照相镜头光学系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学设备，并且更具体地说，涉及一种用于相机的照相镜头光学 系统。
【背景技术】
[0002] 使用例如电荷稱合装置（charge coupled device,CO))和互补金属氧化物半导体 (complementary metal oxide semiconductor，CMOS)图像传感器等固态图像传感器的相 机快速地得到广泛使用。
[0003] 为了增加相机的分辨率，要增加固态图像传感器的像素集成度。并且，通过改进相 机中包含的镜头光学系统的性能，相机的尺寸和重量得以减小。
[0004] 在相机的通用镜头光学系统中，使用大量镜头来保证镜头光学系统的性能，例如， 保证大视角和校正像差。但是，当镜头光学系统包含许多镜头时，可能很难制造紧凑而且轻 型的相机。
[0005] 相机电话中使用的现有镜头光学系统一般来说具有大约60到63度的可视角度。 并且，在根据相关技术的广角镜头系统中，靠近物体的第一镜头的尺寸通常是最大的。
[0006] 需要开发一种可视角度较宽并且能够容易地校正像差的紧凑的镜头光学系统。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种紧凑且轻型的而且展现出较宽的可视角度和优越的性能的镜头 光学系统。
[0008] 根据本发明的一方面，提供一种镜头光学系统，包含在物体与其中形成所述物体 的图像的图像传感器之间从所述物体一侧依次设置的第一、第二、第三和第四镜头，其中所 述第一镜头具有正（+)屈光力并且其两个表面都是凸出的，所述第二镜头具有负（_)屈光 力并且其两个表面都是凹入的，所述第三镜头具有正（+)屈光力并且具有朝向所述图像传 感器凸出的凹凸形状，并且所述第四镜头具有负（_)屈光力并且其入射表面和出射表面中 的至少一个是非球面表面。
[0009] 所述镜头光学系统可以满足以下不等式1到3中的至少一个。
[0010] 〈不等式1>
[0011] SAGlI > |SAG2
[0012] 其中SAGl是所述第二镜头的入射表面沿光轴的矢状深度，并且SAG2是所述第二 镜头的出射表面沿所述光轴的矢状深度。
[0013] 〈不等式2>
[0014] 0· 9 < |tan( Θ /2) I < 1. 2
[0015] 其中Θ指示镜头光学系统的可视角度。
[0016] 〈不等式3>
[0017] I. I < |R1/R2| < 1. 8
[0018] 其中Rl是所述第一镜头的入射表面的曲率半径，并且R2是所述第一镜头的出射 表面的曲率半径。
[0019] 所述镜头光学系统可以进一步满足以下不等式4-1或不等式4-2。
[0020] 〈不等式 4_1>
[0021] L 3 < f/D4 < 1. 7,并且 BFL > 1. 5。
[0022] 其中f是所述镜头光学系统的焦距，D4是所述第四镜头的出射表面的有效半径， 并且BFL是从所述第四镜头的所述出射表面到所述图像传感器的距离。
[0023] 〈不等式 4_2>
[0024] I. 0 < f/D4 < 1. 3,并且 BFL < 1. 5。
[0025] 其中f是所述镜头光学系统的焦距，D4是所述第四镜头的出射表面的有效半径， 并且BFL是从所述第四镜头的所述出射表面到所述图像传感器的距离。
[0026] 第一到第三镜头中的至少一个可以是非球面镜头。
[0027] 第一到第三镜头中的至少一个的入射表面和出射表面中的至少一个可以是非球 面表面。
[0028] 所述第四镜头的入射表面和出射表面中的至少一个可以在其中心部分与边缘之 间具有至少一个反曲点。
[0029] 第四镜头的入射表面可以在其中心部分处朝向物体凸出，并且在中心部分周围朝 向物体凹入。
[0030] 第四镜头的出射表面可以在其中心部分处朝向图像传感器凹入，并且在中心部分 周围朝向图像传感器凸出。
[0031] 第二、第三和第四镜头可以是像差校正镜头。
[0032] 镜头光学系统可以在物体与图像传感器之间进一步包含孔径光阑。
[0033] 孔径光阑可以安置在物体与第一镜头之间。
[0034] 镜头光学系统可以在物体与图像传感器之间进一步包含红外线阻挡单元。
[0035] 所述红外线阻挡单元可以安置在第四镜头与图像传感器之间。
[0036] 第一到第四镜头中的至少一个可以是塑料镜头。
[0037] 镜头光学系统的可视角度Θ可以大约是85°或更大。
[0038] 根据本发明的另一方面，提供一种镜头光学系统，包括在物体与其中形成所述物 体的图像的图像传感器之间从所述物体一侧依次设置的第一、第二、第三和第四镜头，其中 所述第一、第二、第三和第四镜头分别具有正（+)、负（_)、正（+)和负（_)屈光力，并且其中 所述镜头光学系统满足以下不等式。
[0039] 不等式：I SAGl I > I SAG2
[0040] 不等式：I Rl I > I R2
[0041] 其中SAGl是所述第二镜头的入射表面沿光轴的矢状深度，SAG2是所述第二镜头 的出射表面沿所述光轴的矢状深度，Rl是所述第一镜头的入射表面的曲率半径，并且R2是 所述第一镜头的出射表面的曲率半径。
[0042] 所述镜头光学系统可以进一步满足以下不等式4-1。
[0043] 〈不等式 4_1>
[0044] L 3 < f/D4 < 1. 7,并且 BFL > 1. 5，
[0045] 其中f是所述镜头光学系统的焦距，D4是所述第四镜头的出射表面的有效半径， 并且BFL是从所述第四镜头的所述出射表面到所述图像传感器的距离。
[0046] 所述镜头光学系统可以进一步满足以下不等式4-2。
[0047] 〈不等式 4_2>
[0048] I. 0 < f/D4 < 1. 3,并且 BFL < 1. 5，
[0049] 其中f是所述镜头光学系统的焦距，D4是所述第四镜头的出射表面的有效半径， 并且BFL是从所述第四镜头的所述出射表面到所述图像传感器的距离。
[0050] 所述弟一镜头可以是双凸面镜头。
[0051] 所述第二镜头可以是双凹面镜头。
[0052] 所述第三镜头可以朝向所述图像传感器凸出。
[0053] 所述第四镜头可以是非球面镜头。所述第四镜头的入射表面和出射表面中的至少 一个可以在其中心部分与边缘之间具有至少一个反曲点。
[0054] 所述镜头光学系统的可视角度Θ可以大约是85°或更大。
[0055] 所述镜头光学系统可以用低成本实施、具有优越性能且紧凑。
【附图说明】
[0056] 图1至图5是说明根据本发明的第一至第五实施例的镜头光学系统的主要元件的 设置的横截面图。
[0057] 图6是说明根据本发明的实施例的镜头光学系统中使用的第二镜头的横截面图， 用于解释第二镜头的入射表面和出射表面的矢状深度（sagittal d印th，SAG)。
[0058] 图7A、图7B和图7C是分别说明图1的镜头光学系统的纵向球面像差、像散场曲率 和失真的像差图。
[0059] 图8A、图8B和图8C是分别说明图2的镜头光学系统的纵向球面像差、像散场曲率 和失真的像差图。
[0060] 图9A、图9B和图9C是分别说明图3的镜头光学系统的纵向球面像差、像散场曲率 和失真的像差图。
[0061] 图10A、图IOB和图IOC是分别说明图4的镜头光学系统的纵向球面像差、像散场 曲率和失真的像差图。
[0062] 图11A、图IlB和图IlC是分别说明图5的镜头光学系统的纵向球面像差、像散场 曲率和失真的像差图。
【具体实施方式】
[0063] 参考用于说明本发明的示范性实施例的附图，以便获得对本发明、本发明的优点 和通过实施本发明实现的目标的充分理解。下文中，将通过参照附图解释本发明的示范性 实施例来详细描述本发明。在图式中相同的参考标号表TK相同的兀件。
[0064] 图1至图5是说明根据本发明的第一至第五实施例的镜头光学系统的主要元件的 设置的横截面图。
[0065] 参看图1至图5,根据本发明的实施例的镜头光学系统中的每一个可包含第一镜 头I、第二镜头II、第三镜头III和第四镜头IV，这些镜头从物体OBJ的一侧依次设置在物 体OBJ与其中形成物体OBJ的图像的图像传感器頂G之间。第一镜头I可具有正（+)屈光 力。第一镜头I的入射表面2*可以朝向物体OBJ凸出，而第一镜头I的出射表面3*可以 朝向图像传感器頂G凸出。因此，第一镜头I可以是双凸面镜头。第二镜头II可以