鏡頭系統的製作方法

2023-09-23 05:03:10 2

專利名稱：：鏡頭系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種鏡頭系統，尤其涉及適用於手機、PC照相機等的微型攝像元件的鏡頭系統。
背景技術：
：近年來，隨著多媒體的發展，對搭載在手提電腦和可視電話以及手機等上使用了CCD(ChargedCoupledDevice)或CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)等固體成像器件的攝像元件的需求越來越大。而這種需求增大的本身又要求鏡頭系統更進一步的小型化。另一方面，由於這些固體成像器件如CCD或者CMOS的工藝技術提高，已經製作出每個像素只有幾個微米大小的成像器件，使得系統小型化的同時提高了對攝像鏡頭的解析度的要求。因此，提供一種具低高度、光學性能優良且成像質量好的鏡頭系統是現今微型攝像元件的發展方向。所述低高度是指從鏡頭的第一面到成像面的距離(即成像系統的總長)要短。
發明內容有鑑於此，有必要提供一種適用於手機、PC照相機等上的一種低高度且成像質量較好的鏡頭系統。一種鏡頭系統，其從物側到像側方向依次包括一個正光焦度的第一透鏡、一個正光焦度的第二透鏡及一個負光焦度的第三透鏡。所述鏡頭系統滿足條件式(1)0.25〈R1F/F〈0.5;(2)r2f〈r2r〈0和(3)0〈R1F〈R1R，其中R^:第一透鏡靠近物側的表面的曲率半徑；Rir:第一透鏡靠近像側的表面的曲率半徑；R2R:第二透鏡靠近像側的表面的曲率半徑；R2F:第二透鏡靠近物側的表面的曲率半徑；F:鏡頭系統的有效焦距。滿足上述條件的鏡頭系統，具有一較小的高度，且具有較好的成像質量，從而滿足鏡頭系統小型化及成像質量高的要求，適用於手機、PC照相機等小型成像系統中。圖l是本發明實施例提供的一種鏡頭系統示意圖。圖2是本發明實施例1的鏡頭系統的球差圖。圖3是本發明實施例1的鏡頭系統的場曲圖。圖4是本發明實施例1的鏡頭系統的畸變圖。圖5是本發明實施例2的鏡頭系統的球差圖。圖6是本發明實施例2的鏡頭系統的場曲圖。圖7是本發明實施例2的鏡頭系統的畸變圖。具體實施例方式下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。請參閱圖l，為一種可用於手機、PC照相機等可攜式電子裝置上的鏡頭系統100。該鏡頭系統100從物側到像側方向依次包括一個正光焦度的第一透鏡10、一個正光焦度的第二透鏡20及一個負光焦度的第三透鏡30。當該鏡頭系統100用於成像時，來自被攝物的光線從物側方向入射所述鏡頭系統100並依次經過所述第一透鏡IO、第二透鏡20及第三透鏡30，最終會聚到一個成像面40上，通過將CCD或CM0S等影像感測裝置置於所述成像面40處，即可獲取該被攝物的像。為了實現整個鏡頭系統100的低高度及具有較好的成像質量，該鏡頭系統100滿足以下條件式(1)0.25〈R1F/F〈0.5;(2)r2f〈r2r〈0;和(3)0〈R1F〈R1R，其中RW:第一透鏡10靠近物側的表面的曲率半徑；R1R:第一透鏡10靠近像側的表面的曲率半徑；R2R:第二透鏡20靠近像側的表面的曲率半徑；R2F:第二透鏡20靠近物側的表面的曲率半徑；F:鏡頭系統100的有效焦距。條件式(1)可以使鏡頭系統100滿足低高度且具有一較好的成像質量，若Rif/F大於0.5則無法滿足鏡頭系統100低高度的要求，若R^/F小於0.25則不利於後續對第一透鏡10所產生的場曲及球差的修正。條件式(2)是為了使第二透鏡20的兩表面與第一透鏡10的兩表面反向設置，以平衡第一透鏡10正光焦度所產生的色差、球差及彗差。條件式(3)是為了使第一透鏡10達到正光焦度，以平衡第三透鏡30之負光焦度像差，並有效降低鏡頭系統100的長度。所述第一透鏡10為一個新月型透鏡，且具有一面向物側的凸面。優選地，所述第一透鏡10的兩個表面均為非球面。所述第二透鏡20也為一個新月型透鏡，且具有一面向像側的凸面。優選地，所述第二透鏡20的兩個表面均為非球面。較佳的，第一透鏡10還滿足條件式(4)0.3〈(R『R1F)/(R1F+R1R)，條件式(4)用於限定第一透鏡10兩表面曲率半徑之間的關係，以便於修正鏡頭系統100的畸變與像散像差。更優選的，鏡頭系統100還滿足條件式formulaseeoriginaldocumentpage5其中R3F:第三透鏡30靠近物側的表面的曲率半徑；Fl:第一透鏡10的有效焦距。條件式(5)及條件式(6)中O.7〈Fi/F是為了使得主光線入射像平面的角度小於25度，並且修正畸變。條件式(6)是為了修正多種像差，尤其是球差，並以使鏡頭系統100達到低高度的要求。若所述F^F大於1.5，則第一透鏡10的光焦度會較小，對於畸變的修正將會變的困難。所述第三透鏡30為一個新月型透鏡，且具有一面向物側的凸面。優選地，所述第三透鏡30的兩個表面均為非球面。為了更好的消除鏡頭系統100的色差，尤其是倍率色差，第二透鏡20所用材料的Abbe數v2應該滿足如下條件式(7)45〈v2〈60。所述鏡頭系統100還包括一個光闌(Aperturestop)50及一濾光片60。該光闌50位於第一透鏡10與第二透鏡20之間，以限制經過第一透鏡10的光線進入第二透鏡20的光通量，並讓經過第一透鏡10後的光錐能更加對稱，使鏡頭系統100的彗差得以修正。優選地，所述光闌50設於第一透鏡10靠近像側的表面上，從而可減少鏡頭系統100的元件數量，降低鏡頭系統IOO組裝的複雜度。實際操作時，可以直接將第一透鏡10的靠近像側的表面上一外圍環狀區域塗黑以當作光闌50。所述濾光片60位於第三透鏡30與成像面40之間，主要用於濾除進入鏡頭系統100光線中的位於紅外波段的光線。可以理解的是，本發明的鏡頭系統IOO的第一透鏡IO、第二透鏡20及第三透鏡30都採用塑料製成以降低成本，並且易於實現量產。下面請參照圖2至圖7，以具體實施例來詳細說明本發明的鏡頭系統IOO。以下每個實施例中，第一透鏡10的兩個表面、第二透鏡20的兩個表面及第三透鏡30的兩個表面均採用非球面。非球面面型表達式如下其中，a=、/y2+z2為從光軸到透鏡表面的高度，k是二次曲面係數，^為第i階的非球面面型係數。FN。F數；2":視場角。實施例l該鏡頭系統100各光學元件滿足表1和表2的條件，且其Fn^3.2;2w=67°。表ltableseeoriginaldocumentpage6穀tableseeoriginaldocumentpage6該實施例1的鏡頭系統100中，其球差、場曲及畸變分別如圖2到圖4所示。圖2中，分別針對f線(^值435.8nm)，d線(^值587.6nm)，c線(^值656.3nm)而觀察到的球差值。總體而言，實施例l的鏡頭系統100對可見光產生的球差值在(-0.04mm，0.04mm)範圍內。圖3中的子午場曲值和弧矢場曲值均控制在(-O.05mm，0.05mm)範圍內。圖4中的畸變率控制在(-5%，5%)範圍內。由此可見，鏡頭系統100的像差、場曲、畸變都能被很好的校正。實施例2該鏡頭系統100各光學元件滿足表3和表4的條件，且其FNc^3.2;2"=65.12°。表3tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8該實施例2的鏡頭系統100中，其球差、場曲及畸變分別如圖5到圖7所示。圖5中，分別針對f線(^值435.8nm)，d線(^值587.6nm)，c線(^值656.3nm)而觀察到的球差值。總體而言，實施例2的鏡頭系統100對可見光產生的球差值在(-0.04mm，0.04mm)範圍內。圖6中的子午場曲值和弧矢場曲值均控制在(-O.05mm，0.05mm)範圍內。圖7中的畸變率控制在(-5%，5%)範圍內。由此可見，鏡頭系統100的像差、場曲、畸變都能被很好的校正。所述鏡頭系統從物側到成像面依次包括包括一個正光焦度的第一透鏡、一個正光焦度的第二透鏡及一個負光焦度的第三透鏡，在滿足一定的條件式下可有效降低整個鏡頭系統的高度，並具有較好的成像質量。並且該系統可在大視場(視場角在60度以上)情況下，實現畸變在2%以內，有效校正各種像差、色差，提高成像質量，並可實現低成本量產。可以理解的是，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明權利要求的保護範圍。權利要求1.一種鏡頭系統，其從物側到像側方向依次包括一個正光焦度的第一透鏡、一個正光焦度的第二透鏡及一個負光焦度的第三透鏡，其特徵在於，該鏡頭系統滿足條件式(1)0.25<R1F/F<0.5；(2)R2F<R2R<0和(3)0<R1F<R1R，其中R1F第一透鏡靠近物側的表面的曲率半徑；R1R第一透鏡靠近像側的表面的曲率半徑；R2R第二透鏡靠近像側的表面的曲率半徑；R2F第二透鏡靠近物側的表面的曲率半徑；F鏡頭系統的有效焦距。2.如權利要求l所述的鏡頭系統，其特徵在於，所述鏡頭系統滿足條件式(4)0.3〈(R1R-R1F)/(R1F+R1R)。3.如權利要求l所述的鏡頭系統，其特徵在於，所述鏡頭系統還滿足條件式(5)R3F〉0和(6)0.7〈F1/F〈1.5，其中R3F:第三透鏡靠近物側的表面的曲率半徑；Fl:第一透鏡的有效焦距。4.如權利要求l所述的鏡頭系統，其特徵在於，所述鏡頭系統滿足條件式(7)45〈v2〈60，其中v2:第二透鏡的Abbe數。5.如權利要求l所述的鏡頭系統，其特徵在於，所述鏡頭系統還包括一個光闌，該光闌位於第一透鏡與第二透鏡之間。6.如權利要求5所述的鏡頭系統，其特徵在於，所述光闌設於第一透鏡靠近像側的表面上。7.如權利要求6所述的鏡頭系統，其特徵在於，所述光闌為在第一透鏡的靠近像側的表面上一外圍環狀區域塗黑層。8.如權利要求l所述的鏡頭系統，其特徵在於，所述鏡頭系統還包括一濾光片，該濾光片位於所述第三透鏡與該鏡頭系統的成像面之間。9.如權利要求l所述的鏡頭系統，其特徵在於，所述第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡的各表面均為非球面。10.如權利要求l所述的鏡頭系統，其特徵在於，所述第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡皆由塑料製成。全文摘要本發明涉及一種鏡頭系統，其從物側到像側方向依次包括一個正光焦度的第一透鏡、一個正光焦度的第二透鏡及一個負光焦度的第三透鏡。所述鏡頭系統滿足條件式(1)0.25＜R1F/F＜0.5；(2)R2F＜R2R＜0和(3)0＜R1F＜R1R，其中R1F第一透鏡靠近物側的表面的曲率半徑；R1R第一透鏡靠近像側的表面的曲率半徑；R2R第二透鏡靠近像側的表面的曲率半徑；R2F第二透鏡靠近物側的表面的曲率半徑；F鏡頭系統的有效焦距。文檔編號G02B13/00GK101369045SQ200710201388公開日2009年2月18日申請日期2007年8月17日優先權日2007年8月17日發明者許德倫申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司