一種高像質廣角光學鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高像質廣角光學鏡頭，包括鏡筒，鏡筒前端設置有光闌，在鏡筒的空腔中，光闌后從外到里依次設有第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡；所述的第一透鏡為正焦距透鏡，其朝向物面的第一物面為雙曲線型非球面，朝向像面的第一像面為圓形非球面。第二透鏡的兩個表面呈彎月形狀的負焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面；第三透鏡為正焦距透鏡，其朝向物面的第二物面為雙曲線非球面，朝向像面的第二像面為扁圓型非球面；第四透鏡為正焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面；第五透鏡為負焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面；第六透鏡為正焦距透鏡，其兩個表面均為很好地改善場曲像差的雙曲線非球面。
【專利說明】一種高像質廣角光學鏡頭 【【技術領域】】
[0001] 本實用新型涉及一種光學鏡頭，尤其涉及一種應用于高像素手機、超薄高像質照 相機的高像質廣角光學鏡頭。 【【背景技術】】
[0002] 目前使用的手機數碼鏡頭普遍存在這樣的缺點：全塑膠鏡片結構，像素提高困難、 成像畫面稅利度低。市場上現在主流的照相手機主要是1300萬像素以下的全塑膠結構鏡 頭，所拍攝的圖像像質無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 作待機畫面或一般欣賞，而遠遠不足以打印精美的照片，同單反相機相比，放大后像面質量 差異明顯。
[0003] 本實用新型為了克服以上的缺點，進行了大量的改進。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型克服了現有技術的不足，提供了一種1600萬-3000萬像素、超薄、體積 小，可用于數碼相機和手機的高像素光學鏡頭。
[0005] 為了解決上述存在的技術問題，本實用新型采用了下列技術方案：
[0006] -種高像質廣角光學鏡頭，其特征在于包括鏡筒1，鏡筒前端設置有光闌2,在鏡 筒1的空腔中，光闌后從外到里依次設有第一透鏡3、第二透鏡4、第三透鏡5、第四透鏡6、 第五透鏡7、第六透鏡8 ;所述的第一透鏡3為正焦距透鏡，其朝向物面的第一物面31為雙 曲線型非球面，朝向像面的第一像面32為圓形非球面。第二透鏡4的兩個表面呈彎月形狀 的負焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面；第三透鏡5為正焦距透鏡，其朝向物面的第 二物面51為雙曲線非球面，朝向像面的第二像面52為扁圓型非球面；第四透鏡6為正焦距 透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面；第五透鏡7為負焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非 球面；第六透鏡8為正焦距透鏡，其兩個表面均為很好地改善場曲像差的雙曲線非球面。
[0007] 如上所述的一種高像質廣角光學鏡頭，其特征在于所述六枚透鏡符合以下條 件，-2. 5〈fl/f2〈2. 5,0〈f3/f4〈3, -3. 5〈f5/f6〈3. 5 ;其中，Π - f6 依次為第一、二、三、四、 五、六透鏡的焦距。
[0008] 如上所述的一種高像質廣角光學鏡頭，其特征在于在該光學結構中透鏡間需滿 足：vd lens2 ^ 31, vd lens5 ^ 31, vd(lensl, lens3, lens4, lens6)>31, (vd lnesl-vd lens2)>10, (vd lens3-vd lens2) >10, (vd lens4-vd lens2) >15, (vd lens6-vd lens2) >15, (vd lensl-vd lens5)>10, (vd lens3-vd lens5)>20, (vd lens4-vd lens5)>10, (vd lens6-vd lens5) >25,其中，vd lensl為第一透鏡的色散系數，vd lens2為第二透鏡的色散系數，vd lens3為第三透鏡的色散系數,vd lens4為第四透鏡的色散系數,vd lens5為第五透鏡的色 散系數，vd lens6為第六透鏡的色散系數。
[0009] 如上所述的一種高像質廣角光學鏡頭，其特征在于所述相鄰的各個透鏡之間相應 設有隔圈9。
[0010] 如上所述的一種高像質廣角光學鏡頭，其特征在于所述第一透鏡和第四透鏡均采 用高折射率的玻璃非球面透鏡。
[0011] 本實用新型與現有技術相比具有如下的優點：
[0012] 1、鏡頭能夠達到2000萬像素以上，而現有微型數位鏡頭一般是低于1300萬像素。
[0013] 2、本實用新型的照度像面整體均勻、高亮度（光圈數達到F1. 8)，而現有微型數位 鏡頭多數中心亮，四周暗。
[0014] 3、本實用新型可以實現最大至100度的廣角攝像。
[0015] 4、本實用新型可以用于2000-3000萬像素的CMOS感光片。
[0016] 5、更關鍵的是由于本系統采用了玻璃非球面加塑料非球面結構，故光學系統的 幾何傳遞函數得到很大提高，可以使該產品的稅利度、透過率、色彩還原性得到顯著提升。 【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0017] 圖1是本實用新型的剖面示意圖。
[0018] 圖2是本實用新型的分解示意圖。 【【具體實施方式】】
[0019] 下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述：
[0020] 如圖1、2所示，一種高像質廣角光學鏡頭，可以用于相對便宜的高像素 CMOS感光 片11，包括鏡筒1，鏡筒前端設置有機械光闌孔并形成光闌2。鏡筒的空腔中、機械光闌孔后 依次設有第一透鏡3、第二透鏡4、第三透鏡5、第四透鏡6、第五透鏡7、第六透鏡8。所述相 鄰的各個透鏡之間相應設有隔圈9。所述的第一透鏡3為正焦距透鏡，其朝向物面的第一物 面31為雙曲線型非球面，朝向像面的第一像面32為圓形非球面。第二透鏡4的兩個表面 呈彎月形狀的負焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面。為減小光線在各透鏡之間的折 射變化角度，控制成像畸變，結構上需要盡量減小第一透鏡4和第二透鏡5之間的距離。所 述第三透鏡5為正焦距透鏡，其朝向物面的第二物面51為雙曲線非球面，朝向像面的第二 像面52為扁圓型非球面。第四透鏡6為正焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面。第五 透鏡7為負焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面。第六透鏡8為正焦距透鏡，其兩個表 面均為雙曲線非球面，該第六透鏡采用雙曲線非球面，很好地改善場曲像差。
[0021] 所述的第一透鏡3、第二透鏡4、第三透鏡5、第四透鏡6、第五透鏡7、第六透鏡 8 的系統元件特性滿足以下表達式：-2. 5〈fl/f2〈2. 5,0〈f3/f4〈3, -3. 5〈f5/f6〈3. 5, vd lens2 ^ 31, vd lens5 ^ 31, vd (lensl, lens3, lens4, lens6) >31, vd lnesl-vd lens2>10, vd lens3-vd lens2>10,vd lens4-vd lens2>15,vd lens6-vd lens2>15,vd lensl-vd lens5>10, vd lens3_vd lens5>20, vd lens4_vd lens5>10, vd lens6_vd lens5>25。其中，fl_f6 依次為 第一、二、三、四、五、六透鏡的焦距；vd lensl為第一透鏡的色散系數，vd lens2為第二透鏡 的色散系數，vd lens3為第三透鏡的色散系數，vd lens4為第四透鏡的色散系數，vd lens5 為第五透鏡的色散系數，vd lens6為第六透鏡的色散系數。
[0022] 在該光學結構中，關于鏡片第一透鏡和第二透鏡的焦距滿足公式-2. 5〈Π / f2〈2. 5,0〈f3/f4〈3, -3. 5〈f5/f6〈3. 5時，可以解決本實用新型結構的焦距分配問題及公差 分布均衡性問題，可以有效實現系統長度超薄和降低結構性公差敏感問題。
[0023] 所述的第六透鏡8朝向像方的那一側還設有濾光片10,光線是從濾光片10進入 的，濾光片對CMOS感光芯片11有一定的保護作用，同時也過濾一部分光線減少雜光和光斑 等，使圖像色彩亮麗和銳利的同時具有良好的色彩還原性。
[0024] 孔徑光闌2面位于光學系統第一透鏡前方，它可以使得系統的鏡片通光口徑小同 時降低光學系統的出射角，從而使得光學系統的體積小型化。
[0025] 所述第一透鏡和第四透鏡采用高折射率（折射率大于1. 8以上）的玻璃非球面， 由于加大了光線的折射，它可以使得整個鏡頭的長度最短至4. 9mm以下。
[0026] 所述的第一、第二、第三、第四、第五和第六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]} + α ￥+ a 2y4+ a 3y6+ a 4y8+ a 5y10+ a 6y12+ a 7y14+ a 8y16 ;在 公式中，參數c為半徑所對應的曲率，y為徑向坐標（其單位和透鏡長度單位相同），k為圓 錐二次曲線系數；當k系數小于-1時，透鏡的面形曲線為雙曲線，當k系數等于-1時，透鏡 的面形曲線為拋物線；當k系數介于-1到0之間時，透鏡的面形曲線為橢圓，當k系數等于 〇時，透鏡的面形曲線為圓形，當k系數大于0時，透鏡的面形曲線為扁圓形；a i至α 8分別 表示各徑向坐標所對應的系數。
[0027] 以下是本技術方案的設計例：
[0028] 表面數據匯總：
[0029] 面編號 類型半徑R 厚度 光學材料 口徑 二次曲線 OBJ 標準 Infinity 208.5557 292.0645 0 STO 標準 Infinity 0.3922622 2.673417 0 2 非球面 8.603156 0.5947121 1.804000,46.575911 3.837424 -20.01702 3 非球面 -9.590008 0.0742578 3.837424 0 4 非球面 6.819012 0.4428226 1.614223,25.574784 3.928072 -95.22972 5 非球面 1.886114 0.2135821 4.452386 -5.749708 6 非球面 2.899908 1.602364 1.543915,55.951198 4.806861 -6.670297 7 非球面 46.80999 0.5069748 4.771098 388,1402 8 非球面-5.50089 0.7891218 1.804000,46,575911 4.862664 -35.24231 9 非球面-2.297乃 1 0.2 4.682146 -1.142716 10 非球面 2.724272 0.3803568 1.631911,23.415194 4.984828 -22.54143 11 非球面 1.237968 0.1999618 5,709851 -7.614868 12 非球面 1.216039 0,5135946 1.543915,55.951198 5.834775 -5.838491 13 非球面 1.331512 0.625667 5.975808 -4.045967 14 標準 Infinity 0.2919779 5.997619 0 15 標準 Infinity 0.333689 1.516798,64.198258 6.152457 0 16 標準 Infinity 0.7371393 6.267063 0 IMA 標準 Infinity 6.678002 0
[0030] 表面數據細節：
[0031] 表面OBJ :標準
[0032] 表面ST0 :標準
[0033] 表面2:非球面
[0034] 參數在2次項： 0 參數在4次項： -0.012350508 參數在 6次項： -0.0028698319 參數在 8次項： -0.0014766707 參數在 10 次項：5.220379le-005 參數在 12 次項：5.5091023e-005 參數在14次項： 0 參數在16次項： 0 光圈 ：：浮動光圈 最大半徑： 1.918712
[0035] 表面3:非球面
[0036] 參數在2次項 ： 0 參數在 4次項 ： -0.010921809
[0037] 參數在 6次項 ： ·0.0062198204 參數在 8次項 ： 0.0004328494 參數在 10 次項： 0.00016504513 參數在 12 次項：-2.5010449e-005 參數在14次項： 0 參數在16次項： 0 光圈 ：：浮動光圈 最大半徑： L918712
[0038] 表面4:非球面
[0039] 參數在2次項： 0 參數在4次項： -0.013320138 參數在 6 次項：-0.00094219779 參數在 8次項： 0.00048240223 參數在 10次項： 0.0003315438 參數在 12 次項：-7.1543418e-005 參數在 14次項： 0 參數在16次項： 0
[0040] 表面4:非球面
[0041] 參數在2次項 ： 0 參數在 4次項： 0.0080703704 參數在6次項 ： -0.0020242394 參數在 8 次項：-7.8300267e-005 參數在 10 次項. 3.4929819e-005 參數在 12 次項：-7.047840le-006 參數在14次項 ： 0 參數在16次項 ： 0
[0042] 表面6:非球面
[0043] 參數在2次項 · 0 參數在4次項 ： 0.010921104 參數在 6 次項：-0.00072791763 參數在 8 次項：9.5794804e-005 參數在 10 次項：4.0327465e-006 參數在12次項 ：-2。484227知-006 參數在14次項 ： 0 參數在16次項 ： 0
[0044] 表面7:非球面
[0045] 參數在2次項 · 0 參數在4次項 ： -0.0093315527 參數在6次項 ： 0.00089223472 參數在 8 次項：5.3310043e-005 參數在 10 次項：-5.2070511e-006 參數在 12 次項. -2.0222994e-006 參數在14次項 ： 0 參數在16次項 0
[0046] 表面8:非球面
[0047] 參數在2次項 ： 0 參數在4次項 ： -0.025523671 參數在6次項 ： 0.0099537362 參數在 8 次項：-0.00079777295 參數在 10 次項：2.6198794e-006 參數在 12 次項：-3.0003907e-007 參數在14次項 ： 0 參數在16次項 ： 0
[0048] 表面9:非球面
[0049] 參數在2次項 ： 0 參數在4次項 . 0.005945357 參數在6次項 ： 0.0013586752 參數在8次項： 0.00037010034 參數在 10 次項：-8.193992le-006 參數在 12 次項： 1.007858e-00_7 參數在14次項 ： 0 參數在16次項 ： 0
[0050] 表面10:非球面
[0051] 參數在2次項 : 0 參數在4次項 ： -0.013330005 參數在 6 次項：-0.00076952009 參數在 8 次項：-0.00037113498 參數在 10 次項：-2.6910805e-005 參數在12次項 ： 1.37232e-005 參數在14次項 . 0 參數在16次項 ： 0
[0052] 表面11:非球面
[0053] 參數在2次項 ： 0 參數在 4 次項：-6.1838318e-005 參數在6次項 ： -0.0049592743 參數在8次項： 0.0006719818 參數在 10 次項：-4.9899278e-006 參數在 12 次項：-1.9424586e-006 參數在14次項 ： 0 參數在16次項 ： 0
[0054] 表面12:非球面
[0055] 參數在2次項 ： 0 參數在4次項 ： -0.024831113 參數在6次項 ： 0.0037314032 參數在 8 次項：-0.00024856138 參數在 10 次頂：1.6752115e-006 參數在 12 次項：7.0673108e-007 參數在14次項 ： 0
[0056] 表面 玻璃 溫度 壓力 0.436000 0.486133 0.546000 0.587562 0.656273 0 25,00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1,00000000 1.00000000 1 25.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 2 < 模型 > 25.00 1.00 1.82561767 1.81605763 1.80811762 1.80400341 1.79880244 3 25.00 1,00 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 4 < 模型 > 25.00 1.00 1.64568043 1.63131396 1.61990829 1.61422763 1.60730713 5 25 00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 6 < 模型 > 25.00 1.00 1.55600805 1.55068680 1.54623641 1.54391693 1.54096946 7 25.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 8 < 模型：> 25。00 1。00 1,82561767 L81605763 L80811762 1.80400341 1.79880244
[0057] 參數在16次項 ·· 0 表面 13 :非球面 參數在2次項 ： 0 參數在4次項 ： -0。030947355 參數在6次項 ： 0.0056145808 參數在 8 次項：-0.00054175647 參數在 10 次項：1.8137483e-005 參數在 12 次項：2.7715418e-007 參數在14次項 ·· 0 參數在16次項 ： 0
[0058] 表面 14 :STANDARD
[0059] 表面 15 : STANDARD
[0060] 表面 16 : STANDARD
[0061] 表面 IMA : STANDARD
[0062] 折射率的數據：
[0063] 系統溫度：攝氏25. 0000
[0064] 系統壓力：大氣壓1. 0000
[0065] 絕對的空氣指數：1. 000269波長0· 546000 μ m
[0066] 索引數據是在指定的系統溫度和壓力下進行。
[0067] 測定波長是在指定的空氣在系統溫度和壓力進行。
[0068] 9 25.00 1,00 1.00000000 1.00000000 L00000000 1,00000000 LOO000000 10 < 模型 > 25.00 1.00 1.66738550 1.65114466 1.63829548 1.63191620 1.62416861 11 25 00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 12 < 模型 > 25 00 LOO 1.55600805 1.55068680 1.54623641 1.54391693 1.54096946 13 25.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 14 25.00 1.00 1,00000000 1,00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 15 < 模型 > 25 00 1,00 1.52664540 1.52236759 1.51872558 1.51679961 1,51432075 16 25 00 1.00 L00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 17 25.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000 1.00000000
[0069] 熱膨脹系數數據：
[0070] 表面 玻璃 TCE *10E-6 0 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 1 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 2 < 模型 > 0.00000000 3 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 4 < 模型 > αοοοοοοοο 5 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 6 <1 莫型 > 0.00000000 7 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 8 < 模型 > 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 9 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 10 < 模型 > 0.00000000 11 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 12 < 模型 > αοοοοοοοο 13 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 14 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 is < 模型 > αοοοοοοοο 16 〇.〇〇〇〇〇〇〇〇 17 〇.〇〇〇〇〇〇00。
【權利要求】
1. 一種高像質廣角光學鏡頭，其特征在于包括鏡筒（1)，鏡筒前端設置有光闌（2)，在 鏡筒（1)的空腔中，光闌后從外到里依次設有第一透鏡（3)、第二透鏡（4)、第三透鏡（5)、第 四透鏡（6)、第五透鏡（7)、第六透鏡（8);所述的第一透鏡（3)為正焦距透鏡，其朝向物面 的第一物面（31)為雙曲線型非球面，朝向像面的第一像面（32)為圓形非球面。第二透鏡 (4)的兩個表面呈彎月形狀的負焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面；第三透鏡（5)為 正焦距透鏡，其朝向物面的第二物面（51)為雙曲線非球面，朝向像面的第二像面（52)為扁 圓型非球面；第四透鏡￠)為正焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面；第五透鏡（7)為 負焦距透鏡，其兩個表面均為雙曲線非球面；第六透鏡（8)為正焦距透鏡，其兩個表面均為 很好地改善場曲像差的雙曲線非球面。
2. 根據權利要求1所述的一種高像質廣角光學鏡頭，其特征在于所述六枚透鏡符合以 下條件，-2. 5〈fl/f2〈2. 5,0〈f3/f4〈3, -3. 5〈f5/f6〈3. 5 ;其中，Π - f6 依次為第一、二、三、 四、五、六透鏡的焦距。
3. 根據權利要求1或2所述的一種高像質廣角光學鏡頭，其特征在于在該光學結構 中透鏡間需滿足：vd lens2 < 31，vd lens5 < 31，vd(lensl, lens3, lens4, lens6)>31, (v d lnesl-vd lens2) >10, (vd lens3-vd lens2) >10, (vd lens4-vd lens2) >15, (vd lens6-vd lens2)>15, (vd lensl-vd lens5) >10, (vd lens3-vd lens5) >20, (vd lens4-vd lens5) >10, (vd lens6_vd lens5) >25,其中，vd lensl為第一透鏡的色散系數，vd lens2為第二透鏡的 色散系數，vd lens3為第三透鏡的色散系數，vd lens4為第四透鏡的色散系數，vd lens5為 第五透鏡的色散系數，vd lens6為第六透鏡的色散系數。
4. 根據權利要求1或2或3所述的一種高像質廣角光學鏡頭，其特征在于所述相鄰的 各個透鏡之間相應設有隔圈（9)。
5. 根據權利要求1或2或3所述的一種高像質廣角光學鏡頭，其特征在于所述第一透 鏡和第四透鏡均采用高折射率的玻璃非球面透鏡。
【文檔編號】G02B13/18GK203870319SQ201420253336
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】肖明志 申請人:中山聯合光電科技有限公司