成像光学系统的制作方法

本发明涉及一种八片式成像光学系统，适用于包含摄像装置的电子系统中。

背景技术：

成像镜头日益小型化和轻量化，并且分辨率日益提升。然而现有的相机难以在小型化和轻量化的同时实现高分辨率和性能。另一方面，现有技术中多采用非球面校正像差，然而普遍存在非球面数量过多的问题，而且非球面难于制造且成本较高。

技术实现要素：

本发明提供一种能够改善像差并实现高分辨率的成像光学系统，另一方面，希望提供一种非球面数量较少的成像光学系统。

根据本公开的成像光学系统，其由从物方到像方依序排列的前透镜组、和后透镜组组成；前透镜组光焦度为正，后透镜组光焦度为负；其中，前透镜组由第一透镜、第二透镜、第三透镜、和第四透镜组成；后透镜组由第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜组成；光阑位于后透镜组中。且成像光学系统进一步包括截止红外线的红外线截止滤波器（未图示）。进一步地，成像光学系统可进一步包括图像传感器，用于将入射通过成像光学系统的对象的图像转换成电信号。进一步地，成像光学系统可进一步包括调整透镜之间的间隔的间隔保持构件（未图示）。

第一透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；

第二透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；

第三透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；

第四透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；

第五透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；

第六透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；

第七透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；

第八透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面。

且第一透镜与第二透镜胶合。

其中，物侧面以及像侧面为凸面或凹面，应当按照本领域惯用的理解方式，表示透镜物侧面以及像侧面靠近光轴的部分为凸面或凹面。

根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式（1）：

-2.1<f1/f<-2

2<f2/f<2.3

-1.7<f3/f<-1.5

-3<f4/f<-2.5

-1.8<f14/f<-1.5（1）

条件式（1）限定了前透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围，可被用作前透镜组各透镜的设计参考。当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式（1）的上限时，各透镜的屈光力变弱，难以使得镜头模块小型化；当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式（1）的下限时，各透镜的屈光力会过强，使得难以校正球面像差。

根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(2)：

-3<f5/f<-2

-10.5<f6/f<-10

-1.5<f7/f<-1.4

-4<f8/f<-3

6<f58/f<7（2）

条件式(2)限定了后透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围，可被用作后透镜组各透镜的设计参考。当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式（2）的上限时，各透镜的屈光力变弱，难以使得镜头模块小型化；当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式（2）的下限时，各透镜的屈光力会过强，使得难以校正球面像差。

根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(3)：

-0.3<f14/f58<-0.2（3）

条件式（3）限定了前透镜组与后透镜组的总焦距的比值范围，当比值大于条件式（3）的上限时，后透镜组的总长将会增大，光学系统的后焦距也增大，难以使得镜头模块小型化；当比值小于条件式（3）的下限时，前透镜组焦距过小，需要更多的非球面校正像差。

根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(4)：

4<f12/f<5（4）

条件式（4）限定了光学成像系统负透镜与系统总焦距的比值范围，由于光学成像系统仅有第一透镜和第二透镜为负光焦度，当比值大于条件式（4）的上限时，负光焦度的焦距过大，后透镜组难以校正像差；当比值小于条件式（4）的下限时，负光焦度的焦距过小，需要更多的非球面校正像差。

另外，从附图1中可以看到成像光学系统存在内部焦点f1，位于第四透镜内部。

根据本公开的成像光学系统有十个非球面，分别是第一透镜物侧面，第一透镜像侧面，第二透镜像侧面，第三透镜物侧面，第四透镜物侧面，第五透镜物侧面，第五透镜像侧面，第七透镜物侧面，第七透镜像侧面和第八透镜像侧面。现有技术中为校正相差，多采用全部透镜表面为非球面，这种方法校正像差虽然能取得不错的像差校正效果，但是非球面太多，导致制造较为困难，成本较高。本申请由于满足条件式（1）~（4），因此仅需十个非球面即可校正像差。

根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(5)：

35<|v1-v2|<40（5）

这里，v1是第一透镜的阿贝数，v2是第二透镜的阿贝数。

上述条件式限定前透镜组的第一透镜与第二透镜的材料特性，以显著地减小色差。

进一步地，第二透镜、第三透镜和第四透镜采用相同的材料。

采用本申请的成像光学系统，一方面可以实现小型化和轻量化，另一方面，可以采用较少的非球面实现较高的的分辨率和性能。

附图说明

通过结合附图，从下面的描述中，本公开的实施例将会更清楚地被理解：

图1是根据本公开的第一示例性实施例的镜头模块的结构图；

其中，l1~l8表示第一至第八透镜，sto表示光阑，s1~s16表示各表面序号，img表示像面，1为前透镜组，2为后透镜组。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本公开的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本公开，并且本公开不应该被解释为限制于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将会彻底和完整，并可完全地将本公开的范围传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清楚起见，可以放大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终被用于表示相同或相似的元件。

此外，应当注意的是，在本说明书中，第一透镜表示最靠近物方的透镜，第八透镜表示最靠近图像传感器的透镜。进一步地，应当注意的是，术语“前方”表示从镜头模块朝向物方的方向，而术语“后方”表示从镜头模块朝向图像传感器的方向。进一步地，应当注意的是，在每个透镜中，第一表面表示朝向物方的表面（或物方表面），第二表面表示朝向像方的表面（或像方表面）。此外，应当注意的是，在本说明书中，曲率半径的数值、厚度的数值、透镜的厚度的数值的单位都可以是mm。

图1是根据本公开的第一示例性实施例的成像光学系统的结构图。

根据本公开的成像光学系统，其由从物方到像方依序排列的前透镜组g1、和后透镜组g2组成，前透镜组g1光焦度为正，后透镜组g2光焦度为负；其中，前透镜组g1由第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、和第四透镜l4组成；后透镜组g2由第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7和第八透镜l8组成；光阑sto位于后透镜组g2中。且成像光学系统进一步包括截止红外线的红外线截止滤波器（未图示）。进一步地，成像光学系统可进一步包括图像传感器，用于将入射通过成像光学系统的对象的图像转换成电信号。进一步地，成像光学系统可进一步包括调整透镜之间的间隔的间隔保持构件（未图示）。

第一透镜l1为正透镜，物侧面s1为凸面，像侧面s2为凹面；

第二透镜l2为负透镜，物侧面s2为凸面，像侧面s3为凹面；

第三透镜l3为正透镜，物侧面s4为凸面，像侧面s5为凸面；

第四透镜l4为正透镜，物侧面s6为凸面，像侧面s7为凸面；

第五透镜l5为正透镜，物侧面s8为凸面，像侧面s9为凹面；

第六透镜l6为正透镜，物侧面s11为凸面，像侧面s12为凹面；

第七透镜l7为正透镜，物侧面s13为凸面，像侧面s14为凸面；

第八透镜l8为正透镜，物侧面s15为凸面，像侧面s16为凹面。

且第一透镜l1与第二透镜l2胶合。

其中，物侧面以及像侧面为凸面或凹面，应当按照本领域惯用的理解方式，表示透镜物侧面以及像侧面靠近光轴的部分为凸面或凹面。

根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式（1）：

-2.1<f1/f<-2

2<f2/f<2.3

-1.7<f3/f<-1.5

-3<f4/f<-2.5

-1.8<f14/f<-1.5（1）

条件式（1）限定了前透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围，可被用作前透镜组各透镜的设计参考。当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式（1）的上限时，各透镜的屈光力变弱，难以使得镜头模块小型化；当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式（1）的下限时，各透镜的屈光力会过强，使得难以校正球面像差。

根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(2)：

-3<f5/f<-2

-10.5<f6/f<-10

-1.5<f7/f<-1.4

-4<f8/f<-3

6<f58/f<7（2）

条件式(2)限定了后透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围，可被用作后透镜组各透镜的设计参考。当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式（2）的上限时，各透镜的屈光力变弱，难以使得镜头模块小型化；当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式（2）的下限时，各透镜的屈光力会过强，使得难以校正球面像差。

根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(3)：

-0.3<f14/f58<-0.2（3）

条件式（3）限定了前透镜组与后透镜组的总焦距的比值范围，当比值大于条件式（3）的上限时，后透镜组的总长将会增大，光学系统的后焦距也增大，难以使得镜头模块小型化；当比值小于条件式（3）的下限时，前透镜组焦距过小，需要更多的非球面校正像差。

根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(4)：

4<f12/f<5（4）

条件式（4）限定了光学成像系统负透镜与系统总焦距的比值范围，当比值大于条件式（4）的上限时，负光焦度的焦距过大，后透镜组难以校正像差；当比值小于条件式（4）的下限时，负光焦度的焦距过小，需要更多的非球面校正像差。

另外，从附图1中可以看到成像光学系统存在内部焦点f1，位于第四透镜l4内部。

根据本公开的成像光学系统有十个非球面，分别是第一透镜物侧面s1，第一透镜像侧面s2，第二透镜像侧面s3，第三透镜物侧面s4，第四透镜物侧面s6，第五透镜物侧面s8，第五透镜像侧面s9，第七透镜物侧面s13，第七透镜像侧面s14和第八透镜像侧面s16。现有技术中为校正相差，多采用全部透镜表面为非球面，这种方法校正像差虽然能取得不错的像差校正效果，但是非球面太多，导致制造较为困难，成本较高。本申请由于满足条件式（1）~（4），因此仅需十个非球面即可校正像差。

根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(5)：

35<|v1-v2|<40（5）

这里，v1是第一透镜l1的阿贝数，v2是第二透镜l2的阿贝数。

上述条件式限定前透镜组的第一透镜l1与第二透镜l2的材料特性，以显著地减小色差。

进一步地，第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4采用相同的材料。

表1示出成像光学系统的参数（表面序号、曲率半径、透镜的厚度、透镜之间的距离、透镜的折射率、透镜的阿贝数，其中长度单元均为㎜，f数为0.8）。

[表1]

表2为该成像光学系统采用的非球面系数，非球面的函数表达式采用本领域通用的表达式。

[表2]

表3为本实施例的成像光学系统的光学参数。

[表3]

f1~f8为各透镜的焦距，f14为前透镜组的合焦距，f58为后透镜组的合焦距，f12为第一透镜与第二透镜的合焦距，f为整个成像光学系统的焦距。

虽然以上示例性实施例已被示出和描述，但对本领域的技术人员明显的是，在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行修改和变型。