CN100520477C - 拾像镜头 - Google Patents

Abstract

本发明一种拾像镜头，包括四枚透镜，自物端至成像端依序包含具有正屈光率的第一透镜、具有负屈光率的第二透镜、具有正区光率的第三透镜及具有弱屈光率的第四透镜。第一、第三及第四透镜具有至少一透镜表面为非球面。该拾像镜头必须满足以下条件：0.1＜|F/f4|＜1，其中，F为该拾像镜头的焦距值，以及f4为第四透镜的焦距值。

Description

拾像镜头

技术领域

本发明是有关于一种拾像镜头，特别是应用于摄像装置且重量轻的一种拾像镜头。

背景技术

近年来，手机、可携式数字助理(PDA)及笔记型计算机，多配备可摄像的镜头模块。此种镜头模块大多要求体积小、重量轻，且由于过去影像感测单元，如CCD或CMOS，的分辨率相当低，因此习知的镜头模块大多只有一枚镜片至两枚镜片。

如今，半导体制程技术的进步，使得供手机、可携式数字助理及笔记型计算机用的影像感测单元已逐渐提升至百万像素；镜头的镜片数太少，恐无法提供较佳成像质量。如何使用最少镜片数量提供高分辨率的成像，便成了本发明克服困难的地方。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种轻巧型的拾像镜头，其使用四枚透镜减少拾像镜头的重量与长度；同时地，可修正各种光学像差获得极佳的影像。

根据上述目的，本发明的拾像镜头，自物端至成像端依序包括正屈光率的第一透镜、负屈光率的第二透镜、正屈光率的第三透镜及弱屈光率的第四透镜。

如以上所述，本发明的拾像镜头的第一透镜为新月型正透镜，且其物端表面朝向物端凸出；第三透镜亦为新月型正透镜，且其成像端表面朝向成像端凸出；以及第四透镜的物端表面朝向成像端凸出。

如以上所述，于本发明的拾像镜头必须满足此条件：

$0.1<\left|\frac{F}{f4}\right|<1$

其中，F为该拾像镜头的焦距值，以及f4为第四透镜的焦距值。

如以上所述，本发明的拾像镜头的第一、第三及第四透镜皆具有至少一非球面。

如以上所述，本发明的拾像镜头的孔镜光阑位于第一透镜与第二透镜之间。

如以上所述，本发明的第四透镜的物端表面与成像端表面进一步需满足此条件：

$0.05<\left|\frac{R8-R7}{R8+R7}\right|<0.8$

其中，R7是第四透镜的物端表面的曲率半径，以及R8是第四透镜的成像端表面的曲率半径。

如以上所述，本发明的拾像镜头的第二透镜的物端表面朝向成像端凸出。

本发明的优点在于，使用四枚透镜，使得本发明的拾像镜头具有长度短、重量轻的优点。较佳地，第一正透镜、第二负透镜、第三正透镜及第四透镜皆可使用塑料材料制作。

本发明的另一优点在于，通过孔镜光阑设置于第一与第二透镜之间，使得拾像镜头具有广视角。

现结合说明书附图，对本发明拾像镜头作进一步的详细说明。

附图说明

图1概要显示本发明实施例的拾像镜头的位置；

图2显示本发明实施例的拾像镜头的球面像差；

图3显示本发明实施例的拾像镜头的场曲像差；

图4显示本发明实施例的拾像镜头的畸变像差；

图5显示本发明实施例的拾像镜头的光线像差。

具体实施方式

本发明的拾像镜头可以应用于影像撷取装置，用来将目标物成像于影像感测组件，如电荷耦合组件(Charge Coupled Device简称CCD)或互补金属氧化半导体组件(CMOS)。该拾像镜头自物端至成像端依序包括具有正屈光率的第一透镜、具有负屈光率的第二透镜、具有正屈光率的第三透镜及具有弱屈光率的第四透镜。孔径光阑设置于第一透镜与第二透镜之间。第一、第三及第四透镜皆具有至少一非球面。

本发明的拾像镜头中，第一透镜为一新月型正透镜，且其物端表面朝向物端凸出。第二透镜为一负透镜，其物端表面朝向成像端凸出。第三透镜为一新月型正透镜，且其像端表面朝向成像端凸出。第四透镜的物端表面凹向成像端，且其成像端表面朝向成像端凸出。

于本发明中，拾像镜头必须满足以下条件：

$0.1<\left|\frac{F}{f4}\right|<1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(1\right)$

其中，F为拾像镜头的焦距值，f4为第四透镜的焦距值。当|F/f4|大于条件(1)的上限值时，拾像镜头的总长度会过长。当|F/f4|小于条件(1)的下限值时，拾像镜头的畸变像差(distortion aberration)愈趋恶化而降低成像质量。

此外，本发明的第四透镜的物端表面与成像端表面进一步需满足此条件：

$0.05<\left|\frac{R8-R7}{R8+R7}\right|<0.8\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(2\right)$

其中，R7是第四透镜的物端表面的曲率半径，以及R8是第四透镜的成像端表面的曲率半径。当

大于条件(2)的上限值时，将使得拾像镜头的系统像差愈趋恶化而降低成像品质。当

小于条件(2)的下限值时，将使得第四透镜无法修补拾像镜头的像差。

参阅图1，本发明的拾像镜头的实施例，该拾像镜头自物端OBJ至成像端IMA依序包含正屈光率的第一透镜G1、负屈光率的第二透镜G2、正屈光率的第三透镜G3以及弱屈光率的第四透镜G4；以及，该拾像镜头的系统焦距长度为F＝5.30mm，且Fno.＝2.86。此外，孔径光阑STO位于第一透镜G1与第二透镜G2之间。

第一透镜G1为一新月型正透镜，自物端OBJ至成像端IMA又分别包含第一表面L1与第二表面L2，邻近物端OBJ的第一表面L1朝向物端OBJ凸出。此外，第一表面L1与第二表面L2皆为非球面。

第二透镜G2为一负透镜，邻近物端OBJ的第三表面L3必须朝向成像端IMA凸出。参阅图1，于此实施例中，第二透镜G2为一双凹透镜，邻近成像端IMA的第四表面L4朝向物端OBJ凸出。此外，第三表面L3与第四表面L4皆为非球面。

第三透镜G3为一新月型正透镜，自物端OBJ至成像端IMA又分别包含第五表面L5与第六表面L6，邻近成像端IMA的第六表面L6朝向成像端IMA凸出。此外，第五表面L5与第六表面L6皆为非球面。

第四透镜G4为一新月型透镜，自物端OBJ至成像端IMA又分别包含第七表面L7与第八表面L8，邻近成像端IMA的第八表面L8朝向成像端IMA凸出。此外，第七表面L7与第八表面L8皆为非球面。

于本发明的实施例中，拾像镜头的第一、第二、第三及第四透镜的各项参数依序列于表1中：

此外，本发明实施例中，第一透镜G1的第一表面L1与第二表面L2、第二透镜G2的第三表面L3与第四表面L4、第三透镜G3的第五表面L5与第六表面L6、以及第四透镜G4的第七表面L7与第八表面L8为非球面，其非球面的相关数值依序列于表2：

根据表1，可得知弱屈光率的第4透镜G4的焦距f4＝-20.963，可得|F/f4|＝0.253且确实符合条件(1)。

根据表1，可得知第4透镜G4的第七表面L7的曲率半径R7＝-0.87mm，第4透镜G4的第八表面L8的曲率半径R8＝-1.350mm。将R7与R8代入

可得 $\left|\frac{R8-R7}{R8+R7}\right|=0.216$ 且确实符合条件(2)。

图2显示本发明实施例的拾像镜头的球面像差(Spherical aberration)。于瞳半径为0.9283mm的范围内，球面像差小于0.07mm。

图3显示本发明实施例的拾像镜头的场曲像差(Field Curvature)。于像场高度为2.9mm的范围内，子午面及弧矢面的光线的场曲像差小于0.08mm。

图4显示本发明实施例的拾像镜头的畸变像差(distortion aberration)。于像场高度为2.9mm的范围内，各波长光线的畸变相差量皆小于0.15％范围内。

图5显示本发明实施例的拾像镜头的光线像差(ray aberration，又称rayfans)。于像高度分别为0.0mm、1.8mm、2.3mm及2.9mm时，该拾像镜头的光线像差仍维持相当平坦。

由以上可知，本发明实施例的拾像镜头具有极佳的成像质量；虽然第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜内皆使用塑料射出成型的透镜，但不受温度变化而使成像质量恶化。

参考图1及表1，本发明的拾像镜头的孔径光阑STO位于第一透镜G1与第二透镜G2之间。

以上所述，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种拾像镜头，其特征在于，自物端至成像端于光轴上依序包含：

第一透镜，为正屈光率；

第二透镜，为负屈光率；

第三透镜，为一新月型正透镜，具有一物端表面与一像端表面，且其像端表面朝向成像端凸出；以及

第四透镜，为弱屈光率，为一新月型透镜，具有一物端表面与一像端表面，且其像端表面朝向成像端凸出；

其中，孔镜光阑设置于第一透镜与第二透镜之间，且该拾像镜头满足以下条件：

$0.1<\left|\frac{F}{f4}\right|<1$

其中，F为该拾像镜头的焦距值，以及f4为第四透镜的焦距值。

2.如权利要求1所述的拾像镜头，其特征在于，第一透镜为一新月型正透镜，具有一物端表面与一像端表面，且其物端表面朝向物端凸出。

3.如权利要求2所述的拾像镜头，其特征在于，第二透镜具有一物端表面与一像端表面，且其物端表面朝向成像端凸出。

4.如权利要求1或2所述的拾像镜头，其特征在于，该拾像镜头进一步满足此条件：

$0.05<\left|\frac{R8-R7}{R8+R7}\right|<0.8$

其中，R7是第四透镜的物端表面的曲率半径，以及R8是第四透镜的成像端表面的曲率半径。

5.如权利要求2所述的拾像镜头，其特征在于，第一新月型正透镜具有至少一表面为非球面。

6.如权利要求2所述的拾像镜头，其特征在于，第三新月型正透镜具有至少一表面为非球面。

7.如权利要求2所述的拾像镜头，其特征在于，第四透镜具有至少一表面为非球面。

8.如权利要求3所述的拾像镜头，其特征在于第二负透镜具有至少一表面为非球面。

9.如权利要求6所述的拾像镜头，其中第一、第三新月型正透镜由塑料材料制作。

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