TW202248711A - 光學系統及具有光學系統之攝影機模組 - Google Patents

光學系統及具有光學系統之攝影機模組 Download PDF

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徐銀晟
文寧涉
池正龜
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Abstract

本發明之實施例中所揭示之光學系統包括在自物件側至感測器側之方向上配置之複數個透鏡，其中該複數個透鏡中之至少一個第一透鏡包括為一物件側表面之一第一表面及為一感測器側表面之一第二表面，該第一表面在一第一方向上之一長度不同於該第二表面在該第一方向上之一長度，該第一表面在該第一方向上之該長度短於該第一表面在一第二方向上之一長度，該第一方向正交於該等透鏡之一光軸，且該第二方向垂直於該第一方向及該光軸。

Description

光學系統及具有光學系統之攝影機模組
本發明之實施例係關於一種光學系統及一種具有該光學系統之攝影機模組。
攝影機模組捕捉物件並將其儲存為影像或視訊，且安裝在各種應用中。詳言之，攝影機模組係以極小的大小生產，且不僅應用於諸如智慧型手機、平板PC及膝上型電腦之攜帶型裝置，而且應用於無人機及交通工具以提供各種功能。舉例而言，攝影機模組之光學系統可包括用於形成影像之成像透鏡，及用於將經形成影像轉換成電信號之影像感測器。在此狀況下，攝影機模組可藉由自動地調整影像感測器與成像透鏡之間的距離來執行對準透鏡之焦距的自動聚焦(AF)功能，且可藉由經由變焦透鏡增大或減小遠端物件之放大率來執行放大或縮小之變焦功能。另外，攝影機模組採用影像穩定(IS)技術，以校正或防止歸因於不穩定的固定裝置或由使用者移動引起之攝影機移動而導致的影像穩定。用於此攝影機模組以獲得影像之最重要的元件為形成影像之成像透鏡。近來，對諸如高影像品質及高解析度之高效能的關注逐漸增加，且正在進行關於包括複數個透鏡之光學系統的研究以便實現此高效能。舉例而言，正在進行使用具有正(+)及/或負(-)折射能力之複數個成像透鏡以實施高效能光學系統的研究。然而，當包括複數個透鏡時，整個光學系統可能會增大，且難以導出極佳的光學及像差特性。
在本發明之實施例中，複數個透鏡中之至少一者可提供光學 系統，其中物件側第一表面及感測器側第二表面中之任一者為非圓形形狀。在本發明之實施例中，複數個透鏡中之至少一者可提供光學系統，其中在垂直於光軸之第一方向及第二方向上之長度不同於物件側第一表面及感測器側第二表面中之一者。在本發明之實施例中，複數個透鏡中之至少一者可提供光學系統，其中在第二方向上之一個側表面或兩個側表面相對於光軸具有傾斜度。在本發明之實施例中，複數個透鏡中之至少一者可提供具有兩個傾斜側之光學系統。本發明之實施例可提供一種具有光學系統之攝影機模組及一種具有該攝影機模組之攜帶型終端機。
根據本發明之實施例之光學系統包括在自物件側之感測器側方向上配置之複數個透鏡，其中複數個透鏡中之至少一個第一透鏡包括為物件側表面之第一表面及為感測器側表面之第二表面，其中第一表面在第一方向上之長度不同於第二表面在第一方向上之長度，第一表面在第一方向上之長度短於第一表面在第二方向上之長度，第一方向正交於透鏡之光軸，且第二方向垂直於第一方向及光軸。
根據本發明之實施例，第一透鏡可為複數個透鏡當中最接近物件側之透鏡。第一透鏡可為複數個透鏡當中最接近感測器側之透鏡。第一表面在第一方向上之長度可短於第二表面在第一方向上之長度。第一透鏡可包括在第一方向上之兩側上之第一側及第二側，且第一側及第二側中之至少一者可相對於光軸具有傾斜度。
根據本發明之實施例，第一側及第二側中之至少一者與光軸之間的角度可為5度至10度。第一側及第二側之傾斜度可彼此相等。第一表面在第二方向上之長度可相同於第二表面在第一方向上之長度。第一表面在第一方向上之長度可長於第二表面在第一方向上之長度。第一表面在光軸上之曲率半徑可大於第二表面在光軸上之曲率半徑。
根據本發明之實施例，由於傾斜側表面形成於攝影機模組中之透鏡中之至少一者之外部上，故有可能減少不必要的光(亦即，混雜光) 聚集於影像感測器上或光之大小增大的問題。根據本發明之實施例，一個或複數個傾斜側表面設置於接近物件之至少一個透鏡之外側表面上，使得可藉由改變一些入射光之路徑而減小混雜光之大小。根據本發明之實施例，接近物件之至少一個透鏡在第一表面及第二表面中之任一者之第一方向及第二方向上具備不同長度，光在該等表面上入射及出射，使得可藉由改變一些入射光之路徑而減小由感測器聚集之混雜光之大小。根據本發明之實施例，有可能提供一種窄角光學系統。根據本發明之實施例，有可能實施一種高解析度窄角攝影機模組。
101:稜鏡/反射構件
110:透鏡單元
110A:透鏡單元
111:透鏡/第一透鏡
111A:第一透鏡
111B:第一透鏡
111C:第一透鏡
111D:第一透鏡
112:透鏡/第二透鏡
113:透鏡/第三透鏡
114:透鏡/第四透鏡
115:透鏡/第五透鏡
116:透鏡/第六透鏡
121:第一透鏡
131:第一透鏡
141:第一透鏡
151:透鏡/物件側透鏡
152:透鏡/感測器側透鏡
153:透鏡/物件側透鏡
154:透鏡/感測器側透鏡
155:透鏡/物件側透鏡
156:透鏡/感測器側透鏡
190:影像感測器
192:濾光片/光學濾光片
700:罩殼
711:攝影機模組
712:透鏡模組
732:透鏡模組
752:透鏡模組
772:ToF透鏡模組
A1:長度
A2:長度
A3:長度
A4:長度
A11:長度/大小
B1:長度/最大長度
B2:長度/有效直徑長度
B11:長度
C1:第一切割線
C2:第二切割線
C3:第三切割線
C4:第四切割線
C5:第五切割線
C6:第六切割線
F1:光斑
F10:外肋片
L1:發射光
Ly:軸
Lz:光軸
O:中心
Q1:角度
Q2:角度
Q3:角度
R1:角度
R11:角度
R31:預定角度/角度
Ra:角度/傾斜角
Rb:角度
S1:第一表面
S2:第二表面
S2A:第二表面
S2B:第二表面/凸形第二表面
S3:第三表面
S4:第四表面
S5:第五表面
S6:第六表面
S7:第七表面
S8:第八表面
S9:第九表面
S10:第十表面
S11:傾斜側表面/第一側表面
S11A:區
S11B:區
S11C:區
S12:傾斜側表面/第二側表面
S21:傾斜側表面/第一側表面
S22:傾斜側表面/第二側表面
S31:側表面
S32:側表面
S111:外邊緣
S113:外邊緣/邊緣
S114:外邊緣/邊緣
S115:外邊緣/邊緣
S117:外邊緣
S117A:外邊緣
S118:外邊緣
S118A:外邊緣
S121:邊緣
SF1:平坦側表面/側表面
Sa1:傾斜側表面/側表面
Sa2:傾斜側表面/側表面
Sa3:傾斜側表面/側表面
ST:隔膜/光圈
TTL:總頂長
X:第二方向
Y:第一方向
Z:光軸方向
Z1:第一軸
Z2:第二軸
θ1:角度
θ2:角度
θ3:角度
θ4:角度
θ5:角度
θ6:角度
圖1為根據本發明之實施例的光學系統之橫截面側視圖之實例。
圖2為圖1之光學系統中之第一透鏡的視圖。
圖3為圖2之第一透鏡的透視圖。
圖4為圖3之第一透鏡的側視圖。
圖5(A)(B)為展示圖2之第一透鏡之第一表面及第二表面的平面視圖之實例。
圖6(A)(B)為相對於圖5之第一透鏡自第一方向Y及第二方向X檢視的側視圖。
圖7(A)(B)為圖2之第一透鏡之第一經修改實例，且為在第一方向Y上檢視之傾斜側表面之其他實例。
圖8為圖2之第一透鏡之第二經修改實例，且為在第一方向Y上檢視之側視圖。
圖9為圖2之第一透鏡之第三經修改實例，且為在第一方向Y上檢視之側視圖。
圖10為圖2之第一透鏡之第四經修改實例的側視圖，且為在第一方向Y上檢視之側視圖。
圖11為圖2之第一透鏡之第五經修改實例的側視圖，且為在第一方向Y上檢視之側視圖。
圖12(A)(B)為圖2之第一透鏡之第六經修改實例，其中在第一方向Y上檢視之兩側不同。
圖13(A)(B)為圖12之另一實例，其中在第一方向Y上檢視之兩側不同。
圖14(A)(B)為作為本發明之比較實例及實施例的用於解釋入射至第一透鏡之側表面之光路徑之圖解。
圖15為圖2之光學系統中之第一透鏡之另一實例。
圖16(A)(B)為圖15之第一透鏡之第一表面及第二表面的平面視圖，如自物件側及感測器側所檢視。
圖17為圖15之第一透鏡的側視圖，如在第一方向Y上所檢視。
圖18為在第一方向Y上檢視的圖15之第一透鏡之側視圖之另一實例。
圖19為圖2之光學系統中之第一透鏡之另一實例。
圖20(A)(B)為根據本發明之實施例的用於解釋根據第一透鏡之第二表面之形狀改變之光學路徑的視圖。
圖21(A)(B)(C)為根據本發明之實施例的比較根據第一透鏡之側形狀之入射光之路徑的視圖。
圖22為根據本發明之實施例的用於解釋光學系統中之第一透鏡之傾斜側的切割線之實例。
圖23(A)(B)為繪示圖2或圖5之第一透鏡之第一表面及第二表面的平面視圖之其他實例。
圖24為根據本發明之實施例的用於解釋根據光學系統中之第一透鏡之側表面之傾斜角的解析度改變程度的視圖。
圖25為根據本發明之實施例的繪示混雜光在影像感測器中之部位的圖解。
圖26為根據本發明之實施例的比較根據光學系統中之第一透鏡之側傾角而形成於影像感測器上之光斑之位置及大小的圖解。
圖27及圖28為根據本發明之比較實例及實施例的繪示形成於光學系統中之影像感測器上之光斑分佈及輻照度的視圖。
圖29為根據本發明之實施例的具有光學系統之攜帶型終端機之透視圖。
在下文中，將參考隨附圖式詳細地描述本發明之較佳實施例。本發明之技術精神不限於待描述之一些實施例，且可以各種其他形式來實施，且組件中之一者或多者可被選擇性地組合及取代以在本發明之技術精神之範疇內使用。另外，除非有特定定義及明確描述，否則本發明之實施例中所使用之術語(包括技術及科學術語)可以一般熟習本發明所屬技術者可通常理解的含義加以解譯，且諸如在辭典中定義之術語之常用術語的含義應能夠考慮到相關技術之背景含義加以解譯。此外，本發明之實施例中所使用之術語用於解釋該等實施例，且並不意欲限制本發明。在本說明書中，單數形式亦可包括複數形式，除非片語中另有特定陳述，且在陳述A及(及)B、C中之至少一者(或一者或多者)的狀況下，其可包括可與A、B及C組合的所有組合中之一者或多者。在描述本發明之實施例之組件時，可使用諸如第一、第二、A、B、(a)及(b)之術語。此類術語僅用於區分該組件與另一組件，且可不由該術語根據對應組成元件之性質、序列或程序等來判定。且在描述一組件「連接」、「耦接」或「接合」至另一組件時，該描述可不僅包括直接連接、耦接或接合至該另一組件，而且包括由該組件與該另一組件之間的另一組件「連接」、「耦接」或「接合」。另外，在被描述為形成或安置於每一組件「上方(上)」或「下方(下)」之狀況下，該描述不僅包括在兩個組件彼此直接接觸時，而且包括在一個或多個其他組件形成或安置於兩個組件之間時。另外，在表達為「上方(上)」或「下方(下)」時，其可指相對於一個元件之向下方向以及向上方向。除非特定地陳述下文所描述之若干實施例無法彼此組合，否則其可彼此組合。另外，除非另有規定，否則對其他實施例之描述可應用於自若干實施例中之任一者之描述省略的部分。
在本發明之描述中，第一透鏡意謂在與光軸對準之複數個透鏡當中最接近物件側之透鏡，且最末透鏡意謂在與光軸對準之複數個透鏡當中最接近感測器側之透鏡。在本發明之描述中，除非另有規定，否則透鏡之半徑、厚度/距離、TTL等之所有量度均為mm。在本發明書中，透鏡之形狀係基於透鏡之光軸而展示。舉例而言，透鏡之物件側或感測器側表面為凸形意謂光軸附近在透鏡之物件側或感測器側表面上為凸形，但並不意謂光軸周邊為凸形。因此，即使在透鏡之物件側或感測器側表面被描述為凸形時，透鏡之物件側或感測器側表面上的在光軸周圍之部分亦可為凹形。透鏡之物件側或感測器側表面為凹形意謂光軸之附近在透鏡之物件側或感測器側表面上為凹形，但並不意謂光軸之周邊為凹形。因此，即使在透鏡之物件側或感測器側表面被描述為凹形時，透鏡之物件側或感測器側表面上的在光軸周圍之部分亦可為凸形。在本說明書中，應注意，透鏡之厚度及曲率半徑係基於透鏡之光軸而量測。另外，「物件側」可意謂相對於光軸面向物件側的透鏡之表面，且「感測器側」可意謂相對於光軸面向成像平面或影像感測器的透鏡之表面，或與物件之面相對的面。根據本發明之實施例之光學系統可包括由玻璃材料製成之透鏡及/或由塑膠材料製成之透鏡。
在下文中，將描述根據本發明之實施例之光學系統。圖1為根據本發明之實施例的光學系統之橫截面側視圖之實例，圖2為圖1之光學系統中之第一透鏡的視圖，圖3為圖2之第一透鏡的透視圖，圖4為圖3之第一透鏡的側視圖，圖5(A)(B)為自圖2之第一透鏡之第一表面及第二表面檢視的平面視圖，且圖6(A)(B)為相對於圖5中之第一透鏡自第一方向Y及第二方向X檢視的側視圖。
參考圖1至圖6，根據本發明之實施例之光學系統可包括具有四個或更多個透鏡或五個或更多個透鏡之光學系統。光學系統可包括透鏡單元110，其具有自物件側朝向影像感測器190堆疊之五個透鏡111、112、113、114及115或六個透鏡111、112、113、114、115及116。透鏡單元110可沿著光軸Lz自最接近物件側之第一透鏡111至第五透鏡115或第六透鏡 116對準。此處，正交於光軸Lz方向Z之第一方向Y為攝影機模組之高度、攜帶型終端機之厚度方向或可移動本體之高度方向，且第二方向X為垂直於第一方向Y及光軸方向Z之方向。
光學系統可包括在第一透鏡111之物件側上之反射構件101。反射構件101可被實施為稜鏡，且可反射在正交於透鏡單元110之光軸Lz的軸Ly之方向上入射的光。在光學系統中，另一透鏡可進一步安置於反射構件101之物件側上。在光學系統中，透鏡單元110之光軸Lz及影像感測器190之中心可安置於同一軸上或可在不同軸上對準。在此狀況下，當透鏡單元110之光軸Lz及影像感測器190之中心安置於不同軸上時，另一反射構件可進一步安置於透鏡單元110與影像感測器190之間。在光學系統中，接近物件側之至少兩個第一透鏡群組及接近感測器側之至少兩個第二透鏡群組中的一者可在光軸方向Z上移動。舉例而言，第一透鏡111、第二透鏡112及第三透鏡113之第一透鏡群組以及第四透鏡114、第五透鏡115及第六透鏡116之第二透鏡群組中的一者可在光軸方向Z上移動。因此，光學系統可由在光軸方向Z上移動之透鏡群組實施自動聚焦(AF)功能。本發明之實施例提供用於藉由移動僅一個透鏡群組進行聚焦之光學系統，藉此相對地抑制空間增加或移動距離。又，在光學系統中，第一透鏡群組及第二透鏡群組中之任一者可在正交於光軸之方向上移動以用於光學影像穩定器(OIS)功能。攝影機模組可包括用於移動光學系統之驅動構件，且驅動構件可為用於AF功能及/或OIS功能之致動器或壓電元件。
光學系統中之透鏡可包括由固體材料(例如玻璃材料及/或塑膠材料)製成之透鏡。透鏡111、112、113、114及115中之至少一者或全部可包括在入射側上之非球面表面。透鏡111、112、113、114及115中之至少一者或全部可包括在物件側表面及/或感測器側表面上之非球面表面。光學系統可包括用於調整入射光之量之隔膜ST。光圈ST可安置於第一透鏡111、第二透鏡113及第三透鏡115中之任一者之間，例如圍繞第一透鏡111之感測器側表面。在光學系統中，第六透鏡116可為不影響光學效能、可被移除且將被描述為具有第一至第五透鏡111、112、113、114及115 之透鏡單元110之中心的透鏡。
對應於物件之影像資訊的光可穿過第一透鏡111、第二透鏡112、第三透鏡113、第四透鏡114、第五透鏡115及第六透鏡116以及濾光片192，且可入射於影像感測器190上。第一至第六透鏡111、112、113、114、115及116中之每一者可包括有效區及無效區。有效區可為入射於每一透鏡上之光穿過之區。亦即，有效區可為入射光經折射以實現光學特性之區。無效區可安置於有效區周圍。無效區可為光未入射至之區。亦即，無效區可為獨立於光學特性之區。又，無效區可為固定至用於容納透鏡之透鏡固持器或筒體(未展示)之區。在根據本發明之實施例之光學系統中，有效焦距(EFL)可為35mm或更小，例如10mm至35mm或13mm至23mm。在光學系統中，總頂長(TTL)可為35mm或更小，例如在10mm至25mm之範圍內或在13mm至23mm之範圍內。光學系統之F數可為4或更小，例如在2.5至4之範圍內或在3至3.6之範圍內。在光學系統中，至物件之距離為至少30mm或更大，例如35mm，且可為至多無窮大。在光學系統中，視場(FOV)可為窄角，例如50度或更小。
第一透鏡111可為最接近光學系統中之物件側之透鏡或最接近反射構件101之透鏡。第一透鏡111可具有正(+)折射能力。第一透鏡111可包括玻璃材料或塑膠材料。第一透鏡111可包括被定義為物件側表面之第一表面S1及被定義為感測器側表面之第二表面S2。第一表面S1可為入射表面，且第二表面S2可為出射表面。在光軸Lz上，第一表面S1可為凸形且第二表面S2可為凹形。亦即，第一透鏡111可具有朝向物件為凸形之彎月形狀。第一表面S1及第二表面S2中之至少一者或兩者可為非球面。第一透鏡111之第一表面S1之曲率半徑可大於第一透鏡111之第二表面S2之曲率半徑。第一透鏡111之第一表面S1之有效直徑或有效區可大於第二表面S2之有效直徑或有效區。
相對於光軸，第一透鏡111之有效半徑可大於第二至第五透鏡112、113、114及115之有效半徑。因此，可改良由影像感測器190聚焦之光之環境光之量。光學系統之光軸Lz上的第一透鏡111之厚度，亦即， 中心厚度，可厚於第二至第四透鏡112、113及114中之每一者之中心厚度，且厚於1.5mm或更大，例如在1.5mm至2mm之範圍內。第一透鏡111可具有相對厚的厚度及大的有效直徑，且可折射入射光之量以將光聚焦至第二透鏡112上。
第一透鏡111可提供攝影機模組之高度方向(亦即，Y)被切割所在的側表面S11及S12。切割側表面可為第一透鏡111在第一方向Y上之任一側或兩側，且可提供不平行於光軸之表面。切割側表面S11及S12可為外表面，其中有效直徑之一部分在光軸方向上自第一透鏡111在第一方向Y上之一側或兩側被切割。作為第一實例，經切割有效直徑之一部分可為第一表面S1之一側或兩側，且第二表面S2之一側或兩側可在不切割有效直徑的情況下運用肋片或凸緣被切割。作為另一第二實例，經切割有效直徑之一部分可為第二表面S2之一側或兩側，且第一表面S1之一側或兩側可在不切割有效直徑的情況下運用肋片或凸緣被切割。第一透鏡111之第一表面S1及第二表面S2中之一者可具有非圓形形狀，且另一者可具有圓形形狀。舉例而言，第一表面S1可為非圓形，且第二表面S2可具有圓形形狀。相反地，第二表面S2可為非圓形，且第一表面S1可具有圓形形狀。第一透鏡111之第一側表面S11及第二側表面S12中之任一者或兩者可相對於光軸具有傾斜度。斜度可相同於或不同於第一側表面S11及第二側表面S12。
如圖5(A)(B)及圖6中所展示，第一透鏡111中之物件側第一表面S1的第一方向Y之長度A1可小於第二方向X上之長度B2。在第一透鏡111中，感測器側第二表面S2在第一方向Y上之長度A4可相同於或小於第二方向X上之長度，可大於第二表面S2之有效直徑A3，且可相同於第一表面S1之直徑(例如B2)。舉例而言，物件側第一表面S1在第一方向Y上之長度A1為第一表面S1之有效直徑之長度，且可小於第二方向X上之長度B2。感測器側第二表面S2在第一方向Y及第二方向X上之長度A4可相同於包括肋片之長度。在第一透鏡111中，物件側第一表面S1在第一方向Y及第二方向X上以及感測器側第二表面S2在第一方向 Y及第二方向X上之有效直徑可不為相同長度。此處，在第一方向Y上之長度A1及A3為自第一透鏡111之第一表面S1及第二表面S2至切割側表面S11及S12的線性距離。在第二方向X上之長度B2可為第一透鏡111之有效直徑之長度。
在第一透鏡111中切割之側表面S11及S12在第二方向X上之最大長度B1可小於第一表面S1之有效直徑之長度B2，且可大於第二表面S2之有效直徑之長度A3。自第一方向Y上穿過中心O之直線至第一側表面S11及第二側表面S12之物件側之外部末端相對於第一透鏡111之中心O的角度Q1可為60度或更小，例如在30度至60度之範圍內，或在30度至50度之範圍內。角度Q1可指示第一側表面S11及第二側表面S12自第一透鏡111之物件側表面開始的位置。
如圖2至圖4中所展示，第一透鏡111之第一表面S1在第一方向Y上之一個末端或兩個末端為切割側表面與第一表面S1之間的邊界，且第二表面S2在第一方向Y上之一個末端或兩個末端為切割側表面與第二表面S2之間的邊界。邊界可為第一表面S1及第二表面S2在第一方向Y上之邊緣。此處，穿過第一透鏡111之第一表面S1之一個末端且平行於光軸的第一軸Z1可與有效直徑之區或第二表面S2之肋片之區相交。穿過第一透鏡111中之傾斜側表面S11及S12之兩個末端的第二軸Z2可與第一表面S1在第一方向Y上之有效直徑之邊緣及第二表面S2在第一方向Y上之有效直徑之邊緣或肋片邊緣相交。亦即，當第二表面S2之有效直徑小於第一表面S1之有效直徑時，第二軸Z2可與安置於第二表面S2之有效直徑外部的肋片相交。
由於傾斜側表面S11及S12在第一方向上形成於第一透鏡111之一側或兩側上，故入射光當中的非想要之光由傾斜側表面S11及S12反射，且反射光可在有效區外部行進，而非第二透鏡112及第三透鏡113之有效區。因此，有可能減少或抑制非想要之光聚焦於影像感測器190上的問題，藉此最小化影像感測器190上之光斑之大小。圖27(A)(B)展示當在第一方向上之第一透鏡之兩側在比較實例之光學系統中具有豎直切 割之側表面時的影像感測器上之混雜光之大小及照度，且圖28(A)(B)展示當根據本發明之實施例的光學系統之第一透鏡之側表面在第一方向上在兩側上被傾斜地切割時的影像感測器上之混雜光之大小及照度，且可看出，影像感測器上之混雜光幾乎被消除且照度均一。
如圖2中所展示，由第一透鏡111之傾斜側表面S11及S12中之每一者形成的角度R1為第二軸Z2相對於第一軸Z1之角度，且為10度或更小，例如在0.5度至10度之範圍內或在5度至10度之範圍內。當角度R1大於上述範圍時，透鏡高度可能不會降低，使得攝影機模組之高度增加。當角度R1小於上述範圍時，減小光斑之效應不顯著。在第一透鏡111中，在第一方向Y上在兩側上傾斜之第一側表面S11與第二側表面S12之間的線性距離可為第一表面S1上之最小距離(亦即，A1)且可為第二表面S2上之最大距離(亦即，A4)。距第一表面S1之最小距離可為第一表面S1在第一方向Y上之長度A1，且距第二表面S2之最大距離可為第二表面S2在第一方向Y及第二方向X上之長度A4。第二表面S2與第一側表面S11及第二側表面S12之間的邊界可為第二表面S2之外邊緣。因此，第二表面S2中在第一方向Y上之長度與在第二方向X上之長度A4可彼此相同。為此目的，當切割第一側表面S11及第二側表面S12時，自第一側S1之有效直徑之外部朝向第二側S2之外邊緣執行切割。因此，可最小化或不存在第二側S2之切割部分。
第一透鏡111之第一側表面S11之一部分可在光軸方向上與第一透鏡111之第二表面S2之有效直徑外部之肋片區重疊。第二側表面S12之一部分可在光軸方向上與第一透鏡111之第二表面S2之有效直徑外部之肋片區重疊。在第一透鏡111中，物件側第一表面S1在第一方向Y上之有效直徑之長度A1可為4.5mm或更大，例如在4.5mm至5.5mm之範圍內，且有效直徑長度B2在第二方向X上之長度B2可為5mm或更大，例如在5mm至6mm之範圍內。第一透鏡111之感測器側第二表面S2在第一方向Y及第二方向X上之有效直徑之長度A3可為4.1mm或更大，例如在4.1mm至5.2mm之範圍內。
第二透鏡112可具有負(-)折射能力。第二透鏡112可包括塑膠材料。第二透鏡112可包括被定義為物件側表面之第三表面S3及被定義為感測器側表面之第四表面S4。第三表面S3可為入射表面，且第四表面S4可為出射表面。第三表面S3可朝向感測器為凹形，且第四表面S4可朝向物件為凹形。第三表面S3及第四表面S4中之至少一者可為非球面。第二透鏡112在光軸Lz上之厚度可小於第一透鏡111及第三透鏡113之厚度，且可為0.6mm或更小，例如在0.1mm至0.5mm之範圍內。第二透鏡112可在透鏡單元110中具備最薄的厚度。
第三透鏡113可具有正(+)折射能力。第三透鏡113之折射能力值可大於第一透鏡111之折射能力值。第三透鏡113可包括玻璃或塑膠材料。第三透鏡113可包括被定義為物件側表面之第五表面S5及被定義為感測器側表面之第六表面S6。第五表面S5可為入射表面，且第六表面S6可為出射表面。第五表面S5可朝向物件為凸形，且第六表面S6可朝向感測器為凸形。第五表面S5及第六表面S6中之至少一者或兩者可為非球面。第三透鏡113在光軸Lz上之厚度可大於第二透鏡112及第四透鏡114之厚度，且可為1.2mm或更大，例如在1.2mm至1.6mm之範圍內。第三透鏡113之厚度可薄於第一透鏡111之厚度，且第一透鏡111與第二透鏡112之間的厚度差可為0.5mm或更小。第三透鏡113可接收漫射於第二透鏡112之凹形第四表面S4上之光且經由凸形第五表面S5及第六表面S6聚集光。
第四透鏡114可具有負折射能力。第四透鏡114可包括玻璃或塑膠材料。第四透鏡114可包括被定義為物件側表面之第七表面S7及被定義為感測器側表面之第八表面S8。第七表面S7可為入射表面，且第八表面S8可為出射表面。第七表面S7可朝向感測器為凹形，且第八表面S8可朝向物件為凹形。第七表面S7及第八表面S8中之至少一者或兩者可為非球面。第四透鏡114在光軸Lz上之厚度可小於第三透鏡113及第五透鏡115之厚度，且可為1mm或更小，例如在0.2mm至0.9mm之範圍內。第四透鏡114之厚度可厚於第二透鏡114，且與第三透鏡113之厚度差可為0.9 mm或更大。第四透鏡114可接收由第三透鏡113之凸形第六表面S6聚集之光，且可折射入射光以經由凹形第七表面S7及第八表面S8漫射。
第五透鏡115可具有正(+)折射能力。第五透鏡115之折射能力值可小於第一透鏡111之折射能力值。第五透鏡115可包括塑膠材料。第五透鏡115可包括被定義為物件側表面之第九表面S9及被定義為感測器側表面之第十表面S10。第九表面S9可為入射表面，且第十表面S10可為出射表面。第九表面S9可朝向感測器為凸形，且第十表面S10可朝向感測器為凸形。第九表面S9及第十表面S10中之至少一者或兩者可為非球面。第五透鏡115在光軸Lz上之厚度可大於第四透鏡114的厚度，且可為1.5mm或更小，例如在1.5mm至2mm之範圍內。第五透鏡115可具有與第一透鏡111之厚度相同的厚度，或0.2mm或更小之厚度差。第五透鏡115可經由凹形第九表面S9及凸形第十表面S10折射由第四透鏡114之凹形第八表面S8漫射之光。
第六透鏡116安置於第五透鏡115與影像感測器190之間，可具有大於第一透鏡111之有效直徑的有效直徑，且可為在光學系統中具有最大直徑之透鏡。第六透鏡116可在物件側表面與感測器側表面之間具有大於第一至第五透鏡111、112、113、114及115之曲率半徑的曲率半徑，且在光學系統中之透鏡當中可為最大的。第六透鏡116之厚度可薄於第二透鏡112之中心厚度，且可為0.25mm或更小。第六透鏡116可由玻璃材料或塑膠材料製成。與第五透鏡115相比，第六透鏡116可被定位成較接近影像感測器190。當第二透鏡群組為移動群組時，第六透鏡116可與第五透鏡115一起在光軸方向Z上移動。可在光學系統中移除第六透鏡116。第六透鏡116可提供攝影機模組之高度方向(亦即，Y)被切割所在的表面。切割表面可為第六透鏡116在第一方向Y上之兩側中之任一者或兩者，且可提供平行於光軸之表面。切割表面可為有效直徑之一部分在第一方向Y上自第六透鏡116中之一側或兩側朝向光軸方向被切割的表面。由第六透鏡116切割之有效直徑之一部分可位於物件側表面之一側或兩側上，且可位於感測器側表面在第一方向上之一側或兩側上。
第六透鏡116可為最接近影像感測器之透鏡，且物件側表面在第一方向Y上之長度可不同於第二方向X上之長度。在第六透鏡116中，感測器側表面在第一方向Y上之長度可不同於第二方向X上之長度。在第六透鏡116中，物件側表面在第一方向Y上之長度可小於第二方向X上之長度。在第六透鏡116中，感測器側表面在第一方向Y上之長度可小於第二方向X上之長度。在第六透鏡116中，物件側表面在第一方向Y上之長度與感測器側表面在第一方向Y上之長度可相同。此處，第一方向Y之長度及第二方向X之長度可為第六透鏡116之有效直徑之長度。第六透鏡116中之物件側表面在第一方向Y上之長度可在4.5mm或更大之範圍內，例如在4.5mm至5.5mm之範圍內，且第二方向X上之長度可為5.5mm或更大，例如在5.5mm至6.5mm之範圍內。在第六透鏡116中，感測器側表面在第一方向Y上之長度可為4.5mm或更大，例如在4.5mm至5.5mm之範圍內，且第二方向X上之長度可為5.6mm或更大，例如在5.6mm至6.65mm之範圍內。此處，第六透鏡116之物件側表面及影像側表面在第二方向X上之長度可大於第一透鏡111之第一表面S1及第二表面S2在第二方向X上之長度。第六透鏡116之物件側表面在第一方向Y上之長度可相同於第一透鏡111之第一表面S1及第二表面S2在第一方向Y上之長度。作為另一實例，第六透鏡116可具有在第一方向Y之一側或兩側上相對於光軸傾斜或側傾之側，且傾斜側表面及側傾側表面之角度可在5度至10度之範圍內。
此處，第一透鏡111與第二透鏡112之間在光軸上之距離可為兩個相鄰透鏡之間的距離當中的最大距離，且可為1.5mm或更大，例如在1.5mm至3mm之範圍內。在此狀況下，第一透鏡111與第二透鏡112之間的距離可為由第一透鏡111之傾斜側表面S11及S12反射之光不入射於第二透鏡112之有效區上的距離。第一透鏡111與第二透鏡112之間的距離可大於第一透鏡111之中心厚度，且可為第一透鏡111之中心厚度的1.2倍或更大，例如在1.2倍至1.8倍之範圍內。第二透鏡112與第三透鏡113之間的距離可為兩個相鄰透鏡之間的距離當中的最小距離，且可為0.05mm 或更小，例如在0.05mm至1.2mm之範圍內。第二透鏡112與第三透鏡113之間的距離可小於第二透鏡112之中心厚度。第三透鏡113與第四透鏡114之間的最小距離可為兩個相鄰透鏡之間的第二最小距離，且可為0.6mm或更小，例如在0.35mm至0.6mm之範圍內。第三透鏡113與第四透鏡114之間的距離可大於第二透鏡112與第三透鏡113之間的距離。第四透鏡114與第五透鏡115之間的距離可為兩個相鄰透鏡之間的距離當中的第二最大距離，且可為0.55mm或更大，例如在0.55mm至0.85mm之範圍內。第四透鏡114與第五透鏡115之間的距離可大於第三透鏡113與第四透鏡114之間的最小距離。
在光學系統中，第一透鏡111之焦距具有正值，且可為7mm或更大，例如在7mm至13mm之範圍內。第二透鏡112之焦距具有負值，且可為-3mm或更小，例如在-3mm至-7mm之範圍內。第三透鏡113之焦距具有正值，且可為5mm或更小，例如在1mm至5mm之範圍內。第四透鏡114之焦距具有負值，且可為-1mm或更小，例如在-1mm至5.5mm之範圍內。第五透鏡115之焦距具有正值，且可為10mm或更大，例如在10mm至16mm之範圍內。當採取絕對值時，第五透鏡115之焦距可為透鏡之焦距當中的最大焦距。
光學濾光片192可包括諸如紅外線濾光片之光學濾光片。光學濾光片192可使設定波長帶之光通過且對不同波長帶之光進行濾光。光學濾光片192可阻止自外部光發射之輻射熱透射至影像感測器190。另外，光學濾光片192可透射可見光且反射紅外光。影像感測器190可偵測穿過光學濾光片192之光。影像感測器190可包括電荷耦合裝置(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)。
根據本發明之實施例的複數個透鏡111、112、113、114及115中之至少一個第一透鏡111可包括側表面S11及S12，其中在第一方向Y上之兩側或一側為傾斜的。替代地，複數個透鏡111、112、113、114、115、116當中最接近物件側之任一透鏡111及最接近感測器之一個透鏡116可各自包括在第一方向Y上在兩側或一側處傾斜之側。
根據本發明之實施例，具有切割側表面之一個或複數個透鏡可安置於光學系統中。具有切割側表面之至少一個透鏡可包括分別在第一方向Y之一側或兩側上之傾斜側表面S11及S12。具有側表面S11及S12之至少一個第一透鏡111可包括以下各者中之至少一者：在第一方向Y之一側或兩側上，自物件側表面之有效區傾斜至感測器側表面之有效區的表面、自物件側表面之有效區傾斜至感測器側表面之肋片區的表面，或自物件側表面之肋片區傾斜至感測器側表面之有效區的表面。亦即，至少一個透鏡之物件側表面及感測器側表面中之至少一者之有效區可被傾斜地切割。
如圖6(A)中所展示，第一透鏡111之傾斜側表面S11及S12可在第二方向X上具有呈彎曲形狀之外邊緣S111。第一透鏡111之傾斜側表面S11及S12可在第二方向X上自物件側第一表面S1至第二表面S2逐漸地減小寬度。圖4及圖6(B)，第一透鏡111之外表面S10被提供為除垂直於光軸方向Z之傾斜側表面S11及S12之外的表面，或外表面S10之肋片可以多個級而配置。
在本發明之實施例的複數個透鏡之至少第一透鏡111中，第一表面S1在第一方向Y上之長度A1與第二表面S2在第一方向Y上之長度彼此不同，第一表面S1在第一方向Y上之長度A1可短於第一表面S1在第二方向X上之長度B2。因此，改變經由第一透鏡111之傾斜側表面S11及S12反射的光之路徑，使得光不朝向影像感測器190行進，且入射於影像感測器上之不必要的光之大小可最小化。
如圖21(A)中所展示，當由物件側透鏡151之傾斜側表面Sa1自兩個相鄰透鏡151及152反射的光行進至感測器側透鏡152之有效區時，混雜光可形成於影像感測器上。在此狀況下，側表面Sa1可被提供為平行於光軸之側表面。如圖21(B)中所展示，由物件側透鏡153之傾斜側表面Sa2自兩個相鄰透鏡153及154反射之光離開感測器側透鏡154之有效區(例如下部區)。在此狀況下，混雜光不形成於影像感測器上。此時，側表面Sa2可被提供為不平行於光軸之傾斜側表面(例如圖2中之S11及 S12)，舉例而言，傾斜側表面之角度Rb相對於光軸可為10度或更小，例如在0.5度至10度之範圍內或在5度至10度之範圍內，如圖24中所展示。為了在物件側透鏡153上形成如圖21(B)中所展示之傾斜側表面Sa2，在第一方向上之長度必須小於物件側表面之感測器側表面之長度。如圖21(C)中所展示，由物件側透鏡155之傾斜側表面Sa3自兩個相鄰透鏡155及156反射之光在感測器側透鏡156之有效區(例如上部區)外部。在此狀況下，混雜光不形成於影像感測器上。在此狀況下，側表面Sa3可被提供為不平行於光軸之傾斜側表面，且舉例而言，傾斜側表面之角度Ra相對於光軸可為10度或更小，例如在0.5度至10度之範圍內，或在5度至10度之範圍內。為了在物件側透鏡155上形成如圖21(C)中所展示之傾斜側表面Sa3，感測器側表面在第一方向上之長度小於物件側表面在第一方向上之長度，且物件側表面與感測器側表面之間的長度差可大於圖21(B)中所展示之兩個側表面之間的長度差。此處，當角度Ra相對於光軸為正(+)角度時，角度Rb可為負(-)角度。在本發明中，第一透鏡之傾斜側表面之角度相對於光軸可在5度至10度之範圍內或在-5度至10度之範圍內。
此處，參考圖25及圖26以及下表1，根據第一透鏡之側表面之傾斜切割角度的影像感測器中之光斑位置展示於表1中。圖26展示光斑根據透鏡之切割角度形成於影像感測器上所在的區或位置。表1在表中展示此情形。
[表1]
Figure 111107132-A0202-12-0017-1
此處，切割正角度為相對於光軸之角度Ra，且負角度為相對於光軸之角度Rb。
在圖25中，A11為影像感測器190上之光斑F1之大小，且可看出，光斑隨著切割側之角度之絕對值增大而減小或移除。然而，當切割角度無限地增大時，攝影機模組之高度根據表2而增加。因此，考慮到光斑移除效應及透鏡高度兩者，最適當的是使切割側表面之角度相對於光 軸在5度至10度之範圍內或在-10度至-5度之範圍內。在此狀況下，切割角度(作為絕對值)增大，第一透鏡之高度可如圖2中所展示而增加以減小光斑。
[表2]
Figure 111107132-A0202-12-0018-2
因此，對於具有傾斜側表面S11及S12之第一透鏡111，由於感測器側表面之第一方向Y之長度被切割成按切割側表面S11及S12之角度R1長於物件側表面之第一方向Y之長度，故物件側表面在第一方向Y上之長度與感測器側表面在第一方向Y上之長度的差減小，有效區之切割區可最小化，且透鏡之高度可降低。藉由比較圖28(A)之本發明之雜光之大小與圖27(A)之比較實例可看出，在比較實例之光學系統中，影像感測器上之混雜光之大小大於本發明之混雜光之大小，如圖28(B)中所展示，可看出，本發明之照度分佈比圖27(B)之比較實例之照度分佈更均一。
當在光學系統中之第二至第五透鏡112、113、114及115之有效直徑下進行解釋時，第二透鏡112之第三表面S3之有效直徑小於第一表面S1之有效直徑(亦即，B2)，可小於或等於4mm，或可在4.5mm至5mm之範圍內，且可等於或大於第四表面S4之有效直徑。第四表面S4之有效直徑可為4mm或更小，例如在4.5mm至4mm之範圍內。第三透鏡113之第五表面S5及第六表面S6之有效直徑可大於第二透鏡112之第三表面S3及第四表面S4之有效直徑。第五表面S5之有效直徑可相同於或大於第六表面S6之有效直徑，且可為4.2mm或更小，例如在3.7mm至4.2mm之範圍內。第六表面S6之有效直徑可為4.17mm或更小，例如在3.7mm至4.17mm之範圍內。第四透鏡114之第七表面S7及第八表面S8之有效直徑可小於第三透鏡113之第五表面S5及第六表面S6之有效直徑。第七 表面S7之有效直徑可等於或大於第八表面S8之有效直徑，且可為3.3mm或更小，例如在2.9mm至3.1mm之範圍內。第八表面S8之有效直徑可為3.27mm或更小，例如在2.85mm至3.27mm之範圍內。第五透鏡115之第九表面S9及第十表面S10之有效直徑可大於第四透鏡114之第七表面S7及第八表面S8之有效直徑。第九表面S9之有效直徑可小於第十表面S10之有效直徑，且可為3.5mm或更小，例如在2.8mm至3.5mm之範圍內，且第十表面S10之有效直徑可為4.2mm或更小，例如在3.7mm至4.2mm之範圍內。第十表面S10可漫射經由第九表面S9入射之光，以經由光學濾光片192將光自影像感測器190之中心均一地輻照至周邊區。
當在光學系統中之透鏡的在940nm下之相對折射率下進行解釋時，第一透鏡111之折射率低於第二透鏡112之折射率，且可小於1.6。第二透鏡112之折射率高於第一透鏡111之折射率，且可為1.57或更大。第三透鏡113及第四透鏡114之折射率低於第二透鏡112之折射率，且兩個折射率之間的差可為至多0.1或更小。第五透鏡115之折射率可高於第四透鏡114之折射率，且可為1.6或更大，例如1.65或更大。第五透鏡115之折射率高於第一至第四透鏡111、112、113及114之折射率，且該第五透鏡因此可有效地折射光。
當在光學系統中之透鏡的在d-線(例如587nm)中之阿貝數下進行解釋時，第一透鏡111之阿貝數可大於第二透鏡112之阿貝數，例如大1.7倍或更大。第二透鏡112之阿貝數可小於第一透鏡111及第三透鏡113之阿貝數，例如可為30或更小。第三透鏡113之阿貝數可為50或更大。第一透鏡111、第三透鏡113及第四透鏡114之阿貝數可為50或更大，且可彼此相等。第三透鏡113與第四透鏡114之間的阿貝數之間的差可能不為或小於5。第五透鏡115之阿貝數可小於第四透鏡114之阿貝數，且與第二透鏡112及第五透鏡115之阿貝數之差可為10或更小。第二透鏡112之阿貝數在光學系統之透鏡當中可為最小的，且可小於第二透鏡112之阿貝數，且可為25或更小。
當透鏡111、112、113、114及115之折射率增大時，該等 透鏡中之阿貝數減小。當阿貝數較小時，色彩分散係有效的，且當阿貝數較大時，色彩分散可能較少發生。當透鏡111、112、113、114及115中之阿貝數較高時，色像差可能較小且透明度可能被改良，且當透鏡111、112、113、114及115中之阿貝數較低時，色像差可能較高且透鏡中心周圍之畸變可能增加。
在根據本發明之實施例之光學系統中，半視場(HFOV)之角度可為12度或更小，例如在5度至12度之範圍內。在光學系統中，在對角線方向上自影像感測器190之中心至末端的距離可為3mm或更小，例如在2mm至3mm之範圍內。另外，用於光學系統中之光束之波長可在870nm至1000nm之範圍內。MTF降級在自低溫(例如-40℃)至高溫(例如85℃)之溫度範圍內可為10%或更小。
在根據本發明之實施例之光學系統中，支撐透鏡之透鏡筒體或透鏡固持器之材料可為金屬材料，例如具有高熱耗散特性之金屬。因此，即使在由塑膠材料製成之透鏡用於光學系統中時，亦可防止熱耗散效率降低。
表3展示根據本發明之實施例之光學系統之透鏡特性。
[表3]
Figure 111107132-A0202-12-0020-4
在表3中，ASP指示非球面表面，且在每一表面S1至S10之項目中，厚度指示每一透鏡在光軸上之厚度(單位為mm)，且距離指示光軸上對準之兩個透鏡之間的間隔(單位為mm)。FS1之厚度為濾光片之 厚度。
圖7至圖13為第一透鏡之經修改實例。
參考圖7(A)，第一透鏡111A之傾斜側表面S11及S12可具有與第一表面S1在第二方向X上之有效直徑相同的最大長度，且傾斜側表面S11及S12上在第二方向上之外邊緣S111可以彎曲形狀自第一表面S1之邊緣延伸至第二表面S2之邊緣。參考圖7(B)，第一透鏡之傾斜側表面S11及S12在第二方向X上之最大長度小於第一表面S1之有效直徑，且傾斜側表面S11、S12在第二方向上之外邊緣S111可以彎曲形狀自第一表面S1之邊緣延伸至第二表面S2之內邊緣(亦即，接近傾斜側表面之中心的位置)。如圖7(A)(B)中所展示，在傾斜側表面S11及S12中，光軸方向上之最大線性距離可等於或短於第一透鏡111之外側表面S10之高度。
如圖8中所展示，當在第一方向Y上檢視第一透鏡111B之傾斜側表面S11及S12時，例如複數個區S11A、S11B及S11C中之至少兩者或更多者可彼此分離，且區S11A、S11B及S11C中之每一者可具有以半球面形狀形成之外邊緣S113、S114及S115。外邊緣S113、S114及S115可自第一表面S1之邊緣彎曲至第二表面S2之邊緣，或可自第一表面S1之邊緣安置至第二表面S2之邊緣之內部(亦即，較接近傾斜側表面之中心)。
如圖9中所展示，當在第一方向Y上檢視第一透鏡111C之傾斜側表面S11及S12時，例如複數個區中之至少兩者或更多者可被形成為彼此連接，且彼此連接之區之邊緣S113、S114及S115可以半球面形狀重疊之形狀形成。外邊緣S113、S114及S115自第一表面S1之邊緣彎曲至第二表面S2之邊緣，或可自第一表面S1之邊緣安置至第二表面S2之邊緣之內部(亦即，較接近傾斜側表面之中心)。
如圖10中所展示，第一透鏡111D之傾斜側表面S11及S12在第二方向X上之最大長度可小於第一表面S1之有效直徑，且傾斜側表面S11及S12在第二方向X上之長度在第一表面S1之邊緣處可為最小的且在第二表面S2之邊緣處可為最大的。在此狀況下，可切割第一表面S1及第二表面S2兩者之有效區，且可在圖24之傾斜角Ra處切割該有效區。傾斜 側表面S11及S12之第二方向外邊緣S117及S118為切割側之邊緣且可自第二表面S2之邊緣連接至第一表面S1之邊緣。
如圖11中所展示，在第一透鏡111D之傾斜側表面S11及S12中，在第二方向X上之最大長度可等於第二表面S2之直徑，且傾斜側表面S11及S12在第二方向X上之長度在第一表面S1之邊緣處可為最小的且在第二表面S2之邊緣處可為最大的。在此狀況下，可切割第一表面S1及第二表面S2兩者之有效區，且可在圖24之傾斜角Ra處切割該有效區。傾斜側表面S11及S12之第二方向外邊緣S117A及S118A為切割側之邊緣且可自第二表面S2之邊緣連接至第一表面S1之邊緣。
根據本發明之實施例，傾斜第一側表面S11及第二側表面S12之面積、大小或形狀相對於第一透鏡可不同。舉例而言，如圖12(A)(B)中所展示，第一側表面S11及第二側表面S12之面積為不同實例，且第一側表面S11之面積可小於第二側表面S12之面積。如圖13(A)(B)中所展示，第一側表面S11及第二側表面S12可具有不同形狀或/及不同面積，第二側表面S12之曲線之反曲點可大於第一側表面S11之曲線之反曲點。另外，第二側表面S12之面積可大於第一側表面S11之面積。
圖14(A)為比較實例之第一透鏡具有平坦側表面SF1的狀況，且圖14(B)為本發明之第一透鏡具有傾斜側表面S11及S12的狀況。在圖14(A)(B)中，入射於第一表面上之角度θ1、側表面SF1、S11及S12上之入射角θ2及反射角θ5以及自第二表面S2之出射角θ4及θ6與表4比較如下。
[表4]
Figure 111107132-A0202-12-0022-5
此處，當由第一透鏡111之傾斜側表面S11及S12以角度θ5反射且經由第二表面S2以角度θ6出射時，為了使出射角θ6行進至另一透鏡之有效區之外，角度θ6始終在其為正(+)角度時行進至有效區外部，且當其為負(-)角度時，出射角之值愈小，則移除混雜光之效應愈大。此 處，表3為傾斜側表面S11及S12按7.5之角度被量測的實例。
圖15至圖17為繪示圖2之第一透鏡之另一實例的視圖。
參考圖15至圖17，第一透鏡121可包括相對於平行於光軸Lz之軸傾斜的側表面S21及S22。傾斜側表面S21及S22可相對於平行於光軸之軸以預定角度R11傾斜。角度R11可為10度或更小，例如在0.5度至10度之範圍內，或在5度至10度之範圍內。如圖16中所展示，第一透鏡121之第一表面S1在第一方向Y及第二方向X上之長度B2彼此相等，且第二表面S2在第一方向Y及第二方向X上之長度A11及A4可彼此不同。第二表面S2之第一方向長度A11可小於第二方向長度A4，且可小於第一表面S1在第一方向Y及第二方向X上之長度B2。在第一方向Y上穿過中心O之直線與第一側表面S21及第二側表面S22之上部末端之間相對於第一透鏡121之中心O的角度Q2可涵蓋長度B11之半區，且可小於或等於60度，例如在30度至60度之範圍內，或在30度至50度之範圍內。角度Q2指示第一側表面S11及第二側表面S12自第一透鏡之感測器側表面開始的位置。如圖17中所展示，第一側表面S21及第二側表面S22自第二表面S2之邊緣朝向第一表面S1之邊緣被傾斜地切割，且第一側表面S21及第二側表面S22之邊緣S121可以彎曲形狀形成。在第一透鏡121在第一方向Y上之兩側上，存在如在第一側表面S21及第二側表面S22中所切割之一個或複數個表面，或在第一側表面S21及第二側表面S22中自第一表面S1至第二表面S2之最大線性距離(光軸方向距離)可等於或小於第一透鏡121之外表面S10之高度。
如圖17及圖18中所展示，第一透鏡121之第一側表面S21及第二側表面S22可在第二方向X上在第二表面S2之邊緣上具有最大距離，且在第一表面S1之邊緣上具有最小距離。在第二方向X上之最大距離可等於或小於第一透鏡121之直徑。
如圖19中所展示，第一透鏡131之第一表面S1可為凸形，且第二表面S2A可為凸形，且可包括非球面表面。自第一透鏡131之第一表面S1朝向第二表面S2A傾斜且在第一方向Y上安置於第一透鏡131之 兩側上的側表面S31及S32可按預定角度R31傾斜。角度R31可為10度或更小，例如在0.5度至10度之範圍內，或在5度至10度之範圍內。當角度R31大於上述範圍時，攝影機模組之高度增加，且當角度R31小於上述範圍時，減小光斑之效應不顯著。如圖20中所展示，當第一透鏡之第二表面S2為凹形(圖20(A))時且當第二表面S2B為凸形(圖20(B))時，發射光L1之路徑可不同。此時，光由如圖20(B)中所展示之凸形第二表面S2B折射的路徑比光由如圖20(A)中所展示之凹形第二表面S2折射的光路徑更有效地移除光斑。
圖22繪示在本發明中在第一方向Y上在第一透鏡111之一側或兩側上切割之線之實例。如圖22中所展示，當第一透鏡111之外肋片F10連接至第一表面S1及第二表面S2之有效區之外部時，第一切割線C1自第一表面S1之有效區朝向第二表面S2之肋片被切割，第二切割線C2在第一表面S1之有效區與肋片之間的邊界處朝向第二表面S2之肋片被切割，且第三切割線C3可自第一表面S1之有效區切割至第二表面S2之有效區與肋片之間的邊界。相反地，第四切割線C4自第二表面S2之有效區朝向第一表面S1之肋片被切割，且第五切割線C5自第二表面S2之有效區與肋片之間的邊界朝向第一表面S1之肋片被切割，且第六切割線C6自第二表面S2之有效區切割至第一表面S1之有效區與肋片之間的邊界。為了控制自第一透鏡111入射之光之路徑，第一表面S1及第二表面S2中之至少一者可被提供為具有有效區被切割之線C1、C3、C4及C6的表面。切割線之傾斜角可相對於光軸為10度或更小，例如在0.5度至10度之範圍內或在5度至10度之範圍內。當傾斜角較小時，減小光斑之效應不顯著。當切割線相對於光軸位於透鏡內部時，傾斜側表面之角度為正值，且當切割線位於外部上時，傾斜側表面之角度可被劃分為負值。在此狀況下，第一透鏡111中由切割線C1、C3、C4及C6切割之側表面相對於光軸之角度可在5度至10度或-10度至-5度之範圍內。
圖23(A)(B)為圖2及圖5之其他實例，且為沿著圖22中之切割線C3切割之第一表面及第二表面之實例。參考圖23(A)(B)， 第一透鏡141中之物件側第一表面S1在第一方向Y上之長度A1可小於第二方向X上之長度B2。在第一透鏡141中，感測器側第二表面S2在第一方向Y上之長度A2可小於第二方向X上之長度A4，可相同於或大於第二表面S2之有效直徑，且可小於第一表面S1之直徑(例如B2)。舉例而言，物件側第一表面S1在第一方向Y上之長度A1可小於或等於第一表面S1之有效直徑之長度，且可小於第二方向X上之長度B2。感測器側第二表面S2在第一方向Y及第二方向X上之長度A2及A4為包括肋片之長度，且可具有長度關係A4>A2>A1。在第一透鏡141中，物件側第一表面S1在第一方向Y及第二方向X上以及感測器側第二表面S2在第一方向Y及第二方向X上之有效直徑可不為相同長度。此處，在第一方向Y上之長度A1及A2可為在第一透鏡141之第一表面S1及第二表面S2上切割之側表面S11及S12之間的最小直線距離。在第二方向X上之長度B1及B2可具有長度關係B2>B1，且長度B1為在第二方向X上之最小長度。基於第一透鏡141之中心O，在第一方向Y上穿過中心O之直線與第一側表面S11之物件側之一個末端之間的第一角度Q1可大於第一方向Y上之直線與第一側表面S11之感測器側之一個末端之間的第二角度Q3，且可為60度或更小，例如在30度至60度之範圍內，或在30度至50度之範圍內。第二角度Q3可為45度或更小，例如在30度至45度之範圍內。第一角度Q1及第二角度Q3可指示第一側表面S11及第二側表面S12在第一透鏡141之物件側或感測器側表面上開始的位置。如圖24中所展示，最接近稜鏡101之第一透鏡111及121被提供為在第一方向上傾斜至一側或兩側之側表面，且具有四個或更多個透鏡之透鏡單元110A設置於第一透鏡111及121與影像感測器190之間。
如圖29中所展示，具有根據實施例之光學系統之攝影機模組711可耦接於行動終端機之罩殼700中。在攝影機模組711中，複數個透鏡模組712、732及752在第一方向及/或第二方向上配置，且透鏡模組712、732及752中之至少一者或全部可豎直地向上或向下。可添加ToF透鏡模組772或可進一步將攝影機快閃模組安置於攝影機模組711內，但不 限於此。攝影機模組之一部分可自終端機之罩殼700突出。根據本發明之實施例之光學系統可藉由切割第一透鏡111之一部分來降低攝影機模組之高度。光學系統可改變在垂直於終端機或所應用之可移動本體之表面之方向上入射的光，可移動本體在平行於可移動本體之表面之方向上包括反射構件101。因此，包括複數個透鏡之光學系統可在終端機或可移動本體中具有較薄厚度，且因此終端機或可移動本體可被提供為較薄。
以上實施例中所描述之特徵、結構、效應等包括於本發明之至少一個實施例中，且未必限於僅一個實施例。此外，每一實施例中所說明之特徵、結構、效應等可由一般熟習實施例所屬技術者組合或修改以用於其他實施例。因此，與此類組合及修改相關之內容應被解譯為包括於本發明之範疇中。另外，雖然上文已描述實施例，但其僅為實例且不限制本發明，且一般熟習本發明所屬技術者在不脫離本實施例之基本特性的範圍內在上文進行了例示。可看出，尚未進行之各種修改及應用係可能的。舉例而言，可藉由修改來實施實施例中特定地展示之每一組件。且，與此等修改及應用相關之差異應被認作包括於所附申請專利範圍中所界定的本發明之範疇中。
101:稜鏡/反射構件
110:透鏡單元
111:透鏡/第一透鏡
112:透鏡/第二透鏡
113:透鏡/第三透鏡
114:透鏡/第四透鏡
115:透鏡/第五透鏡
116:透鏡/第六透鏡
190:影像感測器
192:濾光片/光學濾光片
Ly:軸
Lz:光軸
S1:第一表面
S2:第二表面
S3:第三表面
S4:第四表面
S5:第五表面
S6:第六表面
S7:第七表面
S8:第八表面
S9:第九表面
S10:第十表面
ST:隔膜/光圈
TTL:總頂長
X:第二方向
Y:第一方向
Z:光軸方向

Claims (10)

  1. 一種光學系統，其包含：
    複數個透鏡，其自一物件側在一感測器側之一方向上配置；
    其中該複數個透鏡中之至少一個第一透鏡包括為一物件側表面之一第一表面及為一感測器側表面之一第二表面，
    其中該第一表面在一第一方向上之一長度不同於該第二表面在該第一方向上之一長度，
    其中該第一表面在該第一方向上之該長度短於該第一表面在一第二方向上之一長度，
    其中該第一方向正交於該等透鏡之一光軸，且
    其中該第二方向垂直於該第一方向及該光軸。
  2. 如請求項1之光學系統，其中該第一透鏡為該複數個透鏡當中最接近該物件側之一透鏡。
  3. 如請求項1之光學系統，其中該第一透鏡為該複數個透鏡當中最接近該感測器側之一透鏡。
  4. 如請求項1至3中任一項之光學系統，其中該第一表面在該第一方向上之該長度短於該第二表面在該第一方向上之一長度。
  5. 如請求項4之光學系統，其中該第一透鏡包含在該第一方向上之兩側上之一第一側表面及一第二側表面，且
    其中該第一側表面及該第二側表面中之至少一者相對於該光軸具有一傾斜度。
  6. 如請求項5之光學系統，其中該第一側表面及該第二側表面中之至少一者與該光軸之間的一角度為5度至10度。
  7. 如請求項5之光學系統，其中該第一側表面及該第二側表面之該等傾斜度彼此相等。
  8. 如請求項1至3中任一項之光學系統，其中該第一表面在該第二方向上之該長度等於該第二表面在該第一方向上之一長度。
  9. 如請求項1至3中任一項之光學系統，其中該第一表面在該第一方向 上之該長度長於該第二表面在該第一方向上之一長度。
  10. 如請求項1至3中任一項之光學系統，其中該第一表面之一曲率半徑大於該第二表面之一曲率半徑。
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