取像镜头的制作方法

专利名称：取像镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种取像镜头，尤其涉及一种小尺寸的取像镜头。
背景技术：
随着科技的不断发展，电子产品不断地朝向轻薄短小以及多功能的方向发展，而电子产 品中，如数码相机、计算机等已具备取像装置之外，甚至移动电话或个人数字辅助器(PDA )等装置也有加上取像装置的需求；而为了携带方便及符合人性化的需求，取像装置不仅需 要具有良好的成像品质，同时也需要较小与较低的成本，同时能有效提升该取像装置的应用 性。
而由于传统的球面研磨玻璃镜片的材质选择性较多，且对于修正色差较为有利，已广为 业界所使用，但球面研磨玻璃镜片应用在数值孔径(F Number)较小以及视角( Wide-angle)较大的情况时，球差等像差的修正较困难。而为了改善上述传统的球面研磨玻 璃镜片的缺点，目前的取像装置已有使用非球面塑料镜片或使用非球面模造玻璃片，以获得 较佳的成像品质，但是上述的光学取像装置的结构，镜头长度过大，使取像装置无法具有较 小体积或较低成本，不易满足电子产品轻薄短小的要求。

发明内容
有鉴于此，有必要提供一种尺寸小的取像镜头。
一种取像镜头，其自被摄物体一侧到成像面一侧依次包括第一透镜件及第二透镜件，所
述第一透镜件包括面向物体一侧的第一表面及面向成像面一侧的第二表面，所述第二透镜包
括面对物体一侧的第三表面及面对成像面一侧的第四表面，其特征在于所述第一表面、第
二表面、第三表面及第四表面均是非球面，所述第一透镜件与所述第二透镜件构成的镜片组
满足以下关系式
0.0"叫DS 0.14
4"2/z2S12
其中，D为第一表面轴上中心点至第四表面轴上中心点的距离，D2为第二表面轴上中心 点至第三表面轴上中心点的距离，h2为第二表面有效径高度，z2为第二表面轴上中心点至第 二表面有效径轴上的距离。
相对于现有技术，所述第一透镜件的第一表面与第二表面，及第二透镜件的第三表面及第四表面均为非球面，如此，不需要设置足够长的空间来复合镜片以矫正像差，从而减小了 镜头的镜片数目，縮减取像镜头长度。


图l是本发明取像镜头的光学结构示意图2是本发明的第一实施方式的球差特性曲线图3是本发明的第一实施方式的场曲特性曲线图4是本发明的第一实施方式的畸变特性曲线图5是本发明的第二实施方式的球差特性曲线图6是本发明的第二实施方式的场曲特性曲线图7是本发明的第二实施方式的畸变特性曲线图。
具体实施例方式
以下将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图i，为本发明第一实施方式的取像镜头ioo的结构示意图。所述取像镜头ioo，
由物侧至像侧依序包括 一个第一透镜件IO、 一个第二透镜件20及一个影像传感器30，并以 同一光轴X依序排列。取像时，光线是先经过第一透镜件10后，再经过第二透镜件20而成像 于一个为CCD (Charge Coupled Device,电荷耦合器件)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补式金属氧化物半导体)的影像传感器30的感测面31上，而获得清 晰成像。
所述第一透镜件10包括面对物体一侧的第一表面11及面对成像面一侧的第二表面12。该 第一表面11是向物体一侧凸出而第二表面12则相对于成像面凹陷，而使第一透镜件10呈新月 型，且第一、第二表面ll、 12均是非球面。
所述第二透镜件20也具有面对物体一侧的第三表面21及面对成像面一侧的第四表面22。
其中第三表面21是相对于物体呈凹陷构形，而第四表面22则朝向成像面一侧凸出，使所述第
二透镜件20也呈新月型，且第三、第四表面21、 22均是非球面。
本发明取像镜头100中，第一透镜件10与第二透镜件20满足以下条件
<formula>formula see original document page 5</formula>其中，D为第一表面ll轴上中心点至第四表面22轴上中心点的距离。D2为第二表面12轴 上中心点至第三表面21轴上中心点的距离，h2为第二表面12有效径高度，z2为第二表面12轴 上中心点至第二表面12有效径轴上的距离。f为取像镜头100的总焦距，R4为第二透镜件20的 第四表面22的曲率半径。fl第一透镜件10的焦距，f2为第二透镜件20的焦距。Vdl为第一透 镜件10的阿贝数，Vd2为第二透镜件20的阿贝数。
以下列举二较佳实施方式，并分别说明
第一实施方式
该取像镜头100的各光学元件满足表(一)及表(二)的条件。 表(一)
光学面号码型态曲率半径 (mm)厚度(mm)折射率阿贝数Conic
第一表面llAsphere0.41455240.38064791. 54570. 1893867
第二表面12Asphere0.69709020. 02-3.726891
第三表面21Asphere-1.0344630.6085311. 53561.387306
第四表面22Asphere-O.87217970. 330
非球面系数表列如下:
表(二)
第一表面ll第二表面12第三表面21第四表面22
K-0.0420948134. 8935102-5.28326230.037529823
A-6.1256551-113.8572391.881544-3.5780867
B128.462455839.857-4077. 642820.74005
C-1250.1452-82659. 54754990. 237-66.536418
D4499. 8393-94031.715-239637. 4857.609519
其中，非球面的面型可用以下公式表示Z=—— _+屈4+ ^ + r^S+ ml。
l + ^l-(hl)c、2
其中，z是沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考距光轴的位移值，c是曲率半 径，h为镜片高度，K为圆锥定数(Coin Constant) ， A为四次的非球面系数(4 th order Aspherical Coefficient) B为六次的非球面系类ji; (6 th order Aspherical Coefficient)
6，C为八次的非球面系数(8 th order Aspherical Coefficient) ， D为十次的非球面系数 (10 th order Aspherical Coefficient)。
该第一实施方式的取像镜头100中，其球差、场曲及畸变分别如图2到图4所示。图2中， 分别针对f线(波长值435. 8纳米(nm)) ， d线(波长值587. 6 nm) ， c线(波长值656. 3 nm)而观察 到的球差值。总体而言，第一实施方式的取像镜头100对可见光(波长范围在400nm -700皿之 间)产生的球差值在(-0. 05毫米(mm) ， 0. 05毫米)范围内。图3中的S (子午场曲值)和T (弧矢场 曲值)均控制在(-0. 05m， 0. 05mm)范围内。图4中的畸变率控制在(-0. 5%， 0. 5%)范围内。由此 可见，取像镜头100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。
所述第一透镜件10与第二透镜件20均可由非球面塑料镜片构成，本实施方式的第一透镜 件10的材质为PC (聚碳酸脂)塑料，第二透镜件20的材质为PMMA (二甲基丙烯酸树脂)压克 力树脂材料。
第一实施方式
该取像镜头100的各光学元件满足表(三)及表(四)的条件。 表(三)
光学面号码型态曲率半徑 (mm)厚度(mm)折射率阿貝數Conic
第一表面llAsphere0.79704480.80354361. 53560. 1031263
第二表面12Asphere1.605690. 054.795724
第三表面21Asphere-l.7359051. 581. 585300
第四表面22Asphere-4.5808610. 48.902471
非球面系数表列如下:
表(四)
第一表面ll第二表面12第三表面21第四表面22
K-O.0168621870. 14043024-O.51925091-0.031811554
A-0.0496164011.17309830.74135122-O.079401959
B-0.0096566605-8.19901一9.56131080.074084977
C0. 2066554959.75640121.364254-O.036191291
D-O.51702176-45.913889-22.5098860.0062738537
该第二实施方式中的取像镜头100中，其球差、场曲及畸变分别如图5到图7所示。图5中，分别针对f线(波长值435. 8nm) ， d线(波长值587. 6nm) ， c线(波长值656. 3nm)而观察到的球
7差值。总体而言，第二实施方式的取像镜头100对可见光(波长范围在400nm-700nm之间)产生 的球差值在(-0. 05mm， 0. 05mm)范围内。图6中的S (子午场曲值)和T (弧矢场曲值)均控制在 (-0. 05mm，0. 05mm)范围内。图7中的畸变率控制在(-0. 5%， 0. 5%)范围内。由此可见，取像镜 头100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。
而本实施方式中，第一透镜件10材质为PC (聚碳酸脂)塑料，第二透镜件20为BK7玻璃
所述第一透镜件及第二透镜件为新月型结构，且第一透镜件的第一表面与第二表面，及 第二透镜件的第三表面及第四表面均为非球面，如此，不需要设置足够长的空间来复合镜片 以矫正像差，减小了镜头的镜片数目，从而縮减取像镜头长度。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所 做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种取像镜头，其自被摄物体一侧到成像面一侧依次包括第一透镜件及第二透镜件，所述第一透镜件包括面向物体一侧的第一表面及面向成像面一侧的第二表面，所述第二透镜包括面对物体一侧的第三表面及面对成像面一侧的第四表面，其特征在于所述第一表面、第二表面、第三表面及第四表面均是非球面，所述第一透镜件与所述第二透镜件构成的镜片组满足以下关系式0.08≤D2/D≤0.144≤h2/z2≤12其中，D为第一表面轴上中心点至第四表面轴上中心点的距离，D2为第二表面轴上中心点至第三表面轴上中心点的距离，h2为第二表面有效径高度，z2为第二表面轴上中心点至第二表面有效径轴上的距离。
2.如权利要求l所述的取像镜头，其特征在于所述第一透镜件与所述第二透镜件满足以下公式^f^f^2其中，R4为第二透镜件为靠近成像面的曲率半径，f为取像镜头的总焦距。
3.如权利要求l所述的取像镜头，其特征在于所述第一透镜件与所述第二透镜件满足以下公式其中，f2为第二透镜件的焦距，f为取像镜头的总焦距。
4.如权利要求3所述的取像镜头，其特征在于所述第一透镜件与 所述第二透镜件进一步满足以下公式其中，n第一透镜件的焦距，f2为第二透镜件的焦距，f为取像镜头的总焦距。
5.如权利要求l所述的取像镜头，其特征在于所述第一透镜件与所述第二透镜件满足以下公式其中，Vdl为第一透镜件的阿贝数，Vd2为第二透镜件的阿贝数。
6.如权利要求l所述的取像镜头，其特征在于所述第一表面向物体一侧凸出，所述第二表面相对成像面呈凹陷构形，所述第三表面相对于物体一侧呈凹陷构形，第四表面是朝向成像面一侧凸出。
7.如权利要求l所述的取像镜头，其特征在于所述非球面的面型满足以下公式<formula>formula see original document page 3</formula>其中，z是沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考距光轴的位移值，c是曲率半 径，h为镜片高度，K为圆锥定数，A为四次的非球面系数，B为六次的非球面系数，C为八次 的非球面系数，D为十次的非球面系数。
8.如权利要求l所述的取像镜头，其特征在于所述第一透镜件与 第二透镜件由非球面塑料镜片构成。
9.如权利要求8所述的取像镜头，其特征在于所述第一透镜件的 材质为聚碳酸脂塑料，所述第二透镜件的材质为二甲基丙烯酸树脂材料做成。
10.如权利要求8所述的取像镜头，其特征在于所述第一透镜件材 质为聚碳酸脂塑料，所述第二透镜件为玻璃构成。
全文摘要
本发明提供一种取像镜头，其自被摄物体一侧到成像面一侧依次包括第一透镜件及第二透镜件。所述第一透镜件包括面向物体一侧的第一表面及面向成像面一侧的第二表面。所述第二透镜件包括面对物体一侧的第三表面及面对成像面一侧的第四表面。所述第一表面向物体一侧凸出，所述第二表面相对成像面呈凹陷构形。所述第三表面相对于物体一侧呈凹陷构形，第四表面朝向成像面一侧凸出。所述第一表面、第二表面、第三表面及第四表面均是非球面。本发明取像镜头采用非球面镜片，不需要设置足够长的空间来复合镜片以矫正像差，如此，可减小镜头的镜片数目，结构紧凑。
文档编号G02B13/18GK101539657SQ200810300639
公开日2009年9月23日 申请日期2008年3月20日 优先权日2008年3月20日
发明者梁国彦, 黄俊翔 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司