CN103299228B - 用于成像的镜头模块 - Google Patents
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Abstract
一种光学模块，包括：第一正弯月透镜，具有焦距F1，且包括朝向物侧的第一凸起光学表面、以及朝向像侧的第二凹进光学表面；第二正弯月透镜，具有焦距F2，且包括朝向物侧的第三凹进光学表面、以及朝向像侧的第四凸起光学表面。这四个表面符合曲率等式：Zi=CURVi？Yi2/（1+（1-（1+Ki）CURVi2Yi2）1/2）+（Ai）Yi2+（Bi）Yi4+（Ci）Yi6+（Di）Yi8，且Mi=1-（1+Ki）（CURVi）2（Ri）2，其中i是表面编号，Ki是第i表面的圆锥常数，CURVi是第i表面在光轴上的曲率，Ai、Bi、Ci、Di是第i表面的非球面系数，Ri是第i表面的孔径的有效半径。以下关系式被满足：0.60<Fl/F2<1.45，2<sqrt(M2/M1)<7。
Description
发明领域
本发明涉及光学模块，例如移动电话中用于成像的那些光学模块，特别是包括两个正弯月形透镜的光学模块，该光学模块优选地可承受“回流焊（reflow）”制造条件。
发明的背景技术
移动电话越来越薄、分辨率越来越高的趋势导致镜头模块具有特殊的设计，镜头模块由组装至镜筒（lensholder）的一个至数个镜片、以及光圈组成。并且，对于瞄准大额市场的模块来说，必须将注意力放在可制造性上，因为只有当制造产量接近100%时，才能设想每天生产好几万个镜头模块。
根据用户的规范，对设计产生主要影响的约束有：
有效焦距
有效焦距决定了模块的总体尺寸。下文中有效焦距将被称作EFL。
与影像的尺寸相结合，EFL也决定了视场，其中该影像在与模块一起使用的传感器上形成，该视场被称作FOV，与模块的孔径光阑的直径相结合，若存在（或者最终镜头的直径，若光圈不存在），决定了模块的孔径数，该孔径数被称作F#。
当在模块的焦平面上形成直径为D的圆形影像时，FOV由以下关系式定义：
FOV=2.Arctan(D/[2.EFL])
其中Arctan是角的正切的反函数。
F#对四个重要参数有主要影响：到达传感器的光线，其与F#的平方成反比，景深（DoF），超焦距（HyF），以及焦深（dof），超焦距是物体在传感器上形成清晰影像的最小距离，焦深是传感器的位置相对于镜头模块的容许范围。
分辨率
分辨率由调制传递函数（MTF）在给定空间频率下测量。分辨率代表了影像的黑色区域和白色区域之间的对比度，其中该影像由一系列交替的等宽黑、白条纹（stripe）组成，一对条纹的宽度是空间频率的倒数（inverse）。
像差
像差是几何像差和色差。
几何像差包括几何畸变、像散、以及影像的不同区域之间的EFL差异。它们取决于镜片轴线上的曲率、以及非球面系数，该非球面系数定义了在轴线的给定距离上、在轴线上具有相同半径的球面表面与透镜表面之间的距离。
色差包括“色边”（物体的边缘被不同颜色的平行边缘包围）和“色区”（白色影像出现例如粉色边角）。
目标成本
模块的目标成本主要取决于构成模块的透镜的数量。本发明允许减少像差，这通过定义透镜的曲率的约束条件而不是增加更多的透镜来实现。
最大温度
模块在给定的时间段内可承受而无损坏的最大温度范围是非常重要的参数，因为移动电话的制造趋于在一个单独的操作中焊接所有的组件，包括光学模块，该操作被称为“回流焊”，其假定所有的组件在30秒内承受260摄氏度的温度，在60秒内承受230摄氏度的温度。
最近，高品质的光学组件的镜头使用具有非球面表面的透镜来完成，这些透镜由热塑性材料制成，例如聚碳酸酯或者环烯烃聚合物，这些材料不能承受这样的温度。使用这样组件的移动电话的制造必须分两步完成：首先焊接插槽（socket），然后在环境温度下将模块插入插槽，这增加了操作的次数和库存的组件数量，降低了可靠性且导致成本增加。对玻璃模造技术的最新研发允许在移动电话之类的消费产品中使用这样的镜头，该玻璃模造技术能够以可与塑料相比较的价格进行大量生产，这些镜头符合承受“回流焊条件”的要求。
由于这么多的约束条件，可以理解，镜头模块为一组特定的规范而设计。然而，对于给定的传感器，非常常见的是，电话制造者研发了几个模式，这些模式具有稍微不同的特征（在EFL、FOV和MTF规范方面稍有不同）。通过为不同的设计参数指定变化范围，可设计具有多功能的模块。
许多双透镜的模块已经被描述过。
在JP2004-226595中描述了一种模块，由两个正弯月透镜组成。这个模块的主要特征在于由树脂透镜构成。由树脂制成的光学透镜在该行业内尚未被广泛接受，其原因是固有的材料特性（折射率的范围有限、阿贝数太低、以及加工过程中对尺寸的控制）。
在美国专利US6011660和US5739965中描述了其它的双透镜模块。这些专利的特征都是包括具有凸起的第二表面的第一透镜。
另外两个美国专利US6842295和US5801890描述了双透镜模块，特征都是包括具有凹进的像侧表面的第二透镜。
两个日本专利JP2003-063786和JP3588518描述了一种双透镜结构，第一透镜具有负屈光力。
日本专利JP2003-041258描述了一种双透镜模块，第二透镜的物侧表面凸起，且像侧表面在靠近轴线处凹进，在靠近外围处凸起。
两个美国专利US6650485和US5666234描述了一种双透镜模块，第一透镜是双凸的。
还有许多其它的出版物描述了双透镜模块，它们采用了与本发明不同的凸面和凹面组合，例如，US5835288、US5801890、US6011660、US6104553、US6842295、US6873474、US7035018、US6876500、US7061696、US7031080。
日本申请JP3027863和美国专利US5067803描述了一种由两个正弯月透镜组成的模块，且第一透镜的焦距fF与第二透镜的焦距fR之间的比率有限制条件，该比率使得：0.85<fF/fR<1.15，这与本发明不同。
还有许多出版物描述了由两个透镜组成的模块，对透镜的焦距有限制条件，或者对表面的非球面系数有限制条件，这是为特定的申请而定制的，与本发明不同，例如：US5600493、US5739965、US6335835、US6628463、US6577456、US6650485、US6882483。
发明内容
本发明涉及一种模块，包括两个正弯月透镜，且在MTF的矢向和切向分量之间具有良好的平衡，优选地用于得到分辨率大于或等于1.3兆象素的影像，且EFL短于3mm。优选地，透镜由玻璃制成，且模块能够承受“回流焊”条件。
本发明的一实施例涉及光学模块，所述光学模块具有物侧和像侧，所述模块从物侧至像侧包括：
第一正弯月透镜，具有焦距F1，且包括第一和第二光学表面，该第一光学表面是凸面且朝向物侧，该第二光学表面是凹面且朝向像侧；
第二正弯月透镜，具有焦距F2，且包括第三和第四光学表面，该第三光学表面是凹面且朝向物侧，该第四光学表面是凸面且朝向像侧；
该四个表面的曲率由以下等式定义：
Zi=CURViYi2/(1+(1-(1+Ki)CURVi2Yi2)1/2)+(Ai)Yi2+(Bi)Yi4+(Ci)Yi6+(Di)Yi8
且参数
Mi＝1-(l+Ki)(CUKVi)2(Ri)2
其中：
i是表面编号（i=1至4）；
对于第i表面，Zi是光轴上方高度为Yi的非球面表面上的点与一平面之间的距离，该平面在非球面表面与光轴的交点处与该非球面正切；
Ki是常数，被称为第i表面的圆锥常数；
CURVi是第i表面在该表面与光轴的交点处的曲率；
Ai、Bi、Ci、Di分别是第i表面的第二、四、六和八次非球面系数；
Ri是第i表面的孔径的有效半径；
该模块的特征在于满足以下关系式：
0.60<Fl/F2<1.45
2<sqrt(M2/M1)<7
其中sqrt(x)表示x的平方根。
根据本发明的一实施例，该两个透镜由玻璃制成。
根据本发明的一实施例，该模块具有短于3mm的EFL。
根据本发明的一实施例，该模块还包括红外滤光片，在像侧位于第二透镜之后。
根据本发明的一实施例，该模块还包括光传感器，在像侧位于第二透镜之后。
根据本发明的一实施例，该模块能够使用在像侧设置在第二透镜之后的光传感器；该传感器包括至少1.3兆像素，且像素小于或等于1.75微米*1.75微米。
根据本发明的一实施例，该模块能够使用在像侧设置在第二透镜之后的光传感器；该传感器包括至少2兆象素，且像素小于或等于1.75微米*1.75微米。
根据本发明的一实施例，该模块能够采用在像侧设置在第二透镜之后的光传感器；第二透镜的会聚度被选择，使得从第二透镜出射的光线以29度或更小的入射角入射到传感器上。
根据本发明的一实施例，该模块的BFL﹥0.4mm。
根据本发明的一实施例，该模块的BFL﹥0.7mm。
根据本发明的一实施例，该模块包括位于第一和第二透镜之间的光阑（stop）。
根据本发明的一实施例，该模块使得，在每mm143线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值对于从0-32度变化的FOV来说差异小于20%，且/或在FOV为32度时差异小于6%。
根据本发明的一实施例，该模块使得，在每mm143线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值对于从0-26度变化的FOV来说差异小于20%。
根据本发明的一实施例，该模块使得，在每mm71.5线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值对于从0-32度变化的FOV来说差异小于17%，且/或在FOV为32度时差异小于15%。
根据本发明的一实施例，该模块使得，在每mm71.5线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值对于从0-26度变化的FOV来说差异小于6%。
附图说明
图1示出了根据本发明的一实施例的双透镜光学模块；
图2示出了用于定义透镜形状的参数Y和Z之间的关系。
图3示出了根据本发明的一实施例的模块。
图4示出了图3的模块的性能。
图5示出了根据本发明的一实施例的模块。
图6示出了图5的模块的性能。
图7示出了根据本发明的一实施例的模块。
图8示出了图7的模块的性能。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一实施例的镜头光学模块10。
光学模块10具有物侧12和像侧14；该模块从物侧12至像侧14包括：第一正弯月透镜16，具有焦距F1，且包括第一18和第二20光学表面。该第一光学表面18是凸面且朝向物侧12，该第二光学表面20朝向像侧14。光学模块10还包括第二正弯月透镜22，具有焦距F2，且包括第三24和第四26光学表面，该第三光学表面24朝向物侧12，该第四光学表面是凸面且朝向像侧14。
优选地，光学模块10包括位于两个透镜16、22之间的光阑28。优选地，这些透镜由玻璃制成。
每个透镜的两个表面都是非球面，这决定了这些透镜通过成型制成。
朝向像侧14的第二光学表面20是凹面，且朝向物侧12的第三光学表面24是凹面。
根据本发明，模块的整体屈光力（globalopticalpower）在四个光学表面之间分散（spread）。
发明人已经注意到这些表面之间的屈光力分布遵循以下权衡（trade-off）：
如果大量的屈光力集中于第一表面，它意味着其他的表面曲率较小。这使得这些表面更不易发生面与面之间的定心缺陷，该缺陷是实现成型玻璃透镜的过程中需要克服的主要问题之一。另一方面，表面上过多的屈光力使得它对表面缺陷和尺寸误差很敏感，其中这些缺陷将会降低MTF性能。因此，虽然将总屈光力的大部分集中在第一表面是有利的，这部分也必须受到限制。
根据本发明，屈光力在各表面之间的分散还允许更好地控制几何像差，几何像差强烈依赖于曲率。
透镜的第一表面的曲率为c1，第二表面的曲率为c2，轴线上的厚度等于e，且由折射率为n的玻璃制成，则该透镜的焦距F由经典计算公式给出：
1/F=(n-1)(c1-c2)+e.c1.c2.(n-1)2/n
根据本发明，选择透镜的玻璃和形状，使得模块的第一和第二透镜的焦距F1和F2包括在以下范围中：
0.60＜F1/F2＜1.45[1]
发明人已经注意到包括在上述范围内的焦距F1和F2定义了第一和第二透镜之间的屈光力平衡，该平衡允许在性能和成本之间获得有利的权衡。
发明人已经注意到如果比率F1/F2小于上限，第二透镜的会聚性会受到限制，这使得像差的校正更加容易。
优选地，如上所述地限制第二透镜的会聚性允许保持足够大的后焦长度（BFL），用于最后在第二透镜和从模块接收光线的传感器之间插入红外滤光片。这归因于以下事实：一旦第一透镜被固定，BFL直接取决于第二透镜的焦距，其中后焦长度（BFL）是第二透镜的第二表面与焦平面之间在光轴上的距离。
根据本发明的一实施例，该模块还包括位于表面26和像侧14之间的滤光片，例如红外滤光片30。
根据本发明的一实施例，该模块还包括位于红外滤光片30和像侧14之间的传感器32。优选地，该传感器包括至少1.3兆象素，优选地，像素小于或等于1.75微米*1.75微米。
优选地，通过在例如玻璃板上沉积金属氧化层来制得该滤光片，例如红外滤光片30，其中该玻璃板具有大约0.3mm的厚度。更薄的玻璃太易碎，更厚的玻璃将会过多地增加焦距：导致的焦距的增加等于其厚度的大约1/3，取决于玻璃的折射率。
根据本发明，BFL被选择得足够大，以允许进行轻松的机械装配，优选地，BFL>0.4mm；更优选地，BFL>0.7mm。
对第二透镜的会聚性的限制也限制了光线从第二透镜出射的最大偏离。根据本发明，优选地，选择从第二透镜出射的光线的最大偏离，使得从第二透镜出射的光线以小于29度的入射角到达传感器。
根据本发明，关系式[1]、以及选择由两个正弯月透镜组成的模块，限定了模块家族，这些模块的性能必须采用每个曲面的曲率的定义进行详细描述。
如图2所示，每个透镜的表面形状可以通过值Y和Z、以及非球面系数（或者图2未示出的非球面系数）定义。更精确地，每个表面都作为被校正的球面表面来描述，可根据以下公式来定义校正：
Z=[CURVY2/(1+(1-(1+K)CURV2Y2)1/2)]+(A)Y2+(B)Y4+(C)Y6+(D)Y8
其中，Z是光轴上方高度为Y的非球面表面上的点与一平面之间的距离，该平面在非球面表面与光轴的交点处与该非球面正切；
K是常数，被称为该表面的圆锥常数；
CURV是该表面在它与光轴的交点处的曲率；
A、B、C、D分别是该表面的第二、四、六和八次非球面系数；
容易看出，等式右侧的第一项表示半径为1/CURV的球面上的点的坐标，它通过系数K的影响来进行修正。
对于较小的Y值，乘积（1+K）Y的影响是很小的，系数A、B、C。。。的影响也是很小的，Z定义了非常接近半径为1/CURV的球面的点，该球面在该表面与光轴的交点处与该表面正切。对于较大的Y值，Z定义了与该球面不同的表面，K和非球面系数的选择决定了对几何像差的校正。
优选地，A选择为零，这意味着该公式中的所有二次项都由圆锥常数K定义。
根据本发明，Ki是第i表面的圆锥常数，从1开始以连续的次序编号，第一透镜朝向物侧的表面编号为1；Ri是每个表面的孔径半径；CURVi是第i表面在光轴上的曲率，等于在光轴处的半径的倒数；CURVi=1/ri；Mi由下式定义：
Mi=1-(1+Ki)(CURVi)2(Ri)2
接下来必须满足以下关系式：
2＜sqrt(M2/M1)＜7[2]
关系式[1]主要定义了第二透镜的曲率的约束条件，一旦第一透镜被确定，即允许校正像差，得到正确的图像质量；而关系式[2]限制了第一透镜的第一和第二表面之间的非球面差异，用于相同的目的。
发明人已经注意到，包括两个正弯月透镜、且透镜符合关系式[1]定义的焦距的约束条件以及关系式[2]定义的第一透镜的第一和第二表面的非球面关系的双透镜模块是可以轻易地、以降低的成本制造的双透镜模块，且该双透镜模块具有较低级别的像差，该较低级别的像差在本领域通常只能在三个透镜的模块中获得。
特别地，根据本发明的镜头模块可以具有小于3mm的EFL，且使用具有至少1.3兆象素的传感器而具有足够高的分辨率，其中每个像素为1.75*1.75微米。
进一步地，根据本发明的镜头模块可以使用具有至少2兆象素的传感器而具有足够高的分辨率，其中每个像素为1.75*1.75微米。
根据行业标准，光学模块的性能的特征在于调制传递函数（MTF）的矢向和切向分量的值，通常被称为各矢向MTF（或者S-MTF）和切向MTF（或者T-MTF），在给定的空间频率测量，以每毫米的线对数或者lppmm表示（参照WarrenJ.Smith"ModemOpticalEngineering"McGrawHill）。MTF是FOV的函数，对于接近光轴的光线是最大值（这些光线在文献中被称为“近轴光线”，参照WarrenJ.Smith"ModemOpticalEngineering"McGrawHill），且随着FOV的增加而变化。通常，FOV越大，MTF越小，虽然根据模块的设计、该函数可表示局部最小值。并且，对于近轴光线，这意味着FOV接近于零，S-MTF等于T-MTF，但这并不是FOV增加时光线的一般情况。观看者所感知到的图像质量不仅取决于S-MTF和T-MTF的绝对值，还取决于S-MTF和T-MTF之间的良好平衡，S-MTF和T-MTF之间的差异越小，所感知到的图像质量越好。
当使用传感器时，该传感器由尺寸为pxp的多个像素组成，其中p用微米表示，用关系式N=1000/4p定义的空间频率N被称为“半奈奎斯特频率（halfNyquistfrequency）”,频率N/2被称为“1/4奈奎斯特频率”。
根据本发明的光学模块的矢向和切向MTF值的差异非常小。例如，根据本发明的模块可使得：在每mm143线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值，对于从0-32度变化的FOV来说差异小于20%，且/或在32度的FOV下差异小于6%；且/或根据本发明的模块可使得：在每mm143线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值，对于从0-26度变化的FOV来说差异小于20%。
此外，根据本发明的模块可以使得：在每mm71.5线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值，对于从0-32度变化的FOV来说差异小于17%，且/或在32度的FOV下差异小于15%；且/或根据本发明的模块可使得：在每mm71.5线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值，对于从0-26度变化的FOV来说差异小于6%。
除了以上考虑，发明人还注意到，符合5<M2/M1<15和0.70<Fl/F2<1.30的根据本发明的模块具有优选的性能。
现在将描述本发明的多个优选实施例。
A/第一实施例：模块具有2兆象素的分辨率和2.718mm的焦距
图3示出了根据第一实施例的模块310，包括具有第一表面318和第二表面320的第一正弯月透镜316。模块310包括具有第三表面324和第四表面326的第二正弯月透镜322。
优选地，模块310包括红外滤光片330。
玻璃类型的选择
在该第一实施例中，使用具有如下折射率Nd和阿贝数Vd的玻璃：
对于透镜316：Nd=1.7501；Vd=45.43；F1=3.104mm；
对于透镜322：Nd=1.8043；Vd=40.48；F2=4.026mm；
四个表面的轴线上的曲率半径为：
透镜1（316）表面1（318），朝向物侧：rl=0.9825mm；
透镜1（316）表面2（320），朝向像侧：r2=1.0540mm；
透镜2（322）表面3（324），朝向物侧：r3=-3.8023mm；
透镜2（322）表面4（326），朝向像侧：r4=-1.9672mm。
（符号的标准惯例的使用与半径相关：在光线的方向上，当表面的顶点在光轴上位于位于曲率的中心之前时，为正。）
非球面系数
四个表面的孔径半径R和非球面系数在下表中给出：
| 表面# | K圆锥常数 | A | B | C | D | R mm |
| 1 | 0.3394273 | 0 | -0.067788744 | 0.44938366 | -3.2066092 | 0.82 |
| 2 | -3.897215 | 0 | 0.62791168 | 7.9231338 | 40.877251 | 0.32 |
| 3 | 1.683842 | 0 | -0.12227286 | 0.11435523 | -1.0986948 | 0.82 |
| 4 | -14.72963 | 0 | -0.24390755 | 0.12527608 | 0.076275949 | 1.22 |
上述实施例满足关系式[1]和[2]：
[1]Fl/F2=0.768因此0.60<Fl/F2<1.45
[2]sqrt(M2/M1)=4.35因此2<sqrt(M2/M1)<7
模块310的性能在图4中概述，图4示出了在1/4奈奎斯特频率等于71.5lppmm时、矢向（S）和切向（T）MTF与模块的视场（FOV）的关系曲线（S1，T1）以及半奈奎斯特频率等于143lppmm时、矢向（S）和切向（T）MTF与模块的视场（FOV）的关系曲线（S2，T2）。
重要的是，在矢向和切向分量之间存在良好的平衡，这由约束条件[1]和[2]导致：例如，在71.5lppmm的空间频率下、对于从0-26度变化的FOV来说，矢向和切向MTF值差异小于6%；在143lppmm的空间频率下、对于从0-26度变化的FOV来说，矢向和切向MTF值差异小于20%。此外，在本实施例中，在143lppmm的空间频率下、对于32度的FOV来说，矢向和切向MTF值的差异小于5%。
B/第二实施例：模块具有1.3兆象素的分辨率和2.175mm的焦距
图5示出了根据第二实施例的模块510，包括具有第一表面518和第二表面520的第一正弯月透镜516。模块510包括具有第三表面524和第四表面526的第二正弯月透镜522。
优选地，模块510包括红外滤光片530。
玻璃类型的选择
在该第二实施例中，使用具有如下折射率Nd和阿贝数Vd的玻璃：
对于透镜516和512：Nd=1.8043；Vd=40.48；
对于透镜516，F1=2.895mm；
对于透镜522，F2=3.371mm；
四个表面的轴线上的曲率半径为：
透镜1（516）表面1（518），朝向物侧：rl=0.7888mm；
透镜1（516）表面2（520），朝向像侧：r2=0.8177mm；
透镜2（522）表面3（524），朝向物侧：r3=-3.5263mm；
透镜2（522）表面4（526），朝向像侧：r4=-1.6444mm。
非球面系数
四个表面的孔径半径R和非球面系数在下表中给出：
| 表面# | K圆锥常数 | A | B | C | D | R mm |
| 1 | 0.5304342 | 0 | -0.18716823 | 2.0863076 | -23.571049 | 0.58 |
| 2 | -2.154817 | 0 | 1.732486 | -96.731021 | 6112.7594 | 0.27 |
| 3 | -190.9591 | 0 | -0.57373284 | 3.1598517 | -23.699489 | 0.60 |
| 4 | -0.4133389 | 0 | -0.012119911 | -0.39820273 | 1.0637157 | 0.82 |
上述实施例满足关系式[1]和[2]：
[1]Fl/F2=0.8588因此0.60<Fl/F2<1.45
[2]sqrt(M2/M1)=2.55因此2<sqrt(M2/M1)<7
模块510的性能在图6中概述，图6示出了在1/4奈奎斯特频率等于71.5lppmm时、矢向（S）和切向（T）MTF与模块的视场（FOV）的关系曲线（S1，T1）以及半奈奎斯特频率等于143lppmm时、矢向（S）和切向（T）MTF与模块的视场（FOV）的关系曲线（S2，T2）。
重要的是，在矢向和切向分量之间存在良好的平衡，这由约束条件[1]和[2]导致：例如，在71.5lppmm的空间频率下、对于从0-26度变化的FOV来说，矢向和切向MTF值的差异小于6%；在143lppmm的空间频率下、对于从0-26度变化的FOV来说，矢向和切向MTF值差异小于20%。此外，在本实施例中，在143lppmm的空间频率下、对于32度的FOV来说，矢向和切向MTF值的差异小于5%。
C/第三实施例：模块具有1.3兆象素的分辨率和2.262mm的焦距
图7示出了根据第二实施例的模块710，包括具有第一表面718和第二表面720的第一正弯月透镜716。模块710包括具有第三表面724和第四表面726的第二正弯月透镜722。
优选地，模块710包括红外滤光片730。
玻璃类型的选择
在该第三实施例中，使用具有如下折射率Nd和阿贝数Vd的玻璃：
对于透镜1（716）和（712）：Nd=1.8043；Vd=40.48；
对于透镜1（716），F1=3.041mm；
对于透镜2（722），F2=2.469mm；
四个表面的轴线上的曲率半径为这些值：
透镜1（716）表面1（718），朝向物侧：rl=0.8775mm；
透镜1（716）表面2（720），朝向像侧：r2=0.8857mm；
透镜2（722）表面3（724），朝向物侧：r3=-2.6053mm；
透镜2（722）表面4（726），朝向像侧：r4=-1.3130mm。
非球面系数
四个表面的孔径半径R和非球面系数在下表中给出：
| 表面# | K圆锥常数 | A | B | C | D | R mm |
| 1 | 0.4968603 | 0 | -0.17969302 | 2.539518 | -24.443101 | 0.68 |
| 2 | -5.464803 | 0 | 1.2395969 | -27.88887 | 40.356724 | 0.29 |
| 3 | -64.02416 | 0 | -0.51131723 | 0.89261033 | -7.0537764 | 1.85 |
| 4 | -2.298892 | 0 | -0.10210198 | -0.39961489 | 1.3790923 | 0.83 |
上述实施例满足关系式[1]和[2]：
[1]Fl/F2=1.231因此0.60<Fl/F2<1.45
[2]sqrt(M2/M1)=3.82因此2<sqrt(M2/M1)<7
模块710的性能在图8中概述，图8示出了在1/4奈奎斯特频率等于71.5lppmm时、矢向（S）和切向（T）MTF与模块的视场（FOV）的关系曲线（S1，T1）以及半奈奎斯特频率等于143lppmm时、矢向（S）和切向（T）MTF与模块的视场（FOV）的关系曲线（S2，T2）。
重要的是，在矢向和切向分量之间存在良好的平衡，这由约束条件[1]和[2]导致：例如，在71.5lppmm的空间频率下、对于从0-26度变化的FOV来说，矢向和切向MTF值差异小于6%；在143lppmm的空间频率下、对于从0-26度变化的FOV来说，矢向和切向MTF值差异小于20%。此外，在本实施例中，在143lppmm的空间频率下、对于32度的FOV来说，矢向和切向MTF值的差异小于5%。
虽然已经图示和描述了本发明的实施例，但很显然，可以做出各种修改而不脱离本发明，本发明如所附的权利要求陈述。例如。图3、图5和图7所示的实施例可包括如图1所示的传感器和/或光阑。
通过正弯月透镜，本申请得到一侧凸起、一侧凹进的透镜，使得进入透镜的平行光线会聚地从透镜出射。
Claims (15)
1.一种光学模块，具有物侧和像侧，其特征在于，所述模块从物侧至像侧包括：
第一正弯月透镜，具有焦距F1，且包括第一和第二光学表面，该第一光学表面是凸面且朝向物侧，该第二光学表面是凹面且朝向像侧；
第二正弯月透镜，具有焦距F2，且包括第三和第四光学表面，该第三光学表面是凹面且朝向物侧，该第四光学表面是凸面且朝向像侧；
该四个表面的曲率由以下等式定义：
Zi＝CURViYi2/(1+(1-(1+Ki)CURVi2Yi2)1/2)+(Ai)Yi2+(Bi)Yi4+(Ci)Yi6+(Di)Yi8
且参数
Mi＝1-(1+Ki)(CURVi)2(Ri)2
其中：
i是表面编号(i＝1至4)；
对于第i表面，Zi是光轴上方高度为Yi的非球面表面上的点与一平面之间的距离，该平面在非球面表面与光轴的交点处与该非球面表面正切；
Ki是常数，被称为第i表面的圆锥常数；
CURVi是第i表面在该表面与光轴的交点处的曲率；
Ai、Bi、Ci、Di分别是第i表面的第二、四、六和八次非球面系数；
Ri是第i表面的孔径的有效半径；
该模块的特征在于满足以下关系式：
0.60＜F1/F2＜1.45
2＜sqrt(M2/M1)＜7。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，该两个透镜由玻璃制成。
3.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，该模块具有介于2.175mm-2.718mm的EFL。
4.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，该模块还包括红外滤光片，在像侧位于第二透镜之后。
5.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，该模块还包括光传感器，在像侧位于第二透镜之后。
6.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，该模块能够使用在像侧设置在第二透镜之后的光传感器；
该传感器包括至少1.3兆像素，且像素小于或等于1.75微米*1.75微米。
7.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，该模块能够使用在像侧设置在第二透镜之后的光传感器；
该传感器包括1.3-2兆象素，且像素小于或等于1.75微米*1.75微米。
8.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，该模块能够采用在像侧设置在第二透镜之后的光传感器；
第二透镜的会聚度被选择，使得从第二透镜出射的光线以29度或更小的入射角入射到传感器上。
9.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，该模块的BFL＞0.4mm。
10.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，该模块的BFL＞0.7mm。
11.根据前述权利要求任一项所述的模块，其特征在于，该模块包括位于第一和第二透镜之间的光阑。
12.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，在每mm143线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值对于从0-26度变化的FOV来说差异小于20％。
13.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，在每mm71.5线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值对于从0-26度变化的FOV来说差异小于6％。
14.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，在每mm143线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值在FOV为32度时差异小于6％。
15.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，在每mm71.5线对的空间频率下测量的矢向和切向MTF值在FOV为32度时差异小于15％。
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