CN103852867B - 一种光学镜头组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于移动通讯工具前照式高清1300万像素1/3.2英寸规格摄像头模组的光学镜头组件，包括固定光阑，一组透镜，一个玻璃滤光片，该组透镜包括同光轴上自物方向像方依次排列的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，各个镜片的搭配可以有效的控制镜头的高度，同时通过采用非球面镜片使光线经过高次曲面的折射，就可以确保光线精确地聚焦于一点，可以有效的消除光线的各种像差，确保镜头的成像高品质。控制镜头的高度在4.5mm，视场角大于75度，光圈数F/NO控制小于2.0；通过采用塑料镜片，减轻镜头的重量，降低镜头的高度，降低制造成本，提高生产效率。

Description

一种光学镜头组件

技术领域

本发明涉及光学器件领域，尤指涉及一种用于通讯电子产品领域的前照式高清1300万像素1/3.2英寸规格摄像头模组的光学镜头组件。

背景技术

近段时间，国内各个厂家纷纷发力，推出自家的精品旗舰手机，同时也让厂家能在激烈的竞争中分得一杯羹。2013年开始后，从智能手机处理器到显示屏、再到摄像头、甚至到手机各相关配件，都呈现出高速升级的竞争态势。由于目前各个品牌的旗舰手机配置都差不多，因此寻找产品差异化就成为一件绞尽脑汁的事情。而在最近的一些手机新品中，我们似乎发现厂商对于手机前置摄像头尤为重视。从前手机前置摄像头自拍可能就是鸡肋的配置，对比出色的后置摄像头，前置摄像头的魅力大多被强大的后置摄像头的光芒所覆盖，但在爱美的女性眼中，手机自拍以及美颜效果的好坏，则是选择购买手机的关键参考因素，因此近年来在智能手机市场上，伴随女性用户地位日趋提高，专门针对女性用户推出的自拍手机不在少数。对不少爱漂亮的女性用户来说，前置摄像头即可以充当自拍工具，又可以随时随地的照镜子，更可以随时满足视频通话的需求。对不少女性而言，前置摄像头的重要性甚至更强于主摄像头，也因此前置式高清摄像头成为了不少人的追求。但现有技术如中国专利号为200710027865的镜头却存在光学总长大，结构复杂，体积大，加工难度大，成本高，批量生产难，像素低等问题，以及现有技术中国专利号为201120198295的镜头片数多，制造成本高的缺陷，不适合目前手机前置摄像头要求的结构简单，体积小，光学总长小，高品质像素且能大批量生产的要求；201110307278镜头体积大，视场角度有限，使用及操作不简便，难以满足更高的要求。所以为了满足更广泛的消费者的需求，在提升摄像头像素前提下，以降低其生产成本为目的，需要开发设计新的的镜头来解决中国专利号为200710027865的镜头存在的光学总长大，结构复杂，体积大，加工难度大，成本高，批量生产难，像素低等问题，以及中国专利号为201120198295头片数多，制造成本高的缺陷、201110307278镜头体积大，视场角度有限，使用及操作不简便的缺陷。

发明内容

本发明旨在克服上述专利200710027865、201120198295、201110307278的缺陷，提供一种成像效果好，大光圈，成本低的光学镜头组件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光学镜头组件，包括固定光阑，一组透镜，一个玻璃滤光片，该组透镜包括同光轴上自物方向像方依次排列的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，该第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为塑胶透镜且表面均为非球面，其非球面公式为：

$Z=\frac{\left(CURV\right)Y^2}{1+{(1-(1+K\left){\left(CURV\right)}^2{Y}^2\right)}^{1/2}}+\left(A\right)Y^2+\left(B\right)Y^4+\left(C\right)Y^6+\left(D\right)Y^8+\left(E\right)Y^{10}+\left(F\right)Y^{12}+\left(G\right)Y^{14}+\left(H\right)Y^{16}$

其中，Z表示透镜表面各点的Z坐标值，Y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，CURV为透镜表面的曲率半径的倒数，K为圆锥系数，A、B、C、D、E、F、G、H为高阶非球面系数，第一，第二，第三，第四，第五透镜的前、后表面的面型数据分别如表1，表2，表3，表4，表5，表6，表7，表8，表9，表10所示：

该固定光阑设置于第一透镜之前，该玻璃滤光片位于第五透镜之后，即该光学镜头组件的成像面之前，其中第一透镜的中心厚度为0.6～0.63mm，第二透镜的中心厚度为0.3～0.32mm，第三透镜的中心厚度为0.32～0.35mm，第四透镜的中心厚度为0.6～0.62mm，第五透镜的中心厚度为0.3～0.33mm。

其中，所述的第一透镜的材料为光学塑料ZEONEX F52R，第二透镜的材料为光学塑料帝人化成SP3810，第三透镜的材料为光学塑料APEL 5514ML，第四透镜的材料为光学塑料ZEONEX F52R，第五透镜的材料为光学塑料ZEONEX F52R，该玻璃滤光片的材料为光学玻璃肖特D263T。

所述的第一透镜的折射率为1.5346，色散系数为55.994，第二透镜的折射率为1.6398，色散系数为23.265，第三透镜的折射率为1.5434，色散系数为56.023，第四透镜的折射率为1.5346，色散系数为55.994，第五透镜的折射率为1.5346，色散系数为55.994。

所述的第一透镜前表面为凸面且中心位置凸向物方，后表面为凸面且中心位置为凸向像方；第二透镜前表面上下端为微凸向物方中心部分为凹面且微凹向物方的波浪面，后表面为凹面且中心位置凹向像方；第三透镜前表面上下端为平面中部为凹面且中心位置凹向物方，后表面为凸面且中心位置凸向像方；第四透镜前表面上下端为平面中部为凹面且中心位置凹向物方，后表面为凸面且中心位置凸向像方；第五透镜前表面上下端为平面中部为凹面且中心位置凹向物方，后表面为上下端为凸向像方中心部分为凹面且凹向像方的波浪面。

所述的光学镜头组件光学总长4.5mm，视场角度大于75度，光圈数F/NO控制小于2.0。

采用上述技术方案后的有益效果体现在：本发明的透镜组使用5个透镜，相对其他的光学镜头来说具有加工难度小，体重轻，制造成本低的优势；同时通过采用非球面塑胶透镜使光线经过高次曲面的折射，就可以确保光线精确地聚焦于一点，可以有效的消除光线的各种像差，具有较好的成像品质；通过各个镜片的搭配可以有效的控制镜头的高度4.5mm，视场角大于75度，光圈数F/NO控制小于2.0，保证大光圈，高亮度；采用塑胶镜片减轻镜头的重量，降低制造成本，提高生产效率。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1本发明光学镜头组的结构示意图；

图2本发明光学镜头组件的MTF(调制光学传递函数)示意图

图3本发明光学镜头组件的场曲示意图

图4本发明光学镜头组件的畸变示意图

附图标注说明：1-固定光阑；2-第一透镜；3-第二透镜；4-第三透镜；5-第四透镜；6-第五透镜；7-滤光片；8-像方。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：如图1所示，一种光学镜头组件，包括固定光阑(1)，一组透镜，一个玻璃滤光片(7)，该组透镜包括同光轴上自物方向像方(8)依次排列的第一透镜(2)，第二透镜(3)，第三透镜(4)，第四透镜(5)，第五透镜(6)，透镜为塑胶镜片且表面均为非球面，其非球面公式为：

$Z=\frac{\left(CURV\right)Y^2}{1+{(1-(1+K\left){\left(CURV\right)}^2{Y}^2\right)}^{1/2}}+\left(A\right)Y^2+\left(B\right)Y^4+\left(C\right)Y^6+\left(D\right)Y^8+\left(E\right)Y^{10}\left(F\right)Y^{12}+\left(G\right)Y^{14}+\left(H\right)Y^{16}$

其中，Z表示透镜表面各点的Z坐标值，Y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，CURV为透镜表面的曲率半径的倒数，K为圆锥系数，A、B、C、D、E、F、G、H为高阶非球面系数，第一透镜(2)，第二透镜(3)，第三透镜(4)，第四透镜(5)，第五透镜(6)的前、后表面的面型参数分别如表1，表2，表3，表4，表5，表6，表7，表8，表9，表10所示：

该固定光阑(1)设置于第一透镜(2)之前，该玻璃滤光片(7)位于第五透镜(6)之后，即该光学镜头组件的成像面(8)之前，第一透镜(2)的中心厚度为0.6～0.63mm，优选0.61mm；第二透镜(3)的中心厚度为0.3～0.32mm，优选0.31mm；第三透镜(4)的中心厚度为0.32～0.35mm，优选0.33mm；第四透镜(5)的中心厚度为0.6～0.62mm，优选0.61mm；第五透镜(6)的中心厚度为0.3～0.33mm，优选0.31mm。

其中，所述的第一透镜(2)的材料为光学塑料ZEONEX F52R，第二透镜(3)的材料为光学塑料帝人化成SP3810，第三透镜(4)的材料为光学塑料APEL 5514ML，第四透镜(5)的材料为光学塑料ZEONEX F52R，第五透镜(6)的材料为光学塑料ZEONEXF52R，该玻璃滤光片(7)的材料为光学玻璃肖特D263T。

所述的第一透镜(2)的折射率为1.5346，色散系数为55.994，第二透镜(3)的折射率为1.6398，色散系数为23.265，第三透镜(4)的折射率为1.5434，色散系数为56.023，第四透镜(5)的折射率为1.5346，色散系数为55.994，第五透镜(6)的折射率为1.5346，色散系数为55.994。

所述的第一透镜(2)前表面为凸面且中心位置凸向物方，后表面为凸面且中心位置为凸向像方；第二透镜(3)前表面上下端为微凸向物方中心部分为凹面且微凹向物方的波浪面，后表面为凹面且中心位置凹向像方；第三透镜(4)前表面上下端为平面中部为凹面且中心位置凹向物方，后表面为凸面且中心位置凸向像方；第四透镜(5)前表面上下端为平面中部为凹面且中心位置凹向物方，后表面为凸面且中心位置凸向像方；第五透镜(6)前表面上下端为平面中部为凹面且中心位置凹向物方，后表面为上下端为凸向像方中心部分为凹面且凹向像方的波浪面。

本发明光学镜头组件的有效焦距为4.0mm，后焦距为1.1mm，光学总长为4.5mm，光圈数F/NO为1.8，视场角大于75度，并对各种像差进行良好矫正，得到理想的光学性能。为高像素高亮度的通讯电子产品的前照式摄像头的开发提供了解决方案。

图2是发明的光学镜头组件的调制传递函数(ModulationTransferFunction，简称MTF)曲线图，图中横坐标表示空间频率，单位：线对每毫米(lp/mm)；纵坐标表示调制传递函数(MTF)的值，所述MTF的值用来评价镜头组件的成像清晰状况，取值范围为0～1，MTF曲线代表镜头的成像清晰能力，对图像的还原能力。从图2可以看出，各视场子午方向(T)和弧矢方向(S)的MTF曲线很密集，其表示：该镜头组件在整个成像面上具有良好的一致性，能够在整个成像面上高品质清晰的成像。

图3和图4分别为本发明光学镜头组件的场曲和畸变图，从图3与图4可以看出，该镜头组件的场曲小于0.1mm，畸变小于2.0％，能够满足市场上互补金属氧化物半导体(CMOS)以及电荷藕合器件(CCD)影像传感器接收的要求。

通过以上具体实施方式可知，通过采用非球面镜片使光线经过高次曲面的折射，就可以确保光线精确地聚焦于一点，可以有效的消除光线的各种像差，确保成像品质以及大光圈。通过光学镜头的各个镜片的搭配可以有效的控制镜头的高度4.5mm，视场角大于75度，光圈数F/NO小于2.0。

采用塑胶镜片减轻镜头的重量，降低制造成本，提高生产效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种光学镜头组件，其特征在于：包括固定光阑，一组透镜，一个玻璃滤光片，该组透镜包括同光轴上自物方向像方依次排列的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，该组透镜均为塑胶透镜且表面均为非球面，其非球面公式为：

其中，Z表示透镜表面各点的Z坐标值，Y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，CURV为透镜表面的曲率半径的倒数，K为圆锥系数，A、B、C、D、E、F、G、H为高阶非球面系数，第一，第二，第三，第四，第五透镜的前、后表面的面型数据分别如表1，表2，表3，表4，表5，表6，表7，表8，表9，表10所示：

该固定光阑设置于第一透镜之前，该玻璃滤光片位于第五透镜之后，即该光学镜头组件的成像面之前，第一透镜的中心厚度为0.6～0.63mm，第二透镜的中心厚度为0.3～0.32mm，第三透镜的中心厚度为0.32～0.35mm，第四透镜的中心厚度为0.6～0.62mm，第五透镜的中心厚度为0.3～0.33mm，该玻璃滤光片的材料为光学玻璃肖特D263T，第一透镜的折射率为1.5346，色散系数为55.994，第二透镜的折射率为1.6398，色散系数为23.265，第三透镜的折射率为1.5434，色散系数为56.023，第四透镜的折射率为1.5346，色散系数为55.994，第五透镜的折射率为1.5346，色散系数为55.994。

2.按照权利要求1～3任一项所述的光学镜头组件，其特征在于：所述的第一透镜前表面为凸面且中心位置凸向物方，后表面为凸面且中心位置为凸向像方；第二透镜前表面上下端为微凸向物方中心部分为凹面且微凹向物方的波浪面，后表面为凹面且中心位置凹向像方；第三透镜前表面上下端为平面中部为凹面且中心位置凹向物方，后表面为凸面且中心位置凸向像方；第四透镜前表面上下端为平面中部为凹面且中心位置凹向物方，后表面为凸面且中心位置凸向像方；第五透镜前表面上下端为平面中部为凹面且中心位置凹向物方，后表面为上下端为凸向像方中心部分为凹面且凹向像方的波浪面。

3.根据权利要求1所述的光学镜头组件，其特征在于：所述的光学镜头组件光学总长4.5mm，视场角度大于75度，光圈数F/NO小于2.0。