专利名称：取像系统镜组的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种取像系统镜组，且特别是有关于一种应用于电子产品上的小型化取像系统镜组以及三维(3D)影像延伸应用的取像系统镜组。
背景技术：
由于近年来，电子产品以轻薄可携为主要诉求，广泛应用于各种行动装置上，如智能手机、平板电脑、Ultrabook等各种可携式电子产品，其所搭载光学系统的体积尺寸也一再地被要求小型化与低成本，传统上三枚或三枚以上具屈折力的光学系统，如美国专利号US 8,094, 231 B2、US 8, 089, 704 B2所揭示，由于过多的透镜数目配置，使得小型化的程度受到限制，且成本、制造组装复杂度也相对较高。目前虽已有两片式光学系统，如美国专利号US7，821，724 B2所揭示，其为具有两片透镜的光学系统，但该光学系统于透镜面型设计，使得该光学系统的影像像面弯曲过大而易产生影像周边离焦问题，且该光学系统于透镜材质选择，造成其对于像差与色差的修正能力较为有限，使得该光学系统的成像能力与品质受限。
实用新型内容因此，本实用新型提供一种取像系统镜组，其包含两枚具有屈折力的透镜，通过两枚透镜的色散系数的搭配，使取像系统镜组可有效改善系统的色差问题，且取像系统镜组的透镜结构设计，符合轻薄小型化、低成本的特性，并可有效修正影像像面弯曲过大而产生影像周边离焦问题，以保有良好的成像品质。依据本实用新型一实施方式，提供一种取像系统镜组，由物侧至像侧依序包含第一透镜以及第二透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧表面近光轴处及像侧表面近光轴处皆为凸面。第二透镜具有屈折力且为塑胶材质，其物侧表面近光轴处为凸面，像侧表面近光轴处为凹面、周边处为凸面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面。取像系统镜组中具有屈折力的透镜为第一透镜及第二透镜，第一透镜于光轴上的厚度为CTl，第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第一透镜的色散系数为VI，第二透镜的色散系数为V2，其满足下列条件I. 30〈CT2/CT1〈4. O ；以及2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<5. O。在本实用新型一实施例中，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，其满足下列条件I. 50〈CT2/CT1〈4. O。在本实用新型一实施例中，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1、像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件-I. 0< (R1+R2) / (R1-R2)〈-O· I。在本实用新型一实施例中，该取像系统镜组的焦距为f，该第一透镜的焦距为Π，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件[0013]O. 9<f/fl+f/|f2|<2. I0在本实用新型一实施例中，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2,其满足下列条件2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<3. O。在本实用新型一实施例中，该取像系统镜组的焦距为f，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件-I. 0〈f/f2〈0. 5。在本实用新型一实施例中，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2,其满足下列条件2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<2. 5。在本实用新型一实施例中，该取像系统镜组的焦距为f，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件-I. 0〈f/f2〈0。在本实用新型一实施例中，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，该取像系统镜组的焦距为f，其满足下列条件O. 3〈Rl/f〈l. 2。依据本实用新型另一实施方式，提供一种取像系统镜组，由物侧至像侧依序包含第一透镜以及第二透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧表面近光轴处及像侧表面近光轴处皆为凸面。第二透镜具有负屈折力且为塑胶材质，其物侧表面近光轴处为凸面，其像侧表面近光轴处为凹面、周边处为凸面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面。取像系统镜组中具有屈折力的透镜为第一透镜及第二透镜，第一透镜于光轴上的厚度为CTl，第二透镜于光轴上的厚度为CT2，第一透镜的色散系数为VI，第二透镜的色散系数为V2，其满足下列条件O. 60〈CT2/CT1〈4. O ；以及2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<5. O。在本实用新型另一实施例中，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2,其满足下列条件2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<3. O。在本实用新型另一实施例中，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2,其满足下列条件2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<2. 5。在本实用新型另一实施例中，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1、像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件-I. 0〈 (R1+R2) / (R1-R2)〈-O· I。在本实用新型另一实施例中，该取像系统镜组的焦距为f，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件-I. 0〈f/f2〈0。在本实用新型另一实施例中，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，其满足下列条件[0036]I. 30〈CT2/CT1〈4. O。在本实用新型另一实施例中，该取像系统镜组的焦距为f，该第一透镜的焦距为fl，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件O. 9<f/fl+f/|f2|<2. I0在本实用新型另一实施例中，该第一透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面，且该第一透镜为塑胶材质。在本实用新型另一实施例中，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1、像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件-I. 0〈(Rl+R2)/(Rl-R2)〈-0. 25。在本实用新型另一实施例中，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，其满足下列条件I. 50〈CT2/CT1〈4. O。依据本实用新型又一实施方式，提供一种取像系统镜组，由物侧至像侧依序包含第一透镜以及第二透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧表面近光轴处及像侧表面近光轴处皆为凸面。第二透镜具有负屈折力且为塑胶材质，其物侧表面近光轴处为凸面，其像侧表面近光轴处为凹面、周边处为凸面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面。取像系统镜组中具有屈折力的透镜为第一透镜及第二透镜，第一透镜于光轴上的厚度为CTl,第二透镜于光轴上的厚度为CT2，其满足下列条件I. 30〈CT2/CT1〈4. O。在本实用新型又一实施例中，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，其满足下列条件I. 50〈CT2/CT1〈4. O。在本实用新型又一实施例中，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2,其满足下列条件2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<3. O。在本实用新型又一实施例中，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1、像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件-I. 0〈(Rl+R2)/(Rl-R2)〈-0. 25。当CT2/CT1满足上述条件时，第一透镜及第二透镜厚度的配置适中有助于提升镜片的制作合格率，过厚或过薄的镜片配置将易造成镜片碎裂或成型不良。当(V12_V22) / (V1-V2)2满足上述条件时，可有效改善取像系统镜组的色差问题，使取像系统镜组在两枚透镜结构中，于符合轻薄小型化、低成本的同时，仍保有良好的成像品质。
为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下图I绘示依照本实用新型的第一实施例的一种取像系统镜组的示意图；图2由左至右依序为第一实施例的取像系统镜组的球差、像散以及歪曲曲线7[0057]图3绘示依照本实用新型的第二实施例的一种取像系统镜组的示意图；图4由左至右依序为第二实施例的取像系统镜组的球差、像散以及歪曲曲线图；图5绘示依照本实用新型的第三实施例的一种取像系统镜组的示意图；图6由左至右依序为第三实施例的取像系统镜组的球差、像散以及歪曲曲线图；图7绘示依照本实用新型的第四实施例的一种取像系统镜组的示意图；图8由左至右依序为第四实施例的取像系统镜组的球差、像散以及歪曲曲线图；图9绘示依照本实用新型的第五实施例的一种取像系统镜组的示意图；图10由左至右依序为第五实施例的取像系统镜组的球差、像散以及歪曲曲线图。图11绘示依照本实用新型的第六实施例的一种取像系统镜组的示意图；图12由左至右依序为第六实施例的取像系统镜组的球差、像散以及歪曲曲线图；图13绘示依照本实用新型的第七实施例的一种取像系统镜组的示意图；图14由左至右依序为第七实施例的取像系统镜组的球差、像散以及歪曲曲线图；图15绘示依照本实用新型的第八实施例的一种取像系统镜组的示意图；图16由左至右依序为第八实施例的取像系统镜组的球差、像散以及歪曲曲线图；图17绘示依照本实用新型的第九实施例的一种取像系统镜组的示意图；图18由左至右依序为第九实施例的取像系统镜组的球差、像散以及歪曲曲线图。主要元件符号说明光圈:100、200、300、400、500、600、700、800、900光阑701、901第一透镜110、210、310、410、510、610、710、810、910物侧表面:111、211、311、411、511、611、711、811、911像侧表面:112、212、312、412、512、612、712、812、912第二透镜120、220、320、420、520、620、720、820、920物侧表面:121、221、321、421、521、621、721、821、921像侧表面:122、222、322、422、522、622、722、822、922成像面:130、230、330、430、530、630、730、830、930红外线滤除滤光片140、240、340、440、540、640、740、840、940f :取像系统镜组的焦距Fno :取像系统镜组的光圈值HFOV :取像系统镜组中最大视角的一半Vl :第一透镜的色散系数V2 :第二透镜的色散系数CTl :第一透镜于光轴上的厚度CT2 :第二透镜于光轴上的厚度Rl :第一透镜的物侧表面曲率半径R2 :第一透镜的像侧表面曲率半径fl :第一透镜的焦距f2 :第二透镜的焦距具体实施方式
本实用新型提供一种取像系统镜组，由物侧至像侧依序包含第一透镜及第二透镜。其中取像系统镜组中具有屈折力的透镜为第一透镜及第二透镜。第一透镜具有正屈折力，可适当提供取像系统镜组所需的正屈折力，且其物侧表面近光轴处及像侧表面近光轴处皆为凸面，借此可适当调整第一透镜的正屈折力强度，有助于缩短取像系统镜组的总长度。第二透镜可具有负屈折力，有效对于具有正屈折力的第一透镜所产生的像差作补正。第二透镜的物侧表面近光轴处为凸面，像侧表面近光轴处为凹面、周边处为凸面，借此，可有效修正取像系统镜组的影像像面弯曲过大而产生影像周边离焦问题，有助于改善整体的成像品质。第一透镜于光轴上的厚度为CTl,第二透镜于光轴上的厚度为CT2,其满足下列条件0. 60〈CT2/CT1〈4. O。借此，第一透镜及第二透镜厚度的配置适中，有助于提升镜片的制作合格率，过厚或过薄的镜片配置将易造成镜片碎裂或成型不良。較佳地，取像系统镜组可满足下列条件1. 30〈CT2/CT1〈4. O。更佳地，取像系统镜组可满足下列条件1. 50〈CT2/CT1<4. O。第一透镜的色散系数为VI,第二透镜的色散系数为V2,其满足下列条件
2.0〈(V12-V22)/(V1-V2)2〈5. O。借此，可有效改善取像系统镜组的色差问题，使取像系统镜组在两枚透镜结构中，于符合轻薄小型化、低成本的同时，仍保有良好的成像品质。較佳地，取像系统镜组可满足下列条件2. 0<(V12-V22)/(V1-V2)2<3. O。更佳地，取像系统镜组可满足下列条件2. 0<(V12-V22)/(V1-V2)2<2. 5。第一透镜的物侧表面曲率半径为R1、像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件-1.0<(Rl+R2)/(Rl-R2)<-0. I。借此，第一透镜的物侧表面及像侧表面曲率，可避免球差过大，进一步可适当调整第一透镜的正屈折力，以缩短取像系统镜组的总长度，有利于小型化电子产品的应用。較佳地，取像系统镜组可满足下列条件-1.0〈(Rl+R2)/(R1-R2)<-0. 25。取像系统镜组的焦距为f，第一透镜的焦距为fl，第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件0. 9<f/fl+f/I f2 I〈2. I。借此，第一透镜及第二透镜的屈折力配置较为合适，当第二透镜为负透镜时，有助于负屈折力的第二透镜适当修正正屈折力的第一透镜所产生的像差，若第二透镜为正透镜则可有效分散正屈折力配置，有助于降低敏感度。取像系统镜组的焦距为f，第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件-1. 0〈f/f2<0. 5。通过适当调整第二透镜的焦距，可有效地对具有正屈折力的第一透镜所产生的像差作补正。較佳地，取像系统镜组可满足下列条件-1.0〈f/f2〈0。第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，取像系统镜组的焦距为f，其满足下列条件O. 3〈Rl/f〈l. 2。借此，可确保第一透镜提供系统足够的屈折力，且避免像差过度增大。本实用新型取像系统镜组中，透镜的材质可为塑胶或玻璃。当透镜材质为塑胶，可以有效降低生产成本。另当透镜的材质为玻璃，则可以增加取像系统镜组屈折力配置的自由度。此外，可于透镜表面上设置非球面，非球面可易于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，进而缩减透镜使用的数目，因此可以有效降低本实用新型取像系统镜组的总长度。[0105]本实用新型取像系统镜组中，可设置有至少一光阑，其位置可设置于第一透镜之前、各透镜之间或最后一透镜之后均可，该光阑的种类如耀光光阑(Glare Stop)或视场光阑(Field Stop)等，用以减少杂散光，有助于提升影像品质。本实用新型取像系统镜组中，光圈可设置于被摄物与第一透镜间(即为前置光圈)或是第一透镜与成像面间(即为中置光圈)。光圈若为前置光圈，可使取像系统镜组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离,使之具有远心(Telecentric)效果,并可增加影像感测元件CCD或CMOS接收影像的效率；若为中置光圈，是有助于扩大取像系统镜组的视场角，使取像系统镜组具有广角镜头的优势。根据上述实施方式，以下提出具体实施例并配合附图予以详细说明。〈第一实施例〉请参照图I及图2，其中图I绘示依照本实用新型第一实施例的一种取像系统镜组的示意图，图2由左至右依序为第一实施例的取像系统镜组的球差、像散以及歪曲曲线图。由图I可知，取像系统镜组由物侧至像侧依序包含光圈100、第一透镜110、第二透镜120、红外线滤除滤光片(IR Filter) 140以及成像面130。第一透镜110具有正屈折力，其物侧表面111近光轴处及像侧表面112近光轴处皆为凸面，并皆为非球面，且第一透镜110为塑胶材质。第二透镜120具有负屈折力，其物侧表面121近光轴处为凸面，其像侧表面122近光轴处为凹面、周边处为凸面，并皆为非球面，且第二透镜120为塑胶材质。红外线滤除滤光片140的材质为玻璃，其设置于第二透镜120及成像面130之间，并不影响取像系统镜组的焦距。上述各透镜的非球面的曲线方程式表示如下
权利要求1. 一种取像系统镜组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含一第一透镜，具有正屈折力，其物侧表面近光轴处及像侧表面近光轴处皆为凸面；以及一第二透镜，具有屈折力且为塑胶材质，其物侧表面近光轴处为凸面，像侧表面近光轴处为凹面、周边处为凸面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面；其中，该取像系统镜组中具有屈折力的透镜为该第一透镜及该第二透镜，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2，其满足下列条件1.30〈CT2/CT1〈4. O ;以及2.0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<5. O。
2.根据权利要求I所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，其满足下列条件I.50<CT2/CT1<4. O。
3.根据权利要求I所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的物侧表面曲率半径为RU像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件-I. 0〈(R1+R2)/(R1-R2)〈-O.I。
4.根据权利要求3所述的取像系统镜组，其特征在于，该取像系统镜组的焦距为f，该第一透镜的焦距为Π，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件O.9<f/fl+f/|f2|<2. I。
5.根据权利要求3所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的色散系数为Vl，该第二透镜的色散系数为V2，其满足下列条件2.0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<3. O。
6.根据权利要求3所述的取像系统镜组，其特征在于，该取像系统镜组的焦距为f，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件-I. 0<f/f2<0. 5。
7.根据权利要求I所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2，其满足下列条件2.0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<2. 5。
8.根据权利要求I所述的取像系统镜组，其特征在于，该取像系统镜组的焦距为f，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件-I. 0〈f/f2〈0。
9.根据权利要求8所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的物侧表面曲率半径为R1，该取像系统镜组的焦距为f，其满足下列条件O. 3<Rl/f<l. 2。
10.一种取像系统镜组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含一第一透镜，具有正屈折力，其物侧表面近光轴处及像侧表面近光轴处皆为凸面；一第二透镜，具有负屈折力且为塑胶材质，其物侧表面近光轴处为凸面，其像侧表面近光轴处为凹面、周边处为凸面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面；其中，该取像系统镜组中具有屈折力的透镜为该第一透镜及该第二透镜，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2，其满足下列条件.O. 60〈CT2/CT1〈4. O ;以及.2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<5. O。
11.根据权利要求10所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2，其满足下列条件2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<3. O。
12.根据权利要求10所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的色散系数为VI，该第二透镜的色散系数为V2，其满足下列条件2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<2. 5。
13.根据权利要求10所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的物侧表面曲率半径为RU像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件-I. 0〈(R1+R2)/(R1-R2)〈-O.I。
14.根据权利要求13所述的取像系统镜组，其特征在于，该取像系统镜组的焦距为f，该第二透镜的焦距为f2，其满足下列条件-I. 0〈f/f2〈0。
15.根据权利要求13所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，其满足下列条件I.30<CT2/CT1<4. O。
16.根据权利要求10所述的取像系统镜组，其特征在于，该取像系统镜组的焦距为f，该第一透镜的焦距为fl,该第二透镜的焦距为f2,其满足下列条件O.9<f/fl+f/|f2|<2. I。
17.根据权利要求16所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的物侧表面及像侧表面皆为非球面，且该第一透镜为塑胶材质。
18.根据权利要求16所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的物侧表面曲率半径为RU像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件-I. 0〈(R1+R2)/(R1-R2)〈-O. 25。
19.根据权利要求16所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，其满足下列条件I.50<CT2/CT1<4. O。
20.一种取像系统镜组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含一第一透镜，具有正屈折力，其物侧表面近光轴处及像侧表面近光轴处皆为凸面；一第二透镜，具有负屈折力且为塑胶材质，其物侧表面近光轴处为凸面，其像侧表面近光轴处为凹面、周边处为凸面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面；其中，该取像系统镜组中具有屈折力的透镜为该第一透镜及该第二透镜，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，其满足下列条件I.30<CT2/CT1<4. O。
21.根据权利要求20所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜于光轴上的厚度为CT1，该第二透镜于光轴上的厚度为CT2，其满足下列条件I.50<CT2/CT1<4. O。
22.根据权利要求20所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的色散系数为Vl，该第二透镜的色散系数为V2，其满足下列条件2. 0〈 (Vl2-V22) / (V1-V2) 2<3. O。
23.根据权利要求20所述的取像系统镜组，其特征在于，该第一透镜的物侧表面曲率半径为RU像侧表面曲率半径为R2，其满足下列条件-I. 0〈(R1+R2)/(R1-R2)〈-O. 25。
专利摘要一种取像系统镜组，由物侧至像侧依序包含第一透镜以及第二透镜。第一透镜具有正屈折力，其物侧表面近光轴处及像侧表面近光轴处皆为凸面。第二透镜具有屈折力且为塑胶材质，其物侧表面近光轴处为凸面，像侧表面近光轴处为凹面、周边处为凸面，且其物侧表面及像侧表面皆为非球面。当满足特定条件，可有效改善取像系统镜组的色差问题，使取像系统镜组在两枚透镜结构中，可符合轻薄小型化、低成本的同时，仍保有良好的成像品质。
文档编号G02B1/04GK202748524SQ20122037927
公开日2013年2月20日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年4月6日
发明者蔡宗翰, 陈纬彧 申请人:大立光电股份有限公司