光学成像系统的制作方法

技术领域：
以下描述涉及一种包括多个透镜的光学成像系统。
背景技术：
：安装在便携式终端的相机模块中的光学成像系统包括多个透镜。作为示例，光学成像系统可包括五个或更多个透镜，以允许光学成像系统捕获具有高水平的分辨率的图像。为了实现双相机系统，需要具有宽视场角的相机模块和具有窄视场角的相机模块。近来，已显著地进行了具有宽视场角的相机模块的研发。然而，还未积极地进行具有窄视场角的相机模块的研发。因此，需要研发一种适用于具有窄视场角的相机模块的光学成像系统。技术实现要素：提供该
发明内容以简化形式来介绍选择的发明构思，以下在具体实施方式中进一步描述该发明构思。本
发明内容无意于限定所要求保护的主题的主要特征和必要特征，也无意被用于帮助确定所要求保护的主题的范围。根据实施例，提供一种光学成像系统，所述光学成像系统包括：第一透镜，包括凸出的物方表面和凹入的像方表面；第二透镜，包括凹入的物方表面和凹入的像方表面；第三透镜，包括凹入的物方表面；第四透镜，包括凹入的物方表面；第五透镜，包括凹入的物方表面和凹入的像方表面，其中，第一透镜至第五透镜从物方朝向成像面顺序地设置。第一透镜可具有正屈光力。第二透镜可具有负屈光力。第三透镜可具有正屈光力。第四透镜可具有正屈光力。第五透镜可具有负屈光力。根据另一实施例，提供一种光学成像系统，所述光学成像系统包括：第一透镜，包括凸出的物方表面和凹入的像方表面；第二透镜，包括凹入的像方表面；第三透镜，包括凹入的物方表面；第四透镜，包括凹入的物方表面；第五透镜，包括凹入的物方表面和凹入的像方表面，其中，第一透镜至第五透镜从物方朝向成像面顺序地设置，0.7<TTL/f<1.1，其中，TTL为从第一透镜的像方表面到成像面的距离，f为光学成像系统的总焦距。第一透镜可具有正屈光力。第二透镜可具有负屈光力。第二透镜的物方表面可以为凸面。第四透镜可具有正屈光力。第三透镜的像方表面可以为凸面。第四透镜的像方表面可以为凸面。根据实施例，提供一种光学成像系统，所述光学成像系统包括：第一透镜；第二透镜，包括凹入的像方表面；第三透镜，包括凹入的物方表面和凸出的像方表面；第四透镜，包括凹入的物方表面；第五透镜，包括凹入的物方表面和凹入的像方表面，并且呈弯月状，其中，第一透镜具有与第三透镜和第四透镜的屈光力相同且与第二透镜和第五透镜的屈光力不同的屈光力，第二透镜、第三透镜和第四透镜具有大于1.60的折射率。TTL和f可满足0.7<TTL/f<1.1，其中，TTL为从第一透镜的物方表面到成像面的距离，f为光学成像系统的总焦距。TTL和ImgH可满足1.1<TTL/ImgH，其中，TTL为从第一透镜的物方表面到成像面的距离，ImgH为从成像面的中心到拐角的距离。FOV可满足20°<FOV<35°，其中，FOV为光学成像系统的半视场角的。R1和f可满足0.16<R1/f<2.0，其中，R1为第一透镜的物方表面的曲率半径，f为光学成像系统的总焦距。第一透镜可包括凸出的物方表面和凹入的像方表面。第二透镜可包括凹入的物方表面，第四透镜可包括凸出的像方表面。第二透镜可包括凸出的物方表面，第四透镜可包括凸出的像方表面。第一透镜、第三透镜和第四透镜可具有正屈光力，第二透镜和第五透镜可具有负屈光力。其它特征和方面将通过以下的具体实施方式、附图和权利要求而明显。附图说明通过下面结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其他方面将变得明显，并且更易于理解，在附图中：图1是根据第一实施例的光学成像系统的示图；图2是表示图1中示出的光学成像系统的像差曲线的曲线图；图3是表示图1中示出的光学成像系统的透镜的特性的表格；图4是根据第二实施例的光学成像系统的示图；图5是表示图4中示出的光学成像系统的像差曲线的曲线图；图6是表示图4中示出的光学成像系统的透镜的特性的表格。在整个附图和具体实施方式中，除非另有描述，否则相同的标号将被理解为指示相同的元件、特征和结构。为了清晰、说明及便利，可夸大这些元件的相对尺寸和描绘。具体实施方式提供以下具体实施方式，以帮助读者获得在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及其等同物对于本领域普通技术人员将是明显的。例如，在此描述的操作顺序仅仅是示例，并且其并不局限于在此所阐述的，而是除了必须以特定顺序出现的操作外，可做出对于本领域的普通技术人员将是明显的改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省去对于本领域的普通技术人员公知的功能和结构的描述。在此描述的特征可按照不同的形式实施，并且将不被解释为限制于在此描述的示例。更确切地说，已经提供了在此描述的示例，以使本公开将是彻底的和完整的，并且将把本公开的全部范围传达给本领域的普通技术人员。在整个说明书中，将理解的是，当诸如层、区域或晶圆(基板)的元件被称为“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，所述元件可直接“位于”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的其它元件。相比之下，当元件被称为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的元件或层。相同的标号始终指示相同的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项目中的任何以及全部组合。将明显的是，虽然可在此使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面论述的第一构件、组件、区域、层或部分可称作第二构件、组件、区域、层或部分。为了描述的方便，可在此使用与空间相关的术语(例如，“在……之上”、“上方”、“在……之下”和“下方”等)，以描述如图中示出的一个元件与另一元件的关系。将理解的是，除了图中示出的方位之外，与空间相关的术语意于包括装置在使用或操作时的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“之上”或“上方”的元件将被定位为“在”所述其它元件或特征“之下”或“下方”。因此，术语“在……之上”可根据附图的特定方向而包含“在……之上”和“在……之下”两种方位。装置可被另外定位(旋转90度或处于其它方位)，并可对在此使用的空间相对描述符做出相应解释。在此使用的术语仅用于描述各种实施例，并且无意于限制本发明构思。除非上下文中另外清楚地指明，否则如在此使用的单数形式也意于包括复数形式。还将理解的是，在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，列举存在所述的特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组合，而不排除存在或增加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组合。在下文中，将参照示出了本发明构思的实施例的示意图来描述本本发明构思的实施例。在附图中，例如，由于制造技术和/或公差，可估计所示出的形状的修改。因此，本发明构思的实施例不应被理解为受限于在此示出的区域的特定形状，而是应被理解为包括例如由于制造导致的形状的改变。以下的实施例也可由一个或它们的组合而构成。以下描述的各个实施例可具有多种构造，并且在此仅提供所需的构造，但不限于此。此外，每个透镜的最靠近物的表面称作第一表面或物方表面，每个透镜的最靠近成像面的表面称作第二表面或像方表面。相关领域技术人员将理解的是，可使用其它计量单位。此外，在本说明书中，透镜的所有曲率半径、厚度、从第一透镜的第一表面到图像传感器的光轴距离(OAL，opticalaxisdistance)、光阑与图像传感器之间在光轴上的距离(SL)、像高或成像面的对角线长度的1/2(IMGH，imageheight)和后焦距(BFL，backfocuslength)以及光学系统的总焦距和每个透镜的焦距均以毫米(mm)为单位来表示。此外，透镜的厚度、透镜之间的间距、OAL和SL是基于透镜的光轴而测量的距离。此外，在对透镜的形状的描述中，透镜的表面为凸面的意思是相应表面的光轴部分凸出，透镜的表面为凹面的意思是相应表面的光轴部分凹入。因此，即使在描述为透镜的一个表面为凸面的情况下，所述透镜的所述表面的边缘部分也可凹入。同样，即使在描述为透镜的一个表面为凹面的情况下，所述透镜的所述表面的边缘部分也可凸出。换句话说，透镜的近轴区可凸出，而透镜的位于近轴区之外的剩余部分变得凸出、凹入或平坦。此外，透镜的近轴区可凹入，而透镜的位于近轴区之外的剩余部分变得凸出、凹入或平坦。在根据实施例的光学系统中，第一透镜至第五透镜由包括玻璃、塑料或其它相似类型的聚碳酸酯材料的材料形成。在另一实施例中，第一透镜至第五透镜中的至少一个由与形成第一透镜至第五透镜中的其它透镜的材料不同的材料形成。光学成像系统包括具有多个透镜的光学系统。例如，所述光学成像系统的光学系统可包括具有屈光力的五个透镜。然而，所述光学成像系统不限于仅包括具有屈光力的透镜。例如，所述光学成像系统可包括用于控制光量的光阑。此外，所述光学成像系统还可包括对红外光进行过滤的红外截止滤光器。此外，所述光学成像系统还可包括图像传感器(例如，成像器件)，被构造为将对象的穿过所述光学系统入射到图像传感器的像转换成电信号。此外，所述光学成像系统还可包括调节透镜之间的间隔的间隔保持构件。第一透镜至第五透镜由具有与空气的折射率不同的折射率的材料形成。例如，第一透镜至第五透镜由塑料或玻璃形成。第一透镜至第五透镜中的至少一个透镜具有非球面形状。作为一个示例，仅第一透镜至第五透镜中的第五透镜具有非球面形状。此外，第一透镜至第五透镜中的所有透镜的至少一个表面为非球面。在示例中，每个透镜的非球面表面通过下面的等式1来表示：[等式1]在该等式中，c为透镜的曲率半径的倒数，K为圆锥曲线常数，r为从透镜的非球面表面上的某点到光轴的距离，A至J为非球面常数，Z为透镜的非球面表面上的距光轴的距离为r处的某点和切平面之间的距离，其中，所述切平面与透镜的所述非球面表面的顶点相交。根据实施例的光学成像系统包括五个透镜、滤光器、图像传感器和光阑。接下来，将描述上述组件。第一透镜具有屈光力。例如，第一透镜具有正屈光力。第一透镜呈弯月状。例如，第一透镜的物方表面为凸面，并且其像方表面为凹面。在可选的实施例中，第一透镜的像方表面为平坦的或大致为平坦的。第一透镜具有非球面表面。例如，第一透镜的两个表面为非球面。第一透镜由具有高透光率和优良的可加工性的材料形成。例如，第一透镜由塑料形成。然而，第一透镜的材料不限于塑料。例如，第一透镜可由玻璃形成。第二透镜具有屈光力。例如，第二透镜具有负屈光力。第二透镜呈弯月状。例如，第二透镜的像方表面为凹面。在一个示例中，第二透镜的像方表面在近轴区凹入并在其边缘部分逐渐地变平坦。第二透镜的物方表面为凹面。在可选的示例中，第二透镜的物方表面为平坦的或大致为平坦的。第二透镜具有非球面表面。例如，第二透镜的像方表面为非球面。第二透镜由具有高透光率和优良的可加工性的材料形成。例如，第二透镜由塑料形成。然而，第二透镜的材料不限于塑料。例如，第二透镜可由玻璃形成。第二透镜由具有高折射率的材料形成。例如，第二透镜的折射率可以为1.60或更大。第二透镜可具有小的阿贝数。例如，第二透镜的阿贝数为30或更小。如上所述构造的第二透镜有效地改善由第一透镜导致的色差。第三透镜具有屈光力。例如，第三透镜具有正屈光力。第三透镜呈弯月状。例如，第三透镜的物方表面为凹面，并且其像方表面为凸面。第三透镜具有非球面表面。例如，第三透镜的两个表面可以为非球面。第三透镜由具有高透光率和优良的可加工性的材料形成。例如，第三透镜由塑料形成。然而，第三透镜的材料不限于塑料。例如，第三透镜可由玻璃形成。第三透镜由具有高折射率的材料形成。例如，第三透镜的折射率为1.60或更大。第三透镜可具有小的阿贝数。例如，第三透镜的阿贝数为30或更小。第四透镜具有屈光力。例如，第四透镜具有正屈光力。第四透镜呈弯月状。例如，第四透镜的物方表面为凹面，并且其像方表面为凸面。在一个示例中，第四透镜的物方表面在近轴区凹入且在其边缘部逐渐地变平坦。第四透镜具有非球面表面。例如，第四透镜的两个表面为非球面。第四透镜由具有高透光率和优良的可加工性的材料形成。例如，第四透镜由塑料形成。然而，第四透镜的材料不限于塑料。例如，第四透镜可由玻璃形成。第四透镜由具有高折射率的材料形成。例如，第四透镜的折射率为1.60或更大。第四透镜可具有小的阿贝数。例如，第四透镜的阿贝数为30或更小。第五透镜具有屈光力。例如，第五透镜具有负屈光力。第五透镜呈弯月状。例如，第五透镜的物方表面和像方表面这两者为凹面。第五透镜具有非球面表面。例如，第五透镜的两个表面为非球面。第五透镜由具有高透光率和优良的可加工性的材料形成。例如，第五透镜可由塑料形成。然而，第五透镜的材料不限于塑料。例如，第五透镜可由玻璃形成。第一透镜的屈光力可与第三透镜和第四透镜的屈光力相同，并且与第二透镜和第五透镜的屈光力不同。相关技术中的普通技术人员将理解的是，第一至第五透镜中的每个可按照与上面描述的构造的屈光力相反的屈光力而构造。例如，在可选的构造中，第一透镜具有负屈光力，第二透镜具有正屈光力，第三透镜具有负屈光力，第四透镜具有负屈光力，第五透镜具有正屈光力。可实现对于上述实施例的屈光力的其它变化。滤光器对通过第一透镜至第五透镜入射的部分波长的入射光进行过滤。例如，滤光器滤除入射光中的红外波长的光。图像传感器可实现13兆像素的高分辨率图像。例如，构成图像传感器的像素的单元尺寸可以为1.12μm或更小。光阑被设置为调节入射到透镜的光的量。例如，光阑与第一透镜的物方表面相邻设置。然而，本领域技术人员将理解的是，光阑可置于其它位置(例如，透镜之间)，并且可实现多于一个光阑。光学成像系统满足下面的条件式1至条件式4：[条件式1]0.7<TTL/f<1.1[条件式2]1.1<TTL/ImgH[条件式3]20°<FOV<35°[条件式4]0.16<R1/f<2.0.在一个示例中，TTL为从第一透镜的物方表面到成像面的距离，f为光学成像系统的总焦距，ImgH为从成像面到中心到拐角的距离，FOV为光学成像系统的半视场角(单位为：度(°))，R1为第一透镜的物方表面的曲率半径。满足上面的条件式1至条件式4的光学成像系统容易被制造，并且可安装在小的终端中。此外，在一个实施例中，第一透镜至第五透镜中的每个可以为如上所述构成的单独的透镜。透镜之间的距离可变。在另一实施例中，第一透镜至第五透镜中的至少一个可以与第一透镜至第五透镜中的另外一个可操作地连接或接触。将参照图1描述根据第一实施例的光学成像系统。根据第一实施例的光学成像系统100包括具有第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150的光学系统。此外，光学成像系统100包括滤光器160、图像传感器170和光阑ST。在实施例中，第一透镜110具有正屈光力，并且其物方表面为凸面且其像方表面为凹面。例如，第一透镜110的物方表面在近轴区凸出，第一透镜110的像方表面在近轴区凹入。第二透镜120具有负屈光力，并且其两个表面为凹面。例如，第二透镜120的物方表面在近轴区凹入，第二透镜120的像方表面在近轴区凹入。第三透镜130具有正屈光力，并且其物方表面为凹面且其像方表面为凸面。例如，第三透镜130的物方表面在近轴区凹入，第三透镜130的像方表面在近轴区凸出。第四透镜140具有正屈光力，并且其物方表面为凹面且其像方表面为凸面。例如，第四透镜140的物方表面在近轴区凹入，第四透镜140的像方表面在近轴区凸出。第五透镜150具有负屈光力，并且其两个表面为凹面。例如，第五透镜150的物方表面在近轴区凹入，第五透镜150的像方表面在近轴区凹入。光阑ST与第一透镜的物方表面相邻地设置。如上所述构造的光学成像系统可表现出如图2所示的像差特性。图3是表示根据第一实施例的光学成像系统的透镜的特性的表格。将参照图4描述根据第二实施例的光学成像系统。根据第二实施例的光学成像系统200包括具有第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240和第五透镜250的光学系统。此外，光学成像系统200包括滤光器260、图像传感器270和光阑ST。在实施例中，第一透镜210具有正屈光力，并且其物方表面为凸面且其像方表面为凹面。例如，第一透镜210的物方表面在近轴区凸出，第一透镜210的像方表面在近轴区凹入。第二透镜220具有负屈光力，并且其物方表面为凸面且其像方表面为凹面。例如，第二透镜220的物方表面在近轴区凸出，第二透镜220的像方表面在近轴区凹入。第三透镜230具有正屈光力，并且其物方表面为凹面且其像方表面为凸面。例如，第三透镜230的物方表面在近轴区凹入，第三透镜230的像方表面在近轴区凸出。第四透镜240具有正屈光力，并且其物方表面为凹面且其像方表面为凸面。例如，第四透镜240的物方表面在近轴区凹入，第四透镜240的像方表面在近轴区凸出。第五透镜250具有负屈光力，并且其两个表面为凹面。例如，第五透镜250的物方表面在近轴区凹入，第五透镜250的像方表面在近轴区凹入。光阑ST与第一透镜的物方表面相邻地设置。如上所述构造的光学成像系统可表现出如图5所示的像差特性。图6是表示根据第二实施例的光学成像系统的透镜的特性的表格。表1表示根据第一实施例和第二实施例的光学成像系统的光学特性。光学成像系统的总焦距可大体上被确定在5.60mm至5.90mm的范围内。在光学成像系统中，第一透镜的焦距(f1)可大体上被确定在2.70mm至3.20mm的范围内。在光学成像系统中，第二透镜的焦距(f2)可大体上被确定在-6.0mm至-4.0mm的范围内。在光学成像系统中，第三透镜的焦距(f3)可大体上被确定在10.0mm至24.0mm的范围内。在光学成像系统中，第四透镜的焦距(f4)可大体上被确定在11.0mm至15.0mm的范围内。在光学成像系统中，第五透镜的焦距(f5)可大体上被确定在-5.0mm至-4.0mm的范围内。在光学成像系统中，光学系统的总长度可大体上被确定在5.40mm至5.90mm的范围内。光学成像系统的半视场角可以在21.0度至24.0度的范围内。[表1]备注第一实施例第二实施例f12.793.14f2-4.13-5.48f311.7523.03f413.911.88f5-4.2-4.64TTL5.855.45f5.805.70F数2.602.60FOV22.023.0ImgH2.402.30表2表示根据第一示例性实施例和第二示例性实施例的光学成像系统的条件式的值。[表2]备注条件式第一实施例第二实施例1TTL/f1.0090.9562TTL/ImgH2.4382.3703FOV22.023.04R1/f0.2520.266如表2所示，根据第一实施例和第二实施例的光学成像系统可满足上面的条件式。如上所述，根据本公开的实施例，可实现具有窄视场且具有短长度的光学成像系统。虽然本公开包括特定示例，但是对于本领域普通技术人员将明显的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可对这些示例做出形式和细节上的各种改变。在此描述的示例将仅被视为描述性意义，而并不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被视为可适用于其它示例中相似的特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果以不同的方式来组合描述的系统、架构、装置或电路中的组件，和/或通过其它的组件或它们的等同物替换或者增加组件，则可实现合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且权利要求及其等同物范围内的全部变型将被解释为包括在本公开中。当前第1页1 2 3