CN106802473A - 一种超高分辨率超薄光学透镜组和成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学成像的技术领域，提供了一种超高分辨率超薄光学透镜组。其包括沿物侧至像侧方向依次间隔设置六片透镜，将各透镜设置不同的屈光力、焦距和凹凸面。与现有技术对比，本发明提供的一种超高分辨率超薄光学透镜组，通过设置六片透镜，使之由物侧向像侧方向依次间隔设置，如此，本发明提供的高解析成像透镜组，通过差异化设置六片透镜的相关参数，从而实现光学透镜组的高品质成像，同时兼顾了该光学透镜组的结构简单小巧结构，外形轻薄，具有良好的市场前景。

Description

一种超高分辨率超薄光学透镜组和成像系统
技术领域
本发明涉及光学成像的技术领域，尤其是涉及一种超高分辨率超薄光学透镜组和成像系统。
背景技术
目前，随着电子产品逐渐轻型化和小型化的发展趋势，电子产品的功能越来越丰富，用户针对其中的许多功能要求也越来越高。而现在市场上，成像光学的透镜组是许多的电子产品组的一部分配件，以难以兼顾具有超薄的体积外形和高分辨率的特性。
由于传统搭载电子产品的光学成像系统多采用四片式和五片式透镜组成，这样的结构虽然简单，且易于加工，但是无法达到更高的成像品质要求。因此如何选取合适的材料，合理的透镜屈光率配置和形状，最后使该透镜组成为一个超薄和高分辨率的透镜组，便是目前一个需要解决的问题。
因此，设计开发一款一种超高分辨率超薄光学透镜组及其成像系统，实有必要。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种超高分辨率超薄光学透镜组和成像系统，解决现有技术中的不足，实现光学透镜组的外形轻薄且兼顾高分辨率的特性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种超高分辨率超薄光学透镜组，沿物侧至像侧方向依次间隔设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；
各所述透镜均具有相对设置的物侧光学面和像侧光学面；
所述第一透镜具有正屈光力，所述第一透镜的物侧光学面和像侧光学面均为非球面，所述第一透镜的物侧光学面为凸面，所述第一透镜的像侧光学面为凹面；
所述第二透镜具有正数屈光力，所述第二透镜的物侧光学面和像侧光学面均为非球面，所述第二透镜的物侧光学面为凸面；
所述第三透镜具有负屈光力，所述第三透镜的物侧光学面和像侧光学面中至少有一个为非球面，所述第三透镜的物侧光学面为凸面，所述第三透镜的像侧光学面为凹面；
所述第四透镜具有正屈光力，所述第四透镜的物侧光学面为凹面，所述第四透镜的像侧光学面为凸面；
所述第五透镜的物侧光学面和像侧光学面均为非球面；
所述第六透镜的物侧光学面和像侧光学面均为非球面，所述第六透镜的像侧光学面为凹面。
优选地，所述第四透镜的屈光力与所述第五透镜的屈光力同向。
优选地，各所述透镜均由塑胶材质制作而成。
优选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜的焦距分别为2.98mm、7.53 mm、-6.93 mm、5.22mm、-6.92 mm和-19.75 mm。
优选地，第一透镜、第四透镜和第六透镜的折射率均为1.545；第二透镜、第三透镜、第五透镜的折射率为1.651。
优选地，第一透镜、第四透镜和第六透镜的色散系数均为55.987；第二透镜、第三透镜和第五透镜的色散系数为21.514。
优选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜的在光轴上的厚度分别为0.662mm、0.253mm、0.292mm、0.430mm、0.358mm和0.579mm；其中，所述第一透镜和第二透镜之间的间距为0.100mm，所述第二透镜与所述第三透镜之间的间距为0.210mm，所述第三透镜与所述第四透镜之间的间距为0.632mm，所述第四透镜与所述第五透镜之间的间距为0.102mm，所述第五透镜与所述第六透镜之间的间距为0.163mm。
优选地，所述第一透镜的像侧光学面的反射率与所述第二透镜的物侧光学面的反射率相反；所述第四透镜的像侧光学面的反射率与所述第五透镜的物侧光学面的反射率同向。
优选地，第一透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为1.799和-15.000；第二透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为10.000和3.250；第三透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为12.500和3.303；第四透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为-5.500和1.929；第五透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为-187.299和4.660；第六透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为1.916和1.453。
本发明还提供了一种成像系统，所述一种成像系统包括上述任一项所述的一种超高分辨率超薄光学透镜组。
与现有技术对比，本发明提供的一种超高分辨率超薄光学透镜组，通过使六片透镜依次沿一设定方向相间隔设置，将各透镜设置不同的屈光力和凹凸面，如此，本发明提供的一种超高分辨率超薄光学透镜组，通过差异化设置六片透镜，从而实现光学透镜组的高品质成像，同时兼顾了该光学透镜组的结构小巧且厚度轻薄，具有良好的市场前景。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种超高分辨率超薄光学透镜组的结构原理示意图。
附图中各部件的标记如下 ：
1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、第六透镜；7、第一透镜的物侧光学面；8、第一透镜的像侧光学面。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为叙述方便，下文中所称的“左”“右”“上”“下”与附图本身的左、右、上、下方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。
以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。
如图1所示，为本发明提供的一种超高分辨率超薄光学透镜组的结构原理图。
本实施例提供的一种超高分辨率超薄光学透镜组，沿物侧至像侧方向依次间隔设置有第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5和第六透镜6；各所述透镜均具有相对设置的物侧光学面和像侧光学面；
所述第一透镜1具有正屈光力，所述第一透镜的物侧光学面7为凸面，所述第一透镜的像侧光学面8为凹面，所述第一透镜的物侧光学面7和所述第一透镜的像侧光学面8均为非球面；
所述第二透镜2具有正数屈光力，所述第二透镜2的物侧光学面为凸面，所述第二透镜2的像侧光学面为凸面，所述第二透镜2的物侧光学面和所述第二透镜2的像侧光学面均为非球面；
所述第三透镜3具有负屈光力，所述第三透镜3的物侧光学面为凸面，所述第三透镜3的像侧光学面为凹面，所述第三透镜3的物侧光学面和所述第三透镜3的像侧光学面至少有一个为非球面；
所述第四透镜4具有正屈光力，所述第四透镜4的物侧光学面为凹面，所述第四透镜4的像侧光学面为凸面，具体地，所述第四透镜4的物侧光学面和所述第四透镜4的像侧光学面均为非球面；
所述第五透镜5具有负屈光力，所述第五透镜5的物侧光学面为凸面，所述第五透镜5的像侧光学面为凹面，所述第五透镜5的物侧光学面和像侧光学面均具有至少一反曲点；
所述第六透镜6具有负屈光力，所述第六透镜6的物侧光学面为凸面，所述第六透镜6的像侧光学面为凹面，所述第六透镜6的物侧光学面和像侧光学面均具有至少一反曲点。
也就是说，各所述透镜的物侧光学面和像侧光学面，均为非球面；
本实施例中，所述第一透镜1至成像面的距离值（TTL）与所述第二透镜1的厚度值的比值处于14与17之间。
也就是如下表所示：
与现有技术对比，本发明提供的一种超高分辨率超薄光学透镜组中，将各透镜设置不同的屈光力和凹凸面，并将第六透镜6的物侧光学面和像侧光学面设置为具有至少一反曲点。如此，本发明提供的一种超高分辨率超薄光学透镜组，通过设置六片透镜，各透镜由物侧向像侧依次间隔设置，同时，将各透镜配置不同的屈光力、焦距、厚度和间距，以及将各个透镜的物侧光学面和像侧光学面设置成相应的凹面或凸面，从而实现光学透镜组的高品质成像，同时确保了该光学透镜的结构简单精巧且厚度较薄，具有良好的市场前景。
容易理解地，本实施例中，所述第四透镜4与所述第五透镜5的屈光力是同向设置的。
优选地，本实施例中，第五透镜5的像侧光学面中心凸边缘有至少1次反曲点。
优选地，各所述透镜均由塑胶材质制作而成。本发明提供的一种超高分辨率超薄光学透镜组中，将透镜选择塑胶制作而成，可以增加光学透镜组的屈折力配置的自由度。且透镜也易于加工成非球面外形，用于消减像差，从而可以减少透镜的使用数目，有效的降低了透镜组的总长度，并具有良好的成像品质。
优选地，本实施例中，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6的焦距分别为2.98mm、7.53 mm、-6.93 mm、5.22mm、-6.92 mm和-19.75 mm。
优选地，第一透镜1、第四透镜4和第六透镜6的折射率均为1.545；第二透镜2、第三透镜3、第五透镜5的折射率为1.651。
优选地，第一透镜1、第四透镜4和第六透镜6的色散系数均为55.987；第二透镜2、第三透镜3和第五透镜5的色散系数为21.514。如此，可保证光学成像的品质，同时可最大化的减少这个组件的空间体积，使之更加小巧，应用范围更为广泛。
为便于说明，本实施例中，将所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5和所述第六透镜6的在光轴上的厚度分别定义为CT1、CT2、CT3、CT4、CT5和CT6。将所述第一透镜1和第二透镜2之间的间距定义为AC12，所述第二透镜2与所述第三透镜3之间的间距定义为AC23，所述第三透镜3与所述第四透镜4之间的间距定义为AC34，所述第四透镜4与所述第五透镜5之间的间距定义为AC45，所述第五透镜5与所述第六透镜6之间的间距定义为AC56。
优选地，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6在光轴上的厚度CT1、CT2、CT3、CT4、CT5和CT6分别为0.662mm、0.253mm、0.292mm、0.430mm、0.358mm和0.579mm。
其中，所述第一透镜1和第二透镜2之间的间距AC12为0.100mm，所述第二透镜2与所述第三透镜3之间的间距AC23为0.210mm，所述第三透镜3与所述第四透镜4之间的间距AC34为0.632mm，所述第四透镜4与所述第五透镜5之间的间距AC45为0.102mm，所述第五透镜5与所述第六透镜6之间的间距AC56为0.163mm 。
具体地，所述AC12、所述AC34和所述AC45之和大于所述第二透镜2的厚度。也就是，AC12+AC34+AC45>CT3。
优选地，所述第一透镜的像侧光学面8的反射率与所述第二透镜2的物侧光学面的反射率相反；所述第四透镜4的像侧光学面的反射率与所述第五透镜5的物侧光学面的反射率同向。具体地，第一透镜的物侧光学面7和第一透镜的像侧光学面8的反射率分别为1.799和-15.000；第二透镜2的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为10.000和3.250；第三透镜3的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为12.500和3.303；第四透镜4的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为-5.500和1.929；第五透镜5的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为-187.299和4.660；第六透镜6的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为1.916和1.453。
也就是说，第一透镜的像侧光学面8的反射率与所述第二透镜2的物侧光学面的反射率是反向设置的；第四透镜4的物侧光学面的反射率与所述第五透镜5的像侧光学面的反射率是同向设置的。
本发明还提供了一种成像系统，所述成像系统包括一种超高分辨率超薄光学透镜组，其沿物侧至像侧方向依次间隔设置有第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6；
各所述透镜均具有相对设置的物侧光学面和像侧光学面；
所述第一透镜1具有正屈光力，所述第一透镜的物侧光学面7为凸面，所述第一透镜的像侧光学面8为凹面，所述第一透镜的物侧光学面7和所述第一透镜的像侧光学面8均为非球面；
所述第二透镜2具有正数屈光力，所述第二透镜2的物侧光学面为凸面，所述第二透镜2的像侧光学面为凸面，所述第二透镜2的物侧光学面和所述第二透镜2的像侧光学面均为非球面；
所述第三透镜3具有负屈光力，所述第三透镜3的物侧光学面为凸面，所述第三透镜3的像侧光学面为凹面，所述第三透镜3的物侧光学面和所述第三透镜3的像侧光学面至少有一个为非球面；
所述第四透镜4具有正屈光力，所述第四透镜4的物侧光学面为凹面，所述第四透镜4的像侧光学面为凸面，具体地，所述第四透镜4的物侧光学面和所述第四透镜4的像侧光学面均为非球面；
所述第五透镜5具有负屈光力，所述第五透镜5的物侧光学面为凸面，所述第五透镜5的像侧光学面为凹面，所述第五透镜5的物侧光学面和像侧光学面均具有至少一反曲点；
所述第六透镜6具有负屈光力，所述第六透镜6的物侧光学面为凸面，所述第六透镜6的像侧光学面为凹面，所述第六透镜6的物侧光学面和像侧光学面均具有至少一反曲点。
各所述透镜的物侧光学面和像侧光学面，均为非球面。所述第一透镜1至成像面的距离值（TTL）与所述第二透镜1的厚度值的比值处于14与17之间。
优选地，本实施例中，第五透镜5的像侧光学面中心凸边缘有至少1次反曲点。
优选地，各所述透镜均由塑胶材质制作而成。本发明提供的一种超高分辨率超薄光学透镜组中，将透镜选择塑胶制作而成，可以增加光学透镜组的屈折力配置的自由度。且透镜也易于加工成非球面外形，用于消减像差，从而可以减少透镜的使用数目，有效的降低了透镜组的总长度，并具有良好的成像品质。
优选地，本实施例中，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6的焦距分别为2.98mm、7.53 mm、-6.93 mm、5.22mm、-6.92 mm和-19.75 mm。
优选地，第一透镜1、第四透镜4和第六透镜6的折射率均为1.545；第二透镜2、第三透镜3、第五透镜5的折射率为1.651。
优选地，第一透镜1、第四透镜4和第六透镜6的色散系数均为55.987；第二透镜2、第三透镜3和第五透镜5的色散系数为21.514。如此，可保证光学成像的品质，同时可最大化的减少这个组件的空间体积，使之更加小巧，应用范围更为广泛。
为便于说明，本实施例中，将所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5和所述第六透镜6的在光轴上的厚度分别定义为CT1、CT2、CT3、CT4、CT5和CT6。将所述第一透镜1和第二透镜2之间的间距定义为AC12，所述第二透镜2与所述第三透镜3之间的间距定义为AC23，所述第三透镜3与所述第四透镜4之间的间距定义为AC34，所述第四透镜4与所述第五透镜5之间的间距定义为AC45，所述第五透镜5与所述第六透镜6之间的间距定义为AC56。
优选地，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6在光轴上的厚度CT1、CT2、CT3、CT4、CT5和CT6分别为0.662mm、0.253mm、0.292mm、0.430mm、0.358mm和0.579mm。
其中，所述第一透镜1和第二透镜2之间的间距AC12为0.100mm，所述第二透镜2与所述第三透镜3之间的间距AC23为0.210mm，所述第三透镜3与所述第四透镜4之间的间距AC34为0.632mm，所述第四透镜4与所述第五透镜5之间的间距AC45为0.102mm，所述第五透镜5与所述第六透镜6之间的间距AC56为0.163mm 。
具体地，所述AC12、所述AC34和所述AC45之和大于所述第二透镜2的厚度。也就是，AC12+AC34+AC45>CT3。
优选地，所述第一透镜1的像侧光学面的反射率与所述第二透镜2的物侧光学面的反射率相反；所述第四透镜4的像侧光学面的反射率与所述第五透镜5的物侧光学面的反射率同向。具体地，第一透镜1的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为1.799和-15.000；第二透镜2的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为10.000和3.250；第三透镜3的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为12.500和3.303；第四透镜4的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为-5.500和1.929；第五透镜5的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为-187.299和4.660；第六透镜6的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为1.916和1.453。
需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施方式，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种超高分辨率超薄光学透镜组，其特征在于，
沿物侧至像侧方向依次间隔设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；
各所述透镜均具有相对设置的物侧光学面和像侧光学面；
所述第一透镜具有正屈光力，所述第一透镜的物侧光学面和像侧光学面均为非球面，所述第一透镜的物侧光学面为凸面，所述第一透镜的像侧光学面为凹面；
所述第二透镜具有正数屈光力，所述第二透镜的物侧光学面和像侧光学面均为非球面，所述第二透镜的物侧光学面为凸面；
所述第三透镜具有负屈光力，所述第三透镜的物侧光学面和像侧光学面中至少有一个为非球面，所述第三透镜的物侧光学面为凸面，所述第三透镜的像侧光学面为凹面；
所述第四透镜具有正屈光力，所述第四透镜的物侧光学面为凹面，所述第四透镜的像侧光学面为凸面；
所述第五透镜的物侧光学面和像侧光学面均为非球面；
所述第六透镜的物侧光学面和像侧光学面均为非球面，所述第六透镜的像侧光学面为凹面。
2.如权利要求1所述的一种超高分辨率超薄光学透镜组，其特征在于，所述第四透镜的屈光力与所述第五透镜的屈光力同向。
3.如权利要求1所述的一种超高分辨率超薄光学透镜组，其特征在于，各所述透镜均由塑胶材质制作而成。
4.如权利要求1所述的一种超高分辨率超薄光学透镜组，其特征在于，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜的焦距分别为2.98mm、7.53 mm、-6.93 mm、5.22mm、-6.92 mm和-19.75 mm。
5.如权利要求1所述的一种超高分辨率超薄光学透镜组，其特征在于，第一透镜、第四透镜和第六透镜的折射率均为1.545；第二透镜、第三透镜、第五透镜的折射率为1.651。
6.如权利要求1所述的一种超高分辨率超薄光学透镜组，其特征在于，第一透镜、第四透镜和第六透镜的色散系数均为55.987；第二透镜、第三透镜和第五透镜的色散系数为21.514。
7.如权利要求1所述的一种超高分辨率超薄光学透镜组，其特征在于，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜的在光轴上的厚度分别为0.662mm、0.253mm、0.292mm、0.430mm、0.358mm和0.579mm；其中，所述第一透镜和第二透镜之间的间距为0.100mm，所述第二透镜与所述第三透镜之间的间距为0.210mm，所述第三透镜与所述第四透镜之间的间距为0.632mm，所述第四透镜与所述第五透镜之间的间距为0.102mm，所述第五透镜与所述第六透镜之间的间距为0.163mm。
8.如权利要求1所述的一种超高分辨率超薄光学透镜组，其特征在于，所述第一透镜的像侧光学面的反射率与所述第二透镜的物侧光学面的反射率相反；所述第四透镜的像侧光学面的反射率与所述第五透镜的物侧光学面的反射率同向。
9.如权利要求8所述的一种超高分辨率超薄光学透镜组，其特征在于，第一透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为1.799和-15.000；第二透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为10.000和3.250；第三透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为12.500和3.303；第四透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为-5.500和1.929；第五透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为-187.299和4.660；第六透镜的物侧光学面和像侧光学面的反射率分别为1.916和1.453。
10.一种成像系统，其特征在于，所述一种成像系统包括上述任一项所述的一种超高分辨率超薄光学透镜组。
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