CN201917708U - 薄型摄像光学镜组 - Google Patents
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Abstract
一种薄型摄像光学镜组,由光轴的物侧至像侧依序包括有一具有正屈折力的第一透镜、一具有正屈折力的第二透镜。并且第一透镜物侧面与第一透镜像侧面均可为凸面,且第一透镜包含有至少一非球面。而第二透镜物侧面可为一凹面,第二透镜像侧面可为一凸面,且第二透镜物侧面与第二透镜像侧面均可为非球面。其中,薄型摄像光学镜组还可包括一光圈及一成像面。通过薄型摄像光学镜组中第一透镜、第二透镜、光圈、成像面及其相对关系的调整,可有效缩小体积、降低敏感度及获得较高的分辨率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光学镜组,特别涉及一种薄型摄像光学镜组。
背景技术
最近几年来,随着摄像光学镜组的蓬勃发展,薄型化摄影镜头的需求日渐提高,而一般摄影镜头的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge CoupledDevice,CCD)或互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor,CMOS)两种,且随着半导体工艺技术的精进,使得感光元件的像素尺寸缩小,再加上电子产品以功能佳且轻薄短小的方向发展,因此,具备良好成像质量的薄型摄像光学镜组于市场上的需求与日俱增。
现有的摄像光学镜组为考虑像差的补正,多采以三片式透镜结构为主,其中最普遍的为正负正(Triplet)型式,但当镜头尺寸不断往轻薄化缩小时,摄像光学镜组的成像空间也跟着紧缩,因此使得三片透镜的置入变得困难,且在有限的空间里,透镜的厚度也需跟着缩小,将使得塑料射出成型制作的透镜其材质均匀度不良。
一方面为了有效缩短摄像光学镜组的总长度,另一方面为了透镜制作上的良率,提出了仅含两片透镜的摄像光学镜组,如美国专利第7,525,741号提供一种由两片透镜构成的薄型摄像光学镜组,其由物侧至像侧依序为一具正屈折力的第一透镜与一具负屈折力的第二透镜,虽然如此的结构能提供良好的解像力与维持轻薄化的特性,但由于其第一透镜采用新月形透镜形式,而新月形透镜所具有的屈折力有限,因此较难以达到小型化的目的。有鉴于此,急需一种工艺简易且不至于使镜头总长度过长及敏感度太高的薄型摄像光学镜组。
实用新型内容
鉴于以上问题与市场需求,本实用新型的目的在于提供一种薄型摄像光学镜组,藉以解决现有技术所存在屈折力有限的问题,并提供一种体积较小且低敏感度的薄型摄像光学镜组以符合市场需求。
为了实现上述目的,本实用新型提供一种薄型摄像光学镜组,由一光轴的物侧至像侧依序包括:
一具有正屈折力的第一透镜,包括一第一透镜物侧面与一第一透镜像侧面,该第一透镜物侧面及该第一透镜像侧面均为凸面,该第一透镜物侧面与该第一透镜像侧面至少其中之一为非球面;以及
一具有正屈折力的第二透镜,包括一第二透镜物侧面与一第二透镜像侧面,该第二透镜物侧面为凹面,该第二透镜像侧面为凸面,该第二透镜物侧面与该第二透镜像侧面均为非球面;
其中,于该光轴上,该第一透镜具有一厚度CT1,该第一透镜与该第二透镜之间具有一镜间距T12,该第二透镜具有一厚度CT2,该薄型摄像光学镜组具有一焦距f,该第一透镜具有一色散系数V1,该第二透镜具有一色散系数V2,该薄型摄像光学镜组还包含一光圈及一成像面,该光圈至该成像面具有一距离SL,该第一透镜物侧面至该成像面具有一距离TTL,且满足以下条件:
0.25<CT2/T12<0.80;
0.30<CT1/f<0.57;
20.0<V1-V2<45.0;以及
0.9<SL/TTL<1.2。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该第一透镜与该第二透镜均为塑料透镜。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该第二透镜像侧面具有至少一反曲点。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该第一透镜物侧面具有一曲率半径R1,该第一透镜像侧面具有一曲率半径R2,且满足下列公式:-0.4<R2/R1<0.0。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,该第二透镜像侧面具有一曲率半径R4,且满足下列公式:0.05<(R4-R3)/(R4+R3)<0.19。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该第二透镜具有一焦距f2,且满足下列公式:0<f/f2<0.2。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:30.0<V1-V2<42.0。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该第一透镜具有至少一反曲点。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:0.15mm<CT2<0.35mm。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该第二透镜具有一焦距f2,且满足下列公式:0<f/f2<0.6。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:0.45<CT2/T12<0.65。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:0<f/f2<0.2。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:30.0<V1-V2<42.0。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该薄型摄像光学镜组还包括一离轴视场的光线通过该第二透镜像侧面的一最大范围位置与该光轴间具有一垂直距离Y22,该第二透镜像侧面距离该光轴为该垂直距离Y22的位置与相切于该第二透镜于该光轴的一顶点上的一切面距离SAG22,并满足下列公式:
0.6<SAG22/Y22<0.7。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:0.15mm<CT2<0.35mm。
上述的薄型摄像光学镜组,其中,该薄型摄像光学镜组还包含一影像感测元件,该影像感侧元件设置于该成像面,该影像感测元件的有效像素对角线的一半为该薄型摄像光学镜组的一成像高度ImgH,且满足下列公式:TTL/ImgH<2.40。
本新型的功效在于,具正屈折力的第一透镜可提供薄型摄像光学镜组所需的部分屈折力,有助于缩短薄型摄像光学镜组的总长度。而具有正屈折力的第二透镜可有效地分配第一透镜的正屈折力,进而降低薄型摄像光学镜组的敏感度。此外,当第一透镜物侧面与第一透镜像侧面均为凸面时,可有助于加强第一透镜的正屈折力,更有利于缩短薄型摄像光学镜组的总长度。而第二透镜物侧面为凹面且第二透镜像侧面为凸面时,可有利于修正薄型摄像光学镜组的像散(astigmatism)与高阶像差(high order aberration)。
当薄型摄像光学镜组满足0.25<CT2/T12<0.80时,表示第二透镜的厚度及第一透镜与第二透镜之间的镜间距较为合适,可于缩小镜组体积与成像质量的修正上,达到最佳的平衡点,其中较佳可为0.45<CT2/T12<0.65。当薄型摄像光学镜组满足0.30<CT1/f<0.57时,表示第一透镜的厚度大小较为合适,可降低制造上的困难以获得较高的第一透镜制作良率。当薄型摄像光学镜组满足20.0<V1-V2<45.0时,有利于薄型摄像光学镜组中色差(chromatism)的修正,其中较佳可为30.0<V1-V2<42.0。当薄型摄像光学镜组满足0.9<SL/TTL<1.2时,有利于薄型摄像光学镜组在远心特性取得良好的效益。当SL/TTL接近1.2时,可使薄型摄像光学镜组的出射瞳(Exit Pupil)远离成像面。光线将以接近垂直入射于成像面上,即产生像侧的远心(Telecentric)特性。当一影像感测元件配置于成像面时,可提高影像感测元件的感光能力,以减少暗角的产生。当SL/TTL接近0.9时,可利于广视场角的特性,且有助于对畸变(Distortion)及倍率色收差(Chromatic Aberration of Magnification)的修正,同时可有效降低薄型摄像光学镜组的敏感度。
当第一透镜与第二透镜均为塑料透镜时,可有利于非球面透镜的制作。当第二透镜像侧面具有至少一反曲点或第一透镜具有至少一反曲点时,可有效地压制离轴视场的光线入射于成像面上的角度,且修正离轴视场的像差。当薄型摄像光学镜组满足-0.4<R2/R1<0.0时,有助于薄型摄像光学镜组球差的补正。当薄型摄像光学镜组满足0.05<(R4-R3)/(R4+R3)<0.19时,可有效修正像散与高阶像差。当薄型摄像光学镜组满足0<f/f2<0.6,可有效分配第一透镜的正屈折力,以降低薄型摄像光学镜组的敏感度,其中较佳为0<f/f2<0.2。当薄型摄像光学镜组满足0.15mm(毫米)<CT2<0.35mm时,有利于薄型摄像光学镜组的组装配置。
当薄型摄像光学镜组满足0.6<SAG22/Y22<0.7时,一方面可有利于第二透镜的制作与成型,另一方面可有助于降低薄型摄像光学镜组所需的组装空间。当薄型摄像光学镜组满足TTL/ImgH<2.40时,有利于薄型摄像光学镜组的小型化,以适于搭载于轻薄可携式的电子产品上。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述,但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1A为依据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组的第一实施例结构示意图;
图1B为波长486.1、587.6与656.3nm的光线入射于图1A所揭露的薄型摄像光学镜组的纵向球差曲线示意图;
图1C为波长587.6nm的光线入射于图1A所揭露的薄型摄像光学镜组的像散场曲曲线示意图;
图1D为波长587.6nm的光线入射于图1A所揭露的薄型摄像光学镜组的畸变曲线示意图;
图2A为依据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组的第二实施例结构示意图;
图2B为波长486.1、587.6与656.3nm的光线入射于图2A所揭露的薄型摄像光学镜组的纵向球差曲线示意图;
图2C为波长587.6nm的光线入射于图2A所揭露的薄型摄像光学镜组的像散场曲曲线示意图;
图2D为波长587.6nm的光线入射于图2A所揭露的薄型摄像光学镜组的畸变曲线示意图;
图3A为依据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组的第三实施例结构示意图;
图3B为波长486.1、587.6与656.3nm的光线入射于图3A所揭露的薄型摄像光学镜组的纵向球差曲线示意图;
图3C为波长587.6nm的光线入射于图3A所揭露的薄型摄像光学镜组的像散场曲曲线示意图;
图3D为波长587.6nm的光线入射于图3A所揭露的薄型摄像光学镜组的畸变曲线示意图;
图4A为依据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组的第四实施例结构示意图;
图4B为波长486.1、587.6与656.3nm的光线入射于图4A所揭露的薄型摄像光学镜组的纵向球差曲线示意图;
图4C为波长587.6nm的光线入射于图4A所揭露的薄型摄像光学镜组的像散场曲曲线示意图;
图4D为波长587.6nm的光线入射于图4A所揭露的薄型摄像光学镜组的畸变曲线示意图。
其中,附图标记
10,20,30,40 薄型摄像光学镜组
100,200,300,400 光圈
110,210,310,410 第一透镜
111,211,311,411 第一透镜物侧面
112,212,312,412 第一透镜像侧面
113,213,313,413 第一反曲点
120,220,320,420 第二透镜
121,221,321,421 第二透镜物侧面
122,222,322,422 第二透镜像侧面
123,223,323,423 第二反曲点
160,260,360,460 红外线滤光片
170,270,370,470 成像面
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述:
根据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组,先以图1A作一举例说明,以说明各实施例中具有相同的透镜组成及配置关系,以及说明各实施例中具有相同的条件公式,而其它相异之处将于各实施例中详细描述。
以图1A为例,薄型摄像光学镜组10由光轴物侧至像侧(如图1A由左至右)依序包括有一光圈100、一第一透镜110、一第二透镜120、一红外线滤光片160与一成像面170。
第一透镜110具有正屈折力,可提供薄型摄像光学镜组10所需的部分屈折力,有助于缩短薄型摄像光学镜组10的总长度。第一透镜110包括一第一透镜物侧面111与一第一透镜像侧面112,第一透镜物侧面111与第一透镜像侧面112至少其中之一为非球面。再者,第一透镜物侧面111与第一透镜像侧面112均可为凸面,有助于加强第一透镜110的正屈折力,更有利于缩短薄型摄像光学镜组10的总长度。
第二透镜120具有正屈折力,可有效地分配第一透镜110的正屈折力,进而降低薄型摄像光学镜组10的敏感度。第二透镜120包括一第二透镜物侧面121与一第二透镜像侧面122,第二透镜物侧面121与第二透镜像侧面122均可为非球面。再者,第二透镜物侧面121可为一凹面,第二透镜像侧面122可为一凸面,可有利于修正薄型摄像光学镜组10的像散(Astigmatism)与高阶像差(high order aberration)。上述薄型摄像光学镜组10的总长度是指第一透镜物侧面111至成像面170的距离。
依据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10,通过第一透镜110所具有的正屈折力及光圈100配置于物侧(如图1A图面左侧)与第一透镜110间,可有效缩短薄型摄像光学镜组10的总长度。
此外,薄型摄像光学镜组10的配置可使出射光瞳(Exit Pupil)远离成像面170。因此,平行光轴的光线将以接近垂直入射的方式入射在成像面170上,也就是说,薄型摄像光学镜组10具有像侧(如图1A图面右侧)的远心(Telecentric)特性。当影像感测元件(未绘制)配置于成像面170上时,远心特性可使影像感测元件的感光敏感度提高,进而减少薄型摄像光学镜组10产生暗角的可能性。
再者,第一透镜110及第二透镜120为塑料透镜,可减少薄型摄像光学镜组10的制作成本及重量,且有利于非球面透镜的制作。
根据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10可满足以下公式:
(公式1):0.25<CT2/T12<0.80
(公式2):0.30<CT1/f<0.57
(公式3):20.0<V1-V2<45.0
(公式4):0.9<SL/TTL<1.2
其中于光轴上,CT1为第一透镜110的厚度(即第一透镜物侧面111至第一透镜像侧面112于光轴上的距离),CT2为第二透镜120的厚度(即第二透镜物侧面121至第二透镜像侧面122于光轴上的距离),T12为第一透镜110与第二透镜120的镜间距(即第一透镜像侧面112至第二透镜物侧面121于光轴上的距离),f为薄型摄像光学镜组10的焦距,V1为第一透镜110的色散系数,V2为第二透镜120的色散系数,SL为光圈100至成像面170于光轴上的距离,TTL为第一透镜物侧面111至成像面170于光轴上的距离。
当本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10符合(公式1)所述范围,表示第二透镜120的厚度及第一透镜110与第二透镜120之间的镜间距较为合适,可在缩小薄型摄像光学镜组10体积与成像质量的修正上,达到最佳的平衡点。其中,符合上述(公式1)的最佳范围可为0.45<CT2/T12<0.65。当本实用新型所揭露薄型摄像光学镜组10符合(公式2)所述范围,表示第一透镜110的厚度大小较为合适,可降低制造上的困难以获得较高的第一透镜110制作良率。
当本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10符合(公式3)所述的范围,有利于薄型摄像光学镜组10中色差(Chromatism)的修正。其中,符合上述(公式3)的最佳范围可为30.0<V1-V2<42.0。当本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10符合(公式4)所述的范围,有利于薄型摄像光学镜组10在远心特性取得良好的效益。
在本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10中,较佳地,第一透镜物侧面111具有至少一反曲点,如第一反曲点113,以及第二透镜像侧面122具有至少一反曲点,如第二反曲点123,更可有效地压制离轴视场的光线入射于成像面170上的角度,且可进一步修正离轴视场的像差。
再一方面,依据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10还可包含一影像感测元件于成像面170且至少满足下列公式其中之一:
(公式5):-0.4<R2/R1<0.0
(公式6):0.05<(R4-R3)/(R4+R3)<0.19
(公式7):0<f/f2<0.6
(公式8):0.15mm(毫米)<CT2<0.35mm
(公式9):0.6<(SAG22)/Y22<0.7
(公式10):TTL/ImgH<2.40
其中,R1为第一透镜物侧面111的曲率半径,R2为第一透镜像侧面112的曲率半径,R3为第二透镜物侧面121的曲率半径,R4为第二透镜像侧面122的曲率半径,f2为第二透镜120的焦距,Y22为离轴视场光线通过第二透镜像侧面122的最大范围位置与光轴的垂直距离,SAG22为第二透镜像侧面122上距离光轴为Y22的位置与相切于第二透镜120于光轴的顶点上的切面距离,ImgH为影像感测元件的有效像素对角线的一半(即薄型摄像光学镜组10的成像高度)。
当本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10满足(公式5)时,有助于薄型摄像光学镜组10球差的补正。当薄型摄像光学镜组10满足(公式6)时,可有效修正像散与高阶像差。当薄型摄像光学镜组10满足(公式7)时,表示第二透镜120的屈折力较为合适,可有效分配第一透镜110的正屈折力,以降低薄型摄像光学镜组10的敏感度。当薄型摄像光学镜组10满足(公式8)时,表示第二透镜120的厚度不至于过大或过小,有利于薄型摄像光学镜组10的组装配置。
当本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10满足(公式9)时,可使第二透镜120的形状不会太过弯曲,一方面可有利于第二透镜120的制作与成型,另一方面可有助于降低薄型摄像光学镜组10所需的组装空间,使得薄型摄像光学镜组10内的配置更为紧密。当薄型摄像光学镜组10满足(公式10)时,有利于薄型摄像光学镜组10的小型化,以适于搭载于轻薄可携式的电子产品上。
本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10中,所有透镜(即第一透镜110与第二透镜120)的材质可为玻璃或塑料,若透镜的材质为玻璃,则可以增加薄型摄像光学镜组10屈折力配置的自由度,若透镜材质为塑料,则可以有效降低生产成本。此外,透镜表面可为非球面,非球面可以容易制作成球面以外的形状,获得较多的控制变量,用以消减像差,且可以有效降低薄型摄像光学镜组10的总长度。
本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10中,若透镜表面是为凸面,则表示透镜表面于近轴处为凸面;若透镜表面是为凹面,则表示透镜表面于近轴处为凹面。此外,在薄型摄像光学镜组10中可插入至少一光栏(未标示),以排除杂散光并提高成像质量。
根据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组10,将以下述各实施例进一步描述具体方案。其中,各实施例中参数的定义如下:Fno为薄型摄像光学镜组的光圈值,HFOV为薄型摄像光学镜组中最大视角的一半。此外,各实施例中所描述的非球面可利用但不限于下列非球面方程式(公式ASP)表示:
其中,X为非球面上距离光轴为Y的点,Y为非球面曲线上的点至光轴的距离,k为锥面系数,Ai为第i阶非球面系数,在各实施例中i可为但不限于4、6、8、10、12、14、16。
第一实施例
请参照图1A,为依据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组的第一实施例结构示意图。
薄型摄像光学镜组10由物侧至像侧(也即沿着图1A的左侧至右侧)依序包括有一光圈100、一第一透镜110、一第二透镜120、一红外线滤光片160及一成像面170。
在本实施例中,薄型摄像光学镜组10所接受光线的波长是以587.6纳米(nanometer,nm)为例,然而薄型摄像光学镜组10所接受光线的波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
此外,第一透镜110及第二透镜120均为非球面透镜,且可符合但不限于上述(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表1-1:
表1-1
其中,第一透镜物侧面111还可具有至少一反曲点,如第一反曲点113,第二透镜像侧面122还可具有至少一反曲点,如第二反曲点123,可有效地压制离轴视场的光线入射于成像面170的角度,进一步修正离轴视场的像差。
薄型摄像光学镜组10的详细数据如下列表1-2所示:
表1-2
从表1-2中可推算出表1-3所述的内容:
表1-3
在本实施例中,薄型摄像光学镜组10的CT2/T12为0.60,符合公式(1)所述的范围,可于缩小薄型摄像光学镜组10体积与成像质量的修正上,达到最佳的平衡点。薄型摄像光学镜组10的CT1/f为0.52,符合(公式2)所述的范围,可降低制造上的困难以获得较高的第一透镜110制作良率。薄型摄像光学镜组10的V1-V2为32.50,符合(公式3)所述的范围,而有利于薄型摄像光学镜组10中色差(chromatism)的修正。薄型摄像光学镜组10的SL/TTL为1.01,符合(公式4)所述的范围,有利于薄型摄像光学镜组10在远心特性取得良好的效益。
薄型摄像光学镜组10的R2/R1为-0.30,满足(公式5)所述的范围,有助于薄型摄像光学镜组10球差的补正。薄型摄像光学镜组10的(R4-R3)/(R4+R3)为0.16,满足(公式6)所述的范围,可有效修正薄型摄像光学镜组10的像散与高阶像差。薄型摄像光学镜组10的f/f2为0.03,满足(公式7)所述的范围,可有效分配第一透镜110的正屈折力,以降低薄型摄像光学镜组10的敏感度。
薄型摄像光学镜组10的CT2为0.300mm,满足(公式8)所述的范围,有利于薄型摄像光学镜组10的组装配置。薄型摄像光学镜组10的SAG22/Y22为0.64,满足(公式9)所述的范围,可使第二透镜120的形状不会太过弯曲,有利于第二透镜120的制作与成型,且有助于降低薄型摄像光学镜组10所需的组装空间,使得薄型摄像光学镜组10内的配置更为紧密。薄型摄像光学镜组10的TTL/ImgH为2.26,满足(公式10)所述的范围,有利于薄型摄像光学镜组10的小型化,以适于搭载于轻薄可携式的电子产品上。
请参照图1B所示,是为波长486.1nm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图1A所揭露的薄型摄像光学镜组的纵向球差(Longitudinal SphericalAberration)曲线示意图。其中,波长486.1nm的光线于薄型摄像光学镜组10中的纵向球差曲线是为图1B图面中的实线L。波长587.6nm的光线于薄型摄像光学镜组10中的纵向球差曲线是为图1B图面中的虚线M。波长656.3nm的光线于薄型摄像光学镜组10中的纵向球差曲线是为图1B图面中的点线N。横坐标为焦点位置(mm),纵坐标为标准化(Normalized)的入射瞳或光圈半径。也就是说,由纵向球差曲线可看出近轴光(纵坐标接近0)及边缘光(纵坐标接近1)分别进入薄型摄像光学镜组10后的焦点位置的差异。从图1B中可知,本实施例所揭露的薄型摄像光学镜组10不管接收波长486.1、587.6或656.3nm的光线,薄型摄像光学镜组10所产生的纵向球差均介于-0.050mm至0.050mm之间。
在后述的第二实施例至第四实施例内容中,其图2B、图3B、图4B的纵向球差曲线示意图,其所表示的实线L是为波长486.1nm的光线的纵向球差曲线,虚线M是为波长587.6nm的光线的纵向球差曲线,点线N是为波长656.3nm的光线的纵向球差曲线,为简洁篇幅,故不再逐一赘述。
再请参照图1C所示,是为波长587.6nm的光线入射于图1A所揭露的薄型摄像光学镜组的像散场曲(Astigmatic Field Curves)曲线示意图。其中,子午面(Tangential Plane)的像散场曲曲线是为图1C图面中的虚线T。弧矢面(Sagittal Plane)的像散场曲曲线是为图1C图面中的实线S。横坐标为焦点的位置(mm),纵坐标为像高(mm)。也就是说,由像散场曲曲线可看出子午面及弧矢面因曲率不同所造成焦点位置的差异。从图1C中可知,波长587.6nm的光线入射薄型摄像光学镜组10所产生的子午面像散场曲介于-0.100mm至0.025mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.100mm至0.0mm之间。
在后述的第二实施例至第四实施例内容中,其图2C、图3C、图4C的像散场曲曲线示意图,其所表示的实线S是为弧矢面的像散场曲曲线,虚线T是为子午面的像散场曲曲线,为简洁篇幅,故不再逐一赘述。
再请参照图1D所示,是为波长587.6nm的光线入射于图1A所揭露的薄型摄像光学镜组的畸变(Distortion)曲线示意图。其中,水平轴为畸变率(%),垂直轴为像高(mm)。也就是说,由畸变曲线G可看出不同像高所造成畸变率的差异。从图1D中可知,波长587.6nm的光线入射光学取像是薄型摄像光学镜组10所产生的畸变率介于0%至2.25%之间。如图1B至图1D所示,依照上述第一实施例进行设计,薄型摄像光学镜组10可有效改善各种像差。
在后述的第二实施例至第四实施例内容中,其图2D、图3D、图4D的畸变曲线示意图,其所表示的实线G是为波长587.6nm的光线的畸变曲线,为简洁篇幅,故不再逐一赘述。
需注意的是,波长486.1nm与656.3nm的光线入射于薄型摄像光学镜组10所分别产生的畸变曲线与像散场曲曲线接近波长587.6nm的光线入射于薄型摄像光学镜组10的畸变曲线与像散场曲曲线,为避免图1C与图1D图式的混乱,于图1C与图1D图中未绘制出波长486.1nm与656.3nm的光线入射于薄型摄像光学镜组10所分别产生的畸变曲线与像散场曲曲线,以下第二实施例至第四实施例也相同。
第二实施例
请参照图2A所示,是为根据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组的第二实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第二实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以2作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,薄型摄像光学镜组20所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而薄型摄像光学镜组20所接受光线的波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
此外,第一透镜210及第二透镜220均为非球面透镜,且可符合但不限于(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表2-1:
表2-1
在本实施例中,第一透镜210具有正屈折力,第二透镜220具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面211与第一透镜像侧面212均为凸面,第二透镜物侧面221为凹面,第二透镜像侧面222为凸面。此外,第一透镜物侧面211还可具有至少一反曲点,如第一反曲点213,第二透镜像侧面222还可具有至少一反曲点,如第二反曲点223,可有效地压制离轴视场的光线入射于成像面270的角度,进一步修正离轴视场的像差。
薄型摄像光学镜组20的详细数据如下列表2-2所示:
表2-2
从表2-2中可推算出表2-3所述的内容:
表2-3
请参照图2B,是为波长486.1、587.6与656.3nm的光线入射于图2A所揭露的薄型摄像光学镜组的纵向球差(longitudinal spherical aberration)曲线示意图。从图2B中可知,本实施例所揭露的薄型摄像光学镜组20不管接收波长486.1、587.6或656.3nm的光线,薄型摄像光学镜组20所产生的纵向球差均介于-0.025mm至0.025mm之间。
再请参照图2C,是为波长587.6nm的光线入射于图2A所揭露的薄型摄像光学镜组的像散场曲(astigmatic field curves)曲线示意图。从图2C中可知,波长587.6nm的光线入射薄型摄像光学镜组20所产生的子午面像散场曲介于-0.050mm至0.050mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.050mm至0.025mm之间。
请参照图2D,是为波长587.6nm的光线入射于图2A所揭露的薄型摄像光学镜组的畸变(distortion)曲线示意图。从图2D中可知,波长587.6nm的光线入射薄型摄像光学镜组20所产生的畸变率介于0.0%至2.5%之间。如图2B至图2D所述,依照上述第二实施例进行设计,本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组20可有效改善各种像差。
第三实施例
请参照图3A所示,为根据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组的第三实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第三实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以3作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,薄型摄像光学镜组30所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而薄型摄像光学镜组30所接受光线的波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
此外,第一透镜310及第二透镜320分别为一具非球面的塑料透镜,且可符合但不限于(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表3-1:
表3-1
在本实施例中,第一透镜310具有正屈折力,第二透镜320具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面311与第一透镜像侧面312均为凸面,第二透镜物侧面321为凹面,第二透镜像侧面322为凸面。此外,第一透镜物侧面311还可具有至少一反曲点,如第一反曲点313,第二透镜像侧面322还可具有至少一反曲点,如第二反曲点323,可有效地压制离轴视场的光线入射于成像面370的角度,进一步修正离轴视场的像差。
薄型摄像光学镜组30的详细数据如下列表3-2所示:
表3-2
从表3-2中可推算出表3-3所述的内容:
表3-3
请参照图3B,是为波长486.1、587.6与656.3nm的光线入射于图3A所揭露的薄型摄像光学镜组的纵向球差(longitudinal spherical aberration)曲线示意图。从图3B中可知,本实施例所揭露的薄型摄像光学镜组30不管接收波长486.1、587.6或656.3nm的光线,薄型摄像光学镜组30所产生的纵向球差均介于-0.050mm至0.025mm之间。
请参照图3C,是为波长587.6nm的光线入射于图3A所揭露的薄型摄像光学镜组的像散场曲(astigmatic field curves)曲线示意图。从图3C中可知,波长587.6nm的光线入射薄型摄像光学镜组30所产生的子午面像散场曲介于-0.050mm至0.050mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.050mm至0.025mm之间。
请参照图3D,是为波长587.6nm的光线入射于图3A所揭露的薄型摄像光学镜组的畸变(distortion)曲线示意图。从图3D中可知,波长587.6nm的光线入射薄型摄像光学镜组30所产生的畸变率介于0.0%至2.0%之间。如图3B至图3D所述,依照上述第三实施例进行设计,本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组30可有效改善各种像差。
第四实施例
请参照图4A所示,是为根据本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组的第四实施例结构示意图。其具体实施方式及前述第一实施例大致相同,且第四实施例中所述的元件及第一实施例中所述的元件相同,其元件编号均以4作为百位数字的开头,表示其具有相同的功能或结构,为求简化说明,以下仅就相异之处加以说明,其余相同处不在赘述。
在本实施例中,薄型摄像光学镜组40所接受光线的波长是以587.6nm为例,然而薄型摄像光学镜组40所接受光线的波长可根据实际需求进行调整,并不以上述波长数值为限。
此外,第一透镜410及第二透镜420分别为一具非球面的塑料透镜,且可符合但不限于(公式ASP)的非球面,关于各个非球面的参数请参照下列表4-1:
表4-1
在本实施例中,第一透镜410具有正屈折力,第二透镜420具有正屈折力。其中,第一透镜物侧面411与第一透镜像侧面412均为凸面,第二透镜物侧面421为凹面,第二透镜像侧面422为凸面。此外,第一透镜物侧面411还可具有至少一反曲点,如第一反曲点413,第二透镜像侧面422还可具有至少一反曲点,如第二反曲点423,可有效地压制离轴视场的光线入射于成像面470的角度,进一步修正离轴视场的像差。
薄型摄像光学镜组40的详细数据如下列表4-2所示:
表4-2
从表4-2中可推算出表4-3所述的内容:
表4-3
请参照图4B,是为波长486.1、587.6与656.3nm的光线入射于图4A所揭露的薄型摄像光学镜组的纵向球差(longitudinal spherical aberration)曲线示意图。从图4B中可知,本实施例所揭露的薄型摄像光学镜组40不管接收波长486.1、587.6或656.3nm的光线,薄型摄像光学镜组40所产生的纵向球差均介于-0.050mm至0.025mm之间。
请参照图4C,是为波长587.6nm的光线入射于图4A所揭露的薄型摄像光学镜组的像散场曲(astigmatic field curves)曲线示意图。从图4C中可知,波长587.6nm的光线入射薄型摄像光学镜组40所产生的子午面像散场曲介于-0.050mm至0.025mm之间,弧矢面像散场曲介于-0.050mm至0.0mm之间。
请参照图4D,是为波长587.6nm的光线入射于图4A所揭露的薄型摄像光学镜组的畸变(distortion)曲线示意图。从图4D中可知,波长587.6nm的光线入射薄型摄像光学镜组40所产生的畸变率介于0.0%至2.5%之间。如图4B至图4D所述,依照上述第四实施例进行设计,本实用新型所揭露的薄型摄像光学镜组40可有效改善各种像差。
当然,本实用新型还可有其它多种实施例,在不背离本实用新型精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (16)
1.一种薄型摄像光学镜组,其特征在于,由一光轴的物侧至像侧依序包括:
一具有正屈折力的第一透镜,包括一第一透镜物侧面与一第一透镜像侧面,该第一透镜物侧面及该第一透镜像侧面均为凸面,该第一透镜物侧面与该第一透镜像侧面至少其中之一为非球面;以及
一具有正屈折力的第二透镜,包括一第二透镜物侧面与一第二透镜像侧面,该第二透镜物侧面为凹面,该第二透镜像侧面为凸面,该第二透镜物侧面与该第二透镜像侧面均为非球面;
其中,于该光轴上,该第一透镜具有一厚度CT1,该第一透镜与该第二透镜之间具有一镜间距T12,该第二透镜具有一厚度CT2,该薄型摄像光学镜组具有一焦距f,该第一透镜具有一色散系数V1,该第二透镜具有一色散系数V2,该薄型摄像光学镜组还包含一光圈及一成像面,该光圈至该成像面具有一距离SL,该第一透镜物侧面至该成像面具有一距离TTL,且满足以下条件:
0.25<CT2/T12<0.80;
0.30<CT1/f<0.57;
20.0<V1-V2<45.0;以及
0.9<SL/TTL<1.2。
2.根据权利要求1所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该第一透镜与该第二透镜均为塑料透镜。
3.根据权利要求2所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该第二透镜具有至少一反曲点。
4.根据权利要求2所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该第一透镜物侧面具有一曲率半径R1,该第一透镜像侧面具有一曲率半径R2,且满足下列公式:-0.4<R2/R1<0.0。
5.根据权利要求4所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该第二透镜物侧面具有一曲率半径R3,该第二透镜像侧面具有一曲率半径R4,且满足下列公式:0.05<(R4-R3)/(R4+R3)<0.19。
6.根据权利要求4所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该第二透镜具有一焦距f2,且满足下列公式:0<f/f2<0.2。
7.根据权利要求4所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:30.0<V1-V2<42.0。
8.根据权利要求4所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该第一透镜具有至少一反曲点。
9.根据权利要求4所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:0.15mm<CT2<0.35mm。
10.根据权利要求2所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该第二透镜具有一焦距f2,且满足下列公式:0<f/f2<0.6。
11.根据权利要求10所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:0.45<CT2/T12<0.65。
12.根据权利要求10所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:0<f/f2<0.2。
13.根据权利要求10所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:30.0<V1-V2<42.0。
14.根据权利要求10所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该薄型摄像光学镜组还包括一离轴视场的光线通过该第二透镜像侧面的一最大范围位置与该光轴间具有一垂直距离Y22,该第二透镜像侧面距离该光轴为该垂直距离Y22的位置与相切于该第二透镜于该光轴的一顶点上的一切面距离SAG22,并满足下列公式:
0.6<SAG22/Y22<0.7。
15.根据权利要求10所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该薄型摄像光学镜组还满足下列公式:0.15mm<CT2<0.35mm。
16.根据权利要求2所述的薄型摄像光学镜组,其特征在于,该薄型摄像光学镜组还包含一影像感测元件,该影像感侧元件设置于该成像面,该影像感测元件的有效像素对角线的一半为该薄型摄像光学镜组的一成像高度ImgH,且满足下列公式:TTL/ImgH<2.40。
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