CN109254375B - 窄边框光学成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种窄边框光学成像系统,包括:一成像透镜组,其包括至少二片具有屈折力的透镜、一成像面、一第一透镜定位组件;以及一第二透镜定位组件。当满足特定条件时,可通过小壁厚的机构组件用以定位透镜的设计,进而有效提高光学成像系统的进光量与增加光学成像镜头的视角,同时具备一定相对照度以及提高成像的总像素与质量,以应用于小型或窄边框的电子产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学成像系统组,且特别涉及一种应用于电子产品上的小型化窄边框光学成像系统组。
背景技术
近年来,随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起,光学系统的需求日渐提高。一般光学系统的感光组件不外乎是感光耦合组件(Charge Coupled Device;CCD)或互补金属氧化物半导体传感器(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor;CMOSSensor)两种,且随着半导体工艺技术的精进,使得感光组件的像素尺寸缩小,光学系统逐渐往高像素领域发展,因此对成像质量的要求也日益增加。
传统搭载于便携设备上的光学系统,多采用二片式透镜结构为主,然而由于便携设备不断朝提升像素并且终端消费者对大光圈的需求例如微光与夜拍功能,现有的光学成像系统已无法满足更高阶的摄影要求。
因此,如何有效增加窄边框光学成像系统的进光量,并进一步提高成像的质量,便成为一个相当重要的议题。
发明内容
本发明实施例提供一种窄边框光学成像系统,能够利用二个以上的透镜的屈光力、凸面与凹面的组合(本发明所述凸面或凹面原则上是指各透镜的物侧面或像侧面距离光轴不同高度的几何形状变化的描述),以及通过无螺牙与小壁厚的机构组件用以定位透镜的设计,进而有效提高光学成像系统的进光量与增加光学成像系统的视角,同时具备一定相对照度以及提高成像的总像素与质量,以应用于小型或窄边框的电子产品上。
本发明实施例相关的机构组件参数的用语与其代号详列如下,作为后续描述的参考:
请参照图1C,其以第一实施例为例用以说明各实施例相同的机构组件的用语。窄边框光学成像系统可包括一图像传感器S;窄边框光学成像系统另外可包括一第一透镜定位组件,并以PE1(Positioning Element 1)表示,其材质可选用金属例如铝、铜、银、金等或是选用塑料例如聚碳酸酯(PC)或是液晶塑料(LCP)。该第一透镜定位组件PE1包括有一底座PEB以及一镜座PEH,该镜座PEH设置于接近物侧面,呈中空并且不具透光性用以遮蔽成像透镜组,该底座PEB具有一开放的容置空间,且该底座PEB设置于接近该成像面的方向并用以遮蔽该成像面。该底座PEB的外周缘垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值(或该底座PEB的像侧面的外径的最大值)为PhiD;该第一透镜定位组件PE1可以选择作为通常所熟知的支撑体(Holder)Holder,或是属于一体成型的机构件。该成像透镜组10另外可包括一第二透镜定位组件,并以PE2(Positioning Element2)表示,呈中空筒状并且不具透光性,其容置于该镜座PEH中并且包括有一定位部PEP,该定位部PEP用以容置该成像透镜组以及具有排列这些透镜于光轴上的定位效果。该定位部PEP的外侧不接触该镜座PEH内周缘,该定位部PEP的像侧面的外周缘垂直于光轴的平面上的最大直径(或该定位部PEP的像侧面的外径的最大值)为PhiC。该底座PEB的最小边长的最大厚度(或该底座PEB的像侧面的壁厚的最大厚度)为TH1,该定位部PEP的最小厚度(或该定位部PEP的像侧面的壁厚的最小厚度)为TH2。
本发明的光学成像系统,由于该第二透镜定位组件PE2的定位部PEP的外侧不接触该第一透镜定位组件PE1的镜座PEH的内周缘,因此可允许该第一透镜定位组件PE1以及该第二透镜定位组件PE2间先行涂上可固化胶,同时调整成像透镜组的光轴与该图像传感器S的中心法线相重叠,然后固化可固化胶,即进行所谓为主动对准(active alignment)组装方法。目前越精密的光学成像系统或是特殊应用例如多镜头的组装,均需使用主动对准技术,本发明的光学成像系统即可满足此需求。
本发明实施例相关的透镜参数的用语与其代号详列如下,作为后续描述的参考:
与长度或高度有关的透镜参数
窄边框光学成像系统的最大成像高度以HOI表示;窄边框光学成像系统的高度以HOS表示;窄边框光学成像系统的第一透镜物侧面至最后一片透镜像侧面间的距离以InTL表示;窄边框光学成像系统的固定光阑(光圈)至成像面间的距离以InS表示;窄边框光学成像系统的第一透镜与第二透镜间的距离以IN12表示(例示);窄边框光学成像系统的第一透镜于光轴上的厚度以TP1表示(例示)。
与材料有关的透镜参数
窄边框光学成像系统的第一透镜的色散系数以NA1表示(例示);第一透镜的折射率以Nd1表示(例示)。
与视角有关的透镜参数
视角以AF表示;视角的一半以HAF表示;主光线角度以MRA表示。
与出入瞳有关的透镜参数
窄边框透镜光学成像系统的入射光瞳直径以HEP表示;单一透镜的任一表面的最大有效半径是指系统最大视角入射光通过入射光瞳最边缘的光线于该透镜表面交会点(Effective Half Diameter;EHD),该交会点与光轴之间的垂直高度。例如第一透镜物侧面的最大有效半径以EHD11表示,第一透镜像侧面的最大有效半径以EHD12表示。第二透镜物侧面的最大有效半径以EHD21表示,第二透镜像侧面的最大有效半径以EHD22表示。窄边框光学成像系统中其余透镜的任一表面的最大有效半径表示方式以此类推。窄边框光学成像系统中最接近成像面的透镜的像侧面的最大有效直径以PhiA表示,其满足条件式PhiA=2倍EHD,若该表面为非球面,则最大有效直径的截止点即为含有非球面的截止点。单一透镜的任一表面的无效半径(Ineffective Half Diameter;IHD)是指朝远离光轴方向延伸自同一表面的最大有效半径的截止点(若该表面为非球面,即该表面上具非球面系数的终点)的表面区段。窄边框光学成像系统中最接近成像面的透镜的像侧面的最大直径以PhiB表示,其满足条件式PhiB=2倍(最大有效半径EHD+最大无效半径IHD)=PhiA+2倍(最大无效半径IHD)。
窄边框光学成像系统中最接近成像面(即像空间)的透镜像侧面的最大有效直径,又可称之为光学出瞳,其以PhiA表示,若光学出瞳位于第三透镜像侧面则以PhiA3表示,若光学出瞳位于第四透镜像侧面则以PhiA4表示,若光学出瞳位于第五透镜像侧面则以PhiA5表示,若光学出瞳位于第六透镜像侧面则以PhiA6表示,若窄边框光学成像系统具有不同具屈折力片数的透镜,其光学出瞳表示方式以此类推。窄边框光学成像系统的瞳放比以PMR表示,其满足条件式为PMR=PhiA/HEP。
与透镜面形弧长及表面轮廓有关的参数
单一透镜的任一表面的最大有效半径的轮廓曲线长度,是指该透镜的表面与所属光学成像系统的光轴的交点为起始点,自该起始点沿着该透镜的表面轮廓直至其最大有效半径的终点为止,前述两点间的曲线弧长为最大有效半径的轮廓曲线长度,并以ARS表示。例如第一透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS11表示,第一透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS12表示。第二透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS21表示,第二透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS22表示。光学成像系统中其余透镜的任一表面的最大有效半径的轮廓曲线长度表示方式以此类推。
单一透镜的任一表面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度,是指该透镜的表面与所属光学成像系统的光轴的交点为起始点,自该起始点沿着该透镜的表面轮廓直至该表面上距离光轴1/2入射光瞳直径的垂直高度的坐标点为止,前述两点间的曲线弧长为1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度,并以ARE表示。例如第一透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE11表示,第一透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE12表示。第二透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE21表示,第二透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE22表示。光学成像系统中其余透镜的任一表面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度表示方式以此类推。
与透镜面形深度有关的参数
第六透镜物侧面于光轴上的交点至第六透镜物侧面的最大有效半径的终点为止,前述两点间水平于光轴的距离以InRS61表示(最大有效半径深度);第六透镜像侧面于光轴上的交点至第六透镜像侧面的最大有效半径的终点为止,前述两点间水平于光轴的距离以InRS62表示(最大有效半径深度)。其他透镜物侧面或像侧面的最大有效半径的深度(沉陷量)表示方式比照前述。
与透镜面型有关的参数
临界点C是指特定透镜表面上,除与光轴的交点外,一与光轴相垂直的切面相切的点。承上,例如第五透镜物侧面的临界点C51与光轴的垂直距离为HVT51(例示),第五透镜像侧面的临界点C52与光轴的垂直距离为HVT52(例示),第六透镜物侧面的临界点C61与光轴的垂直距离为HVT61(例示),第六透镜像侧面的临界点C62与光轴的垂直距离为HVT62(例示)。其他透镜的物侧面或像侧面上的临界点及其与光轴的垂直距离的表示方式比照前述。
第七透镜物侧面上最接近光轴的反曲点为IF711,该点沉陷量SGI711(例示),SGI711也就是第七透镜物侧面于光轴上的交点至第七透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离,IF711该点与光轴间的垂直距离为HIF711(例示)。第七透镜像侧面上最接近光轴的反曲点为IF721,该点沉陷量SGI721(例示),SGI711也就是第七透镜像侧面于光轴上的交点至第七透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离,IF721该点与光轴间的垂直距离为HIF721(例示)。
第七透镜物侧面上第二接近光轴的反曲点为IF712,该点沉陷量SGI712(例示),SGI712也就是第七透镜物侧面于光轴上的交点至第七透镜物侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离,IF712该点与光轴间的垂直距离为HIF712(例示)。第七透镜像侧面上第二接近光轴的反曲点为IF722,该点沉陷量SGI722(例示),SGI722也就是第七透镜像侧面于光轴上的交点至第七透镜像侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离,IF722该点与光轴间的垂直距离为HIF722(例示)。
第七透镜物侧面上第三接近光轴的反曲点为IF713,该点沉陷量SGI713(例示),SGI713也就是第七透镜物侧面于光轴上的交点至第七透镜物侧面第三接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离,IF713该点与光轴间的垂直距离为HIF713(例示)。第七透镜像侧面上第三接近光轴的反曲点为IF723,该点沉陷量SGI723(例示),SGI723也就是第七透镜像侧面于光轴上的交点至第七透镜像侧面第三接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离,IF723该点与光轴间的垂直距离为HIF723(例示)。
第七透镜物侧面上第四接近光轴的反曲点为IF714,该点沉陷量SGI714(例示),SGI714也就是第七透镜物侧面于光轴上的交点至第七透镜物侧面第四接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离,IF714该点与光轴间的垂直距离为HIF714(例示)。第七透镜像侧面上第四接近光轴的反曲点为IF724,该点沉陷量SGI724(例示),SGI724也就是第七透镜像侧面于光轴上的交点至第七透镜像侧面第四接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离,IF724该点与光轴间的垂直距离为HIF724(例示)。
其他透镜物侧面或像侧面上的反曲点及其与光轴的垂直距离或其沉陷量的表示方式比照前述。
与像差有关的变数
窄边框光学成像系统的光学畸变(Optical Distortion)以ODT表示;其TV畸变(TVDistortion)以TDT表示,并且可以进一步限定描述在成像50%至100%视野间像差偏移的程度;球面像差偏移量以DFS表示;慧星像差偏移量以DFC表示。
本发明提供一种窄边框光学成像系统,其最靠近成像面的透镜的物侧面或像侧面可设置有反曲点,可有效调整各视场入射于第六透镜的角度,并针对光学畸变与TV畸变进行校正。另外,第六透镜的表面可具备更佳的光路调节能力,以提升成像质量。
依据本发明提供一种窄边框光学成像系统,其包括:一成像透镜组,其包括至少二片具有屈折力的透镜;一成像面;一第一透镜定位组件,其包括有一镜座以及一底座,该镜座呈中空并且不具透光性并用以遮蔽该成像透镜组,该底座设置于接近该成像面的方向并用以遮蔽该成像面,该底座的外周缘垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为PhiD,其中该成像透镜组的焦距为f,该成像透镜组的入射光瞳直径为HEP,该成像透镜组的最大可视角度的一半为HAF,其满足下列条件:1.0≤f/HEP≤10.0;0deg<HAF≤150deg以及0mm<PhiD≤18mm。
其中,所述成像透镜组中最接近像侧的透镜的像侧面最大有效直径为PhiA,其满足下列条件:0<PhiA/PhiD≤0.99。
其中,所述底座的最小边长的最大厚度为TH1,其满足下列条件:0mm<TH1≤0.5mm。
其中,所述成像透镜组包括三片具有屈折力的透镜,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、一第二透镜以及一第三透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第三透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:0.1≤InTL/HOS≤0.95。
其中,所述成像透镜组包括四片具有屈折力的透镜,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一第四透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:0.1≤InTL/HOS≤0.95。
其中,所述成像透镜组包括五片具有屈折力的透镜,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜以及一第五透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第五透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:0.1≤InTL/HOS≤0.95。
其中,所述成像透镜组包括六片具有屈折力的透镜,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜以及一第六透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第六透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:0.1≤InTL/HOS≤0.95。
其中,所述成像透镜组包括七片具有屈折力的透镜,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜、一第六透镜以及一第七透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第七透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:0.1≤InTL/HOS≤0.95。
其中,所述窄边框光学成像系统还包括一图像传感器和一光圈,所述图像传感器设置于所述成像面,并且所述光圈至所述成像面于光轴上具有一距离InS,同时所述成像透镜组的光轴可调整为与所述图像传感器的中心法线相重叠,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,并且满足下列公式:0.2≤InS/HOS≤1.1。
其中,所述窄边框光学成像系统还包括一第二透镜定位组件,其容置于所述镜座中并且包括有一定位部,所述定位部呈中空且用以容置所述成像透镜组,使上述透镜排列于光轴上,所述定位部的外侧不接触所述镜座内周缘,所述定位部的像侧面的外周缘垂直于光轴的平面上的最大直径为PhiC,所述第一透镜定位组件以及所述第二透镜定位组件间以胶合方式相固定以进行主动对准组装。
其中,所述定位部的最小厚度为TH2,其满足下列条件:0mm<TH2≤0.5mm。
其中,所述窄边框光学成像系统选自电子便携设备、电子穿戴式装置、电子监视装置、电子信息装置、电子通讯装置、机器视觉装置以及车用电子装置中的一种。
依据本发明另提供一种窄边框光学成像系统,其包括:一成像透镜组,其包括至少二片具有屈折力的透镜;一成像面;一第一透镜定位组件,其包括有一镜座以及一底座,该镜座呈中空并且不具透光性并用以遮蔽该成像透镜组,该底座设置于接近该成像面的方向并用以遮蔽该成像面,该底座的外周缘垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为PhiD;以及一第二透镜定位组件,其容置于该镜座中并且包括有一定位部,该定位部呈中空且用以容置该成像透镜组,使这些透镜排列于光轴上,其中该定位部的外侧不接触该镜座内周缘,该定位部的像侧面的外周缘垂直于光轴的平面上的最大直径为PhiC,其中该成像透镜组的焦距为f,该成像透镜组的入射光瞳直径为HEP,该成像透镜组的最大可视角度的一半为HAF,其中该底座的最小边长的最大厚度为TH1,该定位部的最小厚度为TH2,其满足下列条件:1.0≤f/HEP≤10.0;0deg<HAF≤150deg;0mm<PhiD≤18mm以及0mm<TH1+TH2≤1.5mm。
其中,所述窄边框光学成像系统于所述成像面上垂直于光轴具有一最大成像高度HOI,其满足下列公式:0<(TH1+TH2)/HOI≤0.95。
其中,所述成像透镜组中最接近像侧的透镜的像侧面最大有效直径为PhiA,其满足下列条件:0<(TH1+TH2)/PhiA≤0.95。
其中,述第一透镜定位组件以及所述第二透镜定位组件间以胶合方式相固定。
其中,所述成像透镜组包括三片具有屈折力的透镜,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、一第二透镜以及一第三透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第三透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:0.1≤InTL/HOS≤0.95。
其中,所述成像透镜组包括四片具有屈折力的透镜,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一第四透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第四透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:0.1≤InTL/HOS≤0.95。
其中,所述成像透镜组包括五片具有屈折力的透镜,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜以及一第五透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第五透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:0.1≤InTL/HOS≤0.95。
其中,所述成像透镜组包括六片具有屈折力的透镜,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜以及一第六透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第六透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:0.1≤InTL/HOS≤0.95。
其中,所述成像透镜组包括七片具有屈折力的透镜,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜、一第六透镜以及一第七透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第六透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:0.1≤InTL/HOS≤0.95。
其中,所述窄边框光学成像系统选自电子便携设备、电子穿戴式装置、电子监视装置、电子信息装置、电子通讯装置、机器视觉装置以及车用电子装置中的一种。
依据本发明再提供一种窄边框光学成像系统,包括:一成像透镜组,其包括至少二片具有屈折力的透镜;一成像面;一第一透镜定位组件,其包括有一镜座以及一底座,该镜座呈中空并且不具透光性并用以遮蔽该成像透镜组,该底座设置于接近该成像面的方向并用以遮蔽该成像面,该底座的外周缘垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为PhiD,其中该成像透镜组的焦距为f,该成像透镜组的入射光瞳直径为HEP,该成像透镜组的最大可视角度的一半为HAF,其中该底座的最小边长的最大厚度为TH1,其满足下列条件:1.0≤f/HEP≤10.0;0deg<HAF≤150deg;0mm<PhiD≤18mm;以及0mm<TH1≤0.3mm。
其中,所述成像透镜组中最接近像侧的透镜的像侧面最大有效直径为PhiA,其满足下列条件:0<PhiA/PhiD≤0.99。
其中,所述窄边框光学成像系统选自电子便携设备、电子穿戴式装置、电子监视装置、电子信息装置、电子通讯装置、机器视觉装置以及车用电子装置中的一种。
单一透镜的任一表面在最大有效半径范围内的轮廓曲线长度影响该表面修正像差以及各视场光线间光程差的能力,轮廓曲线长度越长则修正像差的能力提升,然而同时也会增加生产制造上的困难度,因此必须控制单一透镜的任一表面在最大有效半径范围内的轮廓曲线长度,特别是控制该表面的最大有效半径范围内的轮廓曲线长度(ARS)与该表面所属的该透镜于光轴上的厚度(TP)间的比例关系(ARS/TP)。例如第一透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS11表示,第一透镜于光轴上的厚度为TP1,两者间的比值为ARS11/TP1,第一透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS12表示,其与TP1间的比值为ARS12/TP1。第二透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS21表示,第二透镜于光轴上的厚度为TP2,两者间的比值为ARS21/TP2,第二透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS22表示,其与TP2间的比值为ARS22/TP2。窄边框光学成像系统中其余透镜的任一表面的最大有效半径的轮廓曲线长度与该表面所属的该透镜于光轴上的厚度(TP)间的比例关系,其表示方式以此类推。
单一透镜的任一表面在1/2入射光瞳直径(HEP)高度范围内的轮廓曲线长度特别影响该表面上在各光线视场共享区域的修正像差以及各视场光线间光程差的能力,轮廓曲线长度越长则修正像差的能力提升,然而同时也会增加生产制造上的困难度,因此必须控制单一透镜的任一表面在1/2入射光瞳直径(HEP)高度范围内的轮廓曲线长度,特别是控制该表面的1/2入射光瞳直径(HEP)高度范围内的轮廓曲线长度(ARE)与该表面所属的该透镜于光轴上的厚度(TP)间的比例关系(ARE/TP)。例如第一透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)高度的轮廓曲线长度以ARE11表示,第一透镜于光轴上的厚度为TP1,两者间的比值为ARE11/TP1,第一透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)高度的轮廓曲线长度以ARE12表示,其与TP1间的比值为ARE12/TP1。第二透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)高度的轮廓曲线长度以ARE21表示,第二透镜于光轴上的厚度为TP2,两者间的比值为ARE21/TP2,第二透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)高度的轮廓曲线长度以ARE22表示,其与TP2间的比值为ARE22/TP2。窄边框光学成像系统中其余透镜的任一表面的1/2入射光瞳直径(HEP)高度的轮廓曲线长度与该表面所属的该透镜于光轴上的厚度(TP)间的比例关系,其表示方式以此类推。
附图说明
本发明上述及其他特征将通过参照附图详细说明。
图1A示出了本发明第一实施例的窄边框光学成像系统的示意图;
图1B由左至右依次示出了本发明第一实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图;
图1C示出了第一实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图;
图2A示出了本发明第二实施例的窄边框光学成像系统的示意图;
图2B由左至右依次示出了本发明第二实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图;
图2C示出了第二实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图;
图3A示出了本发明第三实施例的窄边框光学成像系统的示意图;
图3B由左至右依次示出了本发明第三实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图;
图3C示出了第三实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图;
图4A示出了本发明第四实施例的窄边框光学成像系统的示意图;
图4B由左至右依次示出了本发明第四实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图;
图4C示出了第四实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图;
图5A示出了本发明第五实施例的窄边框光学成像系统的示意图;
图5B由左至右依次示出了本发明第五实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图;
图5C示出了第五实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图;
图6A示出了本发明第六实施例的窄边框光学成像系统的示意图;
图6B由左至右依次示出了本发明第六实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散以及光学畸变的曲线图;
图6C示出了第六实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图;
图7A为本发明的窄边框光学成像系统使用于行动通讯装置的示意图;
图7B为本发明的窄边框光学成像系统使用于行动信息装置的示意图;
图7C为本发明的窄边框光学成像系统使用于智能型手表的示意图;
图7D为本发明的窄边框光学成像系统使用于智能型头戴装置的示意图;
图7E为本发明的窄边框光学成像系统使用于安全监控装置的示意图;
图7F为本发明的窄边框光学成像系统使用于车用图像装置的示意图。
图7G为本发明的窄边框光学成像系统使用于无人飞机装置的示意图;
图7H为本发明的窄边框光学成像系统使用于极限运动图像装置的示意图;
图8A为本发明的窄边框光学成像系统的第一结构示意图;以及
图8B为本发明的窄边框光学成像系统的第二结构示意图。
附图标记说明
窄边框光学成像系统:10、20、30、40、50、60、712、722、732、742、752、762、80
光圈:100、200、300、400、500、600
第一透镜:110、210、310、410、510、610
物侧面:112、212、312、412、512、612
像侧面:114、214、314、414、514、614
第二透镜:120、220、320、420、520、620
物侧面:122、222、322、422、522、622
像侧面:124、224、324、424、524、624
第三透镜:130、230、330、430、530、630
物侧面:132、232、332、432、532、632
像侧面:134、234、334、434、534、634
第四透镜:140、240、340、440、540
物侧面:142、242、342、442、542
像侧面:144、244、344、444、544
第五透镜:150、250、350、450
物侧面:152、252、352、452
像侧面:154、254、354、454
第六透镜:160、260、360
物侧面:162、262、362
像侧面:164、264、364
第七透镜:270
物侧面:272
像侧面:274
红外线滤光片:180、280、380、480、580、680
成像面:190、290、390、490、590、690
图像传感器:192、292、392、492、592、692
图像传感器:S
第一透镜定位组件:PE1
第二透镜定位组件:PE2
底座:PEB
镜座:PEH
定位部:PEP
光学成像系统的焦距:f
第一透镜的焦距:f1;第二透镜的焦距:f2;第三透镜的焦距:f3;
第四透镜的焦距:f4;第五透镜的焦距:f5;第六透镜的焦距:f6;第七透镜的焦距:f7
光学成像系统的光圈值:f/HEP;Fno;F#
光学成像系统的最大视角的一半:HAF
第一透镜的色散系数:NA1
第二透镜至第七透镜的色散系数:NA2、NA3、NA4、NA5、NA6、NA7
第一透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R1、R2
第二透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R3、R4
第三透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R5、R6
第四透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R7、R8
第五透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R9、R10
第六透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R11、R12
第七透镜物侧面以及像侧面的曲率半径:R13、R14
第一透镜于光轴上的厚度:TP1
第二至第七透镜于光轴上的厚度:TP2、TP3、TP4、TP5、TP6、TP7
所有具屈折力的透镜的厚度总和:ΣTP
第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离:IN12
第二透镜与第三透镜于光轴上的间隔距离:IN23
第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离:IN34
第四透镜与第五透镜于光轴上的间隔距离:IN45
第五透镜与第六透镜于光轴上的间隔距离:IN56
第六透镜与第七透镜于光轴上的间隔距离:IN67
第七透镜物侧面于光轴上的交点至第七透镜物侧面的最大有效半径位置于光轴的水平位移距离:InRS71
第七透镜物侧面上最接近光轴的反曲点:IF711;该点沉陷量:SGI711
第七透镜物侧面上最接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF711
第七透镜像侧面上最接近光轴的反曲点:IF721;该点沉陷量:SGI721
第七透镜像侧面上最接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF721
第七透镜物侧面上第二接近光轴的反曲点:IF712;该点沉陷量:SGI712
第七透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF712
第七透镜像侧面上第二接近光轴的反曲点:IF722;该点沉陷量:SGI722
第七透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离:HIF722
第七透镜物侧面的临界点:C71
第七透镜像侧面的临界点:C72
第七透镜物侧面的临界点与光轴的水平位移距离:SGC71
第七透镜像侧面的临界点与光轴的水平位移距离:SGC72
第七透镜物侧面的临界点与光轴的垂直距离:HVT71
第七透镜像侧面的临界点与光轴的垂直距离:HVT72
系统总高度(第一透镜物侧面至成像面于光轴上的距离):HOS
图像传感器的对角线长度:Dg
光圈至成像面的距离:InS
第一透镜物侧面至第七透镜像侧面的距离:InTL
第七透镜像侧面至成像面的距离:InB
图像传感器有效感测区域对角线长的一半(最大像高):HOI
光学成像系统于成像时的TV畸变(TV Distortion):TDT
光学成像系统于成像时的光学畸变(Optical Distortion):ODT
具体实施方式
窄边框光学成像系统可使用三个工作波长进行设计,分别为486.1nm、587.5nm、656.2nm,其中587.5nm为主参考波长为主要提取技术特征的参考波长。光学成像系统也可使用五个工作波长进行设计,分别为470nm、510nm、555nm、610nm、650nm,其中555nm为主参考波长为主要提取技术特征的参考波长。
窄边框光学成像系统的焦距f与每一片具有正屈折力的透镜的焦距fp的比值为PPR,窄边框光学成像系统的焦距f与每一片具有负屈折力的透镜的焦距fn的比值为NPR,所有正屈折力的透镜的PPR总和为ΣPPR,所有负屈折力的透镜的NPR总和为ΣNPR,当满足下列条件时有助于控制窄边框光学成像系统的总屈折力以及总长度:0.5≤ΣPPR/│ΣNPR│≤15,较佳地,可满足下列条件:1≤ΣPPR/│ΣNPR│≤3.0。
窄边框光学成像系统可还包括一图像传感器,其设置于成像面。图像传感器有效感测区域对角线长的一半(即为窄边框光学成像系统的成像高度或称最大像高)为HOI,第一透镜物侧面至成像面于光轴上的距离为HOS,其满足下列条件:HOS/HOI≤50;以及0.5≤HOS/f≤150。较佳地,可满足下列条件:1≤HOS/HOI≤40;以及1≤HOS/f≤140。藉此,可维持窄边框光学成像系统的小型化,以搭载于轻薄可携式的电子产品上。
另外,本发明的窄边框光学成像系统中,依需求可设置至少一光圈,以减少杂散光,有助于提升图像质量。
本发明的窄边框光学成像系统中,光圈配置可为前置光圈或中置光圈,其中前置光圈意即光圈设置于被摄物与第一透镜间,中置光圈则表示光圈设置于第一透镜与成像面间。若光圈为前置光圈,可使窄边框光学成像系统的出瞳与成像面产生较长的距离而容置更多光学组件,并可增加图像传感器接收图像的效率;若为中置光圈,则有助于扩大系统的视场角,使窄边框光学成像系统具有广角镜头的优势。前述光圈至成像面间的距离为InS,其满足下列条件:0.2≤InS/HOS≤1.1。藉此,可同时兼顾维持窄边框光学成像系统的小型化以及具备广角的特性。
本发明的窄边框光学成像系统中,第一透镜物侧面至第六透镜像侧面间的距离为InTL,于光轴上所有具屈折力的透镜的厚度总和为ΣTP,其满足下列条件:0.1≤ΣTP/InTL≤0.9。藉此,当可同时兼顾系统成像的对比度以及透镜制造的良率并提供适当的后焦距以容置其他组件。
第一透镜物侧面的曲率半径为R1,第一透镜像侧面的曲率半径为R2,其满足下列条件:0.001≤│R1/R2│≤25。藉此,第一透镜的具备适当正屈折力强度,避免球差增加过速。较佳地,可满足下列条件:0.01≤│R1/R2│<12。
第六透镜物侧面的曲率半径为R11,第六透镜像侧面的曲率半径为R12,其满足下列条件:-7<(R11-R12)/(R11+R12)<50。藉此,有利于修正窄边框光学成像系统所产生的像散。
第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为IN12,其满足下列条件:IN12/f≤60。藉此,有助于改善透镜的色差以提升其性能。
第五透镜与第六透镜于光轴上的间隔距离为IN56,其满足下列条件:IN56/f≤3.0,有助于改善透镜的色差以提升其性能。
第一透镜与第二透镜于光轴上的厚度分别为TP1以及TP2,其满足下列条件:0.1≤(TP1+IN12)/TP2≤10。藉此,有助于控制窄边框光学成像系统制造的敏感度并提升其性能。
第五透镜与第六透镜于光轴上的厚度分别为TP5以及TP6,前述两透镜于光轴上的间隔距离为IN56,其满足下列条件:0.1≤(TP6+IN56)/TP5≤15。藉此,有助于控制窄边框光学成像系统制造的敏感度并降低系统总高度。
第三透镜、第四透镜及第五透镜于光轴上的厚度分别为TP3、TP4以及TP5,第三透镜与第四透镜于光轴上的间隔距离为IN34,第四透镜与第五透镜于光轴上的间隔距离为IN45,第一透镜物侧面至最靠近成像面的透镜的像侧面间的距离为InTL,其满足下列条件:0.1≤TP4/(IN34+TP4+IN45)<1。藉此,有助层层微幅修正入射光行进过程所产生的像差并降低系统总高度。
本发明的窄边框光学成像系统中,第六透镜物侧面的临界点C61与光轴的垂直距离为HVT61,第六透镜像侧面的临界点C62与光轴的垂直距离为HVT62,第六透镜物侧面于光轴上的交点至临界点C61位置于光轴的水平位移距离为SGC61,第六透镜像侧面于光轴上的交点至临界点C62位置于光轴的水平位移距离为SGC62,可满足下列条件:0mm≤HVT61≤3mm;0mm<HVT62≤6mm;0≤HVT61/HVT62;0mm≤│SGC61│≤0.5mm;0mm<│SGC62│≤2mm;以及0<│SGC62│/(│SGC62│+TP6)≤0.9。藉此,可有效修正离轴视场的像差。
本发明的窄边框光学成像系统其满足下列条件:0.2≤HVT62/HOI≤0.9。较佳地,可满足下列条件:0.3≤HVT62/HOI≤0.8。藉此,有助于窄边框光学成像系统的边缘视场的像差修正。
本发明的窄边框光学成像系统其满足下列条件:0≤HVT62/HOS≤0.5。较佳地,可满足下列条件:0.2≤HVT62/HOS≤0.45。藉此,有助于窄边框光学成像系统的边缘视场的像差修正。
本发明的窄边框光学成像系统中,第六透镜物侧面于光轴上的交点至第六透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI611表示,第六透镜像侧面于光轴上的交点至第六透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI621表示,其满足下列条件:0<SGI611/(SGI611+TP6)≤0.9;0<SGI621/(SGI621+TP6)≤0.9。较佳地,可满足下列条件:0.1≤SGI611/(SGI611+TP6)≤0.6;0.1≤SGI621/(SGI621+TP6)≤0.6。
第六透镜物侧面于光轴上的交点至第六透镜物侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI612表示,第六透镜像侧面于光轴上的交点至第六透镜像侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI622表示,其满足下列条件:0<SGI612/(SGI612+TP6)≤0.9;0<SGI622/(SGI622+TP6)≤0.9。较佳地,可满足下列条件:0.1≤SGI612/(SGI612+TP6)≤0.6;0.1≤SGI622/(SGI622+TP6)≤0.6。
第六透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF611表示,第六透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF621表示,其满足下列条件:0.001mm≤│HIF611│≤5mm;0.001mm≤│HIF621│≤5mm。较佳地,可满足下列条件:0.1mm≤│HIF611│≤3.5mm;1.5mm≤│HIF621│≤3.5mm。
第六透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF612表示,第六透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF622表示,其满足下列条件:0.001mm≤│HIF612│≤5mm;0.001mm≤│HIF622│≤5mm。较佳地,可满足下列条件:0.1mm≤│HIF622│≤3.5mm;0.1mm≤│HIF612│≤3.5mm。
第六透镜物侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF613表示,第六透镜像侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF623表示,其满足下列条件:0.001mm≤│HIF613│≤5mm;0.001mm≤│HIF623│≤5mm。较佳地,可满足下列条件:0.1mm≤│HIF623│≤3.5mm;0.1mm≤│HIF613│≤3.5mm。
第六透镜物侧面第四接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF614表示,第六透镜像侧面第四接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF624表示,其满足下列条件:0.001mm≤│HIF614│≤5mm;0.001mm≤│HIF624│≤5mm。较佳地,可满足下列条件:0.1mm≤│HIF624│≤3.5mm;0.1mm≤│HIF614│≤3.5mm。
本发明的窄边框光学成像系统中,PhiA满足下列条件:0mm<PhiA≤17.4mm,较佳地可满足下列条件:0mm<PhiA≤13.5mm;PhiC满足下列条件:0mm<PhiC≤17.7mm,较佳地可满足下列条件:0mm<PhiC≤14mm;PhiD满足下列条件:0mm<PhiD≤18mm,较佳地可满足下列条件:0mm<PhiD≤15mm;TH1满足下列条件:0mm<TH1≤5mm,较佳地可满足下列条件:0mm<TH1≤0.5mm,或较佳地可满足0mm<TH1≤0.3mm;TH2满足下列条件:0mm<TH2≤5mm,较佳地可满足下列条件:0mm<TH2≤0.5mm;PhiA/PhiD满足下列条件:0<PhiA/PhiD≤0.99,较佳地可满足下列条件:0<PhiA/PhiD≤0.97;TH1+TH2满足下列条件:0mm<TH1+TH2≤10mm,较佳地可满足下列条件:0mm<TH1+TH2≤1.5mm;(TH1+TH2)/HOI满足下列条件:0<(TH1+TH2)/HOI≤0.95,较佳地可满足下列条件:0<(TH1+TH2)/HOI≤0.5;(TH1+TH2)/HOS满足下列条件:0<(TH1+TH2)/HOS≤0.95,较佳地可满足下列条件:0<(TH1+TH2)/HOS≤0.5;(TH1+TH2)/PhiA满足下列条件:0<(TH1+TH2)/PhiA≤0.95,较佳地可满足下列条件:0<(TH1+TH2)/PhiA≤0.5。
本发明的窄边框光学成像系统的一种实施方式,可通过具有高色散系数与低色散系数的透镜交错排列,而有助于窄边框光学成像系统色差的修正。
上述非球面的方程式为:
z=ch2/[1+[1(k+1)c2h2]0.5]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12+A14h14+A16h16+A18h18+A20h20+…(1)
其中,z为沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考的位置值,k为锥面系数,c为曲率半径的倒数,且A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18以及A20为高阶非球面系数。
本发明提供的窄边框光学成像系统中,透镜的材质可为塑料或玻璃。当透镜材质为塑料,可以有效降低生产成本与重量。另当透镜的材质为玻璃,则可以控制热效应并且增加窄边框光学成像系统屈折力配置的设计空间。此外,窄边框光学成像系统中第一透镜至第七透镜的物侧面及像侧面可为非球面,其可获得较多的控制变量,除用以消减像差外,相较于传统玻璃透镜的使用甚至可缩减透镜使用的数目,因此能有效降低本发明窄边框光学成像系统的总高度。
再者,本发明提供的窄边框光学成像系统中,若透镜表面为凸面,原则上表示透镜表面于近光轴处为凸面;若透镜表面为凹面,原则上表示透镜表面于近光轴处为凹面。
本发明的窄边框光学成像系统还可视需求应用于移动对焦的光学系统中,并兼具优良像差修正与良好成像质量的特色,从而扩大应用层面。
本发明的窄边框光学成像系统还可视需求包括一驱动模块,该驱动模块可与这些透镜相耦合并使这些透镜产生位移。前述驱动模块可以是音圈马达(VCM)用于带动镜头进行对焦,或者为光学防抖元件(OIS)用于降低拍摄过程因镜头振动所导致失焦的发生频率。
本发明的窄边框光学成像系统还可视需求令第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜中至少一片透镜为波长小于500nm的光线滤除组件,其可通过该特定具滤除功能的透镜的至少一表面上镀膜或该透镜本身即由具可滤除短波长的材质所制作而达成。
本发明的窄边框光学成像系统的成像面还可视需求选择为一平面或一曲面。当成像面为一曲面(例如具有一曲率半径的球面),有助于降低聚焦光线于成像面所需的入射角,除有助于达成微缩窄边框光学成像系统的长度(TTL)外,对于提升相对照度同时有所帮助。
根据上述实施方式,以下提出具体实施例并配合图式予以详细说明。
第一实施例
请参照图1A及图1B,其中图1A示出了依照本发明第一实施例的一种窄边框光学成像系统的成像透镜组示意图,图1B由左至右依次为第一实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图1C为第一实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图。由图1A可知,窄边框光学成像系统10由物侧至像侧依次包括第一透镜110、光圈100、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、红外线滤光片180、成像面190以及图像传感器192。
第一透镜110具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面112为凹面,其像侧面114为凹面,并皆为非球面,且其物侧面112具有二反曲点。第一透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS11表示,第一透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS12表示。第一透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE11表示,第一透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE12表示。第一透镜于光轴上的厚度为TP1。
第一透镜物侧面于光轴上的交点至第一透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI111表示,第一透镜像侧面于光轴上的交点至第一透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI121表示,其满足下列条件:SGI111=-0.0031mm;│SGI111│/(│SGI111│+TP1)=0.0016。
第一透镜物侧面于光轴上的交点至第一透镜物侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI112表示,第一透镜像侧面于光轴上的交点至第一透镜像侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI122表示,其满足下列条件:SGI112=1.3178mm;│SGI112│/(│SGI112│+TP1)=0.4052。
第一透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF111表示,第一透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF121表示,其满足下列条件:HIF111=0.5557mm;HIF111/HOI=0.1111。
第一透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF112表示,第一透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF122表示,其满足下列条件:HIF112=5.3732mm;HIF112/HOI=1.0746。
第二透镜120具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面122为凸面,其像侧面124为凸面,并皆为非球面,且其物侧面122具有一反曲点。第二透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS21表示,第二透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS22表示。第二透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE21表示,第二透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE22表示。第二透镜于光轴上的厚度为TP2。
第二透镜物侧面于光轴上的交点至第二透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI211表示,第二透镜像侧面于光轴上的交点至第二透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI221表示,其满足下列条件:SGI211=0.1069mm;│SGI211│/(│SGI211│+TP2)=0.0412;SGI221=0mm;│SGI221│/(│SGI221│+TP2)=0。
第二透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF211表示,第二透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF221表示,其满足下列条件:HIF211=1.1264mm;HIF211/HOI=0.2253;HIF221=0mm;HIF221/HOI=0。
第三透镜130具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面132为凹面,其像侧面134为凸面,并皆为非球面,且其物侧面132以及像侧面134均具有一反曲点。第三透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS31表示,第三透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS32表示。第三透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE31表示,第三透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE32表示。第三透镜于光轴上的厚度为TP3。
第三透镜物侧面于光轴上的交点至第三透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI311表示,第三透镜像侧面于光轴上的交点至第三透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI321表示,其满足下列条件:SGI311=-0.3041mm;│SGI311│/(│SGI311│+TP3)=0.4445;SGI321=-0.1172mm;│SGI321│/(│SGI321│+TP3)=0.2357。
第三透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF311表示,第三透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF321表示,其满足下列条件:HIF311=1.5907mm;HIF311/HOI=0.3181;HIF321=1.3380mm;HIF321/HOI=0.2676。
第四透镜140具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面142为凸面,其像侧面144为凹面,并皆为非球面,且其物侧面142具有二反曲点以及像侧面144具有一反曲点。第四透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS41表示,第四透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS42表示。第四透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE41表示,第四透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE42表示。第四透镜于光轴上的厚度为TP4。
第四透镜物侧面于光轴上的交点至第四透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI411表示,第四透镜像侧面于光轴上的交点至第四透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI421表示,其满足下列条件:SGI411=0.0070mm;│SGI411│/(│SGI411│+TP4)=0.0056;SGI421=0.0006mm;│SGI421│/(│SGI421│+TP4)=0.0005。
第四透镜物侧面于光轴上的交点至第四透镜物侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI412表示,第四透镜像侧面于光轴上的交点至第四透镜像侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI422表示,其满足下列条件:SGI412=-0.2078mm;│SGI412│/(│SGI412│+TP4)=0.1439。
第四透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF411表示,第四透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF421表示,其满足下列条件:HIF411=0.4706mm;HIF411/HOI=0.0941;HIF421=0.1721mm;HIF421/HOI=0.0344。
第四透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF412表示,第四透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF422表示,其满足下列条件:HIF412=2.0421mm;HIF412/HOI=0.4084。
第五透镜150具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面152为凸面,其像侧面154为凸面,并皆为非球面,且其物侧面152具有二反曲点以及像侧面154具有一反曲点。第五透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS51表示,第五透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS52表示。第五透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE51表示,第五透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE52表示。第五透镜于光轴上的厚度为TP5。
第五透镜物侧面于光轴上的交点至第五透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI511表示,第五透镜像侧面于光轴上的交点至第五透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI521表示,其满足下列条件:SGI511=0.00364mm;│SGI511│/(│SGI511│+TP5)=0.00338;SGI521=-0.63365mm;│SGI521│/(│SGI521│+TP5)=0.37154。
第五透镜物侧面于光轴上的交点至第五透镜物侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI512表示,第五透镜像侧面于光轴上的交点至第五透镜像侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI522表示,其满足下列条件:SGI512=-0.32032mm;│SGI512│/(│SGI512│+TP5)=0.23009。
第五透镜物侧面于光轴上的交点至第五透镜物侧面第三接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI513表示,第五透镜像侧面于光轴上的交点至第五透镜像侧面第三接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI523表示,其满足下列条件:SGI513=0mm;│SGI513│/(│SGI513│+TP5)=0;SGI523=0mm;│SGI523│/(│SGI523│+TP5)=0。
第五透镜物侧面于光轴上的交点至第五透镜物侧面第四接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI514表示,第五透镜像侧面于光轴上的交点至第五透镜像侧面第四接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI524表示,其满足下列条件:SGI514=0mm;│SGI514│/(│SGI514│+TP5)=0;SGI524=0mm;│SGI524│/(│SGI524│+TP5)=0。
第五透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF511表示,第五透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF521表示,其满足下列条件:HIF511=0.28212mm;HIF511/HOI=0.05642;HIF521=2.13850mm;HIF521/HOI=0.42770。
第五透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF512表示,第五透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF522表示,其满足下列条件:HIF512=2.51384mm;HIF512/HOI=0.50277。
第五透镜物侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF513表示,第五透镜像侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF523表示,其满足下列条件:HIF513=0mm;HIF513/HOI=0;HIF523=0mm;HIF523/HOI=0。
第五透镜物侧面第四接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF514表示,第五透镜像侧面第四接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF524表示,其满足下列条件:HIF514=0mm;HIF514/HOI=0;HIF524=0mm;HIF524/HOI=0。
第六透镜160具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面162为凹面,其像侧面164为凹面,且其物侧面162具有二反曲点以及像侧面164具有一反曲点。藉此,可有效调整各视场入射于第六透镜的角度而改善像差。第六透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS61表示,第六透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS62表示。第六透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE61表示,第六透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE62表示。第六透镜于光轴上的厚度为TP6。
第六透镜物侧面于光轴上的交点至第六透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI611表示,第六透镜像侧面于光轴上的交点至第六透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI621表示,其满足下列条件:SGI611=-0.38558mm;│SGI611│/(│SGI611│+TP6)=0.27212;SGI621=0.12386mm;│SGI621│/(│SGI621│+TP6)=0.10722。
第六透镜物侧面于光轴上的交点至第六透镜物侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI612表示,第六透镜像侧面于光轴上的交点至第六透镜像侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离以SGI621表示,其满足下列条件:SGI612=-0.47400mm;│SGI612│/(│SGI612│+TP6)=0.31488;SGI622=0mm;│SGI622│/(│SGI622│+TP6)=0。
第六透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF611表示,第六透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF621表示,其满足下列条件:HIF611=2.24283mm;HIF611/HOI=0.44857;HIF621=1.07376mm;HIF621/HOI=0.21475。
第六透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF612表示,第六透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF622表示,其满足下列条件:HIF612=2.48895mm;HIF612/HOI=0.49779。
第六透镜物侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF613表示,第六透镜像侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF623表示,其满足下列条件:HIF613=0mm;HIF613/HOI=0;HIF623=0mm;HIF623/HOI=0。
第六透镜物侧面第四接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF614表示,第六透镜像侧面第四接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF624表示,其满足下列条件:HIF614=0mm;HIF614/HOI=0;HIF624=0mm;HIF624/HOI=0。
红外线滤光片180为玻璃材质,其设置于第六透镜160及成像面190间且不影响窄边框光学成像系统的焦距。
本实施例的窄边框光学成像系统中,窄边框光学成像系统的焦距为f,窄边框光学成像系统的入射光瞳直径为HEP,窄边框光学成像系统中最大视角的一半为HAF,其数值如下:f=4.075mm;f/HEP=1.4;以及HAF=50.000度与tan(HAF)=1.1918。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第一透镜110的焦距为f1,第六透镜160的焦距为f6,其满足下列条件:f1=-7.828mm;│f/f1│=0.52060;f6=-4.886;以及│f1│>│f6│。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第二透镜120至第五透镜150的焦距分别为f2、f3、f4、f5,其满足下列条件:│f2│+│f3│+│f4│+│f5│=95.50815mm;│f1│+│f6│=12.71352mm以及│f2│+│f3│+│f4│+│f5│>│f1│+│f6│。
窄边框光学成像系统的焦距f与每一片具有正屈折力的透镜的焦距fp的比值为PPR,窄边框光学成像系统的焦距f与每一片具有负屈折力的透镜的焦距fn的比值为NPR,本实施例的窄边框光学成像系统中,所有正屈折力的透镜的PPR总和为ΣPPR=f/f2+f/f4+f/f5=1.63290,所有负屈折力的透镜的NPR总和为ΣNPR=│f/f1│+│f/f3│+│f/f6│=1.51305,ΣPPR/│ΣNPR│=1.07921。同时也满足下列条件:│f/f2│=0.69101;│f/f3│=0.15834;│f/f4│=0.06883;│f/f5│=0.87305;│f/f6│=0.83412。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第一透镜物侧面112至第六透镜像侧面164间的距离为InTL,第一透镜物侧面112至成像面190间的距离为HOS,光圈100至成像面180间的距离为InS,图像传感器192有效感测区域对角线长的一半为HOI,第六透镜像侧面164至成像面190间的距离为BFL,其满足下列条件:InTL+BFL=HOS;HOS=19.54120mm;HOI=5.0mm;HOS/HOI=3.90824;HOS/f=4.7952;InS=11.685mm;以及InS/HOS=0.59794;InTL//HOS=0.7936。
本实施例的窄边框光学成像系统中,于光轴上所有具屈折力的透镜的厚度总和为ΣTP,其满足下列条件:ΣTP=8.13899mm;以及ΣTP/InTL=0.52477。藉此,当可同时兼顾系统成像的对比度以及透镜制造的良率并提供适当的后焦距以容置其他组件。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第一透镜物侧面112的曲率半径为R1,第一透镜像侧面114的曲率半径为R2,其满足下列条件:│R1/R2│=8.99987。藉此,第一透镜的具备适当正屈折力强度,避免球差增加过速。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第六透镜物侧面162的曲率半径为R11,第六透镜像侧面164的曲率半径为R12,其满足下列条件:(R11-R12)/(R11+R12)=1.27780。藉此,有利于修正窄边框光学成像系统所产生的像散。
本实施例的窄边框光学成像系统中,所有具正屈折力的透镜的焦距总和为ΣPP,其满足下列条件:ΣPP=f2+f4+f5=69.770mm;以及f5/(f2+f4+f5)=0.067。藉此,有助于适当分配单一透镜的正屈折力至其他正透镜,以抑制入射光线行进过程显著像差的产生。
本实施例的窄边框光学成像系统中,所有具负屈折力的透镜的焦距总和为ΣNP,其满足下列条件:ΣNP=f1+f3+f6=-38.451mm;以及f6/(f1+f3+f6)=0.127。藉此,有助于适当分配第六透镜的负屈折力至其他负透镜,以抑制入射光线行进过程显著像差的产生。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第一透镜110与第二透镜120于光轴上的间隔距离为IN12,其满足下列条件:IN12=6.418mm;IN12/f=1.57491。藉此,有助于改善透镜的色差以提升其性能。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第五透镜150与第六透镜160于光轴上的间隔距离为IN56,其满足下列条件:IN56=0.025mm;IN56/f=0.00613。藉此,有助于改善透镜的色差以提升其性能。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第一透镜110与第二透镜120于光轴上的厚度分别为TP1以及TP2,其满足下列条件:TP1=1.934mm;TP2=2.486mm;以及(TP1+IN12)/TP2=3.36005。藉此,有助于控制窄边框光学成像系统制造的敏感度并提升其性能。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第五透镜150与第六透镜160于光轴上的厚度分别为TP5以及TP6,前述两透镜于光轴上的间隔距离为IN56,其满足下列条件:TP5=1.072mm;TP6=1.031mm;以及(TP6+IN56)/TP5=0.98555。藉此,有助于控制窄边框光学成像系统制造的敏感度并降低系统总高度。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第三透镜130与第四透镜140于光轴上的间隔距离为IN34,第四透镜140与第五透镜150于光轴上的间隔距离为IN45,其满足下列条件:IN34=0.401mm;IN45=0.025mm;以及TP4/(IN34+TP4+IN45)=0.74376。藉此,有助于层层微幅修正入射光线行进过程所产生的像差并降低系统总高度。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第五透镜物侧面152于光轴上的交点至第五透镜物侧面152的最大有效半径位置于光轴的水平位移距离为InRS51,第五透镜像侧面154于光轴上的交点至第五透镜像侧面154的最大有效半径位置于光轴的水平位移距离为InRS52,第五透镜150于光轴上的厚度为TP5,其满足下列条件:InRS51=-0.34789mm;InRS52=-0.88185mm;│InRS51│/TP5=0.32458以及│InRS52│/TP5=0.82276。藉此,有利于透镜的制作与成型,并有效维持其小型化。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第五透镜物侧面152的临界点与光轴的垂直距离为HVT51,第五透镜像侧面154的临界点与光轴的垂直距离为HVT52,其满足下列条件:HVT51=0.515349mm;HVT52=0mm。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第六透镜物侧面162于光轴上的交点至第六透镜物侧面162的最大有效半径位置于光轴的水平位移距离为InRS61,第六透镜像侧面164于光轴上的交点至第六透镜像侧面164的最大有效半径位置于光轴的水平位移距离为InRS62,第六透镜160于光轴上的厚度为TP6,其满足下列条件:InRS61=-0.58390mm;InRS62=0.41976mm;│InRS61│/TP6=0.56616以及│InRS62│/TP6=0.40700。藉此,有利于透镜的制作与成型,并有效维持其小型化。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第六透镜物侧面162的临界点与光轴的垂直距离为HVT61,第六透镜像侧面164的临界点与光轴的垂直距离为HVT62,其满足下列条件:HVT61=0mm;HVT62=0mm。
本实施例的窄边框光学成像系统中,其满足下列条件:HVT51/HOI=0.1031。藉此,有助于窄边框光学成像系统的边缘视场的像差修正。
本实施例的窄边框光学成像系统中,其满足下列条件:HVT51/HOS=0.02634。藉此,有助于窄边框光学成像系统的边缘视场的像差修正。
本实施例的窄边框光学成像系统中,第二透镜、第三透镜以及第六透镜具有负屈折力,第二透镜的色散系数为NA2,第三透镜的色散系数为NA3,第六透镜的色散系数为NA6,其满足下列条件:NA6/NA2≤1。藉此,有助于窄边框光学成像系统色差的修正。
本实施例的窄边框光学成像系统中,窄边框光学成像系统于成像时的TV畸变为TDT,成像时的光学畸变为ODT,其满足下列条件:TDT=2.124%;ODT=5.076%。
请参照图1C,本实施例相关的机构组件参数的代号与其数值详列如下,窄边框光学成像系统可包括一图像传感器S,该图像传感器S的外周缘垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为LS;窄边框光学成像系统另外可包括一第一透镜定位组件,并以PE1(Positioning Element 1)表示,该第一透镜定位组件PE1呈中空并且不具透光性,其包括有一底座PEB以及一镜座PEH;该底座PEB朝向成像侧用以遮蔽与固接于该图像传感器S上,该底座PEB具有一预定壁厚TH1(Thickness of Positioning Element 1),该底座PEB的外周缘垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值以PhiD表示;该镜座PEH(可选择采用一体制成)呈中空筒状并且不具透光性,并用以容置一第二透镜定位组件,该第二透镜定位组件以PE2(Positioning Element 2)表示。
该第二透镜定位组件PE2包括有一定位部PEP。该定位部PEP呈中空且其像侧具有一预定壁厚TH2(Thickness of Positioning Element 2),该定位部PEP的外周缘垂直于光轴的平面上的最大直径为PhiC。该定位部PEP具有容置这些透镜以及排列该透镜于光轴上的定位效果。其中定位部PEP的外侧不接触该镜座PEH内周缘(本实施例采用无螺牙设计),并选用于物侧面点胶的方式将该第一透镜定位组件PE1以及该第二透镜定位组件PE2两者接着与固定。
本实施例的窄边框光学成像系统中,LS为12mm,PhiA为2倍EHD62=6.726mm(EHD62:第六透镜像侧面的最大有效半径),PhiC=PhiA+2倍TH2=7.026mm,PhiD=PhiC+2倍(TH1+TH2)=7.426mm,TH1为0.2mm,TH2为0.15mm,PhiA/PhiD为0.9057,TH1+TH2为0.35mm,(TH1+TH2)/HOI为0.035,(TH1+TH2)/HOS为0.0179,2倍(TH1+TH2)/PhiA为0.1041,(TH1+TH2)/LS为0.0292。
再配合参照下列表一以及表二。
表二、第一实施例的非球面系数
依据表一及表二可得到下列轮廓曲线长度相关的数值:
表一为第一实施例详细的结构数据,其中曲率半径、厚度、距离及焦距的单位为mm,且表面0-16依次表示由物侧至像侧的表面。表二为第一实施例中的非球面数据,其中,k表非球面曲线方程式中的锥面系数,A1-A20则表示各表面第1-20阶非球面系数。此外,以下各实施例表格乃对应各实施例的示意图与像差曲线图,表格中数据的定义皆与第一实施例的表一及表二的定义相同,在此不加赘述。再者,以下各实施例的机构组件参数的定义皆与第一实施例相同。
第二实施例
请参照图2A及图2B,其中图2A示出了依照本发明第二实施例的一种窄边框光学成像系统的成像透镜组示意图,图2B由左至右依次为第二实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图2C为第二实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图,定位部PEP的外侧不接触该镜座PEH内周缘(本实施例采用无螺牙设计),并选用于物侧面点胶的方式将该第一透镜定位组件PE1以及该第二透镜定位组件PE2两者接着与固定。由图2A可知,窄边框光学成像系统20由物侧至像侧依次包括光圈200、第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、第五透镜250、第六透镜260以及第七透镜270、红外线滤光片280、成像面290以及图像传感器292。
第一透镜210具有负屈折力,且为玻璃材质,其物侧面212为凸面,其像侧面214为凹面,并皆为非球面,其物侧面212以及像侧面214均具有一反曲点。
第二透镜220具有负屈折力,且为玻璃材质,其物侧面222为凹面,其像侧面224为凸面,并皆为非球面,其物侧面222以及像侧面224均具有一反曲点。
第三透镜230具有正屈折力,且为玻璃材质,其物侧面232为凸面,其像侧面234为凸面,并皆为非球面,其物侧面232具有一反曲点。
第四透镜240具有正屈折力,且为玻璃材质,其物侧面242为凸面,其像侧面244为凸面,并皆为非球面,且其物侧面242具有一反曲点以及像侧面244具有二反曲点。
第五透镜250具有正屈折力,且为玻璃材质,其物侧面252为凸面,其像侧面254为凸面,并皆为非球面,且其物侧面252以及像侧面254均具有一反曲点。
第六透镜260具有负屈折力,且为玻璃材质,其物侧面262为凹面,其像侧面264为凹面,并皆为非球面,且其物侧面262以及像侧面264均具有二反曲点。藉此,可有效调整各视场入射于第六透镜260的角度而改善像差。
第七透镜270具有正屈折力,且为玻璃材质,其物侧面272为凸面,其像侧面274为凹面。藉此,有利于缩短其后焦距以维持小型化。另外,第七透镜物侧面272以及像侧面274均具有一反曲点,可有效地压制离轴视场光线入射的角度,进一步可修正离轴视场的像差。
红外线滤光片280为玻璃材质,其设置于第七透镜270及成像面290间且不影响窄边框光学成像系统的焦距。
请配合参照下列表三以及表四。
表四、第二实施例的非球面系数
第二实施例中,非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外,下表参数的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
依据表三及表四可得到下列条件式数值:
依据表三及表四可得到下列条件式数值:依据表一及表二可得到下列轮廓曲线长度相关的数值:
依据表三及表四可得到下列条件式数值:
第三实施例
请参照图3A及图3B,其中图3A示出了依照本发明第三实施例的一种窄边框光学成像系统的成像透镜组示意图,图3B由左至右依次为第三实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图3C为第三实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图,定位部PEP的外侧不接触该镜座PEH内周缘(本实施例采用无螺牙设计),并选用于物侧面点胶的方式将该第一透镜定位组件PE1以及该第二透镜定位组件PE2两者接着与固定。由图3A可知,窄边框光学成像系统30由物侧至像侧依次包括第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、光圈300、第四透镜340、第五透镜350、第六透镜360、红外线滤光片380、成像面390以及图像传感器392。
第一透镜310具有负屈折力,且为玻璃材质,其物侧面312为凸面,其像侧面314为凹面,并皆为球面。
第二透镜320具有负屈折力,且为玻璃材质,其物侧面322为凹面,其像侧面324为凸面,并皆为球面。
第三透镜330具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面332为凸面,其像侧面334为凸面,并皆为非球面,且其像侧面334具有一反曲点。
第四透镜340具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面342为凹面,其像侧面344为凹面,并皆为非球面,且其像侧面344具有一反曲点。
第五透镜350具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面352为凸面,其像侧面354为凸面,并皆为非球面。
第六透镜360具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面362为凸面,其像侧面364为凹面,并皆为非球面,且其物侧面362以及像侧面364均具有一反曲点。藉此,有利于缩短其后焦距以维持小型化。另外,可有效地压制离轴视场光线入射的角度,进一步可修正离轴视场的像差。
红外线滤光片380为玻璃材质,其设置于第六透镜360及成像面390间且不影响窄边框光学成像系统的焦距。
请配合参照下列表五以及表六。
表六、第三实施例的非球面系数
第三实施例中,非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外,下表参数的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
依据表五及表六可得到下列条件式数值:
依据表五及表六可得到下列轮廓曲线长度相关的数值:
依据表五及表六可得到下列条件式数值:
第四实施例
请参照图4A及图4B,其中图4A示出了依照本发明第四实施例的一种窄边框光学成像系统的成像透镜组示意图,图4B由左至右依次为第四实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图4C为第四实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图,定位部PEP的外侧不接触该镜座PEH内周缘(本实施例采用无螺牙设计),并选用于物侧面点胶的方式将该第一透镜定位组件PE1以及该第二透镜定位组件PE2两者接着与固定。由图4A可知,窄边框光学成像系统40由物侧至像侧依次包括第一透镜410、第二透镜420、光圈400、第三透镜430、第四透镜440、第五透镜450、红外线滤光片480、成像面490以及图像传感器492。
第一透镜410具有负屈折力,且为玻璃材质,其物侧面412为凸面,其像侧面414为凹面,并皆为球面。
第二透镜420具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面422为凹面,其像侧面424为凹面,并皆为非球面,且其物侧面422具有一反曲点。
第三透镜430具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面432为凸面,其像侧面434为凸面,并皆为非球面,且其物侧面432具有一反曲点。
第四透镜440具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面442为凸面,其像侧面444为凸面,并皆为非球面,且其物侧面442具有一反曲点。
第五透镜450具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面452为凹面,其像侧面454为凹面,并皆为非球面,且其物侧面452具有二反曲点。藉此,有利于缩短其后焦距以维持小型化。
红外线滤光片480为玻璃材质,其设置于第五透镜450及成像面490间且不影响窄边框光学成像系统的焦距。
请配合参照下列表七以及表八。
表八、第四实施例的非球面系数
第四实施例中,非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外,下表参数的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
依据表七及表八可得到下列条件式数值:
依据表七及表八可得到下列轮廓曲线长度相关的数值:
依据表七及表八可得到下列条件式数值:
第五实施例
请参照图5A及图5B,其中图5A示出了依照本发明第五实施例的一种窄边框光学成像系统的成像透镜组示意图,图5B由左至右依次为第五实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图5C为第五实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图,定位部PEP的外侧不接触该镜座PEH内周缘(本实施例采用无螺牙设计),并选用于物侧面点胶的方式将该第一透镜定位组件PE1以及该第二透镜定位组件PE2两者接着与固定。由图5A可知,窄边框光学成像系统50由物侧至像侧依次包括光圈500、第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540、红外线滤光片580、成像面590以及图像传感器592。
第一透镜510具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面512为凸面,其像侧面514为凸面,并皆为非球面,且其物侧面512具有一反曲点。
第二透镜520具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面522为凸面,其像侧面524为凹面,并皆为非球面,且其物侧面522具有二反曲点以及像侧面524具有一反曲点。
第三透镜530具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面532为凹面,其像侧面534为凸面,并皆为非球面,且其物侧面532具有三反曲点以及像侧面534具有一反曲点。
第四透镜540具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面542为凹面,其像侧面544为凹面,并皆为非球面,且其物侧面542具有二反曲点以及像侧面544具有一反曲点。
红外线滤光片580为玻璃材质,其设置于第四透镜540及成像面590间且不影响窄边框光学成像系统的焦距。
请配合参照下列表九以及表十。
表十、第五实施例的非球面系数
第五实施例中,非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外,下表参数的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
依据表九及表十可得到下列条件式数值:
依据表九及表十可得到下列条件式数值:
依据表九及表十可得到轮廓曲线长度相关的数值:
第六实施例
请参照图6A及图6B,其中图6A示出了依照本发明第六实施例的一种窄边框光学成像系统的成像透镜组示意图,图6B由左至右依次为第六实施例的窄边框光学成像系统的球差、像散及光学畸变曲线图。图6C为第六实施例的窄边框光学成像系统的第一透镜定位组件以及第二透镜定位组件间的组装示意图,定位部PEP的外侧不接触该镜座PEH内周缘(本实施例采用无螺牙设计),并选用于物侧面点胶的方式将该第一透镜定位组件PE1以及该第二透镜定位组件PE2两者接着与固定。由图6A可知,窄边框光学成像系统60由物侧至像侧依次包括第一透镜610、光圈600、第二透镜620、第三透镜630、红外线滤光片680、成像面690以及图像传感器692。
第一透镜610具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面612为凸面,其像侧面614为凹面,并皆为非球面。
第二透镜620具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面622为凹面,其像侧面624为凸面,并皆为非球面,其像侧面624具有一反曲点。
第三透镜630具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面632为凸面,其像侧面634为凹面,并皆为非球面,且其物侧面632具有二反曲点以及像侧面634具有一反曲点。
红外线滤光片680为玻璃材质,其设置于第三透镜630及成像面690间且不影响窄边框光学成像系统的焦距。
请配合参照下列表十一以及表十二。
表十二、第六实施例的非球面系数
第六实施例中,非球面的曲线方程式表示如第一实施例的形式。此外,下表参数的定义皆与第一实施例相同,在此不加以赘述。
依据表十一及表十二可得到下列条件式数值:
依据表十一及表十二可得到下列条件式数值:
依据表十一及表十二可得到轮廓曲线长度相关的数值:
本发明的窄边框光学成像系统可为电子便携设备、电子穿戴式装置、电子监视装置、电子信息装置、电子通讯装置、机器视觉装置以及车用电子装置中的一种,并且视需求可通过不同片数的窄边框透镜组达到降低所需机构空间以及提高屏幕可视区域。请参照图7A,其为本发明的窄边框光学成像系统712以及窄边框光学成像系统714(前置镜头)使用于移动通讯装置71(Smart Phone),图7B为本发明的窄边框光学成像系统722使用于移动信息装置72(Notebook),图7C为本发明的窄边框光学成像系统732使用于智能型手表73(SmartWatch),图7D为本发明的窄边框光学成像系统742使用于智能型头戴装置74(Smart Hat),图7E为本发明的窄边框光学成像系统752使用于安全监控装置75(IP Cam),图7F为本发明的窄边框光学成像系统762使用于车用影像装置76,图7G为本发明的窄边框光学成像系统772使用于无人飞机装置77,图7H为本发明的窄边框光学成像系统782使用于极限运动影像装置78。
请同时参照图8A以及图8B,本发明的窄边框光学成像系统80的第一透镜定位组件可为一体成形,其包括有一镜座822以及一底座824,该镜座822呈中空并且不具透光性并用以遮蔽该成像透镜组830以及容置该成像透镜组830,使这些透镜排列于光轴上。该镜座822呈圆筒状以及该底座824系成矩形。该镜座于相反的两端分别具有一第一穿孔822a以及一第二穿孔822b。该第一穿孔822a连通该镜座822。
该成像透镜组830设置于该镜座822中并较该图像传感器814接近该第一穿孔822a,且正对该图像传感器814以及基板812。
虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。
虽然本发明已参照其例示性实施例而特别地显示及描述,将为所属技术领域普通技术人员所理解的是,在不脱离权利要求范围及其等效物所定义的本发明的精神与范畴下可对其进行形式与细节上的各种变化。
Claims (19)
1.一种窄边框光学成像系统,其特征在于,包括:
一成像透镜组,其包括三片、六片或七片具有屈折力的透镜,所述成像透镜组中的一第二透镜,所述第二透镜的物侧面为凹面,所述第二透镜的像侧面为凸面;
一成像面;
一第一透镜定位组件,其包括一镜座以及一底座,所述镜座呈中空并且不具透光性并用以遮蔽所述成像透镜组,所述底座设置于接近所述成像面的方向并用以遮蔽所述成像面,所述底座的外周缘垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为PhiD,其中所述成像透镜组的焦距为f,所述成像透镜组的入射光瞳直径为HEP,所述成像透镜组的最大可视角度的一半为HAF,所述成像透镜组中最接近像侧的透镜的像侧面最大有效直径为PhiA,其满足下列条件:1.6≤f/HEP≤2.22;36deg≤HAF≤100deg;3.616mm<PhiD≤12.862mm;以及0.7511≤PhiA/PhiD≤0.9676。
2.如权利要求1所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述底座的最小边长的最大厚度为TH1,其满足下列条件:0.15mm≤TH1≤0.25mm。
3.如权利要求1所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述成像透镜组具有屈折力的透镜为三片,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、所述第二透镜以及一第三透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第三透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:InTL/HOS=0.69696。
4.如权利要求1所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述成像透镜组具有屈折力的透镜为六片,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、所述第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜以及一第六透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第六透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:InTL/HOS=0.96039。
5.如权利要求1所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述成像透镜组具有屈折力的透镜为七片,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、所述第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜、一第六透镜以及一第七透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第七透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:InTL/HOS=0.86934。
6.如权利要求1所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述窄边框光学成像系统还包括一图像传感器和一光圈,所述图像传感器设置于所述成像面,并且所述光圈至所述成像面于光轴上具有一距离InS,同时所述成像透镜组的光轴可调整为与所述图像传感器的中心法线相重叠,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,并且满足下列公式:0.26115≤InS/HOS≤0.7877。
7.如权利要求1所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述窄边框光学成像系统还包括一第二透镜定位组件,其容置于所述镜座中并且包括有一定位部,所述定位部呈中空且用以容置所述成像透镜组,使上述透镜排列于光轴上,所述定位部的外侧不接触所述镜座内周缘,所述定位部的像侧面的外周缘垂直于光轴的平面上的最大直径为PhiC,所述第一透镜定位组件以及所述第二透镜定位组件间以胶合方式相固定以进行主动对准组装。
8.如权利要求7所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述定位部的最小厚度为TH2,其满足下列条件:0.13mm≤TH2≤0.2mm。
9.如权利要求1所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述窄边框光学成像系统选自电子便携设备、电子穿戴式装置、电子监视装置、电子信息装置、电子通讯装置、机器视觉装置以及车用电子装置中的一种。
10.一种窄边框光学成像系统,其特征在于,包括:
一成像透镜组,其包括三片、六片或七片具有屈折力的透镜,所述成像透镜组中的一第二透镜,所述第二透镜的物侧面为凹面,所述第二透镜的像侧面为凸面;
一成像面;
一第一透镜定位组件,其包括一镜座以及一底座,所述镜座呈中空并且不具透光性并用以遮蔽所述成像透镜组,所述底座设置于接近所述成像面的方向并用以遮蔽所述成像面,所述底座的外周缘垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为PhiD;以及
一第二透镜定位组件,其容置于所述镜座中并且包括有一定位部,所述定位部呈中空且用以容置所述成像透镜组,使上述透镜排列于光轴上,其中所述定位部的外侧不接触所述镜座内周缘,所述定位部的像侧面的外周缘垂直于光轴的平面上的最大直径为PhiC,其中所述成像透镜组的焦距为f,所述成像透镜组的入射光瞳直径为HEP,所述成像透镜组的最大可视角度的一半为HAF,其中所述底座的最小边长的最大厚度为TH1,所述定位部的最小厚度为TH2,所述成像透镜组中最接近像侧的透镜的像侧面最大有效直径为PhiA,其满足下列条件:1.6≤f/HEP≤2.22;36deg≤HAF≤100deg;3.616mm<PhiD≤12.862mm;0.7511≤PhiA/PhiD≤0.9676;以及0.28mm≤TH1+TH2≤0.45mm。
11.如权利要求10所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述窄边框光学成像系统于所述成像面上垂直于光轴具有一最大成像高度HOI,其满足下列公式:0.07≤(TH1+TH2)/HOI≤0.2511。
12.如权利要求10所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述成像透镜组中最接近像侧的透镜的像侧面最大有效直径为PhiA,其满足下列条件:0.0376≤(TH1+TH2)/PhiA≤0.1657。
13.如权利要求10所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述第一透镜定位组件以及所述第二透镜定位组件间以胶合方式相固定。
14.如权利要求10所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述成像透镜组具有屈折力的透镜为三片,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、所述第二透镜以及一第三透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第三透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:InTL/HOS=0.69696。
15.如权利要求10所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述成像透镜组具有屈折力的透镜为六片,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、所述第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜以及一第六透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第六透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:InTL/HOS=0.96039。
16.如权利要求10所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述成像透镜组具有屈折力的透镜为七片,由物侧至像侧依次为:一第一透镜、所述第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜、一第六透镜以及一第七透镜,所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS,所述第一透镜物侧面至所述第六透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL,其满足下列条件:InTL/HOS=0.86934。
17.如权利要求10所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述窄边框光学成像系统选自电子便携设备、电子穿戴式装置、电子监视装置、电子信息装置、电子通讯装置、机器视觉装置以及车用电子装置中的一种。
18.一种窄边框光学成像系统,其特征在于,包括:
一成像透镜组,其包括三片、六片或七片具有屈折力的透镜,所述成像透镜组中的一第二透镜,所述第二透镜的物侧面为凹面,所述第二透镜的像侧面为凸面;
一成像面;
一第一透镜定位组件,其包括有一镜座以及一底座,所述镜座呈中空并且不具透光性并用以遮蔽所述成像透镜组以及容置所述成像透镜组,使上述透镜排列于光轴上,所述底座设置于接近所述成像面的方向并用以遮蔽所述成像面,所述底座的外周缘垂直于光轴的平面上的最小边长的最大值为PhiD,所述成像透镜组中最接近像侧的透镜的像侧面最大有效直径为PhiA,其中所述成像透镜组的焦距为f,所述成像透镜组的入射光瞳直径为HEP,所述成像透镜组的最大可视角度的一半为HAF,其中所述底座的最小边长的最大厚度为TH1,其满足下列条件:1.6≤f/HEP≤2.22;36deg≤HAF≤100deg;3.616mm<PhiD≤12.862mm;0.7511≤PhiA/PhiD≤0.9676;以及0.15mm≤TH1≤0.25mm。
19.如权利要求18所述的窄边框光学成像系统,其特征在于,所述窄边框光学成像系统选自电子便携设备、电子穿戴式装置、电子监视装置、电子信息装置、电子通讯装置、机器视觉装置以及车用电子装置中的一种。
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