專利名稱：使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種使用具有正折射光焦度、負(fù)折射光焦度和正折射光焦度的三個(gè)塑料透鏡能夠獲得尺寸小和重量輕的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，移動(dòng)電話在其早期階段只具有通信功能。由于移動(dòng)電話被廣泛地使用，所以提供的服務(wù)擴(kuò)展到拍照、圖像傳輸和通信。因此，快速地開發(fā)了相關(guān)的功能和服務(wù)。近來，一種結(jié)合數(shù)碼相機(jī)技術(shù)和移動(dòng)電話技術(shù)的擴(kuò)展的新概念移動(dòng)電話，即所謂的照相電話或照相移動(dòng)電話引起了注意。另外，已經(jīng)嘗試開發(fā)了所謂的攝像移動(dòng)電話或攝像電話，該電話通過將數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)與移動(dòng)電話技術(shù)結(jié)合，可存儲(chǔ)和傳輸容量超過幾十分鐘的運(yùn)動(dòng)圖像多媒體數(shù)據(jù)。
由于不僅移動(dòng)電話而且個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)被廣泛地分布，所以用于圖像聊天和視頻會(huì)議的PC相機(jī)在一般大眾之間被快速地廣泛地分布并廣泛地使用。另外，普通照相機(jī)被數(shù)碼相機(jī)快速地替代。
由于這種相機(jī)的特性，該相機(jī)通常需要小尺寸和輕重量的相機(jī)單元。為了這個(gè)目的，相關(guān)技術(shù)的移動(dòng)電話相機(jī)使用了由兩個(gè)三十萬像素等級(jí)的透鏡組成的塑料非球面透鏡。然而，這種透鏡不適合環(huán)境光并且不能獲得期望的分辨率，因此安裝上述透鏡的相機(jī)不能被應(yīng)用到高分辨率的移動(dòng)電話中。
同時(shí)，與移動(dòng)電話相比，由于數(shù)碼相機(jī)要求高圖像質(zhì)量，所以具有相對(duì)大數(shù)量像素的電子耦合組件(CCD)被用于數(shù)碼相機(jī)，并且該數(shù)碼相機(jī)采用具有與視頻磁帶錄像機(jī)(VTR)相似的結(jié)構(gòu)的透鏡，從而支持高圖像質(zhì)量。
因?yàn)楦鶕?jù)要求的分辨率和圖像質(zhì)量，這種透鏡需要更高的質(zhì)量，所以已經(jīng)使用了具有多個(gè)的透鏡組合的透鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)增加了制造成本。另外，這種透鏡系統(tǒng)使用了多個(gè)透鏡，并且該透鏡是用玻璃制造的，因此該透鏡系統(tǒng)在體積上變大并且在重量上變重，這樣就成為小尺寸和輕重量的透鏡系統(tǒng)的障礙。
因此，需要能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率的小尺寸和輕重量的光學(xué)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明指出一種使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)基本上避免了一個(gè)或多個(gè)由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的問題。
本發(fā)明的一方面提供了一種使用小型化塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)，從而只使用三個(gè)塑料透鏡來以小數(shù)量透鏡組合實(shí)現(xiàn)高分辨率。
本發(fā)明的另一方面提供了一種使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由于其容易制造、降低制造成本，和實(shí)現(xiàn)了輕重量使得能夠被應(yīng)用到大規(guī)模的生產(chǎn)中。
將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征，還有一部分通過下面的描述將對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明的實(shí)施而得知。本發(fā)明的目標(biāo)和其它優(yōu)點(diǎn)可通過在書面描述及其權(quán)利要求和附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)和其它優(yōu)點(diǎn)和與本發(fā)明的目的一致，如實(shí)施例所述和其中的主要描述，提供了一種使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)從物側(cè)順序地包括最靠近物側(cè)布置的孔徑光闌；具有正折射光焦度的第一塑料透鏡；具有負(fù)折射光焦度的第二塑料透鏡；和具有正折射光焦度的第三塑料透鏡，第二透鏡的折射率滿足下面的方程1，并且第二透鏡的阿貝數(shù)滿足下面的方程21.59＜n2＜1.65……方程1，20＜v2＜30……方程2，其中，n2第二透鏡的折射率v2第二透鏡的阿貝數(shù)。
對(duì)于第一和第三透鏡的折射率和第一和第三透鏡的阿貝數(shù)，該高分辨率的光學(xué)系統(tǒng)還滿足下面的方程3至61.45＜n1＜1.59……方程3，
50＜v1＜60……方程4，1.45＜n3＜1.59……方程5，50＜v3＜60……方程6，其中，n1第一透鏡的折射率v1第一透鏡的阿貝數(shù)n3第三透鏡的折射率v3第三透鏡的阿貝數(shù)對(duì)于第一透鏡的光焦度，該高分辨率光學(xué)系統(tǒng)可還滿足下面的方程7，對(duì)于在整個(gè)透鏡系統(tǒng)的光軸方向上的測(cè)量，該高分辨率光學(xué)系統(tǒng)滿足下面的方程80.5＜f1/f＜1.0……方程7TL/f＜2.0……方程8其中，f1第一透鏡的焦距f整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距TL從孔徑光闌到像平面的距離另外，對(duì)于第一和第二透鏡的光焦度，該高分辨率光學(xué)系統(tǒng)可還滿足下面的方程90.5＜|f2|/f1＜2.0……方程9其中，f2第二透鏡的焦距(f2＜0)第一、第二和第三透鏡的折射平面之中至少一個(gè)折射平面是非球形平面。
可以理解本發(fā)明的前述的總體描述和下面的詳細(xì)描述是示例性和解釋性的，并且旨在提供如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。


附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且被具體體現(xiàn)于此作為本申請(qǐng)的一部分。附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例與描述部分一起解釋本發(fā)明的原則。在附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的高分辨率的光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示圖；圖2a、圖2b和圖2c是解釋在圖1中示出的第一實(shí)施例的像差的曲線圖，其中，圖2a、圖2b和圖2c分別表示球差、像散和畸變；圖3是示出在圖1中示出的第一實(shí)施例的MTF特性的曲線圖；
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示圖；圖5a、圖5b和圖5c是解釋在圖4中示出的第二實(shí)施例的像差的曲線圖，其中，圖5a、圖5b和圖5c分別表示球差、像散和畸變；圖6是示出在圖4中示出的第二實(shí)施例的MTF特性的曲線圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示圖；圖8a、圖8b和圖8c是解釋在圖7中示出的第三實(shí)施例的像差的曲線圖，其中，圖8a、圖8b和圖8c分別表示球差、像散和畸變；和圖9是示出在圖7中示出的第三實(shí)施例的MTF特性的曲線圖具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其例子顯示在附圖中。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示圖。在示出透鏡結(jié)構(gòu)的下面的示圖中，為了解釋，透鏡的厚度、大小和形狀已經(jīng)被或多或少地夸大。具體地講，在附圖中示出的球面和非球面表面的形狀僅為了示例目的被提出，并且不限于那些形狀。
參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)從物側(cè)順序地包括孔徑光闌S，為了去除不需要的光，該光闌布置離物側(cè)最近；正折射光焦度的第一塑料透鏡L1；具有負(fù)折射光焦度的第二塑料透鏡L2；具有正折射光焦度的第三塑料透鏡L3；和設(shè)置在第三透鏡L3和像平面(IP)之間由紫外線(uv)濾光片和玻璃組成的光學(xué)濾光片(OLPF)。
這里，通過將光學(xué)系統(tǒng)的孔徑S放置在作為曲率改變的部分的第一透鏡L1的前面，能夠?qū)⒃谡麄€(gè)場(chǎng)上在第一透鏡L1內(nèi)的曲率變化具有的散焦量的影響最小化。
同時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)需要聚焦遠(yuǎn)心，采用聚焦遠(yuǎn)心入射到像平面的主要光線關(guān)于光軸平行。本發(fā)明可盡可能布置孔徑S遠(yuǎn)離像平面以滿足聚焦遠(yuǎn)心。
即，本發(fā)明將孔徑S布置在最靠近物側(cè)以減小入射角度，主要光線以該入射角度入射到像平面，由此符合聚焦遠(yuǎn)心的要求。
第一透鏡L1由塑料制成并且具有正折射光焦度，第二透鏡L2具有負(fù)折射光焦度，該負(fù)折射光焦度的大小與第一透鏡L1的折射光焦度的大小相似。通過第一和第二透鏡L1和L2之間的相互作用來校正像差。
另外，第三透鏡L3具有弱的正折射光焦度，從而可使得第一透鏡L1的光焦度較小以校正離軸像差。第三透鏡L3可以具有兩個(gè)拐點(diǎn)的海鷗(seagull)形狀被形成。
本發(fā)明通過采用具有小折射率和大阿貝數(shù)(abbe number)的第一透鏡L1和具有大折射率和小阿貝數(shù)的第二透鏡L2并且通過使得第一和第二透鏡L1和L2的折射光焦度相互近似來校正光學(xué)系統(tǒng)的色差。
同時(shí)，第一、第二和第三透鏡L1、L2和L3的折射面中的至少一個(gè)折射面可是非球面，從而減小由于折射面是球面所產(chǎn)生的像差。
以下將采用上述的整體結(jié)構(gòu)來檢驗(yàn)下面的方程1至9。
1.59＜n2＜1.65……方程1，20＜v2＜30……方程2，1.45＜n1＜1.59……方程3，50＜v1＜60……方程4，1.45＜n3＜1.59……方程5，50＜v3＜60……方程6其中，n1第一透鏡的折射率v1第一透鏡的阿貝數(shù)n2第二透鏡的折射率v2第二透鏡的阿貝數(shù)n3第三透鏡的折射率v3第三透鏡的阿貝數(shù)方程1、3和5分別描述了用于第二、第一和第三透鏡L2、L1和L3的折射率的條件。第二透鏡L2的折射率大于第一和第三透鏡L1和L3的折射率。
另外，方程2、4和6描述了用于第二、第一和第三透鏡L2、L1和L3的阿貝數(shù)的條件。第二透鏡L2的阿貝數(shù)小于第一和第三透鏡L1和L3的阿貝數(shù)。
通常，在單個(gè)透鏡的情況下，當(dāng)阿貝數(shù)變小時(shí)，色散值變大，由此色差難以校正。相反，當(dāng)阿貝數(shù)變大時(shí)，色散值變小并且折射率的變化變小，由此色差有利地變小。
因此，由于在只使用滿足方程1和2的第二透鏡L2的情況下，色差難于校正，所以本發(fā)明通過將第二透鏡L2與第一透鏡L1組合來校正色差，第一透鏡L1的折射率小于第二透鏡L2的折射率并且第一透鏡L1的阿貝數(shù)相對(duì)地大于第二透鏡L2的阿貝數(shù)。
即，在相關(guān)技術(shù)的光學(xué)系統(tǒng)中，已經(jīng)使用具有相對(duì)大的阿貝數(shù)和相對(duì)小的折射率的皇冠系列(crown-series)透鏡與具有小阿貝數(shù)和大折射率的燧石系列(flint-series)透鏡之間的相互作用來校正光束的色差。在本文中，根據(jù)本發(fā)明的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)使用具有小折射率和大阿貝數(shù)的第一透鏡L1和具有大折射率和小阿貝數(shù)的第二透鏡L2來校正色差。
第一透鏡L1將被制備直到第一透鏡L1折射率小于第二透鏡L2的折射率并且阿貝數(shù)相對(duì)大于第二透鏡L2的阿貝數(shù)。更期望的是，第一透鏡L1可由滿足關(guān)于以下描述的折射率和阿貝數(shù)的方程3和4的普通塑料光學(xué)材料形成。
在此，如果第一和第二透鏡L1和L2在它們的折射光焦度大小上相差很大，則由它們折射光焦度的差異導(dǎo)致色差難于校正，因此第一和第二透鏡L1和L2的折射光焦度可在其大小上與下面的方程9所述的相似。
在相關(guān)的技術(shù)中，ZEONEX系列的E48R已經(jīng)被主要地用于塑料透鏡，對(duì)于d-line波長(可見光的主要波長587.6nm)，E48R的折射率大約為1.531并且阿貝數(shù)大約為55.87。然而，僅采用具有以上折射率和阿貝數(shù)的塑料透鏡難以校正像差。因此，應(yīng)該將塑料透鏡和玻璃透鏡組合并使用。相反，本發(fā)明提供了通過將滿足方程1和2的塑料透鏡與相關(guān)技術(shù)的塑料透鏡組合實(shí)現(xiàn)了高分辨率、小尺寸和輕重量的光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。
被用于滿足方程1和2的第二透鏡L2的由塑料制成的光學(xué)材料的一個(gè)例子，如Osaka Gas Chemical有限公司的OKP4。從而對(duì)于d-line波長，折射率為1.613并且阿貝數(shù)為26.65可以被使用。
同時(shí)，第三透鏡L3可由塑料制成，使得第三透鏡L3的折射率小于第二透鏡L2的折射率并且阿貝數(shù)大約第二透鏡L2的阿貝數(shù)，從而減小已經(jīng)通過第一和第二透鏡L1和L2的光的像差。
如上所述，與相關(guān)技術(shù)的光學(xué)系統(tǒng)相比，通過使用具有不同折射率和不同阿貝數(shù)的塑料透鏡去除色差，本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)了小尺寸和薄框架(slim-profile)的光學(xué)系統(tǒng)并提供了輕重量的光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，可以通過大規(guī)模低制造成本的生產(chǎn)處理來制造本發(fā)明實(shí)現(xiàn)和提供的光學(xué)系統(tǒng)。
0.5＜f1/f＜1.0……方程7TL/f＜2.0……方程8其中，f1第一透鏡的焦距f整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距TL從孔徑光闌到像平面的距離方程7規(guī)定了第一透鏡L1的光焦度。如果f1變大超過了方程7的上限，則由單一透鏡構(gòu)成的第二和第三透鏡L2和L3的光焦度應(yīng)該增大，這樣導(dǎo)致了色差增大的問題。相反，如果f1變小低于方程7的下限，則第一透鏡L1的光焦度變得過大，從而球差和慧差變大。另外，組成第一透鏡L1的透鏡的球形表面的曲率半徑變小，這使得該透鏡難以加工。
方程8是用于規(guī)定透鏡的總長度(TL)的小尺寸條件。如果TL超過方程8的上限，則在校正高圖像質(zhì)量的像差上是具有優(yōu)勢(shì)的，但是在超小型化特征方面是矛盾的，這是本發(fā)明的一個(gè)特性。
0.5＜|f2|/f1＜2.0……方程9其中，f2第二透鏡的焦距(f2＜0)第一透鏡L1具有正折射光焦度，第二透鏡具有負(fù)折射光焦度，因而如果|f2|/f1超過方程9的上限或超出方程9的下限，并且第一和第二透鏡L1和L2的折射光焦度的絕對(duì)值的差變得過大，則使用第一和第二透鏡L1和L2來消除像差變得困難，從而不能由第三透鏡L3來校正像差。
例如，由于第一透鏡L1具有較大的阿貝數(shù)，L1的色散值小，從而產(chǎn)生較小的色差。相反，第二透鏡L2具有較小的阿貝數(shù)，L2的色散值大，從而產(chǎn)生較大的色差。因此，如果一個(gè)透鏡的光焦度相對(duì)地過大，則通過組合第一和第二透鏡L1和L2來消除像差的效果被顯著地減小并且產(chǎn)生更多的色差。
下面將根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。
如上所述，下面的實(shí)施例1至3都從物側(cè)順序地包括孔徑光闌S，布置在離物側(cè)最近；正折射光焦度的第一塑料透鏡L1；具有負(fù)折射光焦度的第二塑料透鏡L2；具有正折射光焦度的第三塑料透鏡L3；和光學(xué)濾光片(OLPF)，置于第三透鏡L3和像平面(IP)之間由紫外線(uv)濾光片和防護(hù)玻璃罩組成。
通過以下的已知公式1來獲得用于下面的實(shí)施例和下面的比較示例的每個(gè)的非球形表面。用于二次曲線常數(shù)K和非球形系數(shù)A、B、C和D的E和E后面的數(shù)字表示10的乘方。例如，E+21和E-02分別表示1021和10-2。
Z=cY21+1-(1+K)c2Y2+AY4+BY6+CY8+DY10+EY12+FY14+···]]>……公式1其中，Z從透鏡的頂點(diǎn)到光軸的距離Y垂直方向上到光軸的距離r透鏡頂點(diǎn)的曲率半徑K二次曲線常數(shù)A、B、C、D、E和F非球形系數(shù)[第一實(shí)施例]下面的表1表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的數(shù)例。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示圖，圖2a至2c是解釋在表1和圖1中示出的光學(xué)系統(tǒng)的像差的曲線圖，圖3是示出第一實(shí)施例的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)特性的曲線圖。
在下面的透鏡結(jié)構(gòu)中，透鏡的厚度、大小和形狀已經(jīng)或多或少地被夸大，并且在附圖中示出的球形和非球形表面的形狀僅作為示例目的被提出，并不限于這些形狀。
另外，在下面示出像散的曲線圖中，“S”、“T”分別表示弧矢的、切線的。
這里，在MTF取決于每毫米周長的空間頻率并且由下面光的最大強(qiáng)度和最小強(qiáng)度之間的公式2限定。
MTF=Max-MinMax+Min]]>……公式2即，如果MTF為1，則分辨率是最理想的，并且隨著MTF減小，分辨率下降。
在第一實(shí)施例中，F(xiàn)數(shù)(FNo.)是2.46，視角是68°，光學(xué)系統(tǒng)中從孔徑光闌到像平面(IP)的距離(以下被稱作“TL”)是4.9mm，整體焦距f是3.2mm，第一、第二和第三透鏡的焦距f1、f2和f3分別是2.0mm、-1.98mmm和3.3mmm。以上的透鏡系統(tǒng)適用于兩百萬像素等級(jí)的1/4.5英寸傳感器。
另外，在以下的實(shí)施例中，ZEONEX系列的E48R已經(jīng)被用于第一和第三透鏡L1和L3。Osaka Gas Chemical有限公司的OKP4已經(jīng)被用于第二透鏡L2。
如在以下的表1、3和5中所述，在E48R中，對(duì)于d-line波長(可見光的主要波長587.6nm)的折射率是1.531，阿貝數(shù)是55.87。在OKP4中，對(duì)于d-line波長的折射率是1.613，阿貝數(shù)是26.65。
表1

在表1中，*表示非球形表面。在第一實(shí)施例的情況下，第二平面(第一透鏡的物側(cè))、第三平面(第一透鏡的像側(cè))、第四平面(第二透鏡的物側(cè))、第五平面(第二透鏡的像側(cè))、第六平面(第三透鏡的物側(cè))和第七平面(第三透鏡的像側(cè))是非球面。
在下面的表2A和2B中按照公式1給出了第一實(shí)施例的非球形系數(shù)。
表2A

表2B
下面的表3表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的數(shù)例。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示圖，圖5a至5c是解釋在表3和圖4中顯示的光學(xué)系統(tǒng)的像差的曲線圖，圖6是示出第二實(shí)施例的MTF特性的曲線圖。
在第二實(shí)施例中，F(xiàn)數(shù)(FNo.)是2.8，視角是62°，TL是5.15mm，整體焦距f是3.8mm，第一、第二和第三透鏡的焦距f1、f2和f3分別是2.3mm、-2.3mmm和4.8mmm。以上的透鏡系統(tǒng)適用于兩百萬像素等級(jí)的1/4英寸傳感器。
表3

在表3中，*表示非球形表面。在第二實(shí)施例的情況下，第二平面(第一透鏡的物側(cè))、第三平面(第一透鏡的像側(cè))、第四平面(第二透鏡的物側(cè))、第五平面(第二透鏡的像側(cè))、第六平面(第三透鏡的物側(cè))和第七平面(第三透鏡的像側(cè))是非球面。
在下面的表4A和4B中按照公式1給出了第二實(shí)施例的非球形系數(shù)表4A

表4B
下面的表5表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的數(shù)例。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示圖，圖8a至8c是解釋在表5和圖7中顯示的光學(xué)系統(tǒng)的像差的曲線圖，圖9是示出第三實(shí)施例的MTF特性的曲線圖。
在第三實(shí)施例中，F(xiàn)數(shù)(FNo.)是2.8，視角是60°，TL是6.1mm，整體焦距f是4.7mm，第一、第二和第三透鏡的焦距f1、f2和f3分別是3.3mm、-4.5mmm和8.8mmm。以上的透鏡系統(tǒng)適用于兩百萬像素等級(jí)的1/3英寸傳感器。
表5

在表5中，*表示非球形表面。在第三實(shí)施例的情況下，第二平面(第一透鏡的物側(cè))、第三平面(第一透鏡的像側(cè))、第四平面(第二透鏡的物側(cè))、第五平面(第二透鏡的像側(cè))、第六平面(第三透鏡的物側(cè))和第七平面(第三透鏡的像側(cè))是非球面。
在下面的表6A和6B中按照公式1給出了第三實(shí)施例的非球形系數(shù)表6A

表6B


上述的實(shí)施例顯示了本發(fā)明具有獲得具有如圖2a、圖2b、圖2c、圖5a、圖5b、圖5c、圖8a、圖8b和圖8c所示的優(yōu)良像差特性的光學(xué)系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)具有如圖3、圖6和圖9所示的優(yōu)良MTF特性的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。
如上所述，本發(fā)明具有使用僅三個(gè)塑料透鏡實(shí)現(xiàn)具有小透鏡組合和高分辨率的小型化光學(xué)系統(tǒng)的效果。
另外，本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了輕重量，而且由于其容易制造的特點(diǎn)，通過大規(guī)模生產(chǎn)處理可被制造，實(shí)現(xiàn)低制造成本的光學(xué)系統(tǒng)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和改變。因此，本發(fā)明旨在覆蓋在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行的本發(fā)明的修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)，從物側(cè)順序地包括最靠近物側(cè)布置的孔徑光闌；具有正折射光焦度的第一塑料透鏡；具有負(fù)折射光焦度的第二塑料透鏡；和具有正折射光焦度的第三塑料透鏡，第二透鏡的折射率滿足下面的方程1，并且第二透鏡的阿貝數(shù)滿足下面的方程21.59＜n2＜1.65……方程1，20＜v2＜30……方程2，其中，n2第二透鏡的折射率，v2第二透鏡的阿貝數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，第一和第三透鏡的折射率和第一和第三透鏡的阿貝數(shù)滿足下面的方程3至61.45＜n1＜1.59……方程3，50＜v1＜60……方程4，1.45＜n3＜1.59……方程5，50＜v3＜60……方程6，其中，n1第一透鏡的折射率，v1第一透鏡的阿貝數(shù)，n3第三透鏡的折射率，v3第三透鏡的阿貝數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，第一透鏡的光焦度還滿足下面的方程7，并且在整體透鏡系統(tǒng)的光軸方向上的測(cè)量滿足下面的方程80.5＜f1/f＜1.0……方程7TL/f＜2.0……方程8其中，f1第一透鏡的焦距，f整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距，TL從孔徑光闌到像平面的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，第一和第二透鏡的光焦度還滿足下面的方程90.5＜|f2|/f1＜2.0……方程9其中，f2第二透鏡的焦距(f2＜0)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，第一、第二和第三透鏡的折射平面中至少一個(gè)折射平面是非球形平面。
全文摘要
提供了一種僅使用塑料透鏡的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)從物側(cè)順序地包括孔徑光闌；塑料第一透鏡；塑料第二透鏡；塑料第三透鏡。第一塑料透鏡具有正折射光焦度。第二塑料透鏡具有負(fù)折射光焦度。第三塑料透鏡具有正折射光焦度。第二透鏡的折射率和阿貝數(shù)滿足方程1.59＜n2＜1.65，20＜v2＜30(其中，n2第二透鏡的折射率，v2第二透鏡的阿貝數(shù))。該光學(xué)系統(tǒng)可僅使用塑料透鏡實(shí)現(xiàn)小尺寸和輕重量的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G02B1/04GK1782773SQ20051006932
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者鄭在哲 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社