CN103852870A - 一种光学镜头组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于连续视频拍摄的数码电子产品领域高清300万像素1/3英寸规格摄像头模组的光学镜头组件，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，光阑，第四透镜，第五透镜，第六透镜，通过光学镜头的各镜片的搭配有效的控制镜头的高度在19.2mm，水平视场角大于120度，光圈数F/NO小于2.0；通过采用塑料镜片与玻璃镜片混合搭配，能够避免玻璃镜片的加工难度大，减少玻璃镜片的数量，减轻镜头的重量，降低制造成本，提高生产效率，确保镜头的成像高品质，高亮度。

Description

一种光学镜头组件

技术领域

本发明涉及光学器件领域，尤指一种用于连续视频拍摄广角数码电子产品高清300万像素1／3英寸规格摄像头模组的光学镜头组件。

背景技术

当前，随着我国经济的不断迅猛发展，私家车数量激增，在买车、考驾照已成为普遍现象，新手上路导致许多潜在危机的存在；“马路杀手”，撞车党的恶意潜伏，这些均让各受害司机苦不堪言；随着法律意识的不断提高，交通事故理赔要求更高，赔偿名目更繁多，保险公司饱受恶意车险理赔猫腻之苦。过去撞上行人，司机通常被示为强者，因没有确凿的证据，交警处理时往往将大部分责任归咎为司机，司机叫冤也没办法，只有自认倒霉。现在汽车黑匣子能够还原事故第一现场，有效的保护车主。

行车记录仪虽然在近几年才走进消费者的眼球，但事实上它并不是一款新开发的产品，在国外很多地区它已经得到了广泛的普及，一些发达国家更是出台法律，把它列为汽车上路的必备产品。而设计中在保证镜头的成像效果的同时，耐高低温度，具备良好的加工能力，降低生产成本，适合大批量生产等都成为镜头光学组件设计需要保证的要求。但是现有应用于摄像头模组中的镜头组件却存在着成像效果差及光圈数大亮度小且成本高的缺陷。如中国专利201210180293镜头复杂、亮度不够高且成本较高，因此，亟待一种光学镜头组件来克服上述的缺陷。

发明内容

本发明旨在提供一种成像效果好，大光圈，高亮度，成本低且耐高低温度的光学镜头组件。

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，光阑，第四透镜，第五透镜，第六透镜，其中该第二透镜、第四透镜为塑胶透镜且表面均为非球面，其非球面公式为：

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

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，第四透镜的前、后表面的面型数据分别如表1，表2，表3，表4所示：

该固定光阑设置于第三透镜与第四透镜之间，该玻璃滤光片位于第六镜片之后，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0.80-0.9mm，第二透镜的中心厚度为3.6-3.7mm，第三透镜的中心厚度为2.0-2.1mm，第四透镜的中心厚度为3.6-3.7mm，第五透镜的中心厚度为2.4-2.6mm，第六透镜的中心厚度为0.8-1.0mm，。

其中，所述的第一玻璃透镜的材料为光学玻璃HOYA BACED1，第二塑胶透镜的材料为光学塑料ARTON D4531F(环烯烃共聚物)，第三玻璃透镜的材料为光学玻璃HOYA NBFD9，第四塑胶透镜的材料为光学塑料ARTOND4531F(环烯烃共聚物)，第五玻璃透镜的材料为光学玻璃HOYA TAF2，第六玻璃透镜的材料为光学玻璃OHARA S-NPH1，该玻璃滤光片的材料为光学玻璃肖特D263T。

其中，所述的第一透镜的折射率为1.617，色散系数为53.95，第二透镜的折射率为1.5146，色散系数为57.2，第三透镜的折射率为1.7569，色散系数为31.8，第四透镜的折射率为1.5146，色散系数为57.2，第五透镜的折射率为1.794，色散系数为45.4，第六透镜的折射率为1.808，色散系数为22.76。

其中，所述的第一透镜前表面为凸面且中心位置凸向物方的球面，且凸球面半径为40～42mm，后表面外图为平面中部为凹面且中心位置凹向像方，且凹球面半径为3.2～3.4mm；第二透镜前表面为凸面且中心位置凸向物方，后表面外圈为平面中部为凹面且中心位置凹向像方；第三透镜前表面凸面且中心位置凸向物方的球面，且凸球面半径为5.1～5.3mm，后表面为平面；第四透镜前表面平面，后表面为凸面且中心位置凸向像方，且凸球面半径为5.4～5.6mm；第五透镜前表面凸面且中心位置凸向物方，且凸球面半径为12.5～12.7mm，后表面为凸面且中心位置凸向像方，且凸球面半径为3.25～3.35mm；第六透镜前表面凹面且中心位置凹向物方，且凹球面半径为3.25～3.35mm，后表面为凸面且中心位置凸向像方，且凸球面半径为18.2～18.3mm。

其中，所述的光学镜头组件，第二透镜与第四透镜为非球面塑胶透镜，第五透镜与第六透镜为玻璃胶合体。

其中，所述的光学镜头组件光学总长为18～20mm，水平视场角度大于120度，光圈数F／NO小于2.0。

采用上述技术方案后的有益效果体现在：本发明的透镜组虽有六个透镜，但是相对其他的六个全玻璃透镜的透镜组的光学镜头来说具有加工难度小，体重轻的优势，同时通过采用非球面塑胶透镜使光线经过高次曲面的折射，就可以把光线精确地聚焦于一点，可以有效的消除光线的各种像差，可以改善镜片边缘部分对光的折射率，使镜头的边缘成像变好，镜头整个画面具有很好的成像品质，确保大光圈，高亮度，减少玻璃镜片的数量，减轻镜头的重量，同时降低制造成本，提高生产效率。通过塑胶与玻璃各个镜片的搭配可以有效的控制镜头的高度18～20mm，水平视场角大于120度，光圈数F／NO小于2.0。

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

图5本发明光学镜头组件的相对照度示意图

附图标注说明：1-第一透镜；2-第二透镜；3-第三透镜；4-固定光阑；5-第四透镜；6-第五透镜；7-第六透镜；8-滤光片；9-像方。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本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(4)，一组透镜，一个玻璃滤光片(8)，该组透镜包括同光轴上自物方向像方(9)依次排列的第一透镜(1)，第二透镜(2)，第三透镜(3)，第四透镜(5)，第五透镜(6)，第六透镜(7)，该第二透镜(2)、第四透镜(5)为塑胶镜片且表面均为非球面，其非球面公式为：

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

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，第二透镜(2)，第四透镜(5)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(4)设置于第三透镜(3)与第四透镜(5)之间，该玻璃滤光片(8)位于第六镜片(7)之后，即该光学镜头组件的成像面之前，其中第一透镜(1)的中心厚度为0.80-0.9mm，优选0.85mm；第二透镜(2)的中心厚度为3.6-3.7mm，优选3.65mm；第三透镜(3)的中心厚度为2.0-2.1mm，优选2.03mm；第四透镜(5)的中心厚度为3.6-3.7mm，优选3.62mm；第五透镜(6)的中心厚度为2.4-2.6mm，优选2.43mm；第六透镜(7)的中心厚度为0.8-1.0mm，优选0.92mm。

所述的第一玻璃透镜(1)的材料为光学玻璃HOYA BACED1，第二塑胶透镜(2)的材料为光学塑料ARTON D4531F(环烯烃共聚物)，第三玻璃透镜(3)的材料为光学玻璃HOYA NBFD9，第四塑胶透镜(5)的材料为光学塑料ARTON D4531F(环烯烃共聚物)，第五玻璃透镜(6)的材料为光学玻璃HOYA TAF2，第五玻璃透镜(7)的材料为光学玻璃OHARA S-NPH1，该玻璃滤光片(8)的材料为光学玻璃肖特D263T。

所述的第一透镜(1)的折射率为1.617，色散系数为53.95，第二透镜(2)的折射率为1.5146，色散系数为57.2，第三透镜(3)的折射率为1.7569，色散系数为31.8，第四透镜(5)的折射率为1.5146，色散系数为57。2，第五透镜(6)的折射率为1.794，色散系数为45.4，第六透镜(7)的折射率为1.808，色散系数为22.76。

所述的光学镜头组件光学总长为18～20mm，第一透镜(1)前表面为凸面且中心位置凸向物方的球面，且凸球面半径为40～42mm，优选41.3mm，后表面外圈为平面中部为凹面且中心位置凹向像方，且凹球面半径为3.2～3.4mm优选3.23mm；第二透镜(2)前表面为凸面且中心位置凸向物方，后表面外圈为平面中部为凹面且中心位置凹向像方；第三透镜(3)前表面凸面且中心位置凸向物方的球面，且凸球面半径为5.1～5.3mm，优选5.27mm，后表面为平面；第四透镜(5)前表面平面，后表面为凸面且中心位置凸向像方，且凸球面半径为5.4～5.6mm，优选5.48mm；第五透镜(6)前表面凸面且中心位置凸向物方，且凸球面半径为12.5～12.7mm，优选12.65mm，后表面为凸面且中心位置凸向像方，且凸球面半径为3.25～3.35mm，优选3.31mm；第六透镜(7)前表面凹面且中心位置凹向物方，且凹球面半径为3.25～3.35mm，优选3.31mm，后表面为凸面且中心位置凸向像方，且凸球面半径为18.2～18.3mm，优选18.25mm。

所述的光学镜头组件，第二透镜(2)与第四透镜(5)为非球面塑胶透镜，第五透镜(6)与第六透镜(7)为玻璃胶合体。

本发明光学镜头组件的有效焦距为2.4毫米，后焦距为3.8毫米，光学总长为19.2毫米，光圈数F／NO为1.8，水平视场角大于120度，通过采用非球面塑胶透镜使光线经过高次曲面的折射，就可以把光线精确地聚焦于一点，可以有效的消除光线的各种像差，可以改善镜片边缘部分对光的折射率，并对各种像差进行良好矫正，得到理想的光学性能使镜头的边缘成像变好，镜头整个画面具有很好的成像品质。为高像素高亮度广角的连续视频数码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(1p／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，各视场子午方向(T)和弧矢方向(S)的MTF曲线密集，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高品质清晰的成像。

图3和图4分别为本发明光学镜头组件的场曲图和畸变图，从图3与图4可以看出，该镜头组件的场曲小于0.1mm，畸变小于20％，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。

图5为本发明光学镜头组件的相对照度图，图中横坐标表示镜头的视场范围，纵坐标表示镜头照度值，取值范围为0～1。从图中可以看出中间视场与边缘视场，照度值很高且差异值小，其表示：该镜头组件在整个成像面上具有很高的亮度且中心范围与边缘范围亮度一致性好。

通过以上具体实施方式可知，通过光学镜头的各个镜片的搭配可以有效的控制镜头的高度19.2毫米，水平视场角大于120度，光圈数F／NO小于2.0；其中两个透镜采用非球面塑料镜片，两个玻璃透镜采用胶合方式，可以改善镜片边缘部分对光的折射率，使镜头的边缘成像变好，镜头整个画面具有很好的成像品质，以及高亮度，减轻镜头的重量，降低制造成本，提高生产效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，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，均仍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，光阑，第四透镜，第五透镜，第六透镜，其中该第二透镜、第四透镜为塑胶透镜且表面均为非球面，其非球面公式为：

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

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，第四透镜的前、后表面的面型数据分别如表1，表2，表3，表4所示：

该固定光阑设置于第三透镜与第四透镜之间，该玻璃滤光片位于第六镜片之后，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0.80-0.9mm，第二透镜的中心厚度为3.6-3.7mm，第三透镜的中心厚度为2.0-2.1mm，第四透镜的中心厚度为3.6-3.7mm，第五透镜的中心厚度为2.4-2.6mm，第六透镜的中心厚度为0.8-1.0mm。

2.按照权利要求1所述的一种光学镜头组件，其特征在于：所述的第一玻璃透镜的材料为光学玻璃HOYA BACED1，第二塑胶透镜的材料为光学塑料ARTON D4531F(环烯烃共聚物)，第三玻璃透镜的材料为光学玻璃HOYANBFD9，第四塑胶透镜的材料为光学塑料ARTON D4531F(环烯烃共聚物)，第五玻璃透镜的材料为光学玻璃HOYA TAF2，第六玻璃透镜的材料为光学玻璃OHARA S-NPH1，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：所述的第一透镜的折射率为1.617，色散系数为53.95，第二透镜的折射率为1.5146，色散系数为57.2，第三透镜的折射率为1.7569，色散系数为31.8，第四透镜的折射率为1.5146，色散系数为57.2，第五透镜的折射率为1.794，色散系数为45.4，第六透镜的折射率为1.808，色散系数为22.76。

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为凸面且中心位置凸向物方的球面，且凸球面半径为40～42mm，后表面外圈为平面中部为凹面且中心位置凹向像方，且凹球面半径为3.2～3.4mm；第二透镜前表面为凸面且中心位置凸向物方，后表面外圈为平面中部为凹面且中心位置凹向像方；第三透镜前表面凸面且中心位置凸向物方的球面，且凸球面半径为5.1～5.3mm，后表面为平面；第四透镜前表面平面，后表面为凸面且中心位置凸向像方，且凸球面半径为5.4～5.6mm；第五透镜前表面凸面且中心位置凸向物方，且凸球面半径为12.5～12.7mm，后表面为凸面且中心位置凸向像方，且凸球面半径为3.25～3.35mm；第六透镜前表面凹面且中心位置凹向物方，且凹球面半径为3.25～3.35mm，后表面为凸面且中心位置凸向像方，且凸球面半径为18.2～18.3mm。

5.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第二透镜与第四透镜为非球面塑胶透镜，第五透镜与第六透镜为玻璃胶合体。

6.根据权利要求1～5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为18～20mm，水平视场角度大于120度，光圈数F／NO小于2.0。

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