CN201298101Y - 超薄型低敏感度镜头 - Google Patents

Abstract

一种超薄型低敏感度镜头，从物方到像方依次由正屈光度的第一透镜、负屈光度的第二透镜、正屈光度的第三透镜、负屈光度的第四透镜和滤光片等构成，该四组透镜符合公式－0.95≤F4/F≤－0.7、F1/F≤0.7和－1.1≤G1R1/G1R2≤－0.53，本实用新型充分考虑了镜头在加工制造过程中带来的公差影响，利用合理的光焦度分配达到了镜头厚度方面的超薄型，使镜头的整体长度与最大像面圆的直径比值达到0.86，视场角可达到66度，并具有优异的光学性能，在用于1/4”的感光芯片时，最高可达到350本(线对/毫米)的分辨率，改进后的镜头在性能和厚度方面都能取得较好的平衡，且由于降低了镜头公差的敏感度，更有利于加工制造，特别适用于可拍照手机或微型数码相机等领域。

Description

超薄型低敏感度镜头

技术领域

本实用新型涉及一种镜头的成像光学系统，具体的说是涉及一种由四组透镜组成的超薄型低敏感度镜头。

背景技术

随着CMOS芯片技术的发展，手机或数码相机的光学镜头尺寸变得越来越小，对相配套的光学系统的成像质量要求也越来越高，同时对镜头厚度方面的要求也越来越严格，由于像素的升级，对加工制造提出了更高精度的要求，如透镜的偏心量及中心厚度的技术要求都已经达到了微米级，而随着加工工艺的提高也必然促进镜头往超小型化、超薄型化方向发展。一般的超薄型镜头通常都由依次排列的三组透镜或四组透镜构成，尤其是四组透镜的超薄型镜头，由于透镜数量较多，在既要符合超薄型的结构需要，又要保证较高的光学系统成像质量的前提下，相应的加工精度难以达到。公开的中国专利号为200720128547.5的“光学镜头”即是由四组透镜构成的光学成像系统，该镜头内的四组透镜从物方到像方依次由具有正屈光度的第一透镜、具有负屈光度的第二透镜、具有正屈光度的第三透镜和具有负屈光度的第四透镜组成，虽然相比原有的四组透镜镜头结构取得了较大的进步，但是其在性能和厚度方面还是无法取得更好的平衡，由于镜头公差的敏感度还无法进一步的得到降低，故加工制造还存在一定的难度。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种超薄型、低敏感度、加工制造容易的超薄型低敏感度镜头。

本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现：

一种超薄型低敏感度镜头，该镜头从物方到像方依次包含具有正屈光度的第一透镜，具有负屈光度的第二透镜，具有正屈光度的第三透镜、具有负屈光度的第四透镜和滤光片；所述的第一透镜为双凸面透镜；所述的第二透镜为双凹面透镜或弯月型凸凹面透镜，具有凸凹面的第二透镜的凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述的第三透镜为弯月型凸凹面透镜，该凸凹面透镜的凸面朝向像方，凹面朝向物方；所述的第四透镜为双凹面透镜或弯月型凸凹面透镜，具有凸凹面的第四透镜的凸面朝向物方，凹面朝向像方，其特征在于所述的四组透镜必须满足下列公式：

①—0.95≤F4/F≤—0.7

式中，F表示整个系统的焦距；

      F4表示第四透镜的焦距；

②F1/F≤0.7

式中，F表示整个系统的焦距；

      F1表示第一透镜的焦距；

③—1.1≤G1R1/G1R2≤—0.53

式中，G1R1表示第一透镜的朝向物方一面的曲率半径；

      G1R2表示第一透镜的朝向像方一面的曲率半径；

所述的第一透镜和第二透镜为玻璃球面透镜或玻璃非球面透镜。

所述的第三透镜和第四透镜为塑料非球面透镜；所述的第四透镜的非球面呈波浪型。

所述的非球面必须满足下式：

$Z\left(h\right)=\frac{{\mathrm{ch}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{h}^2}}+{\mathrm{Ah}}^4+{\mathrm{Bh}}^6+{\mathrm{Ch}}^8+{\mathrm{Dh}}^{10}+{\mathrm{Eh}}^{12}+{\mathrm{Fh}}^{14}+{\mathrm{Gh}}^{16}$

式中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高，

c＝1/r，r表示曲率半径，k为圆锥系数conic，A，B，C，D，E，F，G为高次非球面系数。

与现有技术相比，本实用新型充分考虑了镜头在加工制造过程中带来的公差影响，利用合理的光焦度分配达到了镜头厚度方面的超薄型，使镜头的整体长度与最大像面圆的直径比值达到0.86，视场角可达到66度，并具有优异的光学性能，在用于1/4”的感光芯片时，最高可达到350本(线对/毫米)的分辨率，改进后的镜头在性能和厚度方面都可以取得较好的平衡，且由于降低了镜头公差的敏感度，更有利于加工制造，特别适用于可拍照手机或微型数码相机等领域。

附图说明

图1为本发明的主要结构示意图。

图2本发明的轴上色差图。

图3本发明的像散图。

图4本发明的畸变图。

图5本发明的倍率色差图。

具体实施方式

下面将按上述附图对本实用新型实施例再作详细说明。如图1～图5所示，1—第一透镜、2—第二透镜、3—第三透镜、4—第四透镜、5—滤光片。

一种超薄型低敏感度镜头，由四组透镜构成，物方位于四组透镜的左侧，像方位于四组透镜的右侧，从物方到像方依次由具有正屈光度的第一透镜1，具有负屈光度的第二透镜2，具有正屈光度的第三透镜3、具有负屈光度的第四透镜4和滤光片5组成，当物方的光线经过四组透镜和滤光片5后即在像方形成影像。所述的第一透镜1为双凸面透镜；所述的第二透镜2为双凹面透镜或呈弯月型的凸凹面透镜，具有凸凹面的第二透镜的凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述的第三透镜3为呈弯月型的凸凹面透镜，该凸凹面透镜的凸面朝向像方，凹面朝向物方；所述的第四透镜4为双凹面透镜或呈弯月型的凸凹面透镜，具有凸凹面的第四透镜的凸面朝向物方，凹面朝向方。第一透镜和第二透镜为玻璃球面透镜或玻璃非球面透镜，第三透镜和第四透镜为塑料非球面透镜。其中第四透镜的两个非球面呈波浪型。其中非球面满足下式：

$Z\left(h\right)=\frac{{\mathrm{ch}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{h}^2}}+{\mathrm{Ah}}^4+{\mathrm{Bh}}^6+{\mathrm{Ch}}^8+{\mathrm{Dh}}^{10}+{\mathrm{Eh}}^{12}+{\mathrm{Fh}}^{14}+{\mathrm{Gh}}^{16}$

式中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高，

c＝1/r，r表示曲率半径，k为圆锥系数conic，A，B，C，D，E，F，G为高次非球面系数。

该镜头的四组透镜必须符合以下公式：

—0.95≤F4/F≤—0.7，式中，F表示整个系统的焦距；F4表示第四透镜的焦距；符合该公式使得镜头可以做到更薄，并且降低了第四透镜的敏感度。

F1/F≤0.7，式中，F表示整个系统的焦距；F1表示第一透镜的焦距。

—1.1≤G1R1/G1R2≤—0.53，式中，G1R1表示第一透镜的朝向物方一面的曲率半径；G1R2表示第一透镜的朝向像方一面的曲率半径。符合以上两个公式能降低第一透镜的敏感度。

由于这种类型的四组透镜结构通常第一透镜与镜筒配合偏心敏感度和透镜的两个面的偏心敏感度都比较高。故同时满足公式F1/F≤0.7和公式1.1≤G1R1/G1R2≤—0.53之后，可有效减小第一透镜的敏感度。由于受到上述三个公式条件的限制，使该镜头的光学系统可以取得在厚度与公差的敏感度及性能之间的平衡，有效降低镜头公差的敏感度，更有利于镜头的加工制造。

下表列出的是一个实施例的所有透镜的相关参数，包含透镜面的曲率半径和直径，还有各透镜的中心厚度、空间间隔、从物方到像方依次顺序的光学材料的折射率和阿贝数。

系统参数：1/4英寸感光器，FNO2.85，

 

面序号	表面类型	曲率半径	厚度	材料	有效径	圆锥系数
							物面	球面	无穷	无穷		0	0
S1(光阑)	球面	无穷	-0.0700072		1.245592	0
							S2	非球面	1.7493	0.5616501	1.583/59.5	1.68	-0.9161323
S3	非球面	-2.881952	0.07		1.68	-59.08021
							S4	非球面	-19.84316	0.27	1.607/26.6	1.8	70.00093
S5	非球面	1.825464	0.7796903		1.78	0.9048632
							S6	非球面	-1.839306	0.4826656	1.543/56.0	2.12	-18.45433
S7	非球面	-0.8761013	0.228269		2.5	-4.558632
							S8	非球面	7.714792	0.45	1.543/56.0	3.8	5.000139
S9	非球面	1.153284	0.3		4	-9.657706
							S10	球面	无穷	0.3	1.517/64.2	4.120946	0
S11	球面	无穷	0.7080301		4.237452	0
							S12	球面	无穷			4.687845	0

以下为非球面高次项系数

 

面序号	A	B	C	D	E	F	G
								S2	-0.018439057	-0.056424578	-0.00306728	0.075597363	-0.87749683	1.5205911	-0.91834654
S3	0.042069985	-0.38639536	-0.044741544	2.1564458	-2.6124771	-2.7722585	44893571
								S4	0.49288943	-1.5369631	2.5198365	-0.78967594	-1.3180706	-0.36057467	1.3285434
S5	0.14204426	-0.42041661	0.41772506	0.37465699	-0.46545134	0.18772012	-0.40211675
								S6	-0.21427234	0.16391759	-0.088916474	-0.07081975	0.065838338	-0.025025167	0.000290081
S7	-0.22260777	0.19368585	-0.10592065	0.052500902	-0.004234433	-0.001818198	-0.001725599
								S8	-0.14740856	0.063499075	-0.009344483	0.000191218	-3.30E-05	-3.29E-06	2.30E-06
S9	-0.10313182	0.036136741	-0.012834006	0.002572693	-0.000271984	4.96E-05	-9.07E-06

。

Claims (5)

1、一种超薄型低敏感度镜头，该镜头从物方到像方依次包含具有正屈光度的第一透镜(1)，具有负屈光度的第二透镜(2)，具有正屈光度的第三透镜(3)、具有负屈光度的第四透镜(4)和滤光片(5)；所述的第一透镜(1)为双凸面透镜；所述的第二透镜(2)为双凹面透镜或弯月型凸凹面透镜，具有凸凹面的第二透镜的凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述的第三透镜(3)为弯月型凸凹面透镜，该凸凹面透镜的凸面朝向像方，凹面朝向物方；所述的第四透镜(4)为双凹面透镜或弯月型凸凹面透镜，具有凸凹面的第四透镜的凸面朝向物方，凹面朝向像方，其特征在于所述的四组透镜必须满足下列公式：

①—0.95≤F4/F≤—0.7

式中，F表示整个系统的焦距；

      F4表示第四透镜的焦距；

②F1/F≤0.7

式中，F表示整个系统的焦距；

      F1表示第一透镜的焦距；

③—1.1≤G1R1/G1R2≤—0.53

式中，G1R1表示第一透镜的朝向物方一面的曲率半径；

      G1R2表示第一透镜的朝向像方一面的曲率半径。

2、根据权利要求1所述的超薄型低敏感度镜头，其特征在于所述的第一透镜(1)和第二透镜(2)为玻璃球面透镜或玻璃非球面透镜。

3、根据权利要求1所述的超薄型低敏感度镜头，其特征在于所述的第三透镜(3)和第四透镜(4)为塑料非球面透镜。

4、根据权利要求3所述的超薄型低敏感度镜头，其特征在于所述的第四透镜(4)的非球面呈波浪型。

5、根据权利要求2～4任一项所述的超薄型低敏感度镜头，其特征在于所述的非球面必须满足下式：

$Z\left(h\right)=\frac{{\mathrm{ch}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{h}^2}}+{\mathrm{Ah}}^4+{\mathrm{Bh}}^6+{\mathrm{Ch}}^8+{\mathrm{Dh}}^{10}+{\mathrm{Eh}}^{12}+{\mathrm{Fh}}^{14}+{\mathrm{Gh}}^{16}$

式中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高，

c＝1/r，r表示曲率半径，k为圆锥系数conic，A，B，C，D，E，F，G为高次非球面系数。

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