TWI779949B - 成像透鏡系統 - Google Patents

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TWI779949B TW110145265A TW110145265A TWI779949B TW I779949 B TWI779949 B TW I779949B TW 110145265 A TW110145265 A TW 110145265A TW 110145265 A TW110145265 A TW 110145265A TW I779949 B TWI779949 B TW I779949B
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Abstract

一種成像透鏡系統，包含自物側按次序安置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡以及第七透鏡。在成像透鏡系統中，TTL/2ImgHT小於0.640，其中TTL為第一透鏡的物側表面與成像平面之間的軸向距離，且2ImgHT為成像平面的對角線長度。

Description

成像透鏡系統
本揭露是關於一種包含七個透鏡的成像透鏡系統。
小型攝影機可安裝於無線終端器件中。舉例而言，小型攝影機可分別安裝於無線終端器件的前表面及後表面上。由於小型攝影機用於各種目的（諸如室外景物圖像、室內人像圖像以及類似者），故要求所述小型攝影機具有與尋常攝影機類似的效能水準。然而，小型攝影機可能難以實現高效能，此是因為小型攝影機的安裝空間可能受無線終端器件的大小限制。因此，需要研發可在不增加小型攝影機的大小的情況下改良小型攝影機的效能的成像透鏡系統。
以上資訊僅作為背景資訊而呈現以輔助理解本揭露。未進行關於上述中的任一者可適用於關於本揭露的先前技術的判定以及聲明。
提供此發明內容來以簡化形式引入下文在實施方式中進一步描述的概念選擇。此發明內容並不意欲識別所主張保護的主題的關鍵特徵或必需特徵，亦不意欲用作輔助判定所主張保護的主題的範疇。
本揭露的態樣將提供一種能夠實現高解析度的成像透鏡系統。
在一個通用態樣中，成像透鏡系統包含自物側按次序安置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡以及第七透鏡。第一透鏡的物側表面與成像平面之間的軸向距離TTL與成像平面的對角線長度2ImgHT的比率（TTL/2ImgHT）小於0.640。
第六透鏡可具有凸出物側表面。
第六透鏡的物側表面可包含圍繞光軸形成的第一凸出部分、第一凹入部分以及第二凸出部分。
成像透鏡系統可滿足SagS11tp大於0.10公釐，其中SagS11tp為自第六透鏡的物側表面的光軸中心至第六透鏡的物側表面上最接近所述成像平面的點的光軸方向距離。
成像透鏡系統可滿足0.43＜S11tp/S11ER＜0.51，其中S11tp為自光軸至第六透鏡的物側表面上最接近成像平面的點的最短距離，且S11ER為第六透鏡的物側表面的有效半徑。
第四透鏡可具有負折射能力。
第三透鏡可具有凸出像側表面。
成像透鏡系統可滿足S1ER/S14ER小於0.290，其中S1ER為第一透鏡的物側表面的有效半徑，且S14ER為第七透鏡的像側表面的有效半徑。
成像透鏡系統可滿足S10ER/S14ER小於0.510，其中S10ER為第五透鏡的像側表面的有效半徑，且S14ER為第七透鏡的像側表面的有效半徑。
成像透鏡系統可滿足0.8＜f3/f5＜1.2，其中f3為第三透鏡的焦距，且f5為第五透鏡的焦距。
第五透鏡可具有凸出物側表面。
在另一通用態樣中，成像透鏡系統包含：第一透鏡，具有正折射能力；第二透鏡，具有折射能力；第三透鏡，包括凸出物側表面；第四透鏡，包括凹入物側表面及凹入像側表面；第五透鏡，具有正折射能力；第六透鏡，具有折射能力；以及第七透鏡，包括凸出物側表面。第一透鏡至第七透鏡自物側按次序安置，且f/ImgHT＜1.12，其中f為成像透鏡系統的焦距，且ImgHT為成像透鏡系統的最大有效成像高度且等於成像平面的成像表面的有效成像區域的對角線長度的一半。
成像透鏡系統可滿足SagS11mx小於-0.4公釐，其中SagS11mx為自第六透鏡的物側表面的光軸中心至第六透鏡的物側表面的有效半徑的末端部分的光軸方向距離。
成像透鏡系統可滿足|SagS11tp/SagS11mx|小於0.3，其中SagS11tp為自第六透鏡的物側表面的光軸中心至第六透鏡的物側表面上最接近成像平面的點的光軸方向距離。
第五透鏡可具有凸出物側表面或凸出像側表面。
其他特徵及態樣將自以下詳細描述、圖式以及申請專利範圍顯而易見。
提供以下詳細描述以輔助讀者獲得對本文所描述的方法、設備及/或系統的全面理解。然而，於本領域具有通常知識者將顯而易見本文中所描述的方法、設備及/或系統的各種改變、修改以及等效物。本文中所描述的操作順序僅為實例，且不限於本文中所闡述的實例，但除了必須按某一次序發生的操作之外，可改變操作順序，如於本領域具有通常知識者將顯而易見。又，出於增加清晰度及簡潔性目的，可忽略於本領域具有通常知識者所熟知的功能及構造的描述。
本文中所描述的特徵可以不同形式體現，且不應解釋為受限於本文中所描述的實例。實情為，提供本文中所描述的實例以使得本揭露將為透徹且完整的，且將向於本領域具有通常知識者充分傳達本揭露的範疇。
在本文中，應注意，相對於一實例或實施例，術語「可」的使用（例如，關於實例或實施例可包含或實施之物）意謂存在其中包含或實施此特徵的至少一個實例或實施例，但所有實例及實施例不限於此。
在本說明書通篇中，當諸如層、區或基板的元件經描述為在另一元件「上」、「連接至」另一元件或「耦接至」另一元件時，所述元件可直接在另一元件「上」、「連接至」另一元件或「耦接至」另一元件，或其間可介入一或多個其他元件。相反地，當元件經描述為在另一元件「正上方」、「直接連接至」另一元件或「直接耦接至」另一元件時，其間可不介入其他元件。
如本文中所使用，術語「及/或」包含相關聯的所列出條目中的任何兩者或大於兩者中的任一者及任何組合。
儘管諸如「第一」、「第二」以及「第三」的術語可在本文中用以描述各個構件、組件、區、層或區段，但這些構件、組件、區、層或區段並不受限於這些術語。實情為，這些術語僅用於區分一個構件、組件、區、層或區段與另一構件、組件、區、層或區段。因此，在不背離實例的教示的情況下，本文中所描述的實例中所參考的第一構件、組件、區、層或區段亦可稱作第二構件、組件、區、層或區段。
為了易於描述，本文中可使用諸如「上方」、「上部」、「下方」以及「下部」的空間相對術語以描述在圖式中所說明的一個元件與另一元件的關係。除圖式中所描繪的定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋器件在使用或操作中的不同定向。舉例而言，若圖中的器件翻轉，則描述為相對於另一元件在「上方」或「上部」處的元件將隨後相對於另一元件在「下方」或「下部」處。因此，視器件的空間定向而定，術語「上方」涵蓋上方定向及下方定向兩者。器件亦可以其他方式定向（例如，旋轉90度或呈其他定向)，且因此解釋本文所使用的空間相對術語。
本文中所使用的術語僅用於描述各種實例，且並不用於限制本揭露。除非上下文以其他方式明確指示，否則冠詞「一（a/an）」及「所述」意欲同樣包含複數形式。術語「包括」、「包含」以及「具有」指定存在所陳述的特徵、數值、操作、構件、元件及/或其組合，但並不排除存在或添加一或多個其他特徵、數值、操作、構件、元件及/或其組合。
歸因於製造技術及/或容限，圖式中所說明的形狀可發生變化。因此，本文中所描述的實例不限於圖式中所說明的特殊形狀，但包含在製造期間發生的形狀變化。
如在理解本申請案的揭露內容之後將顯而易見的，本文中所描述的實例的特徵可以各種方式組合。此外，儘管本文中所描述的實例具有各種組態，但如在理解本申請案的揭露內容之後將顯而易見的，其他組態亦為可能的。
圖式可能未按比例繪製，且出於清楚、圖示以及便利起見，可誇示圖式中的元件的相對大小、比例以及描述。
在實例中，第一透鏡是指最鄰近於物件（或個體）的透鏡，且第七透鏡是指最鄰近於成像平面（或影像感測器）的透鏡。在實例中，曲率半徑、厚度、TTL、IMGHT（成像平面的對角線長度的一半）以及焦距的單位以公釐（millimeter；mm）指示。透鏡的厚度、透鏡之間的間隙以及TTL是指透鏡在光軸中的距離。另外，在透鏡的形狀描述中，其中一個表面為凸出的組態指示表面的光軸區凸出，且其中一個表面為凹入的組態指示表面的光軸區凹入。因此，即使在描述透鏡的一個表面凸出時，透鏡的邊緣亦可凹入。類似地，即使在描述透鏡的一個表面凹入時，透鏡的邊緣亦可凸出。
成像透鏡系統可包含七個透鏡。舉例而言，光學系統可包含自物側按次序安置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡以及第七透鏡。第一透鏡至第七透鏡可按預定間隔安置。舉例而言，每一透鏡可不與近軸部分中的相鄰透鏡的像側表面及物側表面接觸。
成像透鏡系統可經組態以安裝於經薄化的攜帶型終端器件中。舉例而言，第一透鏡的物側表面與成像平面之間的軸向距離TTL與成像平面的對角線長度2ImgHT的比率（TTL/2ImgHT）可小於0.64。舉例而言，由於與成像平面（或影像感測器）的大小相比，根據各種實例的成像透鏡系統具有顯著較小的高度，故成像透鏡系統可安裝於超薄的攜帶型終端機中且可進行高解析度影像捕捉及照相。
在下文的描述中，將描述構成成像透鏡系統的透鏡及其他組件。
第一透鏡可具有折射能力。舉例而言，第一透鏡可具有正折射能力。第一透鏡的一個表面可凸出。舉例而言，第一透鏡可具有凸出物側表面。第一透鏡可具有非球面表面。舉例而言，第一透鏡的兩個表面可皆為非球面。第一透鏡可使用具有高光透射率及極佳可加工性的材料製造。舉例而言，第一透鏡可使用塑膠材料製造。第一透鏡可具有低折射率。舉例而言，第一透鏡的折射率可小於1.6。
第二透鏡可具有折射能力。第二透鏡可具有非球面表面。舉例而言，第二透鏡的兩個側面可皆為非球面。第二透鏡可使用具有高光透射率及極佳可加工性的材料製造。舉例而言，第二透鏡可使用塑膠材料製造。第二透鏡可具有比第一透鏡更高的折射率。舉例而言，第二透鏡的折射率可為1.6或大於1.6。作為另一實例，第二透鏡的折射率可為1.67或高於1.67。
第三透鏡可具有折射能力。第三透鏡的至少一個表面可凸出。舉例而言，第三透鏡可具有凸出物側表面。第三透鏡可具有非球面表面。舉例而言，第三透鏡的兩個表面可皆為非球面。第三透鏡可使用具有高光透射率及極佳可加工性的材料製造。舉例而言，第三透鏡可使用塑膠材料製造。第三透鏡可具有實質上與第一透鏡的折射率類似的折射率。舉例而言，第三透鏡的折射可小於1.6。
第四透鏡可具有折射能力。舉例而言，第四透鏡可具有負折射能力。第四透鏡的一個表面可凹入。舉例而言，第四透鏡可具有凹入物側表面。第四透鏡可具有非球面表面。舉例而言，第四透鏡的兩個表面可皆為非球面。第四透鏡可使用具有高光透射率及極佳可加工性的材料製造。舉例而言，第四透鏡可使用塑膠材料製造。第四透鏡可具有比第一透鏡更高的折射率。舉例而言，第四透鏡的折射率可為1.6或大於1.6。作為另一實例，第四透鏡的折射率可為1.67或大於1.67。
第五透鏡可具有折射能力。舉例而言，第五透鏡可具有正折射能力。第五透鏡的一個表面可凸出。舉例而言，第五透鏡可具有凸出物側表面或凸出像側表面。第五透鏡的物側表面的形狀可與第三透鏡的像側表面有關。舉例而言，當第五透鏡的物側表面凸出時，第三透鏡的像側表面可凹入。當第五透鏡的物側表面凹入時，第三透鏡的像側表面可凸出。第五透鏡可具有非球面表面。舉例而言，第五透鏡的兩個表面可皆為非球面。第五透鏡可使用具有高光透射率及極佳可加工性的材料製造。舉例而言，第五透鏡可使用塑膠材料製造。舉例而言，第五透鏡的折射率可為1.6或大於1.6。
第六透鏡可具有折射能力。第六透鏡的一個表面可凸出。舉例而言，第六透鏡可具有凸出物側表面。第六透鏡可具有具備反曲點的形狀。舉例而言，反曲點可形成於第六透鏡的物側表面及像側表面中的至少一者上。第一凸出部分、第一凹入部分以及第二凸出部分可圍繞光軸依序形成於第六透鏡的物側表面上。為提供額外的描述，第一凸出部分可形成於第六透鏡的物側表面上的光軸部分或近軸部分中，第二凸出部分可形成於第六透鏡的物側表面上的邊緣部分中，且第一凹入部分可形成於第一凸出部分與第二凸出部分之間。另外，第一凹入部分可具有自第六透鏡的物側表面最接近成像平面的點。第六透鏡可具有非球面表面。舉例而言，第六透鏡的兩個表面可皆為非球面。第六透鏡可使用具有高光透射率及極佳可加工性的材料製造。舉例而言，第六透鏡可使用塑膠材料製造。第六透鏡可具有比其他透鏡更低的折射率。舉例而言，第六透鏡的折射率可低於1.54。
第七透鏡可具有折射能力。第七透鏡的至少一個表面可凸出。舉例而言，第七透鏡可具有凸出物側表面。第七透鏡可具有具備反曲點的形狀。舉例而言，一或多個反曲點可形成於第七透鏡的物側表面及成像平面中的至少一者上。第七透鏡可具有非球面表面。舉例而言，第七透鏡的兩個表面可皆為非球面。第七透鏡可使用具有高光透射率及極佳可加工性的材料製造。舉例而言，第七透鏡可使用塑膠材料製造。第七透鏡可具有實質上與第一透鏡的折射率類似的折射率。舉例而言，第七透鏡的折射率可小於1.6。
如上文所描述，第一透鏡至第七透鏡中的每一者具有非球面表面。第一透鏡至第七透鏡中的每一者的非球面表面可由等式1表示如下： （等式1）
Figure 02_image001
在等式1中，「c」為各別透鏡的曲率半徑的倒數，「k」為二次曲線常數，「r」為自透鏡的非球面表面上的某一點至光軸的距離，「A至J」為非球面常數，「Z」（或SAG）為自非球面表面上的某一點至非球面表面的頂點在光軸方向上的高度。
成像透鏡系統更可包含濾光器、影像感測器以及光闌。
濾光器可安置於第七透鏡與影像感測器之間。濾光器可阻擋特定波長的光。舉例而言，濾光器可阻擋紅外波長的光。影像感測器可形成其上可反射經由第一透鏡至第七透鏡折射的光的成像平面。影像感測器將光學信號轉化為電信號。舉例而言，影像感測器可將入射於成像平面上的光學信號轉化為電信號。光闌可經安置以調整入射於透鏡上的光的強度。舉例而言，光闌可安置於第二透鏡與第三透鏡之間。
成像透鏡系統可滿足以下條件表達式中的一或多者。 0.10 mm ＜ SagS11tp 0.43 ＜ S11tp/S11ER ＜ 0.51 S1ER/S14ER ＜ 0.29 0.43 ＜ S10ER/S14ER ＜ 0.51 f/ImgHT ＜ 1.12 SagS11mx ＜ -0.40 mm |SagS11tp/SagS11mx| ＜ 0.30 0.8 ＜ f3/f5 ＜ 1.2 0.84 mm ≦ FBL f 數 ＜ 2.10
在以上條件表達式中，SagS11tp為自第六透鏡的物側表面的光軸中心至第六透鏡的物側表面上最接近成像平面的點的光軸方向距離，S11tp為自第六透鏡的物側表面至第六透鏡的物側表面上最接近成像平面的點的最短距離，S11ER為第六透鏡的物側表面的有效半徑，S1ER為第一透鏡的物側表面的有效半徑，S14ER為第七透鏡的像側表面的有效半徑，S10ER為第五透鏡的像側表面的有效半徑，f為成像透鏡系統的焦距，ImgHT為成像透鏡系統的最大有效影像高度且等於影像感測器的成像表面的有效成像區域的對角線長度的一半，SagS11mx為自第六透鏡的物側表面的光軸中心至第六透鏡的物側表面的有效半徑的末端部分在光軸方向上的距離，f3為第三透鏡的焦距，f5為第五透鏡的焦距，且FBL為自容納第一透鏡至第七透鏡的鏡筒的尖端（最接近成像平面的一部分）至成像平面的距離。
出於參考目的，在SagS11tp及SagS11mx的值中，正號意謂對應點比第六透鏡的物側表面的光軸中心更接近於成像平面安置，且負號意謂對應點比第六透鏡的物側表面的光軸中心更接近於第六透鏡的物側表面安置。
在下文的描述中，將描述成像透鏡系統的各種實例。
在下文中，將參考圖1描述根據第一實例的成像透鏡系統100。
成像透鏡系統100可包含第一透鏡110、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、第五透鏡150、第六透鏡160以及第七透鏡170。
第一透鏡110可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。第二透鏡120可具有負折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。第三透鏡130可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。第四透鏡140可具有負折射能力，且可具有凹入物側表面及凹入像側表面。第五透鏡150可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凸出像側表面。第六透鏡160可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。另外，第六透鏡160可具有其中反曲點形成於物側表面及像側表面上的形狀。兩個反曲點可形成於第六透鏡160的物側表面上。第七透鏡170可具有負折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。另外，第七透鏡170可具有其中反曲點形成於物側表面及像側表面上的形狀。
成像透鏡系統100可更包含濾光器IF及影像感測器IP。濾光器IF可安置於第七透鏡170與影像感測器IP之間。出於參考目的，儘管圖式中未說明，但光闌可安置於第二透鏡120與第三透鏡130之間。
以上組態的成像透鏡系統100展現如圖2中所說明的像差特性。表1及表2中列出根據第一實例的成像透鏡系統100的透鏡特性及非球面值。 表1
表面編號 註釋 曲率半徑 厚度/距離 有效半徑 折射率 阿貝數
S1 第一透鏡 1.81229 0.733798 1.3400 1.546 56.095
S2    7.09554 0.133098 1.2632      
S3 第二透鏡（光闌） 20.78661 0.230000 1.2079 1.679 19.231
S4    5.74041 0.221725 1.0880      
S5 第三透鏡 8.47592 0.301905 1.0880 1.546 56.095
S6    18.97550 0.239732 1.1634      
S7 第四透鏡 -25.07115 0.280000 1.1868 1.679 19.231
S8    23.46281 0.193297 1.3436      
S9 第五透鏡 30.55822 0.309767 1.4478 1.620 25.953
S10    -65.55973 0.501687 1.7900      
S11 第六透鏡 3.51453 0.509951 2.5683 1.537 55.710
S12    11.92352 0.439464 2.8231      
S13 第七透鏡 3.90443 0.510124 3.4148 1.546 56.095
S14    1.47384 0.176452 3.5834      
S15 濾光器 無限 0.110000 4.2260 1.519 64.197
S16    無限 0.759795 4.2658      
S17 成像平面 無限 -0.010000 4.7360      
表2
表面編號 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7
K -4.933E-01 -9.962E-01 -1.000E+00 5.669E-03 4.964E+00 -5.461E+00 -7.677E+01
4階 5.592E-03 -1.945E-02 -7.229E-02 -3.744E-02 -5.097E-04 -4.802E-02 -4.778E-02
6階 7.119E-02 1.223E-01 6.882E-01 4.813E-01 -6.778E-01 8.941E-02 -1.477E-01
8階 -4.274E-01 -1.300E+00 -5.131E+00 -4.846E+00 6.655E+00 2.443E-01 5.939E-01
10階 1.670E+00 8.554E+00 2.629E+01 3.323E+01 -4.411E+01 -7.440E+00 -1.265E+00
12階 -4.339E+00 -3.567E+01 -9.257E+01 -1.530E+02 2.033E+02 4.926E+01 -1.155E+00
14階 7.764E+00 9.979E+01 2.306E+02 4.903E+02 -6.695E+02 -1.834E+02 1.565E+01
16階 -9.686E+00 -1.943E+02 -4.144E+02 -1.120E+03 1.598E+03 4.460E+02 -5.005E+01
18階 8.388E+00 2.688E+02 5.423E+02 1.845E+03 -2.779E+03 -7.479E+02 9.408E+01
20階 -4.913E+00 -2.659E+02 -5.165E+02 -2.197E+03 3.515E+03 8.831E+02 -1.179E+02
22階 1.814E+00 1.867E+02 3.537E+02 1.873E+03 -3.193E+03 -7.340E+02 1.016E+02
24階 -3.376E-01 -9.095E+01 -1.695E+02 -1.113E+03 2.025E+03 4.207E+02 -5.995E+01
26階 -9.594E-03 2.920E+01 5.386E+01 4.382E+02 -8.506E+02 -1.583E+02 2.322E+01
28階 1.642E-02 -5.559E+00 -1.019E+01 -1.027E+02 2.124E+02 3.519E+01 -5.338E+00
30階 -2.165E-03 4.752E-01 8.683E-01 1.083E+01 -2.386E+01 -3.500E+00 5.536E-01
表面編號 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
K 0.000E+00 -9.244E+00 1.000E+01 -4.207E+01 -2.101E+01 -1.637E+01 -5.991E+00
4階 -7.754E-02 -1.240E-01 -1.305E-01 6.806E-02 -5.648E-02 -3.507E-01 -1.914E-01
6階 3.026E-02 7.680E-02 6.384E-02 -1.178E-01 1.268E-01 3.005E-01 1.629E-01
8階 -5.258E-02 -9.204E-02 -3.097E-02 1.240E-01 -1.752E-01 -2.056E-01 -1.100E-01
10階 -1.163E-01 1.002E-01 9.901E-03 -1.324E-01 1.457E-01 1.080E-01 5.564E-02
12階 1.093E+00 2.126E-01 3.553E-02 1.178E-01 -8.264E-02 -4.029E-02 -2.065E-02
14階 -3.864E+00 -1.280E+00 -7.642E-02 -7.823E-02 3.387E-02 1.065E-02 5.627E-03
16階 8.290E+00 2.864E+00 7.837E-02 3.753E-02 -1.029E-02 -2.026E-03 -1.131E-03
18階 -1.194E+01 -3.870E+00 -4.862E-02 -1.293E-02 2.338E-03 2.807E-04 1.676E-04
20階 1.198E+01 3.479E+00 1.829E-02 3.186E-03 -3.959E-04 -2.841E-05 -1.817E-05
22階 -8.421E+00 -2.134E+00 -3.520E-03 -5.547E-04 4.914E-05 2.077E-06 1.419E-06
24階 4.082E+00 8.852E-01 -2.677E-05 6.648E-05 -4.328E-06 -1.068E-07 -7.734E-08
26階 -1.302E+00 -2.381E-01 1.672E-04 -5.210E-06 2.550E-07 3.655E-09 2.787E-09
28階 2.463E-01 3.757E-02 -3.269E-05 2.402E-07 -8.975E-09 -7.468E-11 -5.950E-11
30階 -2.095E-02 -2.647E-03 2.139E-06 -4.935E-09 1.420E-10 6.867E-13 5.690E-13
在下文中，將參考圖3描述根據第二實例的成像透鏡系統。
成像透鏡系統200可包含第一透鏡210、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、第五透鏡250、第六透鏡260以及第七透鏡270。
第一透鏡210可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。第二透鏡220可具有負折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。第三透鏡230可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凸出像側表面。第四透鏡240可具有負折射能力，且可具有凹入物側表面及凹入像側表面。第五透鏡250可具有正折射能力，且可具有凹入物側表面及凸出像側表面。第六透鏡260可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。另外，第六透鏡260可具有其中反曲點形成於物側表面及像側表面上的形狀。兩個反曲點可形成於第六透鏡260的物側表面上。第七透鏡270可具有負折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。另外，第七透鏡270可具有其中反曲點形成於物側表面及像側表面上的形狀。
成像透鏡系統200可更包含濾光器IF及影像感測器IP。濾光器IF可安置於第七透鏡270與影像感測器IP之間。出於參考目的，儘管圖式中未說明，但光闌可安置於第二透鏡220與第三透鏡230之間。
以上組態的成像透鏡系統200展現如圖4中所說明的像差特性。表3及表4中列出根據第二實例的成像透鏡系統200的透鏡特性及非球面值。 表3
表面編號 註釋 曲率半徑 厚度/距離 有效半徑 折射率 阿貝數
S1 第一透鏡 1.83156 0.632211 1.2350 1.546 56.095
S2    7.22763 0.132432 1.1700      
S3 第二透鏡（光闌） 9.10853 0.230000 1.1165 1.679 19.231
S4    4.29418 0.260405 1.0485      
S5 第三透鏡 16.33712 0.307797 1.0500 1.546 56.095
S6    -119.70661 0.250430 1.1349      
S7 第四透鏡 -11.94853 0.280000 1.1688 1.679 19.231
S8    40.19864 0.160431 1.3600      
S9 第五透鏡 -56.80941 0.309047 1.4708 1.646 23.508
S10    -12.37536 0.599820 1.7768      
S11 第六透鏡 3.40878 0.577225 2.7320 1.537 55.710
S12    11.03168 0.514475 3.0261      
S13 第七透鏡 4.33111 0.510210 3.4748 1.546 56.095
S14    1.54469 0.190517 3.6774      
S15 濾光器 無限 0.110000 4.3015 1.519 64.197
S16    無限 0.741910 4.3415      
S17 成像平面 無限 0.016849 4.8220      
表4
表面編號 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7
K -5.520E-01 1.000E+00 1.000E+00 7.709E-01 1.829E+01 -4.132E+01 4.134E+01
4階 9.210E-03 -3.371E-03 -3.493E-02 -4.268E-02 -2.291E-02 -2.832E-02 -4.875E-02
6階 5.320E-02 -1.007E-01 1.919E-01 6.485E-01 -2.967E-01 -1.090E-01 -1.285E-01
8階 -3.851E-01 7.686E-01 -1.010E+00 -6.910E+00 3.493E+00 1.000E+00 3.115E-01
10階 1.915E+00 -3.489E+00 4.203E+00 4.883E+01 -2.713E+01 -7.592E+00 -1.552E-01
12階 -6.528E+00 1.087E+01 -1.206E+01 -2.321E+02 1.411E+02 3.791E+01 -4.035E+00
14階 1.576E+01 -2.438E+01 2.396E+01 7.709E+02 -5.108E+02 -1.282E+02 2.237E+01
16階 -2.739E+01 4.038E+01 -3.221E+01 -1.833E+03 1.319E+03 3.029E+02 -6.586E+01
18階 3.452E+01 -4.999E+01 2.605E+01 3.156E+03 -2.461E+03 -5.099E+02 1.264E+02
20階 -3.154E+01 4.621E+01 -5.060E+00 -3.940E+03 3.323E+03 6.152E+02 -1.672E+02
22階 2.065E+01 -3.146E+01 -1.552E+01 3.528E+03 -3.216E+03 -5.283E+02 1.540E+02
24階 -9.441E+00 1.529E+01 2.075E+01 -2.206E+03 2.172E+03 3.150E+02 -9.749E+01
26階 2.861E+00 -5.005E+00 -1.287E+01 9.144E+02 -9.715E+02 -1.240E+02 4.048E+01
28階 -5.167E-01 9.867E-01 4.190E+00 -2.255E+02 2.585E+02 2.894E+01 -9.945E+00
30階 4.211E-02 -8.821E-02 -5.763E-01 2.502E+01 -3.096E+01 -3.032E+00 1.096E+00
表面編號 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
K 0.000E+00 -4.712E-01 -9.834E+00 -2.887E+01 -3.375E+01 -3.813E+01 -6.263E+00
4階 -3.849E-02 -9.448E-02 -1.092E-01 5.423E-02 -1.259E-02 -2.378E-01 -1.478E-01
6階 -2.427E-01 -2.259E-03 1.018E-02 -8.879E-02 3.729E-02 1.633E-01 1.101E-01
8階 1.460E+00 2.743E-01 1.705E-01 7.438E-02 -6.501E-02 -9.593E-02 -6.889E-02
10階 -6.619E+00 -1.406E+00 -5.611E-01 -5.992E-02 5.163E-02 4.166E-02 3.233E-02
12階 2.116E+01 4.793E+00 1.217E+00 4.249E-02 -2.585E-02 -1.144E-02 -1.100E-02
14階 -4.828E+01 -1.109E+01 -1.807E+00 -2.321E-02 9.329E-03 1.795E-03 2.724E-03
16階 7.948E+01 1.775E+01 1.879E+00 9.259E-03 -2.574E-03 -9.357E-05 -4.954E-04
18階 -9.504E+01 -2.004E+01 -1.384E+00 -2.670E-03 5.518E-04 -2.228E-05 6.628E-05
20階 8.250E+01 1.610E+01 7.239E-01 5.541E-04 -9.088E-05 5.872E-06 -6.482E-06
22階 -5.139E+01 -9.149E+00 -2.663E-01 -8.177E-05 1.118E-05 -6.976E-07 4.558E-07
24階 2.237E+01 3.595E+00 6.730E-02 8.351E-06 -9.849E-07 4.999E-08 -2.234E-08
26階 -6.453E+00 -9.285E-01 -1.112E-02 -5.603E-07 5.830E-08 -2.216E-09 7.219E-10
28階 1.108E+00 1.417E-01 1.083E-03 2.219E-08 -2.066E-09 5.632E-11 -1.376E-11
30階 -8.570E-02 -9.676E-03 -4.714E-05 -3.927E-10 3.302E-11 -6.304E-13 1.167E-13
在下文中，將參考圖5描述根據第三實例的成像透鏡系統。
成像透鏡系統300可包含第一透鏡310、第二透鏡320、第三透鏡330、第四透鏡340、第五透鏡350、第六透鏡360以及第七透鏡370。
第一透鏡310可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。第二透鏡320可具有負折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。第三透鏡330可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。第四透鏡340可具有負折射能力，且可具有凹入物側表面及凹入像側表面。第五透鏡350可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凸出像側表面。第六透鏡360可具有正折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。另外，第六透鏡360可具有其中反曲點形成於物側表面及像側表面上的形狀。兩個反曲點可形成於第六透鏡360的物側表面上。第七透鏡370可具有負折射能力，且可具有凸出物側表面及凹入像側表面。另外，第七透鏡370可具有其中反曲點形成於物側表面及像側表面上的形狀。
成像透鏡系統300可更包含濾光器IF及影像感測器IP。濾光器IF可安置於第七透鏡370與影像感測器IP之間。出於參考目的，儘管圖式中未說明，但光闌可安置於第二透鏡320與第三透鏡330之間。
以上組態的成像透鏡系統300展現如圖6中所說明的像差特性。表5及表6中列出根據第三實例的成像透鏡系統300的透鏡特性及非球面值。 表5
表面編號 註釋 曲率半徑 厚度/距離 有效半徑 折射率 阿貝數
S0    無限 0         
S1 第一透鏡 1.78049 0.705030 1.3200 1.546 56.095
S2    5.84195 0.186016 1.2397      
S3 第二透鏡（光闌） 80.24842 0.230000 1.1810 1.679 19.231
S4    7.35245 0.181235 1.0687      
S5 第三透鏡 6.43257 0.292162 1.1000 1.546 56.095
S6    15.79286 0.265942 1.1500      
S7 第四透鏡 -11.30545 0.270000 1.1764 1.679 19.231
S8    51.78055 0.141467 1.3400      
S9 第五透鏡 54.45420 0.303262 1.4510 1.646 23.508
S10    -22.02894 0.549236 1.7500      
S11 第六透鏡 3.02610 0.521792 2.5693 1.537 55.710
S12    7.96031 0.545579 2.8253      
S13 第七透鏡 4.43185 0.450000 3.3803 1.546 56.095
S14    1.49572 0.149278 3.5138      
S15 濾光器 無限 0.110000 4.1683 1.519 64.197
S16    無限 0.729838 4.2074      
S17 成像平面 無限 0.019954 4.7360      
表6
表面編號 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7
K -4.968E-01 8.725E-02 -1.000E+00 9.635E-01 -1.516E+01 6.320E+01 8.226E+00
4階 1.450E-02 -1.760E-02 -4.996E-02 -4.927E-02 -2.706E-02 -7.440E-02 -1.356E-01
6階 3.872E-02 -3.219E-01 5.515E-02 1.927E-01 -1.208E+00 5.889E-01 9.102E-01
8階 1.844E+00 3.023E+00 5.145E-02 -1.452E-01 1.905E+01 -1.303E+01 -1.672E+01
10階 -2.167E+01 -1.639E+01 3.521E+00 -7.791E+00 -1.832E+02 1.423E+02 1.563E+02
12階 1.303E+02 5.855E+01 -3.287E+01 8.655E+01 1.147E+03 -9.648E+02 -9.494E+02
14階 -5.065E+02 -1.431E+02 1.535E+02 -4.807E+02 -4.896E+03 4.373E+03 4.002E+03
16階 1.376E+03 2.361E+02 -4.646E+02 1.672E+03 1.465E+04 -1.380E+04 -1.206E+04
18階 -2.700E+03 -2.325E+02 9.841E+02 -3.920E+03 -3.123E+04 3.100E+04 2.635E+04
20階 3.852E+03 4.645E+01 -1.497E+03 6.382E+03 4.765E+04 -4.985E+04 -4.172E+04
22階 -3.954E+03 2.331E+02 1.633E+03 -7.241E+03 -5.164E+04 5.699E+04 4.738E+04
24階 2.839E+03 -3.748E+02 -1.248E+03 5.624E+03 3.878E+04 -4.523E+04 -3.758E+04
26階 -1.350E+03 2.843E+02 6.336E+02 -2.851E+03 -1.919E+04 2.369E+04 1.976E+04
28階 3.808E+02 -1.132E+02 -1.919E+02 8.501E+02 5.621E+03 -7.358E+03 -6.188E+03
30階 -4.819E+01 1.897E+01 2.619E+01 -1.130E+02 -7.387E+02 1.027E+03 8.734E+02
表面編號 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
K 1.181E+01 1.000E+01 -1.000E+01 -3.968E+01 -6.628E+01 -9.850E+01 -9.481E+00
4階 -2.362E-01 -6.069E-01 -1.282E+00 3.192E+00 -4.771E+00 -4.582E+01 -2.961E+01
6階 6.799E-01 3.511E+00 3.988E+00 -3.424E+01 1.201E+02 6.039E+02 4.050E+02
8階 -8.746E+00 -4.083E+01 -1.979E+01 2.588E+02 -1.492E+03 -6.164E+03 -4.261E+03
10階 3.834E+01 3.370E+02 9.958E+01 -2.245E+03 1.074E+04 4.299E+04 3.127E+04
12階 2.684E+01 -1.887E+03 -3.720E+02 1.569E+04 -5.151E+04 -2.031E+05 -1.623E+05
14階 -1.119E+03 7.380E+03 9.867E+02 -7.656E+04 1.741E+05 6.720E+05 6.094E+05
16階 6.036E+03 -2.065E+04 -1.804E+03 2.579E+05 -4.256E+05 -1.601E+06 -1.675E+06
18階 -1.817E+04 4.187E+04 2.183E+03 -6.057E+05 7.620E+05 2.786E+06 3.382E+06
20階 3.550E+04 -6.159E+04 -1.652E+03 9.970E+05 -1.001E+06 -3.553E+06 -4.988E+06
22階 -4.685E+04 6.503E+04 7.047E+02 -1.143E+06 9.556E+05 3.287E+06 5.292E+06
24階 4.162E+04 -4.801E+04 -1.289E+02 8.924E+05 -6.477E+05 -2.148E+06 -3.924E+06
26階 -2.391E+04 2.352E+04 0.000E+00 -4.524E+05 2.963E+05 9.401E+05 1.926E+06
28階 8.037E+03 -6.867E+03 0.000E+00 1.342E+05 -8.230E+04 -2.474E+05 -5.619E+05
30階 -1.202E+03 9.041E+02 0.000E+00 -1.767E+04 1.050E+04 2.960E+04 7.364E+04
表7中列出根據第一實例至第三實例的成像透鏡系統的特性值。 表7
註釋 第一實例 第二實例 第三實例
f 5.000000 5.100 5.000
f1 4.2453 4.3105 4.4154
f2 -11.7543 -12.2030 -11.9378
f3 27.7478 26.3253 19.6428
f4 -17.8115 -13.5381 -13.6451
f5 33.6582 24.4436 24.3345
f6 9.0859 8.9480 8.7656
f7 -4.6792 -4.6974 -4.3677
FOV 83.23 83.00 83.20
TTL 5.640 5.824 5.650
f數 1.880 2.060 1.910
2ImgHT 9.072 9.240 9.480
另外，根據本揭露的成像透鏡系統可一般具有如下的光學特性。舉例而言，可判定成像透鏡系統的總徑跡長度TTL在5.3公釐至6.0公釐的範圍內，可判定成像透鏡系統的總焦距在4.8公釐至6.1公釐的範圍內，可判定第一透鏡的焦距在3.8公釐至4.8公釐的範圍內，可判定第二透鏡的焦距在-16公釐至-10.0公釐的範圍內，可判定第三透鏡的焦距在18公釐至30.0公釐的範圍內，可判定第四透鏡的焦距在-20.0公釐至-11公釐的範圍內，可判定第五透鏡的焦距在22公釐至36公釐的範圍內，可判定第六透鏡的焦距在7.8公釐至9.8公釐的範圍內，且可判定第七透鏡的焦距在-5.6公釐至-3.8公釐的範圍內。另外，可判定成像透鏡系統的視場（field of view；FOV）在80.0度至86度的範圍內。
表8中列出根據第一實例至第三實例的成像透鏡系統的條件表達式值。 表8
條件表達式 第一實例 第二實例 第三實例
TTL/2ImgHT 0.6218 0.6303 0.5961
SagS11tp 0.1100 0.1320 0.1320
S11tp/S11ER 0.4711 0.4488 0.4970
S1ER/S14ER 0.2829 0.2561 0.2787
S10ER/S14ER 0.4995 0.4832 0.4980
f/ImgHT 1.1023 1.1039 1.0549
SagS11mx -0.5200 -0.4540 -0.5330
|SagS11tp/SagS11mx| 0.2115 0.2907 0.2477
f3/f5 0.8244 1.0770 0.8072
FBL 0.8400 0.8500 0.8500
在下文中，將參考圖7描述第六透鏡的詳細形狀。
根據各種實施例的第六透鏡（例如第六透鏡160、第六透鏡260以及第六透鏡360）可在其一個表面上具有凸面形狀及凹面形狀兩者。舉例而言，凸面形狀及凹面形狀兩者可形成於第六透鏡的物側表面上。第一凸出部分S11V1、第一凹入部分S11C1以及第二凸出部分S11V2可在第六透鏡的物側表面上由沿第六透鏡的半徑的光軸依序形成。舉例而言，第一凸出部分S11V1可形成於第六透鏡的近軸部分中，第二凸出部分S11V2可形成於第六透鏡的邊緣部分中，且第一凹入部分S11C1可形成於第一凸出部分S11V1與第二凸出部分S11V2之間。
在第一凹入部分S11C1中，可形成第六透鏡的物側表面上的最接近成像平面的點S11tp。自第六透鏡的物側表面的光軸中心至點S11tp的光軸方向距離SagS11tp可大於0.10公釐。
第二凸出部分S11V2可形成為比第一凸出部分S11V1更凸出。舉例而言，第二凸出部分S11V2可形成為朝向物側表面比朝向第一凸出部分S11V1更凸出。自第六透鏡160的物側表面的光軸中心至第二凸出部分S11V2的末端部分（例如第六透鏡的物側表面的有效半徑的末端部分）的距離SagS11mx可小於-0.4公釐。
在下文中，將描述經組態以容納根據各種實施例的成像透鏡系統的鏡筒的特徵。
提供容納根據第一實例至第三實例的成像透鏡系統100、成像透鏡系統200以及成像透鏡系統300的鏡筒B。鏡筒B可安置為顯著地接近於成像平面或影像感測器IP。舉例而言，自鏡筒B的尖端至影像感測器IP的距離FBL可大於0.84至小於1.2公釐。鏡筒B可經形成以具有顯著大小。舉例而言，鏡筒B的最外半徑BRmx可小於4.82公釐。
如以上所描述，可提高小型攝影機的效能。
儘管上文已說明及描述特定實例，但在理解本揭露之後將顯而易見的是，可在這些實例中對形式及細節進行各種更改而不背離申請專利範圍及其等效物的精神及範疇。應僅以描述性意義而非出於限制性目的考慮本文中所描述的實例。應將每一實例中的特徵或態樣的描述視為適用於其他實例中的類似特徵或態樣。若以不同次序執行所描述技術，及/或若以不同方式組合及/或用其他組件或其等效物來替換或補充所描述系統、架構、器件或電路中的組件，則可達成合適結果。因此，本揭露的範疇並非由實施方式定義，而是由申請專利範圍及其等效物定義，且應將屬於申請專利範圍以及其等效物的範疇內的所有變化解釋為包含於本揭露中。
100、200、300:成像透鏡系統 110、210、310:第一透鏡 120、220、320:第二透鏡 130、230、330:第三透鏡 140、240、340:第四透鏡 150、250、350:第五透鏡 160、260、360:第六透鏡 170、270、370:第七透鏡 B:鏡筒 BRmx:最外半徑 IF:濾光器 ImgHT:成像平面的對角線長度的一半 IP:影像感測器 S11C1:第一凹入部分 S11tp:點 S11V1:第一凸出部分 S11V2:第二凸出部分 FBL、SagS11mx:距離 SagS11tp:光軸方向距離 TTL:軸向距離/總徑跡長度
圖1為說明根據第一實例的成像透鏡系統的視圖。 圖2為說明圖1中所說明的成像透鏡系統的像差曲線的視圖。 圖3為說明根據第二實例的成像透鏡系統的視圖。 圖4為說明圖3中所說明的成像透鏡系統的像差曲線的視圖。 圖5為說明根據第三實例的成像透鏡系統的視圖。 圖6為說明圖5中所說明的成像透鏡系統的像差曲線的視圖。 圖7為根據第一實例至第三實例的第六透鏡的部分放大視圖。 圖8為說明設置於鏡筒中的根據第一實例至第三實例的成像透鏡系統的視圖。 貫穿圖式及詳細描述，相同圖式元件符號指代相同元件。圖式可能未按比例繪製，且出於清楚、圖示以及便利起見，可誇示圖式中的元件的相對大小、比例以及描述。
100:成像透鏡系統
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:第六透鏡
170:第七透鏡
IF:濾光器
ImgHT:成像平面的對角線長度的一半
IP:影像感測器

Claims (10)

  1. 一種成像透鏡系統，包括：第一透鏡，包括正折射能力和凹入像側表面；第二透鏡，包括凹入像側表面；第三透鏡，包括正折射能力；第四透鏡，包括負折射能力且包括凹入物側表面以及凹入像側表面；第五透鏡；第六透鏡，包括凸出物側表面和在所述第六透鏡的像側表面上形成的反曲點；以及第七透鏡，包括凸出物側表面，其中所述成像透鏡系統具有總共七個具有折射能力的透鏡，其中所述第一透鏡至所述第七透鏡自物側按次序安置，其中所述成像透鏡系統的焦距在4.8公釐至6.10公釐的範圍內。
  2. 如請求項1所述的成像透鏡系統，其中所述第二透鏡具有負折射能力。
  3. 如請求項1所述的成像透鏡系統，其中所述第二透鏡具有凸出物側表面。
  4. 如請求項1所述的成像透鏡系統，其中所述第三透鏡具有凸出像側表面。
  5. 如請求項1所述的成像透鏡系統，其中所述第五透鏡具有凹入物側表面。
  6. 如請求項1所述的成像透鏡系統，其中所述第五透 鏡具有凸出像側表面。
  7. 如請求項1所述的成像透鏡系統，其中所述第七透鏡具有負折射能力。
  8. 如請求項1所述的成像透鏡系統，其中所述第七透鏡具有凹入像側表面。
  9. 如請求項1所述的成像透鏡系統，其中f數<2.10。
  10. 如請求項1所述的成像透鏡系統，其中所述第四透鏡的焦距在-20.0公釐至-11.0公釐的範圍內。
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