CN203444161U - 一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，包括镜筒，镜筒前端设置有光阑，在镜筒的空腔中，光阑后从外到里依次设有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜；所述相邻的各个透镜之间相应设有隔圈；所述的第一透镜为正焦距透镜，其朝向物面的第一面为椭圆型非球面，朝向像面的第二面为双曲线非球面；第二透镜的两个表面呈弯月形状的负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面；第三透镜为正焦距透镜，其朝向物面的第一面为双曲线非球面，朝向像面的第二面为椭圆型非球面；第四透镜的两个表面为正焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面；第五透镜为负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面；第六透镜为负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面。

Description

一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头

【技术领域】

本实用新型涉及一种光学镜头，尤其涉及一种应用于高像素手机、超薄高像质照相机的微型摄像光学镜头，该镜头由六片非球面塑胶透镜组成全塑透镜结构。

【背景技术】

目前使用的手机数码镜头普遍存在这样的缺点：像素比较低、外形尺寸较大。市场上现在主流的照相手机主要是200万、500万像素的低配置镜头，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；而且照相手机用数码镜头的外形偏大，外径一般大于M8，光学系总长大于8mm，用到内置照相手机上显得体积较大，很难达到超薄效果。

本实用新型为了克服以上的缺点，进行了大量的改进。

【实用新型内容】

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种1300万-2500万像素、超薄、体积小，可用于数码相机和手机的高像素光学镜头。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了下列技术方案：

一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于包括镜筒1，镜筒前端设置有光阑2，在镜筒1的空腔中，光阑后从外到里依次设有第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6、第五透镜7、第六透镜8；所述相邻的各个透镜之间相应设有隔圈9；所述的第一透镜3为正焦距透镜，其朝向物面的第一面31为椭圆型非球面，朝向像面的第二面32为双曲线非球面；第二透镜4的两个表面呈弯月形状的负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面；第三透镜5为正焦距透镜，其朝向物面的第一面51为双曲线非球面，朝向像面的第二面52为椭圆型非球面；第四透镜6的两个表面为正焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面；第五透镜7为负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面；第六透镜8为负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面。

如上所述的一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于所述的第一透镜、第三透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的系统元件特性满足以下表达式：-2<f1/f2<2，-1<f3/f4<3，-2<f1/f6<2，vd P2≤31，vd P5≤31，vdP1-vd P2>25，vdP3-vd P2>25，vdP4-vd P2>25，vdP6-vd P2>25，vdP1-vd P5>25，vdP3-vd P5>25，vdP4-vd P5>25，vdP6-vd P5>25；其中，f1-f6依次为第一、二、三、四、五、六透镜的焦距；vdP1为第一透镜的色散系数，vd P2为第二透镜的色散系数，vd P3为第三透镜的色散系数，vd P4为第四透镜的色散系数，vd P5为第五透镜的色散系数，vd P6为第六透镜的色散系数。

如上所述的一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于所述的第一透镜3朝向物面的第一面31的曲率半径小于2.0mm。

如上所述的一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于：所述的第四透镜6朝向像面的第二面62的曲率半径小于1.5mm。

如上所述的一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于：所述的第一、第二、第三、第四、第五和第六透镜的非球面的表面形状满足以下方程：Z=cy²/｛1+√［1-（1+k）c²y²］｝+α₁y²+α₂y⁴+α₃y⁶+α₄y⁸+α₅y¹⁰+α₆y¹²+α₇y¹⁴+α₈y¹⁶；在公式中，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，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；α₁至α₈分别表示各径向坐标所对应的系数。

如上所述的一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于：所述第一透镜、第三透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为塑料透镜。

本实用新型与现有技术相比具有如下的优点：

1、镜头能够达到1300万像素以上，而现有微型数位镜头一般是200万、500万像素。

2、本实用新型的照度像面整体均匀、高亮度(光圈数达到F2.0)，而现有微型数位镜头多数中心亮，四周暗。

3、本实用新型可以实现最大至90度的广角摄像。

4、本实用新型的锐利度高、颜色分明，色彩还原性好。

5、本实用新型可以用于1300-3000万像素的CMOS感光片。

6、更关键的是由于本系统采用了全塑料结构,故成本相对与玻塑混合结构得到了极大的降低,可以使该产品更广泛地进入消费品市场。

【附图说明】

图1是本实用新型的剖面示意图。

图2是本实用新型的分解示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型进行详细描述：

如图1、2所示，一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，可以用于相对便宜的高像素CMOS感光片11，包括镜筒1，镜筒前端设置有机械光阑孔并形成光阑2。镜筒的空腔中、机械光阑孔后依次设有第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6、第五透镜7、第六透镜8。所述相邻的各个透镜之间相应设有隔圈9。所述的第一透镜3为正焦距透镜，其朝向物面的第一面31为椭圆型非球面，朝向像面的第二面32为双曲线非球面。第二透镜4的两个表面呈弯月形状的负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面。为减小光线在各透镜之间的折射变化角度，控制成像畸变，结构上需要尽量减小第一透镜和第二透镜之间的距离。同时第二透镜和第三透镜之间的距离则需尽量增大。

第三透镜5为正焦距透镜，其朝向物面的第一面51为双曲线非球面，朝向像面的第二面52为椭圆型非球面。第四透镜6的两个表面为正焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面。第五透镜7为负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面。第六透镜8为负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面，该第六透镜采用双曲线非球面，很好地改善场曲像差。

所述的第一透镜3、第三透镜4、第三透镜5、第四透镜6、第五透镜7、第六透镜8的系统元件特性满足以下表达式：-2<f1/f2<2，-1<f3/f4<3，-2<f1/f6<2，vd P2≤31，vd P5≤31，vdP1-vd P2>25，vdP3-vd P2>25，vdP4-vd P2>25，vdP6-vd P2>25，vdP1-vd P5>25，vdP3-vd P5>25，vdP4-vd P5>25，vdP6-vd P5>25。其中，f1-f6依次为第一、二、三、四、五、六透镜的焦距；vdP1为第一透镜的色散系数，vd P2为第二透镜的色散系数，vd P3为第三透镜的色散系数，vd P4为第四透镜的色散系数，vd P5为第五透镜的色散系数，vd P6为第六透镜的色散系数。

在光学结构中，关于镜片第一透镜和第二透镜的焦距满足公式-2<f1/f2<2时，可以解决本实用新型结构的焦距分配问题及公差分布均衡性问题，可以有效实现系统长度超薄和降低结构性公差敏感问题。

在光学结构中透镜间需满足：vdP1-vd P2>25，vdP3-vd P2>25，vdP4-vd P2>25，vdP6-vd P2>25，vdP1-vd P5>25，vdP3-vd P5>25，vdP4-vd P5>25，vdP6-vd P5>25。这种分配和搭配可以解决系统轴向色差过大、从而实现中心高分辨率的可能。

所述的第六透镜朝向像方的那一侧还设有滤光片10，光线是从滤光片10进入的，滤光片对CMOS感光芯片11有一定的保护作用，同时也过滤一部分光线减少杂光和光斑等，使图像色彩亮丽和锐利的同时具有良好的色彩还原性。

孔径光阑面位于光学系统第一透镜和第二透镜之间，它可以使得系统的镜片通光口径小同时降低系统对镜片偏心制造公差的敏感度，从而使得光学系统的体积小型化和易量产化。

所述第一透镜朝向物方的第一个面是扁圆形状的非球面，其曲率半径小于2.0mm，它可以使得整个镜头的长度最短至4.9mm以下。第四透镜朝向像方的第2个面是扁圆形状的双曲线非球面，其曲率半径小于1.5mm，它可以使得整个镜头的长度最短至4.9mm以下。

所述的第一、第二、第三、第四、第五和第六透镜的非球面的表面形状满足以下方程：Z=cy²/｛1+√［1-（1+k）c²y²］｝+α₁y²+α₂y⁴+α₃y⁶+α₄y⁸+α₅y¹⁰+α₆y¹²+α₇y¹⁴+α₈y¹⁶；在公式中，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，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；α₁至α₈分别表示各径向坐标所对应的系数。

表面数据汇总:

表面数据细节:

表面OBJ标准

表面1非球面

表面2非球面

表面STO标准：

表面4非球面

表面5非球面

表面6非球面

表面7非球面

表面8非球面

表面9非球面

表面10非球面

表面11非球面

表面12非球面

表面12非球面

表面14标准

表面15标准

表面IMA标准。

边缘厚度数据:

折射指数数据：:

系统温度:          摄氏20.0000

系统压力   :       大气压1.0000

绝对的空气指数:        1.000273   波长   0.546000μm

索引数据是在指定的系统温度和压力下进行。

测定波长是在指定的空气在系统温度和压力进行。

热膨胀系数数据:

Claims (6)

1.一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于包括镜筒（1），镜筒前端设置有光阑（2），在镜筒（1）的空腔中，光阑后从外到里依次设有第一透镜（3）、第二透镜（4）、第三透镜（5）、第四透镜（6）、第五透镜（7）、第六透镜（8）；所述相邻的各个透镜之间相应设有隔圈（9）；所述的第一透镜（3）为正焦距透镜，其朝向物面的第一面（31）为椭圆型非球面，朝向像面的第二面（32）为双曲线非球面；第二透镜（4）的两个表面呈弯月形状的负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面；第三透镜（5）为正焦距透镜，其朝向物面的第一面（51）为双曲线非球面，朝向像面的第二面（52）为椭圆型非球面；第四透镜（6）的两个表面为正焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面；第五透镜（7）为负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面；第六透镜（8）为负焦距透镜，其两个表面均为双曲线非球面。

2.根据权利要求1所述的一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于所述的第一透镜、第三透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的系统元件特性满足以下表达式：-2<f1/f2<2，-1<f3/f4<3，-2<f1/f6<2，vd P2≤31，vd P5≤31，vdP1-vd P2>25，vdP3-vd P2>25，vdP4-vd P2>25，vdP6-vd P2>25，vdP1-vd P5>25，vdP3-vd P5>25，vdP4-vd P5>25，vdP6-vd P5>25；其中，f1-f6依次为第一、二、三、四、五、六透镜的焦距；vdP1为第一透镜的色散系数，vd P2为第二透镜的色散系数，vd P3为第三透镜的色散系数，vd P4为第四透镜的色散系数，vd P5为第五透镜的色散系数，vd P6为第六透镜的色散系数。

3.根据权利要求1或2所述的一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于所述的第一透镜（3）朝向物面的第一面（31）的曲率半径小于2.0mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于：所述的第四透镜（6）朝向像面的第二面（62）的曲率半径小于1.5mm。

5.根据权利要求1或2所述的一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于：所述的第一、第二、第三、第四、第五和第六透镜的非球面的表面形状满足以下方程：Z=cy²/｛1+√［1-（1+k）c²y²］｝+α₁y²+α₂y⁴+α₃y⁶+α₄y⁸+α₅y¹⁰+α₆y¹²+α₇y¹⁴+α₈y¹⁶；在公式中，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，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；α₁至α₈分别表示各径向坐标所对应的系数。

6.根据权利要求1或2所述的一种全塑料非球面透镜结构的高像质广角光学镜头，其特征在于：所述第一透镜、第三透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为塑料透镜。

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