CN105988197B - 六片式成像镜片组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六片式成像镜片组，由物侧至像侧依序包含：一光圈；一具正屈折力的第一镜片，其物侧表面为凸面；一具负屈折力的第二镜片，其物侧表面为凸面；一具正屈折力的第三镜片，其像侧表面为凹面；一具负屈折力的第四镜片，其像侧表面为凹面；一具正屈折力的第五镜片，其物侧表面为凸面；一具负屈折力的第六镜片，其物侧表面为凹面；且各镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面。据此，可应用于高像素手机相机，且不至于使镜头总长度过长，而同时具备大视角、大光圈、高像素、高解析能力和低镜头高度的六片式成像镜片组。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头的镜片组，特别是指一种六片式成像镜片组。
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，由于半导体制程技术的进步，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。
传统搭载于可携式电子产品上的小型化摄影镜头，多采用四片式镜片结构为主，但由于手机相机的像素攀升得非常迅速，感光元件的像素面积逐渐缩小，且在系统成像品质的要求不断提高的情况下，普通的四片式镜片组将无法满足更高阶的摄影镜头模组，并由于电子产品不断地往轻薄化、高性能的趋势发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种六片式成像镜片组，其可应用于高像素手机相机，且不至于使镜头总长度过长，而同时具备大视角、大光圈、高像素、高解析能力和低镜头高度的六片式成像镜片组。
为解决上述问题，本发明提供一种六片式成像镜片组，由物侧至像侧依序包含：一光圈；一具正屈折力的第一镜片，其物侧表面为凸面，且该第一镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面；一具负屈折力的第二镜片，其物侧表面为凸面，且该第二镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面；一具正屈折力的第三镜片，其像侧表面为凹面，且该第三镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面；一具负屈折力的第四镜片，其像侧表面为凹面，且该第四镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面；一具正屈折力的第五镜片，其物侧表面为凸面，且该第五镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面；一具负屈折力的第六镜片，其物侧表面为凹面，且该第六镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面。
藉此，以应用于高像素手机相机，且不至于使镜头总长度过长，而同时具备大视角、大光圈、高像素、高解析能力和低镜头高度的六片式成像镜片组。
较佳地，该第一镜片的焦距为f1，该第二镜片的焦距为f2，并满足下列条件：-0.75<f1/f2<-0.35。藉此，当f1/f2满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第二镜片的焦距为f2，该第三镜片的焦距为f3，并满足下列条件：-0.5<f2/f3<-0.1。藉此，当f2/f3满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第三镜片的焦距为f3，该第四镜片的焦距为f4，并满足下列条件：-3.0<f3/f4<-1.5。藉此，当f3/f4满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第四镜片的焦距为f4，该第五镜片的焦距为f5，并满足下列条件：-5.5<f4/f5<-3.5。藉此，当f4/f5满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第五镜片的焦距为f5，该第六镜片的焦距为f6，并满足下列条件：-1.3<f5/f6<-0.8。藉此，当f5/f6满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第一镜片与第二镜片的组合焦距为f12，该第三镜片与第四镜片的组合焦距为f34，并满足下列条件：-0.5<f12/f34<-0.1。藉此，当f12/f34满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第三镜片与第四镜片的组合焦距为f34，该第五镜片与第六镜片的组合焦距为f56，并满足下列条件：-1.9<f34/f56<-1.3。藉此，当f34/f56满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第二镜片与第三镜片的组合焦距为f23，该第四镜片与第五镜片的焦距为f45，并满足下列条件：-4.0<f23/f45<-2.5。当f23/f45满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第一镜片、第二镜片与第三镜片的组合焦距为f123，该六片式成像镜片组的整体焦距为f，并满足下列条件：0.7<f123/f<1.4。藉此，当f123/f满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第四镜片、第五镜片与第六镜片的组合焦距为f456，该六片式成像镜片组的整体焦距为f，并满足下列条件：-9.0<f456/f<-2.5。藉此，当f456/f满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第一镜片与第二镜片的组合焦距为f12，该第三镜片、第四镜片与第五镜片的组合焦距为f345，并满足下列条件：1.8<f12/f345<2.6。藉此，当f12/f345满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该第二镜片、第三镜片与第四镜片的组合焦距为f234，该第五镜片与第六镜片的组合焦距为f56，并满足下列条件：-0.55<f234/f56<-0.2。藉此，当f234/f56满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
较佳地，该六片式成像镜片组的整体焦距为f，该第一镜片的物侧表面至成像面于光轴上的距离为TL，并满足下列条件：0.6<f/TL<1.0。藉此，当f/TL满足前述关系式，则可令该六片式成像镜片组在具备大视角、大光圈、高像素和低镜头高度，同时解像能力显著提升，反之，若超出上述光学式的数据值范围，则会导致六片式成像镜片组的性能、解像力低，以及良率不足等问题。
附图说明
图1A是本发明第一实施例的六片式成像镜片组的示意图。
图1B由左至右依序为第一实施例的六片式成像镜片组的球差、像散及歪曲曲线图。
图2A是本发明第二实施例的六片式成像镜片组的示意图。
图2B由左至右依序为第二实施例的六片式成像镜片组的球差、像散及歪曲曲线图。
附图标记说明
100、200：光圈
110、210：第一镜片
111、211：物侧表面
112、212：像侧表面
120、220：第二镜片
121、221：物侧表面
122、222：像侧表面
130、230：第三镜片
131、231：物侧表面
132、232：像侧表面
140、240：第四镜片
141、241：物侧表面
142、242：像侧表面
150、250：第五镜片
151、251：物侧表面
152、252：像侧表面
160、260：第六镜片
161、261：物侧表面
162、262：像侧表面
170、270：红外线滤除滤光元件
180、280：成像面
190、290：光轴
f：六片式成像镜片组
f1：第一镜片的焦距
f2：第二镜片的焦距
f3：第三镜片的焦距
f4：第四镜片的焦距
f5：第五镜片的焦距
f6：第六镜片的焦距
f12：第一镜片与第二镜片的组合焦距
f34：第三镜片与第四镜片的组合焦距
f56：第五镜片与第六镜片的组合焦距
f23：第二镜片与第三镜片的组合焦距
f45：第四镜片与第五镜片的焦距
f123：第一镜片、第二镜片与第三镜片的组合焦距
f456：第四镜片、第五镜片与第六镜片的组合焦距
f345：第三镜片、第四镜片与第五镜片的组合焦距
f234：第二镜片、第三镜片与第四镜片的组合焦距
TL：第一镜片的物侧表面至成像面于光轴上的距离
具体实施方式
<第一实施例>
请参照图1A及图1B，其中图1A绘示依照本发明第一实施例的六片式成像镜片组的示意图，图1B为第一实施例的六片式成像镜片组的像面弯曲、歪曲收差、及球面收差曲线图。由图1A可知，六片式成像镜片组包含有一光圈100和一光学组，该光学组由物侧至像侧依序包含第一镜片110、第二镜片120、第三镜片130、第四镜片140、第五镜片150、第六镜片160、红外线滤除滤光元件170、以及成像面180，其中该六片式成像镜片组中具屈折力的镜片为六片。该光圈100设置在该第一镜片110的像侧表面112与被摄物之间。
该第一镜片110具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面111近光轴190处为凸面，其像侧表面112近光轴190处为凹面，且该物侧表面111及像侧表面112皆为非球面。
该第二镜片120具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面121近光轴190处为凸面，其像侧表面122近光轴190处为凹面，且该物侧表面121及像侧表面122皆为非球面。
该第三镜片130具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面131近光轴190处为凸面，其像侧表面132近光轴190处为凹面，且该物侧表面131及像侧表面132皆为非球面。
该第四镜片140具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面141近光轴190处为凹面，其像侧表面142近光轴190处为凹面，且该物侧表面141及像侧表面142皆为非球面。
该第五镜片150具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面151近光轴190处为凸面，其像侧表面152近光轴190处为凸面，且该物侧表面151及像侧表面152皆为非球面。
该第六镜片160具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面161近光轴190处为凹面，其像侧表面162近光轴190处为凹面，且该物侧表面161及像侧表面162皆为非球面。
该红外线滤除滤光元件170为玻璃材质，其设置于该第六镜片160及成像面180间且不影响该六片式成像镜片组的焦距。
上述的非球面曲线的方程式表示如下：
其中z为沿光轴190方向在高度为h的位置以表面顶点作参考的位置值；k为锥常度量；c为曲率半径的倒数；A、B、C、D、E、G、……为高阶非球面系数。
第一实施例的六片式成像镜片组中，六片式成像镜片组的焦距为f，六片式成像镜片组的光圈值(f-number)为Fno，六片式成像镜片组的视角为2ω，其数值如下：f＝4.3690(毫米)；Fno＝2.0；以及2ω＝79(度)。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第一镜片110的焦距为f1，该第二镜片120的焦距为f2，并满足下列条件：f1/f2＝-0.5485。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第二镜片120的焦距为f2，该第三镜片130的焦距为f3，并满足下列条件：f2/f3＝-0.3065。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第三镜片130的焦距为f3，该第四镜片140的焦距为f4，并满足下列条件：f3/f4＝-1.9723。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第四镜片140的焦距为f4，该第五镜片150的焦距为f5，并满足下列条件：f4/f5＝-4.4327。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第五镜片150的焦距为f5，该第六镜片160的焦距为f6，并满足下列条件：f5/f6＝-1.1126。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第一镜片110与第二镜片120的组合焦距为f12，该第三镜片130与第四镜片140的组合焦距为f34，并满足下列条件：f12/f34＝-0.2568。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第三镜片130与第四镜片140的组合焦距为f34，该第五镜片150与第六镜片160的组合焦距为f56，并满足下列条件：f34/f56＝-1.6294。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第二镜片120与第三镜片130的组合焦距为f23，该第四镜片140与第五镜片150的焦距为f45，并满足下列条件：f23/f45＝-3.2717。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第一镜片110、第二镜片120与第三镜片130的组合焦距为f123，该六片式成像镜片组的整体焦距为f，并满足下列条件：f123/f＝1.1019。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第四镜片140、第五镜片150与第六镜片160的组合焦距为f456，该六片式成像镜片组的整体焦距为f，并满足下列条件：f456/f＝-4.7365。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第一镜片110与第二镜片120的组合焦距为f12，该第三镜片130、第四镜片140与第五镜片150的组合焦距为f345，并满足下列条件：f12/f345＝2.2310。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该第二镜片120、第三镜片130与第四镜片140的组合焦距为f234，该第五镜片150与第六镜片160的组合焦距为f56，并满足下列条件：f234/f56＝-0.3270。
第一实施例的六片式成像镜片组中，该六片式成像镜片组的整体焦距为f，该第一镜片110的物侧表面111至成像面180于光轴190上的距离为TL，并满足下列条件：f/TL＝0.8312。
再配合参照下列表1及表2。
表1为图1A第一实施例详细的结构数据，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为mm，且表面0-17依序表示由物侧至像侧的表面。表2为第一实施例中的非球面数据，其中，k表非球面曲线方程式中的锥常度量；A、B、C、D、E、F高阶非球面系数，且表一、二中所载的表面3、4分别为该第一镜片110的物侧表面、像侧表面111、112，表面5、6分别为该第二镜片120的物侧表面、像侧表面121、122，表面7、8分别为该第三镜片130的物侧表面、像侧表面131、132，表面9、10分别为该第四镜片140的物侧表面、像侧表面141、142，表面11、12分别为该第五镜片150的物侧表面、像侧表面151、152，表面13、14分别为该第六镜片160的物侧表面、像侧表面161、162。
此外，以下各实施例表格乃对应各实施例的示意图与像面弯曲、歪曲收差、及球面收差曲线图，表格中数据的定义皆与第一实施例的表1、及表2的定义相同，在此不加赘述。
<第二实施例>
请参照图2A及图2B，其中图2A绘示依照本发明第二实施例的六片式成像镜片组的示意图，图2B为第一实施例的六片式成像镜片组的像面弯曲、歪曲收差、及球面收差曲线图。由图2A可知，六片式成像镜片组包含有一光圈200和一光学组，该光学组由物侧至像侧依序包含第一镜片210、第二镜片220、第三镜片230、第四镜片240、第五镜片250、第六镜片260、红外线滤除滤光元件270、以及成像面280，其中该六片式成像镜片组中具屈折力的镜片为六片。该光圈200设置在该第一镜片210的像侧表面212与被摄物之间。
该第一镜片210具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面211近光轴290处为凸面，其像侧表面212近光轴290处为凹面，且该物侧表面211及像侧表面212皆为非球面。
该第二镜片220具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面221近光轴290处为凸面，其像侧表面222近光轴290处为凹面，且该物侧表面221及像侧表面222皆为非球面。
该第三镜片230具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面231近光轴290处为凸面，其像侧表面232近光轴290处为凹面，且该物侧表面231及像侧表面232皆为非球面。
该第四镜片240具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面241近光轴290处为凹面，其像侧表面242近光轴290处为凹面，且该物侧表面241及像侧表面242皆为非球面。
该第五镜片250具有正屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面251近光轴290处为凸面，其像侧表面252近光轴290处为凸面，且该物侧表面251及像侧表面252皆为非球面。
该第六镜片260具有负屈折力，且为塑胶材质，其物侧表面261近光轴290处为凹面，其像侧表面262近光轴290处为凹面，且该物侧表面261及像侧表面262皆为非球面。
该红外线滤除滤光元件270为玻璃材质，其设置于该第六镜片260及成像面280间且不影响该六片式成像镜片组的焦距。
再配合参照下列表3、以及表4。
第二实施例中，非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外，下表参数的定义皆与第一实施例相同，在此不加以赘述。
配合表3、以及表4可推算出下列数据：
本发明提供的六片式成像镜片组，镜片的材质可为塑胶或玻璃，当镜片材质为塑胶，可以有效降低生产成本，另当镜片的材质为玻璃，则可以增加六片式成像镜片组屈折力配置的自由度。此外，六片式成像镜片组中镜片的物侧表面及像侧表面可为非球面，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，进而缩减镜片使用的数目，因此可以有效降低本发明六片式成像镜片组的总长度。
本发明提供的六片式成像镜片组中，就以具有屈折力的镜片而言，若镜片表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该镜片表面于近光轴处为凸面；若镜片表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该镜片表面于近光轴处为凹面。
本发明提供的六片式成像镜片组更可视需求应用于移动对焦的光学系统中，并兼具优良像差修正与良好成像品质的特色，可多方面应用于3D(三维)影像撷取、数位相机、行动装置、数位平板或车用摄影等电子影像系统中。
综上所述，上述各实施例及图示仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以之限定本发明实施之范围，即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (13)
1.一种六片式成像镜片组，其特征在于：由物侧至像侧依序包含：
一光圈；
一具正屈折力的第一镜片，其物侧表面为凸面，且该第一镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面；
一具负屈折力的第二镜片，其物侧表面为凸面，且该第二镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面；
一具正屈折力的第三镜片，其像侧表面为凹面，且该第三镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面；
一具负屈折力的第四镜片，其像侧表面为凹面，且该第四镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面；
一具正屈折力的第五镜片，其物侧表面为凸面，且该第五镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面；
一具负屈折力的第六镜片，其物侧表面为凹面，且该第六镜片的物侧表面与像侧表面至少有一面为非球面
其中所述第四镜片的焦距为f4，该第五镜片的焦距为f5，并满足下列条件：-5.5 < f4/f5 < -3.5。
2.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第一镜片的焦距为f1，该第二镜片的焦距为f2，并满足下列条件：-0.75 < f1/f2 < -0.35。
3.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第二镜片的焦距为f2，该第三镜片的焦距为f3，并满足下列条件：-0.5 < f2/f3< -0.1。
4.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第三镜片的焦距为f3，该第四镜片的焦距为f4，并满足下列条件：-3.0 < f3/f4< -1.5。
5.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第五镜片的焦距为f5，该第六镜片的焦距为f6，并满足下列条件：-1.3 < f5/f6 < -0.8。
6.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第一镜片与第二镜片的组合焦距为f12，该第三镜片与第四镜片的组合焦距为f34，并满足下列条件：-0.5< f12/f34< -0.1。
7.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第三镜片与第四镜片的组合焦距为f34，该第五镜片与第六镜片的组合焦距为f56，并满足下列条件：-1.9< f34/f56< -1.3。
8.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第二镜片与第三镜片的组合焦距为f23，该第四镜片与第五镜片的焦距为f45，并满足下列条件：-4.0< f23/f45 < -2.5。
9.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第一镜片、第二镜片与第三镜片的组合焦距为f123，该六片式成像镜片组的整体焦距为f，并满足下列条件：0.7<f123/f < 1.4。
10.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第四镜片、第五镜片与第六镜片的组合焦距为f456，该六片式成像镜片组的整体焦距为f，并满足下列条件：-9.0<f456/f < -2.5。
11.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第一镜片与第二镜片的组合焦距为f12，该第三镜片、第四镜片与第五镜片的组合焦距为f345，并满足下列条件：1.8< f12/f345 < 2.6。
12.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述第二镜片、第三镜片与第四镜片的组合焦距为f234，该第五镜片与第六镜片的组合焦距为f56，并满足下列条件：-0.55< f234/f56 < -0.2。
13.如权利要求1所述的六片式成像镜片组，其特征在于：所述六片式成像镜片组的整体焦距为f，该第一镜片的物侧表面至成像面于光轴上的距离为TL，并满足下列条件：0.6<f/TL < 1.0。
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