专利名称：一种非球面透镜结构的光学系统的制作方法
技术领域：
ー种非球面透镜结构的光学系统
技术领域：
本实用新型涉及ー种光学镜头，尤其涉及ー种应用于高像素手机、高像质照相机的微型光学镜头的非球面透镜结构的光学系统。
背景技木目前使用的照相机、手机数码镜头普遍存在这样的缺点:像素比较低、外形尺寸较大。市场上现在主流的照相手机主要是10万、30万像素的低配置镜头，所拍摄的图像像质无论是整体的清晰度还是照度的均匀性等方面均不够理想，只能用作待机画面或一般欣赏，远远不能满足以打印精美的照片。而且照相手机用数码镜头的外形偏大，外径一般大于8mm，而且用于高像素芯片局限于采用CCD感光片，而CCD感光技术控制在日系厂商手中，较为领先的产品取得非常困难，同时用于CCD感光片的镜头比较长，光学系总长大于8mm，用到内置照相手机上显得体积较大。为解决上述所存在的缺点，本实用新型作出大量的改进。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种高像素、体积小，可使用于数码相机和手机的非球面透镜结构的光学系统。为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下列技术方案:—种非球面透镜结构的光学系统，包括镜筒和承座，在镜筒的前端设有光阑，在光阑后面分别设有第一透镜、第二透镜、第三透镜；其特征在于:所述的第一透镜为弯月的非球面透镜，所述的第二透镜、第三透镜的截面都为双曲线形的非球面；如上所述的ー种非球面透镜结构的光学系统，其特征在干:所述的第一透镜的第一面为椭圆非球面形状，第二面为扁圆椭球面；如上所述的ー种非球面透镜结构的光学系统，其特征在于:在所述的第一透镜和第二透镜的接触面上分別设有环形的可消除杂光的遮光纸；如上所述的ー种非球面透镜结构的光学系统，其特征在于:第二透镜、第三透镜的非球面的表面形状满足以下方程:Z=cy2/ {1+ V [1- (1+k) c2y2] } + aび2+a 2y4+a 3y6+a 4y8+ a 5y10+ a 6y12+ a 7y14+ a 8y16 ；如上所述的ー种非球面透镜结构的光学系统，其特征在于:第一透镜、第二透镜、第三透镜的系统元件特性满足以下表达式:-0.4〈fl/f234〈0，vd234P-vd234N>30mm ；如上所述的ー种非球面透镜结构的光学系统，其特征在于:在第二透镜的下方与第三透镜的接触面之间设有用于保证透镜之间的距离的隔圈；如上所述的ー种非球面透镜结构的光学系统，其特征在干:在所述的镜筒及承座形成的空腔中，第三透镜的后部还设有滤光片，该滤光片固定在承座上；如上所述的ー种非球面透镜结构的光学系统，其特征在干:所述的镜筒螺纹连接在承座上；如上所述的一种非球面透镜结构的光学系统，其特征在于:所述的镜筒、承座、第一透镜、第二透镜和第三透镜的材质为塑料。本实用新型与现有技术相比具有如下的优点:1、本实用新型的数位镜头能够达到200万像素以上，而现有微型数位镜头一般是10万、30万像素；2、本实用新型的照度像面整体均匀、明亮，而现有微型数位镜头多数中心亮，四周暗；3、本实用新型的锐利度高、颜色分明，色彩还原性好；4、本实用新型可以用于300万像素的CMOS感光片；5、本实用新型还解决了以前玻塑混合结构中的玻璃镜片加工困难而导致的良品率低和成本相对较高的问题；6、更关键的是由于本系统采用了全塑料材料，故成本得到了极大的降低，可使该产品更广泛地进入市场，而且承座采用特殊材料加工，可以用于耐高温的新型模块加工制程。
图1是本实用新 型的剖面图；图2是本实用新型除去底座的立体图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述:一种非球面透镜结构的光学系统，包括镜筒I及承座2，所述的承座2采用螺纹连接套合在镜筒I上，在镜筒I的前端设置有光阑3，光阑3位于光学系统的最前面，它可以使得系统的镜片通光口径最小，从而使得光学系统的体积小型化。在光阑3的后面依次设有第一透镜4、第二透镜5、第三透镜6 ;所述的第一透镜4为弯月的非球面透镜，该第一透镜4的第一面为椭圆非球面形状，第二面为扁圆椭球面。所述的第二透镜5、第三透镜6的第一表面为双曲线形的非球面，第二表面也必须为双曲线形的非球面，它可以有效地使得场曲减小，这第三透镜6有效解决了各种像差均衡的问题。为减小光线在各透镜之间的折射变化角度，控制成像畸变，结构上需要尽量减小第一透镜4和第二透镜5之间的距离；同时第二透镜5和第三透镜6之间的距离则需尽量增大；为改善场曲像差，第三透镜6的双面设计成双曲线非球面。在所述的第一透镜4和第二透镜5的接触面上设有环形的可消除杂光的遮光纸8，最大限度地减低成像的失真。在第二透镜5和第三透镜6的接触面之间设有用于保证透镜之间的距离的隔圈10。在所述的镜筒I及承座2形成的空腔中，第三透镜6的后部还设有滤光片9，该滤光片9固定在承座来上，滤光片9的下方就是CMOS感光芯片，光线是从滤光片9进入的，滤光片9对CMOS感光芯片有一定的保护作用，同时也过滤一部分光线，使图像色彩亮丽和锐利的同时具有良好的色彩还原性，该滤光片9除了解决色彩方面的问题以外，还保证了后面的模型的封装工艺顺利进行。[0029]第二透镜5、第三透镜6的非球面的表面形状满足以下方程:Z=cy2/ {1+ V[l-l+kc2y2]} + a J2+ a 2y4+ a 3y6+ a 4y8+ a 5y10+ a 6y12+ a 7y14+ a 8y16 ;在公式中，參数 C 为半径所对应的曲率，y为径向坐标(其単位和透镜长度单位相同)，k为圆锥二次曲线系数。当k系数小于-1时面形曲线为双曲线，等于-1时为抛物线，介于-1到0之间时为椭圆，等于0时为圆形，大于0时为扁圆形。Ci1至Ci8分别表示各径向坐标所对应的系数，通过以上參数可以精确设定透镜前后两面非球面的形状尺寸。在本实用新型中，第一透镜4第一面为椭圆非球面形状，要求k系数在-1 - 0之间，第二面非球面形状为扁圆椭球面，其系数k的范围应该大于I ;第ニ透镜5和第三透镜6的第一面非球面和第二面非球面形状都为双曲线形，其k系数都小于-1。第一透镜4、第二透镜5、第三透镜6的系统元件特性满足以下表达式:-0.4<fl/f234〈0，vd234P-vd234N>30mm，其中，fl为第一透镜4的焦距，f234为第二、第三透镜5、6的组合焦距，vd23P为第二、第三透镜5、6组中的正透镜的色散系数，vd23N为第二、第三透镜
5、6组中的负透镜的色散系数。 系统的第一透镜4具有正折射本领，第二透镜5具有负折射本领，第三透镜6具有正折射本領，第二透镜5、第三透镜6的组合具有负折射本領，从而使得光学系统的像方主面前移，从而使得系统长度缩短。由于镜筒1、承座2、第一透镜4、第二透镜5和第三透镜6组合在一起非常的小巧，透镜的外径都小于8mm以上，解决了现有的外径比较大的问题；再有本实用新型全部采用塑料制作，故成本得到了极大的降低，可使该产品更广泛地进入市场，而且承座2采用特殊材料加工，可以用于耐高温的新型模块加工制程，由于本实用新型采用巧妙的镜片间的组合，其数位镜头能够达到200万像素以上，小巧实用。
权利要求1.一种非球面透镜结构的光学系统,包括镜筒(1)和承座(2),在镜筒(1)的前端设有光阑(3)，在光阑(3)后面分别设有第一透镜(4)、第二透镜(5)、第三透镜(6);其特征在于:所述的第一透镜(4)为弯月的非球面透镜，所述的第二透镜(5)、第三透镜(6)的截面都为双曲线形的非球面；所述的第一透镜(4)的第一面为椭圆非球面形状，第二面为扁圆椭球面；在所述的第一透镜(4)和第二透镜(5)的接触面上分别设有环形的可消除杂光的遮光纸(8);第一透镜(4)、第二透镜(5)、第三透镜(6)的系统元件特性满足以下表达式:-0.4<fl/f234<0, vd234P-vd234N>30mm。
2.根据权利要求1所述的一种非球面透镜结构的光学系统，其特征在于:第二透镜(5)、第三透镜(6)的非球面的表面形状满足以下方程:Z=cy2/ {1+ V [1- (l+k)c2y2]} + aiY2+ a 2y4+ a 3y0+ a 4y8+ a 5y10+ a 6y12+ a 7y14+ a 8y16。
3.根据权利要求2所述的一种非球面透镜结构的光学系统，其特征在于:在第二透镜(5)的下方与第三透镜(6)的接触面之间设有用于保证透镜之间的距离的隔圈(10)。
4.根据权利要求3所述的一种非球面透镜结构的光学系统，其特征在于:在所述的镜筒(I)及承座(2)形成的空腔中，第三透镜(6)的后部还设有滤光片(9)，该滤光片(9)固定在承座上。
5.根据权利要求4所述的一种非球面透镜结构的光学系统，其特征在于:所述的镜筒(I)螺纹连接在承座(2 )上。
6.根据权利要求5所述的一种非球面透镜结构的光学系统，其特征在于:所述的镜筒(I)、承座(2 )、第一透镜(4 )、第二透镜(5 )和第三透镜(6 )的材质为塑料。
专利摘要本实用新型涉及一种应用于高像素手机、高像质照相机的微型光学镜头的非球面透镜结构的光学系统；本实用新型旨在克服现有技术不足，而提供一种高像素、体积小，可使用于数码相机和手机的非球面透镜结构的光学系统。一种非球面透镜结构的光学系统，包括镜筒和承座，在镜筒的前端设有光阑，在光阑后面分别设有第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述的第一透镜为弯月的非球面透镜，所述的第二透镜、第三透镜的截面都为双曲线形的非球面；本实用新型主要应用于照相手机方面。
文档编号G02B1/04GK202916489SQ20122054030
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月20日 优先权日2012年10月20日
发明者肖明志, 潘华 申请人:中山联合光电科技有限公司