TWI476438B - 微型鏡頭模組 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種鏡頭模組,且特別是有關於一種微型鏡頭模組。
隨著科技的進步,各種可攜式電子產品如手機及個人數位助理(personal digital assistant,PDA)等,通常配備有微型照相鏡頭,以讓使用者可記錄生活中的浮光掠影。因此,在性能持續提升以及價格不斷下降的情況下,照相功能已成為可攜式電子產品一種普遍而基本的功能。
此外,隨著光學技術的發展,影像感測元件,諸如感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或者互補式金屬氧化半導體影像感測元件(CMOS Image Sensor)等,其尺寸也越來越小,連帶使得可攜式電子產品所搭配的鏡頭亦須隨之縮小尺寸,以符合可攜式的需求。
以目前技術而言,由一群透鏡所組成的成像鏡頭是一種可達到理想成像品質,同時又可兼顧鏡頭體積很常用的形式。
本發明提供一種微型鏡頭模組,可提供良好的成像品質、低廉的製造成本及微小化的體積。
本發明提供一種微型鏡頭模組,其包括一第一透鏡、一第二透鏡及一孔徑光欄。第一透鏡配置於一物側與一像側之間,其中第一透鏡之朝向物側的一第一表面為一非球面,其曲率半徑為R1。第二透鏡配置於第一透鏡與像側之間,其中第二透鏡之朝向像側的一第二表面為一非球面,其曲率半徑為R2。孔徑光欄配置於第一透鏡與第二透鏡之間,其中第一表面至孔徑光欄的距離為d1,而第二表面至孔徑光欄的距離為d2。在此,微型鏡頭模組符合6>d2/d1>2.5及-2.5<R1/R2<1.5。
在本發明之一實施例中,上述之微型鏡頭模組之有效焦距為f,所述微型鏡頭模組符合0.8<f<1.6。
在本發明之一實施例中,上述之第一表面為一凸面。第一透鏡為一凸面朝向物側的平凸透鏡。
在本發明之一實施例中,上述之第二表面為一凸面。第二透鏡為一凸面朝向像側的平凸透鏡。
在本發明之一實施例中,上述之第一透鏡及第二透鏡之材料折射率為nd
,其中1.62>nd
>1.48。
在本發明之一實施例中,上述之微型鏡頭模組更包括一光偵測器。所述微型鏡頭模組的組成由物側至像側依序為第一透鏡、孔徑光欄、第二透鏡及光偵測器。
在本發明之一實施例中,上述之微型鏡頭模組更包括一透光元件。第一透鏡及第二透鏡分別承靠於透光元件之相對兩側。
基於上述,在本發明之範例實施例中,在上述微型鏡頭模組的架構下,其可提供良好的成像品質、低廉的製造成本及微小化的體積。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本發明之一實施例之微型鏡頭模組的結構示意圖。請參照圖1,本實施例之微型鏡頭模組100配置於一物側與一像側之間,且包括從物側往像側依序排列之一第一透鏡110、一孔徑光欄120、一透光元件130、及一第二透鏡140。在本實施例中,第一透鏡110及第二透鏡120的屈光度皆為正。
詳細來說,第一透鏡110配置於物側與像側之間,其朝向物側的表面S1為一非球面,且其曲率半徑為R1。第二透鏡140配置於第一透鏡110與像側之間,其朝向像側的表面S4亦為一非球面,且其曲率半徑為R2。此外,孔徑光欄120則配置於第一透鏡110與第二透鏡140之間。在本實施例中,第一透鏡110之表面S1至孔徑光欄120的距離定義為d1,而第二透鏡140之表面S4至孔徑光欄的距離定義為d2。在此,第一透鏡110及第二透鏡140分別承靠於例如是玻璃的透光元件130之相對兩側。具體而言,在本實施例中,第一透鏡110為一凸面朝向物側的平凸透鏡;而第二透鏡140為一凸面朝向像側的平凸透鏡。另外,在本實施例中,第一透鏡110及第二透鏡140之材料折射率為nd
,其滿足下列條件:1.62>nd
>1.48。
一般而言,像側可設置一光偵測器60,在本實施例中,光偵測器60例如為電荷耦合元件(charge coupled device,CCD)或互補式金氧半導體感測元件(complementary metal-oxide-semiconductor sensor,CMOS sensor)。此外,微型鏡頭模組100可將來自於物側的影像光束成像於光偵測器60上。為了確保光學成像品質,在本實施例中,微型鏡頭模組100滿足下列兩個條件:
(i) 6>d2/d1>2.5;以及
(ii) -2.5<R1/R2<1.5
其中,d1為表面S1至孔徑光欄120的距離,d2為孔徑光欄120至表面S4的距離,R1為表面S1的曲率半徑,而R2為表面S4的曲率半徑。另外,為了使微型鏡頭模組100具有良好的光學特性,若微型鏡頭模組100之有效焦距為f,則微型鏡頭模組100滿足下列條件:0.8<f<1.6。此外,在本實施例中,微型鏡頭模組100的光學總長為2.495毫米,而數值孔徑(F/#)為3。
以下內容將例示微型鏡頭模組100之一實施例。需注意的是,下述之表一及表二中所列的數據資料並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後,當可對其參數或設定作適當的更動,惟其仍應屬於本發明之範疇內。
在表一中,間距是指兩相鄰表面間於光軸A上之直線距離,舉例來說,表面S3之間距,即表面S3至表面S4間於光軸A上之直線距離。備註欄中各透鏡所對應之厚度、折射率與阿貝數請參照同列中各間距、折射率與阿貝數對應之數值。此外,在表一中,表面S1、S2為第一透鏡110的兩表面,而表面S3、S4為第二透鏡140之兩表面。表面S2、S3為透光元件130的兩表面,且表面S5、S6為一用於光偵測器60之玻璃蓋(cover glass)70的兩表面,其中表面S6的那列(row)中所填的間距為表面S6到光偵測器60的間距。
有關於各表面之曲率半徑、間距等參數值,請參照表一,在此不再重述。
上述之表面S1、S4為偶次項非球面,而其可用下列公式表示:
式中,Z為光軸A方向之偏移量(sag),c是密切球面(osculating sphere)的半徑之倒數,也就是接近光軸A處的曲率半徑(如表一內S1、S4的曲率半徑)的倒數。k是二次曲面係數(conic),r是非球面高度,即為從透鏡中心往透鏡邊緣的高度,而α1
~α8
為非球面係數(aspheric coefficient),在本實施例中係數α1
為0。表二所列出的是表面S1、S4的參數值。
圖2A及圖2B為圖1之微型鏡頭模組100的成像光學模擬數據圖。請參照圖2A及圖2B,其中圖2A中由左至右依序為場曲(field curvature)與畸變(distortion)的圖形,且是以波長為460 nm的光所模擬出來的。此外,圖2B為影像之橫向光線扇形圖(transverse ray fan plot),且是以波長為460 nm的光所作的模擬數據圖。由於圖2A及圖2B所顯示出的圖形均在標準的範圍內,因此本實施例之微型鏡頭模組100可在具有微小化的體積之情況下,仍維持良好的成像品質。
圖3為本發明之另一實施例之微型鏡頭模組的結構示意圖。請參照圖3,本實施例之微型鏡頭模組100’類似於微型鏡頭模組100,惟兩者之間最主要的差異例如在於第一透鏡110’係實質上直接承靠在第二透鏡140’之表面S2。換句話說,在本實施例中,第一透鏡110’與第二透鏡140’之間並未配置一透光元件。此外,在本實施例中,微型鏡頭模組100’的光學總長為1.268毫米,而數值孔徑(F/#)為3。
須特別說明的是,在本實施例中,第二透鏡朝向像側之非球面為表面S3,且其曲率半徑為R2。此外,第二透鏡140之表面S3至孔徑光欄的距離定義為d2。
也就是說,在本發明之範例實施例中,距離d1的定義係指第一透鏡之非球面與孔徑光欄的距離,而距離d2的定義係指第二透鏡之非球面與孔徑光欄的距離。
以下內容將例示微型鏡頭模組100’之一實施例。需注意的是,下述之表三及表四中所列的數據資料並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後,當可對其參數或設定作適當的更動,惟其仍應屬於本發明之範疇內。
在表三中,間距是指兩相鄰表面間於光軸A上之直線距離,舉例來說,表面S2之間距,即表面S2至表面S3間於光軸A上之直線距離。備註欄中各透鏡所對應之厚度、折射率與阿貝數請參照同列中各間距、折射率與阿貝數對應之數值。此外,在表一中,表面S1、S2為第一透鏡110’的兩表面,而表面S2、S3為第二透鏡140’之兩表面。表面S4、S5為一用於光偵測器60之玻璃蓋(cover glass)70的兩表面,其中表面S5的那列(row)中所填的間距為表面S5到光偵測器60的間距。
有關於各表面之曲率半徑、間距等參數值,請參照表一,在此不再重述。
上述之表面S1、S3為偶次項非球面,而其可用下列公式表示:
式中,Z為光軸A方向之偏移量(sag),c是密切球面(osculating sphere)的半徑之倒數,也就是接近光軸A處的曲率半徑(如表一內S1、S3的曲率半徑)的倒數。k是二次曲面係數(conic),r是非球面高度,即為從透鏡中心往透鏡邊緣的高度,而α1
~α8
為非球面係數(aspheric coefficient),在本實施例中係數α1
為0。表二所列出的是表面S1、S3的參數值。
圖4A及圖4B為圖3之微型鏡頭模組100’的成像光學模擬數據圖。請參照圖4A及圖4B,其中圖4A中由左至右依序為場曲(field curvature)與畸變(distortion)的圖形,且是以波長為460 nm的光所模擬出來的。此外,圖4B為影像之橫向光線扇形圖(transverse ray fan plot),且是以波長為460 nm的光所作的模擬數據圖。由於圖4A及圖4B所顯示出的圖形均在標準的範圍內,因此本實施例之微型鏡頭模組100可在具有微小化的體積之情況下,仍維持良好的成像品質。
綜上所述,在本發明之範例實施例中,在上述微型鏡頭模組的架構下,其可提供良好的成像品質、低廉的製造成本及微小化的體積。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故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。
60...光偵測器
70...玻璃蓋
100、100’...微型鏡頭模組
110、110’...第一透鏡
120、120’...孔徑光欄
130...透光元件
140、140’...第二透鏡
S1~S6...表面
A...光軸
d1、d2...距離
圖1為本發明之一實施例之微型鏡頭模組的結構示意圖。
圖2A及圖2B為圖1之微型鏡頭模組的成像光學模擬數據圖。
圖3為本發明之另一實施例之微型鏡頭模組的結構示意圖。
圖4A及圖4B為圖3之微型鏡頭模組的成像光學模擬數據圖。
60...光偵測器
70...玻璃蓋
100...微型鏡頭模組
110...第一透鏡
120...孔徑光欄
130...透光元件
140...第二透鏡
S1~S6...表面
A...光軸
d1、d2...距離
Claims (7)
- 一種微型鏡頭模組,包括:一第一透鏡,配置於一物側與一像側之間,其中該第一透鏡之朝向該物側的一第一表面為一非球面,該第一表面的曲率半徑為R1;一第二透鏡,配置於該第一透鏡與該像側之間,其中該第二透鏡之朝向該像側的一第二表面為一非球面,該第二表面的曲率半徑為R2;以及一孔徑光欄,配置於該第一透鏡與該第二透鏡之間,其中該第一表面至該孔徑光欄的距離為d1,而該第二表面至該孔徑光欄的距離為d2,其中該微型鏡頭模組符合6>d2/d1>2.5及-2.5<R1/R2<1.5,其中該第一表面和該第二表面為偶次項非球面,而其可用下列公式表示:
- 如申請專利範圍第1項所述之微型鏡頭模組,其中該微型鏡頭模組之有效焦距為f,該微型鏡頭模組符合0.8<f<1.6。
- 如申請專利範圍第1項所述之微型鏡頭模組,其中該第一表面為一凸面,該第一透鏡為一該凸面朝向該物側的平凸透鏡。
- 如申請專利範圍第1項所述之微型鏡頭模組,其中該第二表面為一凸面,該第二透鏡為一該凸面朝向該像側的平凸透鏡。
- 如申請專利範圍第1項所述之微型鏡頭模組,其中該第一透鏡及該第二透鏡之材料折射率為nd ,1.62>nd >1.48。
- 如申請專利範圍第1項所述之微型鏡頭模組,更包括一光偵測器,該微型鏡頭模組的組成由該物側至該像側依序為該第一透鏡、該孔徑光欄、該第二透鏡及該光偵測器。
- 如申請專利範圍第1項所述之微型鏡頭模組,更包括一透光元件,該第一透鏡及該第二透鏡分別承靠於該透光元件之相對兩側。
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US20030002174A1 (en) * | 2001-06-18 | 2003-01-02 | Milestone Co., Ltd. | Image pickup lens system |
CN1934422A (zh) * | 2004-03-19 | 2007-03-21 | 三丰株式会社 | 光电式编码器 |
TW200909848A (en) * | 2007-05-17 | 2009-03-01 | Milestone Co Ltd | Imaging lens |
TW200934649A (en) * | 2008-02-15 | 2009-08-16 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Composite micro-lens and composite micro-lens array |
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