一种微型红外广角光学镜头的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种微型红外广角光学镜头，包括承座及连接在承座上的镜筒，在镜筒的空腔中从外到里依次设有压环、第一透镜、第二透镜，第一与第二透镜之间设有隔圈；所述的第一透镜为负焦距透镜，其朝向物方的第一面为扁圆形非球面，朝向像方的第二面为双曲线非球面；第二透镜为正焦距透镜，其朝向物方的第一面为圆形非球面，朝向像方的第二面为双曲线非球面。本实用新型提供了一种200万像素、厚度超薄，可使用于高灵敏度及70-110英寸以上触摸屏的光学镜头。
【专利说明】一种微型红外广角光学镜头
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及一种红外广角光学镜头，尤其涉及一种应用于高像素触摸屏识别用微型光学镜头。
【【背景技术】】
[0002]目前使用的触摸屏识别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30万像素、40英寸屏幕用低配置镜头，其灵敏度和识别范围都不够理想，只能在灵敏度要求不用屏幕较少的触摸屏使用；而且镜头的厚度偏大，一般为IOmm左右。
[0003]本实用新型为了克服以上的缺点，进行了大量的改进。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种200万像素、厚度超薄，可使用于高灵敏度及70-110英寸以上触摸屏的光学镜头。
[0005]为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了下列技术方案:
[0006]一种微型红外广角光学镜头，其特征在于包括承座I及连接在承座上的镜筒2，在镜筒2的空腔中从外到里依次设有压环3、第一透镜4、第二透镜5，第一与第二透镜之间设有隔圈6 ;所述的第一透镜4为负焦距透镜，其朝向物方的第一面41为扁圆形非球面，朝向像方的第二面42为双曲线非球面；第二透镜5为正焦距透镜，其朝向物方的第一面51为圆形非球面，朝向像方的第二面52为双`曲线非球面。
[0007]如上所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于所述的第一透镜4、第二透镜5系统元件特性满足以下表达式:-5〈fl/f2〈2，vd Pl ( 60，vd P2_vd Pl ( 40，其中，Π为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，vdPl为第一透镜的色散系数，第vd P2为第二透镜的色散系数。
[0008]如上所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于所述的第1-第2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 J2+a 2y4+a 3y6+a 4y8+α 5y10+ α 6y12+ α 7y14+ α 8y16 ;在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标其单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O之间时为椭圆，等于O时为圆形,大于O时为扁圆形。(^至(18分别表示各径向坐标所对应的系数。
[0009]如上所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于:第一透镜朝向像方第二面非球面的双曲线形，要求其k系数为小于0，第一透镜朝向物方的第一面非球面形状为扁圆形非球面，其k系数为大于O ;第二透镜朝向物方的第一面非球面为扁圆形非球面，K系数为大于0，第二透镜朝向像方的第二面非球面形状都为双曲线形，其k系数都小于-1。
[0010]如上所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于:所述第一透镜和第二透镜镜面之间的距离为H，其中O < HS 1mm。[0011]如上所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于:所述第一透镜的外围四周切边形状为跑道形状。
[0012]如上所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于:所述第一透镜采用vd Pl< 30, vd Pl为第一透镜的色散系数。
[0013]如上所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于:所述第二透镜朝向像面的第二个面52的曲率半径小于3mm。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有如下的优点:
[0015]1、本实用新型的数位镜头在红外光谱时能够达到200万像素以上，而现有微型数位镜头一般是30万。
[0016]2、本实用新型的厚度最薄可以达到1.8mm。
[0017]3、本实用新型可以实现最大视场角为140度的广角摄像。
[0018]4、本实用新型的锐利度高、对于触摸识别环境的灵敏度高。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0019]图1是本实用新型的剖面示意图。
[0020]图2是本实用新型的分解示意图。
【【具体实施方式】】
[0021]下面结合附图对本实用新型进行详细描述:
[0022]如图1所示，一种微型红外广角光学镜头，可以用于相对便宜的高像素CMOS感光片，包括承座I及连接在承座上的镜筒2，在镜筒2的空腔中从外到里依次设有压环3、第一透镜4、第二透镜5，第一与第二透镜之间设有隔圈6。所述的第一透镜4为负焦距透镜，其朝向物方的第一面41为扁圆形非球面，朝向像方的第二面42为双曲线非球面。所述第二透镜5为正焦距透镜，其朝向物方的第一面51为圆形非球面，朝向像方的第二面52为双曲线非球面。所述第一透镜的外围四周切边形状为跑道形状，即第一透镜设计成切边圆弧形状。
[0023]所述的第一透镜4、第二透镜5的非球面的表面形状满足以下方程:
[0024]Z=cy2/ { 1+ √ [1- ( 1+k) c2y2]} + a j2+a 2y4+a 3y6+a 4y8+a 5y10+a 6y12+a 7y14+α 8
y16。在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标其单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O之间时为椭圆，等于O时为圆形，大于O时为扁圆形。\至Ci8分别表示各径向坐标所对应的系数。通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的形状尺寸。
[0025]第一透镜4朝向像方第二面非球面的双曲线形，要求其k系数为小于0，第一透镜朝向物方的第一面非球面形状为扁圆形非球面，其k系数为大于O。第二透镜5朝向物方的第一面非球面为扁圆形非球面，K系数为大于0，第二透镜朝向像方的第二面非球面形状都为双曲线形，其k系数都小于-1。
[0026]所述的第一透镜、第二透镜系统元件特性满足以下表达式:-5〈fl/f2〈2，vdPl ( 60，vd P2-vd Pl ( 40，其中，fl为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，vd P2为第二透镜的色散系数，vd Pl为第一透镜的色散系数。更优的方式，所述第一透镜采用vdPl < 30的透镜。
[0027]为实现大角度光线成像，结构上需要尽量减小第一和第二透镜之间的距离，即在本实施例中，所述第一透镜和第二透镜镜面之间的距离为H，其中O < H < 1_。
[0028]承座I套合在镜筒2后端的外圆周上，承座I与镜筒2之间螺纹配合固定。
[0029]镜筒及承座的空腔中、第二透镜5的后部还设有红外滤光片7，光线是从红外滤光片7进入的，红外滤光片对CMOS感光芯片有一定的保护作用，同时也过滤掉不需要的影响成像质量的光线，使图像税利并提高灵敏度，同时有助于提升图像对比度。
[0030]光阑面位于光学系统第一透镜和第二透镜之间，光阑也是上述的隔圈6，它可以使得系统的镜片通光口径小同时降低系统对镜片偏心制造公差的敏感度，从而使得光学系统的体积小型化和易量产化。
[0031]第二透镜朝向像面的第二个面是双曲线非球面，其曲率半径小于3_，它可以使得整个镜头的长度最短至4.5mm以下。
[0032]系统的第一透镜具有负折射本领，第二透镜具有正折射本领，从而使得光学系统的可以实现广角成像。
[0033]以下是本光学透镜的设计案例:
[0034]表面数据汇总:
[0035]
面编号类型半径R 厚度光学材料口长二次曲线
OBJ 标准 Infinity 10003466.892 O
I 非球面 12 0.4794134 L 540000, 56.500000 2.458587 64.00085
[0036]
2 非球面 I0.61734941.29092 -7.369489
STO 标准 Infinity 0.019762660.435034 O
4非球面-30.00847 1.345318 1.540000，56.500000 0.6186768 -TL 62386
5非球面 -0.60.31.64674 -1.029382
6标准Infinity 0.3BK7 2.146346 O
7标准Infinity 1.177482.264957O
IMA 标准Infinity2.855934 O
[0037]表面数据细节:
[0038]表面OBJ标准
表面 I非球面
参数在2次项:O
参数在4次项: 0.47245401
参数在6次项: -0.61471932
参数在8次项: 0.57135733
参数在10次项: -0.37498022
参数在12次项: 0.17301303
参数在14次项: -0.039478303
参数在16次项: O
O
表面2非球面
参数在2次项:O
参数在4次项:2.5836078
[0039]
参数在6次项:-2.8713781
参数在8次项:4.2358989
参数在10次项:-113.0527
参数在12次项:596.36676
参数在14次项:-845.84867
参数在16次项:O
[0040]表面STO标准
[0041]表面4 非球面
参数在2次项:O
参数在4次项:2.9862696
参数在6次项:-113.97171
参数在8次项:1418.6248
参数在10次项:3396.8232
参数在12次项:-194990.35
参数在14次项:1060060.3
参数在16次项..0
O
表面 5 非球面
参数在2次项:O
参数在4次项: -0.060824284
参数在6次项: -0.054257372
参数在8次项:- 1.3041159
[0042]
参数在10次项:5.7815959
参数在12次项:-9.8730982
参数在14次项:5.979548
参数在16次项:O
表面 6标准
表面 7标准
表面IMA标准
O
【权利要求】
1.一种微型红外广角光学镜头，其特征在于包括承座(1)及连接在承座上的镜筒(2)，在镜筒(2)的空腔中从外到里依次设有压环(3)、第一透镜(4)、第二透镜(5)，第一与第二透镜之间设有隔圈(6);所述的第一透镜(4)为负焦距透镜，其朝向物方的第一面(41)为扁圆形非球面，朝向像方的第二面(42)为双曲线非球面；第二透镜(5)为正焦距透镜，其朝向物方的第一面(51)为圆形非球面，朝向像方的第二面(52)为双曲线非球面。
2.根据权利要求1所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于所述的第一透镜(4)、第二透镜(5)系统元件特性满足以下表达式:-5<fl/f2<2, vd Pl ( 60，vd P2_vdPl ^ 40，其中，fl为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，vd Pl为第一透镜的色散系数，第vd P2为第二透镜的色散系数。
3.根据权利要求1或2所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于所述的第1-第2透镜的非球面的表面形状满足以下方程:Z=cy2/ {1+ V [1- (l+k)c2y2]} + aiy2+a2y4+a3y6+a J8+a 5ylcl+a 6y12+a 7y14+a 8y16 ;在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标(其单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O之间时为椭圆，等于O时为圆形，大于O时为扁圆形；a i至a 8分别表示各径向坐标所对应的系数。
4.根据权利要求3所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于:第一透镜朝向像方第二面非球面的双曲线形，要求其k系数为小于0，第一透镜朝向物方的第一面非球面形状为扁圆形非球面，其k系数为大于O;第二透镜朝向物方的第一面非球面为扁圆形非球面，K系数为大于0，第二透镜朝向像方的第二面非球面形状都为双曲线形，其k系数都小于-1°
5.根据权利要求1或2所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于:所述第一透镜和第二透镜镜面之间的距离为H，其中O < H < 1mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于:所述第一透镜的外围四周切边形状为跑道形状。
7.根据权利要求2所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于:所述第一透镜采用vd Pl < 30，vd Pl为第一透镜的色散系数。
8.根据权利要求1或2所述的一种微型红外广角光学镜头，其特征在于:所述第二透镜朝向像面的第二面(5 2)的曲率半径小于3mm。
【文档编号】G02B13/14GK203376515SQ201320410200
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】肖明志, 陆志凤 申请人:中山联合光电科技有限公司