專利名稱：二片式攝影光學鏡組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學鏡組，特別是一種應(yīng)用于小型化攝影鏡頭的二片式攝影光學 鏡組。
背景技術(shù)：
最近幾年來，隨著手機相機的興起，小型化攝影鏡頭的需求日漸提高，而一般攝影 鏡頭的感光組件不外乎是感光耦合組件(Charge CoupledDevice, CCD)或互補性氧化金屬 半導體(Complementary Metal-OxideSemiconductor, CMOS)兩種，且由于半導體制程技術(shù) 的進步，感光組件的畫素大小由早期的7. 4um減少至目前的1. 4um，這使得小型化攝影鏡頭 的需求更為殷切。
現(xiàn)有的手機鏡頭，為考慮像差的補正，多采用三枚式透鏡結(jié)構(gòu)，其中最普遍的為正 負正Triplet型式，如USP 7，145，736所示。但是，當鏡頭的長度由5mm縮小至3mm以下時， 光學系統(tǒng)空間緊縮，使得三枚透鏡欲置入此空間變得困難，而透鏡厚度也必須縮小，將使得 以塑料射出成型制作的透鏡其材質(zhì)的均勻度不良。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為提升光學系統(tǒng)的成像質(zhì)量，并有效縮短鏡頭體積，將提供一種由二枚透 鏡構(gòu)成的二片式攝影光學鏡組
一種二片式攝影光學鏡組，由物側(cè)至像側(cè)依序為一個具有正屈折力的第一透鏡， 其前表面為凸面，后表面為凹面，且前表面及后表面皆為非球面；以及一個具有正屈折力的 第二透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面，且前表面及后表面皆為非球面；由上述配置，可 以有效提升系統(tǒng)的成像質(zhì)量。
本發(fā)明二片式攝影光學鏡組中，系統(tǒng)的屈折力主要由第一透鏡提供，而第二透鏡 作用如同補正透鏡，其功能為平衡及修正系統(tǒng)所產(chǎn)生的各項像差。
由第一透鏡提供主要的正屈折力，并使光圈靠近二片式攝影光學鏡組的物體側(cè)， 可以有效縮短二片式攝影光學鏡組的光學總長度，另外，上述的配置可使二片式攝影光學 鏡組的出射瞳(Exit Pupil)遠離成像面，因此，光線將以接近垂直入射的方式入射在感光 組件上，此即為成像側(cè)的遠心(Telecentric)特性，遠心特性對于時下固態(tài)電子感光組件 的感光能力是極為重要的，將使得電子感光組件的感光敏感度提高，減少二片式攝影光學 鏡組產(chǎn)生暗角的可能性。
隨著照相手機鏡頭小型化的趨勢，以及系統(tǒng)需涵蓋廣泛的視角，使得光學系統(tǒng)的 焦距變得很短，在這種情況下，鏡片的曲率半徑以及鏡片的尺寸皆變得很小，以傳統(tǒng)玻璃研 磨的方式將難以制造出上述的鏡片，因此，在鏡片上可采用塑料材質(zhì)，由射出成型的方式制 作鏡片，用較低廉的成本生產(chǎn)高精密度的鏡片；并可于鏡面上設(shè)置非球面，非球面可以容易 制作成球面以外的形狀，獲得較多的控制變量，用以消減像差，進而縮減鏡片使用的數(shù)目。
本發(fā)明二片式攝影光學鏡組中，第一透鏡的折射率為Ni，第二透鏡的折射率為N2，將滿足下記關(guān)系式
1. 52 < Nl < 1. 59 ；
1. 52 < N2 < 1. 59 ；
若第一透鏡與第二透鏡的折射率介于上述范圍，較容易找到適合的塑料材質(zhì)與二 片式攝影光學鏡組匹配，進一步來說，使m及N2滿足下記關(guān)系式則較為理想
1. 54 < Nl < 1. 59 ；
1. 54 < N2 < 1. 59。
本發(fā)明二片式攝影光學鏡組中，整體二片式攝影光學鏡組的焦距為f，第一透鏡的 焦距Π，將滿足下記關(guān)系式
0. 5 < f/f 1 <1.0；
若f/Π滿足上述關(guān)系式，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)的光學總長度，維持小型化的目標，并且有利于修正系統(tǒng)的高階像差，提升成像質(zhì)量。
本發(fā)明二片式攝影光學鏡組中，整體二片式攝影光學鏡組的焦距為f，第二透鏡的 焦距f2，將滿足下記關(guān)系式
0. 15 < f/f2 < 0. 45 ；
若f/f2滿足上述關(guān)系式，第二透鏡作用如同補正透鏡，其功能為平衡及修正二片 式攝影光學鏡組所產(chǎn)生的各項像差；進一步來說，使f/fl與f/f2滿足下記關(guān)系式較為理相.
0. 35 < (f/fl)-(f/f2) < 0· 72。
本發(fā)明二片式攝影光學鏡組中，第二透鏡的前表面曲率半徑為R3，第二透鏡的后 表面曲率半徑為R4，將滿足下記關(guān)系式
0. 4 < R3/R4 <1.15;
若第二透鏡的曲率半徑介于上述范圍，將有利于修正二片式攝影光學鏡組的高階 像差，進一步來說，使R3及R4滿足下記關(guān)系式則較為理想
0. 6 < R3/R4 < 0. 9 ；
更進一步來說，使R3及R4滿足下記關(guān)系式則更為理想
0. 7 < R3/R4 < 0. 85。
本發(fā)明二片式攝影光學鏡組中，第一透鏡的前表面曲率半徑為R1，將滿足下記關(guān) 系式
0. 76mm_1 < 1/R1 < 2. OmnT1 ；
若1/R1滿足上述關(guān)系式，可使第一透鏡的屈折力大小配置較為平衡，較有利于控 制系統(tǒng)的光學總長度，維持小型化的目標，且不至于產(chǎn)生過多的高階像差；進一步來說，使 1/R1滿足下記關(guān)系式則較為理想
0. 8mm_1 < 1/R1 < 1. 4mm_1 ；
更進一步來說，使1/R1滿足下記關(guān)系式則更為理想
0. 8mm_1 < 1/R1 < 1. 2mm_10
本發(fā)明二片式攝影光學鏡組中，第一透鏡與第二透鏡于光軸上的距離為T12，第二 透鏡的中心厚度為CT2，將滿足下記關(guān)系式
T12/CT2 >1.0;
若T12/CT2滿足上述關(guān)系式，將有效修正軸外視場的像差；進一步來說，使T12/ CT2滿足下記關(guān)系式則較為理想
T12/CT2 > 1. 2 ；
更進一步來說，使T12/CT2滿足下記關(guān)系式則更為理想
T12/CT2 > 1. 45。
本發(fā)明二片式攝影光學鏡組中，二片式攝影光學鏡組的最大成像高度為LiigH， ^iigH定義為電子感光組件有效畫素區(qū)域?qū)蔷€長的一半，入射瞳開口直徑為EPD，最大視 場角的一半為HF0V，將滿足下記關(guān)系式
ImgH/ [ (EPD) X tan (HFOV) ] < 3. 35 ；
若二片式攝影光學鏡組滿足上述關(guān)系式，將可有效增強系統(tǒng)的亮度，加快二片式 攝影光學鏡組取像的反應(yīng)時間。
本發(fā)明二片式攝影光學鏡組中，第二透鏡的后表面于有效徑位置之鏡面角度為 ANG22，將滿足下記關(guān)系式
ANG22 < _35deg·；
其鏡面角度的方向定義為“當周邊有效徑位置的鏡面角度向像側(cè)傾斜則定義為 正、當周邊有效徑位置的鏡面角度向物側(cè)傾斜則定義為負”；有效徑位置之鏡面角度詳細說 明如下介于切平面Plane Tan及一個平面PlaneNorm所形成的角度，該切平面Plane Tan 經(jīng)過該有效徑位置的點，該平面Plane Norm也經(jīng)過該點且垂直于光軸，令T與N分別為切平 面Plane Tan及平面Plane Norm與光軸的交點，若N相較于T接近物體側(cè)，則鏡面上有效 徑位置的鏡面角度為負，反之為正，且鏡面上有效徑位置的鏡面角度的絕對值小于90deg.； 前述關(guān)系可以有效縮小光線入射感光組件的角度，并且可以增強二片式攝影光學鏡組修正 軸外像差的能力。
本發(fā)明二片式攝影光學鏡組中，另設(shè)一個電子感光組件供被攝物成像，且二片式 攝影光學鏡組的光學總長度為TTL，TTL定義為二片式攝影光學鏡組中第一透鏡前表面至 成像面于光軸上的距離，二片式攝影光學鏡組的最大成像高度為LiigH，將滿足下記關(guān)系 式
TTL/ImgH <2.4；
上述關(guān)系式可以維持二片式攝影光學鏡組小型化的特性。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明
圖1為本發(fā)明第一實施例光學系統(tǒng)示意圖2為本發(fā)明第一實施例之像差曲線圖3為本發(fā)明第二實施例光學系統(tǒng)示意圖4為本發(fā)明第二實施例之像差曲線圖。
圖中附圖標記為，
第一透鏡10 ；
前表面11; 后表面12;
第二透鏡20 ；
前表面21 ； 后表面22 ；
光圈30 ；
紅外線濾除濾光片40 ；
感光組件保護玻璃50 ；
成像面60 ；
整體二片式攝影光學鏡組的焦距f ；
第一透鏡的焦距Π ；
第二透鏡的焦距f2 ；
第一透鏡的折射率m;
第二透鏡的折射率N2;
第一透鏡的前表面曲率半徑Rl ；
第二透鏡的前表面曲率半徑R3 ；
第二透鏡的后表面曲率半徑R4 ；
第一透鏡與第二透鏡于光軸上的距離T12 ；
第二透鏡的中心厚度CT2 ；
二片式攝影光學鏡組的最大成像高度^gH ；
入射瞳開口直徑EPD;
最大視場角的一半HFOV ；
第二透鏡的后表面于有效徑位置之鏡面角度ANG22 ；
二片式攝影光學鏡組的光學總長度TTL。
具體實施方式
本發(fā)明第一實施例請參閱圖1，第一實施例的像差曲線請參閱圖2，第一實施例由 物側(cè)至像側(cè)依序包含
—個具有正屈折力的第一透鏡10，其材質(zhì)為塑料，第一透鏡10的前表面11為凸 面，且后表面12為凹面，另第一透鏡10的前表面11與后表面12皆設(shè)為非球面；
一個具有正屈折力的第二透鏡20，其材質(zhì)為塑料，第二透鏡20的前表面21為凸 面，且后表面22為凹面，另第二透鏡20的前表面21與后表面22皆設(shè)為非球面；
一個光圈30，置于該第一透鏡10之前；
一個紅外線濾除濾光片(IR Filter)40，置于第二透鏡20之后，其不影響系統(tǒng)的 焦距；
一個感光組件保護玻璃(Sensor Cover Glass) 50，置于紅外線濾除濾光片40之 后，其不影響系統(tǒng)的焦距；
一個成像面60，置于感光組件保護玻璃50之后。
上述非球面曲線的方程式表示如下
權(quán)利要求
1.一種二片式攝影光學鏡組，其特征在于，由二片透鏡所構(gòu)成，由物側(cè)至像側(cè)依序為 一個具有正屈折力的第一透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面，且第一透鏡的前表面及后表面皆為非球面；一個具有正屈折力的第二透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面，且第二透鏡的前表 面及后表面皆為非球面；第一透鏡的前表面曲率半徑為R1，第二透鏡的前表面曲率半徑為 R3，第二透鏡的后表面曲率半徑為R4，整體二片式攝影光學鏡組的焦距為f，第一透鏡的焦 距為fl，第二透鏡的焦距為f2，第一透鏡與第二透鏡于光軸上的距離為T12，第二透鏡的中 心厚度為CT2，其關(guān)系式為0. 76mm_1 < 1/R1 < 2. OmnT1 ； 0. 4 < R3/R4 <1.15; 0. 35 < (f/fl)-(f/f2) < 0. 72 ； T12/CT2 > 1. 0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第一透鏡與第二透鏡皆 為塑料材質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，一個光圈設(shè)置于被攝物 與第一透鏡之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，整體二片式攝影光學鏡 組的焦距為f，第一透鏡的焦距為fl，第二透鏡的焦距為f2，其關(guān)系式為0. 5 < f/fl <1.0;0.15 < f/f2 < 0. 45。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第一透鏡的折射率為m， 第二透鏡的折射率為N2，其關(guān)系式為1.52 < Nl < 1. 59 ； 1. 52 < N2 < 1. 59。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第一透鏡的折射率為m， 第二透鏡的折射率為N2，其關(guān)系式為1. 54 < Nl < 1. 59 ； 1. 54 < N2 < 1. 59。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第二透鏡的前表面曲率 半徑為R3，第二透鏡的后表面曲率半徑為R4，其關(guān)系式為0. 6 < R3/R4 < 0. 9。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第二透鏡的前表面曲率 半徑為R3，第二透鏡的后表面曲率半徑為R4，其關(guān)系式為0. 7 < R3/R4 < 0. 85。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第一透鏡的前表面曲率 半徑為R1，其關(guān)系式為0. 8mm_1 < 1/R1 < 1. 4讓勺。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第一透鏡的前表面曲率 半徑為R1，其關(guān)系式為、0.8mm_1 < 1/R1 < 1. 2讓勺。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第一透鏡與第二透鏡于 光軸上的距離為T12，第二透鏡的中心厚度為CT2，其關(guān)系式為T12/CT2 > 1. 2。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第一透鏡與第二透鏡于 光軸上的距離為T12，第二透鏡的中心厚度為CT2，其關(guān)系式為T12/CT2 > 1. 45。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，二片式攝影光學鏡組的 最大成像高度為LiigH，入射瞳開口直徑為EPD，最大視場角的一半為HF0V，其關(guān)系式為ImgH/ [ (EPD) X tan (HFOV) ] <3.35。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第二透鏡的后表面于有 效徑位置的鏡面角度為ANG22，其關(guān)系式為ANG22 < -35deg.。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，二片式攝影光學鏡組另 設(shè)一個電子感光組件供被攝物成像，二片式攝影光學鏡組的光學總長度為TTL，二片式攝影 光學鏡組的最大成像高度為LiigH，其關(guān)系式為TTL/ImgH < 2. 4。
16.一種二片式攝影光學鏡組，其特征在于，由二片透鏡所構(gòu)成，由物側(cè)至像側(cè)依序為一個具有正屈折力的第一透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面； 一個具有正屈折力的第二透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面；第一透鏡的折射率為 m，第二透鏡的折射率為N2，其關(guān)系式為、1.52 < Nl < 1. 59 ； 1. 52 < N2 < 1. 59。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的二片式攝影光學鏡組，其特征在于，第一透鏡的折射率為 m，第二透鏡的折射率為N2，其關(guān)系式為、1. 54 < Nl < 1. 59 ； 1. 54 < N2 < 1. 59。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二片式攝影光學鏡組，由物側(cè)至像側(cè)依序為一個具有正屈折力的第一透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面，且前表面及后表面皆為非球面；一個具有正屈折力的第二透鏡，其前表面為凸面，后表面為凹面，且前表面及后表面皆為非球面；其中，第一透鏡的前表面曲率半徑為R1，第二透鏡的前表面曲率半徑為R3，第二透鏡的后表面曲率半徑為R4，整體二片式攝影光學鏡組的焦距為f，第一透鏡的焦距為f1，第二透鏡的焦距為f2，第一透鏡與第二透鏡于光軸上的距離為T12，第二透鏡的中心厚度為CT2，其關(guān)系式為0.76mm-1＜1/R1＜2.0mm-1；0.4＜R3/R4＜1.15；0.35＜(f/f1)-(f/f2)＜0.72；T12/CT2＞1.0。
文檔編號G02B1/04GK102033292SQ20091017416
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)明者湯相岐 申請人:大立光電股份有限公司