光学成像系统技术方案

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个透镜具有正屈折力。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个表面具有反曲点。光学成像系统中具屈折力的透镜为第一透镜至第五透镜。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。成像质量。成像质量。

【技术实现步骤摘要】
Half Diameter；EHD)，所述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之任一表面的最大有效半径表示方式以此类推。
[0015]与透镜面形深度有关之参数
[0016]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之终点为止，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之终点为止，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之最大有效半径的深度 (沉陷量) 表示方式比照前述。
[0017]与透镜面型有关之参数
[0018]临界点C系指特定透镜表面上，除与光轴的交点外，一与光轴相垂直之切面相切的点。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)。其他透镜之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。
[0019]第五透镜物侧面上最接近光轴的反曲点为IF511，所述点沉陷量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所述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，所述点沉陷量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所述点与光轴间的垂直距离为HIF521(例示)。
[0020]第五透镜物侧面上第二接近光轴的反曲点为IF512，所述点沉陷量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所述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，所述点沉陷量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所述点与光轴间的垂直距离为HIF522(例示)。
[0021]第五透镜物侧面上第三接近光轴的反曲点为IF513，所述点沉陷量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所述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，所述点沉陷量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所述点与光轴间的垂直距离为HIF523(例示)。
[0022]第五透镜物侧面上第四接近光轴的反曲点为IF514，所述点沉陷量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所述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，所述点沉陷量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所述点与光轴间的垂直距离为HIF524(例示)。
[0023]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。
[0024]与像差有关之变数
[0025]光学成像系统之光学畸变 (Optical Distortion) 以ODT表示；其TV畸变 (TV Distortion)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。
[0026]光学成像系统之调制转换函数特性图(Modulation Transfer Function; MTF)，用来测试与评估系统成像之反差对比度及锐利度。调制转换函数特性图之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；line pairs per mm）。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，一般而言成像之边缘区域会比中心区域较难得到精细的还原度。可见光频谱在成像面上，光轴、0.3视场以及0.7视场三处于空间频率55 cycles/mm之对比转移率(MTF数值)分别以MTFE0、MTFE3以及MTFE7表示，光轴、0.3视场以及0.7视场三处于空间频率110 cycles/mm之对比转移率(MTF数值)分别以MTFQ0、MTFQ3以及MTFQ7表示，光轴、0.3视场以及0.7视场三处于空间频率220 cycles/mm之对比转移率(MTF数值)分别以MTFH0、MTFH3以及MTFH7表示，光轴、0.3视场以及0.7视场三处于空间频率440 cycles/mm之对比转移率(MTF数值)分别以MTF0、MTF3以及MTF7表示，前述此三个视场对于镜头的中心、内视场以及外视场具有代表性，因此可用以评价特定光学成像系统之性能是否优异。若光学成像系统的设计系对应像素大小(Pixel Size)为含1.12微米以下之感光元件，因此调制转换函数特性图之四分之一空间频率、半数空间频率(半频)以及完全空间频率(全频)分别至少为110 cycles/mm、220 cycles/mm以及440 cycles/mm。
[0027]光学成像系统若同时须满足针对红外线频谱的成像，例如用于低光源的夜视需求，所使用的工作波长可为850 nm或800 nm，由于主要功能在辨识黑白明暗所形成之物体轮廓，无须高分辨率，因此可仅需选用小于110 cycles/mm之空间频率评价特定光学成像系统在红外线频谱频谱的性能是否优异。前述工作波长850 nm当聚焦在成像面上，影像于光轴、0.3视场以及0.7视场三处于空间频率55 cycles/mm之对比转移率(MTF数值)分别以MTFI0、MTFI3以及MTFI7表示。然而，也因为红外线工作波长850 nm或800 nm与一般可见光波长差距很远，若光学成像系统需同时能对可见光与红外线(双模)对焦并分别达到一定性能，在设计上有相当难度。
[0028]本技术提供一种光学成像系统，其第五透镜的物侧面或像侧面设置有反曲点，可有效调整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学成像系统，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，其物侧面于光轴上为凹面，像侧面于光轴上为凸面；一第二透镜，具有正屈折力；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，其中所述光学成像系统具有屈折力的透镜为五枚，且，所述第三透镜至所述第五透镜中至少一个透镜具有正屈折力，所述第一透镜至所述第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像镜片系统之入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS，所述第一透镜物侧面至所述第五透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL，所述光学成像系统之最大可视角度的一半为HAF，所述第一透镜至所述第五透镜于1/2 HEP高度且平行于光轴之厚度分别为ETP1、ETP2、ETP3、ETP4以及ETP5，前述ETP1至ETP5的总和为SETP，所述第一透镜至所述第五透镜于光轴之厚度分别为TP1、TP2、TP3、TP4以及TP5，前述TP1至TP5的总和为STP，其满足下列条件：2.0≤f/HEP≤2.4；45 deg<HAF≤55 deg以及0.5≤SETP/STP <1。2.如权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第二透镜之物侧面以及像侧面于光轴上均为凸面，所述第四透镜之物侧面于光轴上为凸面并且像侧面于光轴上为凹面。3.如权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第一透镜、第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜与第五透镜于光轴上的厚度分别为TP1、TP2、TP3、TP4以及TP5，其满足下列条件：TP4 > TP2 >TP5 > TP1 > TP3。4.如权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第四透镜与第五透镜于光轴上的厚度分别为TP4以及TP5，其满足下列条件：2.1≤TP4 / TP5≤3.1。5.如权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第二透镜与第四透镜于光轴上的厚度分别为TP2以及TP4，其满足下列条件： 1.2≤TP4 / TP2≤1.9。6.如权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述光学成像系统满足下列条件：9≤|f1/ f4|≤15。7.如权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述光学成像系统于结像时之TV畸变为TDT，其中所述第一透镜至所述第五透镜于1/2 HEP高度且平行于光轴之厚度分别为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以及
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TDT
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< 2 %。8.如权利要求1所述的光学成像系统，其中，可见光在所述成像面上之光轴、0.3HOI以及0.7HOI三处于空间频率55 cycles/mm之调制转换对比转移率(MTF数值)分别以MTFE0、MTFE3以及MTFE7表示，其满足下列条件：MTFE0≥0.01；MTFE3≥0.01；以及MTFE7≥0.01。9.如权利要求1所述的光学成像系统，其中，更包括一光圈，并且于所述光圈至所述成像面于光轴上具有一距离InS，其满足下列公式：0.79≤InS/HOS≤0.83。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，其物侧面于光轴上为凹面，像侧面于光轴上为凸面；一第二透镜，具有正屈折力；一第三透镜，具有屈折力；
一第四透镜，具有屈折力，其物侧面以及像侧面均具有至少一个反曲点；一第五透镜，具有屈折力；以及一成像面，其中所述光学成像系统具有屈折力的透镜为五枚，且，所述第三透镜至所述第五透镜中至少一个透镜具有正屈折力，所述第一透镜至所述第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5，所述光学成像系统的焦距为f，所述光学成像镜片系统之入射瞳直径为HEP，所述第一透镜物侧面至所述成像面于光轴上具有一距离HOS，所述第一透镜物侧面至所述第五透镜像侧面于光轴上具有一距离InTL，所述光学成像系统之最大可视角度的一半为HAF，所述第一透镜物侧面上于1/2 HEP高度的坐标点至所述成像面间平行于光轴之水平距离为ETL，所述第一透镜物侧面上于1/2 HEP高度的坐标点至所述第五透镜像侧面上于1/2 HEP高度的坐标点间平行于光轴之水平距离为EIN，其满足下列条件：2.0≤f/HEP≤2.4；45 deg<HAF≤55 deg以及0.2≤EIN/ETL< 1。11.如权利要求10所述的光学成像系统，其中，所述第一透镜与所述第二透镜之间于光轴上的距离为IN12，所述第二透镜与所述第三透镜之间于光轴上的距离为IN23，所述第三透镜与所述第四透镜之间于光轴上的距离为IN34，所述第四透镜与所述第五透镜之间于光轴上的距离为IN45，其满足下列条件：IN12 > IN34 > IN23...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永明，赖建勋，刘耀维，
申请(专利权)人：先进光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：