无滤光片的透镜系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于拍摄图像的光学透镜系统，更具体涉及用于智能手机相机的透镜系统。


背景技术：

2.近年来，随着手机相机的普及，用于拍摄图像的光学透镜系统变得越来越薄，一般数码相机的电子成像传感器通常是电荷耦合器件(charge coupled device，ccd)或互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)传感器。由于半导体制造的进步，传感器的像素尺寸不断缩小，用于拍摄图像的小型化光学透镜系统具有越来越高的分辨率。
3.因此，近来例如手机相机的透镜片数逐渐增加到6片或7片，以达到高图像分辨率性能。但是，随着使用更多的透镜片，光学系统的镜头光学总长(total track length，ttl)延长。此外，每台数码相机在图像传感器前面都有一个ir截止滤光片，以使传感器的光谱灵敏度适应人眼的光谱灵敏度。例如，ircf板厚度约为0.11mm至0.21mm，在对移动设备的厚度要求如此严格的情况下，该厚度已经不小了。对于手机，为了使手机本身的尺寸最小化，并确保安装多种功能的空间，需要将光学透镜单元小型化。
4.因此，需要无ircf板的相机镜头，以最大限度地减小ttl，以使相机镜头可以安装在智能手机中，而不会影响图像质量。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种用于成像高质量图像而不具有过长的镜头光学总长(total track length，ttl)的无滤光片的透镜系统。无滤光片的透镜系统可应用于智能手机相机、安防相机、标准相机、医用相机、tof相机和鱼眼相机的任何一种。这是通过使用用作滤光片的树脂材料来形成光学系统的多个透镜中的一个透镜而不是滤光片来完成的。
6.本发明提供的光学透镜系统包括多个透镜，其中，多个透镜中的一个透镜由使预定波长范围的光通过的树脂制成。
7.根据本发明光学透镜系统的一个方面，所述多个透镜中的所述一个透镜可以是自物体起按物侧表面到图像侧表面的顺序的第二透镜元件或第三透镜元件。考虑到透镜元件的入射角往往更接近平行于光轴，优选使用树脂来形成第二透镜元件或第三透镜元件。但是，多个透镜元件中的任何一个透镜元件都可以由树脂制成，以执行预定的滤光功能。
8.根据本发明光学透镜系统的一个方面，所述多个透镜中的所述一个透镜可以是注塑成型的。
9.根据本发明光学透镜系统的一个方面，所述树脂可以由截止可见光以外的光的蓝色树脂材料制成。
10.根据本发明光学透镜系统的一个方面，所述蓝色树脂材料可以由烯烃coo-r-ch2ch
2-r材料制成。
11.根据本发明光学透镜系统的一个方面，所述多个透镜可以是6片或7片，并且可以用于手机。
12.根据本发明光学透镜系统的另一个方面，所述树脂可以由仅使红外线通过的黑色树脂材料制成。
13.根据本发明光学透镜系统的一个方面，所述黑色树脂材料可以由掺杂有吸收可见光的吸收剂的聚碳酸酯制成。
14.根据本发明光学透镜系统的一个方面，所述光学透镜系统可以用于tof相机或鱼眼相机。
15.本发明将通过以下描述和附图进一步详细地呈现，附图仅出于说明的目的，示出了本发明提供的优选实施例。
附图说明
16.通过对本发明的非限制性实施例的以下详细描述，并通过检查附图，可以更好地理解本发明，在附图中：
17.图1-1示出了本发明的七片式光学透镜系统的第一实施例的横截面图。
18.图1-2示出了图1-1所示的七片式光学透镜系统的3d模型。
19.图2-1示出了用于本发明蓝色透镜的截止ir光的蓝色树脂片材。
20.图2-2示出了通过注塑成型由图2-1的蓝色树脂片材形成的蓝色透镜。
21.图3-1示出了入射角为0度时蓝色树脂片材和顺序ircf的透射率曲线图。
22.图3-2示出了入射角为30度时类似于图3-1的曲线图。
23.图4-1示出了本发明的八片式光学透镜系统的第二实施例的横截面图。
24.图4-2示出了图4-1的光学透镜系统的3d模型。
25.图5-1示出了用于本发明的仅使ir光通过的黑色透镜的黑色树脂片材。
26.图5-2示出了通过注塑成型由图5-1的黑色树脂片材形成的黑色透镜。
27.图6-1示出了黑色树脂片材的透射率曲线图。
28.图6-2示出了图6-1的黑色树脂片材的透射率曲线图。
具体实施方式
29.第一实施例
30.图1-1示出了七件式光学透镜系统的第一实施例的横截面图。图1-2示出了图1-1所示的七片式光学透镜系统的3d模型。在这些图中，没有使用ircf。
31.根据本发明的这一方面，透镜系统可以包括：具有正屈光力的第一透镜；具有正屈光力的第二透镜；具有负屈光力的第三透镜；具有屈光力的第四透镜；具有正屈光力的第五透镜；第六透镜，具有屈光力且具有其图像侧表面朝向图像侧凹入的形状。
32.虹膜可以设置在第一透镜的物侧上。
33.第一透镜可以具有其物侧表面朝向物侧凸出的形状。第二透镜可以具有其两个表面都是凸出的形状。第三透镜可以具有其两个表面都是凹入的形状。第四透镜可以具有弯月面形状，并朝向物侧凸出。第五透镜可以具有其图像侧表面朝向图像侧凹入的形状。第五透镜可以具有弯月面形状，并朝向图像侧凸出。第六透镜可以具有其图像侧表面朝向图像
侧凹入的形状。第六透镜可以具有形成在其图像侧表面上的至少一个曲率变化点。第七透镜可以具有形成在其图像侧表面上的至少一个曲率变化点。
34.从第一透镜到第六透镜中的每个透镜的物侧表面和图像侧表面中的至少一个表面可以是非球面表面。
35.在该实施例中，第二透镜是本发明的ir截止透镜。其它透镜可以由任何光学玻璃或塑料制成。
36.本发明的ir截止透镜由蓝色树脂制成。图2-1示出了用于制造蓝色透镜的蓝色树脂片材的样本。蓝色树脂片材可以由掺杂有用于吸收ir和uv光的吸收剂的烯烃coo-r-ch2ch
2-r材料制成。如从图2-2中可见，期望的透镜可以通过注塑成型由蓝色树脂来形成。在该实施例中，将ir截止涂层和ar涂层施加到蓝色透镜上，以对滤光性能进行精细调整。
37.图3-1示出了当入射角为0度时蓝色树脂片材的透射率相对于顺序ircf的透射率的曲线图。图3-2示出了当入射角为30度时类似于图3-1的曲线图。
38.如从图3-1和图3-2的曲线图中可见，本发明的第一实施例的蓝色树脂片材仅使400nm至700nm波长范围内的光通过。蓝色树脂片材的透射率在750nm波长左右下降到约10％，随后再次上升。对于波长超过750nm的光，由蓝色树脂制成的蓝色透镜可以沉积有ir截止涂层，以截止波长超过750nm的光。当材料本身的透射率在700nm左右有这种下降时，很容易通过常规技术反射或吸收波长超过750nm的光。
39.还可以看到，两个曲线图中该下降处对应的透射率没有差异(由圆圈标出)，这表明与入射角不相关，但对于0度和30度的两个入射角，顺序ircf在该下降处表现出较大差异。请特别参见图3-1和图3-2的曲线图中被圆圈圈出的区域。
40.第二实施例
41.图4-1示出了用于鱼眼相机的八片式光学透镜系统的第二实施例的横截面图。图4-2示出了图4-1的光学透镜系统的3d模型。在该透镜系统中没有使用滤光片。
42.根据本发明的这一方面，八片式光学透镜系统从物侧依次包括：第一透镜，为负弯月面，在物侧具有凸出形状；第二透镜，具有凸形负弯月面；第三透镜，具有正屈光力；第四透镜，具有负屈光力；第五透镜，具有负屈光力，在物侧具有凹入形状的屈光力；第六透镜和第七透镜，是负和正胶合透镜；第八透镜，具有正屈光力、正折射。
43.光学系统具有两组结构，其中，第一透镜组和第二透镜组从物侧依次布置。第一透镜组包括第一透镜到第三透镜，第二透镜组包括第四透镜到第八透镜。
44.当光学透镜系统从无限远位置聚焦在较近位置的物体上时，第一透镜组朝向离开第二透镜组的物侧移动，并相反地进行。
45.在该实施例中，第三透镜是本发明的ir通过透镜。其它透镜可以由任何光学玻璃或塑料制成。
46.本发明的ir通过透镜由黑色树脂制成。图5示出了用于制造黑色透镜的黑色树脂片材的样本。黑色树脂片材可以由掺杂有用于吸收可见光的吸收剂(如叶绿素)的聚碳酸酯制成，并且仅使ir通过。期望的透镜可以通过注塑成型由黑色树脂形成。ar涂层可以施加到黑色透镜。
47.图6示出了0.2mm、1mm、2mm和3mm厚度的黑色树脂片材相对于每个波长的透射率的曲线图。该曲线图示出了对于每个厚度的ir通过滤光片的效果。
48.如从图6的曲线图中可见，本发明的第一实施例的光学透镜系统仅使700nm以上波长范围内的光通过，因为该光学透镜系统仅使ir光通过。此外，对于黑色树脂片材的每种厚度，没有显著差异。
49.如上所述配置的透镜系统可以通过移除通常放置在图像传感器前面的滤光片来改善像差(一种降低图像质量的因素)。此外，如上所述配置的透镜模块可以具有增强的分辨率，并且可以出于相同的原因促使重量减轻和制造成本降低。
50.光学设计者可以更自由地设计透镜系统，而无需考虑透镜系统中任何用于放置滤光片的空间。
51.本发明的一个方面还可以提供明亮透镜模块(低f值)，该明亮透镜模块包括用于渐晕的虹膜。
52.尽管本发明提供的透镜系统可以特别应用于手机相机，但它也可以应用于任何移动设备(例如平板型设备和可穿戴设备)的相机、信息技术领域的相机(例如tof相机和鱼眼相机)、标准相机或医用相机。
53.尽管出于说明目的，已经公开了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。