专利名称：摄影系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种摄影系统，且特别是有关于一种应用于电子产品上的小型化摄影系统。
背景技术：
近年来，随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起，小型化摄影系统的需求日渐提高。一般摄影系统的感光组件不外乎是感光稱合组件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体组件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor, CMOSSensor)两种，且随着半导体制程技术的精进，使得感光组件的像素尺寸缩小，小型化摄影系统逐渐往高像素领域发展，因此，对成像品质的要求也日益增加。传统搭载于可携式电子产品上的小型化摄影系统，如美国专利第7，969，664号所示，多采用四片式透镜结构为主，但由于智慧型手机(Smart Phone)与PDA(PersonalDigital Assistant)等高规格行动装置的盛行，带动小型化摄影系统在像素与成像品质上的迅速攀升，已知的四片式透镜组将无法满足更高阶的摄影系统。目前虽有进一步发展五片式透镜摄影系统，如美国专利第8，000, 030,8, 000, 031号所揭示，为具有五片镜片的摄影系统，虽可提升成像品质与解析力，但其第四透镜像侧面为凹面，会使得第四片透镜与第五片透镜外径增佳，且总长也会较长，对于电子产品的小型、轻薄化会造成限制，所以极需要一种同时兼具成像品质佳且可维持系统小型化的摄影系统。
发明内容
本发明是在提供一种摄影系统，其中的透镜具有适当物侧表面与像侧表面的曲率半径，可使透镜的正屈折力适宜，有利于减少系统敏感度。本发明的一方面是提供一种摄影系统，由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜具有正屈折力，物侧表面为凸面。第二透镜具有负屈折力。第三透镜具有正屈折力且为塑胶材质，其物侧表面及像侧表面皆为凸面且皆为非球面。第四透镜具有负屈折力且为塑胶材质，其物侧表面为凹面、像侧表面为凸面，且皆为非球面。第五透镜具有屈折力且为塑胶材质，其像侧表面为凹面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面，其中第五透镜的至少一表面具有至少一反曲点。第三透镜的物侧表面曲率半径为R5、像侧表面曲率半径为R6，第一透镜的物侧表面至第五透镜的像侧表面于光轴上的距离为Td，第五透镜于光轴上的厚度为CT5，其满足下列条件:-4.5 < R5/R6 < -1.0 ；以及2.0 < Td/CT5 < 4.4。本发明的另一方面是提供一种摄影系统，由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜具有正屈折力，物侧表面为凸面。第二透镜具有负屈折力。第三透镜具有正屈折力且为塑胶材质，其物侧表面及像侧表面皆为凸面且皆为非球面。第四透镜具有负屈折力且为塑胶材质，其物侧表面为凹面、像侧表面为凸面，且皆为非球面。第五透镜具有屈折力且为塑胶材质，其像侧表面为凹面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面，其中第五透镜的至少一表面具有至少一反曲点。第三透镜的物侧表面曲率半径为R5、像侧表面曲率半径为R6，第三透镜的色散系数为V3，第四透镜的色散系数为V4,其满足下列条件:-5.5 < R5/R6 < 0.0 ；以及30<V3_V4<45。当R5/R6满足上述关系式时，适当调整第三透镜物侧表面与像侧表面的曲率半径，可使第三透镜的正屈折力适宜，有利于减少系统敏感度。当Td/CT5满足上述关系式时，调整第一透镜物侧表面至第五透镜像侧表面于光轴上的距离与第五透镜厚度的比例，有利于镜片制作成型与组装，使生产合格率提高，进一步调整适当总长，有助于维持摄影系统的小型化。当V3-V4满足上述关系式时，有助于修正摄影系统色差的修正。
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下:图1绘示依照本发明第一实施例的一种摄影系统的示意`
图2由左至右依序为第一实施例的摄影系统的球差、像散及歪曲曲线图；图3绘示依照本发明第二实施例的一种摄影系统的示意图；图4由左至右依序为第二实施例的摄影系统的球差、像散及歪曲曲线图；图5绘示依照本发明第三实施例的一种摄影系统的示意图；图6由左至右依序为第三实施例的摄影系统的球差、像散及歪曲曲线图；图7绘示依照本发明第四实施例的一种摄影系统的示意图；图8由左至右依序为第四实施例的摄影系统的球差、像散及歪曲曲线图；图9绘示依照本发明第五实施例的一种摄影系统的示意图；图10由左至右依序为第五实施例的摄影系统的球差、像散及歪曲曲线图；图11绘示依照本发明第六实施例的一种摄影系统的示意图；图12由左至右依序为第六实施例的摄影系统的球差、像散及歪曲曲线图；图13绘示依照本发明第七实施例的一种摄影系统的示意图；图14由左至右依序为第七实施例的摄影系统的球差、像散及歪曲曲线图；图15绘示依照本发明第八实施例的一种摄影系统的示意图；图16由左至右依序为第八实施例的摄影系统的球差、像散及歪曲曲线图；图17绘示依照本发明第九实施例的一种摄影系统的示意图；图18由左至右依序为第九实施例的摄影系统的球差、像散及歪曲曲线图。主要组件符号说明光圈:100、200、300、400、500、600、700、800、900第一透镜:110、210、310、410、510、610、710、810、910物侧表面:111、211、311、411、511、611、711、811、911
像侧表面:112、212、312、412、512、612、712、812、912第二透镜:120、220、320、420、520、620、720、820、920物侧表面:121、221、321、421、521、621、721、821、921像侧表面:122、222、322、422、522、622、722、822、922第三透镜:130、230、330、430、530、630、730、830、930物侧表面:131、231、331、431、531、631、731、831、931像侧表面:132、232、332、432、532、632、732、832、932第四透镜:140、240、340、440、540、640、740、840、940物侧表面:141、241、341、441、541、641、741、841、941像侧表面:142、242、342、442、542、642、742、842、942第五透镜:150、250、350、450、550、650、750、850、950物侧表面:151、251、351、451、551、651、751、851、951像侧表面:152、252、352、452、552、652、752、852、952成像面:160、260、360、460、560、660、760、860、960红外线滤除滤光片:170、270、370、470、570、670、770、870、970f:摄影系统的焦距Fno:摄影系统的光圈值HFOV:摄影系统中最大视角的一半V3:第三透镜的色散系数V4:第四透镜的色散系数CT4:第四透镜于光轴上的厚度CT5:第五透镜于光轴上的厚度Rl:第一透镜的物侧表面曲率半径R2:第一透镜的像侧表面曲率半径R5:第三透镜的物侧表面曲率半径R6:第三透镜的像侧表面曲率半径R7:第四透镜的物侧表面曲率半径f3:第三透镜的焦距f4:第四透镜的焦距f5:第五透镜的焦距Td:第一透镜的物侧表面至第五透镜的像侧表面于光轴上的距离TTL:第一透镜的物侧表面至成像面于光轴上的距离ImgH:摄影系统的最大像闻
具体实施例方式本发明提供一种摄影系统，由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧表面为凸面，借此可适当调整第一透镜的正屈折力强度，有助于缩短摄影系统的总长度。
第二透镜具有负屈折力，其可有效对于具有正屈折力的第一透镜所产生的像差作补正。第三透镜具有正屈折力，且其物侧表面及像侧表面皆为凸面，可分配第一透镜的屈折力，有助于降低摄影系统的敏感度。第三透镜为塑胶材质，有助于降低摄影系统的制作成成本。第四透镜具有负屈折力，其物侧表面为凹面、像侧表面为凸面，有利于修正摄影系统的像散。第四透镜为塑胶材质，有助于降低摄影系统的制作成本。第五透镜具有屈折力且像侧表面为凹面、物侧表面则可为凸面，可使摄影系统的主点(Principal Point)远离成像面，有利于缩短其光学总长度，维持摄影系统的小型化。进一步，第五透镜物侧表面为凸面，像侧表面为凹面时，更有助于修正系统高阶像差，有助于提升成像品质；第五透镜为塑胶材质，有助于降低摄影系统的制作成本。另外，第五透镜至少一表面具有至少一反曲点，借此可有效地压制离轴视场的光线入射于影像感测组件上的角度，进一步可修正离轴视场的像差。第三透镜的物侧表面曲率半径为R5、像侧表面曲率半径为R6，其满足下列条件:-5.5 < R5/R6 < 0.0 ;借此，适当调整第三透镜物侧面与像侧面的曲率半径，可使第三透镜的正屈折力适宜，有利于减少系统敏感度。另外，摄影系统可进一步满足下列条件:-4.5 < R5/R6 < -1.0。再者，摄影系统更可进一步满足下列条件:_3.5 < R5/R6〈_1.3 ο第一透镜的物侧表面至第五透镜的像侧表面于光轴上的距离为Td，第五透镜于光轴上的厚度为CT5，其满足下列条件:2.0 < Td/CT5 < 4.4。借此，调整第一透镜物侧表面至第五透镜像侧表面于光轴上的距离与第五透镜厚度的比例，有利于镜片制作成型与组装，使生产合格率提高，进一步调整适当总长，有助于维持摄影系统的小型化。第四透镜的物侧表面曲率半径为R7，该摄影系统的焦距为f，其满足下列条件:-0.5 < R7/f < O。借此，调整第四透镜物侧表面的曲率有助于降低摄影系统的佩兹伐和值(Petzval Sum)与像差，进一步可提升摄影系统的解像力。第四透镜于光轴上的厚度为CT4，第五透镜于光轴上的厚度为CT5，其满足下列条件:2.4 < CT5/CT4 < 4.5。借此，第四透镜及第五透镜的厚度调配适当，有利于镜片制作成型与组装，使生产合格率提高，进一步调整适当总长，有助于维持摄影系统的小型化可避免塑胶镜片于射出成型上，因镜片太厚或太薄而造成镜片容易碎裂或成型不良的问题，有助于维持摄影系统的品质稳定性。第三透镜的色散系数为V3,第四透镜的色散系数为V4,其满足下列条件:30<V3-V4<45。借此，可修正摄影系统的色差。摄影系统的焦距为f，第三透镜的焦距为f3，第四透镜的焦距为f4，第五透镜的焦距为f5，其满足下列条件:0.5 < f/f3+|f/f4| + |f/f5| < 1.6ο借此，第三透镜、第四透镜及第五透镜的屈折力有利于修正整体摄影系统的像差与减少敏感度。第一透镜的物侧表面曲率半径为R1、像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件:-3.0 < (R1+R2)/(R1-R2) < -0.7。借此，有助于适当地控制第一透镜的正屈折力，有助于球差(Spherical Aberration)补正。摄影系统包含一影像感测组件设置于成像面，其有效感测区域对角线长的一半为最大像高ImgH，且第一透镜的物侧表面至成像面于光轴上的距离为TTL，其满足下列条件:TTL/ImgH< 1.80。借此，有利于维持摄影系统的小型化，以搭载于轻薄可携式的电子产品上。本发明摄影系统中，透镜的材质可为塑胶或玻璃。当透镜材质为塑胶，可以有效降低生产成本。另当透镜的材质为玻璃，则可以增加摄影系统屈折力配置的自由度。此外，可于透镜表面上设置非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变数，用以消减像差，进而缩减透镜使用的数目，因此可以有效降低本发明摄影系统的总长度。本发明摄影系统中，若透镜表面为凸面，则表示该透镜表面于近轴处为凸面；若透镜表面为凹面，则表示该透镜表面于近轴处为凹面。本发明摄影系统中，可设置有至少一光阑，其位置可设置于第一透镜之前、各透镜之间或最后一透镜之后均可，该光阑的种类如耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(FieldStop)等，用以减少杂散光，有助于提升影像品质。本发明摄影系统中，光圈的配置可为前置光圈或中置光圈，其中前置光圈意即光圈设置于被摄物与第一透镜间，中置光圈则表示光圈设置于第一透镜与成像面间的位置。光圈若为前置光圈，可使摄影系统的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使的具有远心(Telecentric)效果，并可增加影像感测组件的CXD或CMOS接收影像的效率；若为中置光圈，系有助于扩大系统的视场角，使摄影系统具有广角镜头的优势。根据上述实施方式，以下提出具体实施例并配合附图予以详细说明。<第一实施例>请参照图1及图2，其中图1绘示依照本发明第一实施例的一种摄影系统的示意图，图2由左至右依序为第一实施例的摄影系统的球差、像散及歪曲曲线图。由图1可知，第一实施例的摄影系统由物侧至像 侧依序包含光圈100、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、红外线滤除滤光片(IR Filter) 170以及成像面160。第一透镜110为塑胶材质，其具有正屈折力，第一透镜110的物侧表面111为凸面、像侧表面112为凹面，且皆为非球面。第二透镜120为塑胶材质，其具有负屈折力，第二透镜120的物侧表面121为凸面、像侧表面122为凹面，且皆为非球面。第三透镜130为塑胶材质，其具有正屈折力，第三透镜130的物侧表面131及像侧表面132皆为凸面，且皆为非球面。第四透镜140为塑胶材质，其具有负屈折力，第四透镜140的物侧表面141为凹面、像侧表面142为凸面，且皆为非球面。第五透镜150为塑胶材质，其具有负屈折力，第五透镜150的物侧表面151为凸面、像侧表面152为凹面，且皆为非球面，第五透镜150的物侧表面151及像侧表面152皆具有反曲点。红外线滤除滤光片170的材质为玻璃，其设置于第五透镜150与成像面160之间，并不影响摄影系统的焦距。上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下:
权利要求
1.种摄影系统，其特征在于，由物侧至像侧依序包含: 一第一透镜，具有正屈折力，其物侧表面为凸面； 一第二透镜，具有负屈折力； 一第三透镜，具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面及像侧表面皆为凸面且皆为非球面； 一第四透镜，具有负屈折力且为塑胶材质，其物侧表面为凹面、像侧表面为凸面，且皆为非球面；以及 一第五透镜，具有屈折力且为塑胶材质，其像侧表面为凹面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面，其中第五透镜的至少一表面具有至少一反曲点； 其中，该第三透镜的物侧表面曲率半径为R5、像侧表面曲率半径为R6，该第一透镜的物侧表面至该第五透镜的像侧表面于光轴上的距离为Td，该第五透镜于光轴上的厚度为CT5，其满足下列条件:-4.5 < R5/R6 < -1.0 ;以及2.0 < Td/CT5 < 4.4。
2.据权利要求1所述的摄影系统， 其特征在于，该第五透镜的物侧表面为凸面。
3.据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，该第四透镜的物侧表面曲率半径为R7，该摄影系统的焦距为f，其满足下列条件:-0.5 < R7/f < O。
4.据权利要求2所述的摄影系统，其特征在于，该第四透镜于光轴上的厚度为CT4，该第五透镜于光轴上的厚度为CT5，其满足下列条件:2.4 < CT5/CT4 < 4.5。
5.据权利要求2所述的摄影系统，其特征在于，该第三透镜的色散系数为V3，该第四透镜的色散系数为V4，其满足下列条件:30 < V3-V4 < 45。
6.据权利要求2所述的摄影系统，其特征在于，该摄影系统的焦距为f，该第三透镜的焦距为f3，该第四透镜的焦距为f4，该第五透镜的焦距为f5，其满足下列条件:0.5 < f/f3+1 f/f4 I +1 f/f5 < 1.6。
7.据权利要求31所述的摄影系统，其特征在于，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1、像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件:-3.0 < (R1+R2)/(R1-R2) < -0.7。
8.据权利要求3所述的摄影系统，其特征在于，该第三透镜的物侧表面曲率半径为R5、像侧表面曲率半径为R6，其满足下列条件:-3.5 < R5/R6 < -1.3。
9.据权利要求2所述的摄影系统，其特征在于，该摄影系统的最大像高为ImgH，且该第一透镜的物侧表面至该成像面于光轴上的距离为TTL，其满足下列条件:TTL/ImgH < 1.80。
10.种摄影系统，其特征在于，由物侧至像侧依序包含: 一第一透镜，具有正屈折力，其物侧表面为凸面； 一第二透镜，具有负屈折力；一第三透镜，具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面及像侧表面皆为凸面且皆为非球面； 一第四透镜，具有负屈折力且为塑胶材质，其物侧表面为凹面、像侧表面为凸面，且皆为非球面；以及 一第五透镜，具有屈折力且为塑胶材质，其像侧表面为凹面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面，其中第五透镜的至少一表面具有至少一反曲点； 其中，该第三透镜的物侧表面曲率半径为R5、像侧表面曲率半径为R6，该第三透镜的色散系数为V3，该第四透镜的色散系数为V4，其满足下列条件:-5.5 < R5/R6 < 0.0 ;以及.30 < V3-V4 < 45。
11.据权利要求10所述的摄影系统，其特征在于，该第五透镜的物侧表面为凸面。
12.据权利要求10所述的摄影系统，其特征在于，该第四透镜的物侧表面曲率半径为R7，该摄影系统的焦距为f，其满足下列条件:-0.5 < R7/f < O。
13.据权利要求10所述的摄影系统，其特征在于，该第四透镜于光轴上的厚度为CT4，该第五透镜于光轴上的厚度为CT5，其满足下列条件:.2.4 < CT5/CT4 < 4.5。
14.据权利要求10所述的摄影系统，其特征在于，该摄影系统的焦距为f，该第三透镜的焦距为f3，该第四透镜的焦距为f4，该第五透镜的焦距为f5，其满足下列条件:0.5 < f/f3+1 f/f4 I +1 f/f5 < 1.6。
15.据权利要求10所述的摄影系统，其特征在于，该第三透镜的物侧表面曲率半径为R5、像侧表面曲率半径为R6，其满足下列条件:-4.5 < R5/R6 < -1.0。
16.据权利要求15所述的摄影系统，其特征在于，该第三透镜的物侧表面曲率半径为R5、像侧表面曲率半径为R6，其满足下列条件:-3.5 < R5/R6 < -1.3。
17.据权利要求10所述的摄影系统，其特征在于，该摄影系统的最大像高为ImgH，且该第一透镜的物侧表面至该成像面于光轴上的距离为TTL，其满足下列条件:TTL/ImgH < 1.80。
全文摘要
一种摄影系统，由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧表面为凸面。第二透镜具有负屈折力。第三透镜具有正屈折力且为塑胶材质，其物侧表面及像侧表面皆为凸面且皆为非球面。第四透镜具有负屈折力且为塑胶材质，其物侧表面为凹面、像侧表面为凸面，且皆为非球面。第五透镜具有屈折力且为塑胶材质，其像侧表面为凹面，其物侧表面及像侧表面皆为非球面，第五透镜的至少一表面具有至少一反曲点；当第三透镜的物侧表面曲率半径为R5、像侧表面曲率半径为R6，其R5/R6满足特定范围时，可通过调整第三透镜物侧表面与像侧表面的曲率半径，使第三透镜的正屈折力适宜，有利于减少系统敏感度。
文档编号G02B13/00GK103091817SQ20121011072
公开日2013年5月8日 申请日期2012年4月11日 优先权日2011年11月7日
发明者陈俊杉, 汤相岐, 许伯纶, 周明达 申请人:大立光电股份有限公司