TW202232176A - 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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劉興晨
游家志
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Abstract

本申請公開一種光學成像系統、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：第一透鏡；第二透鏡，具有正屈折力；第三透鏡，具有負屈折力；第四透鏡；第五透鏡，具有正屈折力，第五透鏡的像側面的在近光軸處為凸面；第六透鏡，具有負屈折力；光學成像系統滿足以下條件式：50＜V6 ＜60，2＜TTL/EPD＜3；V6為第六透鏡的色散係數，TTL為第一透鏡物側面至光學成像系統的成像面在光軸上的距離，EPD為光學成像系統的入瞳直徑；藉由以上技術特徵可滿足大光圈、廣視角及微型化的需求。

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，為了能在夜間攝影及動態攝影等場景獲得足夠的資訊，光學成像系統一般需要配置足夠大的光圈。然而電子產生可安裝光學成像系統的體積有限，故傳統的攝像模組往往無法實現在維持廣視角的同時兼顧大光圈的需求。
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： 第一透鏡；第二透鏡，具有正屈折力；第三透鏡，具有負屈折力；第四透鏡；第五透鏡，具有正屈折力，所述第五透鏡的像側面的在近光軸處為凸面； 第六透鏡，具有負屈折力，所述第五透鏡的物側面與像側面、所述第六透鏡的物側面與像側面中至少一個為非球面且於近光軸處具有至少一臨界點；所述光學成像系統滿足以下條件式：50＜V6 ＜60， 2＜TTL/EPD＜3；其中，V6為所述第六透鏡的色散係數，TTL為第一透鏡物側面至所述光學成像系統的成像面在光軸上的距離，EPD為所述光學成像系統的入瞳直徑。
上述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，實現了輕薄化設計，有利於小型化電子產品的應用；在滿足上述條件時，光學成像系統可滿足大光圈、廣視角及微型化的需求。
在一些實施例中，所述第一透鏡的物側面在近光軸處為凸面，所述第五透鏡的像側面在近光軸處為凸面，所述第六透鏡的物側面的近光軸處為凹面。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下關係式：0.84＜Imgh/f＜1.19；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。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下關係式： 1.41＜( V2+V3+V5 )/( V1+V4 )＜1.73；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，V4為所述第四透鏡的色散係數，V5為所述第五透鏡的色散係數。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下關係式： 1.07＜TL1/f＜1.68；其中，TL1為所述第一透鏡的物側面至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： 35.51°/mm ＜FOV/TL6＜124.98°/mm；其中，FOV為所述光學成像系統的最大視場角，TL6為所述第五透鏡的物側面至成像面在光軸方向的距離。
在一些實施例中，所述光學成像系統滿足以下條件式： 9.82°/mm ＜FOV/f＜20.94°/mm；其中，FOV為所述光學成像系統的最大視場角，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： 1.41＜TTL/Imgh＜1.58；其中，TTL為第一透鏡物側面至所述光學成像系統的成像面在光軸上的距離，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。
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。
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第一透鏡L1、具有正屈折力的第二透鏡L2、具有負屈折力的第三透鏡L3、第四透鏡L4、具有正屈折力的第五透鏡L5及具有負屈折力的第六透鏡L6。
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；第四透鏡L4具有物側面S7及像側面S8；第五透鏡L5具有物側面S9及像側面S10，物側面S9在近光軸處為凸面，第六透鏡L6具有物側面S11及像側面S12，第五透鏡L5的物側面S9及像側面S10、第六透鏡L6的物側面S11及像側面S12中至少一個為非球面且於近光軸處具有至少一臨界點。
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： 50＜V6 ＜60， 2＜TTL/EPD＜3；其中，V6為第六透鏡L6的色散係數，TTL為第一透鏡L1物側面S1至光學成像系統10的成像面在光軸上的距離，EPD為光學成像系統10的入瞳直徑。
在滿足上述條件時，可使光學成像系統10同時滿足大光圈、廣視角及微型化的需求。
在一些實施例中，第一透鏡L1的物側面S1在近光軸處為凸面，第五透鏡L5的像側面S10在近光軸處為凸面，第六透鏡L6的物側面S11的近光軸處為凹面。
在一些實施例中，光學成像系統10滿足以下關係式： 0.84＜Imgh/f＜1.19；其中，Imgh為光學成像系統10的最大視場角的一半所對應的像高，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： 1.41＜( V2+V3+V5 )/( V1+V4 )＜1.73；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，V4為第四透鏡L4的色散係數，V5為第五透鏡L5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： 1.07＜TL1/f＜1.68；其中，TL1為第一透鏡L1的物側面S1至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： 35.51＜FOV/TL6＜124.98；其中，FOV為光學成像系統10的最大視場角，TL6為所述第五透鏡的物側面至成像面在光軸方向的距離，如此，使光學成像系統10具有廣視角。
在一些實施例中，所述光學成像系統10滿足以下條件式： 9.82＜FOV/f＜20.94；其中，FOV為光學成像系統10的最大視場角，f為光學成像系統10的有效焦距。
如此，使光學成像系統10具有廣視角並滿足微型化。
在一些實施例中，所述光學成像系統10滿足以下條件式： 1.41＜TTL/Imgh＜1.58；其中，TTL為第一透鏡L1物側面S1至光學成像系統10的成像面在光軸上的距離。如此，能夠實現具有該光學成像系統10的攝像模組滿足小型化設計要求。
在一些實施例中，光學成像系統10還包括光闌STO。光闌STO可以設置在任意一個透鏡的表面上，或設置在第一透鏡L1之前，或設置在任意兩個透鏡之間，或設置在第六透鏡L6的像側面S12。例如，在圖1中，光闌STO設置在第二透鏡L2的物側面S3上，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。
在一些實施例中，光學成像系統10還包括紅外濾光片L7，紅外濾光片L7具有物側面S13及像側面S14。紅外濾光片L7設置在第六透鏡L6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。
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同時滿足大光圈、廣視角及微型化的需求。
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、具有負屈折力的第二透鏡L2、具有負屈折力的第三透鏡L3、具有屈折力的第四透鏡L4、具有正屈折力的第五透鏡L5、具有負屈折力的第六透鏡L6及紅外濾光片L7。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及第六透鏡L6的材質均為玻璃，紅外濾光片L7的材質為玻璃。 第一透鏡L1的物側面S1在近光軸處為凸面，第五透鏡L5的物側面S9在近光軸處為凸面，第五透鏡L5的像側面S10在近光軸處為凸面，第六透鏡L6的物側面S11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、第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6及紅外濾光片L7，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） 3.4
TTL（單位：mm） 5.178247
FOV（單位：°） 39.85
TL1（單位：mm） 4.331509
TL2（單位：mm） 4.081124
TL3（單位：mm） 3.330001
TL4（單位：mm） 2.800077
TL5（單位：mm） 1.677851
TL6（單位：mm） 0.693684
V1 55.9512
V2 20.3729
V3 55.9512
V4 20.3729
V5 55.9512
V6 55.9512
EPD（單位：mm） 1.916
f（單位：mm） 4.05814
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，TL4為第四透鏡L4的物側面S7與光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的間隔距離，TL5為第五透鏡L5的物側面S9與光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的間隔距離，TL6為第六透鏡L6的物側面S11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
第一實施例
表面編號 鏡片名稱 表面類型 曲率半徑 厚度 材質 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 0.35       1.25
ST0   標準面 無限 -0.24       0.958
S1 第一透鏡  偶次非球面 1.942 0.737 玻璃 1.54 56 0.964
S2  偶次非球面 10.273 0.117 1.044
S3 第二透鏡  偶次非球面 -1814.311 0.134 玻璃 1.66 20.4 1.056
S4  偶次非球面 15.685 0.34 1.089
S5 第三透鏡  偶次非球面 124.704 0.411 玻璃 1.54 56 1.155
S6  偶次非球面 -100.196 0.147 1.245
S7 第四透鏡  偶次非球面 4.326 0.383 玻璃 1.66 20.4 1.245
S8  偶次非球面 3.878 0.252 1.502
S9 第五透鏡  偶次非球面 235.134 0.87 玻璃 1.54 56 1.521
S10  偶次非球面 -1.935 0.649 1.911
S11 第六透鏡  偶次非球面 -2.09 0.335 玻璃 1.52 56 2.15
S12  偶次非球面 3.083 0.334 2.839
S13 紅外濾光片 標準面 無限 0.21 玻璃 1.52 64.2 4.3
S14 標準面 無限 0.15 4.3
成像面 標準面 無限 0.000       4.3
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
S1 0.184 0.000E+00 -8.129E-003 -2.185E-003 -3.462E-003 -9.263E-004 -2.056E-004 -3.237E-004
S2 -46.603 0.000E+00 -0.028 -0.018 -5.949E-003 -1.148E-003 4.905 E-004 7.121E-004
S3 8446.254 0.000E+00 -0.029 -7.108E-003 -4.282E-003 -8.002E-004 8.242E-004 1.226E-003
S4 107.138 0.000E+00 1.889E-003 -1.865E-003 -1.850E-004 -2.335E-003 -9.844E-004 -1.383E-004
S5 -7.930E+004 0.000E+00 0.013 -0.026 -3.228E-003 2.070E-003 1.876 E-004 -1.258E-003
S6 4153.078 0.000E+00 -0.024 -0.023 -6.919E-003 -2.804E-003 -7.059E-004 -1.742E-004
S7 -35.738 0.000E+00 -0.046 -0.014 -8.924E-003 -3.154 E-003 -9.462E-004 -6.691E-004
S8 -26.671 0.000E+00 -0.042 -9.542E-003 -3.120E-004 -2.645E-005 2.606E-005 7.598E-005
S9 -2.612E+004 0.000E+00 -0.045 -0.012 -4.475E-003 5.427E-004 1.391E-003 4.916E-004
S10 -5.057 0.000E+00 -0.014 -3.092E-003 7.322E-004 2.759E-004 4.391E-005 -3.484E-006
S11 -1.029 0.000E+00 -3.272E-003 9.365E-004 1.128E-004 -1.066E-005 -3.995E-006 -5.283E-007
S12 -21.117 0.000E+00 -0.027 7.022E-003 -1.278E-003 6.092E-005 6.180E-006 -5.129E-007
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-S12的高次項係數K、A2、A4、A6、A8、A10、A12及A14。
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2%，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能夠滿足大光圈、廣視角及微型化的需求。
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、具有負屈折力的第二透鏡L2、具有負屈折力的第三透鏡L3、具有屈折力的第四透鏡L4、具有正屈折力的第五透鏡L5、具有負屈折力的第六透鏡L6及紅外濾光片L7。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及第六透鏡L6的材質均為玻璃，紅外濾光片L7的材質為玻璃。
第一透鏡L1的物側面S1在近光軸處為凸面，第五透鏡L5的物側面S9在近光軸處為凸面，第五透鏡L5的像側面S10在近光軸處為凸面，第六透鏡L6的物側面S11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、第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6及紅外濾光片L7，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） 3.4
TTL（單位：mm） 5.128247
FOV（單位：°） 40.057
TL1（單位：mm） 4.281509
TL2（單位：mm） 4.031124
TL3（單位：mm） 3.280001
TL4（單位：mm） 2.750077
TL5（單位：mm） 1.627851
TL6（單位：mm） 0.643684
V1 55.9512
V2 23.52887
V3 55.9512
V4 23.52887
V5 55.9512
V6 55.59355
EPD（單位：mm） 1.9
f（單位：mm） 3.9659
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
第二實施例
表面編號 鏡片名稱 表面類型 曲率半徑 厚度 材質 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 無限       0. 950
ST0   標準面 無限 -0.24       0. 950
S1 第一透鏡  偶次非球面 1.942 0.737 玻璃 1.54 56 1.034
S2  偶次非球面 10.273 0.117 1.044
S3 第二透鏡  偶次非球面 -1814.311 0.134 玻璃 1.64 23.5 1.047
S4  偶次非球面 15.685 0.34 1.081
S5 第三透鏡  偶次非球面 98.503 0.411 玻璃 1.54 56 1.150
S6  偶次非球面 -94.762 0.147 1.240
S7 第四透鏡  偶次非球面 3.761 0.383 玻璃 1.64 23.5 1.241
S8  偶次非球面 3.184 0.252 1.533
S9 第五透鏡  偶次非球面 124.849 0.87 玻璃 1.54 56 1.571
S10  偶次非球面 -1. 862 0.649 1.895
S11 第六透鏡  偶次非球面 -2.314 0.335 玻璃 1.53 55.6 2.111
S12  偶次非球面 2.628 0.334 2.876
S13 紅外濾光片 標準面 無限 0.21 玻璃 1.52 64.2 4.3
S14 標準面 無限 0.1 4.3
成像面 標準面 無限 0.000       4.3
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
S1 0.184 0.000E+00 -8.129E-003 -2.185E-003 -3.462E-003 -9.263E-004 -2.056E-004 -3.237E-004
S2 -46.603 0.000E+00 -0.028 -0.018 -5.949E-003 -1.148E-003 4.905 E-004 7.121E-004
S3 8446.254 0.000E+00 -0.029 -7.108E-003 -4.282E-003 -8.002E-004 8.242E-004 1.226E-003
S4 107.138 0.000E+00 1.889E-003 -1.865E-003 -1.850E-004 -2.335E-003 -9.844E-004 -1.383E-004
S5 -1.289E+004 0.000E+00 0.012 -0.026 -3.412E-003 2.008E-003 1.850E-004 -1.235E-003
S6 4621.204 0.000E+00 -0.024 -0.023 -6.962E-003 -2.838E-003 -7.257E-004 -1.855E-004
S7 -21.374 0.000E+00 -0.059 -0.018 -6.632E-003 -3.161E-003 -2.136E-003 -1.321E-004
S8 -14.864 0.000E+00 -0.039 -0.012 -6.604E-004 1.203E-004 1.019E-004 6.932E-005
S9 6223.561 0.000E+00 -0.031 -7.412E-003 -4.220E-003 -1.348E-004 1.109E-003 4.617E-004
S10 -4.107 0.000E+00 -8.849E-003 -4.146E-003 6.057E-004 3.517E-004 5.883E-005 -5.019E-006
S11 -0.600 0.000E+00 -9.357E-003 2.074E-003 1.795E-004 -2.856E-005 -6.508E-006 -6.578E-007
S12 -17.147 0.000E+00 -0.027 7.228E-003 -1.252E-003 5.449E-005 5.707E-006 -4.909E-007
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-S12的高次項係數K、A2、A4、A6、A8、A10、A12及A14。
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，其他實施例相同，圖6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5%，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能夠滿足大光圈、廣視角及微型化的需求。
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、具有負屈折力的第二透鏡L2、具有負屈折力的第三透鏡L3、具有屈折力的第四透鏡L4、具有正屈折力的第五透鏡L5、具有負屈折力的第六透鏡L6及紅外濾光片L7。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及第六透鏡L6的材質均為玻璃，紅外濾光片L7的材質為玻璃。
第一透鏡L1的物側面S1在近光軸處為凸面，第五透鏡L5的物側面S9在近光軸處為凸面，第五透鏡L5的像側面S10在近光軸處為凸面，第六透鏡L6的物側面S11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、第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6及紅外濾光片L7，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） 3.4
TTL（單位：mm） 4.8
FOV（單位：°） 44
TL1（單位：mm） 4.8
TL2（單位：mm） 4.277
TL3（單位：mm） 4.157
TL4（單位：mm） 4.037
TL5（單位：mm） 2.969
TL6（單位：mm） 1.239
V1 58.8
V2 54.6
V3 32
V4 44.5
V5 60
V6 52.3
EPD（單位：mm） 1.1
f（單位：mm） 2.86
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
第三實施例
表面編號 鏡片名稱 表面類型 曲率半徑 厚度 材質 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 無限        
ST0   標準面 無限 無限        
S1 第一透鏡  偶次非球面 1.729 0.274 玻璃 1.63 58.5 0.699
S2  偶次非球面 3.097 0.249 0.734
S4 第二透鏡  偶次非球面 8.461 0.120 玻璃 1.66 44.4 0.790
S5 第三透鏡  偶次非球面 5.520   0.120 玻璃 1.75 30.3 0.822
S7 第四透鏡  偶次非球面 1.886 0.731 玻璃 1.62 45.2 0.991
S8  偶次非球面 -5.130 0.336 1.107
S9 第五透鏡  偶次非球面 -15.662 0.959 玻璃 1.62 59.9 1.258
S10  偶次非球面 -1.919 0.771 1.593
S11 第六透鏡  偶次非球面 -1.328 0.120 玻璃 1.53 52.7 1.709
S12  偶次非球面 5.001 0.655 2.401
S13 紅外濾光片 標準面 無限 0.264 玻璃 1.52 64.2 3.114
S14 標準面 無限 0.200 3.237
成像面 標準面 無限 0.000       3.405
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
第三實施例
表面 K A2 A4 A6 A8
S1 -1.167 0.000E+00 0.042 -0.020 0.010
S2 -7.558 0.000E+00 0.028 -7.879E-003 -3.925E-003
S4 -2.835E+013 0.000E+00 -0.062 -0.048 -0.070
S5 -8.863E+005 0.000E+00 -0.641 -0.828 -0.245
S7 -16.672 0.000E+00 -0.094 -0.207 -0.042
S8 10.758 0.000E+00 -0.084 2.635E-003 -0.017
S9 -9.817E+008 0.000E+00 -0.063 0.016 -0.015
S10 -0.605 0.000E+00 -0.033 0.020 -2.686 E-003
S11 -67.848 0.000E+00 -0.041 -0.015 4.917E-003
S12 -21.117 0.000E+00 -0.017 1.209E-003 -7.415E-005
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9示出了可用於第三實施例中各非球面鏡片S1-S12的高次項係數K、A2、A4、A6及A8。
圖10至圖12分別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0.2mm，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能夠滿足大光圈、廣視角及微型化的需求。
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、具有負屈折力的第二透鏡L2、具有負屈折力的第三透鏡L3、具有屈折力的第四透鏡L4、具有正屈折力的第五透鏡L5、具有負屈折力的第六透鏡L6及紅外濾光片L7。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及第六透鏡L6的材質均為玻璃，紅外濾光片L7的材質為玻璃。
第一透鏡L1的物側面S1在近光軸處為凸面，第五透鏡L5的物側面S9在近光軸處為凸面，第五透鏡L5的像側面S10在近光軸處為凸面，第六透鏡L6的物側面S11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、第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6及紅外濾光片L7，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） 3.35
TTL（單位：mm） 5.2797
FOV（單位：°） 84
TL1（單位：mm） 4.4267
TL2（單位：mm） 4.1873
TL3（單位：mm） 3.3579
TL4（單位：mm） 2.8859
TL5（單位：mm） 1.7622
TL6（單位：mm） 0.6721
V1 55.951198
V2 20.372904
V3 55.951198
V4 20.372904
V5 55.951198
V6 55.951198
EPD（單位：mm） 1.916
f（單位：mm） 4.011
其中，TL1為第一透鏡L1的像側面S2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的像側面S4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的像側面S6與光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的間隔距離，TL4為第四透鏡L4的像側面S8與光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的間隔距離，TL5為第五透鏡L5的像側面S10與光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的間隔距離，TL6為第六透鏡L6的像側面S12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
第四實施例
表面編號 鏡片名稱 表面類型 曲率半徑 厚度 材質 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      
ST0   標準面 無限 -0.24       0.958
S1 第一透鏡  偶次非球面 1.976 0.743 玻璃 1.54 56 0.96
S2  偶次非球面 11.194 0.126 1.049
S3 第二透鏡  偶次非球面 -63.421 0.114 玻璃 1.66 20.4 1.067
S4  偶次非球面 14.380 0.317 1.099
S5 第三透鏡  偶次非球面 23.248 0.512 玻璃 1.54 56 1.163
S6  偶次非球面 -58.978 0.124 1.278
S7 第四透鏡  偶次非球面 4.416 0.348 玻璃 1.66 20.4 1.273
S8  偶次非球面 3.144 0.186 1.570
S9 第五透鏡  偶次非球面 18.827 0.937 玻璃 1.54 56 1.543
S10  偶次非球面 -1.893 0.700 1.967
S11 第六透鏡  偶次非球面 -2.022 0.390 玻璃 1.54 56 2.381
S12  偶次非球面 3.618 0.312 2.977
S13 紅外濾光片 標準面 無限 0.210 玻璃 1.52 64.2 4.3
S14 標準面 無限 0.150 4.3
成像面 標準面 無限 0.000       4.3
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
S1 0.166 0.000E+00 -8.398E-003 -2.986E-003 -4.094E-003 -1.280E-003 -3.414 E-004 -3.280E-004
S2 -62.460 0.000E+00 -0.030 -0.020 -7.392E-003 -1.587E-003 7.690E-004 1.132E-003
S3 -5655.571 0.000E+00 -0.028 -5.887E-003 -4.097E-003 -8.655E-004 9.607E-004 1.520E-003
S4 107.506 0.000E+00 1.385E-003 -1.750E-003 2.758E-004 -2.197E-003 -1.088E-003 -3.537E-004
S5 -1035.908 0.000E+00 0.011 -0.027 -3.289E-003 2.341E-003 3.716 E-004 -1.079E-003
S6 1409.981 0.000E+00 -0.021 -0.021 -7.188E-003 -3.147E-003 -7.558E-004 -9.500E-005
S7 -46.867 0.000E+00 -0.050 -0.014 -8.225E-003 -2.732 E-003 -7.769E-004 -7.005E-004
S8 -24.002 0.000E+00 -0.043 -9.947E-003 -4.090E-004 -8.067E-005 1.176E-006 5.349E-005
S9 -2198.728 0.000E+00 -0.045 -0.011 -4.387 E-003 5.006E-004 1.373E-003 4. 905E-004
S10 -3.372 0.000E+00 -0.016 -3.018E-003 7.913E-004 2.936E-004 4.607 E-005 -3.822E-006
S11 -1.019 0.000E+00 -3.218E-003 1.220E-003 1.546E-004 -5.576E-006 -3.347E-006 -4.289E-007
S12 -13.715 0.000E+00 -0.030 7.958E-003 -1.230E-003 4.277E-005 5.393E-006 -4.416E-007
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12示出了可用於第四實施例中各非球面鏡片S1-S12的高次項係數K、A2、A4、A6、A8、A10、A12及A14。
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16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17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，第四實施例所給出的光學成像系統10能夠滿足大光圈、廣視角及微型化的需求。
請參見圖17，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18，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:第四透鏡 L5:第五透鏡 L6:第六透鏡 L7:紅外濾光片 STO:光闌 S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13:物側面 S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14:像側面 IMA:成像面 20:感光元件 200:電子裝置 210:殼體
圖1係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係本申請實施例的取像模組的結構示意圖。
圖18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:第四透鏡
L5:第五透鏡
L6:第六透鏡
L7:紅外濾光片
STO:光闌
S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13:物側面
S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14: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： 第一透鏡； 第二透鏡，具有正屈折力； 第三透鏡，具有負屈折力； 第四透鏡； 第五透鏡，具有正屈折力，所述第五透鏡的像側面的在近光軸處為凸面； 第六透鏡，具有負屈折力，所述第五透鏡的物側面與像側面、所述第六透鏡的物側面與像側面中至少一個為非球面且於近光軸處具有至少一臨界點； 所述光學成像系統滿足以下條件式： 50＜V6 ＜60，2＜TTL/EPD＜3； 其中，V6為所述第六透鏡的色散係數，TTL為第一透鏡物側面至所述光學成像系統的成像面在光軸上的距離，EPD為所述光學成像系統的入瞳直徑。
  2. 如請求項1所述之光學成像系統，其中，所述第一透鏡的物側面在近光軸處為凸面，所述第五透鏡的像側面在近光軸處為凸面，所述第六透鏡的物側面的近光軸處為凹面。
  3. 如請求項1所述之光學成像系統，其中，所述光學成像系統滿足以下關係式： 0.84＜Imgh/f＜1.19； 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，其中，所述光學成像系統滿足以下關係式： 1.41＜( V2+V3+V5)/(V1+V4 )＜1.73； 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，V4為所述第四透鏡的色散係數，V5為所述第五透鏡的色散係數。
  5. 如請求項1所述之光學成像系統，其中，所述光學成像系統滿足以下關係式： 1.07＜TL1/f＜1.68； 其中，TL1為所述第一透鏡的物側面至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，其中，所述光學成像系統滿足以下條件式： 35.51°/mm ＜FOV/TL6＜124.98°/mm； 其中，FOV為所述光學成像系統的最大視場角，TL6為所述第五透鏡的物側面至成像面在光軸方向的距離。
  7. 如請求項1所述之光學成像系統，其中，所述光學成像系統滿足以下條件式： 9.82°/mm ＜FOV/f＜20.94°/mm； 其中，FOV為所述光學成像系統的最大視場角，f為所述光學成像系統的有效焦距。
  8. 如請求項1所述之光學成像系統，其中，所述光學成像系統滿足以下條件式： 1.41＜TTL/Imgh＜1.58； 其中，TTL為第一透鏡物側面至所述光學成像系統的成像面在光軸上的距離，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。
  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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