本發(fā)明涉及一種光學(xué)成像系統(tǒng),且特別是有關(guān)于一種應(yīng)用于電子產(chǎn)品上的小型光學(xué)成像系統(tǒng)。
背景技術(shù):
近年來(lái),隨著具有攝影功能的可攜式電子產(chǎn)品的興起,光學(xué)系統(tǒng)的需求日漸增加。一般光學(xué)系統(tǒng)的感光元件不外乎為感光耦合元件(chargecoupleddevice;ccd)或互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體元件(complementarymetal-oxidesemicondutporsensor;cmossensor)兩種,且隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步,使得感光元件的像素尺寸縮小,光學(xué)系統(tǒng)逐漸往高像素方向發(fā)展,因此對(duì)成像質(zhì)量的要求也日益增加。
傳統(tǒng)搭載于便攜設(shè)備上的光學(xué)系統(tǒng),多采用兩片式透鏡結(jié)構(gòu),然而,由于便攜設(shè)備不斷朝像素提升方向發(fā)展,并且終端消費(fèi)者對(duì)大光圈的需求逐漸增加,例如微光與夜拍功能,或是對(duì)廣視角的需求也逐漸增加,例如前置鏡頭的自拍功能。但是,設(shè)計(jì)大光圈的光學(xué)系統(tǒng)常面臨產(chǎn)生更多像差致使周邊成像質(zhì)量隨之劣化以及制造難易度的處境,而設(shè)計(jì)廣視角的光學(xué)系統(tǒng)則會(huì)面臨成像的畸變率(distortion)提高,現(xiàn)有的光學(xué)成像系統(tǒng)已無(wú)法滿足更高階的攝影要求。
因此,如何有效增加光學(xué)成像鏡頭的進(jìn)光量與增加光學(xué)成像鏡頭的視角,除進(jìn)一步提高成像的總像素與質(zhì)量外同時(shí)能兼顧微型化光學(xué)成像鏡頭的衡平設(shè)計(jì),便成為一個(gè)相當(dāng)重要的議題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)一種光學(xué)成像系統(tǒng)及光學(xué)影像擷取鏡頭,能夠利用三個(gè)透鏡的屈光力、凸面與凹面的組合(本發(fā)明所述凸面或凹面原則上指各透鏡的物側(cè)面或像側(cè)面于光軸上的幾何形狀描述),進(jìn)而有效提高光學(xué)成像系統(tǒng)的進(jìn)光量與增加光學(xué)成像鏡頭的視角,同時(shí)提高成像的總像素與質(zhì)量,以應(yīng)用于小型的電子產(chǎn)品上。
本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的機(jī)構(gòu)元件參數(shù)的用語(yǔ)與其代號(hào)詳列如下,作為后續(xù)描述的參考:
如圖7所示,光學(xué)成像系統(tǒng)可包括一影像感測(cè)模塊(未繪示),該影像感測(cè)模塊包含有一基板以及設(shè)置于該基板上的一感光元件;光學(xué)成像系統(tǒng)另外可包括一透鏡定位元件794,其呈中空且可容置任一透鏡,并使該多個(gè)透鏡排列于光軸上,該透鏡定位元件包含有一物端部796以及一像端部798,該物端部796靠近物側(cè)且具有一第一開口7962,該像端部798靠近像側(cè)具有一第二開口7982,該透鏡定位元件794外壁包含兩個(gè)切平面799,該多個(gè)切平面799分別具有一成型灌口痕7992。前述該第一開口7962的內(nèi)徑為od,該第二開口7982的內(nèi)徑為id,其滿足下列條件:0.1≤od/id≤10。該物端部796的最小厚度為ot以及該像端部798的最小厚度為it,其滿足下列條件:0.1≤ot/it≤10。
如圖8所示,光學(xué)成像系統(tǒng)可包括一影像感測(cè)模塊(未繪示),該影像感測(cè)模塊包含有一基板以及設(shè)置于該基板上的一感光元件;光學(xué)成像系統(tǒng)另外可包括一透鏡定位元件894,其呈中空且可容置任一透鏡,并使該多個(gè)透鏡排列于光軸上,該透鏡定位元件包含有一物端部896以及一像端部898,該物端部896靠近物側(cè)且具有一第一開口8962,該像端部898靠近像側(cè)具有一第二開口8982,該透鏡定位元件894外壁包含三個(gè)切平面899,該多個(gè)切平面899分別具有一成型灌口痕8992。前述該第一開口8962的內(nèi)徑為od,該第二開口8982的內(nèi)徑為id,其滿足下列條件:0.1≤od/id≤10。該物端部896的最小厚度為ot以及該像端部898的最小厚度為it,其滿足下列條件:0.1≤ot/it≤10。
本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的透鏡參數(shù)的用語(yǔ)與其代號(hào)詳列如下,作為后續(xù)描述的參考:
與長(zhǎng)度或高度有關(guān)的透鏡參數(shù):
光學(xué)成像系統(tǒng)的成像高度以hoi表示;光學(xué)成像系統(tǒng)的高度以hos表示;光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一透鏡物側(cè)面至第三透鏡像側(cè)面間的距離以intl表示;光學(xué)成像系統(tǒng)中的第三透鏡像側(cè)面至成像面間的距離以inb表示;intl+inb=hos;光學(xué)成像系統(tǒng)中的固定光欄(光圈)至成像面間的距離以ins表示;光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一透鏡與第二透鏡間的距離以in12表示(例示);光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一透鏡于光軸上的厚度以tp1表示(例示)。
與材料有關(guān)的透鏡參數(shù):
光學(xué)成像系統(tǒng)的第一透鏡的色散系數(shù)以na1表示(例示);第一透鏡的折射律以nd1表示(例示)。
與視角有關(guān)的透鏡參數(shù):
視角以af表示;視角的一半以haf表示;主光線角度以mra表示。
與出入瞳有關(guān)的透鏡參數(shù):
光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑以hep表示;單一透鏡的任一表面的最大有效半徑系指系統(tǒng)最大視角入射光通過(guò)入射瞳最邊緣的光線于該透鏡表面交會(huì)點(diǎn)(effectivehalfdiameter;ehd),該交會(huì)點(diǎn)與光軸之間的垂直高度。例如第一透鏡物側(cè)面的最大有效半徑以ehd11表示,第一透鏡像側(cè)面的最大有效半徑以ehd12表示。第二透鏡物側(cè)面的最大有效半徑以ehd21表示,第二透鏡像側(cè)面的最大有效半徑以ehd22表示。光學(xué)成像系統(tǒng)中其余透鏡的任一表面的最大有效半徑表示方式以此類推。
與透鏡面形深度有關(guān)的參數(shù):
第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離以inrs31表示(例示);第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離以inrs32表示(例示)。
與透鏡面型有關(guān)的參數(shù):
臨界點(diǎn)c指特定透鏡表面上,除與光軸的交點(diǎn)外,一與光軸相垂直的切面相切的點(diǎn)。承上,例如第二透鏡物側(cè)面的臨界點(diǎn)c21與光軸的垂直距離為hvt21(例示),第二透鏡像側(cè)面的臨界點(diǎn)c22與光軸的垂直距離為hvt22(例示),第三透鏡物側(cè)面的臨界點(diǎn)c31與光軸的垂直距離為hvt31(例示),第三透鏡像側(cè)面的臨界點(diǎn)c32與光軸的垂直距離為hvt32(例示)。其他透鏡的物側(cè)面或像側(cè)面上的臨界點(diǎn)及其與光軸的垂直距離的表示方式比照前述。
第三透鏡物側(cè)面上最接近光軸的反曲點(diǎn)為if311,該點(diǎn)沉陷量sgi311(例示),sgi311亦即第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離,if311該點(diǎn)與光軸間的垂直距離為hif311(例示)。第三透鏡像側(cè)面上最接近光軸的反曲點(diǎn)為if321,該點(diǎn)沉陷量sgi321(例示),sgi311亦即第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離,if321該點(diǎn)與光軸間的垂直距離為hif321(例示)。
第三透鏡物側(cè)面上第二接近光軸的反曲點(diǎn)為if312,該點(diǎn)沉陷量sgi312(例示),sgi312亦即第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離,if312該點(diǎn)與光軸間的垂直距離為hif312(例示)。第三透鏡像側(cè)面上第二接近光軸的反曲點(diǎn)為if322,該點(diǎn)沉陷量sgi322(例示),sgi322亦即第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離,if322該點(diǎn)與光軸間的垂直距離為hif322(例示)。
第三透鏡物側(cè)面上第三接近光軸的反曲點(diǎn)為if313,該點(diǎn)沉陷量sgi313(例示),sgi313亦即第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面第三接近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離,if3132該點(diǎn)與光軸間的垂直距離為hif313(例示)。第三透鏡像側(cè)面上第三接近光軸的反曲點(diǎn)為if323,該點(diǎn)沉陷量sgi323(例示),sgi323亦即第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面第三接近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離,if323該點(diǎn)與光軸間的垂直距離為hif323(例示)。
第三透鏡物側(cè)面上第四接近光軸的反曲點(diǎn)為if314,該點(diǎn)沉陷量sgi314(例示),sgi314亦即第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面第四接近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離,if314該點(diǎn)與光軸間的垂直距離為hif314(例示)。第三透鏡像側(cè)面上第四接近光軸的反曲點(diǎn)為if324,該點(diǎn)沉陷量sgi324(例示),sgi324亦即第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面第四接近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離,if324該點(diǎn)與光軸間的垂直距離為hif324(例示)。
其他透鏡物側(cè)面或像側(cè)面上的反曲點(diǎn)及其與光軸的垂直距離或其沉陷量的表示方式比照前述。
與像差有關(guān)的變數(shù)
光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)畸變(opticaldistortion)以odt表示;其tv畸變(tvdistortion)以tdt表示,并且可以進(jìn)一步限定描述在成像50%至100%視野間像差偏移的程度;球面像差偏移量以dfs表示;慧星像差偏移量以dfc表示。
光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)特性圖(modulationtransferfunction;mtf),用來(lái)測(cè)試與評(píng)估系統(tǒng)成像的反差對(duì)比度及銳利度。調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)特性圖的垂直坐標(biāo)軸表示對(duì)比轉(zhuǎn)移率(數(shù)值從0到1),水平坐標(biāo)軸則表示空間頻率(cycles/mm;lp/mm;linepairspermm)。完美的成像系統(tǒng)理論上能100%呈現(xiàn)被攝物體的線條對(duì)比,然而實(shí)際的成像系統(tǒng),其垂直軸的對(duì)比轉(zhuǎn)移率數(shù)值小于1。此外,一般而言,成像的邊緣區(qū)域會(huì)比中心區(qū)域較難得到精細(xì)的還原度??梢姽忸l譜在成像面上,光軸、0.3視場(chǎng)以及0.7視場(chǎng)三處于空間頻率55cycles/mm的對(duì)比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfe0、mtfe3以及mtfe7表示,光軸、0.3視場(chǎng)以及0.7視場(chǎng)三處于空間頻率110cycles/mm的對(duì)比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfq0、mtfq3以及mtfq7表示,光軸、0.3視場(chǎng)以及0.7視場(chǎng)三處于空間頻率220cycles/mm的對(duì)比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfh0、mtfh3以及mtfh7表示,光軸、0.3視場(chǎng)以及0.7視場(chǎng)三處于空間頻率440cycles/mm的對(duì)比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtf0、mtf3以及mtf7表示,前述此三個(gè)視場(chǎng)對(duì)于鏡頭的中心、內(nèi)視場(chǎng)以及外視場(chǎng)具有代表性,因此可用以評(píng)價(jià)特定光學(xué)成像系統(tǒng)的性能是否優(yōu)異。若光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系對(duì)應(yīng)像素大小(pixelsize)為含1.12微米以下的感光元件,因此調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)特性圖的四分之一空間頻率、半數(shù)空間頻率(半頻)以及完全空間頻率(全頻)分別至少為110cycles/mm、220cycles/mm以及440cycles/mm。
光學(xué)成像系統(tǒng)若同時(shí)須滿足針對(duì)紅外線頻譜的成像,例如用于低光源的夜視需求,所使用的工作波長(zhǎng)可為850nm或800nm,由于主要功能在辨識(shí)黑白明暗所形成的物體輪廓,無(wú)須高分辨率,因此可僅需選用小于110cycles/mm的空間頻率評(píng)價(jià)特定光學(xué)成像系統(tǒng)在紅外線頻譜的性能是否優(yōu)異。前述工作波長(zhǎng)850nm當(dāng)聚焦在成像面上,影像于光軸、0.3視場(chǎng)以及0.7視場(chǎng)三處于空間頻率55cycles/mm的對(duì)比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfi0、mtfi3以及mtfi7表示。然而,也因?yàn)榧t外線工作波長(zhǎng)850nm或800nm與一般可見光波長(zhǎng)差距很遠(yuǎn),若光學(xué)成像系統(tǒng)需同時(shí)能對(duì)可見光與紅外線(雙模)對(duì)焦并分別達(dá)到一定性能,在設(shè)計(jì)上有相當(dāng)難度。
本發(fā)明提供一種光學(xué)成像系統(tǒng),可同時(shí)對(duì)可見光與紅外線(雙模)對(duì)焦并分別達(dá)到一定性能,并且其第三透鏡的物側(cè)面或像側(cè)面設(shè)置有反曲點(diǎn),可有效調(diào)整各視場(chǎng)入射于第三透鏡的角度,并針對(duì)光學(xué)畸變與tv畸變進(jìn)行補(bǔ)正。另外,第三透鏡的表面可具備更佳的光路調(diào)節(jié)能力,以提升成像質(zhì)量。
依據(jù)本發(fā)明提供一種光學(xué)成像系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、成像面以及透鏡定位元件。其中該透鏡定位元件呈中空且能夠容置任一透鏡,并使該多個(gè)透鏡排列于光軸上,該透鏡定位元件包括一物端部以及一像端部,該物端部靠近物側(cè)且具有一第一開口,該像端部靠近像側(cè)具有一第二開口,該透鏡定位元件外壁包含至少兩個(gè)切平面,該多個(gè)切平面分別具有至少一成型灌口痕。第一透鏡至第三透鏡均具有屈折力。該第一透鏡至該第三透鏡中至少一透鏡具有正屈折力,該第一透鏡至該第三透鏡的焦距分別為f1、f2和f3,該光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為f,該光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑為hep,該第一透鏡物側(cè)面至該成像面于光軸上的距離為hos,該第一透鏡物側(cè)面至該第三透鏡像側(cè)面于光軸上的距離為intl,該光學(xué)成像系統(tǒng)的最大可視角度的一半為haf,該第一透鏡至該第三透鏡于1/2hep高度且平行于光軸的厚度分別為etp1、etp2、etp3,前述etp1至etp3的總和為setp,該第一透鏡至該第三透鏡于光軸的厚度分別為tp1、tp2、tp3,前述tp1至tp3的總和為stp,其滿足下列條件:1.0≤f/hep≤10.0;0deg<haf≤150deg以及0.5≤setp/stp<1。
依據(jù)本發(fā)明另提供一種光學(xué)成像系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、成像面以及透鏡定位元件。其中該透鏡定位元件呈中空且能夠容置任一透鏡,并使該多個(gè)透鏡排列于光軸上,該透鏡定位元件包括一物端部以及一像端部,該物端部靠近物側(cè)且具有一第一開口,該像端部靠近像側(cè)具有一第二開口,該透鏡定位元件外壁包含至少兩個(gè)切平面,該多個(gè)切平面分別具有至少一成型灌口痕。該第一透鏡至該第三透鏡中至少一透鏡具有正屈折力,該第一透鏡至該第三透鏡中至少一透鏡的至少一表面具有至少一反曲點(diǎn),該第二透鏡至該第三透鏡中至少一透鏡具有正屈折力,該第一透鏡至該第三透鏡的焦距分別為f1、f2和f3,該光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為f,該光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑為hep,該第一透鏡物側(cè)面至該成像面于光軸上的距離為hos,該第一透鏡物側(cè)面至該第三透鏡像側(cè)面于光軸上的距離為intl,該光學(xué)成像系統(tǒng)的最大可視角度的一半為haf,該第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)至該成像面間平行于光軸的水平距離為etl,該第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)至該第三透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)間平行于光軸的水平距離為ein,其滿足下列條件:1.0≤f/hep≤10.0;0deg<haf≤150deg以及0.2≤ein/etl<1。
依據(jù)本發(fā)明再提供一種光學(xué)成像系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、成像面以及透鏡定位元件。其中該透鏡定位元件呈中空且能夠容置任一透鏡,并使該多個(gè)透鏡排列于光軸上,該透鏡定位元件包括一物端部以及一像端部,該物端部靠近物側(cè)且具有一第一開口,該像端部靠近像側(cè)具有一第二開口,該透鏡定位元件外壁包含至少三個(gè)切平面,該多個(gè)切平面分別具有至少一成型灌口痕。該第一透鏡至該第三透鏡中至少一透鏡具有正屈折力,該第一透鏡至該第三透鏡的焦距分別為f1、f2和f3,該光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為f,該光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑為hep,該第一透鏡物側(cè)面至該成像面于光軸上的距離為hos,該第一透鏡物側(cè)面至該第三透鏡像側(cè)面于光軸上的距離為intl,該光學(xué)成像系統(tǒng)的最大可視角度的一半為haf,該第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)至該成像面間平行于光軸的水平距離為etl,該第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)至該第三透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)間平行于光軸的水平距離為ein,其滿足下列條件:1.0≤f/hep≤10.0;0deg<haf≤100deg以及0.2≤ein/etl<1。
單一透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度,特別影響該1/2入射瞳直徑(hep)范圍內(nèi)各光線視場(chǎng)共享區(qū)域的修正像差以及各視場(chǎng)光線間光程差的能力,厚度越大則修正像差的能力提升,然而同時(shí)亦會(huì)增加生產(chǎn)制造上的困難度,因此必須控制單一透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度,特別是控制該透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度(etp)與該表面所屬的該透鏡于光軸上的厚度(tp)間的比例關(guān)系(etp/tp)。例如第一透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp1表示。第二透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp2表示。光學(xué)成像系統(tǒng)中其余透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度,其表示方式以此類推。前述etp1至etp3的總和為setp,本發(fā)明的實(shí)施例可滿足下列公式:0.3≤setp/ein<1。
為同時(shí)權(quán)衡提升修正像差的能力以及降低生產(chǎn)制造上的困難度,特別需控制該透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度(etp)與該透鏡于光軸上的厚度(tp)間的比例關(guān)系(etp/tp)。例如第一透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp1表示,第一透鏡于光軸上的厚度為tp1,兩者間的比值為etp1/tp1。第二透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp2表示,第二透鏡于光軸上的厚度為tp2,兩者間的比值為etp2/tp2。光學(xué)成像系統(tǒng)中其余透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度與該透鏡于光軸上的厚度(tp)間的比例關(guān)系,其表示方式以此類推。本發(fā)明的實(shí)施例可滿足下列公式:0<etp/tp≤5。
相鄰兩透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離以ed表示,前述水平距離(ed)平行于光學(xué)成像系統(tǒng)的光軸,并且特別影響該1/2入射瞳直徑(hep)位置各光線視場(chǎng)共享區(qū)域的修正像差以及各視場(chǎng)光線間光程差的能力,水平距離越大則修正像差的能力的可能性將提升,然而同時(shí)亦會(huì)增加生產(chǎn)制造上的困難度以及限制光學(xué)成像系統(tǒng)的長(zhǎng)度“微縮”的程度,因此必須控制特定相鄰兩透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離(ed)。
為同時(shí)權(quán)衡提升修正像差的能力以及降低光學(xué)成像系統(tǒng)的長(zhǎng)度“微縮”的困難度,特別需控制該相鄰兩透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離(ed)與該相鄰兩透鏡于光軸上的水平距離(in)間的比例關(guān)系(ed/in)。例如第一透鏡與第二透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離以ed12表示,第一透鏡與第二透鏡于光軸上的水平距離為in12,兩者間的比值為ed12/in12。第二透鏡與第三透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離以ed23表示,第二透鏡與第三透鏡于光軸上的水平距離為in23,兩者間的比值為ed23/in23。光學(xué)成像系統(tǒng)中其余相鄰兩透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離與該相鄰兩透鏡于光軸上的水平距離兩者間的比例關(guān)系,其表示方式以此類推。
該第三透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)至該成像面間平行于光軸的水平距離為ebl,該第三透鏡像側(cè)面上與光軸的交點(diǎn)至該成像面平行于光軸的水平距離為bl,本發(fā)明的實(shí)施例為同時(shí)權(quán)衡提升修正像差的能力以及預(yù)留其他光學(xué)元件的容納空間,可滿足下列公式:0.1≤ebl/bl≤1.5。
光學(xué)成像系統(tǒng)可進(jìn)一步包括一濾光元件,該濾光元件位于該第三透鏡以及該成像面之間,該第三透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)至該濾光元件間平行于光軸的距離為eir,該第三透鏡像側(cè)面上與光軸的交點(diǎn)至該濾光元件間平行于光軸的距離為pir,本發(fā)明的實(shí)施例可滿足下列公式:0.1≤eir/pir≤1.1。
前述光學(xué)成像系統(tǒng)可用以搭配成像在對(duì)角線長(zhǎng)度為1/1.2英寸大小以下的影像感測(cè)元件,該影像感測(cè)元件的像素尺寸小于1.4微米(μm),較佳的,其像素尺寸小于1.12微米(μm),最佳的,其像素尺寸小于0.9微米(μm)。此外,該光學(xué)成像系統(tǒng)可適用于長(zhǎng)寬比為16:9的影像感測(cè)元件。
前述光學(xué)成像系統(tǒng)可適用于百萬(wàn)像素以上的攝錄像要求并擁有良好的成像質(zhì)量。
當(dāng)│f1│>f3時(shí),光學(xué)成像系統(tǒng)的系統(tǒng)總高度(hos;heightofopticsystem)可以適當(dāng)縮短以達(dá)到微型化的目的。
當(dāng)│f2│>︱f1│時(shí),第二透鏡具有弱的正屈折力或弱的負(fù)屈折力。當(dāng)本發(fā)明中的第二透鏡具有弱的正屈折力,其可有效分擔(dān)第一透鏡的正屈折力而避免不必要的像差過(guò)早出現(xiàn),反之,若第二透鏡具有弱的負(fù)屈折力,則可以微調(diào)補(bǔ)正系統(tǒng)的像差。
第三透鏡可具有正屈折力,其像側(cè)面可為凹面。藉此,有利于縮短其后焦距以維持小型化。另外,第三透鏡的至少一表面可具有至少一反曲點(diǎn),可有效地壓制離軸視場(chǎng)光線入射的角度,進(jìn)一步可修正離軸視場(chǎng)的像差。
附圖說(shuō)明
圖1a為本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖1b由左至右依序?yàn)楸景l(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖1c為本發(fā)明第一實(shí)施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖2a為本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖2b由左至右依序?yàn)楸景l(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖2c為本發(fā)明第二實(shí)施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖3a為本發(fā)明第三實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖3b由左至右依序?yàn)楸景l(fā)明第三實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖3c為本發(fā)明第三實(shí)施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖4a為本發(fā)明第四實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖4b由左至右依序?yàn)楸景l(fā)明第四實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖4c為本發(fā)明第四實(shí)施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖5a為本發(fā)明第五實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖5b由左至右依序?yàn)楸景l(fā)明第五實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖5c為本發(fā)明第五實(shí)施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖6a為本發(fā)明第六實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖6b由左至右依序?yàn)楸景l(fā)明第六實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖6c為本發(fā)明第六實(shí)施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。
圖7a為本發(fā)明第一實(shí)施例的透鏡定位元件的立體側(cè)視圖;
圖7b為本發(fā)明第一實(shí)施例的透鏡定位元件的俯視圖,俯視方向自像端部的第二開口朝向物端部的第一開口,該透鏡定位元件的外壁具有兩個(gè)切平面,該多個(gè)切平面分別具有一成型灌口痕;
圖7c為本發(fā)明第一實(shí)施例的透鏡定位元件的剖面圖;
圖8a為本發(fā)明第二實(shí)施例至第六實(shí)施例的透鏡定位元件的立體側(cè)視圖;
圖8b為本發(fā)明第二實(shí)施例至第六實(shí)施例的透鏡定位元件的俯視圖,俯視方向自像端部的第二開口朝向物端部的第一開口,該透鏡定位元件的外壁具有三個(gè)切平面,該多個(gè)切平面分別具有一成型灌口痕;
圖8c為本發(fā)明第二實(shí)施例至第六實(shí)施例的透鏡定位元件的剖面圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:光學(xué)成像系統(tǒng):10、20、30、40、50、60
光圈:100、200、300、400、500、600
光學(xué)成像系統(tǒng):10、20、30、40、50、60
光圈:100、200、300、400、500、600
第一透鏡:110、210、310、410、510、610、710、810
物側(cè)面:112、212、312、412、512、612
像側(cè)面:114、214、314、414、514、614
第二透鏡:120、220、320、420、520、620、720、820
物側(cè)面:122、222、322、422、522、622
像側(cè)面:124、224、324、424、524、624
第三透鏡:130、230、330、430、530、630、730、830
物側(cè)面:132、232、332、432、532、632
像側(cè)面:134、234、334、434、534、634
紅外線濾光片:170、270、370、470、570、670
成像面:180、280、380、480、580、680、780、880
影像感測(cè)元件:190、290、390、490、590、690
透鏡定位元件794、894,
物端部796、896
像端部798、898
第一開口7962、8962
第二開口7982、8982
切平面799、899
成型灌口痕7992、8992
光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距:f
第一透鏡的焦距:f1;第二透鏡的焦距:f2;第三透鏡的焦距:f3
光學(xué)成像系統(tǒng)的光圈值:f/hep
光學(xué)成像系統(tǒng)的最大視角的一半:haf
第一透鏡至第三透鏡的色散系數(shù)分別為na1、na2、na3
第一透鏡物側(cè)面以及像側(cè)面的曲率半徑:r1、r2
第三透鏡物側(cè)面以及像側(cè)面的曲率半徑:r5、r6
第一透鏡至第三透鏡于光軸上的厚度分別為tp1、tp2、tp3
所有具有屈折力的透鏡的厚度總和:σtp
第一透鏡與第二透鏡于光軸上的間隔距離:in12
第二透鏡與第三透鏡于光軸上的間隔距離:in23
第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離:inrs31
第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離:inrs32
第二透鏡物側(cè)面上第二接近光軸的反曲點(diǎn):if212;該點(diǎn)沉陷量:sgi212
第二透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離:hif212
第二透鏡像側(cè)面上第二接近光軸的反曲點(diǎn):if222;該點(diǎn)沉陷量:sgi222
第二透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離:hif222
第三透鏡物側(cè)面上最接近光軸的反曲點(diǎn):if311;該點(diǎn)沉陷量:sgi311
第三透鏡物側(cè)面上最接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離:hif311
第三透鏡像側(cè)面上最接近光軸的反曲點(diǎn):if321;該點(diǎn)沉陷量:sgi321
第三透鏡像側(cè)面上最接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離:hif321
第三透鏡物側(cè)面上第二接近光軸的反曲點(diǎn):if312;該點(diǎn)沉陷量:sgi312
第三透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離:hif312
第三透鏡像側(cè)面上第二接近光軸的反曲點(diǎn):if322;該點(diǎn)沉陷量:sgi322
第三透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離:hif322
第三透鏡物側(cè)面上第三接近光軸的反曲點(diǎn):if313;該點(diǎn)沉陷量:sgi313
第三透鏡物側(cè)面第三接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離:hif313
第三透鏡像側(cè)面上第三接近光軸的反曲點(diǎn):if323;該點(diǎn)沉陷量:sgi323
第三透鏡像側(cè)面第三接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離:hif323
第三透鏡物側(cè)面的臨界點(diǎn):c31;第三透鏡像側(cè)面的臨界點(diǎn):c32
第三透鏡物側(cè)面的臨界點(diǎn)與光軸的垂直距離:hvt31
第三透鏡像側(cè)面的臨界點(diǎn)與光軸的垂直距離:hvt32
系統(tǒng)總高度(第一透鏡物側(cè)面至成像面于光軸上的距離):hos
光圈至成像面的距離:ins
第一透鏡物側(cè)面至該第三透鏡像側(cè)面的距離:intl
第三透鏡像側(cè)面至該成像面的距離:inb
影像感測(cè)元件有效感測(cè)區(qū)域?qū)蔷€長(zhǎng)的一半(最大像高):hoi
光學(xué)成像系統(tǒng)于結(jié)像時(shí)的tv畸變(tvdistortion):tdt
光學(xué)成像系統(tǒng)于結(jié)像時(shí)的光學(xué)畸變(opticaldistortion):odt
具體實(shí)施方式
本發(fā)明公開了一種光學(xué)成像系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含具有屈折力的第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡。光學(xué)成像系統(tǒng)還可包含一影像感測(cè)元件,其設(shè)置于成像面。
光學(xué)成像系統(tǒng)使用五個(gè)工作波長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì),分別為470nm、510nm、555nm、610nm、650nm,其中555nm為主要參考波長(zhǎng)并作為主要提取技術(shù)特征的參考波長(zhǎng)。關(guān)于最長(zhǎng)工作波長(zhǎng)以及最短工作波長(zhǎng)通過(guò)光圈邊緣的橫向像差數(shù)值的提取,最長(zhǎng)工作波長(zhǎng)使用650nm,參考波長(zhǎng)主光線波長(zhǎng)使用555nm,最短工作波長(zhǎng)使用470nm。
光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距f與每一片具有正屈折力的透鏡的焦距fp的比值為ppr,光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距f與每一片具有負(fù)屈折力的透鏡的焦距fn的比值為npr,所有具有正屈折力的透鏡的ppr總和為σppr,所有具有負(fù)屈折力的透鏡的npr總和為σnpr,當(dāng)滿足下列條件時(shí)有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)的總屈折力以及總長(zhǎng)度:0.5≤σppr/│σnpr│≤4.5,較佳地,可滿足下列條件:1≤σppr/│σnpr│≤3.8。
光學(xué)成像系統(tǒng)的系統(tǒng)高度為hos,當(dāng)hos/f比值趨近于1時(shí),將有利于制作微型化且可成像超高像素的光學(xué)成像系統(tǒng)。
光學(xué)成像系統(tǒng)的每一片具有正屈折力的透鏡的焦距fp的總和為為σpp,每一片具有負(fù)屈折力的透鏡的焦距總和為σnp,本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)的一種實(shí)施方式,其滿足下列條件:0<σpp≤200;以及f1/σpp≤0.85。較佳地,可滿足下列條件:0<σpp≤150;以及0.01≤f1/σpp≤0.6。藉此,有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)的聚焦能力,并且適當(dāng)分配系統(tǒng)的正屈折力以抑制顯著的像差過(guò)早產(chǎn)生。第一透鏡可具有正屈折力,其物側(cè)面可為凸面。藉此,可適當(dāng)調(diào)整第一透鏡的正屈折力強(qiáng)度,有助于縮短光學(xué)成像系統(tǒng)的總長(zhǎng)度。
第二透鏡可具有負(fù)屈折力。藉此,可補(bǔ)正第一透鏡產(chǎn)生的像差。
第三透鏡可具有正屈折力,其像側(cè)面可為凹面。藉此,除了可分擔(dān)第一透鏡的正屈折力并且有利于縮短其后焦距以維持小型化。另外,第三透鏡的至少一表面可具有至少一反曲點(diǎn),可有效地壓制離軸視場(chǎng)光線入射的角度,進(jìn)一步可修正離軸視場(chǎng)的像差。較佳地,其物側(cè)面以及像側(cè)面均具有至少一反曲點(diǎn)。
光學(xué)成像系統(tǒng)可進(jìn)一步包含一影像感測(cè)元件,其設(shè)置于成像面。影像感測(cè)元件有效感測(cè)區(qū)域?qū)蔷€長(zhǎng)的一半(即為光學(xué)成像系統(tǒng)的成像高度或稱最大像高)為hoi,第一透鏡物側(cè)面至成像面于光軸上的距離為hos,其滿足下列條件:hos/hoi≤3;以及0.5≤hos/f≤3.0。較佳地,可滿足下列條件:1≤hos/hoi≤2.5;以及1≤hos/f≤2。藉此,可維持光學(xué)成像系統(tǒng)的小型化,以搭載于輕薄可攜式的電子產(chǎn)品上。
另外,本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,依需求可設(shè)置至少一光圈,以減少雜散光,有助于提升影像質(zhì)量。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,光圈配置可為前置光圈或中置光圈,其中前置光圈意即光圈設(shè)置于被攝物與第一透鏡間,中置光圈則表示光圈設(shè)置于第一透鏡與成像面間。若光圈為前置光圈,可使光學(xué)成像系統(tǒng)的出瞳與成像面產(chǎn)生較長(zhǎng)的距離而容置更多光學(xué)元件,并可提高影像感測(cè)元件接收影像的效率;若為中置光圈,則有助于擴(kuò)大系統(tǒng)的視場(chǎng)角,使光學(xué)成像系統(tǒng)具有廣角鏡頭的優(yōu)勢(shì)。前述光圈至成像面間的距離為ins,其滿足下列條件:0.5≤ins/hos≤1.1。較佳地,可滿足下列條件:0.6≤ins/hos≤1藉此,可同時(shí)兼顧維持光學(xué)成像系統(tǒng)的小型化以及具備廣角的特性。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡物側(cè)面至第三透鏡像側(cè)面間的距離為intl,于光軸上所有具有屈折力的透鏡的厚度總和σtp,其滿足下列條件:0.45≤σtp/intl≤0.95。藉此,當(dāng)可同時(shí)兼顧系統(tǒng)成像的對(duì)比度以及透鏡制造的合格率并提供適當(dāng)?shù)暮蠼咕嘁匀葜闷渌?/p>
第一透鏡物側(cè)面的曲率半徑為r1,第一透鏡像側(cè)面的曲率半徑為r2,其滿足下列條件:0.1≤│r1/r2│≤3.0。藉此,第一透鏡具備適當(dāng)正屈折力強(qiáng)度,避免球差增加過(guò)速。較佳地,可滿足下列條件:0.1≤│r1/r2│≤2.0。
第三透鏡物側(cè)面的曲率半徑為r5,第三透鏡像側(cè)面的曲率半徑為r6,其滿足下列條件:-200<(r5-r6)/(r5+r6)<30。藉此,有利于修正光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像散。
第一透鏡與第二透鏡于光軸上的間隔距離為in12,其滿足下列條件:0<in12/f≤0.30。較佳地,可滿足下列條件:0.01≤in12/f≤0.25。藉此,有助于改善透鏡的色差以提升其性能。
第二透鏡與第三透鏡于光軸上的間隔距離為in23,其滿足下列條件:in23/f≤0.25。藉此有助于改善透鏡的色差以提升其性能。
第一透鏡與第二透鏡于光軸上的厚度分別為tp1以及tp2,其滿足下列條件:2≤(tp1+in12)/tp2≤10。藉此,有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)制造的敏感度并提升其性能。
第三透鏡于光軸上的厚度為tp3,其與第二透鏡間于光軸上的間隔距離為in23,其滿足下列條件:1.0≤(tp3+in23)/tp2≤10。藉此,有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)制造的敏感度并降低系統(tǒng)總高度。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,其滿足下列條件:0.1≤tp1/tp2≤0.6;0.1≤tp2/tp3≤0.6。藉此,有助層層微幅修正入射光行進(jìn)過(guò)程所產(chǎn)生的像差并降低系統(tǒng)總高度。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第三透鏡物側(cè)面132于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面132的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離為inrs31(若水平位移朝向像側(cè),inrs31為正值;若水平位移朝向物側(cè),inrs31為負(fù)值),第三透鏡像側(cè)面134于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面134的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離為inrs32,第三透鏡130于光軸上的厚度為tp3,其滿足下列條件:-1mm≤inrs31≤1mm;-1mm≤inrs32≤1mm;1mm≤│inrs31︱+│inrs32︱≤2mm;0.01≤│inrs31︱/tp3≤10;0.01≤│inrs32︱/tp3≤10。藉此,可控制第三透鏡兩面間最大有效半徑位置,從而有助于光學(xué)成像系統(tǒng)的外圍視場(chǎng)的像差修正以及有效維持其小型化。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離以sgi311表示,第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離以sgi321表示,其滿足下列條件:0<sgi311/(sgi311+tp3)≤0.9;0<sgi321/(sgi321+tp3)≤0.9。較佳地,可滿足下列條件:0.01<sgi311/(sgi311+tp3)≤0.7;0.01<sgi321/(sgi321+tp3)≤0.7。
第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離以sgi312表示,第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離以sgi322表示,其滿足下列條件:0<sgi312/(sgi312+tp3)≤0.9;0<sgi322/(sgi322+tp3)≤0.9。較佳地,可滿足下列條件:0.1≤sgi312/(sgi312+tp3)≤0.8;0.1≤sgi322/(sgi322+tp3)≤0.8。
第三透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif311表示,第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif321表示,其滿足下列條件:0.01≤hif311/hoi≤0.9;0.01≤hif321/hoi≤0.9。較佳地,可滿足下列條件:0.09≤hif311/hoi≤0.5;0.09≤hif321/hoi≤0.5。
第三透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif312表示,第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif322表示,其滿足下列條件:0.01≤hif312/hoi≤0.9;0.01≤hif322/hoi≤0.9。較佳地,可滿足下列條件:0.09≤hif312/hoi≤0.8;0.09≤hif322/hoi≤0.8。
第三透鏡物側(cè)面第三接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif313表示,第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面第三接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif323表示,其滿足下列條件:0.001mm≤│hif313︱≤5mm;0.001mm≤│hif323︱≤5mm。較佳地,可滿足下列條件:0.1mm≤│hif323︱≤3.5mm;0.1mm≤│hif313︱≤3.5mm。
第三透鏡物側(cè)面第四接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif314表示,第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面第四接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif324表示,其滿足下列條件:0.001mm≤│hif314︱≤5mm;0.001mm≤│hif324︱≤5mm。較佳地,可滿足下列條件:0.1mm≤│hif324︱≤3.5mm;0.1mm≤│hif314︱≤3.5mm。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)的一種實(shí)施方式,可通過(guò)具有高色散系數(shù)與低色散系數(shù)的透鏡交錯(cuò)排列,從而助于光學(xué)成像系統(tǒng)色差的修正。
上述非球面的方程式為:
z=ch2/[1+[1(k+1)c2h2]0.5]+a4h4+a6h6+a8h8+a10h10+a12h12+a14h14+a16h16+a18h18+a20h20+…(1)
其中,z為沿光軸方向在高度為h的位置以表面頂點(diǎn)作參考的位置值,k為錐面系數(shù),c為曲率半徑的倒數(shù),且a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18以及a20為高階非球面系數(shù)。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,透鏡的材質(zhì)可為塑料或玻璃。當(dāng)透鏡材質(zhì)為塑料時(shí),可以有效降低生產(chǎn)成本與重量。當(dāng)透鏡的材質(zhì)為玻璃時(shí),則可以控制熱效應(yīng)并且增加光學(xué)成像系統(tǒng)屈折力配置的設(shè)計(jì)空間。此外,光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一透鏡至第三透鏡的物側(cè)面及像側(cè)面可為非球面,其可獲得較多的控制變量,除用以消減像差外,相較于傳統(tǒng)玻璃透鏡的使用甚至可減少透鏡的使用數(shù)目,因此能有效降低本發(fā)明光學(xué)成像系統(tǒng)的總高度。
另外,本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,若透鏡表面為凸面,原則上表示透鏡表面于近光軸處為凸面;若透鏡表面為凹面,原則上表示透鏡表面于近光軸處為凹面。
另外,本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,依需求可設(shè)置至少一光欄,以減少雜散光,有助于提升影像質(zhì)量。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,光圈配置可為前置光圈或中置光圈,其中前置光圈意即光圈設(shè)置于被攝物與第一透鏡間,中置光圈則表示光圈設(shè)置于第一透鏡與成像面間。若光圈為前置光圈,可使光學(xué)成像系統(tǒng)的出瞳與成像面產(chǎn)生較長(zhǎng)的距離而容置更多光學(xué)元件,并可提高影像感測(cè)元件接收影像的效率;若為中置光圈,則有助于擴(kuò)大系統(tǒng)的視場(chǎng)角,使光學(xué)成像系統(tǒng)具有廣角鏡頭的優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)還可視需求應(yīng)用于移動(dòng)對(duì)焦的光學(xué)系統(tǒng)中,并兼具優(yōu)良像差修正與良好成像質(zhì)量的特色,從而擴(kuò)大應(yīng)用層面。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)還可視需求包括一驅(qū)動(dòng)模塊,該驅(qū)動(dòng)模塊可與該多個(gè)透鏡相耦合并使該多個(gè)透鏡產(chǎn)生位移。前述驅(qū)動(dòng)模塊可以是音圈馬達(dá)(vcm),用于帶動(dòng)鏡頭進(jìn)行對(duì)焦,或者為光學(xué)防手振元件(ois),用于降低拍攝過(guò)程因鏡頭振動(dòng)所導(dǎo)致失焦的發(fā)生頻率。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)還可視需求令第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡中至少一透鏡為波長(zhǎng)小于500nm的光線濾除元件,其可通過(guò)該特定具濾除功能的透鏡的至少一表面上鍍膜或該透鏡本身即由能夠?yàn)V除短波長(zhǎng)的材質(zhì)制作而成。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)的成像面還可視需求選擇為一平面或一曲面。當(dāng)成像面為一曲面(例如具有一曲率半徑的球面)時(shí),有助于降低聚焦光線于成像面所需的入射角,除了有助于達(dá)成微縮光學(xué)成像系統(tǒng)的長(zhǎng)度(ttl)外,對(duì)于提升相對(duì)照度同時(shí)有所幫助。
本發(fā)明的一態(tài)樣是在提供一種塑料透鏡定位元件,該塑料透鏡定位元件可為一體成型,除了用以容置與定位本發(fā)明的透鏡外,塑料透鏡定位元件的外壁還包含至少兩個(gè)成型灌口痕,該多個(gè)成型灌口痕可以依需求環(huán)繞于一軸心(例如光軸)對(duì)稱方式設(shè)置,可產(chǎn)生較均勻的厚度配置,并提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。塑料透鏡定位元件的外壁若具有兩個(gè)成型灌口痕,則成型灌口痕之間夾角可為180度。塑料透鏡定位元件的外壁若具有三個(gè)成型灌口痕,則成型灌口痕之間夾角可為120度。前述成型灌口痕可依需求設(shè)置于物端部的外壁或是設(shè)置于像端部的外壁。
根據(jù)上述實(shí)施方式,以下提出具體實(shí)施例并配合圖式予以詳細(xì)說(shuō)明。
第一實(shí)施例
如圖1a及圖1b所示,其中圖1a為本發(fā)明第一實(shí)施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖1b由左至右依序?yàn)榈谝粚?shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖1c為第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖1a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡110、光圈100、第二透鏡120、第三透鏡130、紅外線濾光片170、成像面180以及影像感測(cè)元件190。
第一透鏡110具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面112為凸面,其像側(cè)面114為凹面,并皆為非球面。第一透鏡于光軸上的厚度為tp1,第一透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp1表示。
第二透鏡120具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面122為凹面,其像側(cè)面124為凸面,并皆為非球面,且其像側(cè)面124具有一反曲點(diǎn)。第二透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第二透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離以sgi221表示,其滿足下列條件:sgi221=-0.1526mm;︱sgi221︱/(︱sgi221︱+tp2)=0.2292。第二透鏡于光軸上的厚度為tp2,第二透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp2表示。
第二透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第二透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif221表示,其滿足下列條件:hif221=0.5606mm;hif221/hoi=0.3128。
第三透鏡130具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面132為凸面,其像側(cè)面134為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面132具有兩個(gè)反曲點(diǎn)以及像側(cè)面134具有一反曲點(diǎn)。第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離以sgi311表示,第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離以sgi321表示,其滿足下列條件:sgi311=0.0180mm;sgi321=0.0331mm;︱sgi311︱/(︱sgi311︱+tp3)=0.0339;︱sgi321︱/(︱sgi321︱+tp3)=0.0605。第三透鏡于光軸上的厚度為tp3,第三透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp3表示。
第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)之間與光軸平行的水平位移距離以sgi312表示,其滿足下列條件:sgi312=-0.0367mm;︱sgi312︱/(︱sgi312︱+tp3)=0.0668。
第三透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif311表示,第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif321表示,其滿足下列條件:hif311=0.2298mm;hif321=0.3393mm;hif311/hoi=0.1282;hif321/hoi=0.1893。
第三透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點(diǎn)與光軸間的垂直距離以hif312表示,其滿足下列條件:hif312=0.8186mm;hif312/hoi=0.4568。
第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)至該成像面間平行于光軸的距離為etl,第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)至該第三透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)間平行于光軸的水平距離為ein,其滿足下列條件:etl=2.776mm;ein=1.952mm;ein/etl=0.703。
本實(shí)施例滿足下列條件,etp1=0.430mm;etp2=0.370mm;etp3=0.586mm。前述etp1至etp3的總和setp=1.385mm。tp1=0.5132mm;tp2=0.3363mm;tp3=0.57mm;前述tp1至tp3的總和stp=1.4194mm;setp/stp=0.97576。
本實(shí)施例為特別控制各該透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度(etp)與該表面所屬的該透鏡于光軸上的厚度(tp)間的比例關(guān)系(etp/tp),以在制造性以及修正像差能力間取得平衡,其滿足下列條件,etp1/tp1=0.837;etp2/tp2=1.100;etp3/tp3=1.027。
本實(shí)施例為控制各相鄰兩透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離,以在光學(xué)成像系統(tǒng)的長(zhǎng)度hos“微縮”程度、制造性以及修正像差能力三者間取得平衡,特別是控制該相鄰兩透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離(ed)與該相鄰兩透鏡于光軸上的水平距離(in)間的比例關(guān)系(ed/in),其滿足下列條件,第一透鏡與第二透鏡間在1/2入射瞳直徑(hep)高度的平行于光軸的水平距離為ed12=0.223mm;第二透鏡與第三透鏡間在1/2入射瞳直徑(hep)高度的平行于光軸的水平距離為ed23=0.344mm。前述ed12至ed23的總和sed=0.567mm
第一透鏡與第二透鏡于光軸上的水平距離為in12=0.407mm,兩者間的比值為ed12/in12=0.547。第二透鏡與第三透鏡于光軸上的水平距離為in23=0.214mm,兩者間的比值為ed23/in23=1.612。
第三透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)至該成像面間平行于光軸的水平距離為ebl=0.823mm,第三透鏡像側(cè)面上與光軸的交點(diǎn)至該成像面之間平行于光軸的水平距離為bl=0.871mm,本發(fā)明的實(shí)施例可滿足下列公式:ebl/bl=0.9449。本實(shí)施例第三透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點(diǎn)至紅外線濾光片之間平行于光軸的距離為eir=0.063mm,第三透鏡像側(cè)面上與光軸的交點(diǎn)至紅外線濾光片之間平行于光軸的距離為pir=0.114mm,并滿足下列公式:eir/pir=0.555。
紅外線濾光片170為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第三透鏡130及成像面180之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為f,光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑為hep,光學(xué)成像系統(tǒng)中最大視角的一半為haf,其數(shù)值如下:f=2.42952mm;f/hep=2.02;以及haf=35.87度與tan(haf)=0.7231。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡110的焦距為f1,第三透鏡140的焦距為f3,其滿足下列條件:f1=2.27233mm;︱f/f1│=1.0692;f3=7.0647mm;│f1│<f3;以及︱f1/f3│=0.3216。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第二透鏡120至第三透鏡130的焦距分別為f2、f3,其滿足下列條件:f2=-5.2251mm;以及│f2│>︱f1│。
光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距f與每一片具有正屈折力的透鏡的焦距fp的比值為ppr,光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距f與每一片具有負(fù)屈折力的透鏡的焦距fn的比值為npr,第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,所有具有正屈折力的透鏡的ppr總和為σppr=f/f1+f/f3=1.4131,所有具有負(fù)屈折力的透鏡的npr總和為σnpr=f/f2=0.4650,σppr/│σnpr│=3.0391。同時(shí)亦滿足下列條件:︱f/f3│=0.3439;︱f1/f2│=0.4349;︱f2/f3│=0.7396。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡物側(cè)面112至第三透鏡像側(cè)面134間的距離為intl,第一透鏡物側(cè)面112至成像面180間的距離為hos,光圈100至成像面180間的距離為ins,影像感測(cè)元件190有效感測(cè)區(qū)域?qū)蔷€長(zhǎng)的一半為hoi,第三透鏡像側(cè)面134至成像面180間的距離為inb,其滿足下列條件:intl+inb=hos;hos=2.9110mm;hoi=1.792mm;hos/hoi=1.6244;hos/f=1.1982;intl/hos=0.7008;ins=2.25447mm;以及ins/hos=0.7745。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,于光軸上所有具有屈折力的透鏡的厚度總和為σtp,其滿足下列條件:σtp=1.4198mm;以及σtp/intl=0.6959。藉此,當(dāng)可同時(shí)兼顧系統(tǒng)成像的對(duì)比度以及透鏡制造的合格率并提供適當(dāng)?shù)暮蠼咕嘁匀葜闷渌?/p>
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡物側(cè)面112的曲率半徑為r1,第一透鏡像側(cè)面114的曲率半徑為r2,其滿足下列條件:│r1/r2│=0.3849。藉此,第一透鏡具備適當(dāng)正屈折力強(qiáng)度,避免球差增加過(guò)速。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第三透鏡物側(cè)面132的曲率半徑為r5,第三透鏡像側(cè)面144的曲率半徑為r6,其滿足下列條件:(r5-r6)/(r5+r6)=-0.0899。藉此,有利于修正光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像散。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡110與第三透鏡130的焦距分別為f1、f3,所有具有正屈折力的透鏡的焦距總和為σpp,其滿足下列條件:σpp=f1+f3=9.3370mm;以及f1/(f1+f3)=0.2434。藉此,有助于適當(dāng)分配第一透鏡110的正屈折力至其他正透鏡,以抑制入射光線行進(jìn)過(guò)程顯著像差的產(chǎn)生。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第二透鏡120的焦距為f2,所有具有負(fù)屈折力的透鏡的焦距總和為σnp,其滿足下列條件:σnp=f2=-5.2251mm。藉此,有助于抑制入射光行進(jìn)過(guò)程顯著像差的產(chǎn)生。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡110與第二透鏡120于光軸上的間隔距離為in12,其滿足下列條件:in12=0.4068mm;in12/f=0.1674。藉此,有助于改善透鏡的色差以提升其性能。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡110與第二透鏡120于光軸上的厚度分別為tp1以及tp2,其滿足下列條件:tp1=0.5132mm;tp2=0.3363mm;以及(tp1+in12)/tp2=2.7359。藉此,有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)制造的敏感度并提升其性能。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第二透鏡120與第三透鏡130兩透鏡于光軸上的間隔距離為in23,其滿足下列條件:(tp3+in23)/tp2=2.3308。藉此,有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)制造的敏感度并降低系統(tǒng)總高度。
本實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,其滿足下列條件:tp2/(in12+tp2+in23)=0.35154;tp1/tp2=1.52615;tp2/tp3=0.58966。藉此,有助于層層微幅修正入射光行進(jìn)過(guò)程所產(chǎn)生的像差并降低系統(tǒng)總高度。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡110至第三透鏡140于光軸上的厚度總和為σtp,其滿足下列條件:tp2/σtp=0.2369。藉此有助修正入射光行進(jìn)過(guò)程所產(chǎn)生的像差并降低系統(tǒng)總高度。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第三透鏡物側(cè)面132于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡物側(cè)面132的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離為inrs31,第三透鏡像側(cè)面134于光軸上的交點(diǎn)至第三透鏡像側(cè)面134的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離為inrs32,第三透鏡130于光軸上的厚度為tp3,其滿足下列條件:inrs31=-0.1097mm;inrs32=-0.3195mm;│inrs31︱+│inrs32︱=0.42922mm;│inrs31︱/tp3=0.1923;以及│inrs32︱/tp3=0.5603。藉此,有利于鏡片的制作與成型,并有效維持其小型化。
本實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第三透鏡物側(cè)面132的臨界點(diǎn)c31與光軸的垂直距離為hvt31,第三透鏡像側(cè)面134的臨界點(diǎn)c32與光軸的垂直距離為hvt32,其滿足下列條件:hvt31=0.4455mm;hvt32=0.6479mm;hvt31/hvt32=0.6876。藉此,可有效修正離軸視場(chǎng)的像差。
本實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足下列條件:hvt32/hoi=0.3616。藉此,有助于光學(xué)成像系統(tǒng)的外圍視場(chǎng)的像差修正。
本實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足下列條件:hvt32/hos=0.2226。藉此,有助于光學(xué)成像系統(tǒng)的外圍視場(chǎng)的像差修正。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第二透鏡120以及第三透鏡150具有負(fù)屈折力,第一透鏡的色散系數(shù)為na1,第二透鏡的色散系數(shù)為na2,第三透鏡的色散系數(shù)為na3,其滿足下列條件:︱na1-na2│=33.5951;na3/na2=2.4969。藉此,有助于光學(xué)成像系統(tǒng)色差的修正。
第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,光學(xué)成像系統(tǒng)于結(jié)像時(shí)的tv畸變?yōu)閠dt,結(jié)像時(shí)的光學(xué)畸變?yōu)閛dt,其滿足下列條件:│tdt│=1.2939%;│odt│=1.4381%。
本實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,可見光在該成像面上的光軸、0.3hoi以及0.7hoi三處于空間頻率55cycles/mm的調(diào)制轉(zhuǎn)換對(duì)比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfe0、mtfe3以及mtfe7表示,其滿足下列條件:mtfe0約為0.86;mtfe3約為0.84;以及mtfe7約為0.77??梢姽庠谠摮上衩嫔系墓廨S、0.3hoi以及0.7hoi三處于空間頻率110cycles/mm的調(diào)制轉(zhuǎn)換對(duì)比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfq0、mtfq3以及mtfq7表示,其滿足下列條件:mtfq0約為0.63;mtfq3約為0.6;以及mtfq7約為0.48。在該成像面上的光軸、0.3hoi以及0.7hoi三處于半頻的調(diào)制轉(zhuǎn)換對(duì)比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfh0、mtfh3以及mtfh7表示,其滿足下列條件:mtfh0約為0.36;mtfh3約為0.35;以及mtfh7約為0.175。
如圖7所示,本實(shí)施例的透鏡定位元件794,其呈中空且可容置任一透鏡,并使該多個(gè)透鏡排列于光軸上,該透鏡定位元件包含有一物端部796以及一像端部798,該物端部796靠近物側(cè)且具有一第一開口7962,該像端部798靠近像側(cè)具有一第二開口7982,該透鏡定位元件794外壁包含兩個(gè)切平面799,該多個(gè)切平面799分別具有一成型灌口痕7992。前述該第一開口7962的內(nèi)徑為od,該第二開口7982的內(nèi)徑為id,其滿足下列條件:od=0.7mm;id=1.8mm;od/id=0.3889。該物端部796的最小厚度為ot以及該像端部798的最小厚度為it,其滿足下列條件:ot=0.1mm;it=0.3mm;ot/it=0.33。
再配合參照下列表一以及表二。
表一、第一實(shí)施例透鏡數(shù)據(jù)
表二、第一實(shí)施例的非球面系數(shù)
表一為圖1a、圖1b和圖1c第一實(shí)施例詳細(xì)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),其中曲率半徑、厚度、距離及焦距的單位為mm,且表面0-10依序表示由物側(cè)至像側(cè)的表面。表二為第一實(shí)施例中的非球面數(shù)據(jù),其中,k表非球面曲線方程式中的錐面系數(shù),a1-a20則表示各表面第1-20階非球面系數(shù)。此外,以下各實(shí)施例表格對(duì)應(yīng)各實(shí)施例的示意圖與像差曲線圖,表格中數(shù)據(jù)的定義皆與第一實(shí)施例的表一及表二的定義相同,在此不加贅述。
第二實(shí)施例
如圖2a及圖2b所示,其中圖2a為本發(fā)明第二實(shí)施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖2b由左至右依序?yàn)榈诙?shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖2c為第二實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖2a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡210、光圈200、第二透鏡220、第三透鏡230、紅外線濾光片270、成像面280以及影像感測(cè)元件290。
第一透鏡210具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面212為凸面,其像側(cè)面214為凹面,并皆為非球面。
第二透鏡220具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面222為凸面,其像側(cè)面224為凸面,并皆為非球面,其物側(cè)面222具有一反曲點(diǎn)。
第三透鏡230具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面232為凸面,其像側(cè)面234為凸面,并皆為非球面,其物側(cè)面232具有一反曲點(diǎn)。
紅外線濾光片270為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第三透鏡230及成像面280之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請(qǐng)配合參照下列表三以及表四。
表四、第二實(shí)施例的非球面系數(shù)
第二實(shí)施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實(shí)施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實(shí)施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表三及表四可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表三及表四可得到下列條件式數(shù)值:
第三實(shí)施例
如圖3a及圖3b所示,其中圖3a為本發(fā)明第三實(shí)施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖3b由左至右依序?yàn)榈谌龑?shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖3c為第三實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖3a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡310、光圈300、第二透鏡320、第三透鏡330、紅外線濾光片370、成像面380以及影像感測(cè)元件390。
第一透鏡310具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面312為凸面,其像側(cè)面314為凹面,并皆為非球面。
第二透鏡320具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面322為凸面,其像側(cè)面324為凸面,并皆為非球面,其像側(cè)面324具有一反曲點(diǎn)。
第三透鏡330具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面332為凸面,其像側(cè)面334為凸面,并皆為非球面,其像側(cè)面334具有一反曲點(diǎn)。
紅外線濾光片370為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第三透鏡330及成像面380之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請(qǐng)配合參照下列表五以及表六。
表六、第三實(shí)施例的非球面系數(shù)
第三實(shí)施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實(shí)施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實(shí)施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表五及表六可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表五及表六可得到下列條件式數(shù)值:
第四實(shí)施例
如圖4a及圖4b所示,其中圖4a為本發(fā)明第四實(shí)施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖4b由左至右依序?yàn)榈谒膶?shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖4c為第四實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖4a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡410、光圈400、第二透鏡420、第三透鏡430、紅外線濾光片470、成像面480以及影像感測(cè)元件490。
第一透鏡410具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面412為凸面,其像側(cè)面414為凹面,并皆為非球面,其物側(cè)面412具有一反曲點(diǎn)。
第二透鏡420具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面422為凸面,其像側(cè)面424為凸面,并皆為非球面,其物側(cè)面422具有一反曲點(diǎn)。
第三透鏡430具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面432為凸面,其像側(cè)面434為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面432具有一反曲點(diǎn)以及像側(cè)面434具有兩個(gè)反曲點(diǎn)。
紅外線濾光片470為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第三透鏡430及成像面480之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請(qǐng)配合參照下列表七以及表八。
表八、第四實(shí)施例的非球面系數(shù)
第四實(shí)施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實(shí)施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實(shí)施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表七及表八可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表七及表八可得到下列條件式數(shù)值:
第五實(shí)施例
如圖5a及圖5b所示,其中圖5a為本發(fā)明第五實(shí)施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖5b由左至右依序?yàn)榈谖鍖?shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖5c為第五實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖5a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡510、光圈500、第二透鏡520、第三透鏡530、紅外線濾光片570、成像面580以及影像感測(cè)元件590。
第一透鏡510具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面512為凸面,其像側(cè)面514為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面512具有一反曲點(diǎn)。
第二透鏡520具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面522為凸面,其像側(cè)面524為凸面,并皆為非球面。
第三透鏡530具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面532為凸面,其像側(cè)面534為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面532具有一反曲點(diǎn)。
紅外線濾光片570為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第三透鏡530及成像面580之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請(qǐng)配合參照下列表九以及表十。
表十、第五實(shí)施例的非球面系數(shù)
第五實(shí)施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實(shí)施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實(shí)施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表九及表十可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表九及表十可得到下列條件式數(shù)值:
第六實(shí)施例
如圖6a及圖6b所示,其中圖6a為本發(fā)明第六實(shí)施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖6b由左至右依序?yàn)榈诹鶎?shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖6c為第六實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖6a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡610、光圈600、第二透鏡620、第三透鏡630、紅外線濾光片670、成像面680以及影像感測(cè)元件690。
第一透鏡610具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面612為凸面,其像側(cè)面614為凹面,并皆為非球面,其物側(cè)面612具有一反曲點(diǎn)。
第二透鏡620具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面622為凹面,其像側(cè)面624為凸面,并皆為非球面。
第三透鏡630具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面632為凸面,其像側(cè)面634為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面632具有一反曲點(diǎn)。
紅外線濾光片670為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第三透鏡630及成像面680之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請(qǐng)配合參照下列表十一以及表十二。
表十二、第六實(shí)施例的非球面系數(shù)
第六實(shí)施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實(shí)施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實(shí)施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表十一及表十二可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表十一及表十二可得到下列條件式數(shù)值:
雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何熟習(xí)此技藝者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視本案權(quán)利要求范圍所界定為準(zhǔn)。
雖然本發(fā)明已參照其例示性實(shí)施例而特別地顯示及描述,將為所屬技術(shù)領(lǐng)域具通常知識(shí)者所理解的是,于不脫離本案權(quán)利要求范圍及其等效物所定義的本發(fā)明的精神與范疇下可對(duì)其進(jìn)行形式與細(xì)節(jié)上的各種變更。