摄影镜头光学系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请主张2014年10月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第 10-2014-0147625号的优先权，所述申请的揭示内容通过引用以其全文并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明的一个或多个示例性实施例涉及光学系统，并且更具体来说，涉及包含于 相机中的摄影镜头光学系统。
【背景技术】
[0004] 最新的相机是数码相机，其包含图像传感器、存储器以及镜头光学系统。相机可以 提供于通信装置等其它电子装置中。电荷親合装置（charge-coupled device，CCD)或互补 型金属氧化物半导体（complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)图像传感器广 泛地用作图像传感器。
[0005] 尽管相机的分辨率可能受处理所捕获图像的后处理影响，但相机的分辨率可能主 要受图像传感器和镜头光学系统的像素密度影响。当图像传感器的像素密度增加时，图像 可以更清晰且可以具有更加自然的颜色。当镜头光学系统的像差减少时，图像可以更清晰 且更详细。
[0006] 为了减少像差，镜头光学系统包含一个或多个镜头。根据相机或其中提供相机的 装置可以使用玻璃镜头或塑料镜头。
[0007] 当相机提供于装置（例如，移动装置）中时，镜头光学系统的大部分镜头可以是塑 料镜头。因此，相机是轻质的，相机的制造成本较低，且镜头可以比玻璃镜头更加容易处理。
【发明内容】
[0008] -个或多个示例性实施例包含可以维持常规镜头光学系统的优点且可以简化组 成和制造过程的镜头光学系统。
[0009] 另外的方面将部分地在以下描述中得到阐述，并且部分地将从描述中显而易见， 或者可以通过对所呈现的实施例的实践习得。
[0010] 根据一个或多个示例性实施例，镜头光学系统包含光圈、多个镜头以及记录通过 多个镜头传输的图像的传感器，其中多个镜头中的最远离传感器的镜头第二表面（光出射 表面）是平坦表面。
[0011] 多个镜头可以是塑料镜头，且可以包含依序布置在对象与传感器之间的第一到第 五镜头，其中第一到第五镜头的第一镜头和第三镜头具有正屈光力且第二镜头、第四镜头 和第五镜头具有负屈光力。
[0012] 镜头光学系统可以进一步包含安置于多个镜头与传感器之间的红外线阻断单元。
[0013] 最靠近传感器的镜头的两个表面中的至少一个表面可以具有多个反曲点。
[0014] 第二镜头的中心厚度（D2)和镜头光学系统的焦距（F)可以满足
[0015] 〈公式 1>
[0016] 0. 02 < D2/F < 1. 0〇
[0017] 光圈与传感器之间的距离（AL)和第一镜头的入射表面的中心与传感器之间的距 离（TTL)可以满足
[0018] 〈公式 2>
[0019] 0. 8 < AL/TTL < 1. 0〇
[0020] 第一镜头的入射表面的中心与传感器之间的距离（TTL)和传感器的有效像素区 域的对角线长度（ImgH)可以满足
[0021] 〈公式 3>
[0022] 0. 6 < TTL/ImgH < 1. 0〇
[0023] 第一镜头的焦距（F1)和镜头光学系统的焦距（F)可以满足
[0024] 〈公式 4>
[0025] 1. 0 < F/F1 < 2. 0〇
[0026] 镜头光学系统的有效视角（F0V)可以满足
[0027] 〈公式 5>
[0028] 65<F0V<90。
【附图说明】
[0029] 通过下文结合附图对实施例的描述，这些和/或其它方面将变得显而易见且更容 易了解，在所述附图中：
[0030] 图1是根据示例性实施例的镜头光学系统的截面视图。
[0031] 图2到图4是根据第一示例性实施例的纵向球面像差、像散场曲率以及镜头光学 系统的畸变的图式。
[0032] 图5到图7是根据第二示例性实施例的纵向球面像差、像散场曲率以及镜头光学 系统的畸变的图式。
[0033] 图8到图10是根据第三示例性实施例的纵向球面像差、像散场曲率以及镜头光学 系统的畸变的图式。
【具体实施方式】
[0034] 现在将详细参考实施例，所述实施例的实例在附图中图示出，其中为了清楚起见 放大层或区域的厚度且在所有图式中相同的参考标号指示相同的元件。如本文中所使用， 术语"和/或"包含相关联的所列项中的一个或多个的任何和所有组合。当在元件列表之 前时，例如"中的至少一个"的表述修饰元件的整个列表而不是修饰列表的个别元件。每一 镜头的第一表面是光在其上入射的入射表面，且第二表面是指光通过其射出的出射表面。
[0035] 图1是根据不例性实施例的镜头光学系统（下文被称作第一镜头光学系统100) 的截面视图。
[0036] 参考图1，第一镜头光学系统100可以包含依序布置在对象8与图像传感器70之 间的弟一到弟五镜头（镜头1〇、镜头20、镜头30、镜头40以及镜头50)。弟一到弟五镜头 (镜头10、镜头20、镜头30、镜头40以及镜头50)可以是塑料镜头。弟一到弟五镜头（镜 头10、镜头20、镜头30、镜头40以及镜头50)在从对象8到图像传感器70的方向上依序 布置。入射在第一镜头10上的光依序穿过第二到第五镜头（镜头20、镜头30、镜头40以 及镜头50)且到达图像传感器70。红外线阻断单元60安置于第五镜头50与图像传感器 70之间。红外线阻断单元60是（例如但不限于）红外线阻断滤波器。红外线阻断单元60 可以具有第一表面60a和第二表面60b。第一镜头光学系统100还包含光圈S1。在不离开 第一镜头光学系统1〇〇的范围内，光圈S1可以安置于第一镜头10的第二表面10b与对象 8之间。例如，光圈S1可以围绕第一镜头10定位以接近第一镜头10的第一表面10a。光 圈S1可以经手动地或自动地调整以控制入射在第一镜头10上的光的量。光圈S1和红外 线阻断单元60的位置可以按需要调整。图像传感器70和红外线阻断单元60可以彼此平 灯。光圈S1，弟一到弟五镜头（镜头10、镜头20、镜头30、镜头40以及镜头50)，以及红外 线阻断单元60可以在相同光轴上对准。图像传感器70也可以在光轴上。
[0037] 第一镜头10具有正屈光力。第一镜头10的第一表面l〇a是朝向对象8的凸表面。 第一镜头10的第二表面l〇b是平坦表面且不具有曲率。也就是说，第一镜头10的第二表 面l〇b具有无限大的曲率半径。
[0038] 在第一镜头10的右侧的第二镜头20具有负屈光力。第二镜头20的第一表面20a 可以是具有相对较小的曲率的曲面。第二镜头20的第一表面20a可以是针对对象8凸出 的。第二镜头20的第二表面20b可以是针对对象8凸出且因此针对图像传感器70凹入的 曲面。
[0039] 第三镜头30具有正屈光力。第三镜头30完全朝向图像传感器70凸出。也就是 说，第三镜头30的第一表面30a和第二表面30b是朝向图像传感器70凸出的曲面。
[0040] 第四镜头40具有负屈光力。第四镜头40完全朝向图像传感器70凸出。也就是 说，第四镜头40的第一表面40a和第二表面40b是朝向图像传感器70凸出的曲面。
[0041] 第一镜头10的第一表面10a、第二镜头20的第二表面20b、第三镜头30的两个表 面以及第四镜头40的两个表面中的至少一个表面可以是非球面表面。
[0042] 第五镜头50具有负屈光力。第五镜头50的第一表面50a和第二表面50b中的至 少一个表面可以是非球面表面。第五镜头50的两个表面中的至少一个可以具有至少一个 反曲点。例如，第五镜头50的第一表面50a可以是具有一个或多个反曲点的非球面表面。
[0043] 在包含光轴的第五镜头50的中心部分处，第五镜头50的第一表面50a和第二表 面50b朝向对象8凸出。第一表面50a具有在第五镜头50的中心部分和边缘部分之间的 凹入部分和凸出部分。第二表面50b具有朝向图像传感器70凸出且位于第五镜头50的中 心部分和边缘部分之间的部分。第一表面50a可以具有比第二表面50b更多的反曲点。第 五镜头50的最厚部分在第五镜头50的中心部分和边缘部分之间。第五镜头50的中心部 分的厚度（例如，光轴穿过其的部分的厚度）可以是最小的。
[0044] 第一镜头10可以具有相对较强的正屈光力。第二到第五镜头（镜头20、镜头30、 镜头40以及镜头50)可以充当像差校正镜头。红外线阻断单元60在第五镜头50的右侧 的一部分可以接触第五镜头50的第二表面50b。
[0045] 第一镜头光学系统100的性能和总焦距可以根据包含于第一镜头光学系统100中 的第一到第五镜头（镜头10、镜头20、镜头30、镜头40以及镜头50)的厚度、焦距以及位置 而改变。
[0046] 第一镜头光学系统100可以满足公式1到5中的至少一个。
[0047] 〈公式 1>
[0048] 0. 02 < D2/F <1.0
[0049] 在公式1中，D2是第二镜头20的中心厚度且F是第一镜头光学系统100的焦距。 公式1界定第二镜头20的厚度相对于第一镜头光学系统100的焦距。当第二镜头20的中 心厚度在公式1内时，可以更加有效地校正色像差。
[0050] 〈公式 2>
[0051] 0. 8 < AL/TTL <1.0
[0052] 在公式2中，AL是光圈S1与图像传感器70之间在光轴上的距离且TTL是第一镜 头10的第一表面l〇a的中心与图像传感器70之间沿着光轴所测量的距离。
[0053] 在第一镜头光学系统100中的光圈S1的位置可以由公式2界定。光圈S1可以安 置在第一镜头10的顶部上或可以安置于第一镜头10和第二镜头20之间。当光圈S1的位 置满足公式2时，可以制造最佳的第一镜头光学系统100。
[0054] 〈公式 3>
[0055] 0. 6 < TTL/ImgH <1.0
[0056] 在公式3中，ImgH是有效像素区域的对角线长度。
[0057] 公式3示出第一镜头光学系统100的大小和像差校正之间的关系。当值TTL/ImgH 更靠近最小值时，第一镜头光学系统100可以更加微小但像差校正可能是不利的。
[0058] 相反，当值TTL/ImgH更靠近最大值时，像差校正可以是有利的但第一镜头光学系 统100可能较厚。
[0059] 〈公式 4>
[0060] 1. 0 < F/F1 < 2. 0
[0061] 在公式4中，F1是第一镜头10的焦距。
[0062] 公式4界定第一镜头光学系统100的焦距。当满足公式4时，第一镜头光学