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TWI810515B - 光學成像系統、攝影機模組及行動終端裝置 - Google Patents

光學成像系統、攝影機模組及行動終端裝置 Download PDF

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TWI810515B
TWI810515B TW110102428A TW110102428A TWI810515B TW I810515 B TWI810515 B TW I810515B TW 110102428 A TW110102428 A TW 110102428A TW 110102428 A TW110102428 A TW 110102428A TW I810515 B TWI810515 B TW I810515B
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lens
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optical imaging
refractive power
image
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張相鉉
許宰赫
孫住和
鄭辰花
趙鏞主
鄭弼鎬
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南韓商三星電機股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種光學成像系統、一種攝影機模組及一種行 動終端裝置。光學成像系統包含自物側依序安置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡。第一透鏡具有折射能力，折射能力具有與第二透鏡的折射能力的正負號不同的正負號。第五透鏡的像側表面及第六透鏡的物側表面中的一者是凸起的，且另一者是凹入的。第四透鏡至第六透鏡中的一者具有兩個表面，兩個表面具有自由形式表面形狀。

Description

光學成像系統、攝影機模組及行動終端裝置
相關申請案的交叉參考
本申請案主張2020年10月12日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案第10-2020-0131364號的優先權權益，所述專利申請案的全部揭露內容以引用的方式併入本文中以用於所有目的。
本揭露是關於一種經組態以改良射線像差的光學成像系統。
光學成像系統通常包含透鏡及影像感測器。透鏡可形成為具有繞光軸實質旋轉對稱的形狀。舉例而言，透鏡可形成為具有實質上圓形形狀。因為圓形透鏡可經由射出模製製造，所以可促進其大批量生產。
不同於透鏡，影像感測器通常形成為具有矩形形狀而非圓形形狀。舉例而言，影像感測器可形成為具有實質上矩形形狀。影像感測器通常形成為大於透鏡。舉例而言，透鏡的最大有效半徑通常小於影像感測器的影像高度(影像感測器的對角線長度的一 半)。
上文所描述的透鏡與影像感測器之間的形狀及大小的差異可阻礙光學成像系統的像差的改良。因此，需要開發一種能夠取決於透鏡與影像感測器之間的形狀及大小的差異而改良光學效能的光學成像系統。
上文資訊僅作為背景資訊呈現以輔助理解本揭露。未進行關於上述中的任一者是否可以作為關於本揭露的先前技術而適用，沒有做出判定且沒有做出聲明。
提供此發明內容以按簡化形式介紹下文在實施方式中進一步描述的一些概念。此發明內容不欲識別所主張的主題的關鍵特徵或基本特徵，亦不欲在判定所主張的主題的範疇中用作輔助。
在一個通用態樣中，光學成像系統包含自物側依序安置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡。第一透鏡具有折射能力，所述折射能力具有與第二透鏡的折射能力的正負號不同的正負號。第五透鏡的像側表面及第六透鏡的物側表面中的一者是凸起的，且另一者是凹入的。第四透鏡至第六透鏡中的一者具有兩個表面，兩個表面具有自由形式表面形狀。
第一透鏡可具有正折射能力。
第四透鏡可具有負折射能力。
光學成像系統的半視場(half field of view；HFOV)可為20度至46度。
第五透鏡可具有凸起像側表面。
第六透鏡可具有凹入像側表面。
第五透鏡可具有負折射能力。
第六透鏡可具有凸起像側表面。
第一透鏡可具有負折射能力。
第四透鏡可具有正折射能力。
第六透鏡可具有凹入像側表面。
光學成像系統的半視場(HFOV)可為52度至68度。
攝影機模組可包含光學成像系統及影像感測器，所述影像感測器配置為將光學成像系統的光學訊號轉換成電訊號。
行動終端裝置可包含攝影機模組。
行動終端裝置可包含多個攝影機模組，其中多個攝影機模組可包含具有光學成像系統及影像感測器的一或多個攝影機模組。
在另一通用態樣中，光學成像系統包含：第一透鏡，具有凸起物側表面；第二透鏡，具有折射能力；第三透鏡，具有折射能力；第四透鏡，具有凹入像側表面；第五透鏡具有正折射能力或負折射能力；以及第六透鏡，具有折射能力，所述折射能力具有與第五透鏡的折射能力的正負號不同的正負號，其中第一透鏡至第六透鏡自物側依序安置，並且其中第四透鏡至第六透鏡中的一者具有兩個表面，所述兩個表面具有自由形式表面形狀。
第二透鏡可具有凹入像側表面。
第五透鏡可具有凹入像側表面，或第六透鏡可具有凹入物側表面。
其他特徵及態樣將自以下實施方式、圖式以及申請專利 範圍顯而易見。
100、200、300、400、500、600:光學成像系統
110、210、310、410、510、610:第一透鏡
120、220、320、420、520、620:第二透鏡
130、230、330、430、530、630:第三透鏡
140、240、340、440、540、640:第四透鏡
150、250、350、450、550、650:第五透鏡
160、260、360、460、560、660:第六透鏡
IF:濾光器
IP:影像感測器
圖1是根據Y-Z方向上的第一實例的光學成像系統的側視圖。
圖2是根據X-Z方向上的第一實例的光學成像系統的側視圖。
圖3是示出根據第一實例的光學成像系統的失真像差的圖表。
圖4是示出根據第一實例的光學成像系統的均方根(root-mean-square；RMS)光點的圖表。
圖5是根據Y-Z方向上的第二實例的光學成像系統的側視圖。
圖6是根據X-Z方向上的第二實例的光學成像系統的側視圖。
圖7是示出根據第二實例的光學成像系統的失真像差的圖表。
圖8是示出根據第二實例的光學成像系統的RMS光點的圖表。
圖9是根據Y-Z方向上的第三實例的光學成像系統的側視圖。
圖10是根據X-Z方向上的第三實例的光學成像系統的側視圖。
圖11是示出根據第三實例的光學成像系統的失真像差的圖表。
圖12是示出根據第三實例的光學成像系統的RMS光點的圖表。
圖13是根據Y-Z方向上的第四實例的光學成像系統的側視圖。
圖14是根據X-Z方向上的第四實例的光學成像系統的側視圖。
圖15是示出根據第四實例的光學成像系統的失真像差的圖表。
圖16是示出根據第四實例的光學成像系統的RMS光點的圖表。
圖17是根據Y-Z方向上的第五實例的光學成像系統的側視圖。
圖18是根據X-Z方向上的第五實例的光學成像系統的側視圖。
圖19是示出根據第五實例的光學成像系統的失真像差的圖表。
圖20是示出根據第五實例的光學成像系統的RMS光點的圖表。
圖21是根據Y-Z方向上的第六實例的光學成像系統的側視圖。
圖22是根據X-Z方向上的第六實例的光學成像系統的側視圖。
圖23是示出根據第六實例的光學成像系統的失真像差的圖表。
圖24是示出根據第六實例的光學成像系統的RMS光點的圖表。
貫穿圖式及實施方式，相同附圖標記指代相同元件。圖式可能未按比例繪製，且出於清楚、示出以及便利起見，可放大圖式中的元件的相對大小、比例以及描述。
在下文中，儘管將參考隨附圖式詳細描述本揭露的實例，但是應注意，實例不限於其。
提供以下實施方式以幫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，在理解本揭露之後，本文中所描述的方法、設備及/或系統的各種改變、修改以及等效物將顯而易見。舉例而言，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以外，可改變操作順序，如在理解本揭露之後將顯而易見。此外，出於提高清楚性及簡潔性目的，可省略此項技術中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，且不應將所述特徵視為限於本文中所描述的實例。實情為，僅提供本文中所描述的實例以示出實施本文中所描述的方法、設備及/或系統的許多可能方式中的一些，所述方式在理解本揭露之後將顯而易見。
在本文中，應注意，相對於實例或實施例，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。
貫穿本說明書，在諸如層、區或基板的元件經描述為「位於另一元件上」、「連接至另一元件」或「耦接至另一元件」時，所述元件可直接「位於另一元件上」、「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，在元件經描述為「直接位於另一元件上方」、「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，元件的「部分」可包含整個元件或少於整個元件。
如本文中所使用，術語「及/或」包含相關聯的所列項目中的任何兩者或大於兩者中的任一者及任何組合；同樣，「......中的至少一者」包含相關聯的所列項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部件、組件、區、層或區段，但此等部件、組件、區、層或區段並不受限於此等術語。實情為，此等術語僅用於區分一個部件、組件、區、層或區段與另一部件、組件、區、層或區段。因此，在不脫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部件、組件、區、層或區段亦可被稱作第二部件、組件、區、層或區段。
為易於描述，諸如「在......上方」、「上部」、「在......下方」、「下部」以及其類似者的空間相對術語可在本文中用於描述如圖式中所示出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，此類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，若圖式中的裝置翻轉，則描述為相對於另一元件位於「上方」或「上部」的一元件將隨後相對於所述另一元件位於「下方」或「下部」。因此，取決於裝置的空間定向，術語「在......上方」涵蓋上方及下方定向兩者。裝置亦可以其他方法定向((例如，旋轉90度或以其他定向)，且因此解譯本文中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，而不用於限制本揭露。除非上下文以其他方式明確指示，否則冠詞「一(a/an)」及「所述(the)」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、部件、元件及/或其組合，但不排除存在或添加一或多個其他特徵、數值、操作、部件、元件及/或其組合。
歸因於製造技術及/或公差，圖式中所示出的形狀的變化可能發生。因此，本文中所描述的實例不限於圖式中所示出的具體形狀，但包含在製造期間發生的形狀變化。
如在理解本揭露之後將顯而易見，本文中所描述的實例的特徵可以各種方式組合。另外，儘管本文中所描述的實例具有多種組態，但如在理解本揭露之後將顯而易見，其他組態亦是可能的。
本揭露的態樣為提供經組態以取決於透鏡與影像感測器之間的形狀及大小的差異而改良光學效能的光學成像系統。
光學成像系統包含沿著光軸安置的多個透鏡。多個透鏡可沿著光軸彼此間隔開預定距離。
舉例而言，光學成像系統包含自光學成像系統的物側朝向光學成像系統的成像平面依次以遞增數值次序沿著光軸安置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡，其中第一透鏡最接近光學成像系統的物側，且第六透鏡最接近於成像平面。
在每一透鏡中，物側表面或第一表面是透鏡的最接近光學成像系統的物側的表面，且像側表面或第二表面是透鏡的最接近於成像平面的表面。
除非另外陳述，否則對透鏡表面的形狀的提及是指透鏡表面的近軸區的形狀。透鏡表面的近軸區是透鏡表面的包圍及包含透鏡表面的光軸的中心部分，其中入射於透鏡表面的光線與光軸成較小角度θ，且近似sin θ
Figure 110102428-A0305-02-0011-34
θ、tan θ
Figure 110102428-A0305-02-0011-35
θ以及cos θ
Figure 110102428-A0305-02-0011-36
1為有效的。
在實例中，第一透鏡是指最鄰近於物件(或個體)的透鏡，且第六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、總徑跡長度(total track length；TTL)(第一透鏡的物側表面與成像平面之間的軸向距離)、IMGHT(成像平面的對角線長度的一半)以及焦距以毫米(mm)指示。透鏡的厚度、透鏡之間的間隙以及TTL是指透鏡在光軸上的距離。此外，在透鏡的形狀的描述中，其中一個表面為凸起的組態指示表面的光軸區是凸起的，且其中一個表面為凹入的組態指示表面的光軸區是凹入的。因此，即使在描述透鏡的一個表面是凸起的時，透鏡的邊緣亦可為凹入的。類似地，即使在描述透鏡的一個表面是凹入的時，透鏡的邊緣亦可為凸起的。
根據本揭露的光學成像系統可使用非旋轉對稱透鏡來調整到達影像感測器的射線的像差。舉例而言，光學成像系統可包含具有自由形式表面的透鏡。自由形式表面可形成於透鏡的兩個表面上。光學成像系統可安裝於用於行動終端裝置的攝影機模組中。然而，光學成像系統的應用範圍不限於用於行動終端裝置的攝影機模組。另外，光學成像系統可選擇性地應用於多個攝影機模組。作為一實例，光學成像系統可應用於安裝於行動終端裝置中的兩個或大於兩個攝影機模組當中的一個攝影機模組。作為另一實例，光學成像系統可應用於安裝於行動終端裝置中的三個或大於三個攝影機模組當中的一或多個攝影機模組。
在下文描述中，將描述根據一或多個實例的光學成像系統。
根據實例的光學成像系統可包含多個透鏡。舉例而言，光學成像系統可包含自物側依序安置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡。第一透鏡至第六透鏡中的每一者可具有預定的折射能力。第一透鏡的折射能力及第二透鏡的折射能力可具有預定相關性。舉例而言，第一透鏡可具有折射能力，所述折射能力具有與第二透鏡的折射能力的正負號不同的正負號。舉例而言，當第二透鏡具有正折射能力時，第一透鏡可具有負折射能力。作為另一實例，當第二透鏡具有負折射能力時，第一透鏡可具有正折射能力。第五透鏡的形狀及第六透鏡的形狀可具有預定相關性。舉例而言，第五透鏡的像側表面及第六透鏡的物側表面中的一者可為凸起的，且另一表面可為凹入的。作為一實例，當第五透鏡的像側表面是凸起的時，第六透鏡的物側表面是凹入 的。作為另一實例，當第五透鏡的像側表面是凹入的時，第六透鏡的物側表面是凸起的。光學成像系統可包含非旋轉對稱透鏡。舉例而言，第四透鏡至第六透鏡中的一者可具有兩個表面，所述兩個表面具有自由形式表面形狀。
根據一實例的光學成像系統可具有取決於第一透鏡的折射能力而變化的特徵。舉例而言，第四透鏡的折射能力及光學成像系統的半視場(HFOV)可根據第一透鏡的折射能力變化。舉例而言，當第一透鏡具有正折射能力時，光學成像系統的HFOV可為20度至46度。作為另一實例，當第一透鏡具有負折射能力時，光學成像系統的HFOV可為52度至68度。
在下文描述中，將描述構成根據一或多個實例的光學成像系統的透鏡的特徵。
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或負折射能力。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為非球面的。第一透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第一透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.6。
第二透鏡可具有折射能力。舉例而言，第二透鏡可具有正折射能力或負折射能力。第二透鏡可具有非球面表面。舉例而言，第二透鏡的兩個表面可為非球面的。第二透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第二透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.7。第二透鏡的折射率可大於或等於第一透鏡的折射率。
第三透鏡可具有折射能力。舉例而言，第三透鏡可具有正折射能力或負折射能力。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為非球面的。第三透鏡可具有預定折射率。 舉例而言，第三透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.7。
第四透鏡可具有折射能力。舉例而言，第四透鏡可具有正折射能力或負折射能力。第四透鏡的折射能力可具有與第一透鏡的折射能力的正負號不同的正負號。舉例而言，當第一透鏡具有正折射能力時，第四透鏡可具有負折射能力。同時，當第一透鏡具有負折射能力時，第四透鏡可具有正折射能力。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為非球面的。視需要，第四透鏡可具有自由形式表面。舉例而言，當第五透鏡及第六透鏡兩者的兩個表面旋轉對稱時，第四透鏡的兩個表面可形成為自由形式表面。第四透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第四透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.7。
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或負折射能力。第五透鏡的一個表面可為凸起或凹入的。舉例而言，第五透鏡可具有凸起物側表面。可替代地，第五透鏡可具有凹入像側表面。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為非球面的。視需要，第五透鏡可具有自由形式表面。舉例而言，當第四透鏡及第六透鏡兩者的兩個表面旋轉對稱時，第五透鏡的兩個表面可形成為自由形式表面。第五透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第五透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.7。
第六透鏡可具有折射能力。舉例而言，第六透鏡可具有正折射能力或負折射能力。第六透鏡的一個表面可為凸起或凹入的。舉例而言，第六透鏡可具有凸起物側表面。可替代地，第六透鏡可具有凹入像側表面。然而，第六透鏡的形狀不限於上文實例。舉例 而言，當第五透鏡具有負折射能力時，第六透鏡可具有凸起像側表面。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為非球面的。視需要，第六透鏡可具有自由形式表面。舉例而言，當第四透鏡及第五透鏡兩者的兩個表面旋轉對稱時，第六透鏡的兩個表面可形成為自由形式表面。第六透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第六透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.7。
在下文描述中，將描述根據一或多個其他實例的光學成像系統。
根據另一實例的光學成像系統可包含多個透鏡。舉例而言，光學成像系統可包含各自具有凸起物側表面的第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡以及各自具有凹入像側表面的第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡。第一透鏡至第六透鏡可自物側依序安置。舉例而言，第一透鏡可安置成最接近於物件，且第六透鏡可安置成最接近於成像平面(或影像感測器)。第一透鏡至第六透鏡可具有折射能力。舉例而言，第一透鏡至第六透鏡可具有正折射能力或負折射能力。第五透鏡的折射能力及第六透鏡的折射能力可具有預定相關性。舉例而言，第六透鏡可具有折射能力，所述折射能力具有與第五透鏡的折射能力的正負號不同的正負號。作為一實例，當第五透鏡具有正折射能力時，第六透鏡可具有負折射能力。作為另一實例，當第五透鏡具有負折射能力時，第六透鏡可具有正折射能力。光學成像系統可包含非旋轉對稱透鏡。舉例而言，第四透鏡至第六透鏡中的一者可具有兩個表面，所述兩個表面具有自由形式表面形狀。
在下文描述中，將描述構成光學成像系統的透鏡的特徵。
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或負折射能力。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為非球面的。第一透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第一透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.6。
第二透鏡可具有折射能力。舉例而言，第二透鏡可具有正折射能力或負折射能力。第二透鏡的一個表面可為凹入的。舉例而言，第二透鏡可具有凹入像側表面。第二透鏡可具有非球面表面。舉例而言，第二透鏡的兩個表面可為非球面的。第二透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第二透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至且小於1.7。第二透鏡的折射率可大於或等於第一透鏡的折射率。
第三透鏡可具有折射能力。舉例而言，第三透鏡可具有正折射能力或負折射能力。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為非球面的。第三透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第三透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.7。
第四透鏡可具有折射能力。舉例而言，第四透鏡可具有正折射能力或負折射能力。第四透鏡的折射能力可具有折射能力，所述折射能力具有與第一透鏡的折射能力的正負號不同的正負號。舉例而言，當第一透鏡具有正折射能力時，第四透鏡可具有負折射能力。同時，當第一透鏡具有負折射能力時，第四透鏡可具有正折射能力。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為非球面的。視需要，第四透鏡可具有自由形式表面。舉例而言，當第五透鏡及第六透鏡兩者的兩個表面旋轉對稱時，第四透鏡的兩個表面可形成為自由形式表面。第四透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第四透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.7。
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或負折射能力。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為非球面的。視需要，第五透鏡可具有自由形式表面。舉例而言，當第四透鏡及第六透鏡兩者的兩個表面旋轉對稱時，第五透鏡的兩個表面可形成為自由形式表面。第五透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第五透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.7。
第六透鏡可具有折射能力。舉例而言，第六透鏡可具有正折射能力或負折射能力。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為非球面的。視需要，第六透鏡可具有自由形式表面。舉例而言，當第四透鏡及第五透鏡兩者的兩個表面旋轉對稱時，第六透鏡的兩個表面可形成為自由形式表面。第六透鏡可具有預定折射率。舉例而言，第六透鏡的折射率可為1.5或大於1.5至小於1.7。
第五透鏡及第六透鏡中的一者可具有凹入形狀。舉例而言，第五透鏡可具有凹入像側表面，或第六透鏡可具有凹入物側表面。
構成光學成像系統的透鏡可由具有與空氣的折射率不同的折射率的材料形成。舉例而言，透鏡可由塑膠材料或玻璃材料形成。如上文所描述，第一透鏡至第六透鏡中的每一者可具有非球面表面。第一透鏡至第六透鏡中的每一者的非球面表面可由如下文的等式1表示：(等式1)
Figure 110102428-A0305-02-0018-1
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「H」以及「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。
透鏡的自由形式表面可由如下文的等式2及等式3使用XY多項式表示：
Figure 110102428-A0305-02-0018-2
(等式3)r 2=x 2+y 2
光學成像系統可更包含濾光器、光闌以及影像感測器。
濾光器可安置於影像感測器與安置成最接近於成像平面的透鏡之間。濾光器可阻擋來自入射光的一些波長以改良光學成像系統的解析度。舉例而言，濾光器可阻擋入射光的紅外波長。光學成像系統可包含影像感測器。影像感測器可配置為將光學訊號(影像)轉換成電訊號。影像感測器的表面可形成安置於光學成像系統的成像平面處的成像平面。
光學成像系統可滿足以下條件表達式中的一或多者。
-4.0<f1/f2<-0.1
0.5<|f1/f5|<2.0
-2.0<f5/f6<-0.1
0.10<R10/R11<3.0
5.0微米
Figure 110102428-A0305-02-0019-37
SAGdifSO<150微米
5.0微米
Figure 110102428-A0305-02-0019-38
SAGdifSI<800微米
0.03<SAGdifSO/SAGdifSI<1.2
0.6<TTL/(IMGHT*2)<1.1
在上文條件表達式中，f1是第一透鏡的焦距，f2是第二透鏡的焦距，f5是第五透鏡的焦距，f6是第六透鏡的焦距，R10是第五透鏡的像側表面的曲率半徑，R11是第六透鏡的物側表面的曲率半徑，SAGdifSO是具有自由形式表面的透鏡的物側表面的X方向SAG與Y方向SAG之間的偏差，SAGdifSI是具有自由形式表面的透鏡的像側表面的X方向SAG與Y方向SAG之間的偏差，總徑跡長度(TTL)是第一透鏡的物側表面與成像平面之間的軸向距離，且IMGHT是成像平面的高度(對角線長度的一半)。
在下文描述中，將描述光學成像系統的各種實例。
在下文中，將參考圖1及圖2描述根據第一實例的光學成像系統100。圖1示出Y-Z方向上的光學成像系統100，且圖2示出X-Z方向上的光學成像系統100。
光學成像系統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以及第六透鏡160。
第一透鏡110可具有正折射能力。第一透鏡110可具有凸起物側表面及凹入像側表面。第二透鏡120可具有負折射能力。第二透鏡120可具有凸起物側表面及凹入像側表面。第三透鏡130可具有正折射能力。第三透鏡130可具有凸起物側表面及凸起像側表面。第四透鏡140可具有負折射能力。第四透鏡140可具有 凸起物側表面及凹入像側表面。第五透鏡150可具有正折射能力。第五透鏡150可具有凸起物側表面及凸起像側表面。反曲點可形成於第五透鏡150的物側表面及像側表面上。第六透鏡160可具有負折射能力。第六透鏡160可具有凹入物側表面及凹入像側表面。第六透鏡160的物側表面及像側表面形成為自由形式表面。
光學成像系統100可更包含濾光器IF及影像感測器IP。
濾光器IF可安置於影像感測器IP的前面以阻擋入射光中所包含的紅外線及類似者。影像感測器IP可包含多個光學感測器。影像感測器IP可配置為將光學訊號轉換成電訊號。
在表1中列出根據第一實例的光學成像系統100的透鏡特性，在表2中列出根據第一實例的光學成像系統100的非球面值，且在表3中列出表示根據第一實例的光學成像系統100的自由形式表面的單項表達式的XnYn係數值。圖3及圖4為示出上文組態的光學成像系統100的像差曲線的視圖。
Figure 110102428-A0305-02-0020-3
Figure 110102428-A0305-02-0021-4
Figure 110102428-A0305-02-0021-5
Figure 110102428-A0305-02-0021-6
在下文中，將參考圖5及圖6描述根據第二實例的光學成像系統200。圖5示出了Y-Z方向上的光學成像系統200，且圖6示出了X-Z方向上的光學成像系統200。
光學成像系統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以及第六透鏡260。
第一透鏡210可具有正折射能力。第一透鏡210可具有凸起物側表面及凹入像側表面。第二透鏡220可具有負折射能力。第二透鏡220可具有凸起物側表面及凹入像側表面。第三透鏡230可具有正折射能力。第三透鏡230可具有凸起物側表面及凹入像側表面。反曲點可形成於第三透鏡230的物側表面及像側表面上。第四透鏡240可具有負折射能力。第四透鏡240可具有凸起物側表面及凹入像側表面。反曲點可形成於第四透鏡240的物側表面及像側表面上。第五透鏡250可具有正折射能力。第五透鏡250可具有凸起物側表面及凸起像側表面。反曲點可形成於第五透鏡250的物側表面及像側表面上。第六透鏡260可具有負折射能力。第六透鏡260可具有凹入物側表面及凹入像側表面。第六透鏡260的物側表面及像側表面可形成為自由形式表面。
光學成像系統200可更包含濾光器IF及影像感測器IP。
濾光器IF可安置於影像感測器IP的前面以阻擋入射光中所包含的紅外線及類似者。影像感測器IP可包含多個光學感測器。影像感測器IP可配置為將光學訊號轉換成電訊號。
在表4中列出根據第二實例的光學成像系統200的透鏡特性，在表5中列出根據第二實例的光學成像系統200的非球面值，在表6中列出且表示根據第二實例的光學成像系統200的自 由形式表面的單項表達式的XnYn係數值。圖7及圖8為示出上文組態的光學成像系統200的像差曲線的視圖。
Figure 110102428-A0305-02-0023-8
Figure 110102428-A0305-02-0023-9
Figure 110102428-A0305-02-0024-10
在下文中，將參考圖9及圖10描述根據第三實例的光學成像系統300。圖9示出Y-Z方向上的光學成像系統300，且圖10示出X-Z方向上的光學成像系統300。
光學系統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以及第六透鏡360。
第一透鏡310可具有負折射能力。第一透鏡310可具有凹入物側表面及凹入像側表面。反曲點形成於第一透鏡310的物側表面上。第二透鏡320可具有正折射能力。第二透鏡320可具有凸起物側表面及凸起像側表面。第三透鏡330可具有負折射能力。第三透鏡330可具有凸起物側表面及凹入像側表面。反曲點可形成於第三透鏡330的物側表面及像側表面上。第四透鏡340可具有正折射能力。第四透鏡340可具有凹入物側表面及凸起像側表面。反曲點可形成於第四透鏡340的物側表面及像側表面上。 第五透鏡350可具有負折射能力。第五透鏡350可具有凸起物側表面及凹入像側表面。第五透鏡350的物側表面及像側表面可形成為自由形式表面。第六透鏡360可具有負折射能力。第六透鏡360可具有凹入物側表面及凹入像側表面。反曲點可形成於第六透鏡360的物側表面及像側表面上。
光學成像系統300可更包含濾光器IF及影像感測器IP。
濾光器IF可安置於影像感測器IP的前面以阻擋入射光中所包含的紅外線及類似者。影像感測器IP可包含多個光學感測器。影像感測器IP可配置為將光學訊號轉換成電訊號。
在表7中列出根據第三實例的光學成像系統300的透鏡特性，在表8中列出根據第三實例的光學成像系統300的非球面值，且在表9中列出表示根據第三實例的光學成像系統300的自由形式表面的單項表達式的XnYn係數值。圖11及圖12為示出上文組態的光學成像系統300的像差曲線的視圖。
Figure 110102428-A0305-02-0025-11
Figure 110102428-A0305-02-0026-12
Figure 110102428-A0305-02-0026-15
在下文中，將參考圖13及圖14描述根據第四實例的光 學成像系統400。圖13示出Y-Z方向上的光學成像系統400，且圖14示出X-Z方向上的光學成像系統400。
影像光學系統400可包含第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430、第四透鏡440、第五透鏡450以及第六透鏡460。
第一透鏡410可具有負折射能力。第一透鏡410可具有凹入物側表面及凹入像側表面。反曲點可形成於第一透鏡410的物側表面上。第二透鏡420可具有正折射能力。第二透鏡420可具有凸起物側表面及凹入像側表面。第三透鏡430可具有正折射能力。第三透鏡430可具有凹入物側表面及凸起像側表面。反曲點可形成於第三透鏡430的物側表面上。第四透鏡440可具有正折射能力。第四透鏡440可具有凹入物側表面及凸起像側表面。第五透鏡450可具有負折射能力。第五透鏡450可具有凹入物側表面及凹入像側表面。第六透鏡460可具有正折射能力。第六透鏡460可具有凸起物側表面及凹入像側表面。第六透鏡460的物側表面及像側表面可形成為自由形式表面。
光學成像系統400可更包含濾光器IF及影像感測器IP。
濾光器IF可安置於影像感測器IP的前面以阻擋入射光中所包含的紅外線及類似者。影像感測器IP可包含多個光學感測器。影像感測器IP可配置為將光學訊號轉換成電訊號。
在表10中列出根據第四實例的光學成像系統400的透鏡特性，在表11中列出根據第四實例的光學成像系統400的非球面值，且在表12中列出表示根據第四實例的光學成像系統400的自由形式表面的單項表達式的XnYn係數值。圖15及圖16為示出上文組態的光學成像系統400的像差曲線的視圖。
Figure 110102428-A0305-02-0028-16
Figure 110102428-A0305-02-0028-17
Figure 110102428-A0305-02-0028-18
Figure 110102428-A0305-02-0029-19
在下文中，將參考圖17及圖18描述根據第五實例的光學成像系統500。圖17示出Y-Z方向上的光學成像系統500，且圖18示出X-Z方向上的光學成像系統500。
光學系統500可包含第一透鏡510、第二透鏡520、第三透鏡530、第四透鏡540、第五透鏡550以及第六透鏡560。
第一透鏡510可具有正折射能力。第一透鏡510可具有凸起物側表面及凸起像側表面。第二透鏡520可具有負折射能力。第二透鏡520可具有凸起物側表面及凹入像側表面。第三透鏡530可具有負折射能力。第三透鏡530可具有凸起物側表面及凹入像側表面。第四透鏡540可具有負折射能力。第四透鏡540可具有凹入物側表面及凹入像側表面。第五透鏡550可具有負折射能力。第五透鏡550可具有凹入物側表面及凹入像側表面。反曲點可形成於第五透鏡550的物側表面及像側表面上。第六透鏡560可具有正折射能力。第六透鏡560可具有凸起物側表面及凸起像側表 面。第六透鏡560的物側表面及像側表面可形成為自由形式表面。
光學成像系統500可更包含濾光器IF及影像感測器IP。
濾光器IF可安置於影像感測器IP的前面以阻擋入射光中所包含的紅外線及類似者。影像感測器IP可包含多個光學感測器。影像感測器IP可配置為將光學訊號轉換成電訊號。
在表13中列出根據第五實例的光學成像系統500的透鏡特性，在表14中列出根據第五實例的光學成像系統500的非球面值，且在表15中列出表示根據第五實例的光學成像系統500的自由形式表面的單項表達式的XnYn係數值。圖19及圖20為示出上文組態的光學成像系統500的像差曲線的視圖。
Figure 110102428-A0305-02-0030-21
Figure 110102428-A0305-02-0030-22
Figure 110102428-A0305-02-0031-23
Figure 110102428-A0305-02-0031-24
在下文中，將參考圖21及圖22描述根據第六實例的光學成像系統600。圖21示出Y-Z方向上的光學成像系統600，且圖22示出X-Z方向上的光學成像系統600。
光學系統600可包含第一透鏡610、第二透鏡620、第三透鏡630、第四透鏡640、第五透鏡650以及第六透鏡660。
第一透鏡610可具有正折射能力。第一透鏡610可具有凸起物側表面及凸起像側表面。第二透鏡620可具有負折射能力。第二透鏡620可具有凹入物側表面及凹入像側表面。第三透鏡630可具有負折射能力。第三透鏡630可具有凸起物側表面及凹入像側表面。第四透鏡640可具有負折射能力。第四透鏡640可具有凹入物側表面及凹入像側表面。第四透鏡640的物側表面及像側表面可形成為自由形式表面。第五透鏡650可具有負折射能力。第五透鏡650可具有凹入物側表面及凹入像側表面。反曲點可形成於第五透鏡650的物側表面及像側表面上。第六透鏡660可具有正折射能力。第六透鏡660可具有凸起物側表面及凸起像側表面。反曲點可形成於第六透鏡660的物側表面上。
光學成像系統600可更包含濾光器IF及影像感測器IP。
濾光器IF可安置於影像感測器IP的前面以阻擋入射光中所包含的紅外線及類似者。影像感測器IP可包含多個光學感測器。影像感測器IP可配置為將光學訊號轉換成電訊號。
在表16中列出根據第六實例的光學成像系統600的透鏡特性，在表17中列出根據第六實例的光學成像系統600的非球面值，且在表18中列出表示根據第六實例的光學成像系統600的自由形式表面的單項表達式的XnYn係數值。圖23及圖24為示出上文組態的光學成像系統600的像差曲線的視圖。
Figure 110102428-A0305-02-0032-27
Figure 110102428-A0305-02-0033-28
Figure 110102428-A0305-02-0033-29
Figure 110102428-A0305-02-0033-30
Figure 110102428-A0305-02-0034-31
在表19中列出根據第一實例至第六實例的光學成像系統的光學特性。
Figure 110102428-A0305-02-0034-32
在表20中列出根據第一實例至第六實例的光學成像系統的條件表達式值。
Figure 110102428-A0305-02-0034-33
如上文所描述，可改良取決於透鏡與影像感測器之間的 形狀及大小的差異的光學效能。
雖然上文已示出及描述特定實例，但在理解本揭露之後將顯而易見的是，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，可在此等實例中對形式及細節進行各種改變。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。應將每一實例中的特徵或態樣的描述考慮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/或若以不同方式來組合及/或用其他組件或其等效物來替換或補充所描述系統、架構、裝置或電路中的組件，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以及其等效物定義，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視為包含於本揭露中。
100:光學成像系統
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
IF:濾光器
IP:影像感測器

Claims (18)

  1. 一種光學成像系統，包括：自物側依序安置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、具有負折射能力的第五透鏡以及第六透鏡，其中所述第一透鏡具有折射能力，所述折射能力具有與所述第二透鏡的折射能力的正負號(sign)不同的正負號，其中所述第五透鏡的像側表面及所述第六透鏡的物側表面中的一者是凸起的，且另一者是凹入的，其中所述第四透鏡至所述第六透鏡中的一者具有兩個表面，所述兩個表面具有自由形式表面形狀，其中所述光學成像系統具有總數為六個的具有折射能力的透鏡，且其中-2.0<f5/f6<-0.1且0.6<TTL/(IMGHT*2)<1.1，其中f5是所述第五透鏡的焦距，f6是所述第六透鏡的焦距，TTL是所述第一透鏡的物側表面與成像平面之間的距離，且IMGHT是所述成像平面的高度。
  2. 如請求項1所述的光學成像系統，其中所述第一透鏡具有正折射能力。
  3. 如請求項2所述的光學成像系統，其中所述第四透鏡具有負折射能力。
  4. 如請求項2所述的光學成像系統，其中所述光學成像系統的半視場(HFOV)是20度至46度。
  5. 如請求項1所述的光學成像系統，其中所述第六透鏡具有凹入像側表面。
  6. 如請求項1所述的光學成像系統，其中所述第六透鏡具有凸起像側表面。
  7. 如請求項1所述的光學成像系統，其中所述第一透鏡具有負折射能力。
  8. 如請求項7所述的光學成像系統，其中所述第四透鏡具有正折射能力。
  9. 如請求項7所述的光學成像系統，其中所述第六透鏡具有凹入像側表面。
  10. 如請求項7所述的光學成像系統，其中所述光學成像系統的半視場(HFOV)是52度至68度。
  11. 一種攝影機模組，包括：如請求項1所述的光學成像系統；以及影像感測器，配置為將所述光學成像系統的光學訊號轉換成電訊號。
  12. 一種行動終端裝置，包括：如請求項11所述的攝影機模組。
  13. 一種行動終端裝置，包括：多個攝影機模組，其中所述多個攝影機模組包括如請求項11所述的一或多個攝影機模組。
  14. 一種光學成像系統，包括：第一透鏡，具有凸起物側表面；第二透鏡，具有折射能力；第三透鏡，具有折射能力； 第四透鏡，具有凹入像側表面；第五透鏡，具有負折射能力；以及第六透鏡，具有正折射能力，其中所述第一透鏡至所述第六透鏡自物側依序安置，且其中所述第四透鏡至所述第六透鏡中的一者具有兩個表面，所述兩個表面具有自由形式表面形狀，其中所述光學成像系統具有總數為六個的具有折射能力的透鏡，且其中-2.0<f5/f6<-0.1且0.6<TTL/(IMGHT*2)<1.1，其中f5是所述第五透鏡的焦距，f6是所述第六透鏡的焦距，TTL是所述第一透鏡的物側表面與成像平面之間的距離，且IMGHT是所述成像平面的高度。
  15. 如請求項14所述的光學成像系統，其中所述第一透鏡具有正折射能力。
  16. 如請求項14所述的光學成像系統，其中所述第二透鏡具有凹入像側表面。
  17. 如請求項14所述的光學成像系統，其中所述第五透鏡具有凹入像側表面，或所述第六透鏡具有凹入物側表面。
  18. 一種行動終端裝置，包括：多個攝影機模組，其中所述多個攝影機模組包括一或多個攝影機模組，所述一或多個攝影機模組包括：如請求項14所述的光學成像系統；以及影像感測器，配置為將所述光學成像系統的光學訊號轉換成 電訊號。
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