薄型攝影透鏡組的製作方法
2023-09-23 01:02:35 2
專利名稱：薄型攝影透鏡組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種攝影透鏡組，特別是一種應用於電子產品的小型化二片式的薄型攝影透鏡組。
背景技術：
近年來，隨著薄型攝影鏡頭的需求日漸增加，且隨著半導體製程技術的精進，使攝影鏡頭目前不外乎採用感光耦合組件(Charge Coupled Device，CCD)或互補性氧化金屬半導體組件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor, CMOS Sensor)的感光組件，其畫素尺寸得以小型化，加上現今電子產品以輕薄短小的外型為發展趨勢，因此，同時具備良好成像質量與薄型的光學系統儼然成為目前市場上的主流。傳統的薄型攝像光學透鏡組為考慮像差的補正，多以三片式透鏡結構為主，其中最普遍的為正負正Triplet型式，如美國專利第US7145736號。但當鏡頭尺寸不斷往輕薄化縮小時，系統成像空間也跟著緊縮，因此使得三片透鏡的置入變得困難，且在有限的空間裡，鏡片的厚度亦需跟著縮小，將使得塑料成型製作的鏡片的材質均勻度不良。為了能有效縮短鏡頭總長度且兼顧鏡片製作上的良率，可使攝像鏡頭僅含兩片透鏡。而為了修正像差，一般會採用前置光圈的形式，如美國專利說明書US7436604公開了一種由兩片透鏡構成的薄型攝像光學鏡組，但其第二透鏡形狀採用雙凹透鏡，對於像差與像散的修正，其效果不如新月形透鏡來的顯著。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種薄型攝影透鏡組，其能有效縮小鏡頭體積、 修正系統像差與像散，獲得較高的解像力。為解決上述技術問題，本發明的薄型攝影透鏡組由兩片構成，其由物側至像側依序包含一具正屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面、像側表面為凹面，該物側表面與像側表面至少一面為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側表面為凹面、像側表面為凸面，該物側表面與像側表面至少一面為非球面；該薄型攝影透鏡組中具屈折力的透鏡為兩片，且所述第一透鏡的色散係數為VI，所述第二透鏡的色散係數為V2，該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡的焦距為f2，該第二透鏡的物側表面曲率半徑為R3，此外， 該薄型攝影透鏡組另設置一光圈，該光圈至成像面於光軸上的距離為SL，所述第一透鏡的物側表面至成像面於光軸上的距離為TTL，且滿足下列關係式15 < V1-V2 < 48 ；-0. 43 < f/f2 < 0 ；-1. 50 < R3/f < -0. 40 ；0. 9 < SL/TTL < 1. 1 ；藉由上述的鏡頭組配置方式， 能有效縮小鏡頭體積、修正系統像差與像散，更能獲得較高的解像力。其中當所述第一透鏡具正屈折力時，則且能提供系統所需的部分屈折力，有助於縮短該系統的總長度。當所述第二透鏡具負屈折力時，則其能有效修正系統像差，有助於提高成像品質。當所述第一透鏡的物側表面為凸面、像側表面為凹面時，則其有助於修正系統像散。當所述第二透鏡的物側表面為凹面、像側表面為凸面時，則其有利於修正系統的
高階像差。當15< V1-V2 < 48時，有利於系統色差的修正；較佳地，滿足23 < V1-V2
<45 ；最佳地，滿足 30 < V1-V2 <42。當-0. 43 < f/f2 < 0時，所述第二透鏡的屈折力較為合適，能有效修正系統像差； 較佳地，滿足-0. 27 < f/f2 < 0。當-1. 50 < R3/f < -0. 40時，則能加強所述第二透鏡修正像差的效果；較佳地，滿足-1. 20 < R3/f < -0. 50。當0. 9 < SL/TTL < 1. 1時，則有利於該薄型攝影透鏡組在遠心與廣角特性取得良好的平衡。本發明薄型攝影透鏡組中，所述第一透鏡的物側表面與像側表面的曲率半徑分別為Rl與R2，當兩者滿足0 < R1/R2 < 0. 8關係式時，則能有效修正系統球差；較佳地，滿足 0. 40 < R1/R2 < 0. 60。本發明薄型攝影透鏡組中，所述第一透鏡的中心厚度為CT1，所述第二透鏡的中心厚度為CT2，當兩者滿足0. 25 < CT1/CT2 < 0. 95關係式時，則該第一、二透鏡厚度大小較為合適，能降低該第一、二透鏡製造與組裝上的困難度；較佳地，滿足0. 40 < CT1/CT2
Nl關係式時，該第一、二透鏡折射率則較為合適，有利於縮短系統總長度且保有良好的成像質量；較佳地，滿足0. 04 < N2-N1 < 0. 18。本發明薄型攝影透鏡組中，所述第二透鏡的像側表面至成像面於光軸上的距離為 Bf,該第二透鏡的中心厚度為CT2，當兩者滿足0. 4 < Bf/CT2 < 2. 0關係式時，則第二透鏡與電子感光組件之間有足夠的空間放置其他組件；較佳地，滿足0. 95 < Bf/CT2 < 1. 65。本發明薄型攝影透鏡組中，所述第一透鏡的物側表面至成像面於光軸上的距離為 TTL，另於該成像面設置一電子感光組件，該電子感光組件有效畫素區域對角線長的一半為 ImgH,當兩者滿足TTL/LngH < 1. 95關係式時，則有利於維持薄型攝影透鏡組的小型化，以搭載於輕薄可攜式的電子產品上。本發明的薄型攝影透鏡組，其具有兩片透鏡，能有效縮小鏡頭體積；同時，藉由調整本發明鏡頭組鏡片材質的選擇以及曲率的配置，其能夠有效修正系統像差與像散，獲得較高的解像力。附圖與附表說明下面結合附圖、附表與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明圖IA為本發明第一實施例的光學示意圖；圖IB為本發明第一實施例像差曲線圖；圖2A為本發明第二實施例的光學示意圖；圖2B為本發明第二實施例像差曲線圖；圖3A為本發明第三實施例的光學示意圖；圖;3B為本發明第三實施例像差曲線圖4A為本發明第四實施例的光學示意圖；圖4B為本發明第四實施例像差曲線圖；圖5A為本發明第五實施例的光學示意圖；圖5B為本發明第五實施例像差曲線圖；圖6A為本發明第六實施例的光學示意圖；圖6B為本發明第六實施例像差曲線圖；表1為第一實施例光學數據；表2為第一實施例非球面數據；表3為第二實施例光學數據；表4為第二實施例非球面數據；表5為第三實施例光學數據；表6為第三實施例非球面數據；表7為第四實施例光學數據；表8為第四實施例非球面數據；表9為第五實施例光學數據；表10為第五實施例非球面數據；表11為第六實施例光學數據；表12為第六實施例非球面數據；表13為本發明相關關係式的數值資料；其中第一透鏡為110、210、310、410、510、610 ；物側表面為111、211、311、411、511、611 ；像側表面為112、212、312、412、512、612 ；第二透鏡為120、220、320、420、520、620 ；物側表面為121、221、321、421、521、621 ；像側表面為122、222、322、422、522、622 ；光圈為100、200、300、400、500、600 ；光軸為150、250、；350、450、550、650 ；紅外線濾光片(IRFilter)為 170、270、370、470、570、670 ；成像面為190、四0、390、490、590、690 ；S為弧矢面像散；T為子午面像散；說明書中符號含義CTl 第一透鏡的中心厚度；CT2 第二透鏡的中心厚度；f 光學攝影系統的整體焦距；f2 第二透鏡的焦距；ImgH 電子感光組件有效畫素區域對角線長的一半；Rl 第一透鏡的物側表面曲率半徑；
R2 第一透鏡的像側表面曲率半徑；R3 第二透鏡的物側表面曲率半徑；SL 光圈至成像面於光軸上的距離；TTL 第一透鏡的物側表面至成像面於光軸上的距離；Vl 第一透鏡的色散係數；V2 第二透鏡的色散係數；Nl 第一透鏡的折射率；N2 第二透鏡的折射率；Bf 第二透鏡的像側表面至成像面於光軸上的距離。
具體實施例方式本發明第一實施例所提供的薄型攝影透鏡組，如圖IA和
圖1B。圖IA為本發明第一實施例薄型攝影透鏡組配置示意圖，圖IB為本發明第一實施例像差曲線圖，如圖IA所示，第一實施例從物側到像側包含—具正屈折力的第一透鏡110，其材質為塑料，該第一透鏡110物側表面111為凸面、像側表面112為凹面，該第一透鏡110的物側表面111與像側表面112皆設為非球面。一具負屈折力的第二透鏡120，其材質為塑料，該第二透鏡120物側表面121為凹面、像側表面122為凸面，該第二透鏡120的物側表面121與像側表面122皆設為非球面。一光圈100，其設於被攝物(圖上未示)與所述第一透鏡110之間。一紅外線濾光片(IR-filter) 170，其設於所述第二透鏡120像側表面122與一成像面190之間，該紅外線濾光片170的材質為玻璃且不影響該薄型攝影透鏡組的焦距。上述的非球面曲線的方程式表示如下X⑴=(YVR) / (1+sqrt (1_(1+k) * (Y/R)2) ) +(廣)
ι其中X 非球面上距離光軸為Y的點，其與相切於非球面光軸上頂點的切面的相對高度；Y 非球面曲線上的點與光軸的距離；k 錐面係數；Ai 第i階非球面係數。第一實施例中，該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，其關係式為f = 1. 84。第一實施例中，該薄型攝影透鏡組的整體光圈值(f-number)為 ^ηο，其關係式為 Fno = 2. 45。第一實施例中，該薄型攝影透鏡組的整體最大視角的一半為HF0V，其關係式為 HFOV = 33. 0。第一實施例中，所述第一透鏡110的色散係數為Vl，所述第二透鏡120的色散係數為V2，其關係式為|V1-V2| = 32.5。第一實施例中，所述第一透鏡110的折射率為Ni，所述第二透鏡120的折射率為 N2，其關係式為:N2-N1 = 0. 09。
第一實施例中，所述第一透鏡110的中心厚度為CT1，所述第二透鏡120的中心厚度為CT2，其關係式為:CT1/CT2 = 0. 59。第一實施例中，所述第一透鏡110的物側表面111與像側表面112的曲率半徑分別為Rl與R2，其關係式為R1/R2 = 0. 57。第一實施例中，該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡120的物側表面 121曲率半徑為R3，其關係式為R3/f = -1. 01。第一實施例中，該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡120的焦距為 f2，其關係式為:f/f2 = -0. 004。第一實施例中，所述第二透鏡120的像側表面122至成像面190於光軸150上的距離為Bf，該第二透鏡120的中心厚度為CT2，其關係式為Bf/CT2 = 1. 21。第一實施例中，所述光圈100至成像面190於光軸150上的距離為SL，所述第一透鏡Iio的物側表面111至成像面190於光軸150上的距離為TTL，其關係式為SL/TTL = 0. 94。第一實施例中，所述第一透鏡110的物側表面111至成像面190於光軸150上的距離為TTL，該薄型攝影透鏡組另設置一電子感光組件(圖上未示)於所述成像面190，該電子感光組件有效畫素區域對角線長的一半為LiigH，其關係式為=TTLAmgH = 1. 71。第一實施例詳細的結構數據如表1所示，參考波長為d-line 587. 6nm，其中第4表面的有效半徑為0.31mm，其非球面數據如表2所示，其中，曲率半徑、厚度及焦距的單位為公釐(mm)。表權利要求
1.一種薄型攝影透鏡組，其特徵在於，由物側至像側依序包含一具正屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面、像側表面為凹面，該物側表面與像側表面至少一面為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側表面為凹面、像側表面為凸面，該物側表面與像側表面至少一面為非球面；該薄型攝影透鏡組中具屈折力的透鏡為兩片，且所述第一透鏡的色散係數為VI，所述第二透鏡的色散係數為V2，該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡的焦距為f2， 該第二透鏡的物側表面曲率半徑為R3，此外，該薄型攝影透鏡組另設置一光圈，該光圈至成像面於光軸上的距離為SL，所述第一透鏡的物側表面至成像面於光軸上的距離為111，滿足下列關係式15 < |V1-V2| < 48 ； -0. 43 < f/f2 < 0 ； -1. 50 < R3/f < -0. 40 ； 0. 9 < SL/TTL < 1. 1。
2.如權利要求1所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的材質為塑料，且其物側表面與像側表面皆為非球面，所述第二透鏡的材質為塑料，且其物側表面與像側表面皆為非球面。
3.如權利要求2所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的物側表面與像側表面的曲率半徑分別為Rl與R2，兩者滿足下列關係式0 < R1/R2 。 0. 8。
4.如權利要求3所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的色散係數為VI， 所述第二透鏡的色散係數為V2，兩者滿足下列關係式23< |V1-V2 <45。
5.如權利要求4所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的色散係數為VI， 所述第二透鏡的色散係數為V2，兩者滿足下列關係式30< |V1-V2 <42。
6.如權利要求3所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡的焦距為f2，兩者滿足下列關係式-0. 27 < f/f2 < 0。
7.如權利要求3所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡的物側表面曲率半徑為R3，兩者滿足下列關係式-。1. 20 < R3/f<-0. 50。
8.如權利要求3所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的中心厚度為 CT1，所述第二透鏡的中心厚度為CT2，兩者滿足下列關係式0. 25 < CT1/CT2 < 0. 95。
9.如權利要求8所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的中心厚度為 CT1，所述第二透鏡的中心厚度為CT2，兩者滿足下列關係式0. 40 < CT1/CT2 < 0. 76。
10.如權利要求3所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的折射率為m， 所述第二透鏡的折射率為N2，兩者滿足下列關係式0. 04 < N2-N1 < 。0. 18。
11.如權利要求3所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第二透鏡的像側表面至成像面於光軸上的距離為Bf，所述第二透鏡的中心厚度為CT2，兩者滿足下列關係式0. 95<Bf/CT2 < 1. 65。
12.如權利要求3所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的物側表面與像側表面的曲率半徑分別為Rl與R2，兩者滿足下列關係式0. 40 < R1/R2 < 0. 60。
13.如權利要求3所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的物側表面至成像面於光軸上的距離為TTL，另於該成像面設置一電子感光組件，該電子感光組件有效畫素區域對角線長的一半為^iigH,兩者滿足下列關係式=TTLAmgH < 1. 95。
14.一種薄型攝影透鏡組，其特徵在於，由物側至像側依序包含一具正屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面、像側表面為凹面，該物側表面與像側表面皆為非球面，該第一透鏡為塑料；一具負屈折力的第二透鏡，其物側表面為凹面、像側表面為凸面，該物側表面與像側表面皆為非球面，該第二透鏡為塑料；該薄型攝影透鏡組中具屈折力的透鏡為兩片，且所述第一透鏡的色散係數為VI，所述第二透鏡的色散係數為V2，該薄型化攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡的焦距為 f2，所述第一透鏡的折射率為Ni，所述第二透鏡的折射率為N2，該第二透鏡的像側表面至成像面於光軸上的距離為Bf，該第二透鏡的中心厚度為CT2，滿足下列關係式 15 < |V1-V2| < 48 ； -0. 43 < f/f2 Nl ；0. 4 < Bf/CT2 < 2. 0。
15.如權利要求14所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡的物側表面曲率半徑為R3，兩者滿足下列關係式-1. 50 < R3/f<-0. 40。
16.如權利要求15所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的折射率為m， 所述第二透鏡的折射率為N2，兩者滿足下列關係式0. 04 < N2-N1 < 0. 18。
17.如權利要求15所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第二透鏡的像側表面至成像面於光軸上的距離為Bf，該第二透鏡的中心厚度為CT2，兩者滿足下列關係式0. 95<Bf/CT2 < 1. 65。
18.如權利要求17所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於該薄型攝影透鏡組另設置一光圈，該光圈至成像面於光軸上的距離為SL，所述第一透鏡的物側表面至成像面於光軸上的距離為TTL，滿足下列關係式0. 9 < SL/TTL < 1. 1。
19.如權利要求18所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的色散係數為 VI，所述第二透鏡的色散係數為V2，兩者滿足下列關係式30< IV1-V2 <42。
20.如權利要求17所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡的焦距為f2，兩者滿足下列關係式-0. 27 < f/f2 < 0。
21.如權利要求17所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡的物側表面曲率半徑為R3，兩者滿足下列關係式-1. 20 < R3/f<-0. 50。
22.如權利要求17所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的中心厚度為 CT1，所述第二透鏡的中心厚度為CT2，兩者滿足下列關係式0. 40 < CT1/CT2 < 0. 76。
23.如權利要求17所述的薄型攝影透鏡組，其特徵在於所述第一透鏡的物側表面與像側表面的曲率半徑分別為Rl與R2，兩者滿足下列關係式0. 40 < R1/R2 < 0. 60。
全文摘要
本發明公開了一種薄型攝影透鏡組，其由物側至像側依序包含一具正屈折力的第一透鏡，其物側表面為凸面、像側表面為凹面，該物側表面與像側表面至少一面為非球面；一具負屈折力的第二透鏡，其物側表面為凹面、像側表面為凸面，該物側表面與像側表面至少一面為非球面；所述第一透鏡的色散係數為V1，所述第二透鏡的色散係數為V2，該薄型攝影透鏡組的整體焦距為f，所述第二透鏡的焦距為f2，且其物側表面曲率半徑為R3，該薄型攝影透鏡組另設置一光圈，該光圈至成像面於光軸上的距離為SL，所述第一透鏡的物側表面至成像面於光軸上的距離為TTL，滿足下列關係式15＜|V1-V2|＜48；-0.43＜f/f2＜0；-1.50＜R3/f＜-0.40；0.9＜SL/TTL＜1.1；藉由上述的透鏡組配置方式，能有效縮小鏡頭體積、修正系統像差與像散，更能獲得較高的解像力。
文檔編號G02B3/02GK102466868SQ201110070030
公開日2012年5月23日 申請日期2011年3月23日 優先權日2010年11月11日
發明者蔡宗翰, 謝東益, 黃歆璇 申請人:大立光電股份有限公司