成像光学镜组制造技术

本发明专利技术公开了一种成像光学镜组，由物侧至像侧依序包含：一光圈；一具正屈折力的第一透镜，其前表面为凸面后表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜，其前表面为凹面后表面为凸面，第二透镜至少一表面设置有非球面，且第二透镜为塑胶材质；一具负屈折力的第三透镜，其前表面为凸面后表面为凹面，第三透镜至少一表面设置有非球面，且第三透镜为塑胶材质；成像光学镜组中，具屈折力的透镜数限制为三片；整体成像光学镜组的焦距为ｆ，第一透镜的焦距为ｆ１，第二透镜的焦距为ｆ２，第三透镜的焦距为ｆ３，第一透镜色散系数为Ｖ１，第二透镜色散系数为Ｖ２，第二透镜与第三透镜于光轴上的距离为Ｔ２３，其关系为：０．８＜ｆ／ｆ１＜１．８；０＜｜ｆ／ｆ２｜＜０．８；０＜｜ｆ／ｆ３｜＜０．７；２０＜Ｖ１－Ｖ２＜３８；０．１３＜Ｔ２３／ｆ＜０．２１。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及关于一种成像光学镜组，特别涉及指一种应用于照相手机的小型化成 像光学镜组。
技术介绍
最近几年来，随着手机相机的兴起，小型化摄影镜头的需求日渐提高，而一般摄影 镜头的感光元件不外乎是感光耦合元件(Charge CoupledDevice, CCD)或互补性氧化金属 半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor, CMOS)两种，且由于半导体制程技术 的进步，使得感光元件的画素面积缩小，小型化摄影镜头逐渐往高画素领域发展，因此，对 成像品质的要求也日益增加。目前，搭载于手机的摄影镜头，多采用三枚式透镜结构，其从物侧至像侧依序为一 具正屈折力的第一透镜，一具负屈折力的第二透镜及一具正屈折力的第三透镜，构成所谓 的Triplet型式，如USP 7，436，603所示。虽然这样的型式能够修正该光学系统产生的大 部份像差，同时也具有较为广泛的视角，但其对于光学总长度的需求较大，造成镜头结构必 须配合光学总长度而增长，以致难以满足更轻薄、小型化的摄影镜头使用。
技术实现思路
为了提升光学系统的成像品质，并有效控制镜头的光学总长度，使其兼具小型化 的特性，本专利技术提供一种由三片透镜构成的成像光学镜组，其要旨如下一种成像光学镜组，由物侧至像侧依序包含一光圈；一具正屈折力的第一透镜， 其前表面为凸面后表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜，其前表面为凹面后表面为凸面； 一具负屈折力的第三透镜，其前表面为凸面后表面为凹面；成像光学镜组中，具屈折力的透 镜数限制为三片；藉由上述配置，可以有效提升系统的成像品质，并兼具小型化的特性。本专利技术成像光学镜组的屈折力主要是由具正屈折力的第一透镜提供，第一透 镜是为一双凸透镜，可有效加强第一透镜的屈折力配置，进而可使成像光学镜组的光 学总长度变得较短；具负屈折力的第二透镜其功用主要为修正系统的色差(Chromatic Aberration)；而第三透镜作用如同补正透镜，其功能为平衡及修正系统所产生的各像差， 且第三透镜具负屈折力，可使光学系统的主点(Principal Point)更远离成像面，而有利于 缩短系统的光学总长度，以维持镜头的小型化。藉由第一透镜提供主要的正屈折力，并将光圈置于接近成像光学镜组的物体侧， 可有效缩短成像光学镜组的光学总长度，另外，上述的配置可使成像光学镜组的出射瞳 (Exit Pupil)远离成像面，因此，光线将以接近垂直入射的方式入射在感光元件上，此即为 成像侧的远心(Telecentric)特性，远心特性对于时下固态电子感光元件的感光能力是极 为重要的，将使得电子感光元件的感光敏感度提高，减少系统产生暗角的可能性。此外，在 第三透镜表面设置有反曲点(Inflection Point)，将更有效地压制离轴视场的光线入射感 光元件上的角度。随着照相手机镜头小型化的趋势，以及系统需涵盖广泛的视角，使得光学系统的 焦距变得很短，在这种情况下，镜片的曲率半径以及镜片尺寸皆变得很小，以传统玻璃研磨 的方式将难以制造出上述的镜片，因此，在镜片上可采用塑胶材质，藉由射出成型的方式制 作镜片，可以用较低廉的成本生产高精密度的镜片；并可于镜片表面设置非球面，非球面可 以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变数，用以消减像差，进而缩减镜片使用的 数目，藉此可以有效缩短成像光学镜组的光学总长度。本专利技术成像光学镜组中，整体成像光学镜组的焦距为f，第一透镜的焦距为Π，其 关系为0. 8 < f/f 1 <1.8；当f/Π满足上述关系式时，第一透镜的屈折力大小配置较为平衡，可较有效控制 系统的光学总长度，维持小型化的目标，并且较有利于修正系统的高阶像差，进而提升成像 品质；进一步来说，f/fi满足下记关系则较为理想1. 2 < f/fl < 1. 6o本专利技术成像光学镜组中，整体成像光学镜组的焦距为f，第二透镜的焦距为f2，其 关系为0 < f/f2 < 0. 8 ；当f/f2满足上述关系式时，可较有利于本专利技术成像光学镜组中色差的修正；进一 步来说，f/f2满足下记关系则较为理想0. 2 < |f/f2| < 0. 6。本专利技术成像光学镜组中，整体成像光学镜组的焦距为f，第三透镜的焦距为f3，其 关系为0 < f/f3 < 0. 7 ；当f/f3满足上述关系式时，具负屈折力的第三透镜，可使光学系统的主点远离成 像面，而有较利于缩短系统的光学总长度，以维持镜头的小型化；进一步来说，f/f3满足下 记关系则较为理想0. 14 < |f/f3| < 0. 7o本专利技术成像光学镜组中，第一透镜色散系数(Abbe Number)为VI，第二透镜色散 系数为V2，其关系为20 < V1-V2 < 38 ；当Vl及V2满足上述关系式时，可较有利于成像光学镜组中色差的修正，提高成像 光学镜组的成像品质；进一步来说，Vl及V2满足下记关系则较为理想28 < V1-V2 < 35 ；V2 < 25。本专利技术成像光学镜组中，第一透镜与第二透镜于光轴上的距离为T12，第二透镜与 第三透镜于光轴上的距离为T23，整体成像光学镜组的焦距为f，其关系为0. 08 < T12/f < 0. 13 ；0 < T23/f < 0. 21 ；当T12/f与T23/f满足上述关系式时，可有效提升成像光学镜组修正高阶像差的 能力；进一步来说，T23/f满足下记关系则较为理想0. 13 < T23/f < 0. 21 ；更进一步来说，使T23/f满足下记关系则更为理想0. 15 < T23/f < 0. 18。本专利技术成像光学镜组中，第一透镜的前表面曲率半径为R1，第一透镜的后表面曲 率半径为R2，其关系为-0. 8 < R1/R2 < 0 ；当R1/R2满足上述关系式时，可较有利于成像光学镜组中球差(Spherical Aberration)的修正。本专利技术成像光学镜组中，整体成像光学镜组的焦距为f，第三透镜的焦距为f3，其 关系为0 < I f/f3 I < 0. 4 ；当f/f3满足上述关系式时，第三透镜作用则如同补正透镜，其功能为平衡及修 正系统所产生的各像差，可较有利于修正成像光学镜组的像散(Astigmatism)及歪曲 (Distortion)，提升成像光学镜组的解像力；进一步来说，f/f3满足下记关系则较为理想0 < |f/f3| < 0. 2。本专利技术成像光学镜组中，另设置有一电子感光元件供被摄物成像，成像光学镜组 的光学总长度为TTL，TTL定义为成像光学镜组中第一透镜的前表面至成像面于光轴上的 距离，成像光学镜组的最大成像高度为ImgH，ImgH定义为电子感光元件有效画素区域对角 线长的一半，其关系为TTL/ImgH < 2. 3 ；当TTL/ImgH满足上述关系式时，可以维持成像光学镜组小型化的特性。 附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术第一实施例光学系统示意图。图2是本专利技术第一实施例之像差曲线图。图3是本专利技术第二实施例光学系统示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像光学镜组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：一光圈；一具正屈折力的第一透镜，其前表面为凸面，后表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜，其前表面为凹面，后表面为凸面，第二透镜至少一表面设置有非球面，且第二透镜为塑胶材质；以及一具负屈折力的第三透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面，第三透镜至少一表面设置有非球面，且第三透镜为塑胶材质；成像光学镜组中，具屈折力的透镜数限制为三片；整体成像光学镜组的焦距为ｆ，第一透镜的焦距为ｆ１，第二透镜的焦距为ｆ２，第三透镜的焦距为ｆ３，第一透镜色散系数为Ｖ１，第二透镜色散系数为Ｖ２，第二透镜与第三透镜于光轴上的距离为Ｔ２３，其关系为：０．８＜ｆ／ｆ１＜１．８；０＜｜ｆ／ｆ２｜＜０．８；０＜｜ｆ／ｆ３｜＜０．７；２０＜Ｖ１－Ｖ２＜３８；０．１３＜Ｔ２３／ｆ＜０．２１。

【技术特征摘要】
1. 一种成像光学镜组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含 一光圈；一具正屈折力的第一透镜，其前表面为凸面，后表面为凸面；一具负屈折力的第二透镜，其前表面为凹面，后表面为凸面，第二透镜至少一表面设置 有非球面，且第二透镜为塑胶材质；以及一具负屈折力的第三透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面，第三透镜至少一表面设置 有非球面，且第三透镜为塑胶材质；成像光学镜组中，具屈折力的透镜数限制为三片；整体 成像光学镜组的焦距为f，第一透镜的焦距为Π，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为 f3，第一透镜色散系数为VI，第二透镜色散系数为V2，第二透镜与第三透镜于光轴上的距 离为 T23，其关系为0. 8 < f/fl < 1. 8 ；0 < I f/f2 | < 0. 8 ；0 < | f/f3 | < 0. 7 ；20 < V1-V2< 38 ；0. 13 < T23/f < 0. 21。2.如权利要求1所述的成像光学镜组，其特征在于，第二透镜前表面与后表面皆设置 有非球面，第三透镜前表面与后表面皆设置有非球面，且第三透镜至少一表面设置有反曲 点ο3.如权利要求2所述的成像光学镜组，其特征在于，第一透镜前表面与后表面皆设置 有非球面，且第一透镜为塑胶材质。4.如权利要求1所述的成像光学镜组，其特征在于，整体成像光学镜组的焦距为f，第 二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，其关系为0.2< |f/f2| <0.6；0< f/f3<0. 4。5.如权利要求4所述的成像光学镜组，其特征在于，整体成像光学镜组的焦距为f，第 一透镜的焦距为Π，第三透镜的焦距为f3，第一透镜的前表面曲率半径为R1，第一透镜的 后表面曲率半径为 R2，其关系为1. 2 < f/fl < 1. 6 ；0 < f/f3 < 0. 2 ；-0. 8 < R1/R2<0。6.如权利要求3所述的成像光学镜组，其特征在于，整体成像光学镜组的焦距为f，第 二透镜的焦距为f2，其关系为0.2 < f/f2 <0.6。7.如权利要求6所述的成像光学镜组，其特征在于，整体成像光学镜组的焦距为f， 第一透镜的焦距为fl，第三透镜的焦距为f3，其关系为1.2 < f/fl < 1.6；0< f/f3 < 0. 4。8.如权利要求7所述的成像光学镜组，其特征在于，第一透镜色散是数为Vl，第二透镜 色散是数为V2，其关系为28 < V1-V2 < 35 ；V2 < 25。9.如权利要求8所述的成像光学镜组，其特征在于，整体成像光学镜组的焦距为f，第 三透镜的焦距为f3，第一透镜的前表面曲率半径为R1，第一透镜的后表面曲率半径为R2， 其关系为0 < I f/f3 I < 0. 2 ；-0. 8 < R1/R2 < 0。10.如权利要求5所述的成像光学镜组，其特征在于，第一透镜与第二透镜于光轴上的 距离为T12，第二透镜与第三透镜于光轴上的距离为T23，整体成像光学镜组的焦距为f，第 二透镜色散系数为 V2，其关系为0. 08 <...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊杉，蔡宗翰，
申请(专利权)人：大立光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]