光學拾像系統組的制作方法
【專利摘要】本發明揭露一種光學拾像系統組，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、第五透鏡以及第六透鏡。第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面。第二透鏡及第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面，其像側表面為凸面。第五透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面，其兩表面皆為非球面，其中第五透鏡的至少一表面具有反曲點。第六透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面，其兩表面皆為非球面。光學拾像系統組中具屈折力的透鏡為第一透鏡至第六透鏡。當滿足特定條件時，可具備更佳的光路調節能力，以提升成像品質。
【專利說明】光學拾像系統組
【技術領域】
[0001]本發明是有關于一種光學拾像系統組，且特別是有關于一種應用于電子產品上的小型化光學拾像系統組。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著具有攝影功能的可攜式電子產品的興起，光學系統的需求日漸提高。一般光學系統的感光元件不外乎是感光稱合元件(Charge Coupled Device, CCD)或互補性氧化金屬半導體兀件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor, CMOS Sensor)兩種，且隨著半導體制程技術的精進，使得感光元件的像素尺寸縮小，光學系統逐漸往高像素領域發展，因此對成像品質的要求也日益增加。
[0003]傳統搭載于可攜式電子產品上的光學系統，如美國專利第7，869，142,8,000,031號所示，多采用四片或五片式透鏡結構為主，但由于智能手機(Smart Phone)與平板電腦(Tablet PC)等高規格移動裝置的盛行，帶動光學系統在像素與成像品質上的迅速攀升，已知的光學系統將無法滿足更高階的攝影系統。
[0004]目前雖有進一步發展六片式光學鏡組，如美國公開第2012/0314304Al號所揭示，其第五透鏡的物側面形設計，使其無法有效控制各視場入射于第五透鏡的角度，易導致球差、慧差與像散過大的問題，因而影響成像品質。
【發明內容】
[0005]因此，本發明提供一種光學拾像系統組，其第五透鏡的物側表面為凸面且其表面設置有反曲點，可有效調整各視場入射于第五透鏡的角度，其不僅利于改善球面像差，同時可針對離軸的彗差與像散進行補正。另外，第五透鏡的表面可具備更佳的光路調節能力，以提升成像品質。
[0006]依據本發明提供一種光學拾像系統組，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、第五透鏡以及第六透鏡。第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面。第二透鏡具有屈折力。第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面，其像側表面為凸面。第五透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面，其物側表面及像側表面皆為非球面，其中第五透鏡的至少一表面具有至少一反曲點。第六透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面，其物側表面及像側表面皆為非球面。光學拾像系統組中具屈折力的透鏡為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡與第六透鏡，第五透鏡的物側表面的曲率半徑為R9，第五透鏡的像側表面的曲率半徑為R10，第三透鏡于光軸上的厚度為CT3，第四透鏡于光軸上的厚度為CT4，其滿足下列條件:
[0007]0〈R9/|R10|〈2.3 ;以及
[0008]0.1〈CT4/CT3〈1.3。
[0009]依據本發明另提供一種光學拾像系統組，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、第五透鏡以及第六透鏡。第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面。第二透鏡具有負屈折力，其像側表面為凹面。第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面，其像側表面為凸面。第五透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面，其物側表面及像側表面皆為非球面，其中第五透鏡的至少一表面具有至少一反曲點。第六透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面，其物側表面及像側表面皆為非球面。光學拾像系統組中具屈折力的透鏡為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡與第六透鏡，第五透鏡的物側表面的曲率半徑為R9，第五透鏡的像側表面的曲率半徑為R10，第四透鏡的色散系數為V4，第五透鏡的色散系數為V5，其滿足下列條件:
[0010]0〈R9/|R10|〈2.3 ;以及
[0011]0.2〈V4/V5〈0.6。
[0012]當R9/|R10|滿足上述條件時，第五透鏡的表面可具備更佳的光路調節能力，以提升成像品質。
[0013]當CT4/CT3滿足上述條件時，使透鏡厚度的配置較為合適，可避免鏡片成型不良的問題。
[0014]當V4/V5滿足上述條件時，可有效修正光學拾像系統組的色差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1繪示依照本發明第一實施例的一種光學拾像系統組的示意圖；
[0016]圖2由左至右依序為第一實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；
[0017]圖3繪示依照本發明第二實施例的一種光學拾像系統組的示意圖；
[0018]圖4由左至右依序為第二實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；
[0019]圖5繪示依照本發明第三實施例的一種光學拾像系統組的示意圖；
[0020]圖6由左至右依序為第三實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；
[0021]圖7繪示依照本發明第四實施例的一種光學拾像系統組的示意圖；
[0022]圖8由左至右依序為第四實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；
[0023]圖9繪示依照本發明第五實施例的一種光學拾像系統組的示意圖；
[0024]圖10由左至右依序為第五實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；
[0025]圖11繪示依照本發明第六實施例的一種光學拾像系統組的示意圖；
[0026]圖12由左至右依序為第六實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；
[0027]圖13繪示依照本發明第七實施例的一種光學拾像系統組的示意圖；
[0028]圖14由左至右依序為第七實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；
[0029]圖15繪示依照本發明第八實施例的一種光學拾像系統組的示意圖；
[0030]圖16由左至右依序為第八實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；
[0031]圖17繪示依照本發明第九實施例的一種光學拾像系統組的示意圖；
[0032]圖18由左至右依序為第九實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；
[0033]圖19繪示依照本發明第十實施例的一種光學拾像系統組的示意圖；
[0034]圖20由左至右依序為第十實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖；
[0035]圖21繪示依照圖1光學拾像系統組的第六透鏡參數Sag61的示意圖；以及
[0036]圖22繪示依照圖1光學拾像系統組的第五透鏡參數Yc51及Yc52的示意圖。【具體實施方式】
[0037]—種光學拾像系統組，由物側至像側依序包含具屈折力的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡。光學拾像系統組還可包含一影像感測元件，其設置于成像面。
[0038]第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面，其像側表面可為凹面。借此，可適當調整第一透鏡的正屈折力強度，有助于縮短光學拾像系統組的總長度。
[0039]第二透鏡可具有負屈折力，其物側表面可為凸面，其像側表面可為凹面。借此，可補正第一透鏡產生的像差，且第二透鏡的面形配置有助于像散的修正。
[0040]第三透鏡可具有正屈折力，其像側表面可為凸面。借此，可平衡第一透鏡的正屈折力，以避免屈折力因過度集中而使球差過度增大，并可降低光學拾像系統組的敏感度。
[0041]第四透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面，其像側表面為凸面。借此，可修正像散與系統的佩茲伐和數，使像面更平坦。
[0042]第五透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面，其像側表面可為凹面。且第五透鏡的至少一表面具有至少一反曲點。借此，可有效調整各視場入射于第五透鏡的角度，其不僅利于改善球面像差，同時可針對離軸的彗差與像散進行補正。
[0043]第六透鏡具有負屈折力，其物側表面為凹面，其像側表面可為凹面。借此，可使光學拾像系統組的主點(Principal Point)遠離成像面，有利于縮短其后焦距以維持小型化。另外，第六透鏡的至少一表面可具有至少一反曲點，可有效地壓制離軸視場光線入射的角度，進一步可修正離軸視場的像差。
[0044]第五透鏡的物側表面的曲率半徑為R9，第五透鏡的像側表面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件:0〈R9/ I RlO I〈2.3。借此，光學拾像系統組可具備更佳的光路調節能力，以提升成像品質。較佳地，可滿足下列條件:0〈R9/|R10|〈1.5。更佳地，可滿足下列條件:0〈R9/|R10|〈0.8。
[0045]第三透鏡于光軸上的厚度為CT3，第四透鏡于光軸上的厚度為CT4，其滿足下列條件:0.1〈CT4/CT3〈1.3。借此，使透鏡厚度的配置較為合適，可避免鏡片成型不良的問題。
[0046]第四透鏡與第五透鏡于光軸上的間隔距離為T45，第五透鏡與第六透鏡于光軸上的間隔距離為T56，其滿足下列條件:0〈T45/T56〈0.2。借此，有助于透鏡的組裝以提升生產良率。
[0047]第四透鏡的物側表面的曲率半徑為R7，第四透鏡的像側表面的曲率半徑為R8，其滿足下列條件:-0.4〈 (R7-R8) / (R7+R8)〈-0.1。借此，有利于修正光學拾像系統組所產生的像散。
[0048]第二透鏡的焦距為f2，第六透鏡的焦距為f6，其滿足下列條件:0.40〈f6/f2<0.85。借此，有助于修正光學拾像系統組的像差，并有效縮短其總長度。
[0049]第六透鏡的物側表面于光軸上的交點至第六透鏡的物側表面的最大有效徑位置于光軸的水平位移距離為Sagei (若水平位移朝向像側，Sag61為正值；若水平位移朝向物側，Sag61為負值)，第六透鏡于光軸上的厚度為CT6，其滿足下列條件:-3.2<Sag61/CT6〈-1.0。借此，有利于鏡片的制作與成型，并有效維持其小型化。
[0050]第五透鏡的物側表面的臨界點與光軸的垂直距離為Yc51，第五透鏡的像側表面的臨界點與光軸的垂直距離為Yc52，其滿足下列條件:0.5〈Yc51/Yc52〈l.5。借此，可有效修正離軸視場的像差。
[0051]第二透鏡的物側表面的曲率半徑為R3，第二透鏡的像側表面的曲率半徑為R4，其滿足下列條件:0.10<(R3-R4)/(R3+R4)<0.55。借此，有助于像散的修正。
[0052]第六透鏡的物側表面的曲率半徑為R11，第六透鏡的像側表面的曲率半徑為R12，其滿足下列條件:-1.2〈R11/R12〈0.2。借此，有利于縮短光學拾像系統組的后焦距以維持小型化。
[0053]第四透鏡的色散系數為V4,第五透鏡的色散系數為V5,其滿足下列條件:0.2<V4/V5<0.6。借此，有助于光學拾像系統組色差的修正。
[0054]第一透鏡的焦距為fl，第五透鏡的焦距為f5，其滿足下列條件:0.6〈fl/f5〈l.1。借此，可有效降低光學拾像系統組的敏感度。
[0055]光學拾像系統組可還包含一影像感測元件，其設置于成像面。影像感測元件有效感測區域對角線長的一半(即為最大像高)為ImgH，第一透鏡的物側表面至成像面于光軸上的距離為TL，其滿足下列條件:TL/ImgH〈l.75。借此，可維持光學拾像系統組的小型化，以搭載于輕薄可攜式的電子產品上。
[0056]本發明提供的光學拾像系統組中，透鏡的材質可為塑膠或玻璃。當透鏡材質為塑膠，可以有效降低生產成本。另當透鏡的材質為玻璃，則可以增加光學拾像系統組屈折力配置的自由度。此外，光學拾像系統組中第一透鏡至第六透鏡的物側表面及像側表面可為非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形狀，獲得較多的控制變數，用以消減像差，進而縮減透鏡使用的數目，因此可以有效降低本發明光學拾像系統組的總長度。
[0057]再者，本發明提供的光學拾像系統組中，若透鏡表面為凸面，則表示透鏡表面于近光軸處為凸面；若透鏡表面為凹面，則表示透鏡表面于近光軸處為凹面。
[0058]另外，本發明的光學拾像系統組中，依需求可設置至少一光闌，以減少雜散光，有助于提升影像品質。
[0059]本發明的光學拾像系統組中，光圈配置可為前置光圈或中置光圈，其中前置光圈意即光圈設置于被攝物與第一透鏡間，中置光圈則表示光圈設置于第一透鏡與成像面間。若光圈為前置光圈，可使光學拾像系統組的出射瞳(Exit Pupil)與成像面產生較長的距離，使其具有遠心(Telecentric)效果,并可增加影像感測元件的CCD或CMOS接收影像的效率；若為中置光圈，有助于擴大系統的視場角，使光學拾像系統組具有廣角鏡頭的優勢。
[0060]本發明的光學拾像系統組中，臨界點為透鏡表面上，除與光軸的交點外，與一垂直于光軸的切面相切的切點。
[0061]本發明的光學拾像系統組更可視需求應用于移動對焦的光學系統中，并兼具優良像差修正與良好成像品質的特色，可多方面應用于3D (三維)影像擷取、數字相機、移動裝置、數字平板等電子影像系統中。
[0062]根據上述實施方式，以下提出具體實施例并配合附圖予以詳細說明。
[0063]<第一實施例>
[0064]請參照圖1及圖2，其中圖1繪示依照本發明第一實施例的一種光學拾像系統組的示意圖，圖2由左至右依序為第一實施例的光學拾像系統組的球差、像散及歪曲曲線圖。由圖1可知，光學拾像系統組由物側至像側依序包含光圈100、第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、第五透鏡150、第六透鏡160、紅外線濾除濾光片180、成像面170以及影像感測元件190。
[0065]第一透鏡110具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面111為凸面，其像側表面112為凹面,并皆為非球面。
[0066]第二透鏡120具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面121為凸面，其像側表面122為凹面,并皆為非球面。
[0067]第三透鏡130具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面131為凹面，其像側表面132為凸面，并皆為非球面。
[0068]第四透鏡140具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面141為凹面，其像側表面142為凸面，并皆為非球面。
[0069]第五透鏡150具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面151為凸面，其像側表面152為凹面，并皆為非球面，且其物側表面151及像側表面152皆具有反曲點。
[0070]第六透鏡160具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面161為凹面，其像側表面162為凹面，并皆為非球面，且其物側表面161及像側表面162皆具有反曲點。
[0071]紅外線濾除濾光片180為玻璃材質，其設置于第六透鏡160及成像面170間且不影響光學拾像系統組的焦距。
[0072]上述各透鏡的非球 面的曲線方程式表示如下:
【權利要求】
1.一種光學拾像系統組，其特征在于，由物側至像側依序包含: 一第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面為凸面； 一第二透鏡，具有屈折力； 一第三透鏡，具有屈折力； 一第四透鏡，具有負屈折力，其物側表面為凹面，其像側表面為凸面； 一第五透鏡，具有正屈折力，其物側表面為凸面，其物側表面及像側表面皆為非球面，其中該第五透鏡的至少一表面具有至少一反曲點；以及一第六透鏡，具有負屈折力，其物側表面為凹面，其物側表面及像側表面皆為非球面；其中，該光學拾像系統組中具屈折力的透鏡為該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡與該第六透鏡，該第五透鏡的物側表面的曲率半徑為R9，該第五透鏡的像側表面的曲率半徑為R10，該第三透鏡于光軸上的厚度為CT3，該第四透鏡于光軸上的厚度為CT4，其滿足下列條件:
0〈R9/|R10|〈2.3 ;以及
0.1〈CT4/CT3〈1.3。
2.根據權利要求1所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第三透鏡具有正屈折力。
3.根據權利要求2所述 的光學拾像系統組，其特征在于，該第三透鏡的像側表面為凸面。
4.根據權利要求3所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第二透鏡具有負屈折力，其像側表面為凹面。
5.根據權利要求4所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第六透鏡的至少一表面具有至少一反曲點。
6.根據權利要求5所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第五透鏡的像側表面為凹面。
7.根據權利要求5所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第二透鏡的物側表面為凸面。
8.根據權利要求5所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第六透鏡的像側表面為凹面。
9.根據權利要求8所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第五透鏡的物側表面的曲率半徑為R9，該第五透鏡的像側表面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件:
0〈R9/|R10|〈1.5。
10.根據權利要求8所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第五透鏡的物側表面的曲率半徑為R9，該第五透鏡的像側表面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件:
0〈R9/|R10|〈0.8。
11.根據權利要求8所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第四透鏡與該第五透鏡于光軸上的間隔距離為T45，該第五透鏡與該第六透鏡于光軸上的間隔距離為T56，其滿足下列條件:
0〈T45/T56〈0.2。
12.根據權利要求8所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第四透鏡的物側表面的曲率半徑為R7，該第四透鏡的像側表面的曲率半徑為R8，其滿足下列條件:-0.4<(R7-R8)/(R7+R8)〈-0.1。
13.根據權利要求8所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第二透鏡的焦距為f2，該第六透鏡的焦距為f6，其滿足下列條件:
0.40<f6/f2<0.85。
14.根據權利要求8所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第六透鏡的物側表面于光軸上的交點至該第六透鏡的物側表面的最大有效徑位置于光軸的水平位移距離為Sag61，該第六透鏡于光軸上的厚度為CT6，其滿足下列條件:
-3.2〈Sag61/CT6〈-l.0。
15.根據權利要求1所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第五透鏡的物側表面的一臨界點與光軸的垂直距離為Yc51，該第五透鏡的像側表面的一臨界點與光軸的垂直距離為Yc52，其滿足下列條件:
0.5〈Yc51/Yc52〈l.5。
16.根據權利要求15所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第一透鏡的像側表面為凹面。
17.根據權利要求15所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第二透鏡的物側表面的曲率半徑為R3，該第二透鏡的像側表面的曲率半徑為R4，其滿足下列條件:
0.10< (R3-R4)/(R3+R4)〈0.55。
18.根據權利要求15所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第六透鏡的物側表面的曲率半徑為R11，該第六透鏡的像側表面的曲率半徑為R12，其滿足下列條件:
-1.2<R11/R12<0.2。
19.根據權利要求15所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第四透鏡的色散系數為V4,該第五透鏡的色散系數為V5,其滿足下列條件:
0.2<V4/V5<0.6。
20.一種光學拾像系統組，其特征在于，由物側至像側依序包含: 一第一透鏡，具有正屈折力，其物側表面為凸面； 一第二透鏡，具有負屈折力，其像側表面為凹面； 一第三透鏡，具有屈折力； 一第四透鏡，具有負屈折力，其物側表面為凹面，其像側表面為凸面； 一第五透鏡，具有正屈折力，其物側表面為凸面，其物側表面及像側表面皆為非球面，其中該第五透鏡的至少一表面具有至少一反曲點；以及一第六透鏡，具有負屈折力，其物側表面為凹面，其物側表面及像側表面皆為非球面；其中，該光學拾像系統組中具屈折力的透鏡為該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡與該第六透鏡，該第五透鏡的物側表面的曲率半徑為R9，該第五透鏡的像側表面的曲率半徑為R10，該第四透鏡的色散系數為V4，該第五透鏡的色散系數為V5，其滿足下列條件:
0〈R9/|R10|〈2.3 ;以及
0.2<V4/V5<0.6。
21.根據權利要求20所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第五透鏡的物側表面的曲率半徑為R9，該第五透鏡的像側表面的曲率半徑為R10，其滿足下列條件:0〈R9/|R10|〈1.5。
22.根據權利要求20所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第二透鏡的焦距為f2，該第六透鏡的焦距為f6，其滿足下列條件:
0.40<f6/f2<0.85。
23.根據權利要求20所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第五透鏡的物側表面的一臨界點與光軸的垂直距離為Yc51，該第五透鏡的像側表面的一臨界點與光軸的垂直距離為Yc52,其滿足下列條件:
0.5〈Yc51/Yc52〈l.5。
24.根據權利要求20所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第二透鏡的物側表面的曲率半徑為R3，該第二透鏡的像側表面的曲率半徑為R4，其滿足下列條件:
0.10<(R3-R4)/(R3+R4)〈0.55。
25.根據權利要求20所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第一透鏡的焦距為Π，該第五透鏡的焦距為f5，其滿足下列條件:
0.6<fl/f5<l.1。
26.根據權利要求20所述的光學拾像系統組，其特征在于，還包含: 一影像感測元件，其設置于一成像面，其中該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，該第一透鏡的物側表面至該成像面于光軸上的距離為TL，其滿足下列條件:
TL/ImgH〈l.75。
27.根據權利要求20所述的光學拾像系統組，其特征在于，該第六透鏡的像側表面為凹面，且該第六透鏡的至少一 表面具有至少一反曲點。
【文檔編號】G02B13/18GK103969802SQ201310064897
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年3月1日 優先權日:2013年2月4日
【發明者】陳冠銘, 蔡宗翰, 黃歆璇, 薛鈞哲 申請人:大立光電股份有限公司