成像系统镜片组的制作方法
【专利摘要】一种成像系统镜片组，由物侧至像侧依序包含六枚具有屈折力的透镜：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧表面为凸面。第二透镜具有屈折力。第三透镜具有正屈折力。第四透镜具有负屈折力，其物侧表面为凹面，其像侧表面为凸面。第五透镜具有正屈折力，其物侧表面为凸面，其两表面皆为非球面。第六透镜具有屈折力，其物侧表面为凸面，其像侧表面为凹面，其两表面皆为非球面，且第六透镜的至少一表面具有至少一反曲点。当满足特定条件时，可减缓影像周边暗角，并缩小其总长度。
【专利说明】成像系统镜片组
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种成像系统镜片组，且特别是有关于一种应用于电子产品上的小型化成像系统镜片组。
【背景技术】
[0002]近年来，随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起，光学系统的需求日渐提高。一般光学系统的感光元件不外乎是感光稱合元件(Charge Coupled Device, CCD)或互补性氧化金属半导体兀件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor, CMOS Sensor)两种，且随着半导体制程技术的精进，使得感光元件的像素尺寸缩小，光学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。
[0003]传统搭载于可携式电子产品上的光学系统，如美国专利第7，869，142,8,000,031号所示，多采用四片或五片式透镜结构为主，但由于智能手机(Smart Phone)与平板电脑(Tablet PC)等高规格移动装置的盛行，带动光学系统在像素与成像品质上的迅速攀升，已知的光学系统将无法满足更高阶的摄影系统。
[0004]目前虽有进一步发展六片式光学系统，如美国公开第2012/0206822A1号所揭示，其第五透镜的面形设计，无法有效控制周边视场入射于感光元件的入射角度，容易导致影像周边产生暗角，进而影响成像品质，且该光学系统的体积无法有效缩小，而不利于手机等可携式装置的应用。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种成像系统镜片组，其可有效抑制周边视场入射于感光元件的入射角度，以减缓大视角下影像周边易产生暗角的问题。另外，成像系统镜片组的配置紧密，可有效缩短其体积，维持其小型化。
[0006]依据本发明提供一种成像系统镜片组，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、第五透镜以及第六透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧表面为凸面。第二透镜具有屈折力。第三透镜具有正屈折力。第四透镜具有负屈折力，其物侧表面为凹面，其像侧表面为凸面。第五透镜具有正屈折力，其物侧表面为凸面，其物侧表面及像侧表面皆为非球面。第六透镜具有屈折力，其物侧表面为凸面，其像侧表面为凹面，其物侧表面及像侧表面皆为非球面，且第六透镜的至少一表面具有至少一反曲点。成像系统镜片组具有屈折力的透镜数量为六枚，第五透镜物侧表面的曲率半径为R9，第五透镜像侧表面的曲率半径为R10，第五透镜与第六透镜于光轴上的间隔距离为T56，第五透镜于光轴上的厚度为CT5，第六透镜于光轴上的厚度为CT6，其满足下列条件:
[0007]-3.0〈 (R9+R10) / (R9-R10) <0.30 ；以及
[0008]0〈 (T56+CT6) /CT5<3.0。
[0009]当(R9+R10)/(R9_R10)满足上述条件时，可有效抑制周边视场入射于感光元件的入射角度，以减缓大视角下影像周边易产生暗角的问题。[0010]当(T56+CT6)/CT5满足上述条件时，可使成像系统镜片组的配置更为紧密，以有效缩短其体积，维持其小型化。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1绘示依照本发明第一实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0012]图2由左至右依序为第一实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0013]图3绘示依照本发明第二实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0014]图4由左至右依序为第二实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0015]图5绘示依照本发明第三实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0016]图6由左至右依序为第三实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0017]图7绘示依照本发明第四实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0018]图8由左至右依序为第四实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0019]图9绘示依照本发明第五实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0020]图10由左至右依序为第五实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0021]图11绘示依照本发明第六实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0022]图12由左至右依序为第六实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0023]图13绘示依照本发明第七实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0024]图14由左至右依序为第七实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0025]图15绘示依照本发明第八实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0026]图16由左至右依序为第八实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0027]图17绘示依照本发明第九实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0028]图18由左至右依序为第九实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0029]图19绘示依照本发明第十实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0030]图20由左至右依序为第十实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0031]图21绘示依照本发明第十一实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0032]图22由左至右依序为第十一实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0033]图23绘示依照本发明第十二实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0034]图24由左至右依序为第十二实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；
[0035]图25绘示依照本发明第十三实施例的一种成像系统镜片组的示意图；
[0036]图26由左至右依序为第十三实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图；以及
[0037]图27绘示依照图1成像系统镜片组中第五透镜及第六透镜的参数示意图。【具体实施方式】
[0038]一种成像系统镜片组，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、第五透镜以及第六透镜，其中成像系统镜片组具有屈折力的透镜数量为六枚。
[0039]第一透镜具有正屈折力，其物侧表面为凸面，其像侧表面可为凹面。借此，可适当调整第一透镜的正屈折力强度，有助于缩短成像系统镜片组的总长度。
[0040]第二透镜的物侧表面可为凸面，其像侧表面可为凹面。借此，第二透镜的面形配置有助于像散的修正。
[0041]第三透镜具有正屈折力，其像侧表面可为凸面。借此，可平衡第一透镜的正屈折力，以避免屈折力因过度集中而使球差过度增大，并可降低成像系统镜片组的敏感度。
[0042]第四透镜具有负屈折力，其物侧表面为凹面，其像侧表面为凸面。借此，可修正像散与系统的佩兹伐和数，使像面更平坦。
[0043]第五透镜具有正屈折力，其物侧表面为凸面，且第五透镜物侧表面可由近光轴处至周边处存在由凸面转凹面的变化。借此，可有效改善球差，同时可针对离轴的彗差与像散进行补正。
[0044]第六透镜的物侧表面为凸面，其像侧表面为凹面。借此，可使成像系统镜片组的主点(Principal Point)远离成像面，有利于缩短其后焦距以维持小型化。另外，第六透镜的至少一表面可具有至少一反曲点，可有效地压制离轴视场光线入射的角度，进一步可修正离轴视场的像差。
[0045]第五透镜物侧表面的曲率半径为R9，第五透镜像侧表面的曲率半径为R10，其满足下列条件:-3.0〈(R9+R10)/(R9-R10)〈0.30。借此，可有效抑制周边视场入射于感光元件的入射角度，以减缓大视角下影像周边易产生暗角的问题。较佳地，可满足下列条件:-2.5〈(R9+R10)/(R9-R10)〈O。
[0046]第五透镜与第六透镜于光轴上的间隔距离为T56,第五透镜于光轴上的厚度为CT5，第六透镜于光轴上的厚度为CT6，其满足下列条件:0〈(T56+CT6)/CT5〈3.0。借此，可使成像系统镜片组的配置更为紧密，以有效缩短其体积，维持其小型化。较佳地，可满足下列条件:0.3<(T56+CT6)/CT5<2.0。更佳地，可满足下列条件:0.5〈(T56+CT6)/CT5〈1.7。
[0047]成像系统镜片组的焦距为f，第六透镜的焦距为f6，其满足下列条件:-0.7<f/f6<0.5。借此，有助于成像系统镜片组的主点远离成像面，有利于缩短其后焦距以维持小型化，且同时可降低成像系统镜片组的敏感度。
[0048]成像系统镜片组的光圈值为Fno，其满足下列条件:1.2<Fno<2.5。通过适当调整成像系统镜片组的光圈大小，使成像系统镜片组具有大光圈的特性，于光线不充足时仍可采用较高快门速度以拍摄清晰影像。
[0049]第一透镜物侧表面的最大有效半径为SD11，第六透镜像侧表面的最大有效半径为SD62，其满足下列条件:0.20<SD11/SD62<0.45。借此，可有效压制光线入射的角度，进一步修正离轴视场的像差。
[0050]第一透镜的焦距为fl，第三透镜的焦距为f3，其满足下列条件:0〈f3/fl〈l.0。借此，可平衡第一透镜的正屈折力，以避免屈折力因过度集中而使球差过度增大。
[0051]第二透镜的色散系数为V2，第四透镜的色散系数为V4，第六透镜的色散系数为V6，其满足下列条件:0.70〈(V2+V4)/V6〈1.00。借此，有助于成像系统镜片组色差的修正。
[0052]成像系统镜片组中最大视角的一半为HF0V，其满足下列条件:35度<HF0V〈50度。由于过大的视角会造成周边影像变形严重，而过小的视角会局限取像的范围。因此，成像系统镜片组提供适当的视角，可获得所需适当取像范围又可兼顾影像不变形的效果。
[0053]第三透镜物侧表面的曲率半径为R5，第三透镜像侧表面的曲率半径为R6，其满足下列条件:0.6〈(R5+R6)/(R5-R6)〈1.5。借此，有助于减少球差产生与降低成像系统镜片组的敏感度。
[0054]第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，其满足下列条件:0.4〈CT2/T12〈2.0。借此，有利于镜片的制作与组装，并有效维持其小型化。
[0055]成像系统镜片组的焦距为f，第三透镜的焦距为f3，其满足下列条件:0.8〈f/f3〈1.5。借此，有助于修正球差。
[0056]第五透镜物侧表面的一临界点与光轴的垂直距离为Yc51，第六透镜像侧表面的一临界点与光轴的垂直距离为Yc62，其满足下列条件:0.5〈Yc51/Yc62〈l.1。借此，可有效修正离轴视场的像差。
[0057]第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜分别于光轴上厚度的总和为2CT，第一透镜物侧表面至第六透镜像侧表面于光轴上的距离为TD，其满足下列条件:0.75<XCT/TD<0.90。通过适当配置各透镜的厚度及距离，有利于成像系统镜片组内镜片承靠、固定等机构设置及组装。
[0058]第一透镜物侧表面至成像面于光轴上的距离为TL，其满足下列条件:
3.0mm<TL<5.0_。借此，有助于成像系统镜片组的小型化。
[0059]本发明提供的成像系统镜片组中，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，则可以增加成像系统镜片组屈折力配置的自由度。此外，成像系统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系统镜片组的总长度。
[0060]再者，本发明提供的成像系统镜片组中，若透镜表面为凸面，则表示透镜表面于近光轴处为凸面；若透镜表面为凹面，则表示透镜表面于近光轴处为凹面。
[0061]另外，本发明的成像系统镜片组中，依需求可设置至少一光阑，以减少杂散光，有助于提升影像品质。
[0062]本发明的成像系统镜片组中，光圈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。若光圈为前置光圈，可使成像系统镜片组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使其具有远心(Telecentric)效果,并可增加影像感测元件的CCD或CMOS接收影像的效率；若为中置光圈，有助于扩大系统的视场角，使成像系统镜片组具有广角镜头的优势。
[0063]本发明的成像系统镜片组中，临界点为透镜表面上，除与光轴的交点外，与一垂直于光轴的切面相切的切点。
[0064]本发明的成像系统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品质的特色，可多方面应用于3D (三维)影像撷取、数字相机、移动装置、数字平板等电子影像系统中。
[0065]根据上述实施方式，以下提出具体实施例并配合图式予以详细说明。
[0066]<第一实施例>
[0067]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成像系统镜片组的示意图，图2由左至右依序为第一实施例的成像系统镜片组的球差、像散及歪曲曲线图。由图1可知，成像系统镜片组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、第六透镜160、红外线滤除滤光片180以及成像面170，其中成像系统镜片组具有屈折力的透镜数量为六枚。
[0068]第一透镜110具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面111为凸面，其像侧表面112为凹面,并皆为非球面。
[0069]第二透镜120具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面121为凸面，其像侧表面122为凹面,并皆为非球面。
[0070]第三透镜130具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面131为凸面，其像侧表面132为凸面，并皆为非球面。
[0071]第四透镜140具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面141为凹面，其像侧表面142为凸面，并皆为非球面。
[0072]第五透镜150具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面151为凸面，其像侧表面152为凸面，并皆为非球面。另外，第五透镜150的物侧表面151由近光轴处至周边处存在由凸面转凹面的变化。
[0073]第六透镜160具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面161为凸面，其像侧表面162为凹面，并皆为非球面。此外，第六透镜160的物侧表面161及像侧表面162皆具有反曲点。
[0074]红外线滤除滤光片180为玻璃材质，其设置于第六透镜160及成像面170间且不影响成像系统镜片组的焦距。
[0075]上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下:
[0076]
【权利要求】
1.一种成像系统镜片组，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，具有屈折力； 一第三透镜，具有正屈折力； 一第四透镜，具有负屈折力，其物侧表面为凹面，其像侧表面为凸面； 一第五透镜，具有正屈折力，其物侧表面为凸面，其物侧表面及像侧表面皆为非球面；以及 一第六透镜，具有屈折力，其物侧表面为凸面，其像侧表面为凹面，其物侧表面及像侧表面皆为非球面，且该第六透镜的至少一表面具有至少一反曲点； 其中该成像系统镜片组具有屈折力的透镜数量为六枚，该第五透镜物侧表面的曲率半径为R9，该第五透镜像侧表面的曲率半径为R10，该第五透镜与该第六透镜于光轴上的间隔距离为T56,该第五透镜于光轴上的厚度为CT5,该第六透镜于光轴上的厚度为CT6,其满足下列条件:
-3.0< (R9+R10) / (R9-R10)〈0.30 ；以及
.0〈(T56+CT6)/CT5〈3.0。
2.根据权利要求1所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第三透镜像侧表面为凸面。
3.根据权利要求2所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第二透镜像侧表面为凹面。
4.根据权利要求3所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第二透镜物侧表面为凸面。
5.根据权利要求3所述的成像系统镜片组，其特征在于，该成像系统镜片组的焦距为f，该第六透镜的焦距为f6，其满足下列条件:
-0.7<f/f6<0.5。
6.根据权利要求3所述的成像系统镜片组，其特征在于，该成像系统镜片组的光圈值为Fno,其满足下列条件:
.1.2<Fno<2.5。
7.根据权利要求3所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第一透镜物侧表面的最大有效半径为SDl I，该第六透镜像侧表面的最大有效半径为SD62，其满足下列条件:
.0.20〈SD11/SD62〈0.45。
8.根据权利要求1所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第五透镜物侧表面的曲率半径为R9，该第五透镜像侧表面的曲率半径为R10，其满足下列条件:
-2.5< (R9+R10)/(R9-R10)〈O。
9.根据权利要求8所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第一透镜的焦距为Π，该第三透镜的焦距为f3，其满足下列条件:
.0<f3/fl<l.0。
10.根据权利要求8所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第二透镜的色散系数为V2,该第四透镜的色散系数为V4,该第六透镜的色散系数为V6,其满足下列条件:
.0.70< (V2+V4)/V6<1.00。
11.根据权利要求8所述的成像系统镜片组，其特征在于，该成像系统镜片组中最大视角的一半为HF0V，其满足下列条件:
.35 度 <HF0V〈50 度。
12.根据权利要求8所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第三透镜物侧表面的曲率半径为R5，该第三透镜像侧表面的曲率半径为R6，其满足下列条件:
0.6<(R5+R6)/(R5-R6)<1.5。
13.根据权利要求8所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第五透镜物侧表面由近光轴处至周边处存在由凸面转凹面的变化。
14.根据权利要求1所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第五透镜与该第六透镜于光轴上的间隔距离为T56,该第五透镜于光轴上的厚度为CT5,该第六透镜于光轴上的厚度为CT6，其满足下列条件:
0.3<(T56+CT6)/CT5<2.0。
15.根据权利要求14所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜、该第五透镜以及该第六透镜皆为塑胶材质。
16.根据权利要求14所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第五透镜与该第六透镜于光轴上的间隔距离为T56,该第五透镜于光轴上的厚度为CT5,该第六透镜于光轴上的厚度为CT6，其满足下列条件:
0.5<(T56+CT6)/CT5<1.7。
17.根据权利要求14所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该第一透镜与该第二透镜于光轴上的间隔距离为T12，其满足下列条件:
0.4<CT2/T12<2.0。
18.根据权利要求14所述的成像系统镜片组，其特征在于，该成像系统镜片组的焦距为f，该第三透镜的焦距为f3,其满足下列条件:
0.8<f/f3<l.5。
19.根据权利要求14所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第五透镜物侧表面的一临界点与光轴的垂直距离为Yc51，该第六透镜像侧表面的一临界点与光轴的垂直距离为Yc62，其满足下列条件:
0.5〈Yc51/Yc62〈l.1。
20.根据权利要求1所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜、该第五透镜以及该第六透镜分别于光轴上厚度的总和为Σστ，该第一透镜物侧表面至该第六透镜像侧表面于光轴上的距离为TD，其满足下列条件:
0.75<XCT/TD<0.90。
21.根据权利要求1所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第一透镜物侧表面至一成像面于光轴上的距离为TL，其满足下列条件:
3.0mm<TL<5.0mm0
22.根据权利要求2所述的成像系统镜片组，其特征在于，该第一透镜像侧表面为凹面。
【文档编号】G02B1/04GK104007532SQ201310093385
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年3月22日 优先权日:2013年2月25日
【发明者】许伯纶, 汤相岐, 蔡宗翰, 黄歆璇 申请人:大立光电股份有限公司