專(zhuān)利名稱：：超薄型鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種超薄型鏡頭，特別是一種適用于便攜式子裝置上的超薄型鏡頭。
背景技術(shù)：
：隨著科技的不斷發(fā)展，便攜式電子裝置，如筆記本電腦、移動(dòng)電話或個(gè)人數(shù)字助理器(PDA)等，與光電技術(shù)互相整合已成為當(dāng)今科技發(fā)展的趨勢(shì)之一。例如，可拍照移動(dòng)電話即是將移動(dòng)電話與攝影鏡頭整合在一起，這可做為此整合技術(shù)潮流的典型代表?？膳恼帐謾C(jī)的攝影鏡頭不僅需要具有良好的成像品質(zhì)，還需要有較小的體積及較低的成本。為了減小鏡頭體積及制造成本，目前的鏡頭設(shè)計(jì)中，常會(huì)采用非球面透鏡。非球面透鏡可以避免球面透鏡所產(chǎn)生的球面像差，而且單片非球面透鏡可以取代多片球面透鏡來(lái)補(bǔ)償像差，能夠非常明顯地簡(jiǎn)化鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)，減小鏡頭的體積和重量。另外，鏡頭的制作材質(zhì)主要有玻璃與塑料。其中玻璃透鏡的透光系數(shù)較大，成像效果好，但價(jià)格較高，而且重量較重，而塑料透鏡的塑料材質(zhì)輕便，而且價(jià)格低廉，但透光系數(shù)較小，所以目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的手機(jī)鏡頭通常是采用塑料透鏡與玻璃透鏡互相搭配組合的方式，藉此取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而設(shè)計(jì)出具有所需光學(xué)性能的鏡頭。目前市場(chǎng)上的手機(jī)鏡頭大多采用1G(Glass,玻璃)2P(Plastic,塑料)或1G3P的型式，其中1G2P的鏡頭設(shè)計(jì)型式可參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利第6，441，971號(hào)所揭示的技術(shù)，其從物方至像方，依次包含有一第一透鏡、一第二透鏡及一第三透鏡組成，其中的第一透鏡采是用球面玻璃鏡片，而第二、第三透鏡則采用塑料材質(zhì)的非球面鏡片，該鏡頭雖然體積較小，但僅適用于640*480像素以下的影像傳感器，無(wú)法滿足當(dāng)今日益增長(zhǎng)的高像素?cái)z影的需求。而已知的1G3P的鏡頭設(shè)計(jì)型式雖可以達(dá)到較高階的像素要求，但其重量、成本仍顯偏高。鑒于以上缺點(diǎn)，非常有必要提供一種成本低、敏感度低且成像品質(zhì)高的超薄型鏡頭。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種低成本、低公差敏感度、短總長(zhǎng)及高分辨率等特點(diǎn)的超薄型鏡頭。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，其提供一種超薄型鏡頭，其依次包括有具有正屈光率的第一透鏡、光圈、具有負(fù)屈光率的第二透鏡、具有負(fù)屈光率的第三透鏡，其中該三個(gè)透鏡均為塑料透鏡，且均具有至少一個(gè)非球面的表面，第三透鏡的近軸的焦距為負(fù)，愈往鏡片邊緣其焦距愈趨向正焦距。在本發(fā)明所述的超薄型鏡頭中，所述超薄型鏡頭滿足下列條件0,2<fl/F<1.2其中F表示系統(tǒng)整體的有效焦距，fl表示第一透鏡的有效焦距。在本發(fā)明所述的超薄型鏡頭中，所述超薄型鏡頭滿足下列條件其中F表示系統(tǒng)整體的有效焦距，R4表示第二透鏡的物方曲率半徑，R5系表示第二透鏡的像方曲率半徑。在本發(fā)明所述的超薄型鏡頭中，第一、第二及第三透鏡均為雙面非球面透鏡。在本發(fā)明所述的超薄型鏡頭中，第一與第二透鏡為雙面非球面透鏡，而第三透鏡的像側(cè)面為非球面透鏡。在本發(fā)明所述的超薄型鏡頭中，在第三透鏡的像方側(cè)還設(shè)有平板玻璃。在本發(fā)明所述的超薄型鏡頭中，在鏡頭的成像位置處設(shè)置有影像感測(cè)組件。在本發(fā)明所述的超薄型鏡頭中，第一透鏡是一面凹一面凸的正透鏡，其凸面朝向物方。在本發(fā)明所述的超薄型鏡頭中，第二透鏡是一面凹一面凸的負(fù)透鏡，其凸面朝向像方。在本發(fā)明所述的超薄型鏡頭中，第三透鏡的邊緣為正焦距。與本發(fā)明的先前技術(shù)相比較，本發(fā)明超薄型鏡頭的第一透鏡的有效焦距與系統(tǒng)整體的有效焦距滿足一定的設(shè)計(jì)條件，可使得此超薄型鏡頭的總長(zhǎng)度變短、公差敏感度降低、制造成本減少。本發(fā)明的鏡頭的光圈是設(shè)置于第一透鏡與第二透鏡之間，可同時(shí)兼顧出瞳位置及光學(xué)特性的對(duì)稱性。本發(fā)明第三透鏡近軸的焦距為負(fù)，而愈往鏡片邊緣其焦距愈趨向正焦距，可矯正軸外像差。而且本發(fā)明的鏡頭僅由三片塑料透鏡組成，在滿足高分辨率的情況下，可進(jìn)一步降低鏡頭成本、減輕鏡頭重量。下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是本發(fā)明超薄型鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A是本發(fā)明第一實(shí)施例的超薄型鏡頭所形成的縱向球差的曲線示意圖。圖2B是本發(fā)明第一實(shí)施例的超薄型鏡頭所形成的像場(chǎng)凹陷的曲線示意圖。圖2C是本發(fā)明第一實(shí)施例的超薄型鏡頭所形成的橫向色差的曲線示意圖。圖3A是本發(fā)明第二實(shí)施例的超薄型鏡頭所形成的縱向球差的曲線示意圖。圖3B是本發(fā)明第二實(shí)施例的超薄型鏡頭所形成的像場(chǎng)凹陷的曲線示意圖。圖3C是本發(fā)明第二實(shí)施例的超薄型鏡頭所形成的橫向色差的曲線示意圖。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明超薄型鏡頭100光圈60第一透鏡10第二透鏡20第三透鏡30平板40成像面50具體實(shí)施方式請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明超薄型鏡頭100從物方到像方依次包括第一透鏡10、光圈60、第二透鏡20、第三透鏡30、平板40及成像面50。第一透鏡10為一面凸一面凹的新月形正透鏡，其中凸面朝向物方，且至少有一面為非球面，主要用于截取影像并且平衡像差，其具有較大的聚焦力(Power),可使得整體光學(xué)處于較低公差敏感度。光圈60設(shè)置于第一透鏡10與第二透鏡20之間，可同時(shí)兼顧出瞳位置(ExitPupil)以及光學(xué)系統(tǒng)的對(duì)稱性，有利于平衡相差。第二透鏡20為一面凹一面凸的負(fù)透鏡，其中凸面超向像方，其主要功能在于補(bǔ)償色差及矯正軸外像差，其中至少一面為非球面，其聚焦力范圍很大，故其聚焦力對(duì)系統(tǒng)影響不大，且鏡片材料的選擇性影響不大。第三透鏡30為一負(fù)透鏡，具有至少一個(gè)非球面，主要功能在于矯正軸外像差，例如像散與畸變等，該第三透鏡的近軸焦距為負(fù)，但由于非球面的因素，使得愈往鏡片邊緣其焦距愈趨向正焦距，最終該鏡片邊緣的焦距變成正焦距。上述平板40是平板玻璃，其至少有一個(gè)表面上鍍覆一層具有特定功效(例如抗反射或紅外線過(guò)濾)的薄膜，以提高成像品質(zhì)。成像面50為影像感測(cè)組件的表面，位于像方位置上，該影像感測(cè)組件可以是電荷耦合裝置(ChargeCoupledDevice,簡(jiǎn)稱CCD)或是互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor簡(jiǎn)稱CMOS),或者其它等效的裝置。一般而言，在移動(dòng)電話中，基于成本考慮，通常會(huì)采用CMOS組件。為達(dá)到縮短總長(zhǎng)、降低公差敏感度及提高分辨率的目的，本發(fā)明超薄型鏡頭1需滿足以下條件0.2<fl/F<1.2(1)在上述式子(1)中，F(xiàn)表示系統(tǒng)整體的有效焦距，fl表示第一透鏡10的有效焦距。當(dāng)系統(tǒng)整體的有效焦距與第一透鏡10的有效焦距的比值大于上限(即1.2)時(shí)，該超薄型鏡頭100總長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)，有背于鏡頭輕薄短小的需求，而當(dāng)該比值小于下限(即0.2)時(shí)，第一透鏡10將承受系統(tǒng)大部分的聚焦力，導(dǎo)致其敏感度大幅增加，同時(shí)該第一透鏡10的邊厚亦會(huì)不足，不利于生產(chǎn)制造。在上述式子(2)中，除了代表系統(tǒng)整體有效焦距的F以外，R4代表第二透鏡20的物方曲率半徑，R5表示第二透鏡20的像方曲率半徑。當(dāng)該比值超過(guò)上限值0.3時(shí)，軸外像差將不易矯正。本發(fā)明超薄型鏡頭100具有大視角(約為60度)、大孔徑數(shù)值(Fnumber)約1:2.8、低制造敏感度及低成本的特點(diǎn)。本發(fā)明超薄型鏡頭100由上述三個(gè)透鏡組成，這些透鏡可以全部采用塑料材質(zhì)，藉此進(jìn)一步降低鏡頭成本、減輕鏡頭重量。本發(fā)明超薄型鏡頭100的第一透鏡10、第二透鏡20及第三透鏡30均至少具有一個(gè)非球面的表面，其滿足下列非球面公式-z=-^-p+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14+Gh16l+[l一(k+l)V,其中z為沿光軸方向在髙度為h的位置以表面頂點(diǎn)作參考距光軸的位移值；k為錐度常量；c為曲率半徑的倒數(shù)；h表示鏡片高度；A表示四次(她Order)的非球面系數(shù)(AsphericalCoefficient),B表示六次的非球面系數(shù)，C表示八次的非球面系數(shù)，D表示十次的非球面系數(shù)，E表示十二次的非球面系數(shù)，F(xiàn)表示十四次的非球面系數(shù)，G表示十六次的非球面系數(shù)。下面將具體結(jié)合本發(fā)明超薄型鏡頭100的不同實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的鏡頭效果加以證明。其中所引用的表面序號(hào)l、2、3、4、5、6、7、8將分別代表第一透鏡10靠近于物方的表面、第一透鏡10靠近于像方的表面、光圈60、第二透鏡20靠近于物方的表面、第二透鏡20靠近于像方的表面、第三透鏡30靠近于物方的表面、第三透鏡30靠近于像方的表面、平板40靠近于物方的平面。本發(fā)明超薄型鏡頭100的第一實(shí)施例中各透鏡的相關(guān)參數(shù)如下表一所示表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在該第一實(shí)施例中，該第一透鏡IO、20的兩面均采用非球面設(shè)計(jì)，而第三透鏡30則僅在像方側(cè)采用非球面設(shè)計(jì)，其非球面系數(shù)的數(shù)值如下:表面序號(hào)1(第一透鏡10的物方側(cè))k=-2.808703A=0.394320B=-0.197298C=0.311366D=-0.465009E=-0.047823F=0G=0表面序號(hào)2(第一透鏡10的像方側(cè))k=15.762875A=-0.170336B=-0.491191C=0.531893D=0E=0F=0G=0表面序號(hào)4(第二透鏡20的物方側(cè))k=0.879081A=0B=0C=0D=0E=0F=0G=0表面序號(hào)5(第二透鏡20的像方側(cè))k=-0.147239A=0.104437B=-0.075964C=0.483990D=-0.700089E=0.479362F=0G=0表面序號(hào)7(第三透鏡40的像方側(cè))k=15.582802A=-0.114284B=0.030517C=-0.010593D=-0.002220E=0.002440F=-0.000501G=0依照上述表一的各透鏡的參數(shù)，可得到該鏡頭的下列各參數(shù)值<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>依照上述參數(shù)設(shè)計(jì)的本發(fā)明第一實(shí)施例的超薄型鏡頭100的縱向球差、像場(chǎng)凹陷及橫向色差均可以得到有效校正，其光學(xué)表現(xiàn)如圖2A至2C圖所示。本發(fā)明超薄型鏡頭1的第二實(shí)施例的各透鏡的相關(guān)參數(shù)如下表二所示:表二<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在該第二實(shí)施例中，該三個(gè)透鏡IO、20及30的兩面均采用非球面設(shè)計(jì)，其非球面系數(shù)的數(shù)值如下表面序號(hào)1(第一透鏡10的物方側(cè))k=-2.716889A=0.405953B=-0.18833400.397581D=-0.316209E=0.026571F=0G=0表面序號(hào)2(第一透鏡10的像方側(cè))k=16.325236A=-0.085681B=-0.582083C=0.147439D=0E=0F=0G=0表面序號(hào)4(第二透鏡20的物方側(cè))k=0.738850A=0.068129B=-1.863102C=15.080392D=-47.161189E=0F=0表面序號(hào)5(第二透鏡20的像方側(cè))k=17.7129919891044A=-0.0034585186132C=-0.0228896924796D=-0.0009122530641表面序號(hào)6(第三透鏡30的物方側(cè))k=-0.246528A=0.068129B=-1.863102D=-47.161189E=0F=0表面序號(hào)7(第三透鏡30的像方側(cè))k=-50.613236A=-0.108108B=0.027554D=-0.002145E=0.002452F=-0.000495G=0B=0.037882875996E=0F=0G=0O15.080392G=0C=-0.010052G=0依照上述表二的各透鏡的參數(shù)，可得到該鏡頭的下列各參數(shù)值:系統(tǒng)的有效焦距(F)3.642mm孔徑值(F-number)2.88系統(tǒng)總長(zhǎng)(TT)4.08mmfl2.416fl/F0.663IR5曙R4I/TT0.063依照上述參數(shù)設(shè)計(jì)的本發(fā)明第二實(shí)施例的超薄型鏡頭1的縱向球差、像場(chǎng)凹陷及橫向色差均可以得到有效校正，其光學(xué)表現(xiàn)如圖3A至圖3C圖所示。以上所述者僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，凡本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員依本發(fā)明的精神所作的等效修飾或變化，皆涵蓋于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種超薄型鏡頭，其特征在于，其依次包括有具有正屈光率的第一透鏡、光圈、具有負(fù)屈光率的第二透鏡、具有負(fù)屈光率的第三透鏡，其中該三個(gè)透鏡均為塑料透鏡，且均具有至少一個(gè)非球面的表面，第三透鏡的近軸的焦距為負(fù)，愈往鏡片邊緣其焦距愈趨向正焦距。2.如權(quán)利要求1所述的超薄型鏡頭，其特征在于，所述超薄型鏡頭滿足下列條件.-0.2<fl/F<l,2其中F表示系統(tǒng)整體的有效焦距，fl表示第一透鏡的有效焦距。3.如權(quán)利要求1或2所述的超薄型鏡頭，其特征在于，所述超薄型鏡頭滿足下列條件其中F表示系統(tǒng)整體的有效焦距，R4表示第二透鏡的物方曲率半徑，R5系表示第二透鏡的像方曲率半徑。4.如權(quán)利要求1所述的超薄型鏡頭，其特征在于，第一、第二及第三透鏡均為雙面非球面透鏡。5.如權(quán)利要求1所述的超薄型鏡頭，其特征在于，第一與第二透鏡為雙面非球面透鏡，而第三透鏡的像側(cè)面為非球面透鏡。6.如權(quán)利要求1所述的超薄型鏡頭，其特征在于，在第三透鏡的像方側(cè)還設(shè)有平板玻璃。7.如權(quán)利要求1所述的超薄型鏡頭，其特征在于，在鏡頭的成像位置處設(shè)置有影像感測(cè)組件。8.如權(quán)利要求1所述的超薄型鏡頭，其特征在于，第一透鏡是一面凹一面凸的正透鏡，其凸面朝向物方。9.如權(quán)利要求1所述的超薄型鏡頭，其特征在于，第二透鏡是一面凹一面凸的負(fù)透鏡，其凸面朝向像方。10.如權(quán)利要求1所述的超薄型鏡頭，其特征在于，第三透鏡的邊緣為正焦距。全文摘要本發(fā)明涉及一種超薄型鏡頭，其從物方至像方依次包含有具有正屈光率的第一透鏡、光圈、具有負(fù)屈光率的第二透鏡、以及具有負(fù)屈光率的第三透鏡，其中該第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡各具有至少一個(gè)非球面的表面；第三透鏡的近軸的焦距為負(fù)，但由于非球面的因素，使得愈往鏡片邊緣其焦距愈趨向正焦距。此超薄型鏡頭的第一透鏡與系統(tǒng)有效焦距之間，以及第二透鏡與系統(tǒng)有效焦距之間滿足特定的設(shè)計(jì)條件，因此使得此超薄型鏡頭的總長(zhǎng)縮短、公差敏感度降低、制造成本減低。文檔編號(hào)G02B13/18GK101266327SQ20071008769公開(kāi)日2008年9月17日申請(qǐng)日期2007年3月16日優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日發(fā)明者廖陳成申請(qǐng)人:亞洲光學(xué)股份有限公司