CN102590900A - 光学透镜模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学透镜模块，包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一孔径光栏，前述孔径光栏以晶片级工艺制作并形成于第一透镜内部。前述第一、第二、第三透镜沿着光学透镜模块的一光轴设置，且第一、第二、第三透镜由物侧至像侧依序排列；其中，第一透镜之物侧以及像侧分别为凸面以及凹面，第二透镜的物侧以及像侧分别为凹面以及凸面。第三透镜的像侧形成有一凸块，前述凸块中央形成有一凹陷部，且凹陷部表面形成有一偏折点。本发明的光学透镜模块可呈现出良好的光学解析度与对比度。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学透镜模块，尤其涉及一种将孔径光栏嵌设于透镜中的光学透镜模块。
背景技术
一般常见的移动电话大都内建有数字相机，而在数字相机中则通常包含有一光学镜头模块。有鉴于现今移动电话逐渐朝着轻薄短小的趋势发展，因此在设计光学镜头模块时，其光径长(optical length)相对于组合焦距(composite focal distance)的比值必须要达到极小化的要求，然而此设计要求往往会造成镜头设计上的困难。另一方面，由于光学镜头模块中的透镜和孔径光栏(aperture stop)在组装前大都是相互分离且独立的元件，因此如何使透镜和孔径光栏在组装过程中可达到精准的对位与稳固的连接也已成为设计与制造光学镜头模块时的严峻挑战。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一实施例提供一种光学透镜模块，包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一孔径光栏，前述孔径光栏以晶片级工艺制作并形成于第一透镜内部，其特征在于：第一、第二、第三透镜系沿着光学透镜模块的一光轴设置，且第一、第二、第三透镜由物侧至像侧依序排列；其中，第一透镜的物侧以及像侧分别为凸面以及凹面，第二透镜的物侧以及像侧分别为凹面以及凸面，且第三透镜的像侧形成有一凸块，前述凸块中央形成有一凹陷部，前述凹陷部表面形成有一偏折点。
于一实施例中，前述第一透镜为一复合透镜，包括一第一子透镜、一第二子透镜以及一第三子透镜，第一、第二、第三子透镜沿着光轴设置，并由物侧至像侧依序排列，其中前述孔径光栏设置于第一、第二子透镜之间。
于一实施例中，前述第一、第三子透镜含有可固化的树脂材料。
于一实施例中，前述第一、第三子透镜含有紫外线固化材料。
于一实施例中，前述第二子透镜为一平行玻璃基板。
于一实施例中，前述第一透镜为一复合透镜，包括一第一子透镜、一第二子透镜以及一第三子透镜，前述第一、第二、第三子透镜沿着光轴设置，并由物侧至像侧依序排列，其中前述孔径光栏设置于第二、第三子透镜之间。
于一实施例中，前述第一、第三子透镜含有可固化的树脂材料。
于一实施例中，前述第一、第三子透镜含有紫外线固化材料。
于一实施例中，前述第二子透镜为一平行玻璃基板。
于一实施例中，前述第三透镜的物侧为凹面。
于一实施例中，沿着一光轴方向且介于前述第一透镜的物侧和一图像感测平面之间的长度定义为光学透镜模块的一光径长L，沿着前曙光轴方向且介于第一、第二透镜之间则形成有一距离D12，其中0.2＞D12/L＞0.05。
于一实施例中，前述第一透镜具有一第一有效光镜长度EFL1，第二透镜具有一第二有效光镜长度EFL2，其中0.2＜|EFL1|/|EFL2|＜1。
于一实施例中，前述第一透镜具有一第一有效光镜长度EFL1，第三透镜具有一第三有效光镜长度EFL3，其中|EFL3|＞|EFL1|。
于一实施例中，前述光学透镜模块还包括一平面平行板，设置于第三透镜的像侧。
于一实施例中，前述第二、第三透镜为复合透镜。
本发明主要以晶片级工艺(wafer level processing，WLP)将一孔径光栏(aperture stop/diaphragm)制作并嵌设(embedded)于前述第一透镜内部，藉此可定义出入射曈(entrance pupil)的结构。由于孔径光栏以晶片级工艺的方式嵌设在第一透镜的内部，如此不仅可达到精准的定位效果，同时还能提升孔径光栏和两个子透镜之间的结合强度。本发明的光学透镜模块可呈现出良好的光学解析度与对比度。
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。
附图说明
图1为本发明第一实施例的光学透镜模块示意图；
图2为针对图1中的光学透镜模块所得到的调变转移函数(MTF)特性曲线图；
图3为本发明第二实施例的光学透镜模块示意图；以及
图4为针对图3中的光学透镜模块所得到的调变转移函数(MTF)特性曲线图。
上述附图中的附图标记说明如下：
光学透镜模块：10；
光轴：C；
光径长：L；
第一透镜：L1；
第二透镜：L2；
第三透镜：L3；
平面平行板：L4；
子透镜：L11～L13、L21～L23、L31～L33；
图像感测平面：P；
表面：S1～S12
具体实施方式
第一实施例
请参阅图1，本发明第一实施例中的光学透镜模块10主要包括一第一透镜L1、一第二透镜L2、一第三透镜L3以及一平面平行板L4，其中光线可由图1左方的物侧(object side)进入第一透镜L1，接着依序穿过前述第二透镜L2、第三透镜L3以及平面平行板L4，然后再到达图1右方的像侧(imageside)。需特别说明的是，前述光学透镜模块10右方的像侧具有一图像感测平面P(例如CCD的感测面)，可用以感测并接收前述光线。
于本实施例中，前述第一透镜L1可为一复合透镜，其中第一透镜L1包含有三个子透镜L11～L13；前述第二透镜L2同样可为一复合透镜，其中第二透镜L2包含有三个子透镜L21～L23；同理，前述第三透镜L3也可为一复合透镜，其中第三透镜L3包含有三个子透镜L31～L33。如图1所示，前述子透镜L12、L22以及L32例如为平面平行玻璃板(plane parallel glass plate)，其余的子透镜L11、L13、L21、L23、L31以及L33则含有可固化的树脂材料，例如为透明且可固化的硅树脂材料(silicone resin)或紫外线固化材料(UV-curable material)。
本发明主要以晶片级工艺(wafer level processing，WLP)将一孔径光栏(aperture stop/diaphragm)制作并嵌设(embedded)于前述第一透镜L1内部，藉此可定义出入射曈(entrance pupil)的结构。需特别说明的是，本实施例中的孔径光栏形成于两个子透镜L11、L12之间，其中由于孔径光栏以晶片级工艺的方式嵌设在第一透镜L1的内部，如此不仅可达到精准的定位效果，同时还能提升孔径光栏和两个子透镜L11、L12之间的结合强度。
下表1-1和1-2揭示了本实施例的光学透镜模块10中各元件的设计参数，其中光学透镜模块10的焦比(Focal ratio)为F＝2.8。
表1-1
表1-2
如图1以及表1-1、1-2所示，前述第一透镜L1的物侧以及像侧分别为凸面(表面S1)以及凹面(表面S4)，第二透镜L2的物侧以及像侧则分别为凹面(表面S5)以及凸面(表面S8)。需特别说明的是，前述第三透镜L3的物侧为凹面(表面S9)，而第三透镜L3的像侧则形成有一凸块，前述凸块的中央位置处形成有一凹陷部(表面S12)，并且在凹陷部的表面S12上形成有一偏折点(deflection point)。
于本实施例中，前述光学透镜模块10更需满足以下条件式：
0.2＞D12/L＞0.05 (1.1)
0.2＜|EFL1|/|EFL2|＜1 (1.2)
|EFL3|＞|EFL1| (1.3)
在条件式(1.1)、(1.2)、(1.3)中，“L”表示光学透镜模块10的光径长，其定义为介于第一透镜L1的物侧至图像感测平面P之间且沿着光轴C方向的长度；“D12”则表示介于第一、第二透镜L1、L2之间且沿着光轴C方向之距离(如图1中的标号d4所示)。此外，“EFL1”表示第一透镜L1所具有的第一有效光镜长度，“EFL2”表示第二透镜所具有的第二有效光镜长度，“EFL3”则表示第三透镜L3所具有的第三有效光镜长度。
图2针对图1中的光学透镜模块10所得到的调变转移函数(modulationtransfer function，MTF)特性曲线图，其中各曲线分别反映出光学透镜模块10对应于不同空间频率响应(spatial frequency response)的特性。由图2中可以看出，调变转移函数的数值大致皆能保持在0.4以上，亦即表示光学透镜模块10可呈现出良好的光学解析度与对比度。
第二实施例
请参阅图3，本发明第二实施例的光学透镜模块10结构大致类似于前述第一实施例(如图1所示)，不同之处在于图3省略了图1中的平面平行板L4。由图3可以看出，本实施例的光学透镜模块10主要包括一第一透镜L1、一第二透镜L2以及一第三透镜L3，其中光线可由图1左方的物侧进入第一透镜L1，接着依序穿过前述第二透镜L2以及第三透镜L3，然后再到达图1右方的像侧。需特别说明的是，光学透镜模块10右方的像侧具有一图像感测平面P(例如CCD的感测面)，前述图像感测平面P可用以感测并接收光线。
于本实施例中的第一透镜L1可为一复合透镜，其中第一透镜L1包含有三个子透镜L11～L13；前述第二透镜L2同样可为一复合透镜，且第二透镜L2包含有三个子透镜L21～L23；同理，前述第三透镜L3也可为一复合透镜，且第三透镜L3包含有三个子透镜L31～L33。举例而言，前述子透镜L12、L22以及L32可为平面平行玻璃板，其余的子透镜L11、L13、L21、L23、L31以及L33则含有可固化的树脂材料，例如透明且可固化的硅树脂材料或紫外线固化材料。
需特别说明的是，在本实施例中同样是以晶片级工艺将一孔径光栏制作并嵌设于第一透镜L1内部，藉此可定义出入射曈的结构。惟与前述第一实施例不同的是，在本实施例中的孔径光栏形成于两个子透镜L12、L13之间，由于孔径光栏以晶片级工艺的方式形成并嵌设在第一透镜L1的内部，如此不仅可达到精准的定位效果，同时还能提升孔径光栏和两个子透镜L12、L13之间的结合强度。
下表2-1和2-2揭示了本实施例的光学透镜模块10中各元件的设计参数，其中光学透镜模块10的焦比(Focal ratio)为F＝2.8。
表2-1
表2-2
如图3以及表2-1、2-2所示，前述第一透镜L1的物侧以及像侧分别为凸面(表面S1)以及凹面(表面S4)，第二透镜L2的物侧以及像侧则分别为凹面(表面S5)以及凸面(表面S8)。需特别说明的是，前述第三透镜L3的物侧为凹面(表面S9)，而第三透镜L3的像侧则形成有一凸块，前述凸块的中央位置处形成有一凹陷部(表面S12)，并且在凹陷部的表面S12上形成有一偏折点。此外，位于第三透镜L3的物侧的表面S9亦可为凸面，并不以图3所示的凹面为限。
本实施例中的光学透镜模块10同样必须满足前述条件式(1.1)、(1.2)、(1.3)。接着请参阅图4，该图主要针对图3中的光学透镜模块10所得到的调变转移函数(MTF)特性曲线图，其中各曲线分别反映出光学透镜模块10对应于不同空间频率响应的特性。由图4中可以看出，调变转移函数的数值大致皆能保持在0.4以上，亦即表示光学透镜模块10可呈现出良好的光学解析度与对比度。
虽然本发明以前述的实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种光学透镜模块，包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一孔径光栏，该孔径光栏以晶片级工艺制作并形成于该第一透镜内部，其特征在于：
该第一、第二、第三透镜沿着该光学透镜模块的一光轴设置，且该第一、第二、第三透镜系由物侧至像侧依序排列；
其中，该第一透镜的物侧以及像侧分别为凸面以及凹面，该第二透镜的物侧以及像侧分别为凹面以及凸面，且该第三透镜的像侧形成有一凸块，其中该凸块中央形成有一凹陷部，且该凹陷部表面形成有一偏折点。
2.如权利要求1所述的光学透镜模块，其中该第一透镜为一复合透镜，包括一第一子透镜、一第二子透镜以及一第三子透镜，该第一、第二、第三子透镜沿着该光轴设置，并由物侧至像侧依序排列，其中该孔径光栏位于该第一、第二子透镜之间。
3.如权利要求2所述的光学透镜模块，其中该第一、第三子透镜含有可固化的树脂材料。
4.如权利要求2所述的光学透镜模块，其中该第一、第三子透镜含有紫外线固化材料。
5.如权利要求2所述的光学透镜模块，其中该第二子透镜为一平面平行玻璃板。
6.如权利要求1所述的光学透镜模块，其中该第一透镜为一复合透镜，包括一第一子透镜、一第二子透镜以及一第三子透镜，该第一、第二、第三子透镜沿着该光轴设置，并由物侧至像侧依序排列，其中该孔径光栏位于该第二、第三子透镜之间。
7.如权利要求1所述的光学透镜模块，其中该第三透镜的物侧为凹面。
8.如权利要求1所述的光学透镜模块，其中沿着该光轴方向且介于该第一透镜的物侧与一图像感测平面之间的长度定义为该光学透镜模块的一光径长L，沿着该光轴方向且介于该第一、第二透镜之间形成有一距离D12，其中0.2＞D12/L＞0.05。
9.如权利要求1所述的光学透镜模块，其中该第一透镜具有一第一有效光镜长度EFL1，该第二透镜具有一第二有效光镜长度EFL2，其中0.2＜|EFL1|/|EFL2|＜1。
10.如权利要求1所述的光学透镜模块，其中该第一透镜具有一第一有效光镜长度EFL1，该第三透镜具有一第三有效光镜长度EFL3，其中|EFL3|＞|EFL1|。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120718 |