专利名称：光学摄像镜头组的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种光学摄像镜头组，特别是涉及一种由四个透镜构成且全长短的光学摄像镜头组，以应用于电子产品上。
背景技术：
由于科技的进步，现在的电子产品发展的趋势主要为朝向小型化，例如数字相机(Digital Still Camera)、网络相机(Web Camera)、移动电话镜头(Mobile Phone Camera)等，用户需求较小型且低成本的光学摄像镜头组外，同时也希望能达到具有良好的像差修正能力，具高分辨率、高成像质量的光学摄像镜头组。 在小型电子产品的光学摄像镜头组，以往有ニ镜片式、三镜片式、四镜片式及五镜片式以上的不同设计，然而以成像质量考虑，四镜片式及五镜片式光学摄像镜头组在像差修正、光学传递函数MTF(Modulation Transfer Function)性能上较具优势；其中，又以四镜片式相较五镜片式的镜片数量较少，制造成本较低，可使用于高像素(Pixel)要求的电
子产品。在各种小型化的四镜片式光学摄像镜头组设计中，现有技术以不同的正或负屈亮度组合，如美国专利 US2007/0058256、US2007/0070234、US2007/0242370、US2008/0043346
坐寸ο在小型数字相机、网络相机、移动电话镜头等产品，其光学摄像镜头组要求小型化、焦距短、像差调整良好；在以往所公开的技术中，如美国专利US7，785，023、US7, 692，887、US7, 443，611，美国专利公开号 US2008/055742、US2009/0207506、US2010/2717137,欧洲专利 EP20909141821129, WIPO 专利 W0201026691 等，提出以第一透镜与第二透镜为正屈亮度，第四透镜为负屈亮度的组合之设计，以可趋向于良好的像差修正与小型化的设计。然而，这些专利所公开的光学摄像镜头组，其镜头总长仍应进ー步再缩小。为此，本发明提出更实用性的设计，在缩短光学摄像镜头组同时，利用四个透镜的屈折力、凸面与凹面的组合，在负屈亮度的第四透镜前的各透镜提供更高的正屈折力的幅度，将有利于更为小型化与良好的像差修正能力；以达到有效缩短光学摄像镜头组的总长度外，进ー步可提高成像质量，以应用于电子产品上。
发明内容
本发明主要目的为提供ー种光学摄像镜头组，沿着光轴排列由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜；其中，第一透镜为具有正屈折力，其物侧光学面为凸面；第二透镜为具有正屈折力；第三透镜为具有正屈折力，其像侧光学面为凸面；第四透镜为具有负屈折力，由塑料材料所制成，其像侧光学面为凹面，其物侧光学面与像侧光学面皆为非球面，且至少一光学面设置有至少ー个反曲点；所述光学摄像镜头组满足下列关系式0. 01 < T34/T23 < 0. 85 (I)
其中，T23为第二透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面的距离，T34为第三透镜的像侧光学面至第四透镜的物侧光学面的距离。另ー方面，本发明提供ー种光学摄像镜头组，沿着光轴排列由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，如前所述；其中，第二透镜的物侧光学面为凸面，其物侧光学面与像侧光学面均为非球面。再另一方面，本发明提供ー种光学摄像镜头组，沿着光轴排列由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜；其中，第一透镜为具有正屈折力，其物侧光学面为凸面；第二透镜为具有正屈折力；第三透镜为具有正屈折力，其像侧光学面为凸面；第四透镜为具有负屈折力，为塑料材料所制成，其像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面均为非球面，且至少ー个光学面设置有至少ー个反曲点。本发明的光学摄像镜头组，可再包含光圈与影像感测组件；光圈可设置于第一透镜与第二透镜之间，为后置光圈，也可依不同应用目的，将光圈设置于被摄物与第一透镜之间，为前置光圈；又影像感测组件设置于成像面处，可将被摄物成像，影像感测组件可为(XD(Charge Coupled Device)感光组件、CMOS (Complementary Meta I-Oxide Semiconductor Sensor)感光组件等，并不 以此为限。对于不同的应用目的，除满足关系式(I)タト，进ー步可分别满足下列关系式之一或其组合0. 75 < SL/TTL < I. I (2)TTL/ImgH < 2. I(3)(Pow^Pow2) / (pow3-pow4) < O. 7(4)或优选地，(Powdpow2)Z(Pow3-Pow4)< O. 4(11)O. O < f/fi <1.2(5)或优选地，O.O < f/f, < O. 55(13)25 < V3-V4 < 40(6)R8/R71 <0.6(7)HFOV >36。(8)O. 3 < ClVCT4 < I. 5(9)O < f/f2 < 0. 4(10)其中，SL为光圈至成像面于光轴上的距离，TTL为第一透镜的物侧光学面至成像面于光轴上的距离，ImgH为影像感测组件有效感测区域对角线长的一半，R7为第四透镜的物侧光学面的曲率半径，R8为第四透镜的像侧光学面的曲率半径，f为光学摄像镜头组的焦距，も为第一透镜的焦距，V3为第三透镜的色散系数，V4为第四透镜的色散系数，光学摄像镜头组的焦距f与第一透镜的焦距も的比值为屈折力Pow1，光学摄像镜头组的焦距f与第ニ透镜的焦距f2的比值为屈折力pow2，光学摄像镜头组的焦距f与第三透镜的焦距f3的比值为屈折力pow3，光学摄像镜头组的焦距f与第四透镜的焦距f4的比值为屈折力pow4，CT1为第一透镜的厚度，CT4为第四透镜的厚度。本发明另ー个主要目的为提供ー种光学摄像镜头组，沿着光轴排列由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜；其中，第一透镜为具有正屈折力；第ニ透镜为具有正屈折力；第三透镜为具有正屈折力，其像侧光学面为凸面；第四透镜为具有负屈折力，由塑料材质所制成，其像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面皆为非球面；所述的光学摄像镜头组满足下列关系式TTL/ImgH < 2. I(3)R8/R71 <0.8(14)其中，TTL为第一透镜的物侧光学面至成像面于光轴上的距离，ImgH为影像感测组件有效感测区域对角线长的一半，R7为第四透镜的物侧光学面的曲率半径，R8为第四透镜的像侧光学面的曲率半径。另ー方面，本发明提供ー种光学摄像镜头组，沿着光轴排列由物侧至像侧依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜；其中，第一透镜为具有正屈折力；第ニ透镜为具有正屈折力；第三透镜为具有正屈折力，其像侧光学面为凸面；第四透镜为具有负屈折力，由塑料材质所制成，其像侧光学面为凹面，其物侧光学面及像侧光学面皆为非球面，且至少ー个光学面设置有至少ー个反曲点；对于不同的应用目的，除满足关系式(3)与
(14)タト，进ー步可分别满足下列关系式之一或其组合 IR8/R71 < O. 6(7)O < f/f2 < O. 8(12)(Pow^Pow2) / (pow3-pow4) < O. 7(4)25 < V3-V4 < 40(6)O. 75 < SL/TTL < I. I(2)0 < f/fi < 0. 55(13)其中，R7为第四透镜的物侧光学面的曲率半径，R8为第四透镜的像侧光学面的曲率半径，f为光学摄像镜头组的焦距，も为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，V3为第三透镜的色散系数，V4为第四透镜的色散系数，光学摄像镜头组的焦距f与第一透镜的焦距も的比值为屈折力Pow1，光学摄像镜头组的焦距f与第二透镜的焦距f2的比值为屈折力Pow2,光学摄像镜头组的焦距f与第三透镜的焦距f3的比值为屈折力pow3，光学摄像镜头组的焦距f与第四透镜的焦距f4的比值为屈折力pow4，SL为光圈至成像面于光轴上的距离，TTL为第一透镜的物侧光学面至成像面于光轴上的距离。本发明根据上述的第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜，在光轴上以适当的间距组合配置，可有效缩短光学摄像镜头组镜头的全长，兼具有良好得像差修正与具有优势的光学传递函数 MTF (Modulation Transfer Function)。本发明光学摄像镜头组中，第一透镜、第二透镜与第三透镜具有正屈折力，提供镜头组较强的屈折力，有助于缩短光学摄像镜头组的总长度；第四透镜具有负屈折力，可有效对具正屈折力的第一透镜、第二透镜与第三透镜所产生的像差做补正、修正系统的佩兹伐和数(Petzval Sum)，使周边像面变得更平，且同时有利于修正系统的色差，以提高光学摄像镜头组的解像力，使整体光学摄像镜头组像差与畸变能符合高分辨率的要求。
图IA为本发明第一实施例的光学摄像镜头组示意图；图IB为本发明第一实施例的像差曲线图；图2A为本发明第二实施例的光学摄像镜头组示意图；图2B为本发明第二实施例的像差曲线图3A为本发明第三实施例的光学摄像镜头组示意图；图3B为本发明第三实施例的像差曲线图；图4A为本发明第四实施例的光学摄像镜头组示意图；图4B为本发明第四实施例的像差曲线图；图5A为本发明第五实施例的光学摄像镜头组示意图；图5B为本发明第五实施例的像差曲线图；图6A为本发明第六实施例的光学摄像镜头组示意图；图6B为本发明第六实施例的像差曲线
图7A为本发明第七实施例的光学摄像镜头组示意图；图7B为本发明第七实施例的像差曲线图；图8A为本发明第八实施例的光学摄像镜头组示意图；以及图8B为本发明第八实施例的像差曲线图。主要符号说明:100、200、300、400、500、600、700、800为光圈；110、210、310、410、510、610、710、810 为第一透镜;111、211、311、411、511、611、711、811 为第一透镜的物侧光学面;112、212、312、412、512、612、712、812 为第一透镜的像侧光学面；120、220、320、420、520、620、720、820 为第二透镜;121、221、321、421、521、621、721、821 为第二透镜的物侧光学面;122、222、322、422、522、622、722、822 为第二透镜的像侧光学面；130、230、330、430、530、630、730、830 为第三透镜;131、231、331、431、531、631、731、831 为第三透镜的物侧光学面;132、232、332、432、532、632、732、832 为第三透镜的像侧光学面；140、240、340、440、540、640、740、840 为第四透镜;141、241、341、441、541、641、741、841 为第四透镜的物侧光学面；142、242、342、442、542、642、742、842 为第四透镜的像侧光学面;160、260、360、460、560、660、760、860 为红外线滤除滤光片;170、270、370、470、570、670、770、870 为成像面；180、280、380、480、580、680、780、880为影像感测组件ば为光学摄像镜头组的焦距；f\为第一透镜的焦距ば2为第二透镜的焦距；v3 :第三透镜的色散系数；v4为第四透镜的色散系数；R7为第四透镜的物侧光学面的曲率半径；R8为第四透镜的像侧光学面的曲率半径；T23为第ニ透镜的像侧光学面至第三透镜的物侧光学面的距离；Τ34为第三透镜的像侧光学面至第四透镜的物侧光学面的距离AT1为第一透镜的厚度；CT4为第四透镜的厚度^ow1为光学摄像镜头组的焦距与第一透镜的焦距的比值；pow2为光学摄像镜头组的焦距与第二透镜的焦距的比值；pow3为光学摄像镜头组的焦距与第三透镜的焦距的比值；pow4为光学摄像镜头组的焦距与第四透镜的焦距的比值；SL为光圈至成像面于光轴上的距离；ImgH为影像感测组件有效感测区域对角线长的一半；TTL为光轴上第一透镜的物侧光学面至成像面的距离；以及HFOV为最大视角的一半。
具体实施例方式本发明提供ー种光学摄像镜头组，请參阅图1A，光学摄像镜头组沿着光轴排列由物侧至像侧依序包含第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、红外线滤除滤光片160及影像感测组件180 ;其中，第一透镜110的物侧光学面111为凸面；第二透镜120的物侧光学面121为凸面所构成，其物侧光学面121与像侧光学面122为非球面；第三透镜130的像侧光学面132为凸面；其中，第四透镜140为塑料材质所制成，其像侧光学面142为凹面，其物侧光学面141与像侧光学面142均为非球面并设置有至少ー个反曲点；其中，影像感测组件180设置于成像面170处，可将被摄物成像。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130及、第四透镜140的非球面方程式(Aspherical Surface Formula)为式
(15)
权利要求
1.一种光学摄像镜头组，其特征在于，其沿着光轴排列由物侧至像侧依序包含 具有正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面； 具有正屈折力的第二透镜； 具有正屈折力的第三透镜，其像侧光学面为凸面； 具有负屈折力的第四透镜，其为塑料材质所制成，其像侧光学面为凹面，且物侧光学面与像侧光学面皆为非球面，且至少一个光学面设置有至少一个反曲点； 其中，若所述第三透镜的像侧光学面至所述第四透镜的物侧光学面的距离为T34，所述第二透镜的像侧光学面至所述第三透镜的物侧光学面的距离为T23，则满足下列关系式 0. Ol < T34/T23 < 0. 85。
2.如权利要求I所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述光学摄像镜头组的焦距为f，所述第一透镜的焦距为，则满足下列关系式0. 0 < f/fi < I. 2。
3.如权利要求2所述的光学摄像镜头组，其特征在于，所述光学摄像镜头组另可设置有光圈及影像感测组件设置于成像面上，供被摄物成像； 其中，若所述光圈至所述光学摄像镜头组的成像面于光轴上的距离为SL，所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面于光轴上的距离为TTL，则满足下列关系式0. 75 < SL/TTL < I. I。
4.如权利要求3所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第一透镜的焦距的比值为Pow1，所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第二透镜的焦距f2的比值为POW2，所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第三透镜的焦距f3的比值为POW3,所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第四透镜的焦距f4的比值为POW4,则满足下列关系式(Pow^Pow2) / (pow3_pow4) < 0. 7。
5.如权利要求4所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第一透镜的焦距的比值为Pow1，所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第二透镜的焦距f2的比值为POW2，所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第三透镜的焦距f3的比值为POW3,所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第四透镜的焦距f4的比值为POW4,则满足下列关系式(Pow^Pow2) / (pow3_pow4) < 0. 4。
6.如权利要求3所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面于光轴上的距离为TTL，所述影像感测组件有效感测区域对角线长的一半为ImgH，则满足下列关系式TTL/ImgH < 2. I。
7.如权利要求3所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述第三透镜的色散系数为V3，所述第四透镜的色散系数为V4，则满足下列关系式25 < V3-V4 < 40。
8.如权利要求7所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述第四透镜的物侧光学面的曲率半径为R7，所述第四透镜的像侧光学面的曲率半径为R8，则满足下列关系式 I R8/R71 < 0. 6。
9.如权利要求7所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述光学摄像镜头组的焦距为f，所述第一透镜的焦距为，则满足下列关系式 0. O < f/fi < 0. 55。
10.如权利要求3所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述光学摄像镜头组的最大视角的一半为HFOV，则满足下列关系式HFOV > 36°。
11.如权利要求I所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述第一透镜物的厚度CT1,所述第四透镜的厚度为CT4，则满足下列关系式0. 3 < CVCT4 < I. 5。
12.如权利要求11所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述光学摄像镜头组的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，则满足下列关系式0 < f/f2 < 0. 4。
13.如权利要求I所述的光学摄像镜头组，其特征在于，所述第二透镜的物侧光学面为凸面，且其物侧光学面与像侧光学面均为非球面。
14.一种光学摄像镜头组，其特征在于，其沿着光轴排列由物侧至像侧依序包含 具有正屈折力的第一透镜； 具有正屈折力的第二透镜； 具有正屈折力的第三透镜，其像侧光学面为凸面； 具有负屈折力的第四透镜，由塑料材质所制成，其像侧光学面为凹面，且其物侧光学面及像侧光学面均为非球面； 其中，所述的光学摄像镜头组所述的光学摄像镜头组设置于成像面上，供被摄物成像；若所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面于光轴上的距离为TTL，所述影像感测组件有效感测区域对角线长的一半为ImgH，所述第四透镜的物侧光学面的曲率半径为R7，所述第四透镜的像侧光学面的曲率半径为R8，则满足下列关系式TTL/ImgH < 2. IR8/R71 < 0. 8。
15.如权利要求14所述的光学摄像镜头组，其特征在于，所述第四透镜的物侧光学面与像侧光学面中的至少一个光学面设置有至少一个反曲点。
16.如权利要求15所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述光学摄像镜头组的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，则满足下列关系式0 < f/f2 < 0. 8。
17.如权利要求16所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述第三透镜的色散系数为V3，所述第四透镜的色散系数为V4，则满足下列关系式25 < V3-V4 < 40。
18.如权利要求16所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述第四透镜的物侧光学面的曲率半径为R7，所述第四透镜的像侧光学面的曲率半径为R8，则满足下列关系式 R8/R71 < 0. 6。
19.如权利要求18所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第一透镜的焦距的比值为Pow1，所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第二透镜的焦距f2的比值为POW2，所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第三透镜的焦距f3的比值为POW3，所述光学摄像镜头组的焦距f与所述第四透镜的焦距f4的比值为POW4，则满足下列关系式(Pow^Pow2) / (pow3_pow4) < 0. 7。
20.如权利要求15所述的光学摄像镜头组，其特征在于，所述光学摄像镜头组另设置光圈； 其中，若所述光圈至所述光学摄像镜头组的成像面，于光轴上的距离为SL，所述第一透镜的物侧光学面至所述成像面于光轴上的距离为TTL，则满足下列关系式0. 75 < SL/TTL < I. I。
21.如权利要求20所述的光学摄像镜头组，其特征在于，若所述光学摄像镜头组的焦距为f，所述第一透镜的焦距为，则满足下列关系式 0. 0 < f/fi < 0. 55。
全文摘要
一种光学摄像镜头组，其沿着光轴排列由物侧至像侧依序包含正屈折力的第一透镜，其物侧光学面为凸面；具有正屈折力的第二透镜；具正屈折力的第三透镜，其像侧光学面为凸面；具有负屈折力的第四透镜，由塑料材料所制成，其像侧光学面为凹面，其物侧光学面与像侧光学面皆为非球面，第四透镜的物侧光学面与像侧光学面可设置有至少一个反曲点；另设置影像感测组件于成像面处，以供被摄物成像；所述的光学摄像镜头组满足特定的条件。由此，本发明除具有良好的解像力，并可减小光学摄像镜头组总长，以应用于相机、手机相机等良好摄像目的的使用需求。
文档编号G02B13/18GK102681149SQ201110226889
公开日2012年9月19日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年3月16日
发明者蔡宗翰, 黄歆璇 申请人:大立光电股份有限公司