專利名稱：一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)鏡頭，尤其涉及一種應(yīng)用于高像素手 機(jī)、高像質(zhì)照相機(jī)的微型光學(xué)鏡頭的全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì) 光學(xué)鏡頭。背景技術(shù)：
目前使用的照相機(jī)、手機(jī)數(shù)碼鏡頭普遍存在這樣的缺點(diǎn)像素比 較低、外形尺寸較大。市場(chǎng)上現(xiàn)在主流的照相手機(jī)主要是10萬、30 萬像素的低配置鏡頭，所拍攝的圖像像質(zhì)無論是整體的清晰度還是照 度的均勻性等方面均不夠理想，只能用作待機(jī)畫面或一般欣賞，遠(yuǎn)遠(yuǎn) 不能滿足以打印精美的照片；而且照相手機(jī)用數(shù)碼鏡頭的外形偏大， 外徑一般大于8mm，而且用于高像素芯片局限于采用CCD感光片， 而CCD感光技術(shù)控制在日系廠商手中，較為領(lǐng)先的產(chǎn)品取得非常困 難，同時(shí)用于CCD感光片的鏡頭比較長(zhǎng)，光學(xué)系總長(zhǎng)大于8mm， 用到內(nèi)置照相手機(jī)上顯得體積較大。為解決上述所存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型作出大量的改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高像素、體積小， 可使用于數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)的全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡 頭。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用下列技術(shù)方案
一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，包括鏡筒和承 座，在鏡筒的前端設(shè)有光闌，在光闌后面分別設(shè)有第一透鏡、第二透 鏡、第三透鏡；其特征在于所述的第一透鏡為彎月的非球面透鏡， 所述的第二透鏡、第三透鏡的截面都為雙曲線形的非球面；如上所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特 征在于所述的第一透的第一面為橢圓非球面形狀，第二面為扁圓橢 球面；如上所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特 征在于在所述的第一透鏡和第二透鏡的接觸面上分別設(shè)有環(huán)形的可 消除雜光的遮光紙；如上所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特 征在于第二透鏡、第三透鏡的非球面的表面形狀滿足以下方程-Z—/ { 1+ V [ 1- (l+k) cY]} + a a 2y4+ a 3y6+ a 4y8+ a 5y10+ a 6y12+ a 7y14+a 8y16;如上所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特 征在于第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡的系統(tǒng)元件特性滿足以下表 達(dá)式—0. 4<f l/f234〈0， vd234P—vd234N〉30mm;如上所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特 征在于在第二透鏡的下方與第三透鏡的接觸面之間設(shè)有用于保證透 鏡之間的距離的隔圈；如上所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特 征在于在所述的鏡筒及承座形成的空腔中，第三透鏡的后部還設(shè)有
濾光片，該濾光片固定在承座上；如上所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特 征在于所述的鏡筒螺紋連接在承座上；如上所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特 征在于所述的鏡筒、承座、第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的材質(zhì) 為塑料。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的 數(shù)位鏡頭能夠達(dá)到200萬像素以上，而現(xiàn)有微型數(shù)位鏡頭一般是10 萬、30萬像素；2、本實(shí)用新型的照度像面整體均勻、明亮，而現(xiàn)有 微型數(shù)位鏡頭多數(shù)中心亮，四周暗；3、本實(shí)用新型的銳利度高、顏 色分明，色彩還原性好；4、本實(shí)用新型可以用于300萬像素的CMOS 感光片；5 、本實(shí)用新型還解決了以前玻塑混合結(jié)構(gòu)中的玻璃鏡片加 工困難而導(dǎo)致的良品率低和成本相對(duì)較高的問題；6、更關(guān)鍵的是由 于本系統(tǒng)采用了全塑料材料，故成本得到了極大的降低，可使該產(chǎn)品 更廣泛地進(jìn)入市場(chǎng)，而且承座采用特殊材料加工，可以用于耐高溫的 新型模塊加工制程。
圖l是本實(shí)用新型的剖面圖； 圖2是本實(shí)用新型除去底座的立體圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述 一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，包括鏡筒1及承座2，所述的承座2采用螺紋連接套合在鏡筒1上，在鏡筒1的前端 設(shè)置有光闌3，光闌3位于光學(xué)系統(tǒng)的最前面，它可以使得系統(tǒng)的鏡 片通光口徑最小，從而使得光學(xué)系統(tǒng)的體積小型化。在光闌3的后面 依次設(shè)有第一透鏡4、第二透鏡5、第三透鏡6;所述的第一透鏡4 為彎月的非球面透鏡，該第一透鏡4的第一面為橢圓非球面形狀，第 二面為扁圓橢球面。所述的第二透鏡5、第三透鏡6的第一表面為雙 曲線形的非球面，第二表面也必須為雙曲線形的非球面，它可以有效 地使得場(chǎng)曲減小，這第三透鏡6有效解決了各種像差均衡的問題。為減小光線在各透鏡之間的折射變化角度，控制成像畸變，結(jié)構(gòu) 上需要盡量減小第一透鏡4和第二透鏡5之間的距離；同時(shí)第二透鏡 5和第三透鏡6之間的距離則需盡量增大；為改善場(chǎng)曲像差，第三 透鏡6的雙面設(shè)計(jì)成雙曲線非球面。在所述的第一透鏡4和第二透鏡 5的接觸面上設(shè)有環(huán)形的可消除雜光的遮光紙8，最大限度地減低成 像的失真。在第二透鏡5和第三透鏡6的接觸面之間設(shè)有用于保證透 鏡之間的距離的隔圈10。在所述的鏡筒1及承座2形成的空腔中，第三透鏡6的后部還設(shè) 有濾光片9，該濾光片9固定在承座來上，濾光片9的下方就是CMOS 感光芯片，光線是從濾光片9進(jìn)入的，濾光片9對(duì)CMOS感光芯片 有一定的保護(hù)作用，同時(shí)也過濾一部分光線，使圖像色彩亮麗和銳利 的同時(shí)具有良好的色彩還原性，該濾光片9除了解決色彩方面的問題 以外，還保證了后面的模型的封裝工藝順利進(jìn)行。第二透鏡5、第三透鏡6的非球面的表面形狀滿足以下方程Z=cy2/{ 1+ V [ l-l+kCy ] }+ a ^+ a 2y4+ a 3y6+ a 4y8+ a 5y10+ a 6y12+ a 7y14+ a 8y16;在公式中，參數(shù)c為半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)(其單位和透 鏡長(zhǎng)度單位相同)，k為圓錐二次曲線系數(shù)。當(dāng)k系數(shù)小于-l時(shí)面形 曲線為雙曲線，等于-1時(shí)為拋物線，介于-1到0之間時(shí)為橢圓，等于 0時(shí)為圓形，大于0時(shí)為扁圓形。cM至ci8分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì) 應(yīng)的系數(shù)，通過以上參數(shù)可以精確設(shè)定透鏡前后兩面非球面的形狀尺 寸。在本實(shí)用新型中，第一透鏡4第一面為橢圓非球面形狀，要求k 系數(shù)在-l。0之間，第二面非球面形狀為扁圓橢球面，其系數(shù)k的范 圍應(yīng)該大于1;第二透鏡5和第三透鏡6的第一面非球面和第二面非 球面形狀都為雙曲線形，其k系數(shù)都小于-l。第一透鏡4、第二透鏡5、第三透鏡6的系統(tǒng)元件特性滿足以下 表達(dá)式-0.4〈fl/f234〈0， vd234P-vd234N〉30mm，其中，fl為第一透 鏡4的焦距，f234為第二、第三透鏡5、 6的組合焦距，vd23P為第 二、第三透鏡5、 6組中的正透鏡的色散系數(shù)，vd23N為第二、第三 透鏡5、 6組中的負(fù)透鏡的色散系數(shù)。系統(tǒng)的第一透鏡4具有正折射本領(lǐng)，第二透鏡5具有負(fù)折射本領(lǐng)， 第三透鏡6具有正折射本領(lǐng)，第二透鏡5、第三透鏡6的組合具有負(fù) 折射本領(lǐng)，從而使得光學(xué)系統(tǒng)的像方主面前移，從而使得系統(tǒng)長(zhǎng)度縮 短。由于鏡筒1、承座2、第一透鏡4、第二透鏡5和第三透鏡6組 合在一起非常的小巧，透鏡的外徑都小于8ran以上，解決了現(xiàn)有的外 徑比較大的問題；再有本實(shí)用新型全部采用塑料制作，故成本得到了
極大的降低，可使該產(chǎn)品更廣泛地進(jìn)入市場(chǎng)，而且承座2采用特殊材 料加工，可以用于耐高溫的新型模塊加工制程，由于本實(shí)用新型采用 巧妙的鏡片間的組合，其數(shù)位鏡頭能夠達(dá)到200萬像素以上，小巧實(shí)用。
權(quán)利要求1、一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，包括鏡筒(1)和承座(2)，在鏡筒(1)的前端設(shè)有光闌(3)，在光闌(3)后面分別設(shè)有第一透鏡(4)、第二透鏡(5)、第三透鏡(6)；其特征在于所述的第一透鏡(4)為彎月的非球面透鏡，所述的第二透鏡(5)、第三透鏡(6)的截面都為雙曲線形的非球面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì) 光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡(4)的第一面為橢圓非球 面形狀，第二面為扁圓橢球面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì) 光學(xué)鏡頭，其特征在于在所述的第一透鏡(4)和第二透鏡(5)的 接觸面上分別設(shè)有環(huán)形的可消除雜光的遮光紙(8)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高 像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特征在于第二透鏡(5)、第三透鏡(6)的非球面的表面形狀滿足以下方程Z=V〃1+V [l-(l+k) (^]}+ — (^4+ a 3y6+ a 4y8+ a 5y10+ a 6y12+ a 7y14+ a 8y16。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高 像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特征在于第一透鏡(4)、第二透鏡(5)、第三透 鏡(6)的系統(tǒng)元件特性滿足以下表達(dá)式-0.4〈fl/f234<0， vd234P-vd234N〉30mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì) 光學(xué)鏡頭，其特征在于在第二透鏡(5)的下方與第三透鏡(6)的 接觸面之間設(shè)有用于保證透鏡之間的距離的隔圈(10)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特征在于在所述的鏡筒(1)及承座(2)形成的空腔中，第三透鏡(6)的后部還設(shè)有濾光片(9)，該濾光片(9)固定在 承座上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì) 光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的鏡筒(1)螺紋連接在承座(2)上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或6或7或8所述的一種全塑料非 球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的鏡筒(1)、承 座(2)、第一透鏡(4)、第二透鏡(5)和第三透鏡(6)的材質(zhì)為塑 料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于高像素手機(jī)、高像質(zhì)照相機(jī)的微型光學(xué)鏡頭的全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭；本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)不足，而提供了一種高像素、體積小，可使用于數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)的全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭。一種全塑料非球面透鏡結(jié)構(gòu)的高像質(zhì)光學(xué)鏡頭，包括鏡筒和承座，在鏡筒的前端設(shè)有光闌，在光闌后面分別設(shè)有第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡；所述的第一透鏡為彎月的非球面透鏡，所述的第二透鏡、第三透鏡的截面都為雙曲線形的非球面；本實(shí)用新型主要應(yīng)用于照相手機(jī)方面。
文檔編號(hào)G02B7/02GK201017093SQ200720049430
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月21日
發(fā)明者肖明志 申請(qǐng)人:中山聯(lián)合光電科技有限公司