光學(xué)成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 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)】
[0002] 近年來，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親合元件（Charge Coupled Device ;CCD)或 互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體元件（Complementary Metal-Oxide SemiconduTPor Sensor ;CM0S Sensor)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。
[0003] 傳統(tǒng)搭載于便攜設(shè)備上的光學(xué)系統(tǒng)，多采用三片或四片式透鏡結(jié)構(gòu)為主，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)大光圈的需求不斷增加，例如微 光與夜拍功能，以及消費(fèi)者對(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困難，而 設(shè)計(jì)廣視角的光學(xué)系統(tǒng)則面臨成像的畸變率（distortion)提高，現(xiàn)有的光學(xué)成像系統(tǒng)已 無法滿足更高階的攝影要求。
[0004] 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，除了進(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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 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，能夠利用五個(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。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的透鏡參數(shù)的用語與其代號(hào)詳列如下，作為后續(xù)描述的參考：
[0007] 與長度或高度有關(guān)的透鏡參數(shù)：
[0008] 光學(xué)成像系統(tǒng)的成像高度以Η0Ι表示；光學(xué)成像系統(tǒng)的高度以H0S表示；光學(xué)成 像系統(tǒng)中的第一透鏡物側(cè)面至第五透鏡像側(cè)面間的距離以InTL表示；光學(xué)成像系統(tǒng)中的 第五透鏡像側(cè)面至成像面間的距離以InB表示；InTL+InB = H0S ;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）。
[0009] 與材料有關(guān)的透鏡參數(shù)：
[0010] 光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一透鏡的色散系數(shù)以NA1表不（例不）；第一透鏡的折射律 以Ndl表示（例示）。
[0011] 與視角有關(guān)的透鏡參數(shù)：
[0012] 視角以AF表不；視角的一半以HAF表不；主光線角度以MRA表不。
[0013] 與出入瞳有關(guān)的透鏡參數(shù)：
[0014] 光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑以HEP表不。
[0015] 與透鏡面形深度有關(guān)的參數(shù)：
[0016] 第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第五透鏡物側(cè)面的最大有效徑位置于光軸的 水平位移距離以InRS51表示（例示）；第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點(diǎn)至第五透鏡像側(cè)面 的最大有效徑位置于光軸的水平位移距離以InRS52表示（例示）。
[0017] 與透鏡面型有關(guān)的參數(shù)：
[0018] 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，例如第四透鏡物側(cè)面的臨界點(diǎn)C41與光軸的垂直距離為HVT41 (例示），第四透 鏡像側(cè)面的臨界點(diǎn)C42與光軸的垂直距離為HVT42 (例示），第五透鏡物側(cè)面的臨界點(diǎn)C51 與光軸的垂直距離為HVT51 (例示），第五透鏡像側(cè)面的臨界點(diǎn)C52與光軸的垂直距離為 HVT52 (例示）。第五透鏡物側(cè)面上最接近光軸的反曲點(diǎn)為IF511，該點(diǎn)沉陷量SGI511，該點(diǎn) 與光軸間的垂直距離為HIF511(例示）。第五透鏡像側(cè)面上最接近光軸的反曲點(diǎn)為IF521， 該點(diǎn)沉陷量SGI521 (例示），該點(diǎn)與光軸間的垂直距離為HIF521 (例示）。第五透鏡物側(cè) 面上第二接近光軸的反曲點(diǎn)為IF512,該點(diǎn)沉陷量SGI512(例示），該點(diǎn)與光軸間的垂直 距離為HIF512 (例示）。第五透鏡像側(cè)面上第二接近光軸的反曲點(diǎn)為IF522,該點(diǎn)沉陷量 SGI522 (例示），該點(diǎn)與光軸間的垂直距離為HIF522 (例示）。
[0019] 與像差有關(guān)的變數(shù)：
[0020] 光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)畸變（Optical Distortion)以0DT表示；其TV畸變（TV Distortion)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。
[0021] 本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)，其第五透鏡的物側(cè)面或像側(cè)面設(shè)置有反曲點(diǎn)，可有 效調(diào)整各視場入射于第五透鏡的角度，并針對(duì)光學(xué)畸變與TV畸變進(jìn)行補(bǔ)正。另外，第五透 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。
[0022] 本發(fā)明提供了一種光學(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、第四透鏡、第五透鏡以及一成像面。第一透鏡具有正屈折力，以及第二透鏡至第五 透鏡具有屈折力。該第二透鏡至該第五透鏡中至少一個(gè)透鏡具有正屈折力，該第五透鏡 的物側(cè)表面及像側(cè)表面皆為非球面，該第一透鏡至該第五透鏡的焦距分別為Π 、f2、f3、 f4和f5,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)面至該成像面的距離為H0S，該第一透鏡物側(cè)面至該第五透鏡像側(cè)面于光軸上的距離為 InTL，該第一透鏡至該第五透鏡的物側(cè)表面于光軸上的交點(diǎn)至物側(cè)表面的最大有效徑位置 于光軸的水平位移距離的絕對(duì)值總和為InRSO,該第一透鏡至該第五透鏡的像側(cè)表面于光 軸上的交點(diǎn)至像側(cè)表面的最大有效徑位置于光軸的水平位移距離的絕對(duì)值總和為InRSI， InRSO以及InRSI的總和為Σ | InRS丨，其滿足下列條件：1. 2芻f/HEP芻3. 5 ;0· 5芻H0S/ f 蘭 2. 5 ;0〈Σ | InRS | /InTL 蘭 3。
[0023] 本發(fā)明還提供了一種光學(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、第四透鏡、第五透鏡以及一成像面。第一透鏡具有正屈折力。第二透鏡具有屈折 力。第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有屈折力。第五透鏡具有屈折力，其物側(cè)表面及像 側(cè)表面皆為非球面。該第一透鏡至該第五透鏡中至少兩個(gè)透鏡的任一表面具有至少一反曲 點(diǎn)，該第二透鏡至該第五透鏡中至少一透鏡具有正屈折力，該第一透鏡至該第五透鏡的焦 距分別為Π 、f2、f3、f4和f5,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)面至該成像面的距離為HOS，該第一透鏡物側(cè)面至該第五透鏡像側(cè) 面于光軸上的距離為InTL，該第一透鏡至該第五透鏡的物側(cè)表面于光軸上的交點(diǎn)至物側(cè)表 面的最大有效徑位置于光軸的水平位移距離的絕對(duì)值總和為InRSO,該第一透鏡至該第五 透鏡的像側(cè)表面于光軸上的交點(diǎn)至像側(cè)表面的最大有效徑位置于光軸的水平位移距離的 絕對(duì)值總和為InRSI，InRSO以及InRSI的總和為Σ | InRS |，其滿足下列條件：1. 2蘭f/ HEP 蘭 3. 5 ;0· 5 蘭 HOS/f 蘭 2. 5 ;0〈Σ | InRS | /InTL 蘭 3 |。
[0024] 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、第四透鏡、第五透鏡以及一成像面。該第一透鏡至該第五透鏡中至少兩個(gè)透鏡的任 一表面具有至少一反曲點(diǎn)。第一透鏡具有正屈折力，其物側(cè)面及像側(cè)面皆為非球面。第二透 鏡具有屈折力。第三透鏡具有屈折力。第四透鏡具有屈折力。第五透鏡具有屈折力，其像側(cè) 表面及物側(cè)表面中至少一表面具有至少一個(gè)反曲點(diǎn)，其物側(cè)表面及像側(cè)表面皆為非球面。 該第一透鏡至該第五透鏡的焦距分別為￡142、￡3、付和￡5，該光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為6該 光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑為HEP，該光學(xué)成像系統(tǒng)的最大視角的一半為HAF，該第一透鏡 物側(cè)面至該成像面的距離為H0S，該第一透鏡物側(cè)面至該第五透鏡像側(cè)面于光軸上具有一 距離InTL，該光學(xué)成像系統(tǒng)于結(jié)像時(shí)的光學(xué)畸變?yōu)?DT并且TV畸變?yōu)門DT，該第一透鏡物 側(cè)面至該第五透鏡的物側(cè)表面于光軸上的交點(diǎn)至物側(cè)表面的最大有效徑位置于光軸的水 平位移距離的絕對(duì)值總和為InRSO,該第一透鏡物側(cè)面至該第五透鏡的像側(cè)表面于光軸上 的交點(diǎn)至該第一透鏡物側(cè)面至該第五透鏡的像側(cè)表面的最大有效徑位置于光軸的水平位 移距離的絕對(duì)值總和為InRSI，InRS0以及InRSI的總和為Σ | InRS |，其滿足下列條件： 1. 2 ^ f/HEP ^ 3. 5 ；0. 4 ^ | tan(HAF) | ^ 1. 5 ；0. 5 ^ HOS/f ^ 2. 5 ； | TDT | <1. 5% ； | 0DT | 蘭 2.5% 以及 0〈Σ | InRS | /InTL 蘭 3 |。
[0025] 前述光學(xué)成像系統(tǒng)可用以搭配成像在對(duì)角線長度為1/1. 2英寸大小以下的影像 感測元件，該影像感測元件的尺寸較佳為1/2. 3英寸，該影像感測元件的像素尺寸小于1. 4 微米（μ m)，較佳其像素尺寸小于1. 12微米（μ m)，最佳其像素尺寸小于0. 9微米（μ m)。 此外，該光學(xué)成像系統(tǒng)可適用于長寬比為16:9的影像感測元件。
[0026] 前述光學(xué)成像系統(tǒng)可適用于千萬像素以上的攝錄像要求（例如4K2K或稱UHD、 QHD)并擁有良好的成像質(zhì)量。
[0027] 當(dāng)| Π | >f5時(shí)，光學(xué)成像系統(tǒng)的系統(tǒng)總高度（H0S ;Height of Optic System) 可以適當(dāng)縮短以達(dá)到微型化的目的。
[0028] 當(dāng)| f2 I + I f3 I + I f4 I > I n I + I f5 I時(shí)，通過第二透鏡至第四透鏡 中至少一透鏡具有弱的正屈折力或弱的負(fù)屈折力。所稱弱屈折力指特定透鏡的焦距的絕對(duì) 值大于10。當(dāng)本發(fā)明中的第二透鏡至第四透鏡中至少一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早出現(xiàn)，反之，若第二透鏡至第四透鏡中 至少一透鏡具有弱的負(fù)屈折力，則可以微調(diào)補(bǔ)正系統(tǒng)的像差。
[0029] 第五透鏡具有負(fù)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，第五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光線入射 的角度，進(jìn)一步可修正離軸視場的像差。
【附圖說明】
[0030] 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；
[0031] 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；
[0032] 圖1C圖為本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的TV畸變曲線圖；
[0033] 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；
[0034] 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；
[0035] 圖2C為本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的TV畸變曲線圖；
[0036] 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；
[0037] 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；
[0038] 圖3C為本發(fā)明第三實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的TV畸變曲線圖；
[0039] 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；
[0040] 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；
[0041 ]圖4C為本發(fā)明第四實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的TV畸變曲線圖；
[0042] 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；
[0043] 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；
[0044] 圖5C為本發(fā)明第五實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的TV畸變曲線圖；
[0045] 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；
[0046] 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) 畸的的曲線圖；
[0047] 圖6C為本發(fā)明第六實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的TV畸變曲線圖。
[0048] 附圖標(biāo)記說明：光學(xué)成像系統(tǒng)：10、20、30、40、50、60
[0049] 光圈：100、200、300、400、500、600
[0050] 第一透鏡：110、210、310、410、510、610
[0051] 物側(cè)面：112、212、312、412、512、612
[0052] 像側(cè)面：114、214、314、414、514、614
[0053] 第二透鏡：120、220、320、420、520、620
[0054] 物側(cè)面：122、222、322、422、522、622
[0055] 像側(cè)面：124、224、324、424、 524、624
[0056] 第三透鏡：13〇、23〇、33〇、43〇、 53〇、63〇
[0057] 物側(cè)面：132、232、332、432、532、632
[0058] 像側(cè)面：1：34、234、334、434、 534、634
[0059] 第四透鏡：140、240、340、440、540、640
[0060] 物側(cè)面：142、242、342、44 2、542、642
[0061] 像側(cè)面：144、244、344、444、544、644
[0062] 第五透鏡：15〇、25〇、35〇、45〇、 55〇、65〇
[0063] 物側(cè)面：152、252、352、452、552、652
[0064] 像側(cè)面：154、254、354、454、554、654
[0065] 紅外線濾光片：170、270、370、470、570、670
[0066] 成像面：180、280、380、480、580、680
[0067] 影像感測元件：190、290、390、490、590、690
[0068] 光學(xué)成像系統(tǒng)之焦距：f
[0069] 第一透鏡的焦距：η
[0070] 第二透鏡的焦距：f2
[0071] 第三透鏡的焦距：f3
[0072] 第四透鏡的焦距：f4
[0073] 第五透鏡的焦距：f5
[0074] 光學(xué)成像系統(tǒng)的光圈值：f/HEP
[0075] 光學(xué)成像系統(tǒng)的最大視角的一半：HAF
[0076] 第二透鏡至第五透鏡的色散系數(shù)：NA2、NA3、NA4、NA5
[0077] 第一透鏡物側(cè)面以及像側(cè)面的曲率半徑：R1、R2
[0078] 第五透鏡物側(cè)面以及像側(cè)面的曲率半徑：R9、R10
[0079] 第一透鏡于光軸上的厚度：TP1
[0080] 第二透鏡至第五透鏡于光軸上的厚度：TP2、TP3、TP4、TP5
[0081] 所有具有屈折力的透鏡的厚度總和：ΣΤΡ
[0082] 第一透鏡與第二透鏡于光軸上的間隔距離：IN12
[0083] 第二透鏡與第三透鏡于光軸上的間隔距離：IN23
[0084] 第三透鏡與第四透鏡于光軸上的間隔距離：IN34
[0085] 第四透鏡與第五透鏡于光軸上的間隔距離：IN45
[0086] 第五透