光學系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學系統(tǒng)。本發(fā)明的光學系統(tǒng)包括：第一透鏡，其具有正折射倍率以及朝向物體側(cè)凸起的物體側(cè)表面；第二透鏡，其具有負折射倍率以及朝向圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面；第三透鏡，其具有負折射倍率；第四透鏡，其具有正折射倍率；第五透鏡，其具有正折射倍率以及朝向圖像側(cè)凸起的圖像側(cè)表面；以及第六透鏡，其具有負折射倍率以及朝向圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面。
【專利說明】光學系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本發(fā)明要求如下所述的國內(nèi)優(yōu)先權(quán)申請與國外優(yōu)先權(quán)申請的優(yōu)先權(quán)并且所述優(yōu)先權(quán)申請包含于此以供參考:
[0003]“相關(guān)申請的交叉引用
[0004]本申請要求2012年9月5日提交的韓國專利申請序列號10-2012-0098210以及2013年6月25日提交的韓國專利申請序列號10-2013-0072835的優(yōu)先權(quán)，以將它們整體結(jié)合于此的方式包括在此申請中?！?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0005]本發(fā)明涉及一種光學系統(tǒng)，并且更具體地說涉及一種包括六個透鏡的光學系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0006]通常來說，隨著日益增加的使用以及通過通信技術(shù)提供的服務(wù)的多元化，諸如移動通信終端、PDA、以及智能電話等移動通信裝置變得除了具有基本通信功能以外還具有多種額外的功能。
[0007]具體地，安裝于移動通信裝置的相機模塊除了用于使用單一聚焦的簡單拍照外，作為用于高清攝像、自動對焦調(diào)整和QR碼識別的各種會聚裝置的需求日益增加。
[0008]此外，隨著相機模塊的尺寸逐漸減小，因而需要更高分辨率，并且隨著移動通信裝置的降價，相機模塊的制造成本逐漸降低。
[0009]為了降低相機模塊的單價，首先，優(yōu)選地降低透鏡組的制造成本，所述透鏡組構(gòu)成嵌入于相機模塊的光學系統(tǒng)。然而，為了滿足關(guān)于改進分辨率方面的上述條件，應(yīng)通過應(yīng)用具有高光學性能的玻璃透鏡構(gòu)成光學系統(tǒng)，但由于使用多片昂貴的玻璃透鏡而導致不可能降低相機模塊的制造成本。
[0010]此外，當采用多個玻璃透鏡來克服分辨率問題時，不可能降低光學系統(tǒng)的重量。
[0011][相關(guān)技術(shù)文件]
[0012][專利文獻]
[0013]專利文獻1:韓國專利公開N0.2009-106242
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]因此，為了克服傳統(tǒng)移動照相機光學系統(tǒng)中出現(xiàn)的上述弊端和問題而提出了本發(fā)明，并且因此，本發(fā)明的目的是提供一種光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)能夠通過使用六個非球面塑料透鏡來構(gòu)造光學系統(tǒng)而實現(xiàn)高分辨率。
[0015]為實現(xiàn)此目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種光學系統(tǒng)，包括:第一透鏡，其具有正折射倍率(refractive power,屈光度)以及朝向物體側(cè)凸起的物體側(cè)表面；第二透鏡，其具有負折射倍率以及朝向圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面；第三透鏡，其具有負折射倍率；第四透鏡，其具有正折射倍率；第五透鏡，其具有正折射倍率以及朝向圖像側(cè)凸起的圖像側(cè)表面；以及第六透鏡，其具有負折射倍率以及朝向圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面。
[0016]此外，光學系統(tǒng)相對于象差修正與緊湊設(shè)計方面的條件滿足下面的條件表達式。
[0017][條件表達式I] 0.5〈F1/F〈1.2
[0018]這里，F(xiàn)是整個光學系統(tǒng)的焦距，并且Fl是第一透鏡的焦距。
[0019]此外，光學系統(tǒng)相對于色象差方面的條件滿足下面的條件表達式。
[0020][條件表達式]Vl- V2>25
[0021]這里，Vl是第一透鏡的阿貝數(shù)(Abbe number，色散系數(shù))，并且V2是第二透鏡的阿貝數(shù)。
[0022]并且第一透鏡到第六透鏡可以是塑料透鏡，并且第一透鏡到第六透鏡的兩個表面都可以是非球面。
[0023]此外，濾光器還可以包括在第六透鏡與圖像平面之間，所述濾光器由覆蓋有紅外截止濾光器的護罩玻璃構(gòu)成，所述紅外截止濾光器用于阻斷包含在從外部引進的光中的過多紅外線。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]通過結(jié)合其附圖給出的下面實施方式的描述，本發(fā)明的一般創(chuàng)造性構(gòu)思的這些和/或其它方面與優(yōu)點將變得顯而易見并且更容易理解:
[0025]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于照相機的光學系統(tǒng)的透鏡布置的構(gòu)造示圖；
[0026]圖2是圖1中示出的光學系統(tǒng)的MTF圖表；
[0027]圖3是表I與圖1中示出的光學系統(tǒng)的象差的圖表；
[0028]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的用于照相機的光學系統(tǒng)的透鏡布置的構(gòu)造示圖；
[0029]圖5是圖4中示出的光學系統(tǒng)的MTF圖表；
[0030]圖6是表3與圖4中示出的光學系統(tǒng)的象差的圖表；
[0031]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的用于照相機的光學系統(tǒng)的透鏡布置的構(gòu)造示圖；
[0032]圖8是圖4中示出的光學系統(tǒng)的MTF圖表；以及
[0033]圖9是表5與圖7中示出的光學系統(tǒng)的象差的圖表。
【具體實施方式】
[0034]通過參照示出本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖的以下描述，將清晰領(lǐng)會關(guān)于操作效果的內(nèi)容，所述操作效果包括用于根據(jù)本發(fā)明的光學系統(tǒng)的目的的技術(shù)構(gòu)造。
[0035]然而，在下列各個實施方式的透鏡構(gòu)造示圖中，為了詳細說明本發(fā)明，透鏡的厚度、大小以及形狀可略微放大。具體地，透鏡構(gòu)造示圖中示出的球面表面或者非球面表面的形狀作為實例示出但并不限制于此。
[0036]首先，圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的光學系統(tǒng)的第一實施例的透鏡構(gòu)造示圖。如示出的，本實施例的光學系統(tǒng)包括具有正折射倍率的第一透鏡L1、具有負折射倍率的第二透鏡L2、具有負折射倍率的第三透鏡L3、具有正折射倍率的第四透鏡L4、具有正折射倍率的第五透鏡L5、以及具有負折射倍率的第六透鏡L6。
[0037]此時，第一透鏡LI可以具有其中物體側(cè)表面朝向物體側(cè)凸起的形狀，并且第二透鏡L2可以具有其中圖像側(cè)表面朝向圖像側(cè)凹入的形狀。
[0038]此外，第三透鏡L3可以具有其中物體側(cè)表面是凹入的彎月面形狀，第五透鏡L5可以具有其中圖像側(cè)表面朝向圖像側(cè)凸起的形狀，并且第六透鏡L6可以具有其中圖像側(cè)表面朝向圖像側(cè)凹入的形狀。
[0039]此外，濾光器OF可以設(shè)置在第六透鏡L6與圖像平面15之間，所述濾光器由用于阻擋包括在穿過光學系統(tǒng)的光中的過多的紅外線的紅外濾光片或覆蓋有所述紅外濾光片的護罩玻璃構(gòu)成。
[0040]此外，在本發(fā)明的光學系統(tǒng)中，第一透鏡LI到第六透鏡L6全都可以是塑料透鏡，并且第一透鏡LI到第六透鏡L6的一個或兩個表面都可以是非球面的。
[0041]將構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的光學系統(tǒng)的透鏡的至少一個表面形成為非球面的原因是，為了提高設(shè)計中的自由度以便促進包括色象差的象差的修正并減少制造公差。此外，由塑料透鏡形成全部第一透鏡LI到第六透鏡L6的原因是，為了構(gòu)造這樣一種光學系統(tǒng)，盡管所述光學系統(tǒng)由多個透鏡構(gòu)成，但由于與玻璃透鏡相比該光學系統(tǒng)在制造非球面表面方面具有更容易的特性，因而所述光學系統(tǒng)由于實現(xiàn)了輕量化而能夠用在移動裝置中并主要安裝于移動裝置。
[0042]同時，如上所述，本發(fā)明的光學系統(tǒng)在使用以下條件表達式I和2的多個透鏡的情況下，可執(zhí)行象差修正并達到小型化。條件表達式和操作效果將描述如下。
[0043][條件表達式I] 0.5〈F1/F〈1.2
[0044]這里，F(xiàn)l是第一透鏡的焦距，并且F是整個光學系統(tǒng)的焦距。
[0045]作為光學系統(tǒng)的象差修正與小型化的條件的條件表達式1，是關(guān)于第一透鏡的焦距與整個光學系統(tǒng)的焦距的比率的條件表達式。
[0046]當偏離條件表達式I的下限時，由于第一透鏡的折射倍率增加因此很難修正球面象差，而當偏離條件表達式I的上限時，盡管在包括球面象差的象差修正方面是有利的但是很難滿足光學系統(tǒng)的最小化。
[0047][條件表達式2] Vl - V2>25
[0048]這里，Vl是第一透鏡的阿貝數(shù)，并且V2是第二透鏡的阿貝數(shù)。
[0049]條件表達式2是關(guān)于彩色象差修正的條件，并且其能夠通過增加第一透鏡的阿貝數(shù)而不是第二透鏡的阿貝數(shù)而促進色象差修正。此時，當偏離條件表達式2的下限時，由于色象差基于差異變化的減小而增加，因此很難滿足在本發(fā)明中要求的光學特征，即色象差修正特征。
[0050][條件表達式3] F2/F<-0.50
[0051]這里，F(xiàn)2是第二透鏡的焦距，并且F是整個光學系統(tǒng)的焦距。
[0052]作為光學系統(tǒng)的象差修正和小型化方面的條件的條件表達式3，是關(guān)于第二透鏡的焦距與整個光學系統(tǒng)的焦距的比率的條件表達式。
[0053]當偏離條件表達式3的上限時，由于第二透鏡的負折射倍率過度地增加或減小，因此很難執(zhí)行象差修正。
[0054][條件表達式4] -50〈F3/F〈_3[0055]這里，F(xiàn)3是第三透鏡的焦距，并且F是整個光學系統(tǒng)的焦距。
[0056]作為光學系統(tǒng)的象差修正的條件的條件表達式4，是關(guān)于第三透鏡的焦距與整個光學系統(tǒng)的焦距的比率的條件表達式。
[0057]這里，當偏離條件表達式4的上限與下限時，由于很難保持第三透鏡的適當?shù)恼凵浔堵?，因此很難執(zhí)行象差修正。
[0058][條件表達式5] 0.5〈F4/F〈10.0
[0059]這里，F(xiàn)4是第四透鏡的焦距，并且F是整個光學系統(tǒng)的焦距。
[0060]作為光學系統(tǒng)的象差修正的條件的條件表達式5，是關(guān)于第四透鏡的焦距與整個光學系統(tǒng)的焦距的比率的條件表達式。
[0061]這里，當偏離條件表達式5的上限與下限時，由于第二透鏡的正折射倍率過度地增加或減小，因此很難執(zhí)行象差修正。
[0062][條件表達式6]0.8〈0AL/F〈1.4
[0063]這里，OAL是從第一透鏡的物體側(cè)表面到圖像平面的距離，并且F是整個光學系統(tǒng)的焦距。
[0064]作為光學系統(tǒng)的小型化的條件的條件表達式6，是關(guān)于焦距與整個光學系統(tǒng)的焦距的比率方面的條件表達式。
[0065]這里，當偏離條件表達式6的上限時，很難實現(xiàn)整個光學系統(tǒng)的小型化，并且當偏離條件表達式6的下限時，不可能確保光學系統(tǒng)的有效觀察角。
[0066][條件表達式7] R1/F>0.35
[0067]這里，Rl是第一透鏡的物體側(cè)表面的曲率半徑，并且F是整個光學系統(tǒng)的焦距。
[0068]作為光學系統(tǒng)的形狀設(shè)計方面的條件的條件表達式7，是關(guān)于第一透鏡的物體側(cè)表面的曲率半徑與整個光學系統(tǒng)的焦距的比率的條件表達式。
[0069]這里，當偏離條件表達式7的下限時，由于第一透鏡的曲率半徑減小，因此當設(shè)計和裝配第一透鏡時對于公差很敏感。
[0070][條件表達式8] R4/F>30
[0071]這里，R4是第二透鏡的上表面的曲率半徑，并且F是整個光學系統(tǒng)的焦距。
[0072]作為光學系統(tǒng)的象差修正的條件的條件表達式8，是關(guān)于第二透鏡的上表面的曲率半徑與整個光學系統(tǒng)的焦距的比率的條件表達式。
[0073]這里，當滿足條件表達式8的下限范圍內(nèi)的條件時，能夠通過適當?shù)乇３值诙哥R的負折射倍率促進象差修正。
[0074][條件表達式9] F2/F3>0.0I
[0075]這里，F(xiàn)2是第二透鏡的焦距，并且F3是第三透鏡的焦距。
[0076]作為光學系統(tǒng)的象差修正的條件的條件表達式9，是關(guān)于第二透鏡與第三透鏡的焦距的條件表達式。
[0077]這里，當偏離條件表達式9的下限時，由于第二透鏡的負折射倍率過度地增加并且象差特征變差，因此很難執(zhí)行象差修正。
[0078][條件表達式10]D1/F〈0.03
[0079]這里，Dl是第一透鏡與第二透鏡之間的氣隙(air gap)，并且F是整個光學系統(tǒng)的焦距。[0080]作為光學系統(tǒng)的縱向象差修正的條件的條件表達式10，是關(guān)于第一透鏡與第二透鏡之間的距離與整個光學系統(tǒng)的焦距的條件表達式。
[0081]這里，當偏離條件表達式10的上限時，整個光學系統(tǒng)的縱向象差特征變差。
[0082]下文中，將參照具體數(shù)值實施例詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的緊湊的廣角光學系統(tǒng)。
[0083]如上所述，下面的第一實施例到第三實施例都包括:第一透鏡LI，其具有正折射倍率以及朝向物體側(cè)凸起的物體側(cè)表面；第二透鏡L2，其具有負折射倍率以及朝向圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面；第三透鏡L3，其具有負折射倍率；第四透鏡L4，其具有正折射倍率；第五透鏡L5，其具有正折射倍率以及朝向圖像側(cè)凸起的圖像側(cè)表面；以及第六透鏡L6，其具有負折射倍率以及朝向圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面，以及濾光器0F，其由紅外線濾光器或覆蓋有紅外線濾光器的護罩玻璃形成。
[0084]此外，第一透鏡LI到第六透鏡L6由塑料透鏡形成，所述塑料透鏡的兩個表面都是非球面表面。
[0085]同時，通過已知的等式I獲取在下面每個實施例使用的非球面，并且在二次曲線常數(shù)K以及非球面系數(shù)A、B、C、D、E和F中使用的E和E后面的數(shù)字代表10的冪。例如，E+02表示IO2,并且E-02表示10-2。
[0086][等式I]
[0087]
【權(quán)利要求】
1.一種光學系統(tǒng)，包括: 第一透鏡，所述第一透鏡具有正折射倍率以及朝向物體側(cè)凸起的物體側(cè)表面； 第二透鏡，所述第二透鏡具有負折射倍率以及朝向圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面； 第三透鏡，所述第三透鏡具有負折射倍率； 第四透鏡，所述第四透鏡具有正折射倍率； 第五透鏡，所述第五透鏡具有正折射倍率以及朝向所述圖像側(cè)凸起的圖像側(cè)表面；以及 第六透鏡，所述第六透鏡具有負折射倍率以及朝向所述圖像側(cè)凹入的圖像側(cè)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述光學系統(tǒng)關(guān)于象差修正與小型化設(shè)計方面的條件滿足下面的條件表達式: [條件表達式]0.5<F1/F<1.2, 其中，F(xiàn)是整個所述光學系統(tǒng)的焦距，并且Fl是所述第一透鏡的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述光學系統(tǒng)關(guān)于色象差與小型化設(shè)計方面的條件滿足下面的條件表達式: [條件表達式]Vl -V2>25， 其中，Vl是所述第一透鏡的阿貝數(shù)，并且V2是所述第二透鏡的阿貝數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述光學系統(tǒng)關(guān)于象差修正與小型化方面的條件滿足下面的條件表達式: [條件表達式]F2/F〈-0.50， 其中，F(xiàn)2是所述第二透鏡的焦距，并且F是整個所述光學系統(tǒng)的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述光學系統(tǒng)關(guān)于象差修正方面的條件滿足下面的條件表達式: [條件表達式]-50〈F3/F〈-3， 其中，F(xiàn)3是所述第三透鏡的焦距，并且F是整個所述光學系統(tǒng)的焦距。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述光學系統(tǒng)關(guān)于象差修正方面的條件滿足下面的條件表達式: [條件表達式]0.5<F4/F<10.0， 其中，F(xiàn)4是所述第四透鏡的焦距，并且F是整個所述光學系統(tǒng)的焦距。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述光學系統(tǒng)關(guān)于小型化方面的條件滿足下面的條件表達式: [條件表達式]0.8<0AL/F<1.4， 其中，OAL是從所述第一透鏡的所述物體側(cè)表面到圖像平面的距離，并且F是所述整個所述光學系統(tǒng)的焦距。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述光學系統(tǒng)關(guān)于形狀設(shè)計方面的條件滿足下面的條件表達式: [條件表達式]R1/FX).35， 其中，Rl是所述第一透鏡的所述物體側(cè)表面的曲率半徑，并且F是整個所述光學系統(tǒng)的焦距。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述光學系統(tǒng)關(guān)于象差修正方面的條件滿足下面的條件表達式: [條件表達式]R4/F>30， 其中，R4是所述第二透鏡的上表面的曲率半徑，并且F是整個所述光學系統(tǒng)的焦距。
10.據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述光學系統(tǒng)關(guān)于象差修正方面的條件滿足下面的條件表達式: [條件表達式]F2/F3>0.01， 其中，F(xiàn)2是所述第二透鏡的焦距，并且F3是所述第三透鏡的焦距。
11.據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述光學系統(tǒng)關(guān)于縱向象差修正方面的條件滿足下面的條件表達式: [條件表達式]D1/F〈0.03， 其中，Dl是所述第一透鏡與所述第二透鏡之間的氣隙，并且F是整個所述光學系統(tǒng)的焦距。
12.據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述第一透鏡到所述第六透鏡是塑料透鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的光學系統(tǒng)，其中，所述第一透鏡到所述第六透鏡的兩個表面都是非球面表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學系統(tǒng)，還包括: 濾光器，所述濾光器設(shè)置在所述第六透鏡與所述圖像平面之間，并且由覆蓋有紅外截止濾光器的護罩玻璃形成，所述紅外截止濾光器用于阻擋包括在從外部引入的光中的過多紅外線。
【文檔編號】G02B13/18GK103676108SQ201310400188
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】樸一容, 鄭辰花, 康永錫 申請人:三星電機株式會社