技术领域
本发明关于一种结像系统镜组，特别是关于一种应用于可携式电子产品的结像系统镜组。
背景技术：
随着个人电子产品逐渐轻薄化，电子产品内部各零组件被要求具有更小的尺寸。摄影镜头的尺寸在这个趋势下同样面临着小型化的要求。除了小型化的要求之外，因为半导体制程技术的进步使得感光元件的像素面积缩小，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，如美国专利第8,169,528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)与平板电脑(Tablet PC)等高规格移动装置的盛行，带动摄影镜头在像素与成像品质上的迅速攀升，公知的四片式摄影镜头已无法满足更高阶的摄影需求。近来虽有五片式透镜结构的镜头，如美国专利第8,189,273号所揭露的五片式透镜组，但该系统所需的屈折力，并未良好配置在各镜片，并可能产生过高的像差，并且对于制程上的变异较为敏感，在像素与成像品质提升的要求下，将导致整体良率的下降。
因此，领域中需要一种屈折力配置良好的系统镜组架构，一方面能满足镜头模组的小型化规格，一方面能满足高像素与高成像品质的需求，同时该系统镜组在制造上需具备良好的稳定度，对于制造上的变异不致过于敏感，以提高良率。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供一种结像系统镜组，用于解决现有领域中系统镜组架构的屈折力配置不够完善的问题。
本发明的技术解决方案是：
本发明提供一种结像系统镜组，由物侧至像侧依序包含：一第一透镜；一具正屈折力的第二透镜，其物侧面为凸面；一具负屈折力的第三透镜，其像侧面为凹面；一具正屈折力的第四透镜，其物侧面为凹面且像侧面为凸面；及一具负屈折力的第五透镜，其像侧面为凹面，其物侧面及像侧面皆为非球面，且其像侧面设有至少一反曲点；其中，该结像系统镜组的透镜总数为五片，且该结像系统镜组更包含有一光圈，该光圈设置于该第二透镜之物侧方向；其中，该第二透镜与该第三透镜于光轴上的间隔距离为T23，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，满足下列关系式：
0.77≤T23/CT2<3.0。
本发明又提供一种结像系统镜组，由物侧至像侧依序包含：一第一透镜；一具正屈折力的第二透镜，其物侧面为凸面；一第三透镜；一具正屈折力的第四透镜，其物侧面为凹面且像侧面为凸面；及一具负屈折力的第五透镜，其像侧面为凹面，其物侧面及像侧面皆为非球面，且其像侧面设有至少一反曲点；其中，该结像系统镜组的透镜总数为五片，且该结像系统镜组更包含有一光圈，该光圈设置于该第二透镜之物侧方向；其中，该第二透镜的焦距为f2，该第二透镜物侧面的曲率半径为R3，该结像系统镜组的焦距为f，满足下列关系式：
2.0<f2/R3<15.0；及
0.5<f/f2<1.0。
当T23/CT2满足上述条件时，有利于透镜的组装，并提升射出成型时的成型性。
当f2/R3满足上述条件时，有助于降低系统敏感度，可有效地提高生产良率。
当f/f2满足上述条件时，有助于降低制造敏感度。
附图说明
图1A本发明第一实施例的光学系统示意图；
图1B本发明第一实施例的像差曲线图；
图2A本发明第二实施例的光学系统示意图；
图2B本发明第二实施例的像差曲线图；
图3A本发明第三实施例的光学系统示意图；
图3B本发明第三实施例的像差曲线图；
图4A本发明第四实施例的光学系统示意图；
图4B本发明第四实施例的像差曲线图；
图5A本发明第五实施例的光学系统示意图；
图5B本发明第五实施例的像差曲线图；
图6A本发明第六实施例的光学系统示意图；
图6B本发明第六实施例的像差曲线图；
图7A本发明第七实施例的光学系统示意图；
图7B本发明第七实施例的像差曲线图。
主要元件标号说明：
光圈100、200、300、400、500、600、700
第一透镜110、210、310、410、510、610、710
物侧面111、211、311、411、511、611、711
像侧面112、212、312、412、512、612、712
第二透镜120、220、320、420、520、620、720
物侧面121、221、321、421、521、621、721
像侧面122、222、322、422、522、622、722
第三透镜130、230、330、430、530、630、730
物侧面131、231、331、431、531、631、731
像侧面132、322、332、432、532、632、732
第四透镜140、240、340、440、540、640、740
物侧面141、241、341、441、541、641、741
像侧面142、422、342、442、542、642、742
第五透镜150、250、350、450、550、650、750
物侧面151、251、351、451、551、651、751
像侧面152、522、352、452、552、652、752
红外线滤除滤光元件160、260、360、460、560、660、760
成像面170、270、370、470、570、670、770
结像系统镜组的焦距为f
第一透镜的焦距为f1
第二透镜的焦距为f2
第三透镜的焦距为f3
第四透镜的焦距为f4
第二透镜与第三透镜的组合焦距为f23
结像系统镜组的光圈值为Fno
第二透镜的色散系数为V2
第三透镜的色散系数为V3
第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离为T23
第二透镜于光轴上的厚度为CT2
第二透镜物侧面的曲率半径为R3
第三透镜物侧面的曲率半径为R5
第三透镜像侧面的曲率半径为R6
第五透镜物侧面的曲率半径为R9
第五透镜像侧面的曲率半径为R10
具体实施方式
本发明提供一种结像系统镜组，由物侧至像侧依序包含具屈折力的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、及第五透镜。
该第一透镜具正屈折力，可提供系统所需的正屈折力，有助于缩短系统的总长度。该第一透镜物侧面可为凸面，其像侧面可为凹面，可适当调整光学总长度。该第一透镜像侧面设有至少一反曲点，可有效修正离轴视场的像差。
该第二透镜具正屈折力，可避免系统中单一透镜屈折力过大，可有效减缓球差产生并降低制造敏感度，以提高良率；该第二透镜物侧面为凸面，其像侧面可为凹面，有助于修正像散。
该第三透镜具负屈折力，有助于补正第一透镜与第二透镜所产生的像差。该第三透镜物侧面可为凹面，有助于加强像差修正能力。
该第四透镜具正屈折力，有助于减少球差产生；该第四透镜物侧面可为凹面，其像侧面为凸面，可加强像散修正能力。
该第五透镜具负屈折力，可以有效修正系统的佩兹伐和数，使像面更平坦；该第五透镜物侧面可为凸面，其像侧面为凹面，可使主点(Principal Point)远离成像面，有助于缩短后焦长以维持镜头的小型化，且其物侧面及像侧面中至少一表面设有至少一反曲点，可压制离轴视场的光线入射于感光元件上的角度，以增加影像感光元件的接收效率，进一步可修正离轴视场的像差。
该第二透镜与该第三透镜于光轴上的间隔距离为T23。该第二透镜于光轴上的厚度为CT2。当结像系统镜组满足下列关系式：0.75<T23/CT2<3.0时，有利于透镜的组装，并提升射出成型时的成型性。较佳地，满足下列关系式：0.75<T23/CT2<1.5。
该第二透镜的焦距为f2。该第二透镜物侧面的曲率半径为R3。当结像系统镜组满足下列关系式：2.0<f2/R3时，有助于降低系统敏感度，可有效地提高生产良率。较佳地，满足下列关系式：2.0<f2/R3<15.0。更佳地，满足下列关系式：2.0<f2/R3<5.0。
该第五透镜物侧面的曲率半径为R9。该第五透镜像侧面的曲率半径为R10。当结像系统镜组满足下列关系式：0<(R9+R10)/(R9-R10)时，有助于减少结像系统镜组的像散。较佳地，满足下列关系式：0.8<(R9+R10)/(R9-R10)<5.0。
该第二透镜的色散系数为V2。该第三透镜的色散系数为V3。当结像系统镜组满足下列关系式：1.5<V2/V3<3.0时，可有效修正系统色差。
该第一透镜的焦距为f1。该第二透镜的焦距为f2。该第三透镜的焦距为f3。该第四透镜的焦距为f4。当结像系统镜组满足下列关系式：0.75<(f4/f1)+(f4/f2)+|f4/f3|<1.5时，该结像系统镜组所需的屈折力平均分布到各镜片上，以降低该镜组对镜片曲率半径、中心厚度等制造变异的敏感度，可有效的提高生产良率。
该第三透镜物侧面的曲率半径为R5。该第三透镜像侧面的曲率半径为R6。当结像系统镜组满足下列关系式：-2.5<(R5+R6)/(R5-R6)<0.5时，有助于减少像差。
该第二透镜的焦距为f2。该第一透镜的焦距为f1。当结像系统镜组满足下列关系式：0<f2/f1<0.90时，该第二透镜与该第一透镜的屈折力配置较为平衡，能有效修正系统的球差，进而提升系统的解像力。
该结像系统镜组的焦距为f。该第二透镜与该第三透镜的组合焦距为f23。当结像系统镜组满足下列关系式：0<f/f23<0.5时，有助于降低像差的产生。
该第三透镜的焦距为f3。该第二透镜的焦距为f2。当结像系统镜组满足下列关系式：-1.50<f3/f2<-0.70时，有助于降低球差与像散的产生。
该结像系统镜组的焦距为f。该第二透镜的焦距为f2。当结像系统镜组满足下列关系式：0.5<f/f2<1.0时，有助于降低制造敏感度。
本发明的结像系统镜组中，透镜的材质可为玻璃或塑胶，若透镜的材质为玻璃，则可以增加该结像系统镜组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，可于镜面上设置非球面(ASP)，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的结像系统镜组的总长度。
本发明的结像系统镜组中，可至少设置一光阑，如孔径光阑(Aperture Stop)、耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(Field Stop)等。
本发明的结像系统镜组中，若描述一透镜的表面为凸面，则表示该透镜表面于近光轴处为凸面；若描述一透镜的表面为凹面，则表示该透镜表面于近光轴处为凹面。
本发明的结像系统镜组更可视需求应用于变焦的光学系统中，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、数码相机、移动装置、数码平板等电子影像系统中。
本发明的结像系统镜组将藉由以下具体实施例配合所附图式予以详细说明。
第一实施例
本发明第一实施例请参阅图1A，第一实施例的像差曲线请参阅图1B。第一实施例的结像系统镜组主要由五片具屈折力的透镜构成，由物侧至像侧依序包含：
一具正屈折力的第一透镜110，其材质为塑胶，其物侧面111为凸面，其像侧面112为凹面，其两面皆为非球面，且其像侧面112设有反曲点；
一具正屈折力的第二透镜120，其材质为塑胶，其物侧面121为凸面，其像侧面122为凹面，且其两面皆为非球面；
一具负屈折力的第三透镜130，其材质为塑胶，其物侧面131为凹面，其像侧面132为凸面，且其两面皆为非球面；
一具正屈折力的第四透镜140，其材质为塑胶，其物侧面141为凹面，其像侧面142为凸面，且其两面皆为非球面；及
一具负屈折力的第五透镜150，其材质为塑胶，其物侧面151为凸面，其像侧面152为凹面，其两面皆为非球面，且其物侧面151及像侧面152设有反曲点；
其中，该结像系统镜组另设置有一光圈100，置于一被摄物与该第一透镜110间；另包含有一红外线滤除滤光元件(IR-cut filter)160置于该第五透镜150与一成像面170间，其材质为玻璃且不影响焦距。
第一实施例详细的光学数据如表一所示，其非球面数据如表二所示，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。
上述的非球面曲线的方程式表示如下：
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距离；
Y：非球面曲线上的点与光轴的垂直距离；
R：曲率半径；
k：锥面系数；
Ai：第i阶非球面系数。
结像系统镜组的焦距为f，结像系统镜组的光圈值为Fno，结像系统镜组中最大视角的一半为HFOV，其数值为：f＝2.91(毫米)，Fno＝2.08，HFOV＝37.5(度)。
该第二透镜120的色散系数为V2，该第三透镜130的色散系数为V3，其关系式为：V2/V3＝2.40。
该第二透镜120与该第三透镜130于光轴上的间隔距离为T23，该第二透镜120于光轴上的厚度为CT2，其关系式为：T23/CT2＝1.21。
该第三透镜物侧面131的曲率半径为R5，该第三透镜像侧面132的曲率半径为R6，其关系式为：(R5+R6)/(R5-R6)＝-1.66。
该第五透镜物侧面151的曲率半径为R9，该第五透镜像侧面152的曲率半径为R10，其关系式为：(R9+R10)/(R9-R10)＝2.36。
该第一透镜110的焦距为f1，该第二透镜120的焦距为f2，其关系式为：f2/f1＝0.65。
该第二透镜120的焦距为f2，该第二透镜物侧面121的曲率半径为R3，其关系式为：f2/R3＝2.46。
结像系统镜组的焦距为f，该第二透镜120的焦距为f2，其关系式为：f/f2＝0.58。
结像系统镜组的焦距为f，该第二透镜120与该第三透镜130的组合焦距为f23，其关系式为：f/f23＝0.13。
该第三透镜130的焦距为f3，该第二透镜120的焦距为f2，其关系式为：f3/f2＝-1.12。
该第一透镜110的焦距为f1，该第二透镜120的焦距为f2，该第三透镜130的焦距为f3，该第四透镜140的焦距为f4，其关系式为：(f4/f1)+(f4/f2)+|f4/f3|＝0.94。
第二实施例
本发明第二实施例请参阅图2A，第二实施例的像差曲线请参阅图2B。第二实施例的结像系统镜组主要由五片具屈折力的透镜构成，由物侧至像侧依序包含：
一具正屈折力的第一透镜210，其材质为塑胶，其物侧面211为凸面，其像侧面212为凹面，其两面皆为非球面，且其像侧面212设有反曲点；
一具正屈折力的第二透镜220，其材质为塑胶，其物侧面221为凸面，其像侧面222为凹面，且其两面皆为非球面；
一具负屈折力的第三透镜230，其材质为塑胶，其物侧面231为凹面，其像侧面232为凸面，且其两面皆为非球面；
一具正屈折力的第四透镜240，其材质为塑胶，其物侧面241为凹面，其像侧面242为凸面，且其两面皆为非球面；及
一具负屈折力的第五透镜250，其材质为塑胶，其物侧面251为凸面，其像侧面252为凹面，其两面皆为非球面，且其物侧面251及像侧面252设有反曲点；
其中，该结像系统镜组另设置有一光圈200，置于一被摄物与该第一透镜210间；另包含有一红外线滤除滤光元件260置于该第五透镜250与一成像面270间，其材质为玻璃且不影响焦距。
第二实施例详细的光学数据如表三所示，其非球面数据如表四所示，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。
第二实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数系如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值系如表五中所列。
第三实施例
本发明第三实施例请参阅图3A，第三实施例的像差曲线请参阅图3B。第三实施例的结像系统镜组主要由五片具屈折力的透镜构成，由物侧至像侧依序包含：
一具正屈折力的第一透镜310，其材质为塑胶，其物侧面311为凸面，其像侧面312为凹面，其两面皆为非球面，且其像侧面312设有反曲点；
一具正屈折力的第二透镜320，其材质为塑胶，其物侧面321为凸面，其像侧面322为凹面，且其两面皆为非球面；
一具负屈折力的第三透镜330，其材质为塑胶，其物侧面331为凹面，其像侧面332为凹面，且其两面皆为非球面；
一具正屈折力的第四透镜340，其材质为塑胶，其物侧面341为凹面，其像侧面342为凸面，且其两面皆为非球面；及
一具负屈折力的第五透镜350，其材质为塑胶，其物侧面351为凸面，其像侧面352为凹面，其两面皆为非球面，且其物侧面351及像侧面352设有反曲点；
其中，该结像系统镜组另设置有一光圈300，置于一被摄物与该第一透镜310间；另包含有一红外线滤除滤光元件360置于该第五透镜350与一成像面370间，其材质为玻璃且不影响焦距。
第三实施例详细的光学数据如表六所示，其非球面数据如表七所示，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。
第三实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表八中所列。
第四实施例
本发明第四实施例请参阅图4A，第四实施例的像差曲线请参阅图4B。第四实施例的结像系统镜组主要由五片具屈折力的透镜构成，由物侧至像侧依序包含：
一具正屈折力的第一透镜410，其材质为塑胶，其物侧面411为凸面，其像侧面412为凹面，其两面皆为非球面，且其像侧面412设有反曲点；
一具正屈折力的第二透镜420，其材质为塑胶，其物侧面421为凸面，其像侧面422为凹面，且其两面皆为非球面；
一具负屈折力的第三透镜430，其材质为塑胶，其物侧面431为凹面，其像侧面432为凹面，且其两面皆为非球面；
一具正屈折力的第四透镜440，其材质为塑胶，其物侧面441为凸面，其像侧面442为凸面，且其两面皆为非球面；及
一具负屈折力的第五透镜450，其材质为塑胶，其物侧面451为凸面，其像侧面452为凹面，其两面皆为非球面，且其物侧面451及像侧面452设有反曲点；
其中，该结像系统镜组另设置有一光圈400，置于一被摄物与该第一透镜410间；另包含有一红外线滤除滤光元件460置于该第五透镜450与一成像面470间，其材质为玻璃且不影响焦距。
第四实施例详细的光学数据如表九所示，其非球面数据如表十所示，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。
第四实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表十一中所列。
第五实施例
本发明第五实施例请参阅第图5A，第五实施例的像差曲线请参阅图5B。第五实施例的结像系统镜组主要由五片具屈折力的透镜构成，由物侧至像侧依序包含：
一具正屈折力的第一透镜510，其材质为塑胶，其物侧面511为凸面，其像侧面512为凹面，其两面皆为非球面，且其像侧面512设有反曲点；
一具正屈折力的第二透镜520，其材质为玻璃，其物侧面521为凸面，其像侧面522为凸面，且其两面皆为非球面；
一具负屈折力的第三透镜530，其材质为塑胶，其物侧面531为凹面，其像侧面532为凹面，且其两面皆为非球面；
一具正屈折力的第四透镜540，其材质为塑胶，其物侧面541为凹面，其像侧面542为凸面，且其两面皆为非球面；及
一具负屈折力的第五透镜550，其材质为塑胶，其物侧面551为凸面，其像侧面552为凹面，其两面皆为非球面，且其物侧面551及像侧面552设有反曲点；
其中，该结像系统镜组另设置有一光圈500，置于一被摄物与该第一透镜510间；另包含有一红外线滤除滤光元件560置于该第五透镜550与一成像面570间，其材质为玻璃且不影响焦距。
第五实施例详细的光学数据如表十二所示，其非球面数据如表十三所示，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。
第五实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表十四中所列。
第六实施例
本发明第六实施例请参阅图6A，第六实施例的像差曲线请参阅图6B。第六实施例的结像系统镜组主要由五片具屈折力的透镜构成，由物侧至像侧依序包含：
一具正屈折力的第一透镜610，其材质为塑胶，其物侧面611为凸面，其像侧面612为凹面，其两面皆为非球面，且其像侧面612设有反曲点；
一具正屈折力的第二透镜620，其材质为塑胶，其物侧面621为凸面，其像侧面622为凹面，且其两面皆为非球面；
一具负屈折力的第三透镜630，其材质为塑胶，其物侧面631为凹面，其像侧面632为凹面，且其两面皆为非球面；
一具正屈折力的第四透镜640，其材质为塑胶，其物侧面641为凹面，其像侧面642为凸面，且其两面皆为非球面；及
一具负屈折力的第五透镜650，其材质为塑胶，其物侧面651为凸面，其像侧面652为凹面，其两面皆为非球面，且其物侧面651及像侧面652设有反曲点；
其中，该结像系统镜组另设置有一光圈600，置于一被摄物与该第一透镜610间；另包含有一红外线滤除滤光元件660置于该第五透镜650与一成像面670间，其材质为玻璃且不影响焦距。
第六实施例详细的光学数据如表十五所示，其非球面数据如表十六所示，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。
第六实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表十七中所列。
第七实施例
本发明第七实施例请参阅图7A，第一实施例的像差曲线请参阅图7B。第七实施例的结像系统镜组主要由五片具屈折力的透镜构成，由物侧至像侧依序包含：
一具正屈折力的第一透镜710，其材质为塑胶，其物侧面711为凸面，其像侧面712为凹面，其两面皆为非球面，且其像侧面712设有反曲点；
一具正屈折力的第二透镜720，其材质为塑胶，其物侧面721为凸面，其像侧面722为凹面，且其两面皆为非球面；
一具负屈折力的第三透镜730，其材质为塑胶，其物侧面731为凹面，其像侧面732为凹面，且其两面皆为非球面；
一具正屈折力的第四透镜740，其材质为塑胶，其物侧面741为凹面，其像侧面742为凸面，且其两面皆为非球面；及
一具负屈折力的第五透镜750，其材质为塑胶，其物侧面751为凸面，其像侧面752为凹面，其两面皆为非球面，且其物侧面751及像侧面752设有反曲点；
其中，该结像系统镜组另设置有一光圈700，置于该第一透镜710与该第二透镜720间；另包含有一红外线滤除滤光元件760置于该第五透镜750与一成像面770间，其材质为玻璃且不影响焦距。
第七实施例详细的光学数据如表十八所示，其非球面数据如表十九所示，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。
第七实施例非球面曲线方程式的表示如同第一实施例的形式。此外，各个关系式的参数如同第一实施例所阐释，惟各个关系式的数值如表二十中所列。
表一至表二十所示为本发明的结像系统镜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的及图式仅做为例示性，非用以限制本发明的申请专利范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。