TWI766658B - 光學鏡片系統及飛時測距感測模組 - Google Patents

光學鏡片系統及飛時測距感測模組 Download PDF

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Abstract

一種光學鏡片系統，包含二片透鏡。二片透鏡沿光路由物側至像側依序為第一透鏡與第二透鏡。二片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。光學鏡片系統中至少一透鏡的物側表面與像側表面至少一者為非球面。光學鏡片系統中的透鏡總數為二片。當滿足特定條件時，光學鏡片系統能同時滿足微型化和高成像品質的需求。

Description

光學鏡片系統及飛時測距感測模組
本發明係關於一種光學鏡片系統及飛時測距(Time of Flight，TOF)感測模組，特別是一種適用於飛時測距感測模組的光學鏡片系統。
隨著科技的演進，使得電子設備根據生活需求而發展成更多樣化的應用設計，為提升生活的安全性、便利性乃至於娛樂性，飛時測距感測模組儼然成為不可或缺的一環。
而隨著科技日新月異，配備飛時測距感測模組的電子設備的應用範圍更加廣泛，對於接收端的要求也是更嚴苛，由於現有產品接收端的接收品質、距離與辨識能力受限，抑或飛時測距感測模組的體積不符市場需求，其應用範圍與領域亦受到限制，故本發明提供了一種飛時測距感測模組的接收端鏡片系統以符合需求。
本發明提供一種光學鏡片系統以及飛時測距感測模組。其中，光學鏡片系統包含二片透鏡沿著光路由物側至像側依序排列。當滿足特定條件時，本發明提供的光學鏡片系統能同時滿足微型化和高成像品質的需求。
本發明提供一種光學鏡片系統，包含二片透鏡。二片透鏡沿光路由物側至像側依序為第一透鏡以及第二透鏡。二片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。光學鏡片系統中至少一透鏡的物側表面與像側表面至少一者為非球面。光學鏡片系統中的透鏡總數為二片。第一透鏡的阿貝數為V1，第一透鏡的折射率為N1，光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，光學鏡片系統的最大成像高度為ImgH，光學鏡片系統的焦距為f，第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，其滿足下列條件：
5.0 ＜ V1/N1 ＜ 33.0；
0.60 ＜ EPD/ImgH ＜ 10.0；
0.50 ＜ f/EPD ＜ 2.10；以及
0.10 [公釐] ＜ TL ＜ 3.0 [公釐]。
本發明另提供一種光學鏡片系統，包含二片透鏡。二片透鏡沿光路由物側至像側依序為第一透鏡以及第二透鏡。二片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。光學鏡片系統中至少一透鏡的物側表面與像側表面至少一者為非球面。光學鏡片系統中的透鏡總數為二片。第一透鏡的阿貝數為V1，第一透鏡的折射率為N1，第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，第二透鏡像側表面至成像面於光軸上的距離為BL，第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，光學鏡片系統的最大成像高度為ImgH，光學鏡片系統的焦距為f，光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：
5.0 ＜ V1/N1 ＜ 18.0；
0 ＜ T12/CT1 ＜ 0.7；
0 ＜ BL/TL ＜ 0.4；
1.0 ＜ TL/ImgH ＜ 4.0；以及
0.50 ＜ f/EPD ＜ 2.10。
本發明提供一種飛時測距感測模組，其包含一發射端以及一接收端。發射端包含一垂直共振腔面射型雷射光源。接收端包含前述的光學鏡片系統。
本發明另提供一種飛時測距感測模組，包含一發射端以及一接收端。發射端包含一光源。接收端包含一光學鏡片系統以及一電子感光元件。光學鏡片系統包含一鏡片容置機構以及至少一透鏡。所述至少一透鏡設置於鏡片容置機構內，且所述至少一透鏡的物側表面與像側表面至少一者為非球面。電子感光元件設置於光學鏡片系統的成像面上，且電子感光元件被劃分為至少四個感測區域。飛時測距感測模組的高度小於3.0公釐。光學鏡片系統的焦距為f，光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：
0.50 ＜ f/EPD ＜ 1.50。
當V1/N1滿足上述條件時，可提供第一透鏡適當的屈折力配置，以縮短光學鏡片系統的總長。
當EPD/ImgH滿足上述條件時，可增加光學鏡片系統的入光量，以提升周邊影像照度。
當f/EPD滿足上述條件時，可平衡光學鏡片系統中心與周邊的影像亮度，以確保周邊與中心具備等效的感測靈敏度。
當TL滿足上述條件時，可在光學鏡片系統具備細緻辨識能力的條件下，有效地縮減光學鏡片系統的體積。
當T12/CT1滿足上述條件時，可平衡第一透鏡的厚度以及透鏡間距，以提供良好的製造性，並同時控制光學鏡片系統的總長。
當BL/TL滿足上述條件時，可縮短後焦距，以進一步降低光學鏡片系統的總長。
當TL/ImgH滿足上述條件時，可有效壓縮光學鏡片系統總長，同時維持足夠進光量。
光學鏡片系統包含至少一透鏡。其中，光學鏡片系統可包含二片透鏡，並且光學鏡片系統中的透鏡總數可為二片。所述二片透鏡沿光路由物側至像側依序為第一透鏡以及第二透鏡。其中，所述二片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面。
第一透鏡可具有正屈折力；藉此，可提供光學鏡片系統光線匯聚能力，以縮短總長。第一透鏡像側表面於近光軸處可為凸面；藉此，可在確保壓縮光學鏡片系統總長的條件下，取得較大範圍的視角。
第二透鏡可具有正屈折力；藉此，可控制光線入射於成像面的夾角，以平衡不同成像位置的亮度。第二透鏡物側表面於近光軸處可為凹面，且第二透鏡像側表面於近光軸處可為凸面；藉此，可控制影像周邊光點(spot size)的大小，以正確辨識距離資訊。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，至少一透鏡的物側表面與像側表面至少一者為非球面。藉此，可提升透鏡表面的變化程度，有助於壓縮透鏡體積與提升影像品質。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，可有至少一透鏡的物側表面與像側表面至少其中一者具有至少一反曲點；藉此，可增加光學鏡片系統的自由度，壓縮整體體積。其中，第二透鏡物側表面與第二透鏡像側表面至少其中一者可具有至少一反曲點；藉此，可利用第二透鏡控制感測端的周邊光線，以提高感測響應且避免大角度的入射光產生串擾(crosstalk)。請參照圖30，係繪示有依照本發明第一實施例中第一透鏡E1和第二透鏡E2的反曲點P的示意圖。圖30係繪示本發明第一實施例中第一透鏡E1和第二透鏡E2的反曲點P作為示例性說明，然於本實施例和本發明其他實施例中，各透鏡亦可具有一個或多個反曲點。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，可有至少一透鏡為塑膠材質；藉此，可增加透鏡設計的自由度，以達成更細緻的辨識能力。其中，上述具有非球面之物側表面與非球面之像側表面至少一者的透鏡可為塑膠材質，且可由射出成型所製造；藉此，可提升量產的可行性。
光學鏡片系統可應用於波長介於700奈米至1500奈米的光波段。藉此，可提供特定波長的入射光，並且入射光可與可見光在波長上有所區隔，以降低周遭環境影響因素，提升辨識準確率。在一些實施態樣中，光學鏡片系統亦可應用於波長介於850奈米至1000奈米的光波段。在另一些實施態樣中，光學鏡片系統亦可應用於波長介於900奈米至980奈米的光波段。
第一透鏡的阿貝數為V1，第一透鏡的折射率為N1，其可滿足下列條件：5.0 ＜ V1/N1 ＜ 33.0。藉此，可提供第一透鏡適當的屈折力配置，以縮短光學鏡片系統的總長。其中，亦可滿足下列條件：5.0 ＜ V1/N1 ＜ 25.0。其中，亦可滿足下列條件：5.0 ＜ V1/N1 ＜ 18.0。其中，亦可滿足下列條件：5.0 ＜ V1/N1 ＜ 15.0。在本發明中，單一透鏡的阿貝數V可經由以下式子計算得到：V = (Nd-1)/(NF-NC)，其中Nd為該單一透鏡於氦d線波長(587.6 nm)量測到的折射率，NF為該單一透鏡於氫F線波長(486.1 nm)量測到的折射率，NC為該單一透鏡於氫C線波長(656.3 nm)量測到的折射率。
光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，光學鏡片系統的最大成像高度為ImgH(可為電子感光元件之有效感測區域對角線總長的一半)，其可滿足下列條件：0.60 ＜ EPD/ImgH ＜ 10.0。藉此，可增加光學鏡片系統的入光量，以提升周邊影像照度。其中，亦可滿足下列條件：0.60 ＜ EPD/ImgH ＜ 5.0。其中，亦可滿足下列條件：0.60 ＜ EPD/ImgH ＜ 2.0。其中，亦可滿足下列條件：0.60 ＜ EPD/ImgH ＜ 1.50。
光學鏡片系統的焦距為f，光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：0.50 ＜ f/EPD ＜ 2.10。藉此，可平衡光學鏡片系統中心與周邊的影像亮度，以確保周邊與中心具備等效的感測靈敏度。其中，亦可滿足下列條件：0.50 ＜ f/EPD ＜ 1.80。其中，亦可滿足下列條件：0.50 ＜ f/EPD ＜ 1.50。其中，亦可滿足下列條件：0.50 ＜ f/EPD ＜ 1.35。其中，亦可滿足下列條件：0.60 ＜ f/EPD ＜ 1.80。
第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，其可滿足下列條件：0.10 [公釐] ＜ TL ＜ 3.0 [公釐]。藉此，可在光學鏡片系統具備細緻辨識能力的條件下，有效地縮減光學鏡片系統的體積。
第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，其可滿足下列條件：0 ＜ T12/CT1 ＜ 0.7。藉此，可平衡第一透鏡的厚度以及透鏡間距，以提供良好的製造性，並同時控制光學鏡片系統的總長。其中，亦可滿足下列條件：0.19 ＜ T12/CT1 ＜ 0.7。
最靠近成像面的透鏡表面至成像面於光軸上的距離為BL，第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，其可滿足下列條件：0 ＜ BL/TL ＜ 0.4。藉此，可縮短後焦距，以進一步降低光學鏡片系統的總長。其中，若光學鏡片系統中的透鏡總數為二片，最靠近成像面的透鏡表面則代表第二透鏡像側表面。
第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，光學鏡片系統的最大成像高度為ImgH，其可滿足下列條件：1.0 ＜ TL/ImgH ＜ 4.0。藉此，可有效壓縮光學鏡片系統總長，同時維持足夠進光量。其中，亦可滿足下列條件：1.0 ＜ TL/ImgH ＜ 3.50。其中，亦可滿足下列條件：1.70 ＜ TL/ImgH ＜ 3.0。
光學鏡片系統中任一透鏡的阿貝數為Vi，所述透鏡的折射率為Ni，Vi/Ni的最小值為(Vi/Ni)min，其可滿足下列條件：(Vi/Ni)min ＜ 13.0。藉此，可增加光學鏡片系統中透鏡的光路控制能力，以在有限的空間中有效控制光點的大小。其中，亦可滿足下列條件：(Vi/Ni)min ＜ 12.0。其中，Vi亦可代表第i透鏡的阿貝數，Ni亦可代表第i透鏡的折射率。若光學鏡片系統中的透鏡總數為二片，第一透鏡的阿貝數為V1，第二透鏡的阿貝數為V2，第一透鏡的折射率為N1，第二透鏡的折射率為N2，則Vi/Ni的最小值為(Vi/Ni)min，其中i = 1或2。
光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，光學鏡片系統所有透鏡中於光軸上的單透鏡厚度最大值為CTmax，其可滿足下列條件：0.80 ＜ EPD/CTmax ＜ 1.80。藉此，可在有限空間內同時具備高進光量，以於暗處提供較快速且精準的測距能力。其中，亦可滿足下列條件：0.90 ＜ EPD/CTmax ＜ 1.50。
第一透鏡的焦距為f1，第二透鏡的焦距為f2，其可滿足下列條件：-0.30 ＜ f1/f2 ＜ 0.50。藉此，可使第一透鏡具備較強的光路控制能力，以滿足光學鏡片系統的總長需求。其中，亦可滿足下列條件：-0.20 ＜ f1/f2 ＜ 0.40。
第二透鏡的阿貝數為V2，其可滿足下列條件：5.0 ＜ V2 ＜ 50.0。藉此，可確保第二透鏡能控制後焦距，以滿足規格需求。其中，亦可滿足下列條件：5.0 ＜ V2 ＜ 40.0。其中，亦可滿足下列條件：10.0 ＜ V2 ＜ 30.0。其中，亦可滿足下列條件：10.0 ＜ V2 ＜ 22.0。
本發明所揭露的光學鏡片系統更可包含一光圈，光圈至最靠近成像面的透鏡表面於光軸上的距離為SD，第一透鏡物側表面至最靠近成像面的透鏡表面於光軸上的距離為TD，其可滿足下列條件：0.75 ＜ SD/TD ＜ 1.20。藉此，可控制光圈位置，使光學鏡片系統光圈最大化，以接收更多光線。其中，亦可滿足下列條件：0.85 ＜ SD/TD ＜ 1.10。其中，亦可滿足下列條件：0.95 ＜ SD/TD ＜ 1.10。其中，亦可滿足下列條件：1.0 ≤ SD/TD ＜ 1.10。
光學鏡片系統所有透鏡中的折射率最大值為Nmax，其可滿足下列條件：1.50 ＜ Nmax ＜ 1.80。藉此，可有效控制透鏡的製造難度，確保光學鏡片系統有能夠量產的可行性。其中，亦可滿足下列條件：1.60 ＜ Nmax ＜ 1.75。其中，亦可滿足下列條件：1.68 ≤ Nmax ＜ 1.70。
第一透鏡物側表面至最靠近成像面的透鏡表面於光軸上的距離為TD，光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其可滿足下列條件：1.50 ＜ TD/EPD ＜ 2.0。藉此，可有效平衡影像亮度與光學鏡片系統尺寸，且使裝置可應用於光線不足的環境中，同時具備良好的辨識能力。
光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，其可滿足下列條件：3.0 ＜ EPD/T12 ＜ 10.0。藉此，可有效控制透鏡間距，以避免空間浪費與透鏡干涉。
第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離為TL，光學鏡片系統的焦距為f，其可滿足下列條件：0.8 ＜ TL/f ＜ 2.5。藉此，可具備合適鏡頭總長與聚焦範圍，以提供更廣泛的應用。
光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，光學鏡片系統所有透鏡物側表面與像側表面中的最大有效半徑最大值為Ymax，其可滿足下列條件：0.8 ＜ EPD/Ymax ＜ 2.0。藉此，可控制鏡頭的外徑，以利感測模組的微型化，且提供大光圈配置，以提供快速與準確的量測數據。
第二透鏡的阿貝數為V2，第二透鏡的折射率為N2，其可滿足下列條件：3.0 ＜ V2/N2 ＜ 18.0。藉此，第二透鏡可提供感測端足夠的聚光能力。
光學鏡片系統中所有透鏡阿貝數的總和為ΣVi，其可滿足下列條件：10.0 ＜ ΣVi ＜ 50.0。藉此，可平衡光學鏡片系統的材質配置，使利於達成高效感測功能。其中，亦可滿足下列條件：20.0 ＜ ΣVi ＜ 42.0。其中，Vi亦可代表第i透鏡的阿貝數。若光學鏡片系統中的透鏡總數為二片，第一透鏡的阿貝數為V1，第二透鏡的阿貝數為V2，則ΣVi = V1 + V2。
光學鏡片系統中的最大視角為FOV，其可滿足下列條件：58 [度] ＜ FOV ＜ 180 [度]。藉此，可有效控制視場大小，達成更廣的辨識範圍。其中，亦可滿足下列條件：60 [度] ＜ FOV ＜ 110 [度]。其中，亦可滿足下列條件：65 [度] ＜ FOV ＜ 100 [度]。
光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，最靠近成像面的透鏡表面至成像面於光軸上的距離為BL，其可滿足下列條件：0.75 ＜ EPD/BL ＜ 5.0。藉此，有利於平衡影像光點大小與相對照度。其中，亦可滿足下列條件：0.85 ＜ EPD/BL ＜ 4.0。其中，亦可滿足下列條件：0.95 ＜ EPD/BL ＜ 2.0。
光學鏡片系統中的周邊影像照度為RI，其可滿足下列條件：50 % ＜ RI。藉此，可提升周邊影像照度，以確保周邊訊息的辨識精準度。其中，亦可滿足下列條件：60 % ＜ RI。
根據本發明所揭露的光學鏡片系統，可適用於飛時測距感測模組之接收端。一般飛時測距感測模組大多配置繞射光學元件，以接收被測物體所反射的感測訊號，但其解析度較低，而僅能以滿足感測需求，無法提供成像的需求，且飛時測距感測模組所採用的量測波段較為集中，因此無須考慮如色差等的像差。相較之下，本發明所揭露的光學鏡片系統，可在低總高的規格限制下，能以透鏡配置，滿足其感測需求，甚至可提高其解析度以產生感測物的成像。
上述本發明光學鏡片系統中的各技術特徵皆可組合配置，而達到對應之功效。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，透鏡的材質可為玻璃或塑膠。若透鏡的材質為玻璃，則可增加光學鏡片系統屈折力配置的自由度，並降低外在環境溫度變化對成像的影響，而玻璃透鏡可使用研磨或模造等技術製作而成。若透鏡材質為塑膠，則可以有效降低生產成本。此外，可於鏡面上設置球面或非球面(ASP)，其中球面透鏡可減低製造難度，而若於鏡面上設置非球面，則可藉此獲得較多的控制變數，用以消減像差、縮減透鏡數目，並可有效降低本發明光學鏡片系統的總長。進一步地，非球面可以塑膠射出成型或模造玻璃透鏡等方式製作而成。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，若透鏡表面為非球面，則表示該透鏡表面光學有效區全部或其中一部分為非球面。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，可選擇性地在任一(以上)透鏡材料中加入添加物，產生光吸收或光干涉效果，以改變透鏡對於特定波段光線的穿透率，進而減少雜散光與色偏。例如：添加物可具備濾除系統中600奈米至800奈米波段光線的功能，以助於減少多餘的紅光或紅外光；或可濾除350奈米至450奈米波段光線，以減少多餘的藍光或紫外光，因此，添加物可避免特定波段光線對成像造成干擾。此外，添加物可均勻混和於塑料中，並以射出成型技術製作成透鏡。此外，添加物亦可配置於透鏡表面上的鍍膜，以提供上述功效。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該凸面可位於透鏡表面近光軸處；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該凹面可位於透鏡表面近光軸處。若透鏡之屈折力或焦距未界定其區域位置時，則表示該透鏡之屈折力或焦距可為透鏡於近光軸處之屈折力或焦距。
本發明所述光學鏡片系統及飛時測距感測模組之各參數數值(例如折射率、焦距等)若無特別定義，則各參數數值可依據該系統之操作波長而定。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，所述透鏡表面的反曲點(Inflection Point)，係指透鏡表面曲率正負變化的交界點。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，光學鏡片系統之成像面依其對應的電子感光元件之不同，可為一平面或有任一曲率之曲面，特別是指凹面朝往物側方向之曲面。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，於成像光路上最靠近成像面的透鏡與成像面之間可選擇性配置一片以上的成像修正元件(平場元件等)，以達到修正影像的效果(像彎曲等)。該成像修正元件的光學性質，比如曲率、厚度、折射率、位置、面型(凸面或凹面、球面或非球面、繞射表面及菲涅爾表面等)可配合飛時測距感測模組需求而做調整。一般而言，較佳的成像修正元件配置為將具有朝往物側方向為凹面的薄型平凹元件設置於靠近成像面處。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，亦可於成像光路上在被攝物至成像面間選擇性設置至少一具有轉折光路功能的元件，如稜鏡或反射鏡等，以提供光學鏡片系統較高彈性的空間配置，使電子裝置的輕薄化不受制於光學鏡片系統之光學總長度。進一步說明，請參照圖31和圖32，其中圖31係繪示依照本發明的光路轉折元件在光學鏡片系統中的一種配置關係示意圖，且圖32係繪示依照本發明的光路轉折元件在光學鏡片系統中的另一種配置關係示意圖。如圖31及圖32所示，光學鏡片系統可沿光路由被攝物(未繪示)至成像面IM，依序具有第一光軸OA1、光路轉折元件LF與第二光軸OA2，其中光路轉折元件LF可以如圖31所示係設置於被攝物與光學鏡片系統的透鏡群LG之間，或者如圖32所示係設置於光學鏡片系統的透鏡群LG與成像面IM之間。此外，請參照圖33，係繪示依照本發明的二個光路轉折元件在光學鏡片系統中的一種配置關係示意圖，如圖33所示，光學鏡片系統亦可沿光路由被攝物(未繪示)至成像面IM，依序具有第一光軸OA1、第一光路轉折元件LF1、第二光軸OA2、第二光路轉折元件LF2與第三光軸OA3，其中第一光路轉折元件LF1係設置於被攝物與光學鏡片系統的透鏡群LG之間，第二光路轉折元件LF2係設置於光學鏡片系統的透鏡群LG與成像面IM之間，且光線在第一光軸OA1的行進方向可以如圖33所示係與光線在第三光軸OA3的行進方向為相同方向。光學鏡片系統亦可選擇性配置三個以上的光路轉折元件，本發明不以圖式所揭露之光路轉折元件的種類、數量與位置為限。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，可設置有至少一光闌，其可位於第一透鏡之前、各透鏡之間或最後一透鏡之後，該光闌的種類如耀光光闌(Glare Stop)或視場光闌(Field Stop)等，可用以減少雜散光，有助於提升影像品質。
本發明所揭露的光學鏡片系統中，光圈之配置可為前置光圈或中置光圈。其中前置光圈意即光圈設置於被攝物與第一透鏡間，中置光圈則表示光圈設置於第一透鏡與成像面間。若光圈為前置光圈，可使出射瞳(Exit Pupil)與成像面產生較長的距離，使其具有遠心(Telecentric)效果，並可增加電子感光元件的CCD或CMOS接收影像的效率；若為中置光圈，係有助於擴大光學鏡片系統的視場角。
本發明可適當設置一可變孔徑元件，該可變孔徑元件可為機械構件或光線調控元件，其可以電或電訊號控制孔徑的尺寸與形狀。該機械構件可包含葉片組、屏蔽板等可動件；該光線調控元件可包含濾光元件、電致變色材料、液晶層等遮蔽材料。該可變孔徑元件可藉由控制影像的進光量或曝光時間，強化影像調節的能力。此外，該可變孔徑元件亦可為本發明之光圈，可藉由改變光圈值以調節影像品質，如景深或曝光速度等。
根據上述實施方式，以下提出具體實施例並配合圖式予以詳細說明。
＜第一實施例＞
請參照圖1至圖2，其中圖1繪示依照本發明第一實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖2由左至右依序為第一實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖1可知，飛時測距感測模組接收端1包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有二反曲點，且其像側表面具有一反曲點。
第二透鏡E2具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有二反曲點，且其像側表面具有二反曲點。
上述各透鏡的非球面的曲線方程式表示如下：
Figure 02_image001
X：非球面與光軸的交點至非球面上距離光軸為Y的點平行於光軸的位移；
Y：非球面曲線上的點與光軸的垂直距離；
R：曲率半徑；
k：錐面係數；以及
Ai：第i階非球面係數。
第一實施例的光學鏡片系統中，光學鏡片系統的焦距為f，光學鏡片系統的光圈值(F-number)為Fno，光學鏡片系統中最大視角的一半為HFOV，其數值如下：f = 0.40公釐(mm)，Fno = 1.30，HFOV = 41.4度(deg.)。
第二透鏡E2的阿貝數為V2，其滿足下列條件：V2 = 18.384。
第一透鏡E1的阿貝數為V1，第二透鏡E2的阿貝數為V2，第i透鏡(任一透鏡)的阿貝數為Vi，光學鏡片系統中所有透鏡阿貝數的總和為ΣVi，其滿足下列條件：ΣVi = 37.8，其中i = 1和2。在本實施例中，ΣVi為第一透鏡E1的阿貝數V1與第二透鏡E2的阿貝數V2的總和。
第一透鏡E1的阿貝數為V1，第二透鏡E2的阿貝數為V2，第i透鏡(任一透鏡)的阿貝數為Vi，第一透鏡E1的折射率為N1，第二透鏡E2的折射率為N2，第i透鏡(所述透鏡)的折射率為Ni，Vi/Ni的最小值為(Vi/Ni)min，其滿足下列條件：V1/N1 = 11.9；V2/N2 = 11.1；以及(Vi/Ni)min = 11.1。在本實施例中，在第一透鏡E1至第二透鏡E2當中，第二透鏡E2的Vi/Ni小於其餘透鏡的Vi/Ni，因此(Vi/Ni)min等於第二透鏡E2的Vi/Ni（即V2/N2）。
光學鏡片系統所有透鏡中的折射率最大值為Nmax，其滿足下列條件：Nmax = 1.656。在本實施例中，在第一透鏡E1至第二透鏡E2當中，第二透鏡E2的折射率大於光學鏡片系統中其餘透鏡各自的折射率，故Nmax等於第二透鏡E2的折射率（即N2）。
第一透鏡E1與第二透鏡E2於光軸上的間隔距離為T12，第一透鏡E1於光軸上的厚度為CT1，其滿足下列條件：T12/CT1 = 0.33。在本實施例中，二相鄰透鏡於光軸上之間隔距離，係指二相鄰透鏡的二相鄰鏡面之間於光軸上的間距。
第一透鏡E1的焦距為f1，第二透鏡E2的焦距為f2，其滿足下列條件：f1/f2 = 5.88。
光學鏡片系統的焦距為f，光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：f/EPD = 1.30。
最靠近成像面IMG的透鏡表面（第二透鏡E2像側表面）至成像面IMG於光軸上的距離為BL，第一透鏡E1物側表面至成像面IMG於光軸上的距離為TL，其滿足下列條件：BL/TL = 0.37。
光學鏡片系統中的最大視角為FOV，其滿足下列條件：FOV = 82.75 [度]。
光圈ST至最靠近成像面IMG的透鏡表面（第二透鏡E2像側表面）於光軸上的距離為SD，第一透鏡E1物側表面至最靠近成像面IMG的透鏡表面（第二透鏡E2像側表面）於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：SD/TD = 1.01。
第一透鏡E1物側表面至最靠近成像面IMG的透鏡表面（第二透鏡E2像側表面）於光軸上的距離為TD，光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：TD/EPD = 1.67。
光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，光學鏡片系統所有透鏡中於光軸上的單透鏡厚度最大值為CTmax，其滿足下列條件：EPD/CTmax = 1.35。在本實施例中，在第一透鏡E1至第二透鏡E2當中，第一透鏡E1於光軸上的厚度大於其餘透鏡於光軸上的厚度，因此CTmax等於第一透鏡E1於光軸上的厚度（即CT1）。
光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，最靠近成像面IMG的透鏡表面（第二透鏡E2像側表面）至成像面IMG於光軸上的距離為BL，其滿足下列條件：EPD/BL = 1.02。
光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，光學鏡片系統所有透鏡物側表面與像側表面中的最大有效半徑最大值為Ymax，其滿足下列條件：EPD/Ymax = 1.07。
光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，光學鏡片系統的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：EPD/ImgH = 0.88。
光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，第一透鏡E1與第二透鏡E2於光軸上的間隔距離為T12，其滿足下列條件：EPD/T12 = 4.13。
第一透鏡E1物側表面至成像面IMG於光軸上的距離為TL，光學鏡片系統的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：TL/ImgH = 2.34。
第一透鏡E1物側表面至成像面IMG於光軸上的距離為TL，光學鏡片系統的焦距為f，其滿足下列條件：TL/f = 2.04。
第一透鏡E1物側表面至成像面IMG於光軸上的距離為TL，其滿足下列條件：TL = 0.82 [公釐]。
光學鏡片系統中的周邊影像照度為RI，其滿足下列條件：RI = 66.3 %。
請配合參照下列表一以及表二。
表一、第一實施例
f(焦距)＝0.40公釐(mm)，Fno(光圈值)＝1.30，HFOV(半視角)＝41.4度
表面   曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 0.007
2 第一透鏡 0.9522 (ASP) 0.230 塑膠 1.641 19.452 2.49
3 2.1412 (ASP) 0.045
4 光闌 平面 0.030
5 第二透鏡 0.2576 (ASP) 0.212 塑膠 1.656 18.384 0.42
6 2.4509 (ASP) 0.305
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.234 mm
表二、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = -1.63074E+01 -5.29164E-01 -5.65958E+01 -4.87215E+01
A4 = -1.01553E+02 2.32819E+01 1.51216E+02 -6.18009E-01
A6 = 4.03243E+04 -1.33203E+04 -1.58307E+04 1.05017E+03
A8 = -8.98626E+06 1.87725E+06 1.05362E+06 -6.12261E+04
A10 = 1.16971E+09 -1.52780E+08 -4.57270E+07 1.68094E+06
A12 = -9.38414E+10 7.63768E+09 1.28958E+09 -2.43146E+07
A14 = 4.69665E+12 -2.37385E+11 -2.33463E+10 1.22866E+08
A16 = -1.42649E+14 4.46386E+12 2.60190E+11 1.20494E+09
A18 = 2.39992E+15 -4.64391E+13 -1.61755E+12 -1.89818E+10
A20 = -1.71006E+16 2.04999E+14 4.28106E+12 7.25503E+10
表一為圖1第一實施例詳細的結構數據，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為公釐(mm)，且表面0到7依序表示由物側至像側的表面。表二為第一實施例中的非球面數據，其中，k為非球面曲線方程式中的錐面係數，A4到A20則表示各表面第4到20階非球面係數。此外，以下各實施例表格乃對應各實施例的示意圖與像差曲線圖，表格中數據的定義皆與第一實施例的表一及表二的定義相同，在此不加以贅述。
＜第二實施例＞
請參照圖3至圖4，其中圖3繪示依照本發明第二實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖4由左至右依序為第二實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖3可知，飛時測距感測模組接收端2包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有一反曲點，且其像側表面具有一反曲點。
第二透鏡E2具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有一反曲點，且其像側表面具有一反曲點。
請配合參照下列表三以及表四。
表三、第二實施例
f(焦距)＝0.40公釐(mm)，Fno(光圈值)＝1.33，HFOV(半視角)＝32.5度
表面 曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 0.015
2 第一透鏡 1.8255 (ASP) 0.257 塑膠 1.641 19.452 -40.27
3 1.6113 (ASP) 0.044
4 光闌 平面 0.030
5 第二透鏡 0.1994 (ASP) 0.228 塑膠 1.641 19.452 0.38
6 0.6278 (ASP) 0.304
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.234 mm
表四、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = -5.24792E+01 -8.31370E+01 -4.52103E+01 -4.25168E-01
A4 = -1.49360E+02 -8.41941E+01 2.34229E+02 -8.03861E+01
A6 = 7.91072E+04 1.70548E+04 -3.21926E+04 2.06697E+04
A8 = -2.41855E+07 -2.88203E+06 3.01275E+06 -2.61870E+06
A10 = 4.48707E+09 2.92474E+08 -1.93950E+08 2.04885E+08
A12 = -5.37254E+11 -1.84418E+10 8.71069E+09 -1.05625E+10
A14 = 4.28263E+13 7.41320E+11 -2.76524E+11 3.70677E+11
A16 = -2.29317E+15 -1.90002E+13 6.23400E+12 -8.99092E+12
A18 = 8.14200E+16 3.00298E+14 -9.91066E+13 1.50656E+14
A20 = -1.83644E+18 -2.66547E+15 1.08536E+15 -1.71154E+15
A22 = 2.37974E+19 1.01598E+16 -7.78730E+15 1.25819E+16
A24 = -1.34756E+20 - 3.29282E+16 -5.39910E+16
A26 = - - -6.21630E+16 1.02690E+17
第二實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第二實施例
f [公釐] 0.40 FOV [度] 64.98
Fno 1.33 SD/TD 1.03
HFOV [度] 32.5 TD/EPD 1.85
V2 19.452 EPD/CTmax 1.18
ΣVi 38.9 EPD/BL 1.00
V1/N1 11.9 EPD/Ymax 1.18
V2/N2 11.9 EPD/ImgH 1.07
(Vi/Ni)min 11.9 EPD/T12 4.07
Nmax 1.641 TL/ImgH 3.05
T12/CT1 0.29 TL/f 2.14
f1/f2 -106.81 TL [公釐] 0.86
f/EPD 1.33 RI [%] 71.4
BL/TL 0.35 - -
＜第三實施例＞
請參照圖5至圖6，其中圖5繪示依照本發明第三實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖6由左至右依序為第三實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖5可知，飛時測距感測模組接收端3包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面具有一反曲點。
第二透鏡E2具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有一反曲點，且其像側表面具有一反曲點。
請配合參照下列表五以及表六。
表五、第三實施例
f(焦距)＝0.41公釐(mm)，Fno(光圈值)＝1.30，HFOV(半視角)＝43.9度
表面 曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 0.015
2 第一透鏡 2.0701 (ASP) 0.242 塑膠 1.641 19.452 2.35
3 -5.2815 (ASP) 0.057
4 光闌 平面 0.040
5 第二透鏡 0.2524 (ASP) 0.212 塑膠 1.630 21.259 0.46
6 1.3424 (ASP) 0.305
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.234 mm
表六、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = -1.35126E+01 3.55104E+01 -4.12262E+01 -2.37992E+01
A4 = -6.61628E+01 3.73836E+01 1.40313E+02 6.27436E+00
A6 = 2.15560E+04 -1.59958E+04 -1.32216E+04 3.75556E+02
A8 = -4.11090E+06 2.26371E+06 8.47472E+05 -1.91035E+04
A10 = 4.54577E+08 -1.82387E+08 -3.66054E+07 3.46320E+05
A12 = -3.09924E+10 8.91697E+09 1.07213E+09 1.39767E+06
A14 = 1.32173E+12 -2.68653E+11 -2.13865E+10 -2.10051E+08
A16 = -3.43270E+13 4.86756E+12 2.88588E+11 4.74839E+09
A18 = 4.95599E+14 -4.85945E+13 -2.57425E+12 -5.57449E+10
A20 = -3.03949E+15 2.05292E+14 1.44459E+13 3.73982E+11
A22 = - - -4.59532E+13 -1.35889E+12
A24 = - - 6.30136E+13 2.08016E+12
第三實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第三實施例
f [公釐] 0.41 FOV [度] 87.73
Fno 1.30 SD/TD 1.03
HFOV [度] 43.9 TD/EPD 1.75
V2 21.259 EPD/CTmax 1.30
ΣVi 40.7 EPD/BL 1.03
V1/N1 11.9 EPD/Ymax 0.90
V2/N2 13.0 EPD/ImgH 0.90
(Vi/Ni)min 11.9 EPD/T12 3.24
Nmax 1.641 TL/ImgH 2.45
T12/CT1 0.40 TL/f 2.09
f1/f2 5.12 TL [公釐] 0.86
f/EPD 1.30 RI [%] 90.1
BL/TL 0.36 - -
＜第四實施例＞
請參照圖7至圖8，其中圖7繪示依照本發明第四實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖8由左至右依序為第四實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖7可知，飛時測距感測模組接收端4包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有一反曲點，且其像側表面具有一反曲點。
第二透鏡E2具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有一反曲點，且其像側表面具有一反曲點。
請配合參照下列表七以及表八。
表七、第四實施例
f(焦距)＝0.42公釐(mm)，Fno(光圈值)＝1.30，HFOV(半視角)＝34.1度
表面 曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 0.010
2 第一透鏡 0.9532 (ASP) 0.226 塑膠 1.535 55.983 2.75
3 2.4861 (ASP) 0.055
4 光闌 平面 0.000
5 第二透鏡 0.2759 (ASP) 0.217 塑膠 1.634 20.400 0.45
6 6.4835 (ASP) 0.321
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.234 mm
表八、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = -4.96968E+00 -4.02686E+01 -5.57758E+01 9.00000E+01
A4 = -6.88011E+01 4.05185E+01 1.30895E+02 -1.13748E+00
A6 = 2.18855E+04 -1.61208E+04 -1.11692E+04 1.01487E+03
A8 = -4.11171E+06 2.26579E+06 6.19332E+05 -5.24712E+04
A10 = 4.53976E+08 -1.82429E+08 -2.21441E+07 1.52853E+06
A12 = -3.09949E+10 8.91724E+09 5.13135E+08 -2.77892E+07
A14 = 1.32263E+12 -2.68635E+11 -7.64478E+09 3.14588E+08
A16 = -3.43070E+13 4.86766E+12 7.04992E+10 -2.15571E+09
A18 = 4.93950E+14 -4.86114E+13 -3.65385E+11 8.18283E+09
A20 = -3.02113E+15 2.05472E+14 8.11630E+11 -1.32058E+10
第四實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第四實施例
f [公釐] 0.42 FOV [度] 68.18
Fno 1.30 SD/TD 1.02
HFOV [度] 34.1 TD/EPD 1.54
V2 20.400 EPD/CTmax 1.43
ΣVi 76.4 EPD/BL 1.01
V1/N1 36.5 EPD/Ymax 1.23
V2/N2 12.5 EPD/ImgH 1.15
(Vi/Ni)min 12.5 EPD/T12 5.95
Nmax 1.634 TL/ImgH 2.90
T12/CT1 0.24 TL/f 1.94
f1/f2 6.13 TL [公釐] 0.82
f/EPD 1.30 RI [%] 77.6
BL/TL 0.39 - -
＜第五實施例＞
請參照圖9至圖10，其中圖9繪示依照本發明第五實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖10由左至右依序為第五實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖9可知，飛時測距感測模組接收端5包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡E2具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面具有一反曲點。
請配合參照下列表九以及表十。
表九、第五實施例
f(焦距)＝0.60公釐(mm)，Fno(光圈值)＝1.45，HFOV(半視角)＝30.5度
表面 曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 -0.100
2 第一透鏡 0.2590 (ASP) 0.208 塑膠 1.641 19.452 0.77
3 0.3755 (ASP) 0.095
4 光闌 平面 0.030
5 第二透鏡 1.9228 (ASP) 0.197 塑膠 1.655 18.400 1.21
6 -1.2850 (ASP) 0.233
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.170 mm
表十、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = -1.39715E+00 -1.52259E+00 -5.21809E+01 -2.52039E+01
A4 = 5.15938E+00 7.09038E+01 -5.31128E+01 1.86632E+00
A6 = 1.28780E+03 -2.87711E+04 1.88157E+04 -6.24199E+02
A8 = -1.60422E+05 8.32732E+06 -4.21743E+06 5.85432E+04
A10 = 1.25021E+07 -1.44816E+09 5.73931E+08 -4.01487E+06
A12 = -6.09499E+08 1.60223E+11 -5.06221E+10 1.75395E+08
A14 = 1.90982E+10 -1.14968E+13 2.97254E+12 -5.00558E+09
A16 = -3.80944E+11 5.32278E+14 -1.16899E+14 9.39240E+10
A18 = 4.63087E+12 -1.53094E+16 3.02993E+15 -1.14123E+12
A20 = -3.07810E+13 2.48172E+17 -4.94165E+16 8.54961E+12
A22 = 8.38553E+13 -1.72632E+18 4.56648E+17 -3.52438E+13
A24 = - - -1.80852E+18 5.89442E+13
第五實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第五實施例
f [公釐] 0.60 FOV [度] 60.99
Fno 1.45 SD/TD 0.81
HFOV [度] 30.5 TD/EPD 1.27
V2 18.400 EPD/CTmax 2.00
ΣVi 37.9 EPD/BL 1.79
V1/N1 11.9 EPD/Ymax 1.48
V2/N2 11.1 EPD/ImgH 1.11
(Vi/Ni)min 11.1 EPD/T12 3.33
Nmax 1.655 TL/ImgH 2.04
T12/CT1 0.60 TL/f 1.26
f1/f2 0.64 TL [公釐] 0.76
f/EPD 1.45 RI [%] 53.9
BL/TL 0.31 - -
＜第六實施例＞
請參照圖11至圖12，其中圖11繪示依照本發明第六實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖12由左至右依序為第六實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖11可知，飛時測距感測模組接收端6包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡E2具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
請配合參照下列表十一以及表十二。
表十一、第六實施例
f(焦距)＝1.35公釐(mm)，Fno(光圈值)＝1.45，HFOV(半視角)＝27.5度
表面 曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 -0.235
2 第一透鏡 0.5583 (ASP) 0.583 塑膠 1.641 19.452 1.26
3 1.0728 (ASP) 0.128
4 光闌 平面 0.106
5 第二透鏡 -2.8866 (ASP) 0.513 塑膠 1.655 18.400 -44.64
6 -3.4282 (ASP) 0.254
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.315 mm
表十二、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = -1.99078E+00 -9.35699E+00 -6.70000E+01 9.11009E+00
A4 = 1.38126E+00 3.69062E+00 3.80224E+00 3.49106E-01
A6 = -3.02012E+00 -1.54735E+02 -6.38466E+02 -2.10078E+01
A8 = 9.10826E+01 7.05912E+03 3.39345E+04 3.03497E+02
A10 = -1.23100E+03 -1.79177E+05 -1.07337E+06 -2.94510E+03
A12 = 9.60482E+03 2.65171E+06 2.07423E+07 1.74282E+04
A14 = -4.18570E+04 -2.23561E+07 -2.46772E+08 -6.31150E+04
A16 = 9.59338E+04 9.82159E+07 1.74626E+09 1.35236E+05
A18 = -8.84676E+04 -1.68629E+08 -6.64911E+09 -1.55560E+05
A20 = - - 1.02061E+10 7.22252E+04
第六實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第六實施例
f [公釐] 1.35 FOV [度] 55.01
Fno 1.45 SD/TD 0.82
HFOV [度] 27.5 TD/EPD 1.42
V2 18.400 EPD/CTmax 1.60
ΣVi 37.9 EPD/BL 3.68
V1/N1 11.9 EPD/Ymax 1.53
V2/N2 11.1 EPD/ImgH 1.25
(Vi/Ni)min 11.1 EPD/T12 4.00
Nmax 1.655 TL/ImgH 2.12
T12/CT1 0.40 TL/f 1.17
f1/f2 -0.03 TL [公釐] 1.58
f/EPD 1.45 RI [%] 38.1
BL/TL 0.16 - -
＜第七實施例＞
請參照圖13至圖14，其中圖13繪示依照本發明第七實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖14由左至右依序為第七實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖13可知，飛時測距感測模組接收端7包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡E2具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，且其物側表面具有二反曲點。
請配合參照下列表十三以及表十四。
表十三、第七實施例
f(焦距)＝1.17公釐(mm)，Fno(光圈值)＝1.49，HFOV(半視角)＝31.0度
表面 曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 -0.180
2 第一透鏡 0.4936 (ASP) 0.459 塑膠 1.656 18.384 1.11
3 0.9677 (ASP) 0.131
4 光闌 平面 0.095
5 第二透鏡 -3.3422 (ASP) 0.405 塑膠 1.731 27.579 -118.79
6 -3.6540 (ASP) 0.258
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.310 mm
表十四、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = -1.31430E+00 1.55737E+00 -8.99570E+01 -5.39903E+00
A4 = -1.53375E-01 1.67434E+01 5.70652E+01 -4.48159E+00
A6 = 1.63286E+02 -3.73364E+03 -1.24138E+04 2.02659E+02
A8 = -1.00395E+04 5.18156E+05 1.47424E+06 -4.54862E+03
A10 = 3.92156E+05 -4.52729E+07 -1.10479E+08 3.41895E+04
A12 = -1.02370E+07 2.65016E+09 5.56250E+09 5.68901E+05
A14 = 1.85800E+08 -1.07918E+11 -1.95891E+11 -1.80218E+07
A16 = -2.39598E+09 3.12586E+12 4.94439E+12 2.31075E+08
A18 = 2.21485E+10 -6.50330E+13 -9.05534E+13 -1.80544E+09
A20 = -1.46372E+11 9.69860E+14 1.20501E+15 9.38632E+09
A22 = 6.80823E+11 -1.02102E+16 -1.15297E+16 -3.32143E+10
A24 = -2.15528E+12 7.33636E+16 7.72602E+16 7.91612E+10
A26 = 4.35645E+12 -3.37330E+17 -3.44050E+17 -1.21598E+11
A28 = -4.94673E+12 8.71974E+17 9.14317E+17 1.08598E+11
A30 = 2.28556E+12 -9.14016E+17 -1.09707E+18 -4.27581E+10
第七實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第七實施例
f [公釐] 1.17 FOV [度] 61.91
Fno 1.49 SD/TD 0.83
HFOV [度] 31.0 TD/EPD 1.39
V2 27.579 EPD/CTmax 1.71
ΣVi 46.0 EPD/BL 3.05
V1/N1 11.1 EPD/Ymax 1.39
V2/N2 15.9 EPD/ImgH 1.05
(Vi/Ni)min 11.1 EPD/T12 3.48
Nmax 1.731 TL/ImgH 1.80
T12/CT1 0.49 TL/f 1.15
f1/f2 -0.01 TL [公釐] 1.35
f/EPD 1.49 RI [%] 21.3
BL/TL 0.19 - -
＜第八實施例＞
請參照圖15至圖16，其中圖15繪示依照本發明第八實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖16由左至右依序為第八實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖15可知，飛時測距感測模組接收端8包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有一反曲點，且其像側表面具有一反曲點。
第二透鏡E2具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有一反曲點，且其像側表面具有一反曲點。
請配合參照下列表十五以及表十六。
表十五、第八實施例
f(焦距)＝0.44公釐(mm)，Fno(光圈值)＝1.30，HFOV(半視角)＝39.0度
表面 曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 0.018
2 第一透鏡 1.0307 (ASP) 0.307 塑膠 1.634 20.400 0.35
3 -0.2496 (ASP) -0.073
4 光闌 平面 0.137
5 第二透鏡 -0.1692 (ASP) 0.180 塑膠 1.634 20.400 1.85
6 -0.2090 (ASP) 0.316
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.270 mm
表十六、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = -3.18827E+00 -1.17070E+00 -1.96134E+00 -7.39813E+00
A4 = -3.06450E+01 4.74753E+00 -1.43420E+01 -6.84080E+01
A6 = 3.44554E+03 -2.37851E+02 4.72978E+02 3.25900E+03
A8 = -2.59503E+05 3.91101E+03 -1.75442E+04 -1.18639E+05
A10 = 1.02321E+07 -2.08278E+04 7.85398E+05 3.16802E+06
A12 = -2.09251E+08 3.60129E+04 -1.77905E+07 -5.93494E+07
A14 = 1.73138E+09 -9.89319E+04 2.16179E+08 7.63835E+08
A16 = - - -1.39017E+09 -6.40382E+09
A18 = - - 3.75209E+09 3.12812E+10
A20 = - - - -6.70174E+10
第八實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第八實施例
f [公釐] 0.44 FOV [度] 78.08
Fno 1.30 SD/TD 1.03
HFOV [度] 39.0 TD/EPD 1.64
V2 20.400 EPD/CTmax 1.10
ΣVi 40.8 EPD/BL 1.07
V1/N1 12.5 EPD/Ymax 1.16
V2/N2 12.5 EPD/ImgH 0.96
(Vi/Ni)min 12.5 EPD/T12 5.26
Nmax 1.634 TL/ImgH 2.48
T12/CT1 0.21 TL/f 1.98
f1/f2 0.19 TL [公釐] 0.87
f/EPD 1.30 RI [%] 45.3
BL/TL 0.36 - -
＜第九實施例＞
請參照圖17至圖18，其中圖17繪示依照本發明第九實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖18由左至右依序為第九實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖17可知，飛時測距感測模組接收端9包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有二反曲點，且其像側表面具有一反曲點。
第二透鏡E2具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有一反曲點，且其像側表面具有一反曲點。
請配合參照下列表十七以及表十八。
表十七、第九實施例
f(焦距)＝0.43公釐(mm)，Fno(光圈值)＝1.30，HFOV(半視角)＝33.9度
表面 曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 0.017
2 第一透鏡 -100.0000 (ASP) 0.274 塑膠 1.634 20.400 0.40
3 -0.2512 (ASP) -0.022
4 光闌 平面 0.096
5 第二透鏡 -0.2333 (ASP) 0.221 塑膠 1.634 20.400 1.18
6 -0.2434 (ASP) 0.316
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.270 mm
表十八、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = 9.00000E+01 -1.26277E+00 -2.19650E+00 -3.67531E+00
A4 = 4.94709E+01 1.38498E+01 -6.65608E+00 -1.43492E+01
A6 = -1.10285E+04 -1.17097E+03 3.16069E+02 -3.40836E+02
A8 = 1.09481E+06 5.03162E+04 -9.18702E+03 3.95720E+04
A10 = -6.22239E+07 -1.21143E+06 2.80506E+05 -1.44942E+06
A12 = 2.01200E+09 1.55011E+07 -3.77810E+06 2.87179E+07
A14 = -3.45243E+10 -7.80713E+07 2.12519E+07 -3.22429E+08
A16 = 2.44784E+11 - -3.76148E+07 1.93100E+09
A18 = - - - -4.77191E+09
第九實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第九實施例
f [公釐] 0.43 FOV [度] 67.72
Fno 1.30 SD/TD 1.03
HFOV [度] 33.9 TD/EPD 1.72
V2 20.400 EPD/CTmax 1.21
ΣVi 40.8 EPD/BL 1.05
V1/N1 12.5 EPD/Ymax 1.14
V2/N2 12.5 EPD/ImgH 1.17
(Vi/Ni)min 12.5 EPD/T12 4.48
Nmax 1.634 TL/ImgH 3.13
T12/CT1 0.27 TL/f 2.05
f1/f2 0.34 TL [公釐] 0.88
f/EPD 1.30 RI [%] 56.0
BL/TL 0.36 - -
＜第十實施例＞
請參照圖19至圖20，其中圖19繪示依照本發明第十實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖20由左至右依序為第十實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖19可知，飛時測距感測模組接收端10包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面。
第二透鏡E2具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凹面，其像側表面於近光軸處為凸面，其兩表面皆為非球面。
請配合參照下列表十九以及表二十。
表十九、第十實施例
f(焦距)＝1.39公釐(mm)，Fno(光圈值)＝2.00，HFOV(半視角)＝26.8度
表面 曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 -0.138
2 第一透鏡 0.4622 (ASP) 0.527 塑膠 1.581 30.055 1.14
3 0.8817 (ASP) 0.107
4 光闌 平面 0.105
5 第二透鏡 -1.1230 (ASP) 0.461 塑膠 1.655 18.400 -5.77
6 -1.8577 (ASP) 0.301
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.250 mm
表二十、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = -1.25654E+00 -1.92059E+01 -3.18249E+01 -3.15162E+00
A4 = 1.37546E+00 4.93535E+00 -5.99261E+00 -8.49383E-01
A6 = 6.48977E+00 2.32361E+01 -3.51464E+01 -3.15199E+00
A8 = -1.14033E+02 -2.74311E+03 2.35681E+03 -2.23302E+01
A10 = 2.00792E+03 1.08056E+05 -8.14647E+04 3.73038E+02
A12 = -1.82800E+04 -1.98174E+06 1.29913E+06 -2.35241E+03
A14 = 8.93033E+04 1.78199E+07 -1.03223E+07 6.84430E+03
A16 = -1.73840E+05 -5.56941E+07 2.86263E+07 -8.02406E+03
第十實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第十實施例
f [公釐] 1.39 FOV [度] 49.96
Fno 2.00 SD/TD 0.89
HFOV [度] 25.0 TD/EPD 1.73
V2 18.400 EPD/CTmax 1.32
ΣVi 48.5 EPD/BL 2.31
V1/N1 19.0 EPD/Ymax 1.36
V2/N2 11.1 EPD/ImgH 1.02
(Vi/Ni)min 11.1 EPD/T12 3.28
Nmax 1.655 TL/ImgH 2.21
T12/CT1 0.40 TL/f 1.08
f1/f2 -0.20 TL [公釐] 1.50
f/EPD 2.00 RI [%] 40.7
BL/TL 0.20 - -
＜第十一實施例＞
請參照圖21至圖22，其中圖21繪示依照本發明第十一實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖，圖22由左至右依序為第十一實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。由圖21可知，飛時測距感測模組接收端11包含光學鏡片系統(未另標號)與電子感光元件IS。光學鏡片系統沿光路由物側至像側依序包含光圈ST、第一透鏡E1、光闌S1、第二透鏡E2與成像面IMG。其中，電子感光元件IS設置於成像面IMG上。光學鏡片系統包含二片透鏡(E1、E2)，並且各透鏡之間無其他內插的透鏡。
第一透鏡E1具有正屈折力，且為玻璃材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有二反曲點，且其像側表面具有二反曲點。
第二透鏡E2具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面於近光軸處為凸面，其像側表面於近光軸處為凹面，其兩表面皆為非球面，其物側表面具有一反曲點，且其像側表面具有二反曲點。
請配合參照下列表二十一以及表二十二。
表二十一、第十一實施例
f(焦距)＝0.40公釐(mm)，Fno(光圈值)＝1.30，HFOV(半視角)＝34.5度
表面 曲率半徑 厚度 材質 折射率 阿貝數 焦距
0 被攝物 平面 無限
1 光圈 平面 0.000
2 第一透鏡 0.8639 (ASP) 0.239 玻璃 1.630 33.792 1.99
3 2.4792 (ASP) 0.045
4 光闌 平面 0.030
5 第二透鏡 0.2496 (ASP) 0.200 塑膠 1.656 18.384 0.43
6 1.4632 (ASP) 0.285
7 成像面 平面 -
參考波長為940.0 nm
於表面4(光闌S1)的有效半徑為0.234 mm
表二十二、非球面係數
表面 2 3 5 6
k = -5.33281E+00 3.85729E+01 -4.92562E+01 4.47911E-01
A4 = -1.01160E+02 2.41807E+01 1.55890E+02 2.36286E+00
A6 = 4.02453E+04 -1.33502E+04 -1.59061E+04 1.04637E+03
A8 = -8.98512E+06 1.87725E+06 1.05424E+06 -6.13469E+04
A10 = 1.16982E+09 -1.52763E+08 -4.57177E+07 1.67986E+06
A12 = -9.38402E+10 7.63773E+09 1.28961E+09 -2.43324E+07
A14 = 4.69652E+12 -2.37386E+11 -2.33473E+10 1.23043E+08
A16 = -1.42655E+14 4.46374E+12 2.60172E+11 1.20542E+09
A18 = 2.39984E+15 -4.64397E+13 -1.61767E+12 -1.89696E+10
A20 = -1.70888E+16 2.05028E+14 4.28331E+12 7.27475E+10
第十一實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表所述的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
第十一實施例
f [公釐] 0.40 FOV [度] 69.08
Fno 1.30 SD/TD 1.00
HFOV [度] 34.5 TD/EPD 1.68
V2 18.384 EPD/CTmax 1.28
ΣVi 52.2 EPD/BL 1.07
V1/N1 20.7 EPD/Ymax 1.12
V2/N2 11.1 EPD/ImgH 1.02
(Vi/Ni)min 11.1 EPD/T12 4.09
Nmax 1.656 TL/ImgH 2.66
T12/CT1 0.31 TL/f 2.01
f1/f2 4.62 TL [公釐] 0.80
f/EPD 1.30 RI [%] 69.8
BL/TL 0.36 - -
＜第十二實施例＞
請參照圖23至圖24，其中圖23繪示依照本發明第十二實施例的一種飛時測距感測模組的立體示意圖，圖24繪示圖23之飛時測距感測模組之電子感光元件的示意圖。在本實施例中，飛時測距感測模組100為一種感測模組，且飛時測距感測模組100的高度可小於3.0公釐。藉此，可提供電子裝置更輕薄的可行性。其中，飛時測距感測模組100的高度亦可小於2.0公釐。在本實施例中，如圖23所示，飛時測距感測模組100的高度H為1.5公釐。
飛時測距感測模組100包含一發射端101以及一接收端102。發射端101包含一光源101a。發射端101的光源101a可發出特定波段的光線到一目標物OBJ，特定波段的光線在目標物OBJ被反射後由接收端102所接收。所接收之特定波段的光線資訊經運算後，可根據時間差或相位差等訊號差異得到目標物OBJ的相關資訊，例如為距離與形狀等等。具體來說，光源101a可包含一發光二極體(Light Emitting Diode，LED)或一雷射二極體(Laser Diode，LD)。飛時測距感測模組100可利用發光二極體或雷射二極體發射出紅外光，照射到目標物OBJ表面反射回來。接收端102可包含一紅外光影像感測器，以紅外光影像感測器來量測目標物OBJ不同深度的位置反射回來的時間，利用簡單的數學公式並代入已知光速就可以計算出距離。其中，飛時測距感測模組100可依照量測距離、時間以及所需準確度，分為使用脈衝光源以量測時間差的直接式ToF(Direct ToF，D-ToF)配置，或使用非脈衝連續性發光光源以量測相位差的間接式ToF(Indirect ToF，I-ToF)配置。其中，光源101a所包含的雷射二極體，可採用垂直共振腔面射型雷射(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)，相較於傳統式的邊射型雷射(Edge-Emitting Laser，EEL)，能提供圓形出光以及易於製作成陣列等優點。其中，發射端101更可包含一擴散板（Diffuser，未另繪示）。藉由設置擴散板，可將來自一導光板的光線擴散，以增加光照射面積以及所接收的反射光資訊。
接收端102可包含一感測鏡頭102a。感測鏡頭102a可提供較大的光圈、適當的角度、較佳地識別能力，且符合飛時測距感測模組100所需求的微型體積。感測鏡頭102a可應用於行車安全辨識、智慧駕駛、快速對焦、夜拍、互動遊戲機、距離感測、立體外型感測等等。相較於傳統的雷射對焦，包含感測鏡頭102a的飛時測距感測模組100具有較大的感測區域以及相對較多的感測資訊，進而避免因感測表面材質的不同、感測物邊界深度差異太大或感測死角而造成感測失敗或感測資訊錯誤的狀況。並且，相較於一般採用結構光的感測模組，包含感測鏡頭102a的飛時測距感測模組100因利用形變換算深度較為繁瑣，利用時間差計算深度可節省許多運算時間，較適合即時(realtime)取樣的應用需求。
感測鏡頭102a可包含上述第一實施例的光學鏡片系統以及上述第一實施例的電子感光元件IS，感測鏡頭102a亦可改為配置上述其他實施例的光學鏡片系統，本發明並不以此為限。所述光學鏡片系統可包含一鏡片容置機構（未另繪示）以及上述第一實施例的第一透鏡E1與第二透鏡E2，其中第一透鏡E1與第二透鏡E2設置於所述鏡片容置機構內。設置於上述第一實施例之成像面IMG的電子感光元件IS可被劃分為至少四個感測區域(Cell)；藉此，可提供裝置對於不同位置的感測物距離變化，而非單點的距離量測。其中，電子感光元件IS亦可被劃分為至少十六個感測區域。其中，電子感光元件IS亦可被劃分為至少六十四個感測區域。在本實施例中，如圖24所示，電子感光元件IS被劃分為十六個感測區域CL；其中，在圖24中以實線作為單個感測區域CL的輪廓線，並且為圖示簡潔，以其中七個填滿斜線的區域來表示七個感測區域CL。電子感光元件IS的畫素尺寸可介於5微米(um)至15微米之間；藉此，可平衡單一尺寸的收光面積。在本實施例中，如圖24所示，單個畫素PXL尺寸L為10微米；其中，在圖24中以實線和雙點長劃線(dash-double-dotted line)作為單個畫素PXL的輪廓線。電子感光元件IS可為單光子崩潰二極體(Single-Photon Avalanche Diode，SPAD)；藉此，可提高訊號感測速度以及靈敏度。
飛時測距感測模組100的數量可為多個，多個飛時測距感測模組100可用陣列方式排列，以組成一光達(Light Detection and Ranging，LIDAR)裝置（未另繪示）。本實施例之光達裝置可採用承載較高功率的垂直共振腔面射型雷射光源，以提供較大與較遠的三維(3D)感測範圍。並且，相較於傳統式光達，本實施例之光達裝置可省去配置旋轉掃描反射鏡（可動件），以提供較佳的影像拍攝穩定性以及整體光達裝置的產品可靠性。
＜第十三實施例＞
請參照圖25，係繪示依照本發明第十三實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖。
在本實施例中，電子裝置200為一智慧型手機。電子裝置200包含第十二實施例之飛時測距感測模組100、取像裝置100a、取像裝置100b以及取像裝置100c。飛時測距感測模組100、取像裝置100a、取像裝置100b及取像裝置100c係皆配置於電子裝置200的同一側。詳細來說，取像裝置100a、取像裝置100b及取像裝置100c各可包含一成像鏡頭、用於輔助成像鏡頭對焦的一驅動裝置、用於供成像鏡頭成像於其上並輸出影像資料的一電子感光元件以及用於提升動態以及低照度場景拍攝的一影像穩定模組。
飛時測距感測模組100可取得影像的深度資訊。取像裝置100a為一超廣角取像裝置，取像裝置100b為一廣角取像裝置，且取像裝置100c為一望遠取像裝置。本實施例之取像裝置100a、取像裝置100b及取像裝置100c具有相異的視角，使電子裝置200可提供不同的放大倍率，以達到光學變焦的拍攝效果。上述電子裝置200以包含多個取像裝置100a、100b、100c為例，但取像裝置的數量與配置並非用以限制本發明。
＜第十四實施例＞
請參照圖26至圖28，其中圖26繪示依照本發明第十四實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖，圖27繪示圖26之電子裝置之另一側的立體示意圖，圖28繪示圖26之電子裝置的系統方塊圖。
在本實施例中，電子裝置300為一智慧型手機。電子裝置300包含第十二實施例之飛時測距感測模組100、取像裝置100d、取像裝置100e、取像裝置100f、取像裝置100g、閃光燈模組301、對焦輔助模組302、影像訊號處理器303(Image Signal Processor)、顯示模組304以及影像軟體處理器305。飛時測距感測模組100、取像裝置100d、取像裝置100e及顯示模組304係皆配置於電子裝置300的同一側，並且顯示模組304可為使用者介面，以使取像裝置100d及取像裝置100e可作為前置鏡頭以提供自拍功能，但本發明並不以此為限。取像裝置100f及取像裝置100g係皆配置於電子裝置300的另一側。對焦輔助模組302可採用雷射測距或飛時測距(Time of Flight，ToF)模組，但本發明並不以此為限。
飛時測距感測模組100可取得影像的深度資訊。取像裝置100d為一超廣角取像裝置，取像裝置100e為一廣角取像裝置，取像裝置100f為一廣角取像裝置，且取像裝置100g為一超廣角取像裝置。本實施例之取像裝置100d與取像裝置100e之間或取像裝置100f與取像裝置100g之間具有相異的視角，使電子裝置300可提供不同的放大倍率，以達到光學變焦的拍攝效果。上述電子裝置300以包含多個取像裝置100d、100e、100f、100g為例，但取像裝置的數量與配置並非用以限制本發明。
當使用者拍攝目標物OBJ時，電子裝置300利用取像裝置100d、取像裝置100e、取像裝置100f或取像裝置100g聚光取像，啟動閃光燈模組301進行補光，並使用飛時測距感測模組100或對焦輔助模組302提供的目標物OBJ之物距資訊進行快速對焦，再加上影像訊號處理器303進行影像最佳化處理，來進一步提升影像品質。對焦輔助模組302可採用紅外線或雷射對焦輔助系統來達到快速對焦。顯示模組304可採用觸控螢幕，配合影像軟體處理器305的多樣化功能進行影像拍攝以及影像處理(或可利用實體拍攝按鈕進行拍攝)。經由影像軟體處理器305處理後的影像可顯示於顯示模組304。
＜第十五實施例＞
請參照圖29，繪示依照本發明第十五實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖。
在本實施例中，電子裝置400為一智慧型手機。電子裝置400包含第十二實施例之飛時測距感測模組100、取像裝置100h、取像裝置100i、取像裝置100j、取像裝置100k、取像裝置100m、取像裝置100n、取像裝置100p、取像裝置100q、閃光燈模組401、對焦輔助模組、影像訊號處理器、顯示模組以及影像軟體處理器（未另繪示）。飛時測距感測模組100、取像裝置100h、取像裝置100i、取像裝置100j、取像裝置100k、取像裝置100m、取像裝置100n、取像裝置100p與取像裝置100q係皆配置於電子裝置400的同一側，而顯示模組則配置於電子裝置400的另一側。
飛時測距感測模組100可取得影像的深度資訊。取像裝置100h為一廣角取像裝置，取像裝置100i為一廣角取像裝置，取像裝置100j為一超廣角取像裝置，取像裝置100k為一超廣角取像裝置，取像裝置100m為一望遠取像裝置，取像裝置100n為一望遠取像裝置，取像裝置100p為一望遠取像裝置，且取像裝置100q為一望遠取像裝置。本實施例之取像裝置100h、取像裝置100i、取像裝置100j、取像裝置100k、取像裝置100m、取像裝置100n、取像裝置100p與取像裝置100q具有相異的視角，使電子裝置400可提供不同的放大倍率，以達到光學變焦的拍攝效果。此外，取像裝置100m與取像裝置100n可為具有光路轉折元件配置的望遠取像裝置。其中，取像裝置100m與取像裝置100n的光路轉折元件配置可例如具有類似圖31至圖33的結構，可參照前述對應圖31至圖33之說明，在此不再加以贅述。上述電子裝置400以包含多個取像裝置100h、100i、100j、100k、100m、100n、100p、100q為例，但取像裝置的數量與配置並非用以限制本發明。當使用者拍攝被攝物時，電子裝置400利用取像裝置100h、取像裝置100i、取像裝置100j、取像裝置100k、取像裝置100m、取像裝置100n、取像裝置100p或取像裝置100q聚光取像，啟動閃光燈模組401進行補光，使用飛時測距感測模組100或對焦輔助模組提供的目標物之物距資訊進行快速對焦，並且以類似於前述實施例的方式進行後續處理，在此不再加以贅述。
本發明的飛時測距感測模組並不以應用於智慧型手機為限。飛時測距感測模組更可視需求應用於移動對焦的系統，並兼具優良像差修正與良好成像品質的特色。舉例來說，飛時測距感測模組可多方面應用於三維(3D)影像擷取、數位相機、行動裝置、數位平板、智慧型電視、網路監控設備、行車記錄器、倒車顯影裝置、多鏡頭裝置、辨識系統、體感遊戲機與穿戴式裝置等電子裝置中。前揭電子裝置僅是示範性地說明本發明的實際運用例子，並非限制本發明之飛時測距感測模組的運用範圍。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
100:飛時測距感測模組 101:發射端 101a:光源 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、102:接收端 102a:感測鏡頭 100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i、100j、100k、100m、100n、100p、100q:取像裝置 200、300、400:電子裝置 301、401:閃光燈模組 302:對焦輔助模組 303:影像訊號處理器 304:顯示模組 305:影像軟體處理器 OBJ:被攝物 PXL:畫素 CL:感測區域 H:高度 L:尺寸 P:反曲點 IM:成像面 OA1:第一光軸 OA2:第二光軸 OA3:第三光軸 LF:光路轉折元件 LF1:第一光路轉折元件 LF2:第二光路轉折元件 LG:透鏡群 ST:光圈 S1:光闌 E1:第一透鏡 E2:第二透鏡 IMG:成像面 IS:電子感光元件 BL:最靠近成像面的透鏡表面（第二透鏡像側表面）至成像面於光軸上的距離 CT1:第一透鏡於光軸上的厚度 CTmax:光學鏡片系統所有透鏡中於光軸上的單透鏡厚度最大值 EPD:光學鏡片系統的入瞳孔徑 f:光學鏡片系統的焦距 f1:第一透鏡的焦距 f2:第二透鏡的焦距 Fno:光學鏡片系統的光圈值(F-number) FOV:光學鏡片系統中的最大視角 HFOV:光學鏡片系統中最大視角的一半 ImgH:光學鏡片系統的最大成像高度 N1:第一透鏡的折射率 N2:第二透鏡的折射率 Ni:第i透鏡(所述透鏡)的折射率 Nmax:光學鏡片系統所有透鏡中的折射率最大值 Nd:單一透鏡於氦d線波長(587.6 nm)量測到的折射率 NF:單一透鏡於氫F線波長(486.1 nm)量測到的折射率 NC:單一透鏡於氫C線波長(656.3 nm)量測到的折射率 RI:光學鏡片系統中的周邊影像照度 SD:光圈至最靠近成像面的透鏡表面（第二透鏡像側表面）於光軸上的距離 T12:第一透鏡與第二透鏡於光軸上的間隔距離 TD:第一透鏡物側表面至最靠近成像面的透鏡表面（第二透鏡像側表面）於光軸上的距離 TL:第一透鏡物側表面至成像面於光軸上的距離 V1:第一透鏡的阿貝數 V2:第二透鏡的阿貝數 Vi:第i透鏡(光學鏡片系統中任一透鏡)的阿貝數 (Vi/Ni)min:Vi/Ni的最小值 ΣVi:光學鏡片系統中所有透鏡阿貝數的總和 Ymax:光學鏡片系統所有透鏡物側表面與像側表面中的最大有效半徑最大值
圖1繪示依照本發明第一實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖2由左至右依序為第一實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖3繪示依照本發明第二實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖4由左至右依序為第二實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖5繪示依照本發明第三實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖6由左至右依序為第三實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖7繪示依照本發明第四實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖8由左至右依序為第四實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖9繪示依照本發明第五實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖10由左至右依序為第五實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖11繪示依照本發明第六實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖12由左至右依序為第六實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖13繪示依照本發明第七實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖14由左至右依序為第七實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖15繪示依照本發明第八實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖16由左至右依序為第八實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖17繪示依照本發明第九實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖18由左至右依序為第九實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖19繪示依照本發明第十實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖20由左至右依序為第十實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖21繪示依照本發明第十一實施例的飛時測距感測模組接收端示意圖。 圖22由左至右依序為第十一實施例的球差、像散以及畸變曲線圖。 圖23繪示依照本發明第十二實施例的一種飛時測距感測模組的立體示意圖。 圖24繪示圖23之飛時測距感測模組之電子感光元件的示意圖。 圖25繪示依照本發明第十三實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖。 圖26繪示依照本發明第十四實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖。 圖27繪示圖26之電子裝置之另一側的立體示意圖。 圖28繪示圖26之電子裝置的系統方塊圖。 圖29繪示依照本發明第十五實施例的一種電子裝置之一側的立體示意圖。 圖30繪示依照本發明第一實施例中透鏡之反曲點的示意圖。 圖31繪示依照本發明的光路轉折元件在光學鏡片系統中的一種配置關係示意圖。 圖32繪示依照本發明的光路轉折元件在光學鏡片系統中的另一種配置關係示意圖。 圖33繪示依照本發明的二個光路轉折元件在光學鏡片系統中的一種配置關係示意圖。
1:飛時測距感測模組
ST:光圈
S1:光闌
E1:第一透鏡
E2:第二透鏡
IMG:成像面
IS:電子感光元件

Claims (30)

  1. 一種光學鏡片系統，包含二片透鏡，該二片透鏡沿光路由物側至像側依序為第一透鏡以及第二透鏡，且該二片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面；其中，該光學鏡片系統中至少一透鏡的物側表面與像側表面至少一者為非球面，且該光學鏡片系統中的透鏡總數為二片；其中，該第一透鏡的阿貝數為V1，該第一透鏡的折射率為N1，該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，該光學鏡片系統的最大成像高度為ImgH，該光學鏡片系統的焦距為f，該第一透鏡物側表面至一成像面於光軸上的距離為TL，該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，其滿足下列條件：5.0<V1/N1<33.0；0.60<EPD/ImgH<10.0；0.50<f/EPD<2.10；0.10[公釐]<TL<3.0[公釐]；以及3.0<EPD/T12<10.0。
  2. 如請求項1所述之光學鏡片系統，其中該第一透鏡具有正屈折力，且該第二透鏡具有正屈折力。
  3. 如請求項1所述之光學鏡片系統，其中該第一透鏡像側表面於近光軸處為凸面，該第二透鏡物側表面於近光軸處為凹面，且該第二透鏡像側表面於近光軸處為凸面。
  4. 如請求項1所述之光學鏡片系統，其中該第一透鏡的阿貝數為V1，該第二透鏡的阿貝數為V2，第i透鏡的阿貝數為Vi，該第一透鏡的折射率為N1，該第二透鏡的折射率為N2，第i透鏡的折射率為Ni，Vi/Ni的最小值為(Vi/Ni)min，其滿足下列條件：(Vi/Ni)min<13.0，其中i=1或2。
  5. 如請求項1所述之光學鏡片系統，其中該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，該光學鏡片系統所有透鏡中於光軸上的單透鏡厚度最大值為CTmax，其滿足下列條件：0.80<EPD/CTmax<1.80。
  6. 如請求項1所述之光學鏡片系統，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2，其滿足下列條件：-0.30<f1/f2<0.50。
  7. 如請求項1所述之光學鏡片系統，更包含一光圈，其中該第二透鏡的阿貝數為V2，該光圈至該第二透鏡像側表面於光軸上的距離為SD，該第一透鏡物側表面至該第二透鏡像側表面於光軸上的距離為TD，其滿足下列條件：5.0<V2<50.0；以及0.75<SD/TD<1.20。
  8. 如請求項1所述之光學鏡片系統，其中該第一透鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TL，該光學鏡片系統的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：1.0<TL/ImgH<3.50。
  9. 如請求項1所述之光學鏡片系統，其中該光學鏡片系統所有透鏡中的折射率最大值為Nmax，該第一透鏡的阿貝數為V1，該第一透鏡的折射率為N1，其滿足下列條件：1.50<Nmax<1.80；以及5.0<V1/N1<25.0。
  10. 如請求項1所述之光學鏡片系統，其中該光學鏡片系統中至少一透鏡的物側表面與像側表面至少其中一者具有至少一反曲點；其中，該光學鏡片系統的焦距為f，該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：0.50<f/EPD<1.80。
  11. 如請求項1所述之光學鏡片系統，其中該光學鏡片系統中至少一透鏡為塑膠材質；其中，該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，該光學鏡片系統的最大成像高度為ImgH，其滿足下列條件：0.60<EPD/ImgH<5.0。
  12. 如請求項1所述之光學鏡片系統，其中該光學鏡片系統應用於波長介於700奈米至1500奈米的光波段；其中，該第一透鏡物側表面至該第二透鏡像側表面於光軸上的距離為TD，該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：1.50<TD/EPD<2.0。
  13. 一種飛時測距感測模組，包含：一發射端，包含一垂直共振腔面射型雷射光源；以及 一接收端，包含如請求項1所述之光學鏡片系統。
  14. 一種光學鏡片系統，包含二片透鏡，該二片透鏡沿光路由物側至像側依序為第一透鏡以及第二透鏡，且該二片透鏡分別具有朝向物側方向的物側表面與朝向像側方向的像側表面；其中，該光學鏡片系統中至少一透鏡的物側表面與像側表面至少一者為非球面，且該光學鏡片系統中的透鏡總數為二片；其中，該第一透鏡的阿貝數為V1，該第一透鏡的折射率為N1，該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，該第二透鏡像側表面至一成像面於光軸上的距離為BL，該第一透鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TL，該光學鏡片系統的最大成像高度為ImgH，該光學鏡片系統的焦距為f，該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：5.0<V1/N1<18.0；0<T12/CT1<0.7；0<BL/TL<0.4；1.0<TL/ImgH<4.0；以及0.50<f/EPD<2.10。
  15. 如請求項14所述之光學鏡片系統，其中該第二透鏡具有正屈折力。
  16. 如請求項14所述之光學鏡片系統，其中該第一透鏡與該第二透鏡於光軸上的間隔距離為T12，該第一透鏡於光軸上的厚度為CT1，其滿足下列條件： 0.19<T12/CT1<0.7。
  17. 如請求項14所述之光學鏡片系統，其中該第一透鏡物側表面至該成像面於光軸上的距離為TL，該光學鏡片系統的焦距為f，該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：0.8<TL/f<2.5；以及0.60<f/EPD<1.80。
  18. 如請求項14所述之光學鏡片系統，其中該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，該光學鏡片系統所有透鏡物側表面與像側表面中的最大有效半徑最大值為Ymax，其滿足下列條件：0.8<EPD/Ymax<2.0。
  19. 如請求項14所述之光學鏡片系統，其中該第二透鏡的阿貝數為V2，該第二透鏡的折射率為N2，其滿足下列條件：3.0<V2/N2<18.0。
  20. 如請求項14所述之光學鏡片系統，其中該第一透鏡的阿貝數為V1，該第二透鏡的阿貝數為V2，第i透鏡的阿貝數為Vi，該光學鏡片系統中所有透鏡阿貝數的總和為ΣVi，其滿足下列條件：10.0<ΣVi<50.0，其中i=1和2。
  21. 如請求項14所述之光學鏡片系統，其中該第二透鏡物側表面與該第二透鏡像側表面至少其中一者具有至少一反曲點。
  22. 一種飛時測距感測模組，包含：一發射端，包含一光源；以及一接收端，包含： 一光學鏡片系統，包含一鏡片容置機構以及二片透鏡，其中該二片透鏡設置於該鏡片容置機構內，該二片透鏡中至少一者的物側表面與像側表面至少一者為非球面，且該二片透鏡中至少一者的物側表面與像側表面至少一者具有至少一反曲點；以及一電子感光元件，設置於該光學鏡片系統的一成像面上，且該電子感光元件被劃分為至少四個感測區域；其中，該飛時測距感測模組的高度小於3.0公釐；該光學鏡片系統的焦距為f，該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：0.50<f/EPD<1.50。
  23. 如請求項22所述之飛時測距感測模組，其中該光學鏡片系統中所有透鏡阿貝數的總和為ΣVi，其滿足下列條件：10.0<ΣVi<50.0。
  24. 如請求項22所述之飛時測距感測模組，其中該光學鏡片系統中的最大視角為FOV，其滿足下列條件：58[度]<FOV<180[度]。
  25. 如請求項22所述之飛時測距感測模組，其中該光學鏡片系統的焦距為f，該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，其滿足下列條件：0.50<f/EPD<1.35。
  26. 如請求項22所述之飛時測距感測模組，其中該光學鏡片系統的入瞳孔徑為EPD，最靠近該成像面的透鏡表面至該成像面於光軸上的距離為BL，其滿足下列條件：0.75<EPD/BL<5.0。
  27. 如請求項22所述之飛時測距感測模組，其中該二片透鏡中至少一者為塑膠材質，且該二片透鏡中的該至少一者藉由射出成型所製造而成；其中，該光學鏡片系統中的周邊影像照度為RI，其滿足下列條件：50%<RI。
  28. 如請求項22所述之飛時測距感測模組，其中該電子感光元件被劃分為至少十六個感測區域，且該電子感光元件的畫素尺寸介於5微米至15微米之間。
  29. 如請求項22所述之飛時測距感測模組，其中該電子感光元件為單光子崩潰二極體，且該發射端更包含一擴散板。
  30. 如請求項22所述之飛時測距感測模組，其中該飛時測距感測模組的高度小於2.0公釐。
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