CN103852866B - 一种光学镜头组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学器件领域，尤指一种用于汽车可视系统的电子产品领域高清1/3英寸规格30万像素摄像头组的光学镜头组件，包括固定光阑，一组透镜，一个玻璃滤光片，该组透镜包括同光轴上自物方向像方依次排列的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，光学镜头组件的各个镜片的搭配可以有效的缩短镜头的高度，同时通过采用两个非球面镜片使光线经过高次曲面的折射，可以确保光线精确地聚焦于一点，有效的消除光线的各种像差，确保镜头的成像高品质；通过采用塑料镜片与玻璃镜片混合搭配，减轻镜头的重量，有效控制镜头长度，降低制造成本。

Description

一种光学镜头组件

技术领域

本发明涉及光学器件领域，尤指一种用于汽车可视系统的电子产品领域高清1/3英寸规格30万像素摄像头组的光学镜头组件。

背景技术

随着汽车电子行业的迅速发展，产品的更新换代也是以秒来计算，同样，车载摄像头行业的各家制造商也没有打瞌睡，从以前单个的车载摄像头逐渐转变成了现在的双可视及全车可视安全系统的配置上来看，这个市场的潜在需求慢慢被激发着。现在除了倒车摄像头使用比较普遍以外，倒车雷达逐渐的退出了这个市场的竞争，而汽车可视系统也正是处在一个萌芽的状态里酝酿着未来的爆发。从市场的发展方向可以看到，汽车可视系统的发展趋势正朝着高清化的方向发展，且汽车在行驶过程中容易出现各种碰刮现象，就要求产品必须要表面耐刮伤，耐腐蚀等可靠性要求。但是现有应用于汽车可视系统的电子产品领域的30万像摄像头模组中的技术如中国专利201220301153却存在着成像效果差，成像视场角小，表面无耐刮伤，耐腐蚀的缺陷，无法应用于汽车后视系统上；中国专利201220686619镜头较重，镜头长度较长，使用及操作不简便，并且视场角度有限，难以满足更高的要求。为适应市场需求，需要开发设计以降低其生产成本为目的，新的光学总长短，成像效果好，成像视角大的镜头来满足市场。

发明内容

本发明旨在克服上述专利201220301153、201220686619的缺陷，提供一种成像效果好，大光圈，总长小且低成本的光学镜头组件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光学镜头组件，包括固定光阑，一组透镜，一个玻璃滤光片，该组透镜包括同光轴上自物方向像方依次排列的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，该第二透镜、第三透镜表面均为非球面，其非球面公式为：

$Z=\frac{\left(CURV\right)Y^2}{1+{(1-(1+K\left){\left(CURV\right)}^2{Y}^2\right)}^{1/2}}+\left(A\right)Y^2+\left(B\right)Y^4+\left(C\right)Y^6+\left(D\right)Y^8+\left(E\right)Y^{10}\left(F\right)Y^{12}+\left(G\right)Y^{14}+\left(H\right)Y^{16}$

其中，Z表示透镜表面各点的Z坐标值，Y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，CURV为透镜表面的曲率半径的倒数，K为圆锥系数，A、B、C、D、E、F、G、H为高阶非球面系数，第二，第三透镜的前、后表面的面型参数分别如表1，表2，表3，表4所示：

该固定光阑设置于第一透镜与第二透镜之间，该玻璃滤光片位于第四透镜之后，即该光学镜头组件的成像面之前，其中第一透镜的中心厚度为0.89～0.92mm，第二透镜的中心厚度为2.28～2.31mm，第三透镜的中心厚度为1.53～1.56mm，第四透镜的中心厚度为0.48～0.52mm。

其中，所述的第一透镜的材料为光学玻璃HOYALAC8，该第二透镜的材料为光学塑胶ARTOND4531F，该第三透镜的材料为光学塑胶ARTOND4531F，该第四透镜的材料为光学玻璃HOYAFDS90，该玻璃滤光片的材料为光学玻璃肖特D263T。

其中，所述的第一透镜折射率为1.713，色散系数为53.938851；第二透镜折射率为1.514872，色散系数为56.8393；第三透镜折射率为1.514872，色散系数为56.8393；第四透镜折射率为1.846663，色散系数为23.784813。

其中，所述的第一透镜前表面凸面且凸向物方，且凸球面半径为43.8～44mm；后表面上下端为平面中间部分为凹面且中心凹向物方，且凹球面半径为2.4～2.6mm；第二透镜前表面上下端为平面中间部分为凸面且凸向物方，后表面上下端为凸面且中心凸向物方；第三透镜前表面为凸面且凸向物方，后表面为凸面且中心凸向像方；第四透镜前表面为凹面且中心凹向物方，且凹球面半径为2.7～2.8mm；后表面为凹面且凹向像方，且凹球面半径为5.0～5.1mm。

其中，所述的光学镜头组件中第二透镜与第三透镜为塑胶非球面透镜。

其中，所述的光学镜头组件光学总长小于12.5mm，视场角为180度，光圈数F/NO控制在2.2，保证大光圈。

采用上述技术方案后的有益效果体现在：本发明的透镜组采用两个塑胶透镜与两个玻璃透镜混合搭配，相对其他透镜组的光学镜头来说具有镜头长度小的优势且成本低，同时通过采用非球面镜片使光线经过高次曲面的折射，可以确保光线精确地聚焦于一点，有效的消除光线的各种像差，确保成像的高品质。通过光学镜头的各个镜片的搭配可以有效的缩短镜头的高度小于12.5mm，视场角为180度，光圈数F/NO控制在2.2，保证大光圈；通过光阑中置，可以降低镜头系统中各种像差的产生，保证镜头成像品质；采用塑料镜片与玻璃镜片混合搭配，有效控制镜头长度，保证大光圈，减轻镜头的重量，同时降低制造成本，提高生产效率。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1本发明光学镜头组的结构示意图；

图2本发明光学镜头组件的MTF(调制光学传递函数)示意图

图3本发明光学镜头组件的场曲示意图

图4本发明光学镜头组件的畸变示意图

附图标注说明：1-第一透镜；2-固定光阑；3-第二透镜；4-第三透镜；5-第四透镜；6-滤光片；7-像方。

具体实施方式

下面结合附图详细说明发明的具体实施方式：如图1所示，一种光学镜头组件，包括固定光阑(2)，一组透镜，一个玻璃滤光片(6)，该组透镜包括同光轴上自物方向像方(7)依次排列的第一透镜(2)，第二透镜(3)，第三透镜(4)，第四透镜(5)，该第二透镜(3)、第三透镜(4)表面均为非球面，其非球面公式为：

其中，Z表示透镜表面各点的Z坐标值，Y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，CURV为透镜表面的曲率半径的倒数，K为圆锥系数，A、B、C、D、E、F、G、H为高阶非球面系数，第二透镜(3)，第三透镜(4)的前、后表面的面型参数分别如表1，表2，表3，表4所示：

该固定光阑(2)设置于第一透镜(1)与第二透镜(3)之间，该玻璃滤光片(6)位于第四透镜(5)之后，即该光学镜头组件的成像面(7)之前，其中第一透镜(1)的中心厚度为0.89～0.92mm，优选0.9mm；第二透镜(3)的中心厚度为2.28～2.31mm，优选2.29mm；第三透镜(4)的中心厚度为1.53～1.56mm，优选1.55mm；第四透镜(5)的中心厚度为0.48～0.52mm，优选0.5mm。

所述的第一透镜(1)的材料为光学玻璃HOYALAC8，该第二透镜(3)的材料为光学塑胶ARTOND4531F，该第三透镜(4)的材料为光学塑胶ARTOND4531F，该第四透镜(5)的材料为光学玻璃HOYAFDS90，该玻璃滤光片(6)的材料为光学玻璃肖特D263T。

所述的第一透镜(1)折射率为1.696802，色散系数为55.4597；第二透镜(3)折射率为1.514872，色散系数为56.8393；第三透镜(4)折射率为1.846663，色散系数为23.784813；第四透镜(5)折射率为1.514872，色散系数为56.8393。

所述的光学镜头组件中第二透镜(3)与第三透镜(4)为塑胶非球面透镜，其余透镜为玻璃球面透镜。

所述的光学镜头组件光学总长小于12.5mm，其中，所述的第一透镜(1)前表面凸面且凸向物方，且凸球面半径为43.8～44mm；后表面上下端为平面中间部分为凹面且中心凹向物方，且凹球面半径为2.4～2.6mm；第二透镜(3)前表面上下端为平面中间部分为凸面且凸向物方，后表面上下端为凸面且中心凸向物方；第三透镜(4)前表面为凸面且凸向物方，后表面为凸面且中心凸向像方；第四透镜(5)前表面为凹面且中心凹向物方，且凹球面半径为2.7～2.8mm；后表面为凹面且凹向像方，且凹球面半径为5.0～5.1mm。

本发明光学镜头组件的有效焦距为2.2mm，后焦距为2.0mm，光学总长为12mm，光圈数F/NO控制在2.2，保证大光圈，视场角为180度，并对各种像差进行良好矫正，得到理想的光学性能。通过第一，第四玻璃透镜与第二第三塑胶透镜搭配，解决了现有技术如中国专利201220301153镜头的成像效果差，第一镜片易刮伤，易被腐蚀等缺点。为高清广角汽车可视系统类电子产品的开发提供了解决方案。

图2是本发明的光学镜头组件的调制传递函数(ModulationTransferFunction，简称MTF)曲线图，图中横坐标表示空间频率，单位：线对每毫米(lp/mm)；纵坐标表示调制传递函数(MTF)的值，所述MTF的值用来评价镜头组件的成像清晰状况，取值范围为0～1，MTF曲线代表镜头的成像清晰能力，对图像的还原能力。从图2可以看出，各角度视场上子午方向(T)和弧矢方向(S)的MTF曲线较密集特别是中心视场取值高，其表示：该镜头组件在整个成像面上具有良好的一致性，能够在整个成像面上清晰的成像，能够满足互补金属氧化物半导体(CMOS)以及电荷藕合器件(CCD)影像传感器接收的要求。

图3和图4分别为本发明光学镜头组件的场曲和畸变图，从图3与图4可以看出，该镜头组件的场曲小于0.2mm，畸变小于95％，能够满足市场上互补金属氧化物半导体(CMOS)以及电荷藕合器件(CCD)影像传感器接收的要求。

通过以上具体实施方式可知，本发明的透镜组采用两个塑胶透镜与两个玻璃透镜混合搭配，同时通过采用非球面镜片使光线经过高次曲面的折射，可以确保光线精确地聚焦于一点，有效的消除光线的各种像差，确保成像的高品质。通过光学镜头的各个镜片的搭配可以有效的缩短镜头的高度小于12.5mm，视场角为180度，光圈数F/NO控制在2.2，保证大光圈；相对中国专利201220301153镜头来说具有镜头视场角度大，镜头高度小的优势。且通过光阑放在第一透镜与第二透镜之间，可以更佳有效减少降低镜头系统中各种像差的产生，保证镜头成像品质，解决了中国专利201220301153镜头的成像效果差；采用第一透镜，第四透镜为玻璃球面透镜与第二，第三塑胶透镜混合搭配，有效控制镜头长度，减轻镜头的重量，同时降低制造成本，提高生产效率，尤其保证镜头表面耐刮伤，耐腐蚀等要求解决了现有技术如中国专利201220301153镜头表面塑胶材质无耐刮伤，耐腐蚀的问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施案例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，仍均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种光学镜头组件，其特征在于：包括固定光阑，一组透镜，一个玻璃滤光片，该组透镜包括同光轴上自物方向像方依次排列的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，该第二透镜、第三透镜表面均为非球面，其非球面公式为：

其中，Z表示透镜表面各点的Z坐标值，Y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，CURV为透镜表面的曲率半径的倒数，K为圆锥系数，A、B、C、D、E、F、G、H为高阶非球面系数，第二，第三透镜的前、后表面的面型参数分别如表1，表2，表3，表4所示：

该固定光阑设置于第一透镜与第二透镜之间，该玻璃滤光片位于第四透镜之后，即该光学镜头组件的成像面之前，其中第一透镜的中心厚度为0.89～0.92mm，第二透镜的中心厚度为2.28～2.31mm，第三透镜的中心厚度为1.53～1.56mm，第四透镜的中心厚度为0.48～0.52mm。

2.按照权利要求1所述的一种光学镜头组件，其特征在于：所述的第一透镜的材料为光学玻璃HOYALAC8，该第二透镜的材料为光学塑胶ARTOND4531F，该第三透镜的材料为光学塑胶ARTOND4531F，该第四透镜的材料为光学玻璃HOYAFDS90，该玻璃滤光片的材料为光学玻璃肖特D263T。

3.根据权利要求1所述的一种光学镜头组件，其特征在于：所述的第一透镜折射率为1.713，色散系数为53.938851；第二透镜折射率为1.514872，色散系数为56.8393；第三透镜折射率为1.514872，色散系数为56.8393；第四透镜折射率为1.846663，色散系数为23.784813。

4.按照权利要求1～3任一项所述的光学镜头组件，其特征在于：所述的第一透镜前表面凸面且凸向物方，且凸球面半径为43.8～44mm；后表面上下端为平面中间部分为凹面且中心凹向物方，且凹球面半径为2.4～2.6mm；第二透镜前表面上下端为平面中间部分为凸面且凸向物方，后表面上下端为凸面且中心凸向物方；第三透镜前表面为凸面且凸向物方，后表面为凸面且中心凸向像方；第四透镜前表面为凹面且中心凹向物方，且凹球面半径为2.7～2.8mm；后表面为凹面且凹向像方，且凹球面半径为5.0～5.1mm。

5.根据权利要求1所述的光学镜头组件，其特征在于：第二透镜与第三透镜为塑胶非球面透镜。

6.根据权利要求1所述的光学镜头组件，其特征在于：所述的光学镜头组件光学总长小于12.5mm，视场角为180度，光圈数F/NO控制在2.2，保证大光圈。