CN101995646B - 取像透镜系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包括具负屈折力的第一群镜组、具正屈折力的第二群镜组与具正屈折力的第三群镜组，通过该第一群镜组与该第二群镜组于光轴上移动，而该第三群镜组保持固定下，达成广角端与望远端之间的变焦。该第一群镜组仅由一具负屈折力的第一透镜所构成；该第二群镜组由物侧至像侧依序包括一具正屈折力的第二透镜、一具负屈折力的第三透镜、一光圈及一具负屈折力的第四透镜；该第三群镜组仅由一具正屈折力的第五透镜所构成；此外，本发明更进一步包括有一EDOF编译元件，以增加系统的景深。本发明可以有效缩小取像透镜系统的光学总长度、降低光学系统的敏感度，并可提升系统的成像性能。

Description

取像透镜系统

技术领域

本发明是关于一种取像透镜系统；特别是指一种应用于手机相机的小型化取像透镜系统。

背景技术

最近几年来，随着手机相机的兴起，小型化摄影镜头的需求日渐提高，而一般摄影镜头的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)两种，且由于半导体工艺技术的进步，使得感光元件的像素面积缩小，小型化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。除此之外，为可使远距离或近距离拍摄都能获得清晰的成像品质，甚至进一步能对远景与近物拍摄有不同倍率的放大效果，因此搭载有自动对焦或变焦功能的高性能、小型化摄影镜头，伴随着电子产品强调轻薄化、高性能的趋势下，逐渐成为市场高阶产品的发展主流。其中，FR2890183A3是与本申请最接近的现有技术。

发明内容

本发明提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包括：一具负屈折力的第一群镜组、一具正屈折力的第二群镜组与一具正屈折力的第三群镜组，通过所述第一群镜组与所述第二群镜组于光轴上移动，而所述第三群镜组保持固定下，达成广角端与望远端之间的变焦。所述第一群镜组是仅由一具负屈折力的第一透镜所构成，其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面。所述第二群镜组由物侧至像侧依序包括：一具正屈折力的第二透镜，其物侧表面、像侧表面皆为凸面；一具负屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面；一光圈；以及一具负屈折力的第四透镜，其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面。所述第三群镜组是仅由一具正屈折力的第五透镜所构成，其物侧表面、像侧表面皆为凸面。其中所述第二群镜组中所有透镜皆为塑胶材质，且其物侧表面、像侧表面皆设置为非球面。所述取像透镜系统中具屈折力的透镜数目为N，其关系满足：5≤N≤6；其中所述取像透镜系统中，还包括有一EDOF编译元件，且所述取像透镜系统成像于一电子感光元件上。

本发明通过上述的配置方式，可以有效缩小取像透镜系统的光学总长度、降低光学系统的敏感度，并可提升系统的成像性能。

本发明另一方面，提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包括：第一群镜组与第二群镜组，其中：第一群镜组包括有一第一透镜，且所述第一透镜的物侧表面为凸面；第二群镜组包括有一第二透镜；其中所述取像透镜系统中，还包括有一EDOF编译元件，且所述取像透镜系统成像于一电子感光元件上。

本发明通过上述的配置方式，可以增加取像透镜系统的景深，使远景或近物的拍摄都能落于系统对焦范围内，用以改良使用传统机械式自动对焦所产生的对位误差、对焦速度较慢、对焦机构元件较复杂造成镜头体积庞大等缺点。

附图说明

图1是本发明第一实施例光学系统示意图；

图2是本发明第一实施例操作于广角端的像差曲线图；

图3是本发明第一实施例操作于中间位置的像差曲线图；

图4是本发明第一实施例操作于望远端的像差曲线图；

图5是本发明第二实施例光学系统示意图；

图6是本发明第二实施例操作于广角端的像差曲线图；

图7是本发明第二实施例操作于中间位置的像差曲线图；

图8是本发明第二实施例操作于望远端的像差曲线图；

图9是表一，为本发明第一实施例光学数据；

图10是表二，为本发明第一实施例非球面数据；

图11是表三，为本发明第二实施例光学数据；

图12是表四，为本发明第二实施例非球面数据；

图13是表五，为本发明各实施例相关关系式的数值资料。

附图标号

第一透镜100、500

物侧表面101、501

像侧表面102、502

第二透镜110、510

物侧表面111、511

像侧表面112、512

第三透镜120、520

物侧表面121、521

像侧表面122、522

光圈130、530

EDOF编译元件140、540

第四透镜150、550

物侧表面151、551

像侧表面152、552

第五透镜160、560

物侧表面161、561

像侧表面162、562

红外线滤除滤光片170、570

成像面180、580

第一群镜组为G1

第二群镜组为G2

第三群镜组为G3

第一群镜组的焦距为f_G1

第二群镜组的焦距为f_G2

第三群镜组的焦距为f_G3

取像透镜系统于广角端时的焦距为f_W

第一透镜的物侧表面曲率半径为R1

第一透镜的像侧表面曲率半径为R2

第二透镜的物侧表面曲率半径为R3

第二透镜的像侧表面曲率半径为R4

第五透镜的物侧表面曲率半径为R9

第五透镜的像侧表面曲率半径为R10

第三透镜的色散系数为V3

第四透镜的色散系数为V4

取像透镜系统中具屈折力的透镜数目为N

取像透镜系统于广角端时的光学总长度为TTL_W，是定义成该第一透镜的物侧表面至该电子感光元件于光轴上的距离

取像透镜系统于望远端时的光学总长度为TTL_T，是定义成该第一透镜的物侧表面至该电子感光元件于光轴上的距离

取像透镜系统的最大成像高度为ImgH，是定义成该电子感光元件有效像素区域对角线长的一半

具体实施方式

本发明提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包括：一具负屈折力的第一群镜组、一具正屈折力的第二群镜组与一具正屈折力的第三群镜组，通过该第一群镜组与该第二群镜组于光轴上移动，而该第三群镜组保持固定下，达成广角端与望远端之间的变焦。该第一群镜组是仅由一具负屈折力的第一透镜所构成，其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面。该第二群镜组由物侧至像侧依序包括：一具正屈折力的第二透镜，其物侧表面、像侧表面皆为凸面；一具负屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面；一光圈；以及一具负屈折力的第四透镜，其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面。该第三群镜组是仅由一具正屈折力的第五透镜所构成，其物侧表面、像侧表面皆为凸面。其中该第二群镜组中所有透镜皆为塑胶材质，且其物侧表面、像侧表面皆设置为非球面。该取像透镜系统中，具屈折力的透镜数目为N，其关是满足：5≤N≤6。

本发明前述取像透镜系统中，进一步包括有一EDOF编译元件，以利于通过扩展景深技术(即Extended Depth of Field或EDOF技术)增加该取像透镜系统的景深；EDOF技术可通过将一编译元件并入系统中,配合光学设计,使电子感光元件上的成像模糊或具某种特征,例如成像对离焦(defocus)不敏感,再经影像处理后，转换而重新建构出一清晰图像，进而达到增大系统景深的功效。此EDOF编译元件可为不同形式,包括具有波前编译(WavefrontCoding,WFC)表面的元件,或具波前编译的光掩膜(Mask)。另外,EDOF编译元件的功能可合并于光学镜片组中,使其与一般镜片并无不同,但其特征在于使电子感光元件上的成像模糊或具有某种特征,再经影像处理后而建构出清晰的图像。

本发明前述取像透镜系统中，该光圈置于该第三透镜与该第四透镜之间，可有利于广视场角特性，有助于对歪曲(Distortion)及倍率色收差(ChromaticAberration of Magnification)的修正，而且可以有效降低该取像透镜系统的敏感度。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该第一群镜组的焦距为f_G1，该第二群镜组的焦距为f_G2，较佳地，是满足以下关系式：

1.35<|f_G1/f_G2|<1.75；

当|f_G1/f_G2|满足上述关系式时，该第一群镜组与该第二群镜组的屈折力配置较为平衡，可使系统在广角端与望远端变焦时，该第二群镜组于光轴上所需的移动行程不至于过长，可有效缩短系统的光学总长度；且如此的配置可较有利于该取像透镜系统中于广角端的像面弯曲及望远端的球差(SphericalAberration)补正，可有效提升系统的成像品质。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该取像透镜系统于广角端时的焦距为f_W，该第二群镜组的焦距为f_G2，该第三群镜组的焦距为f_G3，较佳地，是满足以下关系式：

0.8<f_W/f_G2<1.0；0.20<f_W/f_G3<0.35；

当f_W/f_G2及f_W/f_G3满足上述关系式时，该取像透镜系统的屈折力配置较为平衡，可有效降低该取像透镜系统对于制造组装误差(如偏心)与环境变化(如温度)的敏感度，以提升本发明取像透镜系统的制造良品率。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，像侧表面曲率半径为R2，较佳地，是满足以下关系式：

2<R1/R2<15；

当R1/R2满足上述关系式时，是有利于该取像透镜系统操作于广角端时可确保有足够的视角，且不至于产生过多的高阶像差。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该第二透镜的物侧表面曲率半径为R3，像侧表面曲率半径为R4，较佳地，是满足以下关系式：

-0.35<R3/R4<-0.15；

当R3/R4满足上述关系式时，是有利于该取像透镜系统的球差及高阶像差的修正，且有利于缩短系统的光学总长度。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该第五透镜的物侧表面曲率半径为R9，像侧表面曲率半径为R10，较佳地，是满足以下关系式：

-5<R9/R10<-2；

当R9/R10满足上述关系式时，是有利修正系统的像散(Astigmatism)与歪曲，且同时可有效降低光线入射于电子感光元件上的角度，提高电子感光元件的感光敏感度，减少系统产生暗角的可能性。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该第三透镜的色散系数(AbbeNumber)V3，该第四透镜的色散系数V4，较佳地，是满足以下关系式：20<V3<28；20<V4<28；

当V3及V4满足上述关系式时，是有利于该取像透镜系统中色差的补正，以提高系统的解像力。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该取像透镜系统于广角端时的光学总长度为TTL_W，TTL_W定义为取像透镜系统中操作于广角端时第一透镜的物侧表面至成像面于光轴上的距离，该取像透镜系统的最大成像高度为ImgH，ImgH定义为电子感光元件有效像素区域对角线长的一半，较佳地，是满足以下关系式：

TTL_W/ImgH<6。

当满足上述关系式时，是有利于该取像透镜系统的小型化，以搭载于轻薄便携式的电子产品上。

在本发明前述取像透镜系统中，该取像透镜系统于广角端时的光学总长度为TTL_W，TTL_W定义为取像透镜系统中操作于广角端时第一透镜的物侧表面至成像面于光轴上的距离，该取像透镜系统于望远端时的光学总长度为TTL_T，TTL_T定义为取像透镜系统中操作于望远端时第一透镜的物侧表面至成像面于光轴上的距离，较佳地，是满足以下关系式：

TTL_W/TTL_T=1；

当TTL_W/TTL_T满足上述关系式时，可使得该第一群镜组保持固定，而只通过该第二群镜组于光轴上移动，达成广角端和望远端的直接切换，不仅可简化系统于变焦机构的复杂度，也可降低镜组体积与生产成本。

本发明另一方面，提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包括：第一群镜组与第二群镜组，其中：第一群镜组包括有一第一透镜，且该第一透镜的物侧表面为凸面；第二群镜组包括有一第二透镜；其中该取像透镜系统中，另包括有一EDOF编译元件，且该取像透镜系统成像于一电子感光元件上。

在本发明前述取像透镜系统中，该EDOF编译元件的设置是有利于增加该取像透镜系统的景深，较佳地，该EDOF编译元件位于该第二群镜组中，较佳地，该EDOF编译元件设置于一平板元件上，较佳地，该EDOF编译元件与光圈之间无任何插入的具屈折力透镜。

在本发明前述取像透镜系统中，较佳地，是通过该第一群镜组与该第二群镜组于光轴上移动，达成广角端与望远端之间的变焦。

在本发明前述取像透镜系统中，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，像侧表面曲率半径为R2，较佳地，是满足以下关系式：

1.5<R1/R2；

当R1/R2满足上述关系式时，是有利于该取像透镜系统操作于广角端时可确保有足够的视角。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该第二透镜具正屈折力，且其物侧表面曲率半径为R3，该取像透镜系统于广角端时的焦距为f_W，较佳地，是满足以下关系式：

0.4<R3/f_W<0.6；

当R3/f_W满足上述关系式时，是有利于取像透镜系统在缩短系统的光学总长度与像差的修正上取得良好的平衡。

在本发明前述取像透镜系统中，较佳地，该第一群镜组具负屈折力，该第二群镜组具正屈折力，其中；该第一透镜具负屈折力，且其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面；该第二群镜组由物侧至像侧依序包括：一具正屈折力的第二透镜；一具负屈折力的第三透镜；一光圈；以及一具负屈折力的第四透镜。

本发明前述取像透镜系统中，该光圈置于该第三透镜与该第四透镜之间，可有利于广视场角特性，有助于对歪曲及倍率色收差的修正，而且可以有效降低该取像透镜系统的敏感度。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，较佳地，具屈折力的透镜数目为N，是满足以下关系式：5≤N≤6。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该取像透镜系统于广角端时的光学总长度为TTL_W，该取像透镜系统的最大成像高度为ImgH，较佳地，是满足以下关系式：

TTL_W/ImgH<6。

当满足上述关系式时，是有利于该取像透镜系统的小型化，以搭载于轻薄便携式的电子产品上。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，较佳地，该第二透镜的物侧表面、像侧表面皆为凸面；该第三透镜的物侧表面为凹面；该第四透镜的物侧表面为凸面而像侧表面为凹面。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该第一群镜组的焦距为f_G1，该第二群镜组的焦距为f_G2，较佳地，是满足以下关系式：

1.35<|f_G1/f_G2|<1.75。

当|f_G1/f_G2|满足上述关系式时，该第一群镜组与该第二群镜组的屈折力配置较为平衡，可使系统在广角端与望远端变焦时，该第二群镜组于光轴上所需的移动行程不至于过长，可有效缩小系统的光学总长度；且如此的配置可较有利于该取像透镜系统中于广角端的像面弯曲及望远端的球差补正，可有效提升系统的成像品质。

进一步地，在本发明前述取像透镜系统中，该第三透镜的色散系数V3，该第四透镜的色散系数V4，较佳地，是满足以下关系式：

20<V3<28；20<V4<28；

当V3及V4满足上述关系式时，是有利于该取像透镜系统中色差补正，以提高系统的解像力。

本发明再另一方面，提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包括：第一群镜组与第二群镜组，其中：该第一群镜组包括有一第一透镜，且该第一透镜的物侧表面为凸面；该第二群镜组包括有一第二透镜；该取像透镜系统中，另包括有一EDOF编译元件与一光圈，该EDOF编译元件与该光圈之间无任何插入的具屈折力透镜，且该取像透镜系统成像于一电子感光元件上。

在本发明前述取像透镜系统中，该EDOF编译元件的设置是有利于增加该取像透镜系统的景深。

本发明又另一方面，提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包括：一具负屈折力的可移动式第一群镜组、一具正屈折力的可移动式第二群镜组与一具正屈折力的固定式第三群镜组。该第一群镜组是仅由一具负屈折力的第一透镜所构成，其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面。该第二群镜组由物侧至像侧依序包括：一具正屈折力的第二透镜，其物侧表面、像侧表面皆为凸面；一具负屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面；一光圈；以及一具负屈折力的第四透镜，其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面。该第三群镜组是仅由一具正屈折力的第五透镜所构成，其物侧表面、像侧表面皆为凸面。该第二群镜组中所有透镜皆为塑胶材质，且其物侧表面、像侧表面皆设置为非球面。该取像透镜系统中，具屈折力的透镜数目为N，其关系满足：5≤N≤6。

本发明前述取像透镜系统中，较佳地，另包括有一EDOF编译元件，且该取像透镜系统成像于一电子感光元件上，以利于增加该取像透镜系统的景深，较佳地，该EDOF编译元件与光圈之间无任何插入的具屈折力透镜。

本发明又另一方面，提供一种取像透镜系统，由物侧至像侧依序包括：第一群镜组与第二群镜组，该第一群镜组包括有一第一透镜，且该第一透镜的物侧表面为凸面；该第二群镜组包括有一第二透镜；该取像透镜系统中，还包括有一EDOF编译元件，该EDOF编译元件是设置于一平板元件上，且该取像透镜系统成像于一电子感光元件上。

在本发明前述取像透镜系统中，该EDOF编译元件的设置是有利于增加该取像透镜系统的景深。

本发明取像透镜系统中，透镜的材质可为玻璃或塑胶，若透镜的材质为玻璃，则可以增加系统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，本发明可于镜面上设置非球面，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取像透镜系统的光学总长度。

本发明的取像透镜系统中，若透镜表面为凸面，则表示该透镜表面于近轴处为凸面；若透镜表面为凹面，则表示该透镜表面于近轴处为凹面。

本发明的取像透镜系统将通过以下具体实施例配合所附附图予以详细说明。

第一实施例：

本发明第一实施例请参阅图1，第一实施例操作于广角端W、中间位置M及望远端T的像差曲线请分别参阅图2、图3及图4。第一实施例的取像透镜系统主要由三群镜组所构成，由物侧至像侧依序包括：一具负屈折力的第一群镜组G1、一具正屈折力的第二群镜组G2与一具正屈折力的第三群镜组G3，通过该第一群镜组G1与该第二群镜组G2于光轴上移动，而该第三群镜组G3保持固定下，达成广角端W与望远端T之间的变焦，其中：

该第一群镜组G1是仅由一具负屈折力的第一透镜100所构成，其物侧表面101为凸面而像侧表面102为凹面，其材质为塑胶，该第一透镜100的物侧表面101、像侧表面102皆为非球面；

该第二群镜组G2由物侧至像侧依序包括：

一具正屈折力的第二透镜110，其物侧表面111、像侧表面112皆为凸面，其材质为塑胶，该第二透镜110的物侧表面111、像侧表面112皆为非球面；

一具负屈折力的第三透镜120，其物侧表面121、像侧表面122皆为凹面，其材质为塑胶，该第三透镜120的物侧表面121、像侧表面122皆为非球面；

一光圈130；

一EDOF编译元件140，该EDOF编译元件140是为一具波前编译的光掩膜(Mask)；以及

一具负屈折力的第四透镜150，其物侧表面151为凸面而像侧表面152为凹面，其材质为塑胶，该第四透镜150的物侧表面151、像侧表面152皆为非球面；

该第三群镜组G3是仅由一具正屈折力的第五透镜160所构成，其物侧表面161、像侧表面162皆为凸面，其材质为塑胶，该第五透镜160的物侧表面161、像侧表面162皆为非球面。

该取像透镜系统另包括有一红外线滤除滤光片(IR Filter)170置于该第五透镜160的像侧表面162与成像面180之间，及一电子感光元件于成像面180处供被摄物成像。该红外线滤除滤光片170不影响本发明取像透镜系统的焦距。

上述的非球面曲线的方程式表示如下：

$X\left(Y\right)=(Y^2/R)/(1+\mathrm{sqrt}(1-(1+k)*{(Y/R)}^2))+\underset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\mathrm{Ai}\right)*\left(Y^i\right)$

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高度；

Y：非球面曲线上的点与光轴的距离；

k：锥面系数；

Ai：第i阶非球面系数。

第一实施例取像透镜系统中，该第一群镜组G1的焦距为f_G1，该第二群镜组G2的焦距为f_G2，其关系式为：

|f_G1/f_G2|=1.68。

第一实施例取像透镜系统中，该取像透镜系统于广角端W时的焦距为f_W，该第二群镜组G2的焦距为f_G2，该第三群镜组G3的焦距为f_G3，其关系式为：

f_W/f_G2=0.87；f_W/f_G3=0.28。

第一实施例取像透镜系统中，该第一透镜100的物侧表面101曲率半径为R1，像侧表面102曲率半径为R2，其关系式为：

R1/R2=2.67。

第一实施例取像透镜系统中，该第二透镜110的物侧表面111曲率半径为R3，像侧表面112曲率半径为R4，其关系式为：

R3/R4=-0.21。

第一实施例取像透镜系统中，该第五透镜160的物侧表面161曲率半径为R9，像侧表面162曲率半径为R10，其关系式为：

R9/R10=-2.33。

第一实施例取像透镜系统中，该第三透镜120的色散系数V3，该第四透镜150的色散系数V4，其关系式为：

V3=23.4；V4=23.4。

第一实施例取像透镜系统中，该取像透镜系统于广角端W时的光学总长度为TTL_W，该取像透镜系统的最大成像高度为ImgH，其关系式为：TTL_W/ImgH=5.06。

第一实施例取像透镜系统中，该取像透镜系统于广角端W时的光学总长度为TTL_W，该取像透镜系统于望远端T时的光学总长度为TTL_T，其关系式为：

TTL_W/TTL_T=1.00。

第一实施例取像透镜系统中，该第二透镜110的物侧表面111曲率半径为R3，该取像透镜系统于广角端W时的焦距为f_W，其关系式为：

R3/f_W=0.51。

第一实施例详细的光学数据如图9中的表一所示，其非球面数据如图10中的表二所示，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm，Fno(f-number)为光圈值，HFOV为半视角。图9的表一中显示该取像透镜系统在广角端W、中间位置M、望远端T时，该第一透镜100与该第二透镜110于光轴上的距离分别为4.931mm、3.456mm、2.023mm，而该第四透镜150与该第五透镜160于光轴上的距离分别为0.450mm、1.345mm、3.358mm。参阅图13中的表五，该取像透镜系统在广角端W、中间位置M、望远端T时，其整体系统的焦距分别为2.97mm、4.13mm、6.71mm，光圈值分别为3.40、4.20、5.90，对应的半视角分别为37.6度、28.1度、18.2度。

第二实施例：

本发明第二实施例请参阅图5，第二实施例操作于广角端W、中间位置M及望远端T的像差曲线请分别参阅图6、图7及图8。第二实施例的取像透镜系统主要由三群镜组所构成，由物侧至像侧依序包括：一具负屈折力的第一群镜组G1、一具正屈折力的第二群镜组G2与一具正屈折力的第三群镜组G3，通过该第一群镜组G1与该第二群镜组G2于光轴上移动，而该第三群镜组G3保持固定下，达成广角端W与望远端T之间的变焦，其中：

该第一群镜组G1是仅由一具负屈折力的第一透镜500所构成，其物侧表面501为凸面而像侧表面502为凹面，其材质为玻璃，该第一透镜500的物侧表面501、像侧表面502皆为非球面；

该第二群镜组G2由物侧至像侧依序包括：

一具正屈折力的第二透镜510，其物侧表面511、像侧表面512皆为凸面，其材质为塑胶，该第二透镜510的物侧表面511、像侧表面512皆为非球面；

一具负屈折力的第三透镜520，其物侧表面521为凹面而像侧表面522为凸面，其材质为塑胶，该第三透镜520的物侧表面521、像侧表面522皆为非球面；

一光圈530；

一EDOF编译元件540，该EDOF编译元件540是为一具波前编译的光掩膜(Mask)；以及

一具负屈折力的第四透镜550，其物侧表面551为凸面而像侧表面552为凹面，其材质为塑胶，该第四透镜550的物侧表面551、像侧表面552皆为非球面；

该第三群镜组G3是仅由一具正屈折力的第五透镜560所构成，其物侧表面561、像侧表面562皆为凸面，其材质为塑胶，该第五透镜560的物侧表面561、像侧表面562皆为非球面。

另包括有一红外线滤除滤光片(IR Filter)570置于该第五透镜560的像侧表面562与成像面580之间，及一电子感光元件于成像面580处供被摄物成像。该红外线滤除滤光片570不影响本发明取像透镜系统的焦距。

第二实施例非球面曲线方程式的表示式如同第一实施例的型式。

第二实施例取像透镜系统中，该第一群镜组的焦距为f_G1，该第二群镜组的焦距为f_G2，其关系式为：

|f_G1/f_G2|=1.43。

第二实施例取像透镜系统中，该取像透镜系统于广角端W时的焦距为f_W，该第二群镜组G2的焦距为f_G2，该第三群镜组G3的焦距为f_G3，其关系式为：f_W/f_G2=0.91；f_W/f_G3=0.24。

第二实施例取像透镜系统中，该第一透镜500的物侧表面501曲率半径为R1，像侧表面502曲率半径为R2，其关系式为：R1/R2=11.66。

第二实施例取像透镜系统中，该第二透镜510的物侧表面511曲率半径为R3，像侧表面512曲率半径为R4，其关系式为：

R3/R4=-0.27。

第二实施例取像透镜系统中，该第五透镜560的物侧表面561曲率半径为R9，像侧表面562曲率半径为R10，其关系式为：

R9/R10=-4.23。

第二实施例取像透镜系统中，该第三透镜520的色散系数V3，该第四透镜550的色散系数V4，其关系式为：

V3=23.4；V4=23.4。

第二实施例取像透镜系统中，该取像透镜系统于广角端W时的光学总长度为TTL_W，该取像透镜系统的最大成像高度为ImgH，其关系式为：

TTL_W/ImgH=4.76。

第二实施例取像透镜系统中，该取像透镜系统于广角端W时的光学总长度为TTL_W，该取像透镜系统于望远端T时的光学总长度为TTL_T，其关系式为：

TTL_W/TTL_T=0.92。

第二实施例取像透镜系统中，该第二透镜510的物侧表面511曲率半径为R3，该取像透镜系统于广角端W时的焦距为f_W，其关系式为：

R3/f_W=0.52。

第二实施例详细的光学数据如图11中的表三所示，其非球面数据如图12中的表四所示，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm，Fno(f-number)为光圈值，HFOV为半视角。图11中的表三中显示该取像透镜系统在广角端W、中间位置M、望远端T时，该第一透镜500与该第二透镜510于光轴上的距离分别为3.769mm、2.738mm、1.567mm，而该第四透镜550与该第五透镜560于光轴上的距离分别为0.559mm、1.461mm、3.714mm。参阅图13中的表五，该取像透镜系统在广角端W、中间位置M、望远端T时，其整体系统焦距分别为3.04mm、4.05mm、6.55mm，光圈值分别为3.40、4.30、5.70，对应的半视角分别为37.3度、29.2度、18.6度。

表一至表四(分别对应图9至图12)所示为本发明取像透镜系统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及图示中所说明仅作为例示性，非用以限制本发明的权利要求书范围。表五(对应图13)为各个实施例对应本发明相关关系式的数值资料。

综上所述，本发明为一种取像透镜系统，由此透镜配置方式，可以有效缩小取像透镜系统的光学总长度，且能有效降低光学系统的敏感度，并可提升系统的成像性能。

Claims (27)

1.一种取像透镜系统，所述取像透镜系统由物侧至像侧依序包括：一具负屈折力的第一群镜组、一具正屈折力的第二群镜组与一具正屈折力的第三群镜组，通过所述第一群镜组与所述第二群镜组于光轴上移动，而所述第三群镜组保持固定下，达成广角端与望远端之间的变焦，且所述取像透镜系统成像于一电子感光元件上，所述第一群镜组是仅由一具负屈折力的第一透镜所构成，其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面；其特征在于，

所述第二群镜组由物侧至像侧依序包括：

一具正屈折力的第二透镜，其物侧表面、像侧表面皆为凸面；

一具负屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面；

一光圈；以及

一具负屈折力的第四透镜，其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面；

所述第三群镜组是仅由一具正屈折力的第五透镜所构成，其物侧表面、像侧表面皆为凸面；

其中所述第二群镜组中所有透镜皆为塑胶材质，且其物侧表面、像侧表面皆设置为非球面；所述取像透镜系统中，具屈折力的透镜数目为N，其关系满足：5≤N≤6；

其中所述取像透镜系统中，还包括有一EDOF编译元件。

2.如权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第一透镜至少一表面设置有非球面，所述第五透镜为塑胶材质，且至少一表面设置有非球面。

3.如权利要求2所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第一群镜组的焦距为f_G1，所述第二群镜组的焦距为f_G2，其关系满足：1.35<|f_G1/f_G2|<1.75。

4.如权利要求3所述的取像透镜系统，其特征在于，所述取像透镜系统于广角端时的焦距为f_W，所述第二群镜组的焦距为f_G2，所述第三群镜组的焦距为f_G3，其关系满足：0.8<f_W/f_G2<1.0；0.20<f_W/f_G3<0.35。

5.如权利要求4所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，像侧表面曲率半径为R2，其关系满足：2<R1/R2<15。

6.如权利要求4所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第二透镜的物侧表面曲率半径为R3，像侧表面曲率半径为R4，其关系满足：-0.35<R3/R4<-0.15。

7.如权利要求4所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第五透镜的物侧表面曲率半径为R9，像侧表面曲率半径为R10，其关系满足：-5<R9/R10<-2。

8.如权利要求3所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第三透镜的色散系数V3，所述第四透镜的色散系数V4，其关系满足：20<V3<28;20<V4<28。

9.如权利要求4所述的取像透镜系统，其特征在于，所述取像透镜系统于广角端时的光学总长度为TTL_W，所述取像透镜系统的最大成像高度为ImgH，其关系满足：TTL_W/ImgH<6。

10.如权利要求1所述的取像透镜系统，其特征在于，所述取像透镜系统于广角端时的光学总长度为TTL_W，所述取像透镜系统于望远端时的光学总长度为TTL_T，其关系满足：TTL_W/TTL_T=1。

11.一种取像透镜系统，所述取像透镜系统由物侧至像侧依序包括：第一群镜组与第二群镜组，其中：

所述第一群镜组包括有一第一透镜，且所述第一透镜的物侧表面为凸面；

所述第二群镜组包括有一具正屈折力的第二透镜；

所述取像透镜系统成像于一电子感光元件上，所述第一群镜组与所述第二群镜组于光轴上移动，达成广角端与望远端之间的变焦；

其特征在于，所述取像透镜系统中，还包括有一EDOF编译元件，所述第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，像侧表面曲率半径为R2，所述第二透镜具一物侧表面曲率半径R3，所述取像透镜系统于广角端时的焦距为f_W，其关系满足：1.5<R1/R2；0.4<R3/f_W<0.6。

12.如权利要求11所述的取像透镜系统，其特征在于，所述EDOF编译元件是设置于所述第二群镜组中。

13.如权利要求12所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第一群镜组具负屈折力，所述第二群镜组具正屈折力，其中：

所述第一群镜组包括有一具负屈折力的第一透镜，且所述第一透镜的物侧表面为凸面而像侧表面为凹面；

所述第二群镜组由物侧至像侧依序包括：

一具正屈折力的第二透镜；

一具负屈折力的第三透镜；

一光圈；以及

一具负屈折力的第四透镜。

14.如权利要求13所述的取像透镜系统，其特征在于，所述EDOF编译元件与所述光圈之间无任何插入的具屈折力透镜。

15.如权利要求13所述的取像透镜系统，其特征在于，所述取像透镜系统中，具屈折力的透镜数目为N，其关系满足：5≤N≤6。

16.如权利要求15所述的取像透镜系统，其特征在于，所述取像透镜系统于广角端时的光学总长度为TTL_W，所述取像透镜系统的最大成像高度为ImgH，其关系满足：TTL_W/ImgH<6。

17.如权利要求13所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第二透镜的物侧表面、像侧表面皆为凸面；所述第三透镜的物侧表面为凹面；所述第四透镜的物侧表面为凸面而像侧表面为凹面。

18.如权利要求13所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第一群镜组的焦距为f_G1，所述第二群镜组的焦距为f_G2，其关系满足：1.35<|f_G1/f_G2|<1.75。

19.如权利要求13所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第三透镜的色散系数V3，所述第四透镜的色散系数V4，其关系满足：20<V3<28;20<V4<28。

20.一种取像透镜系统，所述取像透镜系统由物侧至像侧依序包括：一具负屈折力的可移动式第一群镜组、一具正屈折力的可移动式第二群镜组与一具正屈折力的固定式第三群镜组，所述第一群镜组是仅由一具负屈折力的第一透镜所构成，其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面；所述取像透镜系统成像于一电子感光元件上，其特征在于，

所述第二群镜组由物侧至像侧依序包括：

一具正屈折力的第二透镜，其物侧表面、像侧表面皆为凸面；

一具负屈折力的第三透镜，其物侧表面为凹面；

一光圈；以及

一具负屈折力的第四透镜，其物侧表面为凸面而像侧表面为凹面；

所述第三群镜组是仅由一具正屈折力的第五透镜所构成，其物侧表面、像侧表面皆为凸面；

其中所述第二群镜组中所有透镜皆为塑胶材质，且其物侧表面、像侧表面皆设置为非球面；所述取像透镜系统中，具屈折力的透镜数目为N，其关系满足：5≤N≤6；

其中所述取像透镜系统中，还包括有一EDOF编译元件。

21.一种取像透镜系统，所述取像透镜系统由物侧至像侧依序包括：具负屈折力的第一群镜组与具正屈折力的第二群镜组，所述取像透镜系统成像于一电子感光元件上，所述第一群镜组与所述第二群镜组于光轴上移动，达成广角端与望远端之间的变焦，所述第一群镜组包括有一具负屈折力的第一透镜，且所述第一透镜的物侧表面为凸面而像侧表面为凹面；其特征在于，

所述第二群镜组由物侧至像侧依序包括：

一具正屈折力的第二透镜；

一具负屈折力的第三透镜；

一光圈；以及

一具负屈折力的第四透镜；

其中所述取像透镜系统中，还包括有一EDOF编译元件设置于所述第二群镜组中。

22.如权利要求21所述的取像透镜系统，其特征在于，所述EDOF编译元件与所述光圈之间无任何插入的具屈折力透镜。

23.如权利要求21所述的取像透镜系统，其特征在于，所述取像透镜系统中，具屈折力的透镜数目为N，其关系满足：5≤N≤6。

24.如权利要求23所述的取像透镜系统，其特征在于，所述取像透镜系统于广角端时的光学总长度为TTL_W，所述取像透镜系统的最大成像高度为ImgH，其关系满足：TTL_W/ImgH<6。

25.如权利要求21所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第二透镜的物侧表面、像侧表面皆为凸面；所述第三透镜的物侧表面为凹面；所述第四透镜的物侧表面为凸面而像侧表面为凹面。

26.如权利要求21所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第一群镜组的焦距为f_G1，所述第二群镜组的焦距为f_G2，其关系满足：1.35<|f_G1/f_G2|<1.75。

27.如权利要求21所述的取像透镜系统，其特征在于，所述第三透镜的色散系数V3，所述第四透镜的色散系数V4，其关系满足：20<V3<28;20<V4<28。

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