專(zhuān)利名稱(chēng)：：微小型鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種微小型鏡頭，特別是一種可應(yīng)用于微小型電子裝置上的微小型鏡頭。
背景技術(shù)：
：隨著科技的不斷發(fā)展，攜帶型電子裝置，如筆記本電腦、移動(dòng)電話(huà)或個(gè)人數(shù)字助理器(PDA)等與光電技術(shù)相整合已成為當(dāng)今科技發(fā)展的趨勢(shì)之一，可拍照手機(jī)是此技術(shù)潮流中的典型代表?？膳恼帐謾C(jī)的取像鏡頭不僅需要具有良好的成像質(zhì)量，還需要有較小的體積以及較低的成本。為了減小鏡頭體積及制造成本，目前鏡頭設(shè)計(jì)中有采用非球面透鏡，非球面透鏡可以避免因采用球面透鏡所產(chǎn)生的球面像差，而且一片非球面透鏡可以替代好幾片球面透鏡補(bǔ)償像差，能夠非常明顯地簡(jiǎn)化鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)，減小它的體積和重量。減小鏡頭體積和重量的更直接的方式就是減少鏡片數(shù)量，尤其是對(duì)于目前廣泛使用的可拍照手機(jī)而言，因可拍照手機(jī)均搭配有兩個(gè)鏡頭，其中一個(gè)具有較高像素的拍攝能力；另一個(gè)具有較低像素的拍攝能力。因此，為了減小整個(gè)手機(jī)的體積、重量以及成本，對(duì)于具有較低像素要求的鏡頭可以只使用一個(gè)鏡片，而且該鏡片的光學(xué)設(shè)計(jì)還必須能夠呈現(xiàn)最佳的影像質(zhì)量。目前，許多業(yè)界人士正從事著只采用一個(gè)鏡片的鏡頭設(shè)計(jì)研究，如美國(guó)專(zhuān)利第6，888，687號(hào)所揭示的一種照相鏡頭及相機(jī)模塊，該照相鏡頭只采用了--個(gè)鏡片，鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)除以焦距(TTL/f)僅約為2.25、2.37或2.41等。盡管該已知照相鏡頭的光學(xué)總長(zhǎng)相較于其它鏡頭設(shè)計(jì)的光學(xué)總長(zhǎng)已經(jīng)有明顯縮短，但仍有必要提供一種光學(xué)總長(zhǎng)更短的微小型鏡頭，以適用于更多的微小型電子裝置的需求。
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)中微小型鏡頭體積較大的缺陷，提供一種成本低、總長(zhǎng)短的微小型鏡頭。本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種微小型鏡頭，其主要包含有一具有負(fù)屈光率的鏡片，該鏡片兩面均采用非球面的設(shè)計(jì)，該微小型鏡頭滿(mǎn)足下列條件0.45〈f/TTL〈1其中f表示該鏡片的焦距值，TTL為該微小型鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)。在本發(fā)明所述的微小型鏡頭中，還包含有一光圈，該光圈設(shè)置于該鏡片的物方側(cè)，或者設(shè)置于該鏡片的像方側(cè)。在本發(fā)明所述的微小型鏡頭中，所述鏡片為玻璃鏡片，其具有一朝向物方側(cè)的凹面以及一朝向像方側(cè)的凸面。在本發(fā)明所述的微小型鏡頭中，還包含有一影像感測(cè)組件，該影像感測(cè)組件的其中一表面可作為該微小型鏡頭的一成像面。實(shí)施本發(fā)明的微小型鏡頭，具有以下有益效果與先前技術(shù)相比較，本發(fā)明的微小型鏡頭只使用一個(gè)鏡片，以降低成本、減輕重量，而因該鏡片的焦距與該鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)滿(mǎn)足了一設(shè)計(jì)條件，從而使得該微小型鏡頭的總長(zhǎng)可以更加縮短。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)明微小型鏡頭的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第一實(shí)施例的數(shù)值所形成的縱向像差的曲線示意圖。圖2B是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第一實(shí)施例的數(shù)值所形成的像場(chǎng)彎曲的曲線示意圖。線示意圖。圖2D至2H分別是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第一實(shí)施例的數(shù)值所形成的慧星像差的曲線示意圖，其中像高分別為0.OOOOmm，0.1930mm，0.3217mm，0.4504腦，以及0.6434mm。圖21是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第一實(shí)施例的數(shù)值所形成的MTF特性的曲線示意圖。圖3是本發(fā)明微小型鏡頭的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4A是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)值所形成的縱向像差的曲線示意圖。圖4B是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)值所形成的像場(chǎng)彎曲的曲線示意圖。圖4C是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)值所形成的畸變像差的曲線示意圖。圖4D至4H分別是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)值所形成的慧星像差的曲線示意圖，其中像高分別為O.OOOOmm，0.1935mm，0.3225mm，0.4515mm，以及0.6450mm。圖41是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)值所形成的MTF特性的曲線示意圖。圖5是本發(fā)明微小型鏡頭的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6A是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)值所形成的縱向像差的曲線示意圖。圖6B是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)值所形成的像場(chǎng)彎曲的曲線示意圖。圖6C是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)值所形成的畸變像差的曲線示意圖。圖6D至6H分別是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)值所形成的慧星像差的曲線示意圖，其中像高分別為0.OOOOmm，0.1935mm，0.3225mm，0.4515mm，以及0.6450mm。圖61是本發(fā)明微小型鏡頭依據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)值所形成的MTF特性的曲線示意圖。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明微小型鏡頭1光圈30鏡片10成像面20具體實(shí)施方式請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明微小型鏡頭1從物方到像方依次包含一光圈30、一具有負(fù)屈光率的鏡片10以及一成像面20。在圖1所示的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，光圈30設(shè)置于鏡頭1的最前方，用于限制進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光束大小，而在其它結(jié)構(gòu)實(shí)施例中，該光圈30還可以設(shè)置于鏡頭1的像方側(cè)，如圖3及圖5中所示。該鏡片10由玻璃材質(zhì)制成，其透光系數(shù)較大，成像效果好，并可以使用模具成型大量生產(chǎn)，以降低成本。該鏡片10具有一朝向物方側(cè)的凹面及一朝向像方側(cè)的凸面，其主要功能是使得入射光線能夠完整的呈現(xiàn)在成像面20上。為供能得到最佳的成像質(zhì)量，鏡片IO采用雙面均為非球面的設(shè)計(jì)。該成像面20是一影像感測(cè)組件的表面，其位于像方位置上，用以接收來(lái)自于鏡片10的射出光線，并將光訊號(hào)轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)，再將該電訊號(hào)傳送至顯示器，使得影像能夠完整呈現(xiàn)出來(lái)。該影像感測(cè)組件通常為一電荷耦合裝置(ChargeCoupledDevice,簡(jiǎn)稱(chēng)CCD)或者互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor簡(jiǎn)稱(chēng)CMOS),—般而言，在移動(dòng)電話(huà)中因成本考慮，通常會(huì)采用CMOS組件。為能得到短小總長(zhǎng)、較好的成像質(zhì)量，本發(fā)明微小型鏡頭1需滿(mǎn)足以下條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>在上述式子(1)中，f表示鏡片10的焦距值，TTL(TotalTrackLength)為鏡頭1的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)。當(dāng)f/TTL〈0.45時(shí)，鏡頭1的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)太長(zhǎng)，不符合鏡頭微型化的要求；當(dāng)f/TTL〉1時(shí)，鏡頭1的光學(xué)系統(tǒng)失焦(Defocus)嚴(yán)重，影像焦點(diǎn)沒(méi)有出現(xiàn)在成像面20上，從而造成像差、球差、場(chǎng)曲、畸變都變大，以致MTF特性變差。在第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明微小型鏡頭1的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)除以鏡片10焦距(TTL/f)的值僅約為1.59，相較于已知鏡頭的總長(zhǎng)(已知的TTL/f約為2.25至2.41)更為縮短。除此之外，本發(fā)明微小型鏡頭1還具有大孔徑數(shù)值(約1:3.2)、低成本的特點(diǎn)。由于本發(fā)明微小型鏡頭1只使用一個(gè)鏡片10，故具有成本低、重量輕、組立簡(jiǎn)單等眾多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明微小型鏡頭1的鏡片10的兩側(cè)表面滿(mǎn)足下列非球面公式ch2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>其中Z為沿光軸方向在高度為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=l/r，r表示曲率半徑；h表示鏡片高度；A表示四次的非球面系數(shù)(4thOrderAsphericalCoefficient);B表示六次的非球面系數(shù)(6thOrderAsphericalCoefficient);C表示八次的非球面系數(shù)(8thOrderAsphericalCoefficient);D表示十次的非球面系數(shù)(10thOrderAsphericalCoefficient);E表示十二次的非球面系數(shù)(12thOrderAsphericalCoefficient);F表示十四次的非球面系數(shù)(14thOrderAsphericalCoefficient);G表示十六次的非球面系數(shù)(16thOrderAsphericalCoefficient)。下面將舉例說(shuō)明本發(fā)明微小型鏡頭1在具體實(shí)施過(guò)程中的數(shù)值實(shí)施例，其中所引用的表面序號(hào)S、1、2將分別代表光圈30、鏡片10的靠近于物方的表面、鏡片10的靠近于像方的表面。本發(fā)明微小型鏡頭1在具體實(shí)施過(guò)程中的第一數(shù)值實(shí)施例如下表一所示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>依照上述表一進(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明微小型鏡頭1的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)為1.59322ram，本發(fā)明鏡片10的焦距除以鏡頭1的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)(f/TTL)僅約為0.628。在該第一實(shí)施例的數(shù)值中，鏡片10的非球面系數(shù)的具體數(shù)值為表面序號(hào)l(鏡片10的物方側(cè)，即其凹面)k=_363.93A=-29,24B=1385.62C=_4.04E4D=4.6E5E=0F=0G=0表面序號(hào)2(鏡片10的像方側(cè)，即其凸面)k二0.068A二一0.98B=6.5C=—554.5D二1.32E4E=-1.61E5F=9.82E5G=_2.32E6依照該第一實(shí)施例的數(shù)值進(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明微小型鏡頭1的縱向像差、像場(chǎng)彎曲、畸變像差、慧星像差以及MTF特性均具有良好的校正，其光學(xué)表現(xiàn)如圖2A至圖2I所示。本發(fā)明微小型鏡頭1在具體實(shí)施過(guò)程中的第二實(shí)施例的數(shù)值如下表二所表二<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>依照上述表二進(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明光圈30設(shè)置于鏡片10的像方側(cè)，并緊貼靠于鏡片10的凸面，如圖3所示。本發(fā)明微小型鏡頭1的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)為1.63768mrn，本發(fā)明鏡片10的焦距除以鏡頭1的光學(xué)總長(zhǎng)(f/TTL)僅約為0.625。在該第二實(shí)施例的數(shù)值中，鏡片IO的非球面系數(shù)的具體數(shù)值為表面序號(hào)l(鏡片10的物方側(cè)，即其凹面)k=19.91A二—2.39B=11.38C=—297.438D=7128.31E=-1.2E4F二-7.9E5G=5.25E6表面序號(hào)2(鏡片10的像方側(cè)，即其凸面)k二-0.413A=0.186B二-IO.09026.5D=760.02E=1176.6F=l.95E4G=_2.72E5依照該第二實(shí)施例的數(shù)值進(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明微小型鏡頭1的縱向像差、像場(chǎng)彎曲、畸變像差、慧星像差以及MTF特性均具有良好的校正，其光學(xué)表現(xiàn)如圖4A至圖4I所示。本發(fā)明微小型鏡頭1在具體實(shí)施過(guò)程中的第三實(shí)施例的數(shù)值如下表三所示表三表面序號(hào)曲率半徑(mm)(Radius)厚度(mm)(Thickness)折射率(Nd)阿貝系數(shù)(Vd)1-1.3270.421.693553.1862-0.5160Soo1.035依照上述表三進(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明光圈30設(shè)置于鏡片10的像方側(cè)，并緊貼靠于鏡片10的凸面，如圖5所示。本發(fā)明微小型鏡頭1的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)為1.50782mrn，本發(fā)明鏡片10的焦距除以鏡頭1的光學(xué)總長(zhǎng)(f/TTL)僅約為0.627。在該第三實(shí)施例的數(shù)值中，鏡片IO的非球面系數(shù)的具體數(shù)值為表面序號(hào)l(鏡片10的物方側(cè)，即其凹面)k二-497.9A=-11.91B=207.56C=-2900D=1.61E4E=0F=0G=0表面序號(hào)2(鏡片10的像方側(cè)，即其凸面)k=2.55A=3.56B=-225C=l.23E4D=-1.85E5E=0F二0G二O依照該第三實(shí)施例的數(shù)值進(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明微小型鏡頭1的縱向像差、像場(chǎng)彎曲、畸變像差、慧星像差以及MTF特性均具有良好的校正，其光學(xué)表現(xiàn)如圖6A至圖6I所示。以上所述者僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，凡本領(lǐng)域的技術(shù)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1.一種微小型鏡頭，其特征在于，包含有一具有負(fù)屈光率的鏡片，所述鏡片兩面均為非球面，所述微小型鏡頭滿(mǎn)足下列條件0.45＜f/TTL＜1其中f表示所述鏡片的焦距值，TTL為所述微小型鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)。2.如權(quán)利要求1所述的微小型鏡頭，其特征在于，還包含有光圈，所述光圈設(shè)置于所述鏡片的物方側(cè)，或者設(shè)置于所述鏡片的像方側(cè)。3.如權(quán)利要求2所述的微小型鏡頭，其特征在于，所述鏡片具有朝向物方側(cè)的凹面以及朝向像方側(cè)的凸面。4.如權(quán)利要求3所述的微小型鏡頭，其特征在于，所述鏡片為玻璃鏡片。5.如權(quán)利要求4所述的微小型鏡頭，其特征在于，進(jìn)一步包含有影像感測(cè)組件，具有一表面，其中所述影像感測(cè)組件的表面構(gòu)成所述微小型鏡頭的成像面。全文摘要本發(fā)明涉及一種微小型鏡頭，其從物方至像方依次包含有一光圈、一具有負(fù)屈光率的鏡片以及一成像面，其中所述光圈用來(lái)限制進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光束大?。凰鲧R片由玻璃材質(zhì)制成，具有一朝向物方側(cè)的凹面以及一朝向像方側(cè)的凸面，所述凹面及凸面均采用非球面設(shè)計(jì)；所述成像面是影像感測(cè)組件的表面，位于像方位置上，用來(lái)接收來(lái)自于鏡片的射出光線。本發(fā)明鏡片焦距與鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)滿(mǎn)足特定的設(shè)計(jì)條件，可使得所述微小型鏡頭的總長(zhǎng)更加縮短。文檔編號(hào)G02B13/00GK101246252SQ20071008522公開(kāi)日2008年8月20日申請(qǐng)日期2007年2月13日優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日發(fā)明者張杰富,陳俊宏申請(qǐng)人:亞洲光學(xué)股份有限公司