TWM668088U - 光學成像系統 - Google Patents
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Abstract
一種光學成像系統包括:第一透鏡群組,具有正的折射力且包括至少一個透鏡;第二透鏡群組,包括多個透鏡;以及反射構件,設置於第一透鏡群組與第二透鏡群組之間且包括反射表面,其中第一透鏡群組與反射構件被配置成能夠圍繞與第一透鏡群組的光軸垂直且彼此垂直的兩個軸一起旋轉,且光學成像系統滿足1.3 < f/fG1 < 1.8,其中f是光學成像系統的總焦距,且fG1是第一透鏡群組的焦距。
Description
本申請案主張於2023年11月24日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2023-0165147號及於2024年6月27日提出申請的韓國專利申請案第10-2024-0084489號的優先權權益,該些韓國專利申請案的全部揭露內容出於全部目的併入本案供參考。
本揭露是有關於一種光學成像系統。
近來,已在可攜式電子裝置中採用了一種將反射構件設置於光學成像系統前方來改變光路徑的相機模組。
此種方法由於透鏡的直徑會影響可攜式電子裝置的厚度而在增大光學成像系統的透鏡的直徑方面存在限制。因此,可能存在可能難以減小光學成像系統的F數(F-number)的問題。
因此,已提出一種將光學成像系統的一部分透鏡設置於反射構件前方的結構。
同時,為了增大解析度,包括光學成像系統的相機模組具有在影像拍攝期間校正抖動的自動對焦(autofocus)調整功能。此
種自動對焦調整功能可藉由反射構件的兩軸旋轉(two-axis rotation)來實施。在此種情形中,可藉由俯仰旋轉(pitch rotation)及平擺旋轉(yaw rotation)來實施兩軸旋轉。另外,當透鏡設置於反射構件的前方時,透鏡可與反射構件一起旋轉。
在此種情形中,俯仰旋轉軸及平擺旋轉軸是與佈置於反射構件後面的透鏡的光軸垂直且彼此垂直的兩個軸。
舉例而言,圍繞平擺軸進行的旋轉可藉由圍繞光入射於反射構件上的方向作為旋轉軸旋轉反射構件來實施,且圍繞俯仰軸進行的旋轉可藉由圍繞與平擺軸及佈置於反射構件後面的透鏡的光軸兩者垂直的軸作為旋轉軸旋轉反射構件來實施。
在此種情形中,當反射構件以平擺旋轉方式旋轉時,可由於預期的光學路徑長度的改變而出現誤差。
在兩軸旋轉之中的平擺旋轉中,設置於反射構件前面的透鏡在平擺旋轉之前及之後不存在顯著的視位(apparent position)改變。
因此,當在平擺方向上實行自動對焦調整時,可存在在自動對焦調整期間出現顯著像差的問題,進而降低解析度。
提供本新型內容是為了以簡化形式介紹以下將在實施方式中進一步闡述的一系列概念。本新型內容並非旨在辨識所主張標的物的關鍵特徵或本質特徵,亦非旨在幫助確定所主張標的物的範圍。
在一個一般態樣中,一種光學成像系統包括:第一透鏡群組,具有正的折射力且包括至少一個透鏡;第二透鏡群組,包括多個透鏡;以及反射構件,設置於第一透鏡群組與第二透鏡群組之間且包括反射表面,其中第一透鏡群組與反射構件被配置成能夠圍繞與第一透鏡群組的光軸垂直且彼此垂直的兩個軸一起旋轉,且光學成像系統滿足1.3<f/fG1<1.8,其中f是光學成像系統的總焦距,且fG1是第一透鏡群組的焦距。
光學成像系統可更滿足0.6<Lr/f<0.8,其中Lr是沿著光學成像系統的光軸自反射表面至光學成像系統的影像平面的距離。
光學成像系統可更滿足0.3<Lf/Lr<0.6,其中Lf是沿著光學成像系統的光軸自第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至反射表面的距離,且Lr是沿著光軸自反射表面至光學成像系統的影像平面的距離。
光學成像系統可更滿足0.6<Lr/TTL<0.8,其中Lr是沿著光學成像系統的光軸自反射表面至光學成像系統的影像平面的距離,且TTL是沿著光軸自第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至反射表面的距離與沿著光軸自反射表面至影像平面的距離之和。
光學成像系統可更滿足0.2<BFL/TTL<0.5,其中BFL是沿著光學成像系統的光軸自第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近光學成像系統的影像平面的透鏡的影像側表面至影像平面的距離,且TTL是沿著光軸自第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至反射表面的距離與沿著光軸自反射表面至影像平面的距離之和。
光學成像系統可更滿足0<DG2/TTL<0.2,其中DG2是沿著光學成像系統的光軸自第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近反射構件的透鏡的物體側表面至第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近光學成像系統的影像平面的透鏡的影像側表面的距離,且TTL是沿著光軸自第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至反射表面的距離與沿著光軸自反射表面至影像平面的距離之和。
光學成像系統可更滿足0.3<CA_G21/CA_G11<0.6,其中CA_G21是第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近反射構件的透鏡的物體側表面的有效直徑,且CA_G11是第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面的有效直徑。
光學成像系統可更滿足2.8<f/CA_G11<3.2,其中CA_G11是第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面的有效直徑。
光學成像系統可更滿足0.4<|fG1/fG2|<1,其中fG2是
第二透鏡群組的焦距。
第二透鏡群組可具有負的折射力。
光學成像系統可更滿足-1.4<f/fG2<-0.6,其中fG2是第二透鏡群組的焦距。
光學成像系統可更滿足0.2<RG1_S1/fG1<0.6,其中RG1_S1是第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面的曲率半徑。
光學成像系統可更滿足0.5<fG1/TTL<0.9,其中TTL是沿著光學成像系統的光軸自第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至反射表面的距離與沿著光軸自反射表面至光學成像系統的影像平面的距離之和。
第一透鏡群組的所述至少一個透鏡可包括第一透鏡及第二透鏡,且第一透鏡及第二透鏡之中的至少一個透鏡可具有大於1.6的折射率、具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面、以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第一透鏡可具有正的折射力以及小於1.55的折射率,且第二透鏡可具有負的折射力。
第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近光學成像系統的影像平面的透鏡可具有正的折射力以及大於1.6的折射率,且第二透鏡群組的所述多個透鏡之中除了第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近影像平面的透鏡之外的至少一個其他透鏡可具有大
於1.6的折射率。
在另一一般態樣中,光學成像系統包括:第一透鏡群組,具有正的折射力且包括至少一個透鏡;第二透鏡群組,包括多個透鏡;以及反射構件,設置於第一透鏡群組與第二透鏡群組之間且包括反射表面,其中第一透鏡群組與反射構件被配置成能夠圍繞與第一透鏡群組的光軸垂直且彼此垂直的兩個軸一起旋轉,且光學成像系統滿足0.2<BFL/TTL<0.5,其中BFL是沿著光學成像系統的光軸自第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近光學成像系統的影像平面的透鏡的影像側表面至影像平面的距離,且TTL是沿著光軸自第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至反射表面的距離與沿著光軸自反射表面至影像平面的距離之和。
光學成像系統可更滿足0.4<|fG1/fG2|<1,其中fG1是第一透鏡群組的焦距,且fG2是第二透鏡群組的焦距。
光學成像系統可更滿足0.3<Lf/Lr<0.6,其中Lf是沿著光學成像系統的光軸自第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至反射表面的距離,且Lr是沿著光軸自反射表面至光學成像系統的影像平面的距離。
光學成像系統可更滿足0.5<fG1/TTL<0.9,其中fG1是第一透鏡群組的焦距。
在另一一般態樣中,光學成像系統包括:第一透鏡群組,
具有正的折射力且包括至少一個透鏡;第二透鏡群組,包括多個透鏡;以及反射構件,設置於第一透鏡群組與第二透鏡群組之間且包括反射表面,其中第一透鏡群組與反射構件被配置成能夠圍繞與第一透鏡群組的光軸垂直且彼此垂直的兩個軸一起旋轉,且光學成像系統滿足0.3<CA_G21/CA_G11<0.6,其中CA_G21是第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近反射構件的透鏡的物體側表面的有效直徑,且CA_G11是第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面的有效直徑。
光學成像系統可更滿足0.2<RG1_S1/fG1<0.6,其中RG1_S1是第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面的曲率半徑,且fG1是第一透鏡群組的焦距。
光學成像系統可更滿足2.8<f/CA_G11<3.2,其中f是光學成像系統的總焦距。
藉由閱讀以下詳細說明、圖式及申請專利範圍,其他特徵及態樣將顯而易見。
110、210、310、410、510:第一透鏡
120、220、320、420、520:第二透鏡
130、230、330、430、530:第三透鏡
140、240、340、440、540:第四透鏡
150、250、350、450、550:第五透鏡
160、260、360、560:第六透鏡
170、270、370、470、570:濾光片
180、280、380、480、580:影像平面
G1:第一透鏡群組
G2:第二透鏡群組
P:反射構件
圖1是根據本揭露的第一實施例的光學成像系統的配置圖。
圖2是根據本揭露的第二實施例的光學成像系統的配置圖。
圖3是根據本揭露的第三實施例的光學成像系統的配置圖。
圖4是根據本揭露的第四實施例的光學成像系統的配置圖。
圖5是根據本揭露的第五實施例的光學成像系統的配置圖。
在所有圖式及本詳細說明通篇中,相同的參考編號指代相同的元件。圖式可能未按比例繪製,且為清晰、例示及方便起見,可誇大圖式中的元件的相對大小、比例及繪示。
提供以下詳細說明是為了幫助讀者全面理解本文中闡述的方法、設備及/或系統。然而,在理解本申請案的揭露之後,本文中闡述的方法、設備及/或系統的各種改變、潤飾及等效形式將顯而易見。舉例而言,本文中闡述的操作的順序僅為實例且並非僅限於本文中闡述的順序,而是可進行改變,此在理解本申請案的揭露之後將顯而易見,但必須以特定次序進行的操作除外。此外,為更加清楚及簡潔起見,可省略對此項技術中已知的特徵的說明。
本文中闡述的特徵可以不同的形式實施,並且不應被解釋為限於本文中闡述的實例。確切而言,本文中闡述的實例僅供例示用於實施本文中闡述的方法、設備及/或系統的諸多可能方式中的一些方式,所述方式將在理解本申請案的揭露之後顯而易見。
在本說明書通篇中,當例如層、區或基板等元件被闡述為「位於」另一元件「上」、「連接至」或「耦合至」另一元件時,所述元件可直接「位於」所述另一元件「上」、直接「連接至」或直
接「耦合至」所述另一元件,或者可存在介於其之間的一或多個其他元件。相比之下,當元件被闡述為「直接位於」另一元件「上」、「直接連接至」或「直接耦合至」另一元件時,則可不存在介於其之間的其他元件。
本文中所使用的用語「及/或(and/or)」包括相關聯列出項中的任一項以及任意二或更多項的任意組合。
儘管本文中可能使用例如「第一(first)」、「第二(second)」及「第三(third)」等用語來闡述各種構件、組件、區、層或區段,然而該些構件、組件、區、層或區段不受該些用語限制。確切而言,該些用語僅用於區分各個構件、組件、區、層或區段。因此,在不背離實例的教示內容的條件下,在本文中所述實例中提及的第一構件、第一組件、第一區、第一層或第一區段亦可被稱為第二構件、第二組件、第二區、第二層或第二區段。
為易於說明,本文中可能使用例如「上方」、「上部」、「下方」及「下部」等空間相對性用語來闡述圖中所示一個元件與另一元件的關係。此種空間相對性用語旨在囊括除圖中所繪示的定向以外,裝置在使用或操作中的不同定向。舉例而言,若圖中的裝置被翻轉,則被闡述為相對於另一元件位於「上方」或「上部」的元件此時將相對於所述另一元件位於「下方」或「下部」。因此,用語「上方」端視裝置的空間定向而同時囊括上方與下方兩種定向。所述裝置亦可以其他方式定向(例如,旋轉90度或處於其他定向),且本文中所使用的空間相對性用語應相應地進行解釋。
本文中所使用的術語僅用於闡述各種實例,而非用於限制本揭露。除非上下文另外清楚指示,否則冠詞「一(a、an)」及「所述(the)」旨在亦包括複數形式。用語「包括(comprises)」、「包含(includes)」及「具有(has)」指明所陳述特徵、數目、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、數目、操作、構件、元件及/或其組合的存在或添加。
在圖式中示出的透鏡配置圖中,可為闡釋起見而稍微誇大透鏡的厚度、大小及形狀,且具體而言,透鏡配置圖中所示的球面形狀或非球面形狀僅為例示性的,且並不限於此種形狀。
根據本揭露實施例的光學成像系統可安裝於可攜式電子裝置上。舉例而言,光學成像系統可為安裝於可攜式電子裝置上的相機模組的組件。可攜式電子裝置可為行動通訊終端、智慧型電話、平板個人電腦(personal computer,PC)或其它可攜式裝置。
本說明書中,曲率半徑、厚度、距離及透鏡的焦距以及其他量測結果使用毫米(mm)為單位來表達,且視角使用度為單位來表達。厚度及距離是沿著光學成像系統的光軸進行量測。
除非另有說明,否則所提及的透鏡表面的形狀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環繞並包括透鏡表面的光軸的中心部分,其中入射至透鏡表面的光線與光軸形成小的角度θ,且近似值sin θθ、tan θθ以及cosθ1成立。
舉例而言,陳述透鏡的物體側表面是凸的意指透鏡的物
體側表面的至少近軸區是凸的,且陳述透鏡的影像側表面是凹的意指透鏡的影像側表面的至少近軸區是凹的。因此,即使透鏡的物體側表面可被闡述為凸的,亦可能並非透鏡的整個物體側表面皆為凸的,且透鏡的物體側表面的周邊區可為凹的。此外,即使透鏡的影像側表面可被闡述為凹的,亦可能並非透鏡的整個影像側表面整體皆為凹的,且透鏡的影像側表面的周邊區可為凸的。
影像平面可為供光學成像系統對影像進行聚焦的虛擬表面。作為另外一種選擇,影像平面可為影像感測器的在上面入射光的表面。
根據本揭露實施例的光學成像系統可包括多個透鏡群組。舉例而言,光學成像系統可包括第一透鏡群組及第二透鏡群組。第一透鏡群組可包括至少一個透鏡,且第二透鏡群組可包括多個透鏡。
在實施例中,第一透鏡群組可包括第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡,且第二透鏡群組可包括第四透鏡、第五透鏡及第六透鏡。第一透鏡至第六透鏡可以遞增的編號順序自光學成像系統的物體側朝光學成像系統的影像側依序佈置。
在實施例中,第一透鏡群組可包括第一透鏡及第二透鏡,且第二透鏡群組可包括第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡。第一透鏡至第五透鏡可以遞增的編號順序自光學成像系統的物體側朝光學成像系統的影像側依序佈置。
在實施例中,第一透鏡群組可包括第一透鏡及第二透鏡,
且第二透鏡群組可包括第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡及第六透鏡。第一透鏡至第六透鏡可以遞增的編號順序自光學成像系統的物體側朝光學成像系統的影像側依序佈置。
光學成像系統中所包括的所述多個透鏡可在光軸方向上彼此間隔開。
根據本揭露實施例的光學成像系統可更包括反射構件,所述反射構件具有會改變光的傳播方向的反射表面。舉例而言,反射構件可為鏡子或稜鏡。在實施例中,反射構件可設置於第一透鏡群組與第二透鏡群組之間。
當反射構件為稜鏡時,反射構件可具有被對角地平分成兩半的長方體或正方體的形狀。反射構件可包括入射表面、反射表面及出射表面。反射構件可包括三個矩形表面及兩個三角形表面。舉例而言,反射構件的入射表面、反射表面及出射表面可各自為矩形,且反射構件的兩個側表面可近似為三角形。
穿過第一透鏡群組的光可入射於反射構件的入射表面上,入射於入射表面上的光可在反射表面上被反射,且被反射表面反射的光可發射至出射表面。
第一透鏡群組的光軸與第二透鏡群組的光軸可彼此相交。舉例而言,第一透鏡群組的光軸延伸出的虛擬線可與第二透鏡群組的光軸延伸出的虛擬線彼此相交。
在實施例中,第一透鏡群組的光軸與第二透鏡群組的光軸可彼此垂直。
反射構件可使光彎折以在相對窄的空間中形成長的光學路徑。
因此,可在使光學成像系統能夠具有長焦距的同時使光學成像系統小型化。
根據本揭露實施例的光學成像系統可具有擁有相對窄的視角及長焦距的攝遠鏡頭(telephoto lens)的特性。
另外,光學成像系統可更包括用於將入射於影像感測器的對象的影像轉換成電性訊號的影像感測器。
另外,光學成像系統可更包括用於阻隔紅外線的紅外線阻隔濾光片(下文中稱為濾光片)。濾光片可設置於最後端透鏡(例如,第五透鏡或第六透鏡)與影像感測器之間。
第一透鏡群組可整體上具有正的折射力,且可包括具有朝物體側凸起的彎月面形狀的至少一個透鏡。
第一透鏡群組可包括具有超過1.6的折射率的至少一個透鏡。在第一透鏡群組中所包括的透鏡之中,具有超過1.6的折射率的透鏡可具有朝物體側凸起的彎月面形狀。
在實施例中,第二透鏡可具有超過1.6的折射率及朝物體側凸起的彎月面形狀。第二透鏡可具有負的折射力。第一透鏡可具有正的折射力及較第二透鏡的折射率小的折射率。舉例而言,第一透鏡的折射率可小於1.55。
第一透鏡群組中所包括的所述至少一個透鏡中的每一透鏡的物體側表面的有效直徑及影像側表面的有效直徑可大於反射
構件的入射表面的短軸的長度。
第一透鏡群組中所包括的所述至少一個透鏡中的每一透鏡可當在第一透鏡群組的光軸方向上觀察時近似為圓形。
第一透鏡群組中所包括的所述至少一個透鏡中的每一透鏡可由塑膠材料製成。
第二透鏡可整體上具有負的折射力。
第二透鏡群組可包括具有超過1.6的折射率的至少兩個透鏡。在實施例中,第二透鏡群組中的最靠近影像感測器的透鏡可具有超過1.6的折射率。第二透鏡群組中最靠近影像感測器的透鏡可具有正的折射力。
在實施例中,包括第二透鏡群組中最靠近影像感測器的透鏡在內的第二透鏡群組中的至少兩個透鏡可具有超過1.6的折射率。
第二透鏡群組中所包括的透鏡可當在第二透鏡群組的光軸方向上觀察時近似為非圓形。
第二透鏡群組中所包括的透鏡可在與第二透鏡群組的光軸方向垂直且彼此垂直的兩個方向上具有不同的尺寸。
第二透鏡群組中所包括的透鏡可由塑膠材料製成。
反射構件可設置於第二透鏡群組的前面。為了在影像拍攝期間校正抖動,反射構件可圍繞兩個軸旋轉。
舉例而言,當由於例如使用者的手的抖動或其他在拍攝影像或視訊時的擾動等因素而出現抖動時,反射構件會因應於所
述抖動而旋轉,進而補償所述抖動。
反射構件可圍繞與第一透鏡群組的光軸垂直且彼此垂直的兩個軸作為旋轉軸旋轉。
在實施例中,反射構件可圍繞與第一透鏡群組的光軸及第二透鏡群組的光軸兩者垂直的軸(或平行於此軸的軸)作為旋轉軸(俯仰旋轉軸)旋轉,且可圍繞第二透鏡群組的光軸(或平行於第二透鏡群組的光軸的軸)作為旋轉軸(翻滾旋轉軸)旋轉。
由於具有正的折射力的第一透鏡群組設置於反射構件前面,因而入射於反射構件上的光可彙聚,且因此第二透鏡群組的直徑可被配置成小的。因此,可在減小光學成像系統的F數(F number,f-number,Fno)的同時減小光學成像系統的高度。
另外,第一透鏡群組可與反射構件一起旋轉。在此種情形中,由於第一透鏡群組及反射構件可以俯仰旋轉方式及翻滾旋轉方式旋轉,因而在自動對焦調整期間出現的像差可減小。另外,第一透鏡群組的折射力(power)可被設計為相對強,以減小第二透鏡群組的高度。
在實施例中,第一透鏡群組中所包括的至少一個透鏡及第二透鏡群組中所包括的多個透鏡可在其物體側表面及影像側表面上具有非球面表面。
透鏡的非球面表面可由以下方程式1表示。
在方程式1中,c是透鏡表面的曲率且等於透鏡表面的光軸處的透鏡表面的曲率半徑的倒數,K是圓錐常數,且Y是自透鏡的非球面表面上的任一點至光軸的距離。另外,常數A至H、J及L是非球面表面係數。Z(亦被稱為垂度(sag))是在透鏡的非球面表面上距非球面表面的光軸為距離Y的點與和光軸垂直且和非球面表面的頂點相交的切平面之間在平行於光軸方向的方向上的距離。
根據本揭露實施例的光學成像系統可滿足以下條件表達式1至條件表達式13中的任一者或其中任意二或更多者的任意組合。
1.3<f/fG1<1.8 (條件表達式2)
0.6<Lr/f<0.8 (條件表達式3)
0.6<Lr/TTL<0.8 (條件表達式4)
0.3<CA_G21/CA_G11<0.6 (條件表達式5)
0.2<BFL/TTL<0.5 (條件表達式6)
0.4<|fG1/fG2|<1 (條件表達式7)
-1.4<f/fG2<-0.6 (條件表達式8)
0.2<RG1_S1/fG1<0.6 (條件表達式9)
0.3<Lf/Lr<0.6 (條件表達式10)
0<DG2/TTL<0.2 (條件表達式11)
0.5<fG1/TTL<0.9 (條件表達式12)
2.8<f/CA_G11<3.2 (條件表達式13)
在實施例中,光學成像系統可滿足0.07[1/mm]PG1<0.1[1/mm](條件表達式1)。在此種情形中,PG1是第一透鏡群組的焦距的倒數。因此,可將第一透鏡群組的焦距最佳化以減小反射構件的大小及第二透鏡群組的大小。
在實施例中,光學成像系統可滿足1.3<f/fG1<1.8(條件表達式2)。在此種情形中,f是光學成像系統的總焦距,且fG1是第一透鏡群組的焦距。因此,可將具有正的折射力的第一透鏡群組的焦距最佳化以減小第二透鏡群組中所包括的透鏡的直徑。
在實施例中,光學成像系統可滿足0.6<Lr/f<0.8(條件表達式3)。在此種情形中,Lr是沿著光學成像系統的光軸自反射構件的反射表面至影像平面的距離。因此,可使光學成像系統小型化。
在實施例中,光學成像系統可滿足0.6<Lr/TTL<0.8(條件表達式4)。在此種情形中,TTL是沿著光學成像系統的光軸自第一透鏡群組的第一透鏡的物體側表面至反射構件的反射表面的距離與沿著光學成像系統的光軸自反射構件的反射表面至影像平面的距離之和。因此,可使光學成像系統小型化。
在實施例中,光學成像系統可滿足0.3<CA_G21/CA_G11
<0.6(條件表達式5)。在此種情形中,CA_G21是第二透鏡群組的第一透鏡(例如,第三透鏡或第四透鏡)的物體側表面的有效直徑,且CA_G11是第一透鏡群組的第一透鏡的物體側表面的有效直徑。當第二透鏡群組的第一透鏡為非圓形透鏡時,CA_G21是第二透鏡群組的第一透鏡的最大有效直徑。因此,可提高影像亮度,且可使光學成像系統小型化。
在實施例中,光學成像系統可滿足0.2<BFL/TTL<0.5(條件表達式6)。在此種情形中,BFL是沿著光學成像系統的光軸自第二透鏡群組的最末透鏡(例如,第五透鏡或第六透鏡)的影像側表面至影像平面的距離。因此,可使光學成像系統小型化。
在實施例中,光學成像系統可滿足0.4<|fG1/fG2|<1(條件表達式7)。在此種情形中,fG2是第二透鏡群組的焦距。因此,可使光學成像系統小型化,且可藉由適當地分配透鏡群組的折射力來提高解析度。
在實施例中,光學成像系統可滿足-1.4<f/fG2<-0.6(條件表達式8)。因此,可將第二透鏡群組的焦距最佳化以提高解析度。
在實施例中,光學成像系統可滿足0.2<RG1_S1/fG1<0.6(條件表達式9)。在此種情形中,RG1_S1是第一透鏡群組的第一透鏡的物體側表面的曲率半徑。因此,可使像差的出現最小化。
在實施例中,光學成像系統可滿足0.3<Lf/Lr<0.6(條
件表達式10)。在此種情形中,Lf是沿著光學成像系統的光軸自第一透鏡群組的第一透鏡的物體側表面至反射構件的反射表面的距離。因此,可使光學成像系統小型化。
在實施例中,光學成像系統可滿足0<DG2/TTL<0.2(條件表達式11)。在此種情形中,DG2是沿著光學成像系統的光軸自第二透鏡群組的第一透鏡(例如,第三透鏡或第四透鏡)的物體側表面至第二透鏡群組的最末透鏡(例如,第五透鏡或第六透鏡)的影像側表面的距離。因此,可使光學成像系統小型化。
在實施例中,光學成像系統可滿足0.5<fG1/TTL<0.9(條件表達式12)。因此,可將第一透鏡群組的焦距最佳化以使光學成像系統小型化。
在實施例中,光學成像系統可滿足2.8<f/CA_G11<3.2(條件表達式13)。因此,可提高影像的亮度及解析度。
圖1是根據本揭露的第一實施例的光學成像系統的配置圖。
參照圖1,根據本揭露的第一實施例的光學成像系統可包括第一透鏡群組G1及第二透鏡群組G2。另外,光學成像系統可包括設置於第一透鏡群組G1與第二透鏡群組G2之間的反射構件P。
自光學成像系統的物體側依序排列,第一透鏡群組G1可包括第一透鏡110、第二透鏡120及第三透鏡130,且第二透鏡群組G2可包括第四透鏡140、第五透鏡150及第六透鏡160。
另外,光學成像系統可更包括濾光片170及影像感測器(未示出)。
根據本揭露的第一實施例的光學成像系統可在影像平面180上對影像進行聚焦。影像平面180可為供光學成像系統對影像進行聚焦的平面。舉例而言,影像平面180可為影像感測器的在上面入射光的表面。
本揭露的第一實施例中,反射構件P可為稜鏡,但作為另外一種選擇亦可為鏡子。
第一透鏡110至第六透鏡160中的每一者的特性(曲率半徑、透鏡的厚度或透鏡間的距離、折射率、阿貝數、有效半徑及焦距)可如以下表1中所示。
在根據本揭露的第一實施例的光學成像系統中,第一透鏡群組G1可整體上具有正的折射力,且第二透鏡群組G2可整體上具有負的折射力。
第一透鏡110可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第二透鏡120可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第三透鏡130可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凸的影像側表面。
第四透鏡140可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第五透鏡150可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第六透鏡160可具有正的折射力,具有位於其一近軸區
中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凸的影像側表面。
第一透鏡110至第六透鏡160的表面中的每一者可具有如以下表2中所示的非球面係數。舉例而言,第一透鏡110至第六透鏡160中的每一者的物體側表面及影像側表面可為非球面。
圖2是根據本揭露的第二實施例的光學成像系統的配置圖。
參照圖2,根據本揭露的第二實施例的光學成像系統可包括第一透鏡群組G1及第二透鏡群組G2。另外,光學成像系統可包括設置於第一透鏡群組G1與第二透鏡群組G2之間的反射構件P。
自光學成像系統的物體側依序排列,第一透鏡群組G1可包括第一透鏡210、第二透鏡220及第三透鏡230,且第二透鏡群組G2可包括第四透鏡240、第五透鏡250及第六透鏡260。
另外,光學成像系統可更包括濾光片270及影像感測器(未示出)。
根據本揭露的第二實施例的光學成像系統可在影像平面280上對影像進行聚焦。影像平面280可為供光學成像系統對影像
進行聚焦的表面。舉例而言,影像平面280可為影像感測器的在上面入射光的表面。
本揭露的第二實施例中,反射構件P可為稜鏡,但作為另外一種選擇亦可為鏡子。
第一透鏡210至第六透鏡260中的每一者的特性(曲率半徑、透鏡的厚度或透鏡間的距離、折射率、阿貝數、有效半徑及焦距)可如以下表3中所示。
在根據本揭露的第二實施例的光學成像系統中,第一透鏡群組G1可整體上具有正的折射力,且第二透鏡群組G2可整體
上具有負的折射力。
第一透鏡210可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第二透鏡220可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第三透鏡230可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第四透鏡240可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第五透鏡250可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第六透鏡260可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第一透鏡210至第六透鏡260的表面中的每一者可具有如以下表4中所示的非球面係數。舉例而言,第一透鏡210至第六透鏡260中的每一者的物體側表面及影像側表面可為非球面。
圖3是根據本揭露的第三實施例的光學成像系統的配置
圖。
參照圖3,根據本揭露的第三實施例的光學成像系統可包括第一透鏡群組G1及第二透鏡群組G2。另外,光學成像系統可包括設置於第一透鏡群組G1與第二透鏡群組G2之間的反射構件P。
自光學成像系統的物體側依序排列,第一透鏡群組G1可包括第一透鏡310、第二透鏡320及第三透鏡330,且第二透鏡群組G2可包括第四透鏡340、第五透鏡350及第六透鏡360。
另外,光學成像系統可更包括濾光片370及影像感測器(未示出)。
根據本揭露的第三實施例的光學成像系統可在影像平面380上對影像進行聚焦。影像平面380可為供光學成像系統對影像進行聚焦的表面。舉例而言,影像平面380可為影像感測器的在上面入射光的表面。
本揭露的第三實施例中,反射構件P可為稜鏡,但作為另外一種選擇亦可為鏡子。
第一透鏡310至第六透鏡360中的每一者的特性(曲率半徑、透鏡的厚度或透鏡間的距離、折射率、阿貝數、有效半徑及焦距)可如以下表5中所示。
在根據本揭露的第三實施例的光學成像系統中,第一透鏡群組G1可整體上具有正的折射力,且第二透鏡群組G2可整體上具有負的折射力。
第一透鏡310可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第二透鏡320可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第三透鏡330可具有正的折射力,具有位於其一近軸區
中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第四透鏡340可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第五透鏡350可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第六透鏡360可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第一透鏡310至第六透鏡360的表面中的每一者可具有如以下表6中所示的非球面係數。舉例而言,第一透鏡310至第六透鏡360中的每一者的物體側表面及影像側表面可為非球面。
圖4是根據本揭露的第四實施例的光學成像系統的配置圖。
參照圖4,根據本揭露的第四實施例的光學成像系統可包括第一透鏡群組G1及第二透鏡群組G2。另外,光學成像系統可包括設置於第一透鏡群組G1與第二透鏡群組G2之間的反射構件P。
自光學成像系統的物體側依序排列,第一透鏡群組G1可包括第一透鏡410及第二透鏡420,且第二透鏡群組G2可包括第三透鏡430、第四透鏡440及第五透鏡450。
另外,光學成像系統可更包括濾光片470及影像感測器(未示出)。
根據本揭露的第四實施例的光學成像系統可在影像平面480上對影像進行聚焦。影像平面480可為供光學成像系統對影像進行聚焦的表面。舉例而言,影像平面480可為影像感測器的在上面入射光的表面。
本揭露的第四實施例中,反射構件P可為稜鏡,但作為另外一種選擇亦可為鏡子。
第一透鏡410至第五透鏡450中的每一者的特性(曲率半徑、透鏡的厚度或透鏡間的距離、折射率、阿貝數、有效半徑及焦距)可如以下表7中所示。
在根據本揭露的第四實施例的光學成像系統中,第一透鏡群組G1可整體上具有正的折射力,且第二透鏡群組G2可整體上具有負的折射力。
第一透鏡410可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凸的影像側表面。
第二透鏡420可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,且第二透鏡420的凹的影像側表面可具有凹的形狀。
第三透鏡430可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第四透鏡440可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第五透鏡450可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第一透鏡410至第五透鏡450的表面中的每一者可具有如以下表8中所示的非球面係數。舉例而言,第一透鏡410至第
五透鏡450中的每一者的物體側表面及影像側表面可為非球面。
圖5是根據本揭露的第五實施例的光學成像系統的配置圖。
參照圖5,根據本揭露的第五實施例的光學成像系統可包括第一透鏡群組G1及第二透鏡群組G2。另外,光學成像系統可包括設置於第一透鏡群組G1與第二透鏡群組G2之間的反射構件P。
自光學成像系統的物體側依序排列,第一透鏡群組G1可包括第一透鏡510及第二透鏡520,且第二透鏡群組G2可包括第三透鏡530、第四透鏡540、第五透鏡550及第六透鏡560。
另外,光學成像系統可更包括濾光片570及影像感測器(未示出)。
根據本揭露的第五實施例的光學成像系統可在影像平面580上對影像進行聚焦。影像平面580可為供光學成像系統對影像進行聚焦的表面。舉例而言,影像平面580可為影像感測器的在上面入射光的表面。
在本揭露的第五實施例中,反射構件P可為稜鏡,但作為另外一種選擇亦可為鏡子。
第一透鏡510至第六透鏡560中的每一者的特性(曲率半徑、透鏡的厚度或透鏡間的距離、折射率、阿貝數、有效半徑及焦距)可如以下表9中所示。
在根據本揭露的第五實施例的光學成像系統中,第一透鏡群組G1可整體上具有正的折射力,且第二透鏡群組G2可整體上具有負的折射力。
第一透鏡510可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凸的影像側表面。
第二透鏡520可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第三透鏡530可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第四透鏡540可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凹的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第五透鏡550可具有負的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第六透鏡560可具有正的折射力,具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面,以及具有位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
第一透鏡510至第六透鏡560的表面中的每一者可具有以下表10中所示的非球面係數。舉例而言,第一透鏡510至第六透鏡560中的每一者的物體側表面及影像側表面可為非球面。
下表11列出條件表達式1至條件表達式13中的各種量的值。
下表12列出條件表達式1至條件表達式13的值。如自表12可見,根據本揭露的光學成像系統的所有第一實施例至第五實施例皆滿足所有的條件表達式1至條件表達式13。
由於自動對焦調整,根據本揭露實施例的光學成像系統可拍攝高解析度影像而不使像差發生顯著改變。
儘管本揭露包括具體的實例,然而在理解本申請案的揭
露之後將顯而易見,可在不背離申請專利範圍及其等效範圍的精神及範圍的條件下在該些實例中做出各種潤飾。對每一實例中的特徵或態樣的說明應被視為亦可應用於其他實例中的相似特徵或態樣。若所述技術以不同的次序實行,及/或若所述系統、架構、裝置或電路中的組件以不同的方式進行組合及/或被其他組件或其等效物替換或補充,則可達成適合的結果。因此,本揭露的範圍並非由詳細說明來界定,而是由申請專利範圍及其等效範圍來界定,且在申請專利範圍及其等效範圍的範圍內的所有變化皆應被解釋為包括於本揭露中。
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:第六透鏡
170:濾光片
180:影像平面
G1:第一透鏡群組
G2:第二透鏡群組
P:反射構件
Claims (25)
- 一種光學成像系統,包括:第一透鏡群組,具有正的折射力且包括至少一個透鏡;第二透鏡群組,包括多個透鏡;以及反射構件,設置於所述第一透鏡群組與所述第二透鏡群組之間且包括反射表面,其中所述第一透鏡群組與所述反射構件被配置成能夠圍繞與所述第一透鏡群組的光軸垂直且彼此垂直的兩個軸一起旋轉,且所述光學成像系統滿足1.3<f/fG1<1.8,其中f是所述光學成像系統的總焦距,且fG1是所述第一透鏡群組的焦距。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足0.6<Lr/f<0.8,其中Lr是沿著所述光學成像系統的光軸自所述反射表面至所述光學成像系統的影像平面的距離。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足0.3<Lf/Lr<0.6,其中Lf是沿著所述光學成像系統的光軸自所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至所述反射表面的距離,且Lr是沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述反射表面至所述光學成像系統的影像平面的距離。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足0.6<Lr/TTL<0.8,其中Lr是沿著所述光學成像系統的光軸自所述反射表面至所述光學成像系統的影像平面的距離,且TTL是沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至所述反射表面的距離與沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述反射表面至所述影像平面的距離之和。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足0.2<BFL/TTL<0.5,其中BFL是沿著所述光學成像系統的光軸自所述第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的影像平面的透鏡的影像側表面至所述影像平面的距離,且TTL是沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至所述反射表面的距離與沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述反射表面至所述影像平面的距離之和。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足0<DG2/TTL<0.2,其中DG2是沿著所述光學成像系統的光軸自所述第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近所述反射構件的透鏡的物體側表面至所述第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的影像平面的透鏡的影像側表面的距離,且TTL是沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至 所述反射表面的距離與沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述反射表面至所述影像平面的距離之和。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足0.3<CA_G21/CA_G11<0.6,其中CA_G21是所述第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近所述反射構件的透鏡的物體側表面的有效直徑,且CA_G11是所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面的有效直徑。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足2.8<f/CA_G11<3.2,其中CA_G11是所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面的有效直徑。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足0.4<|fG1/fG2|<1,其中fG2是所述第二透鏡群組的焦距。
- 如請求項10所述的光學成像系統,其中所述第二透鏡群組具有負的折射力。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足-1.4<f/fG2<-0.6,其中fG2是所述第二透鏡群組的焦距。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足0.2<RG1_S1/fG1<0.6,其中RG1_S1是所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面的曲率半徑。
- 如請求項1所述的光學成像系統,更滿足0.5< fG1/TTL<0.9,其中TTL是沿著所述光學成像系統的光軸自所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至所述反射表面的距離與沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述反射表面至所述光學成像系統的影像平面的距離之和。
- 如請求項1所述的光學成像系統,其中所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡包括第一透鏡及第二透鏡,且所述第一透鏡及所述第二透鏡之中的至少一個透鏡具有大於1.6的折射率、具有位於其一近軸區中的凸的物體側表面、以及位於其一近軸區中的凹的影像側表面。
- 如請求項15所述的光學成像系統,其中所述第一透鏡具有正的折射力以及小於1.55的折射率,且所述第二透鏡具有負的折射力。
- 如請求項1所述的光學成像系統,其中所述第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的影像平面的透鏡具有正的折射力及大於1.6的折射率,且所述第二透鏡群組的所述多個透鏡之中除了所述第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近所述影像平面的所述透鏡之外的至少一個其他透鏡具有大於1.6的折射率。
- 一種光學成像系統,包括:第一透鏡群組,具有正的折射力且包括至少一個透鏡;第二透鏡群組,包括多個透鏡;以及 反射構件,設置於所述第一透鏡群組與所述第二透鏡群組之間且包括反射表面,其中所述第一透鏡群組與所述反射構件被配置成能夠圍繞與所述第一透鏡群組的光軸垂直且彼此垂直的兩個軸一起旋轉,且所述光學成像系統滿足0.2<BFL/TTL<0.5,其中BFL是沿著所述光學成像系統的光軸自所述第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的影像平面的透鏡的影像側表面至所述影像平面的距離,且TTL是沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至所述反射表面的距離與沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述反射表面至所述影像平面的距離之和。
- 如請求項18所述的光學成像系統,更滿足0.4<|fG1/fG2|<1,其中fG1是所述第一透鏡群組的焦距,且fG2是所述第二透鏡群組的焦距。
- 如請求項18所述的光學成像系統,更滿足0.3<Lf/Lr<0.6,其中Lf是沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面至所述反射表面的距離,且Lr是沿著所述光學成像系統的所述光軸自所述反射表面至所述光學成像系統的所述影像平面的距離。
- 如請求項18所述的光學成像系統,更滿足0.5< fG1/TTL<0.9,其中fG1是所述第一透鏡群組的焦距。
- 一種光學成像系統,包括:第一透鏡群組,具有正的折射力且包括至少一個透鏡;第二透鏡群組,包括多個透鏡;以及反射構件,設置於所述第一透鏡群組與所述第二透鏡群組之間且包括反射表面,其中所述第一透鏡群組與所述反射構件被配置成能夠圍繞與所述第一透鏡群組的光軸垂直且彼此垂直的兩個軸一起旋轉,且所述光學成像系統滿足0.3<CA_G21/CA_G11<0.6,其中CA_G21是所述第二透鏡群組的所述多個透鏡之中最靠近所述反射構件的透鏡的物體側表面的有效直徑,且CA_G11是所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的物體側的透鏡的物體側表面的有效直徑。
- 如請求項22所述的光學成像系統,更滿足0.2<RG1_S1/fG1<0.6,其中RG1_S1是所述第一透鏡群組的所述至少一個透鏡之中最靠近所述光學成像系統的所述物體側的所述透鏡的所述物體側表面的曲率半徑,且fG1是所述第一透鏡群組的焦距。
- 如請求項22所述的光學成像系統,更滿足2.8<f/CA_G11<3.2,其中f是所述光學成像系統的總焦距。
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