專利名稱：四片式影像鏡頭及應(yīng)用該鏡頭的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)鏡頭，特別是涉及一種四片式影像鏡頭及應(yīng)用該鏡頭的電子直O(jiān)
背景技術(shù)：
近年來各種攜帶型電子產(chǎn)品多內(nèi)置有光學(xué)影像鏡頭與影像感測元件而兼具拍照與攝影功能?？紤]到攜帶型電子產(chǎn)品輕巧化的需求，在開發(fā)改良此類鏡頭時，除了要不斷提升其光學(xué)性能外，還要滿足小體積與質(zhì)輕等需求。以具有照相或攝影功能的手機(jī)為例，目前的發(fā)展趨勢是針對鏡頭的高畫質(zhì)、低電子噪度及大角度等性能持續(xù)進(jìn)行改良，以提供更佳的使用品質(zhì)。百萬像素已是目前解析度規(guī)格的主流，但為了達(dá)到物美價廉的消費(fèi)要求，目前仍有開發(fā)各種低制造成本與高性能品質(zhì)的鏡頭產(chǎn)品的需求，且為了使鏡頭再進(jìn)一步提升到三百萬像素以上的高影像品質(zhì)，則需通過搭配組合多數(shù)片具有不同特性的透鏡，并使用非球面設(shè)計才能達(dá)到。如美國專利號US7，453，654所述的鏡頭，主要公開以四片不同特性的透鏡組合形成的影像鏡頭，且主要是使用第一片球面的玻璃透鏡搭配其它片非球面的塑料透鏡達(dá)到改善影像品質(zhì)的效果，但玻璃透鏡因?yàn)槌叽缧〖扒拾霃捷^小，所以在加工上難度很高、并有原料成本高及重量較重的缺點(diǎn)，使搭配該影像鏡頭的產(chǎn)品也具有成本高與重量重的問題， 而無法滿足質(zhì)輕及低價的消費(fèi)需求。另外，影像鏡頭中的第一片透鏡使用高折射率的玻璃透鏡可以達(dá)到曲率半徑不必太小的情形下，就具有較大的正屈光率(Reflective Power)，因而可將鏡頭的整體焦距縮短到理想的設(shè)計值內(nèi)。但也由于第一片透鏡使用高折射率的玻璃材質(zhì)，所以該第一片透鏡的阿貝數(shù)(Abbe number) 一般也會較低，如此第一片透鏡的低阿貝數(shù)產(chǎn)生的色差問題，仍需要通過其它透鏡的配合設(shè)計來改善，如美國專利號US6，476，982所述的鏡頭，則通過膠合第二片透鏡的方式達(dá)到聚焦同時改善軸上色散的效果，但為了獲得良好的膠合品質(zhì)，通常第一片透鏡及第二片透鏡都需要使用玻璃透鏡，因此，該鏡頭同樣有制造成本高與重量較重的缺點(diǎn)，雖然理論上也可以使用塑料透鏡進(jìn)行膠合，但塑料透鏡膠合的不良率較高，同樣會增加該鏡頭的制造成本而較不符合經(jīng)濟(jì)效益。再如美國專利號US7，466，497所述的四片式影像鏡頭，使用全部塑料材質(zhì)的透鏡組成影像鏡頭，雖然解決了將影像鏡頭的整體焦距縮短到理想設(shè)計值內(nèi)，及制造成本的問題，但對于各片透鏡間產(chǎn)生的色差問題，仍沒有提供一個較好的解決方法，所以仍然無法達(dá)到較高影像品質(zhì)的要求。雖然上述的四片式透鏡組合形成的影像鏡頭均是為了提供更高的影像品質(zhì)而產(chǎn)生的設(shè)計，但例如美國專利號US7，453，654、US6，476，982，由于都需要搭配玻璃材質(zhì)的第一透鏡才能獲得預(yù)定的影像品質(zhì)，導(dǎo)致上述專利案中的影像鏡頭都存有制造成本高與重量較重的缺點(diǎn)。此外，例如美國專利號US7，466，497，雖然解決了制造成本的問題，但由于其設(shè)計上對色差問題并沒有提供較佳的解決方案，導(dǎo)致其組合后的影像鏡頭在色彩上的光學(xué)特性較難滿足高影像品質(zhì)的需求，為了滿足影像感測芯片的改變趨勢及消費(fèi)者對所呈現(xiàn)影像效果的不同偏好與不同使用需求，目前仍有持續(xù)開發(fā)其它型式的光學(xué)鏡頭的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本 發(fā)明的目的在于提供一種輕量化、低制造成本，并能同時改善像差與色差，以及提高解析度的四片式影像鏡頭及應(yīng)用該鏡頭的電子裝置。本發(fā)明的四片式影像鏡頭從物側(cè)依序包含一個第一透鏡、一個光圈(Aperture Stop)、一個第二透鏡、一個第三透鏡及一個第四透鏡。其中，該第一透鏡由塑料材質(zhì)所制成，且為正屈光率的雙凸透鏡。該第二透鏡由塑料材質(zhì)所制成，且為負(fù)屈光率的雙凹透鏡，并具有小于等于1.65的折射率。該第三透鏡由塑料材質(zhì)所制成，且為正屈光率的透鏡，并具有一位于像側(cè)的凸面。該第四透鏡由塑料材質(zhì)所制成，并具有一位于像側(cè)且鄰近光軸區(qū)域的凹面。本發(fā)明四片式影像鏡頭的優(yōu)選方式為該第二透鏡滿足下列條件式_21 ( R3/f < 0。該第一透鏡與該第二透鏡滿足下列條件式R2/R3 ^ 1. 1，且該第一透鏡與第二透鏡間的空氣間隙大于等于0. 08mm。該第一透鏡滿足下列條件式0. 7 < fjf彡1. 1。該影像鏡頭滿足下列條件式TL/f < 1. 55。該第一透鏡與該第二透鏡滿足下列條件式1 < f12/f < 4. 5。該第一透鏡與該第二透鏡滿足下列條件式R2/R3 ( 1. 1，且該第一透鏡與第二透鏡間的空氣間隙大于等于0. 08mm。該第一透鏡與該影像鏡頭同時滿足下列條件式0. 7 < f,/f彡1. 1 ；TL/f < 1. 55。該第一透鏡與該第二透鏡滿足下列條件式1 < f12/f < 4. 5。以上各個條件式中的參數(shù)f 影像鏡頭的系統(tǒng)焦距；f1:第一透鏡的焦距；f12 第一透鏡與第二透鏡的合成焦距；R2 第一透鏡位于像側(cè)的第二面的曲率半徑；R3 第二透鏡位于物側(cè)的第一面的曲率半徑；TL 光軸自該第一透鏡位于物側(cè)的第一面至該影像鏡頭的成像面的總長度。本發(fā)明四片式影像鏡頭的有益效果在于以塑料材質(zhì)制成所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡，使該鏡頭具有重量輕與制造成本低而較便宜的優(yōu)勢，此外，該第一透鏡提供整體鏡頭的主要屈光率，采用雙凸透鏡可以減少像差，而該第二透鏡的雙凹結(jié)構(gòu)可以直接配合該第一透鏡，使其行為類似于膠合鏡片，且能在不直接膠合的情形下達(dá)到消除軸上色散(axial color aberration)的效果，再利用該光圈置于該第一透鏡、第二透鏡間的設(shè)計，加上讓透鏡的屈光率的排列方式形成正負(fù)的對稱結(jié)構(gòu)，使橫向色散容易被消除，因此，本發(fā)明能通過組合所述具有不同結(jié)構(gòu)特性的透鏡再搭配光圈置中的結(jié)構(gòu)設(shè)計同時改善像差與色差，因而能夠確保較佳的成像品質(zhì)。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用前述四片式影像鏡頭的電子裝置。
于是，本發(fā)明的電子裝置，包含一個機(jī)殼，及一個安裝在該機(jī)殼內(nèi)的影像模組該影像模組包括一個如前所述的四片式影像鏡頭，及一個設(shè)置于該四片式影像鏡頭的像側(cè)的影像感測器。本發(fā)明該電子裝置的有益效果在于通過使用具有前述的四片式影像鏡頭的影像模組，使該電子裝置通過該影像鏡頭的光學(xué)特性能產(chǎn)生高解析度及高成像品質(zhì)的影像，力口上該影像鏡頭為塑料材質(zhì)而具有制造成本低與重量低的特性，有助于降低該電子裝置整體的制造成本與重量，借此，使本發(fā)明能滿足物美價廉的消費(fèi)需求而極具實(shí)用價值。


圖1是一配置示意圖，說明本發(fā)明影像鏡頭的一個第一較佳實(shí)施例；圖2是該第一較佳實(shí)施例的各項像差圖；圖3是該第一較佳實(shí)施例在不同視場角的光線展開圖；圖4是一配置示意圖，說明本發(fā)明影像鏡頭的一個第二較佳實(shí)施例；圖5是該第二較佳實(shí)施例的各項像差圖；圖6是該第二較佳實(shí)施例在不同視場角的光線展開圖；圖7是一配置示意圖，說明本發(fā)明影像鏡頭的一個第三較佳實(shí)施例；圖8是該第三較佳實(shí)施例的各項像差圖；圖9是該第三較佳實(shí)施例在不同視場角的光線展開圖；圖10是一配置示意圖，說明本發(fā)明影像鏡頭的一個第四較佳實(shí)施例；圖11是該第四較佳實(shí)施例的各項像差圖；圖12是該第四較佳實(shí)施例在不同視場角的光線展開圖；圖13是本發(fā)明應(yīng)用該四片式影像鏡頭的電子裝置的一個較佳實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。在本發(fā)明被詳細(xì)描述以前，要注意的是，在以下的說明內(nèi)容中，類似的元件以相同的編號來表示。參閱圖1，本發(fā)明四片式影像鏡頭2從物側(cè)依序包含一個第一透鏡3、一個光圈 (Aperture Stop) 7、一個第二透鏡4、一個第三透鏡5、一個第四透鏡6，及一個濾光片8。其中，所述第一透鏡3、第二透鏡4、第三透鏡5、第四透鏡6都由塑料材質(zhì)制成，且該第一透鏡 3與該第二透鏡4間具有大于等于0. 08mm的空氣間隙。當(dāng)由一個待拍攝物所發(fā)出的光線進(jìn)入該影像鏡頭2，經(jīng)該第一透鏡3、該光圈7、該第二透鏡4、該第三透鏡5、該第四透鏡6，及濾光片8以后，會在一個成像面10 (Image Plane)形成一個影像。該四片式影像鏡頭2的光軸I，為該第一透鏡3、該光圈7、該第二透鏡4、該第三透鏡5，及該第四透鏡6的光軸。將所述第一透鏡3、第二透鏡4、第三透鏡5、第四透鏡6與該濾光片8位于物側(cè)的一面分別定義為第一面31、41、51、61與81，位于像側(cè)的一面分別定義為第二面32、42、52、 62 與 82。第一較佳實(shí)施例參閱圖1，為本發(fā)明四片式影像鏡頭2的一個第一較佳實(shí)施例，其中，該第一透鏡3為正屈光率(Reflective Power)的雙凸透鏡，且其第一面31、第二面32皆為凸面。該第二透鏡4為負(fù)屈光率的雙凹透鏡，并具有小于等于1. 65的折射率，其第一面41、第二面42皆為凹面。該第三透鏡5為正屈光率的透鏡，且其第一面51為凹面、第二面52為凸面。該第四透鏡6是負(fù)屈光率的透鏡，且其第一面61在鄰近光軸I的區(qū)域?yàn)橐煌姑?11，并呈波浪面 (wave-like)型式，第二面62在鄰近光軸I的區(qū)域?yàn)橐话济?21，并呈波浪面(wave-like) 型式。該光圈7設(shè)于該第一透鏡3與該第二透鏡4間，且位于該第一透鏡3的第二面32上。 該濾光片8是一片平板玻璃，其第一面81與第二面82相互平行。其它詳細(xì)資料如下表所示
權(quán)利要求
1.一種四片式影像鏡頭，從物側(cè)依序包含一個第一透鏡、一個光圈、一個第二透鏡、一個第三透鏡及一個第四透鏡，其特征在于該第一透鏡是由塑料材質(zhì)所制成，且為正屈光率的雙凸透鏡；該第二透鏡是由塑料材質(zhì)所制成，且為負(fù)屈光率的雙凹透鏡，并具有小于等于1.65的折射率；該第三透鏡是由塑料材質(zhì)所制成，且為正屈光率的透鏡，并具有一位于像側(cè)的凸面； 該第四透鏡是由塑料材質(zhì)所制成，并具有一位于像側(cè)且鄰近光軸區(qū)域的凹面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四片式影像鏡頭，其特征在于該第二透鏡滿足下列條件式-21 彡 R3/f < OR3 第二透鏡位于物側(cè)的第一面的曲率半徑； f 影像鏡頭的系統(tǒng)焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四片式影像鏡頭，其特征在于該第一透鏡與該第二透鏡滿足下列條件式，且該第一透鏡與第二透鏡間的空氣間隙大于等于0. 08mm R2/R3 ^ 1. 1R2 第一透鏡位于像側(cè)的第二面的曲率半徑； R3 第二透鏡位于物側(cè)的第一面的曲率半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四片式影像鏡頭，其特征在于該第一透鏡滿足下列條件式0. 7 < fjf 彡 1. 1f第一透鏡的焦距； f 影像鏡頭的系統(tǒng)焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的四片式影像鏡頭，其特征在于該影像鏡頭滿足下列條件式TL/f < 1. 55TL 光軸自該第一透鏡位于物側(cè)的第一面至該影像鏡頭的一個成像面的總長度； f:影像鏡頭的系統(tǒng)焦距。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的四片式影像鏡頭，其特征在于該第一透鏡與該第二透鏡滿足下列條件式1 < f12/f < 4. 5f12 第一透鏡與第二透鏡的合成焦距； f 影像鏡頭的系統(tǒng)焦距。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四片式影像鏡頭，其特征在于該第一透鏡與該第二透鏡滿足下列條件式，且該第一透鏡與第二透鏡間的空氣間隙大于等于0. 08mm R2/R3 ^ 1. 1R2 第一透鏡位于像側(cè)的第二面的曲率半徑； R3 第二透鏡位于物側(cè)的第一面的曲率半徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四片式影像鏡頭，其特征在于該第一透鏡與該影像鏡頭同時滿足下列條件式0. 7 < fjf 彡 1. 1 TL/f < 1. 55 f 第一透鏡的焦距； f 影像鏡頭的系統(tǒng)焦距；TL 光軸自該第一透鏡位于物側(cè)的第一面至該影像鏡頭的一個成像面的總長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四片式影像鏡頭，其特征在于該第一透鏡與該第二透鏡滿足下列條件式1 < f12/f < 4. 5f12 第一透鏡與第二透鏡的合成焦距； f 影像鏡頭的系統(tǒng)焦距。
10.一種電子裝置，包含一個機(jī)殼，以及一個安裝在該機(jī)殼內(nèi)的影像模組，其特征在于該影像模組包括一個如權(quán)利要求1所述的四片式影像鏡頭，以及一個設(shè)置于該四片式影像鏡頭的像側(cè)的影像感測器。
全文摘要
一種四片式影像鏡頭及應(yīng)用該鏡頭的電子裝置，該影像鏡頭從物側(cè)依序包含由塑料材質(zhì)所制成的一個第一透鏡、一個光圈、一個第二透鏡、一個第三透鏡及一個第四透鏡。該第一透鏡為正屈光率的雙凸透鏡，該第二透鏡為負(fù)屈光率的雙凹透鏡，該第三透鏡為正屈光率的透鏡，該第四透鏡具有一個位于像側(cè)且鄰近光軸區(qū)域的凹面。通過以塑料材質(zhì)制成所述透鏡，能符合輕量化與低制造成本需求，且較容易成型出非球面鏡面，再配合光圈中置的配置方式提供消除軸上色散的效果，使該影像鏡頭能同時改善像差與色差，進(jìn)而提高解析度，因此，本發(fā)明具有光學(xué)品質(zhì)佳且能符合實(shí)用需求的特性。
文檔編號G02B13/18GK102401977SQ20101027771
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者廖龍盛, 張國文, 李柏徹 申請人:玉晶光電股份有限公司