CN104238091A - 模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，镜筒前设有光阑，从物侧起，在光阑后侧设有：具有正焦距的第一玻璃透镜，其一面为扁圆形非球面并朝向物方，另一面为双曲线非球面并朝向像方；具有负焦距的弯月型第二玻璃透镜，其凹面朝向像方，第二玻璃透镜的两面均为扁圆形非球面；具有正焦距的第三塑胶透镜，其两面均为扁圆形非球面；具有正焦距的第四塑胶透镜，其一面为圆形非球面并朝向物方，另一面为扁圆形非球面并朝向像方；具有负焦距的第五塑胶透镜，其一面为圆形非球面并朝向物方，另一面为双曲线非球面并朝向像方；用于固定第五塑胶透镜的压环。各透镜之间设有隔圈。本发明像素高、环境测试性能良好。

Description

模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头

【技术领域】

本发明涉及镜头，更具体地说是模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头。

【背景技术】

目前使用的照相手机数码镜头一般采用全塑胶材料镜片，从而普遍存在这样的缺点：像素比较低、塑胶材料热胀冷缩形成的温度漂移从而导致高低温时像质急剧下降。市场上主流的照相手机主要是200万、800万像素的较低配置镜头，所拍摄的图像像质无论是整体的清晰度还是照度的均匀性等方面均不够理想，只能用作待机画面或一般欣赏，而远远不足以打印精美的照片。

本发明为了克服以上的缺点，进行了大量的改进。

【发明内容】

本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种高像素、良好的环境测试性能、可使用于数码相机和手机的模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头。

本发明是通过以下技术方案实现的：

模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，包括镜筒和承座，所述的镜筒前端设有光阑，其特征在于：从物侧开始起，在光阑后侧并在镜筒内依次设有：

具有正焦距的第一玻璃透镜，其一面为扁圆形非球面并朝向物方，另一面为双曲线非球面并朝向像方；

第一隔圈；

具有负焦距的第二玻璃透镜，所述的第二玻璃透镜为弯月型透镜，其凹面朝向像方，所述的第二玻璃透镜的凹面与凸面均为扁圆形非球面；

第二隔圈；

具有正焦距的第三塑胶透镜，其两面均为扁圆形非球面；

第三隔圈；

具有正焦距的第四塑胶透镜，其一面为圆形非球面并朝向物方，另一面为扁圆形非球面并朝向像方；

第四隔圈；

具有负焦距的第五塑胶透镜，其一面为圆形非球面并朝向物方，另一面为双曲线非球面并朝向像方；

用于固定第五塑胶透镜的压环。

如上所述的模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，其特征在于：所述的第一玻璃透镜、第二玻璃透镜和第三塑胶透镜的非球面的表面形状满足以下方程：

${Z=\mathrm{cy}}^2\{1+\sqrt{[1-(1+k)c2y2]}\}+{\mathrm{\α}}_1{y}^2+{\mathrm{\α}}_2{y}^6+{\mathrm{\α}}_3{y}^6+{\mathrm{\α}}_4{y}^8+{\mathrm{\α}}_5{y}^{10}+{\mathrm{\α}}_6{y}^{12}+{\mathrm{\α}}_7{y}^{14}+{\mathrm{\α}}_8{y}^{16}.$

如上所述的模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，其特征在于：所述的第一玻璃透镜、第二玻璃透镜、第三塑胶透镜、第四塑胶透镜、第五塑胶透镜元件特性满足以下表达式：-3<f2/f1<0，1<f3/f4<6，vd₍₂₎<31，vd₍₁₎-vd₍₂₎>25，vd₍₃₎-vd₍₂₎>25，vd₍₄₎-vd₍₂₎>25，vd₍₅₎-vd₍₂₎>25，其中，f1、f2、f3、f4分别为第一玻璃透镜、第二玻璃透镜、第三塑胶透镜、第四塑胶透镜的焦距，vd₍₁₎、vd₍₂₎、vd₍₃₎、vd₍₄₎、vd₍₅₎分别为第一玻璃透镜、第二玻璃透镜、第三塑胶透镜、第四塑胶透镜、第五塑胶透镜的色散系数。

如上所述的模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，其特征在于：所述的承座内位于第五塑胶透镜后侧还设有滤光片。

如上所述的模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，其特征在于：所述的第一玻璃透镜与第二玻璃透镜均为高折射率玻璃材料制成。

与现有技术相比，本发明有如下优点：本发明镜头能够达到1300-2400万像素，而且亮度高，光圈数能够达到F1.9，低照度环境拍摄效果，照片锐利度高、颜色分明，色彩还原性好，本发明镜头还解决了塑胶材料热胀冷缩形成的温度漂移从而导致高低温时像质急剧下降的缺陷。

【附图说明】

图1是本发明剖面示意图；

图2是本发明分解图；

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明作进一步描述：

模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，包括镜筒1和承座2，所述的镜筒1前端设有光阑14，从物侧开始起，在光阑14后侧并在镜筒1内依次设有：

具有正焦距的第一玻璃透镜3，其一面为扁圆形非球面并朝向物方，另一面为双曲线非球面并朝向像方；

第一隔圈8；

具有负焦距的第二玻璃透镜4，所述的第二玻璃透镜为弯月型透镜，其凹面朝向像方，所述的第二玻璃透镜4的凹面与凸面均为扁圆形非球面；

第二隔圈9；

具有正焦距的第三塑胶透镜5，其两面均为扁圆形非球面；

第三隔圈10；

具有正焦距的第四塑胶透镜6，其一面为圆形非球面并朝向物方，另一面为扁圆形非球面并朝向像方；

第四隔圈11；

具有负焦距的第五塑胶透镜7，其一面为圆形非球面并朝向物方，另一面为双曲线非球面并朝向像方；

用于固定第五塑胶透镜7的压环12。

为减小光线在各透镜之间的折射变化角度，控制成像畸变，镜头结构上尽量减小第一玻璃透镜3与第二玻璃透镜4之间的距离；同时第二玻璃透镜4与第三塑胶透镜5之间的距离则需尽量增大；为改善场曲像差，第五塑胶透镜7朝向像方的一面设计成双曲线非球面。

第一玻璃透镜3和第二玻璃透镜4采用高折射率材料的玻璃镜片，这样就可以大大缩短光程差，有效缩短镜头高度并提高成像质量；另外，采用收缩率更小的玻璃材料制成的第一玻璃透镜3、第二玻璃透镜4与塑胶材料制成的第三塑胶透镜5、第四塑胶透镜6、第五塑胶透镜7相结合，能够互相补偿，从而解决因为热胀冷缩形成的温度漂移而导致的高低温状态像质急剧下降的缺陷。

承座2套在镜筒1上，两者之间由螺纹配合固定。承座2采用特殊材料加工，可以用于耐高温的新型COB Module加工制成。光阑14位于第一玻璃透镜3前面，它可以使得物方主面前移，从而缩短镜头的长度。镜头的第一玻璃透镜3具有正折射本领，第二玻璃透镜4具有负折射本领，第三塑胶透镜5具有正折射本领，第四塑胶透镜6具有正折射本领、第五塑胶透镜7具有负折射本领，从而使得镜头光学系统的像方主面前移，从而使得镜头长度缩短。

所述的第一玻璃透镜3、第二玻璃透镜4和第三塑胶透镜5的非球面的表面形状满足以下方程：

${Z=\mathrm{cy}}^2\{1+\sqrt{[1-(1+k)c2y2]}\}+{\mathrm{\&alpha;}}_1{y}^2+{\mathrm{\&alpha;}}_2{y}^6+{\mathrm{\&alpha;}}_3{y}^6+{\mathrm{\&alpha;}}_4{y}^8+{\mathrm{\&alpha;}}_5{y}^{10}+{\mathrm{\&alpha;}}_6{y}^{12}+{\mathrm{\&alpha;}}_7{y}^{14}+{\mathrm{\&alpha;}}_8{y}^{16}.$ 参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标(其单位和透镜长度单位相同)，k为圆锥二次曲线系数。当k系数小于-1时面形曲线为双曲线，等于-1时为抛物线，介于-1到0之间时为椭圆，等于0时为圆形，大于0时为扁圆形。α₁至α₈分别表示各径向坐标所对应的系数。通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的形状尺寸。第一玻璃透镜3朝向物方的一面形状为扁圆形非球面，要求其k系数大于0，朝向像方的另一面形状为双曲线非球面，其k系数为小于-1；第二玻璃透镜4的两面均为扁圆形非球面，K系数都大于0；第三塑胶透镜5朝向物方的两面都为扁圆形非球面，其k系数都大于0；第四塑胶透镜6朝向物方的一面为圆形非球面，K系数为0，朝向像方的另一面为扁圆形非球面，其k系数大于0；第五塑胶透镜7的两面形状都为双曲线形非球面，其k系数都小于-1。

所述的第一玻璃透镜3、第二玻璃透镜4、第三塑胶透镜5、第四塑胶透镜6、第五塑胶透镜7元件特性满足以下表达式：-3<f2/f1<0，1<f3/f4<6，vd₍₂₎<31，vd₍₁₎-vd₍₂₎>25，vd₍₃₎-vd₍₂₎>25，vd₍₄₎-vd₍₂₎>25，vd₍₅₎-vd₍₂₎>25，其中，f1、f2、f3、f4分别为第一玻璃透镜3、第二玻璃透镜4、第三塑胶透镜5、第四塑胶透镜6的焦距，vd₍₁₎、vd₍₂₎、vd₍₃₎、vd₍₄₎、vd₍₅₎分别为第一玻璃透镜3、第二玻璃透镜4、第三塑胶透镜5、第四塑胶透镜6、第五塑胶透镜7的色散系数。

所述的承座2内位于第五塑胶透镜7后侧还设有滤光片13。光线通过滤光片13进入时，滤光片13对CMOS感光芯片有一定的保护作用，同时也过滤一部分光线，使图像色彩亮丽和锐利的同时具有良好的色彩还原性。滤光片13设计在承座2里面，它除了解决色彩方面的问题以外，还能有效遮挡并减弱粉尘对像质的影响。

Claims (5)

1.模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，包括镜筒(1)和承座(2)，所述的镜筒(1)前端设有光阑(14)，其特征在于：从物侧开始起，在光阑(14)后侧并在镜筒(1)内依次设有：

具有正焦距的第一玻璃透镜(3)，其一面为扁圆形非球面并朝向物方，另一面为双曲线非球面并朝向像方；

第一隔圈(8)；

具有负焦距的第二玻璃透镜(4)，所述的第二玻璃透镜为弯月型透镜，其凹面朝向像方，所述的第二玻璃非球面透镜的凹面与凸面均为扁圆形非球面；

第二隔圈(9)；

具有正焦距的第三塑胶透镜(5)，其两面均为扁圆形非球面；

第三隔圈(10)；

具有正焦距的第四塑胶透镜(6)，其一面为圆形非球面并朝向物方，另一面为扁圆形非球面并朝向像方；

第四隔圈(11)；

具有负焦距的第五塑胶透镜(7)，其一面为圆形非球面并朝向物方，另一面为双曲线非球面并朝向像方；

用于固定第五塑胶透镜(7)的压环(12)。

2.根据权利要求1所述的模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，其特征在于：所述的第一玻璃透镜(3)、第二玻璃透镜(4)和第三塑胶透镜(5)的非球面的表面形状满足以下方程： $Z={\mathrm{cy}}^2/\{1+\sqrt{[1-(1+k)c2y2]}\}+{\mathrm{\&alpha;}}_1{y}^2+{\mathrm{\&alpha;}}_2{y}^4+{\mathrm{\&alpha;}}_3{y}^6+{\mathrm{\&alpha;}}_4{y}^8+{\mathrm{\&alpha;}}_5{y}^{10}+{\mathrm{\&alpha;}}_6{y}^{12}+{\mathrm{\&alpha;}}_7{y}^{14}+{\mathrm{\&alpha;}}_8{y}^{16}.$

3.根据权利要求1所述的模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，其特征在于：所述的第一玻璃透镜(3)、第二玻璃(4)透镜、第三塑胶透镜(5)、第四塑胶透镜(6)、第五塑胶透镜(7)元件特性满足以下表达式：-3<f2/f1<0，1<f3/f4<6，vd₍₂₎<31，vd₍₁₎-vd₍₂₎>25，vd₍₃₎-vd₍₂₎>25，vd₍₄₎-vd₍₂₎>25，vd₍₅₎-vd₍₂₎>25，其中，f1、f2、f3、f4分别为第一玻璃透镜(3)、第二玻璃透镜(4)、第三塑胶透镜(5)、第四塑胶透镜(6)的焦距，vd₍₁₎、vd₍₂₎、vd₍₃₎、vd₍₄₎、vd₍₅₎分别为第一玻璃透镜(3)、第二玻璃透镜(4)、第三塑胶透镜(5)、第四塑胶透镜(6)、第五塑胶透镜(7)的色散系数。

4.根据权利要求1所述的模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，其特征在于：所述的承座(2)内位于第五塑胶透镜(7)后侧还设有滤光片(13)。

5.根据权利要求1所述的模造玻璃与塑胶非球面透镜混合结构的高像质镜头，其特征在于：所述的第一玻璃透镜(3)与第二玻璃透镜(4)均为高折射率玻璃材料制成。