TWM602642U - 影像鏡組及智慧型手機 - Google Patents
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Abstract
一種影像鏡組，包含一波前編碼元件、一光圈以及多片透鏡。波前編碼元件與光圈設置於多片透鏡之一側，且波前編碼元件與光圈之間無透鏡。多片透鏡分別具有朝向一被攝物的一物側表面與朝向一成像面的一像側表面，且多片透鏡包含最靠近被攝物的一第一透鏡以及最靠近成像面的一最後透鏡。多片透鏡的總數為至少四片。至少一半數量的多片透鏡為塑膠材質。多片透鏡中至少一透鏡表面具有至少一臨界點。當滿足特定條件時，影像鏡組能同時滿足小型化及高成像品質的需求。
Description
本新型係關於一種影像鏡組及智慧型手機，特別是一種適用於智慧型手機的影像鏡組。
隨著半導體製程技術更加精進，使得電子感光元件性能有所提升，畫素可達到更微小的尺寸，因此，具備高成像品質的光學鏡頭儼然成為不可或缺的一環。
而隨著科技日新月異，配備光學鏡頭的智慧型手機的應用範圍更加廣泛，對於光學鏡頭的要求也是更加多樣化，以滿足消費端諸如為大視角、近拍與遠拍等各種情境需求。
一般來說，在近拍與遠拍等情境下，大多數行動裝置所搭載的定焦光學鏡頭會因離焦距離過長，導致無法利用後端影像處理程序來彌補。因此光學鏡頭通常會再搭配音圈馬達(Voice Coil Motor，VCM)，來達到自動對焦(Auto-Focus)等功能，進而調整後焦距以提高成像品質。
然而，搭載音圈馬達不利於光學鏡頭的小型化，即便是光學鏡頭搭載較大的感光元件，加上現有的後端影像處理程序，仍無法在各個視場角，特別是在0.3倍到0.5倍像高區域，提供良好的成像品質。
因此，本新型提供了一種光學鏡頭，藉由搭配波前編碼元件來提升鏡頭的焦深，讓原本因離焦太遠導致無法修正的影像變得較為清晰，進而讓影像處理可還原成清晰的影像，以利於相機模組的小型化，且可彌補具有調整後焦距功能的模組，在特定視角下成像品質不足的缺點。
本新型提供一種影像鏡組以及智慧型手機。其中，影像鏡組包含一波前編碼元件、一光圈以及多片透鏡。當滿足特定條件時，本新型提供的影像鏡組能同時滿足小型化及高成像品質的需求。
本新型提供一種影像鏡組，包含一波前編碼元件、一光圈以及多片透鏡。波前編碼元件與光圈皆設置於所述多片透鏡之一側，且波前編碼元件與光圈之間無透鏡。所述多片透鏡分別具有朝向一被攝物的一物側表面與朝向一成像面的一像側表面，且所述多片透鏡包含最靠近被攝物的一第一透鏡以及最靠近成像面的一最後透鏡。透鏡的總數為至少四片。至少一半數量的透鏡為塑膠材質。所述多片透鏡中至少一透鏡表面具有至少一臨界點。第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，影像鏡組的最大成像高度為ImgH，第一透鏡物側表面至最後透鏡像側表面於光軸上的距離為Td，影像鏡組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：
TL/ImgH ＜ 3.0；以及
Td/EPD ＜ 6.0。
本新型另提供一種影像鏡組，包含一波前編碼元件、一光圈以及多片透鏡。波前編碼元件與光圈皆設置於所述多片透鏡之一側，且波前編碼元件與該光圈之間無透鏡。所述多片透鏡分別具有朝向一被攝物的一物側表面與朝向一成像面的一像側表面，且所述多片透鏡包含最靠近被攝物的一第一透鏡以及最靠近成像面的一最後透鏡。波前編碼元件為塑膠材質。波前編碼元件具有波前編碼面，且波前編碼面呈非軸對稱的形狀。波前編碼元件於光軸上的厚度為CT_WFCC，第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，影像鏡組的最大成像高度為ImgH，第一透鏡物側表面至最後透鏡像側表面於光軸上的距離為Td，影像鏡組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：
CT_WFCC ＜ 0.35 [公釐]；
TL/ImgH ＜ 3.0；以及
Td/EPD ＜ 6.0。
本新型提供一種智慧型手機，其包含前述的影像鏡組、電子感光元件以及影像處理器，其中電子感光元件設置於影像鏡組的成像面上，且影像處理器電性連接於電子感光元件。
當TL/ImgH滿足上述條件時，有助於確保影像鏡組能夠在小型化與模組製造性之間取得適當的平衡。
當Td/EPD滿足上述條件時，可確保入光量充足，使得影像雜訊相對較低，並且經影像還原處理後的影像能夠不失真。
當CT_WFCC滿足上述條件時，有助於控制波前編碼元件的大小與厚度，以進一步提升整體空間使用效率。
影像鏡組包含一波前編碼元件、一光圈以及多片透鏡。波前編碼元件與光圈相鄰，並且皆設置於多片透鏡之同一側；藉此，可確保各視場能同步進行相位調變。請參照圖22A與圖22B，圖22A係繪示習知技術中未設置波前編碼元件的成像路徑示意圖，圖22B係繪示依照本新型之一實施例中經設置波前編碼元件的成像路徑示意圖。可從圖22B中看出有一個波前編碼元件WFCC配置在鄰近光圈AS的位置上，並且波前編碼元件WFCC與光圈AS皆設置於透鏡群LG的同一側。相較於圖22A未設置有波前編碼元件的習知技術，圖22B中波前編碼元件WFCC的設置可讓所有視場同步進行調變(Phase Modulation)。雖然設置波前編碼元件WFCC可能會犧牲部分的動態範圍(Dynamic Range)，但卻能換取較長的景深，並能經由解卷積(Deconvolution)程序將擷取到的訊號還原成清晰的影像。其中，波前編碼元件亦可設置在光圈上。其中，波前編碼元件的光學有效範圍可實質上為一矩形，以對應具有矩形有效感測區域的電子感光元件。請參照圖20，係繪示有依照本新型之一實施例中具有矩形光學有效範圍之波前編碼元件WFCC的正視示意圖。所述實質上為矩形，係指從物側或像側沿光軸方向觀看，波前編碼元件WFCC的外觀皆呈矩形形狀，然其物側表面或其像側表面可為非平坦之自由曲面，容待下文詳述。
波前編碼元件可為塑膠材質；藉此，有助於增加波前編碼元件表面的變化程度。具體來說，波前編碼元件可具有一波前編碼面(Wavefront Coding Surface)，波前編碼面朝向光圈，使波前編碼面靠近光圈，且波前編碼面相對於光軸呈非軸對稱的形狀，以延伸整體拍攝的景深。其中，波前編碼面朝向光圈係指波前編碼面為面對光圈且與光圈相鄰。其中，波前編碼面可為XY多項次陳述之自由曲面。其中，波前編碼面亦可為澤爾尼克(Zernike)多項次陳述之自由曲面。不同的自由曲面陳述可依需求提供高效的影像轉換效率或較佳的影像轉換品質。
波前編碼元件與光圈之間無透鏡。具體來說，影像鏡組沿光路由物側至像側依序包含波前編碼元件、光圈以及多片透鏡。多片透鏡分別具有朝向一被攝物的一物側表面與朝向一成像面的一像側表面，且多片透鏡包含最靠近被攝物的一第一透鏡以及最靠近成像面的一最後透鏡。多片透鏡的總數可為至少四片。其中，多片透鏡的總數可為五片至九片，以對應不同鏡頭大小與成像品質的規格需求。當影像鏡組包含四片透鏡時，影像鏡組沿光路由物側至像側依序包含波前編碼元件、光圈、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡，其中最靠近成像面的第四透鏡即為最後透鏡。並且依此類推，當影像鏡組包含五片透鏡時，最靠近成像面的第五透鏡即為最後透鏡。當影像鏡組包含六片透鏡時，最靠近成像面的第六透鏡即為最後透鏡。當影像鏡組包含七片透鏡時，最靠近成像面的第七透鏡即為最後透鏡。當影像鏡組包含八片透鏡時，最靠近成像面的第八透鏡即為最後透鏡。當影像鏡組包含九片透鏡時，最靠近成像面的第九透鏡即為最後透鏡。
最後透鏡像側表面於近光軸處可為凹面；藉此，有助於縮短後焦距，以滿足小型化的需求。最後透鏡像側表面可為非球面；藉此，可在透鏡表面的規格上具有足夠的設計自由度，以順利達成如控制鏡頭大小等多種設計規格上的需求。
多片透鏡中至少一透鏡在其物側表面與其像側表面二者之中，至少一表面可具有至少一臨界點；藉此，有助於調整透鏡的屈折力與修正離軸像差。其中，最後透鏡像側表面於離軸處可具有至少一凸臨界點；藉此，有助於收斂離軸光路，縮小最後透鏡的有效半徑，以進一步控制影像鏡組的體積，進而配置於更多種智慧型手機或是空間限制更嚴苛的裝置內。請參照圖18，係繪示有依照本新型第一實施例中第二透鏡物側表面121、第三透鏡物側表面131、第四透鏡像側表面142、第五透鏡物側表面151、第五透鏡像側表面152、第六透鏡物側表面161、第六透鏡像側表面162、第七透鏡物側表面171、第七透鏡像側表面172、第八透鏡物側表面181之臨界點C以及第八透鏡像側表面182之凸臨界點C的示意圖。圖18繪示第一實施例中第二透鏡物側表面、第三透鏡物側表面、第四透鏡像側表面、第五透鏡物側表面、第五透鏡像側表面、第六透鏡物側表面、第六透鏡像側表面、第七透鏡物側表面、第七透鏡像側表面、第八透鏡物側表面的臨界點以及第八透鏡像側表面的凸臨界點作為示例性說明，然本新型各實施例中除了上述透鏡表面外，其他的透鏡表面也可具有一個或多個臨界點。
第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，影像鏡組的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：TL/ImgH ＜ 3.0。藉此，有助於確保影像鏡組能夠在小型化與拍攝視角之間取得適當的平衡。其中，亦可滿足下列條件：TL/ImgH ＜ 1.4。所述最大成像高度係指對應於電子感光元件的有效感測區域對角線總長的一半。舉例來說，請參照圖19，係繪示有依照本新型之一實施例中電子感光元件感測區的成像區域與參數ImgHX、ImgHY以及ImgH的示意圖，其中光線沿光軸射出電子感光元件的方向為正Z軸方向，對應於電子感光元件感測區長邊的方向為X軸方向，對應於電子感光元件感測區短邊的方向為Y軸方向，對應於電子感光元件感測區對角線的方向為D方向，ImgHX為影像鏡組對應於電子感光元件感測區長邊方向X上成像位置與光軸間的最大距離，ImgHY為影像鏡組對應於電子感光元件感測區短邊方向Y上成像位置與光軸間的最大距離，且ImgH為影像鏡組對應於電子感光元件感測區對角線方向D上成像位置與光軸間的最大距離。在圖19的示例中，ImgH係為影像鏡組的最大成像高度(即電子感光元件之有效感測區域對角線總長的一半)，但本新型不以此為限。
第一透鏡物側表面至最後透鏡像側表面於光軸上的距離為Td，影像鏡組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：Td/EPD ＜ 6.0。藉此，可確保入光量充足，使得影像雜訊相對較低，並且經影像還原處理後的影像能夠不失真。其中，亦可滿足下列條件：Td/EPD ＜ 3.0。
波前編碼元件於光軸上的厚度為CT_WFCC，其可滿足下列條件：CT_WFCC ＜ 0.50 [公釐]。藉此，有助於控制波前編碼元件的大小與厚度，以進一步提升整體空間使用效率。其中，亦可滿足下列條件：CT_WFCC ＜ 0.35 [公釐]。
最後透鏡像側表面的曲率半徑為RL，影像鏡組的焦距為f，其可滿足下列條件：0.15 ＜ RL/f ＜ 0.75。藉此，有助於縮短後焦距，能更利於模組的小型化。
影像鏡組中所有透鏡於光軸上的厚度總和為ΣCT，第一透鏡物側表面至最後透鏡像側表面於光軸上的距離為Td，其可滿足下列條件：0.5 ＜ ΣCT/Td ＜ 0.95。藉此，可避免透鏡間距過小或過大，以最佳化透鏡的空間使用效率。
影像鏡組中一透鏡的阿貝數為Vi，所述透鏡的折射率為Ni，影像鏡組中可有至少一片透鏡滿足下列條件：8.0 ＜ Vi/Ni ＜ 12.0。藉此，有助於加強修正色差。
第一透鏡物側表面的最大有效半徑為Y11，影像鏡組的最大成像高度為ImgH，其可滿足下列條件：Y11/ImgH ＜ 1.0。藉此，有助於縮小第一透鏡的有效半徑，特別是在廣視角的配置下能有效縮小鏡頭物側端的體積，進而將其配置於空間限制更嚴苛的裝置內。其中，亦可滿足下列條件：Y11/ImgH ＜ 0.50。請參照圖18，係繪示有依照本新型第一實施例中參數Y11的示意圖。
波前編碼面在光學有效範圍內的對角線方向上彼此相對二點之間平行於光軸的最大距離為|ΔDSag|，其可滿足下列條件：0.5 [微米] ＜ |ΔDSag| ＜ 100 [微米]。藉此，波前編碼元件可提供足夠轉換成效，同時能避免波前編碼面的形狀變化過大，以有效利用有限的空間。請參照圖20和圖21，其中圖20繪示依照本新型之一實施例中波前編碼元件於波前編碼面的正視示意圖，且圖21繪示依照本新型之一實施例中波前編碼元件在對角線方向上的側視示意圖。在圖20中，光線沿光軸射出波前編碼面的方向為正Z軸方向，對應於波前編碼面長邊的方向為X軸方向，對應於波前編碼面短邊的方向為Y軸方向，且對應於波前編碼面對角線的方向為D方向。在圖21中，對應於圖紙向右的方向為正Z軸方向，對應於圖紙向上的方向為D方向，而圖21係繪示有依照本新型之一實施例中參數ΔDSag的示意圖。
波前編碼元件與光圈之間於光軸上的間隔距離為DWS，波前編碼元件於光軸上的厚度為CT_WFCC，其可滿足下列條件：DWS/CT_WFCC ＜ 1.0。藉此，有助於控制波前編碼元件的大小與厚度，以進一步提升整體空間使用效率。其中，亦可滿足下列條件：DWS/CT_WFCC ＜ 0.60。
上述本新型影像鏡組中的各技術特徵皆可組合配置，而達到對應之功效。
本新型所揭露的影像鏡組中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠。若透鏡的材質為玻璃，則可增加影像鏡組屈折力配置的自由度，並降低外在環境溫度變化對成像的影響，而玻璃透鏡可使用研磨或模造等技術製作而成。若透鏡材質為塑膠，則可以有效降低生產成本。其中，本新型所揭露的影像鏡組中，可有至少一半數量的透鏡為塑膠材質；藉此，可增加透鏡形狀設計的自由度，有利於透鏡製造與修正像差。此外，可於鏡面上設置球面或非球面(ASP)，其中球面透鏡可減低製造難度，而若於鏡面上設置非球面，則可藉此獲得較多的控制變數，用以消減像差、縮減透鏡數目，並可有效降低本新型影像鏡組的總長。進一步地，非球面可以塑膠射出成型或模造玻璃透鏡等方式製作而成。
本新型所揭露的影像鏡組中，若透鏡表面為非球面，則表示該透鏡表面光學有效區全部或其中一部分為非球面。
本新型所揭露的影像鏡組中，可選擇性地在任一(以上)透鏡材料中加入添加物，以改變透鏡對於特定波段光線的穿透率，進而減少雜散光與色偏。例如：添加物可具備濾除系統中600奈米至800奈米波段光線的功能，以助於減少多餘的紅光或紅外光；或可濾除350奈米至450奈米波段光線，以減少多餘的藍光或紫外光，因此，添加物可避免特定波段光線對成像造成干擾。此外，添加物可均勻混和於塑料中，並以射出成型技術製作成透鏡。
本新型所揭露的影像鏡組中，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該凸面可位於透鏡表面近光軸處；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該凹面可位於透鏡表面近光軸處。若透鏡之屈折力或焦距未界定其區域位置時，則表示該透鏡之屈折力或焦距可為透鏡於近光軸處之屈折力或焦距。
本新型所揭露的影像鏡組中，所述透鏡表面的臨界點(Critical Point)，係指垂直於光軸的平面與透鏡表面相切之切線上的切點，且臨界點並非位於光軸上。
本新型所揭露的影像鏡組中，影像鏡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。
本新型所揭露的影像鏡組中，於成像光路上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)。該成像修正元件的光學性質，比如曲率、厚度、折射率、位置、面型(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。
本新型所揭露的影像鏡組中，亦可於成像光路上在被攝物至成像面間選擇性設置至少一具有轉折光路功能的元件，如稜鏡或反射鏡等，以提供影像鏡組較高彈性的空間配置，使智慧型手機的輕薄化不受制於影像鏡組之光學總長度。進一步說明，請參照圖25和圖26，其中圖25係繪示依照本新型的光路轉折元件在影像鏡組中的一種配置關係示意圖，且圖26係繪示依照本新型的光路轉折元件在影像鏡組中的另一種配置關係示意圖。如圖25及圖26所示，影像鏡組可沿光路由被攝物(未繪示)至成像面IM，依序具有第一光軸OA1、光路轉折元件LF與第二光軸OA2，其中光路轉折元件LF可以如圖25所示係設置於被攝物與影像鏡組的透鏡群LG之間，或者如圖26所示係設置於影像鏡組的透鏡群LG與成像面IM之間。此外，請參照圖27，係繪示依照本新型的二個光路轉折元件在影像鏡組中的一種配置關係示意圖。如圖27所示，影像鏡組亦可沿光路由被攝物(未繪示)至成像面IM，依序具有第一光軸OA1、第一光路轉折元件LF1、第二光軸OA2、第二光路轉折元件LF2與第三光軸OA3，其中第一光路轉折元件LF1係設置於被攝物與影像鏡組的透鏡群LG之間，第二光路轉折元件LF2係設置於影像鏡組的透鏡群LG與成像面IM之間，且光線在第一光軸OA1的行進方向可以如圖27所示係與光線在第三光軸OA3的行進方向為相同方向。影像鏡組亦可選擇性配置三個以上的光路轉折元件，本新型不以圖式所揭露之光路轉折元件的種類、數量與位置為限。
本新型所揭露的影像鏡組中，可設置有至少一光闌，其可位於第一透鏡之前、各透鏡之間或最後一透鏡之後，該光闌的種類如耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等，可用以減少雜散光，有助於提升影像品質。
本新型所揭露的影像鏡組中，光圈之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，係有助於擴大影像鏡組的視場角。
本新型可適當設置一可變孔徑元件，該可變孔徑元件可為機械構件或光線調控元件，其可以電或電訊號控制孔徑的尺寸與形狀。該機械構件可包含葉片組、屏蔽板等可動件；該光線調控元件可包含濾光元件、電致變色材料、液晶層等遮蔽材料。該可變孔徑元件可藉由控制影像的進光量或曝光時間，強化影像調節的能力。此外，該可變孔徑元件亦可為本新型之光圈，可藉由改變光圈值以調節影像品質，如景深或曝光速度等。
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＞
請參照圖1至圖3，其中圖1繪示依照本新型第一實施例的取像裝置示意圖，圖2由左至右依序為採用XY多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第一實施例的球差以及像散曲線圖，圖3由左至右依序為採用澤爾尼克多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第一實施例的球差以及像散曲線圖。由圖1可知，取像裝置包含影像鏡組(未另標號)與電子感光元件199。影像鏡組沿光路由物側至像側依序包含波前編碼元件WFCC_1、光圈100、光闌101、第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、光闌102、第四透鏡140、第五透鏡150、第六透鏡160、光闌103、第七透鏡170、第八透鏡180、紅外線濾除濾光元件(IR-cut Filter)190與成像面195。其中，電子感光元件199設置於成像面195上。影像鏡組包含八片透鏡(110、120、130、140、150、160、170、180)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。在本實施例中，第八透鏡180定義為最後透鏡。
波前編碼元件WFCC_1為塑膠材質，其朝向光圈100之一側具有波前編碼面WFCCS_1，波前編碼面WFCCS_1為相對於光軸呈非軸對稱形狀之XY多項次陳述之自由曲面或澤爾尼克多項次陳述之自由曲面。
第一透鏡110具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面111於近光軸處為凸面，其像側表面112於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡120具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面121於近光軸處為凹面，其像側表面122於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面121具有至少一臨界點。
第三透鏡130具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面131於近光軸處為凸面，其像側表面132於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面131具有至少一臨界點。
第四透鏡140具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面141於近光軸處為凸面，其像側表面142於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其像側表面142具有至少一臨界點。
第五透鏡150具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面151於近光軸處為凸面，其像側表面152於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面151具有至少一臨界點，且其像側表面152具有至少一臨界點。
第六透鏡160具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面161於近光軸處為凸面，其像側表面162於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面161具有至少一臨界點，且其像側表面162具有至少一臨界點。
第七透鏡170具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面171於近光軸處為凸面，其像側表面172於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面171具有至少一臨界點，且其像側表面172具有至少一臨界點。
第八透鏡180具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面181於近光軸處為凹面，其像側表面182於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面181具有至少一臨界點，且其像側表面182於離軸處具有至少一凸臨界點。
紅外線濾除濾光元件190的材質為玻璃，其設置於第八透鏡180及成像面195之間，並不影響影像鏡組的焦距。
上述各透鏡的非球面的曲線方程式表示如下：
| |
X：非球面與光軸的交點至非球面上距離光軸為Y的點平行於光軸的位移；
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。
上述波前編碼面WFCCS_1的XY多項次陳述之自由曲面表示如下：
x：波前編碼面WFCCS_1上的點之x座標；
y：波前編碼面WFCCS_1上的點之y座標；以及
z：波前編碼面WFCCS_1與光軸的交點至波前編碼面WFCCS_1上座標為(x, y)的點平行於光軸的位移。
上述波前編碼面WFCCS_1的澤爾尼克多項次陳述之自由曲面表示如下：
x：波前編碼面WFCCS_1上的點之x座標；
y：波前編碼面WFCCS_1上的點之y座標；
z：波前編碼面WFCCS_1與光軸的交點至波前編碼面WFCCS_1上座標為(x, y)的點平行於光軸的位移；
c：近光軸處曲率半徑R值的倒數，即c = 1/R；
h：波前編碼面WFCCS_1上的點與光軸間的垂直距離，即h = sqrt(x
2+y
2)；
Zi：第i個澤爾尼克係數；以及
ZPi：第i個澤爾尼克多項式。
第一實施例的影像鏡組中，影像鏡組的焦距為f，影像鏡組的光圈值(F-number)為Fno，電子感光元件199感測區的長邊尺寸為2_ImgHX(即電子感光元件199感測區長邊方向X上成像位置與光軸間最大距離的兩倍)，電子感光元件199感測區的短邊尺寸為2_ImgHY(電子感光元件199感測區短邊方向Y上成像位置與光軸間最大距離的兩倍)，影像鏡組的最大成像高度為ImgH，其數值如下：f = 6.61公釐(mm)，Fno = 2.45，2_ImgHX = 9.030公釐，2_ImgHY = 6.773公釐，ImgH = 5.644公釐。
第一透鏡物側表面111至最後透鏡像側表面182於光軸上的距離為Td，影像鏡組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：Td/EPD = 2.49。
第一透鏡物側表面111至成像面195於光軸上的距離為TL，影像鏡組的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：TL/ImgH = 1.37。
最後透鏡像側表面182的曲率半徑為RL，影像鏡組的焦距為f，其滿足下列條件：RL/f = 0.52。
影像鏡組中所有透鏡於光軸上的厚度總和為ΣCT，第一透鏡物側表面111至最後透鏡像側表面182於光軸上的距離為Td，其滿足下列條件：ΣCT/Td = 0.62。在本實施例中，ΣCT為第一至最後透鏡(第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、第五透鏡150、第六透鏡160、第七透鏡170與第八透鏡180)於光軸上之厚度的總和。
第一透鏡110的阿貝數為V1，第二透鏡120的阿貝數為V2，第三透鏡130的阿貝數為V3，第四透鏡140的阿貝數為V4，第五透鏡150的阿貝數為V5，第六透鏡160的阿貝數為V6，第七透鏡170的阿貝數為V7，第八透鏡180的阿貝數為V8，第一透鏡110的折射率為N1，第二透鏡120的折射率為N2，第三透鏡130的折射率為N3，第四透鏡140的折射率為N4，第五透鏡150的折射率為N5，第六透鏡160的折射率為N6，第七透鏡170的折射率為N7，第八透鏡180的折射率為N8，其滿足下列條件：V1/N1 = 36.30；V2/N2 = 11.65；V3/N3 = 11.65；V4/N4 = 36.26；V5/N5 = 36.26；V6/N6 = 23.91；V7/N7 = 36.26；以及V8/N8 = 36.46。
第一透鏡物側表面111的最大有效半徑為Y11，其滿足下列條件：Y11 = 1.60 [公釐]。
第一透鏡物側表面111的最大有效半徑為Y11，影像鏡組的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：Y11/ImgH = 0.28。
波前編碼元件WFCC_1與光圈100之間於光軸上的間隔距離為DWS，波前編碼元件WFCC_1於光軸上的厚度為CT_WFCC，當波前編碼面WFCCS_1為XY多項次陳述之自由曲面時，其滿足下列條件：DWS/CT_WFCC = 0.167，當波前編碼面WFCCS_1為澤爾尼克多項次陳述之自由曲面時，其滿足下列條件：DWS/CT_WFCC = 0.233。
波前編碼面WFCCS_1在光學有效範圍內的對角線方向上彼此相對二點之間平行於光軸的最大距離為|ΔDSag|，當波前編碼面WFCCS_1為XY多項次陳述之自由曲面時，其滿足下列條件：|ΔDSag| = 3.064 [微米]，當波前編碼面WFCCS_1為澤爾尼克多項次陳述之自由曲面時，其滿足下列條件：|ΔDSag| = 14.125 [微米]。
請配合參照下列表一、表二、表三以及表四，其中，當波前編碼面WFCCS_1為XY多項次陳述之自由曲面時，其適用表三，當波前編碼面WFCCS_1為澤爾尼克多項次陳述之自由曲面時，其適用表四。
| 表一、第一實施例 | ||||||||
| f(焦距)＝6.61公釐(mm)，Fno(光圈值)＝2.45， 電子感光元件尺寸＝9.030公釐(2_ImgHX) × 6.773公釐(2_ImgHY) | ||||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度 | 材質 | 折射率 | 阿貝數 | 焦距 | ||
| 0 | 被攝物 | 平面 | 無限 | |||||
| 1 | 波前編碼元件 | 平面 | 0.300 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | - | |
| 2 | ∞ | (非軸對稱) | DWS | |||||
| 3 | 光圈 | 平面 | 0.349 | |||||
| 4 | 光闌 | 平面 | -0.349 | |||||
| 5 | 第一透鏡 | 2.795 | (ASP) | 1.283 | 塑膠 | 1.545 | 56.1 | 5.93 |
| 6 | 17.356 | (ASP) | 0.133 | |||||
| 7 | 第二透鏡 | -34.065 | (ASP) | 0.320 | 塑膠 | 1.669 | 19.4 | -10.65 |
| 8 | 9.039 | (ASP) | 0.370 | |||||
| 9 | 第三透鏡 | 3.869 | (ASP) | 0.330 | 塑膠 | 1.669 | 19.4 | 72.10 |
| 10 | 4.062 | (ASP) | 0.191 | |||||
| 11 | 光闌 | 平面 | -0.054 | |||||
| 12 | 第四透鏡 | 19.811 | (ASP) | 0.395 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | 25.99 |
| 13 | -49.026 | (ASP) | 0.041 | |||||
| 14 | 第五透鏡 | 39.319 | (ASP) | 0.373 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | -346.25 |
| 15 | 32.420 | (ASP) | 0.536 | |||||
| 16 | 第六透鏡 | 9.032 | (ASP) | 0.438 | 塑膠 | 1.566 | 37.4 | -24.95 |
| 17 | 5.413 | (ASP) | -0.433 | |||||
| 18 | 光闌 | 平面 | 0.690 | |||||
| 19 | 第七透鏡 | 2.584 | (ASP) | 0.499 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | 7.47 |
| 20 | 6.613 | (ASP) | 1.076 | |||||
| 21 | 第八透鏡 | -15.433 | (ASP) | 0.541 | 塑膠 | 1.534 | 55.9 | -5.25 |
| 22 | 3.469 | (ASP) | 0.500 | |||||
| 23 | 紅外線濾除濾光元件 | 平面 | 0.210 | 玻璃 | 1.517 | 64.2 | - | |
| 24 | 平面 | 0.313 | ||||||
| 25 | 成像面 | 平面 | 0.000 | |||||
| 參考波長(d-line)為587.6 nm | ||||||||
| 波前編碼面WFCCS_1位於表面2上，其面形由下表三或表四的係數陳述， 且其與光圈100之間於光軸上的間隔距離由下表三或表四的DWS陳述。 | ||||||||
| 於表面4(光闌101)的有效半徑為1.350 mm | ||||||||
| 於表面11(光闌102)的有效半徑為1.910 mm | ||||||||
| 於表面18(光闌103)的有效半徑為3.250 mm |
| 表二、非球面係數 | ||||||
| 表面 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| k = | -1.6341E-01 | -1.9233E+01 | -6.6861E+01 | 1.1285E+01 | -1.8972E-01 | -4.7910E+00 |
| A4 = | 3.2122E-04 | -1.8049E-02 | -3.0656E-02 | -3.5046E-02 | -3.5070E-02 | -2.6152E-02 |
| A6 = | -1.2559E-04 | 2.5859E-02 | 6.1611E-02 | 6.2573E-02 | -3.0714E-02 | 1.2464E-02 |
| A8 = | 6.8685E-04 | -2.5037E-02 | -6.1840E-02 | -6.3359E-02 | 5.7010E-02 | -2.0897E-02 |
| A10 = | -5.6141E-04 | 1.1715E-02 | 3.4257E-02 | 3.9718E-02 | -5.1008E-02 | 1.4296E-02 |
| A12 = | 1.8424E-04 | -2.5437E-03 | -1.0464E-02 | -1.5313E-02 | 2.6183E-02 | -5.3187E-03 |
| A14 = | -2.6711E-05 | 2.5339E-04 | 1.7951E-03 | 3.6568E-03 | -7.8852E-03 | 1.3717E-03 |
| A16 = | 1.3584E-06 | -9.3366E-06 | -1.5976E-04 | -5.2200E-04 | 1.3609E-03 | -2.5769E-04 |
| A18 = | - | - | 5.1864E-06 | 3.9641E-05 | -1.2351E-04 | 2.9877E-05 |
| A20 = | - | - | 6.1601E-08 | -1.1793E-06 | 4.5360E-06 | -1.4986E-06 |
| 表面 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| k = | 3.3071E+01 | -4.2971E+01 | -2.2639E+00 | -1.9875E+01 | 2.3480E-01 | -4.8317E+00 |
| A4 = | -7.1820E-02 | -1.3183E-01 | -4.5373E-02 | 2.8089E-02 | -5.1153E-02 | -1.0960E-01 |
| A6 = | 1.8996E-01 | 2.8025E-01 | 8.0514E-02 | -6.3269E-02 | 5.8365E-02 | 8.6681E-02 |
| A8 = | -2.3125E-01 | -2.8143E-01 | -7.3704E-02 | 5.2931E-02 | -4.9711E-02 | -5.3850E-02 |
| A10 = | 1.5892E-01 | 1.7497E-01 | 4.2032E-02 | -2.8045E-02 | 2.6099E-02 | 2.3058E-02 |
| A12 = | -6.7096E-02 | -7.0333E-02 | -1.4683E-02 | 9.9748E-03 | -8.8357E-03 | -6.5656E-03 |
| A14 = | 1.7705E-02 | 1.8101E-02 | 2.9414E-03 | -2.3568E-03 | 1.8825E-03 | 1.1896E-03 |
| A16 = | -2.8253E-03 | -2.8843E-03 | -2.9705E-04 | 3.5341E-04 | -2.4327E-04 | -1.2996E-04 |
| A18 = | 2.4721E-04 | 2.6115E-04 | 9.4492E-06 | -3.0152E-05 | 1.7358E-05 | 7.7537E-06 |
| A20 = | -9.0389E-06 | -1.0339E-05 | 2.9435E-07 | 1.1004E-06 | -5.1925E-07 | -1.9338E-07 |
| 表面 | 19 | 20 | 21 | 22 | ||
| k = | -7.5549E-01 | -3.6826E+01 | 7.0844E-01 | -1.1066E+00 | ||
| A4 = | -3.7576E-02 | 5.4137E-02 | -6.9063E-02 | -7.3722E-02 | ||
| A6 = | 3.4691E-03 | -4.1244E-02 | 1.2782E-02 | 1.7020E-02 | ||
| A8 = | -4.0132E-03 | 1.4315E-02 | -7.3645E-04 | -2.6941E-03 | ||
| A10 = | 2.0578E-03 | -3.2005E-03 | -7.8002E-05 | 2.8185E-04 | ||
| A12 = | -5.5893E-04 | 4.6738E-04 | 1.8992E-05 | -1.8736E-05 | ||
| A14 = | 8.4560E-05 | -4.3892E-05 | -1.7053E-06 | 7.1320E-07 | ||
| A16 = | -7.0788E-06 | 2.5461E-06 | 8.2233E-08 | -1.1464E-08 | ||
| A18 = | 3.0695E-07 | -8.2707E-08 | -2.0908E-09 | -6.8554E-11 | ||
| A20 = | -5.3916E-09 | 1.1460E-09 | 2.1923E-11 | 3.2080E-12 |
| 表三、XY多項次係數 | |
| 表面 | 2 |
| C1 = | 0.0000E+00 |
| C2 = | 0.0000E+00 |
| C3 = | -5.6817E-04 |
| C4 = | 2.7682E-04 |
| C5 = | 0.0000E+00 |
| C6 = | -7.7935E-04 |
| C7 = | 0.0000E+00 |
| C8 = | 0.0000E+00 |
| C9 = | 4.0877E-04 |
| DWS = 0.050 mm |
| 表四、澤爾尼克多項次係數 | |
| 表面 | 2 |
| NR = | 1.0000E+00 |
| K = | 0.0000E+00 |
| Z1 = | 2.7423E-02 |
| Z2 = | -4.3068E-03 |
| Z3 = | -3.4395E-03 |
| Z4 = | 2.4287E-05 |
| Z5 = | -4.0217E-04 |
| Z6 = | 8.1579E-06 |
| Z7 = | -1.4540E-04 |
| Z8 = | -1.5616E-04 |
| Z9 = | -1.6238E-04 |
| Z10 = | 1.6123E-04 |
| DWS = 0.070 mm |
表一為圖1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公釐(mm)，且表面0到25依序表示由物側至像側的表面。表二為第一實施例中的非球面數據，其中，k為非球面曲線方程式中的錐面係數，A4到A20則表示各表面第4到20階非球面係數。表三為第一實施例中的XY多項次係數C1到C9，而DWS為波前編碼元件WFCC_1的XY多項次陳述之自由曲面之波前編碼面WFCCS_1與光圈100之間於光軸上的間隔距離。表四為第一實施例中的澤爾尼克多項次係數，其中NR為歸一化半徑(Normalization Radius)，K為圓錐常數(Conic Constant)，Z1到Z10為第一到第十個澤爾尼克係數，而DWS為波前編碼元件WFCC_1的澤爾尼克多項次陳述之自由曲面之波前編碼面WFCCS_1與光圈100之間於光軸上的間隔距離。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一至表四的定義相同，在此不加以贅述。
＜第二實施例＞
請參照圖4至圖6，其中圖4繪示依照本新型第二實施例的取像裝置示意圖，圖5由左至右依序為採用XY多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第二實施例的球差以及像散曲線圖，圖6由左至右依序為採用澤爾尼克多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第二實施例的球差以及像散曲線圖。由圖4可知，取像裝置包含影像鏡組(未另標號)與電子感光元件299。影像鏡組沿光路由物側至像側依序包含波前編碼元件WFCC_2、光圈200、第一透鏡210、光闌201、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、第五透鏡250、紅外線濾除濾光元件290與成像面295。其中，電子感光元件299設置於成像面295上。影像鏡組包含五片透鏡(210、220、230、240、250)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。在本實施例中，第五透鏡250定義為最後透鏡。
波前編碼元件WFCC_2為塑膠材質，其朝向光圈200之一側具有波前編碼面WFCCS_2，波前編碼面WFCCS_2為相對於光軸呈非軸對稱形狀之XY多項次陳述之自由曲面或澤爾尼克多項次陳述之自由曲面。
第一透鏡210具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面211於近光軸處為凸面，其像側表面212於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其像側表面212具有至少一臨界點。
第二透鏡220具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面221於近光軸處為凸面，其像側表面222於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
第三透鏡230具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面231於近光軸處為凹面，其像側表面232於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第四透鏡240具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面241於近光軸處為凹面，其像側表面242於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第五透鏡250具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面251於近光軸處為凹面，其像側表面252於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面251具有至少一臨界點，且其像側表面252於離軸處具有至少一凸臨界點。
紅外線濾除濾光元件290的材質為玻璃，其設置於第五透鏡250及成像面295之間，並不影響影像鏡組的焦距。
請配合參照下列表五、表六、表七以及表八，其中，當波前編碼面WFCCS_2為XY多項次陳述之自由曲面時，其適用表七，當波前編碼面WFCCS_2為澤爾尼克多項次陳述之自由曲面時，其適用表八。
| 表五、第二實施例 | ||||||||
| f(焦距)＝3.78公釐(mm)，Fno(光圈值)＝2.31， 電子感光元件尺寸＝5.251公釐(2_ImgHX) × 3.838公釐(2_ImgHY) | ||||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度 | 材質 | 折射率 | 阿貝數 | 焦距 | ||
| 0 | 被攝物 | 平面 | 無限 | |||||
| 1 | 波前編碼元件 | 平面 | 0.300 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | - | |
| 2 | ∞ | (非軸對稱) | 0.030 | |||||
| 3 | 光圈 | 平面 | -0.020 | |||||
| 4 | 第一透鏡 | 1.388 | (ASP) | 0.518 | 塑膠 | 1.545 | 56.1 | 3.31 |
| 5 | 5.249 | (ASP) | 0.062 | |||||
| 6 | 光闌 | 平面 | -0.016 | |||||
| 7 | 第二透鏡 | 6.179 | (ASP) | 0.200 | 塑膠 | 1.669 | 19.4 | -8.51 |
| 8 | 2.924 | (ASP) | 0.345 | |||||
| 9 | 第三透鏡 | -34.626 | (ASP) | 0.460 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | 54.61 |
| 10 | -16.065 | (ASP) | 0.550 | |||||
| 11 | 第四透鏡 | -24.785 | (ASP) | 0.409 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | 3.38 |
| 12 | -1.723 | (ASP) | 0.542 | |||||
| 13 | 第五透鏡 | -6.480 | (ASP) | 0.331 | 塑膠 | 1.534 | 55.9 | -2.32 |
| 14 | 1.555 | (ASP) | 0.500 | |||||
| 15 | 紅外線濾除濾光元件 | 平面 | 0.210 | 玻璃 | 1.517 | 64.2 | - | |
| 16 | 平面 | 0.234 | ||||||
| 17 | 成像面 | 平面 | 0.000 | |||||
| 參考波長(d-line)為587.6 nm | ||||||||
| 波前編碼面WFCCS_2位於表面2上，其面形由下表七或表八的係數陳述。 | ||||||||
| 於表面6(光闌201)的有效半徑為0.790 mm |
| 表六、非球面係數 | |||||
| 表面 | 4 | 5 | 7 | 8 | 9 |
| k = | -1.8687E+00 | 1.1812E+01 | 3.4574E+01 | 5.4724E+00 | 9.8818E+01 |
| A4 = | 9.8769E-02 | -3.8408E-01 | -4.7292E-01 | -2.2459E-01 | -2.3712E-01 |
| A6 = | -6.9795E-02 | 1.0417E+00 | 1.5874E+00 | 9.7052E-01 | -1.4363E-01 |
| A8 = | 2.6919E-01 | -1.2151E+00 | -2.2463E+00 | -1.8576E+00 | 7.0851E-01 |
| A10 = | -5.2628E-01 | -4.1545E-01 | 7.8296E-01 | 2.3578E+00 | -1.4820E+00 |
| A12 = | 4.9235E-01 | 1.7127E+00 | 1.1201E+00 | -1.9438E+00 | -1.9219E+00 |
| A14 = | -2.4810E-01 | -8.8641E-01 | -7.3681E-01 | 1.0540E+00 | 1.6226E+01 |
| A16 = | - | - | - | - | -3.5772E+01 |
| A18 = | - | - | - | - | 3.6072E+01 |
| A20 = | - | - | - | - | -1.3760E+01 |
| 表面 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
| k = | 9.8901E+01 | 4.4178E+01 | -7.3623E-01 | 1.9013E+00 | -6.3510E+00 |
| A4 = | -1.6917E-01 | 6.3545E-02 | 2.0357E-01 | -1.5509E-01 | -1.7537E-01 |
| A6 = | -8.6514E-02 | -1.9503E-01 | -2.1886E-01 | -3.0209E-02 | 1.1632E-01 |
| A8 = | -1.7272E-01 | 8.3229E-02 | 1.1681E-01 | 1.5880E-01 | -5.4972E-02 |
| A10 = | 1.8247E+00 | 4.4427E-02 | -5.2425E-03 | -1.2121E-01 | 1.9637E-02 |
| A12 = | -5.6071E+00 | -1.1081E-01 | -2.7621E-02 | 4.7306E-02 | -5.4436E-03 |
| A14 = | 9.3174E+00 | 8.5486E-02 | 1.7229E-02 | -1.0777E-02 | 1.0970E-03 |
| A16 = | -8.9381E+00 | -2.8700E-02 | -5.0695E-03 | 1.4462E-03 | -1.4618E-04 |
| A18 = | 4.6734E+00 | 3.5195E-03 | 7.4830E-04 | -1.0603E-04 | 1.1291E-05 |
| A20 = | -1.0183E+00 | - | -4.3871E-05 | 3.2758E-06 | -3.7769E-07 |
| 表七、XY多項次係數 | |
| 表面 | 2 |
| C1 = | 0.0000E+00 |
| C2 = | 0.0000E+00 |
| C3 = | -4.3184E-04 |
| C4 = | 0.0000E+00 |
| C5 = | -3.3767E-04 |
| C6 = | 4.5503E-03 |
| C7 = | 0.0000E+00 |
| C8 = | 0.0000E+00 |
| C9 = | 3.7406E-03 |
| 表八、澤爾尼克多項次係數 | |
| 表面 | 2 |
| NR = | 1.0000E+00 |
| K = | 0.0000E+00 |
| Z1 = | 0.0000E+00 |
| Z2 = | -1.7008E-03 |
| Z3 = | -9.9060E-03 |
| Z4 = | 5.3445E-04 |
| Z5 = | -1.1339E-08 |
| Z6 = | -9.8490E-05 |
| Z7 = | 8.8824E-04 |
| Z8 = | 8.0268E-04 |
| Z9 = | 7.6070E-04 |
| Z10 = | -7.2920E-04 |
第二實施例中，非球面的曲線方程式、波前編碼面WFCCS_2的XY多項次陳述以及波前編碼面WFCCS_2的澤爾尼克多項次陳述表示如第一實施例的形式。此外，在下表所述的定義中，當波前編碼面WFCCS_2為XY多項次陳述之自由曲面時，於數值後方括號註記“XY”，當波前編碼面WFCCS_2為澤爾尼克多項次陳述之自由曲面時，於數值後方括號註記“Z”，其餘定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
| 第二實施例 | |||
| f [公釐] | 3.78 | V3/N3 | 36.26 |
| Fno | 2.31 | V4/N4 | 36.26 |
| ImgH [公釐] | 3.282 | V5/N5 | 36.46 |
| Td/EPD | 2.08 | Y11 [公釐] | 0.85 |
| TL/ImgH | 1.32 | Y11/ImgH | 0.26 |
| RL/f | 0.41 | DWS/CT_WFCC | 0.100 (XY) |
| ΣCT/Td | 0.56 | 0.100 (Z) | |
| V1/N1 | 36.30 | |ΔDSag| [微米] | 5.647 (XY) |
| V2/N2 | 11.65 | 2.173 (Z) |
＜第三實施例＞
請參照圖7至圖9，其中圖7繪示依照本新型第三實施例的取像裝置示意圖，圖8由左至右依序為採用XY多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第三實施例的球差以及像散曲線圖，圖9由左至右依序為採用澤爾尼克多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第三實施例的球差以及像散曲線圖。由圖7可知，取像裝置包含影像鏡組(未另標號)與電子感光元件399。影像鏡組沿光路由物側至像側依序包含波前編碼元件WFCC_3、光闌301、光圈300、第一透鏡310、第二透鏡320、光闌302、第三透鏡330、第四透鏡340、第五透鏡350、第六透鏡360、紅外線濾除濾光元件390與成像面395。其中，電子感光元件399設置於成像面395上。影像鏡組包含六片透鏡(310、320、330、340、350、360)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。在本實施例中，第六透鏡360定義為最後透鏡。
波前編碼元件WFCC_3為塑膠材質，其朝向光圈300之一側具有波前編碼面WFCCS_3，波前編碼面WFCCS_3為相對於光軸呈非軸對稱形狀之XY多項次陳述之自由曲面或澤爾尼克多項次陳述之自由曲面。
第一透鏡310具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面311於近光軸處為凹面，其像側表面312於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡320具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面321於近光軸處為凸面，其像側表面322於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其物側表面321具有至少一臨界點。
第三透鏡330具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面331於近光軸處為凸面，其像側表面332於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面331具有至少一臨界點，且其像側表面332具有至少一臨界點。
第四透鏡340具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面341於近光軸處為凹面，其像側表面342於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
第五透鏡350具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面351於近光軸處為凹面，其像側表面352於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面351具有至少一臨界點，且其像側表面352具有至少一臨界點。
第六透鏡360具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面361於近光軸處為凸面，其像側表面362於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面361具有至少一臨界點，且其像側表面362於離軸處具有至少一凸臨界點。
紅外線濾除濾光元件390的材質為玻璃，其設置於第六透鏡360及成像面395之間，並不影響影像鏡組的焦距。
請配合參照下列表九、表十、表十一以及表十二，其中，當波前編碼面WFCCS_3為XY多項次陳述之自由曲面時，其適用表十一，當波前編碼面WFCCS_3為澤爾尼克多項次陳述之自由曲面時，其適用表十二。
| 表九、第三實施例 | ||||||||
| f(焦距)＝2.02公釐(mm)，Fno(光圈值)＝2.05， 電子感光元件尺寸＝3.656公釐(2_ImgHX) × 2.742公釐(2_ImgHY) | ||||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度 | 材質 | 折射率 | 阿貝數 | 焦距 | ||
| 0 | 被攝物 | 平面 | 10000 | |||||
| 1 | 波前編碼元件 | 平面 | 0.300 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | - | |
| 2 | ∞ | (非軸對稱) | 0.050 | |||||
| 3 | 光闌 | 平面 | 0.080 | |||||
| 4 | 光圈 | 平面 | 0.070 | |||||
| 5 | 第一透鏡 | -5.254 | (ASP) | 0.297 | 塑膠 | 1.544 | 55.9 | -47.33 |
| 6 | -6.733 | (ASP) | 0.054 | |||||
| 7 | 第二透鏡 | 2.796 | (ASP) | 0.382 | 塑膠 | 1.544 | 55.9 | 2.59 |
| 8 | -2.704 | (ASP) | -0.127 | |||||
| 9 | 光闌 | 平面 | 0.184 | |||||
| 10 | 第三透鏡 | 7.912 | (ASP) | 0.210 | 塑膠 | 1.639 | 23.3 | -7.22 |
| 11 | 2.883 | (ASP) | 0.174 | |||||
| 12 | 第四透鏡 | -2.456 | (ASP) | 0.801 | 塑膠 | 1.544 | 55.9 | 1.67 |
| 13 | -0.737 | (ASP) | 0.030 | |||||
| 14 | 第五透鏡 | -3.836 | (ASP) | 0.301 | 塑膠 | 1.660 | 20.4 | -4.48 |
| 15 | 13.262 | (ASP) | 0.030 | |||||
| 16 | 第六透鏡 | 0.757 | (ASP) | 0.350 | 塑膠 | 1.544 | 55.9 | -5.66 |
| 17 | 0.509 | (ASP) | 0.500 | |||||
| 18 | 紅外線濾除濾光元件 | 平面 | 0.110 | 玻璃 | 1.517 | 64.2 | - | |
| 19 | 平面 | 0.390 | ||||||
| 20 | 成像面 | 平面 | 0.000 | |||||
| 參考波長(d-line)為587.6 nm | ||||||||
| 波前編碼面WFCCS_3位於表面2上，其面形由下表十一或表十二的係數陳述。 | ||||||||
| 於表面3(光闌301)的有效半徑為0.550 mm | ||||||||
| 於表面9(光闌302)的有效半徑為0.730 mm |
| 表十、非球面係數 | ||||||
| 表面 | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 11 |
| k = | 1.1523E-09 | -6.7961E+01 | -7.0655E+01 | -1.1572E+00 | -7.7490E+01 | -1.9666E+01 |
| A4 = | -3.2110E-01 | -1.2902E+00 | -6.0844E-01 | -1.8470E-01 | -6.1607E-01 | -2.9589E-01 |
| A6 = | -3.1614E-01 | 1.5649E+00 | -4.6904E-01 | -4.1504E-02 | 5.7761E-01 | 4.5530E-02 |
| A8 = | 1.3052E+00 | -3.8772E+00 | 2.7519E+00 | -4.8698E+00 | -2.9376E+00 | -1.0359E-02 |
| A10 = | -6.4865E+00 | 1.0118E+01 | -2.8045E+01 | 1.4724E+01 | 6.4778E+00 | 2.6925E-01 |
| A12 = | - | -1.9476E+01 | 1.0149E+02 | -1.9376E+01 | -4.7611E+00 | -3.1450E-01 |
| A14 = | - | - | -1.5124E+02 | 8.8326E+00 | 1.0409E+00 | 8.7425E-02 |
| 表面 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| k = | -1.3490E+01 | -2.0551E+00 | -1.0000E+00 | -1.0000E+00 | -2.5565E+00 | -2.5486E+00 |
| A4 = | -9.1667E-02 | -1.3602E-01 | 3.7798E-01 | 3.3694E-01 | -2.3875E-01 | -1.9857E-01 |
| A6 = | 5.5884E-02 | 8.3398E-03 | -4.0017E-01 | -4.5308E-01 | 1.1862E-01 | 1.1203E-01 |
| A8 = | -3.8572E-01 | 1.5927E-01 | 1.8228E-01 | 3.0803E-01 | -1.1159E-01 | -5.6470E-02 |
| A10 = | 1.2598E+00 | -5.4091E-01 | -2.3906E-02 | -1.3291E-01 | 6.9431E-02 | 2.0155E-02 |
| A12 = | -1.4032E+00 | 7.0196E-01 | -1.8097E-02 | 3.5146E-02 | -2.0814E-02 | -4.5364E-03 |
| A14 = | 6.3602E-01 | -3.4780E-01 | 6.8086E-03 | -5.0385E-03 | 2.9615E-03 | 5.5723E-04 |
| A16 = | -1.0048E-01 | 5.7684E-02 | -6.1846E-04 | 2.9198E-04 | -1.6241E-04 | -2.7673E-05 |
| 表十一、XY多項次係數 | |
| 表面 | 2 |
| C1 = | 0.0000E+00 |
| C2 = | 0.0000E+00 |
| C3 = | -1.3971E-03 |
| C4 = | 0.0000E+00 |
| C5 = | -1.2770E-03 |
| C6 = | -1.1112E-03 |
| C7 = | 1.3892E-04 |
| C8 = | -5.3360E-04 |
| C9 = | -8.0705E-04 |
| 表十二、澤爾尼克多項次係數 | |
| 表面 | 2 |
| NR = | 1.0000E+00 |
| K = | 0.0000E+00 |
| Z1 = | 0.0000E+00 |
| Z2 = | 2.8492E-03 |
| Z3 = | 2.3074E-03 |
| Z4 = | -4.2998E-06 |
| Z5 = | -7.3119E-04 |
| Z6 = | 8.6272E-06 |
| Z7 = | -7.6237E-06 |
| Z8 = | -2.3467E-04 |
| Z9 = | -1.6302E-04 |
| Z10 = | 5.9305E-05 |
第三實施例中，非球面的曲線方程式、波前編碼面WFCCS_3的XY多項次陳述以及波前編碼面WFCCS_3的澤爾尼克多項次陳述表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與上述實施例相同，在此不加以贅述。
| 第三實施例 | |||
| f [公釐] | 2.02 | V4/N4 | 36.23 |
| Fno | 2.05 | V5/N5 | 12.29 |
| ImgH [公釐] | 2.285 | V6/N6 | 36.23 |
| Td/EPD | 2.72 | Y11 [公釐] | 0.50 |
| TL/ImgH | 1.61 | Y11/ImgH | 0.22 |
| RL/f | 0.25 | DWS/CT_WFCC | 0.433 (XY) |
| ΣCT/Td | 0.87 | 0.433 (Z) | |
| V1/N1 | 36.23 | |ΔDSag| [微米] | 0.815 (XY) |
| V2/N2 | 36.23 | 3.502 (Z) | |
| V3/N3 | 14.21 | - | - |
＜第四實施例＞
請參照圖10至圖12，其中圖10繪示依照本新型第四實施例的取像裝置示意圖，圖11由左至右依序為採用XY多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第四實施例的球差以及像散曲線圖，圖12由左至右依序為採用澤爾尼克多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第四實施例的球差以及像散曲線圖。由圖10可知，取像裝置包含影像鏡組(未另標號)與電子感光元件499。影像鏡組沿光路由物側至像側依序包含波前編碼元件WFCC_4、光圈400、第一透鏡410、第二透鏡420、光闌401、第三透鏡430、光闌402、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490與成像面495。其中，電子感光元件499設置於成像面495上。影像鏡組包含七片透鏡(410、420、430、440、450、460、470)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。在本實施例中，第七透鏡470定義為最後透鏡。
波前編碼元件WFCC_4為塑膠材質，其朝向光圈400之一側具有波前編碼面WFCCS_4，波前編碼面WFCCS_4為相對於光軸呈非軸對稱形狀之XY多項次陳述之自由曲面或澤爾尼克多項次陳述之自由曲面。
第一透鏡410具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面411於近光軸處為凸面，其像側表面412於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡420具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面421於近光軸處為凸面，其像側表面422於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
第三透鏡430具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面431於近光軸處為凹面，其像側表面432於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其像側表面432具有至少一臨界點。
第四透鏡440具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面441於近光軸處為凸面，其像側表面442於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其物側表面441具有至少一臨界點。
第五透鏡450具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面451於近光軸處為凸面，其像側表面452於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面451具有至少一臨界點，且其像側表面452具有至少一臨界點。
第六透鏡460具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面461於近光軸處為凸面，其像側表面462於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面461具有至少一臨界點，且其像側表面462具有至少一臨界點。
第七透鏡470具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面471於近光軸處為凹面，其像側表面472於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面471具有至少一臨界點，且其像側表面472於離軸處具有至少一凸臨界點。
紅外線濾除濾光元件490的材質為玻璃，其設置於第七透鏡470及成像面495之間，並不影響影像鏡組的焦距。
請配合參照下列表十三、表十四、表十五以及表十六，其中，當波前編碼面WFCCS_4為XY多項次陳述之自由曲面時，其適用表十五，當波前編碼面WFCCS_4為澤爾尼克多項次陳述之自由曲面時，其適用表十六。
| 表十三、第四實施例 | ||||||||
| f(焦距)＝6.63公釐(mm)，Fno(光圈值)＝3.02， 電子感光元件尺寸＝9.030公釐(2_ImgHX) × 6.773公釐(2_ImgHY) | ||||||||
| 表面 | 曲率半徑 | 厚度 | 材質 | 折射率 | 阿貝數 | 焦距 | ||
| 0 | 被攝物 | 平面 | 無限 | |||||
| 1 | 波前編碼元件 | 平面 | 0.300 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | - | |
| 2 | ∞ | (非軸對稱) | 0.170 | |||||
| 3 | 光圈 | 平面 | -0.120 | |||||
| 4 | 第一透鏡 | 2.082 | (ASP) | 0.904 | 塑膠 | 1.545 | 56.1 | 4.85 |
| 5 | 8.304 | (ASP) | 0.079 | |||||
| 6 | 第二透鏡 | 21.807 | (ASP) | 0.325 | 塑膠 | 1.669 | 19.5 | -12.23 |
| 7 | 5.914 | (ASP) | 0.270 | |||||
| 8 | 光闌 | 平面 | 0.157 | |||||
| 9 | 第三透鏡 | -73.725 | (ASP) | 0.290 | 塑膠 | 1.669 | 19.5 | -63.18 |
| 10 | 99.214 | (ASP) | 0.056 | |||||
| 11 | 光闌 | 平面 | 0.136 | |||||
| 12 | 第四透鏡 | 27.986 | (ASP) | 0.447 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | 44.29 |
| 13 | -172.351 | (ASP) | 0.715 | |||||
| 15 | 第五透鏡 | 6.425 | (ASP) | 0.400 | 塑膠 | 1.566 | 37.4 | 33.50 |
| 16 | 9.499 | (ASP) | 0.564 | |||||
| 17 | 第六透鏡 | 4.506 | (ASP) | 0.494 | 塑膠 | 1.544 | 56.0 | 745.46 |
| 18 | 4.380 | (ASP) | 0.515 | |||||
| 19 | 第七透鏡 | -29.938 | (ASP) | 0.797 | 塑膠 | 1.534 | 55.9 | -7.29 |
| 20 | 4.517 | (ASP) | 0.500 | |||||
| 21 | 紅外線濾除濾光元件 | 平面 | 0.210 | 玻璃 | 1.517 | 64.2 | - | |
| 22 | 平面 | 0.291 | ||||||
| 23 | 成像面 | 平面 | 0.000 | |||||
| 參考波長(d-line)為587.6 nm | ||||||||
| 波前編碼面WFCCS_4位於表面2上，其面形由下表十五或表十六的係數陳述。 | ||||||||
| 於表面8(光闌401)的有效半徑為1.240 mm | ||||||||
| 於表面11(光闌402)的有效半徑為1.645 mm |
| 表十四、非球面係數 | |||||
| 表面 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 |
| k = | -3.5420E-01 | -3.8785E+01 | 9.8894E+01 | 1.3620E+01 | -8.0637E+01 |
| A4 = | 5.5309E-03 | -9.7687E-03 | -6.5375E-03 | 1.3003E-03 | -4.6375E-02 |
| A6 = | 5.2205E-03 | 1.1395E-02 | 1.5960E-02 | 3.9399E-02 | 7.1249E-03 |
| A8 = | -9.0800E-03 | 2.2587E-03 | 8.2320E-03 | -6.5710E-02 | -1.8104E-02 |
| A10 = | 1.1725E-02 | -1.5603E-02 | -2.3789E-02 | 8.1284E-02 | 1.9824E-02 |
| A12 = | -7.9786E-03 | 1.6383E-02 | 2.1519E-02 | -5.8509E-02 | -1.7240E-02 |
| A14 = | 2.7870E-03 | -7.0919E-03 | -8.4518E-03 | 2.2792E-02 | 9.6517E-03 |
| A16 = | -4.0321E-04 | 1.0630E-03 | 1.2151E-03 | -3.3938E-03 | -2.0274E-03 |
| 表面 | 10 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| k = | 7.5609E+01 | 5.0335E+01 | 5.1291E+01 | -9.8925E+01 | -9.8982E+01 |
| A4 = | -5.8375E-02 | -6.2070E-02 | -4.6142E-02 | -1.2392E-03 | -2.9761E-02 |
| A6 = | 1.3183E-02 | 4.0961E-02 | 1.4297E-02 | -3.5432E-02 | -5.8359E-03 |
| A8 = | 2.6839E-03 | -5.2121E-02 | -2.2763E-03 | 2.5752E-02 | 5.0830E-03 |
| A10 = | -2.0792E-02 | 6.4396E-02 | -3.6909E-03 | -1.2074E-02 | -1.8729E-03 |
| A12 = | 1.9427E-02 | -6.1360E-02 | 3.7271E-03 | 2.8473E-03 | 3.0359E-04 |
| A14 = | -6.3248E-03 | 3.8780E-02 | -1.8756E-03 | -6.1332E-05 | 7.5746E-06 |
| A16 = | 7.0709E-04 | -1.4302E-02 | 6.0470E-04 | -1.3695E-04 | -8.7858E-06 |
| A18 = | - | 2.7711E-03 | -1.0824E-04 | 2.9840E-05 | 1.0235E-06 |
| A20 = | - | -2.1870E-04 | 7.8012E-06 | -1.9765E-06 | -3.8149E-08 |
| 表面 | 16 | 17 | 18 | 19 | |
| k = | -1.5135E-01 | -2.3627E+01 | -5.3405E-01 | -3.7357E-01 | |
| A4 = | -4.7673E-02 | -6.0338E-03 | -6.3245E-02 | -5.8096E-02 | |
| A6 = | -2.9617E-04 | -1.3505E-02 | 1.5881E-02 | 1.3724E-02 | |
| A8 = | -3.6062E-04 | 6.2422E-03 | -2.1410E-03 | -2.4988E-03 | |
| A10 = | 9.4170E-04 | -1.5594E-03 | 1.9304E-04 | 3.0920E-04 | |
| A12 = | -3.8347E-04 | 2.4376E-04 | -1.2517E-05 | -2.4810E-05 | |
| A14 = | 7.4962E-05 | -2.4729E-05 | 5.9651E-07 | 1.2580E-06 | |
| A16 = | -7.8008E-06 | 1.5882E-06 | -2.0118E-08 | -3.8663E-08 | |
| A18 = | 4.1583E-07 | -5.8122E-08 | 4.2464E-10 | 6.5442E-10 | |
| A20 = | -8.9617E-09 | 9.1171E-10 | -4.1365E-12 | -4.6655E-12 |
| 表十五、XY多項次係數 | |
| 表面 | 2 |
| C1 = | 0.0000E+00 |
| C2 = | 0.0000E+00 |
| C3 = | -1.5163E-03 |
| C4 = | 0.0000E+00 |
| C5 = | -1.5164E-03 |
| C6 = | 3.9492E-04 |
| C7 = | -2.2848E-06 |
| C8 = | -9.2449E-06 |
| C9 = | 3.9625E-04 |
| 表十六、澤爾尼克多項次係數 | |
| 表面 | 2 |
| NR = | 1.0000E+00 |
| K = | 0.0000E+00 |
| Z1 = | 4.1046E-04 |
| Z2 = | -2.1688E-02 |
| Z3 = | -2.2757E-02 |
| Z4 = | 2.4494E-06 |
| Z5 = | -7.3607E-04 |
| Z6 = | 3.5784E-05 |
| Z7 = | -1.1080E-04 |
| Z8 = | -1.8381E-04 |
| Z9 = | -1.8297E-04 |
| Z10 = | 1.2266E-04 |
第四實施例中，非球面的曲線方程式、波前編碼面WFCCS_4的XY多項次陳述以及波前編碼面WFCCS_4的澤爾尼克多項次陳述表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與上述實施例相同，在此不加以贅述。
| 第四實施例 | |||
| f [公釐] | 6.63 | V4/N4 | 36.26 |
| Fno | 3.02 | V5/N5 | 23.91 |
| ImgH [公釐] | 5.644 | V6/N6 | 36.26 |
| Td/EPD | 2.80 | V7/N7 | 36.46 |
| TL/ImgH | 1.27 | Y11 [公釐] | 1.23 |
| RL/f | 0.68 | Y11/ImgH | 0.22 |
| ΣCT/Td | 0.59 | DWS/CT_WFCC | 0.567 (XY) |
| V1/N1 | 36.30 | 0.567 (Z) | |
| V2/N2 | 11.65 | |ΔDSag| [微米] | 1.402 (XY) |
| V3/N3 | 11.65 | 52.942 (Z) |
＜第五實施例＞
請參照圖13，係繪示依照本新型第五實施例的一種取像裝置的立體示意圖。在本實施例中，取像裝置10為一相機模組。取像裝置10包含成像鏡頭11、電子感光元件13以及影像穩定模組14。成像鏡頭11包含上述第一實施例的影像鏡組、用於承載影像鏡組的鏡筒(未另標號)以及支持裝置(Holder Member，未另標號)。成像鏡頭11亦可改為配置其他實施例的影像鏡組，本新型並不以此為限。取像裝置10利用成像鏡頭11聚光產生影像，最後成像於電子感光元件13並且能作為影像資料輸出。
取像裝置10搭載一感光度佳及低雜訊的電子感光元件13(如CMOS、CCD)設置於影像鏡組的成像面，可真實呈現影像鏡組的良好成像品質。
影像穩定模組14例如為加速計、陀螺儀或霍爾元件(Hall Effect Sensor)。影像穩定模組14可利用影像軟體中的影像補償技術，來提供電子防手震功能(Electronic Image Stabilization，EIS)，進一步提升動態以及低照度場景拍攝的成像品質。
本新型的取像裝置並不以上述結構為限。取像裝置10亦可搭配閃光燈模組21（繪示於圖14），其中閃光燈模組21可於拍攝時進行補光以增加進光量。
＜第六實施例＞
請參照圖14至圖16，其中圖14繪示依照本新型第六實施例的一種智慧型手機的立體示意圖，圖15繪示圖14之智慧型手機之另一側的立體示意圖，圖16繪示圖14之智慧型手機的系統方塊圖。
在本實施例中，智慧型手機20包含第五實施例之取像裝置10、閃光燈模組21、影像處理器23(Image Processor)、使用者介面24以及影像軟體處理器25。
當使用者拍攝被攝物26時，智慧型手機20利用取像裝置10聚光取像，啟動閃光燈模組21進行補光，再加上影像處理器23進行影像最佳化處理，來進一步提升影像鏡組所產生的影像品質。使用者介面24可採用觸控螢幕或實體拍攝按鈕，配合影像軟體處理器25的多樣化功能進行影像拍攝以及影像處理。經由影像軟體處理器25處理後的影像可顯示於使用者介面24。
具體來說，影像處理器23包含一傅立葉轉換模組23a，且傅立葉轉換模組23a電性連接於電子感光元件13。此外，請參照圖23，係繪示依照本新型之一實施例中經設置波前編碼元件的成像流程示意圖。設置有波前編碼元件的影像鏡組其光學成像路徑具有點擴散函數(Point Spread Function，PSF)。在成像過程中，通過影像鏡組的成像光係透過點擴散函數而成像於電子感光元件13，電子感光元件13所擷取到的光學資訊會傳送到電性連接於電子感光元件13的影像處理器23，影像處理器23中的傅立葉轉換模組23a藉由傅立葉轉換將光學資訊轉換成頻域中的影像、雜訊以及點擴散函數的數據，影像處理器23將雜訊去除後，傅立葉轉換模組23a藉由傅立葉反轉換將剩下的頻域中的影像與點擴散函數的數據反轉換成經處理之光學資訊，最後影像處理器23將經處理之光學資訊藉由解卷積轉換成影像。因為已去除過雜訊，所以最後轉換回來的影像即為清晰的影像。請參照圖24A與圖24B，圖24A係繪示習知技術中未設置波前編碼元件的成像效果示意圖，圖24B係繪示依照本新型之一實施例中經設置波前編碼元件(圖24B左方)與經設置波前編碼元件以及經影像處理器之傅立葉轉換與解卷積等處理(圖24B右方)的成像效果對照示意圖，三者皆為相同被攝物於物距15公釐的拍攝情境。可從圖24A與圖24B中看出未設置有波前編碼元件(圖24A)的影像解析度較差，經過設置波前編碼元件(圖24B左方)的影像可改善其影像品質，而經過設置波前編碼元件以及經過影像處理器透過前述傅立葉轉換與解卷積等處理(圖24B右方)的影像最為清晰。
＜第七實施例＞
請參照圖17，係繪示依照本新型第七實施例的一種智慧型手機之一側的立體示意圖。
在本實施例中，智慧型手機30包含第五實施例之取像裝置10、取像裝置10a以及取像裝置10b以及顯示裝置(未繪示)。圖17中的取像裝置10、取像裝置10a以及取像裝置10b係皆配置於智慧型手機30的同一側而面向同一方向且皆為單焦點。本實施例之取像裝置10、取像裝置10a與取像裝置10b具有相異的視角。其中，在取像裝置10、取像裝置10a與取像裝置10b當中，具有最大的最大視角為取像裝置10，具有最小的最大視角為取像裝置10b，且取像裝置10與取像裝置10b各自的最大視角可相差至少30度。其中，取像裝置10a為一望遠取像裝置，取像裝置10b為一超廣角取像裝置，取像裝置10的視角介於取像裝置10a與取像裝置10b之間。如此一來，智慧型手機30可提供不同的放大倍率，以達到光學變焦的拍攝效果，並且使用者可透過與顯示裝置同一側之使用者介面（未繪示）來手動調整拍攝視角而切換不同的取像裝置10、10a、10b。取像裝置10a可為具有轉折光路配置的望遠取像裝置，且取像裝置10a的轉折光路配置可例如分別具有類似圖25至圖27的結構，可參閱前述對應圖25至圖27之說明，於此不加以贅述。進一步來說，本實施例之取像裝置10更可包含擴充影像訊號處理器37，使取像裝置10與望遠取像裝置10a及廣角取像裝置10b搭配時，可對成像於觸控螢幕上的影像進行變焦功能的操作，以因應多鏡頭的影像處理功能。搭載取像裝置10的智慧型手機30具備多種模式的拍照功能，諸如變焦、望遠、多鏡頭共同攝影、優化自拍、低光源下的高動態範圍(HDR)和高解析4K錄影等。
本新型的取像裝置10並不以應用於智慧型手機為限。取像裝置10更可視需求應用於移動對焦的系統，並兼具優良像差修正與良好成像品質的特色。舉例來說，取像裝置10可多方面應用於三維(3D)影像擷取、數位相機、行動裝置、數位平板、智慧型電視、網路監控設備、行車記錄器、倒車顯影裝置、多鏡頭裝置、辨識系統、體感遊戲機與穿戴式裝置等電子裝置中。前揭智慧型手機僅是示範性地說明本新型的實際運用例子，並非限制本新型之取像裝置的運用範圍。
雖然本新型以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習相像技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本新型之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10、10a、10b:取像裝置
11:成像鏡頭
13:電子感光元件
14:影像穩定模組
20、30:智慧型手機
21:閃光燈模組
23:影像處理器
23a:傅立葉轉換模組
24:使用者介面
25:影像軟體處理器
26:被攝物
37:擴充影像訊號處理器
C:臨界點
IM:成像面
OA1:第一光軸
OA2:第二光軸
OA3:第三光軸
LF:光路轉折元件
LF1:第一光路轉折元件
LF2:第二光路轉折元件
LG:透鏡群
WFCC、WFCC_1、WFCC_2、WFCC_3、WFCC_4:波前編碼元件
WFCCS_1、WFCCS_2、WFCCS_3、WFCCS_4:波前編碼面
AS、100、200、300、400:光圈
101、102、103、201、301、302、401、402:光闌
110、210、310、410:第一透鏡
111、211、311、411:物側表面
112、212、312、412:像側表面
120、220、320、420:第二透鏡
121、221、321、421:物側表面
122、222、322、422:像側表面
130、230、330、430:第三透鏡
131、231、331、431:物側表面
132、232、332、432:像側表面
140、240、340、440:第四透鏡
141、241、341、441:物側表面
142、242、342、442:像側表面
150、250、350、450:第五透鏡
151、251、351、451:物側表面
152、252、352、452:像側表面
160、360、460:第六透鏡
161、361、461:物側表面
162、362、462:像側表面
170、470:第七透鏡
171、471:物側表面
172、472:像側表面
180:第八透鏡
181:物側表面
182:像側表面
190、290、390、490:紅外線濾除濾光元件
195、295、395、495:成像面
199、299、399、499:電子感光元件
ΣCT:影像鏡組中所有透鏡於光軸上的厚度總和
ΔDSag:波前編碼面在光學有效範圍內的對角線方向上彼此相對二點之間平行於光軸的最大距離
CT_WFCC:波前編碼元件於光軸上的厚度
DWS:波前編碼元件與光圈之間於光軸上的間隔距離
EPD:影像鏡組的入瞳孔徑
f:影像鏡組的焦距
Fno:影像鏡組的光圈值
ImgH:影像鏡組的最大成像高度(影像鏡組對應於電子感光元件感測區對角線方向上成像位置與光軸間的最大距離)
ImgHX:影像鏡組對應於電子感光元件感測區長邊方向上成像位置與光軸間的最大距離
ImgHY:影像鏡組對應於電子感光元件感測區短邊方向上成像位置與光軸間的最大距離
2_ImgHX:電子感光元件感測區的長邊尺寸(電子感光元件感測區長邊方向上成像位置與光軸間最大距離的兩倍)
2_ImgHY:電子感光元件感測區的短邊尺寸(電子感光元件感測區短邊方向上成像位置與光軸間最大距離的兩倍)
N1:第一透鏡的折射率
N2:第二透鏡的折射率
N3:第三透鏡的折射率
N4:第四透鏡的折射率
N5:第五透鏡的折射率
N6:第六透鏡的折射率
N7:第七透鏡的折射率
N8:第八透鏡的折射率
Ni:透鏡的折射率
RL:最後透鏡像側表面的曲率半徑
Td:第一透鏡物側表面至最後透鏡像側表面於光軸上的距離
TL:第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離
V1:第一透鏡的阿貝數
V2:第二透鏡的阿貝數
V3:第三透鏡的阿貝數
V4:第四透鏡的阿貝數
V5:第五透鏡的阿貝數
V6:第六透鏡的阿貝數
V7:第七透鏡的阿貝數
V8:第八透鏡的阿貝數
Vi:透鏡的阿貝數
Y11:第一透鏡物側表面的最大有效半徑
X:X軸方向
Y:Y軸方向
Z:Z軸方向
D:對應於電子感光元件感測區的對角線方向
圖1繪示依照本新型第一實施例的取像裝置示意圖。
圖2由左至右依序為採用XY多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第一實施例的球差以及像散曲線圖。
圖3由左至右依序為採用澤爾尼克多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第一實施例的球差以及像散曲線圖。
圖4繪示依照本新型第二實施例的取像裝置示意圖。
圖5由左至右依序為採用XY多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第二實施例的球差以及像散曲線圖。
圖6由左至右依序為採用澤爾尼克多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第二實施例的球差以及像散曲線圖。
圖7繪示依照本新型第三實施例的取像裝置示意圖。
圖8由左至右依序為採用XY多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第三實施例的球差以及像散曲線圖。
圖9由左至右依序為採用澤爾尼克多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第三實施例的球差以及像散曲線圖。
圖10繪示依照本新型第四實施例的取像裝置示意圖。
圖11由左至右依序為採用XY多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第四實施例的球差以及像散曲線圖。
圖12由左至右依序為採用澤爾尼克多項次陳述之自由曲面之波前編碼面的第四實施例的球差以及像散曲線圖。
圖13繪示依照本新型第五實施例的一種取像裝置的立體示意圖。
圖14繪示依照本新型第六實施例的一種智慧型手機之一側的立體示意圖。
圖15繪示圖14之智慧型手機之另一側的立體示意圖。
圖16繪示圖14之智慧型手機的系統方塊圖。
圖17繪示依照本新型第七實施例的一種智慧型手機之一側的立體示意圖。
圖18繪示依照本新型第一實施例中參數Y11以及部分透鏡之臨界點的示意圖。
圖19繪示依照本新型之一實施例中電子感光元件感測區的成像區域與參數ImgHX、ImgHY以及ImgH的示意圖。
圖20繪示依照本新型之一實施例中波前編碼元件於波前編碼面的正視示意圖。
圖21繪示依照本新型之一實施例中參數ΔDSag與波前編碼元件在對角線方向上的側視示意圖。
圖22A繪示習知技術中未設置波前編碼元件的成像路徑示意圖。
圖22B繪示依照本新型之一實施例中經設置波前編碼元件的成像路徑示意圖。
圖23繪示依照本新型之一實施例中經設置波前編碼元件的成像流程示意圖。
圖24A繪示習知技術中未設置波前編碼元件的成像效果示意圖。
圖24B繪示依照本新型之一實施例中經設置波前編碼元件的成像效果示意圖。
圖25繪示依照本新型的光路轉折元件在影像鏡組中的一種配置關係示意圖。
圖26繪示依照本新型的光路轉折元件在影像鏡組中的另一種配置關係示意圖。
圖27繪示依照本新型的二個光路轉折元件在影像鏡組中的一種配置關係示意圖。
WFCC_1:波前編碼元件
WFCCS_1:波前編碼面
100:光圈
101:光闌
102:光闌
103:光闌
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
131:物側表面
132:像側表面
140:第四透鏡
141:物側表面
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
170:第七透鏡
171:物側表面
172:像側表面
180:第八透鏡
181:物側表面
182:像側表面
190:紅外線濾除濾光元件
195:成像面
199:電子感光元件
Claims (30)
- 一種影像鏡組，包含一波前編碼元件、一光圈以及多片透鏡，該波前編碼元件與該光圈皆設置於該些透鏡之一側，該波前編碼元件與該光圈之間無透鏡，該些透鏡分別具有朝向一被攝物的一物側表面與朝向一成像面的一像側表面，且該些透鏡包含最靠近該被攝物的一第一透鏡以及最靠近該成像面的一最後透鏡； 其中，該些透鏡的總數為至少四片，至少一半數量的該些透鏡為塑膠材質，且該些透鏡中至少一透鏡表面具有至少一臨界點； 其中，該第一透鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TL，該影像鏡組的最大成像高度為ImgH，該第一透鏡物側表面至該最後透鏡像側表面於光軸上的距離為Td，該影像鏡組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件： TL/ImgH ＜ 3.0；以及 Td/EPD ＜ 6.0。
- 如請求項1所述之影像鏡組，其中該些透鏡的總數為五片。
- 如請求項1所述之影像鏡組，其中該些透鏡的總數為六片。
- 如請求項1所述之影像鏡組，其中該些透鏡的總數為七片。
- 如請求項1所述之影像鏡組，其中該些透鏡的總數為八片。
- 如請求項1至5之其中任一項所述之影像鏡組，其中該最後透鏡像側表面於近光軸處為凹面且為非球面，該最後透鏡像側表面於離軸處具有至少一凸臨界點。
- 如請求項1至5之其中任一項所述之影像鏡組，其中該最後透鏡像側表面的曲率半徑為RL，該影像鏡組的焦距為f，其滿足下列條件： 0.15 ＜ RL/f ＜ 0.75。
- 如請求項1至5之其中任一項所述之影像鏡組，其中該影像鏡組中所有透鏡於光軸上的厚度總和為ΣCT，該第一透鏡物側表面至該最後透鏡像側表面於光軸上的距離為Td，其滿足下列條件： 0.5 ＜ ΣCT/Td ＜ 0.95。
- 如請求項1所述之影像鏡組，其中一透鏡的阿貝數為Vi，該透鏡的折射率為Ni，該影像鏡組中至少一片透鏡滿足下列條件： 8.0 ＜ Vi/Ni ＜ 12.0。
- 如請求項1所述之影像鏡組，其中該第一透鏡物側表面的最大有效半徑為Y11，該影像鏡組的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件： Y11/ImgH ＜ 1.0。
- 如請求項10所述之影像鏡組，其中該第一透鏡物側表面的最大有效半徑為Y11，該影像鏡組的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件： Y11/ImgH ＜ 0.50。
- 如請求項1所述之影像鏡組，其中該第一透鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TL，該影像鏡組的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件： TL/ImgH ＜ 1.4。
- 如請求項1所述之影像鏡組，其中該第一透鏡物側表面至該最後透鏡像側表面於光軸上的距離為Td，該影像鏡組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件： Td/EPD ＜ 3.0。
- 如請求項1所述之影像鏡組，其中該波前編碼元件具有一波前編碼面，且該波前編碼面呈非軸對稱的形狀； 其中，該波前編碼元件於光軸上的厚度為CT_WFCC，其滿足下列條件： CT_WFCC ＜ 0.50 [公釐]。
- 如請求項14所述之影像鏡組，其中該波前編碼面為XY多項次陳述之自由曲面。
- 如請求項14所述之影像鏡組，其中該波前編碼面為澤爾尼克多項次陳述之自由曲面。
- 如請求項1所述之影像鏡組，其中該波前編碼元件的光學有效範圍實質上為一矩形。
- 一種智慧型手機，包含： 如請求項1所述之影像鏡組； 一電子感光元件，設置於該影像鏡組的該成像面上；以及 一影像處理器，電性連接於該電子感光元件。
- 如請求項18所述之智慧型手機，其中該影像處理器包含一傅立葉轉換模組，且該傅立葉轉換模組電性連接於該電子感光元件。
- 如請求項19所述之智慧型手機，包含至少三取像裝置，其中該至少三取像裝置包含一第一取像裝置、一第二取像裝置以及一第三取像裝置，該第一取像裝置、該第二取像裝置與該第三取像裝置皆面向該智慧型手機的同一側，該第一取像裝置包含該影像鏡組以及該電子感光元件，該至少三取像裝置中具有最大的最大視角為該第一取像裝置，該至少三取像裝置中具有最小的最大視角為該第三取像裝置，且該第一取像裝置與該第三取像裝置各自的最大視角相差至少30度。
- 一種影像鏡組，包含一波前編碼元件、一光圈以及多片透鏡，該波前編碼元件與該光圈皆設置於該些透鏡之一側，該波前編碼元件與該光圈之間無透鏡，該些透鏡分別具有朝向一被攝物的一物側表面與朝向一成像面的一像側表面，且該些透鏡包含最靠近該被攝物的一第一透鏡以及最靠近該成像面的一最後透鏡； 其中，該波前編碼元件為塑膠材質，該波前編碼元件具有一波前編碼面，且該波前編碼面呈非軸對稱的形狀； 其中，該波前編碼元件於光軸上的厚度為CT_WFCC，該第一透鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TL，該影像鏡組的最大成像高度為ImgH，該第一透鏡物側表面至該最後透鏡像側表面於光軸上的距離為Td，該影像鏡組的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件： CT_WFCC ＜ 0.35 [公釐]； TL/ImgH ＜ 3.0；以及 Td/EPD ＜ 6.0。
- 如請求項21所述之影像鏡組，其中該波前編碼面在光學有效範圍內的對角線方向上彼此相對二點之間平行於光軸的最大距離為|ΔDSag|，其滿足下列條件： 0.5 [微米] ＜ |ΔDSag| ＜ 100 [微米]。
- 如請求項21所述之影像鏡組，其中該波前編碼面為XY多項次陳述之自由曲面。
- 如請求項21所述之影像鏡組，其中該波前編碼面為澤爾尼克多項次陳述之自由曲面。
- 如請求項21所述之影像鏡組，其中該波前編碼元件與該光圈之間於光軸上的間隔距離為DWS，該波前編碼元件於光軸上的厚度為CT_WFCC，其滿足下列條件： DWS/CT_WFCC ＜ 1.0。
- 如請求項21所述之影像鏡組，其中該些透鏡包含五至九片透鏡。
- 如請求項21所述之影像鏡組，其中該波前編碼面朝向該光圈。
- 一種智慧型手機，包含： 如請求項21所述之影像鏡組； 一電子感光元件，設置於該影像鏡組的該成像面上；以及 一影像處理器，電性連接於該電子感光元件。
- 如請求項28所述之智慧型手機，其中該影像處理器包含一傅立葉轉換模組，且該傅立葉轉換模組電性連接於該電子感光元件。
- 如請求項29所述之智慧型手機，包含至少三取像裝置，其中該至少三取像裝置包含一第一取像裝置、一第二取像裝置以及一第三取像裝置，該第一取像裝置、該第二取像裝置與該第三取像裝置皆面向該智慧型手機的同一側，該第一取像裝置包含該影像鏡組以及該電子感光元件，該至少三取像裝置中具有最大的最大視角為該第一取像裝置，該至少三取像裝置中具有最小的最大視角為該第三取像裝置，且該第一取像裝置與該第三取像裝置各自的最大視角相差至少30度。
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