專利名稱：一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)鏡頭，尤其涉及一種應(yīng)用于高像素手機(jī)、高像質(zhì)照相機(jī)的微型光學(xué)鏡頭的非球面透鏡結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)。背景技術(shù)：
目前使用的照相機(jī)、手機(jī)數(shù)碼鏡頭普遍存在這樣的缺點(diǎn)像素比較低、外形尺寸較大。市場(chǎng)上現(xiàn)在主流的照相手機(jī)主要是10萬(wàn)、30萬(wàn)像素的低配置鏡頭，所拍攝的圖像像質(zhì)無(wú)論是整體的清晰度還是照度的均勻性等方面均不夠理想，只能用作待機(jī)畫面或一般欣賞，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足以打印精美的照片。
而且照相手機(jī)用數(shù)碼鏡頭的外形偏大，外徑一般大于8mm，而且用于高像素芯片局限于采用CCD感光片，而CCD感光技術(shù)控制在日系廠商手中，較為領(lǐng)先的產(chǎn)品取得非常困難，同時(shí)用于CCD感光片的鏡頭比較長(zhǎng)，光學(xué)系總長(zhǎng)大于8mm，用到內(nèi)置照相手機(jī)上顯得體積較大。
為解決上述所存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明作出大量的改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高像素、體積小，可使用于數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)的非球面透鏡結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)。
為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下列技術(shù)方案
—種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，包括鏡筒和承座，在鏡筒的前端設(shè)有光闌，在光闌后面分別設(shè)有第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡；其特征在于所述的第一透鏡為彎月的非球面透鏡，所述的第二透鏡、第三透鏡的截面都為雙曲線形的非球面；
如上所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述的第一透的第一面為橢圓非球面形狀，第二面為扁圓橢球面；
如上所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于在所述的第一透鏡和第二透鏡的接觸面上分別設(shè)有環(huán)形的可消除雜光的遮光紙；
如上所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于第二透鏡、第三透鏡的非球面的表面形狀滿足以下方程Z=cy2/ { 1+ V [I- (1+k) c2y2]} + a j2+a 2y4+a 3y6+a 4y8 + α 5y10+ α 6y12+ α 7y14+ α 8y16 ；
如上所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡的系統(tǒng)元件特性滿足以下表達(dá)式-0. 4〈fl/f234〈0，vd234P-vd234N>30mm ；
如上所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于在第二透鏡的下方與第三透鏡的接觸面之間設(shè)有用于保證透鏡之間的距離的隔圈；
如上所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于在所述的鏡筒及承座形成的空腔中，第三透鏡的后部還設(shè)有濾光片，該濾光片固定在承座上；
如上所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述的鏡筒螺紋連接在承座上；
如上所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述的鏡筒、承座、第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的材質(zhì)為塑料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)
I、本發(fā)明的數(shù)位鏡頭能夠達(dá)到200萬(wàn)像素以上，而現(xiàn)有微型數(shù)位鏡頭一般是10 萬(wàn)、30萬(wàn)像素；
2、本發(fā)明的照度像面整體均勻、明亮，而現(xiàn)有微型數(shù)位鏡頭多數(shù)中心亮，四周暗；
3、本發(fā)明的銳利度高、顏色分明，色彩還原性好；
4、本發(fā)明可以用于300萬(wàn)像素的CMOS感光片；
5、本發(fā)明還解決了以前玻塑混合結(jié)構(gòu)中的玻璃鏡片加工困難而導(dǎo)致的良品率低和成本相對(duì)較高的問(wèn)題；
6、更關(guān)鍵的是由于本系統(tǒng)采用了全塑料材料，故成本得到了極大的降低，可使該產(chǎn)品更廣泛地進(jìn)入市場(chǎng)，而且承座采用特殊材料加工，可以用于耐高溫的新型模塊加工制程。

圖I是本發(fā)明的剖面圖2是本發(fā)明除去底座的立體圖。具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述
一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，包括鏡筒I及承座2，所述的承座2采用螺紋連接套合在鏡筒I上，在鏡筒I的前端設(shè)置有光闌3，光闌3位于光學(xué)系統(tǒng)的最前面，它可以使得系統(tǒng)的鏡片通光口徑最小，從而使得光學(xué)系統(tǒng)的體積小型化。在光闌3的后面依次設(shè)有第一透鏡4、第二透鏡5、第三透鏡6 ;所述的第一透鏡4為彎月的非球面透鏡，該第一透鏡4 的第一面為橢圓非球面形狀，第二面為扁圓橢球面。所述的第二透鏡5、第三透鏡6的第一表面為雙曲線形的非球面，第二表面也必須為雙曲線形的非球面，它可以有效地使得場(chǎng)曲減小，這第三透鏡6有效解決了各種像差均衡的問(wèn)題。
為減小光線在各透鏡之間的折射變化角度，控制成像畸變，結(jié)構(gòu)上需要盡量減小第一透鏡4和第二透鏡5之間的距離；同時(shí)第二透鏡5和第三透鏡6之間的距離則需盡量增大；為改善場(chǎng)曲像差，第三透鏡6的雙面設(shè)計(jì)成雙曲線非球面。在所述的第一透鏡4和第二透鏡5的接觸面上設(shè)有環(huán)形的可消除雜光的遮光紙8，最大限度地減低成像的失真。在第二透鏡5和第三透鏡6的接觸面之間設(shè)有用于保證透鏡之間的距離的隔圈10。
在所述的鏡筒I及承座2形成的空腔中，第三透鏡6的后部還設(shè)有濾光片9，該濾光片9固定在承座來(lái)上，濾光片9的下方就是CMOS感光芯片，光線是從濾光片9進(jìn)入的，濾光片9對(duì)CMOS感光芯片有一定的保護(hù)作用，同時(shí)也過(guò)濾一部分光線，使圖像色彩亮麗和銳利的同時(shí)具有良好的色彩還原性，該濾光片9除了解決色彩方面的問(wèn)題以外，還保證了后面的模型的封裝工藝順利進(jìn)行。
第二透鏡5、第三透鏡6的非球面的表面形狀滿足以下方程Z=cy2/ {1+ V[l-l+kc2y2]} + a ^2+ a 2y4+ a 3y6+ a 4y8+ a 5y10+ a 6y12+ a 7y14+ a 8y16 ;在公式中，參數(shù) c 為半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)(其單位和透鏡長(zhǎng)度單位相同)，k為圓錐二次曲線系數(shù)。當(dāng)k系數(shù)小于-I時(shí)面形曲線為雙曲線，等于-I時(shí)為拋物線，介于-I到O之間時(shí)為橢圓，等于O時(shí)為圓形，大于O時(shí)為扁圓形。\至Ci8分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)，通過(guò)以上參數(shù)可以精確設(shè)定透鏡前后兩面非球面的形狀尺寸。在本發(fā)明中，第一透鏡4第一面為橢圓非球面形狀，要求k系數(shù)在-I - O之間，第二面非球面形狀為扁圓橢球面，其系數(shù)k的范圍應(yīng)該大于I ;第二透鏡5和第三透鏡6的第一面非球面和第二面非球面形狀都為雙曲線形，其k系數(shù)都小于-I。第一透鏡4、第二透鏡5、第三透鏡6的系統(tǒng)元件特性滿足以下表達(dá)式-0. 4<fl/f234〈0，vd234P-vd234N>30mm，其中，f I為第一透鏡4的焦距，f234為第二、第三透鏡5、6的組合焦距，vd23P為第二、第三透鏡5、6組中的正透鏡的色散系數(shù)，vd23N為第二、第三透鏡5、6組中的負(fù)透鏡的色散系數(shù)。 系統(tǒng)的第一透鏡4具有正折射本領(lǐng)，第二透鏡5具有負(fù)折射本領(lǐng)，第三透鏡6具有正折射本領(lǐng)，第二透鏡5、第三透鏡6的組合具有負(fù)折射本領(lǐng)，從而使得光學(xué)系統(tǒng)的像方主面前移，從而使得系統(tǒng)長(zhǎng)度縮短。由于鏡筒I、承座2、第一透鏡4、第二透鏡5和第三透鏡6組合在一起非常的小巧，透鏡的外徑都小于8mm以上，解決了現(xiàn)有的外徑比較大的問(wèn)題；再有本發(fā)明全部采用塑料制作，故成本得到了極大的降低，可使該產(chǎn)品更廣泛地進(jìn)入市場(chǎng)，而且承座2采用特殊材料加工，可以用于耐高溫的新型模塊加工制程，由于本發(fā)明采用巧妙的鏡片間的組合，其數(shù)位鏡頭能夠達(dá)到200萬(wàn)像素以上，小巧實(shí)用。
權(quán)利要求
1.一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，包括鏡筒(I)和承座(2),在鏡筒(I)的前端設(shè)有光闌(3)，在光闌(3)后面分別設(shè)有第一透鏡(4)、第二透鏡(5)、第三透鏡(6);其特征在于所述的第一透鏡(4)為彎月的非球面透鏡，所述的第二透鏡(5)、第三透鏡(6)的截面都為雙曲線形的非球面；所述的第一透鏡(4)的第一面為橢圓非球面形狀，第二面為扁圓橢球面；在所述的第一透鏡(4)和第二透鏡(5)的接觸面上分別設(shè)有環(huán)形的可消除雜光的遮光紙(8);第一透鏡(4)、第二透鏡(5)、第三透鏡(6)的系統(tǒng)元件特性滿足以下表達(dá)式-0. 4<fl/f234<0, vd234P-vd234N>30mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于第二透鏡(5)、第三透鏡(6)的非球面的表面形狀滿足以下方程Z=cy2/ {1+ V [I- (l+k)c2y2]} + aiy2+a 2y4+ a 3y0+ a 4y8+ a 5y10+ a 6y12+ a 7y14+ a 8y16。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于在第二透鏡(5)的下方與第三透鏡(6)的接觸面之間設(shè)有用于保證透鏡之間的距離的隔圈(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于在所述的鏡筒(I)及承座(2)形成的空腔中，第三透鏡(6)的后部還設(shè)有濾光片(9)，該濾光片(9)固定在承座上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述的鏡筒(I)螺紋連接在承座(2 )上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高像素,體積小的光學(xué)系統(tǒng),其特征在于所述的鏡筒(I)、承座(2)、第一透鏡(4)、第二透鏡5)和第三透鏡(6)的材質(zhì)為塑料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高像素，體積小的光學(xué)系統(tǒng)，本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)不足，而提供了一種高像素、體積小，可使用于數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)的非球面透鏡結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)。一種非球面透鏡結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)，包括鏡筒和承座，在鏡筒的前端設(shè)有光闌，在光闌后面分別設(shè)有第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡；所述的第一透鏡為彎月的非球面透鏡，所述的第二透鏡、第三透鏡的截面都為雙曲線形的非球面；本發(fā)明主要應(yīng)用于照相手機(jī)方面。
文檔編號(hào)G02B7/02GK102928959SQ20121040282
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月20日
發(fā)明者肖明志, 潘華 申請(qǐng)人:中山聯(lián)合光電科技有限公司