图5(b)说明像散场曲率和图5(c)说明畸变。在图5(a)到图8(c)中，頂G HT表示图像高度。
[0146] 图5a)示出了关于各种波长的光的透镜光学系统的球面像差，图5(b)示出了透镜 光学系统的像散场曲率，即，切向场曲率T和弧矢场曲率S。用于获得（a)的数据的光的波 长是 656. OOOOnm、588. OOOOnm、546. OOOOnm、486. OOOOnm 和 436. OOOOnm。用于获得图 5 (b) 和图5(c)的数据的光的波长是486. OOOOnm。相同波长也用于获得图66(a)、图6(b)、图 6 (c)、图7 (a)、图7 (b)、图7 (c)和图8 (a)、图8 (b)、图8 (c)中所示的数据。
[0147] 图6(a)、图6(b)、图6(c)分别示出根据图2中说明的示例性实施例的透镜光学系 统（即，具有如表3中所示的值的透镜光学系统）的纵向球面像差、像散场曲率以及畸变。
[0148] 图7 (a)、图7 (b)、图7 (c)分别示出根据图3中说明的示例性实施例的透镜光学系 统（即，具有如表4中所示的值的透镜光学系统）的纵向球面像差、像散场曲率以及畸变。
[0149] 图8 (a)、图8 (b)、图8 (c)分别示出根据图4中说明的示例性实施例的透镜光学系 统（即，具有如表5中所示的值的透镜光学系统）的纵向球面像差、像散场曲率以及畸变。
[0150] 如上文所述，根据示例性实施例的透镜光学系统包含第一透镜I到第四透镜IV， 所述第一透镜I到第四透镜IV分别具有负（-)屈光力、正（+)屈光力、正（+)屈光力和正 (+)屈光力并且从物体OBJ到图像传感器頂G依次布置，并且可满足条件1到条件7中的至 少一个。
[0151] 此类透镜光学系统可具有宽视角和短总长度，并且可轻易地校正各种像差。因此， 可以获得小尺寸的、具有宽视角、且具有高性能和高分辨率、且具体而言能够以宽视角执行 特写或接触摄影的微距和超微距光学系统。
[0152] 并且，由于第一透镜I到第四透镜IV由塑料形成并且每个透镜I到IV的相对表 面（入射表面和出射表面）形成为非球面表面，所以当与使用玻璃透镜的透镜光学系统进 行比较时可以较少的费用形成具有紧凑尺寸的高性能透镜光学系统。
[0153] 根据一个或多个示例性实施例，透镜光学系统在尺寸上可以是小型的且具有轻质 量，并且获得高性能和高分辨率。具体而言，根据示例性实施例的透镜光学系统包含第一透 镜到第四透镜，所述第一透镜到第四透镜分别具有负屈光力、正屈光力、正屈光力和正屈光 力并且从物体到图像传感器依次布置，并且可满足条件1到条件7中的至少一个。具有负 屈光力的第一透镜具有较强力，并且正屈光力被分配到第二、第三和第四透镜。
[0154] 此类上述透镜光学系统具有宽视角和短总长度，且轻易地校正各种像差，并且因 此适合于高性能和小型相机。并且，根据示例性实施例，由于获得了具有超宽视角的微距或 超微距透镜光学系统，所以所述透镜光学系统可用作用于感测指纹的光学系统。
[0155] 另外，由于第一透镜到第四透镜中的至少一个是由塑料形成的并且每个透镜的相 对表面（入射表面和出射表面）形成为非球面表面，所以当与使用玻璃透镜的光学系统进 行比较时可以较少的费用形成具有紧凑尺寸的高性能透镜光学系统。
[0156] 应理解，本文中所描述的示例性实施例应该被认为仅具有描述性意义，而非出于 限制的目的。举例来说，所属领域的一般技术人员将显而易见，阻挡膜可替代红外线阻挡单 元V而用作滤光器。虽然已参看图式描述一个或多个示例性实施例，但所属领域的一般技 术人员应理解可在不脱离所附权利要求书所界定的发明概念的精神和范畴的情况下对实 施例在形式和细节上进行各种改变。
【主权项】
1. 一种透镜光学系统，其特征在于包括： 第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，沿着光前进路径依次布置在物体与所述物 体的图像形成在其上的图像传感器之间， 其中所述第一透镜具有负屈光力并且形成为朝向所述物体凸出的凹凸透镜， 所述第二透镜具有正屈光力并且形成为朝向所述图像传感器凸出的凹凸透镜， 所述第三透镜具有正屈光力并且形成为朝向所述物体凸出的凹凸透镜， 所述第四透镜具有正屈光力，并且 所述透镜光学系统满足以下条件： 90. FOV < 130， 其中FOV表示所述透镜光学系统的对角线视角。2. 根据权利要求1所述的透镜光学系统，其满足以下条件： 5 < |DIST| < 15， 其中DIST表示传感器有效区域1. 0场中的光学畸变。3. 根据权利要求1所述的透镜光学系统，其进一步包括位于所述第三透镜与所述第四 透镜之间的光圈， 其中所述透镜光学系统满足以下条件： 0. 2 < AL/TTL < 0. 9， 其中AL表示从所述光圈到所述图像传感器的距离，并且TTL表示从所述第一透镜的入 射表面的中心到所述图像传感器的光学距离。4. 根据权利要求3所述的透镜光学系统，其满足以下条件： 0· 5 < T12/F < 3. 0， 其中T12表示所述第一透镜的出射表面的中心与所述第二透镜的入射表面的中心之 间的光学距离。5. 根据权利要求4所述的透镜光学系统，其满足以下条件： 1. 0 < F4/F < 3. 0， 其中F表示所述透镜光学系统的总有效焦距，并且F4表示所述第四透镜的焦距。6. 根据权利要求5所述的透镜光学系统，其满足以下条件： -5. 0 < F1/F < -0· 5， 其中F表示所述透镜光学系统的总有效焦距，并且F1表示所述第一透镜的焦距。7. 根据权利要求6所述的透镜光学系统，其满足以下条件： 20. ABV1-ABV3 < 40, 其中ABV1表示所述第一透镜的阿贝数，并且ABV3表示所述第三透镜的阿贝数。8. 根据权利要求1所述的透镜光学系统，其中所述第四透镜是双凸透镜。9. 根据权利要求1所述的透镜光学系统，其中所述第一透镜到所述第四透镜中的至少 一个的入射表面和出射表面中的一个是非球面表面。10. 根据权利要求9所述的透镜光学系统，其中所述第一透镜到所述第四透镜中的每 一个的入射表面和出射表面都是非球面表面。11. 根据权利要求1所述的透镜光学系统，其进一步包括在所述第三透镜与所述第四 透镜之间的光圈。12. 根据权利要求1所述的透镜光学系统，其进一步包括在所述第四透镜与所述图像 传感器之间的红外线阻挡单元。13. 根据权利要求1所述的透镜光学系统，其中所述第一透镜到所述第四透镜中的至 少一个是塑料透镜。14. 一种透镜光学系统，其特征在于包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，依 次布置在物体与所述物体的图像从物体侧形成在其上的图像传感器之间， 其中所述第一透镜到所述第四透镜分别具有负屈光力、正屈光力、正屈光力和正屈光 力，并且所述透镜光学系统满足以下条件1到条件7中的至少一个， 〈条件1> 90. FOV < 130， 其中FOV表示所述透镜光学系统的对角线视角， 〈条件2> 5 < |DIST| < 15， 其中DIST表示传感器有效区域1. 0场中的光学畸变， 〈条件3> 0. 2 < AL/TTL < 0. 9， 其中AL表示从光圈到所述图像传感器的距离，并且TTL表示沿着光轴从所述第一透镜 的入射表面的中心到所述图像传感器的距离， 〈条件4> 0· 5 < T12/F < 3. 0， 其中T12表示所述第一透镜的出射表面的中心与所述第二透镜的入射表面的中心之 间的光学距离， 〈条件5> 1. 0 < F4/F < 3. 0， 其中F表示所述透镜光学系统的总有效焦距，并且F4表示所述第四透镜的焦距， 〈条件6> -5. 0 < F1/F < -0· 5， 其中F表示所述透镜光学系统的总有效焦距，并且F1表示所述第一透镜的焦距， 〈条件7> 20. ABV1-ABV3 < 40, 其中ABV1表示所述第一透镜的阿贝数，并且ABV3表示所述第三透镜的阿贝数。15. 根据权利要求14所述的透镜光学系统，其中所述第一透镜到所述第四透镜是非球 面透镜。16. 根据权利要求14所述的透镜光学系统，其中所述第一透镜是朝向所述物体凸出的 凹凸透镜，所述第二透镜是朝向所述物体或所述图像传感器凸出的凹凸透镜，所述第三透 镜是朝向所述物体凸出的凹凸透镜，并且所述第四透镜是双凸透镜。17. 根据权利要求14所述的透镜光学系统，其进一步包括在所述第四透镜与所述图像 传感器之间的红外线阻挡单元。
【专利摘要】提供一种透镜光学系统。所述透镜光学系统包含沿着光前进路径依次布置在物体与物体的图像从物体侧形成在其上的图像传感器之间的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其中所述第一到第四透镜分别具有负、正、正和正屈光力。所述透镜光学系统具有低的制造费用并能实现高的性能。
【IPC分类】G02B13/00, G02B13/24, G02B13/14
【公开号】CN105549179
【申请号】CN201510706711
【发明人】李钟珍, 姜灿求
【申请人】Kolen株式会社
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年10月27日
【公告号】US20160116712