TWI443370B - 單焦點光學鏡片系統 - Google Patents

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    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses

Description

單焦點光學鏡片系統
本發明是有關於一種單焦點光學鏡片系統，且特別是有關於一種應用於電子產品上的小型化單焦點光學鏡片系統以及三維(3D)影像延伸應用之單焦點光學鏡片系統。
近年來，隨著具有攝影功能之可攜式電子產品的興起，小型化光學鏡片系統的需求日漸提高。一般光學鏡片系統的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)兩種，且隨著半導體製程技術的精進，使得感光元件的畫素尺寸縮小，小型化光學鏡片系統逐漸往高畫素領域發展，因此，對成像品質的要求也日益增加。
傳統搭載於可攜式電子產品上的小型化光學鏡片系統，如美國專利第7,869,142號所示，多採用四片式透鏡結構為主，但由於智慧型手機(Smart Phone)與PDA(Personal Digital Assistant)等高規格行動裝置的盛行，帶動小型化攝影系統在畫素與成像品質上的迅速攀升，習知的四片式光學鏡片系統將無法滿足更高階的攝影系統。
目前雖有進一步發展五片式光學鏡片系統，如美國專利第8,000,030、8,000,031號所揭示，為具有五片鏡片之光學鏡片系統，雖可提升成像品質與解析力，但其第五透鏡像側表面之配置，無法壓制周邊光線入射於影像感測元件上的角度，並有效提升影像感測元件的感光靈敏度，使其成像品質大受影響。
因此，本發明之一態樣是在提供一種單焦點光學鏡片系統，其透過透鏡與光圈間距的配置，有效提升影像感測元件的感光靈敏度並有效降低單焦點光學鏡片系統的總長，更透過第五透鏡表面的配置，進一步提升其成像品質。
依據本發明一實施方式，提供一種單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。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。第三透鏡具有屈折力，且其至少一表面為非球面。第四透鏡具有負屈折力並為塑膠材質，其物側表面為凹面、像側表面為凸面，且皆為非球面。第五透鏡具有屈折力並為塑膠材質，其物側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其中第五透鏡之像側表面於近光軸處為凸面或平面，而像側表面周邊處則為凸面。單焦點光學鏡片系統更包含光圈，第一透鏡之物側表面至光圈於光軸上的距離為Dr1s，第一透鏡之物側表面與第二透鏡之像側表面於光軸上的距離為Dr1r4，第五透鏡之物側表面曲率半徑為R9、像側表面曲率半徑為R10，其滿足下列條件：
-0.2<Dr1s/Dr1r4<0.9；以及
0R9/R10<0.30。
依據本發明另一實施方式，提供一種單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。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。第三透鏡具有屈折力，且其至少一表面為非球面。第四透鏡具有負屈折力並為塑膠材質，其物側表面為凹面、像側表面為凸面，且皆為非球面。第五透鏡具有屈折力並為塑膠材質，其物側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其中第五透鏡之像側表面於近光軸處為凸面或平面，而像側表面周邊處則為凸面。單焦點光學鏡片系統更包含光圈，第一透鏡之物側表面至光圈於光軸上的距離為Dr1s，第一透鏡之物側表面與第二透鏡之像側表面於光軸上的距離為Dr1r4，第三透鏡之物側表面曲率半徑為R5、像側表面曲率半徑為R6，其滿足下列條件：
-0.2<Dr1s/Dr1r4<0.9；以及
0.6<(R5+R6)/(R5-R6)<3.0。
上述單焦點光學鏡片系統中，第五透鏡之物側表面為凹面，且其像側表面於近光軸處為凸面或平面，而周邊處則為凸面，其中周邊處為凸面的配置，可有效加強壓制周邊光線入射於單焦點光學鏡片系統之影像感測元件上的角度，使單焦點光學鏡片系統具有更穩定的成像品質及製造性。
當Dr1s/Dr1r4滿足上述關係式時，可使單焦點光學鏡片系統的出射瞳(Exit Pupil)遠離成像面，因此光線將以接近垂直入射的方式入射在影像感測元件上，此即為像側的遠心(Telecentric)特性，有助於提高影像感測元件的感光靈敏度及降低單焦點光學鏡片系統的總長。
當R9/R10滿足上述關係式時，藉由適當調整第五透鏡物側表面及像側表面之曲率，可進一步提高影像感測元件的感光靈敏度，並有效降低單焦點光學鏡片系統總長度。
當(R5+R6)/(R5-R6)滿足上述關係式時，藉由適當調整第三透鏡表面曲率，有助於降低攝像光學鏡片系統敏感度。
本揭示內容提供一種單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。單焦點光學鏡片系統更可包含影像感測元件，其設置於成像面。
第一透鏡具有正屈折力，其物側表面為凸面，藉此可適當調整第一透鏡之正屈折力強度，有助於縮短單焦點光學鏡片系統的總長度。
第二透鏡具有負屈折力，其可有效對於具有正屈折力的第一透鏡所產生的像差作補正。
第三透鏡可具正屈折力，其可提供單焦點光學鏡片系統所需的正屈折力，以有效降低第一透鏡正屈折力的配置，避免第一透鏡產生過大的球差，進而降低單焦點光學鏡片系統之敏感度。當第三透鏡之物側表面為凹面、像側表面為凸面時，有助於修正與調整第三透鏡的正屈折力的強弱程度。
第四透鏡具負屈折力，且其物側表面為凹面、像側表面為凸面時，有利於修正攝像光學鏡片系統的像散與高階像差。
第五透鏡可具有負屈折力，其物側表面為凹面、像側表面於近光軸處為凸面或平面，而像側表面周邊處則為凸面。藉此，可有效加強壓制周邊光線入射於影像感測元件上的角度，使單焦點光學鏡片系統具有更穩定的成像品質與製造性。
單焦點光學鏡片系統更包含光圈，第一透鏡之物側表面至光圈於光軸上的距離為Dr1s，且當光圈位於第一透鏡像側表面之一側時，Dr1s為正值，當光圈位於第一透鏡物側表面之一側時，Dr1s為負值，第一透鏡之物側表面與第二透鏡之像側表面於光軸上的距離為Dr1r4，其滿足下列條件：-0.2<Dr1s/Dr1r4<0.9。藉此，可使單焦點光學鏡片系統的出射瞳(Exit Pupil)遠離成像面，因此光線將以接近垂直入射的方式入射在影像感測元件上，此即為像側的遠心(Telecentric)特性，有助於提高影像感測元件的感光靈敏度及降低單焦點光學鏡片系統總長。
第五透鏡之物側表面曲率半徑為R9、像側表面曲率半徑為R10，其滿足下列條件：0R9/R10<0.30。藉由適當調整第五透鏡物側表面及像側表面之曲率，可進一步提高影像感測元件的感光靈敏度，並有效降低單焦點光學鏡片系統總長度。另外，單焦點光學鏡片系統更可滿足下列條件：0R9/R10<0.15。
第一透鏡至該第五透鏡中至少有四透鏡之一表面近光軸處為凹面、另一表面近光軸處為凸面，即為新月型透鏡。藉此，有利於攝像光學鏡片系統像散的修正。
影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，第一透鏡之物側表面至成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：TTL/ImgH<2.0。藉此，有利於維持單焦點光學鏡片系統的小型化，以搭載於輕薄可攜式的電子產品上。
第四透鏡之焦距為f4，第五透鏡之焦距為f5，其滿足下列條件：0<f5/f4<0.80。藉此，第四透鏡及第五透鏡之屈折力較為適合，可有效降低攝像光學鏡片系統的敏感度。另外，單焦點光學鏡片系統更可滿足下列條件：0<f5/f4<0.50。
第一透鏡至第五透鏡分別於光軸上的厚度之總和為ΣCT，第一透鏡之物側表面至第五透鏡之像側表面於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：0.55<ΣCT/TD<0.85。藉此，透鏡厚度的配置有助於縮短單焦點光學鏡片系統的總長度，促進其小型化。
第一透鏡之物側表面至第五透鏡之像側表面於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：2.5 mm<TD<3.8 mm。當單焦點光學鏡片系統滿足上述條件時，有助於維持攝像光學鏡片系統的小型化。
第三透鏡之物側表面曲率半徑為R5、像側表面曲率半徑為R6，其滿足下列條件：0.6<(R5+R6)/(R5-R6)<3.0。藉由適當調整第三透鏡表面曲率，有助於降低攝像光學鏡片系統敏感度。
第一透鏡之色散係數為V1、第二透鏡之色散係數為V2，其滿足下列條件：2.2<V1/V2<3.0。藉此，有助於修正攝像光學鏡片系統的色差。
本發明單焦點光學鏡片系統中，透鏡之材質可為塑膠或玻璃。當透鏡的材質為玻璃，則可以增加單焦點光學鏡片系統屈折力配置的自由度。另當透鏡材質為塑膠，可以有效降低生產成本。此外，可於透鏡表面上設置非球面，非球面可以容易製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單焦點光學鏡片系統的總長度。
本發明單焦點光學鏡片系統中，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。
本發明單焦點光學鏡片系統中，可設置有至少一光闌，其位置可設置於第一透鏡之前、各透鏡之間或最後一透鏡之後均可，該光闌之種類如耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等，用以減少雜散光，有助於提昇影像品質。
本發明單焦點光學鏡片系統中，光圈可設置於被攝物與第一透鏡間(即為前置光圈)或是第一透鏡與成像面間(即為中置光圈)。光圈若為前置光圈，可使單焦點光學鏡片系統的出射瞳與成像面產生較長的距離，使之具有遠心效果，並可增加影像感測元件CCD或CMOS接收影像的效率；若為中置光圈，係有助於擴大單焦點光學鏡片系統的視場角，使單焦點光學鏡片系統具有廣角鏡頭之優勢。
根據上述實施方式，以下提出具體實施例並配合圖式予以詳細說明。
<第一實施例>
請參照第1圖及第2圖，其中第1圖繪示依照本發明第一實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖，第2圖由左至右依序為第一實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。由第1圖可知，單焦點光學鏡片系統，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、紅外線濾除濾光片(IR Filter)170、成像面160以及影像感測元件180。
第一透鏡110具有正屈折力，其物側表面111及像側表面112皆為凸面，並皆為非球面(Aspheric；Asp)，且第一透鏡110為塑膠材質。
第二透鏡120具有負屈折力，其物側表面121及像側表面122皆為凹面，並皆為非球面，且第二透鏡120為塑膠材質。
第三透鏡130具有正屈折力，其物側表面131為凹面、像側表面132為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡130為塑膠材質。
第四透鏡140具有負屈折力，其物側表面141為凹面、像側表面142為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡140為塑膠材質。
第五透鏡150具有負屈折力，其物側表面151為凹面、像側表面152為凸面，並皆為非球面，且第五透鏡150為塑膠材質。其中，第五透鏡150像側表面152近光軸處及周邊處皆為凸面。
紅外線濾除濾光片170之材質為玻璃，其設置於第五透鏡150及成像面160之間，並不影響單焦點光學鏡片系統之焦距。
上述各透鏡之非球面的曲線方程式表示如下：
；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。
第一實施例之單焦點光學鏡片系統中，單焦點光學鏡片系統之焦距為f，單焦點光學鏡片系統之光圈值(f-number)為Fno，單焦點光學鏡片系統中最大視角的一半為HFOV，其數值如下：f=3.18 mm；Fno=2.60；以及HFOV=32.9度。
第一實施例之單焦點光學鏡片系統中，第一透鏡110之色散係數為V1，第二透鏡120之色散係數為V2，其滿足下列條件：V1/V2=2.61。
第一實施例之單焦點光學鏡片系統中，第一透鏡110至第五透鏡150分別於光軸上的厚度之總和為ΣCT，第一透鏡110之物側表面111至第五透鏡150之像側表面152於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：ΣCT/TD=0.69。
請配合參照第21圖，其繪示依照第1圖中光圈100、第一透鏡110及第二透鏡120之關係示意圖。第一透鏡110之物側表面111至光圈100於光軸上的距離為Dr1s，且當光圈100位於第一透鏡110像側表面112之一側時，Dr1s為正值，當光圈100位於第一透鏡110物側表面111之一側時，Dr1s為負值，第一透鏡110之物側表面111與第二透鏡120像側表面122於光軸上的距離為Dr1r4，其滿足下列條件：Dr1s/Dr1r4=0.10。
第一實施例之單焦點光學鏡片系統中，第一透鏡110之物側表面111至第五透鏡150之像側表面152於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：TD=2.95 mm。
第一實施例之單焦點光學鏡片系統中，第三透鏡130之物側表面131曲率半徑為R5、像側表面132曲率半徑為R6，其滿足下列條件：(R5+R6)/(R5-R6)=1.89。
第一實施例之單焦點光學鏡片系統中，第五透鏡150之物側表面151曲率半徑為R9、像側表面152曲率半徑為R10，其滿足下列條件：R9/R10=0.07。
第一實施例之單焦點光學鏡片系統中，第四透鏡140之焦距為f4，第五透鏡150之焦距為f5，其滿足下列條件：f5/f4=0.23。
第一實施例之單焦點光學鏡片系統中，影像感測元件180其設置於成像面160，其中影像感測元件180有效感測區域對角線長的一半為ImgH，第一透鏡110之物側表面111至成像面160於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：TTL/ImgH=1.75。
配合參照下列表一以及表二。
表一為第1圖第一實施例詳細的結構數據，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，且表面0-14依序表示由物側至像側的表面。表二為第一實施例中的非球面數據，其中，k表非球面曲線方程式中的錐面係數，A1-A16則表示各表面第1-16階非球面係數。此外，以下各實施例表格乃對應各實施例之示意圖與像差曲線圖，表格中數據之定義皆與第一實施例之表一及表二的定義相同，在此不加贅述。
<第二實施例>
請參照第3圖及第4圖，其中第3圖繪示依照本發明第二實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖，第4圖由左至右依序為第二實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。由第3圖可知，單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含光圈200、第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、第五透鏡250、紅外線濾除濾光片270、成像面260以及影像感測元件280。
第一透鏡210具有正屈折力，其物側表面211為凸面、像側表面212為凹面，並皆為非球面，且第一透鏡210為塑膠材質。
第二透鏡220具有負屈折力，其物側表面221為凸面、像側表面222為凹面，並皆為非球面，且第二透鏡220為塑膠材質。
第三透鏡230具有正屈折力，其物側表面231為凹面、像側表面232為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡230為塑膠材質。
第四透鏡240具有負屈折力，其物側表面241為凹面、像側表面242為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡240為塑膠材質。
第五透鏡250具有負屈折力，其物側表面251為凹面、像側表面252為凸面，並皆為非球面，且第五透鏡250為塑膠材質。其中，第五透鏡250像側表面252近光軸處及周邊處皆為凸面。
紅外線濾除濾光片270之材質為玻璃，其設置於第五透鏡250及成像面260之間，並不影響單焦點光學鏡片系統之焦距。
請配合參照下列表三以及表四。
第二實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、V1、V2、ΣCT、TD、Dr1s、Dr1r4、R5、R6、R9、R10、f4、f5、TTL以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表三可推算出下列數據：
<第三實施例>
請參照第5圖及第6圖，其中第5圖繪示依照本發明第三實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖，第6圖由左至右依序為第三實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。由第5圖可知，單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含第一透鏡310、光圈300、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340、第五透鏡350、紅外線濾除濾光片370、成像面360以及影像感測元件380。
第一透鏡310具有正屈折力，其物側表面311及像側表面312皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡310為塑膠材質。
第二透鏡320具有負屈折力，其物側表面321為凸面、像側表面322為凹面，並皆為非球面，且第二透鏡320為塑膠材質。
第三透鏡330具有正屈折力，其物側表面331為凹面、像側表面332為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡330為塑膠材質。
第四透鏡340具有負屈折力，其物側表面341為凹面、像側表面342為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡340為塑膠材質。
第五透鏡350具有負屈折力，其物側表面351為凹面、像側表面352為凸面，並皆為非球面，且第五透鏡350為塑膠材質。其中，第五透鏡350像側表面352近光軸處及周邊處皆為凸面。
紅外線濾除濾光片370之材質為玻璃，其設置於第五透鏡350及成像面360之間，並不影響單焦點光學鏡片系統之焦距。
請配合參照下列表五以及表六。
第三實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、V1、V2、ΣCT、TD、Dr1s、Dr1r4、R5、R6、R9、R10、f4、f5、TTL以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表五可推算出下列數據：
<第四實施例>
請參照第7圖及第8圖，其中第7圖繪示依照本發明第四實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖，第8圖由左至右依序為第四實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。由第7圖可知，單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含光圈400、第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440、第五透鏡450、紅外線濾除濾光片470、成像面460以及影像感測元件480。
第一透鏡410具有正屈折力，其物側表面411及像側表面412皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡410為塑膠材質。
第二透鏡420具有負屈折力，其物側表面421為凹面、像側表面422為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡420為塑膠材質。
第三透鏡430具有正屈折力，其物側表面431為凹面、像側表面432為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡430為塑膠材質。
第四透鏡440具有負屈折力，其物側表面441為凹面、像側表面442為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡440為塑膠材質。
第五透鏡450具有負屈折力，其物側表面451為凹面、像側表面452為凸面，並皆為非球面，且第五透鏡450為塑膠材質。其中，第五透鏡450像側表面452近光軸處及周邊處皆為凸面。
紅外線濾除濾光片470之材質為玻璃，其設置於第五透鏡450及成像面460之間，並不影響單焦點光學鏡片系統之焦距。
請配合參照下列表七以及表八。
第四實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、V1、V2、ΣCT、TD、Dr1s、Dr1r4、R5、R6、R9、R10、f4、f5、TTL以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表七可推算出下列數據：
<第五實施例>
請參照第9圖及第10圖，其中第9圖繪示依照本發明第五實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖，第10圖由左至右依序為第五實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。由第9圖可知，單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含光圈500、第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、第五透鏡550、紅外線濾除濾光片570、成像面560以及影像感測元件580。
第一透鏡510具有正屈折力，其物側表面511為凸面、像側表面512為凹面，並皆為非球面，且第一透鏡510為玻璃材質。
第二透鏡520具有負屈折力，其物側表面521及像側表面522皆為凹面，並皆為非球面，且第二透鏡520為塑膠材質。
第三透鏡530具有正屈折力，其物側表面531為凹面、像側表面532為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡530為塑膠材質。
第四透鏡540具有負屈折力，其物側表面541為凹面、像側表面542為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡540為塑膠材質。
第五透鏡550具有負屈折力，其物側表面551為凹面、像側表面552為凸面，並皆為非球面，且第五透鏡550為塑膠材質。其中，第五透鏡550像側表面552近光軸處及周邊處皆為凸面。
紅外線濾除濾光片570之材質為玻璃，其設置於第五透鏡550及成像面560之間，並不影響單焦點光學鏡片系統之焦距。
請配合參照下列表九以及表十。
第五實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、V1、V2、ΣCT、TD、Dr1s、Dr1r4、R5、R6、R9、R10、f4、f5、TTL以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表九可推算出下列數據：
<第六實施例>
請參照第11圖及第12圖，其中第11圖繪示依照本發明第六實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖，第12圖由左至右依序為第六實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。由第11圖可知，單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含光圈600、第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡640、第五透鏡650、紅外線濾除濾光片670、成像面660以及影像感測元件680。
第一透鏡610具有正屈折力，其物側表面611及像側表面612皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡610為塑膠材質。
第二透鏡620具有負屈折力，其物側表面621為凹面、像側表面622為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡620為塑膠材質。
第三透鏡630具有正屈折力，其物側表面631及像側表面632皆為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡630為塑膠材質。
第四透鏡640具有負屈折力，其物側表面641為凹面、像側表面642為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡640為塑膠材質。
第五透鏡650具有負屈折力，其物側表面651為凹面、像側表面652為凸面，並皆為非球面，且第五透鏡650為塑膠材質。其中，第五透鏡650像側表面652近光軸處及周邊處皆為凸面。
紅外線濾除濾光片670之材質為玻璃，其設置於第五透鏡650及成像面660之間，並不影響單焦點光學鏡片系統之焦距。
請配合參照下列表十一以及表十二。
第六實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、V1、V2、ΣCT、TD、Dr1s、Dr1r4、R5、R6、R9、R10、f4、f5、TTL以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十一可推算出下列數據：
<第七實施例>
請參照第13圖及第14圖，其中第13圖繪示依照本發明第七實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖，第14圖由左至右依序為第七實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。由第13圖可知，單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含光圈700、第一透鏡710、第二透鏡720、第三透鏡730、第四透鏡740、第五透鏡750、紅外線濾除濾光片770、成像面760以及影像感測元件780。
第一透鏡710具有正屈折力，其物側表面711及像側表面712皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡710為塑膠材質。
第二透鏡720具有負屈折力，其物側表面721及像側表面722皆為凹面，並皆為非球面，且第二透鏡720為塑膠材質。
第三透鏡730具有正屈折力，其物側表面731為凹面、像側表面732為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡730為塑膠材質。
第四透鏡740具有負屈折力，其物側表面741為凹面、像側表面742為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡740為塑膠材質。
第五透鏡750具有負屈折力，其物側表面751為凹面、像側表面752為凸面，並皆為非球面，且第五透鏡750為塑膠材質。其中，第五透鏡750像側表面752近光軸處及周邊處皆為凸面。
紅外線濾除濾光片770之材質為玻璃，其設置於第五透鏡750及成像面760之間，並不影響單焦點光學鏡片系統之焦距。
請配合參照下列表十三以及表十四。
第七實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、V1、V2、ΣCT、TD、Dr1s、Dr1r4、R5、R6、R9、R10、f4、f5、TTL以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十三可推算出下列數據：
<第八實施例>
請參照第15圖及第16圖，其中第15圖繪示依照本發明第八實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖，第16圖由左至右依序為第八實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。由第15圖可知，單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含光圈800、第一透鏡810、第二透鏡820、第三透鏡830、第四透鏡840、第五透鏡850、紅外線濾除濾光片870、成像面860以及影像感測元件880。
第一透鏡810具有正屈折力，其物側表面811為凸面、像側表面812為凹面，並皆為非球面，且第一透鏡810為塑膠材質。
第二透鏡820具有負屈折力，其物側表面821為凹面、像側表面822為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡820為塑膠材質。
第三透鏡830具有正屈折力，其物側表面831為凹面、像側表面832為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡830為塑膠材質。
第四透鏡840具有負屈折力，其物側表面841為凹面、像側表面842為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡840為塑膠材質。
第五透鏡850具有負屈折力，其物側表面851為凹面、像側表面852為凸面，並皆為非球面，且第五透鏡850為塑膠材質。其中，第五透鏡850像側表面852近光軸處及周邊處皆為凸面。
紅外線濾除濾光片870之材質為玻璃，其設置於第五透鏡850及成像面860之間，並不影響單焦點光學鏡片系統之焦距。
請配合參照下列表十五以及表十六。
第八實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、V1、V2、ΣCT、TD、Dr1s、Dr1r4、R5、R6、R9、R10、f4、f5、TTL以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十五可推算出下列數據：
<第九實施例>
請參照第17圖及第18圖，其中第17圖繪示依照本發明第九實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖，第18圖由左至右依序為第九實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。由第17圖可知，單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含光圈900、第一透鏡910、第二透鏡920、第三透鏡930、第四透鏡940、第五透鏡950、紅外線濾除濾光片970、成像面960以及影像感測元件980。
第一透鏡910具有正屈折力，其物側表面911及像側表面912皆為凸面，並皆為非球面，且第一透鏡910為塑膠材質。
第二透鏡920具有負屈折力，其物側表面921為凹面、像側表面922為凸面，並皆為非球面，且第二透鏡920為塑膠材質。
第三透鏡930具有正屈折力，其物側表面931為凹面、像側表面932為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡930為塑膠材質。
第四透鏡940具有負屈折力，其物側表面941為凹面、像側表面942為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡940為塑膠材質。
第五透鏡950具有負屈折力，其物側表面951為凹面、像側表面952為凸面，並皆為非球面，且第五透鏡950為塑膠材質。其中，第五透鏡950像側表面952近光軸處及周邊處皆為凸面。
紅外線濾除濾光片970之材質為玻璃，其設置於第五透鏡950及成像面960之間，並不影響單焦點光學鏡片系統之焦距。
請配合參照下列表十七以及表十八。
第九實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、V1、V2、ΣCT、TD、Dr1s、Dr1r4、R5、R6、R9、R10、f4、f5、TTL以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十七可推算出下列數據：
<第十實施例>
請參照第19圖及第20圖，其中第19圖繪示依照本發明第十實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖，第20圖由左至右依序為第十實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。由第19圖可知，單焦點光學鏡片系統，由物側至像側依序包含光圈1000、第一透鏡1010、第二透鏡1020、第三透鏡1030、第四透鏡1040、第五透鏡1050、紅外線濾除濾光片1070、成像面1060以及影像感測元件1080。
第一透鏡1010具有正屈折力，其物側表面1011為凸面、像側表面1012為凹面，並皆為非球面，且第一透鏡1010為塑膠材質。
第二透鏡1020具有負屈折力，其物側表面1021為凸面、像側表面1022為凹面，並皆為非球面，且第二透鏡1020為塑膠材質。
第三透鏡1030具有正屈折力，其物側表面1031為凹面、像側表面1032為凸面，並皆為非球面，且第三透鏡1030為塑膠材質。
第四透鏡1040具有負屈折力，其物側表面1041為凹面、像側表面1042為凸面，並皆為非球面，且第四透鏡1040為塑膠材質。
第五透鏡1050具有負屈折力，其物側表面1051為凹面，而其像側表面1052近光軸處為平面、周邊處則為凸面，且第五透鏡1050之物側表面1051及像側表面1052皆為非球面。第五透鏡1050為塑膠材質。
紅外線濾除濾光片1070之材質為玻璃，其設置於第五透鏡1050及成像面1060之間，並不影響單焦點光學鏡片系統之焦距。
請配合參照下列表十九以及表二十。
第十實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，f、Fno、FOV、V1、V2、ΣCT、TD、Dr1s、Dr1r4、R5、R6、R9、R10、f4、f5、TTL以及ImgH之定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表十九可推算出下列數據：
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000．．．光圈
110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010．．．第一透鏡
111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011．．．物側表面
112、212、312、412、512、612、712、812、912、1012．．．像側表面
120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020．．．第二透鏡
121、221、321、421、521、621、721、821、921、1021．．．物側表面
122、222、322、422、522、622、722、822、922、1022．．．像側表面
130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030．．．第三透鏡
131、231、331、431、531、631、731、831、931、1031．．．物側表面
132、232、332、432、532、632、732、832、932、1032．．．像側表面
140、240、340、440、540、640、740、840、940、1040．．．第四透鏡
141、241、341、441、541、641、741、841、941、1041．．．物側表面
142、242、342、442、542、642、742、842、942、1042．．．像側表面
150、250、350、450、550、650、750、850、950、1050．．．第五透鏡
151、251、351、451、551、651、751、851、951、1051．．．物側表面
152、252、352、452、552、652、752、852、952、1052．．．像側表面
160、260、360、460、560、660、760、860、960、1060．．．成像面
170、270、370、470、570、670、770、870、970、1070．．．紅外線濾除濾光片
180、280、380、480、580、680、780、880、980、1080．．．影像感測元件
f．．．單焦點光學鏡片系統之焦距
Fno．．．單焦點光學鏡片系統之光圈值
HFOV．．．單焦點光學鏡片系統中最大視角的一半
V1．．．第一透鏡之色散係數
V2．．．第二透鏡之色散係數
ΣCT．．．第一透鏡至第五透鏡分別於光軸上的厚度之總和
TD．．．第一透鏡之物側表面至第五透鏡之像側表面於光軸上的距離
Dr1s．．．第一透鏡之物側表面至光圈於光軸上的距離
Dr1r4．．．第一透鏡之物側表面與第二透鏡像側表面於光軸上的距離
R5．．．第三透鏡之物側表面曲率半徑
R6．．．第三透鏡之像側表面曲率半徑
R9．．．第五透鏡之物側表面曲率半徑
R10．．．第五透鏡之像側表面曲率半徑
f4．．．第四透鏡之焦距
f5．．．第五透鏡之焦距
ImgH．．．影像感測元件有效感測區域對角線長的一半
TTL．．．第一透鏡之物側表面至成像面於光軸上之距離
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖繪示依照本發明第一實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖。
第2圖由左至右依序為第一實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。
第3圖繪示依照本發明第二實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖。
第4圖由左至右依序為第二實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。
第5圖繪示依照本發明第三實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖。
第6圖由左至右依序為第三實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。
第7圖繪示依照本發明第四實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖。
第8圖由左至右依序為第四實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。
第9圖繪示依照本發明第五實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖。
第10圖由左至右依序為第五實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。
第11圖繪示依照本發明第六實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖。
第12圖由左至右依序為第六實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。
第13圖繪示依照本發明第七實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖。
第14圖由左至右依序為第七實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。
第15圖繪示依照本發明第八實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖。
第16圖由左至右依序為第八實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。
第17圖繪示依照本發明第九實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖。
第18圖由左至右依序為第九實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。
第19圖繪示依照本發明第十實施例的一種單焦點光學鏡片系統之示意圖。
第20圖由左至右依序為第十實施例的單焦點光學鏡片系統之球差、像散以及歪曲曲線圖。
第21圖繪示依照第1圖中光圈、第一透鏡及第二透鏡之關係示意圖。
100．．．光圈
110．．．第一透鏡
111．．．物側表面
112．．．像側表面
120．．．第二透鏡
121．．．物側表面
122．．．像側表面
130．．．第三透鏡
131．．．物側表面
132．．．像側表面
140．．．第四透鏡
141．．．物側表面
142．．．像側表面
150．．．第五透鏡
151．．．物側表面
152．．．像側表面
160．．．成像面
170．．．紅外線濾除濾光片
180．．．影像感測元件

Claims (19)

  1. 一種單焦點光學鏡片系統，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；一第三透鏡，具有屈折力，且其至少一表面為非球面；一第四透鏡，具有負屈折力並為塑膠材質，其物側表面為凹面、像側表面為凸面，且皆為非球面；以及一第五透鏡，具有屈折力並為塑膠材質，其物側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其中該第五透鏡之像側表面於近光軸處為凸面或平面，而該像側表面周邊處則為凸面；其中，該單焦點光學鏡片系統更包含一光圈，該第一透鏡之物側表面至該光圈於光軸上的距離為Dr1s，該第一透鏡之物側表面與該第二透鏡之像側表面於光軸上的距離為Dr1r4，該第五透鏡之物側表面曲率半徑為R9、像側表面曲率半徑為R10，其滿足下列條件：-0.2<Dr1s/Dr1r4<0.9；以及0R9/R10<0.30。
  2. 如請求項1所述之單焦點光學鏡片系統，更包含：一影像感測元件，其設置於一成像面，其中該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，該第一透鏡之物側表面至該成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件： TTL/ImgH<2.0。
  3. 如請求項2所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第四透鏡之焦距為f4，該第五透鏡之焦距為f5，其滿足下列條件：0<f5/f4<0.80。
  4. 如請求項2所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第一透鏡至該第三透鏡之物側表面及像側表面皆為非球面，且皆為塑膠材質。
  5. 如請求項1所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第五透鏡之物側表面曲率半徑為R9、像側表面曲率半徑為R10，其滿足下列條件：0R9/R10<0.15。
  6. 如請求項1所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第一透鏡至該第五透鏡分別於光軸上的厚度之總和為ΣCT，該第一透鏡之物側表面至該第五透鏡之像側表面於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：0.55<ΣCT/TD<0.85。
  7. 如請求項6所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第三透鏡之物側表面為凹面、像側表面為凸面。
  8. 如請求項6所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第四透鏡之焦距為f4、該第五透鏡之焦距為f5，其滿足下列條件：0<f5/f4<0.50。
  9. 如請求項6所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第一透鏡之物側表面至該第五透鏡之像側表面於光軸上的距 離為TD，其滿足下列條件：2.5mm<TD<3.8mm。
  10. 如請求項1所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第三透鏡具有正屈折力，該第五透鏡具有負屈折力。
  11. 如請求項10所述之單焦點光學鏡片系統，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，其滿足下列條件：2.2<V1/V2<3.0。
  12. 如請求項10所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第一透鏡至該第五透鏡中至少有四透鏡之一表面近光軸處為凹面、另一表面近光軸處為凸面。
  13. 一種單焦點光學鏡片系統，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；一第三透鏡，具有屈折力，且其至少一表面為非球面；一第四透鏡，具有負屈折力並為塑膠材質，其物側表面為凹面、像側表面為凸面，且皆為非球面；以及一第五透鏡，具有屈折力並為塑膠材質，其物側表面為凹面，且其物側表面及像側表面皆為非球面，其中該第五透鏡之像側表面於近光軸處為凸面或平面，而該像側表面周邊處則為凸面；其中，該單焦點光學鏡片系統更包含一光圈，該第一透鏡之物側表面至該光圈於光軸上的距離為Dr1s，該第一 透鏡之物側表面與該第二透鏡之像側表面於光軸上的距離為Dr1r4，該第三透鏡之物側表面曲率半徑為R5、像側表面曲率半徑為R6，該第五透鏡之物側表面曲率半徑為R9、像側表面曲率半徑為R10，其滿足下列條件：-0.2<Dr1s/Dr1r4<0.9；0.6<(R5+R6)/(R5-R6)<3.0；以及0R9/R10<0.30。
  14. 如請求項13所述之單焦點光學鏡片系統，更包含：一影像感測元件，其設置於一成像面，其中該影像感測元件有效感測區域對角線長的一半為ImgH，該第一透鏡之物側表面至該成像面於光軸上之距離為TTL，其滿足下列條件：TTL/ImgH<2.0。
  15. 如請求項14所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第四透鏡之焦距為f4、該第五透鏡之焦距為f5，其滿足下列條件：0<f5/f4<0.80。
  16. 如請求項14所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第一透鏡至該第三透鏡之物側表面及像側表面皆為非球面，且皆為塑膠材質。
  17. 如請求項14所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第三透鏡之物側表面為凹面、像側表面為凸面，該第五透鏡具有負屈折力。
  18. 如請求項14所述之單焦點光學鏡片系統，其中該第一透鏡之物側表面至該第五透鏡之像側表面於光軸上的 距離為TD，其滿足下列條件：2.5mm<TD<3.8mm。
  19. 如請求項14所述之單焦點光學鏡片系統，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，其滿足下列條件：2.2<V1/V2<3.0。
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