專利名稱：具有短鏡長(zhǎng)的四鏡片式光學(xué)取像鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)一種具有短鏡長(zhǎng)的四鏡片式光學(xué)取像鏡頭，尤指一種針對(duì)小型相機(jī)或手機(jī)等，使用CCD(電荷藕合裝置)或CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)等圖像傳感器的鏡頭，而提供一種由四個(gè)透鏡構(gòu)成全長(zhǎng)短且低成本的光學(xué)取像鏡頭。

背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，電子產(chǎn)品不斷地朝向輕薄短小以及多功能的方向發(fā)展，而電子產(chǎn)品中如數(shù)字相機(jī)(Digital Still Camera)、電腦相機(jī)(PC camera)、網(wǎng)絡(luò)相機(jī)(Network camera)、行動(dòng)電話(手機(jī))等已具備取像裝置(鏡頭)的外，甚至個(gè)人數(shù)字輔助器(PDA)等裝置也有加上取像裝置(鏡頭)的需求；而為了攜帶方便及符合人性化的需求，取像裝置不僅需要具有良好的成像品質(zhì)，同時(shí)也需要有較小的體積(長(zhǎng)度)與較低的成本。
應(yīng)用于小型電子產(chǎn)品的取像鏡頭，現(xiàn)有上有二鏡片式、三鏡片式、四鏡片式及五鏡片式以上的不同設(shè)計(jì)，然而以成像品質(zhì)考量，多鏡片式光學(xué)鏡頭在像差修正、光學(xué)傳遞函數(shù)MTF(modulation transfer function)性能上較具優(yōu)勢(shì)，可使用于高像素(pixel)要求的電子產(chǎn)品。在現(xiàn)有的四鏡片式的光學(xué)取像鏡頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的差異處或技術(shù)特征，則決定于以下各種因素的變化或組合而已四個(gè)透鏡之間對(duì)應(yīng)配合的形狀設(shè)計(jì)不同，如新月型(meniscus shape)、雙凸(bi-convex)、雙凹(bi-concave)等不同形狀透鏡，以達(dá)不同正負(fù)屈光度(positiveor negative refractive power)效果；或四透鏡之間對(duì)應(yīng)配合的凸面/凹面方向不同，以達(dá)光線入射與出射的角度調(diào)整；或四透鏡之間對(duì)應(yīng)配合的屈光度正/負(fù)組合不同；或四透鏡之間的相關(guān)光學(xué)數(shù)據(jù)，如fs(取像鏡頭系統(tǒng)的有效焦距)、di(各光學(xué)面i間距離)、Ri(各光學(xué)面i曲率半徑)等，以分別滿足不同的條件；由上可知，就四鏡片式的光學(xué)取像鏡頭的設(shè)計(jì)而論，該等現(xiàn)有技術(shù)在設(shè)計(jì)光學(xué)取像鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，是針對(duì)各種不同光學(xué)目的的應(yīng)用，而產(chǎn)生不同的變化或組合，因其使用透鏡形狀、組合、作用或功效不同，即可視為具有新穎性(novelty)或創(chuàng)造性(inventive step)。
近年為應(yīng)用于較高階的小型相機(jī)、照像手機(jī)、PDA等產(chǎn)品，其取像鏡頭要求小型化、像差調(diào)整良好、高像素、甚至低成本；在各種小型化的四透鏡取像鏡頭設(shè)計(jì)中，現(xiàn)有技術(shù)是以不同的正或負(fù)屈光度組合如美國(guó)專利US2007/0081259、US7,177,098、US2003/0161051，歐洲專利EP1868021、EP1387199，日本專利JP2005-164899、JP2007-322844、JP2007-065374、JP2003-270530，中國(guó)臺(tái)灣專利TWI254140、TWM313780、TWM313245及中國(guó)專利CN1573407、CN1873461、CN1892279等；其中以正屈光度的第一透鏡、負(fù)屈光度的第二透鏡、正屈光度的第三透鏡、負(fù)屈光度的第四透鏡組合的設(shè)計(jì)，如美國(guó)專利US2007014033、US2008/0024882、US7,215,492、US7,321,474，歐洲專利EP1821129，日本專利JP2007-225833、JP2008-020893、JP2007-286153、JP2007-193195，臺(tái)灣專利TWM314860，中國(guó)專利CN1815287等，可趨向于良好的像差修正；尤其在第四透鏡上，在物側(cè)面上近光軸為凸面，向透鏡邊緣轉(zhuǎn)成凹面，曲率變化極大，甚至在像側(cè)面上近光軸為凹面，向透鏡邊緣轉(zhuǎn)成凸面，此種鏡片在加工上有相當(dāng)?shù)睦щy，若使用玻璃材質(zhì)則在研磨或模造成型時(shí)不易控制面型，而使用塑膠射出成型又面臨冷卻縮水(cooling shrinking)問題。因此，為改善此制造困難，于第四透鏡使用簡(jiǎn)單的面型將可增加制造良率，如美國(guó)專利US2007/0058256、US2007/0070234、US2007/0242370、US2008/0043346，日本專利JP2005-091666、JP2005-025174、JP2004-233654、JP2007-219520等。
在實(shí)用上，具有較短鏡長(zhǎng)、且像差修正良好、符合高像素且低成本的設(shè)計(jì)，為使用者迫切的需求。然而，現(xiàn)有技術(shù)所揭露的光學(xué)取像鏡頭，其鏡頭長(zhǎng)仍應(yīng)可進(jìn)一步再縮小；甚至使用折射率較低的材料制成透鏡，可避免使用折射率高價(jià)格高的材料，以獲得降低成本的功效；第四透鏡的物側(cè)面若使用凹面，可降低雜光與鬼影現(xiàn)象，若更進(jìn)一步使用簡(jiǎn)單的面型將可增加制造良率。因此，本實(shí)用新型提出更實(shí)用性的設(shè)計(jì)，以簡(jiǎn)便地應(yīng)用于高階的小型相機(jī)、照像手機(jī)等電子產(chǎn)品上。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型主要目的乃在于提供一種短鏡長(zhǎng)的四鏡片式光學(xué)取像鏡頭，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的短鏡長(zhǎng)的四鏡片式光學(xué)取像鏡頭其沿著光軸排列由物側(cè)(object side)至像側(cè)(image side)依序包含一具有正屈光度的新月型第一透鏡，其凸面是面向物側(cè)，可為球面透鏡或至少有一光學(xué)面為非球面；一孔徑光闌(aperture stop)；一具有負(fù)屈光度的新月型第二透鏡，其凸面是面向物側(cè)，至少有一光學(xué)面為非球面；一具有正屈光度的新月型第三透鏡，其凹面是面向物側(cè)，至少有一光學(xué)面為非球面；及一在光軸上具有負(fù)屈光度的雙凹型非球面的第四透鏡，且其像側(cè)的光學(xué)面在光學(xué)有效區(qū)域內(nèi)具有至少一個(gè)反曲點(diǎn)(inflection point)，且其物側(cè)的光學(xué)面為一無反曲點(diǎn)的凹面所構(gòu)成；又該光學(xué)取像鏡頭可滿足以下條件 其中，d2為光軸上第一透鏡像側(cè)面至第二透鏡物側(cè)面距離，d4為光軸上第二透鏡像側(cè)面至第三透鏡物側(cè)面距離，d6為光軸上第三透鏡像側(cè)面至第四透鏡物側(cè)面距離，Bf為本取像鏡頭系統(tǒng)之后焦距(back focal length)，TL為光軸上第一透鏡物側(cè)面至成像面的距離，2ω為最大場(chǎng)視角(maximum field angle)，fs為光學(xué)取像鏡頭的有效焦距(effective focal length)，2Y為成像最大對(duì)角線長(zhǎng)(diagonalof imaging height)，H_為第四透鏡像側(cè)面的反曲點(diǎn)以垂直于光軸與光軸交點(diǎn)的長(zhǎng)度，Ht為第四透鏡像側(cè)面最大光學(xué)有效點(diǎn)以垂直于光軸與光軸交點(diǎn)的長(zhǎng)度，R31為光軸上第四透鏡物側(cè)面的曲率半徑，R32為光軸上第三透鏡像側(cè)面的曲率半徑。
再者，該短鏡長(zhǎng)的四鏡片式光學(xué)取像鏡頭的第一透鏡可使用球面、第四透鏡的物側(cè)面可使用球面，以降低制造成本。
更進(jìn)一步，該短鏡長(zhǎng)的四鏡片式光學(xué)取像鏡頭的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡，可使用折射率低于1.63的玻璃或塑膠所制成，可免除使用高折射率的材料以降低制作成本。
藉此，本實(shí)用新型可達(dá)短鏡長(zhǎng)、良好像差修正及低成本的效果，藉以提升光學(xué)取像鏡頭的應(yīng)用性。

圖1是本實(shí)用新型鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的第四透鏡像側(cè)面的示意圖； 圖3是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4a-4c是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 圖5是本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6a-6c是本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 圖7是本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8a-8c是本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 圖9是本實(shí)用新型的第四實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10a-10c是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 圖11是本實(shí)用新型的第五實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12a-12c是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 圖13是本實(shí)用新型的第六實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖14a-14c是本實(shí)用新型第六實(shí)施例的成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 圖15是本實(shí)用新型的第七實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖16a-16c是本實(shí)用新型第七實(shí)施例的成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖。
附圖標(biāo)記說明 1-光學(xué)取像鏡頭；11-第一透鏡；R11-(第一透鏡)物側(cè)面；R12-(第一透鏡)像側(cè)面；S-孔徑光闌；12-第二透鏡；R21(第二透鏡)物側(cè)面；R22(第二透鏡)像側(cè)面；13-第三透鏡；R31-(第三透鏡)物側(cè)面；R32-(第三透鏡)像側(cè)面；14-第四透鏡；R41-(第四透鏡)物側(cè)面；R42-(第四透鏡)像側(cè)面；15-紅外線濾光片；16-表玻璃；17-圖像傳感器；d1-光軸上第一透鏡物側(cè)面至像側(cè)面距離；d2-光軸上第一透鏡像側(cè)面至第二透鏡物側(cè)面距離；d3-光軸上第二透鏡物側(cè)面至像側(cè)面距離；d4-光軸上第二透鏡像側(cè)面至第三透鏡物側(cè)面距離；d5-光軸上第三透鏡像側(cè)面至至像側(cè)面距離；d6-光軸上第三透鏡像側(cè)面至第四透鏡物側(cè)面距離；d7-光軸上第四透鏡像側(cè)面至至像側(cè)面距離；d8-光軸上第四透鏡像側(cè)面至紅外線濾光片物側(cè)面距離；d9-光軸上紅外線濾光片物側(cè)面至表玻璃物側(cè)面距離；d10-光軸上表玻璃物側(cè)面至表玻璃像側(cè)面距離；d11-光軸上表玻璃像側(cè)面至圖像傳感器距離。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型更加明確詳實(shí)，茲列舉較佳實(shí)施例并配合附圖，將本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及技術(shù)特征詳述如后 參照?qǐng)D1所示，其是本實(shí)用新型的光學(xué)取像鏡頭1結(jié)構(gòu)示意圖，其沿著光軸Z排列由物側(cè)(object side)至像側(cè)(image side)依序包含一第一透鏡11、一孔徑光闌S、一第二透鏡12、一第三透鏡13、一第四透鏡14、一紅外線濾光片15、一表玻璃16及一圖像傳感器17；取像時(shí)，物(object)的光線是先經(jīng)過第一透鏡11、第二透鏡12、第三透鏡13、第四透鏡14后，再經(jīng)過紅外線濾光片15及表玻璃16而成像于圖像傳感器17的成像面(image)上。
該第一透鏡11為一新月型透鏡，其物側(cè)面R11為凸面，像側(cè)面R12為凹面，具有正屈光度，可利用折射率(Nd)低于1.63玻璃或塑膠材質(zhì)制成，又其物側(cè)面R11或像側(cè)面R12可為球面或非球面所構(gòu)成。
該第二透鏡12為一新月型透鏡，其物側(cè)面R21為凸面而像側(cè)面R22為凹面，具有負(fù)屈光度，可利用折射率(Nd)低于1.63玻璃或塑膠材質(zhì)制成，又其物側(cè)面R21及像側(cè)面R22為非球面所構(gòu)成。
該第三透鏡13為一新月型透鏡，其物側(cè)面R31為凹面而像側(cè)面R32為凸面，具有正屈光度，可利用折射率(Nd)低于1.63玻璃或塑膠材質(zhì)制成，又其物側(cè)面R31及像側(cè)面R32為非球面所構(gòu)成，為使具有良好的光學(xué)效果，光學(xué)面R31及像側(cè)面R32可滿足式(5)的條件。
該第四透鏡14為一雙凹型透鏡，具有負(fù)屈光度，可利用折射率(Nd)低于1.63玻璃或塑膠材質(zhì)制成；其物側(cè)面R41可為球面或非球面且為一無反曲點(diǎn)的曲面，即由物側(cè)面R41的透鏡中心向透鏡邊緣的光學(xué)有效區(qū)域內(nèi)為一無反曲點(diǎn)的凹面；其像側(cè)面R42為非球面，自透鏡中心向透鏡邊緣的光學(xué)有效區(qū)域內(nèi)具有至少一個(gè)反曲點(diǎn)，其斷面如圖2所示，形成中央下凹而兩邊凸出，因此在凹凸弧面轉(zhuǎn)變之間形成一反曲點(diǎn)；當(dāng)以任一切線經(jīng)過反曲點(diǎn)并與光軸以垂直交叉，自反曲點(diǎn)至光軸距離為負(fù)屈光度范圍的透鏡高度，記為H_，即為反曲點(diǎn)到其以垂直于光軸與光軸交點(diǎn)之間的長(zhǎng)度；像側(cè)面R42的最大光學(xué)有效點(diǎn)以垂直于光軸與光軸的垂直距離，記為Ht；H_與Ht的比值為正屈光度變換至負(fù)屈光度的范圍大小，為能有良好的成像效果，此范圍應(yīng)大于40％為較佳，但要使曲面變化率降低以易于制造，其范圍應(yīng)小于70％為較佳，即滿足式(3)條件。
該孔徑光闌(aperture stop)S是屬于一種中置光圈，其是設(shè)于第一透鏡11與第二透鏡12之間；該紅外線濾光片(IR cut-off filter)15可為一鏡片，或利用鍍膜技術(shù)形成一具有紅外線濾光功能的薄膜貼附于表玻璃16上；該表玻璃16為一透明玻璃片，其為保護(hù)該透鏡表面及維持透鏡的組合與各透鏡間距不變；該圖像傳感器(image sensing chip)17包含CCD(電荷藕合裝置)或CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)，可將圖像轉(zhuǎn)變成電子信號(hào)。
取像時(shí)，物(object)的光線是先經(jīng)過第一透鏡11、孔徑光闌S、第二透鏡12、第三透鏡13及第四透鏡14后，再經(jīng)過紅外線濾光片15與表玻璃16而成像于圖像傳感器17上。
本實(shí)用新型的光學(xué)取像鏡頭1在各透鏡的光學(xué)面球面或非球面曲面的曲率半徑、曲面形狀及透鏡厚度(d1、d3、d5及d7)與空氣間距(d2、d4、d6、d8及d11)光學(xué)組合后，可具有良好光學(xué)像差的修正，并使光學(xué)取像鏡頭1的鏡頭長(zhǎng)滿足式(4)條件、場(chǎng)視角ω與后焦距Bf關(guān)系滿足式(2)條件。
在光學(xué)取像鏡頭1的光學(xué)設(shè)計(jì)上，若使用復(fù)雜的光學(xué)面面型，可較為容易獲得所需要的光學(xué)效果，但相對(duì)也帶來不易制造的缺點(diǎn)。使用曲面變化大的透鏡設(shè)計(jì)，若使用研磨玻璃制成，其具有極大的制造困難；若使用模造玻璃制成，其因曲面變化率高，不良率也高；若使用塑膠制成，其塑膠模具設(shè)計(jì)不易，再因曲率變化大，使熔融流動(dòng)較不均勻，易產(chǎn)生縮水現(xiàn)象變形或脈紋，尤以第四透鏡14最難制造。本實(shí)用新型的光學(xué)取像鏡頭1盡量減少光學(xué)面的曲面變化，尤以第四透鏡14的物側(cè)光學(xué)面R41，滿足該光學(xué)面為無反曲點(diǎn)的球面或非球面所構(gòu)成及式(5)的條件，減少制造困難，減低成本。
在光學(xué)取像鏡頭1的光學(xué)設(shè)計(jì)上，對(duì)于非球面的光學(xué)面，是使用非球面的方程式(Aspherical Surface Formula)式(6) 其中，c是曲率，h為鏡片高度，K為圓錐系數(shù)(Conic Constant)、A4、A6、A8、A10、A12、A14分別四、六、八、十、十二、十四階的非球面系數(shù)(Nth OrderAspherical Coefficient)。
茲列舉較佳實(shí)施例，并分別說明如下 <第一實(shí)施例> 請(qǐng)參考圖3、4所示，其分別是本實(shí)用新型光學(xué)取像鏡頭1第一實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖、成像的球面像差(spherical aberration)、場(chǎng)曲(field curvature)與成像的畸變(distortion)圖； 下列表(一)中分別列有由物側(cè)至像側(cè)依序編號(hào)的光學(xué)面號(hào)碼(surfacenumber)、在光軸上各光學(xué)面的曲率半徑R(單位mm)(the radius of curvatureR)、光軸上各面之間距di(單位mm)(the on-axis surface spacing)，各透鏡的折射率(Ndi)、各透鏡的阿貝數(shù)(Abbe’s number)vdi。
表(一)
*非球面光學(xué)面 在表(一)中，光學(xué)面(Surface)有標(biāo)注*者為非球面光學(xué)面，R11、R12分別表示第一透鏡11的物側(cè)面與像側(cè)面，R21、R22分別表示第二透鏡12的物側(cè)面與像側(cè)面，R31、R32分別表示第三透鏡13的物側(cè)面與像側(cè)面，R41、R42分別表示第四透鏡14的物側(cè)面與像側(cè)面，F(xiàn)no為光學(xué)取像鏡頭1的焦距比(f number)，fs為取像鏡頭的有效焦距，2ω為光學(xué)取像鏡頭1的場(chǎng)視角。
下列表(二)列有各光學(xué)面的非球面式(6)的各項(xiàng)系數(shù) 表(二)
本實(shí)施例中，第一透鏡11是利用折射率Nd1為1.59、阿貝數(shù)vd1為61.2的玻璃材質(zhì)制成；第二透鏡12是利用折射率Nd2為1.61、阿貝數(shù)vd2為26.32的塑膠材質(zhì)制成；第三透鏡13是利用折射率Nd3為1.53、阿貝數(shù)vd3為55.74的塑膠材質(zhì)制成；第四透鏡14是利用折射率Nd4為1.53、阿貝數(shù)vd4為55.74的塑膠材質(zhì)制成；紅外線濾光片15是使用BK7-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成，表玻璃16是使用AF45-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成。
本實(shí)施例的光學(xué)取像鏡頭1有效焦距fs為3.7484mm、后焦距Bf為3.0443mm；物側(cè)面R41為球面且為無反曲點(diǎn)的凹面，有利于加工制作且可降低雜光與鬼影現(xiàn)象；像側(cè)面R42的有效徑高Ht為1.8012mm、其光學(xué)面的反曲點(diǎn)至光軸高度H_為0.9687mm；在光軸上，由第一透鏡11的物側(cè)面R11到圖像傳感器17的成像面距離TL為4.28mm；即， 可以滿足條件式(1)～式(5)。
由上述表(一)、表(二)及圖3至圖4所示，藉此可證明本實(shí)用新型的光學(xué)取像鏡頭可有效修正像差，使光學(xué)取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長(zhǎng)度，而提升本實(shí)用新型的應(yīng)用性。
<第二實(shí)施例> 請(qǐng)參考圖5、6所示，其分別是本實(shí)用新型光學(xué)取像鏡頭1第二實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖、成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 下列表(三)中分別列有由物側(cè)至像側(cè)依序編號(hào)的光學(xué)面號(hào)碼、在光軸上各光學(xué)面的曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡的折射率(Ndi)、各透鏡的阿貝數(shù)vdi。 表(三)
*非球面光學(xué)面 下列表(四)列有各光學(xué)面的非球面式(6)的各項(xiàng)系數(shù) 表(四)
本實(shí)施例中，第一透鏡11是利用折射率Nd1為1.59、阿貝數(shù)vd1為61.2的玻璃材質(zhì)制成；第二透鏡12是利用折射率Nd2為1.61、阿貝數(shù)vd2為26.32的塑膠材質(zhì)制成；第三透鏡13是利用折射率Nd3為1.53、阿貝數(shù)vd3為55.74的塑膠材質(zhì)制成；第四透鏡14是利用折射率Nd4為1.53、阿貝數(shù)vd4為55.74的塑膠材質(zhì)制成；紅外線濾光片15是使用BK7-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成，表玻璃16是使用AF45-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成。
本實(shí)施例的光學(xué)取像鏡頭1有效焦距fs為3.747mm、后焦距Bf為3.0443mm；物側(cè)面R41為非球面，沒有反曲點(diǎn)，為無反曲點(diǎn)的凹面，有利于加工制作且可降低雜光與鬼影現(xiàn)象；像側(cè)面R42的有效徑高Ht為1.8965mm、其光學(xué)面的反曲點(diǎn)至光軸高度H_為0.819mm；在光軸上，由第一透鏡11的物側(cè)面R11到圖像傳感器17的成像面距離TL為3.99mm；即， 可以滿足條件式(1)～式(5)。
由上述表(三)、表(四)及圖5至圖6所示，藉此可證明本實(shí)用新型的光學(xué)取像鏡頭可有效修正像差，使光學(xué)取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長(zhǎng)度。
<第三實(shí)施例> 請(qǐng)參考圖7、8所示，其分別是本實(shí)用新型光學(xué)取像鏡頭1第三實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖、成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 下列表(五)中分別列有由物側(cè)至像側(cè)依序編號(hào)的光學(xué)面號(hào)碼、在光軸上各光學(xué)面的曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡的折射率(Ndi)、各透鏡的阿貝數(shù)vdi。
表(五)
*非球面光學(xué)面； 下列表(六)列有各光學(xué)面的非球面式(6)的各項(xiàng)系數(shù) 表(六)
本實(shí)施例中，第一透鏡11是利用折射率Nd1為1.59、阿貝數(shù)vd1為61.2的玻璃材質(zhì)制成；第二透鏡12是利用折射率Nd2為1.59、阿貝數(shù)vd2為61.2的玻璃材質(zhì)制成；第三透鏡13是利用折射率Nd3為1.58、阿貝數(shù)vd3為59.4的玻璃材質(zhì)制成；第四透鏡14是利用折射率Nd4為1.58、阿貝數(shù)vd4為59.4的玻璃材質(zhì)制成；紅外線濾光片15是使用BK7-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成，表玻璃16是使用AF45-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成。
本實(shí)施例的光學(xué)取像鏡頭1有效焦距fs為3.7186mm、后焦距Bf為1.0366mm；物側(cè)面R41為非球面，沒有反曲點(diǎn)，為無反曲點(diǎn)的凹面，有利于加工制作且可降低雜光與鬼影現(xiàn)象；像側(cè)面R42的有效徑高Ht為2.0289mm、其光學(xué)面的反曲點(diǎn)至光軸高度H_為0.9075mm；在光軸上，由第一透鏡11的物側(cè)面R11到圖像傳感器17的成像面距離TL為4.78mm；即， 可以滿足條件式(1)～式(5)。
由上述表(五)、表(六)及圖7至圖8所示，藉此可證明本實(shí)用新型的光學(xué)取像鏡頭可有效修正像差，使光學(xué)取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長(zhǎng)度。
<第四實(shí)施例> 請(qǐng)參考圖9、10所示，其分別是本實(shí)用新型光學(xué)取像鏡頭1第四實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖、成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 下列表(七)中分別列有由物側(cè)至像側(cè)依序編號(hào)的光學(xué)面號(hào)碼、在光軸上各光學(xué)面的曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡的折射率(Ndi)、各透鏡的阿貝數(shù)vdi。 表(七)
*非球面光學(xué)面； 下列表(八)列有各光學(xué)面的非球面式(6)的各項(xiàng)系數(shù) 表(八)
本實(shí)施例中，第一透鏡11是利用折射率Nd1為1.59、阿貝數(shù)vd1為61.2的玻璃材質(zhì)制成；第二透鏡12是利用折射率Nd2為1.61、阿貝數(shù)vd2為26.32的塑膠材質(zhì)制成；第三透鏡13是利用折射率Nd3為1.53、阿貝數(shù)vd3為55.74的塑膠材質(zhì)制成；第四透鏡14是利用折射率Nd4為1.53、阿貝數(shù)vd4為55.74的塑膠材質(zhì)制成；紅外線濾光片15是使用BK7-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成，表玻璃16是使用AF45-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成。
本實(shí)施例的光學(xué)取像鏡頭1有效焦距fs為3.750mm、后焦距Bf為1.1936mm；物側(cè)面R41為非球面，沒有反曲點(diǎn)，為無反曲點(diǎn)的凹面，有利于加工制作且可降低雜光與鬼影現(xiàn)象；像側(cè)面R42的有效徑高Ht為1.9055mm、其光學(xué)面的反曲點(diǎn)至光軸高度H_為0.8424mm；在光軸上，由第一透鏡11的物側(cè)面R11到圖像傳感器17的成像面距離TL為4.28mm；即， 可以滿足條件式(1)～式(5)。
由上述表(七)、表(八)及圖9至圖10所示，藉此可證明本實(shí)用新型的光學(xué)取像鏡頭可有效修正像差，使光學(xué)取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長(zhǎng)度。
<第五實(shí)施例> 請(qǐng)參考圖11、12所示，其分別是本實(shí)用新型光學(xué)取像鏡頭1第五實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖、成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 下列表(九)中分別列有由物側(cè)至像側(cè)依序編號(hào)的光學(xué)面號(hào)碼、在光軸上各光學(xué)面的曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡的折射率(Ndi)、各透鏡的阿貝數(shù)vdi。
表(九)
*非球面光學(xué)面； 下列表(十)列有各光學(xué)面的非球面式(6)的各項(xiàng)系數(shù) 表(十)
本實(shí)施例中，為節(jié)省材料成本，第一透鏡11、第二透鏡12、第三透鏡13及第四透鏡14均是利用折射率為1.54、阿貝數(shù)為56的塑膠材質(zhì)制成；紅外線濾光片15是使用BK7-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成，表玻璃16是使用AF45-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成。
本實(shí)施例的光學(xué)取像鏡頭1有效焦距fs為3.7471mm、后焦距Bf為1.0604mm；物側(cè)面R41為非球面，沒有反曲點(diǎn)，為無反曲點(diǎn)的凹面，有利于加工制作且可降低雜光與鬼影現(xiàn)象；像側(cè)面R42的有效徑高Ht為2.0966mm、其反曲點(diǎn)至光軸高度H_為1.098mm；在光軸上，由第一透鏡11的物側(cè)面R11到圖像傳感器17的成像面距離TL為5.19mm；即， 可以滿足條件式(1)～式(5)。
由上述表(九)、表(十)及圖11至圖12所示，藉此可證明本實(shí)用新型的光學(xué)取像鏡頭可有效修正像差，使光學(xué)取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長(zhǎng)度。
<第六實(shí)施例> 請(qǐng)參考圖13、14所示，其分別是本實(shí)用新型光學(xué)取像鏡頭1第六實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖、成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 下列表(十一)中分別列有由物側(cè)至像側(cè)依序編號(hào)的光學(xué)面號(hào)碼、在光軸上各光學(xué)面的曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡的折射率(Ndi)、各透鏡的阿貝數(shù)vdi。 表(十一)
*非球面光學(xué)面 下列表(十二)列有各光學(xué)面的非球面式(6)的各項(xiàng)系數(shù) 表(十二)
本實(shí)施例中，第一透鏡11是利用折射率Nd1為1.59、阿貝數(shù)vd1為61.2的玻璃材質(zhì)制成；第二透鏡12是利用折射率Nd2為1.59、阿貝數(shù)vd2為30的塑膠材質(zhì)制成；第三透鏡13是利用折射率Nd3為1.53、阿貝數(shù)vd3為55.74的塑膠材質(zhì)制成；第四透鏡14是利用折射率Nd4為1.53、阿貝數(shù)vd4為55.74的塑膠材質(zhì)制成；紅外線濾光片15是使用BK7-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成，表玻璃16是使用AF45-SCHOTT玻璃材質(zhì)制成。
本實(shí)施例的光學(xué)取像鏡頭1有效焦距fs為3.9247mm、后焦距Bf為1.2797mm；物側(cè)面R41為非球面，沒有反曲點(diǎn)，為無反曲點(diǎn)的凹面，有利于加工制作且可降低雜光與鬼影現(xiàn)象；像側(cè)面R42的有效徑高Ht為1.8822mm，其反曲點(diǎn)至光軸高度H_為0.7948mm；在光軸上，由第一透鏡11的物側(cè)面R11到圖像傳感器17的成像面距離TL為4.39mm；即， 可以滿足條件式(1)～式(5)。
由上述表(十一)、表(十二)及圖13至圖14所示，藉此可證明本實(shí)用新型的光學(xué)取像鏡頭可有效修正像差，使光學(xué)取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長(zhǎng)度。
<第七實(shí)施例> 請(qǐng)參考圖15、16所示，其分別是本實(shí)用新型光學(xué)取像鏡頭1第七實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖、成像的球面像差、場(chǎng)曲與成像的畸變圖； 下列表(十三)中分別列有由物側(cè)至像側(cè)依序編號(hào)的光學(xué)面號(hào)碼、在光軸上各光學(xué)面的曲率半徑R、光軸上各面之間距di，各透鏡的折射率(Ndi)、各透鏡的阿貝數(shù)vdi。表(十三)
*非球面光學(xué)面 下列表(十四)列有各光學(xué)面的非球面式(6)的各項(xiàng)系數(shù)表(十四)
本實(shí)施例中，第一透鏡11是利用折射率Nd1為1.59、阿貝數(shù)vd1為61.2的玻璃材質(zhì)制成；第二透鏡12是利用折射率Nd2為1.59、阿貝數(shù)vd2為30的塑膠材質(zhì)制成；第三透鏡13是利用折射率Nd3為1.53、阿貝數(shù)vd3為55.74的塑膠材質(zhì)制成；第四透鏡14是利用折射率Nd4為1.53、阿貝數(shù)vd4為55.74的塑膠材質(zhì)制成；紅外線濾光片15是使用BK7_SCHOTT玻璃材質(zhì)制成，表玻璃16是使用AF45_SCHOTT玻璃材質(zhì)制成。
本實(shí)施例的光學(xué)取像鏡頭1有效焦距fs為3.4402mm、后焦距Bf為1.1052mm；物側(cè)面R41為非球面，沒有反曲點(diǎn)，為無反曲點(diǎn)的凹面，有利于加工制作且可降低雜光與鬼影現(xiàn)象；像側(cè)面R42的有效徑高Ht為1.8854mm，其光學(xué)面的反曲點(diǎn)至光軸高度H_為0.809mm；在光軸上，由第一透鏡11的物側(cè)面R11到圖像傳感器17的成像面距離TL為4.05mm；即， 可以滿足條件式(1)～式(5)。
由上述表(十三)、表(十四)及圖15至圖16所示，藉此可證明本實(shí)用新型的光學(xué)取像鏡頭可有效修正像差，使光學(xué)取像鏡頭1能有效縮小鏡頭長(zhǎng)度。
圖4a、6a、8a、10a、12a、14a、16a所表示的球面像差曲線圖中，縱坐標(biāo)為縱向球面像差(LONGITUDINAL SPHERICAL ABER.)，橫坐標(biāo)為焦距，單位為毫米。從圖中可見，對(duì)于不同的焦距偏移下，其球面像差的變化情形。
圖4b、6b、8b、10b、12b、14b、16b所表示的場(chǎng)曲(ASTIGMATIC FIELDCURVES)曲線圖中，橫坐標(biāo)表示焦距，單位為毫米；縱坐標(biāo)表示像高(IMG HT)(包括切向及徑向)，從圖中可見對(duì)于不同的焦距偏移下，以光軸的不同像高所產(chǎn)生的場(chǎng)曲變化情形。
圖4c、6c、8c、10c、12c、14c、16c所表示的成像畸變(DISTORTION)曲線圖中，橫坐標(biāo)表示扭曲率的百分比；縱坐標(biāo)表示以光軸的不同像高(IMGHT)，從圖中可見對(duì)于不同的像高時(shí)，其扭曲率變化的情形。
以上所示僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型而言僅是說明性的，而非限制性的。本技術(shù)領(lǐng)域具通常知識(shí)人員理解，在本實(shí)用新型權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變、修改、甚至等效變更，但都將落入本實(shí)用新型的權(quán)利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種具有短鏡長(zhǎng)的四鏡片式光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，沿著鏡頭光軸排列由物側(cè)至像側(cè)依序包含
一第一透鏡，具有正屈光度，其為一新月型透鏡，其凸面是面向物側(cè)；
一孔徑光闌；
一第二透鏡，具有負(fù)屈光度，其為一新月型透鏡，其凸面是面向物側(cè)，至少有一個(gè)光學(xué)面為非球面；
一第三透鏡，具有正屈光度，其為一新月型透鏡，其凹面是面向物側(cè)，至少有一個(gè)光學(xué)面為非球面；
一第四透鏡，具有負(fù)屈光度，其為一雙凹型透鏡，且其像側(cè)面為非球面，且像側(cè)面自透鏡中心向透鏡邊緣的光學(xué)有效區(qū)域內(nèi)具有至少一個(gè)反曲點(diǎn)；
其中，該光學(xué)取像鏡頭滿足以下條件
其中，d2為光軸上第一透鏡像側(cè)面至第二透鏡物側(cè)面距離，d4為光軸上第二透鏡像側(cè)面至第三透鏡物側(cè)面距離，d6為光軸上第三透鏡像側(cè)面至第四透鏡物側(cè)面距離，Bf為本取像鏡頭系統(tǒng)之后焦距，fs為該光學(xué)取像鏡頭的有效焦距，TL為光軸上第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至成像面的距離，ω為最大場(chǎng)視角的一半，Y為成像最大對(duì)角線長(zhǎng)的一半。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該第一透鏡的物側(cè)光學(xué)面及像側(cè)光學(xué)面至少有一非球面。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該第一透鏡的物側(cè)光學(xué)面及像側(cè)光學(xué)面均為球面。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該新月型第四透鏡的物側(cè)光學(xué)面為無反曲點(diǎn)的非球面且像側(cè)光學(xué)面為非球面。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該新月型第四透鏡的物側(cè)光學(xué)面為球面。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該第四透鏡的像側(cè)面自透鏡中心向透鏡邊緣的光學(xué)有效區(qū)域內(nèi)具有至少一個(gè)反曲點(diǎn)，其反曲點(diǎn)位置滿足下列條件
其中，H_為第四透鏡像側(cè)面的反曲點(diǎn)到其以垂直于光軸與光軸交點(diǎn)之間的長(zhǎng)度、Ht為第四透鏡像側(cè)面最大光學(xué)有效點(diǎn)到其以垂直于光軸與光軸交點(diǎn)之間的長(zhǎng)度。
7、根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該光學(xué)取像鏡頭的鏡頭長(zhǎng)，滿足下列條件
其中，TL為光軸上第一透鏡物側(cè)光學(xué)面至成像面的距離、fs為光學(xué)取像鏡頭的有效焦距。
8、根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，第四透鏡，滿足以下條件
其中，R31為光軸上第四透鏡物側(cè)面光學(xué)面的曲率半徑、R32為光軸上第四透鏡像側(cè)面光學(xué)面的曲率半徑。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該第一透鏡為玻璃材質(zhì)所制成，第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡為塑膠材質(zhì)所制成。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡均為塑膠材質(zhì)所制成。
11、根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡及第四透鏡均為玻璃材質(zhì)所制成。
專利摘要具有短鏡長(zhǎng)的四鏡片式光學(xué)取像鏡頭，其沿著光軸排列由物側(cè)至像側(cè)依序包含正屈光度的第一透鏡，為一新月型球面或非球面透鏡且其凸面是面向物側(cè)；孔徑光闌；負(fù)屈光度的第二透鏡，為一新月型非球面透鏡且其凸面是面向物側(cè)；正屈光度的第三透鏡，為一新月型非球面透鏡且其凹面是面向物側(cè)；具有負(fù)屈光度的第四透鏡，為一在近光軸為一雙凹型非球面透鏡，且其像側(cè)的光學(xué)面自透鏡中心向透鏡邊緣的光學(xué)有效區(qū)域內(nèi)其曲面具有至少一個(gè)反曲點(diǎn)，使第四透鏡由正屈光度漸變轉(zhuǎn)成負(fù)屈光度；該光學(xué)取像鏡頭滿足0.25≤((d2+d4+d6)/fs)≤0.40；0.8≤(Y·tan(ω)/Bf)≤2.7。本實(shí)用新型具有良好的像差修正，可減小鏡頭長(zhǎng)，并因各透鏡面型簡(jiǎn)單容易制造、可達(dá)成使小型相機(jī)、手機(jī)更為薄形化、降低制造成本的使用需求。
文檔編號(hào)G02B9/34GK201210194SQ20082011536
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者施柏源 申請(qǐng)人:一品光學(xué)工業(yè)股份有限公司