TWI512320B - 六片式光學影像擷取鏡頭及六片式光學影像擷取模組 - Google Patents

六片式光學影像擷取鏡頭及六片式光學影像擷取模組 Download PDF

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TWI512320B TW102142783A TW102142783A TWI512320B TW I512320 B TWI512320 B TW I512320B TW 102142783 A TW102142783 A TW 102142783A TW 102142783 A TW102142783 A TW 102142783A TW I512320 B TWI512320 B TW I512320B
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Description

六片式光學影像擷取鏡頭及六片式光學影像擷取模 組
下列敘述是有關於一種光學影擷取鏡頭及其光學影像擷取模組，特別是，有關於由六個透鏡所構成高品質成像的光學影像擷取鏡頭及其光學影像擷取模組，以應用於3C產品上。
目前在行動電話產品、遊戲機、PC CAM、DSC或DVC等數位載體上常裝設有光學影像擷取鏡頭，用以對物體進行影像擷取，而光學影像擷取鏡頭的趨勢也走向微小化及低成本，同時亦需具備良好的像差修正能力、高解析度以及高成像品質。
由於傳統的球面研磨玻璃透鏡的材質選擇性較多，且玻璃材質的透鏡對於修正色差較為有利，目前已廣為業界所使用，但球面研磨玻璃透鏡應用在數值孔徑(F Number)較小以及視角(Wide-angle)較大的情況時，球差等像差的修正較困難。而為了改善上述傳統的球面研磨玻璃透鏡的缺點，目前的取像裝置已有使用非球面塑膠透鏡或使用非球面模造玻璃片，以獲得較佳的成像品質，然而，目前上述的光學取像裝置的結構一般需要利用較多透鏡組合才能獲得較佳的光學特性，從而導致整個光學取像裝置長度過大，使取像裝置無法具有較小體積及較低成本，不易滿足電子產品輕薄短小的要求。
因此，如何有效縮短光學影像擷取鏡頭的總長度並有效組合多組透鏡以進一步提高成像的品質，便成為一個相當重要的議題。
本發明實施例之態樣係針對一種光學影像擷取鏡頭及光學 影像擷取模組，能夠利用六個透鏡的屈光力、凸面與凹面的組合，進而有效縮短光學影像擷取鏡頭之總長度，更可提高成像品質，以應用於小型的電子產品上。
基於上述目的，本創作係提供一種六片式光學影像擷取鏡頭，其沿著光軸由物側至像側依序包含一第一透鏡，第一透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凸面，其中第一透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一第二透鏡，第二透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凹面，其中第二透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一靠近光軸具正屈光力之第三透鏡，第三透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凸面，其中第三透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一靠近光軸具屈光力之第四透鏡，其中第四透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一第五透鏡，第五透鏡在靠近光軸之像側光學面為凸面，其中第五透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；以及一第六透鏡，第六透鏡在靠近光軸之像側光學面為凹面，其中第六透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面。
較佳地，六片式光學影像擷取鏡頭之焦距為f，沿光軸從第一透鏡之物側光學面到第六透鏡之像側光學面之距離為FL，係滿足下列關係式：0.7<FL/f<1.1。
較佳地，第一透鏡之中心厚度為ct1，第三透鏡之中心厚度為ct3，係滿足下列關係式：0.5<ct1/ct3<3。
較佳地，第二透鏡在光譜587.6nm之折射率為Nd2，第三透鏡在光譜587.6nm之折射率為Nd3，第二透鏡在光譜587.6nm之色散係數為Vd2，第三透鏡在光譜587.6nm之色散係數為Vd3，係滿足下列關係式：Nd2>1.56，Nd3<1.56，Vd2<33，Vd3>33。
基於上述目的，本創作再提供一種六片式光學影像擷取模組，其包含一種六片式光學影像擷取鏡頭，沿著光軸由物側至像側依序包含一第一透鏡，第一透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凸面，其中第一透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一第二透鏡，第二透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為 凹面，其中第二透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一靠近光軸具正屈光力之第三透鏡，第三透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凸面，其中第三透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一靠近光軸具屈光力之第四透鏡，其中第四透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一第五透鏡，第五透鏡在靠近光軸之像側光學面為凸面，其中第五透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；以及一第六透鏡，第六透鏡在靠近光軸之像側光學面為凹面，其中第六透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一影像感測元件，係設置於一成像面，以供一被攝物成像；以及一固定光欄，係位於被攝物與第二透鏡之間。
較佳地，六片式光學影像擷取鏡頭之焦距為f，沿光軸從第一透鏡之物側光學面到第六透鏡之像側光學面之距離為FL，係滿足下列關係式：0.7<FL/f<1.1。
較佳地，六片式光學影像擷取鏡頭最大使用視角成像在像面之對角線長為Dg，係滿足下列關係式：0.4<FL/Dg<0.8。
較佳地，第一透鏡之中心厚度為ct1，第三透鏡之中心厚度為ct3，係滿足下列關係式：0.5<ct1/ct3<3。
較佳地，第二透鏡在光譜587.6nm之折射率為Nd2，第三透鏡在光譜587.6nm之折射率為Nd3，第二透鏡在光譜587.6nm之色散係數為Vd2，第三透鏡在光譜587.6nm之色散係數為Vd3，係滿足下列關係式：Nd2>1.56，Nd3<1.56，Vd2<33，Vd3>33。
FL‧‧‧第一透鏡之物側光學面到第六透鏡之像側光學面之距離
101‧‧‧第一透鏡之物側光學面
102‧‧‧第一透鏡之像側光學面
201‧‧‧第二透鏡之物側光學面
202‧‧‧第二透鏡之像側光學面
301‧‧‧第三透鏡之物側光學面
302‧‧‧第三透鏡之像側光學面
401‧‧‧第四透鏡之物側光學面
402‧‧‧第四透鏡之像側光學面
501‧‧‧第五透鏡之物側光學面
502‧‧‧第五透鏡之像側光學面
601‧‧‧第六透鏡之物側光學面
602‧‧‧第六透鏡之像側光學面
100‧‧‧固定光欄
160‧‧‧紅外線濾除濾光片
170‧‧‧成像面
180‧‧‧影像感測元件
f‧‧‧六片式光學影像擷取鏡頭之焦距
Dg‧‧‧六片式光學影像擷取鏡頭最大使用視角成像在像面之對角線長
ct1‧‧‧第一透鏡之中心厚度
ct3‧‧‧第三透鏡之中心厚度
Nd2‧‧‧第二透鏡在光譜587.6nm之折射率
Nd3‧‧‧第三透鏡在光譜587.6nm之折射率
Vd2‧‧‧第二透鏡在光譜587.6nm之色散係數
Vd3‧‧‧第三透鏡在光譜587.6mm之色散係數
10‧‧‧第一透鏡
20‧‧‧第二透鏡
30‧‧‧第三透鏡
40‧‧‧第四透鏡
50‧‧‧第五透鏡
60‧‧‧第六透鏡
本發明之上述及其他特徵及優勢將藉由參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更顯而易知，其中：第1A圖係為根據本發明之第一實施例之六片式光學影像擷取模組之示意圖；第1B圖係為根據本發明之第一實施例之非點像差及歪曲像差之曲線 圖；第1C圖係為根據本發明之第一實施例之球面像差之曲線圖；第2A圖係為根據本發明之第二實施例之六片式光學影像擷取模組之示意圖；第2B圖係為根據本發明之第二實施例之非點像差及歪曲像差之曲線圖；第2C圖係為根據本發明之第二實施例之球面像差之曲線圖；第3A圖係為根據本發明之第三實施例之六片式光學影像擷取模組之示意圖；第3B圖係為根據本發明之第三實施例之非點像差及歪曲像差之曲線圖；以及第3C圖係為根據本發明之第三實施例之球面像差之曲線圖。
於此使用，詞彙“與/或”包含一或多個相關條列項目之任何或所有組合。當“至少其一”之敘述前綴於一元件清單前時，係修飾整個清單元件而非修飾清單中之個別元件。
請參閱第1A圖，其係顯示本發明之第一實施例之六片式光學影像擷取模組之示意圖。如第1A圖所示，本發明包含一種六片式光學影像擷取鏡頭，其沿著光軸由物側至像側依序包含：第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50及第六透鏡60，其中，第一透鏡之物側光學面101及第一透鏡之像側光學面102為一凸面，其中此第一透鏡之物側光學面101及第一透鏡之像側光學面102至少有一面為非球面；第二透鏡之像側光學面202為一凹面且其第二透鏡之物側光學面201為一凸面，其中此第二透鏡之物側光學面201及第二透鏡之像側光學面202至少有一面為非球面；第三透鏡30具有正屈光力，第三透鏡之物側光學面301及第三透鏡之像側光學面302為凸面，其中此第三透鏡之物側光學面301及第 三透鏡之像側光學面302至少有一面為非球面；第四透鏡40具有一屈光力，其中此第四透鏡之物側光學面401及第四透鏡之像側光學面402至少有一面為非球面；第五透鏡之像側光學面502為一凸面，其中此第五透鏡之物側光學面501及第五透鏡之像側光學面502至少有一面為非球面；第六透鏡之像側光學面602為凹面，其中此第六透鏡之物側光學面601及第六透鏡之像側光學面602至少有一面為非球面。
本發明之六片式光學影像擷取模組更包含一固定光欄100與一紅外線濾除濾光片160，固定光欄100設置於被攝物與第一透鏡10間為前置光圈。紅外線濾除濾光片160則設置於第六透鏡60與成像面170之間，此紅外線濾除濾光片160通常為平板光學材料所製成，不影響本發明六片式光學影像擷取模組的焦距。
六片式光學影像擷取模組更可包含一影像感測元件180，其設置於一成像面170上，可將被攝物成像。第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50及第六透鏡60包含一塑膠材質或玻璃材質，其非球面之方程式係為：z=ch2/[1+[1-(k+1)c2h2]0.5]+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14+Gh16+Hh18+Jh20+…(1)其中，z為沿光軸方向在高度為h的位置以表面頂點作參考的位置值，k為錐常度量，c為曲率半徑的倒數，且A、B、C、D、E、F、G、H以及J為高階非球面係數。
在第一實施例之光學數據如表一所示，其中第一透鏡10至第六透鏡60之物側光學面與像側光學面均使用式(1)之非球面方程式所構成，其非球面係數如表二所示，其中六片式光學影像擷取鏡頭之焦距f=3.77mm，第一透鏡之物側光學面到第六透鏡之像側光學面之距離FL=3.365mm，此六片式光學影像擷取鏡頭最大使用視角成像在像面之對角線長Dg=5.712mm，第一透鏡之中心厚度ct1=0.525mm，第三透鏡之中心厚度ct3=0.339mm， FL/Dg=0.589，FL/f=0.893，ct1/ct3=1.549，第二透鏡在光譜587.6nm之折射率Nd2=1.640，第三透鏡在光譜587.6nm之折射率Nd3=1.535，第二透鏡在光譜587.6nm之色散係數Vd2=23.27，第三透鏡在光譜587.6nm之色散係數Vd3=56.07。
由表一之基本透鏡數據及由第1B、1C圖之像差曲線圖可知， 藉由本發明之六片式光學影像擷取模組之本實施例，在非點像差、歪曲像差及球面像差有良好的補償效果。
請參閱第2A圖，其係顯示本發明之第二實施例之六片式光學影像擷取模組之示意圖。如第2A圖所示，本發明包含一種六片式光學影像擷取鏡頭，其沿著光軸由物側至像側依序包含：第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50及第六透鏡60，其中，第一透鏡之物側光學面101及第一透鏡之像側光學面102為一凸面，其中此第一透鏡之物側光學面101及第一透鏡之像側光學面102至少有一面為非球面；第二透鏡之像側光學面202為一凹面且其第二透鏡之物側光學面201為一凸面，其中此第二透鏡之物側光學面201及第二透鏡之像側光學面202至少有一面為非球面；第三透鏡30具有正屈光力，第三透鏡之物側光學面301及第三透鏡之像側光學面302為凸面，其中此第三透鏡之物側光學面301及第三透鏡之像側光學面302至少有一面為非球面；第四透鏡40具有一屈光力，其中此第四透鏡之物側光學面401及第四透鏡之像側光學面402至少有一面為非球面；第五透鏡之像側光學面502為一凸面，其中此第五透鏡之物側光學面501及第五透鏡之像側光學面502至少有一面為非球面；第六透鏡之像側光學面602為凹面，其中此第六透鏡之物側光學面601及第六透鏡之像側光學面602至少有一面為非球面。
本發明之六片式光學影像擷取模組更包含一固定光欄100與一紅外線濾除濾光片160，固定光欄100設置於被攝物與第二透鏡20間為中置光圈。紅外線濾除濾光片160則設置於第六透鏡60與成像面170之間，此紅外線濾除濾光片160通常為平板光學材料所製成，不影響本發明六片式光學影像擷取模組的焦距。
六片式光學影像擷取模組更可包含一影像感測元件180，其設置於一成像面170上，可將被攝物成像。第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50及第六透鏡60包含一塑膠材質或玻璃材質。
在第二實施例之光學數據如表三所示，其中第一透鏡10至第六透鏡60之物側光學面與像側光學面均使用式(1)之非球面方程式所構成，其非球面係數如表四所示，其中六片式光學影像擷取鏡頭之焦距f=3.76mm， 第一透鏡之物側光學面到第六透鏡之像側光學面之距離FL=3.359mm，此六片式光學影像擷取鏡頭最大使用視角成像在像面之對角線長Dg=3.944mm，第一透鏡之中心厚度ct1=0.525mm，第三透鏡之中心厚度ct3=0.333mm，FL/Dg=0.588，FL/f=0.893，ct1/ct3=1.577，第二透鏡在光譜587.6nm之折射率Nd2=1.640，第三透鏡在光譜587.6nm之折射率Nd3=1.535，第二透鏡在光譜587.6nm之色散係數Vd2=23.27，第三透鏡在光譜587.6nm之色散係數Vd3=56.07。
由表三之基本透鏡數據及由第2B、2C圖之像差曲線圖可知， 藉由本發明之六片式光學影像擷取模組之本實施例，在非點像差、歪曲像差及球面像差有良好的補償效果。
請參閱第3A圖，其係顯示本發明之第三實施例之六片式光學影像擷取模組之示意圖。如第3A圖所示，本發明包含一種六片式光學影像擷取鏡頭，其沿著光軸由物側至像側依序包含：第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50及第六透鏡60，其中，第一透鏡之物側光學面101及第一透鏡之像側光學面102為一凸面，其中此第一透鏡之物側光學面101及第一透鏡之像側光學面102至少有一面為非球面；第二透鏡之像側光學面202為一凹面且其第二透鏡之物側光學面201為一凸面，其中此第二透鏡之物側光學面201及第二透鏡之像側光學面202至少有一面為非球面；第三透鏡30具有正屈光力，第三透鏡之物側光學面301及第三透鏡之像側光學面302為凸面，其中此第三透鏡之物側光學面301及第三透鏡之像側光學面302至少有一面為非球面；第四透鏡40具有一屈光力，其中此第四透鏡之物側光學面401及第四透鏡之像側光學面402至少有一面為非球面；第五透鏡之像側光學面502為一凸面，其中此第五透鏡之物側光學面501及第五透鏡之像側光學面502至少有一面為非球面；第六透鏡之像側光學面602為凹面，其中此第六透鏡之物側光學面601及第六透鏡之像側光學面602至少有一面為非球面。
本發明之六片式光學影像擷取模組更包含一固定光欄100與一紅外線濾除濾光片160，固定光欄100設置於被攝物與第二透鏡20間為中置光圈。紅外線濾除濾光片160則設置於第六透鏡60與成像面170之間，此紅外線濾除濾光片160通常為平板光學材料所製成，不影響本發明六片式光學影像擷取模組的焦距。
六片式光學影像擷取模組更可包含一影像感測元件180，其設置於一成像面170上，可將被攝物成像。第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40、第五透鏡50及第六透鏡60包含一塑膠材質或玻璃材質。
在第三實施例之光學數據如表五所示，其中第一透鏡10至第六透鏡60之物側光學面與像側光學面均使用式(1)之非球面方程式所構成， 其非球面係數如表四所示，其中六片式光學影像擷取鏡頭之焦距f=2.6mm，第一透鏡之物側光學面到第六透鏡之像側光學面之距離FL=2.318mm，此六片式光學影像擷取鏡頭最大使用視角成像在像面之對角線長Dg=3.944mm，第一透鏡之中心厚度ct1=0.362mm，第三透鏡之中心厚度ct3=0.230mm，FL/Dg=0.588，FL/f=0.891，ct1/ct3=1.574，第二透鏡在光譜587.6nm之折射率Nd2=1.640，第三透鏡在光譜587.6nm之折射率Nd3Nd3=1.535，第二透鏡在光譜587.6nm之色散係數Vd2=23.27，第三透鏡在光譜587.6nm之色散係數Vd3=56.07。
由表五之基本透鏡數據及由第3B、3C圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之六片式光學影像擷取模組之本實施例，在非點像差、歪曲像差及球面像差有良好的補償效果。
雖然本發明已參照其例示性實施例而特別地顯示及描述，將為所屬技術領域具通常知識者所理解的是，於不脫離以下申請專利範圍及其等效物所定義之本發明之精神與範疇下可對其進行形式與細節上之各種變更。
101‧‧‧第一透鏡之物側光學面
102‧‧‧第一透鏡之像側光學面
201‧‧‧第二透鏡之物側光學面
202‧‧‧第二透鏡之像側光學面
301‧‧‧第三透鏡之物側光學面
302‧‧‧第三透鏡之像側光學面
401‧‧‧第四透鏡之物側光學面
402‧‧‧第四透鏡之像側光學面
501‧‧‧第五透鏡之物側光學面
502‧‧‧第五透鏡之像側光學面
601‧‧‧第六透鏡之物側光學面
602‧‧‧第六透鏡之像側光學面
100‧‧‧固定光欄
160‧‧‧紅外線濾除濾光片
170‧‧‧成像面
180‧‧‧影像感測元件
10‧‧‧第一透鏡
20‧‧‧第二透鏡
30‧‧‧第三透鏡
40‧‧‧第四透鏡
50‧‧‧第五透鏡
60‧‧‧第六透鏡

Claims (7)

  1. 一種六片式光學影像擷取鏡頭，沿著光軸由物側至像側依序包含：一第一透鏡，該第一透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凸面，其中該第一透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一第二透鏡，該第二透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凹面，其中該第二透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一在靠近光軸具正屈光力之第三透鏡，該第三透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凸面，其中該第三透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一在靠近光軸具屈光力之第四透鏡，其中該第四透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一第五透鏡，該第五透鏡在靠近光軸之像側光學面為凸面，其中該第五透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；以及一第六透鏡，該第六透鏡在靠近光軸之像側光學面為凹面，其中該第六透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；其中該第一透鏡之中心厚度為ct1，該第三透鏡之中心厚度為ct3，係滿足下列關係式：1.54<ct1/ct3<3。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之六片式光學影像擷取鏡頭，其中該六片式光學影像擷取鏡頭之焦距為f，沿光軸從該第一透鏡之物側光學面到該第六透鏡之像側光學面之距離為FL，係滿足下列關係式：0.7<FL/f<1.1。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之六片式光學影像擷取鏡頭，其中該第二透鏡在光譜587.6nm之折射率為Nd2，該第三透鏡在光譜587.6nm之折射率為Nd3，該第二透鏡在光譜587.6nm之色散係數為Vd2，該第三透鏡在光譜587.6nm之色散係數為Vd3，係滿足下列關係式：Nd2>1.56，Nd3<1.56，Vd2<33，Vd3>33。
  4. 一種六片式光學影像擷取模組，係包含：一種六片式光學影像擷取鏡頭，沿著光軸由物側至像側依序包含一第一透鏡，該第一透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凸面，其中該第一透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一第二透鏡，該第二透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凹面，其中該第二透 鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一在靠近光軸具正屈光力之第三透鏡，該第三透鏡在靠近光軸之物側光學面為凸面且像側光學面為凸面，其中該第三透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一在靠近光軸具屈光力之第四透鏡，其中該第四透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一第五透鏡，該第五透鏡在靠近光軸之像側光學面為凸面，其中該第五透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；以及一第六透鏡，該第六透鏡在靠近光軸之像側光學面為凹面，其中該第六透鏡之物側光學面及像側光學面中至少有一面為非球面；一影像感測元件，係設置於一成像面，以供一被攝物成像；以及一固定光欄，係位於該被攝物與該第二透鏡之間；其中該第一透鏡之中心厚度為ct1，該第三透鏡之中心厚度為ct3，係滿足下列關係式：1.54<ct1/ct3<3。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之六片式光學影像擷取模組，其中該六片式光學影像擷取鏡頭之焦距為f，沿光 軸從該第一透鏡之物側光學面到該第六透鏡之像側光學面之距離為FL，係滿足下列關係式：0.7<FL/f<1.1。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之六片式光學影像擷取模組，其中該六片式光學影像擷取鏡頭最大使用視角成像在像面之對角線長為Dg，係滿足下列關係式：0.4<FL/Dg<0.8。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之六片式光學影像擷取模組，其中該第二透鏡在光譜587.6nm之折射率為Nd2，該第三透鏡在光譜587.6nm之折射率為Nd3，該第二透鏡在光譜587.6nm之色散係數為Vd2，該第三透鏡在光譜587.6nm之色散係數為Vd3，係滿足下列關係式：Nd2>1.56，Nd3<1.56，Vd2<33，Vd3>33。
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