成像镜头系统的制作方法

文档序号:9470596阅读:257来源:国知局
成像镜头系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及成像镜头系统。
【背景技术】
[0002] 使用例如电荷稱合装置(chargecoupleddevice,CO))或互补金属氧化物半导体 (complementarymetaloxidesemiconductor,CMOS)图像传感器等固态图像传感器的相 机已迅速普及。
[0003] 为了提高相机的分辨率,必须提高固态图像传感器的像素集成度。且,随着相机由 于内置到其中的镜头光学器件的性能的提高而变得更小且更轻,相机正广泛集成到各种移 动装置中。
[0004] 在这些相机中所包含的镜头光学器件中,当镜头的数量增加时,可获得所要的性 能;然而,增加镜头的数量不适用于较低成本的小型且轻型的相机。因此,适用于获得小型 且轻型的相机的所要的性能的设计是必要的。
[0005] 在这种镜头设计中,正广泛地使用通过使用两到四个镜头来实现固定焦距镜头系 统的方法,且考虑到每一状况下的优点和所要的性能的规格来确定个别镜头的结构。举例 来说,如果使用两个镜头,那么由于像素的大小减小,因此可能无法充分地校正像差。如果 使用四个镜头,那么可充分地校正像差,但镜头系统的总长度增大。
[0006] 因此,正提出通过使用少量镜头(S卩,两到四个镜头)来满足所要的性能规格(例 如,焦距、视角和像差校正)的各种设计。

【发明内容】

[0007] 本发明提供一种包含三个镜头的成像镜头系统。
[0008] 根据本发明的一方面,提供一种成像镜头系统,从物侧到图像平面侧依序包含:第 一镜头,具有正屈光力;第二镜头,具有负屈光力;以及第三镜头,具有负屈光力,其中视角 9可满足以下条件,
[0009] 0? 3〈|tan0 |〈0. 8。
[0010] 所述成像镜头系统可还满足以下条件:
[0011] 9. 5〈TTL/BFL〈10.5,
[0012] 其中TTL表示从所述第一镜头的物侧表面到图像平面的距离,且BFL表示从所述 第三镜头的像侧表面到所述图像平面的距离。
[0013] 所述成像镜头系统可还满足以下条件:
[0014] 0. 7<TTL/f<l. 5,
[0015] 其中TTL表示从所述第一镜头的物侧表面到所述图像平面的距离,且f表示所述 成像镜头系统的焦距。
[0016] 所述成像镜头系统可还满足以下条件:
[0017] 0. 7<TTL/f<l. 5,
[0018] 其中TTL表示从所述第一镜头的物侧表面到所述图像平面的距离,且f表示所述 成像镜头系统的焦距。
[0019] 所述成像镜头系统可还满足以下条件:
[0020] I. 0〈D1/D3〈2. 0,
[0021] 其中Dl表示所述物侧处的所述第一镜头的半孔径,且D3表示所述图像平面侧处 的所述第三镜头的半孔径。
[0022] 所述第一镜头在所述第一镜头、所述第二镜头和所述第三镜头中可具有最大半孔 径。
[0023] 所述第二镜头在所述第一镜头、所述第二镜头和所述第三镜头中可具有最小半孔 径。
[0024] 所述第一镜头可具有凸向所述物侧的弯月面形状。
[0025] 所述第二镜头可具有凸向所述物侧的弯月面形状。
[0026] 所述第三镜头可具有凸向所述图像平面侧的弯月面形状。
[0027] 所述第三镜头可具有至少一个非球面。
[0028] 所述第三镜头可具有多个反曲点。
[0029] 所述第二镜头可具有至少一个非球面。
[0030] 所述第二镜头可具有多个反曲点。
[0031] 所述第一镜头可具有至少一个非球面。
[0032] 所述第一镜头、所述第二镜头和所述第三镜头可由塑料材料形成。
[0033] 光阑可设置在所述第一镜头与所述第二镜头之间。
[0034] 透红外线(IR)滤光片可设置在所述第三镜头与图像平面之间。
[0035] 根据本发明的另一方面,提供一种成像设备,包含:根据上文描述的成像镜头系 统;以及图像传感器,用于将由所述成像镜头系统形成的光学图像转换为电信号。
[0036] 根据上文描述,可配置具有优良光学性能和小型且轻型的结构的成像镜头系统, 且成像镜头系统可用于具有将由成像镜头系统形成的光学图像转换为电信号的图像传感 器的各种成像设备中。
【附图说明】
[0037] 图1为展示根据本发明的一实施例的成像镜头系统的光学布置的图式。
[0038] 图2为展示根据本发明的实施例的成像镜头系统的纵向方向上的球面像差、场曲 率和失真的像差图。
[0039] 图3为展示根据本发明的另一实施例的成像镜头系统的光学布置的图式。
[0040] 图4为展示图3的成像镜头系统的纵向方向上的球面像差、场曲率和失真的像差 图。
[0041] 图5为展示根据本发明的另一实施例的成像镜头系统的光学布置的图式。
[0042] 图6为展示图5的成像镜头系统的纵向方向上的球面像差、场曲率和失真的像差 图。
[0043] 主要元件标号说明:
[0044] 100 :第一镜头
[0045] 200 :第二镜头
[0046] 300 :第三镜头
[0047] 400 :透红外线(IR)滤光片
[0048] 頂G:图像平面
[0049]OBJ:物
[0050]ST:光阑
【具体实施方式】
[0051] 下文中,将通过参看附图解释本发明的优选实施例来详细地描述本发明。图中相 似参考数字表示相似元件。
[0052] 图1、图3和图5为展示根据本发明的实施例的成像镜头系统的图式。
[0053] 参看图1、图3和图5,成像镜头系统包含:第一镜头100,具有正屈光力;第二镜头 200,具有负屈光力;以及第三镜头300,具有负屈光力,第一镜头100、第二镜头200和第三 镜头300从物OBJ侧到图像平面頂G侧依序布置。
[0054] 成像镜头系统的视角0满足以下条件。
[0055] 0. 3<Itan0|<0. 8 (1)
[0056] 上述条件(1)定义成像镜头系统的视角。在大于上限的范围中,球面像差和彗形 像差(comaaberration)增大。在小于下限的范围中,球面像差和彗形像差减小,但视角过 度减小。
[0057] 成像镜头系统可还满足以下条件。
[0058] 9. 5<TTL/BFL<10. 5 (2)
[0059] 此处,TTL表示成像镜头系统的总长度,S卩,从第一镜头100的物侧表面到图像平 面MG的距离,且BFL表示后焦距,S卩,从第三镜头300的像侧表面到图像平面頂G的距离。
[0060] 成像镜头系统可还满足以下条件。
[0061] 0. 7<TTL/f<l. 5 (3)
[0062] 此处,TTL表示从第一镜头100的物侧表面到图像平面頂G的距离,且f表示成像 镜头系统的焦距。
[0063] 上述条件⑵和(3)为用于实现紧凑成像镜头系统的条件。条件⑵和(3)分别 表示总长度与后焦距的比率,以及总长度与整个焦距的比率。在大于条件(2)和(3)中的 每一个中的上限的范围中,球面像差可减小;然而,成像镜头系统的总长度变得过长。另一 方面,在小于条件(2)和(3)中的每一个中的下限的范围中,成像镜头系统变得紧凑;然而 难以校正球面像差。
[0064] 成像镜头系统可还满足以下条件。
[0065]I. 0<D1/D3<2. 0 (4)
[0066] 此处,Dl表示物OBJ侧处的第一镜头100的半孔径,D3表示图像平面頂G侧处的 第三镜头300的半孔径。
[0067] 根据成像镜头系统,不同于包含三个镜头的一般镜头系统,第一镜头100的半孔 径最大,而在一般镜头系统中,第一镜头的半孔径最小。条件(4)定义物OBJ侧处的第一镜 头100的半孔径与图像平面MG侧处的第三镜头300的半孔径的比率,S卩,第一镜头100的 半孔径与第三镜头300的半孔径相比有多大。
[0068] 将如下详细描述配置成像镜头系统的镜头中的每一个。
[0069] 第一镜头100具有正屈光力,且可形成为凸向物侧的弯月面。第一镜头100可具 有至少一个非球面,或两个相对表面可为非球面。第一镜头100在配置成像镜头系统的镜 头中可具有最大半孔径和最大屈光力。
[0070] 第二镜头200具有负屈光力,且可形成为凸向物侧的弯月面形状。第二镜头200可 具有至少一个非球面,或两个相对表面可为非球面。第二镜头200可具有多个反曲点。也 就是说,第二镜头200的物侧表面和/或像侧表面可具有曲率的正负号改变的多个点。举 例来说,第二镜头200
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