微型成像光学系统技术方案

提供了一种安装在移动通信终端或ＰＤＡ中、或用在监控摄像机或数码相机中的微型成像光学系统。该微型成像光学系统包括：从物体侧到图像侧顺序放置的第一、第二、第三、及第四透镜，第一透镜具有正折射本领，第二透镜具有负折射本领，第三透镜具有负折射本领，以及第四透镜具有正折射本领，其中，第三透镜和第四透镜中的每一个都至少具有一个非球面。该微型成像光学系统极好地校正色像差，以显著减少色散，从而实现高分辨率以及紧凑性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种《效型成像光学系统，更具体i也涉及一种安装在 移动通信终端或个人lt字助理(PDA)中、或者用在监控插J象才几或 数码相机中的微型成像光学系统。
技术介绍
近来，关于图像获取系统，对用于通信终端、凄史码相机(DSC)、 便携式摄像放像一体机、及连接至个人计算机作为成像装置的个人 计算机(PC)相机的相机模块进行了研究。此处，图像形成透镜系 统是这种图像获取系统获得图像的最重要的组件。就分辨率和图像质量而言，该透镜系统必须是高性能的，这样 使得透镜构造变得复杂。然而，这种结构的和光学的复杂性导致了 尺寸的增加，造成难于4吏该透4竟系统紧凑以及变薄。例如，有必要^f吏相积4莫块小型化以更有效i也将其安装在移动电 话中。另外，作为图像传感器而用在相机模块中的电荷耦合器件 (CCD )或互补型金属氧化物半导体(CMOS )，在分辨率上逐渐才是高，而像素尺寸逐渐减小。反过来，在达到高的分辨率和出众的光 学性能的同时，包括在相机模块中的透镜系统要求是小型化的而且 是更薄的。此处，在采用具有3百万^f象素的CCD或CMOS的情况下，可 以4又安排三片透4竟或更少的透4竟来满足光学性能和小型化。然而， 在将三片透镜或更少的透镜应用于诸如具有至少5百万像素的CCD 或CMOS的高分辨率成像装置的情况下，每片透镜均需要提高折射 本领，而这是难以加工的。结果，这致使难以同时获得透镜系统的 高性能和小型化。因此，可以采用四片透4竟，4旦是当在这种构造中 使用球面透镜时，光学透镜系统在总长度上有所增加，几乎不能小 型化。因此，存在对于用于能够被微型化并实现光学性能的相机冲莫块 的透4竟系统的需求。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了 一种可适合应用于诸如使用图4象传感 器(诸如电荷耦合器件(CCD )或互补金属氧化物半导体(CMOS )) 的移动电话相机的微型光学装置的微型成像光学系统。本专利技术的一个方面还提供了 一种能够校正色像差以显著减少色 散的微型成像光学系统。本专利技术的一个方面还提供了 一种使用非球面透镜来保证高分辨 率并实现各种光学特性的微型成像光学系统。才艮据本专利技术的一个方面，冲是供了一种《鼓型成^f象光学系统，该系 统包括从物体侧到图像侧顺序放置的第一、第二、第三、及第四 透镜，第一透镜具有正折射本领，第二透镜具有负折射本领，第三透镜具有负折射本领，以及第四透镜具有正折射本领，其中，第三 透镜和第四透镜中的每一个都具有至少一个非球面。第 一透镜可以具有分别大于第二透镜和第三透4竟的阿贝凄t的阿贝凄史，以及第四透4竟可以具有分别大于第二透4竟和第三透镜的阿贝凄t的阿贝凄史。第一到第四透4竟可以分别具有满足以下条件1至4的阿贝凄t， v00…条件1， v2，...条件2， v3S40…条件3， v4250 ...条件4，其中，Vi, v2， v3，以及V4是第一到第四透镜的各个阿贝^:。光学系统可以具有满足下列条件5的整体尺寸，第一透4竟可以 具有满足下列条件6的折射本领，以及第二透镜可以具有满足下列 条件7的折射本领，0.85 < OL / D < 1.05 ...条件5 ，Fl /F，68 ...条件6，IF2/FI化1…条件7，其中，OL是从第一透镜的物体侧到图像平面的距离，D是图 像平面的有效光学尺寸，F是整个光学系统的有效焦距，Fl是第一 透镜的焦距，以及F2是第二透镜的焦距。第三透镜可以具有满足下列条件8的折射本领，I F3 /Fl i > 5 ...条件8,其中，Fl是第一透镜的焦距，以及F3是第三透镜的焦距。 第四透4竟可以由塑诗牛制成。 附图说明乂人以下结合附图的详细描述中，本专利技术的上述和其他方面、特 征、以及其他优点将变得更易于理解，附图中图1是示出根据本专利技术的第一和第二实施例的微型成像光学系 统的透镜构造的^L图；图2是示出本专利技术第一实施例的像差曲线图'其中，A表示球 面像差，B表示像散，以及C表示失真；图3A至图3D是示出根据本专利技术第一实施例的在每个场中的彗 形1象差(coma aberration )的曲线图；图4示出了本专利技术第二实施例的像差曲线图，其中，A表示球 面像差，B表示像散，以及C表示失真；以及图5A至图5D是示出根据本专利技术第二实施例的每个场中的彗形 像差的曲线图。具体实施方式现在将参考附图详细描述本专利技术的示例性实施例。图1是示出根据本专利技术的第一和第二实施例的微型成像光学系 统的透镜构造的视图。在以下的透4竟构造的S见图中，为了清晰，可 以将透镜的厚度、尺寸、及形状放大。具体地，视图中所示的王求面 或非球面表面的形状仅是示例性的，不应将其理解为限制性的。同时，如图l所示，第一和第二实施例的透4竟在形状上可以相 似，而在后面描述的多个实例中在光学特性上有所不同。如图1所示，本专利技术的《效型成Y象光学系统包^":具有正4斤射本 领的第一透镜L1、具有负折射本领的第二透4竟L2、具有负折射本 领的第三透镜L3、以及具有正折射本领的第四透镜L4。第一透镜 Ll至第四透镜L4从物体侧到图像侧顺序放置。此处，第三透4竟L3和第四透4竟L4中的每一个都至少具有一个 非球面。特别地，第四透镜L4可以由塑料制成。同时，可以在第四透镜L4和图像平面IP之间4是供诸如红外线 滤光片的滤光片OF，以及^f呆护J皮璃(cover glass)等。图像平面IP对应于诸如电荷耦合器件(CCD)和互补型金属 氧化物半导体(CMOS)的图像传感器。在本专利技术的微型图像光学系统中，其中每一个都具有正折射本 领的第 一透镜Ll和第四透镜L4都由具有大的阿贝数的材料形成。 此外，其中每一个都具有负折射本领的第二透镜L2和第三透4竟L3 都由具有小的阿贝数的材料形成。这使得这些透镜可以相互补充， 从而避免了色像差。这也使光学系统小型化，优化了非球面表面和 折射表面的曲率半径，从而得到优越的像差特性和高分辨率。此夕卜，在本实施例中，第一透4竟Ll和第二透4免L2具有为《呆"i正 第 一透镜Ll和第二透镜L2之间的短焦距而适当限定的各个折射本 领，^^而产生紧凑的成1象光学系统。特别地，根据本专利技术，使用非球面透镜来提高分辨率以及减小 失真和球面像差，从而实现光学特性优越的紧凑的光学系统。此外， 一些透镜由塑料制成以易于以低成本制造非球面透4免。利用该整体构造，下面将分析下列条件1至8的操作效果。v, 250 ...条件1，v2S40...条件2，v3，...条件3,v4^50 ...条件4,其中，v,， v2, v3,以及v4是第一透4竟到第四透4竟的各个阿贝数。条件1至4分别规定了第一透镜L1至第四透镜L4的阿贝数， 并适于光学系统的色像差的校正。在该实施例中，具有正折射本领的第一透4竟L1和第四透4竟L4 分别具有相对高于具有负折射本领的第二透4竟L2和第三透4竟L3的 阿贝数。这使得这些透镜相互补充，从而避免了色^f象差。特别地，在满足了条件1至4的情况下，可以有效抑制色4象差。 即，当具有正4斤射本领的第一透4竟Ll和第四透4竟L4都具有小于 50的各个阿贝数时，或当具有负折射本领的第二透4竟L2和第三透镜L3都具有大于40的各个阿贝数时，这些透镜不能充分地才交正色 像差，从而使分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型成像光学系统，包括：从物体侧到图像侧顺序放置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、和第四透镜，所述第一透镜具有正折射本领，所述第二透镜具有负折射本领，所述第三透镜具有负折射本领，以及所述第四透镜具有正折射本领，其中，所述第三透镜和所述第四透镜中的每一个都至少具有一个非球面表面，其中，所述第一透镜具有分别大于所述第二透镜的阿贝数和所述第三透镜的阿贝数的阿贝数，以及所述第四透镜具有分别大于所述第二透镜的阿贝数和所述第三透镜的阿贝数的阿贝数，其中，所述第一透镜至所述第四透镜具有满足下列条件１至条件４的阿贝数，所述光学系统具有满足下列条件５的整体尺寸，所述第一透镜具有满足下列条件６的折射本领，以及所述第二透镜具有满足下列条件７的折射本领，ｖ↓［１］≥５０…条件１，ｖ↓［２］≤４０…条件２，ｖ↓［３］≤４０…条件３，　ｖ↓［４］≥５０…条件４，０．８５＜ＯＬ／Ｄ＜１．０５…条件５，Ｆ１／Ｆ≤０．６８…条件６，｜Ｆ２／Ｆ｜≤１．１…条件７，其中，ｖ↓［１］，ｖ↓［２］，ｖ↓［３］，以及ｖ↓［４］是所述第一透镜至所述第四透镜的各个阿贝数，ＯＬ是从所述第一透镜的物体侧到图像平面的距离，Ｄ是所述图像平面的有效光学尺寸，Ｆ是整个光学系统的有效焦距，Ｆ１是所述第一透镜的焦距，以及Ｆ２是所述第二透镜的焦距。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朴天豪，郑弼镐，郑在哲，奥平定男，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，奥平最适系统研究所，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]