光学成像系统的制作方法_2

文档序号:9726494阅读:来源:国知局
】 阳106] 本发明公开了一种光学成像系统组,由物侧至像侧依序包含具有屈折力的第一透 镜、第二透镜、第Ξ透镜、第四透镜、第五透镜W及成像面。光学成像系统还可包含一影像感 测元件,其设置于成像面。 阳107] 光学成像系统使用五个工作波长,分别为470皿、510皿、555皿、610皿、650皿,其中 555nm为王要参考波长。
[0108] 光学成像系统的焦距f与每一片具有正屈折力的透镜的焦距巧的比值为PPR,光 学成像系统的焦距f与每一片具有负屈折力的透镜的焦距化的比值为NPR,所有正屈折力 的透镜的PPR总和为ΣΡΡΚ,所有负屈折力的透镜的WR总和为ΣΝΡΚ,当满足下列条件时 有助于控制光学成像系统的总屈折力W及总长度:0.5兰SPPR/ I SNPR I兰2. 5,较佳 地,可满足下列条件:1兰ΣΡΡΚ/ I ΣΝΡΚ I兰2. 0。
[0109] 光学成像系统的系统高度为册S,当册S/f比值趋近于1时,将有利于制作微型化 且可成像超高像素的光学成像系统。
[0110] 光学成像系统的每一片具有正屈折力的透镜的焦距巧的总和为ΣΡΡ,每一片具 有负屈折力的透镜的焦距总和为ΣΝΡ,本发明的光学成像系统的一种实施方式,其满足下 列条件:〇<ΣΡΡ兰200 及fl/ΣΡΡ兰0. 85。较佳地,可满足下列条件:0<ΣΡΡ兰150 ; W及0.01 ^ fl/ΣΡΡ ^ 0.6。藉此,有助于控制光学成像系统的聚焦能力,并且适当分配 系统的正屈折力W抑制显著的像差过早产生。同时满足下列条件:ΣΝΡ<-0. 1 及巧/ ΣNP兰0.85。较佳地,可满足下列条件:5:NP<0;W及0.01兰巧/ΣNP兰0.5。有助于控 制光学成像系统的总屈折力W及总长度。 阳111] 第一透镜具有正屈折力,其物侧面可为凸面。藉此,可适当调整第一透镜的正屈折 力强度,有助于缩短光学成像系统的总长度。
[0112] 第二透镜可具有负屈折力。藉此,可补正第一透镜产生的像差。
[0113] 第Ξ透镜可具有负屈折力。藉此,可补正第一透镜产生的像差。
[0114] 第四透镜可具有正屈折力,其像侧面可为凹面。藉此,可分担第一透镜的正屈折 力,W避免像差过度增大并可降低光学成像系统的敏感度。
[0115] 第五透镜可具有负屈折力,其像侧面可为凹面。藉此,有利于缩短其后焦距W维持 小型化。另外,第五透镜的至少一表面可具有至少一反曲点,可有效地压制离轴视场光线入 射的角度,进一步可修正离轴视场的像差。较佳地,其物侧面W及像侧面均具有至少一反曲 点。
[0116] 光学成像系统可进一步包含一影像感测元件,其设置于成像面。影像感测元件有 效感测区域对角线长的一半(即为光学成像系统的成像高度或称最大像高)为册I,第一透 镜物侧面至成像面于光轴上的距离为册S,其满足下列条件:册S/册I兰3 及0. 5兰册S/ f兰2. 5。较佳地,可满足下列条件:1兰册S/册I兰2. 5 及1兰册S/f兰2。藉此,可维 持光学成像系统的小型化,W搭载于轻薄可携式的电子产品上。
[0117] 另外,本发明的光学成像系统中,依需求可设置至少一光圈,W减少杂散光,有助 于提升影像质量。
[0118] 本发明提供的光学成像系统中,光圈配置可为前置光圈或中置光圈,其中前置光 圈意即光圈设置于被摄物与第一透镜间,中置光圈则表示光圈设置于第一透镜与成像面 间。若光圈为前置光圈,可使光学成像系统的出瞳与成像面产生较长的距离而容置更多光 学元件,并可增加影像感测元件接收影像的效率;若为中置光圈,有助于扩大系统的视场 角,使光学成像系统具有广角镜头的优势。前述光圈至成像面间的距离为InS,其满足下列 条件:0. 6兰InS/册S兰1. 1。车父佳地,可細足下列条件:0. 8兰InS/册S兰1賴此,可问时 兼顾维持光学成像系统的小型化W及具备广角的特性。
[0119] 本发明提供的光学成像系统中,第一透镜物侧面至第五透镜像侧面之间的距离为 In化,于光轴上所有具有屈折力的透镜的厚度总和为STP, 阳120] 其满足下列条件:0. 45兰STP^nTL兰0. 95。藉此,当可同时兼顾系统成像的对 比度W及透镜制造的合格率并提供适当的后焦距W容置其他元件。 阳121] 第一透镜物侧面的曲率半径为R1,第一透镜像侧面的曲率半径为R2,其满足下列 条件:0.1兰I R1/R2 I兰0.5。藉此,第一透镜具备适当正屈折力强度,避免球差增加过 速。较佳地,可满足下列条件:0.1兰I R1/R2 I兰0.45。
[0122] 第五透镜物侧面的曲率半径为R9,第五透镜像侧面的曲率半径为R10,其满足下 列条件:-10<(R9-R10)/(R9+R10)<30。藉此,有利于修正光学成像系统所产生的像散。
[0123] 第一透镜与第二透镜于光轴上的间隔距离为IN12,其满足下列条件:0<IN12/ f兰0. 25。较佳地,可满足下列条件:0. 01兰IN12^兰0. 20。藉此,有助于改善透镜的色 差W提升其性能。
[0124] 第一透镜与第二透镜于光轴上的厚度分别为TP1 W及TP2,其满足下列条件: 1兰(TP1+IN12)/TP2兰10。藉此,有助于控制光学成像系统制造的敏感度并提升其性能。 [01巧]第四透镜与第五透镜于光轴上的厚度分别为TP4 W及TP5,前述两个透镜于光轴 上的间隔距离为IM5,其满足下列条件:0. 2兰灯P5+IM5)/TP4兰3。藉此,有助于控制光 学成像系统制造的敏感度并降低系统总高度。 阳1%] 第二透镜、第Ξ透镜、第四透镜于光轴上的厚度分别为TP2、TP3、TP4,其满足下列 条件:0. 1兰(TP2巧P3巧P4) / Σ TP兰0. 8。较佳地,可满足下列条件:0. 4兰(TP2巧P3巧P4) / ΣΤΡ ^ 0.8。藉此,有助于层层微幅修正入射光线行进过程所产生的像差并降低系统总高 度。
[0127] 本发明提供的光学成像系统中,第五透镜物侧面152于光轴上的交点至第五透 镜物侧面152的最大有效径位置于光轴的水平位移距离为InRS51 (若水平位移朝向像 侦U,InRS51为正值;若水平位移朝向物侧,InRS51为负值),第五透镜像侧面154于光轴 上的交点至第五透镜像侧面154的最大有效径位置于光轴的水平位移距离为InRS52, 第五透镜150于光轴上的厚度为TP5,其满足下列条件:-lmm兰InRS51兰1mm ;-lmm兰In RS52 = 1mm ; 1mm = | InRSSl | + | InRS52 | = 2mm ;0.01 = | InRSSl | /TP5 = 5 ; 0.01兰I InRS52 I /TP5兰5。藉此,可控制第五透镜两面间最大有效径位置,从而有助于 光学成像系统的外围视场的像差修正W及有效维持其小型化。
[0128] 本发明提供的光学成像系统中,第五透镜物侧面于光轴上的交点至第五透镜 物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离WSGI511表示,第五透镜像 侧面于光轴上的交点至第五透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位 移距离 W SGI521 表示,其满足下列条件:0<SGI511/(SGI511+TP5)兰 0. 9 ;0<SGI521/ (SGI521+TP5)兰 0. 9。较佳地,可满足下列条件:0. 0KSGI511/(SGI511+TP5)兰 0. 7; 0. 01<SGI521/(SGI521+TP5)兰 0.7。
[0129] 第五透镜物侧面于光轴上的交点至第五透镜物侧面第二接近光轴的反曲点之间 与光轴平行的水平位移距离W SGI512表示,第五透镜像侧面于光轴上的交点至第五透镜 像侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离WSGI522表示,其满足下 列条件:〇<SGI512/(SGI5^+TP5)兰 0. 9;0<SGI522/(SGI52化TP5)兰 0.9。较佳地,可满足 下列条件:〇. 1 兰 SGI512/(SGI5^+TP5)兰 0. 8 ;0. 1 兰 SGI522/(SGI52化TP5)兰 0. 8。
[0130] 第五透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离W HI巧11表示,第五透 镜像侧面于光轴上的交点至第五透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离W HI巧21表示,其满足下列条件:0. 01兰HIF511/册I兰0. 9 ;0. 01兰HIF521/册I兰0. 9。较 佳地,可满足下列条件:〇. 09兰HIF511/册I兰0. 5 ;0. 09兰HIF521/册I兰0. 5。 阳131] 第五透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离W HI巧12表示, 第五透镜像侧面于光轴上的交点至第五透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的 垂直距离W HI巧22表示,其满足下列条件:0. 01兰HIF512/册I兰0. 9 ;0. 01兰HIF522/ 册I兰0. 9。较佳地,可满足下列条件:0. 09兰HIF512/册I兰0. 8 ;0. 09兰HI巧22/ 册I ^ 0. 8。
[0132] 本发明提供的光学成像系统的一种实施方式,可通过具有高色散系数与低色散系 数的透镜交错排列,从而助于光学成像系统色差的修正。
[0133] 上述非球面的方程式为:
[0134] z = ch2/[l+[Uk+l)c^2]0.W+A4h4+AMi6+Aai8+A10hl0+A12hl2+A14hl4+A16hl 6+A18hl8+A20h20+…(1)
[0135] 其中,Z为沿光轴方向在高度为h的位置W表面顶点作参考的位置值,k为锥面系 数,C为曲率半径的倒数,且A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18 W及A20为高阶非球面系 数。
[0136] 本发明提供的光学成像系统中,透镜的材质可为塑料或玻璃。当透镜材质为塑料 时,可W有效降低生产成本与重量。另外,当透镜的材质为玻璃时,则可W控制热效应并且 增加光学成像系统屈折力配置的设计空间。此外,光学成像系统中第一透镜至第五透镜的 物侧面及像侧面可为非球面,其可获得较多的控制变量,除用W消减像差外,相较于传统 玻璃透镜的使用甚至可缩减透镜使用的数目,因此能有效降低本发明光学成像系统的总高 度。
[0137] 另外,本发明提供的光学成像系统中,若透镜表面为凸面,则表示透镜表面于近光 轴处为凸面;若透镜表面为凹面,则表示透镜表面于近光轴处为凹面。
[0138] 本发明提供的光学成像系统还可视需求应用于移动对焦的光学系统中,并兼具优 良像差修正与良好成像质量的特色,从而扩大应用层面。
[0139] 根据上述实施方式,W下提出具体实施例并配合图式予W详细说明。 阳140] 第一实施例 阳141] 如图1A及图1B所示,其中图1A为本发明第一实施例的一种光学成像系统的示意 图,图1B由左至右依序为第一实施例的光学成像系统的球差、像散及光学崎变曲线图。图 1C为第一实施例的光学成像系统的TV崎变曲线图。由图1A可知,光学成像系统由物侧至 像侧依序包含第一透镜110、光圈100、第二透镜120、第Ξ透镜130、第四透镜140、第五透镜 150、红外线滤光片170、成像面180 W及影像感测元件190。
[0142] 第一透镜110具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面112为凸面,其像侧面114 为凹面,并皆为非球面,且其像侧面114具有一反曲点。第一透镜像侧面于光轴上的交点至 第一透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离W SGI121表示,其满 足下列条件:SGI121 = 0.0387148mm ; I SGI121 I /( I SGI121 I +TP1) = 0.061775374。
[0143] 第一透镜像侧面于光轴上的交点至第一透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴 间的垂直距离W HIF121表示,其满足下列条件出IF121 = 0. 61351mm ;HIF121/册I = 0.209139253ο
[0144] 第二透镜120具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面122为凹面,其像侧面124 为凸面,并皆为非球面,且其像侧面124具有一反曲点。第二透镜像侧面于光轴上的交点至 第二透镜像侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离W SGI221表示,其满 足下列条件:SGI221 =-0.0657553mm ; I SGI221 I /( I SGI221 I +ΤΡ2) = 0.176581512。
[0145] 第二透镜像侧面于光轴上的交点至第二透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴 间的垂直距离WHIF221表示,其满足下列条件出IF221 = 0.84667mm ;HIF221/册I = 0.288621101ο 阳146] 第Ξ透镜130具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面132为凹面,其像侧面134 为凸面,并皆为非球面,且其物侧面132 W及像侧面134皆具有两个反曲点。第Ξ透镜物侧 面于光轴上的交点至第Ξ透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离 W SGI311表示,第Ξ透镜像侧面于光轴上的交点至第Ξ透镜像侧面最近光轴的反曲点之 间与光轴平行的水平位移距离W SGI321表示,其满足下列条件:SGI311 = -0. 341027mm ; SGI321 =-0. 231534mm ; | SGI311 | /( | SGI311 | +TP3) = 0.525237108; | SGI321 / (I SGI321 I +TP3) = 0. 428934269ο
[0147] 第Ξ透镜物侧面于光轴上的交点至第Ξ透镜物侧面第二接近光轴的反曲点 之间与光轴平行的水平位移距离WSGI312表示,第Ξ透镜像侧面于光轴上的交点至 第Ξ透镜像侧面第二接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离WSGI322表 示,其满足下列条件:SGI312 = -0.376807mm ;SGI322 = -0.382162mm ; I SGI312 I / (I SGI312 I +TP5) = 0. 550033428; I SGI322 I /( I SGI322 I +TP3) = 0. 55352345。
[0148] 第Ξ透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离WHIF311表示,第Ξ透 镜像侧面于光轴上的交点至第Ξ透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离W HIF321 表示,其满足下列条件:HIF311 = 0. 987648mm ;HIF321 = 0. 805604mm ;HIF311/册I =0. 336679052 ;HIF321/册I = 0.274622124。
[0149] 第Ξ透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离W HIF312表示,第 Ξ透镜像侧面于光轴上的交点至第Ξ透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直 距离 WHIF322 表示,其满足下列条件:HIF312 = 1. 0493mm ;HIF322 = 1. 17741mm ;HIF312/ 册I = 0.357695585 ;HIF322/册I = 0.401366968。
[0150] 第四透镜140具有正屈折力,且为塑料材质,其物侧面142为凸面,其像侧面144 为凸面,并皆为非球面,且其物侧面142具有一反曲点。第四透镜物侧面于光轴上的交点至 第四透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离W SGI411表示,其满 足下列条件:SGI411 = 0.0687683mm ; I SGI411 I /( I SGI411 I +TP4) = 0.118221297。 阳151] 第四透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离WHIF411表示,其满足 下列条件:HIF411 = 0. 645213mm ;HIF411/册I = 0. 21994648。
[0152] 第五透镜150具有负屈折力,且为塑料材质,其物侧面152为凹面,其像侧面 154为凹面,并皆为非球面,且其物侧面152具有Ξ个反曲点W及像侧面154具有一反曲 点。第五透镜物侧面于光轴上的交点至第五透镜物侧面最近光轴的反曲点之间与光轴 平行的水平位移距离W
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