成像镜片组的制作方法

本发明是与成像镜片组有关，特别是指一种应用于电子产品上的小型化五片式成像镜片组。

背景技术：

高画质的小型摄影镜头已是当前各种行动装置的标准配备，又随着半导体制成的进步，使得电子感光组件上的画素面积愈来越小，进而使得摄像镜头需要有更精细的解析力，以便能呈现更细致的画质。

已知搭载于行动装置，如手机，平板计算机，与可穿戴式的其他电子装置等的3至4片式小型镜头，如us7,564,635、us7,920,340，并无法呈现更细致的画质；而五片式的小型镜头，或许能有较佳的画质，然而在大光圈时，如us8,605,368、us8,649,113、tw申请号102137030、102121155，往往易伴随有制造组装的感度问题，使量产不易，增加量产的成本。又或者为降低组装公差，不得已牺牲周边的成像质量，使周边的成像模糊或变形。

所以，持续开发出一种具有高解析能力并具备低制造组装公差的高画质镜头，即是本发明研发的动机。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种成像镜片组，尤指一种具高画数、高解析能力、低歪曲变形及低制造组装公差感度的五片式成像镜片组。

为了达成前述目的，依据本发明所提供的一种成像镜片组，由物侧至像侧依序包含：一光圈；一第一透镜，具有正屈折力，其物侧表面近光轴处为凸面，其像侧表面近光轴处为凸面，其物侧表面与像侧表面至少一表面为非球面；一第二透镜，具有负屈折力，其物侧表面近光轴处为凸面，其物侧表面与像侧表面至少一表面为非球面；一第三透镜，具有屈折力，其像侧表面近光轴处为凹面，其物侧表面与像侧表面至少一表面为非球面；一第四透镜，具有正屈折力，其物侧表面近光轴处为凹面，其像侧表面近光轴处为凸面，其物侧表面与像侧表面至少一表面为非球面；一第五透镜，具有负屈折力，其物侧表面近光轴处为凹面，其像侧表面近光轴处为凹面，其物侧表面与像侧表面至少一表面为非球面，其物侧表面及像侧表面至少一表面具有至少一反曲点；

其中该第二透镜、第三透镜与第四透镜的合成焦距为f234，该第五透镜的焦距为f5，并满足下列条件：-1.8<f234/f5<-1.0。藉由屈折力的适当配置，有助于减少球差、像散的产生。

较佳地，该第二透镜的物侧表面近光轴处为凸面、像侧表面近光轴处为凹面；该第三透镜的物侧表面近光轴处为凸面、像侧表面近光轴处为凹面。

较佳地，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜的焦距为f2，并满足下列条件：-0.75<f1/f2<-0.4。藉此，使该第一透镜与该第二透镜的屈折力配置较为合适，可有利于获得广泛的画角(视场角)且减少系统像差的过度增大。

较佳地，该第二透镜的焦距为f2，该第四透镜的焦距为f4，并满足下列条件：-2.6<f2/f4<-1.8。藉此，有利于提升成像镜片组的大视角、大光圈特性，且可降低其敏感度，有利于各透镜的制作，并提高生产良率。

较佳地，该第四透镜的焦距为f4，该第五透镜的焦距为f5，并满足下列条件：-1.35<f4/f5<-0.9。藉此，可有效缩短成像镜片组的后焦距，维持其小型化。

较佳地，该第一透镜的焦距为f1，该第三透镜的焦距为f3，并满足下列条件：-0.1<f1/f3<0.15。藉此，可维持成像镜片组的屈折力平衡，进而达到最佳成像效果。

较佳地，该第二透镜的焦距为f2，该第五透镜的焦距为f5，并满足下列条件：1.8<f2/f5<3.1。藉此，有助于缩短成像镜片组的总长，并维持其小型化。

较佳地，该第一透镜的焦距为f1，该第四透镜的焦距为f4，并满足下列条件：0.9<f1/f4<1.5。藉此，可维持成像镜片组的屈折力平衡，进而达到最佳成像效果。

较佳地，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜与第三透镜的合成焦距为f23，并满足下列条件：-0.7<f1/f23<-0.5。藉此，可维持成像镜片组的屈折力平衡，进而达到最佳成像效果。

较佳地，该第二透镜与第三透镜的合成焦距为f23，该第四透镜与第五透镜的合成焦距为f45，并满足下列条件：-0.35<f23/f45<-0.05。当f23/f45满足前述关系式，则可令该成像镜片组在具备大画角、高画数和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。

较佳地，该第一透镜与第二透镜的合成焦距为f12，该第三透镜与第四透镜的合成焦距为f34，并满足下列条件：1.4<f12/f34<2.8。当f12/f34满足前述关系式，则可令该成像镜片组在具备大画角、高画数和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。

较佳地，该第三透镜与第四透镜的合成焦距为f34，该第五透镜的焦距为f5，并满足下列条件：-1.4<f34/f5<-0.9。当f34/f5满足前述关系式，则可令该成像镜片组在具备大画角、高画数和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。

较佳地，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜、第三透镜与第四透镜的合成焦距为f234，并满足下列条件：0.6<f1/f234<1.5。藉由屈折力的适当配置，有助于减少球差、像散的产生。

较佳地，该第二透镜与第三透镜的合成焦距为f23，该第四透镜的焦距为f4，并满足下列条件：-2.3<f23/f4<-1.5。藉此，有利于提升成像镜片组的大视角、大光圈特性，且可降低其敏感度，有利于各透镜的制作，并提高生产良率。

较佳地，该第一透镜、第二透镜与第三透镜的合成焦距为f123，该第四透镜的焦距为f4，并满足下列条件：1.6<f123/f4<2.7。藉由屈折力的适当配置，有助于减少球差、像散的产生。

较佳地，该第一透镜、第二透镜与第三透镜的合成焦距为f123，该第四透镜与第五透镜的合成焦距为f45，并满足下列条件：0.05<f123/f45<0.4。藉由屈折力的适当配置，有助于减少球差、像散的产生。

较佳地，该第一透镜的色散系数为v1，该第二透镜的色散系数为v2，并满足下列条件：30<v1-v2<42。藉此，可修正该成像镜片组的色差。

较佳地，该第四透镜的色散系数为v4，该第三透镜的色散系数为v3，并满足下列条件：30<v4-v3<42。藉此，可修正该成像镜片组的色差。

较佳地，该成像镜片组的整体焦距为f，该第一透镜的物侧表面至成像面于光轴上的距离为tl，并满足下列条件：0.6<f/tl<0.95。藉此，可有利于获得广泛的画角(视场角)及有利于维持该成像镜片组的小型化，以搭载于轻薄的电子产品上。

有关本发明为达成上述目的，所采用的技术、手段及其他的功效，兹举三较佳可行实施例并配合图式详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a是本发明第一实施例的成像镜片组的示意图。

图1b由左至右依序为第一实施例的成像镜片组的球差、像散及歪曲曲线图。

图2a是本发明第二实施例的成像镜片组的示意图。

图2b由左至右依序为第二实施例的成像镜片组的球差、像散及歪曲曲线图。

图3a是本发明第三实施例的成像镜片组的示意图。

图3b由左至右依序为第三实施例的成像镜片组的球差、像散及歪曲曲线图。

附图标记说明

100、200、300：光圈

110、210、310：第一透镜120、220、320：第二透镜

130、230、330：第三透镜140、240、340：第四透镜

150、250、350：第五透镜170、270、370：红外线滤除滤光组件

180、280、380：成像面190、290、390：光轴

f：成像镜片组的焦距fno：成像镜片组的光圈值

fov：成像镜片组中最大视场角f1：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f5：第五透镜的焦距

f12：第一透镜与第二透镜的合成焦距f23：第二透镜与第三透镜的合成焦距

f34：第三透镜与第四透镜的合成焦距f45：第四透镜与第五透镜的合成焦距

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

f123：第一透镜、第二透镜与第三透镜的合成焦距

f234：第二透镜、第三透镜与第四透镜的合成焦距

tl：第一透镜的物侧表面至成像面于光轴上的距离

111、211、311、121、221、321、131、231、331、141、241、341、151、251、351：物侧表面

112、212、312、122、222、322、132、232、332、142、242、342、152、252、352：像侧表面

具体实施方式

<第一实施例>

请参照图1a及图1b，其中图1a绘示依照本发明第一实施例的成像镜片组的示意图，图1b由左至右依序为第一实施例的成像镜片组的球差、像散及歪曲曲线图。由图1a可知，成像镜片组系包含有一光圈100和一光学组，该光学组由物侧至像侧依序包含第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、红外线滤除滤光组件170、以及成像面180，其中该成像镜片组中具屈折力的透镜为五片。该光圈100设置在该第一透镜110的像侧表面112与被摄物之间。

该第一透镜110具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧表面111近光轴190处为凸面，其像侧表面112近光轴190处为凸面，且该物侧表面111及像侧表面112皆为非球面。

该第二透镜120具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧表面121近光轴190处为凸面，其像侧表面122近光轴190处为凹面，且该物侧表面121及像侧表面122皆为非球面。

该第三透镜130具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧表面131近光轴190处为凸面，其像侧表面132近光轴190处为凹面，且该物侧表面131及像侧表面132皆为非球面。

该第四透镜140具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧表面141近光轴190处为凹面，其像侧表面142近光轴190处为凸面，且该物侧表面141及像侧表面142皆为非球面。

该第五透镜150具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧表面151近光轴190处为凹面，其像侧表面152近光轴190处为凹面，且该物侧表面151及像侧表面152皆为非球面，且该物侧表面151及该像侧表面152至少一表面具有至少一反曲点。

该红外线滤除滤光组件170为玻璃材质，其设置于该第五透镜150及成像面180间且不影响该成像镜片组的焦距。

上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下：

其中z为沿光轴190方向在高度为h的位置以表面顶点作参考的位置值；c是透镜表面靠近光轴190的曲率，并为曲率半径(r)的倒数(c＝1/r)，r为透镜表面靠近光轴190的曲率半径，h是透镜表面距离光轴190的垂直距离，k为圆锥系数(conicconstant)，而a、b、c、d、e、g、……为高阶非球面系数。

第一实施例的成像镜片组中，成像镜片组的焦距为f，成像镜片组的光圈值(f-number)为fno，成像镜片组中最大视场角为fov，其数值如下：f＝3.710(公厘)；fno＝2.0；以及fov＝78(度)。

第一实施例的成像镜片组中，该第一透镜110为f1，该第二透镜120为f2，并满足下列条件：f1/f2＝-0.5210。

第一实施例的成像镜片组中，该第二透镜120为f2，该第四透镜140为f4，并满足下列条件：f2/f4＝-2.0249。

第一实施例的成像镜片组中，该第四透镜140为f4，该第五透镜150为f5，并满足下列条件：f4/f5＝-1.1917。

第一实施例的成像镜片组中，该第一透镜110为f1，该第三透镜130为f3，并满足下列条件：f1/f3＝-0.0860。

第一实施例的成像镜片组中，该第二透镜120为f2，该第五透镜150为f5，并满足下列条件：f2/f5＝2.4131。

第一实施例的成像镜片组中，该第一透镜110为f1，该第四透镜140为f4，并满足下列条件：f1/f4＝1.0549。

第一实施例的成像镜片组中，该第一透镜110为f1，该第二透镜120与第三透镜130的合成焦距为f23，并满足下列条件：f1/f23＝-0.6159。

第一实施例的成像镜片组中，该第二透镜120与第三透镜130的合成焦距为f23，该第四透镜140与第五透镜150的合成焦距为f45，并满足下列条件：f23/f45＝-0.0622。

第一实施例的成像镜片组中，该第一透镜110与第二透镜120的合成焦距为f12，该第三透镜130与第四透镜140的合成焦距为f34，并满足下列条件：f12/f34＝1.6071。

第一实施例的成像镜片组中，该第三透镜130与第四透镜140的合成焦距为f34，该第五透镜150的焦距为f5，并满足下列条件：f34/f5＝-1.2606。

第一实施例的成像镜片组中，该第一透镜的焦距为f1，该第二透镜120、第三透镜130与第四透镜140的合成焦距为f234，并满足下列条件：f1/f234＝0.7515。

第一实施例的成像镜片组中，该第二透镜120、第三透镜130与第四透镜140的合成焦距为f234，该第五透镜150的焦距为f5，并满足下列条件：f234/f5＝-1.6727。

第一实施例的成像镜片组中，该第一透镜110、第二透镜120与第三透镜130的合成焦距为f123，该第四透镜140的焦距为f4，并满足下列条件：f123/f4＝1.8554。

第一实施例的成像镜片组中，该第一透镜110、第二透镜120与第三透镜130的合成焦距为f123，该第四透镜140与第五透镜150的合成焦距为f45，并满足下列条件：f123/f45＝0.0674。

第一实施例的成像镜片组中，该第一透镜110的色散系数为v1，该第二透镜120的色散系数为v2，并满足下列条件：v1-v2＝34.5。

第一实施例的成像镜片组中，该第四透镜140的色散系数为v4，该第三透镜130的色散系数为v3，并满足下列条件：v4-v3＝34.5。

第一实施例的成像镜片组中，该成像镜片组的整体焦距为f，该第一透镜110的物侧表面111至成像面180于光轴190上的距离为tl，并满足下列条件：f/tl＝0.8281。

再配合参照下列表1及表2。

表1为图1a第一实施例详细的结构数据，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm，且表面0-15依序表示由物侧至像侧的表面。表2为第一实施例中的非球面数据，其中，k表非球面曲线方程式中的锥面系数，a、b、c、d、e、f、……为高阶非球面系数。此外，以下各实施例表格乃对应各实施例的示意图与像差曲线图，表格中数据的定义皆与第一实施例的表1、及表2的定义相同，在此不加赘述。

<第二实施例>

请参照图2a及图2b，其中图2a绘示依照本发明第二实施例的成像镜片组的示意图，图2b由左至右依序为第二实施例的成像镜片组的球差、像散及歪曲曲线图。由图2a可知，成像镜片组是包含有一光圈200和一光学组，该光学组由物侧至像侧依序包含第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、第五透镜250、红外线滤除滤光组件270、以及成像面280，其中该成像镜片组中具屈折力的透镜为五片。该光圈200设置在该第一透镜210的像侧表面212与被摄物之间。

该第一透镜210具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧表面211近光轴290处为凸面，其像侧表面212近光轴290处为凸面，且该物侧表面211及像侧表面212皆为非球面。

该第二透镜220具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧表面221近光轴290处为凸面，其像侧表面222近光轴290处为凹面，且该物侧表面221及像侧表面222皆为非球面。

该第三透镜230具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧表面231近光轴290处为凸面，其像侧表面232近光轴290处为凹面，且该物侧表面231及像侧表面232皆为非球面。

该第四透镜240具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧表面241近光轴290处为凹面，其像侧表面242近光轴290处为凸面，且该物侧表面241及像侧表面242皆为非球面。

该第五透镜250具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧表面251近光轴290处为凹面，其像侧表面252近光轴290处为凹面，且该物侧表面251及像侧表面252皆为非球面，且该物侧表面251及该像侧表面252至少一表面具有至少一反曲点。

该红外线滤除滤光组件270为玻璃材质，其设置于该第五透镜250及成像面280间且不影响该成像镜片组的焦距。

再配合参照下列表3、以及表4。

第二实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

配合表3、以及表4可推算出下列数据：

<第三实施例>

请参照图3a及图3b，其中图3a绘示依照本发明第三实施例的成像镜片组的示意图，图3b由左至右依序为第三实施例的成像镜片组的球差、像散及歪曲曲线图。由图3a可知，成像镜片组是包含有一光圈300和一光学组，该光学组由物侧至像侧依序包含第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340、第五透镜350、红外线滤除滤光组件370、以及成像面380，其中该成像镜片组中具屈折力的透镜为五片。该光圈300设置在该第一透镜310的像侧表面312与被摄物之间。

该第一透镜310具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧表面311近光轴390处为凸面，其像侧表面312近光轴390处为凸面，且该物侧表面311及像侧表面312皆为非球面。

该第二透镜320具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧表面321近光轴390处为凸面，其像侧表面322近光轴390处为凹面，且该物侧表面321及像侧表面322皆为非球面。

该第三透镜330具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧表面331近光轴390处为凸面，其像侧表面332近光轴390处为凹面，且该物侧表面331及像侧表面332皆为非球面。

该第四透镜340具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧表面341近光轴390处为凹面，其像侧表面342近光轴390处为凸面，且该物侧表面341及像侧表面342皆为非球面。

该第五透镜350具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧表面351近光轴390处为凹面，其像侧表面352近光轴390处为凹面，且该物侧表面351及像侧表面352皆为非球面，且该物侧表面351与该像侧表面352至少一表面具有至少一反曲点。

该红外线滤除滤光组件370为玻璃材质，其设置于该第五透镜350及成像面380间且不影响该成像镜片组的焦距。

再配合参照下列表5、以及表6。

第三实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。

配合表5、以及表6可推算出下列数据：

本发明提供的成像镜片组，透镜的材质可为塑料或玻璃，当透镜材质为塑料，可以有效降低生产成本，另当透镜的材质为玻璃，则可以增加成像镜片组屈折力配置的自由度。此外，成像镜片组中透镜的物侧表面及像侧表面可为非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变量，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镜片组的总长度。

本发明提供的成像镜片组中，就以具有屈折力的透镜而言，若透镜表面是为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面于近光轴处为凸面；若透镜表面是为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面于近光轴处为凹面。

本发明提供的成像镜片组更可视需求应用于移动对焦的光学系统中，并兼具优良像差修正与良好成像质量的特色，可多方面应用于3d(三维)影像撷取、数字相机、行动装置、数字绘图板或车用摄影等电子影像系统中。

综上所述，上述各实施例及图式仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以之限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利涵盖的范围内。