微型光学系统技术方案

本发明专利技术提出了一种在微型图像传感器模块中使用的微型光学系统。所述微型光学系统具有从物体侧开始依次排列的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组。第一透镜组具有正折射光焦度的第一透镜和负折射光焦度的第二透镜，所述第二透镜被粘结到所述第一透镜上。第二透镜组具有第三透镜，在所述第三透镜上至少一个折射表面是非球面的并具有负折射光焦度。第三透镜组具有第四透镜，在所述第四透镜上至少一个折射表面是非球面的并具有负折射光焦度。所述微型光学系统能够具有高的分辨率并具有透镜组合数目少的尺寸紧凑的透镜结构。此外，在整个结构中，所述微型光学系统轴向上的尺寸小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微型光学系统，更具体地，涉及在微型图像传感器模块中使用的微型光学系统，所述微型图像传感器模块采用高分辨率图像拾取器件如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(COMS)，并具有高的性能和少数目的透镜组合。
技术介绍
最近，正在结合图像拾取系统研究通信终端、数码相机(DSC)、便携式摄录机和个人电脑(PC)相机(PC上附带的图像拾取装置)中使用的相机模块。用于图像的图像拾取系统中最重要的元件是用于形成图像的透镜系统。从分辨率和图像质量的角度来看，由于图像拾取系统需要高的性能，所以透镜结构变得复杂。如果透镜结构在构造上和光学上变得复杂，则光学系统尺寸的增加，这与当前朝小尺寸和纤细外形发展的趋势是相反的。
技术实现思路
因此，本专利技术致力于一种微型光学系统，该光学系统能够从基本上消除由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多的问题。本专利技术的目的在于提供一种在微型图像传感器模块中使用的微型光学系统，该微型图像传感器模块采用高分辨率的图像拾取器件如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(COMS)，并且性能高、透镜组合数目少以及在整个透镜系统中光轴方向的尺寸小。本专利技术的另外的优点、目的和特征的一部分将在接下来的说明书中阐述，另一部分对于那些本领域普通的技术人员来说可以通过对下面描述的检查而变得清楚或者可以通过对本专利技术的实施而了解。本专利技术的目的和其他优点可以通过书面说明书和下文中的权利要求以及附图所具体指明的结构来实现和获得。为了实现这些目的、其他优点以及与本专利技术的目的保持一致，如下文所体现的和主要描述的一样，提供了一种具有设置在最靠近物体侧的孔径光阑的微型光学系统，该系统从物体侧开始依次包括第一透镜组，其具有正折射光焦度的第一透镜和负折射光焦度的第二透镜，所述第二透镜被粘结到所述第一透镜上；第二透镜组，其具有第三透镜，在所述的第三透镜上至少有一个折射表面是非球面的并具有负折射光焦度；第三透镜组，其具有第四透镜，在所述的第四透镜上至少有一个折射表面是非球面的并具有负折射光焦度，其中，所述的光学系统满足下面的不等式。即，提供下面的微型光学系统第一透镜组的折射光焦度满足下面的不等式1，整个透镜系统的光轴方向的尺寸满足下面的不等式2，第一透镜的物体侧的形状满足下面的不等式3，设置到第一透镜组中的第一透镜和第二透镜的色散系数满足下面的不等式4，第二透镜组的折射光焦度满足下面的不等式5，设置到第二透镜组的第三透镜的物体侧的形状满足下面的不等式6，第三透镜组的折射光焦度满足下面的不等式7，设置到第三透镜组的第四透镜的物体侧的形状满足下面的不等式8，其中0.5＜fI/f＜0.8 .......不等式1，TL/f＜1.45 ......不等式2，0.55＜rI-1/f＜0.65 .......不等式3，10＜vI-1-vI-2＜25 ......不等式4，1＜|fII|/f＜20 ......不等式5，0.2＜|rII-1|/f＜0.5......不等式6，1＜|fII|/f＜50 ......不等式7，1＜rIII-2/f＜25......不等式8，其中，fI第一透镜组的合成焦距；f整个透镜系统的合成焦距；TL从孔径光阑到像平面的距离；rI-1第一透镜的物体侧的曲率半径；vI-1第一透镜的色散系数；vI-2第二透镜的色散系数； fII第二透镜组的合成焦距(fII＜0)；rII-1第三透镜物体侧的曲率半径(rII-1＜0)；fIII第三透镜组的合成焦距(fIII＜0)；rIII-2第四透镜的物体侧的曲率半径。应当理解本专利技术的上述概括性的描述和下面详细的描述都是示例性的和解释性的，并且为权利要求所限定的本专利技术提供进一步的解释。附图说明所包括的为本专利技术提供进一步理解的附图示出了本专利技术的实施例，并和说明书一起用来解释本专利技术的原理，所述附图包含在本申请中并构成了本申请的一部分。在附图中图1是根据本专利技术的微型光学系统的第一实施例的透镜结构的视图；图2a至图2c是解释图1中示出的第一实施例的像差的曲线图，其中，(a)、(b)和(c)分别示出了球面像差、像散和畸变；图3是根据本专利技术的微型光学系统的第二实施例的透镜结构的视图；图4a至图4c是解释图3中示出的第二实施例的像差的曲线图，其中，(a)、(b)和(c)分别示出了球面像差、像散和畸变；图5是根据本专利技术的微型光学系统的第三实施例的透镜结构的视图；图6a至图6c是解释图5中示出的第三实施例的像差的曲线图，其中，(a)、(b)和(c)分别示出了球面像差、像散和畸变；图7是根据本专利技术的微型光学系统的第四实施例的透镜结构的视图；图8a至图8c是解释图7中示出的第四实施例的像差的曲线图，其中，(a)、(b)和(c)分别示出了球面像差、像散和畸变。具体实施例方式下面将详细描述本专利技术的优选实施方式，在附图中示出了本专利技术的优选图1是根据本专利技术的微型光学系统的第一实施例的透镜结构的视图。参考图1，本专利技术的微型光学系统具有设置在最靠近物体侧的孔径光阑S1。所述微型光学系统包括第一透镜组LG1，其具有大的正折射光焦度；第二透镜组LG2，其具有负折射光焦度；第三透镜组LG3，其具有负折射光焦度，上述三个透镜组从物体侧开始依次排列。第一透镜组LG1具有整个透镜系统的初始折射光焦度，从而可以缩短透镜的总长度。第一透镜组LG1与像差纠错有关，其从物体侧开始依次包括第一透镜L1，其具有正折射光焦度；第二透镜L2，其粘结到第一透镜L1上并具有负折射光焦度，从而球面像差、彗形像差和色差得到纠正。更进一步，设置到第二透镜组LG2的第三透镜L3的至少一个折射表面被制成非球面的并且其物体侧由凹半月形透镜形成，从而主要的彗形像差和像散得到合适地纠正。更进一步，设置到第三透镜组LG3的第四透镜L4的至少一个折射表面被制成非球面的，从而畸变像差得到合适的纠正。同时，相应于光学低通滤光片、彩色滤光片或面板，在第三透镜组LG3的后侧安装红外滤光片和防护玻璃罩，但是如果需要的话，红外滤光片和防护玻璃罩可以由其他的滤光片代替，原则上，这对本专利技术的光学性质没有影响。在防护玻璃罩的后侧设置有高分辨率的实像拾取元件(光电变换元件)，所述的实像拾取元件包括CCD传感器或CMOS传感器并具有用于接收由透镜形成的图像的像平面(感光平面)12。基于上述描述的整体结构，现在将描述下面的不等式1至8的影响。0.5＜fI/f＜0.8......不等式1，TL/f＜1.45......不等式2，其中，fI第一透镜组LG1的合成焦距；f整个透镜系统的合成焦距；TL从孔径光阑S1一直到像平面的距离。不等式1指定第一透镜组LG1的折射光焦度。如果fI变为大于不等式1的上限，则包括单个透镜的第二透镜组LG2和第三透镜组LG3的折射光焦度应该增加。结果，色差增加。相反地，如果fI变为小于不等式1的下限，则第一透镜组LG1的折射光焦度变得过大，从而球面像差和彗形像差变大，此外，组成第一透镜组LG1的透镜的球形面的曲率半径也变小，从而难于加工该透镜。指定透镜总长度的不等式2是以小尺寸制造透镜的条件。如果超过第二个不等式的上限，从以高图像质量纠正像差的角度看是有利的，但是从以小尺寸制造透镜的角度看是不利的，这就是本专利技术的特性。0.55＜rI-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有设置在最靠近物体侧的孔径光阑的微型光学系统，所述光学系统从所述物体侧开始依次包括：第一透镜组，具有正折射光焦度的第一透镜和负折射光焦度的第二透镜，所述第二透镜被粘结到所述第一透镜上；第二透镜组，具有第三透镜，在所述第 三透镜上至少一个折射表面是非球面的并具有负折射光焦度；第三透镜组，具有第四透镜，在所述第四透镜上至少一个折射表面是非球面的并具有负折射光焦度；其中，所述第一透镜组的折射光焦度满足下面的不等式１，并且在整个透镜系统中光轴方向上 的尺寸满足下面的不等式２；０．５＜ｆ↓［Ｉ］／ｆ＜０．８……不等式１，ＴＬ／ｆ＜１．４５……不等式２，其中，ｆ↓［Ｉ］：所述第一透镜组的合成焦距；ｆ：所述整个透镜系统的合成焦距；ＴＬ：从所述孔 径光阑到像平面的距离。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔允硕，郑镐燮，庆阡秀，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]