光学成像系统的制作方法_3

文档序号:9843247阅读:来源:国知局
临界点与光轴的垂直距离为HVT41,第四透镜像侧面的临界点 与光轴的垂直距离为HVT42,其满足下列条件:HVT41兰0mm ;HVT42兰0臟。藉此,可有效修 正离轴视场的像差。
[0135] 第五透镜物侧面的临界点与光轴的垂直距离为HVT51,第五透镜像侧面的临界点 与光轴的垂直距离为HVT52,其满足下列条件:HVT51会0 ;HVT52会0。藉此,可有效修正离 轴视场的像差。
[0136] 本发明的光学成像系统其满足下列条件:0. 2 f HVT52/H0I 5 0. 9。较佳地,可满 足下列条件:〇. 3 f HVT52/H0I 5 0. 8。藉此,有助于光学成像系统的外围视场的像差修正。
[0137] 本发明提供的光学成像系统其满足下列条件:0兰HVT52/H0S 5 0. 5。较佳地,可 满足下列条件:〇. 2 f HVT52/H0S 5 0. 45。藉此,有助于光学成像系统的外围视场的像差修 正。
[0138] 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。
[0139] 上述非球面的方程式为:
[0140] z = ch2/[l+[l(k+l)c2h2]0. 5]+A4h4+A6h6+A8h8+A10hl0+A12hl2+A14hl4+A16hl 6+A18hl8+A20h20+…(1)
[0141] 其中,z为沿光轴方向在高度为h的位置以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以及A20为高阶非球面系 数。
[0142] 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,可以有效降低生产成本与重量。另外,当透镜的材质为玻璃时,则可以控制热效应并且 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,除用以消减像差外,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提供的光学成像系统的 总高度。
[0143] 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。
[0144] 另外,本发明提供的光学成像系统中,依需求可设置至少一光栏,以减少杂散光, 有助于提升影像质量。
[0145] 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之间,中置光圈则表示光圈设置于第一透镜与成像面 之间。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,则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。
[0146] 本发明提供的光学成像系统更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。
[0147] 根据上述实施方式,以下提出具体实施例并配合图式予以详细说明。
[0148] 第一实施例
[0149] 如图1A及第图1B所不,其中图1A为本发明第一实施例的一种光学成像系统的不 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、像散及光学畸变曲线图。 图1C为第一实施例的光学成像系统的TV畸变曲线图。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、第三透镜130、第四透镜140、第五透 镜150、红外线滤光片170、成像面180以及影像感测元件190。
[0150] 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以SGI121表示,其满 足下列条件:SGI121 = 0.0387148mm ; | SGI121 丨八丨 SGI121 丨 +TP1) = 0.061775374。
[0151] 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 间的垂直距离以HIF121表示,其满足下列条件:HIF121 = 0. 61351mm ;HIF121/H0I = 0.209139253〇
[0152] 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以SGI221表示,其满 足下列条件:SGI221 =-0.0657553mm ;丨 SGI221 丨八丨 SGI221 丨 +ΤΡ2) = 0.176581512。
[0153] 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 间的垂直距离以HIF221表示,其满足下列条件:HIF221 = 0. 84667mm ;HIF221/H0I = 0.288621101。
[0154] 第三透镜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以及像侧面134皆具有两个反曲点。第三透镜物侧 面于光轴上的交点至第三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 以SGI311表示,第三透镜像侧面于光轴上的交点至第三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以SGI321表示,其满足下列条件:SGI311 = -0. 341027mm ; SGI321 =-0. 231534mm ; | SGI311 | /( | SGI311 | +TP3) = 0.525237108; | SGI321 | / (丨 SGI321 | +TP3) = 0.428934269。
[0155] 第三透镜物侧面于光轴上的交点至第三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以SGI312表示,第三透镜像侧面于光轴上的交点至 第三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以SGI322表 示,其满足下列条件:SGI312 = -0.376807mm ;SGI322 = -0.382162mm ;丨 SGI312 丨 / (丨 SGI312 I +TP5) = 0.550033428;丨 SGI322 I 八 I SGI322 I +TP3) = 0.55352345。
[0156] 第三透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF311表示,第三透 镜像侧面于光轴上的交点至第三透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以 HIF321 表示,其满足下列条件:HIF311 = 0· 987648mm ;HIF321 = 0· 805604mm ;HIF311/H0I =0· 336679052 ;HIF321/HOI = 0·274622124。
[0157] 第三透镜物侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF312表示,第 三透镜像侧面于光轴上的交点至第三透镜像侧面第二接近光轴的反曲点与光轴间的垂直 距离以 HIF322 表示,其满足下列条件:HIF312 = 1. 0493mm ;HIF322 = 1. 17741mm ;HIF312/ HOI = 0· 357695585 ;HIF322/H0I = 0·401366968。
[0158] 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以SGI411表示,其满 足下列条件:SGI411 = 0.0687683mm ; | SGI411 丨八丨 SGI411 丨 +TP4) = 0.118221297。
[0159] 第四透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF411表示,其满足 下列条件:HIF411 = 0· 645213mm ;HIF411/H0I =0· 21994648。
[0160] 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具有三个反曲点以及像侧面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以SGI511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以SGI521表示,其满足下列条件: SGI511 = -0· 236079mm ;SGI521 = 0.023266mm;丨 SGI511 丨八丨 SGI511 丨 +TP5)= 0.418297214; | SGI521 | /( | SGI521 | +TP5) = 0.066177809。
[0161] 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以SGI512表示,其满足下列条件:SGI512 = -0.325042mm; 丨 SGI512 | /( | SGI512 | +TP5) = 0.497505143。
[0162] 第五透镜物侧面于光轴上的交点至第五透镜物侧面第三接近光轴的反曲点之间 与光轴平行的水平位移距离以SGI513表示,其满足下列条件:SGI513 = -0.538131mm; 丨 SGI513 | /( | SGI513 | +TP5) = 0.621087839。
[0163] 第五透镜物侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF511表示,第五 透镜像侧面最近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF521表示,其满足下列条件: HIF511 = 1. 21551mm ;HIF521 = 0· 575738mm ;HIF511/H0I =0· 414354866 ;HIF521/H0I = 0. 196263167。
[0164] 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以HIF512表示,其 满足下列条件:HIF512 = 1. 49061mm ;HIF512/H0I =0· 508133629。
[0165] 第五透镜物侧面第三接近光轴的反曲点与光轴间的垂直距离以HIF513表示,其 满足下列条件:HIF513 = 2. 00664mm ;HIF513/H0I =0· 684042952。
[0166] 红外线滤光片170为玻璃材质,其设置于第五透镜150及成像面180间且不影响 光学成像系统的焦距。
[0167] 第一实施例的光学成像系统中,光学成像系统的焦距为f,光学成像系统的入射瞳 直径为HEP,光学成像系统中最大视角的一半为HAF,其数值如下:f = 3. 73172mm ;f/HEP = 2· 05 ;以及 HAF = 37. 5 度与 tan (HAF) = 0· 7673 〇
[0168] 第一实施例的光学成像系统中,第一透镜110的焦距为fl,第五透镜150的焦距为 f5,其满足下列条件:fl = 3.7751mm ; I f/fl 丨= 0.9885 ;f5 = -3. 6601mm; I fl 丨 >f5; 以及 I fl/f5 I = L 0314。
[0169] 第一实施例的光学成像系统中,第二透镜120至第四透镜140的焦距分别为f2、 f3、f4,其满足下列条件:| f2 | + | f3 | + | f4 | = 77.3594mm; | Π | + | f5 丨= 7.4352mm 以及 I f2 I + I f3 I + I f4 I > I fl I + I f5 I。
[0170] 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fp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fn的比值为NPR,第一实 施例的光学成像系统中,所有具有正屈折力的透镜的PPR总和为SPPR = f/fl+f/f4 = 1.9785,所有具有负屈折力的透镜的NPR总和为XNPR = f/f2+f/f3+f/f5 = -1.2901, XPPR/ | 2NPR | = L 5336。同时亦满足下列条件:| f/fl | = 0.9885; | f/f2 丨= 0. 0676 ; | f/f3 | = 0. 2029 ; | f/f4 | = 0. 9900 ; | f/f5 | = 1. 0196。
[0171] 第一实施例的光学成像系统中,第一透镜物侧面112至第五透镜像侧面154间的 距离为InTL,第一透镜物侧面112至成像面180间的距离为H0S,光圈100至成像面180之 间的距离为InS,影像感测元件190有效感测区域对角线长的一半为Η0Ι,第五透镜像侧面 154至成像面180之间的距离为InB,其满足下列条件:InTL+InB = HOS ;H0S = 4. 5mm ;Η0Ι =2. 9335mm ;H0S/H0I = 1. 5340 ;H0S/f = 1. 2059 ;InTL/H0S = 0. 7597 ;InS = 4. 19216mm ; 以及 InS/HOS = 0. 9316。
[0172] 第一实施例的光学成像系统中,于光轴上所有具有屈折力的透镜的厚度总和为 ΣΤΡ,其满足下列条件:ΣΤΡ = 2. 044092mm ;以及ΣΤΡ/InTL = 0. 5979。藉此,当可同时兼 顾系统成像的对比度以及透镜制造的合格率并提供适当的后焦距以容置其他元件。
[0173] 第一实施例的光学成像系统中,第一透镜物侧面112的曲率半径为R1,第一透镜 像侧面114的曲率半径为R2,其满足下列条件:| R1/R2 | = 0.3261。藉此,第一透镜的具 备适当正屈折力强度,避免球差增加过速。
[0174] 第一实施例的光学成像系统中,第五透镜物侧面152的曲率半径为R9,第五透镜 像侧面154的曲率半径为R10,其满足下列条件:(R9-R10V(R9+R10) = -2. 9828。藉此,有 利于修正光学成像系统所产生的像散。
[0175] 第一实施例的光学成像系统中,第一透镜110与第四透镜140的焦距分别为 Π 、f4,所有具有正屈折力的透镜的焦
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