小型长焦透镜套件制造技术

一种光学透镜套件包括五个透镜元件并且提供TTL/EFL

Miniature long focus lens kit

An optical lens kit includes five lens elements and provides TTL/EFL.

【技术实现步骤摘要】
小型长焦透镜套件分案申请本专利技术专利申请系在先专利申请号为201480036461.2、申请日为2014年6月20日，专利技术名称为“小型长焦透镜套件”的PCT进中国专利申请的分案申请。该申请对应的国际申请的申请号为PCT/IB2014/062465。相关申请的交叉引用本申请涉及2013年7月4日提交的具有相同标题的美国临时专利申请号61/842,987并且要求其优先权，该申请被全文合并在此以作参考。
这里所公开的实施例涉及一种光学透镜系统和透镜套件，更具体来说涉及一种被包括在这样的系统中并且被使用在例如蜂窝电话之类的便携式电子产品中的小型长焦透镜套件。
技术介绍
数字摄影机模块当前正被合并到多种寄主设备中。这样的寄主设备包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机等等。针对寄主设备中的数字摄影机模块的消费者需求正在持续增长。蜂窝电话设备中的摄影机特别需要紧凑的成像透镜系统以用于良好质量的成像并且具有较小的光学总长(TTL)。包括四个透镜元件的传统透镜套件对于此类设备中的良好质量成像已经不再足够。例如US8,395,851中的最新的透镜套件设计使用五个透镜元件。但是US8,395,851中的设计至少受困于以下事实，即TTL与有效焦距(EFL)之间的比值过大。因此，在本领域内需要一种能够提供较小的TTL/EFL比值以及比现有透镜套件更好的图像质量的五透镜元件光学透镜套件。
技术实现思路
这里所公开的实施例涉及一种光学透镜套件，其按照从物侧到像侧的顺序包括：具有凸物侧表面并且具有正折射本领(refractivepower)的第一透镜元件，在光轴上具有厚度d2并且与第一透镜元件通过第一气隙分开的具有负折射本领的第二透镜元件，具有负折射本领并且与第二透镜元件通过第二气隙分开的第三透镜元件，具有正折射本领并且与第三透镜元件通过第三气隙分开的第四透镜元件，以及具有负折射本领并且与第四透镜元件通过第四气隙分开的第五透镜元件，其中第五透镜元件在光轴上具有厚度d5。合并有所述透镜套件的光学透镜系统还可以包括位于第一透镜元件之前的光阑(stop)、布置在第五透镜元件的像侧表面与图像传感器之间的玻璃窗，所述图像传感器具有在其上形成对象的图像的像平面。TTL被定义成光轴上的第一透镜元件的物侧表面与图像传感器之间的距离。“EFL”具有其常规含义。在所有实施例中，TTL小于EFL，也就是说TTL/EFL比值小于1.0。在一些实施例中，TTL/EFL比值小于0.9。在一个实施例中，TTL/EFL比值是大约0.85。在所有实施例中，所述透镜套件具有F#<3.2的F数。在一个实施例中，第一透镜元件的焦距f1小于TTL/2，第一、第三和第五透镜元件分别具有大于50的阿贝数(“Vd”)，第二和第四透镜元件分别具有小于30的阿贝数，第一气隙小于d2/2，第三气隙大于TTL/5，并且第四气隙小于1.5d5。在一些实施例中，所述透镜元件的表面可以是非球面的。在这里所公开的光学透镜套件中，具有正折射本领的第一透镜元件允许有益地减小透镜系统的TTL。第一、第二和第三透镜元件加上其间的相对较短距离的组合设计允许较长的EFL和较短的TTL。所述相同的组合连同对应于第二透镜元件的高色散(低Vd)以及对应于第一和第三透镜元件的低色散(高Vd)还有助于减小色像差(chromaticaberration)。具体来说，通过满足关系1.2x|f3|>|f2|>1.5xf1获得了比值TTL/EFL<1.0和最小色像差，其中“f”表示透镜元件有效焦距，并且数字1、2、3、4、5表示透镜元件编号。第三和第四透镜元件之间的相对较大的距离加上第四和第五透镜元件的组合设计有助于把所有场的焦点都带到所述像平面。此外，由于第四和第五透镜元件具有不同的色散并且分别具有正、负折射本领，因此其有助于最小化色像差。附图说明图1A示出了这里所公开的光学透镜系统的第一实施例；图1B示出了对应于第一实施例中的各个场的整个光学透镜套件的光学传递函数的模量(MTF)与焦点位移的关系；图1C以百分比的形式示出了第一实施例中的畸变与场角的关系(+Y方向)；图2A示出了这里所公开的光学透镜系统的第二实施例；图2B示出了对应于第二实施例中的各个场的整个光学透镜套件的MTF与焦点位移的关系；图2C以百分比的形式示出了第二实施例中的畸变+Y；图3A示出了这里所公开的光学透镜系统的第三实施例；图3B示出了对应于第三实施例中的各个场的整个光学透镜系统的MTF与焦点位移的关系；图3C以百分比的形式示出了第三实施例中的畸变+Y。具体实施方式在后面的描述中，透镜元件表面的形状(凸或凹)被定义成从对应的一侧看去(即从物侧或从像侧看去)。图1A示出了在这里公开并且被标记成100的光学透镜系统的第一实施例。图1B示出了对应于实施例100中的各个场的整个光学透镜系统的MTF与焦点位移的关系。图1C以百分比的形式示出了畸变+Y与场的关系。实施例100按照从物侧到像侧的顺序包括：可选的光阑101；具有凸物侧表面102a和凸或凹像侧表面102b并且具有正折射本领的第一塑料透镜元件102；具有负折射本领并且具有弯月(meniscus)凸物侧表面104a的第二塑料透镜元件104，其具有被标记成104b的像侧表面；具有存在拐点(inflectionpoint)的凹物侧表面106a和凹像侧表面106b并且具有负折射本领的第三塑料透镜元件106；具有正弯月并且具有正折射本领的第四塑料透镜元件108，其具有被标记成108a的凹物侧表面和被标记成108b的像侧表面；以及具有负弯月并且具有负折射本领的第五塑料透镜元件110，其具有被标记成110a的凹物侧表面和被标记成110b的像侧表面。所述光学透镜系统还包括布置在第五透镜元件110的像侧表面110b与像平面114之间的可选玻璃窗112，以用于对象的成像。此外，图像传感器(未示出)被布置在像平面114处以用于成像。在实施例100中，所有透镜元件表面都是非球面的。在表1中给出了详细的光学数据，并且在表2中给出了非球面表面数据，其中曲率半径(R)、透镜元件厚度和/或沿着光轴的元件之间的距离和直径的单位都是用mm来表达的。“Nd”是折射率。非球面表面轮廓的等式由下式表达：其中，r是与光轴相距(并且垂直于光轴)的距离，k是圆锥系数(coniccoefficient)，c＝1/R，其中R是曲率半径，并且α是在表2中给出的系数。在被应用于这里所公开的透镜套件的实施例的前面的等式中，系数α1和α7是零。应当提到的是，r的最大值“maxr”＝直径/2。还应当提到的是，在表1(以及后面的表3和5)中，各个元件(和/或表面)之间的距离被标记成“Lmn”(其中m指的是透镜元件编号，n＝1指的是元件厚度，并且n＝2指的是去到下一个元件的气隙)，并且在光轴z上被测量，其中光阑处于z＝0处。每一个数字都是从前一个表面测量的。因此，第一距离-0.466mm是从光阑到表面102a测量的，从表面102a到表面102b的距离L11(即第一透镜元件102的厚度)是0.894mm，表面102b与104a之间的气隙L12是0.020mm，表面104a与104b之间的距离L21(即第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学透镜套件，其按照从物侧到像侧的顺序包括：a)具有正折射本领、具有焦距f1并且具有凸物侧表面的第一透镜元件；b)具有负折射本领、在光轴上具有厚度d2、具有焦距f2并且与第一透镜元件通过第一气隙分开的第二透镜元件；c)具有负折射本领、具有焦距f3并且与第二透镜元件通过第二气隙分开的第三透镜元件；d)与第三透镜元件通过第三气隙分开的第四透镜元件；以及e)与第四透镜元件通过第四气隙分开并且在光轴上具有厚度d5的第五透镜元件；其中，1.2x|f3|>|f2|>1.5xf1，光学透镜套件的光学总长(TTL)与有效焦距(EFL)之间的比值小于1.0，并且光学透镜套件的F数小于3.2。

【技术特征摘要】
2013.07.04 US 61/842，9871.一种光学透镜套件，其按照从物侧到像侧的顺序包括：a)具有正折射本领、具有焦距f1并且具有凸物侧表面的第一透镜元件；b)具有负折射本领、在光轴上具有厚度d2、具有焦距f2并且与第一透镜元件通过第一气隙分开的第二透镜元件；c)具有负折射本领、具有焦距f3并且与第二透镜元件通过第二气隙分开的第三透镜元件；d)与第三透镜元件通过第三气隙分开的第四透镜元件；以及e)与第四透镜元件通过第四气隙分开并且在光轴上具有厚度d5的第五透镜元件；其中，1.2x|f3|>|f2|>1.5xf1，光学透镜套件的光学总长(TTL)与有效焦距(EFL)之间的比值小于1.0，并且光学透镜套件的F数小于3.2。2.根据权利要求1所述的光学透镜套件，其中，f1小于TTL/2。3.根据权利要求1所述的光学透镜套件，其中，第三气隙大于TTL/5。4.根据权利要求1所述的光学透镜套件，其中，f1小于TTL/2，并且第三气隙大于TTL/5。5.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，第一透镜元件具有大于50的Abbe数，并且第二透镜元件具有小于30的Abbe数。6.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，第四气隙小于1.5d5。7.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，第四透镜元件具有正折射本领，并且第五透镜元件具有负折射本领。8.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，第二透镜元件是具有凸物侧表面的弯月透镜。9.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，F数是2.8。10.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，TTL与EFL之间的比值小于0.9。11.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，第一气隙小于d2/2。12.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，第三透镜元件具有凸物侧表面和凹像侧表面。13.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，第五透镜元件具有凹物侧表面和凸像侧表面。14.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，所述五个透镜元件由塑料制成。15.根据权利要求1-4当中的任一条所述的光学透镜套件，其中，第四透镜元件具有凹物侧表面和凸像侧表面。16.一种光学透镜套件，其按照从物侧到像侧的顺序包括：a)具有正折射本领、具有焦距f1并且具有凸物侧表面的第一透镜元件；b)具有负折射本领、在光轴上具有厚度d2并且与第一透镜元件通过第一气隙分开的第二透镜元件；c)具有负折射本领并且与第二透镜元件通过第二气隙分开的第三透镜元件；d)与第三透镜元件通过第三气隙分开的第四透镜元件；以及e)与第四透镜元件通过第四气隙分开并且在光轴上具有厚度d5的第五透镜元件；其中，光学透镜套件的光学总长(TTL)与有效焦距(EFL)之间的比值小于1.0，f1小于TTL/2，并且光学透镜套件的F数小于3.2。17.根据权利要求16所述的光学透镜套件，其中，第三气隙大于TTL/5。18.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·道尔，E·戈登堡，G·沙布岱，
申请(专利权)人：核心光电有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL