專利名稱：一種光學(xué)鏡頭組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)器件，具體涉及一種光學(xué)鏡頭組件。
背景技術(shù)：
在數(shù)碼成像設(shè)備中，光學(xué)成像鏡頭是尤為重要的組件，鏡頭的像質(zhì)直接決定了數(shù) 碼成像設(shè)備的成像性能。數(shù)碼產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，日趨向輕薄短小方向發(fā)展，因而對配備在 數(shù)碼成像設(shè)備中的光學(xué)鏡頭有了越來越高的要求。特別是在百萬像素以上的鏡頭模塊中， 為了保證高的成像品質(zhì)和亮度，達到足夠的視場角，數(shù)碼成像系統(tǒng)需要較大的空間來屈折 光線，往往采用增加鏡片的數(shù)量的方法來校正象差，提高成像質(zhì)量；這種產(chǎn)品長度遠遠達不 到輕薄短小的要求，一方面增加了鏡頭體積，另一方面導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能有效校正各種像 差，總長短，體積小，成本低廉的光學(xué)鏡頭組件。本發(fā)明實施例提供的一種光學(xué)鏡頭組件，包括固定光闌、透鏡組和濾光片，透鏡組 包括同軸且自物方至像方依次排列的塑料第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡；第一透鏡具有 正屈光度，第二透鏡具有正屈光度，第三透鏡具有負屈光度；第一透鏡具有第一表面及第二 表面，第二透鏡具有第三表面及第四表面，第三透鏡具有第五表面及第六表面；所述固定光 闌位于第一透鏡前，所述濾光片位于第三透鏡之后；所述第一、第二表面均為球面或非球 面；第三表面、第四表面、第五表面、第六表面均為非球面；第一表面為向物方一側(cè)凸出的 弧形，第二表面相對于像方一側(cè)為平滑的弧狀凹陷形；第三表面相對于物方的一側(cè)為弧狀 凹陷形，第四表面為向像方一側(cè)凸出的弧形；第五表面、第六表面均為M形，第五表面的中 心向物方一側(cè)凸出，第六表面的中心凸向物方一側(cè)。本發(fā)明的有益效果是其采用四到六個非球面設(shè)計，采用正、正、負的屈光度組合 結(jié)構(gòu)，由此，縮短了鏡頭的總長，并對各象差，進行良好的矯正，得到了較好的光學(xué)性能，并 且易于加工，有利于成本降低。該光學(xué)鏡頭組件光闌位于鏡組之前，其第一透鏡凸向物方， 第二透鏡凹向物方，第三透鏡的第五表面、第六表面均為M形，第五表面的中心向物方一側(cè) 凸出，第六表面的中心凸向物方一側(cè)，可減小系統(tǒng)主光線出射角，同時采用這個組合可有利 縮短總長；并有利于校正軸外像差和畸變，特別是減小橫向色差。


圖1是本發(fā)明光學(xué)鏡頭組件實施例一的光學(xué)組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2實施例二的光學(xué)鏡頭POLYCHROMATIC DIFFRACTION MTF (幾何光學(xué)傳遞函數(shù)) 圖；圖3實施例二的光學(xué)鏡頭場曲示意圖；圖4實施例二的光學(xué)鏡頭畸變示意圖5實施例三的光學(xué)鏡頭POLYCHROMATIC DIFFRACTION MTF (幾何光學(xué)傳遞函數(shù)) 圖；圖6實施例三的光學(xué)鏡頭場曲示意圖；圖7實施例三的光學(xué)鏡頭畸變示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。實施例一如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種光學(xué)鏡頭組件，包括一固定光闌、一透鏡組 和濾光片，所述透鏡組包括同軸且自物方至像方依次排列的塑料第一透鏡1、第二透鏡2和 第三透鏡3，所述固定光闌位于第一透鏡的前方，所述濾光片4位于第三透鏡3之后；濾光 片4具有面向物方的前表面和面向像方的后表面，第一透鏡1具有面向物方的第一表面11 及面向像方的第二表面12，第二透鏡2具有面向物方的第三表面21及面向像方的第四表 面22，第三透鏡3具有面向物方的第五表面31及面向像方的第六表面32 ；上述第一、第二 表面為球面或非球面；第三至第六表面全部采用非球面，所述第一表面為向物方一側(cè)凸出 的弧形，第二表面相對于像方一側(cè)為平滑的弧狀凹陷形；所述第三表面相對于物方的一側(cè) 為弧狀凹陷形，第四表面為向像方一側(cè)凸出的弧形；第五表面、第六表面均為M形，第五表 面的中心向物方一側(cè)凸出，第六表面的中心凸向物方一側(cè)；第一透鏡整體上具有正屈光度， 第二透鏡整體上具有正屈光度，第三透鏡整體上具有負屈光度。上述固定光闌可以設(shè)置于第一透鏡的前方，也可以設(shè)置于第一透鏡的第一表面 上，優(yōu)選地，在本實施例中，固定光闌設(shè)置于第一透鏡的第一表面上。上述光學(xué)鏡頭組件，采用四到六個非球面設(shè)計，由此，縮短了鏡頭的總長，并對各 象差，進行良好的矯正，得到了較好的光學(xué)性能，并且易于加工，有利于成本降低。進一步地，所述光學(xué)鏡頭組件滿足以下條件1. 1 < L/f < 1. 3 ；0. 7 < fl/f < 1. 2 ；f2 > 0 且 0. 9 < |f2/f| < 2. 2 ；f3 < 0,0. 55 < |f3/f | < 2. 2 ；其中f為整個光學(xué)鏡頭組件的有效焦距值；L為系統(tǒng)總長；fl為第一透鏡的有效 焦距值；f2為第二透鏡的有效焦距值；f3為第三透鏡的有效焦距值；鏡頭組件總長及各透 鏡有效焦距值之間的關(guān)系的限定，進一步縮短了鏡頭的總長，并對各象差，進行良好的矯 正，得到了較好的光學(xué)性能。其中，第一透鏡的材料為折射率< 1. 55，色散值> 50的光學(xué)材料，其中優(yōu)選塑膠 材料ΖΕ0ΝΕΧ(非晶型聚烯烴)，折射率和色散分別為nl = 1. 53，vl = 56 ；第二透鏡的材料 為折射率< 1. 55，色散值> 50的光學(xué)材料，其中優(yōu)選塑膠材料ΖΕ0ΝΕΧ，折射率和色散分別 為nl = 1. 53, vl = 56 ；其第三透鏡的材料為折射率> 1. 57，色散值< 32的光學(xué)材料，其中 優(yōu)選塑膠材料PC (聚碳酸脂)，折射率和色散分為n2 = 1. 585，ν2 = 29. 5。
第一、二透鏡的優(yōu)選色散大于50，第三透鏡的優(yōu)選色散小于32，采用上述色散數(shù) 值可以減小系統(tǒng)色差。濾光片為一玻璃平板，玻璃平板的前后表面均鍍覆有一層紅外截至濾膜(IR-cut Coating)，以濾除來自于被攝物反射光線中的紅外光線，從而提高成像質(zhì)量。所述非球面的面形符合如下公式 其中為以各非球面與光軸交點為起點，垂直光軸方向的軸向值，k為二次曲面系 數(shù)，C為鏡面中心曲率，C = 1/R，其中R為鏡面中心曲率半徑，r為鏡面中心高度；al、a2、 a3、a4、a5、a6為非球面系數(shù)。本發(fā)明的有益效果是其采用四到六個非球面設(shè)計，采用正、正、負的屈光度組合 結(jié)構(gòu)，由此，縮短了鏡頭的總長，并對各象差，進行良好的矯正，得到了較好的光學(xué)性能，并 且易于加工，有利于成本降低。實施例二本發(fā)明所提供的第二實施例，第一透鏡的第一表面和第二表面均為球面，在實施 例一的基礎(chǔ)上，進一步提出了鏡頭組件的相關(guān)參數(shù)如下鏡片參數(shù) 非球面系數(shù)
表中厚度d為此面距離下個面的距離，該鏡頭的總長L = 3. 1mm，有效焦距值f = 2. 4mm，第一透鏡的有效焦距值fl = 2. 3833mm，第二透鏡的有效焦距值f2 = 3. 1869mm，第 三透鏡的有效焦距值f3 = -2. 9947mm.圖2是本發(fā)明實施例二的光學(xué)鏡頭組件的調(diào)制傳遞函數(shù)(ModulationTransfer Function，簡稱MTF)曲線圖，圖中橫軸表示空間頻率，單位線對每毫米(lp/mm)；縱軸表示 調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)的數(shù)值，所述MTF的數(shù)值用來評價鏡頭的成像質(zhì)量，取值范圍為0-1， MTF曲線越高越直表示鏡頭的成像質(zhì)量越好，對真實圖像的還原能力越強。從圖2可以看 出，各視場子午方向(T)和弧矢方向(S)方向的MTF曲線很靠近，其表明該鏡頭組件在各 個視場，子午方向(T)和弧矢方向(S)這兩個方向的成像性能具有良好的一致性，能保證鏡 頭組件在整個成像面上都能清晰成像，而不會出現(xiàn)中間清晰、邊緣模糊的情況。圖3和圖4分別是本發(fā)明實施例二的光學(xué)鏡頭組件的場曲和畸變圖，從圖3和圖 4可以看出，該光學(xué)鏡頭組件的場曲小于0. 20mm，畸變小于2% ；能夠配合市場上主流的互 補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS) /電荷藕合器件(Charge CoupledDevice，簡稱CCD)影像傳感 器接收的要求。因此本發(fā)明提供的實施例可以在縮短鏡頭總長的基礎(chǔ)上，確保適當?shù)暮蠼咕?，還 可以對各象差，特別是非點象差和畸變象差進行良好矯正，并得到理想的光學(xué)性能。實施例三本發(fā)明所提供的第三實施例，第一透鏡的第一表面和第二表面均為非球面，在實 施例一的基礎(chǔ)上，進一步提出了鏡頭組件的相關(guān)參數(shù)如下鏡片參數(shù) 非球面系數(shù) 表中厚度d為此面距離下個面的距離，該鏡頭的總長L = 3. 4mm，有效焦距值f = 2. 82mm,第一透鏡的有效焦距值f 1 = 2. 58mm,第二透鏡的有效焦距值f2 = 3. 09mm,第三透 鏡的有效焦距值f3 = -2. 48mm.圖5是本發(fā)明實施例三的光學(xué)鏡頭組件的調(diào)制傳遞函數(shù)(ModulationTransfer Function，簡稱MTF)曲線圖，圖中橫軸表示空間頻率，單位線對每毫米(lp/mm)；縱軸表示 調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)的數(shù)值，所述MTF的數(shù)值用來評價鏡頭的成像質(zhì)量，取值范圍為0-1， MTF曲線越高越直表示鏡頭的成像質(zhì)量越好，對真實圖像的還原能力越強。從圖2可以看 出，各視場子午方向(T)和弧矢方向(S)方向的MTF曲線很靠近，其表明該鏡頭組件在各 個視場，子午方向(T)和弧矢方向(S)這兩個方向的成像性能具有良好的一致性，能保證鏡 頭組件在整個成像面上都能清晰成像，而不會出現(xiàn)中間清晰、邊緣模糊的情況。圖6和圖7分別是本發(fā)明實施例三的光學(xué)鏡頭組件的場曲和畸變圖，從圖6和圖 7可以看出，該光學(xué)鏡頭組件的場曲小于0. 10mm，畸變小于2% ；能夠配合市場上主流的互 補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS) /電荷藕合器件(Charge CoupledDevice，簡稱CCD)影像傳感 器接收的要求。
因此本發(fā)明提供的實施例可以在縮短鏡頭總長的基礎(chǔ)上，確保適當?shù)暮蠼咕?，還可以對各象差，特別是非點象差和畸變象差進行良好矯正，并得到理想的光學(xué)性能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光學(xué)鏡頭組件，其特征在于包括固定光闌、透鏡組和濾光片，透鏡組包括同軸且自物方至像方依次排列的塑料第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡；第一透鏡具有正屈光度，第二透鏡具有正屈光度，第三透鏡具有負屈光度；第一透鏡具有第一表面及第二表面，第二透鏡具有第三表面及第四表面，第三透鏡具有第五表面及第六表面；所述固定光闌位于第一透鏡前，所述濾光片位于第三透鏡之后；所述第一、第二表面均為球面或非球面；第三表面、第四表面、第五表面、第六表面均為非球面；第一表面為向物方一側(cè)凸出的弧形，第二表面相對于像方一側(cè)為平滑的弧狀凹陷形；第三表面相對于物方的一側(cè)為弧狀凹陷形，第四表面為向像方一側(cè)凸出的弧形；第五表面、第六表面均為M形，第五表面的中心向物方一側(cè)凸出，第六表面的中心凸向物方一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)鏡頭組件，其特征在于所述光學(xué)鏡頭組件滿足以 下條件1. 1 < L/f < 1. 3 ；0. 7 < fl/f < 1. 2 ；f2 > 0 且 0. 9 < f2/f < 2. 2 ；f3 < 0,0. 55 < f3/f < 2. 2 ；其中f為整個光學(xué)鏡頭組件的有效焦距值；L為系統(tǒng)總長；fl為第一透鏡的有效焦距 值；f2為第二透鏡的有效焦距值；f3為第三透鏡的有效焦距值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)鏡頭組件，其特征在于第一透鏡的材料為折射率 < 1. 55，色散值> 50的光學(xué)材料；第二透鏡的材料為折射率< 1. 55，色散值> 50的光學(xué)材 料；第三透鏡的材料為折射率> 1. 57，色散值< 32的光學(xué)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光學(xué)鏡頭組件，其特征在于第一透鏡的材料為非晶型 聚烯烴，折射率和色散分別為nl = 1. 53，vl = 56 ；第二透鏡的材料為非晶型聚烯烴，折射 率和色散分別為nl = 1. 53，vl = 56 ；第三透鏡的材料為聚碳酸脂，折射率和色散分為n2 =1. 585，ν2 = 29. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)鏡頭組件，其特征在于濾光片為一玻璃平板，玻璃 平板的前后表面均鍍覆有一層紅外截至濾膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的一種光學(xué)鏡頭組件，其特征在于所述非球面的 面形符合如下公式z=cr2/1+√1-(1+k)c2r2+a1r2+a2r4+a3r6+a4r8+a6r10+a6r12其中為以各非球面與光軸交點為起點，垂直光軸方向的軸向值，k為二次曲面系數(shù)，c 為鏡面中心曲率，c = 1/R，其中R為鏡面中心曲率半徑，r為鏡面中心高度；al、a2、a3、a4、 a5、a6為非球面系數(shù)。
全文摘要
一種光學(xué)鏡頭組件，包括固定光闌、透鏡組和濾光片，透鏡組包括同軸且自物方至像方依次排列的塑料第一正透鏡、第二正透鏡和第三負透鏡；第一透鏡具有第一表面及第二表面，第二透鏡具有第三表面及第四表面，第三透鏡具有第五表面及第六表面；所述固定光闌位于第一透鏡前，所述濾光片位于第三透鏡之后；所述第一、第二表面均為球面或非球面；第三表面、第四表面、第五表面、第六表面均為非球面；第一表面為向物方一側(cè)凸出的弧形，第二表面相對于像方一側(cè)為平滑的弧狀凹陷形；第三表面相對于物方的一側(cè)為弧狀凹陷形，第四表面為向像方一側(cè)凸出的弧形；第五表面、第六表面均為M形，第五表面的中心向物方一側(cè)凸出，第六表面的中心凸向物方一側(cè)。
文檔編號G02B9/12GK101846781SQ20091010644
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者楊志 申請人:比亞迪股份有限公司