專利名稱：二鏡片光學(xué)取像鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種二鏡片光學(xué)取像鏡頭，尤指一種針對小型相機(jī)或手機(jī)等，使用 CCD(電荷耦合裝置)或CMOS (互補型金屬氧化物半導(dǎo)體)等影像感測器的鏡頭，而提供一種由二個透鏡構(gòu)成的廣角、長后焦且低成本的光學(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)、移動電話(手機(jī))等已具備取像裝置(鏡頭)之外，甚至個人數(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)，同時也需要有較小的體積與較低的成本。由于狹小的視場角(field angle)造成拍攝的像幅太小，而視角大的取像鏡頭可改善電子產(chǎn)品的拍攝品質(zhì)，可符合使用者的需求。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，然而以成本考量，二鏡片式使用的透鏡較少，其成本較具優(yōu)勢。現(xiàn)有的二鏡片式光學(xué)取像鏡頭已具有多種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，但其間的差異處或技術(shù)特征則決定于以下各種因素的變化或組合而已該二透鏡之間對應(yīng)配合的形狀設(shè)計不同，如第一、二透鏡分別為新月型(meniscus shape)透鏡、雙凸(bi-convex)、雙凹 (bi-concave)；或該二透鏡之間對應(yīng)配合的凸面/凹面方向不同；或該二透鏡之間對應(yīng)配合的屈光度(refractive power)正、負(fù)不同；或該二鏡片組/鏡片之間的相關(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，滿足不同的條件；由上可知，就二鏡片式的光學(xué)取像鏡頭的設(shè)計而論，現(xiàn)有技術(shù)在設(shè)計光學(xué)取像鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，針對各種不同光學(xué)目的的應(yīng)用而產(chǎn)生不同的變化或組合，而因其所使用透鏡的形狀、組合、作用或功效不同，即可視為具有新穎性(novelty)及進(jìn)步性(inventive step)ο近年為應(yīng)用于小型相機(jī)、照像手機(jī)、PDA等產(chǎn)品，其取像鏡頭要求小型化、焦距短、 像差調(diào)整良好。在各種小型化的二透鏡取像鏡頭設(shè)計中，以正屈光度的第一透鏡、正屈光度的第二透鏡或其他組合的設(shè)計，最可能達(dá)到小型化的需求，如美國專利US2005/0073753、 US2004/0160680、US7, 110，190、US7, 088，528、US2004/0160680 ；歐洲專利 EP1793252、 EP1302801 ；曰本專禾 Ij JP2007-15603U JP2006-154517, JP2006-189586 ；中國臺灣省專利 TWM320680.TWI232325 ；中國專利 CN101046M4 等。然而，這些專利所揭露的光學(xué)取像鏡頭，其鏡頭體積仍應(yīng)進(jìn)一步再縮小。對于使用者需求的較大的視場角設(shè)計，如美國專利US2008/0030875使用正-負(fù)屈光度的組合、US20030/0197956使用負(fù)-正屈光度的組合、US5, 835，288使用雙凹及雙凸透鏡的組合、日本專利JP08-334684、JP2005-107368使用正或負(fù)-正屈光度的組合，使視場角可加大；或如日本專利公開號JP2004-177976、歐洲專利EP1793252與EP1793254、美國專利
3US6, 876，500、US2004/0160680、US7, 088, 528、中國臺灣省專利 TWU66074 等使用正-正屈
光度的組合。上述這些光學(xué)鏡頭，有個共同的特性，即后焦距都很短。后焦距短的缺點為當(dāng)不斷縮小電子產(chǎn)品的尺寸時，鏡頭尺寸也會跟著縮小，因此后焦距也會等比例縮短。在光學(xué)鏡頭中，尚設(shè)置有紅外線濾光片及玻璃二個物件。這二個物件具有固定的厚度，當(dāng)光學(xué)鏡頭縮小時，等比例縮短的后焦距便因空間狹小而無法放置紅外線濾光片及玻璃。為使具有較大的視場角且長后焦的設(shè)計，為使用者迫切的需求。為此，本發(fā)明提出更實用性的設(shè)計，以簡便地應(yīng)用于小型相機(jī)、照像手機(jī)等電子產(chǎn)品上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于提供一種二鏡片光學(xué)取像鏡頭，其沿著光軸排列由物側(cè) (object side)至像側(cè)(image side)依序包含一孔徑光闌(aperture stop)；一正屈光度的第一透鏡(a first lens of positive refractive power)為一平凸透鏡，且像側(cè)面為凸面；一具有負(fù)屈光度的第二透鏡，為一新月型透鏡且物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面。其中，該二鏡片光學(xué)取像鏡頭進(jìn)一步可滿足以下條件0. 49 彡 BFL/TL 彡 0. 53(1)其中，BFL為所述二鏡片光學(xué)取像鏡頭的后焦距，TL為孔徑光闌至成像面的距離。又，該二鏡片光學(xué)取像鏡頭進(jìn)一步可滿足以下條件65° ^ 2ω ^ 80°(2)其中，2ω為最大場視角(maximum field angle)。再者，第一透鏡及第二透鏡可為塑膠所制成。藉此，本發(fā)明可達(dá)廣角效果，擴(kuò)增小型相機(jī)、手機(jī)的取像角度；且藉由該二鏡片的組合可達(dá)成具有長的后焦距，以提升取像鏡頭的應(yīng)用性。


圖1是本發(fā)明的二鏡片光學(xué)取像鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的第一實施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A、圖IBB是本發(fā)明第一實施例的成像的場曲與成像的畸變圖；圖4是本發(fā)明第二實施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A、圖5B是本發(fā)明第二實施例的成像的場曲與成像的畸變圖；圖6是本發(fā)明的第三實施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7A、圖7B是本發(fā)明第三實施例的成像的場曲與成像的畸變圖。附圖標(biāo)記說明1-光學(xué)取像鏡頭；11-第一透鏡；Rl-(第一透鏡)物側(cè)面；R2_(第一透鏡)像側(cè)面；S-孔徑光闌；12-第二透鏡；R3-(第二透鏡)物側(cè)面；R4-(第二透鏡) 像側(cè)面；13-紅外線濾光片；14-影像感測器；dl-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)面至紅外線濾光片物側(cè)面距離；d5-光軸上紅外線濾光片物側(cè)面至像側(cè)面距離；d6-光軸上紅外線濾光片像側(cè)面至影像感測器距離。
具體實施例方式為使本發(fā)明更加明確詳實，列舉較佳實施例并配合下列圖示，將本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及技術(shù)特征詳述如后參照圖1所示，其是本發(fā)明的二鏡片光學(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)依序包含一孔徑光闌S、一第一透鏡11、 一第二透鏡12、一紅外線濾光片(IR cut-off filter) 13及一影像感測器(image sensing chip) 14;取像時，待攝物(object)的光線是先經(jīng)過第一透鏡11及第二透鏡12后，再經(jīng)過紅外線濾光片13而成像于影像感測器(image sensing chip) 14的成像面(image)上。該第一透鏡11為一平凸型透鏡，其是物側(cè)面Rl為平面、像側(cè)面R2為凸面的透鏡， 具有正屈光度。第一透鏡11可利用折射率 大于1. 5的塑膠材質(zhì)制成，又其像側(cè)面R2為非球面。該第二透鏡12 —新月型透鏡，其是物側(cè)面R3為凹面而像側(cè)面R4為凸面的非球面透鏡，具有負(fù)屈光度。該第二透鏡12可利用折射率 大于1.6的塑膠材質(zhì)制成，又其物側(cè)面R3及像側(cè)面R4都為非球面。該孔徑光闌(aperture stop) S屬于一種前置光圈，其可貼設(shè)于第一透鏡11的物側(cè)面Rl上；該紅外線濾光片(IR cut-off filter) 13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；該影像感測器(image sensingchip) 14包含CXD (電荷藕合裝置)或CMOS (互補型金屬氧化物半導(dǎo)體)。取像時，待攝物(object)的光線是先經(jīng)過第一透鏡11及第二透鏡12后，再經(jīng)過紅外線濾光片13而成像于影像感測器14上，又本發(fā)明二鏡片光學(xué)取像鏡頭1在第一透鏡 11及第二透鏡12的光學(xué)面曲率半徑、非球面曲面及透鏡厚度(dl及們)與空氣間距(d2及 d4)光學(xué)組合后，使場視角可大于68°。其非球面的方程式(Aspherical Surface Formula)
為下列的式(3)
權(quán)利要求
1.一種二鏡片光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，其沿著光軸排列由物側(cè)至像側(cè)依序包含 一孔徑光闌；一第一透鏡，具有正屈光度，其為一平凸透鏡，且像側(cè)面為凸面；及一第二透鏡，具有負(fù)屈光度，其為一新月型透鏡，其物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面。
2.如權(quán)利要求1所述的二鏡片光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該二鏡片光學(xué)取像鏡頭，滿足下列條件0. 49 彡 BFL/TL 彡 0. 53其中，BFL為所述二鏡片光學(xué)取像鏡頭的后焦距，TL為孔徑光闌至成像面的距離。
3.如權(quán)利要求1所述的二鏡片光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該二鏡片光學(xué)取像鏡頭，滿足下列條件65° ^ 2ω ^ 80° 其中，2 ω為最大場視角。
4.如權(quán)利要求1所述的二鏡片光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該第一透鏡的像側(cè)面為非球面。
5.如權(quán)利要求1所述的二鏡片光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該第二透鏡的凸面及凹面為非球面。
6.如權(quán)利要求1所述的二鏡片光學(xué)取像鏡頭，其特征在于，該第一透鏡與該第二透鏡是以膠材質(zhì)制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種二鏡片光學(xué)取像鏡頭，其沿著光軸排列由物側(cè)(objectside)至像側(cè)(image side)依序包含一孔徑光闌(aperture stop)；一正屈光度的第一透鏡(a first lens of positive refractive power)為一平凸透鏡，且像側(cè)面為凸面；一具有負(fù)屈光度的第二透鏡，為一新月型透鏡且物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面。
文檔編號G02B13/00GK102466856SQ20101054833
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者徐三偉, 施柏源 申請人:一品光學(xué)工業(yè)股份有限公司