成像透镜系统的制作方法

专利名称：成像透镜系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成像透镜系统，尤其涉及一种应用于手机相机的小型化成像透 镜系统。
背景技术：
最近几年来，随着手机相机的兴起，小型化摄影镜头的需求日渐提高，而一般 摄影镜头的感光组件不外乎是感光耦合组件(Charge Coupled Device, CCD)或互补型金 属氧化物半导体(Complementary Meta卜Oxide Semiconductor，CMOS)两种，且由于半导
体制造工艺技术的进步，使得感光组件的像素面积缩小，小型化摄影镜头逐渐往高像素 领域发展，因此，对成像质量的要求也日益增加。传统搭载于手机相机的小型化摄影镜头，如美国专利第7,365,920号所示，多采 用四片式透镜结构为主；但由于手机相机的像素攀升的非常迅速，感光组件的像素面积 逐渐缩小，且在系统成像质量的要求不断提高的情况下，现有的四片式透镜组将无法满 足更高阶的摄影镜头模块，并由于电子产品不断地往轻薄化、高性能的趋势发展，因此 急需一种可用于高像素手机相机，且不至于使镜头总长度过长的成像透镜系统。

发明内容
为了解决现有成像透镜系统无法满足更高阶的摄影镜头并且应用在高像素手机 时，镜头总长度过长的问题，本发明提供一种成像透镜系统，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；一具正屈折 力的第三透镜，其物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面；一第四透镜，其像侧表 面为非球面，且该第四透镜的像侧表面设置有至少一个反曲点；一第五透镜，其物侧表 面为凹面，且该第五透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面；及一光圈，设 置于被摄物与该第二透镜之间。本发明通过上述成像透镜系统的配置方式，可有效修正像差以提升系统成像质 量，并可同时缩短成像透镜系统的光学总长度，维持小型化的特性。本发明所述成像透镜系统通过该第一透镜提供正屈折力，并且将光圈置于接近 该成像透镜系统的物体侧时，可以有效缩短该成像透镜系统的光学总长度。另外，上述 的配置可使本发明成像透镜系统的出射瞳(ExitPupil)远离成像面，光线将以接近垂直入 射的方式入射在感光组件上，此即为像侧的远心(Telecentric)特性，远心特性对于现今 的固态电子感光组件的感光能力极为重要，可使得电子感光组件的感光敏感度提高，减 少系统产生暗角的可能性。此外，本发明前述成像透镜系统中在该第四透镜的像侧表面 上设置有反曲点，将可更有效地压制离轴视场的光线入射在感光组件上的角度，并且可 进一步修正离轴视场的像差。除此之外，本发明前述成像透镜系统中，当将光圈置于越 接近该第二透镜处，可有利于广视场角特性，有助于对歪曲(Distortion)及倍率色收差 (ChromaticAberration ofMagnification)的修正，而且可以有效降低本发明成像透镜系统的敏感度。换句话说，本发明前述成像透镜系统中，当将光圈置于越接近被摄物处，即着 重于远心特性，整体成像透镜系统的光学总长度可以更短；当将光圈置于越接近该第二 透镜处，则着重于广视场角的特性，可以有效降低成像透镜系统的敏感度。本发明还提供了另一种成像透镜系统，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；一具正屈折力的第三透 镜；一第四透镜，具正屈折力或负屈折力，其像侧表面为非球面，且该第四透镜的像侧 表面设置有至少一个反曲点；一第五透镜，具正屈折力或负屈折力，其物侧表面为凹 面，且该第五透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面；其中前述成像透镜系 统中，该第一透镜的焦距为fi，该第三透镜的焦距为β，满足下列关系式0<η/β < 1.2；其中该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，整体成像透镜系统的焦距为f，满足 下列关系式0.30 <Rl/f< 0.50;其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，满足下列关系式22.0<V1_V2;该成像透镜系统中具屈折力的透镜仅为该 第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及该第五透镜。本发明还提供了另一种成像透镜系统，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；一第三透镜，具正屈折力 或负屈折力；一第四透镜，具正屈折力或负屈折力，其像侧表面为非球面，且该第四透 镜的像侧表面设置有至少一个反曲点；一第五透镜，具正屈折力或负屈折力，其物侧表 面为凹面，且该第五透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面；其中整体成像 透镜系统的焦距为f，该第三透镜的焦距为β，满足下列关系式0.2 < |f/f3| ；其中该第 一透镜的物侧表面曲率半径为R1，整体成像透镜系统的焦距为f，满足下列关系式0.30 <Rl/f<0.50；其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，满足 下列关系式22.0<V1_V2;该成像透镜系统中具屈折力的透镜仅为该第一透镜、第二 透镜、第三透镜、第四透镜及该第五透镜。本发明通过上述的配置方式，可以有效缩小成像透镜系统的光学总长度、降低 光学系统的敏感度，并可提升系统的成像性能。


此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中图1为本发明第一实施例的光学系统示意图。图2为本发明第一实施例的像差曲线图。图3为本发明第二实施例的光学系统示意图。图4为本发明第二实施例的像差曲线图。图5为本发明第三实施例的光学系统示意图。图6为本发明第三实施例的像差曲线图。图7为本发明第四实施例的光学系统示意图。图8为本发明第四实施例的像差曲线图。图9为表一，为本发明第一实施例的光学数据表。图10为表二，为本发明第一实施例的非球面数据表。
图11为表三，为本发明第二实施例的光学数据表。图12为表四，为本发明第二实施例的非球面数据表。图13为表五，为本发明第三实施例的光学数据表。图14为表六，为本发明第三实施例的非球面数据表。图15为表七，为本发明第四实施例的光学数据表。图16为表八，为本发明第四实施例的非球面数据表。图17为表九，为本发明相关关系式的数值资料表。附图标号第一透镜100、300、500、700物侧表面101、301, 501, 701像侧表面102、302、502、702第二透镜110、310、510、710物侧表面111、311、511、711像侧表面112、312、512、712第三透镜120、320、520、720物侧表面121、321、521、721像侧表面122、322、522、722第四透镜1；30、330, 530, 730物侧表面131、331、531、731像侧表面I32、332, 532, 732第五透镜140、340、540，740物侧表面141、341、541、741像侧表面142、342、542，742光圈150、350、550、750红外线滤除滤光片160、360、560、760成像面 170、370、570，770整体成像透镜系统的焦距为f第一透镜的焦距为fl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第一透镜的色散系数为Vl第二透镜的色散系数为V2第三透镜、第四透镜及第五透镜中存在一具正屈折力透镜，其色散系数为Vp第三透镜、第四透镜及第五透镜中存在一具负屈折力透镜，其色散系数为Vn第一透镜的物侧表面曲率半径为Rl第一透镜的物侧表面至电子感光组件于光轴上的距离为TTL电子感光组件有效像素区域对角线长的一半为ImgH第四透镜的像侧表面存在一点，该点的切平面垂直于光轴且该点与光轴的距离为Y'
第四透镜的像侧表面的有效径为Y
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透镜系统，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；一具正屈折力的第三透镜，其物 侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面；一第四透镜，其像侧表面为非球面，且该第 四透镜的像侧表面设置有至少一个反曲点；一第五透镜，其物侧表面为凹面，且该第五 透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面；及一光圈，其设置于被摄物与该第 二透镜之间。本发明前述成像透镜系统中，该第一透镜具正屈折力，且其物侧表面为凸面， 可有效缩短该成像透镜系统的光学总长度；该第二透镜具负屈折力，可有效修正本发明 成像透镜系统的色差；该第三透镜具正屈折力，可有效分配该第一透镜的屈折力，以降 低系统的敏感度；该第四透镜与该第五透镜可为正屈折力或负屈折力透镜，当该第四透 镜与第五透镜皆具正屈折力时，在负屈折力的第二透镜后置入此两片具正屈折力透镜， 可有效抑制像散(Astigmatism)及歪曲的产生，使本发明成像透镜系统获得更高的解像 力；当该第四透镜具正屈折力且该第五透镜具负屈折力时，则形成一正、一负的望远 (Telephoto)结构，有利于缩短系统的后焦距，以降低其光学总长度；当该第四透镜具负 屈折力且该第五透镜具正屈折力时，可有效修正慧差并同时避免其它像差的过度增大； 当该第四透镜与该第五透镜皆具负屈折力时，可使系统主点(Principal Point)远离成像 面，更能有效地缩短系统的光学总长度。本发明前述成像透镜系统中，较佳地，该第四透镜的物侧表面及像侧表面分别 为凸面及凹面，以有利于修正前述成像透镜系统的像散。本发明前述成像透镜系统中，较佳地，该第二透镜的物侧表面与像侧表面皆为 凹面，以有效修正本发明成像透镜系统的佩兹伐和数(Petzval Sum)，并且可增大系统的 后焦距；该第三透镜的物侧表面及像侧表面分别为凹面及凸面，可有利于修正系统的像散。本发明前述成像透镜系统中，当该第五透镜的物侧表面及像侧表面分别为凹面 及凸面时，可确保成像透镜系统后端有足够空间，以便设置相关构件；当该第五透镜的 物侧表面及像侧表面皆为凹面时，则可有效修正系统的佩兹伐和数，使周边像面变得更 平。本发明前述成像透镜系统中，该第一透镜的焦距为fl，该第三透镜的焦距为 β，较佳地，两者应满足下列关系式0<fl/fi<1.2。当fl/β满足上述关系式时，系 统的屈折力主要由第一透镜提供，可以有效降低系统的光学总长度，更佳地，是满足下 列关系式0.55 < fl/β < 1.0。本发明前述成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第四透镜的焦距为f4，较佳地，两者应满足下列关系式_1.9<f/f4<0.4。当f/f4满足上述关系式时， 可有利于修正系统的高阶像差，更佳地，是满足下列关系式_1.7<f/f4<-0.5。本发明前述成像透镜系统中，该第一透镜的色散系数为VI，第二透镜的色散系 数为V2，较佳地，是满足下列关系式28.5 < V1-V2 < 45.2。当V1-V2满足上述关系 式时，可有效修正色差。 本发明前述成像透镜系统中，较佳地，该第三透镜、第四透镜及该第五透镜中 存在一具正屈折力透镜，其色散系数为Vp，并且存在一具负屈折力透镜，其色散系数为 Vn,其满足下列关系式22.0<Vp_Vn。当本发明满足上述关系式时，更可有效加强系 统色差的修正。本发明前述成像透镜系统中，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，整体成像 透镜系统的焦距为f，较佳地，是满足下列关系式0.30 <Rl/f< 0.50。当Rl/f满足上 述关系式时，可有效降低成像透镜系统的光学总长度，且可避免高阶像差的过度增大。本发明前述成像透镜系统中，该第四透镜的像侧表面存在一点，该点的切平面 垂直于光轴且该点与光轴的距离为Y'，该第四透镜的像侧表面的有效径(Clear Aperture Radius)为Y，有效径的定义为该透镜表面上光线通过的最大范围处至光轴的距离，较佳 地，是满足下列关系式0.55 < Y' /Y<1.0。当Y' /Y满足上述关系式时，可有助 于修正系统的轴外像差。本发明前述成像透镜系统中，透镜的材质可为玻璃或塑料，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，若透镜材质为塑料，则可以有效降低生产成 本。此外，可于镜面上设置非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形状，获得较多 的控制变量，用以消减像差，进而缩减透镜使用的数目，藉此可以有效降低本发明成像 透镜系统的光学总长度，较佳地，至少三片透镜材质为塑料，且其物侧表面及像侧表面 皆为非球面。本发明前述成像透镜系统中，较佳地，该光圈设置于被摄物与该第一透镜之 间，即着重于远心特性，整体成像透镜系统的光学总长度可以更短。本发明前述成像透镜系统中，另设置一电子感光组件供被摄物成像于其上，该 第一透镜的物侧表面至该电子感光组件于光轴上的距离为TTL，而该电子感光组件有效 像素区域对角线长的一半为ImgH，较佳地，是满足下列关系式TTL/ImgH<1.95。当 TTL/ImgH满足上述关系式时，有利于维持成像透镜系统的小型化，以搭载于轻薄可携 式的电子产品上。本发明前述成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第五透镜的焦距 为f5，较佳地，是满足下列关系式-0.58 < f/f5 < 0.30。当f/β满足上述关系式时， 该第五透镜的作用如同补正透镜，其功能为平衡及修正系统所产生的各项像差，进而可 使成像透镜系统获得更高的成像质量。本发明另一方面，提供另一种成像透镜系统，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；一具正屈折力的第 三透镜；一第四透镜，其具正屈折力或负屈折力，其像侧表面为非球面，且该第四透镜 的像侧表面设置有至少一个反曲点；一第五透镜，其具正屈折力或负屈折力，其物侧表 面为凹面，且该第五透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面；其中该第一透镜的焦距为fi，该第三透镜的焦距为β，满足下列关系式0<η/β<ι.2;其中该第 一透镜的物侧表面曲率半径为R1，整体成像透镜系统的焦距为f，满足下列关系式0.30 <Rl/f<0.50；其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，满足 下列关系式22.0<V1_V2;该成像透镜系统中具屈折力的透镜仅为该第一透镜、第二 透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜。本发明前述成像透镜系统中，当前述成像透镜系统满足0 < fl/β < 1.2的关系式 时，系统的屈折力主要由该第一透镜提供，可以有效地降低前述成像透镜系统的光学总 长度。当前述成像透镜系统满足0.30 < Rl/f < 0.50的关系式时，可有效降低前述成像 透镜系统的光学总长度，且可避免高阶像差的过度增大。当前述成像透镜系统满足22.0 <V1_V2的关系式时，可以有效修正色差。

本发明再另一方面，提供另一种成像透镜系统，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；一第三透镜， 其具正屈折力或负屈折力；一第四透镜，其具正屈折力或负屈折力，其像侧表面为非球 面，且该第四透镜的像侧表面设置有至少一个反曲点；一第五透镜，其具正屈折力或负 屈折力，其物侧表面为凹面，且该第五透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球 面；其中整体成像透镜系统的焦距为f，该第三透镜的焦距为β，满足下列关系式0.2 < | /β| ；其中该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，整体成像透镜系统的焦距为f，满 足下列关系式0.30 < Rl/f <0.50;其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，满足下列关系式22.0<V1_V2;该成像透镜系统中具屈折力的透镜仅为 该第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及该第五透镜。本发明前述成像透镜系统中，当前述成像透镜系统满足0.2 < |f/f3|的关系式 时，该第三透镜可有效分配系统所需的屈折力，可使得系统的敏感度相对较小，有利于 降低成像透镜系统的制造变异度。当前述成像透镜系统满足0.30 < Rl/f < 0.50的关系 式时，可有效降低前述成像透镜系统的光学总长度，且可避免高阶像差的过度增大。当 前述成像透镜系统满足22.0 < V1-V2关系式时，可以有效修正色差。本发明成像透镜系统中，透镜的材质可为玻璃或塑料，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，若透镜材质为塑料，则可以有效降低生产成本。 此外，可于镜面上设置非球面，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透镜 系统的光学总长度。本发明成像透镜系统中，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。本发明成像透镜系统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请参阅图1，第一实施例的像差曲线请参阅图2。第一实施例 的成像透镜系统主要由五枚透镜构成，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜(100)，其物侧表面(101)及像侧表面(102)皆为凸 面，其材质为塑料，该第一透镜(100)的物侧表面(101)、像侧表面(102)皆为非球面；一具负屈折力的第二透镜(110)，其物侧表面(111)及像侧表面(112)皆为凹面，其材质为塑料，该第二透镜(110)的物侧表面(111)、像侧表面(112)皆为非球面；一具正屈折力的第三透镜(120)，其物侧表面(121)为凹面及像侧表面(122)为 凸面，其材质为塑料，该第三透镜(120)的物侧表面(121)、像侧表面(122)皆为非球 面；一具正屈折力的第四透镜(130)，其物侧表面(131)为凸面及像侧表面(132)为 凹面，其材质为塑料，该第四透镜(130)的物侧表面(131)、像侧表面(132)皆为非球 面，并且该第四透镜(130)的物侧表面(131)、像侧表面(132)上皆设置有至少一个反曲占.一具负屈折力的第五透镜(140)，其物侧表面(141)及像侧表面(142)皆为凹 面，其材质为塑料，该第五透镜(140)的物侧表面(141)、像侧表面(142)皆为非球面； 及一光圈(150)置于被摄物与该第一透镜(100)之间； 另包含有一红外线滤除滤光片(IRFilter) (160)置于该第五透镜(140)的像侧表 面(142)与成像面(170)之间；该红外线滤除滤光片(160)不影响本发明成像透镜系统的焦距。上述的非球面曲线的方程式表示如下X(Y)=(Y2/R)/(l+sqrt(l-(l+k)*(Y/R)2))+S(^.)*(r)
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。第一实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，其关系式为f = 4.31。第一实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的光圈值(f-number)为Fno， 其关系式为Fno = 2.85。第一实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的半视角为HF0V，其关系式 为HFOV = 33.9 度。第一实施例成像透镜系统中，该第一透镜(100)的焦距为fl，该第三透镜(120) 的焦距为β，其关系式为fl/f3 = 0.22。第一实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第四透镜(130) 的焦距为f4，其关系式为f/f4 = 0.07。第一实施例成像透镜系统中，该第一透镜(100)的色散系数为VI，该第二透镜 (110)的色散系数为V2，其关系式为V1-V2 = 32.5。
第一实施例成像透镜系统中，具正屈折力的第三透镜(120)的色散系数为Vp = 55.9，具正屈折力的第四透镜(130)的色散系数为Vp = 55.9，具负屈折力的第五透镜 (140)的色散系数为Vn = 30.2，其关系式为Vp-Vn = 25.7 (第三透镜120与第五透镜140)；Vp-Vn = 25.7 (第四透镜130与第五透镜140)。第一实施例成像透镜系统中，该第一透镜(100)的物侧表面(101)曲率半径为 Rl,整体成像透镜系统的焦距为f，其关系式为Rl/f = 0.41o第一实施例成像透镜系统中，该第四透镜(130)的像侧表面(132)存在一点，该点的切平面垂直于光轴且该点与光轴的距离为Y'(参图1所示)，该第四透镜的像侧表 面(132)的有效径为Y(参图1所示)，其关系式为Y' /Y = 0.68。第一实施例成像透镜系统中，该成像透镜系统另设置一电子感光组件于该成像 面(170)处供被摄物成像于其上，该第一透镜(100)的物侧表面(101)至该电子感光组件 于光轴上的距离为TTL，而该电子感光组件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，其关 系式为TTL/lmgH = 1.74。第一实施例成像透镜系统中，该第五透镜(140)的焦距为β，整体成像透镜系统 的焦距为f，其关系式为f/f5 = -0.55 ο第一实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第三透镜(120) 的焦距为β，其关系式为|f/f3| = 0.30ο第一实施例详细的光学数据如图9表一所示，其非球面数据如图10表二所示， 其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm，HFOV定义为最大视角的一半。第二实施例本发明第二实施例请参阅图3，第二实施例的像差曲线请参阅图4。第二实施例 的成像透镜系统主要由五枚透镜构成，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜(300)，其物侧表面(301)及像侧表面(302)皆为凸 面，其材质为塑料，该第一透镜(300)的物侧表面(301)、像侧表面(302)皆为非球面；一具负屈折力的第二透镜(310)，其物侧表面(311)及像侧表面(312)皆为凹 面，其材质为塑料，该第二透镜(310)的物侧表面(311)、像侧表面(312)皆为非球面；一具正屈折力的第三透镜(320)，其物侧表面(321)为凹面及像侧表面(322)为 凸面，其材质为塑料，该第三透镜(320)的物侧表面(321)、像侧表面(322)皆为非球 面；一具负屈折力的第四透镜(330)，其物侧表面(331)为凸面及像侧表面(332)为 凹面，其材质为塑料，该第四透镜(330)的物侧表面(331)、像侧表面(332)皆为非球 面，并且该第四透镜(330)的物侧表面(331)、像侧表面(332)上皆设置有至少一个反曲占.一具负屈折力的第五透镜(340)，其物侧表面(341)及像侧表面(342)皆为凹面，其材质为塑料，该第五透镜(340)的物侧表面(341)、像侧表面(342)皆为非球面； 及一光圈(350)置于被摄物与该第一透镜(300)之间；另包含有一红外线滤除滤光片(IRFilter) (360)置于该第五透镜(340)的像侧表 面(342)与成像面(370)之间；该红外线滤除滤光片(360)不影响本发明成像透镜系统的
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。第二实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，其关系式为f = 4.46。第二实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的光圈值(f-number)为Fno， 其关系式为Fno = 2.78。第二实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的半视角为HFOV，其关系式 为HFOV = 33.0 度。第二实施例成像透镜系统中，该第一透镜(300)的焦距为fl，该第三透镜(320) 的焦距为β，其关系式为fl/f3 = 0.23ο第二实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第四透镜(330) 的焦距为f4，其关系式为f/f4 = -0.05 ο第二实施例成像透镜系统中，该第一透镜(300)的色散系数为VI，该第二透镜 (310)的色散系数为V2，其关系式为V1-V2 = 32.5。第二实施例成像透镜系统中，具正屈折力的第三透镜(320)的色散系数为Vp = 55.9，具负屈折力的第四透镜(330)的色散系数为Vn = 55.9，具负屈折力的第五透镜 (340)的色散系数为Vn = 30.2，其关系式为Vp-Vn = 0.0 (第三透镜320与第四透镜330)；Vp-Vn = 25.7 (第三透镜320与第五透镜340)。第二实施例成像透镜系统中，该第一透镜(300)的物侧表面(301)曲率半径为 Rl,整体成像透镜系统的焦距为f，其关系式为Rl/f=0.39。第二实施例成像透镜系统中，该第四透镜(330)的像侧表面(332)存在一点，该 点的切平面垂直于光轴且该点与光轴的距离为Y'(参图3所示)，该第四透镜(330)的 像侧表面(332)的有效径为Y(参图3所示)，其关系式为Y' /Y = 0.67。第二实施例成像透镜系统中，该成像透镜系统另设置一电子感光组件于该成像 面(370)处供被摄物成像于其上，该第一透镜(300)的物侧表面(301)至该电子感光组件 于光轴上的距离为TTL，而该电子感光组件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，其关 系式为TTL/lmgH =1.78。
第二实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第五透镜(340) 的焦距为f5，其关系式为f/f5 = -0.55 ο第二实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第三透镜(320) 的焦距为β，其关系式为!f/β! = O.34。第二实施例详细的光学数据如图11表三所示，其非球面数据如图12表四所示， 其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm，HFOV定义为最大视角的一半。第三实施例本发明第三实施例请参阅图5，第三实施例的像差曲线请参阅图6。第三实施例 的成像透镜系统主要由五枚透镜构成，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜(500)，其物侧表面(501)及像侧表面(502)皆为凸 面，其材质为塑料，该第一透镜(500)的物侧表面(501)、像侧表面(502)皆为非球面；一具负屈折力的第二透镜(510)，其物侧表面(511)及像侧表面(512)皆为凹 面，其材质为塑料，该第二透镜(510)的物侧表面(511)、像侧表面(512)皆为非球面；一具正屈折力的第三透镜(520)，其物侧表面(521)为凹面及像侧表面(522)为 凸面，其材质为塑料，该第三透镜(520)的物侧表面(521)、像侧表面(522)皆为非球 面；一具负屈折力的第四透镜(530)，其物侧表面(531)为凸面及像侧表面(532)为 凹面，其材质为塑料，该第四透镜(530)的物侧表面(531)、像侧表面(532)皆为非球 面，并且该第四透镜(530)的物侧表面(531)、像侧表面(532)上皆设置有至少一个反曲占.一具负屈折力的第五透镜(540)，其物侧表面(541)及像侧表面(542)皆为凹 面，其材质为塑料，该第五透镜(540)的物侧表面(541)、像侧表面(542)皆为非球面； 及一光圈(550)置于被摄物与该第一透镜(500)之间；另包含有一红外线滤除滤光片(IRFilter) (560)置于该第五透镜(540)的像侧表 面(542)与成像面(570)之间；该红外线滤除滤光片(560)不影响本发明成像透镜系统的焦距。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型式。第三实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，其关系式为f = 5.33ο第三实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的光圈值(f-number)为Fno， 其关系式为Fno = 2.90。第三实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的半视角为HF0V，其关系式 为HFOV = 33.5 度。第三实施例成像透镜系统中，该第一透镜(500)的焦距为fl，该第三透镜(520) 的焦距为β，其关系式为fl/f3 = 0.70。
第三实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第四透镜(530)的焦距为f4，其关系式为f/f4 =-0.84。第三实施例成像透镜系统中，该第一透镜(500)的色散系数为VI，该第二透镜 (510)的色散系数为V2，其关系式为V1—V2 = 32.5。第三实施例成像透镜系统中，具正屈折力的第三透镜(520)的色散系数为Vp = 55.9，具负屈折力的第四透镜(530)的色散系数为Vn = 55.9，具负屈折力的第五透镜 (540)的色散系数为Vn = 23.4，其关系式为Vp-Vn = 0.0 (第三透镜520与第四透镜530)；Vp-Vn = 32.5 (第三透镜520与第五透镜540)。第三实施例成像透镜系统中，该第一透镜(500)的物侧表面(501)曲率半径为 Rl,整体成像透镜系统的焦距为f，其关系式为Rl/f=0.37。第三实施例成像透镜系统中，该第四透镜(530)的像侧表面(532)存在一点，该 点的切平面垂直于光轴且该点与光轴的距离为Y'(参图5所示)，该第四透镜(530)的 像侧表面(532)的有效径为Y(参图5所示)，其关系式为Y' /Y = 0.66。第三实施例成像透镜系统中，该成像透镜系统另设置一电子感光组件于该成像 面(570)处供被摄物成像于其上，该第一透镜(500)的物侧表面(501)至该电子感光组件 于光轴上的距离为TTL，而该电子感光组件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，其关 系式为TTL/lmgH = 1.66。第三实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第五透镜(540) 的焦距为f5，其关系式为f/f5 = -0.17。第三实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第三透镜(520) 的焦距为β，其关系式为|f/f3| = 1.08。第三实施例详细的光学数据如图13表五所示，其非球面数据如图14表六所示， 其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm，HFOV定义为最大视角的一半。第四实施例本发明第四实施例请参阅图7，第四实施例的像差曲线请参阅图8。第四实施例 的成像透镜系统主要由五枚透镜构成，由物侧至像侧依序包含一具正屈折力的第一透镜(700)，其物侧表面(701)及像侧表面(702)皆为凸 面，其材质为塑料，该第一透镜(700)的物侧表面(701)、像侧表面(702)皆为非球面；一具负屈折力的第二透镜(710)，其物侧表面(711)及像侧表面(712)皆为凹 面，其材质为塑料，该第二透镜(710)的物侧表面(711)、像侧表面(712)皆为非球面；一具正屈折力的第三透镜(720)，其物侧表面(721)为凹面及像侧表面(722)为凸面，其材质为塑料，该第三透镜(720)的物侧表面(721)、像侧表面(722)皆为非球 面；一具负屈折力的第四透镜(730)，其物侧表面(731)为凸面及像侧表面(732)为 凹面，其材质为塑料，该第四透镜(730)的物侧表面(731)、像侧表面(732)皆为非球 面，并且该第四透镜(730)的物侧表面(731)、像侧表面(732)上皆设置有至少一个反曲点。一具负屈折力的第五透镜(740)，其物侧表面(741)及像侧表面(742)皆为凹 面，其材质为塑料，该第五透镜(740)的物侧表面(741)、像侧表面(742)皆为非球面； 及一光圈(750)置于被摄物与该第一透镜(700)之间；另包含有一红外线滤除滤光片(IRFilter) (760)置于该第五透镜(740)的像侧表 面(742)与成像面(770)之间；该红外线滤除滤光片(760)不影响本发明成像透镜系统的焦距。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型式。第四实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，其关系式为f = 5.80。第四实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的光圈值(f-number)为Fno， 其关系式为Fno = 2.45。第四实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的半视角为HFOV，其关系式 为HFOV = 33.5 度。第四实施例成像透镜系统中，该第一透镜(700)的焦距为fl，该第三透镜(720) 的焦距为β，其关系式为fl/f3 = 0.95ο第四实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第四透镜(730) 的焦距为f4，其关系式为f/f4 = -1.50。第四实施例成像透镜系统中，该第一透镜(700)的色散系数为VI，该第二透镜 (710)的色散系数为V2，其关系式为V1-V2 = 32.5。第四实施例成像透镜系统中，具正屈折力的第三透镜(720)的色散系数为Vp = 55.9，具负屈折力的第四透镜(730)的色散系数为Vn = 55.9，具负屈折力的第五透镜 (740)的色散系数为Vn = 23.4，其关系式为Vp-Vn = 0.0 (第三透镜720与第四透镜73O)；Vp-Vn = 32.5 (第三透镜720与第五透镜740)。第四实施例成像透镜系统中，该第一透镜(700)的物侧表面(701)曲率半径为 Rl,整体成像透镜系统的焦距为f，其关系式为Rl/f=0.36。第四实施例成像透镜系统中，该第四透镜(730)的像侧表面(732)存在一点，该 点的切平面垂直于光轴且该点与光轴的距离为Y'(参图7所示)，该第四透镜(730)的像侧表面(732)的 有效径为Y (参图7所示)，其关系式为Y' /Y = 0.66。第四实施例成像透镜系统中，该成像透镜系统另设置一电子感光组件于该成像 面(770)处供被摄物成像于其上，该第一透镜(700)的物侧表面(701)至该电子感光组件 于光轴上的距离为TTL，而该电子感光组件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，其关 系式为TTL/lmgH =1.62。第四实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第五透镜(740) 的焦距为f5，其关系式为f/f5 = _0.14。第四实施例成像透镜系统中，整体成像透镜系统的焦距为f，该第三透镜(720) 的焦距为β，其关系式为|f/f3| = 1.45。第四实施例详细的光学数据如图15表七所示，其非球面数据如图16表八所示， 其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm，HFOV定义为最大视角的一半。表一至表八(分别对应图9至图16)所示为本发明成像透镜系统实施例的不同数 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图式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。表九(对应图17)为各个实施例对应本发明相 关关系式的数值资料表。本发明通过上述实施例的配置方式，可以有效缩小成像透镜系统的光学总长 度、降低光学系统的敏感度，并可提升系统的成像性能。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. 一种成像透镜系统，其特征在于，所述成像透镜系统由物侧至像侧依序包含 一具正屈折力的第一透镜，所述第一透镜物侧表面为凸面； 一具负屈折力的第二透镜；一具正屈折力的第三透镜，所述第三透镜物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球一第四透镜，所述第四透镜像侧表面为非球面，且所述第四透镜的像侧表面设置有 至少一个反曲点； 一第五透镜，所述第五透镜物侧表面为凹面，且所述第五透镜的物侧表面与像侧表 面中至少一表面为非球面；及一光圈，设置于被摄物与所述第二透镜之间。
2.如权利要求1所述的成像透镜系统，其特征在于，所述第四透镜的物侧表面及像侧 表面分别为凸面及凹面。
3.如权利要求2所述的成像透镜系统，其特征在于，所述第二透镜的物侧表面及像侧 表面皆为凹面，所述第三透镜的物侧表面及像侧表面分别为凹面及凸面。
4.如权利要求1所述的成像透镜系统，其特征在于，所述第一透镜的焦距为fl，所述 第三透镜的焦距为β，且满足下列关系式0 < fl/f3 < 1.2。
5.如权利要求4所述的成像透镜系统，其特征在于，其中整体成像透镜系统的焦距为 f，所述第四透镜的焦距为f4，且满足下列关系式-1.9 < f/f4 < 0.4。
6.如权利要求5所述的成像透镜系统，其特征在于，所述整体成像透镜系统的焦距为 f，所述第四透镜的焦距为f4，且满足下列关系式-1.7 < f/f4 < -0.5。
7.如权利要求4所述的成像透镜系统，其特征在于，所述第一透镜的焦距为fl，所述 第三透镜的焦距为β，且满足下列关系式0.55 < fl/f3 < 1.0。
8.如权利要求4所述的成像透镜系统，其特征在于，所述第五透镜具负屈折力。
9.如权利要求8所述的成像透镜系统，其特征在于，所述第五透镜的像侧表面为凹
10.如权利要求1所述的成像透镜系统，其特征在于，所述第一透镜的色散系数为 VI，所述第二透镜的色散系数为V2，且满足下列关系式28.5 < V1-V2 < 45.2。
11.如权利要求10所述的成像透镜系统，其特征在于，所述第三透镜、第四透镜及所 述第五透镜中存在一具正屈折力透镜，所述具正屈折力透镜的色散系数为Vp，并且所述 第三透镜、第四透镜及所述第五透镜中存在一具负屈折力透镜，所述具负屈折力透镜的 色散系数为Vn，且满足下列关系式22.0 < Vp-Vn。
12.如权利要求1所述的成像透镜系统，其特征在于，所述第一透镜的物侧表面曲率 半径为R1，所述整体成像透镜系统的焦距为f，且满足下列关系式0.30 < Rl/f < 0.50。
13.如权利要求1所述的成像透镜系统，其特征在于，所述第四透镜的像侧表面存在 一点，所述点的切平面垂直于光轴且所述点与光轴的距离为Y'，所述第四透镜的像侧 表面的有效径为Y，且满足下列关系式0.55 < Y' /Y <1.0。
14.如权利要求1所述的成像透镜系统，其特征在于，所述成像透镜系统中至少三片 透镜材质为塑料，且塑料透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面。
15.如权利要求14所述的成像透镜系统，其特征在于，所述成像透镜系统中具屈折力 的透镜仅为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及所述第五透镜。
16.如权利要求1所述的成像透镜系统，其特征在于，所述光圈设置于被摄物与所述 第一透镜之间。
17.如权利要求16所述的成像透镜系统，其特征在于，所述成像透镜系统另设置一电 子感光组件供被摄物成像于其上，所述第一透镜的物侧表面至所述电子感光组件于光轴 上的距离为TTL，而所述电子感光组件有效像素区域对角线长的一半为ImgH，且满足下 列关系式TTL/ImgH <1.95。
18.如权利要求4所述的成像透镜系统，其特征在于，所述整体成像透镜系统的焦距 为f，所述第五透镜的焦距为β，且满足下列关系式-0.58 < f/β < 0.30。
19.一种成像透镜系统，其特征在于，所述成像透镜系统由物侧至像侧依序包含 一具正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜； 一具正屈折力的第三透镜；一第四透镜，具正屈折力或负屈折力，所述第四透镜的像侧表面为非球面，且所述 第四透镜的像侧表面设置有至少一个反曲点；及一第五透镜，具正屈折力或负屈折力，所述第五透镜的物侧表面为凹面，且所述第 五透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面；其中所述第一透镜的焦距为fl，所述第三透镜的焦距为β，且满足下列关系式 0 < fl/β < 1.2 ；其中所述第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，所述整体成像透镜系统的焦距为f， 且满足下列关系式0.30 < Rl/f < 0.50 ；其中所述第一透镜的色散系数为VI，所述第二透镜的色散系数为V2，且满足下列关 系式22.0 < V1-V2 ；所述成像透镜系统中具屈折力的透镜仅为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第 四透镜及所述第五透镜。
20.—种成像透镜系统，其特征在于，所述成像透镜系统由物侧至像侧依序包含 一具正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜；一第三透镜，具正屈折力或负屈折力；一第四透镜，具正屈折力或负屈折力，所述第四透镜的像侧表面为非球面，且所述 第四透镜的像侧表面设置有至少一个反曲点；及一第五透镜，具正屈折力或负屈折力，所述第五透镜的物侧表面为凹面，且所述第 五透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面；其中整体成像透镜系统的焦距为f，所述第三透镜的焦距为β，且满足下列关系式 0.2 < | /β| ；其中所述第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，所述整体成像透镜系统的焦距为f， 且满足下列关系式·0.30 < Rl/f < 0.50 ；其中所述第一透镜的色散系数为VI，所述第二透镜的色散系数为V2，且满足下列关 系式·22.0 < V1-V2 ；所述成像透镜系统中具屈折力的透镜仅为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第 四透镜及所述第五透镜。
全文摘要
本发明公开了一种成像透镜系统，该系统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、一具正屈折力的第三透镜，其物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面、一第四透镜，其像侧表面为非球面，且该第四透镜的像侧表面设置有至少一个反曲点、一第五透镜，其物侧表面为凹面，且该第五透镜的物侧表面与像侧表面中至少一表面为非球面，及一光圈，设置于被摄物与该第二透镜之间。本发明通过上述的配置方式，可以有效缩小成像透镜系统的光学总长度、降低光学系统的敏感度，并可提升系统的成像性能。
文档编号G02B1/04GK102023370SQ20091017217
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者林铭清, 汤相岐, 陈俊杉 申请人:大立光电股份有限公司