TWI803849B - 光學成像系統 - Google Patents

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TWI803849B TW110112277A TW110112277A TWI803849B TW I803849 B TWI803849 B TW I803849B TW 110112277 A TW110112277 A TW 110112277A TW 110112277 A TW110112277 A TW 110112277A TW I803849 B TWI803849 B TW I803849B
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Abstract

本發明提供一種光學成像系統，包含：第一透鏡組，包含多個透鏡；第二透鏡組，包含多個透鏡；第一反射構件，安置於第一透鏡組的物側上；以及多個第二反射構件，配置於第二透鏡組與影像感測器之間。第一透鏡組及第二透鏡組中的一者或兩者可沿著光軸移動，第一透鏡組與第二透鏡組之間沿著光軸的間隔在第一間隔與小於第一間隔的第二間隔之間變化，且隨著第一透鏡組及第二透鏡組中的至少一者移動，第二反射構件中的一或多者移動。

Description

光學成像系統
以下描述是關於一種光學成像系統。
相機模組已標準化地安裝於包含智慧型電話的行動電子裝置中。
另外，已提出一種將具有不同焦距的多個相機模組安裝於行動電子裝置中以便間接實施光學變焦效果的方式。
然而，此方式需要用於光學變焦效果的多個相機模組，且因此具有結構可能較複雜的缺點。
提供本發明內容是為了以簡化形式引入對下文在詳細描述中進一步描述的概念的選擇。本發明內容不意欲識別所主張主題的關鍵特徵或必需特徵，亦不意欲在判定所主張主題的範疇時用作輔助。
一種能夠藉由改變焦距來實施變焦功能的光學成像系統。
在一個一般態樣中，一種光學成像系統包含：第一透鏡組，包含多個透鏡；第二透鏡組，包含多個透鏡；第一反射構件， 安置於第一透鏡組的物側上；以及多個第二反射構件，配置於第二透鏡組與影像感測器之間，其中第一透鏡組及第二透鏡組中的一者或兩者可沿著光軸移動，第一透鏡組與第二透鏡組之間沿著光軸的間隔在第一間隔與小於第一間隔的第二間隔之間變化，且隨著第一透鏡組及第二透鏡組中的至少一者移動，第二反射構件中的一或多者移動。
第一透鏡組可具有負折射力，且第二透鏡組可具有正折射力。
第一透鏡組可包含第一透鏡及第二透鏡，且第二透鏡組可包含第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。
第一透鏡可具有正折射力，且第二透鏡可具有負折射力。
第三透鏡可具有正折射力，第四透鏡可具有負折射力，且第五透鏡可具有正折射力。
光學成像系統可滿足fl/fh<0.7，其中fl是當第一透鏡組與第二透鏡組之間的間隔是第一間隔時的光學成像系統的總焦距，且fh是當第一透鏡組與第二透鏡組之間的間隔是第二間隔時的光學成像系統的總焦距。
光學成像系統可滿足BFL_h>30毫米，其中BFL_h是當第一透鏡組與第二透鏡組之間的間隔是第二間隔時沿著光軸自包含於第二透鏡組中的多個透鏡中的最後透鏡的像側表面至成像平面的距離。
光學成像系統可滿足D1_2/D1_1<0.3，其中D1_1是第一間隔，且D1_2是第二間隔。
光學成像系統可滿足FOVl/FOVh>1.6，其中FOVl是當 第一透鏡組與第二透鏡組之間的間隔是第一間隔時的光學成像系統的視場，且FOVh是當第一透鏡組與第二透鏡組之間的間隔是第二間隔時的光學成像系統的視場。
光學成像系統可滿足fG1/fG2<-0.5，其中fG1是第一透鏡組的焦距，且fG2是第二透鏡組的焦距。
第二透鏡組可經組態成可沿著光軸移動，以使得第二透鏡組與多個第二反射構件之間沿著光軸的距離變化。
多個第二反射構件可包含自第二透鏡組朝向影像感測器依序配置的第二反射構件、第三反射構件、第四反射構件以及第五反射構件，第三反射構件可經組態以移動，以使得第二反射構件與第三反射構件之間的間隔變化，且第四反射構件可經組態以移動，以使得第四反射構件與第五反射構件之間的間隔變化。
第三反射構件及第四反射構件可經組態以一起移動。
多個第二反射構件可包含自第二透鏡組朝向影像感測器依序配置的第二反射構件及第三反射構件。
第二反射構件及第三反射構件可經組態以一起移動。
多個第二反射構件可包含安置於第三反射構件與影像感測器之間的第四反射構件。
第三反射構件及第四反射構件可經組態以一起移動。
在另一一般態樣中，一種光學成像系統包含：第一透鏡組；第二透鏡組；以及反射構件，安置於第二透鏡組的像側上以將已穿過第二透鏡組的光導向至影像感測器。第一透鏡組及第二透鏡組中的一者或兩者經組態成沿著光軸移動，以使得第一透鏡組與第二透鏡組之間沿著光軸的間隔可在最大間隔與最小間隔之間 變化。反射構件經組態以移動，以使得已穿過第二透鏡組的光在第二透鏡組與反射構件之間行進的距離是可變的。
其他特徵及態樣將根據以下詳細描述、圖式以及申請專利範圍而顯而易見。
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:影像感測器
D1、D2、D3、D4:距離
G1:第一透鏡組
G2:第二透鏡組
R1:第一反射構件
R2:第二反射構件
R3:第三反射構件
R4:第四反射構件
R5:第五反射構件
圖1為說明根據第一實例的將第一透鏡組及第二透鏡組配置於光學成像系統中的第一位置中的狀態的視圖。
圖2為具有表示圖1中所說明的光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖3為說明根據第一實例的將第一透鏡組及第二透鏡組配置於光學成像系統中的第二位置中的狀態的視圖。
圖4為具有表示圖3中所說明的光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖5為說明根據第二實例的將第一透鏡組及第二透鏡組配置於光學成像系統中的第一位置中的狀態的視圖。
圖6為具有表示圖5中所說明的光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖7為說明根據第二實例的將第一透鏡組及第二透鏡組配置於光學成像系統中的第二位置中的狀態的視圖。
圖8為具有表示圖7中所說明的光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖9為說明根據第三實例的將第一透鏡組及第二透鏡組配置 於光學成像系統中的第一位置中的狀態的視圖。
圖10為具有表示圖9中所說明的光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
圖11為說明根據第三實例的將第一透鏡組及第二透鏡組配置於光學成像系統中的第二位置中的狀態的視圖。
圖12為具有表示圖11中所說明的光學成像系統的像差特性的曲線的曲線圖。
貫穿圖式及詳細描述，相同附圖標號指代相同元件。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、比例以及描繪。
提供以下詳細描述是為了輔助讀者獲得對本文中所描述的方法、設備及/或系統的全面理解。然而，本文中所描述的方法、設備及/或系統的各種改變、修改以及等效物對於所屬領域中具通常知識者而言將是顯而易見的。如對於所屬領域中具通常知識者將顯而易見的是，除了必需按某一次序發生的操作以外，本文中所描述的操作序列僅為實例，且不限於本文中所闡述的彼等實例，而是可進行改變。此外，為了增加清楚性及簡潔性，可省略對所屬領域中具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，且不應被解釋為受限於本文中所描述的實例。實情為，已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，且將向所屬領域中具通常知識者充分傳達本揭露的範疇。
在本文中，應注意，相對於實例或實施例對術語「可」的使用(例如，關於實例或實施例可包含或實施之物)意謂存在包含或實施此特徵的至少一個實例或實施例，而所有實例及實施例不限於此。
貫穿本說明書，當將諸如層、區或基底的元件描述為「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，或可存在介入其間的一或多個其他元件。相反，當將元件描述為「直接在」另一元件「上」、「直接連接至」另一元件或「直接耦接至」另一元件時，可不存在介入其間的其他元件。
如本文中所使用，術語「及/或」包含相關聯的所列項中的任一者及任兩者或大於兩者的任何組合。
儘管在本文中可使用諸如「第一」、「第二」以及「第三」的術語來描述各種構件、組件、區、層或區段，但此等構件、組件、區、層或區段不受此等術語限制。實情為，此等術語僅用於將一個構件、組件、區、層或區段與另一構件、組件、區、層或區段區分開。因此，在不脫離實例的教示的情況下，在本文中所描述的實例中所提及的第一構件、組件、區、層或區段亦可稱為第二構件、組件、區、層或區段。
為了易於描述，在本文中可使用諸如「上方」、「上部」、「下方」以及「下部」的空間相對術語來描述如圖中所說明的一個元件與另一元件的關係。除圖中所描繪的定向以外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。舉例而言，若將圖中的裝置翻轉，則經描述為相對於另一元件處於「上方」或「上部」 的元件接著將相對於另一元件處於「下方」或「下部」。因此，視裝置的空間定向而定，術語「在......上方」涵蓋上方定向及下方定向兩者。裝置亦可以其他方式定向(例如，旋轉90度或以其他定向)，且本文中所使用的空間相對術語應相應地進行解譯。
本文中所使用的術語僅用於描述各種實例，且不用於限制本揭露。除非上下文另外明確指示，否則冠詞「一(a/an)」及「所述(the)」亦意欲包含複數形式。術語「包括」、「包含」以及「具有」指定所陳述的特徵、數值、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、數值、操作、構件、元件及/或其組合的存在或添加。
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定形狀，而是包含在製造期間出現的形狀變化。
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，其他組態是可能的。
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、比例以及描繪。
在下文中，將參考隨附圖式詳細描述實例。
在圖式中，為方便解釋起見，已稍微誇示透鏡的厚度、大小以及形狀。特定言之，藉助於實例說明圖式中所說明的球面表面或非球面表面的形狀。亦即，球面表面或非球面表面的形狀不限於圖式中所說明的彼等形狀。
根據各種實例的光學成像系統可安裝於行動電子裝置中。舉例而言，光學成像系統可為安裝於行動電子裝置中的相機模組的一個組件。行動電子裝置可為攜帶型電子裝置，諸如行動通信終端機、智慧型電話或平板個人電腦(personal computer；PC)。
光學成像系統可包含多個透鏡。可將多個透鏡配置成以預設距離彼此間隔開。
作為實例，光學成像系統可包含至少五個透鏡。
第一透鏡(或最前透鏡)是指最接近物側(或第一反射構件)的透鏡，而最後一個透鏡(或最後透鏡)是指最接近影像感測器的透鏡。
另外，每一透鏡的第一表面是指所述透鏡接近於物側的表面(或物側表面)，且每一透鏡的第二表面是指所述透鏡接近於像側的表面(或像側表面)。此外，在本說明書中，透鏡的曲率半徑、厚度、距離以及類似者的所有數值用毫米(mm)表示，且視場(field of view；FOV)用度數表示。
此外，在針對透鏡中的每一者的形狀的描述中，透鏡的一個表面是凸面的含義為對應表面的近軸區部分是凸面的，且透鏡的一個表面是凹面的含義為對應表面的近軸區部分是凹面的。因此，儘管描述透鏡的一個表面是凸面的，但透鏡的邊緣部分可為凹面的。同樣，儘管描述透鏡的一個表面是凹面的，但透鏡的邊緣部分可為凸面的。
近軸區是指光軸附近的極窄區。
根據各種實施例的光學成像系統可包含至少五個透鏡。
舉例而言，光學成像系統可包含自物側(或第一反射構 件)依序配置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。
必要時，光學成像系統可包含六個或大於六個透鏡。另外，光學成像系統可更包含將入射於影像感測器上的對象的影像轉換成電信號的影像感測器。
光學成像系統可更包含各自具有改變光路徑的反射表面的多個反射構件。作為實例，多個反射構件中的每一者可為反射鏡或稜鏡。
反射構件中的任一者可安置於多個透鏡前方。作為實例，第一反射構件可安置於第一透鏡前方(亦即，比第一透鏡更接近物側)。可將其他反射構件配置於多個透鏡後方。作為實例，可將其他反射構件配置於第五透鏡與影像感測器之間。
可將多個反射構件配置於多個透鏡與影像感測器之間，以使光折射若干次，從而在相對較窄的空間中產生伸長的光路徑。
因此，光學成像系統可經小型化且具有大的焦距。
此外，光學成像系統可更包含切斷紅外線的紅外截止濾光片(在下文中稱為濾光片)。濾光片可安置於多個反射構件當中最接近影像感測器安置的反射構件與影像感測器之間。
在根據各種實例的光學成像系統中，所有透鏡可由塑膠材料形成。
所有透鏡可具有非球面表面。舉例而言，第一透鏡至第五透鏡中的每一者可具有至少一個非球面表面。
亦即，所有第一透鏡至第五透鏡的第一表面及第二表面中的至少一者可為非球面的。此處，第一透鏡至第五透鏡的非球面 表面可藉由以下等式1表示：
Figure 110112277-A0305-02-0012-1
在等式1中，c為透鏡的曲率(曲率半徑的倒數)，K為圓錐常數，且Y為在垂直於光軸的方向上自透鏡的非球面表面上的某一點至光軸的距離。另外，常數A至常數E為非球面係數。另外，Z是非球面表面上處於距離Y處的某一點同與透鏡的非球面表面的頂點相接的切向平面之間的距離(SAG)。
第一透鏡至第五透鏡可自物側依次具有正折射力/負折射力/正折射力/負折射力/正折射力。
根據各種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]fl/fh<0.7；[條件表達式2]BFL_h>30毫米；[條件表達式3]D1_2/D1_1<0.3；[條件表達式4]FOVl/FOVh>1.6；以及[條件表達式5]fG1/fG2<-0.5。
在條件表達式中，fl是光學成像系統在第一位置中的總焦距，且fh是光學成像系統在第二位置中的總焦距。第一位置是指第一透鏡組與第二透鏡組彼此間隔開第一間隔的情況，且第二位置是指第一透鏡組與第二透鏡組彼此間隔開第二間隔的情況。第二間隔可比第一間隔窄。光學成像系統在第二位置中可具有比在第一位置中更大的總焦距。
BFL_h是當第二位置中自最後一個透鏡(例如，第五透鏡)的像側表面至影像感測器的成像平面在光軸上的距離。
D1_1是第一位置中的第一透鏡組與第二透鏡組之間在光軸上的距離，且D1_2是第二位置中的第一透鏡組與第二透鏡組之間在光軸上的距離。
FOVl是光學成像系統在第一位置中的視場，且FOVh是光學成像系統在第二位置中的視場。光學成像系統在第二位置中可具有比在第一位置中更窄的視場。
fG1是光學成像系統的多個透鏡當中的第一透鏡組的焦距，且fG2是光學成像系統的多個透鏡當中的第二透鏡組的焦距。
根據各種實例的光學成像系統可包含多個透鏡組。作為實例，光學成像系統可包含第一透鏡組及第二透鏡組。第一透鏡組及第二透鏡組中的每一者可包含多個透鏡。第一透鏡組可安置於第二透鏡組前方。
第一透鏡組可包含第一透鏡及第二透鏡。第一透鏡可具有正折射力，且第一透鏡的第一表面及第二表面可為凸面的。第二透鏡可具有負折射力，且第二透鏡的第一表面及第二表面可為凹面的。替代地，第二透鏡的第一表面可為凹面的，且第二透鏡的第二表面可為凸面的。
第一透鏡組整體上可具有負折射力。
第二透鏡組可包含第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第三透鏡可具有正折射力，且第三透鏡的第一表面及第二表面可為凸面的。第四透鏡可具有負折射力，且第四透鏡的第一表面及第二表面可為凹面的。第五透鏡可具有正折射力，且第五透鏡的第一表 面及第二表面可為凸面的。
第二透鏡組整體上可具有正折射力。
可移動第一透鏡組及第二透鏡組中的至少一者以改變光學成像系統的總焦距。舉例而言，第一透鏡組與第二透鏡組之間的間隔可變化。作為實例，第一透鏡組可以固定方式安置，且第二透鏡組可以可移動方式安置。另外，第二透鏡組與影像感測器之間的間隔亦可變化。
可移動配置於第二透鏡組與影像感測器之間的多個反射構件的至少一部分。由於第二透鏡組與影像感測器之間的間隔可藉由移動多個反射構件的至少一部分而變化，因此即使光學成像系統的焦距由於第二透鏡組的移動而改變，亦可容易地在影像感測器上形成焦點。
因此，光學成像系統可具有光學變焦功能及/或聚焦功能。
光學成像系統可具有望遠透鏡的特徵，所述望遠透鏡具有相對較窄的視場及較大的焦距。
將參考圖1至圖4描述根據第一實例的光學成像系統。
圖1為說明將第一透鏡組及第二透鏡組配置於第一位置中的狀態的視圖，且圖3為說明將第一透鏡組及第二透鏡組配置於第二位置中的狀態的視圖。
根據第一實例的光學成像系統可包含第一透鏡組G1及第二透鏡組G2。
第一透鏡組G1可包含第一透鏡110及第二透鏡120，且第二透鏡組G2可包含第三透鏡130、第四透鏡140以及第五透鏡150。另外，光學成像系統可更包含濾光片及影像感測器160。另 外，光闌可安置於第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間。舉例而言，光闌可安置於第二透鏡120與第三透鏡130之間。
另外，光學成像系統可更包含第一反射構件R1，所述第一反射構件R1安置於第一透鏡110前方且具有改變光路徑的反射表面。在第一實例中，第一反射構件R1可為稜鏡，但亦可為反射鏡。
圖1及圖3中說明稜鏡具有平板形狀的情況，但稜鏡實際上可具有三角形稜柱形狀。
入射於第一反射構件R1上的光可由第一反射構件R1折射且接著穿過第一透鏡組G1及第二透鏡組G2。舉例而言，沿著第一光軸入射於第一反射構件R1上的光可朝向垂直於第一光軸的第二光軸折射。
另外，光學成像系統可更包含配置於第五透鏡150後方且各自具有改變光路徑的反射表面的第二反射構件R2、第三反射構件R3、第四反射構件R4以及第五反射構件R5。可將第二反射構件R2、第三反射構件R3、第四反射構件R4以及第五反射構件R5配置於第五透鏡150與影像感測器160之間。
在第一實例中，第二反射構件R2、第三反射構件R3、第四反射構件R4以及第五反射構件R5可為反射鏡，但亦可為稜鏡。
穿過第一透鏡組G1及第二透鏡組G2的光可由第二反射構件R2折射。舉例而言，穿過第一透鏡組G1及第二透鏡組G2的光可由第二反射構件R2朝向垂直於第二光軸的第三光軸折射。
由第二反射構件R2折射的光可由第三反射構件R3再次折射。舉例而言，由第二反射構件R2朝向第三光軸折射的光可由 第三反射構件R3朝向垂直於第三光軸的第四光軸折射。
由第三反射構件R3折射的光可由第四反射構件R4再次折射。舉例而言，由第三反射構件R3朝向第四光軸折射的光可由第四反射構件R4朝向垂直於第四光軸的第五光軸折射。
由第四反射構件R4折射的光可由第五反射構件R5再次折射。舉例而言，由第四反射構件R4朝向第五光軸折射的光可由第五反射構件R5朝向垂直於第五光軸的第六光軸折射，且接著由影像感測器160接收。
濾光片可安置於第五反射構件R5與影像感測器160之間。
可移動第一透鏡組G1及第二透鏡組G2中的至少一者以便改變光學成像系統的總焦距。作為實例，可沿著光學成像系統的光軸移動第二透鏡組G2，以使得第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔可變化且第二透鏡組G2與第二反射構件R2之間的間隔可變化。另外，第二透鏡組G2與影像感測器160之間的間隔可變化。此處，『間隔』可指兩個構件之間在光軸上的距離。
可移動第二反射構件R2、第三反射構件R3、第四反射構件R4以及第五反射構件R5中的至少兩者。舉例而言，可移動第三反射構件R3，以使得第二反射構件R2與第三反射構件R3之間的間隔可變化。另外，可移動第四反射構件R4，以使得第四反射構件R4與第五反射構件R5之間的間隔可變化。第三反射構件R3及第四反射構件R4可一起移動。
可藉由第三反射構件R3及第四反射構件R4改變光路徑的長度。
在本實例中，第一反射構件R1、第二反射構件R2以及第五反射構件R5可為位置固定的固定構件，且第三反射構件R3及第四反射構件R4可為位置可變化的可移動構件。
每一透鏡的特性(曲率半徑、透鏡的厚度或透鏡之間的距離、折射率、阿貝數以及焦距)表示於表1中。
Figure 110112277-A0305-02-0017-2
Figure 110112277-A0305-02-0017-3
Figure 110112277-A0305-02-0018-4
D1是第二透鏡120與第三透鏡130之間在光軸上的距離，D2是第五透鏡150與第二反射構件R2之間在光軸上的距離，D3是第二反射構件R2與第三反射構件R3之間在光軸上的距離，且D4是第四反射構件R4與第五反射構件R5之間在光軸上的距離。
第一位置中的第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔可與第二位置中的第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔不同。舉例而言，第一透鏡組G1及第二透鏡組G2在第一位置中可彼此相對遠離地定位，且在第二位置中可彼此相對接近地定位。
可藉由改變第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔來改變光學成像系統的總焦距。
另外，可藉由移動配置於第二透鏡組G2與影像感測器160之間的多個反射構件中的一些來改變第二透鏡組G2與影像感測器160之間的光路徑的長度。舉例而言，第三反射構件R3及第四反射構件R4在第一位置中的位置可與第三反射構件R3及第四反射構件R4在第二位置中的位置不同。
在第一位置中，光學成像系統的總焦距fl可為16毫米，Fno_l可為5.16，FOVl可為10.1°，BFL_l可為33.250毫米，TTL_l可為51.636毫米，且PTTL_l可為58.003毫米。
在第二位置中，光學成像系統的總焦距fh可為32毫米，Fno_h可為8.17，FOVh可為5°，BFL_h可為53.142毫米，TTL_h可為67.028毫米，且PTTL_h可為73.395毫米。
Fno_l是光學成像系統在第一位置中的F-數，且Fno_h是 光學成像系統在第二位置中的F-數。
FOVl是光學成像系統在第一位置中的視場，且FOVh是光學成像系統在第二位置中的視場。
BFL_l是在第一位置中自第五透鏡的像側表面至影像感測器的成像平面在光軸上的距離，且BFL_h是當第二位置中自第五透鏡的像側表面至影像感測器的成像平面在光軸上的距離。
TTL_l是在第一位置中自第一透鏡的物側表面至影像感測器的成像平面在光軸上的距離，且TTL_h是當第二位置中自第一透鏡的物側表面至影像感測器的成像平面在光軸上的距離。
PTTL_l是在第一位置中自第一反射構件的物側表面(或入射表面)至影像感測器的成像平面在光軸上的距離，且PTTL_h是當第二位置中自第一反射構件的物側表面(或入射表面)至影像感測器的成像平面在光軸上的距離。
在第一實例中，第一透鏡組G1整體上可具有負折射力。第一透鏡組G1的焦距可為-10.766毫米。
第二透鏡組G2整體上可具有正折射力。第二透鏡組G2的焦距可為13.393毫米。
第一透鏡110可具有正折射力，且其第一表面及第二表面可為凸面的。
第二透鏡120可具有負折射力，且其第一表面及第二表面可為凹面的。
第三透鏡130可具有正折射力，且其第一表面及第二表面可為凸面的。
第四透鏡140可具有負折射力，且其第一表面及第二表 面可為凹面的。
第五透鏡150可具有正折射力，且其第一表面及第二表面可為凸面的。
第一透鏡110至第五透鏡150的各別表面可具有如表3中所表示的非球面係數。舉例而言，第一透鏡110至第五透鏡150的所有物側表面及像側表面可為非球面。
Figure 110112277-A0305-02-0020-5
另外，如上文所描述一般組態的光學成像系統可具有圖2及圖4中所說明的像差特性。
將參考圖5至圖8描述根據第二實例的光學成像系統。
圖5為說明將第一透鏡組及第二透鏡組配置於第一位置中的狀態的視圖，且圖7為說明將第一透鏡組及第二透鏡組配置於第二位置中的狀態的視圖。
根據第二實例的光學成像系統可包含第一透鏡組G1及第二透鏡組G2。
第一透鏡組G1可包含第一透鏡210及第二透鏡220，且第二透鏡組G2可包含第三透鏡230、第四透鏡240以及第五透鏡250。另外，光學成像系統可更包含濾光片及影像感測器260。另 外，光闌可安置於第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間。舉例而言，光闌可安置於第二透鏡220與第三透鏡230之間。
另外，光學成像系統可更包含第一反射構件R1，所述第一反射構件R1安置於第一透鏡210前方且具有改變光路徑的反射表面。在第二實例中，第一反射構件R1可為稜鏡，但亦可為反射鏡。
圖5及圖7中說明稜鏡具有平板形狀的情況，但稜鏡實際上可具有三角形稜柱形狀。
入射於第一反射構件R1上的光可由第一反射構件R1折射且接著穿過第一透鏡組G1及第二透鏡組G2。舉例而言，沿著第一光軸入射於第一反射構件R1上的光可朝向垂直於第一光軸的第二光軸折射。
另外，光學成像系統可更包含配置於第五透鏡250後方且各自具有改變光路徑的反射表面的第二反射構件R2及第三反射構件R3。可將第二反射構件R2及第三反射構件R3配置於第五透鏡250與影像感測器260之間。
在第二實例中，第二反射構件R2及第三反射構件R3可為反射鏡，但亦可為稜鏡。
穿過第一透鏡組G1及第二透鏡組G2的光可由第二反射構件R2折射。舉例而言，穿過第一透鏡組G1及第二透鏡組G2的光可由第二反射構件R2朝向垂直於第二光軸的第三光軸折射。
由第二反射構件R2折射的光可由第三反射構件R3再次折射。舉例而言，由第二反射構件R2朝向第三光軸折射的光可由第三反射構件R3朝向垂直於第三光軸的第四光軸折射，且接著由 影像感測器260接收。
濾光片可安置於第三反射構件R3與影像感測器260之間。
可移動第一透鏡組G1及第二透鏡組G2中的至少一者以便改變光學成像系統的總焦距。作為實例，可沿著光軸移動第二透鏡組G2，以使得第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔可變化且第二透鏡組G2與第二反射構件R2之間的間隔可變化。另外，第二透鏡組G2與影像感測器260之間的間隔可變化。此處，『間隔』可指兩個構件之間在光軸上的距離。
可移動第二反射構件R2及第三反射構件R3。舉例而言，第二反射構件R2及第三反射構件R3可一起移動，以使得第二透鏡組G2與第二反射構件R2之間的間隔及第三反射構件R3與影像感測器260之間的間隔可變化。
在本實例中，第一反射構件R1可為位置固定的固定構件，且第二反射構件R2及第三反射構件R3可為位置可變化的可移動構件。
每一透鏡的特性(曲率半徑、透鏡的厚度或透鏡之間的距離、折射率、阿貝數以及焦距)表示於表4中。
Figure 110112277-A0305-02-0022-6
Figure 110112277-A0305-02-0023-7
Figure 110112277-A0305-02-0023-8
D1是第二透鏡220與第三透鏡230之間在光軸上的距離，D2是第五透鏡250與第二反射構件R2之間在光軸上的距離，且D3是第三反射構件R3與影像感測器260之間在光軸上的距離。
第一位置中的第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔可與第二位置中的第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔不同。舉例而言，第一透鏡組G1及第二透鏡組G2在第一位置中可彼此相對遠離地定位，且在第二位置中可彼此相對接近地定位。
可藉由改變第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔來改變光學成像系統的總焦距。
另外，可藉由移動配置於第二透鏡組G2與影像感測器260之間的多個反射構件來改變第二透鏡組G2與影像感測器260之間的光路徑的長度。舉例而言，第二反射構件R2及第三反射構件R3在第一位置中的位置可與第二反射構件R2及第三反射構件 R3在第二位置中的位置不同。
在第一位置中，光學成像系統的總焦距fl可為13.9毫米，Fno_l可為3.88，FOVl可為11.5°，BFL_l可為23,000毫米，TTL_l可為41.767毫米，且PTTL_l可為48.134毫米。
在第二位置中，光學成像系統的總焦距fh可為24.6毫米，Fno_h可為4.97，FOVh可為6.5°，BFL_h可為30.667毫米，TTL_h可為41.784毫米，且PTTL_h可為48.151毫米。
在第二實例中，第一透鏡組G1整體上可具有負折射力。第一透鏡組G1的焦距可為-18.451毫米。
第二透鏡組G2整體上可具有正折射力。第二透鏡組G2的焦距可為13.252毫米。
第一透鏡210可具有正折射力，且其第一表面及第二表面可為凸面的。
第二透鏡220可具有負折射力，且其第一表面可為凹面的且其第二表面可為凸面的。
第三透鏡230可具有正折射力，且其第一表面及第二表面可為凸面的。
第四透鏡240可具有負折射力，且其第一表面及第二表面可為凹面的。
第五透鏡250可具有正折射力，且其第一表面及第二表面可為凸面的。
第一透鏡210至第五透鏡250的各別表面可具有如表6中所表示的非球面係數。舉例而言，第一透鏡210至第五透鏡250的所有物側表面及像側表面可為非球面。
Figure 110112277-A0305-02-0025-9
另外，如上文所描述一般組態的光學成像系統可具有圖6及圖8中所說明的像差特性。
將參考圖9至圖12描述根據第三實例的光學成像系統。
圖9為說明將第一透鏡組及第二透鏡組配置於第一位置中的狀態的視圖，且圖11為說明將第一透鏡組及第二透鏡組配置於第二位置中的狀態的視圖。
根據第三實例的光學成像系統可包含第一透鏡組G1及第二透鏡組G2。
第一透鏡組G1可包含第一透鏡310及第二透鏡320，且第二透鏡組G2可包含第三透鏡330、第四透鏡340以及第五透鏡350。另外，光學成像系統可更包含濾光片及影像感測器360。另外，光闌可安置於第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間。舉例而言，光闌可安置於第二透鏡320與第三透鏡330之間。
另外，光學成像系統可更包含第一反射構件R1，所述第一反射構件R1安置於第一透鏡310前方且具有改變光路徑的反射表面。在第三實例中，第一反射構件R1可為稜鏡，但亦可為反射鏡。
圖9及圖11中說明稜鏡具有平板形狀的情況，但稜鏡實際上可具有三角形稜柱形狀。
入射於第一反射構件R1上的光可由第一反射構件R1折射且接著穿過第一透鏡組G1及第二透鏡組G2。舉例而言，沿著第一光軸入射於第一反射構件R1上的光可朝向垂直於第一光軸的第二光軸折射。
另外，光學成像系統可更包含配置於第五透鏡350後方且各自具有改變光路徑的反射表面的第二反射構件R2、第三反射構件R3以及第四反射構件R4。可將第二反射構件R2、第三反射構件R3以及第四反射構件R4配置於第五透鏡350與影像感測器360之間。
在第三實例中，第二反射構件R2、第三反射構件R3以及第四反射構件R4可為反射鏡，但亦可為稜鏡。
穿過第一透鏡組G1及第二透鏡組G2的光可由第二反射構件R2折射。舉例而言，穿過第一透鏡組G1及第二透鏡組G2的光可由第二反射構件R2朝向垂直於第二光軸的第三光軸折射。
由第二反射構件R2折射的光可由第三反射構件R3再次折射。舉例而言，由第二反射構件R2朝向第三光軸折射的光可由第三反射構件R3朝向垂直於第三光軸的第四光軸折射。
由第三反射構件R3折射的光可由第四反射構件R4再次折射。舉例而言，由第三反射構件R3朝向第四光軸折射的光可由第四反射構件R4朝向垂直於第四光軸的第五光軸折射，且隨後由影像感測器360接收。
濾光片可安置於第四反射構件R4與影像感測器360之 間。
可移動第一透鏡組G1及第二透鏡組G2中的至少一者以便改變光學成像系統的總焦距。作為實例，可沿著光軸移動第二透鏡組G2，以使得第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔可變化且第二透鏡組G2與第二反射構件R2之間的間隔可變化。另外，第二透鏡組G2與影像感測器360之間的間隔可變化。此處，『間隔』可指兩個構件之間在光軸上的距離。
可移動第二反射構件R2、第三反射構件R3以及第四反射構件R4中的至少兩者。舉例而言，可移動第三反射構件R3，以使得第二反射構件R2與第三反射構件R3之間的間隔可變化。另外，可移動第四反射構件R4，以使得第四反射構件R4與影像感測器360之間的間隔可變化。第三反射構件R3及第四反射構件R4可一起移動。
在本實例中，第一反射構件R1及第二反射構件R2可為位置固定的固定構件，且第三反射構件R3及第四反射構件R4可為位置可變化的可移動構件。
每一透鏡的特性(曲率半徑、透鏡的厚度或透鏡之間的距離、折射率、阿貝數以及焦距)表示於表7中。
Figure 110112277-A0305-02-0027-10
Figure 110112277-A0305-02-0028-11
Figure 110112277-A0305-02-0028-12
D1是第二透鏡320與第三透鏡330之間在光軸上的距離，D2是第五透鏡350與第二反射構件R2之間在光軸上的距離，D3是第二反射構件R2與第三反射構件R3之間在光軸上的距離，且D4是第四反射構件R4與影像感測器360之間在光軸上的距離。
第一位置中的第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔可與第二位置中的第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔不同。舉例而言，第一透鏡組G1及第二透鏡組G2在第一位置中可彼此相對遠離地定位，且在第二位置中可彼此相對接近地定位。
可藉由改變第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔來改變光學成像系統的總焦距。
另外，可藉由移動配置於第二透鏡組G2與影像感測器 360之間的多個反射構件中的一些來改變第二透鏡組G2與影像感測器360之間的光路徑的長度。舉例而言，第三反射構件R3及第四反射構件R4在第一位置中的位置可與第三反射構件R3及第四反射構件R4在第二位置中的位置不同。
在第一位置中，光學成像系統的總焦距fl可為12.3毫米，Fno_l可為3.72，FOVl可為13°，BFL_l可為30.082毫米，TTL_l可為50.3毫米，且PTTL_l可為56.666毫米。
在第二位置中，光學成像系統的總焦距fh可為24.4毫米，Fno_h可為4.98，FOVh可為6.5°，BFL_h可為39.344毫米，TTL_h可為50.784毫米，且PTTL_h可為57.151毫米。
在第三實例中，第一透鏡組G1整體上可具有負折射力。第一透鏡組G1的焦距可為-16.864毫米。
第二透鏡組G2整體上可具有正折射力。第二透鏡組G2的焦距可為12.909毫米。
第一透鏡310可具有正折射力，且其第一表面及第二表面可為凸面的。
第二透鏡320可具有負折射力，且其第一表面可為凹面的且其第二表面可為凸面的。
第三透鏡330可具有正折射力，且其第一表面及第二表面可為凸面的。
第四透鏡340可具有負折射力，且其第一表面及第二表面可為凹面的。
第五透鏡350可具有正折射力，且其第一表面及第二表面可為凸面的。
第一透鏡310至第五透鏡350的各別表面可具有如表9中所表示的非球面係數。舉例而言，第一透鏡310至第五透鏡350的所有物側表面及像側表面可為非球面。
Figure 110112277-A0305-02-0030-13
另外，如上文所描述一般組態的光學成像系統可具有圖10及圖12中所說明的像差特性。
如上文所闡述，根據各種實例的光學成像系統可藉由改變焦距來實施變焦功能。
雖然本揭露內容包含特定實例，但對於所屬領域中具通常知識者而言將顯而易見，在不脫離申請專利範圍及其等效物的精神及範疇的情況下，可對此等實例作出形式及細節上的各種改變。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。對每一實例中的特徵或態樣的描述應視為可適用於其他實例中的類似特徵或態樣。若所描述技術經執行為具有不同次序且/或若所描述系統、架構、裝置或電路中的組件以不同方式組合及/或藉由其他組件或其等效物來替代或補充，則可達成合適結果。因此，本揭露的範疇不由詳細描述定義，而是由申請專利範圍及其等效物定義，且屬於申請專利範圍及其等效物的範疇內的所有變化 應解釋為包含於本揭露中。
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:影像感測器
D1、D2、D3、D4:距離
G1:第一透鏡組
G2:第二透鏡組
R1:第一反射構件
R2:第二反射構件
R3:第三反射構件
R4:第四反射構件
R5:第五反射構件

Claims (19)

  1. 一種光學成像系統，包括：第一透鏡組，包括多個透鏡；第二透鏡組，包括多個透鏡；第一反射構件，安置於所述第一透鏡組的物側上；以及多個反射構件，配置於所述第二透鏡組與影像感測器之間，其中所述第一透鏡組及所述第二透鏡組中的一者或兩者經組態成可沿著光軸移動，所述第一透鏡組與所述第二透鏡組之間沿著所述光軸的間隔在第一間隔與小於所述第一間隔的第二間隔之間變化，以及隨著所述第一透鏡組及所述第二透鏡組中的至少一者移動，所述多個反射構件中的一或多者移動，其中BFL_h>30毫米，其中BFL_h是當所述第一透鏡組與所述第二透鏡組之間的所述間隔是所述第二間隔時沿著所述光軸自包含於所述第二透鏡組中的所述多個透鏡中的最後透鏡的像側表面至成像平面的距離。
  2. 如請求項1所述的光學成像系統，其中所述第一透鏡組具有負折射力，且所述第二透鏡組具有正折射力。
  3. 如請求項1所述的光學成像系統，其中所述第一透鏡組包括第一透鏡及第二透鏡，以及所述第二透鏡組包括第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。
  4. 如請求項3所述的光學成像系統，其中所述第一透鏡具有正折射力，且所述第二透鏡具有負折射力。
  5. 如請求項4所述的光學成像系統，其中所述第三透 鏡具有正折射力，所述第四透鏡具有負折射力，且所述第五透鏡具有正折射力。
  6. 如請求項1所述的光學成像系統，其中fl/fh<0.7，其中fl是當所述第一透鏡組與所述第二透鏡組之間的所述間隔是所述第一間隔時的所述光學成像系統的總焦距，且fh是當所述第一透鏡組與所述第二透鏡組之間的所述間隔是所述第二間隔時的所述光學成像系統的總焦距。
  7. 如請求項1所述的光學成像系統，其中D1_2/D1_1<0.3，其中D1_1是所述第一間隔，且D1_2是所述第二間隔。
  8. 如請求項1所述的光學成像系統，其中FOVl/FOVh>1.6，其中FOVl是當所述第一透鏡組與所述第二透鏡組之間的所述間隔是所述第一間隔時的所述光學成像系統的視場，且FOVh是當所述第一透鏡組與所述第二透鏡組之間的所述間隔是所述第二間隔時的所述光學成像系統的視場。
  9. 如請求項1所述的光學成像系統，其中fG1/fG2<-0.5，其中fG1是所述第一透鏡組的焦距，且fG2是所述第二透鏡組的焦距。
  10. 如請求項1所述的光學成像系統，其中所述第二透鏡組經組態成可沿著所述光軸移動，以使得所述第二透鏡組與所述多個反射構件之間沿著所述光軸的距離變化。
  11. 如請求項1所述的光學成像系統，其中所述多個反射構件包括自所述第二透鏡組朝向所述影像感測器依序配置的第二反射構件、第三反射構件、第四反射構件以及第五反射構件，所述第三反射構件經組態以移動，以使得所述第二反射構件 與所述第三反射構件之間的間隔變化，以及所述第四反射構件經組態以移動，以使得所述第四反射構件與所述第五反射構件之間的間隔變化。
  12. 如請求項11所述的光學成像系統，其中所述第三反射構件及所述第四反射構件經組態以一起移動。
  13. 如請求項1所述的光學成像系統，其中所述多個反射構件包括自所述第二透鏡組朝向所述影像感測器依序配置的第二反射構件及第三反射構件。
  14. 如請求項13所述的光學成像系統，其中所述第二反射構件及所述第三反射構件經組態以一起移動。
  15. 如請求項14所述的光學成像系統，其中所述多個反射構件更包括安置於所述第三反射構件與所述影像感測器之間的第四反射構件。
  16. 如請求項15所述的光學成像系統，其中所述第三反射構件及所述第四反射構件經組態以一起移動。
  17. 一種光學成像系統，包括：第一透鏡組，包括多個透鏡；第二透鏡組，包括多個透鏡；反射構件，安置於所述第二透鏡組的像側上且經組態以將已穿過所述第二透鏡組的光導向至影像感測器，其中所述第一透鏡組及所述第二透鏡組中的一者或兩者經組態成沿著光軸移動，以使得所述第一透鏡組與所述第二透鏡組之間沿著所述光軸的間隔可在最大間隔與最小間隔之間變化，以及所述反射構件經組態以移動，以使得已穿過所述第二透鏡組 的所述光在所述第二透鏡組與所述反射構件之間行進的距離是可變的，其中BFL_h>30毫米，其中BFL_h是當所述第一透鏡組與所述第二透鏡組之間的所述間隔是所述最小間隔時沿著所述光軸自包含於所述第二透鏡組中的所述多個透鏡中的最後透鏡的像側表面至成像平面的距離。
  18. 如請求項17所述的光學成像系統，其中Dmin/Dmax<0.3，其中Dmin是所述最小間隔的值且Dmax是所述最大間隔的值。
  19. 如請求項17所述的光學成像系統，其中fl/fh<0.7，其中fl是當所述第一透鏡組及所述第二透鏡組間隔開所述最大間隔時的所述光學成像系統的總焦距，且fh是當所述第一透鏡組及所述第二透鏡組間隔開所述最小間隔時的所述光學成像系統的總焦距。
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