光学系统的制作方法

技术领域

本公开涉及一种光学系统。

背景技术：

最近，移动通信终端已经普遍设置有相机模块，以能够进行图像捕获和视频通话。此外，随着这样的移动通信终端中的相机的功能的水平已逐渐提高，逐渐需要用于移动通信终端中的相机具备更高水平的分辨率和性能。

然而，由于移动通信终端趋于小型化和轻量化，所以在获得具有高水平的分辨率和高水平的性能的相机模块方面存在限制。

为了解决这些问题，最近，相机透镜已经由塑料(比玻璃更轻的材料)形成，并且镜头模块已经由五个或更多个透镜构成，以实现高水平的分辨率。

技术实现要素：

本公开的一方面可提供一种光学系统，在所述光学系统中，增强了像差改善效果，实现了高水平的分辨率并改善了透镜的敏感度。

根据本公开的一方面，一种光学系统可包括：第一透镜，具有正屈光力；第二透镜，具有正屈光力；第三透镜，具有屈光力，并具有凸出的物方表面；第四透镜，具有屈光力；第五透镜，具有屈光力，其中，从物方起顺序地设置第一透镜至第五透镜，由此可改善球面像差和彗形像差，从而在捕获的图像中实现高分辨率，并且增加穿过透镜入射到图像传感器的光量。

根据本公开的另一方面，一种光学系统包括：第一透镜，具有正屈光力；第二透镜，具有正屈光力；第三透镜，具有屈光力；第四透镜，具有屈光力；第五透镜，具有屈光力，并且具有位于第五透镜的有效半径内的至少四个拐 点；图像传感器，将穿过第一透镜至第五透镜入射到图像传感器上的对象的像转换成电信号，其中，从物方起顺序地设置第一透镜至第五透镜以及图像传感器。

其中，条件表达式1被满足：

[条件表达式1]

43°＜(ANG×ImgH)/(Fno×TTL)＜55°

其中，ANG是所述光学系统的视场角，ImgH是图像传感器的成像面的对角线长度，Fno是指示所述光学系统的亮度的常数，TTL是从第一透镜的物方表面到图像传感器的成像面的距离。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特点及优点将被更加清楚地理解，附图中：

图1是根据本公开的第一示例性实施例的光学系统的示图；

图2和图3是具有表示图1中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图4是示出图1中所示的透镜的特性的表格；

图5是示出图1中所示的镜头模块的非球面系数的表格；

图6是根据本公开的第二示例性实施例的光学系统的示图；

图7和图8是具有表示图6中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图9是示出图6中所示的透镜的特性的表格；

图10是示出图6中所示的镜头模块的非球面系数的表格；

图11是根据本公开的第三示例性实施例的光学系统的示图；

图12和图13是具有表示图11中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图14是示出图11中所示的透镜的特性的表格；

图15是示出图11中所示的镜头模块的非球面系数的表格；

图16是根据本公开的第四示例性实施例的光学系统的示图；

图17和图18是具有表示图16中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图19是示出图16中所示的透镜的特性的表格；

图20是示出图16中所示的镜头模块的非球面系数的表格；

图21是根据本公开的第五示例性实施例的光学系统的示图；

图22和图23是具有表示图21中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图24是示出图21中所示的透镜的特性的表格；

图25是示出图21中所示的镜头模块的非球面系数的表格。

具体实施方式

现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。

然而，本公开可以以多种不同的形式来实施，并且不应该被解释为受限于在此阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完整的，并且将本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。

在附图中，为了清晰，可能夸大元件的形状和尺寸，并且将始终使用相同的标号来指示相同或相似的元件。

在附图中，为了便于解释，已经略微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体地，以示例的形式举例说明了附图中示出的球面或非球面的形状。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的那些形状。

在本说明书中，第一透镜指的是最靠近物体的透镜，而第五透镜指的是最靠近成像面的透镜。

此外，每个透镜的第一表面指的是其最靠近物的表面(或物方表面)，每个透镜的第二表面指的是其最靠近成像面的表面(或像方表面)。此外，透镜的曲率半径、厚度等的所有数值以毫米(mm)为单位来表示。

根据本公开的示例性实施例的光学系统可包括五个透镜。

即，所述光学系统可包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。

然而，所述光学系统不限于仅包括五个透镜，而是如果有需要，所述光学系统还可包括其它组件。例如，所述光学系统可包括控制光量的光阑。此外，所述光学系统还可包括将红外线过滤掉的红外截止滤光器。另外，所述光学系统还可包括图像传感器，用于将入射到图像传感器上的对象的像转换成电信号。另外，所述光学系统还可包括调节透镜之间的间隔的间隔保持部 件。

在根据示例性实施例的光学系统中，第一透镜至第五透镜可由塑料形成。

此外，第一透镜至第五透镜中的至少一个可具有非球面。可选地，第一透镜至第五透镜中的每个透镜可具有至少一个非球面。

即，第一透镜至第五透镜的第一表面和第二表面中的至少一个可以是非球面。这里，可由下面的等式1来表示第一透镜至第五透镜的非球面：

[等式1]

$Z=\frac{c{Y}^2}{1+\sqrt{1-(1+K)c^2{Y}^2}}+A{Y}^4+B{Y}^6+C{Y}^8+D{Y}^{10}+E{Y}^{12}+F{Y}^{14}+...$

这里，c是透镜的顶点处的曲率(曲率半径的倒数)，K是圆锥曲线常数，Y是沿着垂直于光轴的方向从透镜的非球面上的某个点到光轴的距离。此外，常数A至F是非球面系数。此外，Z是在距离为Y处的非球面上的某点与如下所述的切平面之间的距离，其中，所述切平面与透镜的非球面的顶点相会。

包括第一透镜至第五透镜的光学系统可从物方起顺序地具有正屈光力的透镜/正屈光力的透镜/负屈光力的透镜/正屈光力或负屈光力的透镜/负屈光力的透镜。

如上所述构造的光学系统可通过像差改善而提高光学性能。此外，如上所述构造的光学系统可通过增大装配透镜时透镜的公差而提高批量生产产量。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式1。

[条件表达式1]

43°＜(ANG×ImgH)/(Fno×TTL)＜55°

这里，ANG是所述光学系统的视场角，ImgH是图像传感器的成像面的对角线长度，Fno是指示所述光学系统的亮度的常数，TTL是从第一透镜的物方表面到图像传感器的成像面的距离。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式2。

[条件表达式2]

0.33＜R1/EFL≤0.39

这里，R1是第一透镜的物方表面的曲率半径，EFL是所述光学系统的总焦距。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件式3。

[条件表达式3]

0.42≤R2/EFL＜0.50

这里，R2是第一透镜的像方表面的曲率半径，EFL是所述光学系统的总焦距。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式4。

[条件表达式4]

0.47≤R3/EFL≤0.88

这里，R3是第二透镜的物方表面的曲率半径，EFL是所述光学系统的总焦距。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式5。

[条件表达式5]

0.65＜TTL/ImgH≤0.75

这里，TTL是从第一透镜的物方表面到图像传感器的成像面的距离，ImgH是图像传感器的成像面的对角线长度。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式6。

[条件表达式6]

Fno≤2.4

这里，Fno是指示所述光学系统的亮度的常数。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式7。

[条件表达式7]

Fno≤2.3

这里，Fno是指示所述光学系统的亮度的常数。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式8。

[条件表达式8]

ANG/Fno≥32°

这里，ANG是所述光学系统的视场角，Fno是指示所述光学系统的亮度的常数。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式9。

[条件表达式9]

v4＜24

这里，v4是第四透镜的阿贝数。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式10。

[条件表达式10]

ANG＞74°

这里，ANG是所述光学系统的视场角。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式11。

[条件表达式11]

ANG＞74.5°

这里，ANG是所述光学系统的视场角。

接下来，将描述根据示例性实施例的构成光学系统的第一透镜至第五透镜。

第一透镜可具有正屈光力。此外，第一透镜可具有物方表面凸出的弯月形状。具体地，第一透镜的第一表面和第二表面可朝向物凸出。

第一透镜的第一表面和第二表面中的至少一个可以为非球面。例如，第一透镜的两个表面均可以为非球面。

第二透镜可具有正屈光力。此外，第二透镜的两个表面均可凸出。

第二透镜的第一表面和第二表面中的至少一个可以为非球面。例如，第二透镜的两个表面均可以为非球面。

第三透镜可具有负屈光力。此外，第三透镜可具有物方表面凸出的弯月形状。具体地，第三透镜的第一表面和第二表面可朝向物凸出。

第三透镜的第一表面和第二表面中的至少一个可以为非球面。例如，第三透镜的两个表面均可以为非球面。

第四透镜可具有正屈光力或负屈光力。此外，第四透镜可具有像方表面凸出的弯月形状。具体地，第四透镜的第一表面可朝向物体凹入，其第二表面可朝向成像面凸出。

第四透镜的第一表面和第二表面中的至少一个可以为非球面。例如，第四透镜的两个表面均可以为非球面。

第五透镜可具有负屈光力。此外，第五透镜可具有物方表面凸出的弯月形状。具体地，第五透镜的第一表面和第二表面可朝向物凸出。

第五透镜的第一表面和第二表面中的至少一个可以为非球面。例如，第五透镜的两个表面均可以为非球面。

此外，第五透镜可具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的 至少一个拐点(inflection point)。例如，第五透镜的第二表面可在近轴区域凹入，并且在其边缘处变为凸出。

此外，第五透镜可具有形成在其有效半径内的至少四个拐点。

在如上所述构造的光学系统中，多个透镜执行像差校正功能，从而可以改善像差特性。例如，第一透镜和第二透镜可具有正屈光力，以校正球面像差；第二透镜的像方表面可凸出，以平滑地校正彗形像差。

此外，在所述光学系统中，可在装配透镜时增大透镜的公差，以改善透镜的敏感度并提高批量生产产量。

此外，在所述光学系统中，所有透镜由塑料形成，从而可降低制造镜头模块所需的成本，并且可提高镜头模块的制造效率。

将参照图1至图5描述根据本公开的第一示例性实施例的光学系统。

根据第一示例性实施例的光学系统可包括第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150，并且还可包括红外线截止滤波器160和图像传感器170。

这里，在图4中示出了透镜的各种特性(曲率半径、透镜的厚度或透镜之间的距离、折射率、阿贝数、有效半径和焦距f)。

在第一示例性实施例中，第一透镜110可具有正屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。第二透镜120可具有正屈光力，并且具有均凸出的两个表面。第三透镜130可具有负屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。第四透镜140可具有负屈光力，并且具有像方表面凸出的弯月形状。第五透镜150可具有负屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。此外，第五透镜150可具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。此外，第五透镜150可具有位于其有效半径内的至少四个拐点。

同时，第一透镜110至第五透镜150的各个表面可具有如图5中所示的非球面系数。即，第一透镜110的第一表面至第五透镜150的第二表面中的所有表面可以是非球面。

此外，如上所述构造的光学系统可具有图2和图3中所示的像差特性。

将参照图6至图10描述根据本公开的第二示例性实施例的光学系统。

根据第二示例性实施例的光学系统可包括第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240和第五透镜250，并且还可包括红外截止滤光器260和图像传感器270。

这里，在图9中示出了透镜的各种特性(曲率半径、透镜的厚度或透镜之间的距离、折射率、阿贝数、有效半径和焦距f)。

在第二示例性实施例中，第一透镜210可具有正屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。第二透镜220可具有正屈光力，并且具有均凸出的两个表面。第三透镜230可具有负屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。第四透镜240可具有负屈光力，并且具有像方表面凸出的弯月形状。第五透镜250可具有负屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。此外，第五透镜250可具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。此外，第五透镜250可具有位于其有效半径内的至少四个拐点。

同时，第一透镜210至第五透镜250的各个表面可具有如图10中所示的非球面系数。即，第一透镜210的第一表面至第五透镜250的第二表面中的所有表面可以是非球面。

此外，如上所述构造的光学系统可具有图7和图8中所示的像差特性。

将参照图11至图15描述根据本公开的第三示例性实施例的光学系统。

根据第三示例性实施例的光学系统可包括第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340和第五透镜350，并且还可包括红外截止滤光器360、图像传感器370和光阑ST。

这里，在图14中示出了透镜的各种特性(曲率半径、透镜的厚度或透镜之间的距离、折射率、阿贝数、有效半径和焦距f)。

在第三示例性实施例中，第一透镜310可具有正屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。第二透镜320可具有正屈光力，并且具有均凸出的两个表面。第三透镜330可具有负屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。第四透镜340可具有正屈光力，并且具有像方表面凸出的弯月形状。第五透镜350可具有负屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。此外，第五透镜350可具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。此外，第五透镜350可具有位于其有效半径内的至少四个拐点。此外，可将光阑ST设置在第一透镜310与第二透镜320之间。

同时，第一透镜310至第五透镜350的各个表面可具有如图15中所示的非球面系数。即，第一透镜310的第一表面至第五透镜350的第二表面中的所有表面可以是非球面。

此外，如上所述构造的光学系统可具有图12和图13中所示的像差特性。

将参照图16至图20描述根据本公开的第四示例性实施例的光学系统。

根据第四示例性实施例的光学系统可包括第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440和第五透镜450，并且还可包括红外截止滤光器460和图像传感器470。

这里，在图19中示出了透镜的各种特性(曲率半径、透镜的厚度或透镜之间的距离、折射率、阿贝数、有效半径和焦距f)。

在第四示例性实施例中，第一透镜410可具有正屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。第二透镜420可具有正屈光力，并且具有均凸出的两个表面。第三透镜430可具有负屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。第四透镜440可具有负屈光力，并且具有像方表面凸出的弯月形状。第五透镜450可具有负屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。此外，第五透镜450可具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。此外，第五透镜450可具有位于其有效半径内的至少四个拐点。

同时，第一透镜410至第五透镜450的各个表面可具有如图20中所示的非球面系数。即，第一透镜410的第一表面至第五透镜450的第二表面中的所有表面可以是非球面。

此外，如上所述构造的光学系统可具有图17和图18中所示的像差特性。

将参照图21至图25描述根据本公开的第五示例性实施例的光学系统。

根据第五示例性实施例的光学系统可包括第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540和第五透镜550，并且还可包括红外截止滤光器560和图像传感器570。

这里，在图24中示出了透镜的各种特性(曲率半径、透镜的厚度或透镜之间的距离、折射率、阿贝数、有效半径和焦距f)。

在第五示例性实施例中，第一透镜510可具有正屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。第二透镜520可具有正屈光力，并且具有均凸出的两个表面。第三透镜530可具有负屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。第四透镜540可具有负屈光力，并且具有像方表面凸出的弯月形状。第五透镜550可具有负屈光力，并且具有物方表面凸出的弯月形状。此外，第五透镜550可具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。此外，第五透镜550可具有位于其有效半径内的至少四个拐点。

同时，第一透镜510至第五透镜550的各个表面可具有如图25中所示的 非球面系数。即，第一透镜510的第一表面至第五透镜550的第二表面中的所有表面可以是非球面。

此外，如上所述构造的光学系统可具有如图22和图23中所示的像差特性。

同时，从表1中可以理解，根据本公开的第一示例性实施例至第五示例性实施例的光学系统满足如上所述的条件表达式1至条件表达式11。因此，可以提高镜头的光学性能。

[表1]

如上所述，在根据本公开的示例性实施例的光学系统中，可增强像差改善效果，可实现高水平的分辨率，并且可改善透镜对装配公差的敏感度。

虽然上面已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说明显的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行修改和变型。