1329755 .九、發明說明： _ 【發明所屬之技術領域】 * 本發明涉及一種透鏡系統，尤其涉及一種用於電子 設備之透鏡糸統。 【先前技術】 近年來，隨著半導體技術發展，應用於成像系統之 影像感測器，如電荷搞合器（Charge Coupled Device, CCD)或補充性半導體（Complementary Metal Oxide β Semiconductor，CMOS)裝置，於提高晝素之同時，朝小 型化方向發展，以滿足消費者對成像系統之成像品質及 便攜性之要求。 . 對應地，成像鏡頭需提高解析度、縮小尺寸，以配 合影像感測裔組成南成像品質、小尺寸之成像糸統。 【發明内容】 有鑒於此，有必要提供一種小型化、成像性能良好 φ 之透鏡系統。 一種透鏡系統，其從物側到成像面依次包括：一具 有正光焦度之第一透鏡，一具有正光焦度之第二透鏡， 一具有負光焦度之第三透鏡，一具有正光焦度之第四透 鏡，一具有負光焦度之第五透鏡。所述透鏡系統滿足以 下條件：1.6<TT/f<1.8、1.6<f/f2<1.8 與-0.6<f/f5<-0.4， 其中，TT為第一透鏡靠近物側之表面到系統成像面之距 離，f2為所述第二透鏡之焦距，f5為所述第五透鏡之焦 距，f為透鏡系統之有效焦距。 6 1329755 條件式1.6<TT/f<1.8限制了透鏡系統之總長。條件 式1.6<f/f2<1.8保證了透鏡系統總長與球差及彗差之間 之平衡。條件式-0.6<f/f5<-0.4控制透鏡系統總長與透鏡 系統之畸變之間之平衡。滿足上述條件之透鏡系統，具 有較小長度，從而滿足透鏡系統小型化之要求，且該透 鏡系統於其長度縮小之情況下仍保證最終獲取較好圖像 品質。 【實施方式】 下面將結合附圖對本發明實施例作進一步之詳細 說明。 請參閱圖1，其為本發明實施例所提供之透鏡系統 100。該透鏡系統100從物側到成像面依次包括：一具有 正光焦度之第一透鏡10，一具有正光焦度之第二透鏡 20, 一具有負光焦度之第三透鏡30, 一具有正光焦度之 第四透鏡40, 一具有負光焦度之第五透鏡50。 當該透鏡系統100用於成像時，來自被攝物之光線 從物側方向入射所述透鏡系統100並依次經過所述第一 透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡30、第四透鏡40及第 五透鏡50，最終會聚到一成像面80上，藉由將CCD或 CMOS等影像感測裝置設於所述成像面80處，即可獲取 該被攝物之像。 為實現小型化及高成像性能之要求，該透鏡系統 100滿足以下條件式： (l)1.6<TT/f<1.8 ； 7 1329755 (2) 1.6<f/f2<1.8 ;與 (3) -0.6<f/f5<-0.4。 ·' 其中，TT為第一透鏡靠近物側之表面到系統成像面 . 之距離，f2為所述第二透鏡20之焦距，f5為所述第五透 鏡50之焦距，f為透鏡系統100之有效焦距。條件式（1) 限制了透鏡系統100之總長。條件式（2)保證了透鏡系統 100之總長與球差及彗差之間之平衡。條件式（3)控制透 鏡系統100之總長與畸變之間之平衡。 • 優選地，透鏡系統100還滿足以下條件： (4) l<f/f4<1.3。 其中，f4為所述第四透鏡40之焦距。條件式（4)滿 足透鏡系統100對總光焦度之要求，同時使透鏡系統100 更接近遠心（Telecentric)成像系統，增強外界光感測器之 : 收光率，保證了透鏡系統100之總長與像差之間之平衡。 為了更好消除透鏡系統100之色差，尤其係倍率色 差，透鏡系統100還滿足以下條件： 鲁 （5) Vd2-Vd3>15。 其中，Vd2為第二透鏡20之阿貝數，Vd3為第三透 鏡30之阿貝數。條件式（5)有助於保證透鏡系統100之 總長與色差之間之平衡。 為保證於第一透鏡10與第二透鏡20之間放置光圈 或快門，透鏡系統100還滿足以下條件： (6) OJkDAu/fcOJ。 其中，DA^為第一透鏡10與第二透鏡20之軸上 8 1329755 .間隔（第一透鏡10之靠像側面與第二透鏡20靠物侧面之 間之光轴長度）。 ， 為了加入手動調焦機構，第五透鏡50還滿足以下 - 條件： (7) FBL5/f>0.46。 其中，FBL5為第五透鏡靠像側面到透鏡系統100之 成像面之間之光轴長度。 所述透鏡系統100還包括一光闌（Aperture stop)60 • 以及一濾光片70。該光闌60位於第一透鏡10與第二透 鏡20之間，以限制經過第一透鏡10之光線進入第二透 鏡20之光通量，並讓經過第一透鏡10後之光錐能更加 對稱，使透鏡系統100之彗差得以修正。為節約成本， 可採用不透光材料塗佈第二透鏡20靠物側表面外圈，充 當光闌60。可以理解，光闌60如此設置還有利於縮短 透鏡系統100之全長。所述濾光片70位於第五透鏡50 與成像面80之間，主要用於濾除進入透鏡系統100光線 中之位於紅外波段之光線。 可以理解，為保證良好成像品質，實施例之第一鏡 片10、第二鏡片20及第三鏡片30採用玻璃材料製成。 同時為節約成本，實施例之第四鏡片40及第五鏡片50 採用塑膠材料製成（如射出成型，利於量產）。 下面請參照圖2至圖10，以具體實施例來詳細說明 透鏡系統100。 以下每一實施例中，所述第一透鏡10、第二透鏡 9 1329755 20、第三透鏡30各表面均為球面。第四透鏡40及第五 透鏡50之各表面均為非球面。 以透鏡表面中心為原點，光轴為X軸，透鏡表面之 非球面面型運算式為： ch2 X = --------------- \ + ^]\-(k + l)c2h2 其中，/ι = λ/72 +Ζ2為從光軸到透鏡表面之高度，k係 二次曲面係數，4為第i階之非球面面型係數。
f:透鏡系統100之有效焦距；FNo: F(光圈）數；2ω : 視場角。 實施例1 該透鏡系統100之各光學元件滿足表1及表2之條 件，且其 ΤΤ=11.64 毫米（mm) ; f=6.86mm ; f2=3.918mm ; f5 = -13.262mm ; FNo = 3.2 ; 2ω=58°。 表1 透鏡系統100 曲率半徑（mm) 厚度（mm) 折射率 阿貝數 第一透鏡10靠物 側表面 20 0.6 1.847 23.8 第一透鏡10靠像 側表面 40 0.68 --- --- 光闌60 無窮大 0.9848579 --- --- 第二透鏡20靠物 側表面 4.660256 1.218602 1.835 42.7 第二透鏡20靠像 側表面 -9.673455 0.1706635 --- --- 第三透鏡30靠物 側表面 -6.827207 0.55 1.805 25.4 第三透鏡30靠像 側表面 6.277945 1.372414 --- --- 第四透鏡40靠物 側表面 -3.574036 1.519003 1.5253 55.95 第四.透鏡40靠像 側表面 -1.894176 0.1 --- --- ίο 1329755 表2 表面 表面非球面面型參數 第四透鏡40 面向物側表面 Κ=-0.629145; Α4 = 0.000283365; Α6 = -0.007896287; Α8 = 3.68026Ε-03;Α10 = -4.64809Ε-04; Α12=1.78941Ε-05 第四透鏡40 面向像側表面 Κ=-0.8988602; Α4 = 0.00281701; Α6 = 0.00117827; Α8 = -8.50719Ε-04; Α10 = 2.66314Ε-04; Α12 = -1.86077Ε-05 第五透鏡50 面向物側表面 Κ=-19.6134; Α4 = -0.00440008; Α6 = 0.00107469; Α8 = -8.65362Ε-05; Α10 = 2.07529Ε-06; Α12=8.19722Ε-09 第五透鏡50 面向像側表面 Κ=-7.431847; Α4 = -0.01150747; Α6=0.00064682; Α8 = -2.24282Ε-06; Α10 = -2·36763Ε-06; Α12=7.82124Ε-08
第五透鏡50靠物 側表面 4.335789 1.274355 1.5253 55.95 第五透鏡50靠像 側表面 2.402021 1.872747 … … 濾光片60靠物側 表面 無窮大 0.8 1.516 64.1 濾光片60靠像側 表面 無窮大 0.5 --- … 該實施例1之透鏡系統100中，其球差、場曲及畸 變分別如圖2到圖4所示。圖2中，分別針對g線（波長 Φ 值435.8奈米（nm))，d線（波長值587·6 nm)，c線（波長 值656.3 nm)而觀察到之球差值。總體而言，實施例1 之透鏡系統1〇〇對可見光（波長範圍於400 nm -700 nm 之間）產生之球差值於（-70微米（μιη)，70μιη)範圍内。圖3 中之S(子午場曲值）與Τ(弧矢場曲值）均控制於 (-50μιη，50μιη)範圍内。圖4中之畸變率控制於（-2%，2%) 範圍内。由此可見，透鏡系統100之像差、場曲、崎變 都能被很好校正。 11 1329755 實施例2 該透鏡系統100之各光學元件滿足表3及表4之條 件，且其 ΤΤ=11·675 毫米（mm) ; f=6.67mm ; f2=3.785mm ; f5=-16.293mm ; FNo=3.2 ; 2ω=59.180。 表3
透鏡系統100 曲率半徑（mm) 厚度（mm) 折射率 阿貝數 第一透鏡10靠 物側表面 32.26686 0.6123 1.8322 25.14 第一透鏡10靠 像側表面 64.64433 0.6654 --- … 光闌60 無窮大 0.9775 —— — 第二透鏡20靠 物側表面 4.734222 1.248031 1.8315 43.1699 第二透鏡20靠 像側表面 -8.26632 0.1922626 --- --- 第三透鏡30靠 物側表面 -5.695776 0.55 1.755201 27.5795 第三透鏡30靠 像側表面 6.476238 1.338504 --- … 第四透鏡40靠 物側表面 -3.53409 1.546552 1.48749 70.4058 第四透鏡40靠 像側表面 -1.848934 0.1 --- --- 第五透鏡50靠 物側表面 3.87294 1.245206 1.503667 68.6849 第五透鏡50靠 像側表面 2.34782 1.899395 --- --- 濾光片60靠物 側表面 無窮大 0.8 1.516 64.1 濾光片60靠像 側表面 無窮大 0.5 --- --- 表4 表面 表面非球面面型參數 第四透鏡40面向 物側表面 Κ=-0.6734973; Α4 = 0.000522885; Α6 = -0.007918341; Α8 = 0.003667617; Α10 = -0.000465353; Α12=1·86Ε-05 12 1329755 第四透鏡40面向 像側表面 Κ=-〇.8867163; Α4 = 0.002429206; Α6 = 0.001176508; Α8 = -〇.000848205; Α10 = 0.000266894; Α12 = -1.86Ε-05 第五透鏡50面向 物側表面 Κ=-13.44202; Α4 = -0.004722538; Α6=0.001088901; Α8 = -8.58Ε-05; Α10=2.07Ε-06; Α12=3.62Ε-09 第五透鏡50面向 像側表面 Κ=-6.658952; Α4 = -0.011869003; Α6=0.000685275; Α8 = -2.41Ε-06; Α10 = -2.40Ε-06; Α12=7.92Ε-08 該實施例2之透鏡系統loo中，其球差、場曲及畸 變分別如圖5到圖7所示。圖5中，分別針對g線（波長 鲁 值435.8 nm)，d線（波長值587.6 nm)，c線（波長值656.3 nm)而觀察到之球差值。總體而言，實施例2之透鏡系 統100對可見光（波長範圍於400 nm -700 nm之間）產生 之球差值於（-70μιη，7〇μιη)範圍内。圖6中之S(子午場曲 值）與Τ(弧矢場曲值）均控制於（_5〇μπι，50μιη)範圍内。圖 ; 7中之畸變率控制於（-2%，2%)範圍内。由此可見，透鏡 系統100之像差、場曲、畸變都能被很好校正。 實施例3 • 該透鏡系統100之各光學元件滿足表5及表6之條 件，且其 ΤΤ=11.47 毫米（mm) ; f=6.51mm ; f2=3.968mm ; f5=-11.485mm ; FNo=3.2 ; 2ω=60.4ο。 表5 透鏡系統100 曲率半徑（mm) 厚度（mm) 折射率 阿貝數 第一透鏡10靠 物側表面 18.888 0.6421 1.8123 25.5689 第一透鏡10靠 像側表面 37.776 0.7 … … 光闌60 無窮大 0.952 — — 第二透鏡20靠 物側表面 4.662901 1.207266 1.805 44.7 _4 13 1329755 第二透鏡20靠 像側表面 -8.971283 0.1724069 --- — 第三透鏡30靠 物側表面 -6.399854 0.55 1.8123 25.5689 第三透鏡30靠 像側表面 6.999723 1.363556 … … 第四透鏡40靠 物側表面 -3.73191 1.476334 1.594884 61.7144 第四透鏡40靠 像側表面 -1.933912 0.1 — — 第五透鏡50靠 物側表面 3.975914 1.107187 1.623906 47.358 第五透鏡50靠 像側表面 2.283559 1.903675 --- … 濾光片60靠物 側表面 無窮大 0.8 1.516 64.1 濾光片60靠像 側表面 無窮大 0.5 … …
表6 表面 表面非球面面型參數 第四透鏡40面 向物側表面 Κ=-0.4709513; Α4 = -0.00016586; Α6 = -0.007898677; Α8=0.003663979; Α10=-0.00046653; Α12=1.87Ε-05 第四透鏡40面 向像側表面 Κ=-0.8916619; Α4 = 0.002874988; Α6=0.001026954; Α8 = -0.00086664; Α10 = 0.000266443; A12=-l.83Ε-05 第五透鏡50面 向物側表面 Κ=-16.81341; Α4 = -0.005188043; Α6 = 0.001120208; Α8 = -8.48Ε-05; Α10 = 2.09Ε-06; Α12 = 1.20Ε-09 第五透鏡50面 向像側表面 Κ=-7.204009; Α4 = -0.011436668; Α6=0.000691118; Α8 = -2.77Ε-06; Α10 = -2.39Ε-06; Α12 = 8.23Ε-08 該實施例3之透鏡系統100中，其球差、場曲及畸 變分別如圖8到圖10所示。圖8中，分別針對g線（波 長值435.8nm)，d線（波長值587.6 nm)，c線（波長值656.3 nm)而觀察到之球差值。總體而言，實施例3之透鏡系 統100對可見光（波長範圍於400 nm -700 nm之間）產生 之球差值於（-70μιη，70μιη)範圍内。圖9中之S(子午場曲 值）與Τ(弧矢場曲值）均控制於（-50μιη，50μπι)範圍内。圖 14 1329755 .10中之畸變率控制於（-2%，2%)範圍内。由此可見，透鏡 系統100之像差、場曲、畸變都能被很好校正。 ·' 綜上所述，本發明確已符合發明專利要件，爰依法提出 • 專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉 凡熟悉本案技藝之人士，於援依本案發明精神所作之等效修 飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明實施例提供之一種透鏡系統示意圖。 • 圖2為本發明實施例1之透鏡系統之球差圖。 圖3為本發明實施例1之透鏡系統之場曲圖。 圖4為本發明實施例1之透鏡系統之畸變圖。 圖5為本發明實施例2之透鏡系統之球差圖。 圖6為本發明實施例2之透鏡系統之場曲圖。 ； 圖7為本發明實施例2之透鏡系統之畸變圖。 圖8為本發明實施例3之透鏡系統之球差圖。 圖9為本發明實施例3之透鏡系統之場曲圖。 • 圖10為本發明實施例3之透鏡系統之畸變圖。 【主要組件符號說明】 透鏡系統 100 第一透鏡 10 第二透鏡 20 第三透鏡 30 第四透鏡 40 第五透鏡 50 光闌 60 濾光片 70 成像面 80 15