大光圈高像素手机镜头的制作方法

本实用新型涉及一种大光圈高像素手机镜头，属于手机镜头技术领域。

背景技术：

随着智能手机行业的飞速发展和智能手机的普及，现在智能手机基本达到了人手一台。人们在外出游玩时经常使用手机拍照功能，所以对手机的镜头要求也就越来越高，需要高像素的手机镜头来获得更好的拍照体验。所以专业手机厂商会要求使用大光圈高像素的手机镜头来获得更好的拍照效果，大光圈可以有效的提升通光量，而高像素可以提高照片的清晰度，这些都可以在硬件上提高拍照效果。本申请即是为满足上述拍照需求而提出的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了提供一种便于结构设计和成型的大光圈高像素手机镜头，在保证镜头的解析力达到前置光阑光学系统水平的情况下，具有更好的公差效果，考虑了量产性，增加了对系统公差的优化。

本实用新型的技术方案是：

一种大光圈高像素手机镜头，其技术要点是：沿光轴从物方至像方依次由第一透镜L1、孔径光阑S、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及滤光片IR组成，所述第一、第二、第三、第四、第五透镜均为塑料非球面镜片，第一透镜L1是具有正光焦度的凸向物方的弯月形透镜，第二透镜L2是具有负光焦度的凸向物方的弯月形透镜，第三透镜L3是具有正光焦度的透镜且至少有一面存在一个反曲点，第四透镜L4是具有正光焦度的凸向像方的弯月形透镜，第五透镜L5是具有负光焦度的双凹形透镜且至少一个面存在至少一个反曲点。

上述的大光圈高像素手机镜头，还需要满足如下条件：

-0.4<(r5+r6)/(r5-r6)<-0.3

其中，r5为第三透镜L3凸向物方的曲率半径，r6为第三透镜L3凸向像方的曲率半径。此条件是限制第三透镜L3两个面的半径和面型，使第一面产生反曲，且镜片整体类似弯月形。

上述的大光圈高像素手机镜头，还需要满足如下条件：

-0.1<f/f45<0

其中，f为所述大光圈高像素手机镜头的焦距，f45是第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距。光学系统的有效焦距一定，此条件式的比值较小，突出说明后端两个镜片的组合焦距较大。

上述的大光圈高像素手机镜头，还需要满足如下条件：

OTL/TTL<0.8

其中，OTL是第一透镜物侧面的中心点到第五透镜像侧面的最高处的距离，TTL为镜头的光学总长，即第一透镜物侧面的中心点到像面的距离。限制这个数值的意义是表达光学系统的后焦较大，实际镜片的总高度占比更小。

上述的大光圈高像素手机镜头，还需要满足如下条件：

5<d4/d2<7

其中，d2是第一透镜L1和第二透镜L2之间的中心空气间隙，d4是第二透镜L2和第三透镜L3之间的中心空气间隙。

上述的大光圈高像素手机镜头，还需要满足如下条件：

(d1+d3+d5+d7+d9)/(d2+d4+d6+d8)>2.3

其中，d2是第一透镜L1和第二透镜L2之间的中心空气间隙，d4是第二透镜L2和第三透镜L3之间的中心空气间隙，d6是第三透镜L3和第四透镜L4之间的中心空气间隙，d8是第四透镜L4和第五透镜L5之间的中心空气间隙，d1、d3、d5、d7、d9分别为第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的镜片中心厚度。

上述的大光圈高像素手机镜头，还需要满足如下条件：

0.7<(r9+r10)/(r9-r10)<0.8

其中，r9为第五透镜L5凹向物方的曲率半径，r10为第五透镜L5凸向物方的曲率半径。此条件是限制第五透镜L5两个面的半径和面型，两个面都有产生反曲。

上述的大光圈高像素手机镜头，还需要满足如下条件：

TTL/f<1.2

其中，f为所述大光圈高像素手机镜头的焦距，TTL为镜头的光学总长，即第一透镜物侧面的中心点到像面的距离。此条件式突出表示焦距f较大，突出表示在类似的光学总长，系统具有长焦距的特征。

上述的大光圈高像素手机镜头，还需要满足如下条件：

1.6<n2<1.7

其中，n2为第二透镜L2的D线折射率。

本实用新型的有益效果是：

1、采用五片非球面塑胶镜片来优化像差，提高系统的分辨率，得到更好的图像解析能力。主要方法是采用了偶次非球面，有目的的控制镜片的面型结构，来减小此光学系统中像面上每个位置的像差。

2、本光学系统将光阑放置于第一透镜L1和第二透镜L2的中间位置，获得比前置光阑的光学系统更好的公差效果，并且系统的解析力也达到与前置光阑的光学系统的水平。本光学系统的最大半像高为3.052mm，采用F1.8大光圈，后工作距离FBL>0.9mm，镜片的结构上便于成型和结构设计。在系统优化时考虑了量产性，增加了对系统公差的优化，按照常规最大的生产公差模拟得到良率在60％以上。

附图说明

图1是本实用新型的镜头组成结构示意图；

图2是本实用新型的镜头的MTF传递函数曲线图(光学传递函数)；

图3是本实用新型的镜头的畸变曲线。

图中：L1.第一透镜、S.孔径光阑、L2.第二透镜、L3.第三透镜、L4.第四透镜、L5.第五透镜、IR.滤光片；S1.第一透镜物侧面、S2.第一透镜像侧面、S4.第二透镜物侧面、S5.第二透镜像侧面、S6.第三透镜物侧面、S7.第三透镜像侧面、S8.第四透镜物侧面、S9.第四透镜像侧面、S10.第五透镜物侧面、S11.第五透镜像侧面、S12.滤光片物侧面、S13.滤光片像侧面。

具体实施方式

如图1所示，该大光圈高像素手机镜头，沿光轴从物方至像方依次由第一透镜L1、孔径光阑S、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及滤光片IR组成。

其中，所述第一、第二、第三、第四、第五透镜均为塑料非球面镜片，第一透镜L1是具有正光焦度的凸向物方的弯月形透镜，第一透镜物侧面S1为凸面，第一透镜像侧面S2为凹面，第二透镜L2是具有负光焦度的凸向物方的弯月形透镜，第二透镜物侧面S4为凸面，第二透镜像侧面S5为凹面，第三透镜L3是具有正光焦度的透镜且物侧面存在一个反曲点，第三透镜物侧面S6近轴处为凸面，第三透镜像侧面S7为凸面，第四透镜L4是具有正光焦度的凸向像方的弯月形透镜，第四透镜物侧面S8为凹面，第四透镜像侧面S9为凸面，第五透镜L5是具有负光焦度的双凹形透镜，第五透镜物侧面S10为凹面，第五透镜像侧面S11存在一个反曲点，像侧面S11近轴处为凹面。

本实施例中同时还需要满足如下条件：

-0.4<(r5+r6)/(r5-r6)<-0.3

-0.1<f/f45<0

OTL/TTL<0.8

5<d4/d2<7

(d1+d3+d5+d7+d9)/(d2+d4+d6+d8)>2.3

0.7<(r9+r10)/(r9-r10)<0.8

TTL/f<1.2

1.6<n2<1.7

其中，r5为第三透镜L3凸向物方的曲率半径，r6为第三透镜L3凸向像方的曲率半径，r9为第五透镜L5凹向物方的曲率半径，r10为第五透镜L5凸向物方的曲率半径，f为所述大光圈高像素手机镜头的焦距，f45是第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距，OTL是第一透镜物侧面的中心点到第五透镜像侧面的最高处的距离，TTL为镜头的光学总长，即第一透镜物侧面的中心点到像面的距离，d2是第一透镜L1和第二透镜L2之间的中心空气间隙，d4是第二透镜L2和第三透镜L3之间的中心空气间隙，d6是第三透镜L3和第四透镜L4之间的中心空气间隙，d8是第四透镜L4和第五透镜L5之间的中心空气间隙，d1、d3、d5、d7、d9分别为第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的镜片中心厚度，n2为第二透镜L2的D线折射率。

所述第一、第二、第三、第四、第五透镜均采用偶次非球面镜片，各非球面系数满足如下方程：

Z＝cy²/[1+{1－(1+k)c²y²}^+1/2]+A4y⁴+A6y⁶+A8y⁸+A10y¹⁰+A12y¹²+A14y¹⁴+A16y¹⁶+A18y¹⁸+A20y²⁰

其中，其中，Z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、A4为4次非球面系数、A6为6次非球面系数、A8为8次非球面系数、A10为10次非球面系数、A12为12次非球面系数、A14为14次非球面系数、A16为16次非球面系数、A18为18次非球面系数、A20为20次非球面系数。

本实施例中，镜头的设计参数请参照表1(表1a、表1b)。

表1a

表1b

本实施例中，(r5+r6)/(r5-r6)的值为-0.3075

f/f45的值为-0.071

OTL/TTL的值为0.784

d4/d2的值为6.37

(d1+d3+d5+d7+d9)/(d2+d4+d6+d8)的值为2.345

(r9+r10)/(r9-r10)的值为0.72

TTL/f的值为1.197

n2的值为1.66

镜头的视场角为78°，光圈可达F1.8，整个镜头光学长度TTL(第一透镜L1的物侧面到像面的距离)＝4.3mm。

参见图2，是镜头的MTF传递函数曲线图(光学传递函数)，综合反映系统的成像质量。本光学系统在频率为110lp/mm时，0.8视场内MTF>60％，系统具有很高的清晰度。

参见图3，是镜头的畸变曲线，畸变不影响系统的清晰度，但是会引起系统变形，而本系统的光学畸变小于2％，已经矫正到非常好的情况。