TWI424216B - 光學影像鏡組 - Google Patents

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TWI424216B
TWI424216B TW100122689A TW100122689A TWI424216B TW I424216 B TWI424216 B TW I424216B TW 100122689 A TW100122689 A TW 100122689A TW 100122689 A TW100122689 A TW 100122689A TW I424216 B TWI424216 B TW I424216B
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Hsin Hsuan Huang
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Description

光學影像鏡組
本發明係關於一種光學影像鏡組；特別是關於一種由五個透鏡構成全長短且低成本的光學影像鏡組，以應用於電子產品上。
在數位相機(Digital Still Camera)、行動電話鏡頭(Mobile Phone Camera)小型電子設備上常裝設有光學影像鏡組，用以對物體進行攝像。光學影像鏡組發展的主要趨勢為朝向小型化、低成本，但同時也希望能達到具有良好的像差修正能力，具高解析度、高成像品質的光學影像鏡組。
在小型電子產品的光學影像鏡組，習知上有二鏡片式、三鏡片式、四鏡片式及五鏡片式以上之不同設計，然而以成像品質考量，四鏡片式及五鏡片式光學影像鏡組在像差修正、光學傳遞函數MTF(Modulation Transfer Function)性能上較具優勢；其中，又以五鏡片式相較四鏡片式的解析度更高，適用於高品質、高畫素(pixel)要求的電子產品。
在各種小型化的五鏡片式固定焦距的光學影像鏡組設計中，習知技術係以不同的正或負屈光度組合；如美國公開號US2004/0196571、US2003/0117722係採用一組疊合的透鏡；或如美國專利US7,480,105使用負屈折力的第一透鏡等，以縮短光學 系統的全長。
在小型數位相機、網路相機、行動電話鏡頭等產品，其光學影像鏡組要求小型化、焦距短、像差調整良好；在五鏡片式的各種不同設計的固定焦距光學影像鏡組中，其中以屈折力相異的第四透鏡與第五透鏡，且具有反曲點的第四透鏡或第五透鏡，較能符合像差修正良好且全長不致於過長的設計需求，如美國專利US7,710,665，可趨向於良好的像差修正，但在光學影像鏡組全長仍難符合小型電子設備使用。美國專利US7,826,151、US2010/0254029、US2010/0253829等分別使用具有反曲點的第四透鏡與第五透鏡以朝向更短的全長為設計；又如美國專利。US7,826,151、US7,502,181、US2010/134904等，更採用正屈折力的第一透鏡、負屈折力的第二透鏡及正屈折力的第三透鏡，以具有較高的影像擷取能力。這些習知的技術中，雖採用具有反曲點的第四透鏡或第五透鏡，以修正像差或成像畸變，但在第三透鏡至第四透鏡間則必須付出較長的間距，不利於更短的全長為設計。為此，本發明提出更實用性的設計，在縮短光學影像鏡組同時，利用五個透鏡的屈折力、凸面與凹面的組合，除有效縮短光學影像鏡組的總長度外，進一步可提高成像品質，以應用於小型的電子產品上。
本發明主要目的為提供一種光學影像鏡組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：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，其物側光學面為凸面；第二透鏡具有負屈折力，其物側光學面為凸面、其像側光學面 為凹面；第三透鏡具有正屈折力，其像側光學面為凸面；第四透鏡具有屈折力，其物側光學面及像側光學面皆為非球面；第五透鏡具有屈折力，其像側光學面為凹面，其物側光學面及像側光學面皆為非球面，並滿足下列關係式：0.7<f/f3<2.5 (1)
0.1<T23/T34<2.0 (2)
-0.8<f/R9<5.0 (3)
-4.5<R6/CT3<-0.5 (4)
其中，f為光學影像鏡組之焦距，f3為第三透鏡之焦距，T23為第二透鏡之像側光學面至第三透鏡之物側光學面的距離，T34為第三透鏡之像側光學面至第四透鏡之物側光學面的距離，R6為第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，R9為第五透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，CT3為第三透鏡在光軸上的厚度。
另一方面，本發明提供一種光學影像鏡組，如前所述，其中，第三透鏡之物側光學面為凹面；第四透鏡與第五透鏡由塑膠材料所製成；第五透鏡之物側光學面為凸面，其物側光學面與像側光學面，至少一光學面設置有至少一反曲點，除滿足式(1)、式(2)、式(3)及式(4)外並進一步滿足下列關係式之一或其組合：-1.5<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.3 (5)
進一步地，0.82<f/f3<1.7 (7)
進一步地，-1.1<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.6 (13)
0.25<R4/R3<0.55 (14)
1.3<R10/CT5<3.0 (15)
進一步地，-2.5<R6/CT3<-1.3 (11)
其中，R1為第一透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R2為第一透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，R3為第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R4為第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，R6為第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，R10為第五透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，f為光學影像鏡組之焦距，f3為第三透鏡之焦距，CT3為第三透鏡在光軸上的厚度，CT5為第五透鏡在光軸上的厚度。
再一方面，本發明提供一種光學影像鏡組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡；另可包含一光圈；其中，第一透鏡具有正的屈折力，其物側光學面為凸面、其像側光學面為凸面；第二透鏡具有負屈折力，其物側光學面為凸面、其像側光學面為凹面；第三透鏡具有正屈折力，其物側光學面為凹面、其像側光學面為凸面；第四透鏡具有屈折力，由塑膠材料所製成，其物側光學面及像側光學面皆為非球面；第五透鏡具有屈折力，由塑膠材料所製成，其物側光學面為凸面、其像側光學面為凹面，其物側光學面及像側光學面皆為非球面，且至少一光學面設置有至少一反曲點；除滿足式(1)、式(2)、式(3)以及式(4)外並進一步滿足下列關係式之一或其組合：0.1<R4/R3<0.8 (6)
0.75<Sd/Td<0.90 (8)
進一步地， -0.3<f/R9<3.5 (9)
25<v1-v2<45 (10)
進一步地，-2.5<R6/CT3<-1.3 (11)
25<v3-v4<45 (12)
其中，R3為第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R4為第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，R6為第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，R9為第五透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，v1為第一透鏡之色散係數，v2為第二透鏡之色散係數，v3為第三透鏡之色散係數，v4為第四透鏡之色散係數，f為光學影像鏡組之焦距，CT3為第三透鏡在光軸上的厚度，Td為在光軸上由第一透鏡之物側光學面至第五透鏡之像側光學面的距離，Sd為在光軸上由光圈至第五透鏡之像側光學面的距離。
又一方面，本發明提供一種光學影像鏡組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡；另可包含設置於一成像面上之一影像感測元件，用以將被攝物成像；其中，第一透鏡具有正的屈折力，其物側光學面為凸面；第二透鏡具有負屈折力，其物側光學面為凸面、其像側光學面為凹面；第三透鏡具有正屈折力，其像側光學面為凸面；具有屈折力之第四透鏡，其物側光學面及像側光學面皆為非球面；具有屈折力之第五透鏡，其像側光學面為凹面，其物側光學面及像側光學面皆為非球面；除滿足式(1)、式(2)、式(3)及式(4)外並進一步滿足下列關係式：TTL/ImgH<2.2 (16)
其中，TTL為在光軸上，第一透鏡之物側光學面至成像面的距離，ImgH為影像感測元件有效感測區域對角線長的一半。
本發明另一個主要目的為提供一種光學影像鏡組，沿著光軸排列由物側至像側依序包含：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，其物側光學面為凸面；第二透鏡具有負屈折力，其物側光學面為凸面、像側光學面為凹面；第三透鏡具有正屈折力，其像側光學面為凸面；第四透鏡具有屈折力，由塑膠材料所製成，其物側光學面為凹面，其物側光學面及像側光學面皆為非球面；第五透鏡具有屈折力，由塑膠材料所製成，其像側光學面為凹面，其物側光學面及像側光學面皆為非球面，且至少一光學面設置有至少一反曲點，並滿足下列關係式：0.82<f/f3<1.7 (7)
-0.8<f/R9<6.0 (17)
-4.5<R6/CT3<-0.5 (4)
其中，f為光學影像鏡組之焦距，f3為第三透鏡之焦距，R6為第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，R9為第五透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，CT3為第三透鏡在光軸上的厚度。
另一方面，本發明提供一種光學影像鏡組，如前所述，除滿足式(7)、式(17)及式(4)外並進一步滿足下列關係式之一或其組合：進一步地，-2.5<R6/CT3<-1.3 (11)
0.25<R4/R3<0.55 (14)
其中，R3為第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑，R4為第 二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，R6為第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑，CT3為第三透鏡在光軸上的厚度。
本發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，在光軸上以適當的間距組合配置，可在較大的場視角下，具有良好的像差修正與具有優勢的光學傳遞函數MTF(Modulation Transfer Function)。
本發明光學影像鏡組中，由第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡與第五透鏡所組成；第一透鏡具正屈折力，提供所需的部分屈折力，第二透鏡具負屈折力，可有效補正正屈折力透鏡所產生之像差與修正系統的佩茲伐和數(Petzval Sum)，使周邊像面變得更平，正屈折力的第三透鏡則可降低系統對於誤差之敏感度，以利於鏡片之製作，經由調配第四透鏡與第五透鏡之不同屈折力組合，除提供屈折力外，兩透鏡尚可修正前三片透鏡所產生的像差，並調合光學傳遞函數，以提高光學影像鏡組的解像力，使整體光學影像鏡組像差與畸變能符合高解析度的要求。
又本發明光學影像鏡組中，該光圈之配置，可將光學影像鏡組的出射瞳(exit pupil)與成像面產生較長的距離，影像可採直接入射的方式由影像感測元件所接收，除避免暗角發生外，如此即為像側的遠心(telecentric)效果；通常遠心效果可提高成像面的亮度，可增加影像感測元件的CCD或CMOS接收影像的效率。
若在第五透鏡設置有反曲點，可導引射出第五透鏡邊緣的影像光線的角度，使離軸視場的影像光線的角度導引至影像感測元件，由影像感測元件所接收。另在近軸上，當第五透鏡之物側光學面 設為凸面、其像側光學面設為凹面時，可有效修正系統像散，當第五透鏡之物側光學面與像側光學面均為凹面時，可使系統的主點遠離成像面，可有效縮短光學影像鏡組的後焦距，進而有利於縮短光學影像鏡組總長。再者藉由第四透鏡與第五透鏡可為塑膠材料所製成，有利於製造及降低成本。
100、200、300、400、500、600、700‧‧‧光圈
110、210、310、410、510、610、710‧‧‧第一透鏡
111、211、311、411、511、611、711‧‧‧第一透鏡之物側光學面
112、212、312、412、512、612、712‧‧‧第一透鏡之像側光學面
120、220、320、420、520、620、720‧‧‧第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721‧‧‧第二透鏡之物側光學面
122、222、322、422、522、622、722‧‧‧第二透鏡之像側光學面
130、230、330、430、530、630、730‧‧‧第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731‧‧‧第三透鏡之物側光學面
132、232、332、432、532、632、732‧‧‧第三透鏡之像側光學面
140、240、340、440、540、640、740‧‧‧第四透鏡
141、241、341、441、541、641、741‧‧‧第四透鏡之物側光學面
142、242、342、442、542、642、742‧‧‧第四透鏡之像側光學面
150、250、350、450、550、650、750‧‧‧第五透鏡
151、251、351、451、551、651、751‧‧‧第五透鏡之物側光學面
152、252、352、452、552、652、752‧‧‧第五透鏡之像側光學面
160、260、360、460、560、660、760‧‧‧紅外線濾除濾光片
170、270、370、470、570、670、770‧‧‧成像面
180、280、380、480、580、680、780‧‧‧影像感測元件
f‧‧‧光學影像鏡組之焦距
f3‧‧‧第三透鏡之焦距
R1‧‧‧第一透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑
R2‧‧‧第一透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑
R3‧‧‧第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑
R4‧‧‧第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑
R6‧‧‧第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑
R9‧‧‧第五透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑
R10‧‧‧第五透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑
T23‧‧‧在光軸上第二透鏡之像側光學面至第三透鏡之物側光學面的距離
T34‧‧‧在光軸上第三透鏡之像側光學面至第四透鏡之物側光學面的距離
CT3‧‧‧第三透鏡在光軸的厚度
CT5‧‧‧第五透鏡在光軸的厚度
v1‧‧‧第一透鏡之色散係數
v2‧‧‧第二透鏡之色散係數
v3‧‧‧第三透鏡之色散係數
v4‧‧‧第四透鏡之色散係數
Sd‧‧‧在光軸上由光圈至第五透鏡之像側光學面的距離
Td‧‧‧在光軸上由該第一透鏡之物側光學面至該第五透鏡之像側光學面的距離
TTL‧‧‧光軸上第一透鏡之物側光學面至成像面的距離
ImgH‧‧‧影像感測元件有效感測區域對角線長的一半
Fno‧‧‧光圈值
HFOV‧‧‧最大場視角的一半
第1A圖係本發明第一實施例的光學影像鏡組示意圖；第1B圖係本發明第一實施例之像差曲線圖；第2A圖係本發明第二實施例的光學影像鏡組示意圖；第2B圖係本發明第二實施例之像差曲線圖；第3A圖係本發明第三實施例的光學影像鏡組示意圖；第3B圖係本發明第三實施例之像差曲線圖；第4A圖係本發明第四實施例的光學影像鏡組示意圖；第4B圖係本發明第四實施例之像差曲線圖；第5A圖係本發明第五實施例的光學影像鏡組示意圖；第5B圖係本發明第五實施例之像差曲線圖；第6A圖係本發明第六實施例的光學影像鏡組示意圖；第6B圖係本發明第六實施例之像差曲線圖；第7A圖係本發明第七實施例的光學影像鏡組示意圖；以及第7B圖係本發明第七實施例之像差曲線圖。
本發明提供一種光學影像鏡組，請參閱第1A圖，光學影像鏡組沿著光軸排列由物側至像側依序包含：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，其物側光學面111為凸面；第二透鏡120具有負屈折力，其物側光學面121為凸面、其像側光學面122為凹面；第三透鏡130具有正屈折力，其像側光學面132為凸面；第四透鏡140具有屈折力，其物側光學面141及像側光學面142皆為非球面；第五透鏡150具有屈折力，其像側光學面152為凹面，其物側光學面151及像側光學面152皆為非球面；光學影像鏡組另包含一光圈100與一紅外線濾除濾光片160，該光圈100可設置於第一透鏡110與第二透鏡120之間為中置光圈；紅外線濾除濾光片160設置於第五透鏡150與成像面170之間，通常為平板光學材料製成，不影響本發明光學影像鏡組的焦距f；光學影像鏡組並可包含一影像感測元件180，設置於成像面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之非球面光學面，其非球面之方程式(Aspherical Surface Formula)為式(18)所構成，
其中，X：非球面上距離光軸為Y的點，其與相切於非球面光軸上頂點之切面的相對高度；Y：非球面曲線上的點與光軸的距離；R：曲率半徑；K：錐面係數；以及Ai：第i階非球面係數。
在本發明光學影像鏡組中，第一透鏡110、第二透鏡120、第三透 鏡130、第四透鏡140與第五透鏡150的光學面可設置球面或非球面，若使用非球面的光學面，則可藉由光學面的曲率半徑改變其屈折力，用以消減像差，進而縮減光學影像鏡組透鏡使用的數目，可以有效降低光學影像鏡組的總長度。由此，本發明之光學影像鏡組藉由前述之第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140及第五透鏡150配置，滿足關係式：式(1)、式(2)、式(3)及式(4)。
當滿足式(1)時，即在光學影像鏡組之焦距f、第三透鏡130焦距f3間適當調配屈折力，可以有效分配光學影像鏡組中第三透鏡130所需的屈折力，並減少光學影像鏡組對於誤差的敏感度；再者，第三透鏡130之像側光學面132為凸面，當限制其像側光學面132之曲率半徑R6與第三透鏡130在光軸上的厚度CT3之比值(式(4))時，其像側光學面132之曲率半徑R6愈大，第三透鏡130之正屈折力愈小，可藉此適當調配第三透鏡130的屈折力以降低系統對於誤差的敏感度，且第三透鏡130使用適當的厚度，可有助於縮短光學影像鏡組之總長；當限制在光軸上第二透鏡120之像側光學面122至第三透鏡130之物側光學面131的距離T23與第三透鏡130之像側光學面132至第四透鏡140之物側光學面141間的距離T34的比值(式(2))，可使光線通過第二透鏡120與空氣間隙進入第四透鏡140的折射角度在一定範圍內，以增大折射角並減少全長；當滿足式(3)時，調配適當之光學影像鏡組之焦距f與第五透鏡150之物側光學面151之曲率半徑R9，有助於修正光學影像鏡組的像差。
又本發明光學影像鏡組中，當限制第一透鏡110之物側光學面111 之曲率半徑R1與像側光學面112之曲率半徑R2時(式(5)、式(13))，可限制第一透鏡110之面形變化，有助於適當提供系統所需屈折力；同樣地，主要的負屈折力係由第二透鏡120所提供，當限制第二透鏡120之物側光學面121之曲率半徑R3與像側光學面122之曲率半徑R4的比值(式(6)、式(14))，可調配第二透鏡120之適當負屈折力，有助於修正由第一透鏡110所產生之像差。
當滿足式(10)時，使第一透鏡110的色散係數(Abbe number)v1與第二透鏡120的色散係數(Abbe number)v2的差值於適當範圍內，可有效修正第一透鏡110與第二透鏡120產生的色差，並可增加第二透鏡120的色差補償能力；同樣地，滿足式(12)時，可有效修正第三透鏡130與第四透鏡140產生的色差，並可增加第四透鏡140的色差補償能力。
當滿足式(16)時，可有效減少光學影像鏡組的全長(TTL)，使在相同的全長(TTL)下可獲得更大的影像感測元件有效畫素的範圍；同樣地，當滿足式(8)時，可限制第一透鏡110至第五透鏡150的距離，以縮短光學影像鏡組的長度；進一步地，當滿足式(15)時，可限制第五透鏡150之像側光學面152之曲率半徑R10與厚度CT5較為合適，不僅可適當調整屈折力之配置，也同時有利於縮短全長。
本發明光學影像鏡組將藉由以下具體實施例配合圖式予以詳細說明。
<第一實施例>
本發明第一實施例的光學影像鏡組示意圖請參閱第1A圖，第一實 施例之像差曲線請參閱第1B圖。第一實施例之光學影像鏡組主要由五片透鏡、光圈100及紅外線濾除濾光片160所構成的光學影像鏡組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具正屈折力之第一透鏡110，為玻璃材質所製成，其物側光學面111為凸面、其像側光學面112為凸面，其物側光學面111及像側光學面112皆為非球面；一光圈100；一具負屈折力的第二透鏡120，為塑膠材質所製成，其物側光學面121為凸面、其像側光學面122為凹面，其物側光學面121及像側光學面122皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡130，為塑膠材質所製成，其物側光學面131為凹面、其像側光學面132為凸面，其物側光學面131與像側光學面132皆為非球面；一具正屈折力的第四透鏡140，為塑膠材質所製成，其物側光學面141為凸面、其像側光學面142為凹面，其物側光學面141與像側光學面142皆為非球面；一具負屈折力的第五透鏡150，為塑膠材質所製成，其物側光學面151為凸面、其像側光學面152為凹面，其物側光學面151與像側光學面152皆為非球面，且其物側光學面151與像側光學面152皆設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)160，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；以及一設置於成像面170上之影像感測元件180；經由該五片透鏡、光圈100及紅外線濾除濾光片160之組合，可將被攝物在影像感測元件180上成像。
表一、本實施例的光學數據
本實施例的光學數據如上表一所示，其中，第一透鏡110至第五透鏡150之物側光學面與像側光學面均使用式(18)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表二所示：表二、本實施例的非球面係數
參見表一及第1B圖，本實施例光學影像鏡組中，光學影像鏡組之焦距為f=4.16(毫米)，構成的整體光學影像鏡組的光圈值(f-number)Fno=3.30，最大場視角的一半HFOV=30.1°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表三，相關符號如前所述，此不再贅述：
由表一之光學數據及由第1B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學影像鏡組之本實施例，在球差(longitudinal spherical aberration)、像散(astigmatic field curving)與歪曲(distortion)有良好的補償效果。
<第二實施例>
本發明第二實施例的光學影像鏡組示意圖請參閱第2A圖，第二實施例之像差曲線請參閱第2B圖。第二實施例之光學影像鏡組主要由五片透鏡、光圈200及紅外線濾除濾光片260所構成的光學影像鏡組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具正屈折力之第一透鏡210，為塑膠材質所製成，其物側光學面211為凸面、其像側光學面212為凸面，其物側光學面211及像側光學面212皆為非球面；一光圈200；一具負屈折力的第二透鏡220，為塑膠材質所製成，其物側光學面221為凸面、其像側光學面222為凹面，其物側光學面221及像側光學面222皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡230，為塑膠材質所製成，其物側光學面231為凹面、其像側光學面232為凸面，其物側光學面231與像側光學面232皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡240，為塑膠材質所製成，其物側光學面241為凹面、其像側光學面242為凸面，其物側光學面241與像側光學面242皆為非球面；一具負屈折力的第五透鏡250，為塑膠材質所製成，其物側光學面251為凸面、其像側光學面252為凹面，其物側光學面251與像側光學面252皆為非球面，且其物側光學面251與像側光學面252皆設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)260，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；以及一設置於成像面270上之影像感測元件280；經由該五片透鏡、光圈200及紅外線濾除濾光片260之組合，可將被攝物在影像感測元件280上成像。
本實施例的光學數據如上表四所示，其中，第一透鏡210至第五透鏡250之物側光學面與像側光學面均使用式(18)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表五所示：表五、本實施例的非球面係數
參見表四及第2B圖，本實施例光學影像鏡組中，光學影像鏡組之焦距為f=3.82(毫米)，構成的整體光學影像鏡組的光圈值(f-number)Fno=2.70，最大場視角的一半HFOV=30.6°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表六，相關符號如前所述，此不再贅述：
由表四之光學數據及由第2B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學影像鏡組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效 果。
<第三實施例>
本發明第三實施例的光學影像鏡組示意圖請參閱第3A圖，第三實施例之像差曲線請參閱第3B圖。第三實施例之光學影像鏡組主要由五片透鏡、光圈300及紅外線濾除濾光片360所構成的光學影像鏡組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具正屈折力之第一透鏡310，為塑膠材質所製成，其物側光學面311為凸面、其像側光學面312為凸面，其物側光學面311及像側光學面312皆為非球面；一光圈300；一具負屈折力的第二透鏡320，為塑膠材質所製成，其物側光學面321為凸面、其像側光學面322為凹面，其物側光學面321及像側光學面322皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡330，為塑膠材質所製成，其物側光學面331為凹面、其像側光學面332為凸面，其物側光學面331與像側光學面332皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡340，為塑膠材質所製成，其物側光學面341為凸面、其像側光學面342為凹面，其物側光學面341與像側光學面342皆為非球面；一具負屈折力的第五透鏡350，為塑膠材質所製成，其物側光學面351為凸面、其像側光學面352為凹面，其物側光學面351與像側光學面352皆為非球面，且其物側光學面351與像側光學面352皆設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)360，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；以及一設置於成像面370上之影像感測元件380；經由該五片透鏡、光圈300及紅外線濾除濾光片360之組合，可將被攝物在影像感測元件380上成像。
表七、本實施例的光學數據
本實施例的光學數據如上表七所示，其中，第一透鏡310至第五透鏡350之物側光學面與像側光學面均使用式(18)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表八所示：表八、本實施例的非球面係數
參見表七及第3B圖，本實施例光學影像鏡組中，光學影像鏡組之焦距為f=4.10(毫米)，構成的整體光學影像鏡組的光圈值(f-number)Fno=3.20，最大場視角的一半HFOV=30.4°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表九，相關符號如前所述，此不再贅述：
由表七之光學數據及由第3B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學影像鏡組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效 果。
<第四實施例>
本發明第四實施例的光學影像鏡組示意圖請參閱第4A圖，第四實施例之像差曲線請參閱第4B圖。第四實施例之光學影像鏡組主要由五片透鏡、光圈400及紅外線濾除濾光片460所構成的光學影像鏡組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具正屈折力之第一透鏡410，為塑膠材質所製成，其物側光學面411為凸面、其像側光學面412為凸面，其物側光學面411及像側光學面412皆為非球面；一光圈400；一具負屈折力的第二透鏡420，為塑膠材質所製成，其物側光學面421為凸面、其像側光學面422為凹面，其物側光學面421及像側光學面422皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡430，為塑膠材質所製成，其物側光學面431為凹面、其像側光學面432為凸面，其物側光學面431與像側光學面432皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡440，為塑膠材質所製成，其物側光學面441為凹面、其像側光學面442為凹面，其物側光學面441與像側光學面442皆為非球面；一具負屈折力的第五透鏡450，為塑膠材質所製成，其物側光學面451為凸面、其像側光學面452為凹面，其物側光學面451與像側光學面452皆為非球面，且其物側光學面451與像側光學面452皆設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)460，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；以及一設置於成像面470上之影像感測元件480；經由該五片透鏡、光圈400及紅外線濾除濾光片460之組合，可將被攝物在影像感測元件480上成像。
表十、本實施例的光學數據
本實施例的光學數據如上表十所示，其中，第一透鏡410至第五透鏡450之物側光學面與像側光學面均使用式(18)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表十一所示：表十一、本實施例的非球面係數
參見表十及第4B圖，本實施例光學影像鏡組中，光學影像鏡組之焦距為f=3.94(毫米)，構成的整體光學影像鏡組的光圈值(f-number)Fno=2.90，最大場視角的一半HFOV=31.2°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表十二，相關符號如前所述，此不再贅述：
由表十之光學數據及由第4B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學影像鏡組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償效 果。
<第五實施例>
本發明第五實施例的光學影像鏡組示意圖請參閱第5A圖，第五實施例之像差曲線請參閱第5B圖。第五實施例之光學影像鏡組主要由五片透鏡、光圈500及紅外線濾除濾光片560所構成的光學影像鏡組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具正屈折力之第一透鏡510，為塑膠材質所製成，其物側光學面511為凸面、其像側光學面512為凸面，其物側光學面511及像側光學面512皆為非球面；一光圈500；一具負屈折力的第二透鏡520，為塑膠材質所製成，其物側光學面521為凸面、其像側光學面522為凹面，其物側光學面521及像側光學面522皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡530，為塑膠材質所製成，其物側光學面531為凹面、其像側光學面532為凸面，其物側光學面531與像側光學面532皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡540，為塑膠材質所製成，其物側光學面541為凹面、其像側光學面542為凸面，其物側光學面541與像側光學面542皆為非球面；一具負屈折力的第五透鏡550，為塑膠材質所製成，其物側光學面551為凹面、其像側光學面552為凹面，其物側光學面551與像側光學面552皆為非球面，且其像側光學面552設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)560，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；以及一設置於成像面570上之影像感測元件580；經由該五片透鏡、光圈500及紅外線濾除濾光片560之組合，可將被攝物在影像感測元件580上成像。
表十三、本實施例的光學數據
本實施例的光學數據如上表十三所示，其中，第一透鏡510至第五透鏡550之物側光學面與像側光學面均使用式(18)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表十四所示：表十四、本實施例的非球面係數
參見表十三及第5B圖，本實施例光學影像鏡組中，光學影像鏡組之焦距為f=4.41(毫米)，構成的整體光學影像鏡組的光圈值(f-number)Fno=3.00，最大場視角的一半HFOV=29.6°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表十五，相關符號如前所述，此不再贅述：
由表十三之光學數據及由第5B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學影像鏡組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償 效果。
<第六實施例>
本發明第六實施例的光學影像鏡組示意圖請參閱第6A圖，第六實施例之像差曲線請參閱第6B圖。第六實施例之光學影像鏡組主要由五片透鏡、光圈600及紅外線濾除濾光片660所構成的光學影像鏡組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具正屈折力之第一透鏡610，為塑膠材質所製成，其物側光學面611為凸面、其像側光學面612為凸面，其物側光學面611及像側光學面612皆為非球面；一光圈600；一具負屈折力的第二透鏡620，為塑膠材質所製成，其物側光學面621為凸面、其像側光學面622為凹面，其物側光學面621及像側光學面622皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡630，為塑膠材質所製成，其物側光學面631為凸面、其像側光學面632為凸面，其物側光學面631與像側光學面632皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡640，為塑膠材質所製成，其物側光學面641為凹面、其像側光學面642為凸面，其物側光學面641與像側光學面642皆為非球面；一具正屈折力的第五透鏡650，為塑膠材質所製成，其物側光學面651為凸面、其像側光學面652為凹面，其物側光學面651與像側光學面652皆為非球面，且其物側光學面651與像側光學面652皆設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)660，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；以及一設置於成像面670上之影像感測元件680；經由該五片透鏡、光圈600及紅外線濾除濾光片660之組合，可將被攝物在影像感測元件680上成像。
表十六、本實施例的光學數據
本實施例的光學數據如上表十六所示，其中，第一透鏡610至第五透鏡650之物側光學面與像側光學面均使用式(18)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表十七所示：表十七、本實施例的非球面係數
參見表十六及第6B圖，本實施例光學影像鏡組中，光學影像鏡組之焦距為f=3.26(毫米)，構成的整體光學影像鏡組的光圈值(f-number)Fno=2.70，最大場視角的一半HFOV=35.5°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表十八，相關符號如前所述，此不再贅述：
由表十六之光學數據及由第6B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學影像鏡組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償 效果。
<第七實施例>
本發明第七實施例的光學影像鏡組示意圖請參閱第7A圖，第七實施例之像差曲線請參閱第7B圖。第七實施例之光學影像鏡組主要由五片透鏡、光圈700及紅外線濾除濾光片760所構成的光學影像鏡組；在光軸上，由物側至像側依序包含：一具正屈折力之第一透鏡710，為塑膠材質所製成，其物側光學面711為凸面、其像側光學面712為凸面，其物側光學面711及像側光學面712皆為非球面；一光圈700；一具負屈折力的第二透鏡720，為塑膠材質所製成，其物側光學面721為凸面、其像側光學面722為凹面，其物側光學面721及像側光學面722皆為非球面；一具正屈折力的第三透鏡730，為塑膠材質所製成，其物側光學面731為凹面、其像側光學面732為凸面，其物側光學面731與像側光學面732皆為非球面；一具負屈折力的第四透鏡740，為塑膠材質所製成，其物側光學面741為凹面、其像側光學面742為凸面，其物側光學面741與像側光學面742皆為非球面；一具正屈折力的第五透鏡750，為塑膠材質所製成，其物側光學面751為凸面、其像側光學面752為凹面，其物側光學面751與像側光學面752皆為非球面，且其物側光學面751與像側光學面752皆設有至少一反曲點；一玻璃材質製成之紅外線濾除濾光片(IR-filter)760，為平板玻璃用以調整成像的光線波長區段；以及一設置於成像面770上之影像感測元件780；經由該五片透鏡、光圈700及紅外線濾除濾光片760之組合，可將被攝物在影像感測元件780上成像。
表十九、本實施例的光學數據
本實施例的光學數據如上表十九所示，其中，第一透鏡710至第五透鏡750之物側光學面與像側光學面均使用式(18)之非球面方程式所構成，其非球面係數如下表二十所示：表二十、本實施例的非球面係數
參見表十九及第7B圖，本實施例光學影像鏡組中，光學影像鏡組之焦距為f=3.64(毫米)，構成的整體光學影像鏡組的光圈值(f-number)Fno=2.80，最大場視角的一半HFOV=31.0°；本實施例各光學數據經計算推導後，可滿足相關關係式，如下表二十一，相關符號如前所述，此不再贅述：
由表十九之光學數據及由第7B圖之像差曲線圖可知，藉由本發明之光學影像鏡組之本實施例，在球差、像散與歪曲有良好的補償 效果。
本發明光學影像鏡組中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠，若透鏡的材質為玻璃，則可以增加該光學影像鏡組屈折力配置的自由度，若透鏡材質為塑膠，則可以有效降低生產成本。
本發明光學影像鏡組中，若透鏡表面係為凸面，則表示該透鏡表面於近軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面，則表示該透鏡表面於近軸處為凹面。
本發明光學影像鏡組中，可設置有至少一光闌，如耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等，以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
表一至表二十一所示為本發明光學影像鏡組實施例的不同數值變化表，然本發明各個實施例的數值變化皆屬具體實驗所得，即使使用不同數值，相同結構的產品仍應屬於本發明的保護範疇，故以上的說明所描述及圖式中所說明僅做為例示性，非用以限制本發明的申請專利範園。
100‧‧‧光圈
110‧‧‧第一透鏡
111‧‧‧第一透鏡之物側光學面
112‧‧‧第一透鏡之像側光學面
120‧‧‧第二透鏡
121‧‧‧第二透鏡之物側光學面
122‧‧‧第二透鏡之像側光學面
130‧‧‧第三透鏡
131‧‧‧第三透鏡之物側光學面
132‧‧‧第三透鏡之像側光學面
140‧‧‧第四透鏡
141‧‧‧第四透鏡之物側光學面
142‧‧‧第四透鏡之像側光學面
150‧‧‧第五透鏡
151‧‧‧第五透鏡之物側光學面
152‧‧‧第五透鏡之像側光學面
160‧‧‧紅外線濾除濾光片
170‧‧‧成像面
180‧‧‧影像感測元件

Claims (16)

  1. 一種光學影像鏡組，其沿著光軸排列由物側至像側依序包含：一具正屈折力的第一透鏡，其物側光學面為凸面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側光學面為凸面、其像側光學面為凹面；一具正屈折力的第三透鏡，其像側光學面為凸面；一具屈折力的第四透鏡，其物側光學面與像側光學面皆為非球面；以及一具屈折力的第五透鏡，其像側光學面為凹面，其物側光學面及像側光學面皆非球面；其中，該光學影像鏡組之焦距為f，該第三透鏡之焦距為f3，該第二透鏡之像側光學面至該第三透鏡之物側光學面的距離為T23，該第三透鏡之像側光學面至該第四透鏡之物側光學面的距離為T34，該第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R6，該第五透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R9，該第三透鏡在光軸上的厚度為CT3，該第三透鏡之色散係數為v3，該第四透鏡之色散係數為v4，係滿足下列關係式：0.7<f/f3<2.5 0.1<T23/T34<2.0 -0.8<f/R9<5.0 -4.5<R6/CT3<-0.5 25<v3-v4<45。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學影像鏡組，其中，該第四透鏡與該第五透鏡係由塑膠材料所製成；該第五透鏡之物側光學面與像側光學面，至少一光學面設置有至少一反曲點。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光學影像鏡組，其中，該第一透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R1，該第一透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R2，係滿足下列關係式：-1.5<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.3。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之光學影像鏡組，其中，該第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R3，該第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R4，係滿足下列關係式：0.1<R4/R3<0.8。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之光學影像鏡組，其中，該光學影像鏡組之焦距為f，該第三透鏡之焦距為f3，係進一步地滿足下列關係式：0.82<f/f3<1.7。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之光學影像鏡組，其中，該光學影像鏡組另包含一光圈；在光軸上由該第一透鏡之物側光學面至該第五透鏡之像側光學面之距離為Td，在光軸上該光圈至該第五透鏡之像側光學面的距離為Sd，係滿足下列關係式：0.75<Sd/Td<0.90。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光學影像鏡組，其中，該第五透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R9，該光學影像鏡組之焦距為f，係進一步地滿足下列關係式：-0.3<f/R9<3.5。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之光學影像鏡組，其中，該第一透鏡 之像側光學面為凸面，該第三透鏡之物側光學面為凹面，該第五透鏡之物側光學面為凸面。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之光學影像鏡組，其中，該第一透鏡之色散係數為v1，該第二透鏡之色散係數為v2，係滿足下列關係式：25<v1-v2<45。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光學影像鏡組，其中，該第三透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R6，該第三透鏡在光軸上的厚度為CT3，係進一步滿足下列關係式：-2.5<R6/CT3<-1.3。
  11. 如申請專利範圍第5項所述之光學影像鏡組，其中，該第一透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R1，該第一透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R2，係進一步滿足下列關係式：-1.1<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.6。
  12. 如申請專利範圍第5項所述之光學影像鏡組，其中，該第二透鏡之物側光學面在近軸上的曲率半徑為R3，該第二透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R4，係滿足下列關係式：0.25<R4/R3<0.55。
  13. 如申請專利範圍第5項所述之光學影像鏡組，其中，該第三透鏡之物側光學面為凹面；該第五透鏡之物側光學面為凸面。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之光學影像鏡組，其中，該第五透鏡之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R10，該第五透鏡在光軸上的厚度為CT5，係滿足下列關係式：1.3<R10/CT5<3.0。
  15. 如申請專利範圍第5項所述之光學影像鏡組，其中，該第三透鏡 之像側光學面在近軸上的曲率半徑為R6，該第三透鏡在光軸上的厚度為CT3，係進一步滿足下列關係式：-2.5<R6/CT3<-1.3。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之光學影像鏡組，其中，該光學影像鏡組另設置一影像感測元件於一成像面處供被攝物成像；在光軸上，該第一透鏡之物側光學面至該成像面的距離為TTL，該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，滿足下列關係式：TTL/ImgH<2.2。
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