光学成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光学成像系统，由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。第一透镜至第五透镜中至少一透镜具有正屈折力。第五透镜可具有负屈折力，其两个表面皆为非球面，其中第五透镜的至少一表面具有反曲点。当满足特定条件时，可具备更大的收光以及更佳的光路调节能力，以提升成像质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学成像系统，且特别是有关于一种应用于电子产品上的小型光学成像系统。
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增加。一般光学系统的感光元件不外乎为感光耦合元件(ChargeCoupledDevice；CCD)或互补性氧化金属半导体元件(ComplementaryMetal-OxideSemiconductorSensor；CMOSSensor)两种，且随着半导体制造技术的进步，使得感光元件的像素尺寸缩小，光学系统逐渐往高像素方向发展，因此对成像质量的要求也日益增加。传统搭载于便携设备上的光学系统，多采用三片或四片式透镜结构，然而，由于便携设备不断朝像素提升方向发展，并且终端消费者对大光圈的需求不断增加，例如微光与夜拍功能，现有的光学成像系统已无法满足更高阶的摄影要求。因此，如何有效增加光学成像镜头的进光量，并进一步提高成像的质量，便成为一个相当重要的议题。
技术实现思路
本专利技术针对一种光学成像系统及光学影像撷取镜头，能够利用五个透镜的屈光力、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)，进而有效提高光学成像系统的进光量，同时提高成像质量，以应用于小型的电子产品上。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：光学成像系统的成像高度以HOI表示；光学成像系统的高度以HOS表示；光学成像系统中的第一透镜物侧面至第五透镜像侧面间的距离以InTL表示；光学成像系统中的固定光栏(光圈)至成像面间的距离以InS表示；光学成像系统中的第一透镜与第二透镜间的距离以IN12表示(例示)；光学成像系统中的第一透镜于光轴上的厚度以TP1表示(例示)。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)；第一透镜的折射律以Nd1表示(例示)。与视角有关的透镜参数：视角以AF表示；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瞳直径以HEP表示；单一透镜的任一表面的最大有效半径指系统最大视角入射光通过入射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。与透镜面形深度有关的参数：第五透镜物侧面于光轴上的交点至第五透镜物侧面的最大有效半径的终点为止，前述两点间水平于光轴的距离以InRS51表示(最大有效半径深度)；第五透镜像侧面于光轴上的交点至第五透镜像侧面的最大有效半径的终点为止，前述两点间水平于光轴的距离以InRS52表示(最大有效半径深度)。其他透镜物侧面或像侧面的最大有效半径的深度(沉陷量)表示方式比照前述。与透镜面型有关的参数：临界点C指特定透镜表面上，除与光轴的交点外，一与光轴相垂直的切面相切的点。承上，例如第四透镜物侧面的临界点C41与光轴的垂直距离为HVT41(例示)，第四透镜像侧面的临界点C42与光轴的垂直距离为HVT42(例示)，第五透镜物侧面的临界点C51与光轴的垂直距离为HVT51(例示)，第五透镜像侧面的临界点C52与光轴的垂直距离为HVT52(例示)。其他透镜的物侧面或像侧面上的临界点及其与光轴的垂直距离的表示方式比照前述。第五透镜物侧面上最接近光轴的反曲点为IF511，该点沉陷量SGI511(例示)，SGI511亦即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，IF511该点与光轴间的垂直距离为HIF511(例示)。第五透镜像侧面上最接近光轴的反曲点为IF521，该点沉陷量SGI521(例示)，SGI511亦即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，IF521该点与光轴间的垂直距离为HIF521(例示)。第五透镜物侧面上第二接近光轴的反曲点为IF512，该点沉陷量SGI512(例示)，SGI512亦即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，IF512该点与光轴间的垂直距离为HIF512(例示)。第五透镜像侧面上第二接近光轴的反曲点为IF522，该点沉陷量SGI522(例示)，SGI522亦即第五透镜像侧面于光轴上的交点至第五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，IF522该点与光轴间的垂直距离为HIF522(例示)。第五透镜物侧面上第三接近光轴的反曲点为IF513，该点沉陷量SGI513(例示)，SGI513亦即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，IF513该点与光轴间的垂直距离为HIF513(例示)。第五透镜像侧面上第三接近光轴的反曲点为IF523，该点沉陷量SGI523(例示)，SGI523亦即第五透镜像侧面于光轴上的交点至第五透镜像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，IF523该点与光轴间的垂直距离为HIF523(例示)。第五透镜物侧面上第四接近光轴的反曲点为IF514，该点沉陷量SGI514(例示)，SGI514亦即第五透镜物侧面于光轴上的交点至第五透镜物侧面第四接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离，IF514该点与光轴间的垂直距离为HIF514(例示)。第五透镜像侧面上第四接近光轴的反曲点为IF524，该点沉陷量SGI524(例示)，SGI524亦即第五透镜像侧面于光轴上的交点至第五透镜像侧面第四接近光轴的反曲点之间与光轴平行的水平位移距离，IF524该点与光轴间的垂直距离为HIF524(例示)。其他透镜物侧面或像侧面上的反曲点及其与光轴的垂直距离或其沉陷量的表示方式比照前述。与像差有关的变数：光学成像系统的光学畸变(OpticalDistortion)以ODT表示；其TV畸变(TVDistortion)以TDT表示，并且可以进一步限定描述在成像50％至100％视野间像差偏移的程度；球面像差偏移量以DFS表示；慧星像差偏移量以DFC表示。光学成像系统的调制转换函数特性图(ModulationTransferFunction；MTF)，用来测试与评估系统成像的反差对比度及锐利度。调制转换函数特性图的垂直坐标轴表示对比转移率(数值从0到1)，水平坐标轴则表示空间频率(cycles/mm；lp/mm；linepairspermm)。完美的成像系统理论上能100％呈现被摄物体的线条对比，然而实际的成像系统，其垂直轴的对比转移率数值小于1。此外，一般而言，成像的边缘区域会比中心区域较难得到精细的还原度。在成像面上，光轴、0.3视场以及0.7视场三处于四分之一空间频率的对比转移率(MTF数值)分别以MTFQ0、MTFQ3以及MTFQ7表示，光轴、0.3视场以及0.7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学成像系统，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：一第一透镜，具有屈折力；一第二透镜，具有屈折力；一第三透镜，具有屈折力；一第四透镜，具有屈折力；一第五透镜，具有屈折力；以及一成像面；其中，该第一透镜至该第五透镜中至少两个透镜其个别的至少一表面具有至少一反曲点，该第一透镜至该第五透镜中至少一透镜具有正屈折力，并且该第五透镜的物侧面及像侧面皆为非球面，该第一透镜至该第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4和f5，该光学成像系统的焦距为f，该光学成像系统的入射瞳直径为HEP，该第一透镜物侧面与光轴的交点至该成像面与光轴的交点间的距离为HOS，该第一透镜至该第五透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度分别为ETP1、ETP2、ETP3、ETP4以及ETP5，前述ETP1至ETP5的总和为SETP，该第一透镜至该第五透镜于光轴的厚度分别为TP1、TP2、TP3、TP4以及TP5，前述TP1至TP5的总和为STP，其满足下列条件：1.2≤f/HEP≤6.0；0.5≤HOS/f≤3以及0.5≤SETP/STP<1。

【技术特征摘要】
2015.06.26 TW 1041207661.一种光学成像系统，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：一第一透镜，具有屈折力；一第二透镜，具有屈折力；一第三透镜，具有屈折力；一第四透镜，具有屈折力；一第五透镜，具有屈折力；以及一成像面；其中，该第一透镜至该第五透镜中至少两个透镜其个别的至少一表面具有至少一反曲点，该第一透镜至该第五透镜中至少一透镜具有正屈折力，并且该第五透镜的物侧面及像侧面皆为非球面，该第一透镜至该第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4和f5，该光学成像系统的焦距为f，该光学成像系统的入射瞳直径为HEP，该第一透镜物侧面与光轴的交点至该成像面与光轴的交点间的距离为HOS，该第一透镜至该第五透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度分别为ETP1、ETP2、ETP3、ETP4以及ETP5，前述ETP1至ETP5的总和为SETP，该第一透镜至该第五透镜于光轴的厚度分别为TP1、TP2、TP3、TP4以及TP5，前述TP1至TP5的总和为STP，其满足下列条件：1.2≤f/HEP≤6.0；0.5≤HOS/f≤3以及0.5≤SETP/STP<1。2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，该第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该成像面间平行于光轴的水平距离为ETL，该第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该第五透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为EIN，其满足下列条件：0.2≤EIN/ETL<1。3.根据权利要求2所述的光学成像系统，其特征在于，该第一透镜至该第五透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度分别为ETP1、ETP2、ETP3、ETP4以及ETP5，前述ETP1至ETP5的总和为SETP，其满足下列公式：0.3≤SETP/EIN<1。4.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，该光学成像系统包括一滤光元件，该滤光元件位于该第五透镜以及该成像面之间，该第五透镜像
\t侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该滤光元件间平行于光轴的距离为EIR，该第五透镜像侧面上与光轴的交点至该滤光元件间平行于光轴的距离为PIR，其满足下列公式：0.1≤EIR/PIR≤0.8。5.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，该多个透镜中至少一透镜的物侧面或像侧面具有至少两个反曲点。6.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，该光学成像系统于该成像面上垂直于光轴具有一最大成像高度HOI，在该成像面上的光轴、0.3HOI以及0.7HOI三处于四分之一空间频率的调制转换对比转移率分别以MTFQ0、MTFQ3以及MTFQ7表示，其满足下列条件：MTFQ0≥0.3；MTFQ3≥0.2；以及MTFQ7≥0.1。7.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，该光学成像系统的最大视角的一半为HAF，并满足下列条件：0.4≤︱tan(HAF)│≤3.0。8.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，该第五透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该成像面间平行于光轴的水平距离为EBL，该第五透镜像侧面上与光轴的交点至该成像面平行于光轴的水平距离为BL，其满足下列公式：0.2≤EBL/BL<1。9.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，还包括一光圈，于该光轴上该光圈至该成像面的距离为InS，该光学成像系统设有一影像感测元件于该成像面，该影像感测元件有效感测区域对角线长度的一半为HOI，其满足下列关系式：0.5≤InS/HOS≤1.1；以及0≤HIF/HOI≤0.9。10.一种光学成像系统，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：一第一透镜，具有正屈折力；一第二透镜，具有屈折力；一第三透镜，具有屈折力；一第四透镜，具有正屈折力；一第五透镜，具有屈折力；以及一成像面；其中，该多个透镜中至少两个透镜其个别之至少一表面具有至少一反曲点，
\t该第二透镜至该第三透镜中至少一透镜具有正屈折力，并且该第五透镜的物侧面及像侧面皆为非球面，该第一透镜至该第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4和f5，该光学成像系统的焦距为f，该光学成像系统的入射瞳直径为HEP，该第一透镜物侧面与光轴的交点至该成像面与光轴的交点间于光轴上的距离为HOS，该第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该成像面间平行于光轴的水平距离为ETL，该第一透镜物侧面上于1/2HEP高度的坐标点至该第五透镜像侧面上于1/2HEP高度的坐标点间平行于光轴的水平距离为EIN，其满足下列条件：1.2≤f/HEP≤6.0；0.5≤HOS/f≤3.0；0.2≤EIN/ETL<1。11.根据权利要求10所述的光学成像系统，其特征在于，该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘燿维，唐乃元，张永明，
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