TWI418839B - 近紅外線取像透鏡組 - Google Patents
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Description
本發明關於一種近紅外線取像透鏡組，特別是有關於一種應用於電子產品上的近紅外線取像透鏡組。
一般可見光之波長範圍約介於400奈米(nm)至700奈米之間，而在700奈米至106
奈米則屬於紅外線波段，為一般人類肉眼所無法直接感應到的，其中，波長範圍介於700奈米至2000奈米之間又稱為近紅外線(Near Infra-red,NIR)波段。由於近紅外線具有抗干擾、低成本、低耗電以及高隱密(不易被人眼所察覺)等特性，並可藉由與電子技術之結合，發展出許多相關的電子產品，如遙控裝置、紅外線監視器、紅外線偵測系統等。再者，近年來互動式電子遊戲的盛行，許多電子遊戲廠商均推出包含有一互動式感應功能的遊戲，其亦可使用近紅外線取像方式偵測玩家的動作型態，進而達到與遊戲互動的效果。
然而，一般的近紅外線取像透鏡組，為了避免其他波段範圍的光源干擾系統的響應，大多需加入濾光片以濾除所不使用的波段光源，僅保留預設的響應波長區間，但為了能同時濾除較長端及較短端波長的光源，所使用的濾光片其製程相對較為複雜，且需要的濾光片厚度較厚，容易造成鏡頭長度與製造成本上的增加。
本發明提供一種近紅外線取像透鏡組，其包括：一可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡；及一濾光片，用以濾除紅外線；其中該近紅外線取像透鏡組中具屈折力的透鏡數為N，且。
本發明藉由上述鏡組的配置，可使特定近紅外線波段範圍的光源通過鏡組，降低其他波段光源的影響與干擾，以提升該近紅外線取像透鏡組的解像品質，並可有效降低其光學總長度，維持鏡頭小型化的特性。
本發明近紅外線取像透鏡組中，該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡，其可用以吸收光源中的可見光波段(較短端波長)，降低此可見光波段光源的干擾，使感光元件獲得較佳的響應；且又因透鏡本身具有屈折力，可直接用來折射光線而促進系統成像，如此，可有效降低透鏡系統的光學總長度。
本發明近紅外線取像透鏡組中，該濾光片可用以濾除光源中波長較長的紅外線波段(較長端波長)，降低此波段光源的干擾，使感光元件獲得較佳的響應。再者，藉由該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡，與該濾光片的雙重作用下，可同時濾除較短端與較長端波段範圍的光源，而保留住一特定波段區間的光源(請參閱第六圖)通過鏡組，將可更有效降低此波段區間外的光源干擾，進一步使感光元件獲得更佳的響應。
另一方面，本發明提供一種近紅外線取像透鏡組，其包括：一可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡；及一濾光膜，其鍍於該近紅外線取像透鏡組中一具屈折力透鏡上，用以濾除紅外線；其中該濾光膜可鍍於該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡上或其他具屈折力的透鏡上，該近紅外線取像透鏡組中具屈折力的透鏡數為N，且。
本發明近紅外線取像透鏡組中，該鍍有濾光膜的具屈折力透鏡可用以濾除光源中波長較長的紅外線波段(較長端波長)，降低此波段光源的干擾，使感光元件獲得較佳的響應；且由於濾光膜係鍍於一具屈折力的透鏡上，可有助於縮短該近紅外線取像透鏡組所需的空間，並可降低鏡頭組裝時的複雜度。
本發明提供一種近紅外線取像透鏡組，其包括：一可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡；及一濾光片，用以濾除紅外線；其中該近紅外線取像透鏡組中具屈折力的透鏡數為N，且；進一步地，本發明前述近紅外線取像透鏡組中，較佳地，係滿足下記關係式：，有助於控制鏡頭的總長度，避免鏡頭過長，且可有效降低鏡頭組裝時的複雜度與生產成本。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TA_S，該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TA_L，較佳地，係滿足下記關係式：TA_S<20%，TA_L>60%。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式時，係可有效吸收可見光波段的光源，而使紅外線波段的光源通過鏡組，藉此可有效降低可見光波段光源的干擾。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該濾光片於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TF_S，該濾光片於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TF_L，較佳地，係滿足下記關係式：TF_S>40%，TF_L<20%。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式時，係可有效濾除波長較長的紅外線波段光源，並藉由與該可吸收可見光且具屈折力的透鏡的雙重作用下，可同時濾除較短端與較長端波段範圍的光源，而保留住一特定波段區間的光源通過鏡組，將可更有效降低此波段區間外的光源干擾，進一步使感光元件獲得更佳的響應。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡可為塑膠材質或玻璃材質；再者，較佳地，所有具屈折力的透鏡皆為塑膠材質或玻璃材質；較佳地，該近紅外線取像透鏡組中至少包含一非球面透鏡，以加強透鏡系統對於像差的修正。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組中最大視角的一半為HFOV，該近紅外線取像透鏡組中主光線(Chief Ray)入射於一電子感光元件上的最大角度為CRA，CRA定義為該近紅外線取像透鏡組中主光線與該電子感光元件之法線所形成的最大夾角，較佳地，係滿足下記關係式：1.0<HFOV/CRA<12.0。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式時，係可有效維持該近紅外線取像透鏡組的視角大小，並能降低光線入射於該電子感光元件上的角度，以提高該電子感光元件的感光靈敏度。進一步地，該前述近紅外線取像透鏡組，較佳地，係滿足下記關係式：2.0<HFOV/CRA<6.0。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜存在一波峰，該波峰對應的中心波長為CW，該波峰對應的最大穿透率百分比為MT，較佳地，係滿足下記關係式：780奈米(nm)<CW<900奈米(nm)；。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式時，係可有效限制入射於感光元件上的光源為近紅外線波段，避免其他波段範圍的光源干擾感應，並使感光元件獲得較佳的響應。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜存在一波峰，該波峰的半高寬為FWHM，該波峰對應的最大穿透率百分比為MT，較佳地，係滿足下記關係式：3奈米(nm)<FWHM<25奈米(nm)；。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式時，可確保透鏡組有適當的感應波段範圍的光源通過鏡組，且可有效避免其他波段範圍的光源干擾感應，並使感光元件獲得較佳的響應。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組另設置一電子感光元件供被攝物成像於其上，該近紅外線取像透鏡組的光學總長度為TTL，TTL定義為該近紅外線取像透鏡組中最接近被攝物的具屈折力透鏡，該透鏡的物側表面至該電子感光元件於光軸上的距離，該近紅外線取像透鏡組的最大成像高度為ImgH，ImgH定義為該電子感光元件有效畫素區域對角線長的一半，較佳地，係滿足下記關係式：TTL/ImgH<5.0。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式時，係有利於維持該近紅外線取像透鏡組小型化的特性，以利於搭載於輕薄可攜式的電子產品上。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，較佳地，係為一逆焦式(Retrofocus)系統，且最接近被攝物的具屈折力透鏡其屈折力為負，以利於壓制光線入射於感光元件上的角度，使感光元件獲得較佳的響應。
另一方面，本發明提供一種近紅外線取像透鏡組，其包括：一可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡；及一濾光膜，其鍍於該近紅外線取像透鏡組中的一具屈折力透鏡上，用以濾除紅外線；其中該濾光膜可鍍於該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡上或其他具屈折力的透鏡上，該近紅外線取像透鏡組中具屈折力的透鏡數為N，且。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TA_S，該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TA_L，較佳地，係滿足下記關係式：TA_S<20%；TA_L>60%。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式，可有效吸收可見光波段的光源，而使紅外線波段的光源通過鏡組，藉此可有效降低可見光波段光源的干擾。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該鍍有濾光膜的具屈折力透鏡於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TC_S，該鍍有濾光膜的具屈折力透鏡於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TC_L，較佳地，係滿足下記關係式：TC_S>40%；TC_L<20%。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式，係可有效濾除波長較長的紅外線波段光源，並藉由與該可吸收可見光且具屈折力的透鏡的雙重作用下，可同時濾除較短端與較長端波段範圍的光源，而保留住一特定波段區間的光源通過鏡組，將可更有效降低此波段區間外的光源干擾，進一步使感光元件獲得更佳的響應。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，較佳地，該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡係為塑膠材質，且較佳地，該近紅外線取像透鏡組中至少包含一非球面透鏡，以加強透鏡系統對於像差的修正。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組中最大視角的一半為HFOV，該近紅外線取像透鏡組中主光線入射於一電子感光元件上的最大角度為CRA，較佳地，係滿足下記關係式：1.0<HFOV/CRA<12.0。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式時，係可有效維持該近紅外線取像透鏡組的視角大小，並能降低光線入射於該電子感光元件上的角度，以提高該電子感光元件的感光靈敏度。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜存在一波峰，該波峰對應的中心波長為CW，該波峰對應的最大穿透率百分比為MT，較佳地，係滿足下記關係式：780奈米(nm)<CW<900奈米(nm)；。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式時，係可有效限制入射於感光元件上的光源為近紅外線波段，避免其他波段範圍的光源干擾感應，並使感光元件獲得較佳的響應。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜存在一波峰，該波峰的半高寬為FWHM，該波峰對應的最大穿透率百分比為MT，較佳地，係滿足下記關係式：3奈米(nm)<FWHM<25奈米(nm)；。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式時，可確保透鏡組有適當的感應波段範圍的光源通過鏡組，且可有效避免其他波段範圍的光源干擾感應，並使感光元件獲得較佳的響應。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組另設置一電子感光元件供被攝物成像於其上，該近紅外線取像透鏡組的光學總長度為TTL，該近紅外線取像透鏡組的最大成像高度為ImgH，較佳地，係滿足下記關係式：TTL/ImgH<5.0。當前述近紅外線取像透鏡組滿足上述關係式時，係有利於維持該近紅外線取像透鏡組小型化的特性，以利於搭載於輕薄可攜式的電子產品上。
本發明前述近紅外線取像透鏡組中，較佳地，係為一逆焦式系統，且最接近被攝物的具屈折力透鏡其屈折力為負，以利於壓制光線入射於感光元件上的角度，使感光元件獲得較佳的響應。
本發明近紅外線取像透鏡組中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠，若透鏡的材質為玻璃，則可以增加系統屈折力配置的自由度，若透鏡材質為塑膠，則可以有效降低生產成本。此外，可於鏡面上設置非球面，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近紅外線取像透鏡組的光學總長度。
本發明近紅外線取像透鏡組中，若透鏡表面係為凸面，則表示該透鏡表面於近軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面，則表示該透鏡表面於近軸處為凹面。
本發明的近紅外線取像透鏡組將藉由以下具體實施例配合所附圖式予以詳細說明。
本發明第一實施例請參閱第一圖，第一實施例之像差曲線請參閱第二圖。第一實施例之近紅外線取像透鏡組採逆焦式系統，且將具有負屈折力的透鏡配置在最接近被攝物的透鏡位置上(第一透鏡)，該近紅外線取像透鏡組主要由四枚透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具負屈折力的第一透鏡(110)，其物側表面(111)為凸面及像側表面(112)為凹面，其材質為塑膠，該第一透鏡(110)的物側表面(111)、像側表面(112)皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(120)，其物側表面(121)及像側表面(122)皆為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(120)的物側表面(121)、像側表面(122)皆為非球面；一具負屈折力的第三透鏡(130)，其物側表面(131)為凹面及像側表面(132)為凸面，其材質為塑膠，該第三透鏡(130)的物側表面(131)、像側表面(132)皆為非球面，且該第三透鏡(130)為可吸收可見光材質；一具正屈折力的第四透鏡(140)，其物側表面(141)及像側表面(142)皆為凸面，其材質為塑膠，該第四透鏡(140)的物側表面(141)、像側表面(142)皆為非球面；及一光圈(100)設置於該第一透鏡(110)與該第二透鏡(120)之間；另包含有一濾光片(Filter)(150)置於該第四透鏡(140)的像側表面(142)與成像面(170)之間；以及一保護玻璃(Cover-glass)(160)置於該濾光片(150)與成像面(170)之間，該濾光片(150)及保護玻璃(160)不影響本發明前述近紅外線取像透鏡組的焦距；成像面(170)係設置於該保護玻璃(160)之後。
上述之非球面曲線的方程式表示如下：
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頂點之切面的相對高度；Y：非球面曲線上的點與光軸的距離；k：錐面係數；Ai：第i階非球面係數。
第三圖係為本發明第一實施例的調制傳遞函數圖(Modulation Transfer Function,MTF)，其表示於物空間上，各個空間頻率(Spatial Frequency)經過光學轉換後，對應於像空間的解像能力，是一種常見於測試鏡頭反差對比度及銳利度的評估方法。圖中的X軸表示鏡頭測試的空間頻率，Y軸表示於此空間頻率下的調制傳遞函數(MTF)，其曲線值越高表示解像能力越佳。
第四圖係為本發明第一實施例中該可吸收可見光材質的該第三透鏡(130)的穿透率光譜圖，圖中的X軸表示測試光源波長，Y軸表示該波長下的穿透率百分比。由第四圖中可知，一般可見光波段範圍(400奈米至700奈米)幾乎皆被該可吸收可見光材質的該第三透鏡(130)所吸收而無法穿透。第五圖係為本發明第一實施例中該濾光片(150)的穿透率光譜圖，圖中的X軸表示測試光源波長，Y軸表示該波長下的穿透率百分比。第六圖係為本發明第一實施例整體近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜圖，圖中的X軸表示測試光源波長，Y軸表示該波長下的穿透率百分比。由第六圖中顯示，僅有特定近紅外線波段範圍的光源可通過該近紅外線取像透鏡組。
第一實施例近紅外線取像透鏡組中，整體近紅外線取像透鏡組的焦距為f，其關係式為：f=5.98。
第一實施例近紅外線取像透鏡組中，整體近紅外線取像透鏡組的光圈值(f-number)為Fno，其關係式為：Fno=2.40。
第一實施例近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組中最大視角的一半為HFOV，其關係式為：HFOV=35.0度。
第一實施例近紅外線取像透鏡組中，該第三透鏡(130)於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TA_S，該第三透鏡(130)於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TA_L，其關係式為：TA_S=0.1%；TA_L=97.1%。
第一實施例近紅外線取像透鏡組中，該濾光片
(150)於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TF_S，該濾光片(150)於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TF_L，其關係式為：TF_S=59.1%；TF_L=0.5%。
第一實施例近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組中最大視角的一半為HFOV，該近紅外線取像透鏡組中主光線入射於一電子感光元件上的最大角度為CRA，其關係式為：HFOV/CRA=3.5。
第一實施例近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜存在一波峰，該波峰對應的中心波長為CW，該波峰的半高寬為FWHM，該波峰對應的最大穿透率百分比為MT，其關係式為：CW=808奈米(nm)；FWHM=15.3奈米(nm)；MT=86.9%。
第一實施例近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組另設置一電子感光元件於該成像面(170)處供被攝物成像於其上，該近紅外線取像透鏡組的光學總長度為TTL，而該近紅外線取像透鏡組的最大成像高度為ImgH，其關係式為：TTL/ImgH=3.57。
第一實施例詳細的光學數據如表一所示，其非球面數據如表二所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半，且第一實施
例的相關焦距與折射率計算基準為波長808奈米。
本發明第二實施例請參閱第七圖，第二實施例之像差曲線請參閱第八圖。第二實施例之近紅外線取像透鏡組採逆焦式系統，且將具有負屈折力的透鏡配置在最接近被攝物的透鏡位置上(第一透鏡)，該近紅外線取像透鏡組主要由四枚透鏡構成，由物側至像側依序包含：一具負屈折力的第一透鏡(210)，其物側表面(211)為凸面及像側表面(212)為凹面，其材質為塑膠，該第一透鏡(210)的物側表面(211)、像側表面(212)皆為非球面；一具正屈折力的第二透鏡(220)，其物側表面(221)及像側表面(222)皆為凸面，其材質為塑膠，該第二透鏡(220)的物側表面(221)、像側表面(222)皆為非球面，且在該第二透鏡(220)的物側表面(221)上鍍有一濾光膜(250)，用以濾除紅外線；一具負屈折力的第三透鏡(230)，其物側表面(231)為凹面及像側表面(232)為凸面，其材質為塑膠，該第
三透鏡(230)的物側表面(231)、像側表面(232)皆為非球面，且該第三透鏡(230)為可吸收可見光材質；一具正屈折力的第四透鏡(240)，其物側表面(241)及像側表面(242)皆為凸面，其材質為塑膠，該第四透鏡(240)的物側表面(241)、像側表面(242)皆為非球面；及一光圈(200)設置於該第一透鏡(210)與該第二透鏡(220)之間；另包含有一保護玻璃(260)置於該第四透鏡(240)的像側表面(242)與成像面(270)之間，該保護玻璃(260)不影響本發明前述近紅外線取像透鏡組的焦距；成像面(270)係設置於該保護玻璃(260)之後。
第二實施例非球面曲線方程式的表示如同第一實施例的形式。
第九圖係為本發明第二實施例的調制傳遞函數圖，其表示於物空間上，各個空間頻率經過光學轉換後，對應於像空間的解像能力，是一種常見於測試鏡頭反差對比度及銳利度的評估方法。圖中的X軸表示鏡頭測試的空間頻率，Y軸表示於此空間頻率下的調制傳遞函數，其曲線值越高表示解像能力越佳。
第二實施例近紅外線取像透鏡組中，整體近紅外線取像透鏡組的焦距為f，其關係式為：f=5.98。
第二實施例近紅外線取像透鏡組中，整體近紅外線取像透鏡組的光圈值為Fno，其關係式為：Fno=2.40。
第二實施例近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線
取像透鏡組中最大視角的一半為HFOV，其關係式為：HFOV=35.0度。
第二實施例近紅外線取像透鏡組中，該第三透鏡(230)於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TA_S，該第三透鏡(230)於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TA_L，其關係式為：TA_S=0.1%；TA_L=97.1%。
第二實施例近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組中最大視角的一半為HFOV，該近紅外線取像透鏡組中主光線入射於一電子感光元件上的最大角度為CRA，其關係式為：HFOV/CRA=3.5。
第二實施例近紅外線取像透鏡組中，該近紅外線取像透鏡組另設置一電子感光元件於該成像面(270)處供被攝物成像於其上，該近紅外線取像透鏡組的光學總長度為TTL，而該近紅外線取像透鏡組的最大成像高度為ImgH，其關係式為：TTL/ImgH=3.55。
第二實施例詳細的光學數據如表三所示，其非球面數據如表四所示，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，HFOV定義為最大視角的一半，且第二實施例的相關焦距與折射率計算基準為波長808奈米。
本發明第二實施例中係將濾光膜(250)鍍於該第二透鏡(220)的物側表面(221)上，但本發明並不受限於此，本發明也可將此一濾光膜鍍於該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡上或其他具屈折力透鏡上。
本發明為一近紅外線取像透鏡組，藉由上述透鏡結構及配置方式，可使特定近紅外線波段範圍的光源通過鏡組，降低其他波段光源的影響與干擾，以提升系統的解像品質，並可有效降低系統的光學總長度，維持鏡頭小型化的特性。
表一至表四所示為本發明近紅外線取像透鏡組實施例的不同數值變化表，然而即使使用不同數值，相同結構的產品仍應屬於本發明的保護範疇。故以上的說明所描述的及圖式僅做為例示性，非用以限制本發明的申請專利範圍。
110、210‧‧‧第一透鏡
111、211‧‧‧第一透鏡的物側表面
112、212‧‧‧第一透鏡的像側表面
120、220‧‧‧第二透鏡
121、221‧‧‧第二透鏡的物側表面
122、222‧‧‧第二透鏡的像側表面
130、230‧‧‧第三透鏡
131、231‧‧‧第三透鏡的物側表面
132、232‧‧‧第三透鏡的像側表面
140、240‧‧‧第四透鏡
141、241‧‧‧第四透鏡的物側表面
142、242‧‧‧第四透鏡的像側表面
100、200‧‧‧光圈
150‧‧‧濾光片
250‧‧‧濾光膜
160、260‧‧‧保護玻璃
170、270‧‧‧成像面
f‧‧‧整體近紅外線取像透鏡組的焦距
Fno‧‧‧為整體近紅外線取像透鏡組的光圈值
HFOV‧‧‧為整體近紅外線取像透鏡組中最大視角的一半
400‧‧‧可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡於波長範圍
TA_S‧‧‧為奈米至600奈米的平均穿透率百分比
900‧‧‧可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡於波長範圍
TA_L‧‧‧為奈米至1050奈米的平均穿透率百分比
TF_S‧‧‧為濾光片於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比
TF_L‧‧‧為濾光片於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比
TC_S‧‧‧為鍍有濾光膜的具屈折力透鏡於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比
TC_L‧‧‧為鍍有濾光膜的具屈折力透鏡於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比
CRA‧‧‧為近紅外線取像透鏡組中主光線入射於一電子感光元件上的最大角度
CW‧‧‧為近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜的波峰對應的中心波長
MT‧‧‧為近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜的波峰對應的最大穿透率百分比
FWHM‧‧‧為近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜的波峰半高寬
TTL‧‧‧近紅外線取像透鏡組的光學總長度
ImgH‧‧‧近紅外線取像透鏡組的最大成像高度
第一圖係本發明第一實施例的光學系統示意圖。
第二圖係本發明第一實施例的像差曲線圖。
第三圖係本發明第一實施例的調制傳遞函數圖。
第四圖係本發明第一實施例中該可吸收可見光材質(第三透鏡)的穿透率光譜圖。
第五圖係本發明第一實施例中該濾光片的穿透率光譜圖。
第六圖係本發明第一實施例中整體近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜圖。
第七圖係本發明第二實施例的光學系統示意圖。
第八圖係本發明第二實施例的像差曲線圖。
第九圖係本發明第二實施例的調制傳遞函數圖。
100．．．光圈
110．．．第一透鏡
111．．．第一透鏡的物側表面
112．．．第一透鏡的像側表面
120．．．第二透鏡
121．．．第二透鏡的物側表面
122．．．第二透鏡的像側表面
130．．．第三透鏡
131．．．第三透鏡的物側表面
132．．．第三透鏡的像側表面
140．．．第四透鏡
141．．．第四透鏡的物側表面
142．．．第四透鏡的像側表面
150．．．濾光片
160．．．保護玻璃
170．．．成像面
Claims (21)
- 一種近紅外線取像透鏡組，其包括：一可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡；及一濾光片，用以濾除紅外線；該近紅外線取像透鏡組中具屈折力的透鏡數為N，且N2；其中該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TA_S，該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TA_L，係滿足下記關係式：TA_S<20%；TA_L>60%。
- 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該濾光片於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TF_S，該濾光片於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TF_L，係滿足下記關係式：TF_S>40%；TF_L<20%。
- 如申請專利範圍第2項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡為塑膠材質或玻璃材質。
- 如申請專利範圍第3項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組中所有具屈折力的透鏡皆為塑膠材質或玻璃材質。
- 如申請專利範圍第4項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組中至少包含一非球面透鏡。
- 如申請專利範圍第5項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組中最大視角的一半為HFOV，該近紅外線取像透鏡組中主光線入射於一電子感光元件上的最大角度為CRA，係滿足下記關係式：1.0<HFOV/CRA<12.0。
- 如申請專利範圍第6項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組中最大視角的一半為HFOV，該近紅外線取像透鏡組中主光線入射於一電子感光元件上的最大角度為CRA，係滿足下記關係式：2.0<HFOV/CRA<6.0。
- 如申請專利範圍第2項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜存在一波峰，該波峰對應的中心波長為CW，該波峰對應的最大穿透率百分比為MT，係滿足下記關係 式：780奈米(nm)<CW<900奈米(nm)；MT50%。
- 如申請專利範圍第2項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜存在一波峰，該波峰的半高寬為FWHM，該波峰對應的最大穿透率百分比為MT，係滿足下記關係式：3奈米(nm)<FWHM<25奈米(nm)；MT50%。
- 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組另設置一電子感光元件於成像面處供被攝物成像於其上，該近紅外線取像透鏡組的光學總長度為TTL，該近紅外線取像透鏡組的最大成像高度為ImgH，係滿足下記關係式：TTL/ImgH<5.0。
- 如申請專利範圍第2項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組中具屈折力的透鏡數為N，且N8。
- 如申請專利範圍第11項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組為一逆焦式系統，且最接近被攝物的具屈折力透鏡具有負屈折力。
- 一種近紅外線取像透鏡組，其包括：一可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡；及一濾光膜，其鍍於該近紅外線取像透鏡組中的一具屈折力透鏡上，用以濾除紅外線；該近紅外線取像透鏡組中具屈折力的透鏡數為N，且N2；其中該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TA_S，該可吸收可見光材質且具屈折力的透鏡於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TA_L，係滿足下記關係式：TA_S<20%；TA_L>60%。
- 如申請專利範圍第13項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該鍍有濾光膜的具屈折力透鏡於波長範圍400奈米至600奈米的平均穿透率百分比為TC_S，該鍍有濾光膜的具屈折力透鏡於波長範圍900奈米至1050奈米的平均穿透率百分比為TC_L，係滿足下記關係式：TC_S>40%；TC_L<20%。
- 如申請專利範圍第14項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該可吸收可見光材質且具屈折力的 透鏡為塑膠材質。
- 如申請專利範圍第15項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組中至少包含一非球面透鏡。
- 如申請專利範圍第16項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組中最大視角的一半為HFOV，該近紅外線取像透鏡組中主光線入射於一電子感光元件上的最大角度為CRA，係滿足下記關係式：1.0<HFOV/CRA<12.0。
- 如申請專利範圍第14項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜存在一波峰，該波峰對應的中心波長為CW，該波峰對應的最大穿透率百分比為MT，係滿足下記關係式：780奈米(nm)<CW<900奈米(nm)；MT50%。
- 如申請專利範圍第14項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組的穿透率光譜存在一波峰，該波峰的半高寬為FWHM，該波峰對應的最大穿透率百分比為MT，係滿足下記關係式： 3奈米(nm)<FWHM<25奈米(nm)；MT50%。
- 如申請專利範圍第13項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組另設置一電子感光元件於成像面處供被攝物成像於其上，該近紅外線取像透鏡組的光學總長度為TTL，該近紅外線取像透鏡組的最大成像高度為ImgH，係滿足下記關係式：TTL/ImgH<5.0。
- 如申請專利範圍第14項所述之近紅外線取像透鏡組，其中該近紅外線取像透鏡組為一逆焦式系統，且最接近被攝物的具屈折力透鏡具有負屈折力。
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