TWI623772B - 具有六個透鏡組件之相機透鏡系統 - Google Patents

具有六個透鏡組件之相機透鏡系統 Download PDF

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TWI623772B
TWI623772B TW105111549A TW105111549A TWI623772B TW I623772 B TWI623772 B TW I623772B TW 105111549 A TW105111549 A TW 105111549A TW 105111549 A TW105111549 A TW 105111549A TW I623772 B TWI623772 B TW I623772B
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Abstract

一種可具有六個透鏡組件之光學成像透鏡總成。光學成像透鏡總成可提供74度視場。第一透鏡組件及第四透鏡組件可具有正折射能力。第二透鏡組件、第三透鏡組件及第六透鏡組件可具有負折射能力。第一透鏡組件可具有凸形物件側折射表面及凸形影像側折射表面。第二透鏡組件及第五透鏡組件可具有凸形物件側折射表面及凹形影像側折射表面。第四透鏡組件可具有凹形物件側折射表面及凸形影像側折射表面。第六透鏡組件可具有凹形物件側折射表面及凹形影像側折射表面。折射表面可為非球面的。光學成像透鏡總成可具有小於6毫米之透鏡總長，且可為整合於攜帶型無線通信器件中之數位相機的部分。

Description

具有六個透鏡組件之相機透鏡系統
本發明之實施例係關於包括非球形表面之透鏡的領域；且更特定而言，係關於具有六個透鏡組件之透鏡。
諸如智慧型電話、平板電腦或板式(pad)器件及膝上型電腦之小型行動多用途器件的出現已導致需要高解析度小外觀尺寸之相機以供整合於該等器件中。然而，歸因於習知相機技術之侷限性，相比使用較大的高品質相機可達成的解析度及/或影像品質，用於此類器件中之習知小型相機傾向於捕獲較低解析度及/或較低影像品質的影像。使用小封裝大小之相機達成較高解析度通常需要使用具有小像素大小的光感測器及高品質緊密型成像透鏡系統。技術的進步已實現光感測器中之像素大小的減小。然而，隨著光感測器變得愈加緊密及強大，對具有改良之成像品質效能之緊密型成像透鏡系統的需求已增大。
本發明之實施例可提供具有可在低背景光位準下捕獲高解析度影像的較大視場(FOV)及較大孔徑(小F數)的相機透鏡系統設計，以供整合至電子器件中小F數。本發明之實施例亦可提供可併入有器件以改變透鏡系統焦比且允許調整影像感測器陣列之場深度(DOF)或曝光位準的一種相機透鏡系統設計。
在一些實施例中，光學成像透鏡總成可具備六個透鏡組件。第 一透鏡組件可具有正折射能力。第二及第六透鏡組件可具有負折射能力。第三、第四及第五透鏡組件可具有正或負折射能力。透鏡總成可包括回應於所施加電壓具有可變透光率之電控電色孔徑。折射表面可為非球面的。
第一透鏡組件可為雙凸面形狀或具有凸形物件側折射表面及凹形影像側折射表面之正彎月面。第二透鏡組件可為具有凸形物件側折射表面及凹形影像側折射表面之負彎月面形狀。第三透鏡組件可具有凸形物件側折射表面或凹形物件側折射表面，且可具有凹形影像側折射表面或凸形影像側折射表面。第四透鏡組件可具有凹形物件側折射表面或凸形物件側折射表面，且可具有凸形影像側折射表面。第五透鏡組件可具有凸形物件側折射表面及凹形影像側折射表面。第六透鏡組件可具有凸形物件側折射表面及凹形影像側折射表面。
本發明之其他特徵及優勢將自隨附圖式及以下實施方式而顯而易見。
1‧‧‧活性EC介質
2‧‧‧EC介質
10‧‧‧相機模組
11‧‧‧聚焦透鏡
12‧‧‧曝光控制器
13‧‧‧成像感測器
14‧‧‧電光可變孔徑
15‧‧‧驅動器電路
16‧‧‧基板
17‧‧‧正面透明導體層
19‧‧‧數位影像儲存器
20‧‧‧背面透明導體層
23‧‧‧控制電路
26‧‧‧導電區段
30‧‧‧攜帶型無線通信器件
50‧‧‧晶圓透鏡組件
51‧‧‧光控制組件
52‧‧‧不透明材料
53‧‧‧圓形開口
54‧‧‧平面基板
55‧‧‧折射組件
60‧‧‧晶圓透鏡組件
61‧‧‧光控制組件
62‧‧‧不透明材料
63‧‧‧圓形開口
64‧‧‧平面基板
65‧‧‧第一折射組件
66‧‧‧第二折射組件
70‧‧‧晶圓透鏡組件
71‧‧‧光控制組件
72‧‧‧不透明材料
73‧‧‧圓形開口
74‧‧‧第一平面基板
75‧‧‧第一折射組件
77‧‧‧第二平面基板
78‧‧‧第二折射組件
80‧‧‧電色透鏡組件
81‧‧‧透明環形開口
82‧‧‧環圈
83‧‧‧環圈
90‧‧‧切趾孔徑
101‧‧‧第一透鏡組件
102‧‧‧第二透鏡組件
103‧‧‧第三透鏡組件
104‧‧‧第四透鏡組件
105‧‧‧第五透鏡組件
106‧‧‧第六透鏡組件
110‧‧‧透鏡系統
112‧‧‧光軸
114‧‧‧前端孔徑光闌
116‧‧‧覆蓋材料/紅外濾光器
118‧‧‧影像感測器/光感測器
201‧‧‧第一透鏡組件
202‧‧‧第二透鏡組件
203‧‧‧第三透鏡組件
204‧‧‧第四透鏡組件
205‧‧‧第五透鏡組件
206‧‧‧第六透鏡組件
210‧‧‧透鏡系統
212‧‧‧光軸
214‧‧‧前端孔徑光闌
216‧‧‧覆蓋材料/紅外濾光器
218‧‧‧影像感測器/光感測器
301‧‧‧第一透鏡組件
302‧‧‧第二透鏡組件
303‧‧‧第三透鏡組件
304‧‧‧第四透鏡組件
305‧‧‧第五透鏡組件
306‧‧‧第六透鏡組件
310‧‧‧透鏡系統
312‧‧‧光軸
314‧‧‧前端孔徑光闌
316‧‧‧覆蓋材料/紅外濾光器
318‧‧‧影像感測器/光感測器
401‧‧‧第一透鏡組件
402‧‧‧第二透鏡組件
403‧‧‧第三透鏡組件
404‧‧‧第四透鏡組件
405‧‧‧第五透鏡組件
406‧‧‧第六透鏡組件
410‧‧‧透鏡系統
412‧‧‧光軸
414‧‧‧前端孔徑光闌
416‧‧‧覆蓋材料/紅外濾光器
418‧‧‧影像感測器/光感測器
501‧‧‧第一透鏡組件
502‧‧‧第二透鏡組件
503‧‧‧第三透鏡組件
504‧‧‧第四透鏡組件
505‧‧‧第五透鏡組件
506‧‧‧第六透鏡組件
510‧‧‧透鏡系統
512‧‧‧光軸
514‧‧‧前端孔徑光闌
516‧‧‧覆蓋材料/紅外濾光器
518‧‧‧影像感測器/光感測器
601‧‧‧第一透鏡組件
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604‧‧‧第四透鏡組件
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606‧‧‧第六透鏡組件
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612‧‧‧光軸
614‧‧‧前端孔徑光闌
616‧‧‧覆蓋材料/紅外濾光器
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810‧‧‧透鏡系統
812‧‧‧光軸
814‧‧‧前端孔徑光闌
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818‧‧‧影像感測器/光感測器
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905‧‧‧第五透鏡組件
906‧‧‧第六透鏡組件
910‧‧‧透鏡系統
912‧‧‧光軸
914‧‧‧前端孔徑光闌
916‧‧‧覆蓋材料/紅外濾光器
918‧‧‧影像感測器/光感測器
1001‧‧‧第一透鏡組件
1002‧‧‧第二透鏡組件
1003‧‧‧第三透鏡組件
1004‧‧‧第四透鏡組件
1005‧‧‧第五透鏡組件
1006‧‧‧第六透鏡組件
1010‧‧‧透鏡系統
1012‧‧‧光軸
1014‧‧‧前端孔徑光闌
1016‧‧‧覆蓋材料/紅外濾光器
1018‧‧‧影像感測器/光感測器
1101‧‧‧第一透鏡組件
1102‧‧‧第二透鏡組件
1103‧‧‧第三透鏡組件
1104‧‧‧第四透鏡組件
1105‧‧‧第五透鏡組件
1106‧‧‧第六透鏡組件
1110‧‧‧透鏡系統
1112‧‧‧光軸
1114‧‧‧前端孔徑光闌
1116‧‧‧覆蓋材料/紅外濾光器
1118‧‧‧影像感測器/光感測器
可藉由參考用以藉助於實例(且非限制)說明本發明之實施例的以下描述及隨附圖式來最佳地理解本發明。在圖式中，類似參考編號指示類似組件：
圖1為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之實例實施例的橫截面圖式。
圖2展示用於圖1中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖3展示用於圖1中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖4為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之另一實例實施例的橫截面圖式。
圖5展示用於圖4中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖6展示用於圖4中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖7為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之另一實例實施例的橫截面圖式。
圖8展示用於圖7中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖9展示用於圖7中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖10為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之另一實例實施例的橫截面圖式。
圖11展示用於圖10中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖12展示用於圖10中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖13展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖14展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖15展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖16展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組 態的透鏡系統之另一實例實施例之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖17展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖18展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之介於470nm至650nm之可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖19展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖20展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖21展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖22展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖23展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖24展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖25展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖26展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖27為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之另一實例實施例的橫截面圖式。
圖28展示用於圖27中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖29展示用於圖27中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖30為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之另一實例實施例的橫截面圖式。
圖31展示用於圖30中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖32展示用於圖30中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖33展示用於具有類似於圖30中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖34展示用於具有類似於圖30中所繪示之透鏡系統之橫截面組態的透鏡系統之另一實例實施例之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖35為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之另一實例實施例的橫截面圖式。
圖36展示用於圖35中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖37展示用於圖35中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖38為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之另一實例實施例的橫截面圖式。
圖39展示用於圖38中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖40展示用於圖38中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖41為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之另一實例實施例的橫截面圖式。
圖42展示用於圖41中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖43展示用於圖41中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖44為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之另一實例實施例的橫截面圖式。
圖45展示用於圖44中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖46展示用於圖44中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖47為包括六個折射透鏡組件之透鏡系統之另一實例實施例的橫截面圖式。
圖48展示用於圖47中所繪示之透鏡系統之半視場及介於470nm至650nm之間的可見光譜帶上之多色光線像差曲線。
圖49展示介於圖47中所繪示之透鏡系統之介於470nm至650nm之間的可見帶上之球面像差、散光及失真的多色曲線。
圖50A展示晶圓透鏡組件之側視圖。
圖50B展示圖50A中所示之晶圓透鏡組件之立體視圖。
圖50C展示圖50A中所示之晶圓透鏡組件之分解立體視圖。
圖51展示另一晶圓透鏡組件之側視圖。
圖52展示又一晶圓透鏡組件之側視圖。
圖53展示提供可變孔徑光闌之電色透鏡組件的平面視圖。
圖54展示切趾孔徑之平面視圖。
圖55為包括相機模組及相關聯電子電路之相機相關組件的方塊圖。
圖56為根據本發明之實施例的E-O可變孔徑之剖視圖。
圖57為根據另一實施例之E-O可變孔徑之剖視圖。
圖58為又一實施例之剖示圖。
圖59為E-O可變孔徑之另一實施例的剖視圖。
圖60為可具有包括中性密度濾光器狀態之至少三個狀態之相機E-O孔徑結構的剖視圖。
圖61展示整合於消費型電子器件中之相機模組的光學系統，其中可置放有E-O孔徑。
圖62為電光孔徑之剖視圖。
圖63為本發明之實施例之剖示圖，其中在成像路徑內已添加導電區段以直接連接透明導體層。
圖64為整合有相機模組之攜帶型無線通信器件的透視圖。
在以下描述中，闡述眾多特定細節。然而，應理解，可在無此等特定細節的情況下實踐本發明的實施例。在其他情況下，尚未詳細 展示熟知結構及技術以便不會混淆對此描述的理解。
在以下描述中，參考繪示本發明之若干實施例的隨附圖式。應理解，可利用其他實施例，且可在不脫離本發明之精神及範疇的情況下進行機械組成變化、結構變化、電變化及操作變化。以下詳細描述將不以限制意義來理解，且本發明之實施例的範疇僅由所發佈之專利的申請專利範圍來定義。
本文中所使用之術語僅為了描述特定實施例且並不意欲限制本發明。在本文中可使用諸如「在...下方」、「在...底下」、「下部」、「在...上方」、「上部」及其類似者之空間上相對的術語以便於描述如圖式中所繪示之一個組件或特徵與另一組件或特徵的關係。應理解，空間上相對的術語意欲涵蓋使用或操作中之器件除圖中所描繪之定向以外的不同定向。舉例而言，若圖式中的器件翻轉，則描述為「在」其他組件或特徵「底下」或「在」其他組件或特徵「下方」的組件將定向「在」其他組件或特徵「上方」。因此，例示性術語「在...底下」可涵蓋在...上方及在...下方兩個定向。器件可以其他方式定向(例如，旋轉90度或處於其他定向)且相應地解譯本文中使用之空間上相對的描述詞。
如本文中所使用，除非上下文另有指示，否則單數形式「一」及「該」意欲亦包括複數形式。將進一步理解，術語「包含」及/或「包含(comprising)」指定所陳述特徵、步驟、操作、組件及/或組件之存在，但並不排除一或多個其他特徵、步驟、操作、組件、組件及/或其群組的存在或添加。
如應用於透鏡之術語「光軸」或僅「軸線」表示透鏡之旋轉對稱的軸線。
如應用於透鏡之術語「組件」表示具有兩個相對折射表面之任何單一透明折射材料塊體，該等表面沿透鏡之光軸橫向安置且沿其間 隔開。
如應用於透鏡之術語「組件」表示(1)具有兩個相對折射表面之單一透明折射材料塊體，亦即組件，或(2)沿透鏡之光軸串聯配置之分組的複數個此類塊體，其中該等塊體之鄰近折射表面全面整體接觸或呈間隔平行關係，該間隔具有極小的量值因而不將其計入透鏡計算中。
當環之中心位於折射表面之影像側上時，折射表面之半徑表示為正數。其在環之中心位於折射表面之物件側上時表示為負數。具有正半徑之物件側折射表面為凸形的；具有負半徑之物件側折射表面為凹形的。具有正半徑之影像側折射表面為凹形的；具有負半徑之影像側折射表面為凸形的。如應用於透鏡表面之術語「凸形」指示該透鏡表面在表面與光軸相交處為凸形的。如應用於透鏡表面之術語「凹形」指示該透鏡表面在表面與光軸相交處為凹形的。
如應用於透鏡之術語「折射能力」表示透鏡收斂或發散光軸附近之光的程度。「正折射能力」為使光線朝向光軸彎曲(亦即，收斂光)之折射能力。「負折射能力」為使光線遠離光軸彎曲(亦即，發散光)之折射能力。
如應用於透鏡之術語「孔徑光闌」或僅僅「光闌」表示判定穿過透鏡系統之光線束之大小的開口。
如本文所使用之術語「焦距」意謂有效焦距，而非前焦距抑或後焦距。
描述包括具有較大視場(FOV)及較大孔徑(小F數)之光感測器及緊密型透鏡系統的小F數小外觀尺寸相機之實施例。描述包括具有折射能力之五個透鏡組件的緊密型透鏡系統(包括具有晶圓透鏡組件之透鏡系統)之各種實施例。緊密型透鏡系統之此等實施例可用於相機中，且相比習知緊密型相機中所實現之影像提供具有更小F數(更大孔 徑)的更大影像。相機可以小封裝尺寸實施，同時仍捕獲清晰的高解析度影像，使得相機之實施例適用於小型及/或行動多用途器件，諸如，蜂巢式電話、智慧型電話、墊式或平板計算器件、膝上型電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、小筆記型電腦、輕量級筆記型電腦及監視器件等。然而，相機之態樣(例如，透鏡系統及光感測器)可按比例放大或縮小以提供具有較大或較小封裝尺寸之相機。另外，相機系統之實施例可實施為獨立數位相機。除了靜物相機應用(單圖框捕獲)外，相機系統之實施例亦可經調適以用於視訊相機應用。
描述緊密型透鏡系統之實施例，以供潛在應用於具有1/3吋(6.15mm對角線)感測器的相機。大孔徑透鏡系統之實例實施例可具有約4.1mm EFL(有效焦距)、F/1.60及F/1.80孔徑大小及74度對角線視場(DFOV)(6.2mm像圈直徑)。亦描述緊密型透鏡系統之額外實施例，以供潛在應用於具有6.94mm對角線感測器的相機。此大孔徑透鏡系統之實例實施例可具有約4.61mm EFL(有效焦距)、F/2.0孔徑大小及74度對角線視場(DFOV)(6.94mm像圈直徑)。描述緊密型小F數透鏡系統之若干實例實施例。此等透鏡系統可經組態以包括電控的電色孔徑機構。
圖1、圖4、圖7、圖10、圖27、圖30、圖35、圖38、圖41、圖44及圖47展示用於包括六個折射透鏡組件之各種實例實施例的透鏡組件之橫截面視圖。此等實例並非意欲為限制性的，且針對透鏡系統給定之各種參數的變化係可能的，同時仍達成類似結果。
在各種實施例中，折射透鏡組件可由塑膠材料組成。在至少一些實施例中，折射透鏡組件可由射出成形之塑膠材料組成。然而，可使用其他透明光學材料。亦應注意，在給定實施例中，透鏡組件中之不同者可由具有不同光學特性(例如，不同阿貝數(Abbe number)及/或不同折射率)之材料組成。
相機亦可包括位於第一透鏡組件前面(亦即，物件側)之前端孔徑光闌(AS)。雖然圖1、圖4、圖7、圖10、圖27、圖30、圖35、圖38、圖41、圖44及圖47展示位於或接近透鏡系統之前頂點的前端孔徑光闌，但孔徑光闌之位置可更接近或更遠離透鏡組件之頂點。此外，孔徑光闌可位於透鏡系統之其他處。
相機亦可(但不必需)包括位於透鏡系統之最後透鏡組件與光感測器之間的紅外(IR)濾光器。IR濾光器可(例如)由玻璃材料組成。然而，可使用其他材料。應注意，IR濾光器不影響透鏡系統之有效焦距。另外應注意，相機亦可包括除本文所說明及描述之彼等組件之外的其他組件。
在相機中，透鏡系統在光感測器之表面處或附近處之影像平面(IP)處形成影像。遠端物件之影像大小與透鏡系統之有效焦距(f)成正比。透鏡系統之透鏡總長(TTL)為光軸(AX)上介於第一(物件側)透鏡組件之物件側表面處之前頂點與影像平面之間的距離。對於具有大FOV及小F數之透鏡系統，TTL通常大於有效焦距。
在至少一些實施例中，透鏡系統可經組態使得透鏡系統之有效焦距f為或約為4.1毫米(mm)，F數(焦比或F數)為或約為1.8及1.6，視場(FOV)為或約為74度(然而可達成更窄或更寬FOV)，且透鏡總長(TTL)在約5.4mm至約5.6mm之範圍內。在至少兩項實施例中，透鏡系統可經組態使得透鏡系統之有效焦距f為或約為4.62毫米(mm)，F數(焦比或F數)為或約為2.0，視場(FOV)為或約為74度(然而可達成更窄或更寬FOV)，且透鏡總長(TTL)在約5.73mm至約5.74mm之範圍內。更大體而言，透鏡系統可經組態以滿足關係TTL/f>1.0。
在本文中所描述之一些實例實施例中，透鏡系統可經組態使得透鏡系統之有效焦距f在參考波長555nm下為4.1mm且F數為1.8或1.6。透鏡系統可(例如)組態有4.1mm之焦距f及1.8之F數目以滿足對 特定相機系統應用之指定的光學、成像及/或封裝約束。應注意，F數(亦稱為焦比)經定義為f/D，其中D為入射光瞳之直徑(亦即，有效孔徑)。作為實例，當f=4.1mm，使用2.28mm之有效孔徑直徑達成1.8之F數目。實例實施例亦可經組態具有為或約為74度之視場(FOV)、為或約為37度之半FOV。實例實施例之透鏡總長(TTL)在約5.4mm至約5.6mm範圍內變化。對於實例實施例，TTL/f之比在約1.32mm至約1.37mm之範圍內變化。
然而，應注意，焦距f、F數及/或其他參數可經縮放或調整以符合對其他相機系統應用之光學、成像及/或封裝約束之各種規格。可經指定為對特定相機系統應用程式之要求及/或可針對不同相機系統應用變化的相機系統之約束包括但不限於焦距f、有效孔徑、F數、視場(FOV)、成像效能要求及封裝體積或大小約束。
在一些實施例中，透鏡系統可具備可調整光圈(入口)光瞳或孔徑光闌。使用可調整孔徑光闌，F數(焦比)可在一範圍內動態變化。舉例而言，若在f/1.8下在給定焦距f及FOV下充分校正透鏡，假定孔徑光闌可經調整至所要F數設置，則可藉由調整孔徑光闌在1.8至8(或更高)之範圍內變化焦比。在一些實施例中，透鏡系統可在具有相同FOV(例如，74度)之影像品質效能之曝光時間更短的焦比f/1.6下使用。
在一些實施例中，透鏡系統亦可具備聚焦機制，以用於聚焦無限遠處(物件場景距相機之距離>20公尺)至接近物件距離(<100mm)之物件場景。舉例而言，在一些實施例中，如本文中所描述之透鏡系統可具有可調整焦點機制，其中可移動影像平面處的透鏡系統及/或光感測器，以用於聚焦在介於大於20公尺至小於100mm之範圍內的距離處之物件場景。
雖然可作為可調整相機及透鏡系統之實例而在本文中給定值之 範圍，其中一或多個光學參數可動態變化(例如，使用可調整孔徑光闌及/或可調整焦點)，但可實施包括固定的(不可調整的)透鏡系統之相機系統之實施例，其中光學參數及其他參數的值在此等範圍內。
首先參考如圖1及圖7中所繪示之實施例，適用於相機之緊密型透鏡系統110、310可包括六個透鏡組件。圖1之透鏡系統110中的六個透鏡組件101至106及圖7之透鏡系統310中的六個透鏡組件301至306各自具有折射能力，且形成具有焦距f之透鏡系統。透鏡系統110、310中之每一者之六個透鏡組件沿光軸(AX)112、312自物件側至影像側經配置如下：第一透鏡組件101、301，其具有正折射能力、焦距f1及凸形物件側表面；第二透鏡組件102、302，其具有負折射能力及焦距f2；第三透鏡組件103、303，其具有負折射能力及焦距f3；第四透鏡組件104、304，其具有正折射能力及焦距f4；第五透鏡組件105、305，其具有正折射能力及焦距f5；及第六透鏡組件106、306，其具有負折射能力及焦距f6。
另外，六個透鏡組件中之每一者之至少一個表面(物件側或影像側)為非球面的。在一些實施例中，六個透鏡組件中之一或多者之物件側表面及影像側表面兩者皆為非球面的。
透鏡系統110、310在影像感測器118、318之表面上或附近形成影像。諸如蓋玻璃或紅外截止濾光器之覆蓋材料116、316可置放於透鏡系統110、310與影像感測器118、318之間。前端孔徑光闌(AS)114、314可位於第一透鏡組件101、301之物件側上。
現參考如圖1及圖7中所繪示之實施例，適用於相機之緊密型透鏡系統110及310可包括六個透鏡組件。圖1之透鏡系統110中的六個透鏡組件101至106及圖7之透鏡系統310中的六個透鏡組件301至306各自 具有折射能力，且形成具有焦距f之透鏡系統。透鏡系統110之透鏡組件101及透鏡系統310之透鏡組件301具有正折射能力、焦距f1及凸形物件側表面。透鏡組件101及透鏡組件301亦可為雙凸面形狀。透鏡系統110之透鏡組件102及透鏡系統310之透鏡組件302具有負折射能力、焦距f2及凸形物件側表面。透鏡組件102及透鏡組件302亦可為負彎月面形狀。透鏡系統110之透鏡組件103及透鏡系統310之透鏡組件303具有負折射能力、焦距f3及凹形影像側表面。透鏡組件103及透鏡組件303亦可為負彎月面形狀。透鏡系統110之透鏡組件104及透鏡系統310之透鏡組件304具有正折射能力、焦距f4及凸形影像側表面。透鏡組件104亦可為正彎月面形狀且透鏡組件304可為雙凸面形狀。透鏡系統110之透鏡組件105及透鏡系統310之透鏡組件305具有正折射能力、焦距f5及凸形物件側表面。透鏡組件105及透鏡組件305可為正彎月面形狀。透鏡系統110之透鏡組件106及透鏡系統310之透鏡組件306具有負折射能力、焦距f6及凹形影像側表面。透鏡組件106及透鏡組件306可為雙凹面形狀。
現參考如圖4、圖10、圖27、圖30、圖35及圖38中所繪示之實施例，適用於相機之緊密型透鏡系統210、410、510、610、710、810可包括六個透鏡組件。圖4之透鏡系統210中的六個透鏡組件201至206、圖10之透鏡系統410中的六個透鏡組件401至406、圖27之透鏡系統510中的六個透鏡組件501至506、圖30之透鏡系統610中的六個透鏡組件601至606、圖35之透鏡系統710中的六個透鏡組件701至706及圖38之透鏡系統810中的六個透鏡組件801至806各自具有折射能力且形成具有焦距f之透鏡系統。透鏡系統210、410、510、610、710及810中之每一者中的六個透鏡組件沿光軸(AX)212、412、512、612、712、812自物件側至影像側經配置如下：第一透鏡組件201、401、501、601、701、801，其具有正折射 能力、焦距f1及凸形物件側表面；第二透鏡組件202、402、502、602、702、802，其具有負折射能力及焦距f2；第三透鏡組件203、403、503、603、703、803，其具有負折射能力及焦距f3；第四透鏡組件204、404、504、604、704、804，其具有正折射能力及焦距f4；第五透鏡組件205、405、505、605、705、805，其具有負折射能力及焦距f5；及第六透鏡組件206、406、506、606、706、806，其具有負折射能力及焦距f6。
另外，六個透鏡組件中之每一者之至少一個表面(物件側或影像側)為非球面的。在一些實施例中，六個透鏡組件中之一或多者之物件側表面及影像側表面兩者皆為非球面的。
透鏡系統210、410、510、610、710、810在影像感測器218、418、518、618、718、818之表面上或附近形成影像。諸如蓋玻璃或紅外截止濾光器之覆蓋材料216、416、516、616、716、816可置放於透鏡系統210、410、510、610、710、810與影像感測器218、418、518、618、718、818之間。前端孔徑光闌(AS)214、414、514、614、714、814可位於第一透鏡組件201、401、501、601、701、801之物件側上。
參考如圖4、圖10、圖27、圖30、圖35及圖38中所繪示之實施例，適用於相機之緊密型透鏡系統210、410、510、610、710、810可包括六個透鏡組件。圖4之透鏡系統210中的六個透鏡組件201至206、圖10之透鏡系統410中的六個透鏡組件401至406、圖27之透鏡系統510中的六個透鏡組件501至506、圖30之透鏡系統610中的六個透鏡組件 601至606、圖35之透鏡系統710中的六個透鏡組件701至706及圖38之透鏡系統810中的六個透鏡組件801至806各自具有折射能力且形成具有焦距f之透鏡系統。透鏡系統210之透鏡組件201、透鏡系統410之透鏡組件401、透鏡系統510之透鏡組件501、透鏡系統610之透鏡組件601、透鏡系統710之透鏡組件701及透鏡系統810之透鏡組件801具有正折射能力、焦距f1及凸形物件側表面。透鏡組件201、透鏡組件401、透鏡組件501、透鏡組件601、透鏡組件701及透鏡組件801亦可為雙凸面形狀。透鏡系統210之透鏡組件202、透鏡系統410之透鏡組件402、透鏡系統510之透鏡組件502、透鏡系統610之透鏡組件602、透鏡系統710之透鏡組件702及透鏡系統810之透鏡組件802具有負折射能力、焦距f2及凸形物件側表面。透鏡組件202、透鏡組件402、透鏡組件502、透鏡組件602、透鏡組件702及透鏡組件802亦可為負彎月面形狀。透鏡系統210之透鏡組件203、透鏡系統410之透鏡組件403、透鏡系統510之透鏡組件503、透鏡系統610之透鏡組件603、透鏡系統710之透鏡組件703及透鏡系統810之透鏡組件803具有負折射能力、焦距f3及凹形物件側表面。透鏡組件203、透鏡組件403、透鏡組件503、透鏡組件603、透鏡組件703及透鏡組件803亦可為負彎月面或雙凹面形狀。透鏡系統210之透鏡組件204、透鏡系統410之透鏡組件404、透鏡系統510之透鏡組件504、透鏡系統610之透鏡組件604、透鏡系統710之透鏡組件704及透鏡系統810之透鏡組件804具有正折射能力、焦距f4及凸形影像側表面。透鏡組件204、透鏡組件404、透鏡組件504、透鏡組件604、透鏡組件704及透鏡組件804亦可為正彎月面形狀。透鏡系統210之透鏡組件205、透鏡系統410之透鏡組件405、透鏡系統510之透鏡組件505、透鏡系統610之透鏡組件605、透鏡系統710之透鏡組件705及透鏡系統810之透鏡組件805具有負折射能力、焦距f5及凸形物件側表面。透鏡組件205、透鏡組件405、透鏡組件505、 透鏡組件605、透鏡組件705及透鏡組件805可呈負彎月面之形式。透鏡系統210之透鏡組件206、透鏡系統410之透鏡組件406、透鏡系統510之透鏡組件506、透鏡系統610之透鏡組件606、透鏡系統710之透鏡組件706及透鏡系統810之透鏡組件806具有負折射能力、焦距f6及凹形影像側表面。透鏡組件206、透鏡組件406、透鏡組件506、透鏡組件606、透鏡組件706及透鏡組件806可為雙凹面形狀。
參考如圖41及圖44中繪示之實施例，適用於相機之緊密型透鏡系統910、1010可包括六個透鏡組件。圖41之透鏡系統910中的六個透鏡組件901至906及圖44之透鏡系統1010中的六個透鏡組件1001至1006各自具有折射能力，且形成具有焦距f之透鏡系統。透鏡系統910、1010中之每一者之六個透鏡組件沿光軸(AX)912、1012自物件側至影像側經配置如下：第一透鏡組件901、1001，其具有正折射能力、焦距f1及凸形物件側表面；第二透鏡組件902、1002，其具有負折射能力及焦距f2；第三透鏡組件903、1003，其具有正折射能力及焦距f3；第四透鏡組件904、1004，其具有正折射能力及焦距f4；第五透鏡組件905、1005，其具有正折射能力及焦距f5；及第六透鏡組件906、1006，其具有負折射能力及焦距f6。
另外，六個透鏡組件中之每一者之至少一個表面(物件側或影像側)為非球面的。在一些實施例中，六個透鏡組件中之一或多者之物件側表面及影像側表面兩者皆為非球面的。
透鏡系統910、1010在影像感測器918、1018之表面上或附近形成影像。諸如蓋玻璃或紅外截止濾光器之覆蓋材料916、1016可置放於透鏡系統910、1010與影像感測器918、1018之間。前端孔徑光闌(AS)914、1014可位於第一透鏡組件901、1001之物件側上。
現參考圖41及圖44中所繪示之實施例，適用於相機之緊密型透鏡系統910及1010可包括六個透鏡組件。圖41之透鏡系統910中的六個透鏡組件901至906及圖44之透鏡系統1010中的六個透鏡組件1001至1006各自具有折射能力，且形成具有焦距f之透鏡系統。透鏡系統910之透鏡組件901及透鏡系統1010之透鏡組件1001具有正折射能力、焦距f1及凸形物件側表面。透鏡組件901及透鏡組件1001可為正彎月面形狀。透鏡系統910之透鏡組件902及透鏡系統1010之透鏡組件1002具有負折射能力、焦距f2及凸形物件側表面。透鏡組件902及透鏡組件1002亦可為負彎月面形狀。透鏡系統910之透鏡組件903及透鏡系統1010之透鏡組件1003具有正折射能力、焦距f3及凸形物件側表面。透鏡組件903及透鏡組件1003亦可為雙凸面形狀。透鏡系統910之透鏡組件904及透鏡系統1010之透鏡組件1004具有負折射能力、焦距f4及凹形物件側表面。透鏡組件904及透鏡組件1004可為負彎月面形狀。透鏡系統910之透鏡組件905及透鏡系統1010之透鏡組件1005具有正折射能力、焦距f5及凸形物件側表面。透鏡組件905及透鏡組件1005可為正彎月面形狀。透鏡系統910之透鏡組件906及透鏡系統1010之透鏡組件1006具有負折射能力、焦距f6及凹形影像側表面。透鏡組件906及透鏡組件1006可為負彎月面形狀。
現參考如圖47中所繪示之實施例，適用於相機之緊密型透鏡系統1110可包括六個透鏡組件。圖47之透鏡系統1110中的六個透鏡組件1101至1106各自具有折射能力，且形成具有焦距f之透鏡系統。透鏡系統1110中之每一者之六個透鏡組件沿光軸(AX)1112自物件側至影像側經配置如下：第一透鏡組件1101，其具有正折射能力、焦距f1及凸形物件側表面；第二透鏡組件1102，其具有負折射能力及焦距f2； 第三透鏡組件1103，其具有正折射能力及焦距f3；第四透鏡組件1104，其具有正折射能力及焦距f4；第五透鏡組件1105，其具有正折射能力及焦距f5；及第六透鏡組件1106，其具有負折射能力及焦距f6。
另外，六個透鏡組件中之每一者之至少一個表面(物件側或影像側)為非球面的。在一些實施例中，六個透鏡組件中之一或多者之物件側表面及影像側表面兩者皆為非球面的。
透鏡系統1110在影像感測器1118之表面上或附近形成影像。諸如蓋玻璃或紅外截止濾光器之覆蓋材料1116可置放於透鏡系統1110與影像感測器1118之間。前端孔徑光闌(AS)1114可位於第一透鏡組件1101之物件側上。
現參考如圖47中所繪示之實施例，適用於相機之緊密型透鏡系統1110可包括六個透鏡組件。圖47之透鏡系統1110中的六個透鏡組件1101至1106各自具有折射能力，且形成具有焦距f之透鏡系統。透鏡系統1110之透鏡組件1101具有正折射能力、焦距f1及凸形物件側表面。透鏡組件1101亦可為正彎月面形狀。透鏡系統1110之透鏡組件1102具有負折射能力、焦距f2及凸形物件側表面。透鏡組件1102亦可為負彎月面形狀。透鏡系統1110之透鏡組件1103具有正折射能力、焦距f3及凸形物件側表面。透鏡組件1103亦可為雙凸面形狀。透鏡系統1110之透鏡組件1104具有正折射能力、焦距f4及凹形物件側表面。透鏡組件1104可為正彎月面形狀。透鏡系統1110之透鏡組件1105具有正折射能力、焦距f5及凸形物件側表面。透鏡組件1105可為正彎月面形狀。透鏡系統1110之透鏡組件1106具有負折射能力、焦距f6及凹形影像側表面。透鏡組件1106可為負彎月面形狀。
本文中所描述之透鏡系統之實施例可將晶圓透鏡組件用於透鏡系統中之任何或所有透鏡組件。包含晶圓透鏡組件作為聚合層壓層與 平面基板之組合的單元。因此，晶圓透鏡組件之折射能力由一或多個層壓層及一或多個平面基板提供。層壓層及平面基板通常將具有不同特性，諸如折射率及阿貝數。此等複合光學材料影響晶圓透鏡組件之折射能力，且在晶圓透鏡或晶圓透鏡群組之折射能力的計算中考慮此等複合材料折射率。因此，晶圓透鏡組件在光學上不同於由單一透明折射材料塊體形成的具有相同幾何形狀之透鏡組件，且晶圓透鏡之平面基板(其可為平面玻璃基板)計入透鏡計算中。
晶圓透鏡組件可由平面基板之一側或兩側上的單一或多個聚合或塑膠材料層壓層組成，該平面基板可為平面玻璃基板。在一些實施例中，晶圓透鏡組件可由在每一基板之一側上具有單一或多個聚合或塑膠材料層壓層且具有緊鄰彼此之基板的相對側面之兩個平面基板組成。第一層壓層面向物件側且第二層壓層面向影像側。兩個平面基板之平表面可呈全面整體接觸或呈間隔平行關係地面向彼此，其中該間隔具有極小的量值因此不將其計入透鏡計算中。
晶圓透鏡組件可包括回應於所施加電壓而提供可變透光率的電色層。電色層可起可變孔徑光闌之作用。電色層可應用於晶圓透鏡組件之平面基板。在其他實施例中，電色層可位於第一晶圓透鏡基板之影像側平面表面與第二晶圓透鏡基板之物件側平面表面之間。電色層可由導電有機或無機材料之透明薄膜層組成，諸如金屬氧化物及導電聚合物。
圖50A展示晶圓透鏡組件50之側視圖。圖50B展示晶圓透鏡組件50之立體視圖。圖50C展示晶圓透鏡組件50之分解立體視圖。晶圓透鏡組件50具有平面基板54，其具有模製於平面基板之第一平表面上的折射組件55及組件施加於平面基板之相對平表面的光控制組件51。雖然為了清楚起見將光控制組件51繪示為具有實質厚度，但在一些實施例中，光控制組件可為比由圖式所表明之薄膜薄得多的薄膜。在一些 實施例中，光控制組件可為1微米至2微米厚。
光控制組件51可呈包括不透明材料52之孔徑光闌的形式，該孔徑光闌定義以光軸為中心之透明開口，諸如圓形開口53。在另一實施例中，光控制組件可呈中性密度濾光器之形式，其減少均勻地遍及整個表面之光的強度，在又一實施例中，光控制組件可呈切趾孔徑之形式，其藉由隨著與光軸之距離增加而平滑地增加量來減少光的強度，如圖54所表明。切趾孔徑可自實質上無衰減之中心透明開口至完全衰減透射光之完全不透明外邊緣提供對透射光之平滑遞增的衰減。在其他實施例中，切趾孔徑可提供對透射光之平滑遞增的衰減，該衰減以實質上衰減開始及/或在完全衰減光之前結束。舉例而言，切趾孔徑可包括藉由切趾環接合至不透明外環的以光軸為中心之透明圓形開口。切趾環可提供對透射光之平滑遞增的衰減，該衰減開始於具有大概20%之實質上衰減的透明圓形開口之外邊緣處，且結束於具有小於大概80%之全衰減的不透明外環之內邊緣處。
光控制組件51可提供可變透光率。在一些實施例中，光控制組件可為施加於平面基板54以提供回應於所施加之電壓具有可變透光率的電色透鏡組件之導電有機或無機材料薄膜層。在一項實施例中，電色透鏡組件提供可變中性密度濾光器。
圖51展示另一晶圓透鏡組件60之側視圖。晶圓透鏡組件60具有平面基板64，其具有模製於平面基板之第一平表面上的第一折射組件65及組件施加於平面基板之相對平表面的光控制組件61。第二折射組件66模製於光控制組件61上，位於該光控制組件之與施加於平面基板之平表面之一側相對的側面上。光控制組件61可屬於先前關於圖50A至圖50C描述之形式中的任一者。
圖52展示又一晶圓透鏡組件70之側視圖。晶圓透鏡組件70具有 第一平面基板74，其具有模製於第一平面基板之第一平表面上的第一折射組件75。晶圓透鏡組件70進一步具有第二平面基板77，其具有模製於第二平面基板之第二平表面上的第二折射組件78。第一折射組件75及第二折射組件78經配置以形成晶圓透鏡組件70之兩個外部組件。光控制組件71置放於第一平面基板74與第二平面基板77之間，以藉由平面基板之與上面模製有折射組件75、78之平表面相對的平表面支撐。光控制組件71可屬於先前關於圖50A至圖50C描述之形式中的任一者。當光控制組件很薄(例如，僅幾微米厚)時，將光控制組件71置放於兩個平面基板74、77之間可為有利的。
圖53展示提供可變孔徑光闌之電色透鏡組件80的平面視圖。所說明之實施例包括以光軸為中心的透明圓形開口81。透明圓形開口81由兩個同心環圈82、83圍繞。同心環圈可為電色薄膜，該等電色薄膜可在實質上透明與實質上不透明之間調整，以提供機械孔徑光闌之固態等效物。
在另一實施例中，電色透鏡組件可提供圖54中所繪示之類型的切趾孔徑90，其橫跨用於經由光學系統傳輸光能之孔徑開口具有可變強度剖面分佈。
圖55至圖63繪示可為本文中所描述之透鏡系統之一些實施例提供光控的電色透鏡組件之實施例。
圖55為相機模組10連同實施相機功能所需之電子電路組件的方塊圖。應注意，可存在實施於如一般熟習此項技術者已知之消費型電子器件中之額外功能，但為簡潔起見不在本文中描述該等額外功能，例如，通信網路介面、顯示螢幕、觸控式螢幕、鍵盤及音訊傳感器。相機模組10具有為光學系統之部分的成像感測器13，其亦包括聚焦透鏡11及電光(E-O)可變孔徑14。如所示，此等光學組件對準至光軸。然而應注意，雖然在此特定實例中，所有光學組件成直線，但在其他 實施例中，可存在允許組件中之一或多者偏離直線定位的鏡面或其他光學偏光器。儘管如此，彼等組件可仍被視為「與光軸對準」。圖55中展示的係可適合於諸如智慧型手機、平板電腦或膝上型電腦之低z高度器件之嚴格限制內的特別有效的機構(就封裝而言)，特定而言，其中所有光學介面實質上平行於器件之外殼的正面或背面定位。換言之，每一光學組件在其高度在所展示之z方向上給定的情況下在x-y平面內平放。
成像感測器13可為任何習知固態成像感測器，諸如互補式金屬氧化物半導體(CMOS)感測器晶片，該感測器將介面呈現至曝光控制器12以接收用於判定獲取圖像之曝光的某些參數。感測器參數可包括像素積分時間，其可藉由曝光控制器12根據考慮各種輸入變數(例如，場景照明之位準及閃光燈或頻閃燈照明之可用性)之任何合適的曝光控制演算法來設定。曝光控制器12可自動執行演算法以判定恰當的曝光設定，且接著回應於手動快門釋放命令(例如回應於機械或虛擬快門按鈕正由器件之使用者致動)用信號通知成像感測器以更新其參數。曝光控制器12可與所儲存之參數選項一起實施為程式化處理器或完全固線式邏輯狀態機。一旦數位影像在所選擇曝光設定下由成像感測器13捕獲，則可在藉由產生(例如)靜態圖像檔案(例如，JPEG格式)或視訊檔案(例如，數位電影格式)之較高層相機功能進一步處理或分析之前，將該數位影像傳送至數位影像儲存器19(例如，固態揮發性或非揮發性記憶體)。
亦包括於相機模組10中的為聚焦透鏡11，該聚焦透鏡可包括作用以將來自場景之光聚焦至成像感測器13上(從而在成像感測器13之作用中像素陣列部分上產生光學影像)的一或多個透鏡組件。聚焦透鏡11可為本文中所描述之透鏡系統中之一者。聚焦透鏡11可為固定焦點光學子系統抑或實施自動對焦機制之可變焦點子系統的部分。在自動 聚焦機制的情況下，如對於一般熟習此項技術者顯而易見的，可藉由用於待進行之每一曝光的曝光控制器12設定與透鏡位置相關的額外控制參數。
相機模組10亦具有E-O可變孔徑14，其出於方塊圖之目的展示為在光學路徑上定位於聚焦透鏡11前方。當與本文中所描述之透鏡系統之實施例一起使用時，E-O可變孔徑14將位於聚焦透鏡11內。孔徑14有效地實施寬度或大小電性可變之光瞳。孔徑14可位於在成像感測器13前方沿光軸之任何合適孔徑部位處。當孔徑14已經電性控制至較小或較窄光瞳時，藉由該孔徑准入高度準直光線，其在光學系統之影像平面處產生銳聚焦。另一方面，當孔徑14經組態成較大或較寬光瞳時，准入非準直光線，從而產生在聚焦透鏡11所聚焦處周圍清晰且可以其他方式模糊的光學影像。孔徑14由此判定來自場景之准入光線的準直程度，該等光線最後到達影像平面中之焦點。孔徑14亦判定入射光之量或准入多少入射光線，且因此判定多少光達至成像感測器，當然孔徑愈窄，藉由感測器13捕獲之數位影像愈暗(對於定積分時間)。使用電子驅動器電路15來實現對孔徑14之有效光瞳大小的控制，該電子驅動器電路可自曝光控制器12接收可表示所要有效光瞳大小的控制信號或命令。驅動器電路15將此輸入命令轉譯為施加至孔徑14之輸入透明導體的驅動電壓，如下文所述。
現轉至圖56，展示了根據本發明之實施例之孔徑14的剖視圖。如可見，孔徑14具有包括正面透明導體介質17(在此實例中，其連接至驅動器電路之「+」端)、電解質介質、活性EC介質及背面透明導體介質20(連接至驅動器電路之互補端)之堆疊。在一項實施例中，堆疊之組件形成為如圖中所描繪的組件一般彼此接觸，亦即，電解質介質形成為層，該層之表面與背面透明導體層20接觸，且其相對表面與活性EC介質(例如，活性EC層)接觸，而後者之表面與正面透明導體 層17接觸。
在一項實施例中，電解質介質由鄰近背面透明導體20且與離子傳導介質接觸的離子源介質構成，該離子傳導介質又鄰近活性EC層。此處，形成不與活性EC層接觸而是與離子傳導層接觸的離子源層，該離子傳導層與活性EC層接觸。換言之，離子傳導層被完全包夾於離子源層與活性EC層之間。此配置亦可被發現於孔徑14之其他實施例中，例如，如圖31至圖33之剖示圖中所描繪的彼等配置。
離子源層儲存合適的離子(例如，鋰離子)，該等離子將用於在透明導體層17、20之間已產生足夠的電荷場(在此處圖式之上下文中，其通常可經垂直地導引)時激活EC層。另外，離子源層應足夠清晰或透明以允許來自場景之光線穿過(在此處圖式之上下文中，在大體垂直的方向上)。離子源層亦可被稱作相對電極層。
離子傳導層允許已由離子源產生之離子在進入活性EC層時的高遷移率。
位於正面及背面的透明導體層17、20形成於如圖56中所展示之基板16的平表面上。在此處所有圖式中展示為以透明導體層17開始的層之層疊可形成於另一者上。基板為如先前所描述之晶圓透鏡的組件。基板可由玻璃、聚碳酸酯，或足夠透明以供用於消費型電子裝置相機之光學系統且可用以支撐透明導體層17、20及一或兩個折射組件之構造的其他合適材料或組合物製成。
透明導體可為(例如)氧化銦錫(ITO)層或形成為相對較薄層之其他透明導電材料。透明導體提供用於來自驅動器電路之電荷被施加至離子源，同時允許來自場景之光線自由通過的導電路徑。在此情況下，正面透明導體層17形成於正基板16之背面上。應注意，此處參考「正面」及「背面」僅為使得更易於描述孔徑14之結構，且不意欲為以其他方式限制。舉例而言，在一項實施例中，入射光經由在圖56中 展示之堆疊底部處的正基板16進入彼層疊；孔徑14亦可在來自場景之入射光在反向方向上進入孔徑(例如，經由背面基板)的情況下起作用。
仍參考圖56，在此實施例中，活性EC層如所示在其邊緣處逐漸變窄，從而形成漸進環，而非具有陡峭邊緣或階梯狀邊緣。自上方觀視，環形狀係明顯的(未展示)。換言之，雖然EC層實質上垂直於相機模組10之光軸展開(參見圖55)，但其不具有均勻厚度，且替代地具有在EC層之空的內部區域內基本降至零的楔形厚度，如圖56中所展示。在此情況下，此空的內部區域實質上與光軸對準或以光軸為中心。EC層之向下逐漸變窄為離子傳導層之材料讓出空間以填充彼間隙，從而產生離子傳導層的實質上截頭圓錐形狀，如圖56中所見。逐漸變窄的活性EC層因此呈現用於孔徑14的最小光瞳寬度，其在此情況下與楔形活性EC層之底部共同擴展。
在操作中，只要經過EC介質之外部區域的電流不充足，孔徑14便有效地呈現較寬光瞳，此可在藉由驅動器電路將基本為零之電壓施加至正面及背面透明導體時實現。當驅動器增大電壓時，強迫離子自電解質介質行進至楔形活性EC層，此使得EC層之彼外部區域變暗。此處應注意，EC層之黑暗除了取決於彼點處之電流強度外還取決於彼點處之厚度。因此，楔形EC層的黑暗變化係漸進的，因為在給定固定電壓下，黑暗隨著向外遠離中心光軸移動而增大。EC層之邊緣處的楔形形狀可經調諧，以便調諧光學系統之繞射品質。此可有助於在成像感測器13上產生比在活性EC層內具有陡峭邊緣之E-O孔徑更清晰的影像(參見圖55)。舉例而言，調諧EC層之邊緣可藉由減少極高頻率下的空間頻率回應且增加較低空間頻率回應(清晰度)來幫助減少色彩混疊假影。
儘管圖式中未展示，雖然吾人預期圓形形狀由於其匹配聚焦透 鏡11之透鏡組件之自然圓形形狀而可產生改良結果，但孔徑14之俯視圖顯示可與光軸局中對齊之內部區域可形成為任何合適形狀。又，雖然存在對「環」或「環狀」之若干參考，但此並不意謂彼形狀之外部邊界必須亦為圓形，而是僅由於存在由非空的外部區域包圍之基本上空的內部區域而為環形。
EC層之激活及解除激活的整個過程係可逆的，使得活性EC層之外部區域可自實質上清晰(透明)狀態變換成彩色或黑暗狀態(回應於經由其產生之充足電流)，且變換回來(當移除激活電壓時)。
在一項實施例中，在其清晰狀態中(例如，在零驅動電壓下)，孔徑14具有所關注的可見帶中之至少百分之95光透射(針對消費型電子數位攝影)；當接著藉由三個「孔徑光闌」步驟減小有效光瞳直徑(其中每一步驟將直徑減小了2的平方根或約1.414倍，因此光瞳之有效區域減半)時，孔徑14應仍呈現至少百分之75光透射。
在一項實施例中，現參看圖60，根據圖56之具有活性EC介質1的層疊與具有EC介質2之另一層疊組合。此使得結構作為整體(圖60中所示)能夠被控制或切換成三個狀態，亦即清晰狀態、暗孔徑光闌(或縮小)狀態及中性密度狀態，在中性密度狀態中，孔徑作為整體呈現在來自場景之光的強度上之實質上均勻的減小(橫跨所關注的所有可見色彩或波長)。控制電路23將輸入請求轉換為可變電壓源V1及V2之合適的驅動器電壓設定，該等設定繼而分別使得活性EC介質1、2呈現適當不透明性。
現轉至圖57，展示本發明之另一實施例的剖視圖，在此情況下，孔徑堆疊經形成為使得其正面透明導體介質或層17為經圖案化層。特定言之，如圖57中所展示，正面透明導體層17具有形成於其中(例如，經由化學或機械蝕刻)之與光軸實質上對準或以該光軸為中心的間隙或孔。此間隙導致經由位於間隙正下方之活性EC層之部分產 生不充足電流，以激活EC介質之彼部分。換言之，經由活性EC層產生環狀電流(當藉由驅動器電路施加激活電壓時)。此確保孔徑堆疊之內部區域保持基本上清晰，從而在高激活電壓下形成與透明導體層17中之間隙實質上共同延伸之最小有效光瞳寬度，且隨著激活電壓降低產生逐步變大之光瞳寬度。在此實施例中，EC介質由實質上垂直於光軸但亦具有如所示之基本上均勻厚度的活性EC層構成。藉由驅動器電路施加之電壓可自在EC層之外部區域中產生較低不透明性的較低或最小位準(諸如零伏特)不斷調變或變化至在EC層之外部區域中產生較高不透明性的較高電壓。
現參看圖58，此剖視圖繪示孔徑堆疊之正面透明導體層介質17含有內部透明導體插塞區域(亦被稱作隔離區域，亦即與正面透明導體介質17之外部區域電性隔離)的實施例。此隔離區域可基本上以光軸為中心或與該光軸對準。該隔離區域可保持電浮動，或可替代地繫結至與正面透明導體介質17之外部區域不同的電壓，而後者藉由驅動器電路驅動至激活電壓。此機制再次經由活性EC層之外部區域產生環狀電流，從而維持活性EC層之內部區域中的極低不透明性。因此，類似於上述實施例，在較高驅動電壓下，活性EC層之外部區域(其經受環狀電流)達到較高不透明性，而其內部區域基本上不經受電流或經受極小電流且因此保持較低不透明性。
應注意，圖58之實施例相比於圖57之實施例的另一優勢可為：當驅動電壓最小且光瞳大小達到其最寬時，經由孔徑14之光學路徑的內部區域(以光軸為中心或與光軸對準)與該光學路徑之外部區域(其藉由活性EC層經受較高不透明性)之間的光學性質差異減少。換言之，穿過孔徑14之內部區域的來自場景之光線將與行進穿過外部區域之光線經受基本上相同的光學特性(假定可忽略展示於圖58中之正面透明導體層17之隔離區域與外部區域之間的實體間隙之影響)。此可能並 非為56之實施例(由於楔形活性EC層)及圖57之實施例(由於透明導體層17中之相當大的間隙)的情況。
現轉至圖59，在孔徑堆疊之又一實施例中，離子傳導介質或層藉由在原本可為厚度均勻之離子傳導層之層中形成間隙或孔來變為如所展示之經圖案化層。如所展示，該孔可實質上與光軸對準或以其為中心。此意謂當藉由驅動器電路施加激活電壓時，沒有來自離子源層之充足離子將行進穿過離子傳導層之(空的)內部區域，且因此不應影響活性EC層之位於孔正下方的內部區域。因此，應不存在活性EC層之內部區域的實質暗化。同樣，在此情況下，使用與圖30至圖32中所描述之彼等機制不同的機制來達成最小有效光瞳寬度。同樣，(在藉由驅動器電路施加激活電壓時)經由EC層產生環狀電流，以便減小孔徑之寬度。孔徑之最小寬度或區域可基本上對應於離子傳導層中之孔的大小。
圖61展示整合於消費型電子器件中之相機模組的光學系統，其中可置放有E-O孔徑。透鏡總成包括透鏡及影像感測器。透鏡之物件側可鄰近消費型電子器件之透明外部殼壁，以使得透鏡之光軸延伸穿過該透明外部殼壁。E-O孔徑14包括在透鏡之物件側上的第一透鏡組件中。包括E-O孔徑14之透鏡組件為最接近透明外部殼壁的透鏡組件。
現轉至圖62，展示根據本發明之另一實施例的電光孔徑之截面圖。此處孔徑之堆疊類似於圖56之實施例，此係因為存在上面形成有透明導體介質或層17之基板。如上文所建議，基板可由諸如藍寶石或玻璃的任何合適材料或上面可形成電光孔徑及折射組件之堆疊組件的其他足夠透明的材料製成。與透明導體介質17接觸的係活性EC層，該活性EC層之相對表面與離子傳導層接觸。後者與離子源層接觸。此整個夾層藉由正面透明導體層17及背面透明導體層20定界。在圖62 之實施例中，亦存在已形成於正面透明導體層17與基板之間的正面抗反射及/或紅外(IR)截止層。另外，在此情況下，藉由添加具有內部開口之可見不透明層來定義穿過孔徑的成像路徑。在此實例中，可見不透明層已直接施加至基板，且形成於基板與鄰近抗反射及/或IR截止層之間。亦應注意，開口形成於正面抗反射及/或IR截止層及背面抗反射層中，以允許電觸點(未展示)與正面透明導體層17及背面透明導體層20直接連接，以便施加電光孔徑之激活電壓。在此情況下，除了進行電接觸所需的區域(如所展示)，正面及背面抗反射及/或IR截止層完全包封或覆蓋孔徑堆疊。
現轉至圖63，展示本發明之另一實施例，其中已藉由添加導電區段26來修改圖62之堆疊。此在圖63中被描述為大致位於成像路徑之中心處的較小電短路直接連接兩個透明導體層17、20。在一項實施例中，此導電區段或短路26相對較小，例如，約10微米厚或寬之數量級。導電區段可以稍微類似於在微電子製造過程中於積體電路之不同金屬層之間形成通孔的方式形成。應注意，導電區段26可由與正面透明導體介質17及背面透明導體介質20相同的材料製成。
圖63亦展示此「切趾」孔徑之實例電阻器電路模型，其中將激活電壓(在此情況下為2伏特)施加至兩個透明導體層17、20。導電區段26由於位於成像路徑之中心處而將具有約+1伏特之中點電壓。然而，應注意，跨活性EC介質之電勢將自中心處之基本上零伏特(歸因於導電區段26之存在)變化，且朝向成像路徑之周邊逐步變大，此處在周邊處達至2伏特。此意謂EC介質在中心處最透明，且在朝外移動至周邊時逐步地愈加不透明。亦可見，若導電區段26被製成為較厚或較大，則孔徑之最小或極小光瞳大小亦可較大，此係由於上方存在零電壓的EC層之區域較大。
儘管圖63將導電區段26展示為相對於正面透明導體層17及背面 透明導體層20成約90°經定向，且更接近於成像路徑之橫截面的中心而非周邊定位，但替代例可以不同地定位及定向導電區段26或將其塑形。另外，可能存在直接連接透明導體層17、20的一個以上此離散導電區段或短路。
現參看圖64，攜帶型無線通信器件30之透視圖，其中整合有使用根據本發明之實施例之透鏡系統的相機模組10。在此情況下，器件可為智慧型電話或平板電腦，其為意欲在固持於使用者單手中的同時供使用之意義上的手持型器件。當然，相機模組10可替代地整合於其他類型之攜帶型無線器件中，諸如膝上型電腦或筆記型電腦，且其亦可整合於非攜帶型器件內，諸如桌上型個人電腦、電視監視器或在Z軸(Z高度)上具有特別短的輪廓的任何其他電子器件。在智慧型電話或平板電腦的情況下，器件具有外部殼體，其中整合有使得器件能夠充當行動電話終端或終端站之蜂巢式網路無線通信電路。攜帶型無線通信器件可具有Z高度在8mm至13mm範圍內之外部殼體，藉此該器件特別適合將Z高度在6mm至9mm範圍內的相機模組容納於其中。本文中所描述之透鏡系統適用於產生可用於此等相機模組之具有小F數及較寬視場的緊密型透鏡系統。
圖1為具有第一透鏡組件L1 101(其為單一透鏡組件)之緊密型透鏡系統110之實例實施例的橫截面圖式。孔徑光闌AS 114位於第一透鏡組件L1 101之物件側上。透鏡系統110包括具有折射能力之六個透鏡組件101至106。透鏡系統110之零件沿透鏡系統之光軸AX自第一物件側透鏡組件L1 101至第六影像側透鏡組件L6 106(在圖式中自左至右)進行配置。透鏡系統110在光感測器118之表面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器116可位於第六透鏡組件L6 106與光感測器118之間。
透鏡系統110之第四透鏡組件L4 104具有正折射能力、正焦距f4及 凹形物件側表面。另外，透鏡系統110之透鏡組件L4為正彎月面形狀且具有負頂點曲率半徑R7及R8，其中R7為物件側表面之半徑且R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸112處。此外，R8>R7-D7，其中D7為透鏡在光軸112處之厚度。
圖2展示用於如圖1中所繪示及表1A及表1B中所描述之透鏡系統110之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖3展示用於如圖1中所繪示及表1A及表1B中所描述之透鏡系統110之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
圖4為具有第一透鏡組件L1 201(其具有正折射力)之緊密型透鏡系統210之另一實例實施例的橫截面圖式。孔徑光闌AS 214位於第一透鏡組件L1 201之物件側上。透鏡系統210包括具有折射能力的六個透鏡組件201至206。透鏡系統210之部件沿透鏡系統之光軸AX自第一物件側透鏡組件L1 201至第六影像側透鏡組件L6 206(在圖式中自左至右)進行配置。透鏡系統210在光感測器218之表面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器216可位於第六透鏡組件L6 206與光感測器218之間。
透鏡系統210之六個透鏡組件L1、L2、L3、L4、L5、L6 201至206可由具有如表2A中所列出之折射率及阿貝數的塑膠材料構成。
透鏡系統210之第四透鏡組件L4 204具有正折射能力、正焦距f4及凹形物件側表面。另外，透鏡系統210之透鏡組件L4為正彎月面形狀且具有負頂點曲率半徑R7及R8，其中R7為物件側表面之半徑且其中R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸212處。此外，R8>R7-D7，其中D7為透鏡在光軸212處之厚度。
圖5展示用於如圖4中所繪示及表2A及表2B中所描述之透鏡系統210之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光 譜帶上的多色光線像差曲線。
圖6展示用於如圖4中所繪示及表2A及表2B中所描述之透鏡系統210之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
圖7為具有第一透鏡組件L1 301(其具有正折射能力及凸形物件側表面)之緊密型透鏡系統310之另一實例實施例的橫截面圖式。將孔徑光闌AS 314應用於第一透鏡組件L1之物件側。透鏡系統310包括具有折射能力的六個透鏡組件301至306。透鏡系統310之部件沿透鏡系統之光軸AX自第一物件側透鏡組件L1 301至第六影像側透鏡組件L6 306(在圖式中自左至右)進行配置。透鏡系統310在光感測器318之表面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器316可位於第六透鏡組件L6 306與光感測器318之間。
孔徑光闌314可為呈以光軸為中心之開口形式(諸如圓形開口)的固定孔徑光闌。系統可經組態以包括電色孔徑機制以提供呈回應於所施加電壓具有可變透光率之電色透鏡組件形式之孔徑光闌。電色孔徑組件可提供可藉由所施加電壓調整之中心透明開口，所施加電壓橫跨用於經由光學系統傳輸光能之孔徑開口提供可變強度剖面分佈。
透鏡系統310之第四透鏡組件L4 304具有正折射能力、正焦距f4及凹形物件側表面。另外，透鏡系統310之透鏡組件L4為雙凸面形狀且具有正頂點曲率半徑R7及負頂點半徑R8，其中R7為物件側表面之半徑且其中R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸312處。此外，R8<R7-D7，其中D7為透鏡在光軸312處之厚度。
圖8展示用於如圖7中所繪示及表3A及表3B中所描述之透鏡系統310之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖9展示用於如圖7中所繪示及表3A及表3B中所描述之透鏡系統310之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
圖10為具有第一透鏡組件L1 401(其具有折射能力及凸形物件側表面)之緊密型透鏡系統410之另一實例實施例的橫截面圖式。孔徑光闌AS 414應用於第一透鏡組件L1之物件側。透鏡系統410包括具有折射能力之六個透鏡組件401至406。透鏡系統410之部件沿透鏡系統之光軸AX自第一物件側透鏡組件L1 401至第六影像側透鏡組件L6 406(在圖式中自左至右)進行配置。透鏡系統410在光感測器418之表面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器416可位於第六透鏡組件L6 406與光感測器418之間。
孔徑光闌414可為呈以光軸為中心之開口形式(諸如圓形開口)的固定孔徑光闌。系統可經組態以包括電色孔徑機制以提供呈回應於所施加電壓具有可變透光率之電色透鏡組件形式之孔徑光闌。電色孔徑組件可提供可藉由所施加電壓調整之中心透明開口，所施加電壓橫跨用於經由光學系統傳輸光能之孔徑開口提供可變強度剖面分佈。
透鏡系統410之第四透鏡組件L4 404具有正折射能力、正焦距f4及凹形物件側表面。另外，透鏡系統410之透鏡組件L4為正彎月面形狀且具有負頂點曲率半徑R7及R8，其中R7為物件側表面之半徑且其中R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸412處。此外，R8>R7-D7，其中D7為透鏡在光軸412處之厚度。
圖11展示用於如圖10中所繪示及表4A及表4B中所描述之透鏡系統410之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖12展示用於如圖10中所繪示及表4A及表4B中所描述之透鏡系統410之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
圖13展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表5A及表5B中所描述之光學規定的另一實例實施例之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的 多色光線像差曲線。
圖14展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表5A及表5B中所描述之光學規定的另一實例實施例之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真之多色曲線。
圖15展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表6A及表6B中所描述之光學規定的另一實例實施例之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖16展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表6A及表6B中所描述之光學規定的另一實例實施例之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真之多色曲線。
圖17展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表7A及表7B中所描述之光學規定的另一實例實施例之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖18展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表7A及表7B中所描述之光學規定的另一實例實施例之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真之多色曲線。
圖19展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表8A及表8B中所描述之光學規定的另一實例實施例之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖20展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表8A及表8B中所描述之光學規定的另一實例實施例之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真之多色曲線。
圖21展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面 圖式且具有表9A及表9B中所描述之光學規定的另一實例實施例之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖22展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表9A及表9B中所描述之光學規定的另一實例實施例之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真之多色曲線。
圖23展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表10A及表10B中所描述之光學規定的另一實例實施例之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖24展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表10A及表10B中所描述之光學規定的另一實例實施例之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真之多色曲線。
圖25展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表11A及表11B中所描述之光學規定的另一實例實施例之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖26展示用於具有類似於圖10中所繪示之透鏡系統410之橫截面圖式且具有表11A及表11B中所描述之光學規定的另一實例實施例之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真之多色曲線。
圖27為具有第一透鏡組件L1 501(其具有折射能力、具有凸形物件側表面)之緊密型透鏡系統510之另一實例實施例的橫截面圖式。孔徑光闌AS 514應用於第一透鏡組件L1之物件側。透鏡系統510包括具有折射能力之六個透鏡組件501至506。透鏡系統510之部件沿透鏡系統之光軸AX自第一物件側透鏡組件L1 501至第六影像側透鏡組件L6 506(在圖式中自左至右)進行配置。透鏡系統510在光感測器518之表 面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器516可位於第六透鏡組件L6 506與光感測器518之間。
透鏡系統510可具有標準光圈類型孔徑光闌且與其一起使用。透鏡系統510亦可具有包含回應於所施加電壓具有可變透光率之導電有機聚合物或無機材料透明層的電色孔徑。
透鏡系統510之第四透鏡組件L4 504具有正折射能力、正焦距f4及凹形物件側表面。另外，透鏡系統510之透鏡組件L4為正彎月面形狀且具有負頂點曲率半徑R7及R8，其中R7為物件側表面之半徑且其中R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸512處。此外，R8>R7-D7，其中D7為透鏡在光軸512處之厚度。
圖28展示用於如圖27中所繪示及表12A及表12B中所描述之透鏡系統510之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖29展示用於如圖27中所繪示及表12A及表12B中所描述之透鏡系統510之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
圖30為具有第一透鏡組件L1 601(其具有折射能力、具有凸形物件側表面)之緊密型透鏡系統610之實例實施例的橫截面圖式。孔徑光闌AS 614應用於第一透鏡組件L1之物件側。透鏡系統610包括具有折射能力之六個透鏡組件601至606。透鏡系統610之部件沿透鏡系統之光軸AX自第一物件側透鏡組件L1 601至第六影像側透鏡組件L6 606(在圖式中自左至右)進行配置。透鏡系統610在光感測器618之表面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器616可位於第六透鏡組件L6 606與光感測器618之間。
透鏡系統610可具有標準光圈類型孔徑光闌且與其一起使用。透鏡系統610亦可具有包含回應於所施加電壓具有可變透光率之導電有機聚合物或無機材料透明層的電色孔徑。
透鏡系統610之第四透鏡組件L4 604具有正折射能力、正焦距f4及凹形物件側表面。另外，透鏡系統610之透鏡組件L4為正彎月面形狀且具有負頂點曲率半徑R7及R8，其中R7為物件側表面之半徑且其中R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸612處。此外，R8>R7-D7，其中D7為透鏡在光軸612處之厚度。
圖31展示用於如圖30中所繪示及表13A及表13B中所描述之透鏡系統610之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖32展示用於如圖30中所繪示及表13A及表13B中所描述之透鏡系統610之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
圖33展示用於具有類似於圖30中所繪示之透鏡系統610之橫截面圖式且具有表14A及表14B中所描述之光學規定的另一實例實施例之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至650nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖34展示用於具有類似於圖30中所繪示之透鏡系統610之橫截面圖式且具有表14A及表14B中描述之光學規定的另一實例實施例之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真之多色曲線。
圖35為具有第一透鏡組件L1 701(其具有折射能力、具有凸形物件側表面)之緊密型透鏡系統710之實例實施例的橫截面圖式。孔徑光闌AS 714應用於第一透鏡組件L1之物件側。透鏡系統710包括具有折射能力的六個透鏡組件701至706。透鏡系統710之部件沿透鏡系統之光軸AX自第一物件側透鏡組件L1 701至第六影像側透鏡組件L6 706(在圖式中自左至右)進行配置。透鏡系統710在光感測器718之表面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器716可位於第六透鏡組件L6 706與光感測器718之間。
透鏡系統710可具有標準光圈類型孔徑光闌且與其一起使用。透 鏡系統710亦可具有包含回應於所施加電壓具有可變透光率之導電有機聚合物或無機材料透明層的電色孔徑。
透鏡系統710之第四透鏡組件L4 704具有正折射能力、正焦距f4及凹形物件側表面。另外，透鏡系統710之透鏡組件L4為正彎月面形狀且具有負頂點曲率半徑R7及R8，其中R7為物件側表面之半徑且其中R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸712處。此外，R8>R7-D7，其中D7為透鏡在光軸712處之厚度。
圖36展示用於如圖35中所繪示及表15A及表15B中所描述之透鏡系統710之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至750nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖37展示用於如圖35中所繪示及表15A及表15B中所描述之透鏡系統710之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
圖38為具有第一透鏡組件L1 801(其具有折射能力、具有凸形物件側表面)之緊密型透鏡系統810之實例實施例的橫截面圖式。孔徑光闌AS 814應用於第一透鏡組件L1之物件側。透鏡系統810包括具有折射能力的六個透鏡組件801至806。透鏡系統810之部件沿透鏡系統之光軸AX自第一物件側透鏡組件L1 801至第六影像側透鏡組件L6 806(在圖式中自左至右)進行配置。透鏡系統810在光感測器818之表面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器816可位於第六透鏡組件L6 806與光感測器818之間。
透鏡系統810可具有標準光圈類型孔徑光闌且與其一起使用。透鏡系統810亦可具有包含回應於所施加電壓具有可變透光率之導電有機聚合物或無機材料透明層的電色孔徑。
透鏡系統810之第四透鏡組件L4 804具有正折射能力、正焦距f4及凸形物件側表面。另外，透鏡系統810之透鏡組件L4為正彎月面形狀且具有正頂點曲率半徑R7及負頂點曲率半徑R8，其中R7為物件側表面 之半徑且其中R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸812處。此外，R8<R7-D7，其中D7為透鏡在光軸812處之厚度。
圖39展示用於如圖38中所繪示及表16A及表16B中所描述之透鏡系統810之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至750nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖40展示用於如圖38中所繪示及表16A及表16B中所描述之透鏡系統810之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
圖41為具有第一透鏡組件L1 901(其具有折射能力、具有凸形物件側表面)之緊密型透鏡系統910之實例實施例的橫截面圖式。孔徑光闌AS 914應用於第一透鏡組件L1之物件側。透鏡系統910包括具有折射能力之六個透鏡組件901至906。透鏡系統910之部件沿透鏡系統之光軸AX自第一物件側透鏡組件L1 901至第六影像側透鏡組件L6 906(在圖式中自左至右)進行配置。透鏡系統910在光感測器918之表面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器916可位於第六透鏡組件L6 906與光感測器918之間。
透鏡系統910可具有標準光圈類型孔徑光闌且與其一起使用。透鏡系統910亦可具有包含回應於所施加電壓具有可變透光率之導電有機聚合物或無機材料透明層的電色孔徑。
透鏡系統910之第四透鏡組件L4 904具有負折射能力、負焦距f4及凹形物件側表面。另外，透鏡系統910之透鏡組件L4為負彎月面形狀且具有負頂點曲率半徑R7及負頂點曲率半徑R8，其中R7為物件側表面之半徑且其中R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸912處。此外，R8<R7-D7，其中D7為透鏡在光軸912處之厚度。
圖42展示用於如圖41中所繪示及表17A及表17B中所描述之透鏡系統910之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至750nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖43展示用於如圖41中所繪示及表17A及表17B中所描述之透鏡系統910之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
圖44為具有第一透鏡組件L1 1001(其具有折射能力、具有凸形物件側表面)之緊密型透鏡系統1010之實例實施例的橫截面圖式。孔徑光闌AS 1014應用於第一透鏡組件L1之物側。透鏡系統1010包括具有折射能力的六個透鏡組件1001至1006。透鏡系統1010之零件沿透鏡系統之光軸AX自第一物側透鏡組件L1 1001至第六影像側透鏡組件L6 1006(在圖式中自左側至右側)進行配置。透鏡系統1010在光感測器1018之表面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器1016可位於第六透鏡組件L6 1006與光感測器1018之間。
透鏡系統1010可具有標準光圈類型孔徑光闌且與其一起使用。透鏡系統1010亦可具有包含回應於所施加電壓具有可變透光率之導電有機聚合物或無機材料透明層的電色孔徑。
透鏡系統1010之第四透鏡組件L4 1004具有負折射能力、負焦距f4，及凹形物件側表面。另外，透鏡系統1010之透鏡組件L4為負彎月面形狀且具有負頂點曲率半徑R7及負頂點曲率半徑R8，其中R7為物件側表面之半徑且其中R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸1012處。此外，R8<R7-D7，其中D7為透鏡在光軸1012處之厚度。
圖45展示用於如圖44中所繪示及表18A及表18B中所描述之透鏡系統1010之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至750nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖46展示用於如圖44中所繪示及表18A及表18B中所描述之透鏡系統1010之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
圖47為具有第一透鏡組件L1 1101(其具有折射能力、具有凸形物件側表面)之緊密型透鏡系統1110之實例實施例的橫截面圖式。孔徑光闌AS 1114應用於第一透鏡組件L1之物件側。透鏡系統1110包括具 有折射能力的六個透鏡組件1101至1106。透鏡系統1110之部件沿透鏡系統之光軸AX自第一物件側透鏡組件L1 1101至第六影像側透鏡組件L6 1106(在圖式中自左至右)進行配置。透鏡系統1110在光感測器1118之表面處形成影像。在一些實施例中，紅外(IR)濾光器1116可位於第六透鏡組件L6 1106與光感測器1118之間。
透鏡系統1110可具有標準光圈類型孔徑光闌且與其一起使用。透鏡系統1110亦可具有包含回應於所施加電壓具有可變透光率之導電有機聚合物或無機材料透明層的電色孔徑。
透鏡系統1110之第四透鏡組件L4 1104具有正折射能力、正焦距f4及凹形物件側表面。另外，透鏡系統1110之透鏡組件L4為正彎月面形狀且具有負頂點曲率半徑R7及R8，其中R7為物件側表面之半徑且其中R8為影像側表面之半徑，兩個半徑之值在光軸1112處。此外，R8<R7-D7，其中D7為透鏡在光軸1112處之厚度。
圖48展示用於如圖47中所繪示及表19A及表19B中所描述之透鏡系統1110之半視場(HFOV=37.0度)、介於470nm至750nm範圍內之可見光譜帶上的多色光線像差曲線。
圖49展示用於如圖47中所繪示及表19A及表19B中所描述之透鏡系統1110之球面像差之色度變化、散光場曲線及失真的多色曲線。
下表提供如本文中所描述且在圖1、圖4、圖7、圖10、圖27、圖30、圖35、圖38、圖41、圖44及圖47中所繪示之透鏡系統之實施例的各種光學及物理參數之實例值。可將此等表描述為提供用於例示性透鏡系統之光學規定。舉例而言，表1A及表1B提供用於具有如圖1中所繪示之六個透鏡組件之透鏡系統110的實例實施例之光學規定。
在該等表中，除非另外規定，否則所有尺寸以毫米計。正半徑指示曲率中心在表面之影像側。負半徑指示曲率中心在表面之物件側。「INF」代表無窮大(如光學器件中所使用)。「ASP」指示非球面表 面，且「FLT」指示平坦表面。厚度(或間隔)為自表面與光軸之交叉點至下一表面與光軸之交叉點的軸向距離。設計波長表示成像系統之光譜帶中之波長。
對於透鏡組件、窗、晶圓基板及IR濾光器之材料，提供氦d線波長下的折射率Nd，以及與d線及氫之C線及F線有關之阿貝數Vd。可藉由以下方程式定義阿貝數Vd：Vd=(Nd-1)/(NF-NC)，其中NF及NC分別為材料在氫之F線及C線下的折射率值。
參考非球面常數表(表1B、表2B、表3B、表4B、表5B、表6B、表7B、表8B、表9B、表10B、表11B、表12B、表13B、表14B、表15B、表16B、表17B、表18B及表19B)，可如下給定描述非球面表面之非球面方程式：
其中Z為平行於Z軸之表面之凹陷(對於Z軸與光軸重合之所有實施例)；c為表面之曲率(表面之曲率半徑的倒數)；K為圓錐常數；且A、B、C、D、E、F及G為非球面係數。
在表中，「E」標示指數記號(10之冪(power))。
表20A及表201B展示上文所描述的透鏡系統之十九項實施例的各種特性之資料。此等特性及特性之組合可用以表徵本文中所描述類型的透鏡系統。
應注意，藉助於實例給定下表中給定的用於透鏡系統之各種實施例中之各種參數的值，且該等值並非意欲為限制性的。舉例而言，用於實例實施例中之一或多個透鏡組件之一或多個表面的參數中之一 或多者以及用於組成組件之材料的參數可給定為不同值，同時仍為透鏡系統提供類似效能。特定言之，應注意，表中之一些值可針對使用如本文所描述之透鏡系統之實施例的相機之較大或較小實施按比例增大或減小。
另外應注意，自物件平面處之第一表面0至影像平面處之最後一表面列出如表中所示之透鏡系統之各種實施例中的組件之表面編號(Si)。由於組件之編號及位置在實施例中可有所變化，因此對應於一些組件之表面編號可在不同表中變化。舉例而言，對於表1A、表2A......表19A中所展示之透鏡系統，孔徑光闌為表面2，且表面3為虛設表面。第一透鏡組件具有表1A至表19A中所展示之透鏡系統的表面4及表面5。應注意，在參考本文件中之透鏡組件之表面的曲率半徑(Ri)之情況下，所使用的參考(Ri)(例如，針對第一透鏡組件之表面之R1及R2)對於所有實施例為相同的。但此等表面編號可(但未必)對應於如表中給定之透鏡組件的表面編號。
透鏡系統之有效焦距由f給定。透鏡系統之透鏡總長(TTL)為沿光軸第一組件L1之物件側表面與影像平面之間的距離。透鏡系統經組態以使得透鏡系統之比率(TTL/f)滿足以下關係：1.2<TTL/f<1.4
可位於透鏡組件L1之前物件側附近的孔徑光闌AS可判定透鏡系統之入射光瞳。將透鏡系統焦比或f數定義為透鏡系統有效焦距f除以入射光瞳直徑。IR濾光器118可作用以阻擋可損害或不利地影響光感測器之紅外輻射，且可經組態以便對f無影響。
本文中所描述之透鏡系統之實施例涵蓋在參考波長為555nm的情況下在470奈米(nm)至650nm之光譜的可見區域中之應用。下表中之光學規定在470nm至650nm光譜上針對所規定f數提供高影像品質。
例示性透鏡系統之六個透鏡組件L1、L2、L3、L4、L5及L6可由具有如表中所列出之折射率及阿貝數的塑膠材料構成。在至少一些實施例中，三種類型之塑膠材料可用於透鏡組件。透鏡組件L1、L3及L5可由具有阿貝數V1為55.9之第一塑膠材料構成，且透鏡組件L2及L4可由具有阿貝數V2為21.5之第二塑膠材料構成，且透鏡組件L6可由具有阿貝數V3為20.3之第三塑膠材料構成。在其他實施例中，可使用具有類似阿貝數之塑膠材料。需要用於具有負折射能力之第二透鏡組件L2之塑膠材料的阿貝數V2實質上小於用於透鏡組件L1之塑膠材料的阿貝數。透鏡組件之此等塑膠材料的應用允許針對可見區域上的色度像差最佳化及校正透鏡系統。
可選擇透鏡組件材料且可計算透鏡組件之折射能力分佈以滿足有效焦距f及場曲率或珀茲伐和(Petzval sum)之校正。可藉由調整透鏡組件之曲率半徑及非球面係數或幾何形狀以及軸向間隔(如表中所說明)來減少光學像差之單色及色度變化，以產生經良好校正及平衡之最小殘餘像差。
雖然已描述且在隨附圖式中展示某些例示性實施例，但應理解，此等實施例僅為說明性的且不限制本廣泛發明，且本發明不限於所展示及描述之特定構造及配置，此係因為一般熟習此項技術者可想到各種其他修改。因此，描述應被視為說明性而非限制性的。
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm
Si：表面i
Ri：透鏡組件之表面之曲率半徑
Di：表面i與表面i+1之間沿光軸的距離
Nd：材料相對於d線之折射率
Vd：材料相對於d線之阿貝數
f1：透鏡組件在555nm下之焦距
設計波長：650nm、610nm、555nm、510nm、470nm

Claims (4)

  1. 一種光學成像透鏡總成，其按自一物件側至一影像側之一次序包含：一第一透鏡組件，其具有正折射能力及一凸形物件側折射表面；一第二透鏡組件，其具有負折射能力、一凸形物件側折射表面及一凹形影像側折射表面；一第三透鏡組件，其具有折射能力；一第四透鏡組件，其具有折射能力及一凸形影像側折射表面；一第五透鏡組件，其具有折射能力、一凸形物件側折射表面及一凹形影像側折射表面；及一第六透鏡組件，其具有負折射能力及一凹形影像側折射表面，其中滿足以下關係：-0.3<(R11+R12)/(R11-R12)0.79。
  2. 一種光學成像透鏡總成，其按自一物件側至一影像側之一次序包含：一第一透鏡組件，其具有正折射能力及一凸形物件側折射表面；一第二透鏡組件，其具有負折射能力、一凸形物件側折射表面及一凹形影像側折射表面；一第三透鏡組件，其具有折射能力；一第四透鏡組件，其具有折射能力及一凸形影像側折射表面； 一第五透鏡組件，其具有折射能力、一凸形物件側折射表面及一凹形影像側折射表面；及一第六透鏡組件，其具有負折射能力及一凹形影像側折射表面，其中滿足以下關係：1.477R9/R10<1.7。
  3. 一種攜帶型無線通信器件，其包含：一外部殼體；及一數位相機，其整合於該外部殼體內部，該數位相機具有一光學成像透鏡總成，該光學成像透鏡總成按自一物件側至一影像側之次序包含：一第一透鏡組件，其具有正折射能力及一凸形物件側折射表面；一第二透鏡組件，其具有負折射能力、一凸形物件側折射表面及一凹形影像側折射表面；一第三透鏡組件，其具有折射能力；一第四透鏡組件，其具有折射能力及一凸形影像側折射表面；一第五透鏡組件，其具有折射能力、一凸形物件側折射表面及一凹形影像側折射表面；及一第六透鏡組件，其具有負折射能力及一凹形影像側折射表面，其中滿足以下關係：-0.3<(R11+R12)/(R11-R12)0.79。
  4. 一種攜帶型無線通信器件，其包含：一外部殼體；及 一數位相機，其整合於該外部殼體內部，該數位相機具有一光學成像透鏡總成，該光學成像透鏡總成按自一物件側至一影像側之次序包含：一第一透鏡組件，其具有正折射能力及一凸形物件側折射表面；一第二透鏡組件，其具有負折射能力、一凸形物件側折射表面及一凹形影像側折射表面；一第三透鏡組件，其具有折射能力；一第四透鏡組件，其具有折射能力及一凸形影像側折射表面；一第五透鏡組件，其具有折射能力、一凸形物件側折射表面及一凹形影像側折射表面；及一第六透鏡組件，其具有負折射能力及一凹形影像側折射表面，其中滿足以下關係：1.477R9/R10<1.7。
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