CN110579858A - 手机镜头及其制备方法 - Google Patents

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CN110579858A CN201910733889.7A CN201910733889A CN110579858A CN 110579858 A CN110579858 A CN 110579858A CN 201910733889 A CN201910733889 A CN 201910733889A CN 110579858 A CN110579858 A CN 110579858A
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白杨
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Abstract

公开了手机镜头及其制备方法，手机镜头包括在光束射入镜头的第一方向上依次间隔布置的光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和曲面传感器，光阑配置成限制射入镜头的光束，所述光阑设在手机上，第一透镜为双凸透镜，第二透镜和第四透镜为双凹透镜，第三透镜、第五透镜和第六透镜为凹凸透镜，所属曲面传感器的曲面朝向与第一方向相反的第二方向且曲面的尺寸至少大于来自光阑的光束经由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜所透射的范围。

Description

手机镜头及其制备方法
技术领域
本发明涉及手机镜头技术领域，特别是一种手机镜头及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展，手机成为了人们生活交流的必须品，而且手机摄像也成为了一种时尚。然而，为了提高手机镜头的成像质量，达到更好地拍照效果，生产厂商往往会提升镜头的等级，采用更高像素的手机镜头。这样使得手机的成本大大增加。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的提出了一种手机镜头，手机镜头包括在光束射入镜头的第一方向上依次间隔布置的光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和曲面传感器，其中，
光阑配置成限制射入镜头的光束，所述光阑设在手机上，第一透镜为双凸透镜，第二透镜和第四透镜为双凹透镜，第三透镜、第五透镜和第六透镜为凹凸透镜，所属曲面传感器的曲面朝向与第一方向相反的第二方向且曲面的尺寸至少大于来自光阑的光束经由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜所透射的范围。
所述的手机镜头中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜的面型均为偶次非球面，表面形状满足以下方程式：
式中，Z为二次曲线的偶次非球面；c为非球面顶点处的曲率；K为二次圆锥系数；r为非球面上任一点到光轴的距离；α1到α5为偶次非球面系数。
所述的手机镜头中，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光轴重合，光阑和曲面传感器的中心轴线重合所述光轴。
所述的手机镜头中，所述的第一透镜、第三透镜、第五透镜由第一种玻璃材料制成，所述第二透镜和第四透镜由第二种玻璃材料制成，第六透镜由第三种玻璃材料制成。
所述的手机镜头中，第一种玻璃材料制成的所述的第一透镜、第三透镜、第五透镜的折射率为 1.544102，阿贝数为56.114300，第二种玻璃材料制成的所述第二透镜和第四透镜的折射率为1.607265，阿贝数为26.646700，第三种玻璃材料制成的所述第六透镜的折射率为1.531160，阿贝数为56.043800。
所述的手机镜头中，第一透镜与第二透镜之间的第一空气间隔大于第二透镜与第三透镜之间的第二空气间隔，第三透镜与第四透镜之间的第三空气间隔大于第四透镜与第五透镜之间的第四空气间隔，第五透镜与第六透镜之间的的第五空气间隔大于第一空气间隔。
所述的手机镜头中，手机镜头总长度为4.74mm，第一空气间隔为0.26mm，第二空气间隔为0.179mm，第三空气间隔为0.248mm，第四空气间隔为0.235mm，第五透空气间隔为0.321mm。
所述的手机镜头中，所述第一透镜中心厚度0.559466mm，边缘厚度为0.413363mm，第二透镜中心厚度0.27879mm，边缘厚度为0.472961mm，第三透镜中心厚度0.621031mm，边缘厚度为0.394203mm，第四透镜中心厚度0.292446mm，边缘厚度为0.33667mm，第五透镜中心厚度0.316741mm，边缘厚度为 0.406541mm，第六透镜中心厚度0.671765mm，边缘厚度为0.400294mm。。
所述的手机镜头中，手机镜头在1/2奈奎斯特频率处中心视场和0.707°视场的光学调制传递函数MTF 值大于0.5，畸变值小于2％以及相对照度大于50％。
根据本发明的另一方面。一种所述手机镜头的制备方法包括以下步骤，
制备第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其中。第一透镜为双凸透镜，第二透镜和第四透镜为双凹透镜，第三透镜、第五透镜和第六透镜为凹凸透镜，
在光束射入镜头的第一方向上依次间隔布置的光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和曲面传感器，
其中，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光轴重合，光阑和曲面传感器的中心轴线重合所述光轴，第一透镜与第二透镜之间的第一空气间隔大于第二透镜与第三透镜之间的第二空气间隔，第三透镜与第四透镜之间的第三空气间隔大于第四透镜与第五透镜之间的第四空气间隔，第五透镜与第六透镜之间的的第五空气间隔大于第一空气间隔，所述曲面传感器的曲面朝向与第一方向相反的第二方向且曲面的尺寸至少大于来自光阑的光束经由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜所透射的范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的曲面传感器是通过将感光区域进行弯曲，从而能更好地接收来自边缘的光线。镜头设计和传感器的曲率如果相匹配，就能很好地改善边缘像质，边缘成像质量问题就可以解决。曲面传感器还可以通过边缘光线正射到传感器的边缘位置，使得边缘处的感光度可以大大提升。同样尺寸的曲面传感器的感光面积要比平面传感器更大，可以容纳更多的像素点。此外，曲面传感器拍摄出来的照片噪点更少，画质相对普通传感器而言更为稳定。最后可以减少用于修正边缘光线的镜片数目，这极大地简化了光学设计和加工。不仅能够简化手机镜头的光学设计，使镜头结构更加紧凑，体积更加小巧，而且能够大大地降低成本。本发明能够很好地改善边缘成像质量，增强画质的稳定性，设计合理，结构简单，成本低，通过对镜片结构的优化，使得本设计具有较好的成像质量。其中在1/2奈奎斯特频率处中心视场和0.707°视场的MTF值大于0.5，接近衍射极限，其他视场在1/2奈奎斯特频率处的MTF值均大于0.3；整个系统的畸变值小于2％；相对照度大于50％。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1是根据本发明一个实施例的手机镜头的结构示意图；
图2a至图2b为本发明一个实施例发明的场曲和畸变图；
图3为本发明一个实施例发明的0°视场和0.707°视场的MTF(光学调制传递函数)；
图4为本发明一个实施例中一种基于曲面传感器的高像素超薄手机镜头照度曲线图；
图5是根据本发明一个实施例的制备方法的步骤示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图1至附图5更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
为了更好地理解，如图1所示，手机镜头包括在光束射入镜头的第一方向上依次间隔布置的光阑7、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、第六透镜6和曲面传感器8，其中，
光阑7配置成限制射入镜头的光束，所述光阑7设在手机上，第一透镜1为双凸透镜，第二透镜2 和第四透镜4为双凹透镜，第三透镜3、第五透镜5和第六透镜6为凹凸透镜，所属曲面传感器8的曲面朝向与第一方向相反的第二方向且曲面的尺寸至少大于来自光阑7的光束经由第一透镜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所透射的范围。
在一个实施例中，高像素超薄手机镜头的曲面传感器8能够更好地接收边缘光线，改善边缘像质，从而将边缘处的感光度增强。从物面到像面包括曲面传感器8和光圈，依次为光圈，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、第六透镜6和曲面传感器8。其中，第一透镜1为双凸透镜，第二透镜2和第四透镜4为双凹透镜，第三透镜3，第五透镜5和第六透镜6为凹凸透镜。所述的第一透镜1、第三透镜3、第五透镜5使用同一种玻璃，其折射为1.544102，阿贝数为56.114300，所述第二透镜2和第四透镜4使用同一种玻璃，其折射为1.607265，阿贝数为26.646700，所述第六透镜6的折射率为1.531160，阿贝数为56.043800。本发明通过对镜片结构的优化，得到了良好的成像质量，在1/2奈奎斯特频率处各视场的MTF接近衍射极限，最大畸变小于2％，结构简单、合理，成本低，且成像质量良好。
所述的手机镜头的优选实施例中，所述第一透镜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的面型均为偶次非球面，表面形状满足以下方程式：
式中，Z为二次曲线的偶次非球面；c为非球面顶点处的曲率；K为二次圆锥系数；r为非球面上任一点到光轴的距离；α1到α5为偶次非球面系数。
所述的手机镜头的优选实施例中，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的光轴重合，光阑7和曲面传感器8的中心轴线重合所述光轴。
所述的手机镜头的优选实施例中，所述的第一透镜1、第三透镜3、第五透镜5由第一种玻璃材料制成，所述第二透镜2和第四透镜4由第二种玻璃材料制成，第六透镜6由第三种玻璃材料制成。
所述的手机镜头的优选实施例中，第一种玻璃材料制成的所述的第一透镜1、第三透镜3、第五透镜5的折射率为1.544102，阿贝数为56.114300，第二种玻璃材料制成的所述第二透镜2和第四透镜4 的折射率为1.607265，阿贝数为26.646700，第三种玻璃材料制成的所述第六透镜6的折射率为 1.531160，阿贝数为56.043800。
所述的手机镜头的优选实施例中，第一透镜1与第二透镜2之间的第一空气间隔大于第二透镜2与第三透镜3之间的第二空气间隔，第三透镜3与第四透镜4之间的第三空气间隔大于第四透镜4与第五透镜5之间的第四空气间隔，第五透镜5与第六透镜6之间的的第五空气间隔大于第一空气间隔。
所述的手机镜头的优选实施例中，手机镜头总长度为4.74mm，第一空气间隔为0.26mm，第二空气间隔为0.179mm，第三空气间隔为0.248mm，第四空气间隔为0.235mm，第五空气间隔为0.321mm。
所述的手机镜头的优选实施例中，所述第一透镜1中心厚度0.559466mm，边缘厚度为0.413363mm，第二透镜2中心厚度0.27879mm，边缘厚度为0.472961mm，第三透镜3中心厚度0.621031mm，边缘厚度为0.394203mm，第四透镜4中心厚度0.292446mm，边缘厚度为0.33667mm，第五透镜5中心厚度0.316741mm，边缘厚度为0.406541mm，第六透镜6中心厚度0.671765mm，边缘厚度为0.400294mm。
所述的手机镜头的优选实施例中，手机镜头在1/2奈奎斯特频率处中心视场和0.707°视场的MTF值大于0.5，畸变值小于2％以及相对照度大于50％。
所述的手机镜头的优选实施例中，所述第一透镜1为双凸透镜，采用APL5514，折射率为1.544102，阿贝数为56.114300，中心厚度0.559466mm，边缘厚度为0.413363mm。
所述第二透镜2为双凹透镜，采用0KP4，折射率为1.607265，阿贝数为26.646700，中心厚度 0.27879mm，边缘厚度为0.472961mm。
所述第三透镜3为凹凸透镜，采用APL5514，折射率为1.544102，阿贝数为56.114300，中心厚度 0.621031mm，边缘厚度为0.394203mm。
所述第四透镜4为双凹透镜，采用0KP4，折射率为1.607265，阿贝数为26.646700，中心厚度 0.292446mm，边缘厚度为0.33667mm。
所述第五透镜5为凹凸透镜，采用APL5514，折射率为1.544102，阿贝数为56.114300，中心厚度 0.316741mm，边缘厚度为0.406541mm。
所述第六镜为凹凸透镜，采用E48R，折射率为1.531160，阿贝数为56.043800，中心厚度0.671765mm，边缘厚度为0.400294mm。
如图2a至图2b所示的系统的场曲和畸变图，图2a代表系统的场曲图，图2b代表系统的畸变图。不同颜色代表不同的波长，S代表弧矢场曲，T代表子午场曲。从图中曲线来看，系统的场曲在0.1mm 以内；右图是系统畸变曲线，畸变不影响系统成像的清晰度，但是会影响系统变形，本实施例畸变小于 2％，基本优化到了一个非常好的程度。
如图3所示，是本实施例中手机镜头的MTF(光学调制传递函数)曲线图，可以综合反映系统的成像质量。从图中曲线可以看出，在中心视场和0.707°视场的MTF已经接近衍射极限，均大于0.5。
如图4所示，是系统的相对照度曲线图，从图中可以看出，手机镜头的相对照度大于50％，完全满足成像的要求。
如图5所示，一种所述手机镜头的制备方法包括以下步骤，
制备第一透镜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，其中。第一透镜1为双凸透镜，第二透镜2和第四透镜4为双凹透镜，第三透镜3、第五透镜5和第六透镜6为凹凸透镜，
在光束射入镜头的第一方向上依次间隔布置的光阑7、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、第六透镜6和曲面传感器8，
其中，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的光轴重合，光阑7和曲面传感器8的中心轴线重合所述光轴，第一透镜1与第二透镜2之间的第一空气间隔大于第二透镜2与第三透镜3之间的第二空气间隔，第三透镜3与第四透镜4之间的第三空气间隔大于第四透镜4与第五透镜5之间的第四空气间隔，第五透镜5与第六透镜6之间的的第五空气间隔大于第一空气间隔，所述曲面传感器8的曲面朝向与第一方向相反的第二方向且曲面的尺寸至少大于来自光阑7的光束经由第一透镜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所透射的范围。
工业实用性
本发明所述的手机镜头及其制备方法可以在手机镜头领域制造并使用。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种手机镜头，其特征在于，手机镜头包括在光束射入镜头的第一方向上依次间隔布置的光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和曲面传感器，其中，
光阑配置成限制射入镜头的光束，所述光阑设在手机上，第一透镜为双凸透镜，第二透镜和第四透镜为双凹透镜，第三透镜、第五透镜和第六透镜为凹凸透镜，所属曲面传感器的曲面朝向与第一方向相反的第二方向且曲面的尺寸至少大于来自光阑的光束经由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜所透射的范围。
2.如权利要求1所述的手机镜头，其中，优选的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜的面型均为偶次非球面，表面形状满足以下方程式：
式中，Z为二次曲线的偶次非球面；c为非球面顶点处的曲率；K为二次圆锥系数；r为非球面上任一点到光轴的距离；α1到α5为发偶次非球面系数。
3.如权利要求1所述的手机镜头，其中，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光轴重合，光阑和曲面传感器的中心轴线重合所述光轴。
4.如权利要求1所述的手机镜头，其中，所述的第一透镜、第三透镜、第五透镜由第一种玻璃材料制成，所述第二透镜和第四透镜由第二种玻璃材料制成，第六透镜由第三种玻璃材料制成。
5.如权利要求4所述的手机镜头，其中，第一种玻璃材料制成的所述的第一透镜、第三透镜、第五透镜的折射率为1.544102，阿贝数为56.114300，第二种玻璃材料制成的所述第二透镜和第四透镜的折射率为1.607265，阿贝数为26.646700，第三种玻璃材料制成的所述第六透镜的折射率为1.531160，阿贝数为56.043800。
6.如权利要求1所述的手机镜头，其中，第一透镜与第二透镜之间的第一空气间隔大于第二透镜与第三透镜之间的第二空气间隔，第三透镜与第四透镜之间的第三空气间隔大于第四透镜与第五透镜之间的第四空气间隔，第五透镜与第六透镜之间的的第五空气间隔大于第一空气间隔。
7.如权利要求1所述的手机镜头，其中，手机镜头总长度为4.74mm，第一空气间隔为0.26mm，第二空气间隔为0.179mm，第三空气间隔为0.248mm，第四空气间隔为0.235mm，第五透空气间隔为0.321mm。
8.如权利要求1所述的手机镜头，其中，所述第一透镜中心厚度0.559466mm，边缘厚度为0.413363mm，第二透镜中心厚度0.27879mm，边缘厚度为0.472961mm，第三透镜中心厚度0.621031mm，边缘厚度为0.394203mm，第四透镜中心厚度0.292446mm，边缘厚度为0.33667mm，第五透镜中心厚度0.316741mm，边缘厚度为0.406541mm，第六透镜中心厚度0.671765mm，边缘厚度为0.400294mm。
9.如权利要求1所述的手机镜头，其中，手机镜头在1/2奈奎斯特频率处中心视场和0.707°视场的MTF值大于0.5，畸变值小于2％以及相对照度大于50％。
10.一种权利要求1-9中任一项所述手机镜头的制备方法，其包括以下步骤，
制备第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其中，第一透镜为双凸透镜，第二透镜和第四透镜为双凹透镜，第三透镜、第五透镜和第六透镜为凹凸透镜，
在光束射入镜头的第一方向上依次间隔布置的光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和曲面传感器，其中，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光轴重合，光阑和曲面传感器的中心轴线重合所述光轴，第一透镜与第二透镜之间的第一空气间隔大于第二透镜与第三透镜之间的第二空气间隔，第三透镜与第四透镜之间的第三空气间隔大于第四透镜与第五透镜之间的第四空气间隔，第五透镜与第六透镜之间的第五空气间隔大于第一空气间隔，所述曲面传感器的曲面朝向与第一方向相反的第二方向且曲面的尺寸至少大于来自光阑的光束经由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜所透射的范围。
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