摄像透镜系统的制作方法

文档序号:2739802阅读:136来源:国知局

专利名称::摄像透镜系统的制作方法
技术领域
:本发明涉及一种摄像透镜系统,尤其是一种应用于便携性电子产品上的摄像透镜系统。
背景技术
:近年来,摄像透镜系统与CMOS、CCD等成像芯片配合,广泛应用于便携性设备上,如移动电话、数码相机、手提电脑、等等。随着消费者的需求及市场的发展,便携设备上的摄像元件的性能逐渐提高,并且,同时要求具备高像素、成本低、小型化、轻型化的优点。因而,应用于其上的摄像透镜系统则面临着高像素、低成本、小型化、轻型化的挑战。以往,便携设备上的小型化摄像透镜系统一般由两至三枚镜片组成,但随着对产品性能要求的提高以及高像素的要求,镜片的数目可进一步增加,如,2007年8月22日公开的中国专利CN101021605A和2007年10月30日公开的美国专利US7289278B1提出的摄像透镜系统,此两专利文件所涉及的摄像透镜系统均为由四片透镜组成。由四片透镜组成的摄像透镜系统的像素得到提高,相对尺寸等方面却在逐渐受到限制,因而,在现有四片透镜组成的摄像透镜系统的光学性能、制作工艺、尺寸、成本等方面,仍有可以进一步优化及改进的空间。
发明内容本发明需解决的技术问题是提供一种高光学性能,并且成本低廉的小型摄像透镜系统。根据上述需解决的技术问题,设计了一种摄像透镜系统,其从物方到像方依次包括有正光焦度的双凸形第一透镜、负光焦度的双凹形第二透镜、负光焦度的像侧面为凸形的弯月形第三透镜、正光焦度的至少一个非球面的第四透镜,并且满足以下条件式l.l<TI7f<1.3(1)0.5<fl/f<0.7(2)其中,TL表示从第一透镜的物侧面到成像面的长度,f表示整个所述摄像透4竟系统的焦距,fl表示第一透镜的焦距。作为本发明的进一步改进,在所述第一透镜的像侧面备有孔径光阑。作为本发明的进一步改进,第三透镜和第四透镜的组合光焦度为正。作为本发明的进一步改进,第二透镜满足以下条件式-0.85<f2/f<-0.7(3)其中,f2表示第二透镜的焦距。作为本发明的进一步改进,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜制造所用材料均为光学塑料,并且所用材料满足以下条件式IVd2-VdlI>25(4)IVd3-Vd4I>25(5)本发明摄像透镜系统由四片透镜的结构分布,可以使透镜材料、透镜的面形、以及各透镜的光学能力分配达到最佳化,因此在实现高像素、高性能的要求下达到小型化及低成本的要求。尤其是,通过具有正光焦度的第一透镜满足条件式(1)和(2),可以使结构更紧凑、有利于缩短光学系统总长,以达到整个系统的小型化。图1是本发明实施例一摄像透镜系统的剖视图;图2是本发明实施例二摄像透镜系统的剖视图;图3是本发明实施例三摄像透镜系统的剖视图;图4是本发明实施例一的球差示意图;图5是本发明实施例一的畸变示意图;图6是本发明实施例一的色差示意图;图7是本发明实施例二的球差示意图;图8是本发明实施例二的畸变示意图;图9是本发明实施例二的色差是与图;图IO是本发明实施例三的球差示意图;图11是本发明实施例三的畸变示意图;图12是本发明实施例三的色差示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。如图1、图2、图3所示,本发明摄像透镜系统沿光轴Z从物方到^象方依次包括有第一透4竟L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4。各透镜均包括有物侧面和像侧面的两面。物侧面即靠近物方的侧面,像侧面即靠近像方的侧面。光学的孔径光阑ST配置于第一透4竟L1的后侧,即配置于第一透镜L1的像侧面。在第四透镜的像侧面之后,还配置了红外截止滤光片LC,滤光片LC之后为成1象面LS。第一透镜L1,是物侧面和像侧面均为凸形状的正透镜,即,正光焦度的双凸透镜。第二透镜L2,是物侧面和像侧面均为凹形且负光焦度的双凹形透镜。第三透镜L3,是像侧面为凸形的弯月形凹凸透镜,其光焦度为负。第四透镜L4,是物侧面为凸形且正光焦度的正透镜。本发明摄像透镜系统满足如下条件式l.l<TI7f<1.3(1)0,5<fl/f<0,7(2)其中,TL表示从第一透镜L1的物侧面到成像面的长度,f表示整个光学系统的焦距,fl表示第一透镜的焦距。本发明摄像透镜系统由四片透镜组成,可以使透镜材料、透镜的面形、以及各透镜的光学能力分配达到最佳化,因此在实现高像素的要求下达到小型化及低成本的要求。尤其是,通过具有正光焦度的第一透镜L1满足条件式(1)和(2),可以使结构更紧凑、有利于缩短光学系统总长,以达到整个系统的小型化。该摄像透镜系统满足式(1)和式(2)的原因如下如果TL/f的值小于1.1,则镜头的像差校正负担会过重,满足不了高性能成像系统的要求;如果TL/f的值大于1.3,则不利于整个透镜系统的微型化。因此,TL/f的值满足式(l)可以在高性能和微型化中取得良好的平衡。如果fl/f的值小于0.5,则第一透镜的焦距过小,通过第一透镜的光线转折太大,加重了第一透镜校正像差的负担,致使像差过大;如果fl/f的值大于0.7,则第一透镜的焦距太长,不利于系统的微型化。因此,fl/f的值满足式(2),有利于系统的微型化。本发明摄像透镜系统将孔径光阑ST配置于第一透4竟L1的后侧,可以减弱公差敏感度,降低主光线角度,更好地和成像芯片配合,和校正畸变及获得良好的成像质量。本发明摄像透镜系统第三透镜L3和第四透镜L4的组合光焦度为正,因而使得整个摄像透镜系统接近于对称式透镜,这对于同轴诸多像差具有良好的校正作用,从而实现提高产品的成像性能。本发明摄像透镜系统第二透镜L2的焦距G满足式(3):-0.85<f2/f<-0.7(3)。第二透镜L2满足式(3)的原因如下如果f2/f的值小于-0.85,第二透镜L2会承担更大的光焦度,虽然有利于缩短整个透镜系统的光学总长,但是第一透镜L1和第二透镜L2的空气间歇以及孔径光阑ST的位置的公差都会变小,不利于生产的稳定性;如果f2/f的值大于-0.7,透镜系统的像差校正难度将变大,长度也必然变大。因此,第二透镜L2满足式(3)能保持像差变化量较小且有利于整个透镜系统微型化。而且第一透镜L1和第二透镜L2的光焦度互为补偿,这能使得整个透镜系统尺寸减小,像差特性更好。本发明摄像透镜系统第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4制造所用材料均为光学塑料,第一透镜的色散系数Vdl,第二透镜的色散系数Vd2,第三透镜的色散系数Vd3,第四透镜的色散系数Vd4满足以下条件式IVd2-VdlI>25(4)IVd3甲Vd4I>25(5)各透镜材料地色散系统满足上面的条件式,可以使得轴向色差和垂轴色差都得到良好的校正,使成像质量得到极大的提升。而且所用材料均为塑料,则可降低生产成本,提高'生产效率。下面,再根据各实施例的具体数据和对应的像差表现示意图进行说明。在各实施例中,"f数"(即摄像元件的光圈数)=2.8。各透镜的非球面形状表示式为式(6):Z(xKV2/(l+(l-(k+l)r-2xy2)+Ax4+Bx6+Cx8+Dx"+Ex2+Fx"+Gx16(6)透镜的非球面形状是以光轴的方向为Z轴,以与光轴正交的方向(高度方向)为X轴,以光线进入的方向为正,以K为圆锥系数,A、B、C、D、E、F、G为非^求面系数,以r为中心曲率半径。在以下各表格中i表示面编号,ri表示第i面的中心曲率半径;Di表示第i面中心顶点到第i+1面中心顶点的距离,Dn为第11面到成^f象面LS的距离;nd表示各镜片对d线(波长587.6nm)的折射率;vd表示各镜片的色散系数;实施例一实施例一摄像透镜系统的基本数据见表1(A)、表l(B),所涉及的其他数据f=4.79、fl=2.48、f2=-3.59、TL=5.795。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表1(A)非球面系数数据如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表1(B)从上面的数据可以得出,TL/f=1.2,fl/f=0.519,£2/f=-0.749,Vd2-Vdl=26,Vd3-Vd4=26,满足条件式(l)-(5),第三透镜和第四透镜的组合焦距f34=19.75,也为正。实施例二实施例二摄像透镜系统的基本数据见表2(A)、表2(B),所涉及的其他数据f=4.8、fl=2.6、G=-3.72、TL=5.83。元件<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2(A)非球面系数数据如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2(B)从上面的数据可以得出,TL/f=1.22,fl/f=0.54,G/f=一0.66,Vd2—Vdl=27,Vd3-Vd4=27,满足条件式(1)-(5),第三透镜和第四透4竟的组合焦距为。4=19.3,也为正。实施例三实施例三摄像透镜系统的基本数据见表3(A)、表3(B),所涉及的其他数据f=4.99、fl=2.57、f2=-3.6、TL=5.88。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3(A)非球面系数数据如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表3(B)从上面的数据可以得出,TL/f=1.18,fl/fN).515,f2/f=-0,72,Vd2隱Vdl=27,Vd3-Vd4=30,满足条件式(l)-(5),第三透镜和第四透镜的组合焦距为f34=36.36也为正。根据以上各表中数据和实施例一对应的图4、图5、图6,实施例二对应的图7、图8、图9,实施例三对应的图10、图11、图12中所表现的良好像差,可以得出,本发明摄像透镜系统具有高光学性能、小型化的优点,并且成本低廉。其中各像差图中C线代表波长大约为656nm的像差,D线代表波长大约为588nm的相差,F线代表波长大约为486nm的1象差。以上所述的仅是本发明的实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本发明的保护范围。权利要求1、一种摄像透镜系统,其特征在于所述摄像透镜系统从物方到像方依次包括有正光焦度的双凸形第一透镜、负光焦度的双凹形第二透镜、负光焦度的像侧面为凸形的弯月形第三透镜、正光焦度的至少一个非球面的第四透镜,并且满足以下条件式1.1<TL/f<1.3(1)0.5<f1/f<0.7(2)其中,TL表示从第一透镜的物侧面到成像面的长度,f表示整个所述摄像透镜系统的焦距,f1表示第一透镜的焦距。2.根据权利要求1所述的摄像透镜系统,其特征在于在所述第一透镜的像侧面备有孔径光阑。3.根据权利要求1或2所述的摄像透镜系统,其特征在于第三透镜和第四透镜的组合光焦度为正。4.根据权利要求1或2所述的摄像透镜系统,其特征在于第二透镜满足以下条件式-0.85<f2/f<-0,7(3)其中,f2表示第二透镜的焦距。5.根据权利要求1或2所述的摄像透镜系统,其特征在于所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜制造所用材料均为光学塑料,并且所用材料满足以下条件式IVd2-VdlI>25(4)IVd3-Vd4I>25(5)Vdl表示第一透镜所用材料的色散系数;Vd2表示第二透镜所用材料的色散系数;Vd3表示第三透镜所用材料的色散系统;Vd4表示第四透镜所用材料的色散系数。全文摘要本发明公开了一种摄像透镜系统,其从物方到像方依次包括有正光焦度的双凸形第一透镜、负光焦度的双凹形第二透镜、负光焦度的像侧面为凸形的弯月形第三透镜、正光焦度的至少一个非球面的第四透镜,并且,从第一透镜的物侧面到成像面的长度TL,整个所述摄像透镜系统的焦距f,第一透镜的焦距f1满足以下条件式1.1<TL/f<1.3,0.5<f1/f<0.7,从而能够实现高像素、小型化,成本低的优点。文档编号G02B9/00GK101320124SQ200810068298公开日2008年12月10日申请日期2008年7月4日优先权日2008年7月4日发明者圣陆,韩雨青申请人:瑞声光电科技(常州)有限公司
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