专利名称：：一种光学镜头的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及光学器件，尤其涉及一种光学镜头。
背景技术：
：在数码成像设备中，光学成像镜头是尤为重要的组件，镜头的像质直接决定了数码成像设备的成像性能。数码产品不断更新换代，日趋向轻薄短小方向发展，因而对配备在数码成像设备中的光学镜头有了越来越高的要求。特别是在百万像素以上的镜头模块中，为了保证高的成像品质和亮度，达到足够的视场角，数码成像系统需要较大的空间来屈折光线，往往采用增加镜片的数量，采用高折射率低色散值的优质材质，这种产品长度远远达不到轻薄短小的要求，且单个镜头的面形教为复杂；一方面从而增加了镜头体积，另一方面不易加工成型，导致生产成本较高。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中光学镜头成像质量差且成本高的问题。本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决一种光学镜头，包括关于光轴对称的同轴排列的第一、二透镜；所述第一透镜具有正屈光度，包括皆为凸面的第一表面和第二表面，所述第一表面面向物面，所述第一表面的光学有效径小于第二表面；所述第二透镜具有负屈光度，包括第三表面和第四表面，所述第三表面为朝向物面的凹面，所述第四表面为凸面；所述第一透4竟的色散值大于第二透镜，所述第一透镜的折射率值小于第二透镜，所述第一表面、第二表面、第三表面和第四表面均为非球面。4本实用新型与现有技术对比的有益效果是本实用新型的光学镜头的第一透镜具有正屈光度，能有效聚拢光线，第一透镜所采用材质色散值大，能有效消减色差；其中第二透镜的第三表面面形贴合第一透镜的第二表面的面形，使得光线在第三表面有较小的入射角，能有效控制整个光学镜头的高级像差；第二透镜的第四表面为凸面，略具有波浪起伏趋势，能有效减小边缘处的主光线出射角，提高像面边缘照度。而本实用新型只采用两块透镜，使本实用新型的光学镜头在保证成像质量优良的同时降低成本。在同等条件下(在相同焦距情况下)较之现有技术，该种光学镜头成像整体相高较高，视场角更大，故采用该种结构的光学镜头组件可以有效缩短镜头的总长、减小镜头体积；第一表面凸向物方，可以有效减小场曲和色散，故采用该种结构的光学镜头可以对各像差，进行良好的矫正，使其得到较好的光学性能；该光学镜头焦距较短但同时具有较长的后焦，大大方便了生产，能有效提高良率，降低生产成本，适用于大规模工业生产。图l是本实用新型实施例的结构示意图图2是本实用新型实施例一的MTF图3是本实用新型实施例一的场曲示意图4是本实用新型实施例一的光学镜头的畸变示意图5是本实用新型实施例一的横轴色差示意图6是本实用新型实施例二的MTF图7是本实用新型实施例二的场曲示意图8是本实用新型实施例二的畸变示意图9是本实用新型实施例二的横轴色差示意具体实施方式如图1所示的光学镜头，从物方依次包括同轴的第一透镜1和第二透镜2;第一透镜1与第二透镜2分别关于光轴对称。所述第一透镜1具有正屈光度，包括第一表面11和第二表面12;所述第二透镜2具有负屈光度，包括第三表面21和第四表面22。第一表面11和第二表面12皆为凸面，所述第一表面11的光学有效径小于第二表面12。所述第三表面21为朝向物面的凹面，所述第四表面22为凸面，第一表面11、第二表面12、第三表面21和第四表面"均为非球面。该非球面表面上各点的坐标值均满足如下非球面公式z=-,"+a2r2++a6r6+a8r8+ar10/"10+a12r12......l+力-(l+A:)cV2其中z为以各非球面与光轴o交点为起点，垂直光轴o方向的轴向值，即镜面深度值，因所选的透镜形状为轴对称式透镜，故该非球面公式均取偶次项。k为二次曲面系数，即透镜的锥度；c为镜面中心曲率，c=l/R,其中R为镜面中心曲率半径；r为镜面中心高度；a2、a4、a6、a8、a10、a12为非球面系数。通过以上非球面公式即可确定各表面的形状。所述二次曲面系数k的取值范围为-15<k<15,所述镜面中心曲率c的取值范围为-10<c<10,所述非J求面系数a2、a4、a6、a8、a10、a12的取值范围可以为任意值。该光学镜头还可包括位于第一透镜1前靠近物方的固定光阑4,所述固定光阑4具有固定口径的孔径。该光学镜头还可包括位于第二透镜2后远离物方的滤光片3。该滤光片3是一平板玻璃，包括与第一平行板面31与第二平行板面32。所述第一平行板面31与第二透镜2相邻，所述第二平行板面32与成像面相邻。在滤光片3与成像面之间设有一保护玻璃5,防止灰尘、水等渗入，损坏镜头，其包括第三平行板面和第四平行板面。上述光学镜头满足以下条件1.25<f/L<l.55;0.4<fl/f<0.65;f2<0jIf2/f|〉1.5;其中f为整个光学组件的有效焦距值，f1为第一光学单镜片的有效焦距值，f2为第二光学单镜片的有效焦距值，L为光学镜头的光阑到成像面的距离。满足上述条件的光学镜头可以在缩短镜头总长的基础上，确保适当的后焦距，还可以对各象差，特别是非点象差和畸变象差进行良好矫正，并得到理想的光学性能。所述第一透镜l最靠近光阑，应选取高色散值材料，尽可能消除色差影响；所述第二透镜2控制光线到成像面上的走向，为缩短光学4fe头总长应选取高折射率材料。同时第一透镜1和第二透镜2间折射率和色散值之间的大小差异则有利于其他各种像差的消除。因此上述光学镜头的第一透镜1优选为高色散低折射率材料，第二透镜2优选为高折射率低色散材料。由于本实用新型公开的结构良好，可在宽泛范围中选用光学材质。具体表现为第一透镜1和第二透镜2均可采用塑料结构材料。在本实施例中第一透镜优选塑胶材料P固A,折射率和色散分别为nl=1.492,v2=57.44。其中第二透镜优选塑胶材料PC，折射率和色散分为n2=1.585,v2=29.5。滤光片优选玻璃材质BK7,折射率和色散分别为n4=1.5168,v4=64.17。此外，平板玻璃至少一表面镀覆一层红外截至滤光膜(IR-cutCoating),以滤除来自于被摄物反射光线中的红外光线，从而提高成像质量。实施例一、二给出了基于上述结构构成的实施方式的具体参数值。其中，曲率半径是指各面与光轴相交的曲面的曲率半径；距值是指由物面沿光轴指向成像面从某一选定面到与其相邻的下一面的距离。这些具体参数的单位都为毫米(mm)。实施例一图l所示的光学镜头即实施例一的光学镜头，该光学镜头的参数如下:镜片参数<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上表中的厚度(间隔)指的是此面到下一个面的距离，如上表中第二球面行中厚度为1.65，即指的是第一透镜中前一面与后一面的距离，即第一透镜的厚度。而第二球面行中厚度O.45,指的是此面到下一面(即到第一正透镜的第一面)的距离，此时就是指的镜片间的间隔。非球面系数:类型ka2a6<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>对于实施例一的光学镜头，其光学性能图见图2、3、4、5。图2是光学镜头的镜头光学调制传递函数曲线(MTF),图中横轴表示空间频率，单位线对每毫米(lp/隨)；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。图2中的衍射极限(DIFFLIMIT)代表理想镜头最佳成像时的成像状况。这是一种极限情况，实际使用的镜头是不可能达到这样的效果的。实际的MTF曲线与其DIFFLIMIT曲线越接近，表示其成像质量越好。图2中的S和T分别代表弧矢方向和子午方向(两个互相垂直的面)上的MTF曲线。DEG即角度(degree),代表了各#见场角的数值。在研究镜头的成像质量的时候，通常会选取0视场，0.3视场，0.5视场，0.7视场，1视场等几个具有代表性的视场作为研究对象，来整体评价镜头的像质，其中0——0.7视场通常被认为是最重要的。例如，一个镜头的视场角为60度，则其半^L场角为30度(由于本实用新型所述的镜头都是沿光轴对称的光学结构，分析软件中往往只研究其一半视场的光学性质，即有半视场角一说)，则其O.3视场为9度，0.5视场为15度，0.7视场为21度。而具体操作中可以根据设计的具体情况对设定的视场进行调整，如图2中，所选取的几个视场就为0度，9.3度，15.5度，21.7度，25.5度来整体评价本设计的像质。可以看到，图中各^L场和子午方向(T)和弧矢方向(S)方向的MTF曲线很靠近。这正体现了本实施例的镜头的成像品质优秀，它表明镜头在各个视场，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，就是说能保证镜头在整个成像面上都能清晰成像。而不会出现中间清晰，边缘就模糊的情况。图3是本发明实施例一的光学镜头的场曲，从图3可以看出，该光学镜头组件的场曲小于0.20mm;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。图4是本实施例的光学镜头的畸变示意图，其中横轴为百分比，纵轴为视场。畸变是实际镜头对物体成像时的一种歪曲，它会使直线成像为曲线，在实际成像中是不可避免的。图4中的三条曲线分别代表三种颜色的可见光(用来代表整个可见光范围内的畸变状况)，其在整个视场内畸变值都在-2%—2%之间，而在此范围内的畸变属于人眼不敏感的范畴，实用时时也不会影响成像。图5是本实施例的横轴色差示意图，在图4中最大视场角(MAXIUMFIELD),即半视场角为30度，整体视场角为60度，图中的横轴为长度大小，单位um(l*E-6m)，艾利斑(Airy),即在衍射极限(理想镜头的最佳成像状况)的情况下，光线聚焦时最小光斑为艾利斑。从图中可看出，横轴色差的大小均在艾利斑大小范围内，表示镜头的色差校正良好。实施例二<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>的镜头光学调制传递函数曲线(MTF)，图中各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,从图中可知镜头在各个视场，子午视场(T)和弧矢视场(S)两个方向的成像性能具有良好的一致性，能保证镜头在整个成像面上都能清晰成像。而不会出现中间清晰、边缘就;漠糊的情况。从图8可知横轴色差的大小均在艾利斑大小范围内，表示镜头的色差校正良好。从图9可知，在整个视场内畸变值都在-2%—2%之间，而在此范围内的畸变属于人眼不敏感的范畴，使用时也不会影响成像。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。权利要求1.一种光学镜头，其特征是包括关于光轴对称的同轴排列的第一、二透镜；所述第一透镜具有正屈光度，包括皆为凸面的第一表面和第二表面，所述第一表面面向物面，所述第一表面的光学有效径小于第二表面；所述第二透镜具有负屈光度，包括第三表面和第四表面，所述第三表面为朝向物面的凹面，所述第四表面为凸面；所述第一透镜的色散值大于第二透镜，所述第一透镜的折射率值小于第二透镜，所述第一表面、第二表面、第三表面和第四表面均为非球面。2.根据权利要求l所述的光学镜头，其特征是还包括位于第一透镜前靠近物方的固定光阑。3.根据权利要求2所述的光学镜头，其特征是所述光学镜头满足如下关系式1.25<f/L<l.55;0.4<fl/f<0.65;f2<0;If2/f|>1.5;其中f为整个光学组件的有效焦距值，fl为第一光学单镜片的有效焦距值，f2为第二光学单镜片的有效焦距值，L为光学镜头的光阑到成像面的距离。4.根据权利要求2所述的光学镜头，其特征是还包括位于第二透镜和成像面之间的滤光片，所述滤光片是一平板玻璃，包括与第二透^;相邻的第一平行板面和与成^f象面相邻的第二平行板面，所述第一、二平行板面中至少一个的表面镀覆一层红外截止滤膜。5.根据权利要求4所述的光学镜头，其特征是在所述滤光片与所述成像面之间设有一保护玻璃。6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的色散值大于50，所述第二透镜的色散值小于32。7.冲艮据权利要求l所述的光学镜头，其特征是所述第一透镜和第二透镜的材料为塑料。8.根据权利要求1至7任一项所述的光学镜头，其特征是所述第一透镜的材料PMMA,折射率为1.492,色散为57.44，所述第二透镜的材料PC，折射率为1.585，色散为29.5。专利摘要本实用新型公开一种光学镜头，包括关于光轴对称的同轴排列的第一、二透镜；所述第一透镜具有正屈光度，包括皆为凸面的第一表面和第二表面，第一表面面向物面，第一表面的光学有效径小于第二表面；所述第二透镜具有负屈光度，包括第三表面和第四表面，第三表面为朝向物面的凹面，所述第四表面为凸面；第一透镜的色散值大于第二透镜，第一透镜的折射率值小于第二透镜。所述第一表面、第二表面、第三表面和第四表面均为非球面。使本实用新型的光学镜头在保证成像质量优良的同时降低成本。文档编号G02B13/18GK201392426SQ20082023574公开日2010年1月27日申请日期2008年12月25日优先权日2008年12月25日发明者姜莉莉申请人:比亚迪股份有限公司