CN204129317U - 广角光学镜头组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学镜头技术领域，具体涉及一种广角光学镜头组件，包括自物体侧至成像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、滤光片以及设于物侧与第二透镜之间的光阑，所述第一透镜的成像侧面序二曲率半径R2与镜头总焦距f之比|R2/f|=2~3，所述第二透镜的焦距f2与镜头总焦距f之比f2/f=1~2，所述镜头总长TTL与镜头总焦距f之比TTL/f<2.2，光学镜头的总长TTL<2.8mm；第二透镜（2）的色散系数V2>50；第三透镜（3）的折射率n3>1.5；光学镜头的视场角为80°~90°。该光学镜头组件具有镜头高度矮、体积小；视角广，成像品质高的优点。

Description

广角光学镜头组件

技术领域

本实用新型涉及光学镜头技术领域，特别是涉及广角光学镜头组件。

背景技术

近年来，随着科技的不断进步，手机变得更加小巧，轻薄，易携带，因此我们在设计镜头时需要尽可能的控制光学镜头的总长；同时手机功能的日益强大，使得人们对手机摄像头的要求也变得越来越高，这就要求镜头的设计能够与目前市场上的高像素的摄像元件合理搭配。针对以上要求光学设计者们提出了各种结构，通过比较研究发现，由三片非球面镜构成的镜头结构，不仅能够很好地矫正各种像差，还适用于小型化，因此被很多摄像系统所采用。但是目前的三片式镜头由于体积小，在镜头角度和总长上都达不到现在手机摄像的要求，需要更加广角，镜头长度更小、清晰度更高的镜头组件。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种广角光学镜头组件，其中各透镜的形状、曲率半径和厚度控制在一定的范围内，镜头高度矮、体积小；视角广，成像品质高。

本实用新型所采用的技术方案是：一种广角光学镜头组件，包括自物体侧至成像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、滤光片以及设于第一透镜靠成像侧的面序上的光阑，所述第一透镜具有正的屈折力，其物侧表面近光轴处为朝向物侧的凸面，其像侧表面近光轴处为朝向像侧的凸面；所述第二透镜具有正屈折力，其物侧表面近光轴处为朝向物侧的凹面，其像侧表面近光轴处为朝向像侧的凸面；所述第三透镜具有负的屈折力，其物侧表面近光轴处为朝向物侧的凸面，其像侧表面近光轴处为朝向像侧的凹面，且其物侧面及像侧面中至少一表面设有至少一反曲点；所述第一透镜的成像侧面序二曲率半径R2与镜头总焦距f之比|R2/f|＝2～3，所述第二透镜的焦距f2与镜头总焦距f之比f2/f＝1～2，所述镜头总长TTL与镜头总焦距f之比TTL/f<2.2，光学镜头的总长TTL<2.8mm；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的非球面公式为：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+{\mathrm{\&alpha;}}_1{r}^2+{\mathrm{\&alpha;}}_2{r}^4+{\mathrm{\&alpha;}}_3{r}^6+{\mathrm{\&alpha;}}_4{r}^8+{\mathrm{\&alpha;}}_5{r}^{10}+{\mathrm{\&alpha;}}_6{r}^{12}+{\mathrm{\&alpha;}}_7{r}^{14}+{\mathrm{\&alpha;}}_8{r}^{16},$ 其中，z表示透镜表面各点的z坐标值，r表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，c为透镜表面的曲率半径R的倒数，k为圆锥系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇、a₈为非球面系数。

优选地，所述第一透镜的靠物侧的面序的曲率半径R1与第一透镜的靠成像侧的面序的曲率半径R2满足如下关系：-1<(R1+R2)(R1-R2)<0。

优选地，所述第二透镜的靠物侧的面序的曲率半径R3与第二透镜的靠成像侧的面序的曲率半径R4满足如下关系：12<(R3+R4)(R3-R4)<15。

优选地，所述第二透镜的色散系数V2>50。

优选地，所述第三透镜的折射率n3>1.5。

优选地，所述光学镜头的视场角为80°～90°。

优选地，所述第一透镜的中心厚度为0.32-0.335mm，第二透镜的中心厚度为0.305-0.325mm、第三透镜的中心厚度为0.315-0.325mm。

所述的广角光学镜头组件，相比现有技术的有益效果是：

第一透镜具有正的屈折力，其前表面曲率半径为正，即朝向物侧的凸面，其后表面曲率半径为负，后表面为朝向像侧的凸面，这种面型有利于在增加视场角的同时仍维持其小型化，使该光学镜头总长小于2.8mm，视场角80°～90°,具有广角、超薄、大光圈、高度矮的特点，迎合当前轻薄型前置拍照手机的需求；该面型亦可使光线经过透镜后的折射率变化较为缓和。

第三透镜具有负的屈折力，第二透镜具有正的屈折力，可分配第一透镜的屈折力，避免屈折力过度集中于第一透镜上以降低光学镜头组件的敏感度

第二透镜的前表面曲率半径为负，即为朝向物侧的凹面，后表面曲率半径同样为负，此面型有助于修正像散。第三透镜的前表面之近光轴处为朝向物侧的凸面，后表面曲率半径亦为正，从中心到两边呈山丘状分布，此面型的设计可有效地压制离轴视场的光线入射于影像感光元件上的角度，使感光元件的响应效率提升，进而增加成像品质，并且可以进一步修正离轴视场的像差。

该镜头组件的光学畸变小于1.5％，场曲小于0.1mm，横向色差小于5um，在艾里斑(衍射斑)尺寸范围之内，成像画面失真小，清晰度高。

附图说明

图1为本实用新型实施例广角光学镜头组件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例广角光学镜头组件的场曲、畸变曲线图；

图3为本实用新型实施例广角光学镜头组件的球差曲线图；

图4为本实用新型实施例广角光学镜头组件的色差曲线图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例：

参照图1，本实用新型所述的光学镜头组件，是一种非球面的手机镜头，其包括自物体侧至成像侧依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、滤光片4以及设于物侧与第二透镜2之间的光阑5，光阑5可采用前置和中置的方式(图中为光阑中置)。

第一透镜1具有正的屈折力，其物侧的面序11曲率半径为正且为朝向物侧的凸面，成像侧的面序12曲率半径为负且近光轴处为朝向像侧的凸面；第二透镜2具有正的屈折力，其物侧21的面序曲率半径为负，近光轴处为开口朝向物侧的凹面，成像侧的面序22曲率半径为负且近光轴处为朝向成像侧的凸面；第三透镜3具有负的屈折力，其物侧的面序31近光轴处为朝向物侧的凸面，成像侧的面序32近光轴处为开口朝向成像侧的凹面，其物侧面及像侧面中至少一表面设有至少一反曲点，本实施例中第三透镜3的物侧及像侧表面都设有反曲点。

第一透镜、第二透镜、第三透镜的非球面公式为：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+{\mathrm{\&alpha;}}_1{r}^2+{\mathrm{\&alpha;}}_2{r}^4+{\mathrm{\&alpha;}}_3{r}^6+{\mathrm{\&alpha;}}_4{r}^8+{\mathrm{\&alpha;}}_5{r}^{10}+{\mathrm{\&alpha;}}_6{r}^{12}+{\mathrm{\&alpha;}}_7{r}^{14}+{\mathrm{\&alpha;}}_8{r}^{16},$ 其中，z表示透镜表面各点的z坐标值，r表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，c为透镜表面的曲率半径R的倒数，k为圆锥系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇、a₈为非球面系数。

其中，第一透镜的中心厚度为0.32-0.335mm，第二透镜的中心厚度为0.305-0.325mm、第三透镜的中心厚度为0.315-0.325mm；第一透镜的成像侧面序二曲率半径R2与镜头总焦距f之比|R2/f|＝2～3，第二透镜的焦距f2与镜头总焦距f之比f2/f＝1～2，镜头总长TTL与镜头总焦距f之比TTL/f<2.2，光学镜头的总长小于2.8mm。

第一透镜1的靠物侧的面序11的曲率半径R1与第一透镜1的靠成像侧的面序12的曲率半径R2满足如下关系：-1<(R1+R2)(R1-R2)<0。

第二透镜2的靠物侧的面序21的曲率半径R3与第二透镜2的靠成像侧的面序22的曲率半径R4满足如下关系：12<(R3+R4)(R3-R4)<15。

第二透镜2的色散系数V2>50。

第三透镜3的折射率n3>1.5。

该光学镜头的视场角为80°～90°。

具体数据如表一，可以根据该数据具体设置透镜组:

表一手机镜头组件各透镜数据表

本方案采用三片树脂材料的非球面透镜，特殊的镜片形状和较为合理的光学参数设计，使得该镜头组件机械后焦较长、光学总长短、成像质量高且公差敏感度较低，能够保证较高的生产良率。

第一透镜具有正的屈折力，其前表面曲率半径为正，即朝向物侧的凸面，其后表面曲率半径为负，后表面为朝向像侧的凸面，这种面型有利于增加视场角时仍维持其小型化，亦可使光线经过透镜后的折射率变化较为缓和。

第三透镜具有负的屈折力，第二透镜具有正的屈折力，可分配第一透镜的屈折力，避免屈折力过度集中于第一透镜上以降低光学镜头组件的敏感度。第二透镜的前表面曲率半径为负，即为朝向物侧的凹面；后表面曲率半径同样为负，即朝向像侧的凸面，此面型有助于修正像散。有负的屈折力，其前表面曲率半径为正，且所述第三透镜的前表面之近光轴处为中心位置朝向物侧的凸面，后表面曲率半径亦为正，从中心到两边呈山丘状分布，此面型的设计可有效地压制离轴视场的光线入射于影像感光元件上的角度，使感光元件的响应效率提升，进而增加成像品质，并且可以进一步修正离轴视场的像差。

本光学镜头总长小于2.8mm，视场角80°～90°,具有广角、超薄、大光圈的特点，超广角大光圈手机镜头，拍摄取景范围较大，画面明亮清晰，迎合当前轻薄型前置拍照手机的需求；与两片非球面镜头相比，采用三片非球面镜片的结构，可有效矫正场曲、象散、倍率色差等各类像差。同时使用市面上通用树脂材料取代玻璃，易成型且制造工艺成熟，解决了玻璃镜片因加工困难而导致的产品良率低和成本较高的问题；

参照图2，本光学镜头组件的光学畸变小于1.5％，场曲小于0.1mm；参照图3、4，横向色差小于5um，在艾里斑(衍射斑)尺寸范围之内，成像画面失真小，清晰度高。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种广角光学镜头组件，包括自物体侧至成像侧依次排列的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、滤光片(4)以及设于物侧与第二透镜(2)之间的光阑(5)，其特征在于：所述第一透镜(1)具有正的屈折力，其物侧表面近光轴处为朝向物侧的凸面，其像侧表面近光轴处为朝向像侧的凸面；所述第二透镜(2)具有正屈折力，其物侧表面近光轴处为朝向物侧的凹面，其像侧表面近光轴处为朝向像侧的凸面；所述第三透镜(3)具有负的屈折力，其物侧表面近光轴处为朝向物侧的凸面，其像侧表面近光轴处为朝向像侧的凹面，且其物侧面及像侧面中至少一表面设有至少一反曲点；所述第一透镜(1)的像侧面序二(12)曲率半径R2与镜头总焦距f之比|R2/f|＝2～3，所述第二透镜(2)的焦距f2与镜头总焦距f之比f2/f＝1～2，所述镜头总长TTL与镜头总焦距f之比TTL/f<2.2，光学镜头的总长小于2.8mm；所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)的非球面公式为：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+{\mathrm{\&alpha;}}_1{r}^2+{\mathrm{\&alpha;}}_2{r}^4+{\mathrm{\&alpha;}}_3{r}^6+{\mathrm{\&alpha;}}_4{r}^8+{\mathrm{\&alpha;}}_5{r}^{10}+{\mathrm{\&alpha;}}_6{r}^{12}+{\mathrm{\&alpha;}}_7{r}^{14}+{\mathrm{\&alpha;}}_8{r}^{16};$ 其中，z表示透镜表面各点的z坐标值，r表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，c为透镜表面的曲率半径R的倒数，k为圆锥系数，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆、α₇、α₈为非球面系数。

2.根据权利要求1所述的广角光学镜头组件，其特征在于：所述第一透镜(1)的靠物侧的面序(11)的曲率半径R1与第一透镜(1)的靠成像侧的面序(12)的曲率半径R2满足如下关系：-1<(R1+R2)(R1-R2)<0。

3.根据权利要求1所述的广角光学镜头组件，其特征在于：所述第二透镜(2)的靠物侧的面序(21)的曲率半径R3与第二透镜(2)的靠成像侧的面序(22)的曲率半径R4满足如下关系：12<(R3+R4)(R3-R4)<15。

4.根据权利要求1所述的广角光学镜头组件，其特征在于：所述第二透镜(2)的色散系数V2>50。

5.根据权利要求1所述的广角光学镜头组件，其特征在于：所述第三透镜(3)的折射率n3>1.5。

6.根据权利要求1所述的广角光学镜头组件，其特征在于：所述光学镜头的视场角为80°～90°。

7.根据权利要求1所述的广角光学镜头组件，其特征在于：所述第一透镜(1)的中心厚度为0.32-0.335mm，第二透镜(2)的中心厚度为0.305-0.325mm、第三透镜(3)的中心厚度为0.315-0.325mm。