《具有五个附前向聚焦的透镜的光学物镜.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有五个附前向聚焦的透镜的光学物镜.pdf（99页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104105991A43申请公布日20141015CN104105991A21申请号201280064307722申请日2012102461/550,78920111024USG02B13/00200601H04N5/23220060171申请人数位光学MEMS有限公司地址美国加利福尼亚72发明人S卡霍尔J施密特74专利代理机构北京戈程知识产权代理有限公司11314代理人程伟王锦阳54发明名称具有五个附前向聚焦的透镜的光学物镜57摘要光学系统包含五个透镜、一个前光瞳，并且经由MEMS致动器，调整透镜子集在光学系统物侧的位置，由近处至无穷远处达成对目标物的聚焦。最近物侧、双凸型。
2、的透镜提供大量的系统光学倍率，用于由一离孔径光阑近如10CM的目标物达成聚焦。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014062486PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0616682012102487PCT国际申请的公布数据WO2013/063097EN2013050251INTCL权利要求书4页说明书65页附图29页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书4页说明书65页附图29页10申请公布号CN104105991ACN104105991A1/4页21一种沿着光轴布置的光学成像系统，其包含一组光学透镜，其包括第一透镜组和第二透镜组，其中该第二透镜组沿。
3、着该光轴固定在适当位置；微机电系统MEMS致动器，其以机械方式连接至该第一透镜组，并且配置成用来调整该第一透镜组沿着该光轴的位置，其中第一调整位置配置成用来将置于远离该光学成像系统的目标物的影像聚焦在与该光学成像系统相关联的影像平面上，以及其中第二调整位置配置成用来将置于靠近该光学成像系统的目标物的影像聚焦在该影像平面上；其中该组光学透镜包含五个透镜；该MEMS致动器配置成用来调整该第一透镜组沿着该光轴的位置达50至150微米；该第一光学透镜组包含双凸型物侧透镜；以及该双凸型物侧透镜的焦距对该五个透镜的组合焦距的比率大于二分之一。2根据权利要求1所述的光学成像系统，其更包含置于该双凸型物侧透镜。
4、的物侧的孔径光阑。3根据权利要求2所述的光学成像系统，其中该孔径光阑沿着该光轴固定于适当位置。4根据权利要求2所述的光学成像系统，其中该孔径光阑相对于该第一透镜组固定于适当位置。5根据权利要求4所述的光学成像系统，其中该MEMS致动器配置成用来沿着该光轴重新置放该第一透镜组和该孔径光阑，并且将介于该孔径光阑与该第一透镜组之间的固定位置至少维持在该第一调整位置及该第二调整位置。6根据权利要求1所述的光学成像系统，该第二透镜组包含四个透镜元件，其包括第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。7根据权利要求6所述的光学成像系统，该第二透镜具有凹像侧面、以及位于物侧面上的平坦或弱凸曲度。8根据权利要求。
5、7所述的光学成像系统，该第二透镜具有负光学倍率、并且由OKP4HT塑料构成。9根据权利要求6所述的光学成像系统，该第三透镜具有凹物侧面和凸像侧面、正光学倍率、以及由APEL5514ML玻璃构成。10根据权利要求6所述的光学成像系统，该第四透镜具有凸于该光轴附近并且远离该光轴转凹的物侧面、以及附凸曲度的像侧面。11根据权利要求10所述的光学成像系统，该第四透镜在该光轴附近具有正光学倍率，并且远离该光轴具有小负光学倍率、小正光学倍率、或无光学倍率，以及该第四透镜由APEL5514ML塑料构成。12根据权利要求6所述的光学成像系统，该第五透镜具有凹于该光轴附近并且远离该光轴转凸的物侧面、以及凹于该光。
6、轴附近并且远离该光轴转凸的像侧面。13根据权利要求12所述的光学成像系统，该第五透镜在该光轴附近具有大负光学倍率、以及远离该光轴具有正光学倍率，并且该第五透镜由APEL5514ML塑料构成。14根据权利要求1所述的光学成像系统，该双凸型物侧透镜由APEL5514ML塑料构成。权利要求书CN104105991A2/4页315根据权利要求1所述的光学成像系统，其中该双凸型物侧透镜的光学倍率至少部分为该第一调整位置与该第二调整位置之间沿着该光轴的距离的函数。16根据权利要求1所述的光学成像系统，其中该双凸型物侧透镜的焦距对该五个透镜的组合焦距的比率大约是四分之三。17根据权利要求1所述的光学成像系统。
7、，其中该双凸型物侧透镜的光学倍率对该五个透镜的组合光学倍率的比率至少部分为该第一调整位置与该第二调整位置之间沿着该光轴的距离的函数。18根据权利要求1所述的光学成像系统，其中置于远离该光学系统的目标物实质上置于无穷远处，以及其中置于靠近该光学系统的目标物实质上置于离该光学成像系统的孔径光阑10CM处。19一种光学系统，其包含沿着共用光轴布置用于形成目标物实像的多个光学元件，该等光学元件包括具有正屈光度的第一透镜，附有两个表面，一表面面向物侧，另一表面则面向像侧，其具有凸面状；具有负屈光度和弯月状的第二透镜，附有面向呈凸面状的物侧的表面、以及面向呈凹面状的像侧的表面；具有正屈光度且在该光轴附近呈。
8、双凸状的第三透镜，并且面向该物侧的表面远离该光轴呈凹面；第四透镜，附有面向呈凹面状的物侧的表面、以及面向呈凸面状的像侧的表面；以及第五透镜，其具有弯月状和远离该光轴的凸面状，该弯月状附有面向呈凸面状的物侧的表面、和面向在该光轴附近呈凹面状的像侧的表面；以及经配置成用来沿着该光轴移动该第一透镜的致动器。20根据权利要求19所述的光学系统，其中该马达是微机电系统。21根据权利要求19所述的光学系统，其中该第二透镜对该光学系统进行大部分的色差改正。22根据权利要求19所述的光学系统，其更包含内嵌于该第一透镜且随该第一透镜移动的光圈，其中该光圈具有50M的深度。23根据权利要求19所述的光学系统，其中。
9、该光学系统的光圈值FNUMBER大约为24。24根据权利要求19所述的光学系统，其中该等透镜的一或多者由塑料制成。25根据权利要求19所述的光学系统，其中该等透镜的表面呈非球面形。26根据权利要求19所述的光学系统，其中该等透镜的折射率落在约15至约166的范围内。27根据权利要求19所述的光学系统，其中该第一透镜的移动范围介于约0M与约100M之间。28根据权利要求19所述的光学系统，其中用以聚焦目标物影像的移动量与该第一透镜的正屈光度成反比。29根据权利要求19所述的光学系统，其中该光学系统聚焦于无穷远处目标物的主要横向色差范围等于或小于大约1M。权利要求书CN104105991A3/4页。
10、430根据权利要求19所述的光学系统，其中该光学系统聚焦于10CM处目标物的主要横向色差范围等于或小于大约4M。31一种沿着光轴布置的光学成像系统，其包含一组光学透镜，其包括第一透镜组和第二透镜组，其中该第二透镜组沿着该光轴固定在适当位置、并且包含该组光学透镜的大部分光学透镜；以及致动器，其以机械方式连接至该第一透镜组，并且配置成用来调整该第一透镜组沿着该光轴的位置，其中第一调整位置配置成用来置于将远离该光学成像系统的目标物的影像聚焦在与该光学成像系统相关联的影像平面上，以及其中第二调整位置配置成用来将置于靠近该光学成像系统的目标物的影像聚焦在该影像平面上；其中该组光学透镜包含五个透镜；该致动。
11、器系配置成用来调整该第一透镜组沿着该光轴的位置达50至150微米；该第二光学透镜包含该组光学透镜中从该组光学透镜的物侧起算排序第三的第三透镜，该第三透镜具有朝该组光学透镜的物侧呈凸面的弯月状。32根据权利要求31所述的光学成像系统，其中该致动器包含微机电系统MEMS致动器。33根据权利要求31所述的光学成像系统，该第一光学透镜组包含双凸型物镜，其提供该组光学透镜大部分的正光学倍率。34根据权利要求33所述的光学成像系统，其中该双凸型物镜具有比该组光学透镜的组合屈光度还要大的正屈光度。35根据权利要求31所述的光学成像系统，其中该组光学透镜的有效焦距介于约45与约50厘米之间。36根据权利要求3。
12、1所述的光学成像系统，其中总径迹长度对该光学系统的有效焦距的比率介于约11与约12之间。37根据权利要求31所述的光学成像系统，其中该第一透镜组包含该组光学透镜中的一个单一透镜。38根据权利要求37所述的光学成像系统，其中该单一透镜为该光学系统的物镜。39根据权利要求37所述的光学成像系统，其中该第二调整位置将约128公分物距处目标物的影像聚焦在该影像平面上。40根据权利要求31所述的光学成像系统，其中从该组光学透镜的物侧开始编号，该组光学透镜中第三透镜与第四透镜之间的距离是该组光学透镜中各个光学透镜之间最大的一个净空距离。41根据权利要求31所述的光学成像系统，其中从该组光学透镜的物侧开始编。
13、号，该组光学透镜中第四透镜与第五透镜之间的距离是该组光学透镜中各个光学透镜之间最大的一个净空距离。42根据权利要求31所述的光学成像系统，其更包含从该组光学透镜的物侧开始编号，该组光学透镜的第一透镜的物侧面附近的孔径光阑。43根据权利要求42所述的光学成像系统，其更包含从该组光学透镜的物侧开始编号，介于该组光学透镜的第二与第三透镜之间的光阑。权利要求书CN104105991A4/4页544根据权利要求43所述的光学成像系统，其更包含介于该组光学透镜的该第三透镜与第四透镜之间的第二光阑。45根据权利要求44所述的光学成像系统，其更包含介于该组光学透镜的该第四透镜与第五透镜之间的第三光阑。权利要求。
14、书CN104105991A1/65页6具有五个附前向聚焦的透镜的光学物镜0001相关申请案交互参照0002本申请案主张2011年10月24日所提出，名称为OPTICALSYSTEMWITHMICROELECTROMECHANICALSYSTEMIMAGEFOCUSACTUATOR附有微机电系统影像聚焦致动器的光学系统，第61/550,789号美国临时专利申请案的利益。上述申请案的全部内容合并引用于本文中。技术领域0003下文基本上系关于成像光学器件，并且更尤指附有微机电系统MEMS致动器的小型光学透镜系统，系用于聚焦光学透镜系统。背景技术0004搭配光学制造技术的进展，光学器件及光学装置已有大。
15、量应用。一项光学技术上令人感兴趣的进展是微透镜、以及其他光学组件在厘米或微米、或更小级别方面的制造。相较于传统公分或更大级别的光学元件，微光学器件已令光学系统比传统望远镜，显微镜、相机等等更能与较小装置相容。0005晶圆级光学器件是一种有助于制造微光学器件的机制。晶圆级光学器件是一种能够使用类似半导体制造技术，设计且制造光学组件的制造技术。本技术普遍可用不同的尺寸级别例如厘米、微米等进行缩放。而且，晶圆级光学器件可生产单元件及多元件光学结构，产生精密对准的透镜元件堆迭。晶圆级光学器件的最终结果提供具有成本效益、小型化的光学组件，其能够缩减光学系统的形状因子。这些光学系统可广泛用于小型或迷你型装。
16、置，包括行动电话用的相机模组、监控设备、迷你摄影机等等。0006虽然晶圆级光学器件是一种制造小型光学组件用的较新技术，一些传统制造技术仍同样适用于小尺寸光学制造。例如，包括射出成型等在内的塑胶制造技术可用于制造小尺寸光学组件。此外，玻璃制造技术已适用于为小尺寸装置提供高品质光学表面的小型化光学组件。0007除了光学元件，数位成像感测器的小型化也已有助于持续缩小影像撷取与录制装置。影像感测器的改良，已利用微尺度实体动画、以及高信号对杂讯比和逐渐下降的成本，提供高解析度影像侦测器。小型、较不昂贵的数位撷取与录制装置，搭配如晶圆级光学组件之类的微光学器件，其功能比得上或超出使用十年前传统光学器件的较。
17、昂贵但品质非常高的相机系统。现代微光学装置的品质虽然非常高，迷你型光学系统的缩放能力仍然是限制。数位缩放的引进是一种解决方案，其牺牲光学解析度以放大影像。对于高解析度感测器，此通常为传统视觉化缩放能力的适当替代方案。然而，视觉化缩放提供数位缩放达不到的优点。0008例如，所揭露技术主题的发明人建议希望有一种附自动对焦功能的迷你型光学系统。另希望有此种达成近焦CLOSEFOCUS的光学系统。说明书CN104105991A2/65页7发明内容0009下文说明一或多个态样的简化摘要，以便对此等态样有基本的了解。本摘要并非全部设想态样的彻底综述，其用意也不在于鉴别所有态样的重要或关键元件、或描述任一或。
18、全部态样的范围。其唯一目的在于以简化形式说明一或多种态样的一些概念，作为后文更详细说明的引言。0010本主题揭露的特定态样提供一种小型化光学系统。在一些态样中，小型化光学系统可包含射出成型光学系统。在另些态样中，小型化光学系统可为含五个光学组件的自动对焦光学系统。在又其他态样中，小型化光学系统可为运用微机电系统MEMS致动器，以达成光学系统聚焦的自动对焦光学系统。0011在本主题揭露的一或多种其他态样中，提供的是一种运用MEMS致动器以达成近焦的光学系统。在此一态样中，近焦可包含实质上10CM的物距。另外，根据其他态样，可借由调整光学系统中光学组件子集的位置，将光学系统配置成用来达成近焦及平行。
19、对焦INNITYFOCUS。在特定态样中，光学组件子集可包含光学系统里的单一光学组件。在至少此一态样中，此单一光学组件可为沿着光学系统的光轴，最接近光学系统所成像目标物的透镜称为物侧透镜。在此等态样中，可将MEMS致动器配置成用来以第一距离将光学系统的物侧透镜移位此第一距离配置成用来将无穷远处的目标物聚焦在与光学系统相关联的影像感测器上，并且以第二距离移位物侧透镜，此第二距离配置成用来将近物例如，实质上离物侧透镜10CM处的目标物聚焦在影像感测器上。0012根据一或多种另外的态样，可将本文所揭露的自动对焦光学系统配置成用来包括孔径光阑。在特定态样中，自动对焦光学系统可包含射出成型塑胶透镜，而在。
20、其他态样中，自动对焦光学系统可包含晶圆级光学透镜、玻璃透镜、或其适当组合。在另一态样中，可将孔径光阑安置在光学系统物侧透镜的物侧。在一另类态样中，可将MEMS致动器配置成用来移动光学系统的光学组件子集以聚焦目标物，同时仍沿着光学系统的光轴令孔径光阑保持在固定位置。在另一个另类态样中，反而可将MEMS致动器配置成用来相对于光轴，兼移光学组件子集和孔径光阑，以聚焦目标物。0013根据又其他态样，所揭露的是一种包含多个光学组件的自动对焦光学系统。此多个光学组件在一些此等态样中，可包含对光学系统提供大量光学倍率的物侧透镜。在至少此一态样中，物侧透镜实质上可包含二分之一或大于二分之一的光学系统组合焦距。。
21、在另一态样中，物侧透镜实质上可包含四分之三或以上的光学系统组合焦距。在一特定态样中，MEMS致动器系连接至物侧透镜，并且系配置成用来以第一距离系配置成用来聚焦无穷远处的目标物、以及以第二距离系配置成用来聚焦靠近光学系统的目标物将物侧透镜移位。根据一特定具体实施例，物侧透镜焦距与光学系统组合焦距的比率，可为沿着光学系统光轴第一距离与第二距离差值的函数。0014根据另些态样，本主题揭露提供包含五个光学透镜的微光学系统。在此一态样中，可将这五个光学透镜的物镜配置成用来供应所有这五个光学透镜的正屈光度。在此态样中，剩下的四个透镜具有组合的净负屈光度。在至少一特定态样中，这剩下的四个透镜各具有负屈光度，。
22、附有组合的净负屈光度。根据另类或另外的态样，这五个光学透镜中的第三透镜可具有凸物侧面及凹像侧面。如又一另类或另外的态样所示，这五个光学透镜中第四与第五个之间的间距，可为光学系统之透镜之间最大的间距。在另一态样中，微光学系统可为说明书CN104105991A3/65页8自动对焦系统，其中的五个光学透镜子集可沿着光轴移动，以改善光学系统的聚焦。在一特定态样中，这五个光学透镜的子集可包含物镜，且此子集可借由MEMS致动器移动。0015在本主题揭露的另外态样中，提供的是一种包含五个光学透镜的微光学系统。这五个光学透镜可予以布置成多个透镜组，各透镜组分别包含这五个光学透镜的子集。每一组都包含等于或小于此。
23、多个光学群组之间距离的透镜间距。在另一态样中，该多个透镜组至少一者内的每一个透镜都包含至少一光学表面，其兼具凹面部位与凸面部位。在特定态样中，微光学系统沿着这五个光学透镜中第一透镜的光轴，回应位置变更而改变有效焦距，以及在另类或另外的态样中，微光学系统沿着第一透镜的光轴，回应位置变更而实质维持相同的后焦距。0016为了达成前述及相关目的，一或多个态样包含下文所述，在权利要求书中完整说明及特别指出的特征。底下说明及附图详细提出一或多个态样的某些描述性态样。然而，这些态样属于仅指出各种方式中的少部分，其中，各个态样的原理可予以运用，并且所述态样用意在于包括所有此些态样及其均等件。附图说明0017图。
24、1根据本主题揭露的各个态样，描述配置成用来聚焦较近物的例示光学成像系统范例的图示。0018图2根据其他揭露的态样，描述配置成用来聚焦实质无穷远处目标物的范例光学成像系统的图示。0019图3描述含多个射出成型光学组件的例示光学成像系统的图示。0020图4针对将较近物聚焦的范例光学成像系统，描述例示像场弯曲与畸变线图的图示。0021图5针对将实质无穷远处目标物聚焦的图4范例光学成像系统，描述例示像场弯曲与畸变线图的图示。0022图6根据另外的态样，针对将较近物聚焦的例示光学成像系统，描述范例横向色差图的图示。0023图7根据其他态样，针对将实质无穷远处目标物聚焦的例示光学成像系统，描述横向色差图的。
25、图示。0024图8针对所揭露将目标物聚焦于10CM处的光学成像系统，描述横向光扇图的图示。0025图9针对所揭露将目标物实质聚焦于无穷远处的光学成像系统，描述横向光扇图的图示。0026图10根据本主题揭露的态样，描述用于将10CM处目标物影像聚焦的范例光学系统的截面。0027图11根据本主题揭露的态样，描述用于将无穷远处目标物影像聚焦的范例光学系统的截面。0028图12根据本主题揭露的态样，针对10CM处的目标物，描述像场弯曲与畸变的例示线图。0029图13针对本主题揭露的其他态样中的无穷远处目标物，描述像场弯曲与畸变的说明书CN104105991A4/65页9例示线图。0030图14根据态样。
26、，针对10CM处的目标物，描述主要横向色差的例示线图。0031图15根据一或多个其他态样，针对无穷远处的目标物，描述主要横向色差的例示线图。0032图16根据又其他态样，针对10CM处的目标物，描述各个影像高度的例示横向光扇图。0033图17根据至少一其他态样，针对无穷远处的目标物，描述各个影像高度的例示横向光扇图。0034图18根据另外揭露的态样，针对例示微光学系统，描述视场角范围的横向光扇图。0035图19描述含透镜与光学表面的图18所示微光学系统的范例图。0036图20针对图18所示微光学系统所聚集的目标物，描述像场弯曲与畸变的例示线图。0037图21针对一态样中的090厘米光瞳半径，描。
27、述纵向像差的范例线图。0038图22根据另外的态样，针对所揭露微的光学系统，描述横向色差的例示线图。0039图23根据所揭露的态样，针对聚焦于近场中的微光学系统，描述视场角范围的横向光扇图。0040图24描述含透镜与光学表面的图23所示微光学系统的范例图。0041图25针对图23所示微光学系统所聚集的近场目标物，描述像场弯曲与畸变的例示图。0042图26针对一态样中所揭露微光学系统用的090厘米光瞳半径，描述纵向像差的范例线图。0043图27根据又其他揭露的态样，针对所揭露的微光学系统，描述横向色差的例示图。0044图28A、28B、28C和28D描述根据另外态样聚焦于无穷远处的例示微光学系统。
28、的图示、以及相关的光学效能图。0045图29A、29B、29C和29D描述聚焦于近场中的图28所示微光学系统、以及相关的光学效能图。具体实施方式0046现在参照图式说明的是各个态样，其中相称的参考元件符号系全文用于指相称的元件。在底下的说明中，为了解释，详细提出许多特定细节，以便透彻了解一或多个态样。然而，将明显的是，无需这些特定细节即可实践此等态样。在其他实例中，众所周知的结构和装置系以方块图表示，以便协助说明一或多个态样。0047另外，应当显而易见的是，可用各式各样的形式体现本文的指导，并且本文所述的特定结构或功能仅属表意。基于本文的指导，所属领域的技术人员应了解的是，所揭露的态样可独立于。
29、其他态样而予以实现，并且可用各种方式组合这些态样的二或多者。例如，可使用本文所提任何数量的态样实现器材及/或实践方法。另外，除了或有别于本文所提态样的一或多者，还可使用其他结构实现器材及/或实践方法。如一实施例，本文所揭露的器材说明书CN104105991A5/65页10及透镜系统中，有许多系予以在经由小型固定位置光学透镜布置提供高解析度光学成像的内容中予以说明。所属领域的技术人员应了解的是，可将类似技术应用于其他光学透镜架构。例如，本文使用的透镜布置可用在机械式聚焦或自动对焦系统中，借此，光学布置系相对于影像平面自动或手动移位。0048在本主题揭露的至少一态样中，提供的是一种光学成像系统。光。
30、学成像系统可包含第一组透镜和第二组透镜。可借由沿着光学成像系统的光轴，相对于第二组透镜，重新定位第一组透镜，使光学成像系统聚集。在本主题揭露的至少一态样中，第二组透镜包括用于光学成像系统的影像感测器。在本主题揭露的特定态样中，第一组透镜可包含单一透镜。例如，单一透镜可包括物侧透镜，其为靠近光学成像系统物侧的光学元件。0049现请参阅图式，图1根据本主题揭露的态样描述例示光学系统100的方块图。系统100包含横切光轴104而置的光学元件102的布置。如本文所利用者，光学元件是指对至少部分落在可见光谱例如，包括约400至700纳米NM的波长内的电磁辐射呈至少部分透明的单件折射或反射材料。适当材料的。
31、实施例包括磨砂与抛光玻璃、模制玻璃或由重复成模过程成形的玻璃、晶圆级光学器件WLO、射出成型塑料、成形于光学基材上经蚀刻的微光学器件、或诸如此类。另外，光学元件将有至少一折射或反射面。本文所利用光学元件的一种实施例为光学透镜。光学透镜是一种光学元件，其包含两个相对折射面、以及一介于所述相对表面之间的边缘，所述边缘界定透镜的外径对于圆形透镜而言或周长、以及透镜的边缘厚度。光学透镜的典型布置包括一连串至少大体上横切一轴光轴104的透镜102。然而，应了解的是，可存在与本主题揭露一致的其他可能布置。一透镜组件在本文系定义为A一个单一透镜元件，其与任何相邻透镜元件隔开，以至于无法在计算影像时忽略间距而。
32、形成各自透镜元件的特性，或B两个或更多个具有相邻透镜表面的透镜元件，所述相邻透镜表面呈完全整体接触、或互相靠近到介于相邻透镜表面之间的任何间距都小到可在计算影像时忽略间距，而形成这两个或更多个透镜元件的特性。因此，一些透镜元件也可为透镜组件，并且词彚透镜元件及透镜组件不是互斥词彚。另外，应了解的是，词彚光学组件在本文系用于指具有与成像光学系统有关重要特性的项目的超集合，并且包括如透镜元件和透镜组件之类的光学元件、以及包括但不限于孔径光阑的各种光学拦阻器，但也可包括各种其他项目，如薄膜、带通滤光片、低通或高通滤光片、偏光滤光片、镜面等。0050进入光学元件102左侧、物侧的光，可循序与各自元件1。
33、02交互作用，并且朝向光学感测器106离开元件102的右侧、或像侧。应了解的是，不是所有与光学元件102左侧交互作用的光都将传送至感测器106；某些光可由各自元件102反射，某些光可背离光轴104散射并且遭到吸收例如，由未图示的光学拦阻器吸收等等。然而，一般而言，光学元件102将接收来自元件一侧例如左侧目标物的光，并且在元件另一侧例如右侧形成目标物的实像。实像将沿着光轴104，形成于离光学元件102特定距离处，此称为像距ID。值得注意的是，ID主要取决于对应的物距OD沿着光轴104介于目标物与光学元件102之间的距离、以及组合光学元件102的屈光度或光学倍率。0051感测器106可为一种含光电。
34、感测器、或像素多维阵列例如二维阵列的数位装置。此装置的实施例可包括光电偶合器CCD阵列，或互补式金属氧化半导体CMOS阵列、或一些其他合适的光学感测器阵列。此阵列的每一个光电感测器、或像素都系配置成用来说明书CN104105991A106/65页11在光照射时输出电信号。再者，电信号的电流量与光照射像素的能量密度直接相关。因此，借由从阵列的每一个像素收集输出电流位准，感测器106可按照数位方式重现光照射感测器106的二维辐射能模式RADIANTENERGYPATTERN。另外，在感测器106的像素表面或感测器平面置于上述ID的情况下，所产生的二维辐射能模式即光学元件102所产生真实光学影像的二。
35、维辐射能模式。因此，感测器106可用来按照数位方式重现那个影像。感测器106所产生数位影像的解析度，取决于感测器106主动阵列内的若干像素。另外，光学系统100可在光学元件102与影像感测器106之间包含盖板108，如图1所示。0052如光学系统100所示，光学元件102可包含五个光学透镜，从光学元件102的物侧到光学元件102的像侧包括透镜L1、透镜L2、透镜L3、透镜L4以及透镜L5。如图所示，透镜L1是一种具有正光学倍率的双凸型透镜，附有凸面物侧及凸面像侧表面，分别为R1及R2。另外，相对于透镜L2、L3、L4和L5，透镜L1可具有较强的正光学倍率。在至少一态样中，相对于透镜L2、L3、。
36、L4和L5的组合，透镜L1可具有较强的正光学倍率。在一特定态样中，透镜L1可提供的组合焦距为光学元件102的至少约二分之一或更大值。在另类态样中，透镜L1实质可提供的组合焦距为光学元件102的至少约四分之三或更大值。在相关态样中，物侧透镜的光学倍率L1POWER可为约125X光学元件102的组合光学倍率例如，L1POWER125L1POWERL2POWERL3POWERL4POWERL5POWER。在一特定态样中，孔径光阑A1可置于透镜L1物侧的位置或其前方。下面将细述孔径光阑A1。0053透镜L2可具有整体负光学倍率。此外，透镜L2在一态样中，可具有微凹物侧面R3。在另类态样中，物侧面R3可。
37、为平坦、无光学倍率。如又一另类态样所示，物侧面R3可微凸。透镜L2的像侧面可具有凹曲度。而且，可将透镜L2配置成用来为光学系统100提供色差校正。在至少一态样中，透镜L2可为光学系统100提供大部分色差校正。0054透镜L3包含物侧面R5及像侧面R6。物侧面R5在特定态样中可微凹。而且，像侧面R6可为凸面。在一特定态样中，透镜L3可具有正光学倍率。0055透镜L4包含物侧面R7及像侧面R8。物侧面R7可在光轴104附近具有凸曲度。而且，在本主题揭露至少一态样中，物侧面R7可从光轴104起进一步转成凹面。而且，像侧面R8实质上可为平坦，在光轴104附近有少许或没有光学倍率，并且背离光轴104转成。
38、凸曲度。在另类态样中，像侧面R8在光轴104附近可为凸面，对于中低视场角有显著的光学倍率，以及背离光轴104为凸面。在一特定态样中，透镜L4对于低视场角例如，介于零与约12至15度的视场角可具有正焦度。在另一态样中，透镜L4对于中视场角例如，介于约12至15度与约22至25度之间的视场角可具有小正、小负、或实质零的光学倍率。在又另一态样中，透镜L4对于高视场角例如，介于约22至25度与约33至更高度数之间的视场角，高达光学系统100最大接受视场角可具有小正、小负、或实质零的光学倍率。0056透镜L5包含物侧面R9及像侧面R10。物侧面R9对于低及中视场角可具有凹曲度。在至少一态样中，物侧面R9。
39、对于高视场角可转成微凹或无曲度。像侧面R10在光轴104附近可为凹面。而且，像侧面R10对于中及高视场角可从凹面转成凸面，如图所示。0057如图所示，光学元件102可在各自透镜L1、L2、L3、L4与L5之间具有各自的空间例如，气隙。在至少一所揭露的具体实施例中，相较于透镜L3与透镜L4之间的第三轴上距离，介于透镜L1与L2之间的第一轴上距离可实质较小。在另一具体实施例中，相较于介于透镜L2与L3之间的第二轴上距离、介于透镜L4与L5之间的第四轴上距离、另外还有说明书CN104105991A117/65页12第三轴上距离，第一轴上距离可实质较小。在至少一具体实施例中，第二、第三及第四轴上距离至。
40、少就与第一轴上距离的比较而言，在大小方面可实质类似。在其他具体实施例中，第一、第二、第三与第四轴上距离之间不一定要存在这些关联性。例如，反而在第一、第二、第三与第四轴上距离之间可存在关系。0058在本主题揭露的至少一态样中，至少可将MEMS致动器连接到透镜L1。可沿着光轴104将MEMS致动器配置成用来重新置放透镜L1，以聚焦不同物距处的目标物。如一实施例所示，MEMS致动器可变更介于透镜L1与透镜L2之间的第一距离，以聚焦不一样物距处的目标物。在至少一态样中，MEMS致动器可将透镜L1置放在距离透镜L2D10CM110处，以将离光轴104上孔径光阑A1位置10公分CM处目标物的影像聚焦在感测。
41、器106上。0059根据另外的态样，可相对于光轴104将孔径光阑A1固定。在另一态样中，可相对于透镜L1的位置固定孔径光阑A1。在较后的态样中，可在聚焦目标物影像时，连同透镜L1，借由MEMS致动器移动孔径光阑A1。根据又其他态样，可单独或连同孔径光阑A1，将MEMS致动器配置成用来沿着光轴104移动透镜L1一总距离。在一特定态样中，此总距离可于其一端聚焦无穷远处目标物的影像，并且于其另一端聚焦实质离孔径光阑A110CM处目标物的影像。如本文所利用者，无穷远处的目标物包括光学成像科技领域所知满足平轴近似。泛言之，平轴近似是关于位处令一角实质为零度的距离的目标物，此一角对向SUBTENDING一。
42、与光轴104平行的第一光射线以及一第二光射线，所述第二光射线起于离光轴最远目标物上的点位、并且通过光轴104。在又另一态样中，透镜L1可具有其至少部分为总距离大小的函数的焦距。在又其他态样中，透镜L1的焦距与光学元件102的组合焦距的比率，至少部分可为总距离大小的函数。0060由于感测器106的像素阵列令实像以电子方式重现，以电信号形式由感测器106及其他本文所揭露的感测器所产生的资料可予以储存至记忆体、投射至供检视用的显示器例如，数位显示萤幕、用软体编辑等等。因此，光学系统100的至少一项应用是配合含数位显示的数位相机或摄影机。再者，光学系统100及其他含括在本主题揭露内的光学系统，可连同电。
43、子装置的相机模组予以实现。此一电子装置可包括大量的消费性、商用或工业用装置。实施例包括含行动电话、智慧型手机、膝上型电脑、轻省笔电、PDA、电脑萤幕、电视机、平板电视等等的电子设备、含商用设备例如，ATM相机、银行出纳员窗口相机、便利商店相机、仓库相机等等、个人监控设备例如，笔型相机、眼镜型相机、钮扣型相机等、或工业用监控设备例如，飞机场相机、货运场相机、铁路站场相机等等的监控或监视设备。例如，在消费性电子设备中，由于光学系统100可包含具有数厘米或更小等级实体尺寸的光学组件、并且由于至少一些光学元件102可具有固定位置，故系统100及其他所揭露的系统很适用于各式迷你或微型相机模组。然而，要了。
44、解的是，所揭露的系统不局限于此特定应用；反而，所属领域的技术人员已知或透过本文内容得知的其他应用，含括在本主题揭露的范围内。0061图2根据本主题揭露另外的态样，描述例示光学成像系统200的图示。光学成像系统200可包含一组横切光轴204布置的光学元件202。再者，可将光学元件202配置成用来将影像聚焦在一目标物的影像平面206上，此目标物实质置于离光学成像系统200的孔径光阑A1无穷远处。在至少一态样中，光学元件202可实质类似于图1的光学元件102，如上所述，差异处在于透镜L1与透镜L2之间的第一距离。特别的是，此第一距离在光学成像说明书CN104105991A128/65页13系统200。
45、中可为配置成用来将实质置于上述无穷远处的目标物聚焦的距离DINFINITY210。再者，如图1所示，如上所述，孔径光阑A1在一态样中可相对于光轴204固定在适当位置。在另类态样中，孔径光阑A1可相对于透镜L1予以固定在适当位置、并且随着透镜L2沿着光轴204移动。0062应了解的是，光学元件102与202的透镜L1至L5的表面R1至R10以及本主题揭露全文所述的其他光学表面可有不同的形状。在一态样中，一或多个表面可为球面。在其他态样中，一或多个表面可为圆锥曲面。在又其他态样中，一或多个表面根据适当的非球面方程式可为非球面，如均匀非球面方程式0063其中Z为由光轴至非球面顶点切面的径向距离Y处，。
46、非球面形透镜表面上一点起绘的画线的垂高SAGHEIGHT单位为MM，C为光轴上非球面形透镜表面的曲度，Y为起自光轴的径向距离单位为MM，K为二次曲线常数，以及AI为第I个非球面系数，总和项目数为偶数I。然而，这些态样不予以推断为限制本主题揭露的范围。反而，各个表面可呈奇形怪状的非球面形、或呈含有偶数与奇数系数的非球面方程式。0064继上述，应了解的是，光学元件102与202的透镜以及本主题揭露全文所提供各种其他光学系统的光学透镜可由各类适当的透明材料制成，并且根据用于产生光学品质表面的各种适当程序予以形成。在一态样中，透镜L1至L5可为磨砂与抛光玻璃，其中选用的玻璃其折射率令组合透镜L1至L5。
47、产生理想的有效焦距。在另一态样中，透镜可为光学品质的射出成型塑料或借由另一种适当方法所形成光学品质的塑料，其中塑料具有适用于提供理想有效焦距的折射率。在至少一其他态样中，透镜L1至L5可借由类似于蚀刻半导体晶片例如，固态记忆体晶片、资料处理晶片的光刻蚀刻制程，予以蚀刻自透明玻璃、结晶或其它适当结构例如，二氧化硅SIO2晶圆。在一特定态样中，可根据底下表1至9的光学处方PRESCRIPTION，说明光学元件102及光学元件202。0065参数说明数值有效焦距空气中，系统温度及压力下4131396有效焦距影像空间4131396后焦距0349633总径迹长度TTL549089影像空间F/229341。
48、2平轴工作F/244工作F/2857105说明书CN104105991A139/65页14影像空间NA01752143目标物空间NA0008991光阑半径090071平轴影像高度2956平轴倍率004388入射光瞳直径1801419入射光瞳位置018出射光瞳直径1236574出射光瞳位置303634最大径向场2956透镜单位厘米MM角倍率11832460066表1一般光学特性0067像场X值Y值权数1001200571130114214017141502285160257170285602802956020068表2像场类型对实像高度单位为MM0069说明书CN104105991A1410/6。
49、5页15像场/VDXVDYVCXVCYVAN100000200000300000400000500043640000234004364206000810001432008100607001227000418401227130800139160006035013917100070表3表2像场的渐晕因子0071波长数值单位为M权数1047912051503305551000406150350651070072表4用于射线追踪的波长0073说明书CN104105991A1511/65页160074说明书CN104105991A1612/65页170075表5表面资料摘要0076表面参数说明数值R1均匀非球面有关R2的系数0有关R4的系数001328有关R6的系数0020358有关R8的系数003418有关R10的系数0012665有关R12的系数0有关R14的系数0有关R16的系数0R2均匀非球面有关R2的系数0有关R4的系数00043有关R6的系数0001395有关R8的系数002717有关R10的系数0022646有关R12的系数0有关R14的系数0有关R16的系数0R3均匀非球面有关R2的系数0说明书CN104105991A1713/65页18有关R4的系数001683有关R6的系数0019474有关R8的系数003875有关R10的系数00。