TW201443472A - 微小型鏡頭 - Google Patents

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Abstract

一種微小型鏡頭沿著光軸從物側至像側依序包括一第一透鏡、一第二透鏡及一第三透鏡。第一透鏡為凸凹透鏡具有負屈光力，第一透鏡之凸面朝向物側凹面朝向像側。第二透鏡具有正屈光力。第三透鏡為凸凹透鏡具有負屈光力，第三透鏡之凸面朝向物側凹面朝向像側。

Description

微小型鏡頭
本發明係有關於一種鏡頭，特別是有關於一種微小型鏡頭。
目前習知的三片式架構鏡頭，其第一片透鏡大多採用具有正屈光力之透鏡，使得此類鏡頭之視角受到限制，影響到此類鏡頭之應用範圍。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種微小型鏡頭，具備小型化及較大視角，但是仍具有良好的光學性能，影像解析度也能滿足要求，可降低生產成本。
本發明之微小型鏡頭沿著光軸從物側至像側依序包括一第一透鏡、一第二透鏡及一第三透鏡。第一透鏡為凸凹透鏡具有負屈光力，第一透鏡之凸面朝向物側凹面朝向像側。第二透鏡具有正屈光力。第三透鏡為凸凹透鏡具有負屈光力，第三透鏡之凸面朝向物側凹面朝向像側。
其中微小型鏡頭滿足以下條件：0.35BFL/TTL0.38；其中，BFL為微小型鏡頭之後焦距，TTL為第一透鏡之物側表面至成像面於光軸上之距離。
其中第一透鏡滿足以下條件：-4.5f1/f-3.3；其中，f1為第一透鏡之有效焦距，f為微小型鏡頭之有效焦距。
其中第二透鏡滿足以下條件：0.5f2/f0.55；其中，f2為第二透鏡之有效焦距，f為微小型鏡頭之有效焦距。
其中第三透鏡滿足以下條件：-0.9f3/f-0.8；其中，f3為第三透鏡之有效焦距，f為微小型鏡頭之有效焦距。
其中第一透鏡及第三透鏡滿足以下條件：3.75f1/f3 5.5；其中，f1為第一透鏡之有效焦距，f3為第三透鏡之有效焦距。
其中第一透鏡至少一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面。
其中第二透鏡至少一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面。
其中第三透鏡至少一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面。
其中第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡係由塑膠材質製成。
本發明之微小型鏡頭可更包括一光圈，設置於第一透鏡與第二透鏡之間。
為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。
1、2‧‧‧微小型鏡頭
L11、L21‧‧‧第一透鏡
L12、L22‧‧‧第二透鏡
L13、L23‧‧‧第三透鏡
ST1、ST2‧‧‧光圈
OF1、OF2‧‧‧濾光片
IMA1、IMA2‧‧‧成像面
OA1、OA2‧‧‧光軸
S11、S12、S13、S14、S15‧‧‧面
S16、S17、S18、S19‧‧‧面
S21、S22、S23、S24、S25‧‧‧面
S26、S27、S28、S29‧‧‧面
第1圖係依據本發明之微小型鏡頭之第一實施例的透鏡配置與光路示意圖。
第2A圖係第1圖之微小型鏡頭之場曲圖。
第2B圖係第1圖之微小型鏡頭之畸變圖。
第2C圖係第1圖之微小型鏡頭之橫向光扇圖。
第2D圖係第1圖之微小型鏡頭之光點圖。
第3圖係依據本發明之微小型鏡頭之第二實施例的透鏡配置與光路示意圖。
第4A圖係第3圖之微小型鏡頭之場曲圖。
第4B圖係第3圖之微小型鏡頭之畸變圖。
第4C圖係第3圖之微小型鏡頭之橫向光扇圖。
第4D圖係第3圖之微小型鏡頭之光點圖。
請參閱第1圖，第1圖係依據本發明之微小型鏡頭之第一實施例的透鏡配置與光路示意圖。微小型鏡頭1沿著光軸OA1從物側至像側依序包括一第一透鏡L11、一光圈ST1、一第二透鏡L12、一第三透鏡L13及一濾光片OF1。第一透鏡L11具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S11為凸面像側面S12為凹面，物側面S11與像側面S12皆為非球面表面。第二透鏡L12具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S14為凸面像側面S15為凸面，物側面S14與像側面S15皆為非球面表面。第三透鏡L13具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S16為凸面像側面S17為凹面，物側面S16與像側面S17皆為非球面表面。濾光片OF1為平板玻璃，其物側面S18與像側面S19皆為平面。
另外，為使本發明之微小型鏡頭能保持良好的光學性能，第一實施例中的微小型鏡頭1需滿足底下五條件：
其中，BFL1為微小型鏡頭1之後焦距，TTL1為第一透鏡L11之物側面S11至成像面IMA1於光軸OA1上之距離，f1為微小型鏡頭1之有效焦距，f11為第一透鏡L11之有效焦距，f12為第二透鏡L12之有效焦距，f13為第三透鏡L13之有效焦距。
利用上述透鏡與光圈ST1之設計，使得微小型鏡頭1能有效的縮短鏡頭總長度、提高視角、有效的修正像差、提升鏡頭解析度。
表一為第1圖中微小型鏡頭1之各透鏡之相關參數表，表一資料顯示本實施例之微小型鏡頭1之有效焦距等於1.009 mm、光圈值等於2.8、視角等於82.74°、鏡頭總長度等於2.301 mm。
表一
表一中各個透鏡之非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：z=ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14+Gh16
其中：c：曲率；h：透鏡表面任一點至光軸之垂直距離；k：圓錐係數；A~G：非球面係數。
表二為表一中各個透鏡之非球面表面之相關參數表，其中k為圓錐係數(Conic Constant)、A~G為非球面係數。
表二
第一實施例之微小型鏡頭1其後焦距BFL1=0.866 mm、鏡頭總長度TTL1=2.301 mm、微小型鏡頭1之有效焦距f1=1.009 mm、第一透鏡L11之有效焦距f11=-3.442 mm、第二透鏡L12之有效焦距f12=0.541 mm、第三透鏡L13之有效焦距f13=-0.907 mm，由上述資料可得到BFL1/TTL1=0.3764、f11/f1=-3.4113、f12/f1=0.5362、f13/f1=-0.8989、f11/f13=3.7949，皆能滿足上述條件(1)至條件(5)之要求。
另外，第一實施例之微小型鏡頭1的光學性能也可達到要求，這可從第2A至第2H圖看出。第2A圖所示的，是第一實施例之微小型鏡頭1的場曲(Field Curvature)圖。第2B圖所示的，是第一實施例之微小型鏡頭1的畸變(Distortion)圖。第2C圖、第2D圖、第2E圖所示的，是第一實施例之微小型鏡頭1的橫向光扇圖(Transverse Ray Fan Plot)。第2F圖、第2G圖、第2H圖所示的，是第一實施例之微小型鏡頭1的光點圖(Spot Diagram)。
由第2A圖可看出，第一實施例之微小型鏡頭1對波長為0.436 μm、0.546 μm、0.656 μm之光線所產生的子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向場曲介於-0.04 mm至0.01 mm之間。由第2B圖可看出，第一實施例之微小型鏡頭1對波長為0.436 μm、0.546 μm、0.656 μm之光線所產生的畸變介於-1.3%至0.4%之間。由第2C圖、第2D圖、第2E圖可看出，第一實施例之微小型鏡頭1對波長為0.436 μm、0.546 μm、0.656 μm之光線，於影像高度分別為0.0000 mm、0.5280 mm、0.8800 mm處所產生的橫向像差值介於-12.0 μm至10.0 μm之間。第2F圖、第2G圖、第2H圖顯示第一實施例之微小型鏡頭1對波長為0.436 μm、0.546 μm、0.656 μm之光線，分別於影像高度為0.000 mm、0.528 mm、0.880 mm處，其所對應之光點的均方根(Root Mean Square)半徑分別為3.459 um、1.718 um、2.198 um，其所對應之光點的幾何(Geometrical)半徑分別為5.451 um、3.924 um、5.892 um。顯見第一實施例之微小型鏡頭1之場曲、畸變、橫向像差都能被有效修正，從而得到較佳的光學性能。
請參閱第3圖，第3圖係依據本發明之微小型鏡頭之第二實施例的透鏡配置與光路示意圖。微小型鏡頭2沿著光軸OA2從物側至像側依序包括一第一透鏡L21、一光圈ST2、一第二透鏡L22、一第三透鏡L23及一濾光片OF2。第一透鏡L21具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S21為凸面像側面S22為凹面，物側面S21與像側面S22皆為非球面表面。第二透鏡L22具有正屈光力由塑膠材質製成，其物側面S24為凸面像側面S25為凸面，物側面S24與像側面S25皆為非球面表面。第三透鏡L23具有負屈光力由塑膠材質製成，其物側面S26為凸面像側面S27為凹面，物側面S26與像側面S27皆為非球面表面。濾光片OF2為平板玻璃，其物側面S28與像側面S29皆為平面。
另外，為使本發明之微小型鏡頭能保持良好的光學性能，第二實施例中的微小型鏡頭2需滿足底下五條件：
其中，BFL2為微小型鏡頭2之後焦距，TTL2為第一透鏡L21之物側面S21至成像面IMA2於光軸OA2上之距離，f2為微小型鏡頭2之有效焦距，f21為第一透鏡L21之有效焦距，f22為第二透鏡L22之有效焦距，f23為第三透鏡L23之有效焦距。
利用上述透鏡與光圈ST2之設計，使得微小型鏡頭2能有效的縮短鏡頭總長度、提高視角、有效的修正像差、提升鏡頭解析度。
表三為第3圖中微小型鏡頭2之各透鏡之相關參數表，表三資料顯示本實施例之微小型鏡頭2之有效焦距等於1.007 mm、光圈 值等於2.8、視角等於82.75°、鏡頭總長度等於2.303 mm。
表三中各個透鏡之非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：z=ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14+Gh16
其中：c：曲率；h：透鏡表面任一點至光軸之垂直距離；k：圓錐係數；A~G：非球面係數。
表四為表三中各個透鏡之非球面表面之相關參數表，其中k為圓錐係數(Conic Constant)、A~G為非球面係數。
第二實施例之微小型鏡頭2其後焦距BFL2=0.822 mm、鏡頭總長度TTL2=2.303 mm、微小型鏡頭2之有效焦距f2=1.007 mm、第一透鏡L21之有效焦距f21=-4.373 mm、第二透鏡L22之有效焦距f22=0.535 mm、第三透鏡L23之有效焦距f23=-0.818 mm，由上述資料可得到BFL2/TTL2=0.3569、f21/f2=-4.3426、f22/f2=0.5313、f23/f2=-0.8123、f21/f23=5.3460，皆能滿足上述條件(6)至條件(10)之要求。
另外，第二實施例之微小型鏡頭2的光學性能也可達到要求，這可從第4A至第4H圖看出。第4A圖所示的，是第二實施例之微小型鏡頭2的場曲(Field Curvature)圖。第4B圖所示的，是第二實施例之微小型鏡頭2的畸變(Distortion)圖。第4C圖、第4D圖、第4E圖所示的，是第二實施例之微小型鏡頭2的橫向光扇圖(Transverse Ray Fan Plot)。第4F圖、第4G圖、第4H圖所示的，是第二實施例之微小型鏡頭2的光點圖(Spot Diagram)。
由第4A圖可看出，第二實施例之微小型鏡頭2對波長為0.436 μm、0.546 μm、0.656 μm之光線所產生的子午(Tangential)方向與弧矢(Sagittal)方向場曲介於-0.05 mm至0.02 mm之間。由第4B圖可看出，第二實施例之微小型鏡頭2對波長為0.436 μm、0.546 μm、0.656 μm之光線所產生的畸變介於-1.4%至0.4%之間。由第4C圖、第4D圖、第4E圖可看出，第二實施例之微小型鏡頭2對波長為0.436 μm、0.546 μm、 0.656 μm之光線，於影像高度分別為0.0000 mm、0.5280 mm、0.8800 mm處所產生的橫向像差值介於-10.0 μm至9.0 μm之間。第4F圖、第4G圖、第4H圖顯示第二實施例之微小型鏡頭2對波長為0.436 μm、0.546 μm、0.656 μm之光線，分別於影像高度為0.000 mm、0.528 mm、0.880 mm處，其所對應之光點的均方根(Rooo Mean Square)半徑分別為1.441 um、2.027 um、2.208 um，其所對應之光點的幾何(Geometrical)半徑分別為2.268 um、4.914 um、6.108 um。顯見第二實施例之微小型鏡頭2之場曲、畸變、橫向像差都能被有效修正，從而得到較佳的光學性能。
上述實施例中，第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡之物側面與像側面皆為非球面表面，然而可以了解到，若第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡中的部份透鏡或全部透鏡之物側面或像側面改為球面表面，亦應屬本發明之範疇。
上述實施例中，第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡皆由塑膠材質製成，然而可以了解到，若第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡中的部分透鏡或全部透鏡改為玻璃材質，亦應屬本發明之範疇。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧微小型鏡頭
L11‧‧‧第一透鏡
L12‧‧‧第二透鏡
L13‧‧‧第三透鏡
ST1‧‧‧光圈
OF1‧‧‧濾光片
1MA1‧‧‧成像面
OA1‧‧‧光軸
S11、S12、S13、S14、S15‧‧‧面
S16、S17、S18、S19‧‧‧面

Claims (11)

  1. 一種微小型鏡頭，沿著光軸從物側至像側依序包括：一第一透鏡，該第一透鏡為凸凹透鏡具有負屈光力，該第一透鏡之凸面朝向該物側凹面朝向該像側；一第二透鏡，該第二透鏡具有正屈光力；以及一第三透鏡，該第三透鏡為凸凹透鏡具有負屈光力，該第三透鏡之凸面朝向該物側凹面朝向該像側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該微小型鏡頭滿足以下條件： 其中，BFL為該微小型鏡頭之後焦距，TTL為該第一透鏡之物側表面至成像面於該光軸上之距離。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第一透鏡滿足以下條件： 其中，f1為該第一透鏡之有效焦距，f為該微小型鏡頭之有效焦距。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第二透鏡滿足以下條件： 其中，f2為該第二透鏡之有效焦距，f為該微小型鏡頭之有效焦距。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第三透鏡滿足以下條件： 其中，f3為該第三透鏡之有效焦距，f為該微小型鏡頭之有效焦距。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第一透鏡以及該第三透鏡滿足以下條件： 其中，f1為該第一透鏡之有效焦距，f3為該第三透鏡之有效焦距。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第一透鏡至少一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第二透鏡至少一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第三透鏡至少一面為非球面表面或兩個面皆為非球面表面。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡以及該第三透鏡係由塑膠材質製成。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之微小型鏡頭，其更包括一光圈，設置於該第一透鏡與該第二透鏡之間。
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