专利名称：光学镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及成像设备领域，尤其是关于一种成像设备的光学镜头。
背景技术：
在工业生产和日常生活中，成像设备(尤其是小型成像设备)的使用越来越广泛，如手机摄像头、小型数码相机、感应器、油井井底侦测用的摄像头及一些特殊工况下使用的摄像头等，人们对成像质量的要求也越来越高，因此对于成像设备的关键部件—镜头的设计及制造则愈发重要。镜头中各镜片的折射率、表面形状、厚度及曲率等参数决定了镜头的成像效果，而其中镜片的表面形状则起着尤为重要的作用。
发明内容本发明的目的在于提供一种能提高成像性能的光学镜头。
本发明的目的是这样实现的该光学镜头包括镜片组，该镜片组包括同轴排列的第一、第二及第三镜片，该第一镜片的表面为球面，第二及第三镜片的表面为非球面。
所述的第二及第三镜片的表面上各点的坐标值满足如下函数Z=(CURV)Y21+(1-(1+K)(CURV)2Y2)1/2+(A)Y2+(B)Y4+(C)Y6+(D)Y8+(E)Y10+(F)Y12]]>其中Z表示镜片表面上各点的Z坐标值，Y表示镜片表面上各点的Y坐标值，CURV为镜片表面的曲率，K为镜片的锥度，A、B、C、D、E及F为常数。
-0.9≤曲率≤0.9且该曲率不等于0，-50≤锥度≤50，-0.8＜B、C、D、E＜0.8。
所述的A＝F＝0。
还包括光阑，该光阑设置于第一镜片的前面或设置于第一、第二镜片之间。
与现有技术相比，本发明具有如下优点通过将第一镜片表面设置为球面，第二及第三镜片表面设置为非球面，提高了光学传递函数；减少了像差(球差、慧差、像散、场曲、色差及畸变)，并提高了相对照度，从而提高了该光学镜头的光学性能。
图1是本发明光学镜头的结构图。
图2为本发明光学镜头的光学传递函数图。
图3为本发明光学镜头的点列图。
图4为本发明光学镜头的球差图。
图5为本发明光学镜头的色差图。
图6为本发明光学镜头的相对照度图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明光学镜头包括镜片组和光阑。镜片组包括共轴线排布的第一镜片1、第二镜片2及第三镜片3，各个镜片1、2、3均关于该轴线上下对称。将第一、第二及第三镜片1、2、3的轴线定义为Y轴，选Y轴与镜片面型曲线的交点定义为原点，过原点且垂直于Y轴的轴线定义为Z轴(即镜片的高度方向)，该原点、Y轴及Z轴构成一个直角坐标系。
第一镜片、第二及第三镜片1、2、3是依照折射率从低往高间隔排列，其中第一镜片1靠近光源，且第一、第二镜片1、2之间的间距大于第二、第三镜片2、3之间的间距。各个镜片1、2、3均具有左右两个表面，第一镜片1的左、右两表面均为球面，该两球面的曲率半径不相同。第二及第三镜片2、3的两表面均为非球面。该第二镜片2靠近第一镜片1的表面为月亮形凹入，其靠近第三镜片3一侧的表面为呈月亮形凸出。第三镜片3的左右相对表面形状相似，均大致呈波浪形，且左表面中部略微凸出，右表面的中部凹入。该第二及第三镜片2、3的各表面上各点的坐标值均满足如下函数Z=(CURV)Y21+(1-(1+K)(CURV)2Y2)1/2+(A)Y2+(B)Y4+(C)Y6+(D)Y8+(E)Y10+(F)Y12]]>上述函数中，Z表示镜片表面上各点的Z坐标值，Y表示镜片表面上各点的Y坐标值，CURV表示镜片表面的曲率，K表示镜片表面的锥度，A、B、C、D、E及F表示设定的常数，其中-0.9≤曲率≤0.9，-50≤锥度≤50，-0.8＜B、C、D、E＜0.8，且A＝F＝0。
该第一、第二及第三镜片1、2、3的总长度界于4mm到6mm之间，且其中心厚度均界于0.5mm与2mm之间，第一、第二及第三镜片1、2、3的折射率界于1.4与1.6之间。
光阑4位于第一镜片1的一侧，其可位于第一镜片1与第二镜片2之间，也可位于第一镜片1的前面，即靠近光源的一侧，优选的是位于第一镜片1的后面。
图2至图6是本发明光学镜头在光学理论设计最佳时通过光学分析软件获得的光学性能图，此时第二、第三镜片2、3表面函数的参数如下曲率＝0.8、锥度＝0、B＝0、C＝0.7、D＝0.7、E＝0、A＝0、F＝0。其中图2表示该光学镜头的光学传递函数(MTF)，图中各条线表示在不同视场及各视场的子午视场(T)和弧矢视场(S)的MTF，从图中可知各种视场的MTF都非常集中，说明该光学镜头从中心到边缘视场的成像质量都很均匀，即整个图像都非常清晰。
图3是该光学镜头的点列图，其表明实际像与理论像的差异(即像差)，图中可知在不同视场时弥散斑的面积都较小，从而表明其像差小。图4是该光学镜头的球差图，其用来表明光学镜头的轴线上像差的大小，该三条线从左到右依次表示在486nm、588nm及656nm三种波长下的球差，图中可知在该三种波长时球差都较小。图5是该光学镜头的色差图，三条线A、B及C依次表示在486nm、588nm及656nm三种不同波长时的色差情况，可知在三种波长下该光学镜头的色差较小。图6是该光学镜头的相对照度图，用以反映镜头边缘亮度与中心亮度之间的比值，图中可知该曲线较高，从而表明中心与边缘的亮度较接近，即图像的亮度均匀。
以下记载了上述函数的各参数的几组具体数值，各组数值制成的光学镜头也具有良好的上述的MTF集中、像差小、球差小、色差小及相对照度提高的光学性能实施方式一曲率＝-0.9、锥度＝-50、B＝0.75、C＝0、D＝0.75、E＝0、A＝0、F＝0；实施方式二曲率＝0.7、锥度＝5、B＝0.5、C＝0.7、D＝0.7、E＝0、A＝0、F＝0；实施方式三曲率＝0.5、锥度＝15、B＝0.4、C＝0.4、D＝0.4、E＝0.4、A＝0、F＝0；实施方式四曲率＝0.3、锥度＝30、B＝0.2、C＝0.6、D＝0、E＝0.6、A＝0、F＝0；实施方式五曲率＝0.9、锥度＝50、B＝0.6、C＝0.3、D＝0.4、E＝0.5、A＝0、F＝0。
本发明通过将第一镜片表面设置为球面，第二及第三镜片表面设置为非球面，提高了光学传递函数；减少了像差、色差及球差，并提高了相对照度，从而提高了该光学镜头的光学性能。该光学镜头适用于小型的成像设备，尤其适合于1/4英寸以下的SENSOR及200万以下像素。
权利要求
1.一种光学镜头，包括镜片组，其特征在于该镜片组包括同轴排列的第一、第二及第三镜片，该第一镜片的表面为球面，第二及第三镜片的表面为非球面。
2.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于所述的第二及第三镜片的表面上各点的坐标值满足如下函数Z=(CURV)Y21+(1-(1+K)(CURV)2Y2)1/2+(A)Y2+(B)Y4+(C)Y6+(D)Y8+(E)Y10+(F)Y12]]>其中Z表示镜片表面上各点的Z坐标值，Y表示镜片表面上各点的Y坐标值，CURV为镜片表面的曲率，K为镜片的锥度，A、B、C、D、E及F为常数。
3.如权利要求2所述的光学镜头，其特征在于-0.9≤曲率≤0.9且该曲率不等于0，-50≤锥度≤50，-0.8＜B、C、D、E＜0.8。
4.如权利要求3所述的光学镜头，其特征在于所述的A＝F＝0。
5.如权利要求4所述的光学镜头，其特征在于所述的第一镜片、第二镜片及第三镜片是依折射率从低往高排列，且第一镜片靠近光源。
6.如权利要求5所述的光学镜头，其特征在于所述的第一、第二及第三镜片的总长度界于4mm和6mm之间，且第一镜片与第二镜片之间的距离大于第二镜片与第三镜片之间的距离。
7.如权利要求1-5任意项所述的光学镜头，其特征在于所述的第一、第二及第三镜片的折射率界于1.4与1.6之间。
8.如权利要求1-5任意项所述的光学镜头，其特征在于所述的第一、第二及第三镜片的中心厚度界于0.5mm与2mm之间。
9.如权利要求1-5任意项所述的光学镜头，其特征在于还包括光阑，该光阑设置于第一镜片的前面或第一、第二镜片之间。
10.如权利要求1-5任意项所述的光学镜头，其特征在于所述的第二镜片的左表面为弧形凹入，其右表面为弧形凸出；第三镜片的左右表面大致呈波浪形，且左表面中部凸出，右表面中部凹入。
全文摘要
本发明光学镜头包括镜片组和光阑，该镜片组包括同轴排列的第一、第二及第三镜片，该第一镜片的表面为球面，第二及第三镜片的表面为非球面。所述的第二及第三镜片的表面上各点的坐标值满足如下函数
文档编号G02B9/12GK1584654SQ20041002275
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月4日 优先权日2004年6月4日
发明者蒋国銮 申请人:深圳市北大青鸟科技有限公司