TWI431357B - Miniature lens - Google Patents

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TWI431357B
TWI431357B TW100123695A TW100123695A TWI431357B TW I431357 B TWI431357 B TW I431357B TW 100123695 A TW100123695 A TW 100123695A TW 100123695 A TW100123695 A TW 100123695A TW I431357 B TWI431357 B TW I431357B
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Chun Hong Chen
Chao Hsiang Yang
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Asia Optical Co Inc
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
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Description

微小型鏡頭
本發明係與影像擷取有關，更詳而言之是指一種微小型鏡頭。
近年來，隨著影像科技的進步，如相機、攝影機、顯微鏡或掃描器等影像擷取裝置，為方便人們攜帶與使用，而逐漸趨向小型化與輕量化，此將使得影像擷取裝置所用之鏡頭的體積也因此被大幅縮小。另外，除了小型化與輕量化外，也要能夠具有更高的光學效能，才能使達成高解析度和高對比之展現。因此，小型化和高光學效能是鏡頭不可缺兩項要件。
然而，目前影像擷取裝置所採用的鏡頭，為達到高光學效能之目的，不外乎使用了多組之鏡群，甚至有鏡片總合多於十片以上者。另外，亦有為達到使成像鏡頭輕量化與小型化之目的，而僅使用數片鏡片，卻使得其光學效能無法有效提升。
綜合以上所述，已知之成像鏡頭仍未臻完善，且尚有待改進之處。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種微小型鏡頭，不僅體積小且具有高光學效能。
緣以達成上述目的，本發明所提供之微小型鏡頭包含有沿一光軸且由一物側至一像側依序排列之一第一鏡片、一光圈、一第二鏡片、一第三鏡片、一第四鏡片以及一第五鏡片。其中，該第一鏡片，係由塑膠材質所製成；該第一鏡片為一具有負屈光力之新月型透鏡，其凸面朝向物側；該第二鏡片係由塑膠材質所製成；該第二鏡片為一具有正屈光力之雙凸透鏡；該第三鏡片係由玻璃材質所製成；該第三鏡片為一具有正屈光力之雙凸透鏡；該第四鏡片係由玻璃材質所製成；該第四鏡片為一具有負屈光力之雙凹透鏡，且與該第三鏡片膠黏形成一複合透鏡；該第五鏡片係由塑膠材質所製成；該第五鏡片具有正屈光力，且至少一面為非球面表面。
藉此，利用上述鏡片與光圈之配置而達到小型化與高光學效能之目的。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。
請參閱圖1，為本發明第一較佳實施例之微小型鏡頭1之鏡片配置圖。圖2為圖1所示實施例之光路圖。配合圖1及圖2，以下將詳細說明本發明第一實施例之微小型鏡頭1。
該微小型鏡頭1包含有沿一光軸Z且由物側至像側依序排列之一第一鏡片L1、一光圈ST、一第二鏡片L2、一第三鏡片L3、一第四鏡片L4以及一第五鏡片L5。另外，該第五鏡片L5與像側之間更設有一濾光片CF(Color Filter)，係一平板玻璃。其中：
該第一鏡片L1係由塑膠材質製成。該第一鏡片L1為一具有負屈光力之新月型透鏡，其凸面S1朝向物側，且其凸面S1與凹面S2皆為非球面表面。
該第二鏡片L2係由塑膠材質製成。該第二鏡片L2為一具有正屈光力之雙凸透鏡，且其兩個凸面S4、S5皆為非球面表面。
該第三鏡片L3係由玻璃材質製成。該第三鏡片L3為一具有正屈光力之雙凸透鏡。
該第四鏡片L4係由玻璃材質製成。該第四鏡片L4為一具有負屈光力之雙凹透鏡，且該第四鏡片L4之凹面S8與該第三鏡片L3之凸面S7膠黏形成一複合透鏡L34。
該第五鏡片L5係由塑膠材質製成。該第五鏡片L5為一具有負屈光力之新月型透鏡，其凸面S10朝向物側，且其凸面S10與凹面S11皆為非球面表面。
藉此，利用上述鏡片與光圈ST之設計，使得該微小型鏡頭1具有總長(Total Track)短小、視角(Field of View angle，FOV)增大、孔徑數值(F number)增大以及主光線傾斜角(Chief Ray Angle，CRA)增大之光學特性。
為達上述目的並有效提升該微小型鏡頭1之光學效能，本發明較佳實施例之微小型鏡頭1的焦距F(Focus Length)、數值孔徑FNO(F-number)、各個鏡片表面的光軸Z通過處的曲率半徑R(radius of curvature)、各鏡片於光軸Z上之厚度T(thickness)、各鏡片之折射率Nd(refractive index)及各鏡片之阿貝係數Vd(Abbe number)，如表一所示：
本實施例的各個鏡片中，該等非球面表面S1、S2、S4、S5、S10及S11之表面凹陷度z由下列公式所得到：
其中：z：非球面表面之凹陷度；c：曲率半徑之倒數；h：表面之孔徑半徑；k：圓錐係數；A～G：表面之孔徑半徑h的各階係數。
在本實施例中，各個非球面表面的圓錐係數k(conic constant)及表面孔徑半徑h的各階係數A～G如表二所示：
藉由上述的鏡片及光圈ST配置，使得本實施例之微小型鏡頭1在成像品質上也可達到要求，這可從圖3A至圖3D看出。圖3A所示的，是本實施例之微小型鏡頭1的場曲(Field Curvature)圖；圖3B所示的，是本實施例之微小型鏡頭1的畸變(Distortion)圖；圖3C與圖3D所示的，是本實施例之微小型鏡頭1在六種不同視場位置的光扇(Ray Fan)圖與光點(Spot Diagram)圖。
由圖3A可看出，本實施例之最大場曲不超過0.02 mm和-0.04 mm；由圖3B可看出，本實施例之畸變量不超過1.4%；由圖3C可看出，本實施例無論在哪個視場位置都具有良好的解析度；圖3D中，當視場位置在0.000mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為2.061μm，而分佈半徑(GEO Radius)為5.118μm；當視場位置在0.679mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為1.837μm，而分佈半徑(GEO Radius)為4.984μm；當視場位置在1.132mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為1.407μm，而分佈半徑(GEO Radius)為3.805μm；當視場位置在1.585mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為2.243μm，而分佈半徑(GEO Radius)為6.699μm；當視場位置在1.812mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為2.461μm，而分佈半徑(GEO Radius)為8.306μm；當視場位置在2.263mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為5.294μm，而分佈半徑(GEO Radius)為18.000μm，顯見本實施例之微小型鏡頭1的解析度及其光學效能是符合標準的。
以上所述的，為本發明第一實施例的微小型鏡頭1；依據本發明的技術，以下配合圖4及圖5說明本發明第二實施例之微小型鏡頭2。
該微小型鏡頭2包含有沿一光軸Z且由物側至像側依序排列之一第一鏡片L1、一光圈ST、一第二鏡片L2、一第三鏡片L3、一第四鏡片L4以及一第五鏡片L5。另外，於該第五鏡片L5與像側之間同樣設有一濾光片CF(Color Filter)。其中：
該第一鏡片L1係由塑膠材質製成。該第一鏡片L1為一具有負屈光力之新月型透鏡，其凸面S1朝向物側，且其凸面S1與凹面S2皆為非球面表面。
該第二鏡片L2係由塑膠材質製成。該第二鏡片L2為一具有正屈光力之雙凸透鏡，且其兩個凸面S4、S5皆為非球面表面。
該第三鏡片L3係由玻璃材質製成。該第三鏡片L3為一具有正屈光力之雙凸透鏡。
該第四鏡片L4係由玻璃材質製成。該第四鏡片L4為一具有負屈光力之雙凹透鏡，且該第四鏡片L4之凹面S8與該第三鏡片L3之凸面S7膠黏形成一複合透鏡L34。
該第五鏡片L5係由塑膠材質製成。該第五鏡片L5為一具有負屈光力之新月型透鏡，其凸面S10朝向物側，且其凸面S10與凹面S11皆為非球面表面。
同樣地，利用上述鏡片與光圈ST之設計，使該微小型鏡頭2可具有總長(Total Track)短小、視角(Field of View angle，FOV)增大、孔徑數值(F number)增大以及主光線傾斜角(Chief Ray Angle，CRA)增大之光學特性。
為達上述目的並有效提升該微小型鏡頭2之光學效能，本發明較佳實施例之微小型鏡頭2的焦距F(Focus Length)、數值孔徑FNO(F-number)、各個鏡片表面的光軸Z通過處的曲率半徑R(radius of curvature)、各鏡片於光軸Z上之厚度T(thickness)、各鏡片之折射率Nd(refractive index)及各鏡片之阿貝係數Vd(Abbe number)，如表三所示：
本實施例的各個鏡片中，該等非球面表面S1、S2、S4、S5、S10及S11之表面凹陷度z由下列公式所得到：
其中：z：非球面表面之凹陷度；c：曲率半徑之倒數；h：表面之孔徑半徑；k：圓錐係數；A～G：表面之孔徑半徑h的各階係數。
在本實施例中，各個非球面表面的圓錐係數k(conic constant)及表面孔徑半徑h的各階係數A～G如表四所示：
藉由上述的鏡片及光圈ST配置，使得本實施例之微小型鏡頭2在成像品質上也可達到要求，這可從圖6A至圖6D看出。圖6A所示的，是本實施例之微小型鏡頭2的場曲(Field Curvature)圖；圖6B所示的，是本實施例之微小型鏡頭2的畸變(Distortion)圖；圖6C與圖6D所示的，是本實施例之微小型鏡頭2在六種不同視場位置的光扇(Ray Fan)圖與光點(Spot Diagram)圖。
由圖6A可看出，本實施例之最大場曲不超過0.04 mm和-0.02 mm；由圖6B可看出，本實施例之畸變量不超過1.2%；由圖6C可看出，本實施例無論在哪個視場位置都具有良好的解析度；圖6D中，當視場位置在0.000mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為1.388μm，而分佈半徑(GEO Radius)為2.706μm；當視場位置在0.680mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為1.863μm，而分佈半徑(GEO Radius)為4.865μm；當視場位置在1.132mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為2.059μm，而分佈半徑(GEO Radius)為6.011μm；當視場位置在1.585mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為2.310μm，而分佈半徑(GEO Radius)為8.123μm；當視場位置在1.812mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為2.678μm，而分佈半徑(GEO Radius)為9.359μm；當視場位置在2.267mm時，本實施例之均方根半徑值(RMS Radius)為4.494μm，而分佈半徑(GEO Radius)為14.505μm，顯見本實施例之微小型鏡頭2的解析度及其光學效能是符合標準的。
綜合以上所可得知，本發明之微小型鏡頭不僅可以有效地縮小體積且同時可具有高光學效能。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構及製作方法變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
1．．．微小型鏡頭
L1．．．第一鏡片
L2．．．第二鏡片
L3．．．第三鏡片
L4．．．第四鏡片
L5．．．第五鏡片
L34．．．複合透鏡
ST．．．光圈
Z．．．光軸
CF．．．濾光片
S1~S13．．．面
2．．．微小型鏡頭
L1．．．第一鏡片
L2．．．第二鏡片
L3．．．第三鏡片
L4．．．第四鏡片
L5．．．第五鏡片
L34．．．複合透鏡
ST．．．光圈
Z．．．光軸
CF．．．濾光片
S1~S13．．．面
圖1為本發明第一較佳實施例之鏡片配置圖；
圖2為本發明第一較佳實施例之光路圖；
圖3A為本發明第一較佳實施例之場曲(Field Curvature)圖；
圖3B為本發明第一較佳實施例之畸變(Distortion)圖；
圖3C為本發明第一較佳實施例之光扇(Ray Fan)圖；
圖3D為本發明第一較佳實施例之光點(Spot Diagram)圖；
圖4為本發明第二較佳實施例之鏡片配置圖；
圖5為本發明第二較佳實施例之光路圖；
圖6A為本發明第二較佳實施例之場曲(Field Curvature)圖；
圖6B為本發明第二較佳實施例之畸變(Distortion)圖；
圖6C為本發明第二較佳實施例之光扇(Ray Fan)圖；
圖6D為本發明第二較佳實施例之光點(Spot Diagram)圖。
1．．．微小型鏡頭
L1．．．第一鏡片
L2．．．第二鏡片
L3．．．第三鏡片
L4．．．第四鏡片
L5．．．第五鏡片
L34．．．複合透鏡
ST．．．光圈
Z．．．光軸
CF．．．濾光片
S1~S13．．．面

Claims (8)

  1. 一種微小型鏡頭，包含有沿一光軸且由一物側至一像側依序排列之：一第一鏡片，係由塑膠材質所製成；該第一鏡片為一具有負屈光力之新月型透鏡，其凸面朝向物側；一光圈；一第二鏡片，係由塑膠材質所製成；該第二鏡片為一具有正屈光力之雙凸透鏡；一第三鏡片，係由玻璃材質所製成；該第三鏡片為一具有正屈光力之雙凸透鏡；一第四鏡片，係由玻璃材質所製成；該第四鏡片為一具有負屈光力之雙凹透鏡，且與該第三鏡片膠黏形成一複合透鏡；以及一第五鏡片，係由塑膠材質所製成；該第五鏡片具有正屈光力，且至少一面為非球面表面。
  2. 如請求項1所述之微小型鏡頭，其中，該第一鏡片至少一面為非球面表面。
  3. 如請求項2所述之微小型鏡頭，其中，該第一鏡片之凸面及凹面皆為非球面表面。
  4. 如請求項1所述之微小型鏡頭，其中，該第二鏡片至少一面為非球面表面。
  5. 如請求項4所述之微小型鏡頭，其中，該第二鏡片之兩個凸面皆為非球面表面。
  6. 如請求項1所述之微小型鏡頭，其中，該第五鏡片為一具有正屈光力之新月型透鏡，且其凸面朝向該物側。
  7. 如請求項6所述之微小型鏡頭，其中，該第五鏡片之凸面及凹面皆為非球面表面。
  8. 如請求項1所述之微小型鏡頭，其中，該第五鏡片與該像側之間設有一濾光片(Cover Glass)，係一平板玻璃。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101858645B1 (ko) * 2012-07-25 2018-05-17 한화에어로스페이스 주식회사 광각 렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치
TW201441651A (zh) * 2013-04-26 2014-11-01 Kinko Optical Co Ltd 小型化鏡頭
US9864170B2 (en) * 2013-06-26 2018-01-09 Kinko Optical Co., Ltd. Miniature image pickup lens
CN103676101B (zh) 2013-07-10 2015-12-23 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头及应用该光学成像镜头的电子装置
JP5872123B2 (ja) * 2013-10-03 2016-03-01 日立マクセル株式会社 撮像レンズ系及び撮像装置
US9753253B2 (en) * 2014-12-04 2017-09-05 Young Optics Inc. Optical lens system
EP3255858A4 (en) 2015-02-04 2018-07-11 LG Electronics Inc. Broadcast signal transmitting device, broadcast signal receiving device, broadcast signal transmitting method, and broadcast signal receiving method
CN107305275B (zh) * 2016-04-25 2019-10-22 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种光学镜头、图形采集设备及监控系统
US10197767B2 (en) * 2016-08-22 2019-02-05 Kinko-Optical Co., Ltd Five-piece wide-angle lens module
US20220342180A1 (en) * 2019-09-17 2022-10-27 Jiangxi Jingchao Optical Co., Ltd. Optical system, camera module, and automobile

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774279A (en) * 1995-10-19 1998-06-30 Konica Corporation Retrofoucus photographic lens
JP2000105334A (ja) * 1998-09-30 2000-04-11 Fuji Photo Optical Co Ltd 結像レンズ
US7663813B2 (en) * 2008-01-02 2010-02-16 Newmax Technology Co., Ltd. Imaging lens module
JP2010134416A (ja) * 2008-11-04 2010-06-17 Hoya Corp リアフォーカス広角レンズ系及びそれを用いた電子撮像装置
US8107175B2 (en) * 2009-10-02 2012-01-31 Nikon Corporation Wide-angle lens, optical apparatus, and method for manufacturing wide-angle lens
TWI416162B (zh) * 2011-04-22 2013-11-21 Largan Precision Co 影像擷取系統

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