一種非球面手機(jī)鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及光學(xué)器件【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種非球面手機(jī)鏡頭，采用光闌前置的三片非球面塑膠鏡片的結(jié)構(gòu)，通過特殊的非球面組合設(shè)計(jì)，具有像素單元較小，模組體積較小，視場(chǎng)角較大，鏡頭前玻璃面積較小，產(chǎn)品良品率高，成像效果好，成本較低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種非球面手機(jī)鏡頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)器件【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于手機(jī)200萬像素?cái)z像頭模組的非球面手機(jī)鏡頭。

【背景技術(shù)】
[0002]2013年開始后，智能手機(jī)從處理器到顯示屏、再到攝像頭、甚至到手機(jī)各相關(guān)配件，都呈現(xiàn)出越來越激烈的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。在當(dāng)前各個(gè)品牌的旗艦手機(jī)配置相當(dāng)?shù)那闆r下，產(chǎn)品配件的差異化就成為各個(gè)手機(jī)廠商目標(biāo)。手機(jī)前置攝像頭成為手機(jī)廠商追求差異化的重要選擇之一。
[0003]在前置攝像頭誕生的初期，其像素也只是10萬、30萬那樣的水平，拍攝出來的照片畫質(zhì)很差，夜晚拍攝時(shí)畫質(zhì)效果更差，存在模糊、噪點(diǎn)嚴(yán)重的現(xiàn)象。另外由于后置攝像頭自拍的不便捷性。高像素的前置攝像頭成為自拍一族的最佳選擇。正是這一市場(chǎng)需求，2012年上半多家手機(jī)品牌廠相繼將旗下智能型手機(jī)前置VGA鏡頭更換為HD高畫質(zhì)鏡頭(分辨率規(guī)格為1,280x720)，2012年第4季在全球引發(fā)搶購熱潮的蘋果(Apple) iPhone 5，其前置鏡頭亦是采用可做到720p HD的錄像的高畫質(zhì)鏡頭?？梢?，同時(shí)擁有高品質(zhì)的前置和后置鏡頭已經(jīng)成為手機(jī)的發(fā)展及流行趨勢(shì)。
[0004]現(xiàn)有的手機(jī)前置鏡頭技術(shù)，如何滿足鏡頭組件在耐高、低溫環(huán)境下高質(zhì)量成像效果的同時(shí)，還具備良好的加工制造能力，并進(jìn)一步降低鏡頭組件的生產(chǎn)成本，以適合大批量生產(chǎn)等都成為光學(xué)鏡頭組件設(shè)計(jì)需要滿足的要求。然而，現(xiàn)有前置2M產(chǎn)品仍存在像素單元較大，模組體積較大，視場(chǎng)角較小，鏡頭前玻璃面積較大，產(chǎn)品良品率低，成像效果較差，成本較高的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種非球面手機(jī)鏡頭，具有像素單元較小，模組體積較小，視場(chǎng)角較大，鏡頭前玻璃面積較小，產(chǎn)品良品率高，成像效果好，成本較低的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0007]—種非球面手機(jī)鏡頭，它包括自物體側(cè)至成像側(cè)依次排列的光闌、透鏡鏡片一、透鏡鏡片二、透鏡鏡片三和玻璃濾光片，其米用光闌前置，光闌位于透鏡鏡片一的面序一側(cè)端；所述透鏡鏡片一、透鏡鏡片二和透鏡鏡片三均為非球面塑膠鏡片，鏡片的兩面均為偶次非球面；所述透鏡鏡片一為凸凹透鏡，并且凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述透鏡鏡片二為凹凸透鏡，并且凹面朝向物方，凸面朝向像方；所述透鏡鏡片三為凸凹透鏡，并且凸面朝向物方，凹面朝向像方，且透鏡鏡片三的兩側(cè)面呈波浪形；所述透鏡鏡片一、透鏡鏡片二和透鏡鏡片三的非球面公式為:
[0008]
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[0009]其中，z表示透鏡表面各點(diǎn)的Z坐標(biāo)值，r表示透鏡表面上各點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)值，c為透鏡表面的曲率半徑R的倒數(shù)，k為圓錐系數(shù)，a 1、α 2、α 3、α 4、α 5、α 6、α 7、α 8為非球面系數(shù)；
[0010]其中，所述透鏡鏡片一的面序二的曲率半徑R2，及面序一的曲率半徑R1，其比值R2/R1=1.5^2.5 ;所述透鏡鏡片一的有效焦距fl，及整個(gè)鏡頭組件的有效焦距f，其比值Π/f=l.5^1.6 ;所述透鏡鏡片三的鏡片中心厚度TC，及透鏡鏡片二與透鏡鏡片三之間的空氣間隙厚度AC，其比值TC/AC=6?9。
[0011]優(yōu)選的，所述透鏡鏡片一的面序二的曲率半徑R2，及面序一的曲率半徑R1，其比值 R2/R1=2.45。
[0012]進(jìn)一步的，所述透鏡鏡片一的鏡片中心厚度TC為0.477、.497mm，透鏡鏡片二的鏡片中心厚度TC為0.35(T0.370mm，透鏡鏡片三的鏡片中心厚度TC為0.388?0.408mm。
[0013]優(yōu)選的，所述透鏡鏡片一的鏡片中心厚度TC為0.487_，透鏡鏡片二的鏡片中心厚度TC為0.360mm，透鏡鏡片三的鏡片中心厚度TC為0.398mm。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型所述的一種非球面手機(jī)鏡頭，采用光闌前置的三片非球面塑膠鏡片的結(jié)構(gòu)，通過特殊的非球面組合設(shè)計(jì)，具有像素單元較小，模組體積較小，視場(chǎng)角較大，鏡頭前玻璃面積較小，產(chǎn)品良品率高，成像效果好，成本較低的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面利用附圖來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但是附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的光線成像示意圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型的MTF示意圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型的場(chǎng)曲、畸變示意圖。
[0020]圖5為本實(shí)用新型的彌散斑示意圖。
[0021]圖6為本實(shí)用新型的相對(duì)照度示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體的實(shí)施方式來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。
[0023]如圖1至圖6所示，一種非球面手機(jī)鏡頭，它包括自物體側(cè)至成像側(cè)依次排列的光闌6、透鏡鏡片一 1、透鏡鏡片二 2、透鏡鏡片三3和玻璃濾光片4,其米用光闌前置,光闌6位于透鏡鏡片一 I的面序一 10側(cè)端；所述透鏡鏡片一 1、透鏡鏡片二 2和透鏡鏡片三3均為非球面塑膠鏡片，鏡片的兩面均為偶次非球面。上述透鏡系統(tǒng)在進(jìn)行工作時(shí)，從物方入射的光線依次經(jīng)過透鏡鏡片一 1、透鏡鏡片二 2、透鏡鏡片三3和玻璃濾光片4后在成像平面5處形成影像。
[0024]如圖1所示和圖2所示，在本實(shí)施例中，所述透鏡鏡片一 I為凸凹透鏡，并且凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述透鏡鏡片二 2為凹凸透鏡，并且凹面朝向物方，凸面朝向像方；所述透鏡鏡片三3為凸凹透鏡，并且凸面朝向物方，凹面朝向像方，且透鏡鏡片三3的兩側(cè)面呈波浪形；本實(shí)用新型采用三片非球面塑膠鏡片的結(jié)構(gòu)，這種非球面透鏡的特點(diǎn)是，從透鏡中心到周邊曲率是連續(xù)變化的，與從透鏡中心到周邊有一定曲率的球面透鏡不同，非球面透鏡具有更佳的曲率半徑特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的優(yōu)點(diǎn)，能夠使得視野變得更大而真實(shí)，因此，采用非球面透鏡后，能夠盡可能地消除在成像的時(shí)候出現(xiàn)的像差,從而改善成像質(zhì)量。
[0025]本實(shí)施例中，所述透鏡鏡片一 1、透鏡鏡片二 2和透鏡鏡片三3的非球面公式為:
[0026]
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[0027]其中，z表示透鏡表面各點(diǎn)的Z坐標(biāo)值，r表示透鏡表面上各點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)值，c為透鏡表面的曲率半徑R的倒數(shù)，k為圓錐系數(shù)，a 1、α 2、α 3、α 4、α 5、α 6、α 7、α 8為非球面系數(shù)。
[0028]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述透鏡鏡片一 1、透鏡鏡片二 2、透鏡鏡片三3的前表面及后表面的面型參數(shù)分別如下所示:
[0029]透鏡鏡片一 I面序一 10面序二 11
[0030]cI/ 1.0310I/ 2.5387
[0031]k0.7315-35.6813
[0032]Ct1OO
[0033]α 2-0.03190.4634
[0034]α 3-0.3599-1.5613
[0035]α 42.42069.8758
[0036]α 5-8.8639-32.3404
[0037]α 610.997143.4278
[0038]α 7OO
[0039]α 8OO
[0040]透鏡鏡片二 2面序三20面序四21
[0041]cI/ -0.96511/-0.6692
[0042]k-13.2744-0.8817
[0043]Ct1OO
[0044]α 2-1.52940.4444
[0045]α 34.8903-1.6957
[0046]α 4-17.15742.6089
[0047]α 534.80500.0830
[0048]α 6-27.1597-1.1215
[0049]α 7OO
[0050]α 8OO
[0051]透鏡鏡片三3面序五30面序六31
[0052]cI/ 2.0431I/ 0.8124
[0053]kO-5.7421
[0054]Ct1OO
[0055]α 2-0.5680-0.3810
[0056]α 30.16170.4457
[0057]α 40.9243-0.4758
[0058]α 5-1.46050.3894
[0059]α 60.9560-0.2011
[0060]α 7-0.29670.0540
[0061]α 80.0359-0.0058
[0062]其中，優(yōu)選的，所述透鏡鏡片一 1、透鏡鏡片二 2和透鏡鏡片三3的材質(zhì)為ZEONEX系列，能有效減小透鏡鏡片光學(xué)有效直徑，有利于整個(gè)鏡頭組件外形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)超小型化。
[0063]在本實(shí)施例中，為了更好地降低系統(tǒng)的TV畸變以及主光線出射角度，需要對(duì)所述透鏡鏡片一 1、透鏡鏡片二 2、透鏡鏡片三3進(jìn)行特定的設(shè)計(jì)，具體如下:
[0064]一、優(yōu)選的，其中，所述所述透鏡鏡片一 I的鏡片中心厚度TC為0.477?0.497mm，透鏡鏡片二 2的鏡片中心厚度TC為0.35(T0.370mm，透鏡鏡片三3的鏡片中心厚度TC為
0.388、.408mm，可有效地將光學(xué)總長(zhǎng)縮短。作為最優(yōu)的實(shí)施方式，所述透鏡鏡片一 I的鏡片中心厚度TC為0.487mm，透鏡鏡片二 2的鏡片中心厚度TC為0.360mm，透鏡鏡片三3的鏡片中心厚度TC為0.398mm。
[0065]二、優(yōu)選的，所述透鏡鏡片三3的鏡片中心厚度TC，及透鏡鏡片二 2與透鏡鏡片三3之間的空氣間隙厚度AC，其比值TC/AC=6?9，有助于調(diào)節(jié)MTF曲線S/T方向的集中性，更有利于管控鏡頭整體像質(zhì)。
[0066]三、優(yōu)選的，所述透鏡鏡片一 I的有效焦距fl，及整個(gè)鏡頭組件的有效焦距f，其比值n/f=l.5^1.6，控制鏡頭組件的有效焦距f，保證鏡頭組件的視場(chǎng)角較大，軸外視場(chǎng)主光線角小于28°。
[0067]四、優(yōu)選的，所述透鏡鏡片一 I的面序二 11的曲率半徑R2，及面序一 10的曲率半徑R1，其比值R2/R1=1.5?2.5，可有效縮短發(fā)射點(diǎn)距離，減小了鏡頭前玻璃面積，降低了成本，且有效縮小了外殼上鏡頭開孔，增加了手機(jī)的美感。并可調(diào)節(jié)鏡片材質(zhì)折射率實(shí)際值與理論值的偏差，有效減小成型工藝的影響。
[0068]從附圖Γ6及實(shí)施方式，可以看出本實(shí)用新型所述一種非球面手機(jī)鏡頭具有如下特點(diǎn):
[0069]1、采用光闌前置，保證系統(tǒng)偏心傾斜敏感度的同時(shí)提高中心視場(chǎng)成像質(zhì)量，達(dá)到200萬像素的高清畫質(zhì)。
[0070]2、透鏡鏡片一 I當(dāng)中，R2/R1=2.45，有效縮短發(fā)射點(diǎn)距離，減小了鏡頭前玻璃面積，降低了成本，且有效縮小了外殼上鏡頭開孔，增加了手機(jī)的美感。
[0071]3、采用三片非球面塑膠鏡片，可有效消除各類像差，超小的光學(xué)畸變，取得良好的成像效果，同時(shí)使用市面上通用樹脂材料取代玻璃，成型技術(shù)穩(wěn)定且工藝成熟，解決了玻璃鏡片的加工困難而導(dǎo)致的產(chǎn)品良率低和成本較高的問題。
[0072]4、鏡頭從中心視場(chǎng)到0.8視場(chǎng)的彌散斑尺寸均在I / 5英寸規(guī)格影像傳感器(C0MS芯片)單個(gè)像素顆粒大小的兩倍數(shù)值范圍之內(nèi)，軸外視場(chǎng)的主光線角度小于28°，滿足影像傳感器(CMOS芯片)對(duì)光線接收性能范圍的要求，使之具有成像銳利度高、顏色分明，色彩還原性好等特點(diǎn)。
[0073]綜上所述，本實(shí)用新型所述的一種非球面手機(jī)鏡頭，采用光闌前置和三片非球面塑膠鏡片的結(jié)構(gòu)，通過特殊的非球面組合設(shè)計(jì)，具有像素單元較小，模組體積較小，視場(chǎng)角較大，鏡頭前玻璃面積較小，產(chǎn)品良品率高，成像效果好，成本較低的優(yōu)點(diǎn)。
[0074]以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種非球面手機(jī)鏡頭，其特征在于:它包括自物體側(cè)至成像側(cè)依次排列的光闌、透鏡鏡片一、透鏡鏡片二、透鏡鏡片三和玻璃濾光片，其米用光闌前置，光闌位于透鏡鏡片一的面序一側(cè)端；所述透鏡鏡片一、透鏡鏡片二和透鏡鏡片三均為非球面塑膠鏡片，鏡片的兩面均為偶次非球面；所述透鏡鏡片一為凸凹透鏡，并且凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述透鏡鏡片二為凹凸透鏡，并且凹面朝向物方，凸面朝向像方；所述透鏡鏡片三為凸凹透鏡，并且凸面朝向物方，凹面朝向像方，且透鏡鏡片三的兩側(cè)面呈波浪形；所述透鏡鏡片一、透鏡鏡片二和透鏡鏡片三的非球面公式為:............1IIN ,I 1..........1 ,
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1-V 1-1 1- A—)r —r—— 其中，Z表示透鏡表面各點(diǎn)的Z坐標(biāo)值，r表示透鏡表面上各點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)值，C為透鏡表面的曲率半徑R的倒數(shù)，k為圓錐系數(shù)，a 1、α 2、α 3、α 4、α 5、α 6、α 7、α 8為非球面系數(shù)； 其中，所述透鏡鏡片一的面序二的曲率半徑R2，及面序一的曲率半徑R1，其比值R2/Rl=L 5^2.5 ;所述透鏡鏡片一的有效焦距fl，及整個(gè)鏡頭組件的有效焦距f，其比值Π/f=l.5^1.6 ;所述透鏡鏡片三的鏡片中心厚度TC，及透鏡鏡片二與透鏡鏡片三之間的空氣間隙厚度AC，其比值TC/AC=6?9。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非球面手機(jī)鏡頭，其特征在于:所述透鏡鏡片一的面序二的曲率半徑R2，及面序一的曲率半徑Rl，其比值R2/R1=2.45。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非球面手機(jī)鏡頭，其特征在于:所述透鏡鏡片一的鏡片中心厚度TC為0.477?0.497mm，透鏡鏡片二的鏡片中心厚度TC為0.350?0.370mm,透鏡鏡片三的鏡片中心厚度TC為0.388?0.408mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非球面手機(jī)鏡頭，其特征在于:所述透鏡鏡片一的鏡片中心厚度TC為0.487mm，透鏡鏡片二的鏡片中心厚度TC為0.360mm，透鏡鏡片三的鏡片中心厚度 TC 為 0.398mm。
【文檔編號(hào)】G02B13/18GK203965712SQ201420353329
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】劉勇, 袁正超 申請(qǐng)人:東莞市旭業(yè)光電科技有限公司