[发明专利]非球面取像镜头

说明书

技术领域

本发明涉及一种取像镜头，特别是关于一种由较少透镜构成，适用于手机、便携式数字助理等小型摄影装置的高性能、低成本并且尺寸短小的非球面取像镜头。

背景技术

近年来，手机、便携式数字助理(PDA)及笔记本电脑，多配备有可摄像的镜头模组。这种镜头模组大多要求体积小、重量轻，并且由于以往影像感测单元，如CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性金属氧化半导体)，的分辨率相当低，因此现有的取像镜头模组大多只有一枚透镜到两枚透镜组成。

如今，半导体制程技术的进步，使得供手机、便携式数字助理及笔记本电脑用的影像感测单元已逐渐提升到百万像素；镜头的透镜数太少，恐怕无法提供较佳的成像品质；而镜头的透镜数太多，虽可提供较佳的成像品质，却增加了镜头的光学系统总长及成本，从而背离了紧凑性(compact)的要求。如何使用最少的透镜数量同时提供高分辨率的成像，便成了业界研发的方向。

另外，在取像镜头的透镜形态及材料选择上，由于传统的球面研磨玻璃透镜的材料选择较多，对于校正色差较为有利，因此在业界已广为使用。但球面研磨玻璃透镜使用于数值孔径(F Number)较小以及视角(Wide-angle)较大的情形时，球差及像散等像差的校正仍较困难。为了改善现有镜头中球面研磨玻璃透镜存在的这种缺陷，业界又采用非球面塑料透镜或者非球面模造玻璃透镜作为取像透镜的光学元件，以获得较佳的成像品质。

现有的适用于手机、便携式数字助理等小型摄影装置的取像镜头中，由三片透镜组成的镜头组已被广泛采用。美国专利第6,844,989及6,985,307号揭示了一种取像镜头，其三片透镜的屈光率从物端起分别为正、正、负，其孔径光阑设于第一与第二透镜之间。美国专利第6,927,925号揭露了一种取像镜头，其三片透镜的屈光率从物端起分别为正、负、正，其孔径光阑也设于第一与第二透镜之间。美国专利第6,992,840号及第7,064,905号则揭示了一种取像镜头，其孔径光阑设于第一透镜之前，其三片透镜的屈光率从物端起分别为正、正、负。上述现有的三片式取像镜头中，部分采用的是正、正、负的透镜屈光率排列结构，这样将不利于缩短镜头的长度，而孔径光阑如设于第一与第二透镜之间，则使得孔径光阑的组装与透镜相关联而不利于组装，并使出瞳(Exit Pupil)位置相应缩短。此外，上述现有的部分取像镜头中，其三片透镜并非均采用非球面透镜的形式，这样将难以获得最佳的成像品质。另外，部分上述现有镜头采用一玻璃透镜与两塑料透镜相结合的三透镜构形，该构形不仅在价格因素上失去竞争力，也使得镜头的整体长度仍然较长，重量也因含有玻璃透镜而仍然较重。因此，此类现有的三片式镜头仍有进一步改善的空间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种非球面取像镜头，其仅使用三枚屈光率分别为正、负、正的透镜，以减少该取像镜头的长度与重量；同时，该三枚透镜均为非球面透镜，可充分修正光学像差而获得极佳的成像品质。

为实现上述目的，本发明提供一种非球面取像镜头，从物端到像端依次包括正屈光率的第一透镜、负屈光率的第二透镜及正屈光率的第三透镜。第一透镜为一新月型透镜并且其凸面朝向物端；第二透镜为一新月型透镜并且其凸面朝向像端。上述第一、第二及第三透镜均至少具有一非球面，并且孔径光阑设于物端与第一透镜之间。此非球面取像镜头满足以下条件：

TL/f<1.0

其中，TL为第一透镜物端表面的顶点到第三透镜像端表面的最凸点的距离，f为本发明非球面取像镜头的有效焦距。

如上所述，本发明非球面取像镜头的第二透镜满足以下条件：

Nd2>1.55

其中，Nd2为第二透镜的折射率。

如上所述，本发明非球面取像镜头的第二透镜进一步满足以下条件：

D2/f<0.2

其中，D2为第二透镜的厚度，f为本发明非球面取像镜头的有效焦距。

如上所述，本发明非球面取像镜头的第三透镜的屈光率由中心往边缘，由正转负再转正。第三透镜的物端表面为一凸面，而像端表面为一凹面。

较佳地，本发明非球面取像镜头的第一、第二、第三透镜的物端表面与像端表面均为非球面。

较佳地，本发明非球面取像镜头的第一至第三透镜均由塑料制成。