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組，更包含：一機構件，其可控制光線通過該取像系統鏡片組的範圍。
  29. 一種取像裝置，包含：如申請專利範圍第1項所述的取像系統鏡片組；以及一電子感光元件，其設置於該取像系統鏡片組的一成像面。
  30. 一種電子裝置，包含：如申請專利範圍第29項所述的取像裝置。
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