摄影透镜光学系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请案的交叉参考
[0002] 本发明主张2014年11月18日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0160874号 韩国专利申请案的权益，该申请案的揭示内容以引用方式全文并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明的一个或多个示例性实施例涉及一种光学装置，且更确切地说，涉及一种 应用于相机的透镜光学系统。
【背景技术】
[0004] 具有例如电荷親合装置（charge-coupled device，CO))的固态成像装置和应用于 其上的互补金属-氧化物半导体（metal-oxide semiconductor，CMOS)图像传感器的相机 已经得到广泛地分布。
[0005] 由于固态成像装置的像素集成程度增大，因此分辨率得到了快速改进。另外，透镜 光学系统的性能已经得到极大改进，并且因此相机可以具有高性能、小尺寸和轻质量。
[0006] 在普通小相机（例如，用于移动电话的相机）的透镜光学系统中，包含多个透镜的 光学系统具有一个或多个玻璃透镜。然而，玻璃透镜具有高单位制造成本，并且由于玻璃透 镜形成/处理中的限制使得难以使透镜光学系统小型化。
[0007] 因此，需要一种能够实现高性能/高分辨率同时解决玻璃透镜的问题的透镜光学 系统，其中光学透镜系统具有小尺寸和低单位制造成本。
【发明内容】
[0008] 本发明的一个或多个示例性实施例包含制造成本低、尺寸小且质量轻的透镜光学 系统。
[0009] 本发明的一个或多个示例性实施例包含适用于高分辨率相机的高性能透镜光学 系统。
[0010] 另外的方面将部分在以下描述中得到阐述，并且部分地，将从所述描述中显而易 见，或者可以通过对所呈现的实施例的实践习得。
[0011] 根据一个或多个示例性实施例，透镜光学系统包含：第一到第五透镜，其沿着光路 径按顺序布置在物体与图像传感器之间，所述物体的图像形成在所述图像传感器上，其中 所述第一透镜具有正折射力，所述第二透镜具有负折射力，所述第三透镜具有负折射力，所 述第四透镜具有正折射力，所述第五透镜具有负折射力并且所述透镜光学系统满足以下条 件1至3，
[0012] 〈条件 1>
[0013] 60〈F0V〈90，
[0014] 其中F0V表示所述透镜光学系统的对角线视角，
[0015] 〈条件 2>
[0016] 0· 5〈AL/TTL〈1. 2，
[0017] 其中AL表示从光圈到图像传感器的距离，且TTL表示从第一透镜的入射表面的中 心到图像传感器的光学距离，
[0018] 〈条件 3>
[0019] 0· 5〈TTL/ImgH〈l. 5，
[0020] 其中ImgH表示图像传感器的有效像素区域的对角线长度。
[0021] 第一透镜的入射表面可以朝向物体凸出并且第一透镜的出射表面可以是平坦的。
[0022] 第一到第五透镜中的至少一个可以是非球面透镜。
[0023] 第一到第五透镜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。
[0024] 第一到第五透镜中的至少一个可以是塑料透镜。
[0025] 第一到第五透镜可以是像差校正透镜。
[0026] 光圈可以安置于物体与第一透镜之间。
[0027] 透镜光学系统可以进一步包含在物体与图像传感器之间的红外线阻挡单元。
[0028] 红外线阻挡单元可以安置于第五透镜与图像传感器之间。
[0029] 根据一个或多个示例性实施例，透镜光学系统包含：第一透镜、第二透镜、第三透 镜、第四透镜和第五透镜，其从物体侧开始按顺序布置在物体与其上形成所述物体的图像 的图像传感器之间；以及光圈，其安置于所述物体与所述第一透镜之间，其中所述第一到第 五透镜分别具有正、负、负、正和负折射力，并且所述透镜光学系统满足以下条件1至3中的 至少一个，
[0030] 〈条件 1>
[0031] 60〈F0V〈90，
[0032] 其中F0V表示透镜光学系统的对角线视角，
[0033] 〈条件 2>
[0034] 0· 5〈AL/TTL〈1. 2，
[0035] 其中AL表示从光圈到图像传感器的距离，且TTL表示从第一透镜的入射表面的中 心到图像传感器的光学距离，
[0036] 〈条件 3>
[0037] 0· 5〈TTL/ImgH〈l. 5，
[0038] 其中ImgH表示图像传感器的有效像素区域的对角线长度。
[0039] 第三到第五透镜中的至少一个可以是凹凸透镜。
[0040] 第一透镜的入射表面可以朝向物体凸出并且第一透镜的出射表面可以是平坦的。
[0041] 第二透镜可以从图像传感器凹入。
[0042] 第三透镜可以朝向图像传感器凸出。
[0043] 第四透镜可以朝向图像传感器凸出。
[0044] 第五透镜的入射表面可以从中心部分到边缘具有一个或多个反曲点。
[0045] 第一到第五透镜中的至少一个可以是非球面透镜。
[0046] 第一到第五透镜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。
【附图说明】
[0047] 通过下文结合附图对实施例的描述，将可以清楚地知道并且更容易地理解这些和 /或其它方面，在所述附图中：
[0048] 图1到图3是说明根据一个或多个示例性实施例的透镜光学系统的主要元件的布 置的截面图。
[0049] 图4的（a)、（b)和（c)说明根据示例性实施例的透镜光学系统的纵向球面像差、 像散场曲率和失真。
[0050] 图5的（a)、（b)和（c)说明根据示例性实施例的透镜光学系统的纵向球面像差、 像散场曲率和失真。
[0051] 图6的（a)、（b)和（c)说明根据示例性实施例的透镜光学系统的纵向球面像差、 像散场曲率和失真。
[0052] 元件符号说明：
[0053] 2、4、6、8、10 :入射表面
[0054] 3、5、7、9、11 :出射表面
[0055] AL :从光圈到图像传感器的距离
[0056] I :第一透镜
[0057] II :第二透镜
[0058] III :第三透镜
[0059] 頂G:图像传感器
[0060] 頂GHT:图像高度
[0061] IV:第四透镜
[0062] OBJ :物体
[0063] S:弧矢场曲率
[0064] S2 :光圈
[0065] T:切向场曲率
[0066] TTL :沿着光轴从第一透镜的入射表面中心到图像传感器的距离
[0067] V :第五透镜
[0068] VI :红外线阻挡单元
【具体实施方式】
[0069] 现在将详细参考实施例，所述实施例的实例在附图中说明，其中相同的参考标号 始终指代相同的元件。例如"中的至少一个"等表述当在元件列表之前时修饰元件的整个 列表而不是修饰列表的个别元件。
[0070] 图1到图3是根据一个或多个示例性实施例的透镜光学系统的截面图。
[0071] 参考图1到图3,根据一个或多个示例性实施例的透镜光学系统包含第一透镜I、 第二透镜II、第三透镜III、第四透镜IV和第五透镜V，其从物体OBJ侧开始按顺序布置在 物体OBJ与图像传感器頂G之间，物体OBJ的图像形成在图像传感器頂G上。
[0072] 第一透镜I可以具有正（+)折射力，并且可以朝向物体OBJ凸出。第一透镜I的 入射表面2可以朝向物体OBJ凸出并且第一透镜I的出射表面3可以是平坦的。
[0073] 第二透镜II可以具有负㈠ 折射力。第二透镜II的出射表面5可以从图像传感 器頂G凹入，并且第二透镜II的入射表面4可以从物体OBJ侧凹入。
[0074] 第三透镜III可以具有负㈠ 折射力。详细地说，第三透镜III的入射表面6可 以从物体OBJ凹入，并且第三透镜III的出射表面7可以朝向图像传感器頂G侧凸出。
[0075] 第四透镜IV可以具有正⑴折射力。详细地说，第四透镜IV的入射表面8从物 体OBJ凹入，并且第四透镜IV的出射表面9可以朝向图像传感器頂G侧凸出。
[0076] 作为透镜光学系统的最后一个透镜的第五透镜V可以具有负（_)折射力，并且朝 向图像传感器MG凸出。此处，第五透镜V的入射表面10朝向物体OBJ侧凸出，并且第五 透镜V的出射表面11可以朝向图像传感器頂G侧凸出。
[0077] 第五透镜V的入射表面10和出射表面11中的至少一个可以是非球面。例如，第五 透镜V的入射表面10可以是具有从其中心部分到边缘的一个或两个反曲点的非球面。详 细地说，第五透镜V的出射表面11可以在其中心部分处凹入并且随后可以朝向图像传感器 MG侧凸出到边缘。
[0078] 第一透镜I到第五透镜V中的至少一个可以是非球面透镜。也就是说，第一透镜 I到第五透镜V中的至少一个的入射表面2、4、6、8或10和出射表面3、5、7、9或11中的至 少一个可以是非球面。
[0079] 根据另一不例性实施例，第一透镜I到第五透镜V的入射表面2、4、6、8和10以及 第二透镜II到第五透镜V的出射表面5、7、9和11可以全部是非球面。
[0080] 另外，光圈S1和红外线阻挡单元VI可以进一步安置于物体0BJ与图像传感器頂G 之间。光圈S1可以安置于物体0BJ与第一透镜I之间。也就是说，光圈S1可以邻近于第 二透镜II的出射表面4*。
[0081] 红外线阻挡单元VI可以安置于第五透镜V与图像传感器頂G之间。红外线阻挡 单元VI可以是红外线阻挡滤光器。光圈S1和红外线阻挡单元VI的位置可以发生改变。
[0082] 在图1到图3中，总轨迹长度（total track length，TTL)是从第一透镜I的入射 表面1的中心到图像传感器MG的距离，也就是说，透镜光学系统的总长度。另外，AL表示 从光圈S1到图像传感器頂G的距离。
[0083] 根据示例性实施例的上文所述的透镜光学系统可以满足以下条件1至3中的至少 一个。
[0084] 60〈F0V〈90 (1)
[0085] 此处，F0V表示光学系统的对角线视角。如上所述视角受到限制，以便配置高分辨 率的广角透镜系统。
[0086] 0. 5<AL/TTL<1. 2 (2)
[0087] 此处，AL表示从光圈S1到图像传感器頂G的距离，且TTL表示从第一透镜I的入 射表面1的中心到图像传感器MG的光学距离。以上条件确定光圈S1的位置。因此，在广 角透镜结构中光圈S1安置在第一透镜I的前方，使得可以获得优化的透镜系统。
[0088] 0· 5〈TTL/ImgH〈l. 5 (3)
[0089] 此处，ImgH是图像传感器頂G的有效像素区域