中文专利设计

发明名称

用于照相的光学镜头设计

摘要

拍摄图像的光学透镜系统包括：从物方到图像方：一个孔径光阑；具有凸状的物方面和正的光焦度第一透镜元件，具有负光焦度的第二透镜元件；具有凹状物方面、凸状像方面和正的光焦度的第三透镜元件；具有负折射光焦度和凹状像方面，并且是用塑料制造的第四非球面透镜元件；用于拍摄图像的光学透镜系统的焦距为f，第一和第二透镜元件组合的焦距为f12，它们满足关系式：0.45

权利要求书

1、一个用于照相的光学系统包括，从五方面到像方面：

一个孔径光阑；

具有正的光焦度和凸状物方面与凸状像方面的第一透镜元件；

具有负的光焦度和凹状物方面的第二透镜；

具有正光焦度的第三透镜

具有负光焦度和凹状像方面的第四透镜；系统透镜元件数量为4；

已知系统焦距为f,第三透镜焦距为f3,第四透镜的焦距为f4,他们满足关系：

0.45

0.50<|f/f4|<1.50

2、如权利1中，第三透镜物方面是凹面，像方面是凸面，系统焦距是f,第一透镜和第二透镜的距离是T12，

第二透镜和第三透镜上网距离是T23，他们满足关系：

（T12/f）*100>0.4

（T23/f）*100<25

3、如权利2中，第二透镜像方面是凹面。

4、如专利3中，第二、三和四透镜由塑料制成，且它们的物方面和像方面为非球面，系统焦距为f,第一

透镜焦距为f1,它们满足关系：

1.35

2.60

5、如权利4中，系统焦距为f,第一透镜焦距为f1,第三透镜焦距为f3,第四透镜焦距为f4,他们满足关系：

1.55

2.45

0.55

0.63<|f/f4|<1.20

技术领域

本发明设计一种照相镜头。

背景介绍

近年来，手机照相得到普及，导致照相用光学系统结构日趋轻薄。光电传感器多为CCD或者CMOS器件，随着半导体技术的发展，传感器像素尺寸不断缩小，对小型化系统的分辨率要求日益提高，故而对成像只要提出更高的要求。

传统移动手机照相镜头多由三片镜片组成，由物方到像方依次为：具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜。然而此类镜头的分辨率不能满足传感器对分辨率的要求，故而四镜片透镜得以利用，以达到提高分辨率的要求。

四镜片镜头如U.S.Pat.No.7 077 238,由于其第四镜片具有负光焦度，导致后焦距较大，从而系统总长度较长，而且也不能有效校正皮兹伐和，难以提高像质。

发明内容

此光学系统是提供一种光学透镜系统，用于拍摄图像，其包括4个透镜元件，以提高图像质量，有效地控制的光学透镜系统的总轨道长度和使光学透镜系统小型化。

根据摘要此光学系统结构包括：从物方到图像方：一个孔径光阑；具有凸状的物方面和正的光焦度第一透镜元件，具有负光焦度的第二透镜元件；具有凹状物方面、凸状像方面和正的光焦度的第三透镜元件；具有负折射光焦度和凹状像方面，并且是用塑料制造的第四非球面透镜元件。

通过选择正负透镜的焦度，可以有效减小系统的总长度。第一镜片具有正焦度，并且光瞳靠近物面，这样出瞳将远离像面，这使得出射光线以较小的角度射到传感器（像面）上，这样可以构成像方远心光路系统。由于现在的光敏传感器都为固态传感器，对小角度入射敏感度更高，以上系统可很好的满足这种要求。第三透镜对光线的角度控制可以使得离轴光线以小角度出射到传感器上，提高传感器的工作效率。

本系统中，第一透镜元件像方面可以是凸面、平面和凹面。如果是双凸面，那么它的光焦度可以有效地提高，系统总长度也会减小。如果是凸面-平面元件，将会有助于更正系统的球面相差。如果是弯月透镜，将会有效地更正系统散光。

第四透镜元件物方面可以使凸面或者凹面。如果是弯月透镜，可以进一步更正系统相差。如果是双凸面，那么第四透镜元件的负光焦度会变大，主点更加远离像平面，光学系统总长减小。本系统第二和第三透镜距离是T23，系统焦距为f,那么它们满足关系：（T23/f）*100<25。

满足以上关系的系统可以有效校正系统的色散。

本系统的各元件材料可以是玻璃或者是塑料。如果是玻璃制作的可以更好分配系统光焦度，如果是塑料制作的可以有效地降低成本。本系统元件采用非球面，能允许更多设计参量，因此可以更好的校正像差，减少单元数量，有小减小系统的总长度。

本系统的第一镜片和第二镜片的合焦距为f12，整个系统的焦距为f，第一镜片的焦距为f1，它们满足关系：0.98

1.28

若第一透镜焦距是f1,那么f和f1满足关系：

1.35

2.60

如果满足 1.55

若第三透镜焦距是f3,那么f和f3满足关系：

0.45

如果满足 0.55

若第四透镜的焦距为f4,那么f和f4满足关系：

0.50<|f/f4|<1.50

如果满足. 0.63<|f/f4|<1.20，系统将更好。

本系统第一透镜和第二透镜的距离是T12，第二透镜和第三透镜的距离是T23，第三透镜和第四透镜的距离是T34，他们满足关系

（T12/f）*100>0.4

3.5<（T34/f）*100<12

上述关系可以更好地校正系统散光。

本系统的第一镜片的折射率为N1，系统的第二镜片的折射率为N2，它们满足关系：

1.50

1.55<|N2|<1.64

|N1-N2|<0.018

上述关系以更好地校正系统散光。并且更容易找到塑料材料匹配光学系统。

本系统第一透镜的阿贝值为V1，第二透镜的阿贝值为V2，他们满足关系：

|V1-V2|>23

上述关系以更好地校正系统色差。

本系统的第一镜片的物方表面的曲率半径为R1，满足以下关系：

0

第二镜片的物方表面的曲率半径为R3，其像方曲率半径为R4，他们满足以下关系：

－0.40<（R3+R4）（R3-R4）<0.85

上述关系可以有效改善珀兹瓦尔总和，如果满足以下关系，系统将更好：

－0.35<（R3+R4）（R3-R4）<0.5

如果满足下列关系，系统将更加得到改善：

－0.09<（R3+R4）（R3-R4）<0.15

孔径光阑到像平面的距离是DT,系统最大像高是ImgH,它们满足关系：

DT/ImgH<2.0

如果满足下列关系系统将更好：

DT/ImgH<1.78

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的像差图；

图3为本发明的场曲与畸变；

图4为本发明的轴向色差图；

图5为本发明的MTF曲线；