CN102854608B - 光学影像镜组 - Google Patents

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CN102854608B CN201110316713.5A CN201110316713A CN102854608B CN 102854608 B CN102854608 B CN 102854608B CN 201110316713 A CN201110316713 A CN 201110316713A CN 102854608 B CN102854608 B CN 102854608B
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Abstract

本发明提供一种光学影像镜组，其包括沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：一具有正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面；一具有负屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、像侧光学面为凹面；一具有正屈折力的第三透镜，其像侧光学面为凸面；一具有屈折力的第四透镜，其两侧光学面均为非球面；一具有屈折力的第五透镜，其像侧光学面为凹面，其两侧光学面均为非球面；一光圈与一设置于成像面处的影像感测元件，以供被摄物成像；所述光学影像镜组满足特定的条件。藉此，本发明除具有良好的像差修正外，还可减小光学影像镜组总长，以应用于相机、手机相机等良好摄像目的的使用需求。

Description

光学影像镜组
技术领域
本发明涉及一种光学影像镜组，更具体地说，涉及一种由五片透镜构成的全长短且低成本的光学影像镜组，以应用于电子产品。
背景技术
在数位相机(Digital Still Camera)、移动电话镜头(Mobile Phone Camera)等小型电子设备上常装设有光学影像镜组，用于对物体进行摄像。光学影像镜组发展的主要趋势为小型化、低成本，但同时也希望能达到具有良好的像差修正能力，具有高分辨率、高成像质量的光学影像镜组。
对于小型电子产品的光学影像镜组，现有技术有二镜片式、三镜片式、四镜片式及五镜片式以上的不同设计，然而以成像质量考虑，四镜片式及五镜片式光学影像镜组在像差修正、光学传递函数MTF(Modulation TransferFunction)性能上较具优势；其中，五镜片式光学影像镜组又较四镜片式的分辨率更高，适用于高质量、高画素(pixel)要求的电子产品。
在各种小型化的五镜片式固定焦距的光学影像镜组设计中，现有技术以不同的正或负屈光度组合；如美国公开号US2004/0196571、US2003/0117722采用一组迭合的透镜；或如美国专利US7,480,105使用负屈折力的第一透镜等，以缩短光学系统的全长。
对于小型数位相机、网络相机、移动电话镜头等产品，其光学影像镜组要求小型化、焦距短、像差调整良好；在五镜片式的各种不同设计的固定焦距光学影像镜组中，其中又以屈折力相异的第四透镜与第五透镜，且具有反曲点的第四透镜或第五透镜，较能符合像差修正良好且全长不致于过长的设计需求，如美国专利US7,710,665，可趋向于良好的像差修正，但光学影像镜组全长仍难符合小型电子设备使用。美国专利US7,826,151、US2010/0254029、US2010/0253829等分别使用具有反曲点的第四透镜与第五透镜以朝向更短的全长为设计目的；又如美国专利US7,826,151、US7,502,181、US2010/134904等，采用正屈折力的第一透镜、负屈折力的第二透镜及正屈折力的第三透镜，以具有较高的影像撷取能力。这些现有技术中，虽采用具有反曲点的第四透镜或第五透镜，以修正像差或成像畸变，但在第三透镜至第四透镜间则必须具有较长的间距，不利于朝向更短的全长设计。为此，本发明提出更实用性的设计，在缩短光学影像镜组同时，利用五片透镜的屈折力、凸面与凹面的组合，除有效缩短光学影像镜组的总长度外，可进一步提高成像质量，以应用于小型的电子产品。
发明内容
本发明主要目的为提供一种光学影像镜组，该光学影像镜组包括沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；其中，第一透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面；第二透镜具有负屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；第三透镜具有正屈折力，其像侧光学面为凸面；第四透镜具有屈折力，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面；第五透镜具有屈折力，其像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面，并满足下列关系式：
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为光学影像镜组的焦距，f3为第三透镜的焦距，T23为第二透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面的距离，T34为第三透镜的像侧光学面至第四透镜的物侧光学面的距离，R6为第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R9为第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，CT3为第三透镜沿光轴的厚度。
另一方面，本发明提供一种光学影像镜组，如前所述，其中，第三透镜的物侧光学面为凹面；第四透镜与第五透镜由塑性材料所制成；第五透镜的物侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面中的至少一个光学面设置有至少一个反曲点，除满足式(1)、式(2)、式(3)及式(4)外还进一步满足下列关系式之一或其组合：
-1.5＜(R1+R2)/(R1-R2)＜-0.3 (5)
进一步地，
0.82＜f/f3＜1.7 (7)
进一步地，
-1.1＜(R1+R2)/(R1-R2)＜-0.6 (13)
0.25＜R4/R3＜0.55 (14)
1.3＜R10/CT5＜3.0 (15)
进一步地，
-2.5＜R6/CT3＜-1.3 (11)
其中，R1为第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R2为第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R3为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R4为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R6为第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R10为第五透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，f为光学影像镜组的焦距，f3为第三透镜的焦距，CT3为第三透镜沿光轴的厚度，CT5为第五透镜沿光轴的厚度。
再一方面，本发明提供一种光学影像镜组，该光学影像镜组包括沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；还可包括一光圈；其中，第一透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凸面；第二透镜具有负屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；第三透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凹面、其像侧光学面为凸面；第四透镜具有屈折力，由塑性材料所制成，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面；第五透镜具有屈折力，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；除满足式(1)、式(2)、式(3)以及式(4)外还进一步满足下列关系式之一或其组合：
0.1＜R4/R3＜0.8 (6)
0.75＜Sd/Td＜0.90 (8)
进一步地，
-0.3＜f/R9＜3.5 (9)
25＜v1-v2＜45 (10)
进一步地，
-2.5＜R6/CT3＜-1.3 (11)
25＜v3-v4＜45 (12)
其中，R3为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R4为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R6为第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R9为第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，v1为第一透镜的色散系数，v2为第二透镜的色散系数，v3为第三透镜的色散系数，v4为第四透镜的色散系数，f为光学影像镜组的焦距，CT3为第三透镜沿光轴的厚度，Td为沿光轴从第一透镜的物侧光学面至第五透镜的像侧光学面的距离，Sd为沿光轴从光圈至第五透镜的像侧光学面的距离。
又一方面，本发明提供一种光学影像镜组，该光学影像镜组包括沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；还可包括设置于一成像面上的一影像感测元件，用于将被摄物成像；其中，第一透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面；第二透镜具有负屈折力，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；第三透镜具有正屈折力，其像侧光学面为凸面；具有屈折力的第四透镜，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面；具有屈折力的第五透镜，其像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面；除满足式(1)、式(2)、式(3)及式(4)外还进一步满足下列关系式：
TTL/ImgH＜2.2 (16)
其中，TTL为沿光轴从第一透镜的物侧光学面至成像面的距离，ImgH为影像感测元件有效感测区域对角线长的一半。
本发明另一个主要目的为提供一种光学影像镜组，该光学影像镜组包括沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；其中，第一透镜具有正屈折力，其物侧光学面为凸面；第二透镜具有负屈折力，其物侧光学面为凸面、像侧光学面为凹面；第三透镜具有正屈折力，其像侧光学面为凸面；第四透镜具有屈折力，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面；第五透镜具有屈折力，由塑性材料所制成，其像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点，并满足下列关系式：
0.82＜f/f3＜1.7 (7)
-0.8＜f/R9＜6.0 (17)
-4.5＜R6/CT3＜-0.5 (4)
其中，f为光学影像镜组的焦距，f3为第三透镜的焦距，R6为第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R9为第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，CT3为第三透镜沿光轴的厚度。
另一方面，本发明提供一种光学影像镜组，如前所述，除满足式(7)、式(17)及式(4)外还进一步满足下列关系式之一或其组合：
进一步地，
-2.5＜R6/CT3＜-1.3 (11)
0.25＜R4/R3＜0.55 (14)
其中，R3为第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径，R4为第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，R6为第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径，CT3为第三透镜沿光轴的厚度。
本发明通过上述的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜，在光轴上以适当的间距组合配置，可在较大的场视角下，具有良好的像差修正与具有优势的光学传递函数MTF(Modulation Transfer Function)。
本发明光学影像镜组由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜所组成；第一透镜具有正屈折力，提供所需的部分屈折力，第二透镜具有负屈折力，可有效补正正屈折力透镜所产生的像差与修正系统的佩兹伐和数(Petzval Sum)，使周边像面变得更平，正屈折力的第三透镜则可降低系统对于误差的敏感度，以利于镜片的制作，通过调配第四透镜与第五透镜的不同屈折力组合，除提供屈折力外，两透镜尚可修正前三片透镜所产生的像差，并调合光学传递函数，以提高光学影像镜组的解像力，使整体光学影像镜组像差与畸变能符合高分辨率的要求。
又在本发明光学影像镜组中，所述光圈的配置，可将光学影像镜组的出射瞳(exit pupil)与成像面产生较长的距离，影像可采用直接入射的方式由影像感测元件所接收，除避免暗角发生外，如此即为像侧的远心(telecentric)效果；通常远心效果可提高成像面的亮度，可增加影像感测元件的CCD或CMOS接收影像的效率。
若第五透镜设置有反曲点，可导引射出第五透镜边缘的影像光线的角度，使离轴视场的影像光线的角度导引至影像感测元件，由影像感测元件所接收。另在近轴上，当第五透镜的物侧光学面设为凸面、其像侧光学面设为凹面时，可有效修正系统像散，当第五透镜的物侧光学面与像侧光学面均为凹面时，可使系统的主点远离成像面，可有效缩短光学影像镜组的后焦距，进而有利于缩短光学影像镜组总长。再者通过第四透镜与第五透镜可为塑性材料所制成，有利于制造及降低成本。
附图说明
图1A是本发明第一实施例的光学影像镜组的示意图；
图1B是本发明第一实施例的像差曲线图；
图2A是本发明第二实施例的光学影像镜组的示意图；
图2B是本发明第二实施例的像差曲线图；
图3A是本发明第三实施例的光学影像镜组的示意图；
图3B是本发明第三实施例的像差曲线图；
图4A是本发明第四实施例的光学影像镜组的示意图；
图4B是本发明第四实施例的像差曲线图；
图5A是本发明第五实施例的光学影像镜组的示意图；
图5B是本发明第五实施例的像差曲线图；
图6A是本发明第六实施例的光学影像镜组的示意图；
图6B是本发明第六实施例的像差曲线图；以及
图7A是本发明第七实施例的光学影像镜组的示意图；
图7B是本发明第七实施例的像差曲线图。
【主要元件符号说明】
100、200、300、400、500、600、700：光圈
110、210、310、410、510、610、710：第一透镜
111、211、311、411、511、611、711：第一透镜的物侧光学面
112、212、312、412、512、612、712：第一透镜的像侧光学面
120、220、320、420、520、620、720：第二透镜
121、221、321、421、521、621、721：第二透镜的物侧光学面
122、222、322、422、522、622、722：第二透镜的像侧光学面
130、230、330、430、530、630、730：第三透镜
131、231、331、431、531、631、731：第三透镜的物侧光学面
132、232、332、432、532、632、732：第三透镜的像侧光学面
140、240、340、440、540、640、740：第四透镜
141、241、341、441、541、641、741：第四透镜的物侧光学面
142、242、342、442、542、642、742：第四透镜的像侧光学面
150、250、350、450、550、650、750：第五透镜
151、251、351、451、551、651、751：第五透镜的物侧光学面
152、252、352、452、552、652、752：第五透镜的像侧光学面
160、260、360、460、560、660、760：红外线滤除滤光片
170、270、370、470、570、670、770：成像面
180、280、380、480、580、680、780：影像感测元件
f：光学影像镜组的焦距
f3：第三透镜的焦距
R1：第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径
R2：第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径
R3：第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径
R4：第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径
R6：第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径
R9：第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径
R10：第五透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径
T23：沿光轴从第二透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面的距离
T34：沿光轴从第三透镜的像侧光学面至第四透镜的物侧光学面的距离
CT3：第三透镜沿光轴的厚度
CT5：第五透镜沿光轴的厚度
v1：第一透镜的色散系数
v2：第二透镜的色散系数
v3：第三透镜的色散系数
v4：第四透镜的色散系数
Sd：沿光轴从光圈至第五透镜的像侧光学面的距离
Td：沿光轴从所述第一透镜的物侧光学面至所述第五透镜的像侧光学面的距离
TTL：沿光轴从第一透镜的物侧光学面至成像面的距离
ImgH：影像感测元件有效感测区域对角线长的一半
Fno：光圈值
HFOV：最大场视角的一半
具体实施方式
本发明提供一种光学影像镜组，参照图1A，光学影像镜组包括沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150；其中，第一透镜110具有正屈折力，其物侧光学面111为凸面；第二透镜120具有负屈折力，其物侧光学面121为凸面、其像侧光学面122为凹面；第三透镜130具有正屈折力，其像侧光学面132为凸面；第四透镜140具有屈折力，其物侧光学面141及像侧光学面142均为非球面；第五透镜150具有屈折力，其像侧光学面152为凹面，其物侧光学面151及像侧光学面152均为非球面；光学影像镜组还包括一光圈100与一红外线滤除滤光片160，所述光圈100可设置于第一透镜110与第二透镜120之间，为中置光圈；红外线滤除滤光片160设置于第五透镜150与成像面170之间，通常为平板光学材料制成，不影响本发明光学影像镜组的焦距f；光学影像镜组还可包括一影像感测元件180，设置于成像面170上，可将被摄物成像。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150的非球面光学面，其非球面的方程式(Aspherical Surface Formula)由式(18)所构成，
X ( Y ) = ( Y 2 / R ) 1 + ( 1 - ( 1 + K ) ( Y / R ) 2 ) + Σ i ( A i ) · ( Y i ) - - - ( 18 )
其中，
X：非球面上距离光轴为Y的点，其表示与非球面光轴上顶点相切的切面的相对高度；
Y：非球面曲线上的点与光轴的距离；
R：曲率半径；
K：锥面系数；
Ai：第i阶非球面系数。
在本发明光学影像镜组中，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140与第五透镜150的光学面可设置球面或非球面，若使用非球面的光学面，则可通过光学面的曲率半径改变其屈折力，用于消减像差，进而缩减光学影像镜组使用的透镜的数目，可以有效降低光学影像镜组的总长度。由此，本发明的光学影像镜组通过前述的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150配置，满足关系式：式(1)、式(2)、式(3)及式(4)。
当满足式(1)时，即在光学影像镜组的焦距f、第三透镜130焦距f3之间适当调配屈折力，可以有效分配光学影像镜组中第三透镜130所需的屈折力，并减少光学影像镜组对于误差的敏感度；再者，第三透镜130的像侧光学面132为凸面，当限制其像侧光学面132的曲率半径R6与第三透镜130沿光轴的厚度CT3的比值(式(4))时，其像侧光学面132的曲率半径R6愈大，第三透镜130的正屈折力愈小，可藉此适当调配第三透镜130的屈折力以降低系统对于误差的敏感度，且第三透镜130使用适当的厚度，可有助于缩短光学影像镜组的总长；当限制沿光轴从第二透镜120的像侧光学面122至第三透镜130的物侧光学面131的距离T23与从第三透镜130的像侧光学面132至第四透镜140的物侧光学面141的距离T34的比值(式(2))，可使光线通过第二透镜120与空气间隙进入第四透镜140的折射角度在一定范围内，以增大折射角并减少全长；当满足式(3)时，调配适当的光学影像镜组的焦距f与第五透镜150的物侧光学面151的曲率半径R9，有助于修正光学影像镜组的像差。
又在本发明光学影像镜组中，当限制第一透镜110的物侧光学面111的曲率半径R1与像侧光学面112的曲率半径R2时(式(5)、式(13))，可限制第一透镜110的面形变化，有助于适当提供系统所需屈折力；同样地，主要的负屈折力由第二透镜120所提供，当限制第二透镜120的物侧光学面121的曲率半径R3与像侧光学面122的曲率半径R4的比值(式(6)、式(14))，可调配第二透镜120的适当负屈折力，有助于修正由第一透镜110所产生的像差。
当满足式(10)时，使第一透镜110的色散系数(Abbe number)v1与第二透镜120的色散系数(Abbe number)v2的差值于适当范围内，可有效修正第一透镜110与第二透镜120产生的色差，并可增加第二透镜120的色差补偿能力；同样地，满足式(12)时，可有效修正第三透镜130与第四透镜140产生的色差，并可增加第四透镜140的色差补偿能力。
当满足式(16)时，可有效减少光学影像镜组的全长(TTL)，使在相同的全长(TTL)下可获得更大的影像感测元件有效画素的范围；同样地，当满足式(8)时，可限制第一透镜110至第五透镜150的距离，以缩短光学影像镜组的长度；进一步地，当满足式(15)时，可适当限制第五透镜150的像侧光学面152的曲率半径R10与厚度CT5，不仅可适当调整屈折力的配置，同时也有利于缩短全长。
将结合附图通过以下具体实施例来详细说明本发明光学影像镜组。
<第一实施例>
图1A是本发明第一实施例的光学影像镜组的示意图，图1B是第一实施例的像差曲线。参照图1A和图1B，第一实施例的光学影像镜组为主要由五片透镜、光圈100及红外线滤除滤光片160所构成的光学影像镜组；沿光轴从物侧至像侧依序包括：一具有正屈折力的第一透镜110，为玻璃材料所制成，其物侧光学面111为凸面、其像侧光学面112为凸面，其物侧光学面111及像侧光学面112均为非球面；一光圈100；一具有负屈折力的第二透镜120，为塑性材料所制成，其物侧光学面121为凸面、其像侧光学面122为凹面，其物侧光学面121及像侧光学面122均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜130，为塑性材料所制成，其物侧光学面131为凹面、其像侧光学面132为凸面，其物侧光学面131与像侧光学面132均为非球面；一具有正屈折力的第四透镜140，为塑性材料所制成，其物侧光学面141为凸面、其像侧光学面142为凹面，其物侧光学面141与像侧光学面142均为非球面；一具有负屈折力的第五透镜150，为塑性材料所制成，其物侧光学面151为凸面、其像侧光学面152为凹面，其物侧光学面151与像侧光学面152均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)160，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一设置于成像面170上的影像感测元件180；通过所述五片透镜、光圈100及红外线滤除滤光片160的组合，可将被摄物在影像感测元件180上成像。
表1本实施例的光学数据
f＝4.16mm，Fno＝3.30，HFOV＝30.1deg.
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表1所示，其中，第一透镜110至第五透镜150的物侧光学面与像侧光学面均使用式(18)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表2所示：
表2本实施例的非球面系数
参照表1及图1B，在本实施例光学影像镜组中，光学影像镜组的焦距为f＝4.16(毫米)，构成的整体光学影像镜组的光圈值(f-number)Fno＝3.30，最大场视角的一半HFOV＝30.1°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表3的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表3本实施例满足相关关系式的数据
由表1的光学数据及图1B的像差曲线图可知，通过本发明的光学影像镜组的本实施例，对球差(longitudinal spherical aberration)、像散(astigmatic fieldcurving)与歪曲(distortion)有良好的补偿效果。
<第二实施例>
图2A是本发明第二实施例的光学影像镜组的示意图，图2B是第二实施例的像差曲线。参照图2A和图2B，第二实施例的光学影像镜组为主要由五片透镜、光圈200及红外线滤除滤光片260所构成的光学影像镜组；沿光轴从物侧至像侧依序包括：一具有正屈折力的第一透镜210，为塑性材料所制成，其物侧光学面211为凸面、其像侧光学面212为凸面，其物侧光学面211及像侧光学面212均为非球面；一光圈200；一具有负屈折力的第二透镜220，为塑性材料所制成，其物侧光学面221为凸面、其像侧光学面222为凹面，其物侧光学面221及像侧光学面222均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜230，为塑性材料所制成，其物侧光学面231为凹面、其像侧光学面232为凸面，其物侧光学面231与像侧光学面232均为非球面；一具有负屈折力的第四透镜240，为塑性材料所制成，其物侧光学面241为凹面、其像侧光学面242为凸面，其物侧光学面241与像侧光学面242均为非球面；一具有负屈折力的第五透镜250，为塑性材料所制成，其物侧光学面251为凸面、其像侧光学面252为凹面，其物侧光学面251与像侧光学面252均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)260，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一设置于成像面270上的影像感测元件280；通过所述五片透镜、光圈200及红外线滤除滤光片260的组合，可将被摄物在影像感测元件280上成像。
表4本实施例的光学数据
f＝3.82mm，Fno＝2.70，HFOV＝30.6de.
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表4所示，其中，第一透镜210至第五透镜250的物侧光学面与像侧光学面均使用式(18)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表5所示：
表5本实施例的非球面系数
参照表4及图2B，在本实施例光学影像镜组中，光学影像镜组的焦距为f＝3.82(毫米)，构成的整体光学影像镜组的光圈值(f-number)Fno＝2.70，最大场视角的一半HFOV＝30.6°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表6的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表6本实施例满足相关关系式的数据
由表4的光学数据及图2B的像差曲线图可知，通过本发明的光学影像镜组的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第三实施例>
图3A是本发明第三实施例的光学影像镜组的示意图，图3B是第三实施例的像差曲线。参照图3A和图3B，第三实施例的光学影像镜组为主要由五片透镜、光圈300及红外线滤除滤光片360所构成的光学影像镜组；沿光轴从物侧至像侧依序包括：一具有正屈折力的第一透镜310，为塑性材料所制成，其物侧光学面311为凸面、其像侧光学面312为凸面，其物侧光学面311及像侧光学面312均为非球面；一光圈300；一具有负屈折力的第二透镜320，为塑性材料所制成，其物侧光学面321为凸面、其像侧光学面322为凹面，其物侧光学面321及像侧光学面322均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜330，为塑性材料所制成，其物侧光学面331为凹面、其像侧光学面332为凸面，其物侧光学面331与像侧光学面332均为非球面；一具有负屈折力的第四透镜340，为塑性材料所制成，其物侧光学面341为凸面、其像侧光学面342为凹面，其物侧光学面341与像侧光学面342均为非球面；一具有负屈折力的第五透镜350，为塑性材料所制成，其物侧光学面351为凸面、其像侧光学面352为凹面，其物侧光学面351与像侧光学面352均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)360，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一设置于成像面370上的影像感测元件380；通过所述五片透镜、光圈300及红外线滤除滤光片360的组合，可将被摄物在影像感测元件380上成像。
表7本实施例的光学数据
f＝4.10mm，Fno＝3.20，HFOV＝30.4deg.
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表7所示，其中，第一透镜310至第五透镜350的物侧光学面与像侧光学面均使用式(18)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表8所示：
表8本实施例的非球面系数
参照表7及图3B，在本实施例光学影像镜组中，光学影像镜组的焦距为f＝4.10(毫米)，构成的整体光学影像镜组的光圈值(f-number)Fno＝3.20，最大场视角的一半HFOV＝30.4°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表9的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表9本实施例满足相关关系式的数据
由表7的光学数据及图3B的像差曲线图可知，通过本发明的光学影像镜组的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第四实施例>
图4A是本发明第四实施例的光学影像镜组的示意图，图4B是第四实施例的像差曲线。参照图4A和图4B，第四实施例的光学影像镜组为主要由五片透镜、光圈400及红外线滤除滤光片460所构成的光学影像镜组；沿光轴从物侧至像侧依序包括：一具有正屈折力的第一透镜410，为塑性材料所制成，其物侧光学面411为凸面、其像侧光学面412为凸面，其物侧光学面411及像侧光学面412均为非球面；一光圈400；一具有负屈折力的第二透镜420，为塑性材料所制成，其物侧光学面421为凸面、其像侧光学面422为凹面，其物侧光学面421及像侧光学面422均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜430，为塑性材料所制成，其物侧光学面431为凹面、其像侧光学面432为凸面，其物侧光学面431与像侧光学面432均为非球面；一具有负屈折力的第四透镜440，为塑性材料所制成，其物侧光学面441为凹面、其像侧光学面442为凹面，其物侧光学面441与像侧光学面442均为非球面；一具有负屈折力的第五透镜450，为塑性材料所制成，其物侧光学面451为凸面、其像侧光学面452为凹面，其物侧光学面451与像侧光学面452均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)460，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一设置于成像面470上的影像感测元件480；通过所述五片透镜、光圈400及红外线滤除滤光片460的组合，可将被摄物在影像感测元件480上成像。
表10本实施例的光学数据
f＝3.94mm Fno＝2.90，HFOV＝31.2deg.
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表10所示，其中，第一透镜410至第五透镜450的物侧光学面与像侧光学面均使用式(18)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表11所示：
表11本实施例的非球面系数
参照表10及图4B，在本实施例光学影像镜组中，光学影像镜组的焦距为f＝3.94(毫米)，构成的整体光学影像镜组的光圈值(f-number)Fno＝2.90，最大场视角的一半HFOV＝31.2°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表12的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表12本实施例满足相关关系式的数据
由表10的光学数据及图4B的像差曲线图可知，通过本发明的光学影像镜组的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第五实施例>
图5A是本发明第五实施例的光学影像镜组的示意图，图5B是第五实施例的像差曲线。参照图5A和图5B，第五实施例的光学影像镜组为主要由五片透镜、光圈500及红外线滤除滤光片560所构成的光学影像镜组；沿光轴从物侧至像侧依序包括：一具有正屈折力的第一透镜510，为塑性材料所制成，其物侧光学面511为凸面、其像侧光学面512为凸面，其物侧光学面511及像侧光学面512均为非球面；一光圈500；一具有负屈折力的第二透镜520，为塑性材料所制成，其物侧光学面521为凸面、其像侧光学面522为凹面，其物侧光学面521及像侧光学面522均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜530，为塑性材料所制成，其物侧光学面531为凹面、其像侧光学面532为凸面，其物侧光学面531与像侧光学面532均为非球面；一具有负屈折力的第四透镜540，为塑性材料所制成，其物侧光学面541为凹面、其像侧光学面542为凸面，其物侧光学面541与像侧光学面542均为非球面；一具有负屈折力的第五透镜550，为塑性材料所制成，其物侧光学面551为凹面、其像侧光学面552为凹面，其物侧光学面551与像侧光学面552均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)560，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一设置于成像面570上的影像感测元件580；通过所述五片透镜、光圈500及红外线滤除滤光片560的组合，可将被摄物在影像感测元件580上成像。
表13本实施例的光学数据
f＝4.41mm，Fno＝3.00，HFOV＝29.6deg.
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表13所示，其中，第一透镜510至第五透镜550的物侧光学面与像侧光学面均使用式(18)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表14所示：
表14本实施例的非球面系数
参照表13及图5B，在本实施例光学影像镜组中，光学影像镜组的焦距为f＝4.41(毫米)，构成的整体光学影像镜组的光圈值(f-number)Fno＝3.00，最大场视角的一半HFOV＝29.6°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表15的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表15本实施例满足相关关系式的数据
由表13的光学数据及图5B的像差曲线图可知，通过本发明的光学影像镜组的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第六实施例>
图6A是本发明第六实施例的光学影像镜组的示意图，图6B是第六实施例的像差曲线。参照图6A和图6B，第六实施例的光学影像镜组为主要由五片透镜、光圈600及红外线滤除滤光片660所构成的光学影像镜组；沿光轴从物侧至像侧依序包括：一具有正屈折力的第一透镜610，为塑性材料所制成，其物侧光学面611为凸面、其像侧光学面612为凸面，其物侧光学面611及像侧光学面612均为非球面；一光圈600；一具有负屈折力的第二透镜620，为塑性材料所制成，其物侧光学面621为凸面、其像侧光学面622为凹面，其物侧光学面621及像侧光学面622均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜630，为塑性材料所制成，其物侧光学面631为凸面、其像侧光学面632为凸面，其物侧光学面631与像侧光学面632均为非球面；一具有负屈折力的第四透镜640，为塑性材料所制成，其物侧光学面641为凹面、其像侧光学面642为凸面，其物侧光学面641与像侧光学面642均为非球面；一具有正屈折力的第五透镜650，为塑性材料所制成，其物侧光学面651为凸面、其像侧光学面652为凹面，其物侧光学面651与像侧光学面652均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)660，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一设置于成像面670上的影像感测元件680；通过所述五片透镜、光圈600及红外线滤除滤光片660的组合，可将被摄物在影像感测元件680上成像。
表16本实施例的光学数据
f＝3.26mm，Fno＝2.70，HFOV＝35.5deg.
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表16所示，其中，第一透镜610至第五透镜650的物侧光学面与像侧光学面均使用式(18)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表17所示：
表17本实施例的非球面系数
参照表16及图6B，在本实施例光学影像镜组中，光学影像镜组的焦距为f＝3.26(毫米)，构成的整体光学影像镜组的光圈值(f-number)Fno＝2.70，最大场视角的一半HFOV＝35.5°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表18的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表18本实施例满足相关关系式的数据
由表16的光学数据及图6B的像差曲线图可知，通过本发明的光学影像镜组的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
<第七实施例>
图7A是本发明第七实施例的光学影像镜组的示意图，图7B是第七实施例的像差曲线。参照图7A和图7B，第七实施例的光学影像镜组为主要由五片透镜、光圈700及红外线滤除滤光片760所构成的光学影像镜组；沿光轴从物侧至像侧依序包括：一具有正屈折力的第一透镜710，为塑性材料所制成，其物侧光学面711为凸面、其像侧光学面712为凸面，其物侧光学面711及像侧光学面712均为非球面；一光圈700；一具有负屈折力的第二透镜720，为塑性材料所制成，其物侧光学面721为凸面、其像侧光学面722为凹面，其物侧光学面721及像侧光学面722均为非球面；一具有正屈折力的第三透镜730，为塑性材料所制成，其物侧光学面731为凹面、其像侧光学面732为凸面，其物侧光学面731与像侧光学面732均为非球面；一具有负屈折力的第四透镜740，为塑性材料所制成，其物侧光学面741为凹面、其像侧光学面742为凸面，其物侧光学面741与像侧光学面742均为非球面；一具有正屈折力的第五透镜750，为塑性材料所制成，其物侧光学面751为凸面、其像侧光学面752为凹面，其物侧光学面751与像侧光学面752均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点；一由玻璃材料制成的红外线滤除滤光片(IR-filter)760，为平板玻璃，用于调整成像的光线波长区段；一设置于成像面770上的影像感测元件780；通过所述五片透镜、光圈700及红外线滤除滤光片760的组合，可将被摄物在影像感测元件780上成像。
表19本实施例的光学数据
f＝3.64mm，Fno＝2.80，HFOV＝31.0deg.
注：参考波长为d-line 587.6nm，ASP表示非球面。
本实施例的光学数据如上表19所示，其中，第一透镜710至第五透镜750的物侧光学面与像侧光学面均使用式(18)的非球面方程式所构成，其非球面系数如下表20所示：
表20本实施例的非球面系数
参照表19及图7B，在本实施例光学影像镜组中，光学影像镜组的焦距为f＝3.64(毫米)，构成的整体光学影像镜组的光圈值(f-number)Fno＝2.80，最大场视角的一半HFOV＝31.0°；本实施例各光学数据经计算推导后，可满足如下表21的相关关系式，相关符号如前所述，在此不再赘述：
表21本实施例满足相关关系式的数据
由表19的光学数据及图7B的像差曲线图可知，通过本发明的光学影像镜组的本实施例，对球差、像散与歪曲有良好的补偿效果。
在本发明光学影像镜组中，透镜的材料可为玻璃或塑料，若透镜的材料为玻璃，则可以增加所述光学影像镜组屈折力配置的自由度，若透镜材料为塑料，则可以有效降低生产成本。
在本发明光学影像镜组中，若透镜表面为凸面，则表示所述透镜表面于近轴处为凸面；若透镜表面为凹面，则表示所述透镜表面于近轴处为凹面。
在本发明光学影像镜组中，可设置有至少一个光阑，如耀光光阑(GlareStop)或视场光阑(Field Stop)等，以减少杂散光，有助于提升影像质量。
表1至表21所示为本发明光学影像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均属具体实验所得，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式中所说明仅作为例示性，并非用于限制本发明的权利要求。

Claims (20)

1.一种光学影像镜组，其特征在于，其包括沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：
一具有正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面；
一具有负屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；
一具有正屈折力的第三透镜，其像侧光学面为凸面；
一具有负屈折力的第四透镜，其物侧光学面为凹面、其像侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面均为非球面；
一具有屈折力的第五透镜，其像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面，
其中，所述光学影像镜组的焦距为f，所述第三透镜的焦距为f3，沿光轴从所述第二透镜的像侧光学面至所述第三透镜的物侧光学面的距离为T23，沿光轴从所述第三透镜的像侧光学面至所述第四透镜的物侧光学面的距离为T34，所述第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R6，所述第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R9，所述第三透镜沿光轴的厚度为CT3，满足下列关系式：
0.7<f/f3<2.5
0.1<T23/T34<2.0
-0.8<f/R9<5.0
-4.5<R6/CT3<-0.5。
2.如权利要求1所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第四透镜与所述第五透镜由塑性材料所制成；所述第五透镜的物侧光学面与像侧光学面中的至少一个光学面设置有至少一个反曲点。
3.如权利要求2所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R1，所述第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R2，满足下列关系式：
-1.5<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.3。
4.如权利要求2所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R4，满足下列关系式：
0.1<R4/R3<0.8。
5.如权利要求3所述的光学影像镜组，其特征在于，所述光学影像镜组的焦距为f，所述第三透镜的焦距为f3，进一步地满足下列关系式：
0.82<f/f3<1.7。
6.如权利要求4所述的光学影像镜组，其特征在于，所述光学影像镜组还包括一光圈；沿光轴从所述第一透镜的物侧光学面至所述第五透镜的像侧光学面的距离为Td，沿光轴从所述光圈至所述第五透镜的像侧光学面的距离为Sd，满足下列关系式：
0.75<Sd/Td<0.90。
7.如权利要求6所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R9，所述光学影像镜组的焦距为f，进一步地满足下列关系式：
-0.3<f/R9<3.5。
8.如权利要求6所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第一透镜的像侧光学面为凸面，所述第三透镜的物侧光学面为凹面，所述第五透镜的物侧光学面为凸面。
9.如权利要求4所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第一透镜的色散系数为v1，所述第二透镜的色散系数为v2，满足下列关系式：
25<v1-v2<45。
10.如权利要求9所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R6，所述第三透镜沿光轴的厚度为CT3，进一步满足下列关系式：
-2.5<R6/CT3<-1.3。
11.如权利要求9所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第三透镜的色散系数为v3，所述第四透镜的色散系数为v4，满足下列关系式：
25<v3-v4<45。
12.如权利要求5所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第一透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R1，所述第一透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R2，进一步满足下列关系式：
-1.1<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.6。
13.如权利要求5所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R4，满足下列关系式：
0.25<R4/R3<0.55。
14.如权利要求5所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第三透镜的物侧光学面为凹面；所述第五透镜的物侧光学面为凸面。
15.如权利要求14所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第五透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R10，所述第五透镜沿光轴的厚度为CT5，满足下列关系式：
1.3<R10/CT5<3.0。
16.如权利要求5所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R6，所述第三透镜沿光轴的厚度为CT3，进一步满足下列关系式：
-2.5<R6/CT3<-1.3。
17.如权利要求1所述的光学影像镜组，其特征在于，所述光学影像镜组还设置一影像感测元件于一成像面处以供被摄物成像；沿光轴从所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面的距离为TTL，所述影像感测元件有效感测区域对角线长的一半为ImgH，满足下列关系式：
TTL/ImgH<2.2。
18.一种光学影像镜组，其特征在于，其包括沿着光轴从物侧至像侧依序排列的：
一具有正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面；
一具有负屈折力的第二透镜，其物侧光学面为凸面、其像侧光学面为凹面；
一具有正屈折力的第三透镜，其像侧光学面为凸面；
一具有负屈折力的第四透镜，由塑性材料所制成，其物侧光学面为凹面、其像侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面均为非球面；
一具有屈折力的第五透镜，由塑性材料所制成，其像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点，
其中，所述光学影像镜组的焦距为f，所述第三透镜的焦距为f3，所述第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R6，所述第五透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R9，所述第三透镜沿光轴的厚度为CT3，满足下列关系式：
0.82<f/f3<1.7
-0.8<f/R9<6.0
-4.5<R6/CT3<-0.5。
19.如权利要求18所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第三透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R6，所述第三透镜沿光轴的厚度为CT3，进一步满足下列关系式：
-2.5<R6/CT3<-1.3。
20.如权利要求18所述的光学影像镜组，其特征在于，所述第二透镜的物侧光学面在近轴上的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧光学面在近轴上的曲率半径为R4，满足下列关系式：
0.25<R4/R3<0.55。
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