專(zhuān)利名稱(chēng)：取像用光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種取像用光學(xué)系統(tǒng)；特別提供一種由五個(gè)透鏡構(gòu)成全長(zhǎng)短且低成本的光學(xué)鏡頭組，以應(yīng)用于電子產(chǎn)品上。
背景技術(shù)：
藉由科技的進(jìn)步，現(xiàn)在的電子產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)主要為朝小型化，例如數(shù)字相機(jī) (Digital Still Camera) > N^ffil/l (Web camera) ^^ ] !! (mobile phone camera) 等，使用者除需要較小型且低成本的光學(xué)鏡頭組外，同時(shí)也希望能達(dá)到具有良好的像差修正能力，具高分辨率、高成像質(zhì)量的光學(xué)鏡頭組。在小型電子產(chǎn)品的取像用光學(xué)系統(tǒng)，公知的有二鏡片式、三鏡片式、四鏡片式及五鏡片式以上的不同設(shè)計(jì)，然而以成像質(zhì)量考慮，四鏡片式及五鏡片式光學(xué)鏡頭組在像差修正、光學(xué)傳遞函數(shù)MTF (modulation transfer function)性能上較具優(yōu)勢(shì)；其中，又以五鏡片式相較四鏡片式的分辨率更高，適用于高質(zhì)量、高像素(Pixel)要求的電子產(chǎn)品。在各種小型化的五鏡片式固定焦距的取像用光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，公知技術(shù)以不同的正或負(fù)屈光度組合；如日本專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)JP2003-131136、JP2005-015521，系采用二組迭合 (cemented doublet)的透鏡，以縮短光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)；日本專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)JP2003-185917、 JP2006-293042、美國(guó)公開(kāi)號(hào)US2004/0196571、US2003/0117722、臺(tái)灣專(zhuān)利TW M313781、系采用一組迭合的透鏡，已達(dá)到廣角的目的；日本專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)JP2003-161879，則使用屈折力相異的第四鏡片與第五鏡片，以構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)，但其全長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，不適合小型電子設(shè)備使用。在小型數(shù)字相機(jī)、網(wǎng)絡(luò)相機(jī)、移動(dòng)電話鏡頭等產(chǎn)品，其光學(xué)鏡頭組要求小型化、焦距短、像差調(diào)整良好；在五鏡片式的各種不同設(shè)計(jì)的固定焦距取像光學(xué)系統(tǒng)中，其中以屈折力相異的第四鏡片與第五鏡片且具有反曲點(diǎn)的第四鏡片或第五鏡片，較能符合像差修正良好且全長(zhǎng)不致于過(guò)長(zhǎng)的設(shè)計(jì)要求,如臺(tái)灣專(zhuān)利TWM313M6、TW201038966、TW201022714、 TWM332199 ；美國(guó)專(zhuān)利US7，710，665等，可趨向于良好的像差修正，但在光學(xué)系統(tǒng)全長(zhǎng)仍難符合小型電子設(shè)備使用。美國(guó)專(zhuān)利US7, 826，15UUS2010/0254029.US2010/0253829等分別使用具有反曲點(diǎn)的第四透鏡與第五透鏡以朝向更短的全長(zhǎng)為設(shè)計(jì)。這些公知的技術(shù)中，采用具有反曲點(diǎn)的第四透鏡與第五透鏡以修正像差或成像歪曲，但在第三透鏡與第四透鏡間則必須付出較長(zhǎng)的間距，不利于更短的全長(zhǎng)為設(shè)計(jì)。為此，本發(fā)明提出更實(shí)用性的設(shè)計(jì)，在縮短光學(xué)鏡頭組同時(shí)，利用五個(gè)透鏡的屈折力、凸面與凹面的組合，除有效縮短光學(xué)鏡頭組的總長(zhǎng)度外，可進(jìn)一步提高成像質(zhì)量，以應(yīng)用于小型的電子產(chǎn)品上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的之一為提供一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，沿著光軸排列由物側(cè)至像側(cè)依次包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡；其中，第一透鏡具有正屈折力，其第一透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第二透鏡具有負(fù)屈折力，其第二透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第二透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第三透鏡具有屈折力；其中，第四透鏡具有屈折力，其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，其第四透鏡物側(cè)光學(xué)面與其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面，至少有一光學(xué)面為非球面；其中，第五透鏡具有屈折力，其第五透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，其第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與其第五透鏡像側(cè)光學(xué)面，至少有一光學(xué)面為非球面，該第五透鏡兩側(cè)光學(xué)面至少有一光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；取像用光學(xué)系統(tǒng)還可包含光圈；為將被攝物形成影像，可設(shè)置影像感測(cè)組件，影像感測(cè)組件設(shè)置于該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡組合后的成像面的位置上；該取像用光學(xué)系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式-4. 5< (R3+R4) / (R3-R4) <"1.0；(1)0. 25 < DE1S/DE1E4 < 1. 2(2)其中，民為第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑，R4為該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑，Deis為在光軸上，第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至光圈的距離，Deie4為在光軸上，第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的距離。另一方面，提供一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，如上所述，在成像面處另設(shè)置影像感測(cè)組件供被攝物形成影像，除滿足式(1)、式( 外，進(jìn)一步滿足下列關(guān)系式TTL/ImgH < 2. 0(3)其中，TTL為光軸上，第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至成像面在光軸上的距離，另于該成像面設(shè)置影像感測(cè)組件，ImgH為該影像感測(cè)組件的有效感測(cè)區(qū)域的對(duì)角線長(zhǎng)的一半。再一方面，提供一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，沿著光軸排列由物側(cè)至像側(cè)依次包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡；其中，第一透鏡具有正屈折力，其第一透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第二透鏡具有負(fù)屈折力，其第二透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第二透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第三透鏡具有正屈折力，其第三透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第三透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第四透鏡具有負(fù)屈折力，為塑料材料所制成，其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，其第四透鏡物側(cè)光學(xué)面與其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面中至少有一光學(xué)面為非球面，其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面與該第四透鏡物側(cè)光學(xué)面至少有一光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；其中，第五透鏡具有屈折力，為塑料材料所制成，其第五透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面，第五透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，其第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與其第五透鏡像側(cè)光學(xué)面，至少有一光學(xué)面為非球面，該第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與該第五透鏡像側(cè)光學(xué)面至少有一光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；取像用光學(xué)系統(tǒng)另可包含光圈；為使被攝物形成影像，可設(shè)置影像感測(cè)組件，影像感測(cè)組件設(shè)置于該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡組合后的成像面的位置上；對(duì)于不同的應(yīng)用目的，除滿足式(1)、(2)及(3)關(guān)系式外，進(jìn)一步可分別滿足下列關(guān)系式之一或其組合-4.5< (R3+R4)/(R3_R4) <-1.0，或(1)較佳地-3.0 < (R3+R4) / (R3-R4) < -1.0 ；(4)28 < V1-V2 < 45 ；(5)R2-R31/f > 1. 0 ；(6)0. 35 < R/f < 0. 50 ；(7)1. 20 < I f/f31 +1 f/f41 +1 f/f51 < 2. 70 (8)其中，該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為民，該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R4 ；該第一透鏡的色散系數(shù)為V1，該第二透鏡的色散系數(shù)為V2 ；該第一透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R1 ；該第一透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為& ；該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為民；該取像用光學(xué)系統(tǒng)的焦距為f ；該第三透鏡的焦距為f3 ；該第四透鏡的焦距為 f4 ；該第五透鏡的焦距為f5。又一方面，提供一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，沿著光軸排列由物側(cè)至像側(cè)依次包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡；其中，第一透鏡具有正屈折力，其第一透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第二透鏡具有負(fù)屈折力，其第二透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第二透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第三透鏡具有正屈折力，其第三透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第三透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第四透鏡具有負(fù)屈折力，為塑料材料所制成，其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，其第四透鏡物側(cè)光學(xué)面與其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面，至少有一光學(xué)面為非球面，其第四透鏡物側(cè)光學(xué)面與該第四透鏡像側(cè)光學(xué)面中至少有一光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；其中，第五透鏡具有屈折力，為塑料材料所制成，其第五透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面， 其第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與其第五透鏡像側(cè)光學(xué)面，至少有一光學(xué)面為非球面，該第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與該第五透鏡像側(cè)光學(xué)面至少有一光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；取像用光學(xué)系統(tǒng)另可包含光圈；為使被攝物形成影像，可設(shè)置影像感測(cè)組件，影像感測(cè)組件設(shè)置于該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡組合后的成像面的位置上；該取像用光學(xué)系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式對(duì)于不同的應(yīng)用目的，除滿足式(1)及(2)關(guān)系式外，進(jìn)一步可分別滿足下列關(guān)系式之一或其組合-10 < V1-V2-V4 < 20 ；(9)0. 05 < T12/T23 < 0. 82 ；(10)-4. 5 < (R3+R4) / (R3-R4) < -1. 0，或(1)較佳地-2.3 < (R3+R4) / (R3-R4) < -1. 0(11)其中，該第一透鏡的色散系數(shù)為V1，該第二透鏡的色散系數(shù)為V2，該第四透鏡的色散系數(shù)為V4 ；在光軸上該第一透鏡像側(cè)光學(xué)面至第二透鏡物側(cè)面的距離為T(mén)12，在光軸上該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面至第三透鏡物側(cè)面的距離為T(mén)m ；該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R4。本發(fā)明另一個(gè)主要目的為提供一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，沿著光軸排列由物側(cè)至像側(cè)依次包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡；其中，第一透鏡為具有正屈折力，其第一透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第二透鏡具有負(fù)屈折力，其第二透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第二透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第三透鏡具有屈折力，其第三透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第三透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第四透鏡具有屈折力，其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，其第四透鏡物側(cè)光學(xué)面與其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面，至少有一光學(xué)面為非球面； 其中，第五透鏡具有屈折力，其第五透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，其第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與其第五透鏡像側(cè)光學(xué)面，至少有一光學(xué)面為非球面，該第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與該第五透鏡像側(cè)光學(xué)面至少有一光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；取像用光學(xué)系統(tǒng)另包含光圈；為使被攝物形成影像，可設(shè)置影像感測(cè)組件，影像感測(cè)組件設(shè)置于該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡組合后的成像面的位置上；該取像用光學(xué)系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式-4. 5< (R3+R4) / (R3-R4) <"1.0；(1)0. 05 < T12/T23 < 0. 82(10)
其中，民為第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑，R4為該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑，在光軸上該第一透鏡像側(cè)光學(xué)面至第二透鏡物側(cè)面的距離為T(mén)12，在光軸上該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面至第三透鏡物側(cè)面的距離為T(mén)23。另一方面，提供一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，如上所述，在成像面處另設(shè)置影像感測(cè)組件供被攝物成像，除滿足式(1)、式(10)外，進(jìn)一步滿足下列關(guān)系式TTL/ImgH < 2. 0(3)其中，TTL為光軸上，第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至成像面在光軸上的距離，另于該成像面設(shè)置影像感測(cè)組件，ImgH為該影像感測(cè)組件的有效感測(cè)區(qū)域的對(duì)角線長(zhǎng)的一半。再一方面，提供一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，沿著光軸排列由物側(cè)至像側(cè)依次包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡；其中，第一透鏡具有正屈折力，其第一透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第二透鏡具有負(fù)屈折力，其第二透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第二透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第三透鏡具有正屈折力，其第三透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第三透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；其中，第四透鏡具有負(fù)屈折力，其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面， 其第四透鏡物側(cè)光學(xué)面與其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面，至少有一光學(xué)面為非球面；其中，第五透鏡具有屈折力，為塑料材料所制成，其第五透鏡物側(cè)光學(xué)面可為凸面、第五透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，其第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與其第五透鏡像側(cè)光學(xué)面，至少有一光學(xué)面為非球面，該第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與該第五透鏡像側(cè)光學(xué)面至少有一光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；取像用光學(xué)系統(tǒng)另包含光圈；為使被攝物形成影像，可設(shè)置影像感測(cè)組件，影像感測(cè)組件設(shè)置于該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡組合后的成像面的位置上；對(duì)于不同的應(yīng)用目的，除滿足式⑴、(10)及(3)關(guān)系式外，進(jìn)一步可分別滿足下列關(guān)系式之一或其組合-3. 0 < (R3+R4) / (R3-R4) < -1. 0，或(4)較佳地-2.3 < (R3+R4) / (R3-R4) < -1.0 ；(12)R2-R31/f > 1. 0 ；(6)1. 20 < I f/f31 +1 f/f41 +1 f/f51 < 2. 70 ； (8)28 < V1-V2 < 45 ；(5)0 < R8/f < 0. 9 ；(13)其中，在光軸上該第一透鏡像側(cè)光學(xué)面至第二透鏡物側(cè)面的距離為T(mén)12，在光軸上該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面至第三透鏡物側(cè)面的距離為T(mén)m ；該取像用光學(xué)系統(tǒng)的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該第五透鏡的焦距為f5，該第一透鏡的色散系數(shù)為V1，該第二透鏡的色散系數(shù)為V2，該第四透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為&。本發(fā)明藉由上述的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡與第五透鏡，在光軸上以適當(dāng)?shù)拈g距組合配置，可有效縮短光學(xué)鏡頭組鏡頭的全長(zhǎng)，兼具有良好得像差修正與具有優(yōu)勢(shì)的光學(xué)傳遞函數(shù)MTF (modulation transfer function)。本發(fā)明的取像用光學(xué)系統(tǒng)中，第一透鏡與第二透鏡間，該第一透鏡具正屈折力，提供第一透鏡與第二透鏡組合所需的部分屈折力，有助于縮短第一透鏡與第二透鏡組合的總長(zhǎng)度；該第二透鏡具有負(fù)屈折力，可有效對(duì)具有正屈折力的第一透鏡所產(chǎn)生的像差做補(bǔ)正、 修正系統(tǒng)的佩茲伐和數(shù)(Petzval Sum)，使周邊像面變得更平，且同時(shí)有利于修正系統(tǒng)的色差；同樣的，第三透鏡與第四透鏡間，該第三透鏡具有正屈折力，提供第三透鏡與第四透鏡組合所需的部分屈折力，有助于縮短第三透鏡與第四透鏡組合的總長(zhǎng)度；該第四透鏡具有負(fù)屈折力，可有效對(duì)具正屈折力的第三透鏡所產(chǎn)生的像差做補(bǔ)正、修正系統(tǒng)的色差；藉由第五透鏡以修正第三透鏡與第四透鏡組合的影像的像差與色差，并調(diào)合光學(xué)傳遞函數(shù)，以提高取像用光學(xué)系統(tǒng)的解像力，使取像用光學(xué)系統(tǒng)像差與歪曲能符合高分辨率的要求。本發(fā)明的取像用光學(xué)系統(tǒng)中，該正屈折力的第一透鏡與負(fù)屈折力的第二透鏡的組合，與該正屈折力的第三透鏡與負(fù)屈折力的第四透鏡的組合，兩者組合的屈折力相同，并經(jīng)由第五透鏡的屈折力補(bǔ)償，可有效減少取像用光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)，使在相同的全長(zhǎng)下可獲得更大的影像感測(cè)組件的有效像素的范圍；或換言之，在相同的影像感測(cè)組件有效像素的范圍，可設(shè)計(jì)出較短的取像用光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明的取像用光學(xué)系統(tǒng)中，該第一透鏡與第三透鏡，可有效加強(qiáng)屈折力的幅度， 進(jìn)而使得該取像用光學(xué)系統(tǒng)的總長(zhǎng)度變得較短；該第四透鏡的像側(cè)光學(xué)面為凹面，經(jīng)與凸面在物側(cè)的第五透鏡組合，可有效延伸光學(xué)鏡頭組的后焦距，并增加影像感測(cè)組件的有效像素區(qū)域，并確保影像感測(cè)組件的有效像素區(qū)域均可接收到進(jìn)入該取像用光學(xué)系統(tǒng)的光線。再藉由第四透鏡與第五透鏡可由塑料材料所制成，有利于制造及降低成本。


圖IA是本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖IB是本發(fā)明第一實(shí)施例的像差曲線圖；圖2A是本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖2B是本發(fā)明第二實(shí)施例的像差曲線圖；圖3A是本發(fā)明第三實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖;3B是本發(fā)明第三實(shí)施例的像差曲線圖；圖4A是本發(fā)明第四實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖4B是本發(fā)明第四實(shí)施例的像差曲線圖；圖5A是本發(fā)明第五實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖5B是本發(fā)明第五實(shí)施例的像差曲線圖；圖6A是本發(fā)明第六實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖6B是本發(fā)明第六實(shí)施例的像差曲線圖；圖7A是本發(fā)明第七實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖7B是本發(fā)明第七實(shí)施例的像差曲線圖；圖8A是本發(fā)明第八實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖8B是本發(fā)明第八實(shí)施例的像差曲線圖；圖9是表一，為本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)；圖10是表二，為本發(fā)明第一實(shí)施例的非球面數(shù)據(jù)；圖11是表三，為本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)；圖12是表四，為本發(fā)明第二實(shí)施例的非球面數(shù)據(jù)；圖13是表五，為本發(fā)明第三實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)；圖14是表六，為本發(fā)明第三實(shí)施例的非球面數(shù)據(jù)；圖15是表七，為本發(fā)明第四實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)；
圖16是表八，為本發(fā)明第四實(shí)施例的非球面數(shù)據(jù)；圖17是表九，為本發(fā)明第五實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)；圖18是表十，為本發(fā)明第五實(shí)施例的非球面數(shù)據(jù)；圖19是表十一，為本發(fā)明第六實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)；圖20是表十二，為本發(fā)明第六實(shí)施例的非球面數(shù)據(jù)；圖21是表十三，為本發(fā)明第七實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)；圖22是表十四，為本發(fā)明第七實(shí)施例的非球面數(shù)據(jù)；圖23是表十五，為本發(fā)明第八實(shí)施例的光學(xué)數(shù)據(jù)；圖M是表十六，為本發(fā)明第八實(shí)施例的非球面數(shù)據(jù)。主要組件符號(hào)說(shuō)明100、200、300、400、500、600、700、800 光圈；110、210、310、410、510、610、710、810 第一透鏡；111、211、311、411、511、611、711、811 第一透鏡物側(cè)光學(xué)面；112、212、312、412、512、612、712、812 第一透鏡像側(cè)光學(xué)面；120、220、320、420、520、620、720、820 第二透鏡；121、221、321、421、521、621、721、821 第二透鏡物側(cè)光學(xué)面；122、222、322、422、522、622、722、822 第二透鏡像側(cè)光學(xué)面；130,230,330,430,530,630,730,830 第三透鏡；131、231、331、431、531、631、731、831 第三透鏡物側(cè)光學(xué)面；132、232、332、432、532、632、732、832 第三透鏡像側(cè)光學(xué)面；140、240、340、440、540、640、740、840 第四透鏡；141、241、341、441、541、641、741、841 第四透鏡物側(cè)光學(xué)面；142、242、342、442、542、642、742、842 第四透鏡像側(cè)光學(xué)面；150,250,350,450,550,650,750,850 第五透鏡；151、251、351、451、551、651、751、851 第五透鏡物側(cè)光學(xué)面；152、252、352、452、552、652、752、852 第五透鏡像側(cè)光學(xué)面；160、洸0、360、460、560、660、760、860 紅外線濾除濾光片；170、270、370、470、570、670、770、870 成像面；180、280、380、480、580、680、780、880 影像感測(cè)組件；f 取像用光學(xué)系統(tǒng)的整體的焦距；f3 第三透鏡的焦距；f4:第四透鏡的焦距；f5:第五透鏡的焦距；V1 第一透鏡的色散系數(shù)；V2 第二透鏡的色散系數(shù)；V4:第四透鏡的色散系數(shù)；R3 第二鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑；R4 第二鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑；R8 第四鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑；
Deis 第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至光圈的距離；Deie4 第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的距離；T12 第一透鏡像側(cè)光學(xué)面至第二透鏡物側(cè)面的距離；T23 第二透鏡像側(cè)光學(xué)面至第三透鏡物側(cè)面的距離；TTL 光軸上第一透鏡的物側(cè)光學(xué)面至影像感測(cè)組件成像面的距離；ImgH 影像感測(cè)組件有效感測(cè)區(qū)域?qū)蔷€長(zhǎng)的一半；Fno:光圈值;HFOV 最大視角的一半。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，請(qǐng)參閱第IA圖，取像用光學(xué)系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)沿著光軸依次包括第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140及第五透鏡 150 ；其中，第一透鏡110具有正屈折力，第一透鏡物側(cè)光學(xué)面111為凸面、第一透鏡像側(cè)光學(xué)面112為凸面，第一透鏡物側(cè)光學(xué)面111及第一透鏡像側(cè)光學(xué)面112可為非球面或球面所構(gòu)成；其中，第二透鏡120具有負(fù)屈折力，第二透鏡物側(cè)光學(xué)面121為凹面，像側(cè)光學(xué)面 122為凸面，第二透鏡物側(cè)光學(xué)面121及第二透鏡像側(cè)光學(xué)面122可為非球面或球面所構(gòu)成；其中，具有正屈折力的第三透鏡130的物側(cè)光學(xué)面131為凹面，像側(cè)光學(xué)面132為凸面， 第三透鏡物側(cè)光學(xué)面131及第三透鏡像側(cè)光學(xué)面132可為非球面或球面所構(gòu)成；其中，第四透鏡140具有負(fù)屈折力，在近光軸處，其第四透鏡物側(cè)光學(xué)面141為凸面、第四透鏡像側(cè)光學(xué)面142為凹面，第四透鏡像側(cè)光學(xué)面142可設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；其中，第五透鏡150 具有正屈折力，在近光軸處其第五透鏡物側(cè)光學(xué)面151為凸面，在近光軸處其第五透鏡像側(cè)光學(xué)面152為凹面，第五透鏡兩側(cè)光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；取像用光學(xué)系統(tǒng)還包含光圈100與紅外線濾除濾光片160，該光圈100設(shè)置于第一透鏡110與第二透鏡120之間； 紅外線濾除濾光片160設(shè)置于第五透鏡150與成像面170之間，通常為平板光學(xué)材料制成， 不影響本發(fā)明取像用光學(xué)系統(tǒng)的焦距；取像用光學(xué)系統(tǒng)還可包含一影像感測(cè)組件180，設(shè)置于成像面170上，可將被攝物成像。第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡 140及第五透鏡150的非球面光學(xué)面，其非球面的方程式(Aspherical Surface Formula) 為式(14)
權(quán)利要求
1.一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，其由物側(cè)至像側(cè)依次包括沿著光軸排列的具有正屈折力的第一透鏡，第一透鏡的第一透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面；具有負(fù)屈折力的第二透鏡，第二透鏡的第二透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第二透鏡的第二透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；具有屈折力的第三透鏡；具有屈折力的第四透鏡，第四透鏡的第四透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，第四透鏡的第四透鏡物側(cè)光學(xué)面與第四透鏡像側(cè)光學(xué)面中至少有一光學(xué)面為非球面；具有屈折力的第五透鏡，第五透鏡的第五透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，第五透鏡的第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與第五透鏡像側(cè)光學(xué)面中至少有一光學(xué)面為非球面，且該第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與該第五透鏡像側(cè)光學(xué)面中至少有一光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；該取像用光學(xué)系統(tǒng)還設(shè)置有光圈；其中，該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為民，該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為 R4,該第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至該光圈在光軸上的距離為Dkis，該第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面在光軸上的距離為Dkik4，滿足下列關(guān)系式-4. 5 < (R3+R4) / (R3-R4) < -1. 0 0. 25 < DE1S/DE1E4 < 1. 20。
2.如權(quán)利要求1所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第三透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面，該第三透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面。
3.如權(quán)利要求2所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第三透鏡具有正屈折力。
4.如權(quán)利要求3所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第四透鏡具有負(fù)屈折力，該第五透鏡由塑料材質(zhì)制成。
5.如權(quán)利要求4所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第四透鏡物側(cè)光學(xué)面與該第四透鏡像側(cè)光學(xué)面中至少有一光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)，該第四透鏡由塑料材質(zhì)制成。
6.如權(quán)利要求4所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為 &，該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R4 ；所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)的該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑與該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑之間的關(guān)系式為-3. 0 < (R3+R4) / (R3-R4) < -1. O0
7.如權(quán)利要求6所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第一透鏡的色散系數(shù)為V1，該第二透鏡的色散系數(shù)為V2，滿足下列關(guān)系式28 < V1-V2 < 45。
8.如權(quán)利要求6所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第一透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為 R2，該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為&，該取像用光學(xué)系統(tǒng)的焦距為f，滿足下列關(guān)系式R2-R31 /f > 1. O。
9.如權(quán)利要求6所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第一透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為 R1,該取像用光學(xué)系統(tǒng)的焦距為f，滿足下列關(guān)系式0. 35 < Vf < 0. 50。
10.如權(quán)利要求6所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該取像用光學(xué)系統(tǒng)的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該第五透鏡的焦距為f5，滿足下列關(guān)系式.1. 20 < f/f31 +1 f/f41 +1 f/f5 <2.70。
11.如權(quán)利要求6所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第五透鏡的第五透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面。
12.如權(quán)利要求5所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第一透鏡的色散系數(shù)為V1,該第二透鏡的色散系數(shù)為V2，該第四透鏡的色散系數(shù)為V4，滿足下列關(guān)系式-10 < V1-V2-V4 < 20。
13.如權(quán)利要求5所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第一透鏡像側(cè)光學(xué)面至第二透鏡物側(cè)面在光軸上的距離為T(mén)12，該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面至第三透鏡物側(cè)面在光軸上的距離為 T23，滿足下列關(guān)系式0. 05 < T12/T23 < 0. 82。
14.如權(quán)利要求5所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為 R3，該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R4 ；所述取像用光學(xué)系統(tǒng)的該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑與該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑之間的關(guān)系式為-2. 3 < (R3+R4) / (R3-R4) < -1. O0
15.如權(quán)利要求1所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該取像用光學(xué)系統(tǒng)在成像面處還設(shè)置有影像感測(cè)組件，以使被攝物形成影像；在光軸上，該第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至該成像面在光軸上的距離為T(mén)TL，該影像感測(cè)組件的有效感測(cè)區(qū)域的對(duì)角線長(zhǎng)的一半為L(zhǎng)iigH，滿足下列關(guān)系式TTL/ImgH < 2. 0。
16.一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，其由物側(cè)至像側(cè)依次包括沿著光軸排列的具有正屈折力的第一透鏡，第一透鏡的第一透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面；具有負(fù)屈折力的第二透鏡，第二透鏡的第二透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第二透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；具有屈折力的第三透鏡，第三透鏡的第三透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第三透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；具有屈折力的第四透鏡，第四透鏡的第四透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，第四透鏡的第四透鏡物側(cè)光學(xué)面與第四透鏡像側(cè)光學(xué)面中至少有一光學(xué)面為非球面；具有屈折力的第五透鏡，第五透鏡的第五透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，第五透鏡的第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與第五透鏡像側(cè)光學(xué)面中至少有一光學(xué)面為非球面，該第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與該第五透鏡像側(cè)光學(xué)面至少有一光學(xué)面設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；其中，該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為民，該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為 R4,該第一透鏡像側(cè)光學(xué)面至第二透鏡物側(cè)面在光軸上的距離為T(mén)12，該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面至第三透鏡物側(cè)面在光軸上的距離為T(mén)m ；滿足下列關(guān)系式-4. 5 < (R3+R4) / (R3-R4) < -1. 00. 05 < T12/T23 < 0· 82。
17.如權(quán)利要求16所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，第三透鏡具有正屈折力。
18.如權(quán)利要求17所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第四透鏡具有負(fù)屈折力，該第五透鏡由塑料材質(zhì)制成。
19.如權(quán)利要求18所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R4 ；所述取像用光學(xué)系統(tǒng)的該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑與該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑之間的關(guān)系式為-3. 0 < (R3+R4) / (R3-R4) < -1. O0
20.如權(quán)利要求19所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R3，該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R4 ；所述取像用光學(xué)系統(tǒng)的該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑與該第二透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑之間的關(guān)系式為-2. 3 < (R3+R4)/(R3-R4) < -1. O。
21.如權(quán)利要求19所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第一透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為R2，該第二透鏡物側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為&，該取像用光學(xué)系統(tǒng)的焦距為f，滿足下列關(guān)系式R2-R31 /f > 1. O。
22.如權(quán)利要求19所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第一透鏡的色散系數(shù)為Vl，該第二透鏡的色散系數(shù)為V2，滿足下列關(guān)系式28 < V1-V2 < 45。
23.如權(quán)利要求22所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該取像用光學(xué)系統(tǒng)的焦距為f，該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，該第五透鏡的焦距為f5，滿足下列關(guān)系式1. 20 < f/f31 +1 f/f41 +1 f/f5 <2.70。
24.如權(quán)利要求22所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第五透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面。
25.如權(quán)利要求22所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該第四透鏡像側(cè)光學(xué)面的曲率半徑為&，該取像用光學(xué)系統(tǒng)的焦距為f，滿足下列關(guān)系式O < R8/f < 0. 9。
26.如權(quán)利要求18所述的取像用光學(xué)系統(tǒng)，其中，該取像用光學(xué)系統(tǒng)在成像面處還設(shè)置影像感測(cè)組件，用于使被攝物形成影像，該第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至該成像面在光軸上的距離為T(mén)TL，該影像感測(cè)組件的有效感測(cè)區(qū)域的對(duì)角線長(zhǎng)的一半為L(zhǎng)iigH，滿足下列關(guān)系式TTL/ImgH < 2. 0。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種取像用光學(xué)系統(tǒng)，其由物側(cè)至像側(cè)依次包括沿著光軸排列的正屈折力的第一透鏡，其第一透鏡物側(cè)光學(xué)面為凸面；具有負(fù)屈折力的第二透鏡，其第二透鏡物側(cè)光學(xué)面為凹面、第二透鏡像側(cè)光學(xué)面為凸面；具有屈折力的第三透鏡；具有屈折力的第四透鏡，其第四透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，其第四透鏡物側(cè)光學(xué)面與像側(cè)光學(xué)面中至少一面為非球面；具有屈折力的第五透鏡，其第五透鏡像側(cè)光學(xué)面為凹面，其第五透鏡物側(cè)光學(xué)面與像側(cè)光學(xué)面至少一面為非球面，并可設(shè)置有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；可包括光圈與設(shè)置于成像面處的影像感測(cè)組件，以供被攝物成像；該取像用光學(xué)系統(tǒng)滿足特定的條件。藉此，本發(fā)明除具有良好的像差修正，并可減小光學(xué)鏡頭組總長(zhǎng)，以應(yīng)用于相機(jī)、手機(jī)相機(jī)等良好攝像目的的使用需求。
文檔編號(hào)G02B13/00GK102566017SQ20111005451
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者蔡宗翰 申請(qǐng)人:大立光電股份有限公司