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、第二透镜以及第三透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧面可为凸面。第二透镜至第三透镜具有屈折力，前述各透镜的两个表面可皆为非球面。第三透镜可具有正屈折力，其像侧面可为凹面，其两个表面皆为非球面，其中第三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(Charge Coupled Device；CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-Oxide SemiconduTPor Sensor；CMOS Sensor)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，多采用两片式透镜结构为主，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，以及消费者对广视角的需求也逐渐增加，例如前置镜头的自拍功能。但是设计大光圈的光学系统常面临产生更多像差致使周边成像质量随的劣化以及制造困难，而设计广视角的光学系统则面临成像的畸变率(distortion)提高，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与增加光学成像镜头的视角，除了进一步提高成像的总像素与质量外，同时能兼顾微型化光学成像镜头的衡平设计，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，能够利用三个透镜的屈光力、凸面与凹面的组合(本专利技术所述凸面或凹面原则上系指各透镜的物侧面或像侧面于光轴上的几何形状描述)，进而有效提高光学成像系统的进光量与增加光学成像镜头的视角，同时提高成像的总像素与质量，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三透镜像侧面间的距离以InTL表示；光学成像系统中的第三透镜像侧面至成像面间的距离以InB表示；InTL+InB＝HOS；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：光学成像系统中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(Effective Half Diameter；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入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度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1/2入射瞳直径(HEP)的轮廓曲线长度表示方式以此类推。与透镜面形深度有关的参数：第三透镜物侧面于光轴上的交点至第三透镜物侧面的最大有效半径位置于光轴的水平位移距离以InRS31表示(例示)；第三透镜像侧面于光轴上的交点至第三透镜像侧面的最大有效半径位置于光轴的水平位移距离以InRS32表示(例示)。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，例如第二透镜物侧面的临界点C21与光轴的垂直距离为HVT21(例示)，第二透镜像侧面的临界点C22与光轴的垂直距离为HVT22(例示)，第三透镜物侧面的临界点C31与光轴的垂直距离为HVT31(例示)，第三透镜像侧面的临界点C32与光轴的垂直距离为HVT32(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。第三透镜物侧面上最接近光轴的反曲点为IF311，该点沉陷量SGI311(例示)，SGI311亦即第三透镜物侧面于光轴上的交点至第三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，IF311该点与光轴间的垂直距离为
HIF311(例示)。第三透镜像侧面上最接近光轴的反曲点为IF321，该点沉陷量SGI321(例示)，SGI311亦即第三透镜像侧面于光轴上的交点至第三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，IF321该点与光轴间的垂直距离为HIF321(例示)。第三透镜物侧面上第二接近光轴的反曲点为IF312，该点沉陷量SGI312(例示)，SGI312亦即第三透镜物侧面于光轴上的交点至第三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，IF312该点与光轴间的垂直距离为HIF312(例示)。第三透镜像侧面上第二接近光轴的反曲点为IF322，该点沉陷量SGI322(例示)，SGI322亦即第三透镜像侧面于光轴上的交点至第三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，IF322该点与光轴间的垂直距离为HIF322(例示)。第三透镜物侧面上第三接近光轴的反曲点为IF313，该点沉陷量SGI313(例示)，SGI313亦即第三透镜物侧面于光轴上的交点至第三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，IF3132该点与光轴间的垂直距离为HIF313(例示)。第三透镜像侧面上第三接近光轴的反曲点为IF323，该点沉陷量SGI323(例示)，SGI323亦即第三透镜像侧面于光轴上的交点至第三透镜像侧面第三接近光轴的本文档来自技高网...

【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；以及一成像面；其中，该第一透镜至该第三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，该第一透镜至该第三透镜中至少一透镜具有正屈折力，并且该第三透镜的物侧面及像侧面皆为非球面，该第一透镜至该第三透镜的焦距分别为f1、f2和f3，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、该第二透镜以及该第三透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度分别为ETP1、ETP2以及ETP3，前述ETP1至ETP3的总和为SETP，该第一透镜、该第二透镜以及该第三透镜于光轴的厚度分别为TP1、TP2以及TP3，前述TP1至TP3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】
2015.05.15 TW 1041155811.一种光学成像系统，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；以及一成像面；其中，该第一透镜至该第三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，该第一透镜至该第三透镜中至少一透镜具有正屈折力，并且该第三透镜的物侧面及像侧面皆为非球面，该第一透镜至该第三透镜的焦距分别为f1、f2和f3，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、该第二透镜以及该第三透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度分别为ETP1、ETP2以及ETP3，前述ETP1至ETP3的总和为SETP，该第一透镜、该第二透镜以及该第三透镜于光轴的厚度分别为TP1、TP2以及TP3，前述TP1至TP3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三透镜像侧面上于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1所述的光学成像系统，其特征在于，该第一透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP1，该第二透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP2，该第三透镜于1/2HEP高度且平行于光轴的厚度为ETP3，前述ETP1至ETP3的总和为SETP，其满足下列公式：0.3≤SETP/EIN≤0.85。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三透镜以及该成像面之间，该第三透镜像侧面上于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，该第三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
\t下列公式：0.5≤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至少一表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三处于半频的调制转换对比转移率分别以MTFH0、MTFH3以及MTFH7表示，其满足下列条件：MTFH0≥0.2；MTFH3≥0.2；以及MTFH7≥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，该第三透镜像侧面上于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，该第三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：0.8≤EBL/BL≤1.5。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于光轴上的距离为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，具有负屈折力；一第三透镜，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的至少一表面具有至少一反曲点，该第三透镜的物侧面及像侧面皆为非球面，该第一透镜至该第三透镜的焦距分别为f1、f2和f3，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
\t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三透镜像侧面上于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≤H...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘燿维，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