专利名称：影像拾取镜组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种影像拾取镜组；特别涉及一种由五个透镜构成的、以高分辨率使用为目的的影像拾取镜组，应用于电子产品上。
背景技术：
在数位相机(DigitalStill Camera)、行动电话镜头(Mobile Phone Camera)等小型电子设备上常装设有影像拾取镜组，用来对物体进行摄像，影像拾取镜组发展的主要趋势为朝向小型化、低成本，但同时也希望能达到具有良好的像差修正能力，具高分辨率、高成像质量的影像拾取镜组。应用于小型电子产品的影像拾取镜组，现有技术中有二镜片式、三镜片式、四镜片式及五镜片式以上的不同设计。然而以成像质量考虑，四镜片式及五镜片式影像拾取镜组 在像差修正、光学传递函数MTF (Modulation Transfer Function)的性能上较具优势。其中，又以五镜片式相较四镜片式的分辨率更高，适用于高质量、高像素(Pixel)要求的电子
女口
广叩o在各种小型化的五镜片式固定焦距的影像拾取镜组设计中，现有技术中是以不同的正屈光度或负屈光度组合，或是采用二组迭合(cemented doublet)的透镜，以缩短光学系统的全长，又或是使用屈折力相异的第四透镜与第五透镜，以构成光学系统。如美国公开号US2004/0196571、US2003/0117722是采用一组迭合的透镜，以缩短光学系统的全长。但是，上述现有技术中影像拾取镜组的全长往往过长以致于不适合小型电子设备使用。在小型数位相机、网络相机、行动电话镜头等产品中，其影像拾取镜组要求小型化、焦距短、像差调整良好。在五镜片式的各种不同设计的固定焦距影像拾取镜组中，且具有反曲点的第四透镜或第五透镜，如美国专利US7，826，151、US2010/0254029、US2010/0253829等分别使用具有反曲点的第四透镜与第五透镜以朝向更短的影像拾取镜组全长为设计。这些现有技术中，主要采用具有反曲点的第五透镜以修正像差或成像畸变，但因第五透镜曲率变化过大，不利于制造；且在这些现有技术中，主要采用较强屈折力的第四透镜，以缩短影像拾取镜组的全长，导致第五透镜的像差难以修正以达到需求。为此，本发明提出更实用性的设计，在缩短影像拾取镜组的同时，利用五个透镜的屈折力、凸面与凹面的组合，及使第四透镜与第五透镜使用相同的负屈折力，或使第四透镜为较弱的正屈折力，以此提高成像质量，可应用于高分辨率需求的小型电子产品上。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种影像拾取镜组，沿着光轴排列由物侧至像侧依次包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；其中，第一透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面；第二透镜具有负屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；第三透镜具有正屈折力，其像侧光学面为凸面；第四透镜具有屈折力，其物侧光学面及像侧光学面皆为非球面；第五透镜具有屈折力，其物侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面皆为非球面，并满足下列关系式0. 7 < f/fi < 2. 5(I)-2. 5 < f/f2 < -0. 7(2)0. 8 < f/f3 < 2. 5(3)0. I < (R5+R6) / (R5-R6) < I. 5 (4)其中，f为影像拾取镜组的焦距，f:为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，R5为第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R6为第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径。另一方面，本发明提供一种影像拾取镜组，如前所述，可另设有一光圈，其中，第五透镜可具有负屈折力，其像侧光学面可为凸面，除满足式(I)、式(2)、式(3)及式(4)外，并 进一步满足下列关系式之一或其组合0. 05 < (R3-R4) / (R3+R4) < 0. 8 (5)-0. 7 < f/f4 < 0. 5(6)0. 5 < Sd/Td < 0. 8(7)-0. 2 < R1ZR2 < 0. 2(8)0. 3 < T34/T45 < I. 3(9)进一步地，I.3 < f/f3 < I. 9 (10)-0. 7 < R9/f < -0. 3 (11)其中，R1为第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R2为第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R3为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R4为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R9为第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，f为影像拾取镜组的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，T34为第三透镜的像侧光学面至第四透镜的物侧光学面在光轴上的距离，T45为第四透镜的像侧光学面至第五透镜的物侧光学面在光轴上的距离，Td为在光轴上由第一透镜的物侧光学面至第五透镜的像侧光学面的距离，Sd为在光轴上光圈至第五透镜的像侧光学面的距离。再一方面，本发明提供一种影像拾取镜组，进一步可设置一成像面，沿着光轴排列由物侧至像侧依次包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；其中，第一透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面；第二透镜具有负屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；第三透镜具有正屈折力，其像侧光学面为凸面；第四透镜具有屈折力，其物侧光学面可为凸面、其像侧光学面可为凹面，其物侧光学面及像侧光学面皆为非球面；第五透镜可具有负屈折力，其物侧光学面为凹面、其像侧光学面可为凸面，其物侧光学面及像侧光学面皆为非球面；除满足式(I)、式(2)、式(3)、式(4)及式(5)外，并进一步满足下列关系式之一或其组合-0. 4 < VR2 < 0. 4(12)25 < V1-V2 < 42(13)进一步地，0.2 < (R3_R4)/(R3+R4) < 0. 5 (14)25 < V3-V4 <42(15)-0. 4 < f/f4 < 0. 2(16)0. 13 < BFL/TTL < 0. 25(17)
其中，R1为第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R2为第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R3为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R4为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，f 为影像拾取镜组的焦距，f4为第四透镜的焦距，V1为第一透镜的色散系数，V2为第二透镜的色散系数，V3为第三透镜的色散系数，V4为第四透镜的色散系数，BFL为在光轴上第五透镜的像侧光学面至成像面的距离，TTL为在光轴上第一透镜的物侧光学面至成像面的距离。本发明另一个主要目的为提供一种影像拾取镜组，沿着光轴排列由物侧至像侧依次包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；其中，第一透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面；第二透镜具有负屈折力，其物侧光学面为凸面、像侧光学面为凹面；第三透镜具有屈折力，其像侧光学面为凸面；第四透镜具有屈折力，其物侧光学面及像侧光学面皆为非球面；第五透镜具有屈折力，其物侧光学面为凹面、其像侧光学面为凸面，其物侧光学面及像侧光学面皆为非球面，并满足下列关系式0. 7 < f/fi < 2. 5(I) -0. 7 < f/f4 < 0. 5(6)其中，f为影像拾取镜组的焦距，f:为第一透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距。另一方面，本发明提供一种影像拾取镜组，如前所述，除满足式(I)及式(6)外，并进一步满足下列关系式之一或其组合-0. 4 < R1A2 < 0. 4(12)0. I < (R5+R6) / (R5-R6) < I. 5 (4)-0. 7 < R9/f < -0. 3(11)其中，R1为第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R2为第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R5为第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R6为第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R9为第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，f为影像拾取镜组的焦距。再一方面，本发明提供一种影像拾取镜组，如前所述，进一步可设置一光圈，其中，第三透镜可具有正屈折力；第四透镜的物侧光学面可为凸面、其像侧光学面可为凹面，第五透镜可具有负屈折力；除满足式(I)、式(6)及式(12)外，并进一步满足下列关系式之一或其组合-2. 5 < f/f2 < -0. 7(2) 0. 5 < Sd/Td < 0. 8(7)0. 2 < (R3-R4) / (R3+R4) <0.5 (14)I. 3 < f/f3 < I. 9(10)其中，R3为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R4为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，f为影像拾取镜组的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，Td为在光轴上由第一透镜的物侧光学面至第五透镜的像侧光学面的距离，Sd为在光轴上光圈至第五透镜的像侧光学面的距离。
本发明通过上述的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜，在光轴上以适当的间距组合配置，可在较大的场视角下，具有良好的像差修正与具有优势的光学传递函数 MTF (Modulation Transfer Function)。
本发明的影像拾取镜组中，第一透镜具正屈折力，提供第一透镜与第二透镜组合所需的部分屈折力，有助于缩短第一透镜与第二透镜组合的总长度；第五透镜具负屈折力，可有效对具正屈折力的透镜所产生的像差做补正，修正系统的佩兹伐和数(Petzval Sum),使周边像面变得更平，且同时有利于修正系统的色差；第三透镜采用正屈折力的透镜，可有效对第一透镜与第二透镜所产生的像差做补正，使整体影像拾取镜组像差与畸变能符合高分辨率的要求。又，本发明的影像拾取镜组中，可设置一光圈，所述光圈可设置在第二透镜与第三透镜之间，用以阻挡第一透镜与第二透镜在透镜周边较大的视 场畸变影像，以提高成像质量。本发明的影像拾取镜组中，采用正屈折力的第四透镜与负屈折力的第五透镜搭配，可缩短后焦长，使本发明影像拾取镜组的总长较短；若采用负屈折力的第四透镜与负屈折力的第五透镜搭配，则可利于像差的修正功能。
图IA是本发明实施例一的影像拾取镜组示意图；图IB是本发明实施例一的像差曲线图；图2A是本发明实施例二的影像拾取镜组示意图；图2B是本发明实施例二的像差曲线图；图3A是本发明实施例三的影像拾取镜组示意图；图3B是本发明实施例三的像差曲线图；图4A是本发明实施例四的影像拾取镜组示意图；图4B是本发明实施例四的像差曲线图；图5A是本发明实施例五的影像拾取镜组示意图；图5B是本发明实施例五的像差曲线图；图6A是本发明实施例六的影像拾取镜组示意图；图6B是本发明实施例六的像差曲线图；图7A是本发明实施例七的影像拾取镜组示意图；以及图7B是本发明实施例七的像差曲线图。附图标号说明100、200、300、400、500、600、700 :光圈；110、210、310、410、510、610、710 :第一透镜；111、211、311、411、511、611、711 :第一透镜的物侧光学面；112、212、312、412、512、612、712 :第一透镜的像侧光学面；120、220、320、420、520、620、720 :第二透镜；121、221、321、421、521、621、721 :第二透镜的物侧光学面；122、222、322、422、522、622、722 :第二透镜的像侧光学面；130、230、330、430、530、630、730 :第三透镜；131、231、331、431、531、631、731 :第三透镜的物侧光学面；132、232、332、432、532、632、732 :第三透镜的像侧光学面；
140、240、340、440、540、640、740 :第四透镜；141、241、341、441、541、641、741 :第四透镜的物侧光学面；142、242、342、442、542、642、742 :第四透镜的像侧光学面；150,250,350,450,550,650,750 :第五透镜；151、251、351、451、551、651、751 :第五透镜的物侧光学面；152、252、352、452、552、652、752 :第五透镜的像侧光学面；160、260、360、460、560、660、760 :红外线滤除滤光片；
170、270、370、470、570、670、770 :成像面；180、280、380、480、580、680、780 :影像感测组件；f :影像拾取镜组的焦距；f::第一透镜的焦距；f2 :第二透镜的焦距；f3 :第三透镜的焦距；f4:第四透镜的焦距；R1 :第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径；R2 :第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径；R3 :第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径；R4 :第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径；R5 :第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径；R6 :第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径；R9 :第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径；T34 :第三透镜的像侧光学面至第四透镜的物侧光学面在光轴上的距离；T45 :第四透镜的像侧光学面至第五透镜的物侧光学面在光轴上的距离；V1 :第一透镜的色散系数；V2 :第二透镜的色散系数；V3 :第三透镜的色散系数；V4 :第四透镜的色散系数；Sd :在光轴上光圈至第五透镜的像侧光学面的距离；Td :在光轴上由第一透镜的物侧光学面至第五透镜的像侧光学面的距离；BFL :在光轴上第五透镜的像侧光学面至成像面的距离；TTL :光轴上第一透镜的物侧光学面至成像面的距离；Fno:光圈值；以及HFOV :最大场视角的一半。
具体实施例方式本发明提供一种影像拾取镜组，请参阅图1A，影像拾取镜组沿着光轴排列由物侧至像侧依次包含第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150 ;其中，第一透镜110具有正屈折力，其物侧光学面111为凸面；第二透镜120具负屈折力，其物侧光学面121为凸面、其像侧光学面122为凹面；第三透镜130具正屈折力，其像侧光学面132为凸面；第四透镜140具屈折力，其物侧光学面141及像侧光学面142皆为非球面；第五透镜150具屈折力，其物侧光学面151为凹面，其物侧光学面151及像侧光学面152皆为非球面；影像拾取镜组还包含一光圈100与一红外线滤除滤光片160，光圈100可设置在第二透镜120与第三透镜130之间，为中置光圈；红外线滤除滤光片160设置在第五透镜150与成像面170之间，通常为平板光学材料制成，不影响本发明影像拾取镜组的焦距；影像拾取镜组还可包含一影像感测组件180，设置在成像面170上，可将被摄物成像。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150的非球面光学面，其非球面的方程式(Aspherical Surface Formula)如式(18)所不
权利要求
1.一种影像拾取镜组，其特征在于，沿着光轴排列由物侧至像侧依次包含 一具正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面； 一具负屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面； 一具正屈折力的第三透镜，其像侧光学面为凸面； 一具屈折力的第四透镜，其物侧光学面与像侧光学面皆为非球面；以及 一具屈折力的第五透镜，其物侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面皆非球面； 其中，所述影像拾取镜组的焦距为f，所述第一透镜的焦距为，所述第二透镜的焦距 为f2，所述第三透镜的焦距为f3，所述第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R5，所述第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R6，系满足下列关系式 0. 7 < f/fi < 2. 5 ；-2. 5 < f/f2 < -0. 7 ； 0. 8 < f/f3 < 2. 5 ； 0. I < (R5+R6) / (R5-R6)〈 I. 5。
2.如权利要求I所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第五透镜具有负屈折力。
3.如权利要求2所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R4，满足下列关系式0. 05〈 (R3_R4) / (R3+R4) < 0. 8。
4.如权利要求3所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的影像拾取镜组的焦距为f，所述第四透镜的焦距为f4，进一步地满足下列关系式-0. 7 < f/f4 < 0. 50
5.如权利要求4所述的影像拾取镜组，其特征在于，还包含一光圈，其中，在光轴上由所述第一透镜的物侧光学面至所述第五透镜的像侧光学面的距离为Td，在光轴上由所述光圈至所述第五透镜的像侧光学面的距离为Sd，满足下列关系式 0. 5 < Sd/Td < 0. 8。
6.如权利要求5所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R1，所述第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R2，满足下列关系式_0. 2〈 R1/R2 < 0. 2。
7.如权利要求5所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第五透镜的像侧光学面为凸面，在光轴上所述第三透镜的像侧光学面至所述第四透镜的物侧光学面的距离为T34，在光轴上所述第四透镜的像侧光学面至所述第五透镜的物侧光学面的距离为T45，满足下列关系式 0.3 < T34/T45 < I. 3。
8.如权利要求7所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的影像拾取镜组的焦距为f，所述第三透镜的焦距为f3，进一步满足下列关系式1.3 < f/f3 < I. 9。
9.如权利要求7所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的影像拾取镜组的焦距为f，所述第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R9，满足下列关系式_0. 7〈 R9/f〈 ~0. 3。
10.如权利要求3所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R1，所述第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R2，满足下列关系式_0. 4〈 R1/R2 < 0. 4。
11.如权利要求10所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第一透镜的色散系数为V1，所述第二透镜的色散系数为V2，满足下列关系式25 < V1-V2 < 42。
12.如权利要求11所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R4，进一步满足下列关系式0. 2 < (R3_R4) / (R3+R4) < 0. 5。
13.如权利要求11所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第四透镜的物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；所述第五透镜的像侧光学面为凸面；所述第三透镜的色散系数为V3，所述第四透镜的色散系数为V4，满足下列关系式25 < V3-V4 < 42。
14.如权利要求10所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的影像拾取镜组的焦距为f，所述第四透镜的焦距为f4，满足下列关系式-0. 4 < f/f4 < 0. 2。
15.如权利要求10所述的影像拾取镜组，其特征在于，还包含一成像面，其中，在光轴上所述第五透镜的像侧光学面至所述成像面的距离为BFL，在光轴上所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面的距离为TTL，满足下列关系式0. 13 < BFL/TTL < 0. 25。
16.一种影像拾取镜组，其特征在于，沿着光轴排列由物侧至像侧依次包含 一具正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面； 一具负屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面； 一具屈折力的第三透镜，其像侧光学面为凸面； 一具屈折力的第四透镜，其物侧光学面与像侧光学面皆为非球面；以及一具屈折力的第五透镜，其物侧光学面为凹面、其像侧光学面为凸面，其物侧光学面及像侧光学面皆为非球面； 其中，所述影像拾取镜组的焦距为f，所述第一透镜的焦距为，所述第四透镜的焦距为f4，满足下列关系式0. 7 < f/fi < 2. 5-0. 7 < f/f4 < 0. 50
17.如权利要求16所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R1，所述第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R2，满足下列关系式_0. 4〈 R1/R2 < 0. 4。
18.如权利要求17所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第三透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R5，所述第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R6，满足下列关系式 .0. I < (R5+R6) / (R5-R6)〈 I. 5。
19.如权利要求17所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的影像拾取镜组的焦距为f，所述第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R9，满足下列关系式_0. 7〈 R9/f〈 ~0. 3。
20.如权利要求17所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第五透镜具有负屈折力。
21.如权利要求20所述的影像拾取镜组，其特征在于，还包含一光圈，其中，在光轴上由所述第一透镜的物侧光学面至所述第五透镜的像侧光学面的距离为Td，在光轴上由所述光圈至所述第五透镜的像侧光学面的距离为Sd，满足下列关系式 .0. 5 < Sd/Td < 0. 8。
22.如权利要求21所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R4，满足下列关系式. 0.2 < (R3_R4) / (R3+R4) < 0. 5。
23.如权利要求21所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的影像拾取镜组的焦距为f，所述第三透镜的焦距为f3，满足下列关系式 . 1.3 < f/f3 < I. 9。
24.如权利要求20所述的影像拾取镜组，其特征在于，所述的第三透镜具有正屈折力；所述第四透镜的物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；所述影像拾取镜组的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，满足下列关系式~2. 5 < f/f2 < _0. 7。
全文摘要
一种影像拾取镜组，其沿着光轴排列由物侧至像侧依次包含一具正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面；一具负屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、像侧光学面为凹面；一具正屈折力的第三透镜，其像侧光学面为凸面；一具屈折力的第四透镜，其两侧光学面皆为非球面；以及一具屈折力的第五透镜，其物侧光学面为凹面，其两侧光学面皆为非球面；以及一光圈与一设置于成像面处的影像感测组件，以供被摄物成像；所述影像拾取镜组满足特定的条件。因此，本发明所述的影像拾取镜组，除具有良好的像差修正功能外，并可减小影像拾取镜组总长，以应用于高分辨率需求的相机、手机相机等小型电子设备。
文档编号G02B1/04GK102736215SQ20111021326
公开日2012年10月17日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年4月8日
发明者黄歆璇 申请人:大立光电股份有限公司