專利名稱：攝影用透鏡組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝影用透鏡組，特別是涉及一種應(yīng)用于照相手機(jī)的小型化攝影用 透鏡組。
背景技術(shù)：
最近幾年來，隨著相機(jī)手機(jī)的興起，小型化攝影鏡頭的需求日漸提高，而一般攝影 鏡頭的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge CoupledDevice, CCD)或互補(bǔ)性氧化金屬 半導(dǎo)體(Complementary Metal-OxideSemiconductor, CMOS)兩種，且由于半導(dǎo)體制程技術(shù) 的進(jìn)步，使得感光元件的像素面積縮小，小型化攝影鏡頭逐漸往高像素領(lǐng)域發(fā)展。
習(xí)見的手機(jī)鏡頭多采用三片式透鏡組，透鏡組從物側(cè)至像側(cè)依序?yàn)橐痪哒哿?的第一透鏡、一具負(fù)屈折力的第二透鏡及一具正屈折力的第三透鏡，構(gòu)成所謂的Triplet 型式，如美國專利7，145，736所示。但是當(dāng)感光元件的像素面積逐漸縮小，且系統(tǒng)對成像品 質(zhì)的要求提高，習(xí)見的三片式透鏡組將無法滿足更高階的攝影鏡頭模組使用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種攝影用透鏡組，其由四片透鏡構(gòu)成，可以 提升光學(xué)系統(tǒng)的成像品質(zhì)，并有效控制鏡頭的光學(xué)總長度，使其兼具小型化的特性。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明攝影用透鏡組，由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具正屈折 力的第一透鏡，其前表面為凸面；一具負(fù)屈折力的第二透鏡，其后表面為凹面，第二透鏡前 表面與第一透鏡后表面互相膠合(粘合)；一具負(fù)屈折力的第三透鏡；以及一第四透鏡，其 后表面為凹面；一光圈，其置于被攝物與第三透鏡之間；攝影用透鏡組中，具屈折力的透鏡 數(shù)限制為四片；整體攝影用透鏡組的焦距為f，第一透鏡的焦距為fl，其關(guān)系為0.8 < f/ Π < 2. 1。藉由上述配置，可有效提升系統(tǒng)的成像品質(zhì)，并兼具小型化的特性。
本發(fā)明攝影用透鏡組的屈折力主要系由具正屈折力的第一透鏡提供，具負(fù)屈折力 的第二透鏡其功用主要為修正系統(tǒng)的色差，且第一透鏡與第二透鏡可為一正負(fù)兩片膠合的 透鏡形式，更可有效加強(qiáng)系統(tǒng)對于色差的修正；而第三透鏡與第四透鏡作用如同補(bǔ)正透鏡， 其功能為平衡及修正系統(tǒng)所產(chǎn)生的各項(xiàng)像差，若第三透鏡與第四透鏡皆為負(fù)透鏡，可使得 系統(tǒng)的主點(diǎn)(Principal Point)遠(yuǎn)離成像面，可有利于縮短系統(tǒng)的光學(xué)總長度，而若第三透 鏡與第四透鏡的屈折力配置呈現(xiàn)一負(fù)一正狀態(tài)，則可藉以修正慧差，并可同時(shí)避免其他像 差的過度增大。
藉由第一透鏡提供主要的正屈折力，并將光圈置于接近攝影用透鏡組的物體側(cè)， 可有效縮短攝影用透鏡組的光學(xué)總長度，另外，上述的配置可使攝影用透鏡組的出射瞳 (Exit Pupil)遠(yuǎn)離成像面，因此，光線將以接近垂直入射的方式入射在感光元件上，此即為 成像側(cè)的遠(yuǎn)心(Telecentric)特性，遠(yuǎn)心特性對于時(shí)下固態(tài)電子感光元件的感光能力是極 為重要的，將使得電子感光元件的感光敏感度提高，減少系統(tǒng)產(chǎn)生暗角的可能性。此外，在 第四透鏡設(shè)置有反曲點(diǎn)(拐點(diǎn))，將更有效地壓制離軸視場的光線入射感光元件上的角度。
除此之外，在廣角光學(xué)系統(tǒng)中，特別需要對歪曲(Distortion)以及倍率色收差 (Chromatic Aberration of Magnif ication)做修正，其方法為將光圈置于系統(tǒng)光屈折力 的平衡處。本發(fā)明若將光圈置于第一透鏡之前，則著重于遠(yuǎn)心的特性，系統(tǒng)的光學(xué)總長度可 以更短；若將光圈置于第二透鏡與第三透鏡之間，則較著重于廣視場角的特性，同時(shí)，如此 的光圈位置配置，可以有效降低系統(tǒng)的敏感度。
本發(fā)明攝影用透鏡組中，透鏡的材質(zhì)可為玻璃或塑膠，若透鏡材質(zhì)為玻璃，則可以 增加系統(tǒng)屈折力配置的自由度，且玻璃材質(zhì)較有利于系統(tǒng)抵抗環(huán)境因子變化，使光學(xué)系統(tǒng) 的成像品質(zhì)較為穩(wěn)定；若透鏡材質(zhì)為塑膠，則可藉由射出成型的方式制作鏡片，有效降低生 產(chǎn)成本。
本發(fā)明攝影用透鏡組中，可于鏡面上設(shè)置非球面，非球面可以容易制作成球面以 外的形狀，獲得較多的控制變數(shù)，用以消減像差，進(jìn)而縮減鏡片使用的數(shù)目，藉此可以有效 縮短攝影用透鏡組的光學(xué)總長度。
本發(fā)明攝影用透鏡組中，整體攝影用透鏡組的焦距為f，第一透鏡的焦距為fi，其 關(guān)系為0. 8 < f/fl < 2. 1。當(dāng)f/fl滿足上述關(guān)系式時(shí)，第一透鏡的屈折力大小配置較為 平衡，可較有效控制系統(tǒng)的光學(xué)總長度，維持小型化的目標(biāo)，并且較有利于修正系統(tǒng)的高階 像差，提升成像品質(zhì)。
本發(fā)明攝影用透鏡組中，整體攝影用透鏡組的焦距為f，第一透鏡與第二透鏡的合 成焦距f 12，其關(guān)系為0. 6 < f/f 12 <1.3。當(dāng)f/f 12滿足上述關(guān)系式時(shí)，可使具一正一 負(fù)屈折力互相膠合的第一透鏡與第二透鏡較有利于修正系統(tǒng)的色差，且可在像差的修正與 光學(xué)總長度的壓縮中取得平衡；且若第一透鏡與第二透鏡采以互相膠合的玻璃透鏡，則可 有利于加強(qiáng)系統(tǒng)抵抗環(huán)境因子變化的能力，可使系統(tǒng)的成像品質(zhì)較為穩(wěn)定；進(jìn)一步來說，使 f/fl2滿足下記關(guān)系式較為理想0. 9 < f/f 12 < 1. 1。
本發(fā)明攝影用透鏡組中，整體攝影用透鏡組的焦距為f，第三透鏡的焦距為f3， 其關(guān)系為0< f/f3 <0.2。當(dāng)f/f3滿足上述關(guān)系式時(shí)，第三透鏡作用如同補(bǔ)正透 鏡，其功能為平衡及修正系統(tǒng)所產(chǎn)生的各項(xiàng)像差，可較有利于修正攝影用透鏡組的像散 (Astigmatism)及歪曲(Distortion)，提高攝影用透鏡組的解像力。
本發(fā)明攝影用透鏡組中，整體攝影用透鏡組的焦距為f，第四透鏡的焦距為f4，其 關(guān)系為0< f/f4 <0.4。當(dāng)f/f4滿足上述關(guān)系式時(shí)，第四透鏡作用如同補(bǔ)正透鏡，可較 有利于修正系統(tǒng)的像差，提升系統(tǒng)成像品質(zhì)；進(jìn)一步來說，f/f4滿足下記關(guān)系則較為理想 0 < f/f4 < 0. 2。
本發(fā)明攝影用透鏡組中，整體攝影用透鏡組的焦距為f，第三透鏡與第四透鏡于光 軸上的距離為T34，其關(guān)系為0. 05 < T34/f < 0. 20。當(dāng)T34/f滿足上述關(guān)系時(shí)，可較有利 于修正攝影用透鏡組的高階像差。
本發(fā)明攝影用透鏡組中，第一透鏡色散系數(shù)(Abbe Number)為VI，第二透鏡色散 系數(shù)為V2，其關(guān)系為25 < V1-V2 < 40。當(dāng)V1-V2滿足上述關(guān)系式時(shí)，可較有利于攝影用 透鏡組中色差的修正。
本發(fā)明攝影用透鏡組中，另設(shè)置有一電子感光元件供被攝物成像，攝影用透鏡組 的光學(xué)總長度為TTL，TTL定義為攝影用透鏡組中第一透鏡前表面至成像面于光軸上的距 離，攝影用透鏡組的最大成像高度為LiigH，LiigH定義為電子感光元件有效像素區(qū)域?qū)蔷€長的一半，其關(guān)系為=TTLAmgH <2. 15。當(dāng)TTL/LngH滿足上述關(guān)系式可以維持?jǐn)z影用透鏡 組小型化的特性。


圖IA為本發(fā)明第一實(shí)施例光學(xué)系統(tǒng)示意圖IB為本發(fā)明第一實(shí)施例的像差曲線圖2A為本發(fā)明第二實(shí)施例光學(xué)系統(tǒng)示意圖2B為本發(fā)明第二實(shí)施例的像差曲線圖。
圖中附圖標(biāo)記說明
10為第一透鏡；11為前表面；12為后表面；20為第二透鏡；21為前表面；22為后 表面；30為第三透鏡；31為前表面；32為后表面；40為第四透鏡；41為前表面；42為后表 面；50為光圈；60為紅外線濾除濾光片；70為成像面；f為整體攝影用透鏡組的焦距；Π為 第一透鏡的焦距；f3為第三透鏡的焦距；f4為第四透鏡的焦距；fl2為第一透鏡與第二透 鏡的合成焦距；T34為第三透鏡與第四透鏡于光軸上的距離；Vl為第一透鏡色散系數(shù)；V2 為第二透鏡色散系數(shù)；TTL為攝影用透鏡組的光學(xué)總長度；LiigH為攝影用透鏡組的最大成 像高度。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明第一實(shí)施例請參閱圖1A，第一實(shí)施例的像差曲線請參閱圖1B，第一實(shí)施例 由物側(cè)至像側(cè)依序包含
一具正屈折力的第一透鏡10，其材質(zhì)為玻璃，第一透鏡10的前表面11為凸面，后 表面12為凸面；
一具負(fù)屈折力的第二透鏡20，其材質(zhì)為玻璃，第二透鏡20的前表面21為凹面，后 表面22為凹面，且第二透鏡20的前表面21與第一透鏡10的后表面12互相膠合；
—具負(fù)屈折力的第三透鏡30，其材質(zhì)為塑膠，第三透鏡30的前表面31為凹面，后 表面32為凸面，另第三透鏡30的前表面31與后表面32皆設(shè)置為非球面；
一具正屈折力的第四透鏡40，其材質(zhì)為塑膠，第四透鏡40的前表面41為凸面，后 表面42為凹面，另第四透鏡40的前表面41與后表面42皆設(shè)置為非球面，且第四透鏡40 的前表面41與后表面42皆設(shè)置有反曲點(diǎn)；
一光圈50，置于第一透鏡10之前；
一紅外線濾除濾光片(IR Filter)60，置于第四透鏡40之后，其不影響系統(tǒng)的焦 距；
一成像面70，置于紅外線濾除濾光片60之后。
上述非球面曲線的方程式表示如下
權(quán)利要求
1.一種攝影用透鏡組，其特征是，由物側(cè)至像側(cè)依序包含 一具正屈折力的第一透鏡，其前表面為凸面；一具負(fù)屈折力的第二透鏡，其后表面為凹面，且第二透鏡前表面與第一透鏡后表面互 相膠合；一具負(fù)屈折力的第三透鏡；一具正屈折力的第四透鏡，其后表面為凹面，且第四透鏡至少一表面設(shè)置有反曲點(diǎn)；以及一光圈，其置于被攝物與第三透鏡之間；攝影用透鏡組中，具屈折力的透鏡數(shù)限制為四 片；整體攝影用透鏡組的焦距為f，第一透鏡的焦距為fl，其關(guān)系為0. 8 < f/fl < 2. 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，第三透鏡前表面為凹面，后 表面為凸面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，第三透鏡為塑膠材質(zhì)，第三 透鏡至少一表面設(shè)置有非球面，第四透鏡為塑膠材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，光圈置于第一透鏡之前。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，整體攝影用透鏡組的焦距為 f，第一透鏡與第二透鏡的合成焦距為Π2，其關(guān)系為0. 6 < f/fl2 < 1. 3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，整體攝影用透鏡組的焦距為 f，第四透鏡的焦距為f4，其關(guān)系為0< |f/f4| <0.4。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，第一透鏡色散系數(shù)為VI，第 二透鏡色散系數(shù)為V2，其關(guān)系為25 < V1-V2 < 40。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，第三透鏡與第四透鏡于光軸 上的距離為T34，整體攝影用透鏡組的焦距為f，其關(guān)系為0. 05 < T34/f < 0. 2。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，整體攝影用透鏡組的焦距為 f，第一透鏡與第二透鏡的合成焦距為f 12，其關(guān)系為0. 9 < f/fl2 < 1. 1 ；整體攝影用透鏡 組的焦距為f，第三透鏡的焦距為f3，其關(guān)系為0< f/f3 <0.2;整體攝影用透鏡組的焦 距為f，第四透鏡的焦距為f4，其關(guān)系為0< |f/f4| <0.2。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，攝影用透鏡組另設(shè)置一電 子感光元件供被攝物成像，攝影用透鏡組的光學(xué)總長度為TTL，攝影用透鏡組的最大成像高 度為 ImgH，其關(guān)系為=TTL/ImgH < 2. 15。
11.一種攝影用透鏡組，其特征是，由物側(cè)至像側(cè)依序包含 一具正屈折力的第一透鏡，其前表面為凸面；一具負(fù)屈折力的第二透鏡，其后表面為凹面，且第二透鏡前表面與第一透鏡后表面互 相膠合；一具負(fù)屈折力的第三透鏡，其前表面為凹面；一具負(fù)屈折力的第四透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面，且第四透鏡至少一表面設(shè) 置有反曲點(diǎn)；以及一光圈，其置于被攝物與第三透鏡之間；攝影用透鏡組中，具屈折力的透鏡數(shù)限制為四片。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，第三透鏡后表面為凸面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，第三透鏡為塑膠材質(zhì)，第 三透鏡至少一表面設(shè)置有非球面，第四透鏡為塑膠材質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，光圈置于第一透鏡之前。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，整體攝影用透鏡組的焦距 為f，第一透鏡與第二透鏡的合成焦距為Π2，其關(guān)系為0. 6 < f/fl2 < 1. 3。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，第一透鏡色散系數(shù)為Vl， 第二透鏡色散系數(shù)為V2，其關(guān)系為25 < V1-V2 < 40。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，整體攝影用透鏡組的焦距 為f，第一透鏡與第二透鏡的合成焦距為f 12，其關(guān)系為0. 9 < f/fl2 < 1. 1。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，整體攝影用透鏡組的焦距 為f，第三透鏡的焦距為f3，其關(guān)系為0 < |f/f3| < 0. 2 ；整體攝影用透鏡組的焦距為f， 第四透鏡的焦距為f4，其關(guān)系為0< |f/f4| <0.2。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝影用透鏡組，其特征是，其中，攝影用透鏡組另設(shè)置一電 子感光元件供被攝物成像，攝影用透鏡組的光學(xué)總長度為TTL，攝影用透鏡組的最大成像高 度為 ImgH，其關(guān)系為=TTL/ImgH < 2. 15。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種攝影用透鏡組，由物側(cè)至像側(cè)依序包含一具正屈折力的第一透鏡，其前表面為凸面；一具負(fù)屈折力的第二透鏡，其后表面為凹面，第二透鏡前表面與第一透鏡后表面互相膠合；一具負(fù)屈折力的第三透鏡；一具正屈折力的第四透鏡，其后表面為凹面，第四透鏡上設(shè)置有反曲點(diǎn)；一光圈，其置于被攝物與第三透鏡之間；攝影用透鏡組中，具屈折力的透鏡數(shù)限制為四片；整體攝影用透鏡組的焦距為f，第一透鏡的焦距為f1，其關(guān)系為0.8＜f/f1＜2.1。本發(fā)明可以提升光學(xué)系統(tǒng)的成像品質(zhì)，并有效控制鏡頭的光學(xué)總長度，使其兼具小型化的特性。
文檔編號G02B13/18GK102033291SQ200910174159
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者蔡宗翰, 陳俊杉 申請人:大立光電股份有限公司