TWI752609B - 光學成像系統及可攜式電子裝置 - Google Patents
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Abstract
一種光學成像系統包括自物側依次設置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡。所述光學成像系統滿足4.0 < f/IMG_HT < 5.0,其中f是所述光學成像系統的焦距,且IMG_HT是成像平面的對角線長度的一半。
Description
以下說明是有關於一種被配置成折疊光學路徑(optical path)的光學成像系統。
本申請案主張於2019年8月30日在韓國智慧財產局中提出申請的韓國專利申請案第10-2019-0107271號的優先權權益,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。
在其中多個透鏡線性排列的可縮光學成像系統(collapsible optical imaging system)中,當透鏡的數目增加時,光學系統的焦距可能增加。舉例而言,可能難以減小包括四或更多個透鏡的光學成像系統的尺寸。出於此種原因,在具有減小的厚度的可攜式終端裝置上安裝具有相對長的焦距的可縮光學成像系統可能存在限制。
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。
一種可具有相對長的焦距且可安裝於具有減小的厚度的小型終端裝置上的光學成像系統。
在一個一般態樣中,一種光學成像系統包括自物側依次設置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡。所述光學成像系統滿足4.0<f/IMG_HT<5.0,其中f是所述光學成像系統的焦距,且IMG_HT是成像平面的對角線長度的一半。
所述光學成像系統可滿足0.10<L2R2/f<1.0,其中L2R2是所述第二透鏡的像側表面的曲率半徑。
所述光學成像系統可滿足0.10<(L2R1+L2R2)/(L2R1-L2R2)<1.0,其中L2R1是所述第二透鏡的物側表面的曲率半徑,且L2R2是所述第二透鏡的像側表面的曲率半徑。
所述光學成像系統可滿足1.0<f/f1<5.0、-5.0<f/f2<-1.0、-1.0<f/f3<3.0及-5.0<f/f4<5.0,其中f1是所述第一透鏡的焦距,f2是所述第二透鏡的焦距,f3是所述第三透鏡的焦距,且f4是所述第四透鏡的焦距。
所述光學成像系統可包括設置於所述第一透鏡的物側
上的第一稜鏡。
所述光學成像系統可滿足11毫米<PTTL<15毫米,其中PTTL是自所述第一稜鏡的反射表面至所述成像平面的距離。
所述光學成像系統可滿足1.0毫米<DPL1<1.2毫米,其中DPL1是自所述第一稜鏡的像側表面至所述第一透鏡的物側表面的距離。
所述光學成像系統可滿足1.0<PTTL/f<2.0,其中PTTL是自所述第一稜鏡的所述反射表面至所述成像平面的距離。
所述光學成像系統可包括設置於所述第四透鏡與所述成像平面之間的第二稜鏡。
在另一一般態樣中,一種光學成像系統包括:第一稜鏡,被配置成在與第一光軸相交的第二光軸的方向上發射沿所述第一光軸入射的光;第一透鏡,具有凸的像側表面;第二透鏡,具有凹的像側表面;第三透鏡,具有折射力(refractive power);以及第四透鏡,具有凸的物側表面。所述第一稜鏡、所述第一透鏡、所述第二透鏡、所述第三透鏡及所述第四透鏡在所述第二光軸的所述方向上依次設置。所述光學成像系統滿足1.0<PTTL/f<2.0,其中PTTL是自所述第一稜鏡的反射表面至成像平面的距離,且f是所述光學成像系統的焦距。
所述光學成像系統可滿足4.0<f/IMG_HT<5.0,其中f是所述光學成像系統的焦距,且IMG_HT是所述成像平面的對角線長度的一半。
所述第一透鏡可具有凸的物側表面。
所述第二透鏡可具有凹的物側表面。
所述第三透鏡可具有凸的物側表面或凸的像側表面。
所述光學成像系統可滿足0.10<L2R2/f<1.0,其中L2R2是所述第二透鏡的像側表面的曲率半徑。
一種可攜式電子裝置可包括三或更多個照相機模組,其中第一照相機模組的光軸形成於與第二照相機模組的光軸及第三照相機模組的光軸不同的方向上,且影像感測器可被配置成將藉由所述第一透鏡至所述第五透鏡入射的光轉換成電性訊號。
所述第一照相機模組可具有最窄的視角及最長的焦距,所述第三照相機模組可具有最寬的視角及最短的焦距,且所述第二照相機模組可具有較所述第一照相機模組寬的視角及較所述第三照相機模組窄的視角。
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。
2θ:角度
10:小型終端裝置
20、30、40、50、100、200、300、400、500、600、700、800:光學成像系統
110、210、310、410、510、610、710、810、L1:第一透鏡
120、220、320、420、520、620、720、820:第二透鏡
130、230、330、430、530、630、730、830:第三透鏡
140、240、340、440、540、640、740、840:第四透鏡
150、250、350、450、550、650、750、850:濾波器
160、260、360、460、560、660、760、860:影像感測器
C1:第一光軸
C2:光軸中心/第二光軸
IMG_HT:對角線長度的一半
L1S1el:長軸有效半徑
L1S1es:短軸有效半徑
P:稜鏡
P1:第一稜鏡
P2:第二稜鏡
SP:間隙維持構件
SPX1、SPX2、SPY1、SPY2:長度
圖1是示出光學成像系統的第一實例的圖。
圖2示出圖1中所示光學成像系統的像差曲線。
圖3是示出光學成像系統的第二實例的圖。
圖4示出圖3中所示光學成像系統的像差曲線。
圖5是示出光學成像系統的第三實例的圖。
圖6示出圖5中所示光學成像系統的像差曲線。
圖7是示出光學成像系統的第四實例的圖。
圖8示出圖7中所示光學成像系統的像差曲線。
圖9是示出光學成像系統的第五實例的圖。
圖10示出圖9中所示光學成像系統的像差曲線。
圖11是示出光學成像系統的第六實例的圖。
圖12示出圖11中所示光學成像系統的像差曲線。
圖13是示出光學成像系統的第七實例的圖。
圖14示出圖13中所示光學成像系統的像差曲線。
圖15是示出光學成像系統的第八實例的圖。
圖16示出圖15中所示光學成像系統的像差曲線。
圖17是示出根據實例的第一透鏡的平面圖。
圖18是示出根據實例的設置於光學成像系統的第一透鏡與第二透鏡之間的間隙維持構件的平面圖。
圖19、圖20、圖21及圖22是示出根據實例的包括安裝於其上的光學成像系統的可攜式終端裝置的後側高程圖。
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,如將在理解本申請案的揭露內容之後顯而易見,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。
在實例中,第一透鏡指代最鄰近物體(或對象)的透鏡,且第四透鏡指代最鄰近成像平面(或影像感測器)的透鏡。在實例中,曲率半徑、厚度、TTL、IMG_HT(成像平面的對角線長度的1/2)及焦距的單位以毫米(mm)指示。透鏡的厚度、透鏡之間的間隙及TTL指代透鏡在光軸中的距離。此外,在對透鏡的形狀的說明中,其中一個表面是凸的配置指示所述表面的光軸區域是凸的,且其中一個表面是凹的配置指示所述表面的光軸區域是凹的。因此,即使當闡述透鏡的一個表面是凸的時,透鏡的邊緣亦可為凹的。相似地,即使當闡述透鏡的一個表面是凹的時,透鏡的邊緣亦可為凸的。
所述光學成像系統包括包含多個透鏡的光學系統。舉例而言,所述光學成像系統的光學系統可包括具有折射力的多個透
鏡。然而,所述光學成像系統不僅包括具有折射力的透鏡。舉例而言,所述光學成像系統可包括用於折射入射光的稜鏡及用於調節光量的光闌。所述光學成像系統亦可包括用於阻擋紅外線的紅外截止濾波器(infrared cut-off filter)。所述光學成像系統可更包括被配置成將藉由光學系統入射的對象的影像轉換成電性訊號的影像感測器(成像裝置)。所述光學成像系統可更包括用於調節透鏡之間的距離的間隙維持構件。
所述多個透鏡可由具有與空氣的折射率(refractive index)不同的折射率的材料形成。舉例而言,所述多個透鏡可由塑膠或玻璃材料形成。所述多個透鏡中的至少一者可具有非球面形狀。透鏡的非球面表面可由以下方程式1表示。
在方程式1中,「c」是相應透鏡的曲率半徑的倒數,「k」是圓錐常數,「r」是自透鏡的非球面表面上的某一點至光軸的距離,「A至J」是非球面常數,「Z」(或SAG)是在光軸方向上自透鏡的非球面表面上的某一點至非球面表面的頂點的高度。
所述光學成像系統可包括四或更多個透鏡。舉例而言,所述光學成像系統可包括自物側依次設置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡。
第一透鏡至第四透鏡可被設置成在鄰近透鏡之間具有
間隙。舉例而言,第一透鏡的像側表面可不與第二透鏡的物側表面接觸,且第二透鏡的像側表面可不與第三透鏡的物側表面接觸。
第一透鏡具有一定的折射力。舉例而言,第一透鏡可具有正的折射力。第一透鏡的至少一個表面可為凸的。舉例而言,第一透鏡的物側表面及像側表面可為凸的。第一透鏡可具有一定的折射率。舉例而言,第一透鏡可具有等於或高於1.5且等於或低於1.6的折射率。第一透鏡可具有一定的焦距。舉例而言,第一透鏡的焦距可被確定在3.4毫米至5.0毫米範圍內。
第二透鏡可具有一定的折射力。舉例而言,第二透鏡可具有負的折射力。第二透鏡的至少一個表面可為凹的。舉例而言,第二透鏡的物側表面及像側表面可為凹的。第二透鏡可具有一定的折射率。舉例而言,第二透鏡可具有等於或高於1.6且等於或低於2.0的折射率。
第三透鏡可具有一定的折射力。舉例而言,第三透鏡可具有正的折射力或負的折射力。第三透鏡的一個表面可為凸的。舉例而言,第三透鏡的物側表面或像側表面可為凹的。第三透鏡可具有一定的折射率。舉例而言,第三透鏡可具有較第二透鏡的折射率高的折射率。
第四透鏡可具有一定的折射力。舉例而言,第四透鏡可具有正的折射力或負的折射力。第四透鏡的一個表面可為凸的。舉例而言,第四透鏡的像側表面可為凹的。第四透鏡可具有一定
的折射率。舉例而言,第四透鏡可具有較第三透鏡的折射率低的折射率。
第一透鏡至第四透鏡中的一或多者在與光軸相交的第一方向上的有效直徑可具有與在第二方向上的有效直徑的形狀不同的形狀。舉例而言,第一透鏡在水平方向上的有效直徑可不同於第一透鏡在垂直方向上的有效直徑。
所述光學成像系統可包括由塑膠材料形成的透鏡。舉例而言,在所述光學成像系統中,透鏡組中所包括的所述四或更多個透鏡中的至少一者可由塑膠材料形成。
所述光學成像系統可包括非球面透鏡。舉例而言,在所述光學成像系統中,透鏡組中所包括的所述四或更多個透鏡中的至少一者可被配置成非球面透鏡。
所述光學成像系統可包括被配置成折疊或折射光學路徑的構件。舉例而言,所述光學成像系統可包括稜鏡。稜鏡可設置於第一透鏡的物側上。稜鏡可由具有相對低的阿貝數(Abbe number)的材料形成。舉例而言,稜鏡的材料可自具有為25或低於25的阿貝數的材料中選擇。
所述光學成像系統可包括濾波器、光闌及影像感測器。
濾波器可設置於第四透鏡與影像感測器之間。濾波器可藉由部分地阻擋入射光的波長來改善所述光學成像系統的解析度。舉例而言,濾波器可阻擋入射光的紅外波長。光闌可設置於第二透鏡與第三透鏡之間。
所述光學成像系統可包括間隙維持構件。
間隙維持構件可設置於透鏡之間。舉例而言,間隙維持構件可設置於第一透鏡與第二透鏡之間。間隙維持構件的中心部分中可形成有孔(hole)。所述孔可具有擁有長軸及短軸的形狀。舉例而言,所述孔可具有卵圓形形狀、帶有修圓隅角的矩形形狀或類似形狀。相較於所述孔的長軸的長度,所述孔的短軸的長度可具有為0.7或高於0.7且小於1.0的尺寸。
所述光學成像系統可滿足以下條件方程式中的一或多者。
[條件方程式] 0.1<L2R2/f<1.0
[條件方程式] 0.1<(L2R1+L2R2)/(L2R1-L2R2)<1.0
[條件方程式] -5.0<L3R2/f<5.0
[條件方程式] -10<(L3R1+L3R2)/(L3R1-L3R2)<10
[條件方程式] 1.0<f/f1<5.0
[條件方程式] -5.0<f/f2<-1.0
[條件方程式] -1.0<f/f3<3.0
[條件方程式] -5.0<f/f4<5.0
[條件方程式] -1.0<Nd1-Nd2<0
在條件方程式中,「L2R1」可為第二透鏡的物側表面的曲率半徑,「L2R2」可為第二透鏡的像側表面的曲率半徑,「L3R1」可為第三透鏡的物側表面的曲率半徑,「L3R2」可為第三透鏡的像側表面的曲率半徑,「f」可為光學成像系統的焦距,「f1」是第一
透鏡的焦距,「f2」是第二透鏡的焦距,「f3」是第三透鏡的焦距,「f4」是第四透鏡的焦距,「Nd1」可為第一透鏡的折射率,且「Nd2」可為第二透鏡的折射率。
另外,所述光學成像系統可滿足以下條件方程式中的一或多者。
[條件方程式] 4.0<f/IMG_HT<5.0
[條件方程式] 0.65<L1S1es/L1S1el<1.0
[條件方程式] 0.65<L1S2es/L1S2el<1.0
[條件方程式] 0.65<L2S1es/L2S1el<1.0
[條件方程式] 0.65<L2S2es/L2S2el<1.0
[條件方程式] 1.0毫米<DPL1<1.2毫米
[條件方程式] 11毫米<PTTL<15毫米
[條件方程式] 0.65<SPY2/SPX2<1.0
[條件方程式] 0.7<L1S1el/IMG_HT<0.9
[條件方程式] 0.10<L1S1el/PTTL<0.15
[條件方程式] 0.08<L1S1es/PTTL<0.11
[條件方程式] 0.09<L2S1el/PTTL<0.14
[條件方程式] 0.07<L2S1es/PTTL<0.10
[條件方程式] 0.03<AL1/(PTTL)2<0.06
[條件方程式] 80°<2θ<92°
[條件方程式] 3.0<2θ/FOV<5.0
[條件方程式] 1.0<BFL/2IMG_HT<1.5
[條件方程式] 1.0<PTTL/f<2.0
在條件方程式中,「L1S1es」可為第一透鏡的物側表面的短軸有效半徑,「L1S1el」可為第一透鏡的物側表面的長軸有效半徑,「L1S2es」可為第一透鏡的像側表面的短軸有效半徑,「L1S2el」可為第一透鏡的像側表面的長軸有效半徑,「L2S1es」可為第二透鏡的物側表面的短軸有效半徑,「L2S1el」可為第二透鏡的物側表面的長軸有效半徑,「L2S2es」可為第二透鏡的像側表面的短軸有效半徑,「L2S2el」可為第二透鏡的像側表面的長軸有效半徑,「DPL1」可為自稜鏡的像側表面至第一透鏡的物側表面的距離,「PTTL」可為自稜鏡的反射表面至成像平面的距離,「SPY2」可為形成於間隙維持構件中的孔在短軸方向上的長度,「SPX2」可為形成於間隙維持構件中的孔在長軸方向上的長度,「AL1」可為投影於成像平面上的第一透鏡(物側表面)的有效直徑的面積,「2θ」可為由透鏡的光軸的中心與透鏡的有效直徑的線性部分的兩端形成的角度,「FOV」可為所述光學成像系統的視場,且「BFL」可為自最鄰近成像平面設置的透鏡的像側表面至成像平面的距離。
在以下說明中,將闡述所述光學成像系統的各種實例。
將參照圖1及圖2闡述所述光學成像系統的第一實例。
光學成像系統100可包括稜鏡P、第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130及第四透鏡140。
第一透鏡110可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第二透鏡120可具有負的折射力,且可具有
凹的物側表面及凹的像側表面。第三透鏡130可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凹的像側表面。第四透鏡140可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凹的像側表面。
光學成像系統100可包括稜鏡P、濾波器150及影像感測器160。
光學成像系統100可包括稜鏡P作為用於折疊或折射光學路徑的機構。稜鏡P可將在第一光軸C1的方向上入射的光折疊於第二光軸C2的方向上。由稜鏡P折射的第二光軸C2可幾乎垂直於第一光軸C1。稜鏡P可設置於第一透鏡110的物側上。如上設置的稜鏡P可將自物體(對象)反射的光折射至影像感測器160。
濾波器150可設置於影像感測器160前方,且可阻擋入射光中所包含的紅外線或類似物。影像感測器160可包括多個光學感測器。影像感測器160可被配置成將光學訊號轉換成電性訊號。
表1列出光學成像系統100的透鏡的特性,且表2列出光學成像系統100的非球面值。圖2示出光學成像系統100的像差曲線。
將參照圖3及圖4闡述光學成像系統的第二實例。
光學成像系統200可包括稜鏡P、第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230及第四透鏡240。
第一透鏡210可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第二透鏡220可具有負的折射力,且可具有
凹的物側表面及凹的像側表面。第三透鏡230可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第四透鏡240可具有負的折射力,且可具有凸的物側表面及凹的像側表面。
光學成像系統200可包括稜鏡P、濾波器250及影像感測器260。
所述光學成像系統可包括稜鏡P作為用於折疊或折射光學路徑的機構。稜鏡P可將在第一光軸C1的方向上入射的光折疊於第二光軸C2的方向上。由稜鏡P折射的第二光軸C2可幾乎垂直於第一光軸C1。稜鏡P可設置於第一透鏡210的物側上。如上設置的稜鏡P可將自物體(對象)反射的光折射至影像感測器260。
濾波器250可設置於影像感測器260前方,且可阻擋入射光中所包含的紅外線或類似物。影像感測器260可包括多個光學感測器。影像感測器260可被配置成將光學訊號轉換成電性訊號。
表3列出光學成像系統200的透鏡的特性,且表4列出光學成像系統200的非球面值。圖4示出光學成像系統200的像差曲線。
將參照圖5及圖6闡述光學成像系統的第三實例。
光學成像系統300可包括稜鏡P、第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330及第四透鏡340。
第一透鏡310可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第二透鏡320可具有負的折射力,且可具有
凹的物側表面及凹的像側表面。第三透鏡330可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第四透鏡340可具有負的折射力,且可具有凸的物側表面及凹的像側表面。
光學成像系統300可包括稜鏡P、濾波器350及影像感測器360。
所述光學成像系統可包括稜鏡P作為用於折疊或折射光學路徑的機構。稜鏡P可將在第一光軸C1的方向上入射的光折疊於第二光軸C2的方向上。由稜鏡P折射的第二光軸C2可幾乎垂直於第一光軸C1。稜鏡P可設置於第一透鏡310的物側上。如上設置的稜鏡P可將自物體(對象)反射的光折射至影像感測器360。
濾波器350可設置於影像感測器360前方,且可阻擋入射光中所包含的紅外線或類似物。影像感測器360可包括多個光學感測器。影像感測器360可被配置成將光學訊號轉換成電性訊號。
表5列出光學成像系統300的透鏡的特性,且表6列出光學成像系統300的非球面值。圖6示出光學成像系統300的像差曲線。
將參照圖7及圖8闡述光學成像系統的第四實例。
光學成像系統400可包括稜鏡P、第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430及第四透鏡440。
第一透鏡410可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第二透鏡420可具有負的折射力,且可具有
凹的物側表面及凹的像側表面。第三透鏡430可具有正的折射力,且可具有凹的物側表面及凸的像側表面。第四透鏡440可具有負的折射力,且可具有凸的物側表面及凹的像側表面。
光學成像系統400可包括稜鏡P、濾波器450及影像感測器460。
所述光學成像系統可包括稜鏡P作為用於折疊或折射光學路徑的機構。稜鏡P可將在第一光軸C1方向上入射的光折疊於第二光軸C2的方向上。由稜鏡P折射的第二光軸C2可幾乎垂直於第一光軸C1。稜鏡P可設置於第一透鏡410的物側上。如上設置的稜鏡P可將自物體(對象)反射的光折射至影像感測器460。
濾波器450可設置於影像感測器460前方,且可阻擋入射光中所包含的紅外線或類似物。影像感測器460可包括多個光學感測器。影像感測器460可被配置成將光學訊號轉換成電性訊號。
表7列出光學成像系統400的透鏡的特性,且表8列出光學成像系統400的非球面值。圖8示出光學成像系統400的像差曲線。
將參照圖9及圖10闡述光學成像系統的第五實例。
光學成像系統500可包括稜鏡P、第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530及第四透鏡540。
第一透鏡510可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第二透鏡520可具有負的折射力,且可具有
凹的物側表面及凹的像側表面。第三透鏡530可具有正的折射力,且可具有凹的物側表面及凸的像側表面。第四透鏡540可具有負的折射力,且可具有凹的物側表面及凹的像側表面。
光學成像系統500可包括稜鏡P、濾波器550及影像感測器560。
所述光學成像系統可包括稜鏡P作為用於折疊或折射光學路徑的機構。稜鏡P可將在第一光軸C1的方向上入射的光折疊於第二光軸C2的方向上。由稜鏡P折射的第二光軸C2可幾乎垂直於第一光軸C1。稜鏡P可設置於第一透鏡510的物側上。如上設置的稜鏡P可將自物體(對象)反射的光折射至影像感測器560。
濾波器550可設置於影像感測器560前方,且可阻擋入射光中所包含的紅外線或類似物。影像感測器560可包括多個光學感測器。影像感測器560可被配置成將光學訊號轉換成電性訊號。
表9列出光學成像系統500的透鏡的特性,且表10列出光學成像系統500的非球面值。圖10示出光學成像系統500的像差曲線。
將參照圖11及圖12闡述光學成像系統的第六實例。
光學成像系統600可包括稜鏡P、第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630及第四透鏡640。
第一透鏡610可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第二透鏡620可具有負的折射力,且可具有
凹的物側表面及凹的像側表面。第三透鏡630可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第四透鏡640可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凹的像側表面。
光學成像系統600可包括稜鏡P、濾波器650及影像感測器660。
光學成像系統可包括稜鏡P作為用於折疊或折射光學路徑的機構。稜鏡P可將在第一光軸C1的方向上入射的光折疊於第二光軸C2的方向上。由稜鏡P折射的第二光軸C2可幾乎垂直於第一光軸C1。稜鏡P可設置於第一透鏡610的物側上。如上設置的稜鏡P可將自物體(對象)反射的光折射至影像感測器660。
濾波器650可設置於影像感測器660前方,且可阻擋入射光中所包含的紅外線或類似物。影像感測器660可包括多個光學感測器。影像感測器660可被配置成將光學訊號轉換成電性訊號。
表11列出光學成像系統600的透鏡的特性,且表12列出光學成像系統600的非球面值。圖12示出光學成像系統600的像差曲線。
將參照圖13及圖14闡述光學成像系統的第七實例。
光學成像系統700可包括稜鏡P、第一透鏡710、第二透鏡720、第三透鏡730及第四透鏡740。
第一透鏡710可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第二透鏡720可具有負的折射力,且可具有
凹的物側表面及凹的像側表面。第三透鏡730可具有負的折射力,且可具有凹的物側表面及凸的像側表面。第四透鏡740可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凹的像側表面。
光學成像系統700可包括稜鏡P、濾波器750及影像感測器760。
所述光學成像系統可包括稜鏡P作為用於折疊或折射光學路徑的機構。稜鏡P可將在第一光軸C1的方向上入射的光折疊於第二光軸C2的方向上。由稜鏡P折射的第二光軸C2可幾乎垂直於第一光軸C1。稜鏡P可設置於第一透鏡710的物側上。稜鏡P可將自物體(對象)反射的光折射至影像感測器760。
濾波器750可設置於影像感測器760前方,且可阻擋入射光中所包含的紅外線或類似物。影像感測器760可包括多個光學感測器。影像感測器760可被配置成將光學訊號轉換成電性訊號。
表13列出光學成像系統700的透鏡的特性,且表14列出光學成像系統700的非球面值。圖14是光學成像系統700的像差曲線。
將參照圖15及圖16闡述光學成像系統的第八實例。
光學成像系統800可包括第一稜鏡P1、第一透鏡810、第二透鏡820、第三透鏡830及第四透鏡840。
第一透鏡810可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第二透鏡820可具有負的折射力,且可具有
凹的物側表面及凹的像側表面。第三透鏡830可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凸的像側表面。第四透鏡840可具有正的折射力,且可具有凸的物側表面及凹的像側表面。
光學成像系統800可包括第一稜鏡P1、濾波器850、第二稜鏡P2及影像感測器860。
所述光學成像系統可包括第一稜鏡P1作為用於折疊或折射光學路徑的機構。第一稜鏡P1可將在第一光軸C1的方向上入射的光折疊於第二光軸C2的方向上。由第一稜鏡P1折射的第二光軸C2可幾乎垂直於第一光軸C1。第一稜鏡P1可設置於第一透鏡810的物側上。第一稜鏡P1可將自物體(對象)反射的光折射至第二稜鏡P2。第二稜鏡P2可將入射光折射至影像感測器860。
濾波器850可設置於影像感測器860前方,且可阻擋入射光中所包含的紅外線或類似物。影像感測器860可包括多個光學感測器。影像感測器860可被配置成將光學訊號轉換成電性訊號。
表15列出光學成像系統800的透鏡的特性,且表16列出光學成像系統800的非球面值。圖16是光學成像系統800的像差曲線。
表17列出第一實例至第七實例的所述光學成像系統的
光學性質。
表18列出每一實例的透鏡的長軸有效半徑[mm],且圖19列出每一實例的透鏡的短軸有效半徑[mm]。
表20至表22列出第一實例至第七實例的所述光學成像系統的條件方程式的值。如表20至表22中所指示,第一實例至第七實例的所述光學成像系統可滿足前述條件方程式。
所述實例的所述光學成像系統可包括圖17及圖18中所示的透鏡及間隙維持構件。圖17僅示出第一透鏡的配置,但第二透鏡至第四透鏡亦可如圖17中所示實例中一樣進行配置。
第一透鏡L1在與光軸相交的第一方向及第二方向上的長度可被配置成彼此不同。舉例而言,第一透鏡L1在第一方向上的有效半徑(L1S1el;在下文中稱為長軸有效半徑)可大於在第二方向上的有效半徑(L1S1es;在下文中稱為短軸有效半徑)。第一透鏡L1的一個表面可被配置成線性的。舉例而言,如圖17中所示,第一透鏡L1的平行於長軸有效半徑的兩個側表面可被配置成線性的。第一透鏡L1的線性部分的尺寸的範圍可能受限於某一尺寸。舉例而言,由第一透鏡L1的光軸中心C2與線性部分的兩端形成的角度2θ可自80度至92度的範圍選擇。
如圖18中所示,間隙維持構件SP可被配置成幾乎為矩形的。舉例而言,間隙維持構件SP在第一方向上的長度SPX1可大於在第二方向上的長度SPY1。間隙維持構件SP的孔可具有為透鏡的有效直徑的形狀,即與所述有效直徑的形狀相同或相似的形狀。如圖18中所示,例示性實施例中的間隙維持構件SP的孔可由一對彼此平行的線性線及一對曲線形成。間隙維持構件SP的
孔在第一方向上的長度SPX2可大於在第二方向上的長度SPY2。
所述實例中的光學成像系統20可安裝於小型終端裝置上。舉例而言,如圖19至圖22中所示,在前述實例中闡述的所述光學成像系統中的一或多者可安裝於小型終端裝置10的後表面或前表面上。
小型終端裝置10可包括多個光學成像系統20、30、40及50。作為實例,如圖19中所示,小型終端裝置10可包括用於對長距離處的物體進行成像的光學成像系統20及用於對短距離處的物體進行成像的光學成像系統30。作為另一實例,如圖20中所示,小型終端裝置10可包括用於對長距離的物體進行成像的光學成像系統20及用於對短距離的物體進行成像的所述兩個光學成像系統30及40。作為另一實例,小型終端裝置10可包括用於對長距離的物體進行成像的光學成像系統20及具有不同焦距的光學成像系統30、40及50。
如圖19至圖22中所示,光學成像系統20、30、40及50的排列形式可有所變化。
根據前述實例,可實施可具有相對長的焦距且可安裝於小型終端裝置上的光學成像系統。
儘管本揭露包括具體實例,然而將在理解本申請案的揭露內容之後顯而易見,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。
100:光學成像系統
110:第一透鏡
120:第二透鏡
130:第三透鏡
140:第四透鏡
150:濾波器
160:影像感測器
C1:第一光軸
C2:光軸中心/第二光軸
P:稜鏡
Claims (18)
- 一種光學成像系統,包括:第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡,自物側依次設置,其中4.0<f/IMG_HT<5.0,其中f是所述光學成像系統的焦距,且IMG_HT是成像平面的對角線長度的一半,其中該第四透鏡具有正的折射力。
- 如請求項1所述的光學成像系統,其中0.10<L2R2/f<1.0,其中L2R2是所述第二透鏡的像側表面的曲率半徑。
- 如請求項1所述的光學成像系統,其中0.10<(L2R1+L2R2)/(L2R1-L2R2)<1.0,其中L2R1是所述第二透鏡的物側表面的曲率半徑,且L2R2是所述第二透鏡的像側表面的曲率半徑。
- 如請求項1所述的光學成像系統,其中1.0<f/f1<5.0,-5.0<f/f2<-1.0,-1.0<f/f3<3.0,且-5.0<f/f4<5.0,其中f1是所述第一透鏡的焦距,f2是所述第二透鏡的焦距,f3是所述第三透鏡的焦距,且f4是所述第四透鏡的焦距。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更包括:第一稜鏡,設置於所述第一透鏡的物側上。
- 如請求項5所述的光學成像系統,其中11毫米<PTTL<15毫米,其中PTTL是自所述第一稜鏡的反射表面至所述成像平面的距離。
- 如請求項5所述的光學成像系統,其中1.0毫米<DPL1<1.2毫米,其中DPL1是自所述第一稜鏡的像側表面至所述第一透鏡的物側表面的距離。
- 如請求項5所述的光學成像系統,其中1.0<PTTL/f<2.0,其中PTTL是自所述第一稜鏡的反射表面至所述成像平面的距離。
- 如請求項5所述的光學成像系統,更包括:第二稜鏡,設置於所述第四透鏡與所述成像平面之間。
- 一種可攜式電子裝置,包括:三或更多個照相機模組,其中第一照相機模組的光軸形成於與第二照相機模組的光軸及第三照相機模組的光軸不同的方向上,其中所述第一照相機模組包括如請求項1所述的光學成像系統,且其中影像感測器被配置成將藉由所述第一透鏡至所述第五透鏡入射的光轉換成電性訊號。
- 如請求項10所述的可攜式電子裝置,其中所述第一照相機模組包括最窄的視角及最長的焦距,所述第三照相機模組包括最寬的視角及最短的焦距,且所述第二照相機模組包括較所述第一照相機模組寬的視角及較所述第三照相機模組窄的視角。
- 一種光學成像系統,包括:第一稜鏡,被配置成在與第一光軸相交的第二光軸的方向上發射沿所述第一光軸入射的光;第一透鏡,具有凸的像側表面;第二透鏡,具有凹的像側表面;第三透鏡,具有折射力;以及第四透鏡,具有凸的物側表面,其中所述第一稜鏡、所述第一透鏡、所述第二透鏡、所述第三透鏡及所述第四透鏡在所述第二光軸的所述方向上依次設置,且其中1.0<PTTL/f<2.0,其中PTTL是自所述第一稜鏡的反射表面至成像平面的距離,且f是所述光學成像系統的焦距。
- 如請求項12所述的光學成像系統,其中4.0<f/IMG_HT<5.0,其中f是所述光學成像系統的焦距,且IMG_HT是所述成像平面的對角線長度的一半。
- 如請求項12所述的光學成像系統,其中所述第一透鏡具有凸的物側表面。
- 如請求項12所述的光學成像系統,其中所述第二透鏡具有凹的物側表面。
- 如請求項12所述的光學成像系統,其中所述第三透鏡具有凸的物側表面或凸的像側表面。
- 如請求項12所述的光學成像系統,其中0.10< L2R2/f<1.0,其中L2R2是所述第二透鏡的像側表面的曲率半徑。
- 如請求項12所述的光學成像系統,更包括:第二稜鏡,設置於所述第四透鏡與所述成像平面之間。
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