TWI403780B

TWI403780B - 取像鏡頭

Info

Publication number: TWI403780B
Application number: TW97144083A
Authority: TW
Inventors: Kuang Ju Wang; Chun Hsiang Huang
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2013-08-01
Also published as: TW201018980A

Description

取像鏡頭

本發明涉及成像技術，特別涉及一種取像鏡頭。

隨著科技的不斷發展，電子產品不斷地朝向輕薄短小以及多功能的方向發展，而電子產品中，如數位相機、電腦等已具備取像裝置之外，甚至移動電話或個人數位輔助器(PDA)等裝置也有整合取像裝置之需求；而為了攜帶方便及符合人性化之需求，取像裝置不僅需要具有良好的成像品質，同時也需要較低的成本，同時能有效提升該取像裝置的應用性。

由於傳統之球面研磨玻璃鏡片之材質選擇性較多，且玻璃材質之鏡片對於修正色差較為有利，已廣為業界所使用，但球面研磨玻璃鏡片應用在數值孔徑(F Number)較小以及視角(Wide-angle)較大之情況時，球差等像差之修正較困難。而為了改善上述傳統球面研磨玻璃鏡片之缺點，目前之取像裝置已有使用非球面塑膠鏡片或使用非球面模造玻璃片，以獲得較佳之成像品質，但是上述之光學取像裝置之結構需要較多鏡片組合才能獲得較佳之光學特性，從而導致整個光學取像裝置長度過大，使取像裝置無法具有較小體積或較低成本，不易滿足電子產品輕薄短小之要求。

有鑒於此，有必要提供一種尺寸小的取像鏡頭。

一種取像鏡頭，其從物側到像側依次包括：具有正光焦度之第一透鏡以及具有正光焦度之第二透鏡，所述第一透鏡包括面對物側之第一表面及面對像側之第二表面，所述第二透鏡包括面對物側之第三表面及面對像側之第四表面，該取像鏡頭滿足條件式：1.2TTL/f2.0；其中，TTL為第一透鏡之第一表面沿光軸方向至一成像面之距離，f為整個取像鏡頭之焦距。

本發明之取像鏡頭通過條件式1.2TTL/f2.0限制了整個取像鏡頭之整體長度，從而使取像鏡頭具有較小之體積。

請參閱圖1，為本發明較佳實施方式取像鏡頭100之構示意圖。該取像鏡頭100從物側到像側依次包括具有正光焦度之第一透鏡110以及具有正光焦度之第二透鏡120。

所述第一透鏡110包括面對物側之第一表面S1及面對像側之第二表面S2。所述第一表面S1呈向物側凸出之彎月形；第二表面S2呈向第一表面S1凹陷之彎月形，且第一、第二表面S1、S2中至少有一表面是非球面。

所述第二透鏡120包括面對物側之第三表面S3及面對像側之第四表面S4。所述第三表面S3呈相對於物側凹陷之彎月形；第四表面S4呈朝像側凸出之彎月形，且第三、第四表面S3、S4中至少有一表面是非球面。

取像鏡頭100成像時，光線自物側入射，依次經第一透鏡 110及第二透鏡120後會聚(成像)于一成像面130上。在該成像面130處設置光感測元件便可構成一取像裝置。

為減小整個取像鏡頭100之長度，取像鏡頭100滿足條件式：(1)1.2TTL/f2.0；其中，TTL為第一透鏡110之第一表面S1沿光軸方向至成像面130之距離，f為整個取像鏡頭100之焦距。

條件式(1)限制了整個取像鏡頭100之整體長度，從而使取像鏡頭100具有較小之體積。

較優地，取像鏡頭100滿足條件式：(2)1.5f1/f3.0

其中，f1為第一透鏡110之焦距。

條件式(2)確保了第一透鏡110之光焦度在整個取像鏡頭100中之比例，可有效降低慧差，畸變，同時便於製造。

此外，取像鏡頭100滿足條件式：(3)0.08D2/f0.25

其中，D2為沿光軸方向第一透鏡110之第二表面S2到第二透鏡120之第三表面S3之間之距離。

條件式(3)確保了第一透鏡與第二透鏡之間之空間，可降低整個取像鏡頭100之偏心公差，且進一步提高製造精度。

再者，取像鏡頭100滿足條件式：(4)602ω

其中，2ω為取像鏡頭100之視場角。

條件式(4)確保了該取像鏡頭100之視場角之廣角化。

另外，取像鏡頭100滿足條件式：(5)1.6N1

其中，N1為第一透鏡110對應d光(波長值587.6奈米)之折射率。

條件式(5)加強了第一透鏡110對光線之折射能力，有助於增大取像鏡頭100之視場角。

最後，取像鏡頭100滿足條件式：(6)1.6N2

其中，N2為第二透鏡120對應d光之折射率。

條件式(6)加強了第二透鏡120對光線之折射能力，有助於進一步增大取像鏡頭100之視場角。

具體地，上述實施方式中之第一透鏡110及第二透鏡120、採用玻璃製造，便於消除像差提升取像鏡頭100之成像品質，此外，同時環境適應能力較強，可以承受較好高之環境溫度。

更加具體地，取像鏡頭100還包括一設置於第一透鏡110 與第二透鏡120之間之光闌(aperture stop)140，以及設置在所述第二透鏡120與成像面130之間之紅外濾光片150及玻璃蓋板160。所述濾光片150包括一物側表面S5以及一像側表面S6。所述玻璃蓋板160包括一物側表面S7以及一像側表面S8。

以下結合附表進一步說明取像鏡頭100。其中，2ω為取像鏡頭100之視場角。R為對應表面之曲率半徑，D為對應表面到後一表面(像側)之軸上距離(兩個表面截得光軸之長度)，Nd為對應鏡片對d光之折射率，Vd為d光在對應鏡片之阿貝數。

實施方式一

實施方式一之取像鏡頭100滿足表1所列之條件，且2ω=76°。

鏡片之非球面係數表列如下：

其中，非球面之面型可用以下公式表示：

其中，z是沿光軸方向在高度為h之位置以表面頂點作參考距光軸之位移值，c是曲率半徑，h為鏡片高度，K為圓錐定數(Coin Constant)，A4為四次之非球面係數(4 th order Aspherical Coefficient)A6為六次之非球面係數(6 th order Aspherical Coefficient)，A8為八次之非球面係數(8 th order Aspherical Coefficient)，A10為十次之非球面係數(10 th order Aspherical Coefficient)。

實施方式一之取像鏡頭100之球差特性曲線、場曲特性曲線及畸變之特性曲線分別如圖2、圖3及圖4所示。圖2中，曲線f，d及c分別為f光(波長為486.1奈米，下同)、d(波長值587.6奈米，下同)光及c光(波長為656.3奈米，下同)經取像鏡頭100產生之球差特性曲線(下同)。可見，實施方式一之取像鏡頭100對可見光(400-700奈米)產生之球差被控制在-0.03mm~0.03mm間。圖3中，曲線t及s為子午場曲(tangential field curvature)特性曲線及弧矢場曲(sagittal field curvature)特性曲線(下同)。可見，子午場曲值及弧矢場曲值被控制在-0.05mm~0.05mm間。圖4中，曲線為畸變特性曲線(下同)。可見，畸變量被控制在-5%~5%間。由此可見，取像鏡頭100之像差、場曲、畸變都能被很好的校正。

實施方式二

實施方式二之取像鏡頭100滿足表3所列之條件，2ω=111°。

鏡片之非球面係數表列如下：

實施方式二之取像鏡頭100之球差特性曲線、場曲特性曲線及畸變之特性曲線分別如圖5、圖6及圖7所示。圖5中，可見光產生之球差被控制在-0.03mm~0.03mm間。圖6中，子午場曲值及弧矢場曲值被控制在-0.03mm~0.03mm間。圖7中，畸變量被控制在-5%~5%間。由此可見，取像鏡頭100之像差、場曲、畸變都能被很好的校正。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧取像鏡頭

110‧‧‧第一透鏡

120‧‧‧第二透鏡

S1‧‧‧第一表面

S2‧‧‧第二表面

S3‧‧‧第三表面

S4‧‧‧第四表面

130‧‧‧成像面

140‧‧‧光闌

150‧‧‧紅外濾光片

160‧‧‧玻璃蓋板

S5、S7‧‧‧物側表面

S6、S8‧‧‧像側表面

圖1係本發明取像鏡頭之光學結構示意圖；圖2係本發明取像鏡頭之第一實施方式之球差特性曲線圖；圖3係本發明取像鏡頭之第一實施方式之場曲特性曲線圖；圖4係本發明取像鏡頭之第一實施方式之畸變特性曲線圖；圖5係本發明取像鏡頭之第二實施方式之球差特性曲線圖；圖6係本發明取像鏡頭之第二實施方式之場曲特性曲線圖；圖7係本發明取像鏡頭之第二實施方式之畸變特性曲線圖。