CN103852872A - 一种光学镜头组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学器件领域，尤指用于汽车可视系统的电子产品领域高清1／2.5英寸规格1800万像素摄像头组的光学镜头组件，包括光阑，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，第五透镜，第六透镜，第七透镜，第八透镜，该第七透镜表面均为非球面，其非球面公式为：，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，同时通过采用一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光阑中置，可降低镜头系统中各种像差的产生保证镜头品质，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1／2.5英寸规格1800万像素摄像头组的光学镜头组件。

背景技术

经济的快速发展使人们的生活水平随之提高，汽车越来越多，这样给道路管理造成了很大的压力。避免更多的事故发生，使人们出行更安全。使驾驶人员能更及时更清晰了解车内车外的情况。在这过程中车载监控也在不断的升级，从之前的单一车载升级为3G监控未来甚至为4G监控，能够实现远程监控，同时可以对行车状况进行全方位的了解随时掌握信息，以交通监控为例，利用高像素的摄像机，不仅可以捕捉到车牌信息，交通安全能在更短时间内进行实时监控。目前高清化的监控产品已经是形势所趋，高清摄像机带来的视觉效果是模拟产品无可比拟的。高清发展的同时，作为核心部件之一的高像素的镜头也表现出告诉的市场增长，但是现有应用于汽车可视系统的电子产品领域的摄像头模组中的多镜头组件如中国专利201210180293却存在着成像效果差，视场角小，光圈小且成本高的缺陷。为适应国内市场需求，需要开发设计高像素与降低其生产成本为目的，新的光学总长短的镜头来抢占市场。

发明内容

本发明旨在克服现有技术如中国专利201210180293的缺陷，提供一种成像效果好，大光圈，高亮度的光学镜头组件。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，第四透镜，第五透镜，第六透镜，第七透镜，第八透镜，该第七透镜表面均为非球面，其非球面公式为：

$X=\frac{Y^2}{R(1+\sqrt{1-(1+k)*Y/R^2)}}+{\mathrm{BY}}^2+{\mathrm{CY}}^4+{\mathrm{DY}}^6+{\mathrm{EY}}^8+{\mathrm{FY}}^{10}+{\mathrm{GY}}^{12}+{\mathrm{HY}}^{14}$

X表示透镜表面各点的X坐标值，Y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，R为透镜表面的曲率半径，K为圆锥系数，B、C、D、E、F、G、H为高阶非球面系数，第七透镜的前、后表面的面型参数分别如表1，表2，所示：

该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八镜片之后，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0.69～0.72mm，第二透镜的中心厚度为1.67～1.69mm，第三透镜的中心厚度为3.19～3.21mm，第四透镜的中心厚度为2.49～2.51mm，第五透镜的中心厚度为0.59～0.61mm，第六透镜的中心厚度为1.72～1.76mm，第七透镜的中心厚度为2.13～2.16mm，第八透镜的中心厚度为1.6～1.62mm。

其中，所述的第一透镜的材料为光学玻璃成都光明H-ZLAF50D，该第二透镜的材料为光学玻璃成都光明H-LAK5A，该第三透镜的材料为光学玻璃成都光明H-ZF7LA，该第四透镜的材料为光学玻璃成都光明H-LAK6A，该第五透镜的材料为光学玻璃成都光明H-ZF72A，该第六透镜的材料为光学玻璃HOYA LAF2，该第七透镜的材料为光学玻璃HOYA FC5，该第八透镜的材料为光学玻璃成都光明H-ZF52A，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1.804005，色散系数为46.590950；第二透镜折射率为1.677902，色散系数为55.518683；第三透镜折射率为1.805181，色散系数为25.456430；第四透镜折射率为1.693501，色散系数为53.347668，第五透镜折射率为1.922867，色散系数为18.895456，第六透镜折射率为1.744002，色散系数为44.719972，第七透镜折射率为1.487489，色散系数为70.441128，第八透镜折射率为1.846663，色散系数为23.784819。

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8.5～8.8mm；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3.4～3.6mm；第二透镜前表面为凹面且凹向物方，且凹球面半径为122～127mm；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3.5～3.7mm；第三透镜前表面为凸面且凸向物方，且凸球面半径为6.3～6.5mm；后表面为凸面，凸面且凸向像方，且凸球面半径为14.6～14.8mm；第四透镜前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17.8～17.9mm；后表面为凸面且凸向像方，且凸球面半径为2.8～3.0mm；第五透镜前表面上下端为平面中间部分为凹面且中心凹向像方，且凹球面半径为2.8～3.0mm；后表面为凸面且凸向像方，且凸球面半径为5.0～5.1mm；第六透镜前表面为凸面且凸向物方，且凸球面半径为39～40mm；后表面为凸面且凸向像方，且凸球面半径为14.1～14.2mm；第七透镜前表面为凸面，且凸向物方的非球面；后表面为凸面，且凸向像方的非球面，第八透镜前表面凹面且凹向像方，且凹球面半径为11.3～11.5mm；后表面为平面。

其中，所述的第七透镜为非球面玻璃透镜，第四透镜与第五透镜为玻璃胶合体。

其中，所述的光学镜头组件光学总长小于23.8mm，视场角为150度，光圈数F／N0控制在2.0，保证高亮度。

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一个玻璃非球面透镜与七个玻璃球面透镜混合搭配，相对其他透镜组的光学镜头来说具有成亮度高的优势，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23.8mm，视场角为150度，光圈数F／NO控制在2.0，保证高亮度；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，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

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-第五透镜；9-第六透镜；10-滤光片；11-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(10)，该组透镜包括同光轴上自物方向像方(11)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)，第七透镜(8)，第八透镜(9)，该第七透镜(8)表面均为非球球，其非球面公式为：

$X=\frac{Y^2}{R(1+\sqrt{1-(1+k)*Y/R^2)}}+{\mathrm{BY}}^2+{\mathrm{CY}}^4+{\mathrm{DY}}^6+{\mathrm{EY}}^8+{\mathrm{FY}}^{10}+{\mathrm{GY}}^{12}+{\mathrm{HY}}^{14}$

X表示透镜表面各点的X坐标值，Y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，R为透镜表面的曲率半径，K为圆锥系数，B、C、D、E、F、G、H为高阶非球面系数，第七透镜(8)的前、后表面的面型参数分别如表1，表2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(10)位于第八镜片(9)之后，即该光学镜头组件的成像面(11)之前，其中第一透镜(1)的中心厚度为0.69～0.72mm，优选0.7mm；第二透镜(2)的中心厚度为1.67～1.69mm，优选1.68mm；第三透镜(3)的中心厚度为3.19～3.21mm，优选3.2mm；第四透镜(5)的中心厚度为2.49～2.51mm，优选2.5mm；第五透镜(6)的中心厚度为0.59～0.61mm，优选0.6mm；第六透镜(7)的中心厚度为1.72～1.76mm，优选1.75mm；第七透镜(8)的中心厚度为2.13～2.16mm，优选2.14mm；第八透镜(9)的中心厚度为1.6～1.62mm，优选1.61mm。

所述的第一透镜(1)的材料为光学玻璃成都光明H-ZLAF50D，该第二透镜(2)的材料为光学玻璃成都光明H-LAK5A，该第三透镜(3)的材料为光学玻璃成都光明H-ZF7LA，该第四透镜(5)的材料为光学玻璃成都光明H-LAK6A，该第五透镜(6)的材料为光学玻璃成都光明H-ZF72A，该第六透镜(7)的材料为光学玻璃HOYA LAF2，该第七透镜(8)的材料为光学玻璃HOYA FC5，该第八透镜(9)的材料为光学玻璃成都光明H-ZF52A，该玻璃滤光片(10)的材料为光学玻璃肖特D263T。

所述的第一透镜(1)折射率为1.804005，色散系数为46.590950；第二透镜(2)折射率为1.677902，色散系数为55.518683；第三透镜(3)折射率为1.805181，色散系数为25.456430；第四透镜(5)折射率为1.693501，色散系数为53.347668，第五透镜(6)折射率为1.922867，色散系数为18.895456，第六透镜(7)折射率为1.744002，色散系数为44.719972，第七透镜(8)折射率为1.487489，色散系数为70.441128，第八透镜(9)折射率为1.846663，色散系数为23.784819。

所述的光学镜头组件光学总长小于23.8mm，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8.5～8.8mm，优选为8.6mm；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3.4～3.6mm，优选为3.5mm；第二透镜(2)前表面为凹面且凹向物方，且凹球面半径为122～127mm，优选124为mm；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3.5～3.7mm，优选为3.6mm；第三透镜(3)前表面为凸面且凸向物方，且凸球面半径为6.3～6.5mm，优选为6.4mm；后表面为凸面，凸面且凸向像方，且凸球面半径为14.6～14.8mm，优选为14.7mm；第四透镜(5)前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17.8～17.9mm，优选为17.85mm；后表面为凸面且凸向像方，且凸球面半径为2.8～3.0mm，优选为2.9mm；第五透镜(6)前表面上下端为平面中间部分为凹面且中心凹向像方，且凹球面半径为2.8～3.0mm，优选为2.9mm；后表面为凸面且凸向像方，且凸球面半径为5.0～5.1mm，优选为5.05mm；第六透镜(7)前表面为凸面且凸向物方，且凸球面半径为39～40mm，优选为39.5mm；后表面为凸面且凸向像方，且凸球面半径为14.1～14.2mm，优选为14.15mm；第七透镜(8)前表面为凸面，且凸向物方的非球面；后表面为凸面，且凸向像方的非球面，第八透镜(9)前表面凹面且凹向像方，且凹球面半径为11.3～11.5mm，优选为11.4mm；后表面为平面。

所述的第七透镜(8)为非球面玻璃透镜，第四透镜(5)与第五透镜(6)为玻璃胶合体。

本发明光学镜头组件的有效焦距为3.0mm，后焦距为3.0mm，光学总长为23.8mm，光圈数F／NO控制在2.0，保证大光圈，视场角为150度，并对各种像差进行良好矫正，得到理想的光学性能。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(Modulation TransferFunction，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曲线较密集，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0.1mm，畸变小于65％，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，确保镜头的成像品质；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23.8mm，视场角为150度，光圈数控制在2.0，保证大光圈；通过光阑中置，降低镜头系统中各种像差的产生，保证镜头成像品质；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，减轻镜头的重量，有效控制镜头长度，同时降低制造成本，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，第五透镜，第六透镜，第七透镜，第八透镜，该第七透镜表面均为非球面，其非球面公式为：

$X=\frac{Y^2}{R(1+\sqrt{1-(1+k)*Y/R^2)}}+{\mathrm{BY}}^2+{\mathrm{CY}}^4+{\mathrm{DY}}^6+{\mathrm{EY}}^8+{\mathrm{FY}}^{10}+{\mathrm{GY}}^{12}+{\mathrm{HY}}^{14}$

其中，X表示透镜表面各点的X坐标值，Y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，R为透镜表面的曲率半径，K为圆锥系数，B、C、D、E、F、G、H为高阶非球面系数，第七透镜的前、后表面的面型参数分别如表1，表2：

该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八镜片之后，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0.69～0.72mm，第二透镜的中心厚度为1.67～1.69mm，第三透镜的中心厚度为3.19～3.21mm，第四透镜的中心厚度为2.49～2.51mm，第五透镜的中心厚度为0.59～0.61mm，第六透镜的中心厚度为1.72～1.76mm，第七透镜的中心厚度为2.13～2.16mm，第八透镜的中心厚度为1.6～1.62mm。

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成都光明H-ZLAF50D，该第二透镜的材料为光学玻璃成都光明H-LAK5A，该第三透镜的材料为光学玻璃成都光明H-ZF7LA，该第四透镜的材料为光学玻璃成都光明H-LAK6A，该第五透镜的材料为光学玻璃成都光明H-ZF72A，该第六透镜的材料为光学玻璃HOYA LAF2，该第七透镜的材料为光学玻璃HOYA FC5，该第八透镜的材料为光学玻璃成都光明H-ZF52A，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1.804005，色散系数为46.590950；第二透镜折射率为1.677902，色散系数为55.518683；第三透镜折射率为1.805181，色散系数为25.456430；第四透镜折射率为1.693501，色散系数为53.347668，第五透镜折射率为1.922867，色散系数为18.895456，第六透镜折射率为1.744002，色散系数为44.719972，第七透镜折射率为1.487489，色散系数为70.441128，第八透镜折射率为1.846663，色散系数为23.784819。

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8.5～8.8mm；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3.4～3.6mm；第二透镜前表面为凹面且凹向物方，且凹球面半径为122～127mm；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3.5～3.7mm；第三透镜前表面为凸面且凸向物方，且凸球面半径为6.3～6.5mm；后表面为凸面，凸面且凸向像方，且凸球面半径为14.6～14.8mm；第四透镜前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17.8～17.9mm；后表面为凸面且凸向像方，且凸球面半径为2.8～3.0mm；第五透镜前表面上下端为平面中间部分为凹面且中心凹向像方，且凹球面半径为2.8～3.0mm；后表面为凸面且凸向像方，且凸球面半径为5.0～5.1mm；第六透镜前表面为凸面且凸向物方，且凸球面半径为39～40mm；后表面为凸面且凸向像方，且凸球面半径为14.1～14.2mm；第七透镜前表面为凸面，且凸向物方的非球面；后表面为凸面，且凸向像方的非球面，第八透镜前表面凹面且凹向像方，且凹球面半径为11.3～11.5mm；后表面为平面。

5.根据权利要求1所述的光学镜头组件，第七透镜为非球面玻璃透镜，第四透镜与第五透镜为玻璃胶合体。

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23.8mm，视场角为150度，光圈数F／NO控制在2.0，保证高亮度。

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