一种光学镜头组件的制作方法

专利名称：：一种光学镜头组件的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种光学器件，尤其涉及一种光学镜头组件。技术背景随着科技的进步，手机的拍照功能也越趋强大，手机的图像数据处理速度不断加快，图片编辑功能不断丰富，而且手积4聂像头的成像质量也稳步提高。手机摄像头的像素逐步从最初的30万过渡到现在的130万。但是在实现高像素的同时需保持手机轻薄短小，这给光学镜头组件的设计带来了较大的挑战。
发明内容本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种成像质量好且成本低的光学镜头组件。本发明解决其技术问题所釆用的技术方案是1.一种光学镜头组件，包括一透镜、固定光阑及滤光片，该固定光阑位于透镜前，该滤光片位于透镜后，所述透镜包括靠近物方的第一表面和靠近像方的第二表面，所述第一、二表面为非球面，其面形^^式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，z为非球面上各点的z坐标值，r为非球面上各点的y坐标值，c为非球面顶点处的曲率，c=l/R,R为非球面顶点处的曲率半径，k为二次曲面系数，al、a2、a3、a4、a5、a6为非球面系数，-2.1<R<2.3,-211<k<-l,0.2<al<4.5,-6.8<a2<2.1,-12.6<a3<18.3，-36.8<a4<50.6，-104.7<a5<50.8，-34.I<a6<85。优选地，所述的透镜材质为具有高色散值、低折射率的光学塑料480R,其第一表面的参数为R=2.273158，al=0.21678483，a2=2.0147199，a3=-12.582236，a4=50.56738,a5=-104.65299，a6=84.992087，k=-210.2453;第二表面的参数为R=-1.035169，al=0.34831751，a2=0.50986102,a3=-l.7997537,a4=12.170156，a5=-27.750491,a6=-21.990048，k=-l.929901;优选地，所述的透镜材质为玻璃，其第一表面的参数为R=-l.950331，al=0.60682472,a2=0.1880443,a3=0.69878206，a4=—3.4621997，a5=6.2396031,a6=-4.1693907，k=-4.105376;第二表面的参数为R=-0.1104266，al=4.4781455，a2=-6.7839566，a3=18.232873,a4=-.36.707278,a5=50.754066,a6=-34.030112,k=-1.083254。本发明的有益效果是，通过采用非球面镜片及设定的面形参数范围，可以有效消除边缘光线的像差，包括球差、彗差、像散、场曲及畸变等，提高了光学传递函数，光学总长短，相对照度大，成像质量高；由于仅采用一片透镜，简化了镜头组件结构，极大的降低了镜头的成本。图l是本发明光学镜头组件第一具体实施方式的结构示意图2是本发明光学镜头组件第一具体实施方式的MTF(光学传递函数)图；图3是本发明光学镜头组件第一具体实施方式的相对照度图；图4是本发明光学镜头组件第一具体实施方式的色差图；图5和图6分别是本发明光学镜头组件第一具体实施方式的场曲和畸变图；图7是本发明光学镜头组件第二具体实施方式的结构示意图；图8是本发明光学镜头组件第二具体实施方式的MTF(光学传递函数)图；图9是本发明光学镜头组件第二具体实施方式的相对照度图；图IO是本发明光学镜头组件第二具体实施方式的色差图；图11和图12分别是本发明光学镜头组件第二具体实施方式的场曲和畸变图；具体实施方式如图1至图12所示，本发明光学镜头组件，包括一透镜1、固定光阑2及滤光片3，该固定光阑2位于透镜1前，该滤光片3位于透镜1和成像面4之间，所述透镜1包括靠近物方的第一表面和靠近像方的第二表面，所述第一、二表面为非球面，其面形公式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中，z为非球面上各点的z坐标值，r为非球面上各点的y坐标值，c为非球面顶点处的曲率，c=l/R,R为非球面顶点处的曲率半径，k为二次曲面系数，al、a2、a3、a4、a5、a6为非球面系数，-2.1<R<2.3，-211<k<-1,0.2<al<4.5,-6.8<a2<2.1,-12.6<a3<18.3，-36.8<a4<50.6，-104.7<a5<50.8,-34.I<a6<85。如图1至图6所示，其为本发明的第一具体实施方式，其采用高色散值、低折射率的光学塑料480R，有效焦距为1.750mm，光学总长为2.54rnm，像高达到2.25mm以上，相对孔径为F/#=3.1;其具体参数如表1所示表l镜片参数<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>图2是光学镜头组件的调制传递函数(ModulationTransferFunction,筒称MTF)曲线图，图中横轴表示空间频率，单位线对每毫米(lp/mm);纵轴表示调制传递函数(MTF)的数值，所述MTF的数值用来评价镜头的成像质量，取值范围为0-1,MTF曲线越高越直表示镜头的成像质量越好，对真实图像的还原能力越强。从图2可以看出，各视场子午方向(T)和弧矢方向(S)方向的MTF曲线很靠近，其表明该镜头组件在各个视场，子午方向(T)和弧矢方向(S)这两个方向的成像性能具有良好的一致性，能保证镜头组件在整个成像面上都能清晰成像，而不会出现中间清晰、边缘才莫糊的情况。图3是本发明光学镜头组件第一具体实施方式的相对照度图，从图3可以看出，该光学镜头组件的相对照度大于60%，表明此镜头组件边缘视场和中心视场的照度均匀，光线充足。图4是本发明光学镜头组件第一具体实施方式的色差图，从图4可以看出，该光学镜头组件的横向色差小于5pm,大部分落在艾里斑尺寸范围之内。图5和图6分别是本发明光学镜头组件第一具体实施方式的场曲和畸变图，从图5和图6可以看出，该光学镜头组件的场曲小于0.20腿，畸变小于1%。同时，整个光学系统的视场角大于66。，主光线角度小于27°，能够配合市场上主流的互补金属氧化物半导体(CMOS)/电荷藕合器件(ChargeCoupledDevice,简称CCD)影像传感器接收的要求。请参阅图7至图12,其为本发明的第二具体实施方式，其采用常见的玻璃材料，有效焦距为1.700mm，光学总长为2.58mm,像高达到2.25mm以上，相对孔径为F/#=3.1;其具体参数如表2所示表2镜片参数<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>图8是本发明光学镜头组件第二具体实施方式的MTF(光学传递函数)图，从图8可以看出，各视场子午方向(T)和弧矢方向(S)方向的MTF曲线很靠近，其表明该镜头组件在各个视场，子午方向(T)和弧矢方向(S)这两个方向的成像性能具有良好的一致性，能保证镜头组件在整个成像面上都能清晰成像，而不会出现中间清晰、边缘冲莫糊的情况。图9是本发明光学镜头组件第二具体实施方式的相对照度图，从图9可以看出，该光学镜头组件的相对照度大于60%,表明此镜头组件边缘视场和中心视场的照度均匀，光线充足。图10是本发明光学镜头组件第二具体实施方式的色差图，从图IO可以看出，该光学镜头组件的横向色差小于5^m,大部分落在艾里斑尺寸范围之内。图11和图12分别是本发明光学镜头组件第二具体实施方式的场曲和畸变图，从图11和图12可以分别看出，该光学镜头组件的场曲小于0.20mm,畸变小于1%。同时，整个光学系统的—见场角大于66°，主光线角度小于27°，能够配合市场上主流的互补金属氧化物半导体(CMOS)/电荷藕合器件(ChargeCoupledDevice,简称CCD)影像传感器接收的要求。本发明采用独特的结构设计和采用非球面镜片，可以有效消除边缘光线的像差，包括球差、彗差、像散、场曲及畸变等，整个镜头组件的成像质量高，边缘成像质量较中心没有明显下降而且相对照度大；由于仅采用一片透镜，一方面极大的降低了镜头成本，另一方面使得光阑可以设置于离透镜前方较远的位置，更加有利于消除各级像差，取得较好的成像效果。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。权利要求1.一种光学镜头组件，包括一透镜、固定光阑及滤光片，该固定光阑位于透镜前，该滤光片位于透镜后，所述透镜包括靠近物方的第一表面和靠近像方的第二表面，所述第一、二表面为非球面，其面形公式为其中，z为非球面上各点的z坐标值，r为非球面上各点的y坐标值，c为非球面顶点处的曲率，c＝1/R，R为非球面顶点处的曲率半径，k为二次曲面系数，a1、a2、a3、a4、a5、a6为非球面系数，-2.1<R<2.3，-211<k<-1，0.2<a1<4.5，-6.8<a2<2.1，-12.6<a3<18.3，-36.8<a4<50.6，-104.7<a5<50.8，-34.1<a6<85。2.根据权利要求1所述的光学镜头组件，其特征在于所述的透镜的第一表面的参数为R=2.273158，al=0.21678483，a2=2.0147199，a3=-12.582236，a4=50.56738，a5=-104.65299,a6=84.992087,k=-210.2453;所述透镜的第二表面的参数为R=-1.035169，al=0.34831751，a2=0.50986102,a3=-l.7997537,a4=12.170156,a5=-27.750491，a6=-21.990048，k=-1.929901;3.根据权利要求2所述的光学镜头组件，其特征在于所述的透镜材质为具有高色散值、低折射率的光学塑料。4.根据权利要求3所述的光学镜头组件，其特征在于所述的透镜材质为光学塑料480R。5.根据权利要求1所述的光学镜头组件，其特征在于所述透镜的第一表面的参数为R=-l.950331,al=0.60682472，a2=0.1880443,a3=0.69878206,a4=-3.4621997,a5=6.2396031，a6=-4.1693907，k=-4.105376;所述透镜的第二表面的参数为R=-0.1104266,al=4.4781455，a2=-6.7839566，a3=18.232873，a4=-36.707278,a5=50.754066，a6=-34.030112,k=-l.083254。6.根据权利要求5所述的光学镜头组件，其特征在于所述的透镜材质为玻璃。全文摘要一种光学镜头组件，包括一透镜、固定光阑及滤光片，所述透镜包括靠近物方的第一表面和靠近像方的第二表面，所述第一、二表面为非球面，其面形公式为z＝(cr²/(1+1-(1+k)c²r²))+a₁r²+a₂r⁴+a₃r⁶+a₄r⁸+a₅r¹⁰+a₆r¹²；其中，z为非球面上各点的z坐标值，r为非球面上各点的y坐标值，c为非球面顶点处的曲率，R为非球面顶点处的曲率半径，k为二次曲面系数，a1、a2、a3、a4、a5、a6为非球面系数，-2.1＜R＜2.3，-211＜k＜-1，0.2＜a1＜4.5，-6.8＜a2＜2.1，-12.6＜a3＜18.3，-36.8＜a4＜50.6，-104.7＜a5＜50.8，-34.1＜a6＜85。通过采用一片非球面镜片及设定的面形参数范围，可以提高成像质量和降低镜头成本。文档编号G02B13/18GK101398529SQ20071012377公开日2009年4月1日申请日期2007年9月25日优先权日2007年9月25日发明者刘德华,王庆平申请人:比亚迪股份有限公司