光学成像系统及电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种光学成像系统及电子装置，所述光学成像系统包括：一成像透镜组，其包括至少二片具有屈折力的透镜、一成像面；以及一第一镜片定位组件。当满足特定条件时，本发明专利技术的光学成像系统可通过温度补偿的透镜与机构组件的设计，进而有效抑制光学成像系统的焦距受温度变化的程度同时维持成像的质量，以应用各式电子产品。

Optical imaging system and electronic device

The invention discloses an optical imaging system and an electronic device. The optical imaging system comprises an imaging lens group, which comprises at least two lenses with bending force, an imaging surface and a first lens positioning component. When the specific conditions are satisfied, the optical imaging system of the present invention can effectively suppress the focal length of the optical imaging system affected by temperature change and maintain the quality of imaging through the design of temperature compensated lens and mechanism components, so as to apply various electronic products.

【技术实现步骤摘要】
光学成像系统及电子装置
本专利技术涉及一种光学成像系统，且特别涉及一种应用于电子产品上的小型化光学成像系统及电子装置。
技术介绍
近年来，随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起，光学系统的需求日渐提高。一般光学系统的感光组件不外乎是感光耦合组件(ChargeCoupledDevice；CCD)或互补性金属氧化半导体传感器(ComplementaryMetal-OxideSemiconductorSensor；CMOSSensor)两种，且随着半导体工艺技术的精进，使得感光组件的像素尺寸缩小，光学系统逐渐往高像素领域发展，因此对成像质量的要求也日益增加。传统搭载于电子装置上的光学系统，多采用无温度补偿的材料进行透镜以及机构的设计，然而由于终端消费者对电子装置在极端拍摄环境的的需求不断增加例如拍摄温度在50℃以上，初始光学成像系统的焦距设定将因环境升温产生偏移，进而导致成像质量下降，现有的光学成像系统已无法满足更高阶的摄影要求。因此，如何有效抑制光学成像系统的焦距受温度变化的程度同时维持成像的质量，便成为一个相当重要的议题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光学成像系统及电子装置，能够利用二个以上的透镜的屈光力、凸面与凹面的组合(本专利技术所述凸面或凹面原则上是指各透镜的物侧面或像侧面距离光轴不同高度的几何形状变化的描述)，以及通过选用特定透镜材料，其在摄氏-50℃至100℃相对于空气的折射率变化(dn/dt)小于或等于零，以及选用具有合适热膨胀系数的材料作为定位透镜机构例如镜筒与镜座的设计，以应用于耐候性高的电子装置上。本专利技术实施例相关的透镜参数的用语与其代号详列如下，作为后续描述的参考：与长度或高度有关的透镜参数光学成像系统的最大成像高度以HOI表示，也就是图像传感器的有效感测区域对角线长的一半，也通称半像高(ImgH)。光学成像系统在标准温度ST(摄氏温度25度)时的高度以HOS表示，并定义为光学成像系统的第一透镜(最靠近物侧)至成像面间于光轴上的距离，也通称TotalTrackLength。光学成像系统在标准温度ST(摄氏温度25度)时的系统焦距以FST表示，也就是EffectFocalLength。光学成像系统在第一工作温度(摄氏温度70度)以及第二工作温度(摄氏温度50度)时的高度，分别以HOS1与HOS2表示，其定义均与HOS相同。光学成像系统在第一工作温度时的系统焦距以FWT1表示，在第二工作温度时的系统焦距以FWT2表示。光学成像系统在摄氏温度25度时的后焦距以BHOS表示，并定义为光学成像系统的最后透镜(最靠近成像面)至成像面间于光轴上的距离。光学成像系统在第一工作温度(摄氏温度70度)以及第二工作温度(摄氏温度50度)时的后焦距，分别以BHOS1与BHOS2表示，其定义均与BHOS相同。│BHOS1-BHOS│为光学成像系统在第一工作温度的后焦距变化量，并以DBL1表示。│BHOS2-BHOS│为光学成像系统在第二工作温度的后焦距变化量，并以DBL2表示。光学成像系统在摄氏温度25度时，第一透镜物侧面至最靠近成像面的透镜像侧面间于光轴上的距离以InTL表示，同时BHOS与InTL的总和即为HOS；光学成像系统在摄氏温度25度时的固定光阑(光圈)至成像面间的距离以InS表示。与材料有关的透镜参数光学成像系统的第一透镜的色散系数以NA1表示(例示)；第一透镜的折射率以Nd1表示(例示)。光学成像系统的至少一片透镜的材质可选用在高于标准温度ST(摄氏25℃)的第一工作温度WT1时，其折射率温度变化率为负值，即该透镜的材料在高于标准温度ST时具有dn/dt小于零的特性，并以第一折射率温度变化率DNT1表示。此外，光学成像系统的至少一片透镜的材质可选用在高于标准温度ST(摄氏25℃)但低于第一工作温度WT1的第二工作温度WT2，其折射率温度变化率为负值，并以第二折射率温度变化率DNT2表示。前述选用透镜的折射率温度变化率并非一常数，通常特定温度间隔具有特定的折射率温度变化率。以LBC3N玻璃材料为例，其在40℃～60℃的温度间隔内的折射率温度变化率为-8.2，然而在60℃～80℃的温度间隔内的折射率温度变化率则变为-8.1。再以F4520塑料材料为例，其在40℃～55℃的温度间隔内的折射率温度变化率为-106.7，然而在40℃～80℃的温度间隔内的折射率温度变化率则变为-120.0。与视角有关的透镜参数视角以AF表示；最大视角的一半以HAF表示；主光线角度以MRA表示。与出入瞳有关的透镜参数光学成像系统的入射光瞳直径以HEP表示；单一透镜的任一表面的最大有效半径是指系统最大视角入射光通过入射光瞳最边缘的光线于该透镜表面交会点(EffectiveHalfDiameter；EHD)，该交会点与光轴之间的垂直高度。例如第一透镜物侧面的最大有效半径以EHD11表示，第一透镜像侧面的最大有效半径以EHD12表示。第二透镜物侧面的最大有效半径以EHD21表示，第二透镜像侧面的最大有效半径以EHD22表示。光学成像系统中其余透镜的任一表面的最大有效半径表示方式以此类推。光学成像系统中最接近成像面的透镜的像侧面的最大有效直径以PhiA表示，其满足条件式PhiA＝2倍EHD，若该表面为非球面，则最大有效直径的截止点即为含有非球面的截止点。单一透镜的任一表面的无效半径(IneffectiveHalfDiameter；IHD)是指朝远离光轴方向沿伸自同一表面的最大有效半径的截止点(若该表面为非球面，即该表面上具非球面系数的终点)的表面区段。光学成像系统中最接近成像面的透镜的像侧面的最大直径以PhiB表示，其满足条件式PhiB＝2倍(最大有效半径EHD+最大无效半径IHD)＝PhiA+2倍(最大无效半径IHD)。与透镜面形弧长及表面轮廓有关的参数单一透镜的任一表面的最大有效半径的轮廓曲线长度，是指该透镜的表面与所属光学成像系统的光轴的交点为起始点，自该起始点沿着该透镜的表面轮廓直至其最大有效半径的终点为止，前述两点间的曲线弧长为最大有效半径的轮廓曲线长度，并以ARS表示。例如第一透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS11表示，第一透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS12表示。第二透镜物侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS21表示，第二透镜像侧面的最大有效半径的轮廓曲线长度以ARS22表示。光学成像系统中其余透镜的任一表面的最大有效半径的轮廓曲线长度表示方式以此类推。单一透镜的任一表面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度，是指该透镜的表面与所属光学成像系统的光轴的交点为起始点，自该起始点沿着该透镜的表面轮廓直至该表面上距离光轴1/2入射光瞳直径的垂直高度的坐标点为止，前述两点间的曲线弧长为1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度，并以ARE表示。例如第一透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE11表示，第一透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE12表示。第二透镜物侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE21表示，第二透镜像侧面的1/2入射光瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度以ARE22表示。光学成像系统中其余透镜的任一表面的1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学成像系统，其特征在于，包括：一成像透镜组，其包括至少二片具有屈折力的透镜；以及一成像面；其中所述成像透镜组至少一片透镜具有正屈折力且所述成像透镜组在一标准温度ST时具有一标准有效焦距FST，其中，所述标准温度ST为摄氏25℃，所述成像透镜组的入射光瞳直径为HEP，所述成像透镜组的最大可视角度的一半为HAF，所述成像透镜组在所述标准温度ST时，其最接近物侧的透镜的物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS，最接近所述成像面的透镜的像侧面至所述成像面于光轴上具有一距离BHOS，所述成像透镜组在一第一工作温度WT1时，最接近所述成像面的透镜的像侧面至所述成像面于光轴上具有一距离BHOS1，其满足下列条件：1.0≦FST/HEP≦10.0；0deg

【技术特征摘要】
2017.04.21 TW 1061135301.一种光学成像系统，其特征在于，包括：一成像透镜组，其包括至少二片具有屈折力的透镜；以及一成像面；其中所述成像透镜组至少一片透镜具有正屈折力且所述成像透镜组在一标准温度ST时具有一标准有效焦距FST，其中，所述标准温度ST为摄氏25℃，所述成像透镜组的入射光瞳直径为HEP，所述成像透镜组的最大可视角度的一半为HAF，所述成像透镜组在所述标准温度ST时，其最接近物侧的透镜的物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS，最接近所述成像面的透镜的像侧面至所述成像面于光轴上具有一距离BHOS，所述成像透镜组在一第一工作温度WT1时，最接近所述成像面的透镜的像侧面至所述成像面于光轴上具有一距离BHOS1，其满足下列条件：1.0≦FST/HEP≦10.0；0deg<HAF≦150deg；WT1≦100℃；以及BHOS1/BHOS≧0.9。2.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一工作温度WT1满足下列条件：-50℃<WT1≦100℃。3.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一工作温度WT1满足下列条件：-40℃<WT1≦70℃。4.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述成像透镜组中至少一片透镜的材质选取为在所述第一工作温度WT1且在参考波长为d-line时具有一第一折射率温度变化率DNT1，其满足下列条件：-200(10-6/℃)≦DNT1<0(10-6/℃)。5.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述成像透镜组中至少一片透镜的材质选取为在一第二工作温度WT2且在参考波长为d-line时具有一第二折射率温度变化率DNT2，所述第二工作温度WT2低于所述第一工作温度WT1，其满足下列条件：ST<WT2<WT1；以及-200(10-6/℃)≦DNT2<-1(10-6/℃)。6.如权利要求5所述的光学成像系统，其特征在于，所述第二工作温度WT2满足下列条件：-40℃<WT2≦50℃。7.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统的最大成像高度HOI，可见光在所述成像面上的光轴、0.3HOI以及0.7HOI三处于空间频率55cycles/mm的调制转换对比转移率分别以MTFE0、MTFE3以及MTFE7表示，其满足下列条件：MTFE0≧0.1；MTFE3≧0.01；以及MTFE7≧0.01。8.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，以上述透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面上距离光轴1/2入射光瞳直径的垂直高度处的坐标点为止，前述两点间的轮廓曲线长度为ARE，其满足下列条件：0.9≦2(ARE/HEP)≦2.0。9.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，上述透镜中任一透镜的任一表面的最大有效半径以EHD表示，以上述透镜中任一透镜的任一表面与光轴的交点为起点，沿着所述表面的轮廓直到所述表面的最大有效半径处为终点，前述两点间的轮廓曲线长度为ARS，其满足下列公式：0.9≦ARS/EHD≦2.0。10.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述成像透镜组在所述第一工作温度WT1时具有一第一有效焦距FWT1，其满足下列条件：1<FWT1/FST≦5。11.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述成像透镜组在所述标准温度ST时，其最接近物侧的透镜的物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS，最接近所述成像面的透镜的像侧面至所述成像面于光轴上具有一距离BHOS，所述成像透镜组在所述第一工作温度WT1时，最接近所述成像面的透镜的像侧面至所述成像面于光轴上具有一距离BHOS1，其满足下列条件：│BHOS1-BHOS│>0.001mm。12.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述成像透镜组在所述标准温度ST时，其最接近物侧的透镜的物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS，最接近所述成像面的透镜的像侧面至所述成像面于光轴上具有一距离BHOS，所述成像透镜组在所述第一工作温度WT1时，最接近所述成像面的透镜的像侧面至所述成像面于光轴上具有一距离BHOS1，其满足下列条件：0<│BHOS1-BHOS│/BHOS≦2。13.一种光学成像系统，其特征在于，包括：一成像透镜组，其包括至少二片具有屈折力的透镜；一成像面；以及一第一镜片定位组件，其包括一镜座以及一底座，所述镜座呈中空并且不具透光性，用以连接所述成像透镜组，所述底座设置于接近所述成像面的方向并用以遮蔽所述成像面，其中所述成像透镜组至少一片透镜具有正屈折力且所述成像透镜组在一标准温度ST时具有一标准有效焦距FST，其中，所述标准温度ST为摄氏25℃，所述成像透镜组的入射光瞳直径为HEP，所述成像透镜组的最大可视角度的一半为HAF，所述成像透镜组中至少一片透镜的材质选取为在一第一工作温度WT1且在参考波长为d-line时具有一第一折射率温度变化率DNT1，所述第一镜片定位组件在所述标准温度ST时具有一平行光轴方向的外壁边长LPE1并且具有一热膨胀系数CES1，其满足下列条件：1.0≦FST/HEP≦10.0；0deg<HAF≦150deg；1mm≦LPE1≦1000mm；1.1(10-6/℃)≦CES1≦120(10-6/℃)；以及DNT1<0(10-6/℃)。14.如权利要求13所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一工作温度WT1满足下列条件：-50℃<WT1≦100℃。15.如权利要求13所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一工作温度WT1满足下列条件：-40℃<WT1≦70℃。16.如权利要求13所述的光学成像系统，其特征在于，所述成像透镜组中至少一片透镜的材质选取为在所述第一工作温度WT1且在参考波长为d-line时具有一第一折射率温度变化率DNT1，其满足下列条件：-200(10-6/℃)≦DNT1<0(10-6/℃)。17.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖建勋，张永明，蔡振宏，陈映蓉，刘耀维，杨蕙亘，
申请(专利权)人：先进光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71