取像光學(xué)成像鏡片組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明與光學(xué)有關(guān)，特別是指一種取像光學(xué)成像鏡片組。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，由于行動裝置的蓬勃發(fā)展，連帶促進(jìn)了數(shù)字相機(jī)模塊的市場需求。為了提 供行動裝置的方便性與可移植性，市場普遍希望在維持質(zhì)量的情況下，朝小型化、輕量化發(fā) 展。而小型化輕量化的利因，也帶動其他應(yīng)用市場的需求，例如：汽車產(chǎn)業(yè)、游戲機(jī)產(chǎn)業(yè)、家 電產(chǎn)業(yè)等，都開始利用小型化影像捕獲設(shè)備，創(chuàng)造更多便利的功能。
[0003]目前，一般攝像模塊的感光組件，主要可分為感光耦合組件（Chargecoupled Device，CCD)與互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體（ComplementaryMetalOxideSemiconductor, CMOS)，其中因CMOS具備低成本、低耗電性與高整合性，讓CMOS逐漸成為市場上行動裝置感 光組件的主流。此外，由于半導(dǎo)體制程技術(shù)的進(jìn)步，使得像素（pixel)大小已可大幅降低， 此利因可讓感光組件提供更高像素的影像，但也因縮小像素面積，使得入光量減少，勢必需 要透鏡系統(tǒng)提供更高亮度以降低噪聲影響。
[0004] 隨著近年來這些影像設(shè)備的小型化，上述影像捕獲設(shè)備以及應(yīng)用在上述影像設(shè)備 上的鏡片組的體積，也被大幅地縮小。另外，由于影像捕獲設(shè)備的像素愈來愈高，用以配合 這些影像捕獲設(shè)備使用的鏡片組，也要能夠具有更高的光學(xué)效能，才能使這些影像捕獲設(shè) 備達(dá)成高分辨率和高對比度的展現(xiàn)。因此，小型化和高光學(xué)效能，是影像設(shè)備的鏡頭不可缺 兩項要件。
[0005] 除此之外，目前影像設(shè)備所采用小型化的鏡片組，漸趨往廣角發(fā)展，但廣角系統(tǒng)常 有視角不夠廣、畸變及色差問題，而容易影響其影像質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種取像光學(xué)成像鏡片組，除可提供小型化與高光量的需 求外，亦能有效提升廣角系統(tǒng)的可視角。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的取像光學(xué)成像鏡片組，包含有由一物側(cè)至一像側(cè) 且沿一光軸依序排列的一光圈、一第一鏡片、一第二鏡片、一第三鏡片以及一第四鏡片；其 中，該第一鏡片為具有正屈光力的凸凹透鏡，且其凸面朝向該物側(cè)，而凹面朝向該像側(cè)；另 外，該第一鏡片至少一鏡面為非球面表面；該第二鏡片為具有負(fù)屈光力的雙凹透鏡，且該第 二鏡片至少一鏡面為非球面表面；該第三鏡片以玻璃材質(zhì)制成，且為具有正屈光力的凸凹 透鏡，其凹面朝向該物側(cè)，而凸面朝向該像側(cè)；另外，該第三鏡片至少一鏡面為非球面表面； 該第四鏡片朝向該物側(cè)的鏡面為非球面表面并具有反曲點(diǎn)，而該第四鏡片朝向該像側(cè)的鏡 面為非球面表面并具有反曲點(diǎn)，使該第四鏡片的屈光力由光軸通過處往鏡片邊緣逐漸由負(fù) 屈光力轉(zhuǎn)成正屈光力；
[0008] 依據(jù)上述構(gòu)思，該取像光學(xué)成像鏡片組還滿足1. 7蘭Nd3 ;而Nd3是指該第三鏡片 的折射率。
[0009] 由此，通過上述的光學(xué)設(shè)計，可使得該取像光學(xué)成像鏡片組具有體積小、廣角、光 學(xué)畸變小以及高光學(xué)效能的效果。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例取像光學(xué)成像鏡片組的架構(gòu)圖；
[0011] 圖2A為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的場曲圖；
[0012] 圖2B為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的畸變圖；
[0013] 圖2C為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的倍率色像差圖；
[0014] 圖2D為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的球面像差圖；
[0015] 圖3為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例取像光學(xué)成像鏡片組的架構(gòu)圖；
[0016] 圖4A為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的場曲圖；
[0017] 圖4B為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的畸變圖；
[0018] 圖4C為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的倍率色像差圖；
[0019] 圖4D為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的球面像差圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例取像光學(xué)成像鏡片組的架構(gòu)圖；
[0021] 圖6A為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的場曲圖；
[0022] 圖6B為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的畸變圖；
[0023] 圖6C為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的倍率色像差圖；
[0024] 圖6D為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的球面像差圖；
[0025] 圖7為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例取像光學(xué)成像鏡片組的架構(gòu)圖；
[0026] 圖8A為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的場曲圖；
[0027] 圖8B為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的畸變圖；
[0028] 圖8C為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的倍率色像差圖；
[0029] 圖8D為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的球面像差圖。
[0030] 附圖中符號說明：
[0031] 100取像光學(xué)成像鏡片組，200取像光學(xué)成像鏡片組，300取像光學(xué)成像鏡片組， 400取像光學(xué)成像鏡片組，L1第一鏡片，L2第二鏡片，L3第三鏡片，L4第四鏡片，ST光圈， Z光軸，CF濾光片，S1~S11鏡面。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為能更清楚地說明本發(fā)明，舉較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
[0033] 請參閱圖1，本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的取像光學(xué)成像鏡片組100包含有沿一光軸Z 且由一物側(cè)至一像側(cè)依序排列的一光圈ST、一第一鏡片L1、一第二鏡片L2、一第三鏡片L3 以及一第四鏡片L4。另外，依使用上的需求，該第四鏡片L4與該像側(cè)之間更可設(shè)置有一濾 光片（OpticalFilter)CF，以濾除掉不必要的噪聲光，而可達(dá)到提升光學(xué)效能的目的。其 中：
[0034] 該第一鏡片L1以塑料材料制成，且為具有正屈光力的凸凹透鏡，其凸面S2朝向該 物側(cè)，凹面S3朝向該像側(cè)，以使該取像光學(xué)成像鏡片組100具有廣角的光學(xué)特性。另外，該 第一鏡片L1的兩面S2、S3皆為非球面表面，而非球面的設(shè)計目的，在于可有效地修正該取 像光學(xué)成像鏡片組100于廣角光學(xué)設(shè)計時容易出現(xiàn)的畸變問題。
[0035] 該第二鏡片L2以塑料材料制成，且為具有負(fù)屈光力的雙凹透鏡，且其兩面S4、S5 皆為非球面表面。
[0036] 該第三鏡片L3以玻璃材料制成，且為具有正屈光力的凸凹透鏡，其凹面S6朝向該 物側(cè)，而凸面S7朝向該成像面，且其兩面S6、S7皆為非球面表面。
[0037]該第四鏡片L4以塑料材料制成，且朝向該物側(cè)的鏡面S8為非球面表面并具有反 曲點(diǎn)，而光軸通過處的表面為凸面，使該第四鏡片L4的鏡面S8的曲率半徑，由光軸通過處 往鏡片邊緣逐漸由正轉(zhuǎn)負(fù)再轉(zhuǎn)正。另外，該第四鏡片L4朝向該成像面的鏡面S9為非球面 表面并具有反曲點(diǎn)，且光軸通過處的表面為凹面，使該第四鏡片L4的鏡面S9的曲率半徑， 由光軸通過處往鏡片邊緣逐漸由正轉(zhuǎn)負(fù)，并與該第四鏡片L4的鏡面S8配合，而使得該第四 鏡片L4的屈光力由光軸通過處往鏡片邊緣逐漸由負(fù)屈光力轉(zhuǎn)成正屈光力。
[0038] 另外，除上述該些鏡片L1~L4的結(jié)構(gòu)設(shè)計外，于本實(shí)施例中，該取像光學(xué)成像鏡 片組100還滿足以下條件式：
[0039] (1) 1. 7 ^Nd3；
[0040] (2)2. 35<f/Rl<2. 73；
[0041] (3)0. 27<fl/f3<l. 08 ；
[0042] (4)0. 39<f/f3<l. 15；
[0043] (5)0. 83<f/TLL<0. 88 ；
[0044] 其中，Nd3是指該第三鏡片L3的折射率；f為該取像光學(xué)成像鏡片組100的焦距； R1為該第一鏡片L1朝向該物側(cè)的鏡面S2于光軸上Z的曲率半徑；fl為第一鏡片L1的焦 距；f3為該第三鏡片L3的焦距；TLL為該取像光學(xué)成像鏡片組100的總長。
[0045] 為有效提升該取像光學(xué)成像鏡片組100的光學(xué)效能，本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的取 像光學(xué)成像鏡片組100的系統(tǒng)焦距f、各個鏡片表面的光軸Z通過處的曲率半徑R、各鏡面 與下一鏡面（或成像面）于光軸Z上的距離D、各鏡片的折射率Nd、各鏡片的阿貝系數(shù)Vd， 如表1所示。
[0046] 本實(shí)施例的各個透鏡中，該些非球面表面S2~S9的表面凹陷度z由下列公式所 得到：
[0047]
[0048]其中：
[0049]z:非球面表面的凹陷度；
[0050]c:曲率半徑的倒數(shù)；
[0051] h:表面的孔徑半徑；
[0052] k:圓錐系數(shù)；
[0053] a 2~a 6 :表面的孔徑半徑h的各階系數(shù)。
[0054] 在本實(shí)施例中，各個非球面表面的非球面系數(shù)k及各階系數(shù)a 2~a 6,如表2所 示：
[0055] 由此，通過上述設(shè)計，而可使得該取像光學(xué)成像鏡片組100具有廣角的功能，且同 時具有短系統(tǒng)總長的優(yōu)點(diǎn)，并透過該第三鏡片L3為玻璃且折射率大于1. 7的搭配，可有效 地提高該取像光學(xué)成像鏡片組100校準(zhǔn)光軸的準(zhǔn)確度，同時也大幅提升成像的清晰度，進(jìn) 而提升該取像光學(xué)成像鏡