TWI739144B - 光學成像系統 - Google Patents

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TWI739144B
TWI739144B TW108129756A TW108129756A TWI739144B TW I739144 B TWI739144 B TW I739144B TW 108129756 A TW108129756 A TW 108129756A TW 108129756 A TW108129756 A TW 108129756A TW I739144 B TWI739144 B TW I739144B
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Abstract

一種光學成像系統包括：具有正折光力的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡，沿光軸自物側依序排列。所述第一透鏡至所述第四透鏡在近軸區域中沿所述光軸彼此間隔開。包括所述第一透鏡至所述第四透鏡的透鏡單元的總焦距f及影像感測器的成像表面的對角線長度的一半（IMG HT）滿足f/IMG HT > 4.9。所述第一透鏡的物側表面的有效孔半徑及所述第二透鏡的物側表面的有效孔半徑二者均大於除所述第一透鏡及所述第二透鏡以外的透鏡中的每一者的物側表面的有效孔半徑及像側表面的有效孔半徑。

Description

光學成像系統
以下說明是有關於一種光學成像系統。
[相關申請案的交叉參考]
本申請案主張於2018年9月14日在韓國智慧財產局中提出申請的韓國專利申請案第10-2018-0110440號、於2018年11月27日在韓國智慧財產局中提出申請的韓國專利申請案第10-2018-0148945號及於2019年8月1日在韓國智慧財產局中提出申請的韓國專利申請案第10-2019-0093864號的優先權的權益，所述韓國專利申請案的全部揭露內容出於全部目的併入本案供參考。
在行動終端中，提供相機模組，從而使得能夠施行視訊呼叫及影像拍攝。另外，隨著可攜式終端中的相機模組的功能性逐漸增加，對可攜式終端中的高解析度高效能相機模組的需求亦一直在增加。
然而，由於可攜式終端變得小型化且輕量化，在實施高解析度高效能相機模組方面一直存在限制。
由於望遠透鏡(telephoto lens)的焦距(focal length) 及總軌跡長度(total track length)相對長，因此可能難以將望遠透鏡安裝於可攜式終端中。
提供此發明內容是為了以簡化形式介紹下文在實施方式中所進一步闡述的一系列概念。此發明內容並不旨在辨識所主張標的的關鍵特徵或本質特徵，亦非旨在用於幫助確定所主張標的的範圍。
實例提供一種實施窄視角的細長光學成像系統。
在一個一般態樣中，一種光學成像系統包括：具有正折光力的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡，沿光軸自物側依序排列。所述第一透鏡至所述第四透鏡在相應的近軸區域中沿所述光軸彼此間隔開，包括所述第一透鏡至所述第四透鏡的透鏡單元的總焦距f及是影像感測器的成像表面的對角線長度的一半(IMG HT)滿足f/IMG HT>4.9，且所述第一透鏡的物側表面的有效孔半徑及所述第二透鏡的物側表面的有效孔半徑二者均大於除所述第一透鏡及所述第二透鏡以外的透鏡中的每一者的物側表面的有效孔半徑及像側表面的有效孔半徑。
所述光學成像系統可滿足0.8<TTL/f<1.2，其中TTL是所述光軸上自所述第一透鏡的所述物側表面至所述影像感測器的所述成像表面的距離。
所述光學成像系統可滿足3.8<f/TD12<7，其中TD12是自所述第一透鏡的所述物側表面至所述第二透鏡的像側表面的 光軸距離。
所述光學成像系統可滿足0.75<f12/f<4.5，其中f12是所述第一透鏡與所述第二透鏡的組合焦距。
所述光學成像系統可滿足ER11/ER_max>1.1，其中ER11是所述第一透鏡的所述物側表面的所述有效孔半徑，且ER_max是除所述第一透鏡及所述第二透鏡以外的所述透鏡中的每一者的所述物側表面的所述有效孔半徑及所述像側表面的所述有效孔半徑的最大值。
所述光學成像系統可滿足1.3<TTL/BFL<3.3，其中TTL是所述光軸上自所述第一透鏡的所述物側表面至所述影像感測器的所述成像表面的距離，且BFL是自最靠近所述影像感測器設置的透鏡的像側表面至所述影像感測器的所述成像表面的光軸距離。
所述第一透鏡的焦距f1可小於所述總焦距f的一半，且f1可大於所述第二透鏡的焦距f2的絕對值。
所述第二透鏡可具有負折光力且可包括凹的像側表面，且所述第三透鏡可具有正折光力。
最靠近所述影像感測器設置的透鏡可在近軸區域中及除所述近軸區域以外的區域中包括凸的物側表面且在所述近軸區域中包括凹的像側表面。
所述透鏡單元可包括設置於所述第四透鏡與所述影像感測器之間的第五透鏡，且所述第五透鏡可具有正折光力。
當在光軸方向上觀察時，所述第一透鏡及所述第二透鏡中的至少一者具有非圓形形狀。
所述第一透鏡及所述第二透鏡中具有非圓形形狀的所述至少一者可包括具有弧形形狀的第一邊緣及第二邊緣以及將所述第一邊緣與所述第二邊緣連接至彼此的第三邊緣及第四邊緣。在穿過所述光軸的同時連接所述第一邊緣與所述第二邊緣的虛擬直線的長度可大於在穿過所述光軸的同時連接所述第三邊緣與所述第四邊緣的虛擬直線的長度。
當在所述光軸方向上觀察時，所述第一透鏡可具有非圓形形狀，所述第一透鏡與所述第二透鏡之間可設置有具有開口的間隔件，且當在所述光軸方向上觀察時，所述間隔件的所述開口可具有非圓形形狀。
在另一一般態樣中，一種光學成像系統包括：具有正折光力的第一透鏡、具有負折光力的第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡，沿光軸自物側依序排列。所述第一透鏡至所述第五透鏡在相應的近軸區域中沿所述光軸彼此間隔開，當在光軸方向上觀察時，所述第一透鏡及所述第二透鏡中的至少一者具有非圓形形狀，所述第一透鏡與所述第二透鏡之間設置有具有開口的間隔件，當在所述光軸方向上觀察時，所述間隔件的所述開口具有非圓形形狀，包括所述第一透鏡至所述第五透鏡的透鏡單元的總焦距f及影像感測器的成像表面的對角線長度的一半(IMG HT)滿足f/IMG HT>4.9，且所述第一透鏡的物側表面的有效孔半徑 ER11及所述第三透鏡、所述第四透鏡及所述第五透鏡中的每一者的物側表面的有效孔半徑及像側表面的有效孔半徑的最大值ER_max滿足ER11/ER_max>1.1。
所述光學成像系統可滿足ER21/ER_max>1.0，其中ER12是所述第二透鏡的物側表面的有效孔半徑。
所述間隔件可具有界定所述開口的內圓周表面，所述內圓周表面可包括具有弧形形狀的第一內側表面及第二內側表面以及將所述第一內側表面與所述第二內側表面連接至彼此的第三內側表面及第四內側表面，且所述第三內側表面及所述第四內側表面可各自包括至少一個凹的彎曲表面及至少一個凸的彎曲表面。
所述至少一個凹的彎曲表面及所述至少一個凸的彎曲表面可沿所述第三內側表面及所述第四內側表面交替出現。
在另一一般態樣中，一種光學成像系統包括：至少四個透鏡且不多於五個透鏡，沿所述光學成像系統的光軸依序排列。沿所述光軸最靠近物側設置的透鏡具有正折光力，沿所述光軸最靠近像側設置的透鏡具有正折光力，最靠近所述物側設置的所述透鏡的焦距小於包括透鏡中的所有者的透鏡單元的總焦距的一半，且最靠近所述物側設置的所述透鏡的所述焦距大於與最靠近所述物側設置的所述透鏡鄰近設置的透鏡的焦距的絕對值。
所述光學成像系統可由四個透鏡組成。
所述光學成像系統可由五個透鏡組成。
最靠近所述物側設置的所述透鏡及最靠近所述像側設 置的所述透鏡可包含第一塑膠材料，且其他透鏡可各自包含具有與所述第一塑膠材料的光學性質不同的光學性質的一或多種塑膠材料。
最靠近所述物側設置的所述透鏡及與最靠近所述物側設置的所述透鏡鄰近設置的透鏡中的一或兩個透鏡可為非圓形透鏡。
作為非圓形透鏡的所述一或兩個透鏡的有效孔半徑可大於所述其他透鏡中的每一者的有效孔半徑。
最靠近所述物側設置的所述透鏡可包括凸的物側表面及凸的像側表面。
最靠近所述像側設置的所述透鏡可包括凸的物側表面及凹的像側表面。
藉由閱讀以下詳細說明、圖式及申請專利範圍，其他特徵及態樣將顯而易見。
1:可攜式電子裝置
2:相機模組
10:光學部分
11:第一邊緣
12:第二邊緣
13:第三邊緣
14:第四邊緣
21:第一側表面
22:第二側表面
23:第三側表面
24:第四側表面
30:凸緣部分
31:第一凸緣部分
32:第二凸緣部分
40:內圓周表面
41:第一內側表面
42:第二內側表面
43:第三內側表面
44:第四內側表面
50:外圓周表面
51:第一外側表面
52:第二外側表面
53:第三外側表面
54:第四外側表面
60:開口
110、210、310、410、510、610:第一透鏡
120、220、320、420、520、620:第二透鏡
130、230、330、430、530、630:第三透鏡
140、240、340、440、540、640:第四透鏡
150、250、350、450、550:第五透鏡
160、260、360、460、560、660:濾波器
170、270、370、470、570、670:影像感測器
1000:光學成像系統
a、c、e、g:長軸
b、d、f、h:短軸
L1:透鏡/第一透鏡
L2:透鏡/第二透鏡
L3:透鏡/第三透鏡
L4:透鏡/第四透鏡
L5:透鏡/第五透鏡
ER11:有效孔半徑
IMG HT:成像表面的對角線長度的一半
R:反射構件
S1:間隔件/第一間隔件
x、y、z:方向
圖1是根據第一實例的光學成像系統的透鏡配置圖。
圖2及圖3是含有示出圖1中所示光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖4是根據第二實例的光學成像系統的透鏡配置圖。
圖5及圖6是含有示出圖4中所示光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖7是示出根據第三實例的光學成像系統的透鏡配置 圖。
圖8及圖9是含有示出圖7中所示光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖10是示出根據第四實例的光學成像系統的透鏡配置圖。
圖11及圖12是含有示出圖10中所示光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖13是示出根據第五實例的光學成像系統的透鏡配置圖。
圖14及圖15是含有示出圖13中所示光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖16是示出根據第六實例的光學成像系統的透鏡配置圖。
圖17及圖18是含有示出圖16中所示光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖19是根據實例的光學成像系統的透視示意圖。
圖20是根據實例的光學成像系統的非圓形透鏡的平面示意圖。
圖21是根據實例的可攜式電子裝置的透視圖。
圖22是根據實例的光學成像系統的透視示意圖。
圖23及圖24是根據實例的光學成像系統的第一透鏡的平面圖。
圖25及圖26是根據實例的光學成像系統的第一間隔件的平面圖。
圖27及圖28是示出根據實例的第一間隔件的另一實例的圖。
圖29及圖30是示出根據實例的第一間隔件的另一實例的圖。
在所有圖式中且在詳細說明通篇中，相同的參考編號指代相同的元件。圖式可能並非按比例繪製，且為清晰、例示及方便起見，可誇大圖式中的元件的相對尺寸、比例及繪示。
提供以下詳細說明以幫助讀者獲得對本文中所述方法、設備及/或系統的全面理解。然而，對於此項技術中具有通常知識者而言，本文中所述方法、設備及/或系統的各種改變、潤飾及等效形式將顯而易見。本文中所述的操作順序僅為實例，且不旨在限於本文中所述操作順序，而是如對於此項技術中具有通常知識者而言將顯而易見，除必需以特定次序進行的操作以外，亦可有所改變。此外，為提高清晰性及簡潔性，可省略對將為此項技術中具有通常知識者眾所習知的功能及構造的說明。
本文中所述特徵可以不同形式實施，且不被理解為限於本文中所述實例。確切而言，提供本文中所述實例是為了使此揭露內容將透徹及完整，並將向此項技術中具有通常知識者充分傳達本揭露內容的範圍。
注意，在本文中，關於實例或實施例使用用語「可」(例如，關於實例或實施例可包括或實施什麼)意指存在其中包括或實施此種特徵的至少一個實例或實施例，而所有實例及實施例並非僅限於此。
在說明書通篇中，當例如層、區域或基板等元件被闡述為位於另一元件「上」、「連接至」或「耦合至」另一元件時，所述元件可直接位於所述另一元件「上」、直接「連接至」或直接「耦合至」所述另一元件，或者可存在介於其間的一或多個其他元件。反之，當一元件被闡述為「直接位於」另一元件「上」、「直接連接至」或「直接耦合至」另一元件時，則可不存在介於其間的其他元件。
本文中所使用的用語「及/或」包括相關列出項中的任意一項或者相關列出項中的任意兩項或更多項的任意組合。
儘管本文中可能使用例如「第一(first)」、「第二(second)」及「第三(third)」等用語來闡述各種構件、組件、區域、層或區段，然而該些構件、組件、區域、層或區段不受該些用語限制。確切而言，該些用語僅用於區分各個構件、組件、區域、層或區段。因此，在不背離實例的教示內容的條件下，本文中所述實例中所提及的第一構件、組件、區域、層或區段亦可被稱為第二構件、組件、區域、層或區段。
在本文中，為易於說明，可使用例如「上方」、「上部的」、「下方」及「下部的」等空間相對性用語來闡述圖式中所示的一 個元件相對於另一元件的關係。此種空間相對性用語旨在除圖中所繪示定向以外亦囊括裝置在使用或操作中的不同定向。舉例而言，若翻轉圖中的裝置，則被闡述為相對於另一元件位於「上方」或「上部」的元件此時將相對於所述另一元件位於「下方」或「下部」。因此，用語「上方」同時囊括視裝置空間定向而定的上方與下方兩種定向。所述裝置亦可以其他方式定向(例如，旋轉90度或處於其他定向)，且本文中所使用的空間相對性用語要相應地進行解釋。
本文中所使用的術語僅是為了闡述各種實例，而並非用於限制本揭露。除非上下文另外清楚地指示，否則冠詞「一(a、an)」及「所述(the)」旨在亦包括複數形式。用語「包括(comprises)」、「包含(includes)」及「具有(has)」規定所陳述的特徵、數目、操作、構件、元件及/或其組合的存在，但不排除一或多個其他特徵、數目、操作、構件、元件及/或其組合的存在或添加。
由於製造技術及/或容差，圖式中所示形狀可能發生變化。因此，本文中所述實例不限於圖式中所示的特定形狀，而是包括在製造期間發生的形狀變化。
如將在理解本申請案的揭露內容之後顯而易見，本文中所述實例的特徵可以各種方式加以組合。此外，如在理解本申請案的揭露內容之後將顯而易見，儘管本文中所述實例具有多種配置，然而可能存在其他配置。
圖式可能並非按比例繪製，且為清晰、例示及方便起見，可誇大圖式中的元件的相對尺寸、比例及繪示。
隨後，參照所附圖式進一步詳細闡述實例。
另外，在說明書通篇中，除非另外特別陳述，否則「包括」指示可包括其他元件，而非排除其他元件。
在以下透鏡配置圖中，出於闡釋目的，可以稍微誇大的方式示出透鏡的厚度、尺寸及形狀，且詳言之，透鏡配置圖中所呈現的球面表面或非球表面形狀僅是藉由實例的方式示出，且並非僅限於此。
根據實例的光學成像系統可包括沿光軸設置的多個透鏡。所述多個透鏡可沿光軸彼此隔開預定距離。
作為實例，光學成像系統包括五個或四個透鏡。
在光學成像系統中設置有五個透鏡的實例中，第一透鏡是指最靠近物側(或反射構件)的透鏡，且第五透鏡是指最靠近影像感測器的透鏡。
在光學成像系統中設置有四個透鏡的實例中，第一透鏡是指最靠近物側(或反射構件)的透鏡，且第四透鏡是指最靠近影像感測器的透鏡。
在每一透鏡中，第一表面是指與物體鄰近的表面(或物側表面)，且第二表面是指與成像平面鄰近的表面(或像側表面)。在本說明書中，關於透鏡的曲率半徑、透鏡的厚度等的數值皆以毫米(mm)為單位，且角度的單位是度。
另外，在對每一透鏡的形狀的說明中，一個表面的凸的形狀指示所述表面的近軸區域是凸的，且一個表面的凹的形狀指示所述表面的近軸區域是凹的。因此，即使在透鏡的一個表面被闡述為具有凸的形狀的情形中，透鏡的邊緣部分可為凹的。相似地，即使在透鏡的一個表面被闡述為具有凹的形狀的情形中，透鏡的邊緣部分可為凸的。
近軸區域是指光軸附近的相對窄的區域。
根據實例的光學成像系統包括五個透鏡。
舉例而言，根據實例的光學成像系統包括自物側依次排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡。
根據另一實例的光學成像系統包括四個透鏡。
舉例而言，根據實例的光學成像系統包括自物側依次排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡。
然而，本揭露中的光學成像系統的透鏡不限於五個或四個透鏡。舉例而言，光學成像系統可更包括其他組件。
舉例而言，光學成像系統可更包括具有用於改變光通路(optical path)的反射表面的反射構件。反射構件被配置成將光通路改變90度。在實例中，反射構件可為反射鏡(mirror)或稜鏡(prism)。
反射構件設置成較所述多個透鏡更靠近物體。因此，在本說明書中，最靠近物側的透鏡可為最靠近反射構件的透鏡。
此外，光學成像系統可更包括用於將入射對象的影像轉 換成電訊號的影像感測器。
光學成像系統可更包括用於阻擋紅外線的紅外截止濾波器(infrared cutoff filter)(在下文中，稱為濾波器)。濾波器設置於影像感測器與最靠近影像感測器設置的透鏡(第五透鏡或第四透鏡)之間。
構成根據所述實例的光學成像系統的所有透鏡可由塑膠材料形成。
在構成光學成像系統的所述多個透鏡中，最靠近反射構件的透鏡及最靠近影像感測器的透鏡由第一塑膠材料形成，且其他透鏡由具有與第一塑膠材料不同的光學性質的塑膠材料形成。
在實例中，在由五個透鏡構成的光學成像系統的情形中，第一透鏡由第一塑膠材料形成，且第二透鏡及第四透鏡由具有與第一塑膠材料的光學特性不同的光學特性的第二塑膠材料形成，且第三透鏡與第五透鏡可由與第一塑膠材料及第二塑膠材料不同的塑膠材料形成且具有彼此不同的光學特性。
在由四個透鏡構成的光學成像系統的情形中，第一透鏡至第四透鏡可皆由具有不同光學特性的塑膠材料形成。
另一方面，光學成像系統的透鏡的至少部分具有非圓形平面形狀。舉例而言，第一透鏡及第二透鏡中的至少一者可形成為具有非圓形形狀，且其餘的透鏡可形成為具有圓形形狀。作為另一選擇，光學成像系統的所有透鏡可形成為具有非圓形形狀。
「非圓形」指示透鏡在除塑膠注射透鏡(plastic injection lens)的澆口部分(gate portion)以外的區域中不是圓形的。
非圓形透鏡具有四個側表面，且其兩個側表面分別形成為彼此相對。此外，彼此相對的側表面具有對應的形狀。
舉例而言，當在光軸方向上觀察時，第一透鏡的第一側表面及第二側表面具有弧形形狀，且第三側表面及第四側表面具有實質上線性的形狀(參見圖20)。在第一側表面或第二側表面上可形成有澆口，即樹脂材料的移動通路。
用語「圓形」是指包括其中塑膠注射透鏡的澆口部分被切割成具有部分切割形狀(partial-cut shape)的形狀的含義。
因此，圓形透鏡可具有其中圓形的一部分藉由切割作為樹脂材料移動通路的澆口而被切割的形狀。
光學成像系統的所有透鏡包括光學部分及凸緣部分。在下文中，將參照圖19及圖20詳細闡述非圓形的透鏡。
在此實例中，具有非圓形形狀的透鏡被設置為第一透鏡L1及第二透鏡L2。為方便說明，將省略與第二透鏡L2相同或重覆的說明，且將主要闡述第一透鏡L1。
光學部分10可為第一透鏡L1的光學效能發揮作用的部分。在實例中，自對象反射的光可在穿過光學部分10時折射。
光學部分10可具有折光力且可具有非球面形狀。
光學部分10包括物側表面(面對物側的表面)及像側表面(面對成像平面的表面)(物側表面示出於圖20中)。
凸緣部分30可為將第一透鏡L1固定至例如透鏡筒或第 二透鏡L2等另一配置的部分。
凸緣部分30圍繞光學部分10的至少部分延伸，且可與光學部分10一體地形成。
光學部分10及凸緣部分30形成為具有非圓形形狀。舉例而言，當在光軸方向上觀察時，光學部分10及凸緣部分30是非圓形的(參見圖19及圖20)。作為另一選擇，光學部分10可具有圓形形狀，且凸緣部分30可具有非圓形形狀。
光學部分10包括第一邊緣11、第二邊緣12、第三邊緣13及第四邊緣14。第一邊緣11與第二邊緣12定位成彼此相對，且第三邊緣13與第四邊緣14定位成彼此相對。
在光軸方向上觀察時，第一邊緣11及第二邊緣12具有弧形形狀，而第三邊緣13及第四邊緣14具有實質上線性的形狀。
凸緣部分30包括第一凸緣部分31及第二凸緣部分32。第一凸緣部分31自光學部分10的第一邊緣11延伸，且第二凸緣部分32自光學部分10的第二邊緣12延伸。
光學部分10的第一邊緣11可指光學部分10的與第一凸緣部分31鄰近的部分，且光學部分10的第二邊緣12可指光學部分10的與第二凸緣部分32鄰近的部分。
光學部分10的第三邊緣13可指其中未形成凸緣部分30的光學部分10的一個側表面，且光學部分10的第四邊緣14可指其中未形成凸緣部分30的光學部分10的另一側表面。
第一透鏡L1由塑膠材料形成且藉由模具注射成型 (injection-molded)。在此種情形中，根據所述實例的第一透鏡L1的第三邊緣13及第四邊緣14不是藉由在注射成型之後切割透鏡的一部分而形成，而是在注射成型期間形成為具有此種形狀。
若透鏡的一部分在注射成型之後被移除，則透鏡可能在移除期間因施加至透鏡的力而變形。在透鏡變形的情形中，透鏡的光學效能不可避免地改變，此可能造成問題。
然而，在根據所述實例的第一透鏡L1的情形中，由於當注射第一透鏡L1時第一透鏡L1形成為具有非圓形形狀，因此可減小第一透鏡L1的尺寸，同時確保第一透鏡L1的效能。
在此實例中，非圓形的透鏡(例如，第一透鏡L1及第二透鏡L2)較其他透鏡(第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5)更鄰近物側設置。此外，非圓形的透鏡的有效孔半徑被形成為大於其他透鏡的有效孔半徑。
有效孔半徑是指光實際穿過的每一透鏡的一個表面(物側表面及像側表面)的半徑。舉例而言，有效孔半徑是指每一透鏡的光學部分的半徑。
由於第一透鏡L1是非圓形的，因此第一透鏡L1的有效孔半徑具有最大有效孔半徑及最小有效孔半徑，所述最大有效孔半徑對應於在穿過光軸的同時連接第一邊緣11與第二邊緣12的虛擬直線的一半，所述最小有效孔半徑對應於在穿過光軸的同時連接第三邊緣13與第四邊緣14的虛擬直線的一半。在本說明書中，具有非圓形形狀的透鏡的有效孔半徑是指最大有效孔半徑。
光學成像系統包括自對準結構(self-alignment structure)。在實例中，光學成像系統具有其中藉由透鏡的至少部分的相互耦合來對準光軸的結構。
第一透鏡L1以使得光軸對準的方式與透鏡筒接觸，且其餘透鏡中的至少一者耦合至與其鄰近的透鏡以就光軸進行對準。舉例而言，第一透鏡L1與第二透鏡L2可耦合至彼此以對準光軸。在第一透鏡L1的像側表面的凸緣部分及第二透鏡L2的物側表面的凸緣部分上分別設置有凹凸結構，且第一透鏡L1的凹凸結構與第二透鏡L2的凹凸結構耦合至彼此以對準光軸。
所述多個透鏡中的每一者可具有至少一個非球面表面。
舉例而言，第一透鏡至第五透鏡中的每一者的第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面表面。在此種情形中，第一透鏡至第五透鏡的非球面表面由以下方程式1表示。
Figure 108129756-A0305-02-0019-1
在方程式1中，c是透鏡的曲率(曲率半徑的倒數)，K是圓錐常數(conic constant)，且Y是自透鏡的非球面表面上的任意點至光軸的距離。另外，常數A至F是非球面係數(aspheric coefficient)。Z表示自透鏡的非球面表面上的任意點至非球面表面的頂點的距離。
由第一透鏡至第五透鏡構成的光學成像系統可自物側 依次具有正/負/正/負/正折光力，或者可自物側依次具有正/負/正/正/正折光力。
由第一透鏡至第四透鏡構成的光學成像系統可自物側依次具有正/負/正/正折光力。
根據實例的光學成像系統可滿足以下條件表達式中的至少一者。
條件表達式1 f/IMG HT>4.9
條件表達式2 0.8<TTL/f<1.2
條件表達式3 1.3<TTL/BFL<3.3
條件表達式4 0.75<f12/f<4.5
條件表達式5 3.8<f/TD12<7
條件表達式6 ER11/ER_max>1.1
條件表達式7 ER11/ER51>1.1
條件表達式8 ER21/ER_max>1.0
條件表達式9 ER21/ER51>1.0
條件表達式10 CRA_max<18
在條件表達式中，IMG HT是影像感測器的成像表面的對角線長度的一半，且TTL是光軸上自第一透鏡的物側表面至影像感測器的影像表面的距離。
f是光學成像系統的總焦距，且BFL是光軸上自最靠近影像感測器設置的透鏡的像側表面至影像感測器的影像表面的距離。
f12是第一透鏡與第二透鏡的組合焦距，且TD12是光軸上自第一透鏡的物側表面至第二透鏡的像側表面的距離。
ER11是第一透鏡的物側表面的有效孔半徑，ER21是第二透鏡的物側表面的有效孔半徑，且ER51是最靠近影像感測器的透鏡的物側表面的有效孔半徑。
ER_max表示除第一透鏡及第二透鏡以外的透鏡的物側表面的有效半徑及像側表面的有效半徑中的最大值。
CRA_max是主光線(principal ray)在成像平面上的入射角的最大值。
接下來，將闡述構成根據實例的光學成像系統的第一透鏡至第五透鏡。
第一透鏡具有正折光力。第一透鏡可具有其兩個表面均為凸的形狀。舉例而言，第一透鏡的第一表面及第二表面可具有凸的形狀。
第一透鏡的第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面的。舉例而言，第一透鏡的兩個表面可為非球面的。
第二透鏡具有負折光力。第二透鏡可具有朝物體凸出的彎月面形狀(meniscus shape)。舉例而言，第二透鏡的第一表面可在近軸區域中為凸的，且第二透鏡的第二表面可在近軸區域中為凹的。
在第二透鏡的情形中，第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面的。舉例而言，第二透鏡的兩個表面可為非球面的。
第三透鏡可具有正折光力。此外，第三透鏡可具有朝物體凸出的彎月面形狀。舉例而言，第三透鏡的第一表面可在近軸區域中為凸的，且第三透鏡的第二表面可在近軸區域中為凹的。作為另一選擇，第三透鏡可具有朝成像平面凸出的彎月面形狀。舉例而言，第三透鏡的第一表面可在近軸區域中為凹的，且第三透鏡的第二表面可在近軸區域中為凸的。
在第三透鏡的情形中，第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面的。舉例而言，第三透鏡的兩個表面可為非球面的。
第四透鏡具有正折光力或負折光力。第四透鏡可具有朝物體凸出的彎月面形狀。舉例而言，第四透鏡的第一表面可在近軸區域中為凸的，且第四透鏡的第二表面可在近軸區域中為凹的。作為另一選擇，第四透鏡可具有朝成像平面凸出的彎月面形狀。舉例而言，第四透鏡的第一表面可在近軸區域中為凹的，且第四透鏡的第二表面可在近軸區域中為凸的。
在第四透鏡的情形中，第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面的。舉例而言，第四透鏡的兩個表面可為非球面的。
第五透鏡具有正折光力。
此外，第五透鏡可具有朝物體凸出的彎月面形狀。舉例而言，第五透鏡的第一表面可在近軸區域中為凸的，且第五透鏡的第二表面可在近軸區域中為凹的。
在第五透鏡的情形中，第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面的。舉例而言，第五透鏡的兩個表面可為非球面的。
第五透鏡是不具有形成於物側表面及像側表面上的拐點(inflection point)的透鏡。因此，第五透鏡甚至在除近軸區域以外的區域中以及在近軸區域中具有凸的第一表面及凹的第二表面。
接下來，將闡述構成根據另一實例的光學成像系統的第一透鏡至第四透鏡。
第一透鏡具有正折光力。第一透鏡可具有為凸的形狀的兩個表面。舉例而言，第一透鏡的第一表面及第二表面可在近軸區域中為凸的。
第一透鏡的第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面的。舉例而言，第一透鏡的兩個表面可為非球面的。
第二透鏡具有負折光力。第二透鏡可具有朝物體凸出的彎月面形狀。舉例而言，第二透鏡的第一表面可在近軸區域中為凸的，且第二透鏡的第二表面可在近軸區域中為凹的。
在第二透鏡的情形中，第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面的。舉例而言，第二透鏡的兩個表面可為非球面的。
第三透鏡可具有正折光力。此外，第三透鏡可具有朝物體凸出的彎月面形狀。舉例而言，第三透鏡的第一表面可在近軸區域中為凸的，且第三透鏡的第二表面可在近軸區域中為凹的。
在第三透鏡的情形中，第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面的。舉例而言，第三透鏡的兩個表面可為非球面的。
第四透鏡具有正折光力。第四透鏡可具有朝物體凸出的 彎月面形狀。舉例而言，第四透鏡的第一表面可在近軸區域中為凸的，且第四透鏡的第二表面可在近軸區域中為凹的。
在第四透鏡的情形中，第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面的。舉例而言，第四透鏡的兩個表面可為非球面的。
第四透鏡是拐點不形成於物側表面及像側表面上的透鏡。因此，第四透鏡甚至在除近軸區域以外的區域中以及在近軸區域中具有凸的第一表面及凹的第二表面。
在如上所述配置的光學成像系統中，由於多個透鏡執行像差校正功能(aberration correcting function)，因此可改善像差改善效能。
另外，根據實例的光學成像系統具有大於0.8且小於1.2的望遠比率(TTL/f)，進而使得可實施望遠透鏡特性及窄視角。
將參照圖1至圖3闡述根據第一實例的光學成像系統。
根據第一實例的光學成像系統包括光學系統，所述光學系統包括第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140及第五透鏡150，且可更包括濾波器160及影像感測器170。
此外，光學成像系統可更包括反射構件R，反射構件R設置成較第一透鏡110更靠近物體且具有用於改變光通路的反射表面。在第一實例中，儘管反射構件R可為稜鏡，然而反射構件R亦可設置為反射鏡。
表1示出每一透鏡的透鏡特性，例如曲率半徑、透鏡厚度、透鏡之間的距離、折射率、阿貝數(Abbe number)。
光學成像系統的總焦距為15.0027毫米。
Figure 108129756-A0305-02-0025-2
在第一實例中，第一透鏡110具有正折光力，且第一透鏡110的第一表面及第二表面在近軸區域中是凸的。
第一透鏡110的焦距小於總焦距的一半，且大於第二透鏡120的焦距的絕對值。
第二透鏡120具有負折光力，第二透鏡120的第一表面在近軸區域中為凸的，且第二透鏡120的第二表面在近軸區域中 為凹的。
第三透鏡130具有正折光力，且第三透鏡130的第一表面在近軸區域中為凸的，且第三透鏡130的第二表面在近軸區域中為凹的。
第四透鏡140具有負折光力，第四透鏡140的第一表面在近軸區域中為凸的，且第四透鏡140的第二表面在近軸區域中為凹的。
第五透鏡150具有正折光力，第五透鏡150的第一表面在近軸區域中為凸的，且第五透鏡150的第二表面在近軸區域中為凹的。在除近軸區域以外的區域中，第五透鏡150的第一表面為凸的，且第五透鏡150的第二表面為凹的。
第一透鏡110至第五透鏡150的相應表面具有如表2中所示的非球面表面係數。舉例而言，第一透鏡110至第五透鏡150的物側表面及像側表面皆為非球面表面。
Figure 108129756-A0305-02-0026-3
Figure 108129756-A0305-02-0027-4
此外，圖1所示光學成像系統可具有圖2及圖3中所示的像差特性。
將參照圖4至圖6闡述根據第二實例的光學成像系統。
根據第二實例的光學成像系統包括光學系統，所述光學系統具有第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240及第五透鏡250，且可更包括濾波器260及影像感測器270。
光學成像系統可更包括反射構件R，反射構件R設置成較第一透鏡210更靠近物體且具有用於改變光通路的反射表面。在第二實例中，儘管反射構件R可為稜鏡，然而反射構件R亦可設置為反射鏡。
表3示出每一透鏡的透鏡特性，例如曲率半徑、透鏡厚度或透鏡之間的距離、折射率、阿貝數。
光學成像系統的總焦距為15毫米。
Figure 108129756-A0305-02-0027-5
Figure 108129756-A0305-02-0028-6
在第二實例中，第一透鏡210具有正折光力，且第一透鏡210的第一表面及第二表面在近軸區域中是凸的。
第一透鏡210的焦距小於總焦距的一半，且大於第二透鏡220的焦距的絕對值。
第二透鏡220具有負折光力，且第二透鏡220的第一表面在近軸區域中為凸的，且第二透鏡220的第二表面在近軸區域中為凹的。
第三透鏡230具有正折光力，第三透鏡230的第一表面在近軸區域中具有凸的形狀，且第三透鏡230的第二表面在近軸區域中具有凹的形狀。
第四透鏡240具有負折光力，第四透鏡240的第一表面 在近軸區域中具有凹的形狀，且第四透鏡240的第二表面在近軸區域中為凸的。
第五透鏡250具有正折光力，第五透鏡250的第一表面在近軸區域中為凸的，且第五透鏡250的第二表面在近軸區域中為凹的。第五透鏡250在除近軸區域以外的區域中具有凸的第一表面及凹的第二表面。
第一透鏡210至第五透鏡250的相應表面具有表4中所示的非球面表面係數。舉例而言，第一透鏡210至第五透鏡250的物側表面及像側表面皆為非球面表面。
Figure 108129756-A0305-02-0029-7
圖4所示光學成像系統可具有圖5及圖6中所示的像差 特性。
將參照圖7至圖9闡述根據第三實例的光學成像系統。
根據第三實例的光學成像系統包括光學系統，所述光學系統包括第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340及第五透鏡350，且可更包括濾波器360及影像感測器370。
光學成像系統可更包括反射構件R，反射構件R設置成較第一透鏡310更靠近物體且具有用於改變光通路的反射表面。在第三實例中，儘管反射構件R可為稜鏡，然而反射構件R亦可設置為反射鏡。
表5示出每一透鏡的透鏡特性，例如曲率半徑、透鏡厚度或透鏡之間的距離、折射率、阿貝數。
光學成像系統的總焦距為15毫米。
Figure 108129756-A0305-02-0030-10
Figure 108129756-A0305-02-0031-11
在第三實例中，第一透鏡310具有正折光力，且第一透鏡310的第一表面及第二表面在近軸區域中是凸的。
第一透鏡310的焦距小於總焦距的一半，且大於第二透鏡320的焦距的絕對值。
第二透鏡320具有負折光力，第二透鏡320的第一表面在近軸區域中為凸的，且第二透鏡320的第二表面在近軸區域中為凹的。
第三透鏡330具有正折光力，第三透鏡330的第一表面在近軸區域中為凸的，且第三透鏡330的第二表面在近軸區域中為凹的。
第四透鏡340具有負折光力，第四透鏡340的第一表面在近軸區域中具有凹的形狀，且第四透鏡340的第二表面在近軸區域中為凸的。
第五透鏡350具有正折光力，第五透鏡350的第一表面在近軸區域中為凸的，且第五透鏡350的第二表面在近軸區域中為凹的。此外，第五透鏡350在除近軸區域以外的區域中具有凸的第一表面及凹的第二表面。
第一透鏡310至第五透鏡350的相應表面具有如表6中所示的非球面表面係數。舉例而言，第一透鏡310至第五透鏡350的物側表面及像側表面皆為非球面表面。
Figure 108129756-A0305-02-0032-12
此外，圖7所示光學成像系統可具有圖8及圖9中所示的像差特性。
將參照圖10至圖12闡述根據第四實例的光學成像系統。
根據第四實例的光學成像系統包括光學系統，所述光學系統包括第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440及第五透鏡450，且可更包括濾波器460及影像感測器470。
光學成像系統可更包括反射構件R，反射構件R設置成較第一透鏡410更靠近物體且具有用於改變光通路的反射表面。在第四實例中，儘管反射構件R可為稜鏡，然而反射構件R亦可設置為反射鏡。
表7示出每一透鏡的透鏡特性，例如曲率半徑、透鏡厚度或透鏡之間的距離、折射率、阿貝數。
光學成像系統的總焦距為15毫米。
Figure 108129756-A0305-02-0033-13
在第四實例中，第一透鏡410具有正折光力，且第一透鏡410的第一表面及第二表面在近軸區域中是凸的。
第一透鏡410的焦距小於總焦距的一半，且大於第二透鏡420的焦距的絕對值。
第二透鏡420具有負折光力，第二透鏡420的第一表面在近軸區域中為凸的，且第二透鏡420的第二表面在近軸區域中為凹的。
第三透鏡430具有正折光力，第三透鏡430的第一表面在近軸區域中為凸的，且第三透鏡430的第二表面在近軸區域中為凹的。
第四透鏡440具有正折光力，第四透鏡440的第一表面在近軸區域中為凹的，且第四透鏡440的第二表面在近軸區域中為凸的。
第五透鏡450具有正折光力，第五透鏡450的第一表面在近軸區域中為凸的，且第五透鏡450的第二表面在近軸區域中為凹的。第五透鏡450在除近軸區域以外的區域中具有凸的第一表面及凹的第二表面。
第一透鏡410至第五透鏡450的相應表面具有如表8中所示的非球面表面係數。舉例而言，第一透鏡410至第五透鏡450的物側表面及像側表面皆為非球面表面。
Figure 108129756-A0305-02-0034-14
Figure 108129756-A0305-02-0035-15
此外，圖10所示光學成像系統可具有圖11及圖12中所示的像差特性。
將參照圖13至圖15闡述根據第五實例的光學成像系統。
根據第五實例的光學成像系統包括光學系統，所述光學系統具有第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540及第五透鏡550，且可更包括濾波器560及影像感測器570。
光學成像系統可更包括反射構件R，反射構件R設置成較第一透鏡510更靠近物體且具有用於改變光通路的反射表面。在第五實例中，儘管反射構件R可為稜鏡，然而反射構件R亦可設置為反射鏡。
表9示出每一透鏡的透鏡特性，例如曲率半徑、透鏡厚 度或透鏡之間的距離、折射率、阿貝數。
光學成像系統的總焦距f為14.9712毫米。
Figure 108129756-A0305-02-0036-16
在第五實例中，第一透鏡510具有正折光力，且第一透鏡510的第一表面及第二表面在近軸區域中是凸的。
第一透鏡510的焦距小於總焦距的一半，且大於第二透鏡520的焦距的絕對值。
第二透鏡520具有負折光力，第二透鏡520的第一表面 在近軸區域中為凸的，且第二透鏡520的第二表面在近軸區域中為凹的。
第三透鏡530具有正折光力，且第三透鏡530的第一表面在近軸區域中為凹的，且第三透鏡530的第二表面在近軸區域中為凸的。
第四透鏡540具有負折光力，第四透鏡540的第一表面在近軸區域中為凹的，且第四透鏡540的第二表面在近軸區域中為凸的。
第五透鏡550具有正折光力，第五透鏡550的第一表面在近軸區域中為凸的，且第五透鏡550的第二表面在近軸區域中為凹的。第五透鏡550在除近軸區域以外的區域中具有凸的第一表面及凹的第二表面。
第一透鏡510至第五透鏡550的相應表面具有如表10中所示的非球面表面係數。舉例而言，第一透鏡510至第五透鏡550的物側表面及像側表面二者皆為非球面表面。
Figure 108129756-A0305-02-0037-17
Figure 108129756-A0305-02-0038-19
圖13所示光學成像系統可具有圖14及圖15中所示的像差特性。
將參照圖16至圖18闡述根據第六實例的光學成像系統。
根據第六實例的光學成像系統包括光學系統，所述光學系統包括第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630及第四透鏡640，且可更包括濾波器660及影像感測器670。
光學成像系統可更包括反射構件R，反射構件R設置成較第一透鏡610更靠近物體且具有用於改變光通路的反射表面。在第六實例中，儘管反射構件R可為稜鏡，然而反射構件R亦可設置為反射鏡。
表11示出每一透鏡的透鏡特性，例如曲率半徑、透鏡厚度或透鏡之間的距離、折射率、阿貝數。
光學成像系統的總焦距f為15毫米。
Figure 108129756-A0305-02-0038-20
Figure 108129756-A0305-02-0039-21
在第六實例中，第一透鏡610具有正折光力，且第一透鏡610的第一表面及第二表面在近軸區域中具有凸的形狀。
第一透鏡610的焦距小於總焦距的一半，且大於第二透鏡620的焦距的絕對值。
第二透鏡620具有負折光力，第二透鏡620的第一表面在近軸區域中為凸的，且第二透鏡620的第二表面在近軸區域中為凹的。
第三透鏡630具有正折光力，第三透鏡630的第一表面在近軸區域中為凸的，且第三透鏡630的第二表面在近軸區域中為凹的。
第四透鏡640具有正折光力，第四透鏡640的第一表面 在近軸區域中為凸的，且第四透鏡640的第二表面在近軸區域中為凹的。第四透鏡640在除近軸區域以外的區域中具有凸的第一表面及凹的第二表面。
第一透鏡610至第四透鏡640的相應表面具有如表12中所示的非球面表面係數。舉例而言，第一透鏡610至第四透鏡640的物側表面及像側表面皆為非球面表面。
Figure 108129756-A0305-02-0040-22
圖16所示光學成像系統可具有圖17及圖18中所示的像差特性。
圖21是根據實例的可攜式電子裝置的透視圖。
參照圖21，根據實例的可攜式電子裝置1可為例如行動通訊終端、智慧型電話或平板個人電腦(personal computer，PC)等與相機模組2附接的可攜式電子裝置。
如圖21中所示，可攜式電子裝置1配備有相機模組2，進而使得對象可被成像。相機模組2包括例如圖22中所示光學成像系統1000等光學成像系統。
光學成像系統1000包括多個透鏡及間隔件。
在此實例中，相機模組2以如下方式設置：所述方式使得多個透鏡的光軸(z軸)垂直於可攜式電子裝置1的厚度方向(y軸方向，即自可攜式電子裝置1的前表面至其後表面的方向或相反方向)。
作為實例，設置於相機模組2中的所述多個透鏡的光軸(z軸)可在可攜式電子裝置1的寬度方向或縱向方向上形成。
因此，即使在相機模組2具有例如自動聚焦(autofocusing，AF)、光學變焦(optical zoom，Zoom)及光學影像穩定(optical image stabilization，OIS)等功能的情形中，可防止可攜式電子裝置1的厚度增加。因此，可攜式電子裝置1的尺寸可縮小。
根據實例的相機模組2可包括AF、Zoom及OIS功能中的至少一者。
在相機模組2具有AF、Zoom及OIS功能的情形中，相 較於一般相機模組，相機模組2的尺寸增大。
若相機模組2的尺寸增加，由於此種尺寸的增加亦影響上面安裝有相機模組2的可攜式電子裝置1的尺寸，則因此在可攜式電子裝置1的小型化方面存在限制。
舉例而言，在相機模組的情形中，需要改變焦距以實施Zoom功能。在此種情形中，需要在其中移動所述多個透鏡的至少部分的空間。
然而，在所述多個透鏡的光軸(z軸)在可攜式電子裝置1的厚度方向(y軸方向)上形成的情形中，可攜式電子裝置1的厚度亦增加。在可攜式電子裝置1的厚度不增加的情形中，透鏡的移動空間不足，而使得難以實施變焦功能。
為實施AF功能及OIS功能，應提供用於在光軸方向上及垂直於光軸的方向上移動多個透鏡的致動器。在所述多個透鏡的光軸(z軸)在可攜式電子裝置1的厚度方向(y軸方向)上形成的情形中，可攜式電子裝置1的厚度由於致動器而增加。
然而，由於根據上述各種實例的相機模組2被設置成使得所述多個透鏡的光軸(z軸)垂直於可攜式電子裝置1的厚度方向(y軸方向)，因此即使當具有AF、Zoom及OIS功能等的相機模組2安裝於可攜式電子裝置1上時，仍可防止可攜式電子裝置1的厚度增加。因此，可攜式電子裝置1的尺寸可縮小。
圖22是根據實例的光學成像系統1000的透視示意圖。
參照圖22，根據實例的光學成像系統1000包括多個透 鏡L1、L2、L3、L4及L5以及間隔件S1。
儘管圖式中未示出，然而光學成像系統1000可更包括設置成較所述多個透鏡更靠近物體的反射構件，且亦可更包括紅外截止濾波器及影像感測器。
舉例而言，光學成像系統1000可為根據上述第一實例至第五實例的光學成像系統中的任意一者。
反射構件設置於所述多個透鏡L1、L2、L3、L4及L5前面，且被配置為改變光的行進方向。因此，入射於相機模組2上的光的通路可藉由反射構件改變。
作為實例，可藉由反射構件改變入射於相機模組2上的光，進而使得光的行進方向為朝向所述多個透鏡L1、L2、L3、L4及L5。
反射構件可為反射光的反射鏡或稜鏡。
所述多個透鏡L1、L2、L3、L4及L5包括自物側至像側依序設置的第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3及第四透鏡L4以及第五透鏡L5。若有必要，則可提供六個或更多個透鏡。
所述多個透鏡L1、L2、L3、L4及L5彼此間隔開。
所述多個透鏡L1、L2、L3、L4及L5的至少部分具有非圓形平面形狀。舉例而言，第一透鏡L1及第二透鏡L2可形成為具有非圓形形狀，且第三透鏡L3至第五透鏡L5可形成為具有圓形形狀。
在此種情形中，用語「圓形」不僅意指完整的圓，而且 可意在包括其中塑膠注射透鏡的澆口被移除(例如，圓的一部分被切掉)的形狀。
因此，第三透鏡L3至第五透鏡L5可具有其中澆口(即樹脂材料的移動通路)被移除(例如，圓的一部分被切掉)的形狀。
「非圓形」可指示透鏡在除塑膠注射透鏡的澆口以外的區域中不是圓形的。
第一透鏡L1具有四個側表面，且所述兩個側表面形成為彼此面對。此外，彼此面對的側具有對應的形狀。
舉例而言，當在光軸方向上觀察時，第一透鏡L1的第一側表面及第二側表面為弧形形狀，且第三側表面及第四側表面為實質上線性的。在第一側表面或第二側表面上可形成有澆口，即樹脂材料的移動通路。
第二透鏡L2的形狀實質上相似於第一透鏡L1的形狀，且為方便闡釋，下面將闡述第一透鏡L1。
圖23及圖24是根據實例的光學成像系統的第一透鏡的平面圖。
參照圖23，當在光軸方向上觀察時，第一透鏡L1的第一側表面21及第二側表面22為弧形形狀，且第三側表面23及第四側表面24為實質上線性的。在第一側表面21或第二側表面22上可形成有澆口，即樹脂材料的移動通路。
第三側表面23及第四側表面24分別連接第一側表面21 與第二側表面22。
第三側表面23與第四側表面24關於光軸對稱，且可形成為彼此平行。
第一透鏡L1具有長軸a及短軸b。作為實例，當在光軸方向上觀察時，穿過光軸(z軸)且以最短距離連接第三側表面23與第四側表面24的線段是短軸b，而穿過光軸(z軸)、連接第一側表面21與第二側表面22且垂直於短軸b的線段是長軸a。
第一透鏡L1的長軸a的長度大於短軸b的長度。
第一透鏡L1包括光學部分10及凸緣部分30。
光學部分10可為第一透鏡L1的光學效能發揮作用的部分。在實例中，自對象反射的光可在穿過光學部分10時折射。
光學部分10可具有折光力且可具有球面形狀或非球面形狀。
凸緣部分30可為將第一透鏡L1固定至例如透鏡筒或第二透鏡L2等另一元件的部分。
凸緣部分30圍繞光學部分10的至少部分延伸，且可與光學部分10一體地形成。
光學部分10及凸緣部分30形成為具有非圓形形狀。舉例而言，當在光軸方向上觀察時(參見圖23)，光學部分10及凸緣部分30是非圓形的。
參照圖24，光學部分10包括第一邊緣11、第二邊緣12、第三邊緣13及第四邊緣14，且第一邊緣11與第二邊緣12彼此相 對地定位，且第三邊緣13與第四邊緣14彼此相對地定位。
第三邊緣13及第四邊緣14分別連接第一邊緣11與第二邊緣12。
當在光軸方向上觀察時，第一邊緣11及第二邊緣12具有弧形形狀，而第三邊緣13及第四邊緣14具有實質上線性的形狀。
第三邊緣13與第四邊緣14關於光軸(z軸)對稱且可形成為彼此平行。
光學部分10具有長軸c及短軸d。作為實例，當在光軸方向上觀察時，穿過光軸(z軸)且以最短距離連接第三邊緣13與第四邊緣14的線段是短軸d，而穿過光軸(z軸)且連接第一邊緣11與第二邊緣12且垂直於短軸d的線段是長軸c。
光學部分10的長軸c的長度大於短軸d的長度。
凸緣部分30包括第一凸緣部分31及第二凸緣部分32。第一凸緣部分31自光學部分10的第一邊緣11延伸，且第二凸緣部分32自光學部分10的第二邊緣12延伸。
光學部分10的第一邊緣11可指與第一凸緣部分31鄰近的部分，且光學部分10的第二邊緣12可指與第二凸緣部分32鄰近的部分。
光學部分10的第三邊緣13可指上面未形成凸緣部分30的光學部分10的一個側表面，且光學部分10的第四邊緣14可指上面未形成凸緣部分30的光學部分10的另一側表面。
第一透鏡L1由塑膠材料形成且藉由模具注射成型。在此種情形中，根據此實例的第一透鏡L1的第三邊緣13及第四邊緣14不是藉由在注射成型之後切割透鏡的一部分而形成，而是在注射成型製程中製造成具有以上形狀。
在透鏡的一部分在注射成型之後被移除的情形中，透鏡可能在移除過程中因施加至透鏡的力而變形。若透鏡變形，則透鏡的光學效能會不可避免地改變。
然而，由於當注射第一透鏡L1時，根據此實例的第一透鏡L1形成為具有非圓形形狀，因此可減小第一透鏡L1的尺寸，且亦可確保第一透鏡L1的效能。
圖25及圖26是根據實例的光學成像系統的第一間隔件的平面圖。
首先，可在鄰近的透鏡之間提供間隔件(例如間隔件S1)(參見圖22)。
間隔件可維持透鏡之間的間距(spacing)，且可阻擋不必要的光。作為實例，間隔件可設置有光吸收層以屏蔽不必要的光。光吸收層可為黑色塗層或黑色氧化鐵。
間隔件包括自物側朝影像排列的第一間隔件S1、第二間隔件、第三間隔件及第四間隔件。
第一間隔件S1設置於非圓形透鏡之間。舉例而言，第一間隔件S1設置於第一透鏡L1與第二透鏡L2之間。
第二間隔件設置於第二透鏡L2與第三透鏡L3之間，且 第三間隔件設置於第三透鏡L3與第四透鏡L4之間，且第四間隔件設置於第四透鏡L4與第五透鏡L5之間。作為參照，在圖22中僅示出第一間隔件S1。
參照圖25，第一間隔件S1具有供光穿過的開口60。開口60由第一間隔件S1的內圓周表面40形成。舉例而言，由第一間隔件S1的內圓周表面40環繞的空間充當開口60。
當在光軸方向上觀察時，第一間隔件S1的外圓周表面50是非圓形的，且當在光軸方向上觀察時，第一間隔件S1的內圓周表面40亦是非圓形的。
第一間隔件S1的外圓周表面50可對應於第一透鏡L1的形狀。作為實例，第一間隔件S1的外圓周表面50包括第一外側表面51、第二外側表面52、第三外側表面53及第四外側表面54。
第一外側表面51與第二外側表面52彼此相對且具有對應的形狀。第三外側表面53與第四外側表面54彼此相對且具有對應的形狀。
當在光軸方向上觀察時，第一外側表面51及第二外側表面52為弧形形狀，而第三外側表面53及第四外側表面54為實質上線性的。
第三外側表面53及第四外側表面54分別連接第一外側表面51與第二外側表面52。
第三外側表面53與第四外側表面54關於光軸對稱，且 可形成為彼此平行。
第一間隔件S1的外圓周表面50具有長軸e及短軸f。作為實例，當在光軸方向上觀察時，穿過光軸(z軸)且以最短距離連接第三外側表面53與第四外側表面54的線段是短軸f，而穿過光軸(z軸)、連接第一外側表面51與第二外側表面52且垂直於短軸f的線段是長軸e。
外圓周表面50的長軸e的長度大於短軸f的長度。
第一間隔件S1的內圓周表面40的形狀被形成為與外圓周表面50的形狀不同。
在實例中，第一間隔件S1的內圓周表面40可為橢圓形。因此，第一間隔件S1的內圓周表面40具有長軸g及短軸h(參見圖26)。內圓周表面40的長軸g的長度大於短軸h的長度。
由於當在光軸方向上觀察時，第一透鏡L1的光學部分10的第三邊緣13及第四邊緣14為實質上線性的，因此由於從中穿過的光的繞射現象(diffraction phenomenon)，因此在所拍攝的影像中會出現線性繞射圖案。
然而，在根據實例的光學成像系統1000中，設置於第一透鏡L1與第二透鏡L2之間的第一間隔件S1的內圓周表面40具有橢圓形形狀，進而使得可移除線性繞射圖案。
外圓周表面50的短軸f的長度與內圓周表面40的短軸h的長度之間的差f-h大於外圓周表面50的長軸e的長度與內圓周表面40的長軸g的長度之間的差e-g。
圖27及圖28是示出第一間隔件的另一實例的圖。
參照圖27及圖28，第一間隔件S1的內圓周表面40可具有多邊形形狀。
作為實例，當在光軸方向上觀察時，第一間隔件S1的內圓周表面40可為具有五個或更多個邊的多邊形。
在圖27所示實例中，第一間隔件S1的內圓周表面40具有六邊形形狀，而在圖28所示實例中，第一間隔件S1的內圓周表面40具有八邊形形狀。
因此，根據實例的光學成像系統1000可藉由第一間隔件S1的內圓周表面40的形狀來調整光的繞射圖案。
圖29及圖30是示出第一間隔件的另一實例的圖。
參照圖29及圖30，此實例中的第一間隔件S1的形狀不同於圖25中所示實例中的內圓周表面40的形狀。
當在光軸方向上觀察時，第一間隔件S1的外圓周表面50是非圓形的，且當在光軸方向上觀察時，第一間隔件S1的內圓周表面40亦是非圓形的。
第一間隔件S1的內圓周表面40的形狀被形成為與外圓周表面50的形狀不同。
在實例中，第一間隔件S1的內圓周表面40包括第一內側表面41、第二內側表面42、第三內側表面43及第四內側表面44。
第一內側表面41與第二內側表面42彼此面對且具有對 應的形狀，且第三內側表面43與第四內側表面44彼此面對且具有對應的形狀。
當在光軸方向上觀察時，第一內側表面41及第二內側表面42為弧形形狀。第三內側表面43及第四內側表面44分別連接第一內側表面41與第二內側表面42。
由於第三內側表面43與第四內側表面44具有彼此對應的形狀，因此下面將主要闡述第三內側表面43。
第三內側表面43包括彎曲表面。當在光軸方向上觀察時，第三內側表面43可形成為具有波浪形狀。
在實例中，第三內側表面43可包括至少一個凸的彎曲表面及至少一個凹的彎曲表面。
所述凸的彎曲表面與所述凹的彎曲表面可交替形成。作為實例，凹的彎曲表面與凸的彎曲表面可在自第一內側表面41至第二內側表面42的方向上交替形成。
第三內側表面43具有位於第一內側表面41與第二內側表面42的連接部的一部分上的凹的彎曲表面，且可具有形成於所述凹的彎曲表面之間的至少一個凸的彎曲表面。
由於當在光軸方向上觀察時，第一透鏡L1的光學部分10的第三邊緣13及第四邊緣14為實質上線性的，因此由於從中穿過的光的繞射現象，因此在所拍攝的影像中會出現線性繞射圖案。
然而，在根據實例的光學成像系統1000的情形中，由 於在設置於第一透鏡L1與第二透鏡L2之間的第一間隔件S1的內圓周表面40中，第三內側表面43及第四內側表面44各自包括至少一個凹的彎曲表面及至少一個凸的彎曲表面，因此可消除此種線性繞射圖案。
參照以上實例，在光學成像系統1000中，可移除或控制不必要的繞射圖案。
如上所述，根據所述實例，可在具有窄視角的同時實施細長光學成像系統。
儘管本揭露包括特定實例，然而對於此項技術中具有通常知識者而言將顯而易見，在不背離申請專利範圍及其等效範圍的精神及範圍的條件下，可對該些實例作出形式及細節上的各種改變。本文中所闡述的實例欲被視為僅為闡述性的，而非用於限制目的。對每一實例中的特徵或態樣的說明欲被視為適用於其他實例中的相似特徵或態樣。若所闡述的技術被以不同的次序執行，及/或若所闡述的系統、架構、裝置或電路中的組件被以不同的方式組合及/或被其他組件或其等效物替換或補充，則可達成適合的結果。因此，本揭露的範圍不由詳細說明界定，而是由申請專利範圍及其等效範圍界定，且申請專利範圍的範圍及其等效範圍內的所有變型均欲被理解為包括於本揭露中。
110:第一透鏡
120:第二透鏡
130:第三透鏡
140:第四透鏡
150:第五透鏡
160:濾波器
170:影像感測器
R:反射構件

Claims (24)

  1. 一種光學成像系統，包括：具有正折光力的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡，沿所述光學成像系統的光軸自物側依序排列，其中所述第一透鏡至所述第四透鏡在近軸區域中沿所述光軸彼此間隔開，f/IMG HT>4.9，其中f是包括所述第一透鏡至所述第四透鏡的透鏡單元的總焦距，且IMG HT是影像感測器的成像表面的對角線長度的一半，且所述第一透鏡的物側表面的有效孔半徑及所述第二透鏡的物側表面的有效孔半徑二者均大於除所述第一透鏡及所述第二透鏡以外的透鏡中的每一者的物側表面的有效孔半徑及像側表面的有效孔半徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像系統，其中0.8<TTL/f<1.2，其中TTL是所述光軸上自所述第一透鏡的所述物側表面至所述影像感測器的所述成像表面的距離。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像系統，其中3.8<f/TD12<7，其中TD12是自所述第一透鏡的所述物側表面至所述第二透鏡的像側表面的光軸距離。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光學成像系統，其中0.75<f12/f<4.5，其中f12是所述第一透鏡與所述第二透鏡的組合焦距。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像系統，其中ER11/ER_max>1.1，其中ER11是所述第一透鏡的所述物側表面的所述有效孔半徑，且ER_max是除所述第一透鏡及所述第二透鏡以外的所述透鏡中的每一者的所述物側表面的所述有效孔半徑及所述像側表面的所述有效孔半徑的最大值。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的光學成像系統，其中1.3<TTL/BFL<3.3，其中TTL是所述光軸上自所述第一透鏡的所述物側表面至所述影像感測器的所述成像表面的距離，且BFL是自最靠近所述影像感測器設置的透鏡的像側表面至所述影像感測器的所述成像表面的光軸距離。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像系統，其中所述第一透鏡的焦距f1小於所述總焦距f的一半，且f1大於所述第二透鏡的焦距f2的絕對值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的光學成像系統，其中所述第二透鏡具有負折光力且包括凹的像側表面，且所述第三透鏡具有正折光力。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的光學成像系統，其中最靠近所述影像感測器設置的透鏡在近軸區域中及除所述近軸區域以外的區域中包括凸的物側表面且在所述近軸區域中包括凹的像側表面。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光學成像系統，其中所述透鏡單元更包括設置於所述第四透鏡與所述影像感測器之間的 第五透鏡，其中所述第五透鏡具有正折光力。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的光學成像系統，其中當在光軸方向上觀察時，所述第一透鏡及所述第二透鏡中的至少一者具有非圓形形狀。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的光學成像系統，其中所述第一透鏡及所述第二透鏡中具有非圓形形狀的所述至少一者包括具有弧形形狀的第一邊緣及第二邊緣以及將所述第一邊緣與所述第二邊緣連接至彼此的第三邊緣及第四邊緣，且在穿過所述光軸的同時連接所述第一邊緣與所述第二邊緣的虛擬直線的長度大於在穿過所述光軸的同時連接所述第三邊緣與所述第四邊緣的虛擬直線的長度。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的光學成像系統，其中當在所述光軸方向上觀察時，所述第一透鏡具有非圓形形狀，所述第一透鏡與所述第二透鏡之間設置有具有開口的間隔件，且當在所述光軸方向上觀察時，所述間隔件的所述開口具有非圓形形狀。
  14. 一種光學成像系統，包括：具有正折光力的第一透鏡、具有負折光力的第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡，沿所述光學成像系統的光軸自物側依序排列， 其中所述第一透鏡至所述第五透鏡在近軸區域中沿所述光軸彼此間隔開，當在光軸方向上觀察時，所述第一透鏡及所述第二透鏡中的至少一者具有非圓形形狀，所述第一透鏡與所述第二透鏡之間設置有具有開口的間隔件，當在所述光軸方向上觀察時，所述間隔件的所述開口具有非圓形形狀，f/IMG HT>4.9，其中f是包括所述第一透鏡至所述第五透鏡的透鏡單元的總焦距，且IMG HT是影像感測器的成像表面的對角線長度的一半，且ER11/ER_max>1.1，其中ER11是所述第一透鏡的物側表面的有效孔半徑，且ER_max是所述第三透鏡、所述第四透鏡及所述第五透鏡中的每一者的物側表面的有效孔半徑及像側表面的有效孔半徑的最大值。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的光學成像系統，其中ER21/ER_max>1.0，其中ER12是所述第二透鏡的物側表面的有效孔半徑。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的光學成像系統，其中所述間隔件具有界定所述開口的內圓周表面，其中所述內圓周表面包括具有弧形形狀的第一內側表面及第二內側表面以及將所述第一內側表面與所述第二內側表面連接至彼此的第三內側表面及第四內側表面，且 其中所述第三內側表面及所述第四內側表面各自包括至少一個凹的彎曲表面及至少一個凸的彎曲表面。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的光學成像系統，其中所述至少一個凹的彎曲表面及所述至少一個凸的彎曲表面沿所述第三內側表面及所述第四內側表面交替出現。
  18. 一種光學成像系統，包括：至少四個透鏡且不多於五個透鏡，沿所述光學成像系統的光軸依序排列，其中沿所述光軸最靠近物側設置的透鏡具有正折光力，沿所述光軸最靠近像側設置的透鏡具有正折光力，最靠近所述物側設置的所述透鏡的焦距小於包括所有透鏡的透鏡單元的總焦距的一半，且最靠近所述物側設置的所述透鏡的所述焦距大於與最靠近所述物側設置的所述透鏡鄰近設置的透鏡的焦距的絕對值，其中最靠近所述物側設置的所述透鏡及與最靠近所述物側設置的所述透鏡鄰近設置的透鏡中的一或兩個透鏡是非圓形透鏡。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的光學成像系統，其中所述至少四個透鏡且不多於五個透鏡由四個透鏡組成。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的光學成像系統，其中所述至少四個透鏡且不多於五個透鏡由五個透鏡組成。
  21. 如申請專利範圍第18項所述的光學成像系統，其中最靠近所述物側設置的所述透鏡及最靠近所述像側設置的所述透鏡包含第一塑膠材料，且其他透鏡各自包含具有與所述第一塑膠材 料的光學性質不同的光學性質的一或多種塑膠材料。
  22. 如申請專利範圍第18項所述的光學成像系統，其中為非圓形透鏡的所述一或兩個透鏡的有效孔半徑大於其他透鏡中的每一者的有效孔半徑。
  23. 如申請專利範圍第18項所述的光學成像系統，其中最靠近所述物側設置的所述透鏡包括凸的物側表面及凸的像側表面。
  24. 如申請專利範圍第18項所述的光學成像系統，其中最靠近所述像側設置的所述透鏡包括凸的物側表面及凹的像側表面。
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