TW202232166A - 光學成像系統、取像模組及電子裝置 - Google Patents

光學成像系統、取像模組及電子裝置 Download PDF

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Abstract

本申請公開了一種光學成像系統、取像模組及電子裝置。光學成像系統由物側到像側依次包括：具有屈折力的第一透鏡；具有屈折力的第二透鏡；具有屈折力的第三透鏡；光學成像系統滿足以下條件式：所述光學成像系統滿足以下條件式：0mm＜R11＜1mm， -5%＜DIS＜5%，V1 ≥ V2， V3≥ V2；其中，R11為所述第一透鏡的物側面的曲率半徑，DIS為所述光學成像系統的光學畸變，V1為所述第一透鏡的色散係數，V2為所述第二透鏡的色散係數，V3為所述第三透鏡的色散係數，藉由三個透鏡低高低的折射率組合，可實現成像品質與敏感度的平衡。

Description

光學成像系統、取像模組及電子裝置
本申請涉及光學成像技術領域，具體涉及一種光學成像系統、取像模組及電子裝置。
近年來，隨著小型化攝影鏡頭的蓬勃發展，使用者對於光學成像系統小型化的需求日漸提高，且隨著半導體製程技術的精進，使得感光元件的畫素尺寸縮小，且電子產品以功能佳、外形輕薄短小為發展趨勢。因此，具備良好成像品質的小型化光學成像系統儼然成為目前市場上的主流。
傳統搭載於可攜式電子產品上的光學成像系統，多採用三片式透鏡結構為主，隨著智慧電子裝置流行，光學成像系統在圖元與成像品質上也獲得了迅速攀升，但已知的三片式的光學成像系統無法實現成像品質與敏感度之間的平衡。
鑒於上述狀況，鑒於上述狀況，有必要提出一種光學成像系統、取像模組及電子裝置，以解決上述問題。
本申請的一實施例提供了一種光學成像系統，由物側到像側依次包括： 具有屈折力的第一透鏡；具有屈折力的第二透鏡；具有屈折力的第三透鏡；
所述光學成像系統滿足以下條件式： 0mm＜R11＜1mm， -5%＜DIS＜5%，V1 ≥ V2， V3≥ V2；其中，R11為所述第一透鏡的物側面的曲率半徑，DIS為所述光學成像系統的光學畸變，V1為所述第一透鏡的色散係數，V2為所述第二透鏡的色散係數，V3為所述第三透鏡的色散係數。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下關係式：0.1＜P11＜1，-10＜P2＜1，P3＞-2；其中，P11為所述第一透鏡的物側面的屈折力，P2為所述第二透鏡的屈折力，P3為所述第三透鏡的屈折力。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下關係式：0.78＜Imgh/f＜1.60；其中，Imgh為光學成像系統的最大視場角的一半所對應的像高，f為所述光學成像系統的有效焦距。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下關係式： 1.36＜( V2+V3 )/V1＜2；其中，V1為所述第一透鏡的色散係數，V2為所述第二透鏡的色散係數，V3為所述第三透鏡的色散係數。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下關係式： 1.04＜TL1/f＜1.45；其中，TL1為所述第一透鏡的物側面至所述光學成像系統的成像面在光軸方向的距離，f為所述光學成像系統的有效焦距。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下條件式： 2.06＜f/EPD＜3.03；其中，f為所述光學成像系統的有效焦距，EPD為所述光學成像系統的入瞳直徑。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下條件式： 0.36＜V2/V3＜1；其中，V2為所述第二透鏡的色散係數，V3為所述第三透鏡的色散係數。
在一些實施例中，所述第三透鏡的物側面在近光軸處為凸面，所述第三透鏡的像側面在近光軸處為凹面。
本申請的一實施例提供了一種取像模組，包括：上述的光學成像系統；及感光元件，所述感光元件設置在所述光學成像系統的像側。
本申請的一實施例提供了一種電子裝置，包括：殼體；及上述的取像模組，所述取像模組安裝在所述殼體上。
本申請提供的光學成像系統，藉由緊湊的空間排布與合理的屈折力分配，實現了輕薄化及較短的總長，有利於小型化電子產品的應用，在滿足上述條件時，可以提升光學成像系統的光學品質，降低光學成像系統的敏感度。
下面詳細描述本申請的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面藉由參考附圖描述的實施方式係示例性的，僅用於解釋本申請，而不能理解為對本申請的限制。
請參見圖1，本申請的實施例提出了一種光學成像系統10，從物側至像側依次包括具有屈折力第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2及具有屈折力的第三透鏡L3。
第一透鏡L1具有物側面S1及像側面S2；第二透鏡L2具有物側面S3及像側面S4；第三透鏡L3具有物側面S5及像側面S6。
如此，上述的光學成像系統10藉由緊湊的空間排布與合理的屈折力分配，實現了輕薄化設計，有利於小型化電子產品的應用。
在一些實施例中，光學成像系統10滿足以下條件式： 0mm＜R11＜1mm， -5%＜DIS＜5%，V1 ≥ V2， V3≥ V2；其中，R11為第一透鏡L1的物側面S1的曲率半徑，DIS為光學成像系統10的光學畸變，V1為第一透鏡L1的色散係數，V2為第二透鏡L2的色散係數，V3為第三透鏡L3的色散係數。
在滿足上述條件時，三片透鏡的折射率採用低高低組合方式，可使光學成像系統10實現提升成像品質，降低敏感度。
在一些實施例中，第三透鏡L3的物側面S5在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的像側面S6在近光軸處為凹面。
在一些實施例中，光學成像系統10滿足以下關係式： 0.1＜P11＜1，-10＜P2＜1，P3＞-2；其中，P11為第一透鏡L1的物側面的屈折力，P2為第二透鏡L2的屈折力，P3為第三透鏡L3的屈折力，藉由合理配置各鏡片的屈折力，以減少光學成像系統10的光學總長。
在一些實施例中，光學成像系統10滿足以下關係式：0.78＜Imgh/f＜1.60；其中，Imgh為光學成像系統10的最大成像高度，f為光學成像系統10的有效焦距。如此，有助於提升光學成像系統10獲取較大視線角度。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下關係式：1.36＜( V2+V3 )/V1＜1.45；其中，V1為第一透鏡L1的色散係數，V2為第二透鏡L2的色散係數，V3為第三透鏡L3的色散係數。如此，可在色差修正與像散修正之間取得良好平衡，以提升光學成像系統10的成像品質。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下關係式：1.04＜TL1/f＜1.45；其中，TL1為第一透鏡L1的物側面S1至光學成像系統10的成像面在光軸方向的距離，f為光學成像系統10的有效焦距。如此，可縮短光學成像系統10的總長度，同時令光學成像系統10具有較大視線角度。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下條件式：2.06＜f/EPD＜3.03；其中， f為光學成像系統10的有效焦距，EPD為光學成像系統10的入瞳直徑，如此，f與EPD的比值能夠得到合理配置，以控制光學成像系統10的進光量與光圈數，使光學成像系統10具有大光圈的效果以及較遠的景深範圍，進而使光學成像系統10對無限遠物體能夠清晰成像的同時，對近處的物體也能夠有優良的解像力，提高光學成像系統10的成像品質。
在一些實施例中，所述光學成像系統10滿足以下條件式：0.36＜V2/V3＜1；其中，V2為第二透鏡L2的色散係數，V3為第三透鏡L3的色散係數。如此，有助於修正色差。
在一些實施例中，光學成像系統10還包括光闌STO。光闌STO設置在第一透鏡L1之前，該光闌的種類可為耀光光闌( Glare Stop )或視場光闌( Field Stop)等，用以減少雜散光，有助於提升影像品質。
在其他實施例中，光闌STO可以設置在設置在任意兩個透鏡之間，或設置在第三透鏡L3的像側面S6。
在一些實施例中，光學成像系統10還包括紅外濾光片L4，紅外濾光片L4具有物側面S7及像側面S8。紅外濾光片L4設置在第三透鏡L3的像側，以濾除例如可見光等其他波段的光線，而僅讓紅外光藉由，以使光學成像系統10能夠在昏暗的環境及其他特殊的應用場景下也能成像。
在一實施例中，第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3的材質均為玻璃，紅外濾光片L4的材質為玻璃。
上述的光學成像系統10藉由緊湊的空間排布與合理的屈折力分配，實現了輕薄化微型化設計，有利於小型化電子產品的應用；在滿足上述條件時，使光學成像系統10同時滿足高成像品質及敏感度低的需求。
第一實施例
請參見圖1，本實施例中的光學成像系統10中，從物側至像側包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3及紅外濾光片L4。
第一透鏡L1的物側面S1在近光軸處為凸面，第一透鏡L1的像側面S2在近光軸處為凸面，第二透鏡L2的物側面S3在近光軸處為凹面，第二透鏡L2的像側面S4在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的物側面S5在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的像側面S6在近光軸處為凹面。
當光學成像系統10用於成像時，被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10，並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3及紅外濾光片L4，最終彙聚到成像面IMA上。
表格1示出了本實施例的光學成像系統10的基本參數。
表格1
Imgh（單位：mm） 1.079
TL1（單位：mm） 1.542
TL2（單位：mm） 1.181
TL3（單位：mm） 0.934
V1 55.97818
V2 20.3729
V3 55.97818
EPD（單位：mm） 0.6
f（單位：mm） 1.31992
其中，TL1為第一透鏡L1的物側面S1與光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的間隔距離，TL2為第二透鏡L2的物側面S3與光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的間隔距離，TL3為第三透鏡L3的物側面S5與光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的間隔距離。為避免重複，下面實施例不再贅述。
表格2示出了本實施例的光學成像系統10的特性，焦距、折射率及阿貝數的參考波長為558nm，曲率半徑、厚度與半直徑的單位均為毫米（mm）。
表格2
表面編號 鏡片名稱 表面類型 曲率半徑 厚度 折射率 阿貝數 半直徑
物面   標準面 無限 1000.000     817.260
  標準面 無限 0.246     0.501
ST0   標準面 無限 -0.030     0.300
S1 第一透鏡  偶次非球面 0.825 0.242 1.54 56 0.340
S2  偶次非球面 5.910 0.148 0.375
S3 第二透鏡  偶次非球面 -0.408 0.213 1.66 20.4 0.410
S4  偶次非球面 -0.546 0.050 0.450
S5 第三透鏡  偶次非球面 0.679 0.197 1.54 56 0.560
S6  偶次非球面 0.899 0.674 0.660
S17 紅外濾光片 標準面 無限 0.110 1.079
S8 標準面 無限 0.150 1.079
成像面 標準面 無限 0.000     1.079
表格3示出了本實施例光學成像系統10的非球面係數。
表格3
第一實施例
表面 K A2 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 -1.158 0.000 -0.072 -5.432 -24.402 21.2250 291.459 -1.285E+004 109.739
S2 243.327 0.000 -1.427 -7.949 -13.765 62.963 671.809 3713.200 -8212.029
S3 -1.939 0.000 -0.695 3.358 42.829 222.211 373.075 -5042.762 -1.611E+004
S4 -1.287 0.000 0.015 6.178 22.839 28.824 -107.755 -722.100 634.989
S5 -8.327 0.000 0.011 -1.814 -1.579 3.056 3.952 -33.517 -215.566
S6 -8.023 0.000 -0.300 -0.451 -0.795 -1.047 -0.539 -0.047 -3.179
需要說明的係，光學成像系統10的透鏡的表面可能係非球面，對於這些非球面的表面，非球面表面的非球面方程式為：
Figure 02_image001
；其中， Z係非球面上任意一點與表面頂點之間平行於光軸的距離，r係非球面上任意一點到光軸的垂直距離，c的頂點曲率（曲率半徑的倒數），k係圓錐常數，Ai係非球面第i-th階的修正係數，表格3示出了可用於第一實施例中各非球面鏡片S1-S6的高次項係數K、A2、A4、A6、A8、A10、A12、 A14及A16。
圖2至圖4分別示出了第一實施例的光學成像系統10的類比MTF對視場角性能資料、場曲特性曲線與畸變特性曲線，圖2中其橫坐標表示Y場偏移角度，即光學成像系統10的視場相對於光軸所成的角度，單位為度；縱坐標表示OTF係數；較低頻率下的曲線能夠反映光學成像系統10的反差特性，而較高頻率下的曲線能夠反映光學成像系統10的解析度特性，其他實施例相同，圖3中場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲，其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小於0.05mm，得到了較好的補償；圖4中畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值，其中最大畸變小於1%，畸變也得到了較好的校正。可知，第一實施例所給出的光學成像系統10能夠滿足高成像品質與低敏感度的需求。
第二實施例
請參見圖5，本實施例中的光學成像系統10中，從物側至像側包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3及紅外濾光片L4。
第一透鏡L1的物側面S1在近光軸處為凸面，第一透鏡L1的像側面S2在近光軸處為凸面，第二透鏡L2的物側面S3在近光軸處為凹面，第二透鏡L2的像側面S4在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的物側面S5在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的像側面S6在近光軸處為凹面。
當光學成像系統10用於成像時，被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10，並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3及紅外濾光片L4，最終彙聚到成像面IMA上。
表格4示出了本實施例的光學成像系統10的基本參數。
表格4
Imgh（單位：mm） 2.158
TL1（單位：mm） 1.962
TL2（單位：mm） 1.556
TL3（單位：mm） 1.269
V1 55.9782
V2 20.3729
V3 55.9782
EPD（單位：mm） 0.656
f（單位：mm） 1.35
可知，在光圈2.4的條件下 其成像品質在在三片透鏡之組合下 1.0視場之像高範圍最高可以在2.158mm。
表格5示出了本實施例的光學成像系統10的特性，焦距、折射率及阿貝數的參考波長為558nm，曲率半徑、厚度與半直徑的單位均為毫米（mm）。
表格5
表面編號 鏡片名稱 表面類型 曲率半徑 厚度 折射率 阿貝數 半直徑
物面   標準面 無限 1000.000     799.685
  標準面 無限 0.673     0.866
ST0   標準面 無限 -0.035     0.328
S1 第一透鏡  偶次非球面 0.876 0.255 1.54 56 0.380
S2  偶次非球面 -6.208 0.151 0.409
S3 第二透鏡  偶次非球面 -0.445 0.237 1.66 20.4 0.450
S4  偶次非球面 -0.578 0.050 0.500
S5 第三透鏡  偶次非球面 0.688 0.211 1.54 56 0.600
S6  偶次非球面 0.855 0.508 0.700
S7 紅外濾光片 標準面 無限 0.400 1.079
S8 標準面 無限 0.150 1.079
成像面 標準面 無限 0.000     1.079
表格6示出了本實施例光學成像系統10的非球面係數。
表格6
第二實施例
表面 K A2 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 -0.584 0.000 -0.081 -3.732 -14.947 2.339 67.742 -4374.640 -5080.070
S2 228.403 0.000 -1.152 -5.297 -8.707 19.586 190.008 874.312 -4652.002
S3 -1.960 0.000 -0.701 1.770 21.865 103.925 164.819 -1485.845 -4279.661
S4 -1.160 0.000 0.014 3.825 12.360 13.312 -39.390 -239.835 333.785
S5 -8.830 0.000 0.028 -1.336 -1.169 0.710 1.376 -11.641 -81.884
S6 -7.613 0.000 -0.254 -0.335 -0.484 -0.542 -0.247 0.226 0.210
需要說明的係，光學成像系統10的透鏡的表面可能係非球面，對於這些非球面的表面，非球面表面的非球面方程式為：
Figure 02_image001
；其中， Z係非球面上任意一點與表面頂點之間平行於光軸的距離，r係非球面上任意一點到光軸的垂直距離，c的頂點曲率（曲率半徑的倒數），k係圓錐常數，Ai係非球面第i-th階的修正係數，表格3示出了可用於第二實施例中各非球面鏡片S1-S6的高次項係數K、A2、A4、A6、A8、A10、A12、 A14及A16。
圖6至圖8分別示出了第二實施例的光學成像系統10的類比MTF對視場角性能資料、場曲特性曲線與畸變特性曲線，圖6中其橫坐標表示Y場偏移角度，即光學成像系統10的視場相對於光軸所成的角度，單位為度；縱坐標表示OTF係數；較低頻率下的曲線能夠反映光學成像系統10的反差特性，而較高頻率下的曲線能夠反映光學成像系統10的解析度特性，圖7中場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲，其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小於0.1mm，得到了較好的補償；圖8中畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值，其中最大畸變小於1%，畸變也得到了較好的校正。可知，第二實施例所給出的光學成像系統10能夠滿足高成像品質與低敏感度的需求。
第三實施例
請參見圖9，本實施例中的光學成像系統10中，從物側至像側包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3及紅外濾光片L4。
第一透鏡L1的物側面S1在近光軸處為凸面，第一透鏡L1的像側面S2在近光軸處為凸面，第二透鏡L2的物側面S3在近光軸處為凹面，第二透鏡L2的像側面S4在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的物側面S5在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的像側面S6在近光軸處為凹面。
當光學成像系統10用於成像時，被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10，並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3及紅外濾光片L4，最終彙聚到成像面IMA上。
表格7示出了本實施例的光學成像系統10的基本參數。
表格7
Imgh（單位：mm） 1.85
TL1（單位：mm） 1.799
TL2（單位：mm） 1.242
TL3（單位：mm） 0.849
V1 55.9782
V2 55.9782
V3 55.9782
EPD（單位：mm） 0.442
f（單位：mm） 1.34
表格8示出了本實施例的光學成像系統10的特性，焦距、折射率及阿貝數的參考波長為558nm，曲率半徑、厚度與半直徑的單位均為毫米（mm）。
表格8
表面編號 鏡片名稱 表面類型 曲率半徑 厚度 折射率 阿貝數 半直徑
物面   標準面 無限 1000.000     669.741
  標準面 無限        
ST0   標準面 無限       0.221
S1 第一透鏡  偶次非球面 0.721 0.293 1.54 56 0.283
S2  偶次非球面 -199.187 0.264 0.338
S3 第二透鏡  偶次非球面 -9.181 0.293 1.66 20.4 0.503
S4  偶次非球面 -0.882 0.100 0.586
S5 第三透鏡  偶次非球面 -0.883 0.549 1.54 56 0.875
S6  偶次非球面 1.826 0.100 0.894
S7 紅外濾光片 標準面 無限 0.100 0.906
S8 標準面 無限 0.100 0.930
成像面 標準面 無限 0.000     0.930
表格9示出了本實施例光學成像系統10的非球面係數。
表格9
表面 K A2 A4 A6 A8
S1 -28.550 0.000 5.806 -54.211 136.435
S2 -1.989E+012 0.000 -1.780 -5.350 -43.135
S3 -1.329E+009 0.000 -2.037 -0.410 -161.577
S4 -2.507E+006 0.000 3.339 -23.969 44.120
S5 -1.906E+006 0.000 2.390 -11.293 13.426
S6 -0.450 0.000 -0.039 0.068 -0.679
需要說明的係，光學成像系統10的透鏡的表面可能係非球面，對於這些非球面的表面，非球面表面的非球面方程式為：
Figure 02_image001
； 其中， Z係非球面上任意一點與表面頂點之間平行於光軸的距離，r係非球面上任意一點到光軸的垂直距離，c的頂點曲率（曲率半徑的倒數），k係圓錐常數，Ai係非球面第i-th階的修正係數，表格3示出了可用於第三實施例中各非球面鏡片S1-S6的高次項係數K、A2、A4、A6及A8。
圖10至圖12示出了第三實施例的光學成像系統10的類比MTF對視場角性能資料、場曲特性曲線與畸變特性曲線，圖10中其橫坐標表示Y場偏移角度，即光學成像系統10的視場相對於光軸所成的角度，單位為度；縱坐標表示OTF係數；較低頻率下的曲線能夠反映光學成像系統10的反差特性，而較高頻率下的曲線能夠反映光學成像系統10的解析度特性，其他實施例相同，圖11中場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲，其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小於0.1mm，得到了較好的補償；圖12中畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值，其中最大畸變小於10%，畸變也得到了較好的校正。可知，第三實施例所給出的光學成像系統10能夠滿足高成像品質與低敏感度的需求。
第四實施例
請參見圖13，本實施例中的光學成像系統10中，從物側至像側包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3及紅外濾光片L4。
第一透鏡L1的物側面S1在近光軸處為凸面，第一透鏡L1的像側面S2在近光軸處為凸面，第二透鏡L2的物側面S3在近光軸處為凹面，第二透鏡L2的像側面S4在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的物側面S5在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的像側面S6在近光軸處為凹面。
當光學成像系統10用於成像時，被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10，並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3及紅外濾光片L4，最終彙聚到成像面IMA上。
表格10示出了本實施例的光學成像系統10的基本參數。
表格10
Imgh（單位：mm） 1.079
TL1（單位：mm） 1.4358
TL2（單位：mm） 1.1345
TL3（單位：mm） 0.8375
V1 55.978178
V2 20.372904
V3 55.978178
EPD（單位：mm） 0.575786
f（單位：mm） 1.38189
表格11示出了本實施例的光學成像系統10的特性，焦距、折射率及阿貝數的參考波長為558nm，曲率半徑、厚度與半直徑的單位均為毫米（mm）。
表格11
表面編號 鏡片名稱 表面類型 曲率半徑 厚度 折射率 阿貝數 半直徑
物面   標準面 無限 300.000     224.240
  標準面 無限 0.145     0.420
ST0   標準面 無限 -0.041     0.288
S1 第一透鏡  偶次非球面 0.722 0.308 1.54 56 0.318
S2  偶次非球面 -2.387 0.133 0.368
S3 第二透鏡  偶次非球面 -0.451 0.168 1.66 20.4 0.372
S4  偶次非球面 -0.542 0.297 0.416
S5 第三透鏡  偶次非球面 2.181 0.331 1.54 56 0.576
S6  偶次非球面 0.886 0.231 0.799
S7 紅外濾光片 標準面 無限 0.150 1.002
S8 標準面 無限 0.126 1.070
成像面 標準面 無限 0.000     1.101
表格12示出了本實施例光學成像系統10的非球面係數。
表格12
第四實施例
表面 K A2 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 -5.257 0.000 1.047 -9.508 80.914 -445.569 6636.571 -3.243E+005 2.510E+006
S2 -282.000 0.000 -2.913 -14.606 257.682 205.844 -2.277E+004 1.136E+005 -1.605E+005
S3 -1.560 0.000 -1.144 14.792 161.704 1324.673 -1.789E+004 -3.739E+004 3.426E+005
S4 -2.212 0.000 -0.245 15.138 45.344 105.348 1463.832 -2.359E+004 2.889E+004
S5 -59.719 0.000 -1.492 -0.283 13.688 -47.277 -82.055 552.463 -790.788
S6 -5.668 0.000 -1.153 1.113 0.794 -3.316 -6.312 18.815 -12.173
需要說明的係，光學成像系統10的透鏡的表面可能係非球面，對於這些非球面的表面，非球面表面的非球面方程式為：
Figure 02_image001
； 其中， Z係非球面上任意一點與表面頂點之間平行於光軸的距離，r係非球面上任意一點到光軸的垂直距離，c的頂點曲率（曲率半徑的倒數），k係圓錐常數，Ai係非球面第i-th階的修正係數，表格3示出了可用於第四實施例中各非球面鏡片S1-S6的高次項係數K、A2、A4、A6、A8、A10、A12、 A14及A16。
圖14至圖16分別示出了第四實施例的光學成像系統10的類比MTF對視場角性能資料、場曲特性曲線與畸變特性曲線，圖14中其橫坐標表示Y場偏移角度，即光學成像系統10的視場相對於光軸所成的角度，單位為度；縱坐標表示OTF係數；較低頻率下的曲線能夠反映光學成像系統10的反差特性，而較高頻率下的曲線能夠反映光學成像系統10的解析度特性，其他實施例相同，圖15中場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲，其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小於0.3mm，得到了較好的補償；圖16中畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值，其中最大畸變小於3%，畸變也得到了較好的校正。可知，第四實施例所給出的光學成像系統10能夠滿足高成像品質與低敏感度的需求。
第五實施例
請參見圖17，本實施例中的光學成像系統10中，從物側至像側包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3及紅外濾光片L4。
第一透鏡L1的物側面S1在近光軸處為凸面，第一透鏡L1的像側面S2在近光軸處為凸面，第二透鏡L2的物側面S3在近光軸處為凹面，第二透鏡L2的像側面S4在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的物側面S5在近光軸處為凸面，第三透鏡L3的像側面S6在近光軸處為凹面。
當光學成像系統10用於成像時，被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10，並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3及紅外濾光片L4，最終彙聚到成像面IMA上。
表格13示出了本實施例的光學成像系統10的基本參數。
表格13
Imgh（單位：mm） 1.079
TL1（單位：mm） 1.5234
TL2（單位：mm） 1.1455
TL3（單位：mm） 0.8065
V1 55.978178
V2 20.372904
V3 55.978178
EPD（單位：mm） 0.559785
f（單位：mm） 1.34348
表格14示出了本實施例的光學成像系統10的特性，焦距、折射率及阿貝數的參考波長為558nm，曲率半徑、厚度與半直徑的單位均為毫米（mm）。
表格14
表面編號 鏡片名稱 表面類型 曲率半徑 厚度 折射率 阿貝數 半直徑
物面   標準面 無限 無限     無限
  標準面 無限 0.145     0.408
ST0   標準面 無限 -0.040     0.280
S1 第一透鏡  偶次非球面 0.729 0.266 1.54 56 0.304
S2  偶次非球面 -5.516 0.200 0.351
S3 第二透鏡  偶次非球面 -0.385 0.178 1.66 20.4 0.363
S4  偶次非球面 -0.427 0.110 0.406
S5 第三透鏡  偶次非球面 1.137 0.229 1.54 56 0.555
S6  偶次非球面 0.769 0.356 0.685
S7 紅外濾光片 標準面 無限 0.400 0.893
S8 標準面 無限 0.050 1.079
成像面 標準面 無限 0.000     1.079
表格15示出了本實施例光學成像系統10的非球面係數。
表格15
第五實施例
表面 K A2 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 -4.207 0.000 0.920 -13.727 136.080 -721.458 586.898 -2.136E+005 2.029E+006
S2 122.802 0.000 -1.573 -1.740 -48.907 -700.712 1.151E+004 6.071E+004 -9.005E+005
S3 -1.759 0.000 -0.873 16.878 83.256 293.692 -3950.573 -1.965E+004 2.170E+004
S4 -1.685 0.000 -0.131 17.590 32.397 2.264 232.911 -3047.351 -1.594E+004
S5 -58.342 0.000 -0.262 -2.149 4.082 5.517 -20.261 60.607 -255.096
S6 -14.773 0.000 -0.952 1.437 -1.575 -5.295 4.710 36.400 -62.096
需要說明的係，光學成像系統10的透鏡的表面可能係非球面，對於這些非球面的表面，非球面表面的非球面方程式為：
Figure 02_image001
；其中， Z係非球面上任意一點與表面頂點之間平行於光軸的距離，r係非球面上任意一點到光軸的垂直距離，c的頂點曲率（曲率半徑的倒數），k係圓錐常數，Ai係非球面第i-th階的修正係數，表格15示出了可用於第五實施例中各非球面鏡片S1-S6的高次項係數K、A2、A4、A6、A8、A10、A12、 A14及A16。
圖18至圖20分別示出了第五實施例的光學成像系統10的類比MTF對視場角性能資料、場曲特性曲線與畸變特性曲線，圖18中其橫坐標表示Y場偏移角度，即光學成像系統10的視場相對於光軸所成的角度，單位為度；縱坐標表示OTF係數；較低頻率下的曲線能夠反映光學成像系統10的反差特性，而較高頻率下的曲線能夠反映光學成像系統10的解析度特性，其他實施例相同，圖19中場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲，其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小於0.05mm，得到了較好的補償；圖20中畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值，其中最大畸變小於3%，畸變也得到了較好的校正。可知，第五實施例所給出的光學成像系統10能夠滿足高成像品質與低敏感度的需求。
請參見圖21，本申請實施例的光學成像系統10可應用於本申請實施例的取像模組100。取像模組100包括感光元件20及上述任一實施例的光學成像系統10。感光元件20設置在光學成像系統10的像側。
感光元件20可以採用互補金屬氧化物半導體(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)影像感測器或者電荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)。
請參見圖22，本申請實施例的取像模組100可應用於本申請實施例的電子裝置200。電子裝置200包括殼體210及取像模組100，取像模組100安裝在殼體210上。
本申請實施例的電子裝置200包括但不限於為行車記錄儀、智慧手機、平板電腦、筆記型電腦、電子書籍閱讀器、便攜多媒體播放機（PMP）、便攜電話機、視頻電話機、數碼靜物相機、移動醫療裝置、可穿戴式設備等支援成像的電子裝置。
最後應說明的係，以上實施例僅用以說明本申請的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本申請進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本申請的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本申請技術方案的精神與範圍。
100:取像模組 10:光學成像系統 L1:第一透鏡 L2:第二透鏡 L3:第三透鏡 L4:紅外濾光片 STO:光闌 S1、S3、S5、S7:物側面 S2、S4、S6、S8:像側面 IMA:成像面 20:感光元件 200:電子裝置 210:殼體
圖1係本申請第一實施例的光學成像系統的結構圖。
圖2係本申請第一實施例的光學成像系統的類比MTF對視場角性能資料。
圖3係本申請第一實施例的光學成像系統的場曲特性曲線圖。
圖4係本申請第一實施例的光學成像系統的畸變特性曲線圖。
圖5係本申請第二實施例的光學成像系統的結構圖。
圖6係本申請第二實施例的光學成像系統的類比MTF對視場角性能資料。
圖7係本申請第二實施例的光學成像系統的場曲特性曲線圖。
圖8係本申請第二實施例的光學成像系統的畸變特性曲線圖。
圖9係本申請第三實施例的光學成像系統的結構圖。
圖10係本申請第三實施例的光學成像系統的類比MTF對視場角性能資料。
圖11係本申請第三實施例的光學成像系統的場曲特性曲線圖。
圖12係本申請第三實施例的光學成像系統的畸變特性曲線圖。
圖13係本申請第四實施例的光學成像系統的結構圖。
圖14係本申請第四實施例的光學成像系統的類比MTF對視場角性能資料。
圖15係本申請第四實施例的光學成像系統的場曲特性曲線圖。
圖16係本申請第四實施例的光學成像系統的畸變特性曲線圖。
圖17係本申請第五實施例的光學成像系統的結構圖。
圖18係本申請第五實施例的光學成像系統的類比MTF對視場角性能資料。
圖19係本申請第五實施例的光學成像系統的場曲特性曲線圖。
圖20係本申請第五實施例的光學成像系統的畸變特性曲線圖。
圖21係本申請實施例的取像模組的結構示意圖。
圖22係本申請實施例的電子裝置的結構示意圖。
無。
10:光學成像系統
L1:第一透鏡
L2:第二透鏡
L3:第三透鏡
L4:紅外濾光片
STO:光闌
S1、S3、S5、S7:物側面
S2、S4、S6、S8:像側面
IMA:成像面

Claims (10)

  1. 一種光學成像系統，其改良在於，由物側到像側依次包括： 具有屈折力的第一透鏡； 具有屈折力的第二透鏡； 具有屈折力的第三透鏡； 所述光學成像系統滿足以下條件式： 0mm＜R11＜1mm， -5%＜DIS＜5%，V1 ≥ V2， V3≥ V2； 其中，R11為所述第一透鏡的物側面的曲率半徑，DIS為所述光學成像系統的光學畸變，V1為所述第一透鏡的色散係數，V2為所述第二透鏡的色散係數，V3為所述第三透鏡的色散係數。
  2. 如請求項1所述之光學成像系統，所述光學成像系統滿足以下關係式： 0.1＜P11＜1，-10＜P2＜1，P3＞-2； 其中，P11為所述第一透鏡的物側面的屈折力，P2為所述第二透鏡的屈折力，P3為所述第三透鏡的屈折力。
  3. 如請求項1所述之光學成像系統，所述光學成像系統滿足以下關係式： 0.78＜Imgh/f＜1.60； 其中，Imgh為所述光學成像系統的最大視場角的一半所對應的像高，f為所述光學成像系統的有效焦距。
  4. 如請求項1所述之光學成像系統，所述光學成像系統滿足以下關係式： 1.36＜( V2+V3 )/V1＜2； 其中，V1為所述第一透鏡的色散係數，V2為所述第二透鏡的色散係數，V3為所述第三透鏡的色散係數。
  5. 如請求項1所述之光學成像系統，所述光學成像系統滿足以下關係式： 1.04＜TL1/f＜1.45； 其中，TL1為所述第一透鏡的物側面至所述光學成像系統的成像面在光軸方向的距離，f為所述光學成像系統的有效焦距。
  6. 如請求項1所述之光學成像系統，所述光學成像系統滿足以下條件式： 2.06＜f/EPD＜3.03； 其中，f為所述光學成像系統的有效焦距，EPD為所述光學成像系統的入瞳直徑。
  7. 如請求項1所述之光學成像系統，所述光學成像系統滿足以下條件式： 0.36＜V2/V3＜1； 其中，V2為所述第二透鏡的色散係數，V3為所述第三透鏡的色散係數。
  8. 如請求項1所述之光學成像系統，其中，所述第三透鏡的物側面在近光軸處為凸面，所述第三透鏡的像側面在近光軸處為凹面。
  9. 一種取像模組，其改良在於，包括： 請求項1至8中任意一項所述之光學成像系統；及 感光元件，所述感光元件設置在所述光學成像系統的像側。
  10. 一種電子裝置，其改良在於，包括： 殼體；及 如請求項9所述之取像模組，所述取像模組安裝在所述殼體上。
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