复合透镜系统技术方案

一种复合透镜系统，依照从物方至像方的顺序包括：由塑料制成的第一、第二、第三及第四透镜，第一、第三透镜是焦距为正值的透镜，第二、第四透镜是焦距为负值的透镜，第一、第二、第三及第四透镜具有非球面结构。采用上述结构后，使复合透镜系统重量轻、耐冲击的、光学成像性能良好，从而适合手机使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合透镜系统，特别是一种可用于手机的复合透镜系统。
技术介绍
数码相机为结合光学、精密机械及电子科技的新型产品，其一般包括镜头及CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal-OxideSemiconductor)影像传感器。具有不同分辨率的CCD或CMOS，要求相应的数码相机镜头与其匹配，以满足最佳成像性能的要求。特别是随着数码相机与便携式电子装置如手机的结合，对数码相机镜头提出了更高要求，不仅要求其具有较好的成像性能，同时也要求其具有较小的体积，使其便于整合于手机中。一种现有数码相机镜头中，依照从物方至像方的顺序，镜头包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，其中第一透镜为双凸镜片，第二透镜为双凹镜片，第三透镜为新月形透镜，第四透镜为双凸透镜；所有透镜的材质均为玻璃材料且镜片均为球面镜片。采用上述结构后，镜片体积较小，且镜片均采用球面玻璃镜片加工容易，然材质采用玻璃材质，增加了镜头重量，且玻璃材质的使用使其抗冲击性较差，不慎摔落到地面上时，镜头易损坏，此外，球面镜片的应用，不可避免带来球面像差，影响成像性能。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种重量轻、耐冲击的适合手机使用的复合透镜系统。此外，还有必要提供一种具有良好光学成像性能的复合透镜系统。一种复合透镜系统，依照从物方至像方的顺序包括由塑料制成的第一、第二、第三及第四透镜，第一、第三透镜是焦距为正值的透镜，第二、第四透镜是焦距为负值的透镜，第一、第二、第三及第四透镜具有非球面结构。上述复合透镜系统的进一步改进为第一透镜具有第一、第二表面，第一表面系具非球面结构凸面，第二系具非球面结构之凹面；第二透镜具有第三、第四表面，第三表面系具非球面结构之凹面，第四表面系具非球面结构之凸面；第三透镜具有第五、第六表面，第五、第六表面均系具非球面结构之凸面；第四透镜具有第七、第八表面，第七、第八表面均系具非球面结构之凹面。与现有技术相比，所述之复合透镜系统的透镜采用塑料制成的非球面透镜，使得所述之复合透镜系统质量轻、耐冲击从而适合手机使用。进一步地，所述的复合透镜系统的第一、第二、第三、第四透镜经改进设计，使其分辨率可达到四百万像素，具有良好的光学成像性能。附图说明图1是本专利技术复合透镜系统的透镜设置示意图。图2是图1复合透镜系统的相对照度曲线图。图3是图1复合透镜系统的场曲变曲线图。图4是图1复合透镜系统的畸变曲线图。图5是图1复合透镜系统的MTF曲线图。具体实施方式请参阅图1，其为本专利技术一实施例的复合透镜系统100，包括依照自物方到像方顺序设置的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30及第四透镜40。此外，第一透镜10的物方一侧设置有光栏50，第四透镜40的像方一侧依次设置有平板元件60及影像传感器70。第一透镜10为焦距为正值的透镜，由折射率和色散为n1＝1.53116，v1＝56.04的光学塑料材料制成，其第一、第二表面11、12均为凸面，第一表面11或第二表面12可镀有红外线截止膜以消除红外线对成像质量的影响。第二透镜20为焦距为负值的透镜，由折射率和色散分别为n2＝1.60726，v2＝26.645的光学塑料材料制成，其第三表面21为凹面，第四表面22为凸面，本实施例优选的制作第二透镜20之塑料材料型号为OKP4。第三透镜30为焦距为正值的透镜，由折射率和色散分别为n3＝1.53116，v3＝56.04之光学塑料材料制成，其第五、第六表面31、32均为凸面。第四透镜40为焦距为负值的透镜，由折射率和色散分别为n4＝1.53116，v4＝56.04之光学塑料材料制成，其第七、第八表面41、42均为凹面。本实施例优选的制作第一、第三、第四透镜之塑料材料型号均为E48R，其具有耐刮、耐摩、耐湿及耐热的特性。光栏50是用以限制经过第一、第二、第三及第四透镜10、20、30、40的光束孔径及限制视场。影像传感器70可为CMOS或CCD影像传感器，，而一般手机用数码相机镜头的影像传感器，因成本考虑，通常采用CMOS。本实施方式中优选的CMOS对角线一半为3.65mm，即1.0视场的像高3.65×1.0＝3.65mm，其可达四百万像素的分辨率。平板元件60可由透明玻璃材料制成，用以防止灰尘污染该影像传感器70，第一平行面61或第二平行面62可镀有红外线截止膜以消除红外线对成像质量的影响。本实施方式优选的制作平板元件60的玻璃材料型号为B270。该复合透镜系统100规划的具体情形如表1所示表1 复合透镜系统规划 该复合透镜系统100中，第一透镜10的第一、第二表面11、12，第二透镜20的第三、第四表面21、22，第三透镜30的第五、第六表面31、32及第四透镜40的第七、第八表面41、42均具有非球面结构，该等非球面结构表面可运用下列公式表示X(Y)＝(Y^2/R)/(1+sqrt(1-(1+K)*(Y/R)^2))+A4*Y^4+A6*Y^6+A8*Y^8+A10*Y^10+...其中，X镜面上一点的截面深度；Y镜面上一点距光轴的垂直距离；K二次曲线系数；A4、A6、A8、A10非球面四阶、六阶、八阶、十阶系数；R非球面顶点曲率半径。其各自的非球面系数如表2所示表2 透镜非球面系数 请再次参阅图1、表1，该复合透镜系统100尺寸较小，在安装调试后其总长仅为7.75494981mm，即约7.76mm。在应用该复合透镜系统100进行拍摄时，从物方入射的光线受光栏50限制后，部分光束经第一透镜10会聚后入射至第二透镜20，经第二透镜20发散后入射至第三透镜30，第三透镜30将该部分入射光束再次会聚后经过第四透镜40投射在平板元件60上，平板元件60将光束两次折射后投射至影像传感器70。请参阅图2、3、4及5，该四图分别表示了该复合透镜系统100的光学性能，其中在图2所表示的相对照度与像高曲线图中，在像的边缘即横坐标值为3.65处相对照度值可达到0.5以上，这说明复合透镜系统100在像的边缘仍能够保证具有较高的相对照度。在图3所表示的场曲曲线图中，两条分别表示径向(S)及切向(T)随像高(纵坐标)变化而对应变化的误差量(横坐标)。像高最大值为3.65mm，在像的边缘误差量小于±0.20mm，这说明在像的边缘仍能够保证具有较低的误差量，即在像的边缘仍保持较小的场曲。在图4所表示的畸变曲线图中，畸变量(横坐标)随像高(设为1.0)变化而变化，在整个像的高度上畸变量小于±0.2％，远低于一般要求的±1％，这说明复合透镜系统100所成的像具有较小的畸变。定义CMOS有效面积的对角线一半为最大像高，设为1.0视场，为测量不同像高的空间频率，取1.0视场及0视场。本实施例中CMOS对角线一半为3.65mm，即1.0视场的像高，0视场的像高为0mm，即为CMOS中心点。在图5所表示的MTF(Modular Transfer Function模量传递函数)曲线图中，进行测试的光波长范围为460nm至656nm，自上而下的三对虚实曲线S1、T1，S2、T2，S3、T3分别表示空间频率分别为45lp/mm(line pairs/mm，即每毫米的长度上可显示的黑白线的对数)、90lp/mm及1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合透镜系统，依照从物方至像方的顺序包括：一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，该第一、第三透镜是焦距为正值的透镜，该第二、第四透镜是焦距为负值的透镜，其特征在于：该第一、第二、第三及第四透镜由塑料制成且具有非球面结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文信，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]