TWI764718B - 光學成像系統、攝像模組及電子裝置 - Google Patents

光學成像系統、攝像模組及電子裝置

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TWI764718B TW110117603A TW110117603A TWI764718B TW I764718 B TWI764718 B TW I764718B TW 110117603 A TW110117603 A TW 110117603A TW 110117603 A TW110117603 A TW 110117603A TW I764718 B TWI764718 B TW I764718B
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Abstract

本申請公開了一種光學成像系統、攝像模組及電子裝置。所述光學成像系統由物側至像側依次包括:第一透鏡,具有屈折力;第二透鏡,具有屈折力;第三透鏡,具有屈折力;第四透鏡,具有負屈折力,所述第四透鏡的像側面於近光軸處為凸面;第五透鏡,具有負屈折力,所述第五透鏡的像側面於近光軸處為凹面;所述光學成像系統滿足以下條件式:0.03mm/°<TL5/FOV<0.1mm/°,2.4mm<TL4/FNO<2.7mm。上述的光學成像系統有效地縮短了光學成像系統的光學總長度,降低了光學成像系統的敏感度。

Description

光學成像系統、攝像模組及電子裝置
本申請涉及光學成像技術領域,具體涉及一種光學成像系統、攝像模組及電子裝置。
近年來,隨著具有攝像功能的可攜式電子產品的興起,小型化光學成像系統的需求日益提高。光學成像系統通常所使用的感光元件主要有感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)與互補性氧化金屬半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Esnsor)。然而,隨著半導體製程技術的精進,感光元件的圖元尺寸得以縮小,小型化光學成像系統逐漸往高圖元領域發展,因此,光學成像系統對成像品質的要求也日益增加。
傳統搭載於可攜式電子產品上的小型化光學成像系統,例如四片式透鏡結構,但由於智慧手機(Smart Phone)與PDA(Personal Digital Assistant)等高規格可攜式電子產品的盛行,帶動小型化光學成像系統於圖元與成像品質上的迅速攀升,傳統的四片式透鏡結構無法滿足更高階的光學成像系統。
目前小型化光學成像系統進一步發展為五片式透鏡結構,雖然可提升光學成像系統的成像品質與解析力,然而五片式透鏡結構中的第四透鏡及第五透鏡,僅有一片透鏡具有負屈折力,該片透鏡的負屈折力並未適當分配而為過度集中,導致無法降低光學成像系統的敏感度,從而影響成像品質與透鏡的製作工藝。另外,五片式透鏡結構中的第四透鏡的面型及第五透鏡的面型,並不能使光學成像系統的主點(Principal Point)遠離成像面以有效降低光學成像系統的後焦距,從而使光學成像系統的光學總長度無法有效地縮短以應用於小型化的攝像裝置。
鑒於以上內容,有必要提出一種光學成像系統、攝像模組及電子裝置,以解決上述問題。
本申請的一實施例提供一種光學成像系統,由物側至像側依次包括:第一透鏡,具有屈折力;第二透鏡,具有屈折力;第三透鏡,具有屈折力;第四透鏡,具有負屈折力,所述第四透鏡的像側面於近光軸處為凸面;及第五透鏡,具有負屈折力,所述第五透鏡的像側面於近光軸處為凹面;所述光學成像系統滿足以下條件式:0.03mm/°<TL5/FOV<0.1mm/°,2.4mm<TL4/FNO<2.9mm;其中,TL5為所述第五透鏡的物側面至所述光學成像系統的成像面於光軸上的距離,FOV為所述光學成像系統的最大視場角,TL4為所述第四透鏡的物側面至所述光學成像系統的成像面於光軸上的距離,FNO為所述光學成像系統的光圈數。
上述的光學成像系統藉由合理地配置各透鏡的屈折力與麵型,有效地降低了光學成像系統的後焦距,從而縮短光學成像系統的光學總長度,使光學成像系統易於實現輕薄化與小型化,有利於應用於小型化的電子產品;一併,可避免單一透鏡屈折力過度集中,進而降低光學成像系統的敏感度,使光學成像系統具有更穩定的成像品質、更容易生產製造。藉由滿足上述的條件式,可使入射光線於進入光學成像系統時其折射角度變化較為緩和,可有效避免光學成像系統像差的過度增生,並可降低雜散光的形成,成像品質較穩定。
在一些實施例中,所述第五透鏡的物側面於近光軸處為凹面,所述第五透鏡的物側面於近圓周處為凹面,所述第五透鏡的像側面於近圓周處為凸面。
在一些實施例中,所述光學成像系統滿足以下條件式:0.3<Imgh/f<0.6;其中,Imgh為所述光學成像系統的最大視場角所對應的像高的一半,f為所述光學成像系統的有效焦距。
在一些實施例中,所述光學成像系統滿足以下條件式:0.4<TL4/f<1;其中,f為所述光學成像系統的有效焦距。
在一些實施例中,所述光學成像系統滿足以下條件式:0.2<TL5/f<0.6;其中,f為所述光學成像系統的有效焦距。
在一些實施例中,所述光學成像系統滿足以下條件式:0.7<TL/f<1.7;其中,TL為所述第一透鏡的物側面至所述光學成像系統的成像面於光軸上的距離,f為所述光學成像系統的有效焦距。
在一些實施例中,所述光學成像系統滿足以下條件式:1.8<f/EPD<2.8;其中,f為所述光學成像系統的有效焦距,EPD為所述光學成像系統的入瞳直徑。
在一些實施例中,所述光學成像系統滿足以下條件式:40°<FOV<60°。
本申請的一實施例還提供了一種攝像模組,包括:如上所述的光學成像系統;及感光元件,所述感光元件設於所述光學成像系統的像側。
本申請的一實施例還提供了一種電子裝置,包括:殼體;及如上所述的攝像模組,所述攝像模組設於所述殼體。
1000:電子裝置
100:攝像模組
10:光學成像系統
L0:虛擬面
L1:第一透鏡
L2:第二透鏡
L3:第三透鏡
L4:第四透鏡
L5:第五透鏡
L6:濾光片
S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13:物側面
S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14:像側面
STO:光闌
IMA:成像面
20:感光元件
200:殼體
圖1為本申請第一實施例提供的光學成像系統的結構示意圖。
圖2為本申請第一實施例中光學成像系統的場曲與畸變示意圖。
圖3為本申請第二實施例提供的光學成像系統的結構示意圖。
圖4為本申請第二實施例中光學成像系統的場曲與畸變示意圖。
圖5為本申請第三實施例提供的光學成像系統的結構示意圖。
圖6為本申請第三實施例中光學成像系統的場曲與畸變示意圖。
圖7為本申請第四實施例提供的光學成像系統的結構示意圖。
圖8為本申請第四實施例中光學成像系統的場曲與畸變示意圖。
圖9為本申請第五實施例提供的光學成像系統的結構示意圖。
圖10為本申請第五實施例中光學成像系統的場曲與畸變示意圖。
圖11為本申請第六實施例提供的光學成像系統的結構示意圖。
圖12為本申請第六實施例中光學成像系統的場曲與畸變示意圖。
圖13為本申請第七實施例提供的攝像模組的結構示意圖。
圖14為本申請第八實施例提供的電子裝置的結構示意圖。
下面詳細描述本申請的實施方式,所述實施方式的示例於附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面藉由參考附圖描述的實施方式為示例性的,僅用於解釋本申請,而不能理解為對本申請的限制。
請參見圖1,本申請第一實施例提出了一種光學成像系統10,由物側至像側依次包括第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5。為了設計需要,還需要設置一虛擬面L0,虛擬面L0具有物側面S1與像側面S2。
第一透鏡L1具有屈折力,第一透鏡L1具有物側面S3及像側面S4;第二透鏡L2具有屈折力,第二透鏡L2具有物側面S5及像側面S6;第三透鏡L3具有屈折力,第三透鏡L3具有物側面S7及像側面S8;第四透鏡L4具有負屈折力,第四透鏡L4具有物側面S9及像側面S10,第四透鏡L4的像側面S10於近光軸處為凸面;第五透鏡L5具有負屈折力,第五透鏡L5具有物側面S11及像側面S12,第五透鏡L5的像側面S12於近光軸處為凹面。
光學成像系統10滿足以下條件式:0.03mm/°<TL5/FOV<0.1mm/°,2.4mm<TL4/FNO<2.9mm;其中,TL5為第五透鏡L5的物側面S11至光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的距離,FOV為光學成像系統10的最大視場角,TL4為第四透鏡L4的物側面S9至光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的距離,FNO為光學成像系統10的光圈數。
上述光學成像系統10藉由合理地控制TL5/FOV的值與TL4/FNO的值,可使入射光線於進入光學成像系統10時其折射角度變化較為緩和,可有效避免光學成像系統10像差的過度增生,並可降低雜散光的形成,成像品質較穩定。
本實施例的光學成像系統10中,藉由合理地配置第四透鏡L4與第五透鏡L5的屈折力與麵型,有效地降低了光學成像系統10的後焦距,從而縮短光學成像系統10的光學總長度,使光學成像系統10易於實現輕薄化與小型化, 有利於應用於小型化的電子產品;一併,可避免單一透鏡屈折力過度集中,進而降低光學成像系統10的敏感度,使光學成像系統10具有更穩定的成像品質、更容易生產製造。
在一些實施例中,光學成像系統10還包括光闌STO。光闌STO可以設置於任意一個透鏡的表面上,或設置於第一透鏡L1之前,或設置於任意兩個透鏡之間,或設置於第五透鏡L5的像側面S12。例如,在圖1中,光闌STO設置於第一透鏡L1的物側面S1上。
在一些實施例中,光學成像系統10還包括濾光片L6,濾光片L6具有物側面S13及像側面S14。濾光片L6設置於第五透鏡L5的像側,以濾除例如可見光等其他波段的光線,而僅讓紅外光通過,以使光學成像系統10能夠於昏暗的環境及其他特殊的應用場景下也能成像。
可以理解地,在其他的實施例中,光學成像系統10中的濾光片L6也可以用於濾除紅外光等不可見光,而僅讓可見光通過,以適應人眼視物,從而使光學成像系統10能夠於光線充足的白天使用時,具有較高的圖元與良好的成像品質。
在一些實施例中,第五透鏡L5的物側面S11於近光軸處為凹面,第五透鏡L5的物側面S11於近圓周處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近圓周處為凸面。如此,藉由合理地配置第五透鏡L5的面型,進一步降低光學成像系統10的後焦距,從而縮短光學成像系統10的光學總長度。
在一些實施例中,光學成像系統10滿足以下條件式:0.3<Imgh/f<0.6;其中,Imgh為光學成像系統10的最大視場角所對應的像高的一半的最大成像高度,f為光學成像系統10的有效焦距。
Imgh/f藉由滿足上述範圍,有利於提升光學成像系統10的拍攝特性,提升光學成像系統10的成像品質。
在一些實施例中,光學成像系統10滿足以下條件式:0.4<TL4/f<1。
TL4/f藉由滿足上述範圍,有利於降低光學成像系統10的後焦距,從而縮短光學成像系統10的光學總長度。
在一些實施例中,光學成像系統10滿足以下條件式:0.2<TL5/f<0.6。
TL5/f藉由滿足上述範圍,有利於降低光學成像系統10的後焦距,從而縮短光學成像系統10的光學總長度。
在一些實施例中,光學成像系統10滿足以下條件式:0.7<TL/f<1.7;其中,TL為第一透鏡L1的物側面S3至光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的距離。
TL/f藉由滿足上述範圍,有利於縮短光學成像系統10的光學總長度,使光學成像系統10實現輕薄化與小型化。
在一些實施例中,光學成像系統10滿足以下條件式:1.8<f/EPD<2.8;其中,EPD為光學成像系統10的入瞳直徑。
f/EPD藉由滿足上述範圍,有利於控制光學成像系統10的進光量與光圈數,使光學成像系統10對近處的物體具有優良的解析力,從而提高光學成像系統10的成像品質。
在一些實施例中,光學成像系統10滿足以下條件式:40°<FOV<60°。
FOV藉由滿足上述範圍,能夠使光學成像系統10應用於標準拍攝中,提升光學成像系統10的成像品質。
第一實施例
請參見圖1,本實施例中的光學成像系統10中,由物側至像側依次包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3、具有負屈折力的第四透鏡L4、具有負屈折力的第五透鏡L5及濾光片L6。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5的材質均為塑膠,濾光片L6的材質為玻璃。
可以理解地,在其他的實施例中,第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5的材質也可以均為玻璃,或者第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5中的一者或多者為玻璃,其餘為塑膠。
第一透鏡L1的物側面S3於近光軸處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近光軸處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近光軸處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的物側面S7於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近光軸處為凹面,第四透鏡L4的物側面S9於近光 軸處為凹面,第四透鏡L4的像側面S10於近光軸處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近光軸處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近光軸處為凹面。
第一透鏡L1的物側面S3於近圓周處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近圓周處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近圓周處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近圓周處為凸面,第三透鏡L3的物側面S7於近圓周處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近圓周處為凹面,第四透鏡L4的物側面S9於近圓周處為凹面,第四透鏡L4的像側面S10於近圓周處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近圓周處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近圓周處為凸面。
其中,第一透鏡L1的色散係數為55.584,第二透鏡L2的色散係數為19.238,第三透鏡L3的色散係數為19.238,第四透鏡L4的色散係數為55.584,第五透鏡L5的色散係數為55.584。
當光學成像系統10用於成像時,被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10,並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片L6,最終彙聚到成像面IMA上。
表格1示出了本實施例的光學成像系統10的特性的表格,其中,焦距、折射率與阿貝數的參考波長均為558nm,曲率半徑、厚度與半口徑的單位均為毫米(mm)。
Figure 110117603-A0305-02-0009-1
Figure 110117603-A0305-02-0010-2
其中,f為光學成像系統10的有效焦距,FNO為光學成像系統10的光圈數,FOV為光學成像系統10的最大視場角,TL為第一透鏡L1的物側面S3至光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的距離,TL2為第二透鏡L2的物側面S5至光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的距離,TL3為第三透鏡L3的物側面S7至光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的距離,TL4為第四透鏡L4的物側面S9至光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的距離,TL5為第五透鏡L5的物側面S11至光學成像系統10的成像面IMA於光軸上的距離。
本實施例中,第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5均為非球面,各非球面透鏡的面型Z可利用但不限於以下非球面公式進行限定:
Figure 110117603-A0305-02-0010-3
其中,Z為非球面上任意一點與表面頂點之間平行於光軸的距離,r為非球面上任意一點到光軸的垂直距離,c的頂點曲率(曲率半徑的倒數),k為圓錐常數,Ai為非球面第i-th階的修正係數,表格2示出了可用於第一實施例中各非球面鏡片S3-S12的高次項係數K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及A20。
Figure 110117603-A0305-02-0010-4
圖2示出了第一實施例的光學成像系統10的場曲與畸變曲線,場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲,其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小 於0.025mm,得到了較好的補償;畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值,其中最大畸變小於0.6%,畸變也得到了較好的校正。根據圖2可知,第一實施例所給出的光學成像系統10能夠實現良好的成像品質。
第二實施例
請參見圖3,本實施例中的光學成像系統10中,由物側至像側依次包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3、具有負屈折力的第四透鏡L4、具有負屈折力的第五透鏡L5及濾光片L6。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5的材質均為塑膠,濾光片L6的材質為玻璃。
第一透鏡L1的物側面S3於近光軸處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近光軸處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近光軸處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的物側面S7於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近光軸處為凹面,第四透鏡L4的物側面S9於近光軸處為凸面,第四透鏡L4的像側面S10於近光軸處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近光軸處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近光軸處為凹面。
第一透鏡L1的物側面S3於近圓周處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近圓周處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近圓周處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近圓周處為凸面,第三透鏡L3的物側面S7於近圓周處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近圓周處為凹面,第四透鏡L4的物側面S9於近圓周處為凸面,第四透鏡L4的像側面S10於近圓周處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近圓周處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近圓周處為凸面。
其中,第一透鏡L1的色散係數為55.584,第二透鏡L2的色散係數為19.238,第三透鏡L3的色散係數為19.238,第四透鏡L4的色散係數為55.584,第五透鏡L5的色散係數為55.584。
當光學成像系統10用於成像時,被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10,並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片L6,最終彙聚到成像面IMA上。
表格3示出了本實施例的光學成像系統10的特性的表格,其中,焦距、折射率與阿貝數的參考波長均為558nm,曲率半徑、厚度與半口徑的單位均為毫米(mm)。
Figure 110117603-A0305-02-0012-5
表格4示出了可用於第二實施例中各球面鏡片S3-S12的高次項係數K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及A20。
Figure 110117603-A0305-02-0012-6
圖4示出了第二實施例的光學成像系統10的場曲與畸變曲線,場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲,其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小於0.012mm,得到了較好的補償;畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值,其中最大畸變小於2%,畸變也得到了較好的校正。根據圖4可知,第二實施例所給出的光學成像系統10能夠實現良好的成像品質。
第三實施例
請參見圖5,本實施例中的光學成像系統10中,由物側至像側依次包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3、具有負屈折力的第四透鏡L4、具有負屈折力的第五透鏡L5及濾光片L6。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5的材質均為塑膠,濾光片L6的材質為玻璃。
第一透鏡L1的物側面S3於近光軸處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近光軸處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近光軸處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的物側面S7於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近光軸處為凹面,第四透鏡L4的物側面S9於近光軸處為凸面,第四透鏡L4的像側面S10於近光軸處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近光軸處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近光軸處為凹面。
第一透鏡L1的物側面S3於近圓周處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近圓周處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近圓周處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近圓周處為凸面,第三透鏡L3的物側面S7於近圓周處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近圓周處為凹面,第四透鏡L4的物側面S9於近圓周處為凸面,第四透鏡L4的像側面S10於近圓周處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近圓周處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近圓周處為凸面。
其中,第一透鏡L1的色散係數為55.584,第二透鏡L2的色散係數為19.238,第三透鏡L3的色散係數為19.238,第四透鏡L4的色散係數為55.584,第五透鏡L5的色散係數為55.584。
當光學成像系統10用於成像時,被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10,並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片L6,最終彙聚到成像面LMA上。
表格5示出了本實施例的光學成像系統10的特性的表格,其中,焦距、折射率與阿貝數的參考波長均為558nm,曲率半徑、厚度與半口徑的單位均為毫米(mm)。
Figure 110117603-A0305-02-0014-7
表格6示出了可用於第三實施例中各球面鏡片S3-S12的高次項係數K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及A20。
Figure 110117603-A0305-02-0014-8
圖6示出了第三實施例的光學成像系統10的場曲與畸變曲線,場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲,其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小於0.014mm,得到了較好的補償;畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值,其中最大畸變小於1.6%,畸變也得到了較好的校正。根據圖6可知,第三實施例所給出的光學成像系統10能夠實現良好的成像品質。
第四實施例
請參見圖7,本實施例中的光學成像系統10中,由物側至像側依次包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3、具有負屈折力的第四透鏡L4、具有負屈折力的第五透鏡L5及濾光片L6。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5的材質均為塑膠,濾光片L6的材質為玻璃。
第一透鏡L1的物側面S3於近光軸處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近光軸處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近光軸處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的物側面S7於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近光軸處為凸面,第四透鏡L4的物側面S9於近光軸處為凸面,第四透鏡L4的像側面S10於近光軸處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近光軸處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近光軸處為凹面。
第一透鏡L1的物側面S3於近圓周處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近圓周處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近圓周處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近圓周處為凸面,第三透鏡L3的物側面S7於近圓周處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近圓周處為凹面,第四透鏡L4的物側面S9於近圓周處為凹面,第四透鏡L4的像側面S10於近圓周處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近圓周處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近圓周處為凸面。
其中,第一透鏡L1的色散係數為55.584,第二透鏡L2的色散係數為19.238,第三透鏡L3的色散係數為19.238,第四透鏡L4的色散係數為55.584,第五透鏡L5的色散係數為55.584。
當光學成像系統10用於成像時,被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10,並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片L6,最終彙聚到成像面IMA上。
表格7示出了本實施例的光學成像系統10的特性的表格,其中,焦距、折射率與阿貝數的參考波長均為558nm,曲率半徑、厚度與半口徑的單位均為毫米(mm)。
Figure 110117603-A0305-02-0016-9
表格8示出了可用於第四實施例中各球面鏡片S3-S12的高次項係數K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及A20。
Figure 110117603-A0305-02-0016-10
圖8示出了第四實施例的光學成像系統10的場曲與畸變曲線,場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲,其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小於0.014mm,得到了較好的補償;畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值,其中最大畸變小於1.6%,畸變也得到了較好的校正。根據圖8可知,第四實施例所給出的光學成像系統10能夠實現良好的成像品質。
第五實施例
請參見圖9,本實施例中的光學成像系統10中,由物側至像側依次包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3、具有負屈折力的第四透鏡L4、具有負屈折力的第五透鏡L5及濾光片L6。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5的材質均為塑膠,濾光片L6的材質為玻璃。
第一透鏡L1的物側面S3於近光軸處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近光軸處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近光軸處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的物側面S7於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近光軸處為凸面,第四透鏡L4的物側面S9於近光軸處為凸面,第四透鏡L4的像側面S10於近光軸處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近光軸處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近光軸處為凹面。
第一透鏡L1的物側面S3於近圓周處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近圓周處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近圓周處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近圓周處為凸面,第三透鏡L3的物側面S7於近圓周處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近圓周處為凹面,第四透鏡L4的物側面S9於近圓周處為凹面,第四透鏡L4的像側面S10於近圓周處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近圓周處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近圓周處為凸面。
其中,第一透鏡L1的色散係數為55.584,第二透鏡L2的色散係數為19.238,第三透鏡L3的色散係數為19.238,第四透鏡L4的色散係數為55.584,第五透鏡L5的色散係數為55.584。
當光學成像系統10用於成像時,被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10,並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片L6,最終彙聚到成像面IMA上。
表格9示出了本實施例的光學成像系統10的特性的表格,其中,焦距、折射率與阿貝數的參考波長均為558nm,曲率半徑、厚度與半口徑的單位均為毫米(mm)。
Figure 110117603-A0305-02-0018-11
表格10示出了可用於第五實施例中各球面鏡片S3-S12的高次項係數K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及A20。
Figure 110117603-A0305-02-0018-12
圖10示出了第五實施例的光學成像系統10的場曲與畸變曲線,場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲,其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小於0.014mm,得到了較好的補償;畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值,其中最大畸變小於1.6%,畸變也得到了較好的校正。根據圖10可知,第五實施例所給出的光學成像系統10能夠實現良好的成像品質。
第六實施例
請參見圖11,本實施例中的光學成像系統10中,由物側至像側依次包括光闌STO、具有屈折力的第一透鏡L1、具有屈折力的第二透鏡L2、具有屈折力的第三透鏡L3、具有負屈折力的第四透鏡L4、具有負屈折力的第五透鏡L5及濾光片L6。
第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5的材質均為塑膠,濾光片L6的材質為玻璃。
第一透鏡L1的物側面S3於近光軸處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近光軸處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近光軸處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的物側面S7於近光軸處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近光軸處為凸面,第四透鏡L4的物側面S9於近光軸處為凸面,第四透鏡L4的像側面S10於近光軸處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近光軸處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近光軸處為凹面。
第一透鏡L1的物側面S3於近圓周處為凸面,第一透鏡L1的像側面S4於近圓周處為凸面,第二透鏡L2的物側面S5於近圓周處為凹面,第二透鏡L2的像側面S6於近圓周處為凸面,第三透鏡L3的物側面S7於近圓周處為凹面,第三透鏡L3的像側面S8於近圓周處為凹面,第四透鏡L4的物側面S9於近圓周處為凹面,第四透鏡L4的像側面S10於近圓周處為凸面,第五透鏡L5的物側面S11於近圓周處為凹面,第五透鏡L5的像側面S12於近圓周處為凸面。
其中,第一透鏡L1的色散係數為55.584,第二透鏡L2的色散係數為19.238,第三透鏡L3的色散係數為19.238,第四透鏡L4的色散係數為55.584,第五透鏡L5的色散係數為55.584。
當光學成像系統10用於成像時,被攝物發出或反射的光線從物側方向進入光學成像系統10,並依次穿過光闌STO、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及濾光片L6,最終彙聚到成像面IMA上。
表格11示出了本實施例的光學成像系統10的特性的表格,其中,焦距、折射率與阿貝數的參考波長均為558nm,曲率半徑、厚度與半口徑的單位均為毫米(mm)。
Figure 110117603-A0305-02-0020-13
表格12示出了可用於第六實施例中各球面鏡片S3-S12的高次項係數K、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18及A20。
Figure 110117603-A0305-02-0020-14
圖12示出了第六實施例的光學成像系統10的場曲與畸變曲線,場曲曲線表示子午像面彎曲與弧矢像面彎曲,其中弧矢場曲與子午場曲的最大值均小於0.014mm,得到了較好的補償;畸變曲線表示不同視場角對應的畸變大小值,其中最大畸變小於1.6%,畸變也得到了較好的校正。根據圖12可知,第六實施例所給出的光學成像系統10能夠實現良好的成像品質。
表格13示出了第一實施例至第六實施例的光學成像系統10中TL5/FOV(mm/°),TL4/FNO(mm),Imgh/f,TL4/f,TL5/f,TL/f,f/EPD與FOV(°)的值。
Figure 110117603-A0305-02-0021-15
請參見圖13,本申請的第七實施例提供一種攝像模組100,包括光學成像系統10及感光元件20,感光元件20設於光學成像系統10的像側。
具體地,感光元件20可以採用互補金屬氧化物半導體(CMOS,Complementary Metal Oxide Semiconductor)影像感測器或者電荷耦合元件(CCD,Charge-coupled Device)。
本實施例的攝像模組100中的光學成像系統10藉由合理地配置第四透鏡L4與第五透鏡L5的屈折力與麵型,有效地降低了光學成像系統10的後焦距,從而縮短光學成像系統10的光學總長度,使光學成像系統10易於實現輕薄化與小型化,有利於應用於小型化的電子產品;一併,可避免單一透鏡屈折力過度集中,進而降低光學成像系統10的敏感度,使光學成像系統10具有更穩定的成像品質、更容易生產製造;一併,光學成像系統10藉由合理地控制TL5/FOV的值與TL4/FNO的值,可使入射光線於進入光學成像系統10時其折射角度變化較為緩和,可有效避免光學成像系統10像差的過度增生,並可降低雜散光的形成,成像品質較穩定。
請參見圖14,本申請第八實施例提供一種電子裝置1000,包括殼體200與攝像模組100,攝像模組100設於殼體200。
本實施例的電子裝置1000包括但不限於智慧手機、平板電腦、筆記型電腦、電子書籍閱讀器、便攜多媒體播放機(PMP)、便攜電話機、視頻電話機、數碼靜物相機、移動醫療裝置、可穿戴式設備等支援成像的電子裝置1000。
本實施例的電子裝置1000中的光學成像系統10藉由合理地配置第四透鏡L4與第五透鏡L5的屈折力與麵型,有效地降低了光學成像系統10的後焦距,從而縮短光學成像系統10的光學總長度,使光學成像系統10易於實現輕薄化與小型化,有利於應用於小型化的電子產品;一併,可避免單一透鏡屈折力過度集中,進而降低光學成像系統10的敏感度,使光學成像系統10具有更穩定的成像品質、更容易生產製造;一併,光學成像系統10藉由合理地控制TL5/FOV的值與TL4/FNO的值,可使入射光線於進入光學成像系統10時其折射角度變化較為緩和,可有效避免光學成像系統10像差的過度增生,並可降低雜散光的形成,成像品質較穩定。
以上實施例僅用以說明本申請的技術方案而非限制,儘管參照較佳實施例對本申請進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本申請的技術方案進行修改或等同替換,而不脫離本申請技術方案的精神與範圍。
10:光學成像系統
L0:虛擬面
L1:第一透鏡
L2:第二透鏡
L3:第三透鏡
L4:第四透鏡
L5:第五透鏡
L6:濾光片
S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13:物側面
S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14:像側面
STO:光闌
IMA:成像面

Claims (9)

  1. 一種光學成像系統,其改良在於,由物側至像側依次包括:第一透鏡,具有屈折力;第二透鏡,具有屈折力;第三透鏡,具有屈折力;第四透鏡,具有負屈折力,所述第四透鏡的像側面於近光軸處為凸面;及第五透鏡,具有負屈折力,所述第五透鏡的像側面於近光軸處為凹面,所述第五透鏡的物側面於近光軸處為凹面,所述第五透鏡的物側面於近圓周處為凹面,所述第五透鏡的像側面於近圓周處為凸面;所述光學成像系統滿足以下條件式:0.03mm/°<TL5/FOV<0.1mm/°,2.4mm<TL4/FNO<2.9mm;其中,TL5為所述第五透鏡的物側面至所述光學成像系統的成像面於光軸上的距離,FOV為所述光學成像系統的最大視場角,TL4為所述第四透鏡的物側面至所述光學成像系統的成像面於光軸上的距離,FNO為所述光學成像系統的光圈數。
  2. 如請求項1所述的光學成像系統,其改良在於,所述光學成像系統滿足以下條件式:0.3<Imgh/f<0.6;其中,Imgh為所述光學成像系統的最大視場角所對應的像高的一半,f為所述光學成像系統的有效焦距。
  3. 如請求項1所述的光學成像系統,其改良在於,所述光學成像系統滿足以下條件式:0.4<TL4/f<1;其中,f為所述光學成像系統的有效焦距。
  4. 如請求項1所述的光學成像系統,其改良在於,所述光學成像系統滿足以下條件式:0.2<TL5/f<0.6;其中,f為所述光學成像系統的有效焦距。
  5. 如請求項1所述的光學成像系統,其改良在於,所述光學成像系統滿足以下條件式:0.7<TL/f<1.7; 其中,TL為所述第一透鏡的物側面至所述光學成像系統的成像面於光軸上的距離,f為所述光學成像系統的有效焦距。
  6. 如請求項1所述的光學成像系統,其改良在於,所述光學成像系統滿足以下條件式:1.8<f/EPD<2.8;其中,f為所述光學成像系統的有效焦距,EPD為所述光學成像系統的入瞳直徑。
  7. 如請求項1所述的光學成像系統,其改良在於,所述光學成像系統滿足以下條件式:40°<FOV<60°。
  8. 一種攝像模組,其改良在於,包括:如請求項1至7中任一項所述的光學成像系統;及感光元件,所述感光元件設於所述光學成像系統的像側。
  9. 一種電子裝置,其改良在於,包括:殼體;及如請求項8所述的攝像模組,所述攝像模組設於所述殼體。
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