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光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):2693195閱讀:165來源:國知局
專利名稱:光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型是關(guān)于一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng);特別是關(guān)于一種應(yīng)用于電子產(chǎn)品的小型化光學(xué)鏡頭系統(tǒng)。
背景技術(shù)
最近幾年來,隨著具有攝影功能的可攜式電子產(chǎn)品的興起,市場(chǎng)上對(duì)于小型化攝影鏡頭的需求日漸提高。一般攝影鏡頭的感光元件不外乎是感光耦合元件(ChargeCoupled Device, CCD)或互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體兀件(Complementary Metal-OxideSemiconductor Sensor,CMOS Sensor)兩種。隨著半導(dǎo)體制程技術(shù)的精進(jìn),感光元件的像素 尺寸縮小,帶動(dòng)小型化攝影鏡頭逐漸往高像素領(lǐng)域發(fā)展,對(duì)于成像品質(zhì)的要求也日益增加。習(xí)見的高解像力攝影鏡頭,如美國專利第7,365,920號(hào)所示,多采用前置光圈且為四片式的透鏡組,其中第一透鏡及第二透鏡常以二枚玻璃球面鏡互相粘合而成為雙合透鏡(Doublet),用以消除色差。然而這類透鏡組常具有以下缺點(diǎn)其一,過多的球面鏡配置使得系統(tǒng)自由度不足,導(dǎo)致系統(tǒng)的光學(xué)總長度不易縮短,其二,玻璃鏡片粘合的制程不易,造成制造上的困難。此外,如美國專利第7,848,032號(hào)所示的四片式透鏡組,雖然不含雙合透鏡而得以避免前述缺點(diǎn),但該透鏡組并不能于紅外線波段(750nm 1200nm)中使用??剂康酵哥R組的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛的現(xiàn)況,習(xí)用的四片式透鏡已無法滿足領(lǐng)域中的需求。據(jù)此,領(lǐng)域中需要一種適用于可攜式電子產(chǎn)品上,具有優(yōu)異成像品質(zhì)和感光靈敏性,且能符合更多用途的應(yīng)用的小型化鏡頭組。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具負(fù)屈折力的第一透鏡,其物側(cè)面為凸面;一具負(fù)屈折力的第二透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面;一具正屈折力的第三透鏡;及一具負(fù)屈折力的第四透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面,其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面,其物側(cè)面及像側(cè)面中至少一表面設(shè)有至少一反曲點(diǎn),且其材質(zhì)為塑膠;其中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中具有四片具屈折力透鏡。另一方面,本實(shí)用新型提供一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具負(fù)屈折力的第一透鏡,其物側(cè)面為凸面;一具負(fù)屈折力的第二透鏡;一具正屈折力的第三透鏡;及一具負(fù)屈折力的第四透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面,其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面,且其材質(zhì)為塑膠;其中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中具有四片具屈折力透鏡;其中該第四透鏡的像側(cè)面最大有效徑處,其鏡面彎曲切線與垂直光軸線的夾角為ANG42,其中該切線向物側(cè)傾斜時(shí)角度為負(fù),向像側(cè)傾斜時(shí)角度為正,滿足下列關(guān)系式ANG42 > O度。再一方面,本實(shí)用新型提供一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具負(fù)屈折力的第一透鏡,其物側(cè)面為凸面;一具負(fù)屈折力的第二透鏡;一具正屈折力的第三透鏡;及一具負(fù)屈折力的第四透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面,其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面,且其材質(zhì)為塑膠;其中,該第四透鏡的像側(cè)面的近軸處為凸面,當(dāng)遠(yuǎn)離近軸處時(shí)轉(zhuǎn)為凹面;其中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中具有四片具屈折力透鏡。通過上述配置,尤其是具有負(fù)屈折力的該第一透鏡和該第二透鏡,使得本實(shí)用新型的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)具有足夠的后焦距放置所需的光學(xué)元件,而適合于多種應(yīng)用。本實(shí)用新型的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,當(dāng)該第一透鏡及/或該第二透鏡具負(fù)屈折力時(shí),可有效加大系統(tǒng)的后焦距,而有利于確保該系統(tǒng)具有足夠的空間放置所需的光學(xué)元件(如,濾光元件等),而因此適合用于紅外線等成像系統(tǒng)。當(dāng)該第三透鏡具正屈折力時(shí),可提供系統(tǒng)所需的屈折力,有助于縮短系統(tǒng)的總長度。當(dāng)該第四透鏡具負(fù)屈折力,可與該第三透鏡形成一正、一負(fù)的望遠(yuǎn)(Tekphoto)結(jié)構(gòu),有利于調(diào)整系統(tǒng)的后焦距以避免其過長,達(dá)到最適光學(xué)總長度的效果。本實(shí)用新型的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第一透鏡可為一雙凸透鏡,或一物側(cè)面為凸面而像側(cè)面為凹面的新月形透鏡;當(dāng)該第一透鏡為一雙凸透鏡時(shí),可有效加強(qiáng)該第一透鏡的屈折力,進(jìn)而縮短系統(tǒng)總長度;當(dāng)該第一透鏡為一凸凹的新月形透鏡時(shí),則對(duì)于修正系統(tǒng)的像散(Astigmatism)較為有利。當(dāng)該第二透鏡的物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面時(shí),有利于修正系統(tǒng)的像散。當(dāng)?shù)谒耐哥R的物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面時(shí),有利于修正系統(tǒng)的像散。若該第四透鏡的像側(cè)面的近軸處為凸面,而當(dāng)該像側(cè)面遠(yuǎn)離近軸處時(shí)則轉(zhuǎn)為凹面時(shí),可有效修正該系統(tǒng)周邊光線的歪曲(Distortion)與高階像差,提高解像力。此外,當(dāng)該第四透鏡上設(shè)置有至少一反曲點(diǎn)時(shí),可有效地壓制離軸視場(chǎng)的光線入射于感光元件上的角度,以增加影像感光元件的接收效率,并可進(jìn)一步修正離軸視場(chǎng)的像差。

圖IA是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖IB是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的像差曲線圖。圖2A是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖2B是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的像差曲線圖。圖3A是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖3B是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的像差曲線圖。圖4A是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖4B是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的像差曲線圖。圖5A是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖5B是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的像差曲線圖。圖6A是本實(shí)用新型第六實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖6B是本實(shí)用新型第六實(shí)施例的像差曲線圖。圖7A是本實(shí)用新型第七實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖7B是本實(shí)用新型第七實(shí)施例的像差曲線圖。圖8A是本實(shí)用新型第八實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖SB是本實(shí)用新型第八實(shí)施例的像差曲線圖。圖9A是本實(shí)用新型第九實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖9B是本實(shí)用新型第九實(shí)施例的像差曲線圖。[0030]圖IOA是本實(shí)用新型第十實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖IOB是本實(shí)用新型第十實(shí)施例的像差曲線圖。圖IlA是本實(shí)用新型第i^一實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。圖IlB是本實(shí)用新型第十一實(shí)施例的像差曲線圖。圖12是示意本實(shí)用新型關(guān)系式ANG42所代表的角度,并示意本實(shí)用新型第四透鏡的像側(cè)面為凸面,但該像側(cè)面于遠(yuǎn)離近軸處時(shí)轉(zhuǎn)為凹面的特征。附圖標(biāo)號(hào)光圈100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100 第一透鏡110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010、1110物側(cè)面111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011、1111像側(cè)面112、212、312、412、512、612、712、812、912、1012、1112第二透鏡120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020、1120物側(cè)面121、221、321、421、521、621、721、821、921、1021、1121像側(cè)面122、222、322、422、522、622、722、822、922、1022、1122第三透鏡130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030、1130物側(cè)面131、231、331、431、531、631、731、831、931、1031、1131像側(cè)面132、232、332、432、532、632、732、832、932、1032、1132第四透鏡140、240、340、440、540、640、740、840、940、1040、1140物側(cè)面141、241、341、441、541、641、741、841、941、1041、1141像側(cè)面142、242、342、442、542、642、742、842、942、1042、1142紅外線濾光片150、250、350、450、550、650、750、850、950、1050、1150保護(hù)玻璃560、660影像感測(cè)元件170、270、370、470、570、670、770、870、970、1070、1170成像面171、280、380、480、580、680、780、880、980、1080、1180近軸處I2Ol遠(yuǎn)離近軸處1202垂直光軸線1203切線1204光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f第一透鏡的焦距為fl第二透鏡的焦距為f2第三透鏡的焦距為f3第四透鏡的焦距為f4第三透鏡于光軸上的厚度為CT3第二透鏡與第三透鏡之間的距離為T23第三透鏡與第四透鏡之間的距離為T34第一透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為Rl第三透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R5第三透鏡的像側(cè)面的曲率半徑為R6[0068]第四透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R7光圈至第五透鏡像側(cè)面于光軸上的距離為SD第一透鏡物側(cè)面至第五透鏡像側(cè)面于光軸上的距離為TD光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的最大視角的一半為HFOV第四透鏡的像側(cè)面的最大有效徑處,其鏡面彎曲切線與垂直光軸線的夾角為ANG42,其中該切線向物側(cè)傾斜時(shí)角度為負(fù),向像側(cè)傾斜時(shí)角度為正
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具負(fù)屈折力的第一透鏡,其物側(cè)面為凸面;一具負(fù)屈折力的第二透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面;一 具正屈折力的第三透鏡;及一具負(fù)屈折力的第四透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面,其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面,其物側(cè)面及像側(cè)面中至少一表面設(shè)有至少一反曲點(diǎn),且其材質(zhì)為塑膠;其中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中具有四片具屈折力透鏡。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第三透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R5,該第三透鏡的像側(cè)面的曲率半徑為R6,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式-1.0
<(R5+R6)/(R5-R6) < I. O時(shí),有利于修正系統(tǒng)的球差;更佳地,滿足下列關(guān)系式_0. 5
<(R5+R6)/(R5-R6) < O. 5。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第四透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R7,該第三透鏡的像側(cè)面的曲率半徑為R6,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式0 < R7/R6
<O. 9時(shí),該第三透鏡與該第四透鏡的曲率較為合適,有助于縮短鏡間距,降低光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的總長度。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第一透鏡的焦距為Π,該第二透鏡的焦距為f2,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式-1. 2 < f/fl+f/f2 < -O. 35時(shí),該第一透鏡與該第二透鏡的屈折力配置較為平衡,可在不使該系統(tǒng)的全長過長的前提下,提供足夠的后焦距。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)有一光圈,該光圈至該第四透鏡的像側(cè)面于光軸上的距離為SD,該第一透鏡的物側(cè)面至該第四透鏡的像側(cè)面于光軸上的距離為TD,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式0. 50 < SD/TD < O. 90時(shí),有利于該光學(xué)透鏡組在遠(yuǎn)心特性與廣視場(chǎng)角特性中取得平衡。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第一透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為Rl,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式0 < f/Rl < 2. 4時(shí),可提供系統(tǒng)充足的視角,有利于收集更多的成像光線。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第二透鏡與該第三透鏡之間于光軸上的距離為T23,該第三透鏡與該第四透鏡之間于光軸上的距離為T34,該第三透鏡于光軸上的厚度為CT3,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式0 < (T23+T34) /CT3 < O. 40時(shí),該第三透鏡的厚度,與其前后透鏡的間距的比例較為合適,可在不使該系統(tǒng)全長過長的前提下,提升成像品質(zhì)。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的最大視角的一半為HF0V,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式0. 35 < tan (HFOV) < I. 2時(shí),可確保系統(tǒng)具有足夠的視場(chǎng)。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,第四透鏡的像側(cè)面最大有效徑處,其鏡面彎曲切線與垂直光軸線的夾角為ANG42,其中該切線向物側(cè)傾斜時(shí)角度為負(fù),向像側(cè)傾斜時(shí)角度為正,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式ANG42 > O時(shí),有助于修正周邊光線的歪曲與高階像差,使該系統(tǒng)獲得更高的解像力。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第三透鏡的焦距為f3,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式1. 5 < f/f3 <2.1時(shí),該第三透鏡的屈折力較為合適,有助于縮短系統(tǒng)的總長度。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第三透鏡的焦距為f3,該第四透鏡的焦距為f4,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式-1. O < f3/f4 < O時(shí),可確保該第三透鏡與該第四透鏡形成的一正、一負(fù)的望遠(yuǎn)結(jié)構(gòu),而有效降低系統(tǒng)的光學(xué)總長度。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)較佳地可于波長750nm 1200nm的波段中使用,使得該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)適合于多種應(yīng)用。另一方面,本實(shí)用新型提供一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具負(fù)屈折力的第一透鏡,其物側(cè)面為凸面;一具負(fù)屈折力的第二透鏡;一具正屈折力的第三透鏡;及一具負(fù)屈折力的第四透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面,其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面,且其材質(zhì)為塑膠;其中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中具有四片具屈折力透鏡;其中該第四透鏡的像側(cè)面最大有效徑處,其鏡面彎曲切線與垂直光軸線的夾角為ANG42,其中該切線向物側(cè)傾斜時(shí)角度為負(fù),向像側(cè)傾斜時(shí)角度為正,滿足下列關(guān)系式ANG42 > O度。當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式ANG42 > O時(shí),有助于修正周邊光線的歪曲與聞階像差,使該系統(tǒng)獲得更聞的解像力。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第一透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為Rl,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式0 < f/Rl < 2. 4時(shí),可提供系統(tǒng)充足的視角,有利于收集更多的成像光線。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第三透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R5,該第三透鏡的像側(cè)面的曲率半徑為R6,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式-1.0
<(R5+R6)/(R5-R6) < I. O時(shí),有利于修正系統(tǒng)的球差。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的最大視角的一半為HF0V,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式0. 35 < tan (HFOV) < I. 2時(shí),可確保系統(tǒng)具有足夠的視場(chǎng)。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第二透鏡與該第三透鏡之間于光軸上的距離為T23,該第三透鏡與該第四透鏡之間于光軸上的距離為T34,該第三透鏡于光軸上的厚度為CT3,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式0 < (T23+T34) /CT3 < O. 40時(shí),該第三透鏡的厚度,與其前后透鏡的間距的比例較為合適,可在不使該系統(tǒng)全長過長的前提下,提升成像品質(zhì)。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第三透鏡的焦距為f3,該第四透鏡的焦距為f4,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式-1. O < f3/f4 < O時(shí),可確保該第三透鏡與該第四透鏡形成的一正、一負(fù)的望遠(yuǎn)結(jié)構(gòu),而有效降低系統(tǒng)的光學(xué)總長度。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)較佳地可于波長750nm 1200nm的波段中使用,使得該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)適合于多種應(yīng)用。再一方面,本實(shí)用新型提供一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具負(fù)屈折力的第一透鏡,其物側(cè)面為凸面;一具負(fù)屈折力的第二透鏡;一具正屈折力的第三透鏡;及一具負(fù)屈折力的第四透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面,其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面,且其材質(zhì)為塑膠;其中,該第四透鏡的像側(cè)面的近軸處為凸面,當(dāng)遠(yuǎn)離近軸處時(shí)轉(zhuǎn)為凹面;其中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中具有四片具屈折力透鏡。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第一透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為Rl,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式0 < f/Rl < 2. 4時(shí),可提供系統(tǒng)充足的視角,有利于收集更多的成像光線。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第三透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R5,該第三透鏡的像側(cè)面的曲率半徑為R6,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式-0.5
<(R5+R6)/(R5-R6) < O. 5時(shí),有利于修正系統(tǒng)的球差。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第二透鏡與該第三透鏡之間于光軸上的距離為T23,該第三透鏡與該第四透鏡之間于光軸上的距離為T34,該第三透鏡于光軸上的厚度為CT3,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式0 < (T23+T34) /CT3 < O. 40時(shí),該第三透鏡的厚度,與其前后透鏡的間距的比例較為合適,可在不使該系統(tǒng)全長過長的前提下,提升成像品質(zhì)。本實(shí)用新型前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第三透鏡的焦距為f3,較佳地,當(dāng)前述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式1. 5 < f/f3 <2.1時(shí),該第三透鏡的屈折力較為合適,有助于縮短系統(tǒng)的總長度。本實(shí)用新型的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,透鏡的材質(zhì)可為玻璃或塑膠,若透鏡的材質(zhì)為玻璃,則可以增加該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)屈折力配置的自由度,若透鏡材質(zhì)為塑膠,則可以有效降低生產(chǎn)成本。此外,可于鏡面上設(shè)置非球面,非球面可以容易制作成球面以外的形狀,獲得較多的控制變數(shù),用以消減像差,進(jìn)而縮減透鏡使用的數(shù)目,因此可以有效降低本實(shí)用新型的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的總長度。本實(shí)用新型的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,可至少設(shè)置一光闌,如耀光光闌(Glare Stop)或視場(chǎng)光闌(Field Stop)等,以減少雜散光,有助于提升影像品質(zhì)。本實(shí)用新型光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,光圈配置可為前置或中置,前置光圈可使光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的出射瞳(exit pupil)與成像面產(chǎn)生較長的距離,使之具有遠(yuǎn)心(telecentric)效果,可增加影像感測(cè)元件如CCD或CMOS接收影像的效率;中置光圈則有助于擴(kuò)大系統(tǒng)的視場(chǎng)角,使光學(xué)鏡頭系統(tǒng)具有廣角鏡頭的優(yōu)勢(shì)。本實(shí)用新型光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,若透鏡表面系為凸面,則表示該透鏡表面于近軸處為凸面;若透鏡表面系為凹面,則表示該透鏡表面于近軸處為凹面。請(qǐng)參考圖12,該第四透鏡(1240)的像側(cè)面(1242)為凸面。如前所述,該像側(cè)面(1242)為凸面,表示像側(cè)面(1242)于近軸處(1201)為凸面,但當(dāng)該第四透鏡(1240)像側(cè)面(1242)遠(yuǎn)離近軸處(1202)時(shí)則轉(zhuǎn)為凹面。再請(qǐng)參圖12,該第四透鏡(1240)的像側(cè)面(1242)最大有效徑處,其鏡面彎曲上的切線(1204)與垂直光軸線(1203)所夾的角度為ANG42,其中該切線(1204)若向物側(cè)傾斜,則該角度定義為負(fù);反之,若向像側(cè)傾斜,該角度則為正。[0103]本實(shí)用新型的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)將通過以下具體實(shí)施例配合所附圖式予以詳細(xì)說明?!兜谝粚?shí)施例》本實(shí)用新型第一實(shí)施例請(qǐng)參閱圖1A,第一實(shí)施例的像差曲線請(qǐng)參閱圖1B。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)主要由四片透鏡構(gòu)成,由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具負(fù)屈折力的第一透鏡110,其物側(cè)面111為凸面及像側(cè)面112為凹面,其材質(zhì)為塑膠,該第一透鏡110的物側(cè)面111及像側(cè)面112皆為非球面;一具負(fù)屈折力的第二透鏡120,其物側(cè)面121為凹面及像側(cè)面122為凸面,其材質(zhì)為塑膠,該第二透鏡120的物側(cè)面121及像側(cè)面122皆為非球面;一具正屈折力的第三透鏡130,其物側(cè)面131為凸面及像側(cè)面132為凸面,其材質(zhì)為塑膠,該第三透鏡130的物側(cè)面131及像側(cè)面132皆為非球面;及 一具負(fù)屈折力的第四透鏡140,其物側(cè)面141為凹面及像側(cè)面142為凸面,其材質(zhì)為塑膠,該第四透鏡140的物側(cè)面141及像側(cè)面142皆為非球面,且該物側(cè)面141及該像側(cè)面142皆設(shè)有至少一反曲點(diǎn);其中,該第四透鏡140的像側(cè)面142的近軸處為凸面,而當(dāng)遠(yuǎn)離近軸處時(shí)則轉(zhuǎn)為凹面;其中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)另設(shè)置有一光圈100置于該第一透鏡110與該第二透鏡120之間;另包含有一濾光元件(filter) 150置于該第四透鏡140的像側(cè)面142與一成像面180之間;該濾光元件150是一材質(zhì)為玻璃的紅外線濾除濾光片(IR cut-filter),其不影響本實(shí)用新型該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距;另設(shè)置有一影像感測(cè)元件170于該成像面180上。第一實(shí)施例詳細(xì)的光學(xué)數(shù)據(jù)如表一所示,其非球面數(shù)據(jù)如表二所示,其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm,HFOV定義為最大視角的一半。"__
_(第一實(shí)施例)_
f = 1.69 mm. Fno = 2.45. HFOV = 36.5 deg.
表面#曲率半徑厚度材質(zhì)折射率焦距
Q — 被攝物— 平面—無限—
-L-第一通 2.066910 (ASP)i!,35 -37,0
21.763620 (ASP) 0.236F52R
3光圈平面0.129 ■^第二透鏡 _Ρ+_270(Α8Ρ)i!,35 -3.96
5-1.179610 (ASP) 0.035F52R
第三透鏡■ ^
7-0.478450 (ASP) 0.105F52R
8-0.300090 (ASP) 0.338塑勝
-第四透鏡------1.607 -1.29
9-0.692570 (ASP) 0.500^kp4
10平面0.300被搞
-濾光元件-—--MOVAR^r71510 -
11平面0.552H0YA-BSC7
12成像面平面-
注相關(guān)焦距(f)與折射率(折射率)的計(jì)算基準(zhǔn)波長為587.6 rnn_
表~-
__ 非球面系數(shù)__
表面#1245
k = -1.00000E+00-1.11549E+007.51763E-01 2.99975E+00
A4=4.28170E-019.19444E-011.08689E+00-1.38040E+00
A6=-5.01337E-02-8.32058E-01-9.68785E+008.70343E+00A8=1.73352E-015.70327E+009.21534E+01-2.53567E+01 A10=5.91690E-01-1.99287E+011.30412E+022.53875E+01 A12=-6.76198E+031.44434E-05 A14=2.15652E+04-1.65301E-05
表面#6789
k = -1.50023E+01 -3.51103E+00-2.15652E+00-2.87477E+00
A4=4.81053E-01-6.80537E-013.82470E-019.22438E-01
A6=-8.13220E-011.35411E+00-8.38621E-01-1.17607E+00
A8=6.01955E-01-1.08306E+001.39116E+001.03278E+00
AlO=-4.25606E-011.36575E-01-6.87214E-01-3.31819E-01A12=1.41591E-012.82026E-012.60291E-02-1.74510E-02 A14=-5.27952E-02-7.80468E-02-8.56922E-03-3.30273E-02上述的非球面曲線的方程式表示如下X(Y)=(Y2/R)/(l+sqrt(l-(l+k)*(Y/R)2))+X(^0 * (Yi)
I[0119]其中X :非球面上距離光 軸為Y的點(diǎn),其與相切于非球面光軸上頂點(diǎn)的切面的相對(duì)距離;Y :非球面曲線上的點(diǎn)與光軸的距離;R :曲率半徑;k:錐面系數(shù);Ai:第i階非球面系數(shù)。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,其關(guān)系式為f =
I.69 (暈米)ο第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的光圈值為Fno,其關(guān)系式為Fno=2. 45。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中最大視角的一半為HF0V,其關(guān)系式為=HFOV = 36. 5 (度)。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第二透鏡120的像側(cè)面122與該第三透鏡130的物側(cè)面131之間于光軸上的距離為T23,該第三透鏡130的像側(cè)面132與該第四透鏡140的物側(cè)面141之間于光軸上的距離為T34,該第三透鏡130于光軸上的厚度為CT3,其關(guān)系式為(T23+T34) /CT3 = O. 13。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第一透鏡110的物側(cè)面111的曲率半徑為R1,其關(guān)系式為f/Rl = O. 82。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第三透鏡130的物側(cè)面131的曲率半徑為R5,該第三透鏡130的像側(cè)面132的曲率半徑為R6,其關(guān)系式為(R5+R6) / (R5-R6) = O. 30。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第四透鏡140的物側(cè)面141的曲率半徑為R7,該第三透鏡130的像側(cè)面132的曲率半徑為R6,其關(guān)系式為R7/R6 = O. 63。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第一透鏡110的焦距為fl,該第二透鏡120的焦距為f2,其關(guān)系式為f/fl+f/f2 = -O. 47。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第三透鏡130的焦距為f3,其關(guān)系式為f/f3 = 2. 13。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第三透鏡130的焦距為f3,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,該第四透鏡140的焦距為f4,其關(guān)系式為f3/f4=-O. 62。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中最大視角的一半為HF0V,其關(guān)系式為tan (HFOV) = O. 74。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該第四透鏡140的像側(cè)面142的最大有效徑處,其鏡面彎曲的切線與垂直光軸線夾角為ANG42,其關(guān)系式為ANG42 = 20. O度。第一實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,該光圈100至該第四透鏡140的像側(cè)面142于光軸上的距離為SD,該第一透鏡110的物側(cè)面111至該第四透鏡140的像側(cè)面142于光軸上的距離為TD,其關(guān)系式為SD/TD = O. 78。《第二實(shí)施例》本實(shí)用新型第二實(shí)施例請(qǐng)參閱圖2A,第二實(shí)施例的像差曲線請(qǐng)參閱圖2B。第二實(shí)施例的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)主要由四片透鏡構(gòu)成,由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具負(fù)屈折力的第一透鏡210,其物側(cè)面211為凸面及像側(cè)面212為凹面,其材質(zhì)為塑膠,該第一透鏡210的物側(cè)面211及像側(cè)面212皆為非球面;一具負(fù)屈折力的第二透鏡220,其物側(cè)面221為凹面及像側(cè)面222為凸面,其材質(zhì)為塑膠,該第二透鏡220的物側(cè)面221及像側(cè)面222皆為非球面;一具正屈折力的第三透鏡230,其物側(cè)面231為凸面及像側(cè)面232為凸面,其材質(zhì)為塑膠,該第三透鏡230的物側(cè)面231及像側(cè)面232皆為非球面;及一具負(fù)屈折力的第四透鏡240,其物側(cè)面241為凹面及像側(cè)面242為凸面,其材質(zhì)為塑膠,該第四透鏡240的物側(cè)面241及像側(cè)面242皆為非球面,且該物側(cè)面241及該像側(cè)面242皆設(shè)有至少一反曲點(diǎn);其中,該第四透鏡240的像側(cè)面242的近軸處為凸面,而當(dāng)遠(yuǎn)離近軸處時(shí)則轉(zhuǎn)為凹面;其中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)另設(shè)置有一光圈200置于該第一透鏡210與該第二透鏡220之間;另包含有一濾光元件250置于該第四透鏡240的像側(cè)面242與一成像面280之間;該濾光元件250是一材質(zhì)為玻璃的紅外線濾除濾光片,其不影響本實(shí)用新型該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距;另設(shè)置有一影像感測(cè)元件270于該成像面280上。第二實(shí)施例詳細(xì)的光學(xué)數(shù)據(jù)如表三所示,其非球面數(shù)據(jù)如表四所示,其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm,HFOV定義為最大視角的一半。
_ΜΞ._
_(第二實(shí)施例)_
f = 1.60 mm, Fno = 2.38, HFOV = 38.0 deg.
表面#曲率半徑厚度材質(zhì)折射率焦距
O— 被攝物-平面—無限.—
^ 雄如立 13.175200 (ASP)S
-弟一透鏡--..Λ 1.544 -7.66
23.075900 (ASP) 0.501APEL-5514ML
3光圈平面0.123
4-0.831920 (ASP) 0.377塑將
-第二透鏡------APm1-544 -5.31
5-1.355290 (ASP) 0.050APEL-5514ML
6… ^ 0.955140 (ASP) 1.274塑腔
-第三透鏡--.DCT^X,,A/rT1.544 0.90
7-0.536210 (ASP) 0.121APEL-5514ML
權(quán)利要求1.一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,由物側(cè)至像側(cè)依序包含 一具負(fù)屈折力的第一透鏡,其物側(cè)面為凸面; 一具負(fù)屈折力的第二透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面; 一具正屈折力的第三透鏡;及 一具負(fù)屈折力的第四透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面,其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面,其物側(cè)面及像側(cè)面中至少一表面設(shè)有至少一反曲點(diǎn),且其材質(zhì)為塑膠; 其中,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中具有四片具屈折力透鏡。
2.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第三透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R5,所述第三透鏡的像側(cè)面的曲率半徑為R6,滿足下列關(guān)系式-I. O < (R5+R6)/(R5-R6) < I. O。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第四透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R7,所述第三透鏡的像側(cè)面的曲率半徑為R6,滿足下列關(guān)系式O < R7/R6 < O. 9。
4.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,所述第一透鏡的焦距為Π,所述第二透鏡的焦距為f2,滿足下列關(guān)系式-I. 2 < f/fl+f/f2 < -O. 35。
5.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,設(shè)有一光圈,所述光圈至所述第四透鏡的像側(cè)面于光軸上的距離為SD,所述第一透鏡物側(cè)面至所述第四透鏡的像側(cè)面于光軸上的距離為TD,滿足下列關(guān)系式O.50 < SD/TD < O. 90。
6.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第三透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R5,所述第三透鏡的像側(cè)面的曲率半徑為R6,滿足下列關(guān)系式-O. 5 < (R5+R6)/(R5-R6) < O.5。
7.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,所述第一透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R1,滿足下列關(guān)系式O < f/Rl < 2. 4。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第二透鏡與所述第三透鏡之間于光軸上的距離為T23,所述第三透鏡與所述第四透鏡之間于光軸上的距離為T34,所述第三透鏡于光軸上的厚度為CT3,滿足下列關(guān)系式O < (T23+T34)/CT3 < O.40。
9.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的最大視角的一半為HFOV,滿足下列關(guān)系式O.35 < tan (HFOV) < I. 2。
10.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第四透鏡的像側(cè)面的最大有效徑處,其鏡面彎曲切線與垂直光軸線的夾角為ANG42,其中所述切線向物側(cè)傾斜時(shí)角度為負(fù),向像側(cè)傾斜時(shí)角度為正,滿足下列關(guān)系式ANG42 > O 度。
11.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,所述第三透鏡的焦距為f3,滿足下列關(guān)系式I. 5 < f/f3 < 2. 7。
12.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其中所述第三透鏡的焦距為f3,所述第四透鏡的焦距為f4,滿足下列關(guān)系式-I. O < f3/f4 < O。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)使用于波長750nm 1200nm的波段中。
14.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,所有具屈折力的透鏡的物側(cè)面及像側(cè)面中至少一表面為非球面,且所述第四透鏡的像側(cè)面的近軸處為凸面,當(dāng)遠(yuǎn)離近軸處時(shí)轉(zhuǎn)為凹面。
15.一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,由物側(cè)至像側(cè)依序包含 一具負(fù)屈折力的第一透鏡,其物側(cè)面為凸面; 一具負(fù)屈折力的第二透鏡; 一具正屈折力的第三透鏡;及 一具負(fù)屈折力的第四透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面,其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面,且其材質(zhì)為塑膠; 其中,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中具有四片具屈折力透鏡; 其中所述第四透鏡的像側(cè)面最大有效徑處,其鏡面彎曲切線與垂直光軸線的夾角為ANG42,其中所述切線向物側(cè)傾斜時(shí)角度為負(fù),向像側(cè)傾斜時(shí)角度為正,滿足下列關(guān)系式ANG42 > O 度。
16.如權(quán)利要求15所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第二透鏡的物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面。
17.如權(quán)利要求15所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,所述第一透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R1,滿足下列關(guān)系式O < f/Rl < 2. 4。
18.如權(quán)利要求15所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第三透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R5,所述第三透鏡的像側(cè)面的曲率半徑為R6,滿足下列關(guān)系式-I. O < (R5+R6) / (R5-R6) < 1.0。
19.如權(quán)利要求15所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的最大視角的一半為HFOV,滿足下列關(guān)系式O. 35 < tan (HFOV) < I. 2。
20.如權(quán)利要求15所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第二透鏡與所述第三透鏡之間于光軸上的距離為T23,所述第三透鏡與所述第四透鏡之間于光軸上的距離為T34,所述第三透鏡于光軸上的厚度為CT3,滿足下列關(guān)系式O < (T23+T34)/CT3 < O.40。
21.如權(quán)利要求15所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第三透鏡的焦距為f3,所述第四透鏡的焦距為f4,滿足下列關(guān)系式-I. O < f3/f4 < O。
22.如權(quán)利要求15所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)使用于波長750nm 1200nm的波段中。
23.一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,由物側(cè)至像側(cè)依序包含 一具負(fù)屈折力的第一透鏡,其物側(cè)面為凸面; 一具負(fù)屈折力的第二透鏡; 一具正屈折力的第三透鏡;及 一具負(fù)屈折力的第四透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面,其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面,且其材質(zhì)為塑膠; 其中,所述第四透鏡的像側(cè)面的近軸處為凸面,當(dāng)遠(yuǎn)離近軸處時(shí)轉(zhuǎn)為凹面; 其中,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中具有四片具屈折力透鏡。
24.如權(quán)利要求23所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,所述第一透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R1,滿足下列關(guān)系式O< f/Rl < 2. 4。
25.如權(quán)利要求24所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第二透鏡的物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面。
26.如權(quán)利要求24所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第三透鏡的物側(cè)面的曲率半徑為R5,所述第三透鏡的像側(cè)面的曲率半徑為R6,滿足下列關(guān)系式-O. 5 < (R5+R6) / (R5-R6) < O. 5。
27.如權(quán)利要求24所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述第二透鏡與所述第三透鏡之間于光軸上的距離為T23,所述第三透鏡與所述第四透鏡之間于光軸上的距離為T34,所述第三透鏡于光軸上的厚度為CT3,滿足下列關(guān)系式O< (T23+T34)/CT3 < O. 40。
28.如權(quán)利要求24所述的光學(xué)鏡頭系統(tǒng),其特征在于,所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中,所有具屈折力的透鏡的物側(cè)面及像側(cè)面中至少一表面為非球面,且所述光學(xué)鏡頭系統(tǒng)的焦距為f,所述第三透鏡的焦距為f3,滿足下列關(guān)系式I.5 < f/f3 < 2. 7。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具負(fù)屈折力的第一透鏡,其物側(cè)面為凸面;一具負(fù)屈折力的第二透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面;一具正屈折力的第三透鏡;及一具負(fù)屈折力的第四透鏡,其物側(cè)面為凹面且像側(cè)面為凸面,其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面,其物側(cè)面及像側(cè)面中至少一表面設(shè)有至少一反曲點(diǎn),且其材質(zhì)為塑膠;其中,該光學(xué)鏡頭系統(tǒng)中具有四片具屈折力透鏡。通過上述配置,尤其是具有負(fù)屈折力的該第一透鏡和該第二透鏡,使得本實(shí)用新型的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)具有足夠的后焦距放置所需的光學(xué)元件,而適合于多種應(yīng)用。
文檔編號(hào)G02B13/18GK202533646SQ20122018331
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者周明達(dá), 蔡宗翰 申請(qǐng)人:大立光電股份有限公司
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