光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)開始連續(xù)地包括：第一透鏡，具有正折射倍率和朝向物體側(cè)凸起的物體側(cè)表面；第二透鏡，具有負(fù)折射倍率；第三透鏡，具有負(fù)折射倍率；第四透鏡，具有正折射倍率；第五透鏡，具有負(fù)折射倍率和朝向圖像側(cè)凸起的圖像側(cè)表面；以及第六透鏡，具有負(fù)折射倍率和朝向圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)面表面。
【專利說明】光學(xué)系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求如下所述的國內(nèi)優(yōu)先權(quán)申請與國外優(yōu)先權(quán)申請的優(yōu)先權(quán)并且所述優(yōu)先權(quán)申請包含于此以供參考:
[0003]“相關(guān)申請的交叉引用
[0004]本申請要求2012年9月10日提交的韓國專利申請N0.10-2012-0099876和2013年6月25日提交的韓國專利申請N0.10-2013-0072836的權(quán)益，以將它們整體結(jié)合于此的方式包括在此申請中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0005]本發(fā)明涉及一種光學(xué)系統(tǒng)，并且更加特別地，涉及一種由六個透鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0006]通常來說，隨著日益增加的使用以及通過通信技術(shù)提供的服務(wù)的多元化，諸如移動通信終端、PDA、以及智能電話等移動通信裝置變得除了具有基本通信功能以外還具有多種額外的功能。
[0007]具體地，安裝于移動通信裝置的相機(jī)模塊除了用于使用單一聚焦的簡單拍照外，作為用于高清攝像、自動對焦調(diào)整和QR碼識別的各種會聚裝置的需求日益增加。
[0008]此外，隨著相機(jī)模塊的尺寸逐漸減小，因而需要更高分辨率，并且隨著移動通信裝置的降價(jià)，相機(jī)模塊的制造成本逐漸降低。
[0009]為了降低相機(jī)模塊的單價(jià)，首先，優(yōu)選地降低透鏡組的制造成本，所述透鏡組構(gòu)成嵌入于相機(jī)模塊的光學(xué)系統(tǒng)。然而，為了滿足關(guān)于改進(jìn)分辨率方面的上述條件，應(yīng)通過應(yīng)用具有高光學(xué)性能的玻璃透鏡構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)，但由于使用多片昂貴的玻璃透鏡而導(dǎo)致不可能降低相機(jī)模塊的制造成本。
[0010]此外，當(dāng)采用多個玻璃透鏡來克服分辨率問題時(shí)，不可能降低光學(xué)系統(tǒng)的重量。
[0011]相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:韓國專利公開第2011-24872號
【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]因此，為了克服傳統(tǒng)移動照相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)中出現(xiàn)的上述缺點(diǎn)和問題而提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)能夠以通過使用六個非球面塑料透鏡來構(gòu)造光學(xué)系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)高分辨率并且降低制造成本。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)該目的,根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)開始順序地包括:第一透鏡，所述第一透鏡具有正折射倍率(refractive power,屈光度)和朝向物體側(cè)凸起的物體側(cè)表面；第二透鏡，所述第二透鏡具有負(fù)折射倍率；第三透鏡，所述第三透鏡具有負(fù)折射倍率；第四透鏡，所述第四透鏡具有正折射倍率；第五透鏡，所述第五透鏡具有負(fù)折射倍率和朝向圖像側(cè)凸起的圖像側(cè)表面；以及第六透鏡，所述第六透鏡具有負(fù)折射倍率和朝向圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面。
[0016]此外，光學(xué)系統(tǒng)相對于色象差方面的條件滿足以下條件表達(dá)式。
[0017][條件表達(dá)式1] |V3-V2| <41
[0018]在此，V3是第三透鏡的色散系數(shù)(Abbe number，阿貝數(shù))，并且V2是第二透鏡的色散系數(shù)。
[0019]此外，光學(xué)系統(tǒng)相對于光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件方面滿足以下條件表達(dá)式。
[0020][條件表達(dá)式2] TTL/F<1.5
[0021]在此，TTL是從第一透鏡至圖像平面的距離，并且F是整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
[0022]此外，光學(xué)系統(tǒng)相對于根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的焦距比例的小型化方面的條件滿足以下條件表達(dá)式。
[0023][條件表達(dá)式3]1〈|?6作|〈6
[0024]在此，F(xiàn)6是第六透鏡的焦距，并且F是整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
[0025]此外，光學(xué)系統(tǒng)相對于根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的曲率半徑的小型化方面的條件滿足以下條件表達(dá)式。
[0026][條件表達(dá)式4]0〈(R7+R10)/ (R7 -R10)<1.3
[0027]在此，R7是第四透鏡的物體側(cè)表面的曲率半徑，并且RlO是第五透鏡的上表面的
曲率半徑。
[0028]此外,光學(xué)系統(tǒng)相對于光學(xué)系統(tǒng)的象差修正方面的條件滿足以下條件表達(dá)式。
[0029][條件表達(dá)式5] I R7/F |〈5
[0030]在此，R7是第四透鏡的物體側(cè)表面的曲率半徑，并且F是整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
[0031]此外，光學(xué)系統(tǒng)相對于光學(xué)系統(tǒng)的色象差修正方面的條件滿足以下條件表達(dá)式。
[0032][條件表達(dá)式6] I Nd2_Nd5 |〈0.11
[0033]在此，Nd2是第二透鏡在d-線波長(587.6nm)下的折射率，并且Nd5是第五透鏡在d線波長(587.6nm)下的折射率。
[0034]此外,光學(xué)系統(tǒng)相對于光學(xué)系統(tǒng)的球面象差修正方面的條件滿足以下條件表達(dá)式。
[0035][條件表達(dá)式7] F3/F〈_5
[0036]在此，F(xiàn)3是第三透鏡的焦距，并且F是整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
[0037]并且第一至第六透鏡可以是塑料透鏡，并且第一至第六透鏡中每個的兩個表面均可為非球面表面。
[0038]濾光器還可以包括在第六透鏡與圖像平面之間，所述濾光器由覆蓋有紅外截止濾光器的護(hù)罩玻璃構(gòu)成，所述紅外截止濾光器用于阻斷包含在從外部引進(jìn)的光中的過多紅外線。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]通過結(jié)合其附圖給出的下面實(shí)施方式的描述，本發(fā)明的一般創(chuàng)造性構(gòu)思的這些和/或其它方面與優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見并且更容易理解:[0040]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)的透鏡設(shè)置的構(gòu)造視圖；
[0041]圖2是圖1中所示的光學(xué)系統(tǒng)的MTF圖示；
[0042]圖3是表I和圖1中所示的光學(xué)系統(tǒng)的象差視圖；
[0043]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的用于照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的透鏡設(shè)置的構(gòu)造視圖；
[0044]圖5是圖4中所示的光學(xué)系統(tǒng)的MTF圖示；
[0045]圖6是表3和圖4中所示的光學(xué)系統(tǒng)的象差視圖；
[0046]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的用于照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的透鏡設(shè)置的構(gòu)造視圖；
[0047]圖8是圖7中所示的光學(xué)系統(tǒng)的MTF圖示；
[0048]圖9是表5和圖7中所不的光學(xué)系統(tǒng)的象差視圖；
[0049]圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的用于照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的透鏡設(shè)置的構(gòu)造視圖；
[0050]圖11是圖10中所示的光學(xué)系統(tǒng)的MTF圖示；并且
[0051]圖12是表7和圖10中所不的光學(xué)系統(tǒng)的象差視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]通過參照示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖的以下描述，將清晰領(lǐng)會關(guān)于操作效果的內(nèi)容，所述操作效果包括用于根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的目的的技術(shù)構(gòu)造。
[0053]然而，在各個實(shí)施例的下列透鏡構(gòu)造視圖中，為了詳細(xì)說明本發(fā)明，透鏡的厚度、尺寸、以及形狀可以稍微放大。特別地，透鏡構(gòu)造視圖中示出的球面表面或者非球面表面的形狀是作為一個實(shí)施例而示出的，并且不限于此。
[0054]首先，圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)施例的透鏡構(gòu)造視圖。正如所示，本實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)包括具有正折射倍率的第一透鏡L1、具有負(fù)折射倍率的第二透鏡L2、具有負(fù)折射倍率的第三透鏡L3、具有正折射倍率的第四透鏡L4、具有負(fù)折射倍率的第五透鏡L5、以及具有負(fù)折射倍率的第六透鏡L6。
[0055]這時(shí)，第一透鏡LI可具有物體側(cè)表面朝向物體凸起的形狀、第五透鏡L5可以具有圖像側(cè)表面朝向圖像側(cè)凸起的形狀，并且第六透鏡L6可以具有圖像側(cè)表面朝向圖像側(cè)凹入的形狀。
[0056]此外，濾光器OF可以設(shè)置在第六透鏡L6與圖像平面15之間，所述濾光器由用于阻擋包括在穿過光學(xué)系統(tǒng)的光中的過多的紅外線的紅外濾光片或覆蓋有所述紅外濾光片的護(hù)罩玻璃構(gòu)成。
[0057]此外，在本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)中，所有第一至第六透鏡LI至L6均可以是塑料透鏡，并且第一至第六透鏡LI至L6中每個的一個或者兩個表面可以是非球面表面。
[0058]將構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的至少一個表面形成為非球面的原因是，為了提高設(shè)計(jì)中的自由度以便促進(jìn)包括色象差的象差的修正并減少制造公差。此外，由塑料透鏡形成全部第一透鏡LI到第六透鏡L6的原因是，為了構(gòu)造這樣一種光學(xué)系統(tǒng)，盡管所述光學(xué)系統(tǒng)由多個透鏡構(gòu)成，但由于與玻璃透鏡相比該光學(xué)系統(tǒng)在制造非球面表面方面具有更容易的特性，因而所述光學(xué)系統(tǒng)由于實(shí)現(xiàn)了輕量化而能夠用在移動裝置中并主要安裝于移動裝置。
[0059]同時(shí)，如上所述，本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)在使用以下條件表達(dá)式I和2的多個透鏡的情況下，可執(zhí)行象差修正并達(dá)到小型化。條件表達(dá)式和操作效果將描述如下。
[0060][條件表達(dá)式I ] IV3-V2 I <41
[0061]在此，V3是第三透鏡的色散系數(shù)，并且V2是第二透鏡的色散系數(shù)。
[0062]條件表達(dá)式I是關(guān)于光學(xué)系統(tǒng)的色象差修正的條件。通過將第三透鏡和第二透鏡之間的色散系數(shù)中的差異保持為小于預(yù)定值，可便于色象差修正。這時(shí)，當(dāng)滿足條件表達(dá)式I時(shí)，可使得色象差最小化，并且當(dāng)偏離條件表達(dá)式I的上限時(shí)可能出現(xiàn)色象差。
[0063][條件表達(dá)式2] TTL/F<1.5
[0064]在此，TTL是從第一透鏡至圖像平面的距離，并且F是整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
[0065]作為根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的焦距比例而小型化方面的條件的條件表達(dá)式2，是有關(guān)于從透鏡至上表面的距離與整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距之間的比例方面的條件表達(dá)式。這時(shí)，當(dāng)偏離條件表達(dá)式2的上限時(shí)，難以制造用于移動照相機(jī)的滿足預(yù)定視角要求的緊湊的光學(xué)系統(tǒng)。
[0066][條件表達(dá)式3] 1〈F6/F〈6
[0067]在此，F(xiàn)6是第六透鏡的焦距，并且F是整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
[0068]作為根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的焦距比例的小型化方面的條件的條件表達(dá)式3是第六透鏡的焦距與整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距的比例方面的條件表達(dá)式。這時(shí)，當(dāng)偏離條件表達(dá)式3的上限時(shí)，因?yàn)檎麄€光學(xué)系統(tǒng)的折射倍率減小，所以難以滿足小型化條件，并且當(dāng)偏離條件表達(dá)式3的下限時(shí)，由于偏離了遠(yuǎn)心(telecentric，焦闌)特征，所以難以調(diào)整失真。
[0069][條件表達(dá)式4]0〈(R7+R10)/ (R7 -R10)<1.3
[0070]在此，R7是第四透鏡的物體側(cè)的曲率半徑，并且RlO是第五透鏡的上表面的曲率半徑。
[0071]作為根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡曲率半徑的小型化方面的條件的條件表達(dá)式4是第四透鏡的曲率半徑和第五透鏡的曲率半徑的總和與差值的比例方面的條件表達(dá)式。這時(shí)，當(dāng)偏離條件表達(dá)式4的上限時(shí)，因?yàn)橥哥R的有效直徑增加了，所以難以實(shí)現(xiàn)小型化并且增加了透鏡的敏感度，并且當(dāng)偏離條件表達(dá)式4的下限時(shí)，不可能獲得光學(xué)系統(tǒng)的高分辨率。
[0072][條件表達(dá)式5]R7/F<5
[0073]在此，R7是第四透鏡的物體側(cè)的曲率半徑，并且F是整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
[0074]作為關(guān)于光學(xué)系統(tǒng)的象差修正方面的條件的條件表達(dá)式5是第四透鏡的物體側(cè)的曲率半徑與整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距的比例方面的條件表達(dá)式。這時(shí)，當(dāng)偏離條件表達(dá)式5的上限時(shí)，由于光學(xué)系統(tǒng)的象差修正方面的困難，難以實(shí)現(xiàn)高分辨率。
[0075][條件表達(dá)式6] Nd2-Nd5<0.11
[0076]在此，Nd2是在d-線波長(587.6nm)下第二透鏡的折射率，并且Nd5是在d_線波長(587.6nm)下的第五透鏡的折射率。
[0077]作為光學(xué)系統(tǒng)的色象差修正方面的條件的條件表達(dá)式6是關(guān)于第二透鏡和第五透鏡之間在d-線波長(587.6nm)下的折射率中的差異的條件表達(dá)式。這時(shí)，當(dāng)滿足條件表達(dá)式6的條件時(shí)，有可能實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的高分辨率并且使得色象差最小化。
[0078][條件表達(dá)式7] F3/F〈_5[0079]在此，F(xiàn)3是第三透鏡的焦距，并且F是整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
[0080]作為光學(xué)系統(tǒng)的非球面象差修正條件方面的條件表達(dá)式7是第三透鏡的焦距與整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距的比例方面的條件表達(dá)式。這時(shí)，當(dāng)偏離條件表達(dá)式7的上限時(shí)，由于非球面象差修整的困難，難以實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的高分辨率。
[0081 ] 在下文中，將參考特定數(shù)值實(shí)施例對根據(jù)本發(fā)明的緊湊廣角光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0082]如上所述，以下第一至第四實(shí)施例均包括:第一透鏡LI，具有正折射倍率和朝向物體側(cè)凸起的物體側(cè)表面；第二透鏡L2，具有負(fù)折射倍率；第三透鏡L3，具有負(fù)折射倍率；第四透鏡L4，具有正折射倍率；第五透鏡L5，具有正折射倍率和朝向圖像側(cè)的圖像側(cè)表面；以及第六透鏡L6，具有負(fù)折射倍率和朝向圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面，并且濾光器OF設(shè)置在第六透鏡L6與圖像平面15之間，所述濾光器由紅外濾光片形成或者由覆蓋有紅外濾光片的護(hù)罩玻璃形成。
[0083]此外，第一至第六透鏡LI至L6由塑料透鏡形成，所述塑料透鏡的兩個表面都是非球面表面。
[0084]同時(shí)，通過已知的等式I獲取在下面每個實(shí)施例使用的非球面，并且在二次曲線常數(shù)K以及非球面系數(shù)A、B、C、D、E和F中使用的E和E后面的數(shù)字代表10的冪。例如，E+02表示IO2,并且E-02表示10-2。
[0085]等式I
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)系統(tǒng)，從物體側(cè)開始連續(xù)地包括: 第一透鏡，具有正折射倍率和朝向所述物體側(cè)凸起的物體側(cè)表面； 第二透鏡，具有負(fù)折射倍率； 第三透鏡，具有負(fù)折射倍率； 第四透鏡，具有正折射倍率； 第五透鏡，具有負(fù)折射倍率和朝向圖像側(cè)凸起的圖像側(cè)表面； 以及 第六透鏡，具有負(fù)折射倍率和朝向所述圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)滿足相對于色象差修正方面的條件的以下條件表達(dá)式: [條件表達(dá)式]|V3-V2|〈41， 其中，V3是所述第三透鏡的色散系數(shù)，并且V2是所述第二透鏡的色散系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)滿足相對于所述光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面的條件的以下條件表達(dá)式: [條件表達(dá)式]TTL/F〈1.5， 其中，TTL是從所述第一透鏡至圖像平面的距離，并且F是整個所述光學(xué)系統(tǒng)的焦距。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)滿足相對于根據(jù)所述光學(xué)系統(tǒng)的焦距比在小型化方面的條件的以下條件表達(dá)式: [條件表達(dá)式]1〈|F6/F|〈6， 其中，F(xiàn)6是所述第六透鏡的焦距，并且F是整個所述光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)滿足相對于根據(jù)所述光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的曲率半徑在小型化方面的條件的以下條件表達(dá)式:
[條件表達(dá)式]0< (R7+R10) / (R7 - RlO)〈1.3， 其中，R7是所述第四透鏡的物體側(cè)表面的曲率半徑，并且RlO是所述第五透鏡的上表面的曲率半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)滿足相對于根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的象差修正方面的條件的以下條件表達(dá)式: [條件表達(dá)式]|R7/F|〈5， 其中，R7是所述第四透鏡的物體側(cè)表面的曲率半徑，并且F是整個所述光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)滿足相對于所述光學(xué)系統(tǒng)的色象差修正方面的條件的以下條件表達(dá)式:
[條件表達(dá)式]I Nd2-Nd5 I <0.11, 其中，Nd2是所述第二透鏡在d-線波長(587.6nm)下的折射率，并且Nd5是所述第五透鏡在d_線波長(587.6nm)下的折射率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)滿足相對于所述光學(xué)系統(tǒng)的球面象差修正方面的條件的以下條件表達(dá)式: [條件表達(dá)式]F3/F〈-5， 其中，F(xiàn)3是所述第三透鏡的焦距，并且F是整個所述光學(xué)系統(tǒng)的焦距。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述第一透鏡至第六透鏡是塑料透鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述第一透鏡至第六透鏡的兩個表面均是非球面表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 濾光器，所述濾光器設(shè) 置在所述第六透鏡與所述圖像平面之間，并且所述濾光器由覆蓋有用于阻擋包含在從外面引入的光中的過多紅外線的紅外截止濾光片的護(hù)罩玻璃形成。
【文檔編號】G02B13/00GK103676091SQ201310409781
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月10日
【發(fā)明者】鄭辰花, 趙鏞主, 樸一容 申請人:三星電機(jī)株式會社