TWI303332B - Optical lens assembly - Google Patents

Description

j 1303332 九、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 - 本發明係一種光學鏡組，特別是指-種應用於照相手機的小型 化成像用光學鏡組。 【先前技術】 取近幾年來’隨著照相手機的興起，攝影鏡_厚度逐漸縮 L而-般數位相機的感光祕不外乎是⑽桃㈣種，由於 小^體餘技術的進步，感光元件的晝素大小由早_ 7.細減 夕目_ h 75um ’這使得小型化攝影鏡頭的需求更為般切。 習見辭舰頭，騎慮縣 構，其中最普遍的;^τ .彳 w木用—枚式叙片結 由5_⑷^ η_型式，但是，當鏡頭的高度 此空吟峨、細、，齡輪欲置入 製作的鏡獅:= 度^ 【發明内容】 為角午决光學糸小型化的問題 成之光學鏡組，其要旨如下： 私種由二枚透鏡構 例至俊f像用光學鏡組，由二片具屈折力的轉知構成由物 埘至像側，首先為 々月構成，由物 屈折力的第—透鏡，其前、後表面皆為 1303332 =面’且其前表面、後表面皆為非球面，再者為—具負屈折力的 弟:透鏡，其前表面為凹面，後表面為凸面，且其前表面、後表 立為非求面成像用光學鏡組中並設置有一光圈，位於第一透 、兄之刖用於控制光學系的亮度，並且可使光線減光元件上的 • 入射角有效減少。 成像用光學鏡組中，具正屈折力的第-透鏡，其折射率為M， _ 〃貞屈折力料二透鏡，其折料為N2，兩者滿足下記關係： 1-6 > N1 > 1.5 N2 > 1.55 則可使成像用光學鏡組獲得有效的屈折力，更進一步來看，第 透知折射率N1及第二透鏡折射率N2，需滿足下記關係·· > 1.54 N2 < 1· 65 _ 在成像収學鏡組中，麟力主要由第—透鏡提供，而 ^、、出折力的弟—透鏡其功能為平衡及修正系統所產生的各項像 差，但若其折射率超過此上限值，將使得系統的高度增加，因此透 過上述各鏡片折射率的適當配置，將使得成像用光學鏡組在屈折力 與像差的修正中取得平衡。 成像用光學鏡組中，具正屈折力的第一透鏡其焦距為fl，具 負屈折力的第二透鏡其焦距為f2，系統焦距為f，其滿足下記關係·· 7 1303332 f/H > 2. 0

If/f2| < i.o Φ 加大正第-透鏡的屈折力，可以縮短光學鏡組的 以使光線錢光元件上的人射財效減少，而具貞則H透 鏡並負屈折力來自於前表面，其功用為修峨所產生的像二 Τ屈折力過大，將造錢線在感光树上的人射料緣縮，同 日守，後表_非球面也將過細使得製造上較油難。若考量高階 像呈的壓制，以及欲使成像㈣學鏡組產生足夠的魅、，則第一透 鏡的焦距fl與系統焦距f，需滿足下記關係·· f/fl < 2.5 為了有效修正系統產生的色差，控制第一透鏡的色散係數 (Abbe Number) V1及第二透鏡的色散係數（驗ν_γ) ^， 必須滿足下記關係式：

V2 < 40 為了有效縮小光線入射感光元件的角度，第一透鏡前表面曲率 半徑R1，第一透鏡後表面曲率半徑R2，必須滿足以下關係式： 1.4 < (R1+R2)/(R1~R2) < 1.55 藉由前置光圈的配置，以及第一透鏡後表面提供強大的正屈折 力，將使得成像用光學鏡組的出射瞳(Exit Pupil)遠離成像面，因 8 J* Ϊ303332 此，光線離開第二透鏡後表面後，將以接近垂直入射的方式入射在 感光元件上，此即為像侧的Telecentric特性，此特性對於時下固 、 喊光70件贼光能力是極為重要的’將使得感光元件的感光敏感 . 度提鬲，減少系統產生暗角的可能性。上述關係式稱為透鏡的形狀 因子，當其數值低於下限值，R2變得相對較小，將使得系統產生 過大的像差而難以控制m當其數值高於上限值時，敗 文得相對較大’第-透鏡後表面的屈折力變小，使得光圈必須前移 鬱才能縮小光線人射在感光猶上的角度，而這將會和成像用光學鏡 組小型化的目標相違背。 、此外，成像用光學鏡組小型化的趨勢，以及系統需涵蓋廣泛的 視角，使得焦距變得很短，在這種情況下，鏡片的曲率半徑以及鏡 片的大小皆變得很小，以傳統玻璃_的方法將難以製造出上述的 鏡片，因此，第-透鏡及第二透鏡皆採用塑膠材質，藉由射出成型 _的方式製作鏡片，可以用較低廉的成本生產高精密度的鏡片；並於 、^鏡面上設置非球面’非球面可以容易製作成球面以外的形狀，獲 . 得較多的控制變數，用以消減像差，進而縮減鏡片使用的數目。又 ▲有關本案發明為達成上述目的、所採用之技術，手段及其他功 效，兹列舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。 、 【實施方式】 *1303332 第一透鏡（20)前表面（21)曲率半徑R1，第一透鏡（2 0 )後表面（2 2 )曲率半徑R2，其關係為： (R1+R2)/(R1-R2) = 1.451 ； 第一透鏡（2 0 )前表面（2 1 )曲率半徑R1 = 2· 18647mm ; 第一透鏡（2 0)及第二透鏡（3 0)皆採用塑膠材質，藉由 射出成型的方式製作鏡片，並於各鏡面上設置非球面，非球面曲線 的方程式表示如下： X(YMY2/R)/(1+ sqrt (1-(l+k)*(Y/R)2))+A4*Y4+A6*Y6+··· 其中： X:鏡片的截面距離 Y:非球面曲線上的點距離光軸的高度 k:錐面係數 A4、Ae、.·····：4階、6階、······的非球面係數。 第-實施例詳細的結構數據如同表一所示，其非球面數據如 同表二所示。 本發明第二實施例請參閱第3圖，第二實施例之像差曲線請參 閱第4圖。第一貫施例的主要構造為：—成像用光學鏡組，由二片 11 1303332 〇 )後表面（2 2 )曲率半徑R2，其關係為： (R1+R2)/(R1-R2) = L 466 ; 第-透鏡（2Q)前表面（2 1)曲率半#R1 = 1 78647mm; 第-透鏡（2 0)及第二透鏡（3 〇)皆採用塑膠材質，藉由 射出成型的方式製作鏡片，並於各鏡面上紅非球面，非球面麟 ，方程式的表示同第一實施例的型式； 第二實施例詳細的結構數據如同表三所示，其非球面數據如同 表四所示。 在此先行酬’表-錢明示為雜縣學餘實施例 f值變化表，然本發明各個實施例的數值變化皆屬實驗所得’即 使使用不同數值，相同結構的產品仍應屬於本發明的保護範轉。表 五為各個錢例對應本發__林式的數值資料。 列方本毛明為—成像用光學鏡組，藉此透鏡結構、 7 %配置可叫效縮小餘體積，更關時獲得較$ 解像力；所以本發明之『 1 乂斤 如 具有產業之可利用性』應已毋庸置類 除此之外，在本案實施 置知 f 斤揭路出的锊徵技術，於申請之前孟 曰見於堵刊物，亦未曾 ^ ΙΑ開使用，不但具有如上 13 1303332 之事實，更具有不可輕忽的附加功效，是故，本發明的『新穎性』 以及『進步性』都已符合專利法規，爰依法提出發明專利之申請， 祈請惠予審查並早曰賜准專利，實感德便。 1303332 【圖式簡單說明】 第1圖 第一實施例光學系統示意圖。 第2圖 第一實施例之像差曲線圖。 第3圖 第二實施例光學系統示意圖。 第4圖 第二實施例之像差曲線圖。 【表】 表一第一實施例結構數據。 表二第一實施例非球面數據。 表三第二實施例結構數據。 表四第二實施例非球面數據。 表五本發明相關方程式的數值資料。 【主要元件符號說明】 光圈（1 0 )第一透鏡（2 0 ) 前表面（2 1 )後表面（2 2 ) 第二透鏡（3 0 )前表面（3 1 ) 後表面（3 2) 紅外線濾除濾光片（4 0 ) 感光元件（5 0) 第一透鏡折射率N1 第二透鏡折射率N2 第一透鏡焦距Π 15 1303332· 第二透鏡焦距f2 成像用光學鏡組系統焦距f 第一透鏡色散係數VI (Abbe number) 第二透鏡色散係數V2 (Abbe number) 第一透鏡前表面曲率半徑R1 第一透鏡後表面曲率半徑R2

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Claims (1)

1303332 十、申請專利範園： 1. 一種成像用光學鏡組， 像側，依序為： 由二片具屈折力的塑膠鏡片構成，由物側至 具正屈折力的第-透鏡，其前表面、後表面皆為凸面，轉射 :㈣滿足L 6 > N1 > h 5的關係’其焦距為n，系統焦距為（， 兩者滿足f/fl > 2. 0 _係，且其前表面、後表㈣為非球面； 具負屈折力的第二透鏡，其前表面為凹面，後表面為凸面，其 •折射率N2 > L 55，且其前表面、後表面皆為非球面；、 其中’該成像光學系第-透鏡之前設置有一光圈，用於控制光 學系的亮度。 2·如申請專利範圍第1項所述之成像用光學鏡組，其中，第一透鏡的 折射率N1 > 1.54。 _ 3·如申請專利範圍第2項所述之成像用光學鏡組，其中，第一透鏡的 色散係數VI > 50。 4·如申請專利範圍第3項所述之成像用光學鏡組，其中，第二透鏡的 色散係數V2 < 40。 5·如申請專利範圍第4項戶斤述之成像用光學鏡組，其中，第二透鏡的 折射率N2 < 1.65。 1303332 6·如申請專利範圍第1項所述之成像用光學鏡組，其中，第一透鏡焦 距為Π，系統焦距為f，兩者滿足f/fl < 2. 5的關係。 v 7·如申請專利範圍第6項所述之成像用光學鏡組，其中，第二透鏡焦 距為f2,系統焦距為f，兩者滿足|f/f2| < u的關係。 f 8·如申請專利範圍第7項所述之成像用光學鏡組，其中，第一透鏡的 前、後表面的曲率半徑分別為則及咫，兩者滿足h4 < (R1+R2)/(R1-R2) < ι·55 的關係。 w申請專利範圍第8項所述之成像用光學鏡組，其中，第一透鏡的 珂表面曲率半徑Rl < 4.〇mm。 1〇.如申請專利範圍第丨項所述之成像 ’除濾光片，紅外線濾除濾光片設置於第 内包含有-紅外線濾丨 予m糾學叙組 鏡之後。 18

第23頁 2 3 3 3 o ) lai式 圖 /i\ Hi I > 4.18848E+00 7.97658Ε-Ξ 1.76990E+01 -2.10179E+02 930049E+02 -1.47688E+03 4.02864E+02 丨3.39143E+00 -135033E+00 7.94356E+00 二.27500E+01 .2.53080E+01 1.29449E+02-33906E+02 丨 L57641E+01 丨一.13735E+00 1·97479Γ— -2.84013E 十02 8.32155Ε+02 , f ，4.02350E-01 二.06410 -lisEi 9.85138E+00 二.88537E+S9.31405E+02 -1.45696E+03 Siuface 壮 M A4 A6 A8 A10 A12 A14 Aspliedcal coei^ient(l辑M、flg々) 1303332 ， 圖式 * (Embodiment 2 實施例二） F(焦距）=1.38 mm，Fno = 2.8, HFOV(半視角）=33.0de2. Surface • # 表面 Curvature Radius Thicknes 厚度 Material 材質 Index 折射率 Abbe # 阿比係 數 Focal length 焦距 0 Object 物體 Plano 平面 Infinity 無限 1 Ape. Stop 光圈 Plano 平面 0.104 參 Lens 1 1.78647(ASP) 0.733 Plastic 塑膠 1.543 60.3 0.59 ' 3 -0.33751 (ASP) -0.278 4 Plano 平面 0.394 5 Lens 2 -0.20014(ASP) 0.350 Plastic 塑膠 1.583 30.2 -1.45 6 -0.43127(ASP) 0.200 • IR-filter 紅外線濾 除濾片 Plano 平面 0.300 Glass 玻璃 1.517 64.1 - _ 8 φ Plano 平面 0.610 9 Image 成像面影像 Plano 平面 0 表二 第25頁