成像光学镜片组的制作方法

专利名称：成像光学镜片组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成像光学镜片组，尤其涉及一种应用于可携式电子产品上的小型化成像光学镜片组。
背景技术：
最近几年来，随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起，小型化摄影镜头的需求日渐提高。而一般摄影镜头的感光元件不外乎是感光稱合元件(Charge CoupledDevice, CCD)或互补金属氧化物半导体兀件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor, CMOS Sensor)两种。且由于制造工艺技术的精进,使得感光元件的像素尺寸缩小，小型化摄影镜头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镜头，多采用四片式透镜结构为主，如美国专利第7，365，920号所示，其中第一透镜及第二透镜是以二片玻璃球面镜互相粘合而成为Doublet (双合透镜)，用以消除色差。但此方法有其缺点，其一，过多的玻璃球面镜配置使得系统自由度不足，导致系统的总长度不易缩短；其二，玻璃镜片粘合的制造工艺不易，容易形成制造上的困难。此外，美国专利第7，643，225号揭露了一种四片独立透镜构成的摄影镜头，包含有多个非球面透镜，可有效缩短系统的总长度，且获得不错的成像品质。但由于智慧型手机(SmartPhone)与 PDA(Personal Digital Assistant)等高规格移动装置的盛行，带动了小型化摄影镜头在像素与成像品质上的迅速攀升，现有的四片式透镜组将无法满足更高阶的摄影镜头模块，再加上电子产品不断地往高性能且轻薄化的趋势发展，搭载有高像素、高性能的小型化摄影镜头俨然已成为高阶电子产品发展的重要标的。有鉴于此，急需一种适用于轻薄、可携式电子产品上，成像品质佳且不至于使镜头总长度过长的成像光学镜片组。

发明内容
本发明提供一种成像光学镜片组，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜，其物侧表面为凸面及像侧表面为凹面；一具正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面及像侧表面为凸面；一具负屈折力的第四透镜，其像侧表面为凹面，该第四透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面；及一第五透镜，其像侧表面为凹面，该第五透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面；其中，该成像光学镜片组另设置有一光圈及一电子感光元件供被摄物成像，该光圈设置于被摄物与该第二透镜之间，该电子感光元件设置于成像面处，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，整体成像光学镜片组的焦距为f，该光圈至该电子感光元件在光轴上的距离为SL，该第一透镜的物侧表面至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，满足下列关系式0. 25〈Rl/f〈0. 50 ;及O.75〈SL/TTL〈1. 10。另一方面，本发明提供一种成像光学镜片组，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜，其物侧表面为凸面及像侧表面为凹面；一具正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面及像侧表面为凸面；一第四透镜，其像侧表面为凹面，该第四透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面；及一第五透镜，其像侧表面为凹面，该第五透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面；其中，该成像光学镜片组另设置有一光圈，该光圈设置于被摄物与该第二透镜之间，该第一透镜的焦距为Π，该第三透镜的焦距为f3，该成像光学镜片组中最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td，整体成像光学镜片组的焦距为f，满足下列关系式0. 55<fl/f3<l. 30 ;及 O. 80<Td/f<0. 96。本发明通过上述的镜片组配置方式，可以有效缩小镜片组体积、降低光学系统的敏感度，更能获得较高的解像力。 本发明成像光学镜片组中，该第一透镜具正屈折力，提供系统主要的屈折力，有助于缩短该成像光学镜片组的总长度。该第二透镜具负屈折力，可有效对具正屈折力的该第一透镜所产生的像差做补正，且同时有利于修正系统的色差。该第三透镜具正屈折力，可有效分配该第一透镜的屈折力，有助于降低系统的敏感度。该第四透镜可具负屈折力，可与该第三透镜形成一正、一负的望远(Tekphoto)结构，可有效降低该成像光学镜片组的总长度。该第五透镜可为正屈折力或负屈折力透镜，其作用如同补正透镜，可平衡及修正系统所产生的各项像差。当该第五透镜具正屈折力时，可有利于修正系统的高阶像差，提高该成像光学镜片组的解像力；当该第五透镜具负屈折力时，则可使光学系统的主点(PrincipalPoint)远离成像面，有利于缩短系统的光学总长度，以促进镜头的小型化。本发明成像光学镜片组中，该第一透镜可为一双凸透镜或一物侧表面为凸面、像侧表面为凹面的新月形透镜。当该第一透镜为一双凸透镜时，可有效加强该第一透镜的屈折力配置，进而使得该成像光学镜片组的总长度变得更短；当该第一透镜为一凸凹的新月形透镜时，则对于修正系统的像散(Astigmatism)较为有利。该第二透镜的物侧表面为凸面及像侧表面为凹面，可利于在增大系统的后焦距与降低该成像光学镜片组的总长度中取得平衡，且可有效修正系统像差。该第三透镜的物侧表面为凹面及像侧表面为凸面，可有助于修正该成像光学镜片组的像散。该第四透镜的像侧表面为凹面以及该五透镜的像侧表面为凹面，可使系统的主点更远离成像面，有利于缩短系统的光学总长度，以促进镜头的小型化；进一步，较佳地，该第四透镜的物侧表面亦为凹面。本发明成像光学镜片组中，该光圈可置于被摄物与该第一透镜之间或该第一透镜与该第二透镜之间。通过该第一透镜提供正屈折力，并将该光圈置于接近该成像光学镜片组的被摄物侧时，可以有效缩短该成像光学镜片组的光学总长度。另外，上述的配置可使该成像光学镜片组的出射瞳(Exit Pupil)远离成像面，因此，光线将以接近垂直入射的方式入射在感光元件上，此即为像侧的远心(Telecentric)特性。远心特性对于固态电子感光元件的感光能力极为重要，将使得电子感光元件的感光敏感度提高，减少系统产生暗角的可能性。此外，可在该第五透镜上设置有反曲点，将更可有效地压制离轴视场的光线入射在该感光元件上的角度，并且可以进一步修正离轴视场的像差。另一方面，当将该光圈置于愈接近该第二透镜处，可有利于广视场角的特性，有助于歪曲(Distortion)以及倍率色收差(Chromatic Aberration of Magnification)的修正，且如此的配置方式较有利于降低系统的敏感度。因此，本发明成像光学镜片组中，若将该光圈设置于被摄物与该第二透镜之间，目的在于使该成像光学镜片组在远心特性与广视场角中取得良好的平衡；当将光圈置于被摄物与该第一透镜之间时，较着重于远心特性，整体成像光学镜片组的总长度可以更短。


图IA为本发明第一实施例的光学系统不意图；图IB为本发明第一实施例的像差曲线图；图2A为本发明第二实施例的光学系统示意图； 图2B为本发明第二实施例的像差曲线图；图3A为本发明第三实施例的光学系统示意图；图3B为本发明第三实施例的像差曲线图；图4A为本发明第四实施例的光学系统示意图；图4B为本发明第四实施例的像差曲线图；图5A为本发明第五实施例的光学系统不意图；图5B为本发明第五实施例的像差曲线图；图6为表一，为本发明第一实施例的光学数据；图7A为表二 A及图7B为表二 B，为本发明第一实施例的非球面数据；图8为表三，为本发明第二实施例的光学数据；图9为表四，为本发明第二实施例的非球面数据；图10为表五,为本发明第三实施例的光学数据；图IlA为表六A及图IlB为表六B，为本发明第三实施例的非球面数据；图12为表七，为本发明第四实施例的光学数据；图13为表八，为本发明第四实施例的非球面数据；图14为表九,为本发明第五实施例的光学数据；图15A为表十A及图15B为表十B，为本发明第五实施例的非球面数据；图16为表十一，为本发明第一至第五实施例相关关系式的数值数据。附图标号光圈100、200、300、400、500第一透镜110、210、310、410、510物侧表面111、211、311、411、511像侧表面112、212、312、412、512第二透镜120、220、320、420、520物侧表面121、221、321、421、521像侧表面122、222、322、422、522第三透镜130、230、330、430、530物侧表面131、231、331、431、531
像侧表面132、232、332、432、532第四透镜140、240、340、440、540物侧表面141、241、341、441、541像侧表面142、242、342、442、542第五透镜150、250、350、450、550物侧表面151、251、351、451、551像侧表面152、252、352、452、552红外线滤除滤光片160、260、360、460、560
成像面170、270、370、470、570整体成像光学镜片组的焦距为f第一透镜的焦距为fl第三透镜的焦距为f3第五透镜的焦距为f5第一透镜的色散系数为Vl第二透镜的色散系数为V2第一透镜的物侧表面曲率半径为Rl第二透镜的像侧表面曲率半径为R4第二透镜在光轴上的厚度为CT2第三透镜与第四透镜在光轴上的间隔距离为T34最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td第一透镜的物侧表面至电子感光元件在光轴上的距离为TTL电子感光元件有效像素区域对角线长的一半为ImgH
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。本发明提供一种成像光学镜片组，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜，其物侧表面为凸面及像侧表面为凹面；一具正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面及像侧表面为凸面；一具负屈折力的第四透镜，其像侧表面为凹面，该第四透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面；及一第五透镜，其像侧表面为凹面，该第五透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面；其中，该成像光学镜片组另设置有一光圈及一电子感光元件供被摄物成像，该光圈设置于被摄物与该第二透镜之间，该电子感光元件设置于成像面处，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，整体成像光学镜片组的焦距为f，该光圈至该电子感光元件在光轴上的距离为SL，该第一透镜的物侧表面至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，满足下列关系式0. 25〈Rl/f〈0. 50 ;及O.75〈SL/TTL〈1. 10。当前述成像光学镜片组满足下列关系式0. 25〈Rl/f〈0. 50，可提供该第一透镜足够的正屈折力，且同时避免产生过多的高阶像差。当前述成像光学镜片组满足下列关系式O. 75〈SL/TTL〈1. 10，有利于该成像光学镜片组在远心特性与广视场角中取得良好的平衡；进一步，较佳地，该光圈设置于被摄物与该第一透镜之间，并满足下列关系式0. 92〈SL/TTL〈1. 05，较着重于远心特性，整体成像光学镜片组的总长度可以更短。本发明前述成像光学镜片组中，较佳地，该第四透镜的物侧表面为凹面，此时该第四透镜为一双凹的透镜形式，有助于使系统的主点更远离成像面，有利于缩短系统的光学总长度，以促进镜头的小型化。本发明前述成像光学镜片组中，较佳地，该第五透镜的像侧表面上设置有至少一个反曲点，可有效地压制离轴视场的光线入射在感光元件上的角度，并且可以进一步修正离轴视场的像差；较佳地，该第五透镜的材质为塑胶，塑胶材质透镜的使用可有效减低镜组的重量，更可有效降低生产成本。 本发明前述成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第一透镜的焦距为fl，较佳地，满足下列关系式1. 00〈f/fl〈l. 80。当f/fl满足上述关系式时，该第一透镜的屈折力大小配置较为平衡，可有效控制系统的总长度，维持小型化的特性，并且可同时避免高阶球差(High Order Spherical Aberration)过度增大,进而提升成像品质；进一步，较佳地，满足下列关系式1. 30〈f/fl〈l. 70。本发明前述成像光学镜片组中，该第一透镜的焦距为Π，该第三透镜的焦距为f3，较佳地，满足下列关系式0. 55<fl/f3<l. 30。当fl/f3满足上述关系式时，可有效分配该第一透镜的屈折力且同时确保该第三透镜的屈折力不会过大，有利于降低系统敏感度且减少像差的广生。本发明前述成像光学镜片组中，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2，较佳地，满足下列关系式30. 0〈V1-V2〈42. O。当V1-V2满足上述关系式时，有利于该成像光学镜片组中色差的修正。本发明前述成像光学镜片组中，该第二透镜的像侧表面曲率半径为R4，整体成像光学镜片组的焦距为f，较佳地，满足下列关系式0. 30〈R4/f〈0. 57。当R4/f满足上述关系式时，可有效增大系统的后焦距，以确保该成像光学镜片组有足够的后焦距可放置其他的构件。本发明前述成像光学镜片组中，该成像光学镜片组中最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td，整体成像光学镜片组的焦距为f，较佳地，满足下列关系式0. 80〈Td/f〈0. 96。当Td/f满足上述关系式时，可使系统中镜组的配置较为紧密，以促进镜头的小型化；进一步，较佳地，满足下列关系式O.80<Td/f<0. 93。本发明前述成像光学镜片组中，该第二透镜在光轴上的厚度为CT2，整体成像光学镜片组的焦距为f，较佳地，满足下列关系式0. 30〈(CT2/f) X10〈0. 95。当CT2/f满足上述关系式时，该第二透镜的镜片厚度大小较为合适，可在考量镜片制造工艺良品率与修正系统像差之间取得良好的平衡，且有利于塑胶镜片在射出成型时的成型性与均质性。本发明前述成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第五透镜的焦距为f5，较佳地，满足下列关系式|f/f5|〈0. 35。当I f/f5 I满足上述关系式时，该第五透镜的作用如同补正透镜，有利于修正系统的像散及歪曲，提高该成像光学镜片组的解像力。
本发明前述成像光学镜片组中，该第三透镜与该第四透镜在光轴上的间隔距离为T34，整体成像光学镜片组的焦距为f，较佳地，满足下列关系式0. 50〈(T34/f) X 100<4. 50。当T34/f满足上述关系式时，有利于修正该成像光学镜片组的高阶像差，以提升系统成像品质。本发明前述成像光学镜片组中，该第一透镜的物侧表面至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，该电子感光元件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，较佳地，满足下列关系式TTL/ImgH〈1.95。当TTL/ImgH满足上述关系式时，有利于维持该成像光学镜片组的小型化，以搭载于轻薄可携式的电子产品上。另一方面，本发明提供一种成像光学镜片组，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜，其物侧表面为凸面及像侧表面为凹面；一具正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面及像侧表面为凸面；一第四透镜， 其像侧表面为凹面，该第四透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面；及一第五透镜，其像侧表面为凹面，该第五透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面；其中，该成像光学镜片组另设置有一光圈，该光圈设置于被摄物与该第二透镜之间，该第一透镜的焦距为Π，该第三透镜的焦距为f3，该成像光学镜片组中最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td，整体成像光学镜片组的焦距为f，满足下列关系式0. 55<fl/f3<l. 30 ;及 O. 80<Td/f<0. 96。当前述成像光学镜片组满足下列关系式0. 55<fl/f3<l. 30，可有效分配该第一透镜的屈折力且同时确保该第三透镜的屈折力不会过大，有利于降低系统敏感度且减少像差的产生；进一步，较佳地，满足下列关系式0. 65〈fl/f3〈l. 00。当前述成像光学镜片组满足下列关系式0. 80〈Td/f〈0. 96，可使系统中镜组的配置较为紧密，以促进镜头的小型化；进一步，较佳地，满足下列关系式0. 80〈Td/f〈0. 93。本发明前述成像光学镜片组中，较佳地，该第四透镜具负屈折力，可与该第三透镜形成一正、一负的望远结构，可有效降低该成像光学镜片组的总长度。本发明前述成像光学镜片组中，较佳地，该第五透镜的像侧表面上设置有至少一个反曲点，可有效地压制离轴视场的光线入射在感光元件上的角度，并且可以进一步修正离轴视场的像差；较佳地，该第四透镜的材质为塑胶，该第五透镜的材质为塑胶，塑胶材质透镜的使用可有效减低镜组的重量，更可有效降低生产成本。本发明前述成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第一透镜的焦距为fl，较佳地，满足下列关系式1. 30〈f/fl〈l. 70。当f/fl满足上述关系式时，该第一透镜的屈折力大小配置较为平衡，可有效控制系统的总长度，维持小型化的特性，并且可同时避免高阶球差过度增大，进而提升成像品质。本发明前述成像光学镜片组中，该第二透镜在光轴上的厚度为CT2，整体成像光学镜片组的焦距为f，较佳地，满足下列关系式0. 30〈(CT2/f) X10〈0. 95。当CT2/f满足上述关系式时，该第二透镜的镜片厚度大小较为合适，可在考量镜片制造工艺良品率与修正系统像差之间取得良好的平衡，且有利于塑胶镜片在射出成型时的成型性与均质性。本发明前述成像光学镜片组中，该第三透镜与该第四透镜在光轴上的间隔距离为T34，整体成像光学镜片组的焦距为f，较佳地，满足下列关系式0. 50〈(T34/f) X 100<4. 50。当T34/f满足上述关系式时，有利于修正该成像光学镜片组的高阶像差，以提升系统成像品质。本发明前述成像光学镜片组中，较佳地，该成像光学镜片组另设置有一电子感光元件供被摄物成像，该光圈设置于被摄物与该第一透镜之间，该电子感光元件设置于成像面处，该光圈至该电子感光元件在光轴上的距离为SL，该第一透镜的物侧表面至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，并满足下列关系式0. 92〈SL/TTL〈1. 05。当SL/TTL满足上述关系式时，较着重于远心特性，整体成像光学镜片组的总长度可以更短。本发明前述成像光学镜片组中，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2，较佳地，满足下列关系式30. 0〈V1-V2〈42. O。当V1-V2满足上述关系式时，有利于该成像光学镜片组中色差的修正。本发明成像光学镜片组中，透镜的材质可为玻璃或塑胶，若透镜的材质为玻璃，则可以增加系统屈折力配置的自由度，若透镜材质为塑胶，则可以有效降低生产成本。此外，并可在镜面上设置非球面，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成像光学镜片组的总 长度。本发明成像光学镜片组中，若透镜表面为凸面，则表示该透镜表面在近轴处为凸面；若透镜表面为凹面，则表示该透镜表面在近轴处为凹面。本发明成像光学镜片组将通过以下具体实施例配合附图予以详细说明。第一实施例本发明第一实施例的光学系统示意图请参阅图1A，第一实施例的像差曲线请参阅图1B。第一实施例的成像光学镜片组主要由五片透镜构成，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜110，其物侧表面111为凸面及像侧表面112为凸面，其材质为玻璃，该第一透镜Iio的物侧表面111及像侧表面112皆为非球面；一具负屈折力的第二透镜120，其物侧表面121为凸面及像侧表面122为凹面，其材质为塑胶，该第二透镜120的物侧表面121及像侧表面122皆为非球面；一具正屈折力的第三透镜130，其物侧表面131为凹面及像侧表面132为凸面，其材质为塑胶，该第三透镜130的物侧表面131及像侧表面132皆为非球面；一具负屈折力的第四透镜140，其物侧表面141为凸面及像侧表面142为凹面，其材质为塑胶，该第四透镜140的物侧表面141及像侧表面142皆为非球面；及一具负屈折力的第五透镜150，其物侧表面151为凸面及像侧表面为凹面152，其材质为塑胶，该第五透镜的物侧表面151及像侧表面152皆为非球面，并且该第五透镜150的像侧表面152上设置有至少一个反曲点；其中，该成像光学镜片组另设置有一光圈100置于被摄物与该第一透镜110之间；另包含有一红外线滤除滤光片(IR-filter) 160置于该第五透镜150的像侧表面152与一成像面170之间；该红外线滤除滤光片160的材质为玻璃且其不影响本发明成像光学镜片组的焦距。上述的非球面曲线的方程式表示如下X(Y)=(Y2/R)/(l+sqn(i-(l+k)x(Y/R)2))+ Σ( (η
I
其中X :非球面上距离光轴为Y的点，其与相切于非球面光轴上顶点的切面的相对高度；Y :非球面曲线上的点与光轴的距离；k:锥面系数；Ai :第i阶非球面系数。第一实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为f=5. 27 (毫米)。第一实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的光圈值(f-number)为 Fno，其关系式为Fno=2. 80。第一实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组中最大视角的一半为HF0V,其关系式为HF0V=34. O (度)。第一实施例成像光学镜片组中，该第一透镜110的色散系数为VI，该第二透镜120的色散系数为V2，其关系式为V1-V2=48. 8。第一实施例成像光学镜片组中，该第一透镜110的物侧表面曲率半径为R1，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为Rl/f=0. 46。第一实施例成像光学镜片组中，该第二透镜120的像侧表面曲率半径为R4，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为R4/f=0. 43。第一实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第一透镜110的焦距为fl，其关系式为f/fl=l. 23。第一实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第五透镜150的焦距为f5，其关系式为I f/f5 I =0. 44。第一实施例成像光学镜片组中，该第一透镜110的焦距为fl，该第三透镜130的焦距为f3，其关系式为fl/f3=0. 69。第一实施例成像光学镜片组中，该第二透镜120在光轴上的厚度为CT2，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为(CT2/f) X 10=0. 66。第一实施例成像光学镜片组中，该第三透镜130与该第四透镜140在光轴上的间隔距离为T34，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为(T34/f) X 100=1. 01。第一实施例成像光学镜片组中，该成像光学镜片组中最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为Td/f=0. 91。第一实施例成像光学镜片组中，该成像光学镜片组另设置有一电子感光元件在该成像面170处供被摄物成像于其上，该光圈100至该电子感光元件在光轴上的距离为SL，该第一透镜110的物侧表面111至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，其关系式为SL/TTL=O. 99。第一实施例成像光学镜片组中，该第一透镜110的物侧表面111至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，该电子感光元件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，其关系式为TTL/ImgH= I. 79。第一实施例详细的光学数据如图6表一所示，其非球面数据如图7A表二 A及图7B表二 B所示，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm(毫米)，HFOV定义为最大视角的一半。第二实施例本发明第二实施例的光学系统示意图请参阅图2A，第二实施例的像差曲线请参阅图2B。第二实施例的成像光学镜片组主要由五片透镜构成，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜210，其物侧表面211为凸面及像侧表面212为凹面，其材质为塑胶，该第一透镜210的物侧表面211及像侧表面212皆为非球面；一具负屈折力的第二透镜220，其物侧表面221为凸面及像侧表面222为凹面，其材质为塑胶，该第二透镜220的物侧表面221及像侧表面222皆为非球面；一具正屈折力的第三透镜230，其物侧表面231为凹面及像侧表面232为凸面，其 材质为塑胶，该第三透镜230的物侧表面231及像侧表面232皆为非球面；一具负屈折力的第四透镜240，其物侧表面241为凸面及像侧表面242为凹面，其材质为塑胶，该第四透镜240的物侧表面241及像侧表面242皆为非球面；及一具负屈折力的第五透镜250，其物侧表面251为凸面及像侧表面252为凹面，其材质为塑胶，该第五透镜250的物侧表面251及像侧表面252皆为非球面，并且该第五透镜250的像侧表面252上设置有至少一个反曲点；其中，该成像光学镜片组另设置有一光圈200置于被摄物与该第一透镜210之间；另包含有一红外线滤除滤光片260置于该第五透镜250的像侧表面252与一成像面270之间；该红外线滤除滤光片260的材质为玻璃且其不影响本发明成像光学镜片组的焦距。第二实施例非球面曲线方程式的表示式如同第一实施例的形式。第二实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为f=5. 27 (毫米)。第二实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的光圈值为Fno，其关系式为Fno=2.40。第二实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组中最大视角的一半为HF0V,其关系式为HF0V=34. O (度)。第二实施例成像光学镜片组中，该第一透镜210的色散系数为VI，该第二透镜220的色散系数为V2，其关系式为V1-V2=34. 5。第二实施例成像光学镜片组中，该第一透镜210的物侧表面曲率半径为R1，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为Rl/f=0. 35。第二实施例成像光学镜片组中，该第二透镜220的像侧表面曲率半径为R4，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为R4/f=0. 64。第二实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第一透镜210的焦距为fl，其关系式为f/fl=l. 54。第二实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第五透镜250的焦距为f5，其关系式为I f/f5 |=0. 10。第二实施例成像光学镜片组中，该第一透镜210的焦距为fl，该第三透镜230的焦距为f3，其关系式为fl/f3=0. 78。
第二实施例成像光学镜片组中，该第二透镜220在光轴上的厚度为CT2，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为(CT2/f) X 10=0. 78。第二实施例成像光学镜片组中，该第三透镜230与该第四透镜240在光轴上的间隔距离为T34，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为(T34/f) X 100=1. 33。第二实施例成像光学镜片组中，该成像光学镜片组中最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为Td/f=0. 89。第二实施例成像光学镜片组中，该成像光学镜片组另设置有一电子感光元件在该成像面270处供被摄物成像于其上，该光圈200至该电子感光元件在光轴上的距离为SL，该第一透镜210的物侧表面211至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，其关系式为SL/TTL=O. 95。
第二实施例成像光学镜片组中，该第一透镜210的物侧表面211至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，该电子感光元件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，其关系式为TTL/ImgH= L 70。第二实施例详细的光学数据如图8表三所示，其非球面数据如图9表四所示，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm(毫米)，HFOV定义为最大视角的一半。第三实施例本发明第三实施例的光学系统示意图请参阅图3A，第三实施例的像差曲线请参阅图3B。第三实施例的成像光学镜片组主要由五片透镜构成，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜310，其物侧表面311为凸面及像侧表面312为凹面，其材质为塑胶，该第一透镜310的物侧表面311及像侧表面312皆为非球面；一具负屈折力的第二透镜320，其物侧表面321为凸面及像侧表面322为凹面，其材质为塑胶，该第二透镜320的物侧表面321及像侧表面322皆为非球面；一具正屈折力的第三透镜330，其物侧表面331为凹面及像侧表面332为凸面，其材质为塑胶，该第三透镜330的物侧表面331及像侧表面332皆为非球面；一具负屈折力的第四透镜340，其物侧表面341为凹面及像侧表面342为凹面，其材质为塑胶，该第四透镜340的物侧表面341及像侧表面342皆为非球面；及一具负屈折力的第五透镜350，其物侧表面351为凸面及像侧表面352为凹面，其材质为塑胶，该第五透镜350的物侧表面351及像侧表面352皆为非球面，并且该第五透镜350的像侧表面352上设置有至少一个反曲点；其中，该成像光学镜片组另设置有一光圈300置于该第一透镜310与该第二透镜320之间；另包含有一红外线滤除滤光片360置于该第五透镜350的像侧表面352与一成像面370之间；该红外线滤除滤光片360的材质为玻璃且其不影响本发明成像光学镜片组的焦距。第三实施例非球面曲线方程式的表示式如同第一实施例的形式。第三实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为f=5. 44 (毫米)。第三实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的光圈值为Fno，其关系式为Fno=2. 75。第三实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组中最大视角的一半为HF0V,其关系式为HF0V=33. 2 (度)。第三实施例成像光学镜片组中，该第一透镜310的色散系数为VI，该第二透镜320的色散系数为V2，其关系式为V1-V2=32. 5。第三实施例成像光学镜片组中，该第一透镜310的物侧表面曲率半径为R1，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为Rl/f=0. 35。第三实施例成像光学镜片组中，该第二透镜320的像侧表面曲率半径为R4，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为R4/f=0. 41。
第三实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第一透镜310的焦距为fl，其关系式为f/fl=l. 50。第三实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第五透镜350的焦距为f5，其关系式为|f/f5|=0. 22。第三实施例成像光学镜片组中，该第一透镜310的焦距为f I，该第三透镜330的焦距为f3，其关系式为fl/f3=l. 13。第三实施例成像光学镜片组中，该第二透镜320在光轴上的厚度为CT2，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为(CT2/f) X 10=0. 56。第三实施例成像光学镜片组中，该第三透镜330与该第四透镜340在光轴上的间隔距离为T34，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为(T34/f) X 100=1. 29。第三实施例成像光学镜片组中，该成像光学镜片组中最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为Td/f=0. 93。第三实施例成像光学镜片组中，该成像光学镜片组另设置有一电子感光元件在该成像面370处供被摄物成像于其上，该光圈300至该电子感光元件在光轴上的距离为SL，该第一透镜310的物侧表面311至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，其关系式为SL/TTL=O. 87。第三实施例成像光学镜片组中，该第一透镜310的物侧表面311至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，该电子感光元件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，其关系式为TTL/ImgH= I. 81。第三实施例详细的光学数据如图10表五所示，其非球面数据如图IlA表六A及图IlB表六B所示，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm(毫米)，HFOV定义为最大视角的一半。第四实施例本发明第四实施例的光学系统示意图请参阅图4A，第四实施例的像差曲线请参阅图4B。第四实施例的成像光学镜片组主要由五片透镜构成，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜410，其物侧表面411为凸面及像侧表面412为凸面，其材质为塑胶，该第一透镜410的物侧表面411及像侧表面412皆为非球面；一具负屈折力的第二透镜420，其物侧表面421为凸面及像侧表面422为凹面，其材质为塑胶，该第二透镜420的物侧表面421及像侧表面422皆为非球面；
一具正屈折力的第三透镜430，其物侧表面431为凹面及像侧表面432为凸面，其材质为塑胶，该第三透镜430的物侧表面431及像侧表面432皆为非球面；一具负屈折力的第四透镜440，其物侧表面441为凹面及像侧表面442为凹面，其材质为塑胶，该第四透镜440的物侧表面441及像侧表面442皆为非球面；及一具正屈折力的第五透镜450，其物侧表面451为凸面及像侧表面452为凹面，其材质为塑胶，该第五透镜450的物侧表面451及像侧表面452皆为非球面，并且该第五透镜450的像侧表面452上设置有至少一个反曲点；其中，该成像光学镜片组另设置有一光圈400置于被摄物与该第一透镜410之间；另包含有一红外线滤除滤光片460置于该第五透镜450的像侧表面452与一成像 面470之间；该红外线滤除滤光片460的材质为玻璃且其不影响本发明成像光学镜片组的焦距。第四实施例非球面曲线方程式的表示式如同第一实施例的形式。第四实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为f=5. 27 (毫米)。第四实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的光圈值为Fno，其关系式为Fno=2. 60。第四实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组中最大视角的一半为HF0V,其关系式为HF0V=34. O (度)。第四实施例成像光学镜片组中，该第一透镜410的色散系数为VI，该第二透镜420的色散系数为V2，其关系式为V1-V2=32. 5。第四实施例成像光学镜片组中，该第一透镜410的物侧表面曲率半径为R1，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为Rl/f=0. 36。第四实施例成像光学镜片组中，该第二透镜420的像侧表面曲率半径为R4，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为R4/f=0. 57。第四实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第一透镜410的焦距为fl，其关系式为f/fl=l. 66。第四实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第五透镜450的焦距为f5，其关系式为I f/f5 |=0. 13。第四实施例成像光学镜片组中，该第一透镜410的焦距为fl，该第三透镜430的焦距为f3，其关系式为fl/f3=0. 75。第四实施例成像光学镜片组中，该第二透镜420在光轴上的厚度为CT2，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为(CT2/f) X 10=0. 76。第四实施例成像光学镜片组中，该第三透镜430与该第四透镜440在光轴上的间隔距离为T34，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为(T34/f) X 100=2. 39。第四实施例成像光学镜片组中，该成像光学镜片组中最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为Td/f=0. 89。第四实施例成像光学镜片组中，该成像光学镜片组另设置有一电子感光元件在该成像面470处供被摄物成像于其上，该光圈400至该电子感光元件在光轴上的距离为SL，该第一透镜410的物侧表面411至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，其关系式为SL/TTL=O. 96。第四实施例成像光学镜片组中，该第一透镜410的物侧表面411至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，该电子感光元件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，其关系式为TTL/ImgH= L 70。第四实施例详细的光学数据如图12表七所示，其非球面数据如图13表八所示，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm(毫米)，HFOV定义为最大视角的一半。第五实施例本发明第五实施例的光学系统示意图请参阅图5A，第五实施例的像差曲线请参阅图5B。第五实施例的成像光学镜片组主要由五片透镜构成，由物侧至像侧依序包含 一具正屈折力的第一透镜510，其物侧表面511为凸面及像侧表面512为凸面，其材质为玻璃，该第一透镜510的物侧表面511及像侧表面512皆为非球面；一具负屈折力的第二透镜520，其物侧表面521为凸面及像侧表面522为凹面，其材质为塑胶，该第二透镜520的物侧表面521及像侧表面522皆为非球面；一具正屈折力的第三透镜530，其物侧表面531为凹面及像侧表面532为凸面，其材质为塑胶，该第三透镜530的物侧表面531及像侧表面532皆为非球面；一具负屈折力的第四透镜540，其物侧表面541为凸面及像侧表面542为凹面，其材质为塑胶，该第四透镜540的物侧表面541及像侧表面542皆为非球面；及一具负屈折力的第五透镜550，其物侧表面551为凸面及像侧表面552为凹面，其材质为塑胶，该第五透镜550的物侧表面551及像侧表面552皆为非球面，并且该第五透镜550的像侧表面552上设置有至少一个反曲点；其中，该成像光学镜片组另设置有一光圈500置于该第一透镜510与该第二透镜520之间；另包含有一红外线滤除滤光片560置于该第五透镜550的像侧表面552与一成像面570之间；该红外线滤除滤光片560的材质为玻璃且其不影响本发明成像光学镜片组的焦距。第五实施例非球面曲线方程式的表不式如同第一实施例的形式。第五实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为f=5. 37 (毫米)。第五实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的光圈值为Fno，其关系式为Fno=2. 45。第五实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组中最大视角的一半为HF0V,其关系式为HF0V=33. 6 (度)。第五实施例成像光学镜片组中，该第一透镜510的色散系数为VI，该第二透镜520的色散系数为V2，其关系式为V1-V2=40. 7。第五实施例成像光学镜片组中，该第一透镜510的物侧表面曲率半径为R1，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为Rl/f=0. 55。第五实施例成像光学镜片组中，该第二透镜520的像侧表面曲率半径为R4，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为R4/f=0. 34。第五实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第一透镜510的焦距为Π，其关系式为f/fl=l. 31。第五实施例成像光学镜片组中，整体成像光学镜片组的焦距为f，该第五透镜550的焦距为f5，其关系式为|f/f5|=0.01。第五实施例成像光学镜片组中， 该第一透镜510的焦距为f I，该第三透镜530的焦距为f3，其关系式为fl/f3=0. 49。第五实施例成像光学镜片组中，该第二透镜520在光轴上的厚度为CT2，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为(CT2/f) X 10=0. 53。第五实施例成像光学镜片组中，该第三透镜530与该第四透镜540在光轴上的间隔距离为T34，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为(T34/f) XlOO=L 30。第五实施例成像光学镜片组中，该成像光学镜片组中最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td，整体成像光学镜片组的焦距为f，其关系式为Td/f=0. 92。第五实施例成像光学镜片组中，该成像光学镜片组另设置有一电子感光元件在该成像面570处供被摄物成像于其上，该光圈500至该电子感光元件在光轴上的距离为SL，该第一透镜510的物侧表面511至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，其关系式为SL/TTL=O. 89。第五实施例成像光学镜片组中，该第一透镜510的物侧表面511至该电子感光元件在光轴上的距离为TTL，该电子感光元件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，其关系式为TTL/ImgH=L 87。第五实施例详细的光学数据如图14表九所示，其非球面数据如图15A表十A及图15B表十B所示，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm(毫米)，HFOV定义为最大视角的一半。表一至表十(分别对应图6至图15)所示为本发明成像光学镜片组实施例的不同数值变化表，然本发明各个实施例的数值变化皆属实验所得，即使使用不同数值，相同结构的产品仍应属于本发明的保护范畴，故以上的说明所描述及附图中所说明仅做为例示性，非用以限制本发明的申请专利范围。表十一(对应图16)为各个实施例对应本发明相关关系式的数值数据。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种成像光学镜片组，其特征在于，所述的成像光学镜片组由物侧至像侧依序包含: 一具正屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面； 一具负屈折力的第二透镜，其物侧表面为凸面及像侧表面为凹面； 一具正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面及像侧表面为凸面； 一第四透镜，其像侧表面为凹面，所述第四透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面；及 一第五透镜，其像侧表面为凹面，所述第五透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面； 其中，所述成像光学镜片组另设置有一光圈，所述光圈设置于被摄物与该第二透镜之间，所述第一透镜的焦距为Π，所述第三透镜的焦距为f3，所述成像光学镜片组中最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td，整体成像光学镜片组的焦距为f，满足下列关系式O. 55<fl/f3<l. 30 ;及0.80<Td/f<0.96。
2.如权利要求I所述的成像光学镜片组，其特征在于，所述第五透镜的像侧表面上设置有至少一个反曲点，且所述第四透镜的材质为塑胶，所述第五透镜的材质为塑胶。
3.如权利要求2所述的成像光学镜片组，其特征在于，整体成像光学镜片组的焦距为f，所述第一透镜的焦距为Π，满足下列关系式1.30<f/fl<l. 70。
4.如权利要求2所述的成像光学镜片组，其特征在于，所述第二透镜在光轴上的厚度为CT2，整体成像光学镜片组的焦距为f，满足下列关系式O. 30< (CT2/f) Χ10〈0· 95。
5.如权利要求2所述的成像光学镜片组，其特征在于，所述第三透镜与所述第四透镜在光轴上的间隔距离为Τ34，整体成像光学镜片组的焦距为f，满足下列关系式O. 50< (T34/f) Χ100〈4· 50。
6.如权利要求2所述的成像光学镜片组，其特征在于，所述成像光学镜片组另设置有一电子感光元件供被摄物成像，所述光圈设置于被摄物与该第一透镜之间，所述电子感光元件设置于成像面处，所述光圈至所述电子感光元件在光轴上的距离为SL，所述第一透镜的物侧表面至所述电子感光元件在光轴上的距离为TTL，满足下列关系式O.92<SL/TTL<1. 05。
7.如权利要求6所述的成像光学镜片组，其特征在于，所述第一透镜的色散系数为Vl，所述第二透镜的色散系数为V2，满足下列关系式30. 0<V1-V2<42.O。
8.如权利要求6所述的成像光学镜片组，其特征在于，所述第一透镜的焦距为Π，所述第三透镜的焦距为f3，满足下列关系式O.65<fl/f3<l. 00。
9.如权利要求I所述的成像光学镜片组，其特征在于，所述成像光学镜片组中最物侧端的具屈折力透镜的物侧表面至最像侧端的具屈折力透镜的像侧表面在光轴上的距离为Td，整体成像光学镜片组的焦距为f，满足下列关系式O.80<Td/f<0. 93。
10.如权利要求6所述的成像光学镜片组，其特征在于，所述第四透镜具负屈折力。
全文摘要
本发明公开了一种成像光学镜片组，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜，其物侧表面为凸面及像侧表面为凹面；一具正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面及像侧表面为凸面；一具负屈折力的第四透镜，其像侧表面为凹面，该第四透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面及一第五透镜，其像侧表面为凹面，该第五透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面；其中，该成像光学镜片组另设置有一光圈，该光圈设置于被摄物与该第二透镜之间。本发明通过上述的镜片组配置方式，可以有效缩小镜片组体积、降低光学系统的敏感度，更能获得较高的解像力。
文档编号G02B13/22GK102879889SQ20121034136
公开日2013年1月16日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者蔡宗翰 申请人:大立光电股份有限公司