[发明专利]取像用光学镜组

说明书

技术领域

本发明是一种光学镜组，特别是指一种应用于照相手机的小型化取像用光学镜组。

背景技术

最近几年来，随着手机相机的兴起，小型化摄影镜头的需求日渐提高，而一般摄影镜头的感光组件不外乎是CMOS或CCD两种，由于半导体制程技术的进步，使得感光组件的画素面积缩小，小型化摄影镜头逐渐往高画素领域发展，因此，对成像质量的要求也日益增加。

现有的高解像力手机镜头，多采用前置光圈且为四枚式的透镜组，其中，第一镜片及第二镜片常以二枚球面镜互相黏合而成为Doublet，用以消除色差，但此方法有其缺点，其一，过多的球面镜配置使得系统自由度不足，造成光学系全长不易缩短，其二，玻璃镜片黏合的制程不易，造成制造上的困难。

发明内容

为提升光学系的成像质量，并有效缩短镜头体积，本发明提供一种由四枚透镜构成的全新的光学镜组，其要点如下：

一种取像用光学镜组，从物侧到像侧依序配置第一群镜组、第二群镜组及第三群镜组，另设有一光圈；第一群镜组由二枚具屈折力的透镜所构成，其中，包含一具正屈折力的第一透镜及一具负屈折力的第二透镜，该第一透镜的前表面为凸面，该第二透镜的后表面为凹面，第二群镜组由一新月型且为正屈折力的第三透镜所构成，该第三透镜的后表面为凸面，第三群镜组由一具负屈折力的第四透镜所构成，该第四透镜的前表面为凸面，该光圈位于该第一群镜组的第一透镜与第二透镜之间，用于控制光学系统的亮度。

藉由上述透镜正负相间的Telephoto形式配置，可以有效使光学系长度缩短。藉由第一透镜前表面提供强大的正屈折力，并将光圈置于接近物侧处，将使得取像用光学镜组的出射瞳(Exit Pupil)远离成像面，因此，光线将以接近垂直入射的方式入射在感光组件上，此即为像侧的Telecentric特性，此特性对于时下固态感光组件的感光能力是极为重要的，将使得感光组件的感光敏感度提高，减少系统产生暗角的可能性。在广角光学系中，特别需要对歪曲(Distortion)以及倍率色收差(Chromatic Aberration of Magnification)做修正，其方法为将光圈置于系统光屈折力的平衡处，而本发明的取像用光学镜组将光圈置于第一透镜及第二透镜之间，其目的为欲在Telecentric及广视角的特性中取得平衡。

为了有效修正系统产生的色差，控制第二透镜的色散系数(Abbe Number)V2及第四透镜的色散系数(Abbe Number)V4，必须满足下记关系式：

V2<35

V4>45

更进一步来说，控制第二透镜的色散系数(Abbe Number)V2<30，则取像用光学镜组的解像力可以再提升。

此外，取像用光学镜组小型化的趋势，以及系统需涵盖广泛的视角，使得焦距变得很短，在这种情况下，镜片的曲率半径以及镜片的大小皆变得很小，以传统玻璃研磨的方法将难以制造出上述的镜片，因此，在镜片上采用塑料材质，藉由射出成型的方式制作镜片，可以用较低廉的成本生产高精密度的镜片；并于镜面上设置非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变量，用以消减像差，进而缩减镜片使用的数目。而在镜面上设置反曲点，对轴外像差的修正更具效用。

取像用光学镜组中，第一透镜焦距为f1，第一群镜组焦距为fgl，系统焦距为f，其满足下记关系式：

0.5<fl/f<2.0

0.4<fgl/f<1.6

提高第一透镜的屈折力，可以有效缩短光学系的长度，但若其屈折力太大，将使得系统产生过大的高阶像差，而具负屈折力的第二透镜，负屈折力来自于后表面，其功用为修正系统产生的像差，但若其负屈折力太大，将使得光学系的长度过长，而这将会和取像用光学镜组小型化的目标相违背。藉由上述关系式所定义的范围，可使本发明在光学镜组的体积和像差的修正中取得平衡。

控制第四透镜后表面有效径位置的镜面角度ANG42<-40deg，其镜面角度的方向定义为『当周边有效径角度向像侧倾斜则定义为正、当周边有效径角度向物侧倾斜则定义为负』，另控制第四透镜的前表面有效径高度SAG41<0，其有效径方向定义为『当周边有效径高度朝向像侧则定义为正、当周边有效径高度朝向物侧则定义为负』，如此可以有效缩小光线入射感光组件的角度并且增强系统修正轴外像差的能力。

控制第二透镜的中心厚度CT2<0.7mm，可以有效修正系统的像差，并且对降低光学系的长度有显著的功效。