本發(fā)明涉及一種光學(xué)成像系統(tǒng),且特別是有關(guān)于一種應(yīng)用于電子產(chǎn)品上的小型光學(xué)成像系統(tǒng)。
背景技術(shù):
近年來,隨著具有攝影功能的可攜式電子產(chǎn)品的興起,光學(xué)系統(tǒng)的需求日漸增加。一般光學(xué)系統(tǒng)的感光元件不外乎為感光耦合元件(chargecoupleddevice;ccd)或互補性氧化金屬半導(dǎo)體元件(complementarymetal-oxidesemiconductorsensor;cmossensor)兩種,且隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步,使得感光元件的像素尺寸縮小,光學(xué)系統(tǒng)逐漸往高像素方向發(fā)展,因此對成像質(zhì)量的要求也日益增加。
傳統(tǒng)搭載于便攜設(shè)備上的光學(xué)系統(tǒng),多采用三片或四片式透鏡結(jié)構(gòu),然而,由于便攜設(shè)備不斷朝像素提升方向發(fā)展,并且終端消費者對大光圈的需求也逐漸增加,例如微光與夜拍功能,現(xiàn)有的光學(xué)成像系統(tǒng)已無法滿足更高階的攝影要求。
因此,如何有效增加光學(xué)成像鏡頭的進(jìn)光量,并進(jìn)一步提高成像的質(zhì)量,便成為一個相當(dāng)重要的議題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對一種光學(xué)成像系統(tǒng)及光學(xué)影像擷取鏡頭,能夠利用五個透鏡的屈光力、凸面與凹面的組合(本發(fā)明所述凸面或凹面原則上指各透鏡的物側(cè)面或像側(cè)面距離光軸不同高度的幾何形狀變化的描述),進(jìn)而有效提高光學(xué)成像系統(tǒng)的進(jìn)光量,同時提高成像質(zhì)量,以應(yīng)用于小型的電子產(chǎn)品上。
本發(fā)明實施例相關(guān)的透鏡參數(shù)的用語與其代號詳列如下,作為后續(xù)描述的參考:
與長度或高度有關(guān)的透鏡參數(shù):
光學(xué)成像系統(tǒng)的成像高度以hoi表示;光學(xué)成像系統(tǒng)的高度以hos表示;光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一透鏡物側(cè)面至第五透鏡像側(cè)面間的距離以intl表示;光學(xué)成像系統(tǒng)中的固定光欄(光圈)至成像面間的距離以ins表示;光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一透鏡與第二透鏡間的距離以in12表示(例示);光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一透鏡于光軸上的厚度以tp1表示(例示)。
與材料有關(guān)的透鏡參數(shù):
光學(xué)成像系統(tǒng)的第一透鏡的色散系數(shù)以na1表示(例示);第一透鏡的折射律以nd1表示(例示)。
與視角有關(guān)的透鏡參數(shù):
視角以af表示;視角的一半以haf表示;主光線角度以mra表示。
與出入瞳有關(guān)的透鏡參數(shù):
光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑以hep表示;單一透鏡的任一表面的最大有效半徑系指系統(tǒng)最大視角入射光通過入射瞳最邊緣的光線于該透鏡表面交會點(effectivehalfdiameter;ehd),該交會點與光軸之間的垂直高度。例如第一透鏡物側(cè)面的最大有效半徑以ehd11表示,第一透鏡像側(cè)面的最大有效半徑以ehd12表示。第二透鏡物側(cè)面的最大有效半徑以ehd21表示,第二透鏡像側(cè)面的最大有效半徑以ehd22表示。光學(xué)成像系統(tǒng)中其余透鏡的任一表面的最大有效半徑表示方式以此類推。
與透鏡面形深度有關(guān)的參數(shù):
第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面的最大有效半徑的終點為止,前述兩點間水平于光軸的距離以inrs51表示(最大有效半徑深度);第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面的最大有效半徑的終點為止,前述兩點間水平于光軸的距離以inrs52表示(最大有效半徑深度)。其他透鏡物側(cè)面或像側(cè)面的最大有效半徑的深度(沉陷量)表示方式比照前述。
與透鏡面型有關(guān)的參數(shù):
臨界點c指特定透鏡表面上,除與光軸的交點外,一與光軸相垂直的切面相切的點。承上,例如第四透鏡物側(cè)面的臨界點c41與光軸的垂直距離為hvt41(例示),第四透鏡像側(cè)面的臨界點c42與光軸的垂直距離為hvt42(例示),第五透鏡物側(cè)面的臨界點c51與光軸的垂直距離為hvt51(例示),第五透鏡像側(cè)面的臨界點c52與光軸的垂直距離為hvt52(例示)。其他透鏡的物側(cè)面或像側(cè)面上的臨界點及其與光軸的垂直距離的表示方式比照前述。
第五透鏡物側(cè)面上最接近光軸的反曲點為if511,該點沉陷量sgi511(例示),sgi511亦即第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離,if511該點與光軸間的垂直距離為hif511(例示)。第五透鏡像側(cè)面上最接近光軸的反曲點為if521,該點沉陷量sgi521(例示),sgi511亦即第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離,if521該點與光軸間的垂直距離為hif521(例示)。
第五透鏡物側(cè)面上第二接近光軸的反曲點為if512,該點沉陷量sgi512(例示),sgi512亦即第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離,if512該點與光軸間的垂直距離為hif512(例示)。第五透鏡像側(cè)面上第二接近光軸的反曲點為if522,該點沉陷量sgi522(例示),sgi522亦即第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離,if522該點與光軸間的垂直距離為hif522(例示)。
第五透鏡物側(cè)面上第三接近光軸的反曲點為if513,該點沉陷量sgi513(例示),sgi513亦即第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面第三接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離,if513該點與光軸間的垂直距離為hif513(例示)。第五透鏡像側(cè)面上第三接近光軸的反曲點為if523,該點沉陷量sgi523(例示),sgi523亦即第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面第三接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離,if523該點與光軸間的垂直距離為hif523(例示)。
第五透鏡物側(cè)面上第四接近光軸的反曲點為if514,該點沉陷量sgi514(例示),sgi514亦即第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面第四接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離,if514該點與光軸間的垂直距離為hif514(例示)。第五透鏡像側(cè)面上第四接近光軸的反曲點為if524,該點沉陷量sgi524(例示),sgi524亦即第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面第四接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離,if524該點與光軸間的垂直距離為hif524(例示)。
其他透鏡物側(cè)面或像側(cè)面上的反曲點及其與光軸的垂直距離或其沉陷量的表示方式比照前述。
與像差有關(guān)的變數(shù):
光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)畸變(opticaldistortion)以odt表示;其tv畸變(tvdistortion)以tdt表示,并且可以進(jìn)一步限定描述在成像50%至100%視野間像差偏移的程度;球面像差偏移量以dfs表示;慧星像差偏移量以dfc表示。
光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)特性圖(modulationtransferfunction;mtf),用來測試與評估系統(tǒng)成像的反差對比度及銳利度。調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)特性圖的垂直坐標(biāo)軸表示對比轉(zhuǎn)移率(數(shù)值從0到1),水平坐標(biāo)軸則表示空間頻率(cycles/mm;lp/mm;linepairspermm)。完美的成像系統(tǒng)理論上能100%呈現(xiàn)被攝物體的線條對比,然而實際的成像系統(tǒng),其垂直軸的對比轉(zhuǎn)移率數(shù)值小于1。此外,一般而言成像的邊緣區(qū)域會比中心區(qū)域較難得到精細(xì)的還原度??梢姽忸l譜在成像面上,光軸、0.3視場以及0.7視場三處于空間頻率55cycles/mm的對比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfe0、mtfe3以及mtfe7表示,光軸、0.3視場以及0.7視場三處于空間頻率110cycles/mm的對比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfq0、mtfq3以及mtfq7表示,光軸、0.3視場以及0.7視場三處于空間頻率220cycles/mm的對比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfh0、mtfh3以及mtfh7表示,光軸、0.3視場以及0.7視場三處于空間頻率440cycles/mm的對比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtf0、mtf3以及mtf7表示,前述此三個視場對于鏡頭的中心、內(nèi)視場以及外視場具有代表性,因此可用以評價特定光學(xué)成像系統(tǒng)的性能是否優(yōu)異。若光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)計系對應(yīng)像素大小(pixelsize)為含1.12微米以下的感光元件,因此調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)特性圖的四分之一空間頻率、半數(shù)空間頻率(半頻)以及完全空間頻率(全頻)分別至少為110cycles/mm、220cycles/mm以及440cycles/mm。
光學(xué)成像系統(tǒng)若同時須滿足針對紅外線頻譜的成像,例如用于低光源的夜視需求,所使用的工作波長可為850nm或800nm,由于主要功能在辨識黑白明暗所形成的物體輪廓,無須高分辨率,因此可僅需選用小于110cycles/mm的空間頻率評價特定光學(xué)成像系統(tǒng)在紅外線頻譜的性能是否優(yōu)異。前述工作波長850nm當(dāng)聚焦在成像面上,影像于光軸、0.3視場以及0.7視場三處于空間頻率55cycles/mm的對比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfi0、mtfi3以及mtfi7表示。然而,也因為紅外線工作波長850nm或800nm與一般可見光波長差距很遠(yuǎn),若光學(xué)成像系統(tǒng)需同時能對可見光與紅外線(雙模)對焦并分別達(dá)到一定性能,在設(shè)計上有相當(dāng)難度。
本發(fā)明提供一種光學(xué)成像系統(tǒng),其第五透鏡的物側(cè)面或像側(cè)面設(shè)置有反曲點,可有效調(diào)整各視場入射于第五透鏡的角度,并針對光學(xué)畸變與tv畸變進(jìn)行補正。另外,第五透鏡的表面可具備更佳的光路調(diào)節(jié)能力,以提升成像質(zhì)量。
依據(jù)本發(fā)明提供一種光學(xué)成像系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及一成像面。第一透鏡至第五透鏡均具有屈折力,且該第一透鏡至該第五透鏡中至少兩個透鏡的至少一表面具有至少一反曲點,該第一透鏡至該第五透鏡中至少一透鏡具有正屈折力,該第一透鏡至該第五透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4和f5,該光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為f,該光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑為hep,該第一透鏡物側(cè)面至該成像面于光軸上的距離為hos,該光學(xué)成像系統(tǒng)于該成像面上垂直于光軸具有一最大成像高度hoi,該第一透鏡至該第五透鏡于1/2hep高度且平行于光軸的厚度分別為etp1、etp2、etp3、etp4以及etp5,前述etp1至etp5的總和為setp,該第一透鏡至該第五透鏡于光軸的厚度分別為tp1、tp2、tp3、tp4以及tp5,前述tp1至tp5的總和為stp,其滿足下列條件:1.0≤f/hep≤2.2;0.5≤hos/f≤3.0;以及0.5≤setp/stp<1。
依據(jù)本發(fā)明另提供一種光學(xué)成像系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及一成像面。第一透鏡、第四透鏡具有正屈折力,第二透鏡、第三透鏡和第五透鏡具有屈折力,該第一透鏡至該第五透鏡中至少一透鏡的至少一表面具有至少兩個反曲點,該第一透鏡至該第五透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4和f5,該光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為f,該光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑為hep,該第一透鏡物側(cè)面至該成像面的距離為hos,該光學(xué)成像系統(tǒng)于該成像面上垂直于光軸具有一最大成像高度hoi,該第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點至該成像面間平行于光軸的水平距離為etl,該第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點至該第五透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點間平行于光軸的水平距離為ein,其滿足下列條件:1.0≤f/hep≤2.2;0.5≤hos/hoi≤1.6;0.5≤hos/f≤3.0;以及0.2≤ein/etl<1。
依據(jù)本發(fā)明再提供一種光學(xué)成像系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及一成像面。,第一透鏡、第四透鏡具有正屈折力,第二透鏡、第三透鏡和第五透鏡具有屈折力,該第一透鏡至該第五透鏡中至少一透鏡的至少一表面具有至少兩個反曲點,該第一透鏡至該第五透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4和f5,該光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為f,該光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑為hep,該光學(xué)成像系統(tǒng)的最大視角的一半為haf,該第一透鏡物側(cè)面至該成像面于光軸上的距離為hos,該光學(xué)成像系統(tǒng)于該成像面上垂直于光軸具有一最大成像高度hoi,該第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點至該成像面間平行于光軸的水平距離為etl,該第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點至該第五透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點間平行于光軸的水平距離為ein,其滿足下列條件:1.0≤f/hep≤2.0;0.5≤hos/f≤1.6;0.5≤hos/hoi≤1.6;以及0.2≤ein/etl<1。
單一透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度,特別影響該1/2入射瞳直徑(hep)范圍內(nèi)各光線視場共享區(qū)域的修正像差以及各視場光線間光程差的能力,厚度越大則修正像差的能力提升,然而同時亦會增加生產(chǎn)制造上的困難度,因此必須控制單一透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度,特別是控制該透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度(etp)與該表面所屬的該透鏡于光軸上的厚度(tp)間的比例關(guān)系(etp/tp)。例如第一透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp1表示。第二透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp2表示。光學(xué)成像系統(tǒng)中其余透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度,其表示方式以此類推。前述etp1至etp5的總和為setp,本發(fā)明的實施例可滿足下列公式:0.3≤setp/ein<1。
為同時權(quán)衡提升修正像差的能力以及降低生產(chǎn)制造上的困難度,特別需控制該透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度(etp)與該透鏡于光軸上的厚度(tp)間的比例關(guān)系(etp/tp)。例如第一透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp1表示,第一透鏡于光軸上的厚度為tp1,兩者間的比值為etp1/tp1。第二透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp2表示,第二透鏡于光軸上的厚度為tp2,兩者間的比值為etp2/tp2。光學(xué)成像系統(tǒng)中其余透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度與該透鏡于光軸上的厚度(tp)間的比例關(guān)系,其表示方式以此類推。本發(fā)明的實施例可滿足下列公式:0.2≤etp/tp≤3。
相鄰兩個透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離以ed表示,前述水平距離(ed)平行于光學(xué)成像系統(tǒng)的光軸,并且特別影響該1/2入射瞳直徑(hep)位置各光線視場共享區(qū)域的修正像差以及各視場光線間光程差的能力,水平距離越大則修正像差的能力的可能性將提升,然而同時亦會增加生產(chǎn)制造上的困難度以及限制光學(xué)成像系統(tǒng)的長度“微縮”的程度,因此必須控制特定相鄰兩透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離(ed)。
為同時權(quán)衡提升修正像差的能力以及降低光學(xué)成像系統(tǒng)的長度“微縮”的困難度,特別需控制該相鄰兩個透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離(ed)與該相鄰兩個透鏡于光軸上的水平距離(in)間的比例關(guān)系(ed/in)。例如第一透鏡與第二透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離以ed12表示,第一透鏡與第二透鏡于光軸上的水平距離為in12,兩者間的比值為ed12/in12。第二透鏡與第三透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離以ed23表示,第二透鏡與第三透鏡于光軸上的水平距離為in23,兩者間的比值為ed23/in23。光學(xué)成像系統(tǒng)中其余相鄰兩透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離與該相鄰兩透鏡于光軸上的水平距離兩者間的比例關(guān)系,其表示方式以此類推。
該第五透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點至該成像面間平行于光軸的水平距離為ebl,該第五透鏡像側(cè)面上與光軸的交點至該成像面平行于光軸的水平距離為bl,本發(fā)明的實施例為同時權(quán)衡提升修正像差的能力以及預(yù)留其他光學(xué)元件的容納空間,可滿足下列公式:0.2≤ebl/bl<1。光學(xué)成像系統(tǒng)可進(jìn)一步包括一濾光元件,該濾光元件位于該第五透鏡以及該成像面之間,該第五透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點至該濾光元件間平行于光軸的距離為eir,該第五透鏡像側(cè)面上與光軸的交點至該濾光元件間平行于光軸的距離為pir,本發(fā)明的實施例可滿足下列公式:0.1≤eir/pir<1。
當(dāng)│f1│>f5時,光學(xué)成像系統(tǒng)的系統(tǒng)總高度(hos;heightofopticsystem)可以適當(dāng)縮短以達(dá)到微型化的目的。
當(dāng)│f2│+│f3│+│f4│以及︱f1│+︱f5│滿足上述條件時,第二透鏡至第四透鏡中至少一透鏡具有弱的正屈折力或弱的負(fù)屈折力。弱屈折力指特定透鏡的焦距的絕對值大于10。當(dāng)本發(fā)明中的第二透鏡至第四透鏡中至少一透鏡具有弱的正屈折力時,其可有效分擔(dān)第一透鏡的正屈折力而避免不必要的像差過早出現(xiàn),反之,若第二透鏡至第四透鏡中至少一透鏡具有弱的負(fù)屈折力,則可以微調(diào)補正系統(tǒng)的像差。
此外,第五透鏡可具有負(fù)屈折力,其像側(cè)面可為凹面。藉此,有利于縮短其后焦距以維持小型化。另外,第五透鏡的至少一表面可具有至少一反曲點,可有效地壓制離軸視場光線入射的角度,進(jìn)一步可修正離軸視場的像差。
附圖說明
圖1a為本發(fā)明第一實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖1b由左至右依序為本發(fā)明第一實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖1c為本發(fā)明第一實施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖2a為本發(fā)明第二實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖2b由左至右依序為本發(fā)明第二實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖2c為本發(fā)明第二實施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖3a為本發(fā)明第三實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖3b由左至右依序為本發(fā)明第三實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖3c為本發(fā)明第三實施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖4a為本發(fā)明第四實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖4b由左至右依序為本發(fā)明第四實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖4c為本發(fā)明第四實施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖5a為本發(fā)明第五實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖5b由左至右依序為本發(fā)明第五實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖5c為本發(fā)明第五實施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖6a為本發(fā)明第六實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖6b由左至右依序為本發(fā)明第六實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖6c為本發(fā)明第六實施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖7a為本發(fā)明第七實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖7b由左至右依序為本發(fā)明第七實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖7c為本發(fā)明第七實施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖8a為本發(fā)明第八實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖8b由左至右依序為本發(fā)明第八實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖8c為本發(fā)明第八實施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖;
圖9a為本發(fā)明第九實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖;
圖9b由左至右依序為本發(fā)明第九實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散以及光學(xué)畸變的曲線圖;
圖9c為本發(fā)明第九實施例光學(xué)成像系統(tǒng)的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。
附圖標(biāo)記說明:光學(xué)成像系統(tǒng):10、20、30、40、50、60、70、80、90
光圈:100、200、300、400、500、600、700、800、900
第一透鏡:110、210、310、410、510、610、710、810、910
物側(cè)面:112、212、312、412、512、612、712、812、912
像側(cè)面:114、214、314、414、514、614、714、814、914
第二透鏡:120、220、320、420、520、620、720、820、920
物側(cè)面:122、222、322、422、522、622、722、822、922
像側(cè)面:124、224、324、424、524、624、724、824、924
第三透鏡:130、230、330、430、530、630、730、830、930
物側(cè)面:132、232、332、432、532、632、732、832、932
像側(cè)面:134、234、334、434、534、634、734、834、934
第四透鏡:140、240、340、440、540、640、740、840、940
物側(cè)面:142、242、342、442、542、642、742、842、942
像側(cè)面:144、244、344、444、544、644、744、844、944
第五透鏡:150、250、350、450、550、650、750、850、950
物側(cè)面:152、252、352、452、552、652、752、852、952
像側(cè)面:154、254、354、454、554、654、754、854、954
紅外線濾光片:170、270、370、470、570、670、770、870、970
成像面:180、280、380、480、580、680、780、880、980
影像感測元件:190、290、390、490、590、690、790、890、990
光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距:f
第一透鏡的焦距:f1
第二透鏡的焦距:f2
第三透鏡的焦距:f3
第四透鏡的焦距:f4
第五透鏡的焦距:f5
光學(xué)成像系統(tǒng)的光圈值:f/hep
光學(xué)成像系統(tǒng)的最大視角的一半:haf
第一透鏡的色散系數(shù):na1
第二透鏡至第五透鏡的色散系數(shù):na2、na3、na4、na5
第一透鏡物側(cè)面以及像側(cè)面的曲率半徑:r1、r2
第五透鏡物側(cè)面以及像側(cè)面的曲率半徑:r9、r10
第一透鏡于光軸上的厚度:tp1
第二至第五透鏡于光軸上的厚度:tp2、tp3、tp4、tp5
所有具有屈折力的透鏡的厚度總和:σtp
第一透鏡與第二透鏡于光軸上的間隔距離:in12
第二透鏡與第三透鏡于光軸上的間隔距離:in23
第三透鏡與第四透鏡于光軸上的間隔距離:in34
第四透鏡與第五透鏡于光軸上的間隔距離:in45
第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離:inrs51
第五透鏡物側(cè)面上最接近光軸的反曲點:if511;該點沉陷量:sgi511
第五透鏡物側(cè)面上最接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離:hif511
第五透鏡像側(cè)面上最接近光軸的反曲點:if521;該點沉陷量:sgi521
第五透鏡像側(cè)面上最接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離:hif521
第五透鏡物側(cè)面上第二接近光軸的反曲點:if512;該點沉陷量:sgi512
第五透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離:hif512
第五透鏡像側(cè)面上第二接近光軸的反曲點:if522;該點沉陷量:sgi522
第五透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離:hif522
第五透鏡物側(cè)面的臨界點:c51
第五透鏡像側(cè)面的臨界點:c52
第五透鏡物側(cè)面的臨界點與光軸的水平位移距離:sgc51
第五透鏡像側(cè)面的臨界點與光軸的水平位移距離:sgc52
第五透鏡物側(cè)面的臨界點與光軸的垂直距離:hvt51
第五透鏡像側(cè)面的臨界點與光軸的垂直距離:hvt52
系統(tǒng)總高度(第一透鏡物側(cè)面至成像面于光軸上的距離):hos
光圈至成像面的距離:ins
第一透鏡物側(cè)面至該第五透鏡像側(cè)面的距離:intl
第五透鏡像側(cè)面至該成像面的距離:inb
影像感測元件有效感測區(qū)域?qū)蔷€長的一半(最大像高):hoi
光學(xué)成像系統(tǒng)于結(jié)像時的tv畸變(tvdistortion):tdt
光學(xué)成像系統(tǒng)于結(jié)像時的光學(xué)畸變(opticaldistortion):odt
具體實施方式
本發(fā)明公開了一種光學(xué)成像系統(tǒng),由物側(cè)至像側(cè)依序包含具有屈折力的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及一成像面。光學(xué)成像系統(tǒng)還可包含一影像感測元件,其設(shè)置于成像面。
光學(xué)成像系統(tǒng)可使用三個工作波長進(jìn)行設(shè)計,分別為486.1nm、587.5nm、656.2nm,其中587.5nm為主要參考波長為主要提取技術(shù)特征的參考波長。光學(xué)成像系統(tǒng)亦可使用五個工作波長進(jìn)行設(shè)計,分別為470nm、510nm、555nm、610nm、650nm,其中555nm為主要參考波長為主要提取技術(shù)特征的參考波長。
光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距f與每一片具有正屈折力的透鏡的焦距fp的比值為ppr,光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距f與每一片具有負(fù)屈折力的透鏡的焦距fn的比值為npr,所有具有正屈折力的透鏡的ppr總和為σppr,所有具有負(fù)屈折力的透鏡的npr總和為σnpr,當(dāng)滿足下列條件時有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)的總屈折力以及總長度:0.5≤σppr/│σnpr│≤3.0,較佳地,可滿足下列條件:1≤σppr/│σnpr│≤2.5。
光學(xué)成像系統(tǒng)可進(jìn)一步包含一影像感測元件,其設(shè)置于成像面。影像感測元件有效感測區(qū)域?qū)蔷€長的一半(即為光學(xué)成像系統(tǒng)的成像高度或稱最大像高)為hoi,第一透鏡物側(cè)面至成像面于光軸上的距離為hos,其滿足下列條件:hos/hoi≤25;以及0.5≤hos/f≤25。較佳地,可滿足下列條件:1≤hos/hoi≤20;以及1≤hos/f≤20。藉此,可維持光學(xué)成像系統(tǒng)的小型化,以搭載于輕薄可攜式的電子產(chǎn)品上。
另外,本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,依需求可設(shè)置至少一光圈,以減少雜散光,有助于提升影像質(zhì)量。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,光圈配置可為前置光圈或中置光圈,其中前置光圈意即光圈設(shè)置于被攝物與第一透鏡間,中置光圈則表示光圈設(shè)置于第一透鏡與成像面間。若光圈為前置光圈,可使光學(xué)成像系統(tǒng)的出瞳與成像面產(chǎn)生較長的距離而容置更多光學(xué)元件,并可提高影像感測元件接收影像的效率;若為中置光圈,則有助于擴(kuò)大系統(tǒng)的視場角,使光學(xué)成像系統(tǒng)具有廣角鏡頭的優(yōu)勢。前述光圈至成像面間的距離為ins,其滿足下列條件:0.2≤ins/hos≤1.1。藉此,可同時兼顧維持光學(xué)成像系統(tǒng)的小型化以及具備廣角的特性。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡物側(cè)面至第五透鏡像側(cè)面間的距離為intl,于光軸上所有具有屈折力的透鏡的厚度總和為σtp,其滿足下列條件:0.1≤σtp/intl≤0.9。藉此,當(dāng)可同時兼顧系統(tǒng)成像的對比度以及透鏡制造的合格率并提供適當(dāng)?shù)暮蠼咕嘁匀葜闷渌?/p>
第一透鏡物側(cè)面的曲率半徑為r1,第一透鏡像側(cè)面的曲率半徑為r2,其滿足下列條件:0.01<│r1/r2│<100。藉此,第一透鏡的具備適當(dāng)正屈折力強(qiáng)度,避免球差增加過速。較佳地,可滿足下列條件:0.05<│r1/r2│<80。
第五透鏡物側(cè)面的曲率半徑為r9,第五透鏡像側(cè)面的曲率半徑為r10,其滿足下列條件:-50<(r9-r10)/(r9+r10)<50。藉此,有利于修正光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像散。
第一透鏡與第二透鏡于光軸上的間隔距離為in12,其滿足下列條件:in12/f≤5.0。藉此,有助于改善透鏡的色差以提升其性能。
第四透鏡與第五透鏡于光軸上的間隔距離為in45,其滿足下列條件:in45/f≤5.0。藉此,有助于改善透鏡的色差以提升其性能。
第一透鏡與第二透鏡于光軸上的厚度分別為tp1以及tp2,其滿足下列條件:0.1≤(tp1+in12)/tp2≤50.0。藉此,有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)制造的敏感度并提升其性能。
第四透鏡與第五透鏡于光軸上的厚度分別為tp4以及tp5,前述兩透鏡于光軸上的間隔距離為in45,其滿足下列條件:0.1≤(tp5+in45)/tp4≤50.0。藉此,有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)制造的敏感度并降低系統(tǒng)總高度。
第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡于光軸上的厚度分別為tp2、tp3以及tp4,第二透鏡與第三透鏡于光軸上的間隔距離為in23,第三透鏡與第四透鏡于光軸上的間隔距離為in34,第一透鏡物側(cè)面至第五透鏡像側(cè)面間的距離為intl,其滿足下列條件:0.1≤tp3/(in23+tp3+in34)<1。藉此,有助層層微幅修正入射光行進(jìn)過程所產(chǎn)生的像差并降低系統(tǒng)總高度。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第五透鏡物側(cè)面的臨界點c51與光軸的垂直距離為hvt51,第五透鏡像側(cè)面的臨界點c52與光軸的垂直距離為hvt52,第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至臨界點c51位置于光軸的水平位移距離為sgc51,第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至臨界點c52位置于光軸的水平位移距離為sgc52,其滿足下列條件:0mm≤hvt51≤3mm;0mm<hvt52≤6mm;0≤hvt51/hvt52;0mm≤︱sgc51︱≤0.5mm;0mm<︱sgc52︱≤2mm;以及0<︱sgc52︱/(︱sgc52︱+tp5)≤0.9。藉此,可有效修正離軸視場的像差。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足下列條件:0.2≤hvt52/hoi≤0.9。較佳地,可滿足下列條件:0.3≤hvt52/hoi≤0.8。藉此,有助于光學(xué)成像系統(tǒng)的外圍視場的像差修正。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足下列條件:0≤hvt52/hos≤0.5。較佳地,可滿足下列條件:0.2≤hvt52/hos≤0.45。藉此,有助于光學(xué)成像系統(tǒng)的外圍視場的像差修正。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi511表示,第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi521表示,其滿足下列條件:0<sgi511/(sgi511+tp5)≤0.9;0<sgi521/(sgi521+tp5)≤0.9。較佳地,可滿足下列條件:0.1≤sgi511/(sgi511+tp5)≤0.6;0.1≤sgi521/(sgi521+tp5)≤0.6。
第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi512表示,第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi522表示,其滿足下列條件:0<sgi512/(sgi512+tp5)≤0.9;0<sgi522/(sgi522+tp5)≤0.9。較佳地,可滿足下列條件:0.1≤sgi512/(sgi512+tp5)≤0.6;0.1≤sgi522/(sgi522+tp5)≤0.6。
第五透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif511表示,第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif521表示,其滿足下列條件:0.001mm≤│hif511︱≤5mm;0.001mm≤│hif521︱≤5mm。較佳地,可滿足下列條件:0.1mm≤│hif511︱≤3.5mm;1.5mm≤│hif521︱≤3.5mm。
第五透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif512表示,第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif522表示,其滿足下列條件:0.001mm≤│hif512︱≤5mm;0.001mm≤│hif522︱≤5mm。較佳地,可滿足下列條件:0.1mm≤│hif522︱≤3.5mm;0.1mm≤│hif512︱≤3.5mm。
第五透鏡物側(cè)面第三接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif513表示,第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面第三接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif523表示,其滿足下列條件:0.001mm≤│hif513︱≤5mm;0.001mm≤│hif523︱≤5mm。較佳地,可滿足下列條件:0.1mm≤│hif523︱≤3.5mm;0.1mm≤│hif513︱≤3.5mm。
第五透鏡物側(cè)面第四接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif514表示,第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面第四接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif524表示,其滿足下列條件:0.001mm≤│hif514︱≤5mm;0.001mm≤│hif524︱≤5mm。較佳地,可滿足下列條件:0.1mm≤│hif524︱≤3.5mm;0.1mm≤│hif514︱≤3.5mm。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)的一種實施方式,可通過具有高色散系數(shù)與低色散系數(shù)的透鏡交錯排列,從而助于光學(xué)成像系統(tǒng)色差的修正。
上述非球面的方程式為:
z=ch2/[1+[1(k+1)c2h2]0.5]+a4h4+a6h6+a8h8+a10h10+a12h12+a14h14+a16h16+a18h18+a20h20+…(1)
其中,z為沿光軸方向在高度為h的位置以表面頂點作參考的位置值,k為錐面系數(shù),c為曲率半徑的倒數(shù),且a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18以及a20為高階非球面系數(shù)。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,透鏡的材質(zhì)可為塑料或玻璃。當(dāng)透鏡材質(zhì)為塑料時,可以有效降低生產(chǎn)成本與重量。當(dāng)透鏡的材質(zhì)為玻璃時,則可以控制熱效應(yīng)并且增加光學(xué)成像系統(tǒng)屈折力配置的設(shè)計空間。此外,光學(xué)成像系統(tǒng)中的第一透鏡至第五透鏡的物側(cè)面及像側(cè)面可為非球面,其可獲得較多的控制變量,除用以消減像差外,相較于傳統(tǒng)玻璃透鏡的使用甚至可減少透鏡的使用數(shù)目,因此能有效降低本發(fā)明光學(xué)成像系統(tǒng)的總高度。
另外,本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)中,若透鏡表面為凸面,原則上表示透鏡表面于近光軸處為凸面;若透鏡表面為凹面,原則上表示透鏡表面于近光軸處為凹面。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)還可視需求應(yīng)用于移動對焦的光學(xué)系統(tǒng)中,并兼具優(yōu)良像差修正與良好成像質(zhì)量的特色,從而擴(kuò)大應(yīng)用層面。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)還可視需求包括一驅(qū)動模塊,該驅(qū)動模塊可與該多個透鏡相耦合并使該多個透鏡產(chǎn)生位移。前述驅(qū)動模塊可以是音圈馬達(dá)(vcm),用于帶動鏡頭進(jìn)行對焦,或者為光學(xué)防手振元件(ois),用于降低拍攝過程因鏡頭振動所導(dǎo)致失焦的發(fā)生頻率。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)還可視需求令第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡中至少一透鏡為波長小于500nm的光線濾除元件,其可通過該特定具濾除功能的透鏡的至少一表面上鍍膜或該透鏡本身即由具可濾除短波長的材質(zhì)制作而成。
本發(fā)明提供的光學(xué)成像系統(tǒng)的成像面還可視需求選擇為一平面或一曲面。當(dāng)成像面為一曲面(例如具有一曲率半徑的球面),有助于降低聚焦光線于成像面所需的入射角,除了有助于達(dá)成微縮光學(xué)成像系統(tǒng)的長度(ttl)外,對于提升相對照度也有幫助。
根據(jù)上述實施方式,以下提出具體實施例并配合圖式予以詳細(xì)說明。
第一實施例
如圖1a及圖1b所示,其中圖1a為本發(fā)明第一實施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖1b由左至右依序為第一實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖1c為本實施例的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖1a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡110、光圈100、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、第五透鏡150、紅外線濾光片170、成像面180以及影像感測元件190。
第一透鏡110具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面112為凸面,其像側(cè)面114為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面112具有一反曲點。第一透鏡于光軸上的厚度為tp1,第一透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp1表示。
第一透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第一透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi111表示,第一透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi121表示,其滿足下列條件:sgi111=1.96546mm;︱sgi111︱/(︱sgi111︱+tp1)=0.72369。
第一透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif111表示,第一透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif121表示,其滿足下列條件:hif111=3.38542mm;hif111/hoi=0.90519。
第二透鏡120具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面122為凸面,其像側(cè)面124為凹面,并皆為非球面。第二透鏡于光軸上的厚度為tp2,第二透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp2表示。
第二透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第二透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi211表示,第二透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi221表示。
第二透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif211表示,第二透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif221表示。
第三透鏡130具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面132為凸面,其像側(cè)面134為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面132具有一反曲點。第三透鏡于光軸上的厚度為tp3,第三透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp3表示。
第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第三透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi311表示,第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第三透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi321表示,其滿足下列條件:sgi311=0.00388mm;︱sgi311︱/(︱sgi311︱+tp3)=0.00414。
第三透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第三透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi312表示,第三透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第三透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi322表示。
第三透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif311表示,第三透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif321表示,其滿足下列條件:hif311=0.38898mm;hif311/hoi=0.10400。
第三透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif412表示,第四透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif422表示。
第四透鏡140具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面142為凸面,其像側(cè)面144為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面142具有一反曲點。第四透鏡于光軸上的厚度為tp4,第四透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp4表示。
第四透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第四透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi411表示,第四透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第四透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi421表示,其滿足下列條件:sgi421=0.06508mm;︱sgi421︱/(︱sgi421︱+tp4)=0.03459。
第四透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第四透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi412表示,第四透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第四透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi422表示。
第四透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif411表示,第四透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif421表示,其滿足下列條件:hif421=0.85606mm;hif421/hoi=0.22889。
第四透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif412表示,第四透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif422表示。
第五透鏡150具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面152為凹面,其像側(cè)面154為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面152以及像側(cè)面154均具有一反曲點。第五透鏡于光軸上的厚度為tp5,第五透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度以etp5表示。
第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi511表示,第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi521表示,其滿足下列條件:sgi511=-1.51505mm;︱sgi511︱/(︱sgi511︱+tp5)=0.70144;sgi521=0.01229mm;︱sgi521︱/(︱sgi521︱+tp5)=0.01870。
第五透鏡物側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi512表示,第五透鏡像側(cè)面于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點之間與光軸平行的水平位移距離以sgi522表示。
第五透鏡物側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif511表示,第五透鏡像側(cè)面最近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif521表示,其滿足下列條件:hif511=2.25435mm;hif511/hoi=0.60277;hif521=0.82313mm;hif521/hoi=0.22009。
第五透鏡物側(cè)面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif512表示,第五透鏡像側(cè)面第二接近光軸的反曲點與光軸間的垂直距離以hif522表示。
本實施例第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點至該成像面間平行于光軸的距離為etl,第一透鏡物側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點至該第四透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點間平行于光軸的水平距離為ein,其滿足下列條件:etl=10.449mm;ein=9.752mm;ein/etl=0.933。
本實施例滿足下列條件,etp1=0.870mm;etp2=0.780mm;etp3=0.825mm;etp4=1.562mm;etp5=0.923mm。前述etp1至etp5的總和setp=4.960mm。tp1=0.750mm;tp2=0.895mm;tp3=0.932mm;tp4=1.816mm;tp5=0.645mm;前述tp1至tp5的總和stp=5.039mm。setp/stp=0.984。
本實施例為特別控制各該透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的厚度(etp)與該表面所屬的該透鏡于光軸上的厚度(tp)間的比例關(guān)系(etp/tp),以在制造性以及修正像差能力間取得平衡,其滿足下列條件,etp1/tp1=1.160;etp2/tp2=0.871;etp3/tp3=0.885;etp4/tp4=0.860;etp5/tp5=1.431。
本實施例為控制各相鄰兩透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離,以在光學(xué)成像系統(tǒng)的長度hos“微縮”程度、制造性以及修正像差能力三者間取得平衡,特別是控制該相鄰兩個透鏡在1/2入射瞳直徑(hep)高度的水平距離(ed)與該相鄰兩透鏡于光軸上的水平距離(in)間的比例關(guān)系(ed/in),其滿足下列條件,第一透鏡與第二透鏡間在1/2入射瞳直徑(hep)高度的平行于光軸的水平距離為ed12=3.152mm;第二透鏡與第三透鏡間在1/2入射瞳直徑(hep)高度的平行于光軸的水平距離為ed23=0.478mm;第三透鏡與第四透鏡間在1/2入射瞳直徑(hep)高度的平行于光軸的水平距離為ed34=0.843mm;第四透鏡與第五透鏡間在1/2入射瞳直徑(hep)高度的平行于光軸的水平距離為ed45=0.320mm。前述ed12至ed45的總和以sed表示并且sed=4.792mm。
第一透鏡與第二透鏡于光軸上的水平距離為in12=3.190mm,ed12/in12=0.988。第二透鏡與第三透鏡于光軸上的水平距離為in23=0.561mm,ed23/in23=0.851。第三透鏡與第四透鏡于光軸上的水平距離為in34=0.656mm,ed34/in34=1.284。第四透鏡與第五透鏡于光軸上的水平距離為in45=0.405mm,ed45/in45=0.792。前述in12至in45的總和以sin表示并且sin=0.999mm。sed/sin=1.083。
本實施另滿足以下條件:ed12/ed23=6.599;ed23/ed34=0.567;ed34/ed45=2.630;in12/in23=5.687;in23/in34=0.855;in34/in45=1.622。
第五透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點至該成像面間平行于光軸的水平距離為ebl=0.697mm,第五透鏡像側(cè)面上與光軸的交點至該成像面之間平行于光軸的水平距離為bl=0.71184mm,本發(fā)明的實施例可滿足下列公式:ebl/bl=0.979152。本實施例第五透鏡像側(cè)面上于1/2hep高度的坐標(biāo)點至紅外線濾光片之間平行于光軸的距離為eir=0.085mm,第五透鏡像側(cè)面上與光軸的交點至紅外線濾光片之間平行于光軸的距離為pir=0.100mm,并滿足下列公式:eir/pir=0.847。
紅外線濾光片170為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第五透鏡150及成像面180之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為f,光學(xué)成像系統(tǒng)的入射瞳直徑為hep,光學(xué)成像系統(tǒng)中最大視角的一半為haf,其數(shù)值如下:f=3.03968mm;f/hep=1.6;以及haf=50.001度與tan(haf)=1.1918。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡110的焦距為f1,第五透鏡150的焦距為f5,其滿足下列條件:f1=-9.24529mm;︱f/f1│=0.32878;f5=-2.32439;以及│f1│>f5。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第二透鏡120至第五透鏡150的焦距分別為f2、f3、f4、f5,其滿足下列條件:│f2│+│f3│+│f4│=17.3009mm;︱f1│+︱f5│=11.5697mm以及│f2│+│f3│+│f4│>︱f1│+︱f5│。
光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距f與每一片具有正屈折力的透鏡的焦距fp的比值為ppr,光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距f與每一片具有負(fù)屈折力的透鏡的焦距fn的比值為npr,本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,所有具有正屈折力的透鏡的ppr總和為σppr=f/f2+f/f3+f/f4=1.86768,所有具有負(fù)屈折力的透鏡的npr總和為σnpr=f/f1+f/f5=-1.63651,σppr/│σnpr│=1.14125。同時亦滿足下列條件:︱f/f2│=0.47958;︱f/f3│=0.38289;︱f/f4│=1.00521;︱f/f5│=1.30773。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡物側(cè)面112至第五透鏡像側(cè)面154間的距離為intl,第一透鏡物側(cè)面112至成像面180間的距離為hos,光圈100至成像面180間的距離為ins,影像感測元件190有效感測區(qū)域?qū)蔷€長的一半為hoi,第五透鏡像側(cè)面154至成像面180間的距離為bfl,其滿足下列條件:intl+bfl=hos;hos=10.56320mm;hoi=3.7400mm;hos/hoi=2.8244;hos/f=3.4751;ins=6.21073mm;以及ins/hos=0.5880。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,于光軸上所有具有屈折力的透鏡的厚度總和為σtp,其滿足下列條件:σtp=5.0393mm;intl=9.8514mm以及σtp/intl=0.5115。藉此,當(dāng)可同時兼顧系統(tǒng)成像的對比度以及透鏡制造的良率并提供適當(dāng)?shù)暮蠼咕嘁匀葜闷渌?/p>
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡物側(cè)面112的曲率半徑為r1,第一透鏡像側(cè)面114的曲率半徑為r2,其滿足下列條件:│r1/r2│=1.9672。藉此,第一透鏡的具備適當(dāng)正屈折力強(qiáng)度,避免球差增加過速。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第五透鏡物側(cè)面152的曲率半徑為r9,第五透鏡像側(cè)面154的曲率半徑為r10,其滿足下列條件:(r9-r10)/(r9+r10)=-1.1505。藉此,有利于修正光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像散。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,所有具有正屈折力的透鏡的焦距總和為σpp,其滿足下列條件:σpp=f2+f3+f4=17.30090mm;以及f2/(f2+f3+f4)=0.36635。藉此,有助于適當(dāng)分配第二透鏡120的正屈折力至其他正透鏡,以抑制入射光線行進(jìn)過程顯著像差的產(chǎn)生。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,所有具有負(fù)屈折力的透鏡的焦距總和為σnp,其滿足下列條件:σnp=f1+f5=-11.56968mm;以及f5/(f1+f5)=0.20090。藉此,有助于適當(dāng)分配第五透鏡的負(fù)屈折力至其他負(fù)透鏡,以抑制入射光線行進(jìn)過程顯著像差的產(chǎn)生。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡110與第二透鏡120于光軸上的間隔距離為in12,其滿足下列條件:in12=3.19016mm;in12/f=1.04951。藉此,有助于改善透鏡的色差以提升其性能。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第四透鏡140與第五透鏡150于光軸上的間隔距離為in45,其滿足下列條件:in45=0.40470mm;in45/f=0.13314。藉此,有助于改善透鏡的色差以提升其性能。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第一透鏡110、第二透鏡120以及第三透鏡130于光軸上的厚度分別為tp1、tp2以及tp3,其滿足下列條件:tp1=0.75043mm;tp2=0.89543mm;tp3=0.93225mm;以及(tp1+in12)/tp2=4.40078。藉此,有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)制造的敏感度并提升其性能。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第四透鏡140與第五透鏡150于光軸上的厚度分別為tp4以及tp5,前述兩透鏡于光軸上的間隔距離為in45,其滿足下列條件:tp4=1.81634mm;tp5=0.64488mm;以及(tp5+in45)/tp4=0.57785。藉此,有助于控制光學(xué)成像系統(tǒng)制造的敏感度并降低系統(tǒng)總高度。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第三透鏡130與第四透鏡140于光軸上的間隔距離為in34,第一透鏡物側(cè)面112至第五透鏡像側(cè)面164間的距離為intl,其滿足下列條件:tp2/tp3=0.96051;tp3/tp4=0.51325;tp4/tp5=2.81657;以及tp3/(in23+tp3+in34)=0.43372。藉此有助于層層微幅修正入射光行進(jìn)過程所產(chǎn)生的像差并降低系統(tǒng)總高度。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第四透鏡物側(cè)面142于光軸上的交點至第四透鏡物側(cè)面142的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離為inrs41,第四透鏡像側(cè)面144于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面144的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離為inrs42,第四透鏡140于光軸上的厚度為tp4,其滿足下列條件:inrs41=-0.09737mm;inrs42=-1.31040mm;│inrs41︱/tp4=0.05361以及│inrs42︱/tp4=0.72145。藉此,有利于鏡片的制作與成型,并有效維持其小型化。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第四透鏡物側(cè)面142的臨界點與光軸的垂直距離為hvt41,第四透鏡像側(cè)面144的臨界點與光軸的垂直距離為hvt42,其滿足下列條件:hvt41=1.41740mm;hvt42=0
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第五透鏡物側(cè)面152于光軸上的交點至第五透鏡物側(cè)面152的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離為inrs51,第五透鏡像側(cè)面154于光軸上的交點至第五透鏡像側(cè)面154的最大有效半徑位置于光軸的水平位移距離為inrs52,第五透鏡150于光軸上的厚度為tp5,其滿足下列條件:inrs51=-1.63543mm;inrs52=-0.34495mm;│inrs51︱/tp5=2.53604以及│inrs52︱/tp5=0.53491。藉此,有利于鏡片的制作與成型,并有效維持其小型化。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第五透鏡物側(cè)面162的臨界點與光軸的垂直距離為hvt51,第五透鏡像側(cè)面154的臨界點與光軸的垂直距離為hvt52,其滿足下列條件:hvt51=0;hvt52=1.35891mm;以及hvt51/hvt52=0。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,其滿足下列條件:hvt52/hoi=0.36334。藉此,有助于光學(xué)成像系統(tǒng)的外圍視場的像差修正。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,其滿足下列條件:hvt52/hos=0.12865。藉此,有助于光學(xué)成像系統(tǒng)的外圍視場的像差修正。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,第三透鏡以及第五透鏡具有負(fù)屈折力,第三透鏡的色散系數(shù)為na3,第五透鏡的色散系數(shù)為na5,其滿足下列條件:na5/na3=0.368966。藉此,有助于光學(xué)成像系統(tǒng)色差的修正。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,光學(xué)成像系統(tǒng)于結(jié)像時的tv畸變?yōu)閠dt,結(jié)像時的光學(xué)畸變?yōu)閛dt,其滿足下列條件:│tdt│=0.63350%;│odt│=2.06135%。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,在該成像面上的光軸、0.3hoi以及0.7hoi三處于空間頻率55cycles/mm的調(diào)制轉(zhuǎn)換對比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfe0、mtfe3以及mtfe7表示,其滿足下列條件:mtfe0約為0.65;mtfe3約為0.47;以及mtfe7約為0.39。在該成像面上的光軸、0.3hoi以及0.7hoi三處于空間頻率110cycles/mm的調(diào)制轉(zhuǎn)換對比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfq0、mtfq3以及mtfq7表示,其滿足下列條件:mtfq0約為0.38;mtfq3約為0.14;以及mtfq7約為0.13。在該成像面上的光軸、0.3hoi以及0.7hoi三處于空間頻率220cycles/mm的調(diào)制轉(zhuǎn)換對比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfh0、mtfh3以及mtfh7表示,其滿足下列條件:mtfh0約為0.17;mtfh3約為0.07;以及mtfh7約為0.14。
本實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中,紅外線工作波長850nm當(dāng)聚焦在成像面上,影像在該成像面上的光軸、0.3hoi以及0.7hoi三處于空間頻率(55cycles/mm)的調(diào)制轉(zhuǎn)換對比轉(zhuǎn)移率(mtf數(shù)值)分別以mtfi0、mtfi3以及mtfi7表示,其滿足下列條件:mtfi0約為0.05;mtfi3約為0.12;以及mtfi7約為0.11。
再配合參照下列表一以及表二。
表二、第一實施例的非球面系數(shù)
表一為圖1a、圖1b和圖1c第一實施例詳細(xì)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),其中曲率半徑、厚度、距離及焦距的單位為mm,且表面0-16依序表示由物側(cè)至像側(cè)的表面。表二為第一實施例中的非球面數(shù)據(jù),其中,k表非球面曲線方程式中的錐面系數(shù),a1-a20則表示各表面第1-20階非球面系數(shù)。此外,以下各實施例表格對應(yīng)各實施例的示意圖與像差曲線圖,表格中數(shù)據(jù)的定義皆與第一實施例的表一及表二的定義相同,在此不加贅述。
第二實施例
如圖2a及圖2b所示,其中圖2a為本發(fā)明第二實施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖2b由左至右依序為第二實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖2c為本實施例的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖2a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含第一透鏡210、光圈200、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、第五透鏡250、紅外線濾光片270、成像面280以及影像感測元件290。
第一透鏡210具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面212為凸面,其像側(cè)面214為凹面,并皆為非球面。
第二透鏡220具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面222為凸面,其像側(cè)面224為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面222具有一反曲點。
第三透鏡230具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面232為凹面,其像側(cè)面234為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面232以及像側(cè)面234均具有一反曲點。
第四透鏡240具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面242為凹面,其像側(cè)面244為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面242具有四個反曲點以及像側(cè)面244具有兩個反曲點。
第五透鏡250具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面252為凸面,其像側(cè)面254為凹面,且其物側(cè)面242具有兩個反曲點以及像側(cè)面244具有一反曲點。藉此,有利于縮短其后焦距以維持小型化。另外,可有效地壓制離軸視場光線入射的角度,進(jìn)一步可修正離軸視場的像差。
紅外線濾光片270為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第五透鏡250及成像面280之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請配合參照下列表三以及表四。
表四、第二實施例的非球面系數(shù)
第二實施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表三及表四可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表三及表四可得到下列數(shù)值:
第三實施例
如圖3a及圖3b所示,其中圖3a為本發(fā)明第三實施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖3b由左至右依序為第三實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖3c為本實施例的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖3a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含光圈300、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、紅外線濾光片370、成像面380以及影像感測元件390。
第一透鏡310具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面312為凸面,其像側(cè)面314為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面312以及像側(cè)面314均具有一反曲點。
第二透鏡320具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面322為凸面,其像側(cè)面324為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面322以及像側(cè)面324均具有一反曲點。
第三透鏡330具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面332為凸面,其像側(cè)面334為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面332具有三個反曲點以及像側(cè)面334具有一反曲點。
第四透鏡340具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面342為凹面,其像側(cè)面344為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面342具有兩個反曲點以及像側(cè)面344具有一反曲點。
第五透鏡350具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面352為凸面,其像側(cè)面354為凹面,且其物側(cè)面352具有兩個反曲點以及像側(cè)面354具有一反曲點。藉此,有利于縮短其后焦距以維持小型化。
紅外線濾光片370為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第五透鏡350及成像面380之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請配合參照下列表五以及表六。
表六、第三實施例的非球面系數(shù)
第三實施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表五及表六可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表五及表六可得到下列條件式數(shù)值:
第四實施例
如圖4a及圖4b所示,其中圖4a為本發(fā)明第四實施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖4b由左至右依序為第四實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖4c為本實施例的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖4a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含光圈400、第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440、第五透鏡450、紅外線濾光片470、成像面480以及影像感測元件490。
第一透鏡410具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面412為凸面,其像側(cè)面414為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面412以及像側(cè)面414均具有一反曲點。
第二透鏡420具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面422為凸面,其像側(cè)面424為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面422以及像側(cè)面424均具有一反曲點。
第三透鏡430具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面432為凸面,其像側(cè)面434為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面432具有兩個反曲點以及像側(cè)面434具有一反曲點。
第四透鏡440具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面442為凹面,其像側(cè)面444為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面442以及像側(cè)面444均具有兩個反曲點。
第五透鏡450具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面452為凸面,其像側(cè)面454為凹面,且其物側(cè)面452具有兩個反曲點以及像側(cè)面454具有一反曲點。藉此,有利于縮短其后焦距以維持小型化。
紅外線濾光片470為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第五透鏡450及成像面480之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請配合參照下列表七以及表八。
表八、第四實施例的非球面系數(shù)
第四實施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表七及表八可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表七及表八可得到下列條件式數(shù)值:
第五實施例
如圖5a及圖5b所示,其中圖5a為本發(fā)明第五實施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖5b由左至右依序為第五實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖5c為本實施例的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖5a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含光圈500、第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、第五透鏡550、紅外線濾光片570、成像面580以及影像感測元件590。
第一透鏡510具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面512為凸面,其像側(cè)面514為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面512以及像側(cè)面514均具有一反曲點。
第二透鏡520具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面522為凸面,其像側(cè)面524為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面522以及像側(cè)面524均具有一反曲點。
第三透鏡530具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面532為凸面,其像側(cè)面534為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面532具有三個反曲點以及像側(cè)面534具有兩個反曲點。
第四透鏡540具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面542為凹面,其像側(cè)面544為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面542具有兩個反曲點以及像側(cè)面544具有一反曲點。
第五透鏡550具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面552為凸面,其像側(cè)面554為凹面,且其物側(cè)面552具有兩個反曲點以及像側(cè)面554具有一反曲點。藉此,有利于縮短其后焦距以維持小型化。
紅外線濾光片570為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第五透鏡550及成像面580之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請配合參照下列表九以及表十。
表十、第五實施例的非球面系數(shù)
第五實施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表九及表十可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表九及表十可得到下列條件式數(shù)值:
第六實施例
如圖6a及圖6b所示,其中圖6a為本發(fā)明第六實施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖6b由左至右依序為第六實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖6c為本實施例的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖6a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含光圈600、第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡640、第五透鏡650、紅外線濾光片670、成像面680以及影像感測元件690。
第一透鏡610具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面612為凸面,其像側(cè)面614為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面612具有一反曲點。
第二透鏡620具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面622為凸面,其像側(cè)面624為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面622以及像側(cè)面624均具有一反曲點。
第三透鏡630具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面632為凸面,其像側(cè)面634為凹面,并皆為非球面,且其像側(cè)面634具有兩個反曲點。
第四透鏡640具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面642為凹面,其像側(cè)面644為凸面,并皆為非球面,且其像側(cè)面644具有一反曲點。
第五透鏡650具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面652為凸面,其像側(cè)面654為凹面,且其物側(cè)面652具有兩個反曲點以及像側(cè)面654具有一反曲點。藉此,有利于縮短其后焦距以維持小型化。另外,亦可有效地壓制離軸視場光線入射的角度,進(jìn)一步可修正離軸視場的像差。
紅外線濾光片670為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第五透鏡650及成像面680之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請配合參照下列表十一以及表十二。
表十二、第六實施例的非球面系數(shù)
第六實施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表十一及表十二可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表十一及表十二可得到下列條件式數(shù)值:
第七實施例
如圖7a及圖7b所示,其中圖7a為本發(fā)明第七實施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖7b由左至右依序為第七實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖7c為本實施例的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖7a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含光圈700、第一透鏡710、第二透鏡720、第三透鏡730、第四透鏡740、第五透鏡750、紅外線濾光片770、成像面780以及影像感測元件790。
第一透鏡710具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面712為凸面,其像側(cè)面714為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面712以及像側(cè)面714均具有一反曲點。
第二透鏡720具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面722為凸面,其像側(cè)面724為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面722具有兩個反曲點以及像側(cè)面724具有一反曲點。
第三透鏡730具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面732為凸面,其像側(cè)面734為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面732以及像側(cè)面734均具有兩個反曲點。
第四透鏡740具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面742為凹面,其像側(cè)面744為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面742具有一反曲點以及像側(cè)面744具有兩個反曲點。
第五透鏡750具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面752為凸面,其像側(cè)面754為凹面,且其物側(cè)面752具有兩個反曲點以及像側(cè)面754具有一反曲點。藉此,有利于縮短其后焦距以維持小型化。另外,亦可有效地壓制離軸視場光線入射的角度,進(jìn)一步可修正離軸視場的像差。
紅外線濾光片770為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第五透鏡750及成像面780之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請配合參照下列表十三以及表十四。
表十四、第七實施例的非球面系數(shù)
第七實施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表十三及表十四可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表十三及表十四可得到下列條件式數(shù)值:
第八實施例
如圖8a及圖8b所示,其中圖8a為本發(fā)明第八實施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖8b由左至右依序為第八實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖8c為本實施例的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖8a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含光圈800、第一透鏡810、第二透鏡820、第三透鏡830、第四透鏡840、第五透鏡850、紅外線濾光片870、成像面880以及影像感測元件890。
第一透鏡810具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面812為凸面,其像側(cè)面814為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面812以及像側(cè)面814均具有一反曲點。
第二透鏡820具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面822為凸面,其像側(cè)面824為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面822以及像側(cè)面824均具有一反曲點。
第三透鏡830具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面832為凸面,其像側(cè)面834為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面832具有一反曲點以及像側(cè)面834具有兩個反曲點。
第四透鏡840具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面842為凹面,其像側(cè)面844為凸面,并皆為非球面,且其像側(cè)面844具有兩個反曲點。
第五透鏡850具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面852為凸面,其像側(cè)面854為凹面,且其物側(cè)面852具有兩個反曲點以及像側(cè)面854具有一反曲點。藉此,有利于縮短其后焦距以維持小型化。另外,亦可有效地壓制離軸視場光線入射的角度,進(jìn)一步可修正離軸視場的像差。
紅外線濾光片870為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第五透鏡850及成像面880之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請配合參照下列表十五以及表十六。
表十六、第八實施例的非球面系數(shù)
第八實施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表十五以及表十六可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表十五以及表十六可得到下列條件式數(shù)值:
第九實施例
如圖9a及圖9b所示,其中圖9a為本發(fā)明第九實施例的一種光學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖,圖9b由左至右依序為第九實施例的光學(xué)成像系統(tǒng)的球差、像散及光學(xué)畸變曲線圖。圖9c為本實施例的可見光頻譜調(diào)制轉(zhuǎn)換特征圖。由圖9a可知,光學(xué)成像系統(tǒng)由物側(cè)至像側(cè)依序包含光圈900、第一透鏡910、第二透鏡920、第三透鏡930、第四透鏡940、第五透鏡950、紅外線濾光片970、成像面980以及影像感測元件990。
第一透鏡910具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面912為凸面,其像側(cè)面914為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面912具有一反曲點。
第二透鏡920具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面922為凹面,其像側(cè)面924為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面922以及像側(cè)面924均具有一反曲點。
第三透鏡930具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面932為凸面,其像側(cè)面934為凹面,并皆為非球面,且其物側(cè)面932具有一反曲點以及像側(cè)面934具有兩個反曲點。
第四透鏡940具有正屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面942為凸面,其像側(cè)面944為凸面,并皆為非球面,且其物側(cè)面942以及像側(cè)面944均具有兩個反曲點。
第五透鏡950具有負(fù)屈折力,且為塑料材質(zhì),其物側(cè)面952為凸面,其像側(cè)面954為凹面,且其物側(cè)面952具有四個反曲點以及像側(cè)面954具有三個反曲點。藉此,有利于縮短其后焦距以維持小型化。另外,亦可有效地壓制離軸視場光線入射的角度,進(jìn)一步可修正離軸視場的像差。
紅外線濾光片970為玻璃材質(zhì),其設(shè)置于第五透鏡950及成像面980之間且不影響光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距。
請配合參照下列表十七以及表十八。
表十八、第九實施例的非球面系數(shù)
第九實施例中,非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外,下表參數(shù)的定義皆與第一實施例相同,在此不加以贅述。
依據(jù)表十七以及表十八可得到下列條件式數(shù)值:
依據(jù)表十七以及表十八可得到下列條件式數(shù)值:
雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何熟習(xí)此技藝者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種的更動與潤飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視本案權(quán)利要求范圍所界定為準(zhǔn)。
雖然本發(fā)明已參照其例示性實施例而特別地顯示及描述,將為所屬技術(shù)領(lǐng)域具通常知識者所理解的是,于不脫離本案權(quán)利要求范圍及其等效物所定義的本發(fā)明的精神與范疇下可對其進(jìn)行形式與細(xì)節(jié)上的各種變更。