TWM512713U - 取像裝置 - Google Patents

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TWM512713U
TWM512713U TW104210625U TW104210625U TWM512713U TW M512713 U TWM512713 U TW M512713U TW 104210625 U TW104210625 U TW 104210625U TW 104210625 U TW104210625 U TW 104210625U TW M512713 U TWM512713 U TW M512713U
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TW
Taiwan
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lens
image capturing
capturing device
image
outer cover
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TW104210625U
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Kuan-Ming Chen
Hsiang-Chi Tang
Wei-Yu Chen
Original Assignee
Largan Precision Co Ltd
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Description

取像裝置
本新型是有關於一種取像裝置，且特別是有關於一種可應用在空氣環境中及介質環境中的小型化取像裝置。
近年來，隨著具有攝影功能的電子產品的興起，光學系統的需求日漸提高。一般光學系統的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)兩種，且隨著半導體製程技術的精進，使得感光元件的畫素尺寸縮小，光學系統逐漸往高畫素領域發展，因此對成像品質的要求也日益增加。
再加上可攜式攝影產品的普及，以及透鏡與感光元件製造技術的進步，光學系統的應用環境得以因此更加廣泛。然而，當原本使用於空氣環境中的光學系統應用在介質環境中，例如水中的環境等，將使得光學系統的屈折力降低且後焦距變長，以致應用在介質環境中產生影像散焦等不利的光學性能。
目前雖有發展可應用於空氣環境中及介質環境中的光學系統，但往往由於可攜式攝影產品的尺寸太小，而難以搭配其他對焦機構以解決光學系統在介質環境中影像散焦的問題。
本新型提供一種取像裝置，其包含可拆式外蓋透鏡，可依空氣環境中或介質環境中的應用需求，簡易地安裝、卸除、調整或置換可拆式外蓋透鏡，以分別在空氣環境中及介質環境中獲得對焦影像。因此，本新型的取像裝置藉由可拆式外蓋透鏡，得以維持使用便利及不受環境改變而影響的成像品質。
依據本新型提供一種取像裝置，其應用於空氣環境或介質環境，取像裝置包含透鏡組、電子感光元件及可拆式外蓋透鏡。透鏡組包含至少一透鏡，且透鏡具有屈折力。電子感光元件設置於透鏡組的成像面。可拆式外蓋透鏡具有屈折力。取像裝置在空氣環境中，透鏡組及電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列，或可拆式外蓋透鏡、透鏡組及電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列。取像裝置在介質環境中，可拆式外蓋透鏡、透鏡組及電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列。取像裝置在介質環境中，可拆式外蓋透鏡物側表面至電子感光元件於光軸上的距離為TLm，取像裝置在介質環境中的後焦距為PBFm，取像裝置在空氣環境中的後焦距為PBFa，其滿足下列條件： TLm<40mm；以及|(PBFm-PBFa)|<7μm。
依據本新型更提供一種取像裝置，其應用於介質環境，取像裝置包含透鏡組、電子感光元件及外殼。透鏡組包含至少一透鏡，且透鏡具有屈折力。電子感光元件設置於透鏡組的成像面。外殼用以供透鏡組及電子感光元件設置於其中，外殼包含殼體、至少一可拆式外蓋透鏡及氣密單元。可拆式外蓋透鏡具有屈折力，且可拆式外蓋透鏡、透鏡組及電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列。氣密單元用以氣密連接殼體與可拆式外蓋透鏡。取像裝置在介質環境中，可拆式外蓋透鏡物側表面至電子感光元件於光軸上的距離為TLm，可拆式外蓋透鏡物側表面的曲率半徑為Rf，可拆式外蓋透鏡像側表面的曲率半徑為Rr，其滿足下列條件：TLm<40mm；以及0.1<|(Rf-Rr)/(Rf+Rr)|。
當TLm滿足上述條件時，可維持取像裝置的小型化，以搭載於可攜式的電子產品上。
當|(PBFm-PBFa)|滿足上述條件時，可使取像裝置在空氣環境中及介質環境中皆獲得對焦影像。
當|(Rf-Rr)/(Rf+Rr)|滿足上述條件時，有助於提供取像裝置足夠的視場角。
100、200、300、400、500‧‧‧光圈
101、201、301、401、501‧‧‧紅外線濾除濾光元件
402‧‧‧保護玻璃元件
103、203、303、403、503‧‧‧成像面
104、204、304、404、504‧‧‧電子感光元件
110、210、310、410、510‧‧‧第一透鏡
111、211、311、411、511‧‧‧物側表面
112、212、312、412、512‧‧‧像側表面
120、220、320、420、520‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521‧‧‧物側表面
122、222、322、422、522‧‧‧像側表面
130、230、330、430、530‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531‧‧‧物側表面
132、232、332、432、532‧‧‧像側表面
140、240、340、440、540‧‧‧第四透鏡
141、241、341、441、541‧‧‧物側表面
142、242、342、442、542‧‧‧像側表面
150、250、350、450、550‧‧‧第五透鏡
151、251、351、451、551‧‧‧物側表面
152、252、352、452、552‧‧‧像側表面
160、260、360、460、560‧‧‧第六透鏡
161、261、361、461、561‧‧‧物側表面
162、262、362、462、562‧‧‧像側表面
270、470、570‧‧‧第七透鏡
271、471、571‧‧‧物側表面
272、472、572‧‧‧像側表面
280、580‧‧‧第八透鏡
281、581‧‧‧物側表面
282、582‧‧‧像側表面
190、290‧‧‧外殼
191、291‧‧‧殼體
192、292a、292b、392a、392b、492、592a、592b‧‧‧可拆式外蓋透鏡
193、293a、293b、393a、393b、493、593a、593b‧‧‧物側表面
194、294a、294b、394a、394b、494、594a、594b‧‧‧像側表面
195‧‧‧氣密單元
195a、195b‧‧‧螺牙結構
295a、295b‧‧‧環狀墊片
HFOVa‧‧‧取像裝置於空氣環境中的最大視角的一半
HFOVm‧‧‧取像裝置於介質環境中的最大視角的一半
FOVa‧‧‧取像裝置在空氣環境中的最大視角
FOVm‧‧‧取像裝置在介質環境中的最大視角
TLm‧‧‧可拆式外蓋透鏡物側表面至電子感光元件於光軸上的距離
PBFm‧‧‧取像裝置在介質環境中的後焦距
PBFa‧‧‧取像裝置在空氣環境中的後焦距
Rf‧‧‧可拆式外蓋透鏡物側表面的曲率半徑
Rr‧‧‧可拆式外蓋透鏡像側表面的曲率半徑
Dlf‧‧‧可拆式外蓋透鏡物側表面的最大有效直徑
第1圖繪示依照本新型第一實施例的一種取像裝置於空氣環境的示意圖；第2圖繪示依照本新型第一實施例的一種取像裝置於介質環境的示意圖；第3圖繪示依照本新型第二實施例的一種取像裝置於空氣環境的示意圖；第4圖繪示依照本新型第二實施例的一種取像裝置於介質環境的示意圖；第5圖繪示依照本新型第二實施例的一種取像裝置於介質環境的另一示意圖；第6圖繪示依照本新型第三實施例的一種取像裝置於空氣環境的示意圖；第7圖繪示依照本新型第三實施例的一種取像裝置於介質環境的示意圖；第8圖繪示依照本新型第四實施例的一種取像裝置於空氣環境的示意圖；第9圖繪示依照本新型第四實施例的一種取像裝置於介質環境的示意圖；第10圖繪示依照本新型第五實施例的一種取像裝置於空氣環境的示意圖；以及第11圖繪示依照本新型第五實施例的一種取像裝置於介質環境的示意圖。
一種取像裝置，其應用於空氣環境或介質環境，取像裝置包含透鏡組、電子感光元件及可拆式外蓋透鏡。透鏡組包含至少一透鏡，且透鏡具有屈折力。電子感光元件設置於透鏡組的成像面。可拆式外蓋透鏡具有屈折力。取像裝置在空氣環境中，透鏡組及電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列，或可拆式外蓋透鏡、透鏡組及電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列。取像裝置在介質環境中，可拆式外蓋透鏡、透鏡組及電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列。
本新型提供的取像裝置中，可拆式外蓋透鏡可設置在取像裝置上或由取像裝置卸除。當可拆式外蓋透鏡設置在取像裝置上時，取像裝置可應用於空氣環境或介質環境中。當可拆式外蓋透鏡由取像裝置卸除時，取像裝置之透鏡組及電子感光元件可應用於空氣環境中。藉此，有利於維持使用便利及不受環境改變而影響的成像品質。
前段所述空氣環境指空氣或真空的環境，介質環境指空氣及真空以外的環境，如水中的環境等，藉以有利於取像裝置在水中環境獲得優異的成像品質。
詳細來說，本新型提供的取像裝置可更包含外殼，其用以供透鏡組及電子感光元件設置於其中，且外殼包含殼體、前述的可拆式外蓋透鏡及氣密單元，其中氣密單元用以氣密連接殼體與可拆式外蓋透鏡。
本新型提供的取像裝置中，氣密單元可包含環狀墊片。藉此，有利於維持氣密狀態以防止介質進入取像裝 置中。再者，氣密單元可包含鎖緊機構，其可為二螺牙結構，分別設置於殼體及可拆式外蓋透鏡，且二螺牙結構相對應齧合以氣密連接殼體及可拆式外蓋透鏡。藉此，有利於取像裝置維持鎖緊狀態以獲得穩定的成像品質。當然，環狀墊片可同時與鎖緊機構配合，更可確保殼體與可拆式外蓋透鏡氣密連接。
本新型提供的取像裝置中，可拆式外蓋透鏡與透鏡組可分別在空氣環境中及介質環境中於光軸上的間隔距離相異；也就是說，透過調整可拆式外蓋透鏡與透鏡組於光軸上的間隔距離，可使取像裝置應用於不同的環境中皆提供良好的對焦及成像品質。
另外，本新型提供的取像裝置中，可拆式外蓋透鏡為可沿光軸移動地與殼體連接，藉以調整其與透鏡組於光軸上的間隔距離。詳細來說，可拆式外蓋透鏡可透過與殼體對應設置的螺牙結構，供使用者沿光軸移動之，而改變可拆式外蓋透鏡與透鏡組於光軸上的間隔距離，使取像裝置在未置換或未拆卸可拆式外蓋透鏡的前題下，分別在空氣環境中及介質環境中對焦。藉此，有利於維持使用便利及不受環境改變而影響的成像品質。
本新型提供的取像裝置中，可拆式外蓋透鏡可具有正屈折力。藉此，可適當調整可拆式外蓋透鏡的正屈折力強度，有助於縮短取像裝置的總長度。
本新型提供的取像裝置中，取像裝置之可拆式外蓋透鏡的數量可為至少二，且二可拆式外蓋透鏡可置換地 與殼體連接。其中一可拆式外蓋透鏡可應用於介質環境中，另一可拆式外蓋透鏡可應用於空氣環境中。藉此，有利於維持使用便利及不受環境改變而影響的成像品質。再者，一可拆式外蓋透鏡及另一可拆式外蓋透鏡中至少一者可為彎月型並具有負屈折力，其中彎月型係指透鏡的物側表面及像側表面中，一表面為凸面，另一表面為凹面。藉此，有助於擴大視角並增加影像擷取範圍。
本新型提供的取像裝置中，可拆式外蓋透鏡可為塑膠材質。藉此，可以有效降低生產成本。
本新型提供的取像裝置中，透鏡組的透鏡的數量可為四片以上且九片以下或三片以上且七片以下。藉此，可維持取像裝置的小型化及優良的成像品質。
再者，透鏡組的透鏡中至少一片可為玻璃材質。藉此，可以增加取像裝置屈折力配置的自由度。
本新型提供的取像裝置中，透鏡組的透鏡與電子感光元件間可無相對移動。藉此，可降低透鏡移動所造成的各透鏡間的光軸對位偏差。
本新型提供的取像裝置中，可包含光學成像穩定系統。藉此，以令使用者在運動狀態中獲得穩定的成像品質。
取像裝置在介質環境中，可拆式外蓋透鏡物側表面至電子感光元件於光軸上的距離為TLm，其滿足下列條件：TLm<40mm。藉此，可維持取像裝置的小型化， 以搭載於可攜式的電子產品上。較佳地，其滿足下列條件：1mm<TLm<20mm。
取像裝置在介質環境中的後焦距為PBFm，取像裝置在空氣環境中的後焦距為PBFa，其滿足下列條件：|(PBFm-PBFa)|<7μm。藉此，可使取像裝置在空氣環境中及介質環境中皆獲得對焦影像。較佳地，其滿足下列條件：|(PBFm-PBFa)|<5μm。
取像裝置在空氣環境中的最大視角為FOVa，取像裝置在介質環境中的最大視角為FOVm，其滿足下列條件：1.20<FOVa/FOVm。藉此，使具有較大視角的取像裝置應用於介質環境中。
取像裝置在空氣環境中的最大視角為FOVa，其滿足下列條件：100度<FOVa。藉此，使取像裝置具有較大的視角並增加影像擷取範圍。
可拆式外蓋透鏡物側表面的最大有效直徑為Dlf，其滿足下列條件：Dlf<35mm。藉此，可維持取像裝置的小型化，以搭載於可攜式的電子產品上。
可拆式外蓋透鏡物側表面的曲率半徑為Rf，可拆式外蓋透鏡像側表面的曲率半徑為Rr，其滿足下列條件：0.1<|(Rf-Rr)/(Rf+Rr)|。藉此，有助於提供取像裝置足夠的視場角。
本新型提供的取像裝置中，透鏡及可拆式外蓋透鏡的材質可為塑膠或玻璃。當透鏡或可拆式外蓋透鏡的材質為塑膠，可以有效降低生產成本。另當透鏡或可拆式外蓋 透鏡的材質為玻璃，則可以增加取像裝置屈折力配置的自由度。此外，取像裝置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新型取像裝置的總長度。
再者，本新型提供的取像裝置中，若透鏡或可拆式外蓋透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該透鏡或可拆式外蓋透鏡表面於近光軸處為凸面；若透鏡或可拆式外蓋透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該透鏡或可拆式外蓋透鏡表面於近光軸處為凹面。本新型提供的取像裝置中，若透鏡或可拆式外蓋透鏡具有正屈折力或負屈折力，或是透鏡或可拆式外蓋透鏡之焦距，皆指透鏡或可拆式外蓋透鏡近光軸處的屈折力或是焦距。
另外，本新型取像裝置中，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。
本新型的取像裝置之成像面(Image Surface)，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。
本新型的取像裝置中，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第一透鏡間，中置光圈則表示光圈設置於第一透鏡與成像面間。若光圈為前置光圈，可使取像裝置的出射瞳(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，使取像裝置具有廣角鏡頭的優勢。
本新型的取像裝置兼具優良像差修正與良好成像品質的特色，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、工業機器人與穿戴式產品等電子裝置中。
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。
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圖及第2圖，其中第1圖繪示依照本新型第一實施例的一種取像裝置於空氣環境的示意圖，第2圖繪示依照本新型第一實施例的一種取像裝置於介質環境的示意圖。第一實施例的取像裝置包含透鏡組(未另標號)、電子感光元件104以及外殼190。外殼190包含殼體191、可拆式外蓋透鏡192以及氣密單元195。
由第1圖可知，第一實施例中，外殼190為一可拆式外殼，其可由取像裝置卸除，而當外殼190卸除時，取像裝置之透鏡組及電子感光元件104應用於空氣環境中。由第2圖可知，當取像裝置包含外殼190時，取像裝置應用於介質環境中，其中第一實施例的介質環境係指水的環境。
詳細來說，透鏡組由物側至像側依序包含第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、光圈100、第四透鏡140、第五透鏡150、第六透鏡160、紅外線濾除濾光元件(IR-cut filter)101以及成像面103，而電子感光元件104設置於透鏡組的成像面103，其中透鏡組中具有屈折力的透鏡為六片(110-160)，任二相鄰具有屈折力的透鏡間皆具有一間隔距離，且透鏡組中的透鏡(110-160)與電子感光元件104間無相對移動。
第一透鏡110具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面111為凸面，其像側表面112為凹面，並皆為非球面。
第二透鏡120具有正屈折力，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具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面131為凹面，其像側表面132為凸面，並皆為非球面。
第四透鏡140具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面141為凸面，其像側表面142為凸面，並皆為非球面。
第五透鏡150具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面151為凹面，其像側表面152為凸面，並皆為非球面。
第六透鏡160具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面161為凸面，其像側表面162為凹面，並皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件101為玻璃材質，其設置於第六透鏡160及成像面103間且不影響透鏡組的焦距。
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。
再者，配合參照第2圖可知，當取像裝置應用於介質環境中，外殼190的可拆式外蓋透鏡192設置於第一透鏡110的物側(即被攝物與第一透鏡110間)。可拆式外蓋透鏡192具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面193為凸面，其像側表面194為凹面，並皆為球面。
此外，氣密單元195包含鎖緊機構(未標號)，其中鎖緊機構包含二螺牙結構195a、195b，其分別設置於殼體191及可拆式外蓋透鏡192上，且二螺牙結構195a、195b相對應齧合以氣密連接殼體191及可拆式外蓋透鏡192。
第一實施例的取像裝置中，取像裝置於空氣環境中的最大視角的一半為HFOVa，取像裝置於介質環境中的最大視角的一半為HFOVm，其數值如下：HFOVa=68.5度；以及HFOVm=45.2度。
第一實施例的取像裝置中，取像裝置在空氣環境中的最大視角為FOVa，其滿足下列條件：FOVa=137.0度。
第一實施例的取像裝置中，取像裝置在空氣環境中的最大視角為FOVa，取像裝置在介質環境中的最大視角為FOVm，其滿足下列條件：FOVa/FOVm=1.52。
第一實施例的取像裝置中，可拆式外蓋透鏡物側表面193至電子感光元件104於光軸上的距離為TLm，其滿足下列條件：TLm=12.119mm。
第一實施例的取像裝置中，取像裝置在介質環境中的後焦距為PBFm，取像裝置在空氣環境中的後焦距為PBFa，其滿足下列條件：|(PBFm-PBFa)|=0.794μm。
第一實施例的取像裝置中，可拆式外蓋透鏡物側表面193的曲率半徑為Rf，可拆式外蓋透鏡像側表面194的曲率半徑為Rr，其滿足下列條件：|(Rf-Rr)/(Rf+Rr)|=0.47。
第一實施例的取像裝置中，可拆式外蓋透鏡物側表面193的最大有效直徑為Dlf，其滿足下列條件：Dlf=13.56mm。
再配合參照下列表1A、表1B、表2A及表2B。
表1A為第1圖第一實施例之空氣環境配置詳細的結構數據，表2A為第2圖第一實施例之介質環境配置詳細的結構數據，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，且表面0-18依序表示由物側至像側的表面。表1B為第一實施例之空氣環境配置中的非球面數據，表2B為第一實施例之介質環境配置中的非球面數據，其中，k表非球面曲線方程式中的錐面係數，A4-A14則表示各表面第4-14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，表格中數據的定義皆與第一實施例的表1A、表1B、表2A及表2B的定義相同，在此不加贅述。
<第二實施例>
請參照第3圖、第4圖及第5圖，其中第3圖繪示依照本新型第二實施例的一種取像裝置於空氣環境的示意圖，第4圖繪示依照本新型第二實施例的一種取像裝置於介質環境的示意圖，第5圖繪示依照本新型第二實施例的一種取像裝置於介質環境的另一示意圖。第二實施例的取像裝置包含透鏡組(未另標號)、電子感光元件204及外殼290。外殼290包含殼體291、二可拆式外蓋透鏡292a、292b以及二氣密單元(未標號)。
由第3圖可知，當可拆式外蓋透鏡292a設置在取像裝置上時，取像裝置應用於空氣環境中。由第4圖可知，可拆式外蓋透鏡292a為可沿光軸移動地與殼體291連接，當取像裝置應用於介質環境時，可透過調整可拆式外蓋透鏡292a與透鏡組於光軸上的間隔距離，使取像裝置在應 用於介質環境中；也就是說，可拆式外蓋透鏡292a與透鏡組分別在空氣環境中(如第3圖)及介質環境中於光軸上的間隔距離相異，即是透過調整可拆式外蓋透鏡292a與透鏡組於光軸上的間隔距離，令取像裝置在未置換或未拆卸可拆式外蓋透鏡292a的前提下，可於空氣環境及介質環境中對焦。再由第5圖可知，當可拆式外蓋透鏡292b設置在取像裝置上(即將可拆式外蓋透鏡292a置換為可拆式外蓋透鏡292b)時，取像裝置應用於介質環境中。其中本實施例的介質環境係指水的環境。
詳細來說，透鏡組由物側至像側依序包含第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、光圈200、第五透鏡250、第六透鏡260、第七透鏡270、第八透鏡280、紅外線濾除濾光元件201以及成像面203，而電子感光元件204設置於透鏡組的成像面203，其中透鏡組中具有屈折力的透鏡為八片(210-280)，且透鏡組中的透鏡(210-280)與電子感光元件204間無相對移動。
第一透鏡210具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面211為凸面，其像側表面212為凹面，並皆為球面。
第二透鏡220具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面221為凹面，其像側表面222為凹面，並皆為球面。
第三透鏡230具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面231為凸面，其像側表面232為凸面，並皆為球 面。
第四透鏡240具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面241為凹面，其像側表面242為凸面，並皆為球面。
第五透鏡250具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面251為凸面，其像側表面252為凸面，並皆為球面。
第六透鏡260具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面261為凹面，其像側表面262為凹面，並皆為球面。
第七透鏡270具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面271為凸面，其像側表面272為凹面，並皆為球面。
第八透鏡280具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面281為凸面，其像側表面282為凸面，並皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件201為玻璃材質，其設置於第八透鏡280及成像面203間且不影響透鏡組的焦距。
再者，配合參照第3圖及第4圖可知，當取像裝置應用於空氣環境及介質環境中，可拆式外蓋透鏡292a設置於第一透鏡210的物側(即被攝物與第一透鏡210間)。可拆式外蓋透鏡292a為彎月型具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面293a為凸面，其像側表面294a為凹面，並皆為球面。
配合參照第5圖可知，當取像裝置應用於介質環境中，可拆式外蓋透鏡292b設置於第一透鏡210的物側。可拆式外蓋透鏡292b為彎月型具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面293b為凸面，其像側表面294b為凹面，並皆為球面。
此外，氣密單元(未標號)包含二環狀墊片295a、295b，其分別設置於可拆式外蓋透鏡292a、292b，並分別用以氣密連接二可拆式外蓋透鏡292a、292b與殼體291。
配合參照下列表3A、表3B、表4A、表4B、表5A及表5B，其中表3A為第3圖第二實施例之空氣環境配置詳細的結構數據，表3B為第二實施例之空氣環境配置中的非球面數據，表4A為第4圖第二實施例之介質環境配置(設置可拆式外蓋透鏡292a)詳細的結構數據，表4B為第二實施例之介質環境配置(設置可拆式外蓋透鏡292a)中的非球面數據，表5A為第5圖第二實施例之介質環境配置(設置可拆式外蓋透鏡292b)詳細的結構數據，表5B為第二實施例之介質環境配置(設置可拆式外蓋透鏡292b)中的非球面數據。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表3A、表3B、表4A、表4B、表5A及表5B可推算出下列數據：
<第三實施例>
請參照第6圖及第7圖，其中第6圖繪示依照本新型第三實施例的一種取像裝置於空氣環境的示意圖，第7圖繪示依照本新型第三實施例的一種取像裝置於介質環境的示意圖。第三實施例的取像裝置包含透鏡組(未另標號)、電子感光元件304及二可拆式外蓋透鏡392a、392b。
由第6圖可知，當可拆式外蓋透鏡392a設置在取像裝置上時，取像裝置應用於空氣環境中。由第7圖可知，當可拆式外蓋透鏡392b設置在取像裝置上(即將可拆式外蓋透鏡392a置換為可拆式外蓋透鏡392b)時，取像裝置應用於介質環境中，其中本實施例的介質環境係指水的環境。
詳細來說，透鏡組由物側至像側依序包含第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330、光圈300、第四透鏡340、第五透鏡350、第六透鏡360、紅外線濾除濾光元件301以及成像面303，而電子感光元件304設置於透鏡組的成像面303，其中透鏡組中具有屈折力的透鏡為六片(310-360)，任二相鄰具有屈折力的透鏡間皆具有一間隔距離，且透鏡組中的透鏡(310-360)與電子感光元件304間無相對移動。
第一透鏡310具有負屈折力，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具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面321為凹面，其像側表面322為凸面，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為凹面，其像側表面332為凸面，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為凸面，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為凸面，並皆為非球面。
第六透鏡360具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面361為凸面，其像側表面362為凹面，並皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件301為玻璃材質，其設置於第六透鏡360及成像面303間且不影響透鏡組的焦距。
再者，配合參照第6圖可知，當取像裝置應用於空氣環境中，可拆式外蓋透鏡392a設置於第一透鏡310的物側(即被攝物與第一透鏡310間)。可拆式外蓋透鏡392a為彎月型具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面393a為凸面，其像側表面394a為凹面，並皆為非球面。
配合參照第7圖可知，當取像裝置應用於介質環境中，可拆式外蓋透鏡392b設置於第一透鏡310的物側。可 拆式外蓋透鏡392b為彎月型具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面393b為凸面，其像側表面394b為凹面，並皆為非球面。
配合參照下列表6A、表6B、表7A及表7B，其中表6A為第6圖第三實施例之空氣環境配置詳細的結構數據，表6B為第三實施例之空氣環境配置中的非球面數據，表7A為第7圖第三實施例之介質環境配置詳細的結構數據，表7B為第三實施例之介質環境配置中的非球面數據。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表6A、表6B、表7A及表7B可推算出下列數據：
<第四實施例>
請參照第8圖及第9圖，其中第8圖繪示依照本新型第四實施例的一種取像裝置於空氣環境的示意圖，第9圖繪示依照本新型第四實施例的一種取像裝置於介質環境的示意圖。第四實施例的取像裝置包含透鏡組(未另標號)、電子感光元件404及可拆式外蓋透鏡492。
由第8圖可知，當可拆式外蓋透鏡492由取像裝置卸除時，取像裝置之透鏡組及電子感光元件404應用於空氣環境中。由第9圖可知，當可拆式外蓋透鏡492設置在取像裝置上時，取像裝置應用於介質環境中，其中本實施例的介質環境係指水的環境。
詳細來說，透鏡組由物側至像側依序包含第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、光圈400、第四透鏡440、第五透鏡450、第六透鏡460、第七透鏡470、紅外線濾除濾光元件401、保護玻璃元件402以及成像面403，而電子感光元件404設置於透鏡組的成像面403，其中透鏡組中具有屈折力的透鏡為七片(410-470)，任二相鄰具有屈折力的透鏡間皆具有一間隔距離，且透鏡組中的透鏡(410-470)與電子感光元件404間無相對移動。
第一透鏡410具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面411為凸面，其像側表面412為凹面，並皆為球面。
第二透鏡420具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面421為凹面，其像側表面422為凸面，並皆為球面。
第三透鏡430具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面431為凸面，其像側表面432為平面，其中物側表面431為球面。
第四透鏡440具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面441為凸面，其像側表面442為凸面，並皆為球面。
第五透鏡450具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面451為凹面，其像側表面452為凹面，並皆為球面。
第六透鏡460具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面461為凸面，其像側表面462為凸面，並皆為球面。
第七透鏡470具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面471為凸面，其像側表面472為凸面，並皆為球面。
紅外線濾除濾光元件401及保護玻璃元件402皆為玻璃材質，其依序設置於第七透鏡470與成像面403間且皆不影響透鏡組的焦距。
再者，配合參照第9圖可知，當取像裝置應用於介質環境中，可拆式外蓋透鏡492設置於第一透鏡410的物側(即被攝物與第一透鏡410間)。可拆式外蓋透鏡492具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面493為凸面，其像側表面494為凹面，並皆為球面。
配合參照下列表8及表9，其中表8為第8圖第四 實施例之空氣環境配置詳細的結構數據，表9為第9圖第四實施例之介質環境配置詳細的結構數據。
第四實施例中，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表8及表9可推算出下列數據：
<第五實施例>
請參照第10圖及第11圖，其中第10圖繪示依照本新型第五實施例的一種取像裝置於空氣環境的示意圖，第11圖繪示依照本新型第五實施例的一種取像裝置於介質環境的示意圖。第五實施例的取像裝置包含透鏡組(未另標號)、電子感光元件504及二可拆式外蓋透鏡592a、592b。
由第10圖可知，當可拆式外蓋透鏡592a設置在取像裝置上時，取像裝置應用於空氣環境中。由第11圖可知，當可拆式外蓋透鏡592b設置在取像裝置上(即將可拆式外蓋透鏡592a置換為可拆式外蓋透鏡592b)時，取像裝置應用於介質環境中，其中本實施例的介質環境係指水的環境。
詳細來說，透鏡組由物側至像側依序包含第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、光圈500、第五透鏡550、第六透鏡560、第七透鏡570、第八透鏡580、紅外線濾除濾光元件501以及成像面503，而電子感光元件504設置於透鏡組的成像面503，其中透鏡組中具有屈折力的透鏡為八片(510-580)，且透鏡組中的透鏡(510-580)與電子感光元件504間無相對移動。
第一透鏡510具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面511為凸面，其像側表面512為凹面，並皆為球面。
第二透鏡520具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面521為凹面，其像側表面522為凹面，並皆為球面。
第三透鏡530具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面531為凸面，其像側表面532為凸面，並皆為球面。
第四透鏡540具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面541為凹面，其像側表面542為凸面，並皆為球面。
第五透鏡550具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面551為凸面，其像側表面552為凸面，並皆為球面。
第六透鏡560具有負屈折力，且為玻璃材質，其物側表面561為凹面，其像側表面562為凹面，並皆為球面。
第七透鏡570具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面571為凸面，其像側表面572為凸面，並皆為球面。
第八透鏡580具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面581為凸面，其像側表面582為凸面，並皆為非球面。
紅外線濾除濾光元件501為玻璃材質，其設置於第八透鏡580及成像面503間且不影響透鏡組的焦距。
再者，配合參照第10圖可知，當取像裝置應用於空氣環境中，可拆式外蓋透鏡592a設置於第一透鏡510的物側(即被攝物與第一透鏡510間)。可拆式外蓋透鏡592a為彎月型具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面593a為凸面，其像側表面594a為凹面，並皆為球面。
配合參照第11圖可知，當取像裝置應用於介質環境中，可拆式外蓋透鏡592b設置於第一透鏡510的物側。可拆式外蓋透鏡592b具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面593b為凸面，其像側表面594b為凹面，並皆為球面。
配合參照下列表10A、表10B、表11A及表 11B，其中表10A為第10圖第五實施例之空氣環境配置詳細的結構數據，表10B為第五實施例之空氣環境配置中的非球面數據，表11A為第11圖第五實施例之介質環境配置詳細的結構數據，表11B為第五實施例之介質環境配置中的非球面數據。
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，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表10A、表10B、表11A及表11B可推算出下列數據：
雖然本新型已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧光圈
101‧‧‧紅外線濾除濾光元件
103‧‧‧成像面
104‧‧‧電子感光元件
110‧‧‧第一透鏡
111‧‧‧物側表面
112‧‧‧像側表面
120‧‧‧第二透鏡
121‧‧‧物側表面
122‧‧‧像側表面
130‧‧‧第三透鏡
142‧‧‧像側表面
150‧‧‧第五透鏡
151‧‧‧物側表面
152‧‧‧像側表面
160‧‧‧第六透鏡
161‧‧‧物側表面
162‧‧‧像側表面
190‧‧‧外殼
191‧‧‧殼體
192‧‧‧可拆式外蓋透鏡
193‧‧‧物側表面
131‧‧‧物側表面
132‧‧‧像側表面
140‧‧‧第四透鏡
141‧‧‧物側表面
194‧‧‧像側表面
195‧‧‧氣密單元
195a、195b‧‧‧螺牙結構

Claims (28)

  1. 一種取像裝置，其應用於一空氣環境或一介質環境，該取像裝置包含：一透鏡組，包含至少一透鏡，且該透鏡具有屈折力；一電子感光元件，其設置於該透鏡組的一成像面；以及一可拆式外蓋透鏡，其具有屈折力；其中，該取像裝置在該空氣環境中，該透鏡組及該電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列，或該可拆式外蓋透鏡、該透鏡組及該電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列；其中，該取像裝置在該介質環境中，該可拆式外蓋透鏡、該透鏡組及該電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列；其中，該取像裝置在該介質環境中，該可拆式外蓋透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離為TLm，該取像裝置在該介質環境中的後焦距為PBFm，該取像裝置在該空氣環境中的後焦距為PBFa，其滿足下列條件：TLm<40mm；以及|(PBFm-PBFa)|<7μm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中該取像裝置在該介質環境中，該可拆式外蓋透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離為TLm，其滿足下列條件： 1mm<TLm<20mm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中該取像裝置在該介質環境中的後焦距為PBFm，該取像裝置在該空氣環境中的後焦距為PBFa，其滿足下列條件：|(PBFm-PBFa)|<5μm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中該取像裝置在該空氣環境中的最大視角為FOVa，該取像裝置在該介質環境中的最大視角為FOVm，其滿足下列條件：1.20<FOVa/FOVm。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中該取像裝置在該空氣環境中的最大視角為FOVa，其滿足下列條件：100度<FOVa。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中該可拆式外蓋透鏡的物側表面的最大有效直徑為Dlf，其滿足下列條件：Dlf<35mm。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中該透鏡組的該透鏡的數量為四片以上且九片以下。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中該透鏡組的該透鏡與該電子感光元件間無相對移動。
  9. 一種取像裝置，其應用於一介質環境，該取像裝置包含： 一透鏡組，包含至少一透鏡，且該透鏡具有屈折力；一電子感光元件，其設置於該透鏡組的一成像面；以及一外殼，用以供該透鏡組及該電子感光元件設置於其中，該外殼包含：一殼體；至少一可拆式外蓋透鏡，其具有屈折力，且該可拆式外蓋透鏡、該透鏡組及該電子感光元件沿光軸由物側至像側依序排列；及一氣密單元，用以氣密連接該殼體與該可拆式外蓋透鏡；其中，該取像裝置在該介質環境中，該可拆式外蓋透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離為TLm，該可拆式外蓋透鏡的物側表面的曲率半徑為Rf，該可拆式外蓋透鏡的像側表面的曲率半徑為Rr，其滿足下列條件：TLm<40mm；以及0.1<|(Rf-Rr)/(Rf+Rr)|。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該可拆式外蓋透鏡的物側表面的最大有效直徑為Dlf，其滿足下列條件：Dlf<35mm。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該氣密單元包含一鎖緊機構。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該可拆式外蓋透鏡具有正屈折力。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的取像裝置，其中當該可拆式外蓋透鏡卸除時，該取像裝置之該透鏡組及該電子感光元件應用於一空氣環境。
  14. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該取像裝置之該可拆式外蓋透鏡的數量為至少二，且二該可拆式外蓋透鏡可置換地與該殼體連接。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的取像裝置，其中至少一該可拆式外蓋透鏡為彎月型並具有負屈折力。
  16. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該取像裝置更應用於一空氣環境，該可拆式外蓋透鏡與該透鏡組分別在該空氣環境中及該介質環境中於光軸上的間隔距離相異。
  17. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該可拆式外蓋透鏡為塑膠材質。
  18. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該透鏡組的該透鏡與該電子感光元件間無相對移動。
  19. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該介質環境係指水的環境。
  20. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該取像裝置更應用於一空氣環境，該取像裝置在該空氣環境中的最大視角為FOVa，該取像裝置在該介質環境中的最大視角為FOVm，其滿足下列條件： 1.20<FOVa/FOVm。
  21. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該取像裝置更應用於一空氣環境，該取像裝置在該空氣環境中的最大視角為FOVa，其滿足下列條件：100度<FOVa。
  22. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該取像裝置在該介質環境中，該可拆式外蓋透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離為TLm，其滿足下列條件：1mm<TLm<20mm。
  23. 如申請專利範圍第12項所述的取像裝置，其中該取像裝置更應用於一空氣環境，該取像裝置在該介質環境中的後焦距為PBFm，該取像裝置在該空氣環境中的後焦距為PBFa，其滿足下列條件：|(PBFm-PBFa)|<7μm。
  24. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該取像裝置包含一光學成像穩定系統。
  25. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該透鏡組的該透鏡的數量為二片以上時，其中至少一片為玻璃材質。
  26. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該透鏡組的該透鏡的數量為三片以上且七片以下。
  27. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該氣密單元包含一環狀墊片。
  28. 如申請專利範圍第9項所述的取像裝置，其中該可拆式外蓋透鏡可沿光軸移動地與該殼體連接。
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