專利名稱：光學(xué)鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像設(shè)備領(lǐng)域，尤其是關(guān)于一種成像設(shè)備的光學(xué)鏡頭。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，成像設(shè)備(尤其是小型成像設(shè)備)的使用越來越廣泛，如手機(jī)攝像頭、小型數(shù)碼相機(jī)、感應(yīng)器、油井井底偵測用的攝像頭及一些特殊工況下使用的攝像頭等，人們對成像質(zhì)量的要求也越來越高，因此對于成像設(shè)備的關(guān)鍵部件—鏡頭的設(shè)計(jì)及制造則愈發(fā)重要。鏡頭中各鏡片的折射率、表面形狀、厚度及曲率等參數(shù)決定了鏡頭的成像效果，而其中鏡片的表面形狀則起著尤為重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能提高成像性能的光學(xué)鏡頭。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該光學(xué)鏡頭包括鏡片組，該鏡片組包括同軸排列的第一、第二及第三鏡片，該第一鏡片的表面為球面，第二及第三鏡片的表面為非球面。
所述的第二及第三鏡片的表面上各點(diǎn)的坐標(biāo)值滿足如下函數(shù)Z=(CURV)Y21+(1-(1+K)(CURV)2Y2)1/2+(A)Y2+(B)Y4+(C)Y6+(D)Y8+(E)Y10+(F)Y12]]>其中Z表示鏡片表面上各點(diǎn)的Z坐標(biāo)值，Y表示鏡片表面上各點(diǎn)的Y坐標(biāo)值，CURV為鏡片表面的曲率，K為鏡片的錐度，A、B、C、D、E及F為常數(shù)。
-0.9≤曲率≤0.9且該曲率不等于0，-50≤錐度≤50，-0.8＜B、C、D、E＜0.8。
所述的A＝F＝0。
還包括光闌，該光闌設(shè)置于第一鏡片的前面或設(shè)置于第一、第二鏡片之間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)通過將第一鏡片表面設(shè)置為球面，第二及第三鏡片表面設(shè)置為非球面，提高了光學(xué)傳遞函數(shù)；減少了像差(球差、慧差、像散、場曲、色差及畸變)，并提高了相對照度，從而提高了該光學(xué)鏡頭的光學(xué)性能。

圖1是本發(fā)明光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明光學(xué)鏡頭的光學(xué)傳遞函數(shù)圖。
圖3為本發(fā)明光學(xué)鏡頭的點(diǎn)列圖。
圖4為本發(fā)明光學(xué)鏡頭的球差圖。
圖5為本發(fā)明光學(xué)鏡頭的色差圖。
圖6為本發(fā)明光學(xué)鏡頭的相對照度圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1，本發(fā)明光學(xué)鏡頭包括鏡片組和光闌。鏡片組包括共軸線排布的第一鏡片1、第二鏡片2及第三鏡片3，各個(gè)鏡片1、2、3均關(guān)于該軸線上下對稱。將第一、第二及第三鏡片1、2、3的軸線定義為Y軸，選Y軸與鏡片面型曲線的交點(diǎn)定義為原點(diǎn)，過原點(diǎn)且垂直于Y軸的軸線定義為Z軸(即鏡片的高度方向)，該原點(diǎn)、Y軸及Z軸構(gòu)成一個(gè)直角坐標(biāo)系。
第一鏡片、第二及第三鏡片1、2、3是依照折射率從低往高間隔排列，其中第一鏡片1靠近光源，且第一、第二鏡片1、2之間的間距大于第二、第三鏡片2、3之間的間距。各個(gè)鏡片1、2、3均具有左右兩個(gè)表面，第一鏡片1的左、右兩表面均為球面，該兩球面的曲率半徑不相同。第二及第三鏡片2、3的兩表面均為非球面。該第二鏡片2靠近第一鏡片1的表面為月亮形凹入，其靠近第三鏡片3一側(cè)的表面為呈月亮形凸出。第三鏡片3的左右相對表面形狀相似，均大致呈波浪形，且左表面中部略微凸出，右表面的中部凹入。該第二及第三鏡片2、3的各表面上各點(diǎn)的坐標(biāo)值均滿足如下函數(shù)Z=(CURV)Y21+(1-(1+K)(CURV)2Y2)1/2+(A)Y2+(B)Y4+(C)Y6+(D)Y8+(E)Y10+(F)Y12]]>上述函數(shù)中，Z表示鏡片表面上各點(diǎn)的Z坐標(biāo)值，Y表示鏡片表面上各點(diǎn)的Y坐標(biāo)值，CURV表示鏡片表面的曲率，K表示鏡片表面的錐度，A、B、C、D、E及F表示設(shè)定的常數(shù)，其中-0.9≤曲率≤0.9，-50≤錐度≤50，-0.8＜B、C、D、E＜0.8，且A＝F＝0。
該第一、第二及第三鏡片1、2、3的總長度界于4mm到6mm之間，且其中心厚度均界于0.5mm與2mm之間，第一、第二及第三鏡片1、2、3的折射率界于1.4與1.6之間。
光闌4位于第一鏡片1的一側(cè)，其可位于第一鏡片1與第二鏡片2之間，也可位于第一鏡片1的前面，即靠近光源的一側(cè)，優(yōu)選的是位于第一鏡片1的后面。
圖2至圖6是本發(fā)明光學(xué)鏡頭在光學(xué)理論設(shè)計(jì)最佳時(shí)通過光學(xué)分析軟件獲得的光學(xué)性能圖，此時(shí)第二、第三鏡片2、3表面函數(shù)的參數(shù)如下曲率＝0.8、錐度＝0、B＝0、C＝0.7、D＝0.7、E＝0、A＝0、F＝0。其中圖2表示該光學(xué)鏡頭的光學(xué)傳遞函數(shù)(MTF)，圖中各條線表示在不同視場及各視場的子午視場(T)和弧矢視場(S)的MTF，從圖中可知各種視場的MTF都非常集中，說明該光學(xué)鏡頭從中心到邊緣視場的成像質(zhì)量都很均勻，即整個(gè)圖像都非常清晰。
圖3是該光學(xué)鏡頭的點(diǎn)列圖，其表明實(shí)際像與理論像的差異(即像差)，圖中可知在不同視場時(shí)彌散斑的面積都較小，從而表明其像差小。圖4是該光學(xué)鏡頭的球差圖，其用來表明光學(xué)鏡頭的軸線上像差的大小，該三條線從左到右依次表示在486nm、588nm及656nm三種波長下的球差，圖中可知在該三種波長時(shí)球差都較小。圖5是該光學(xué)鏡頭的色差圖，三條線A、B及C依次表示在486nm、588nm及656nm三種不同波長時(shí)的色差情況，可知在三種波長下該光學(xué)鏡頭的色差較小。圖6是該光學(xué)鏡頭的相對照度圖，用以反映鏡頭邊緣亮度與中心亮度之間的比值，圖中可知該曲線較高，從而表明中心與邊緣的亮度較接近，即圖像的亮度均勻。
以下記載了上述函數(shù)的各參數(shù)的幾組具體數(shù)值，各組數(shù)值制成的光學(xué)鏡頭也具有良好的上述的MTF集中、像差小、球差小、色差小及相對照度提高的光學(xué)性能實(shí)施方式一曲率＝-0.9、錐度＝-50、B＝0.75、C＝0、D＝0.75、E＝0、A＝0、F＝0；實(shí)施方式二曲率＝0.7、錐度＝5、B＝0.5、C＝0.7、D＝0.7、E＝0、A＝0、F＝0；實(shí)施方式三曲率＝0.5、錐度＝15、B＝0.4、C＝0.4、D＝0.4、E＝0.4、A＝0、F＝0；實(shí)施方式四曲率＝0.3、錐度＝30、B＝0.2、C＝0.6、D＝0、E＝0.6、A＝0、F＝0；實(shí)施方式五曲率＝0.9、錐度＝50、B＝0.6、C＝0.3、D＝0.4、E＝0.5、A＝0、F＝0。
本發(fā)明通過將第一鏡片表面設(shè)置為球面，第二及第三鏡片表面設(shè)置為非球面，提高了光學(xué)傳遞函數(shù)；減少了像差、色差及球差，并提高了相對照度，從而提高了該光學(xué)鏡頭的光學(xué)性能。該光學(xué)鏡頭適用于小型的成像設(shè)備，尤其適合于1/4英寸以下的SENSOR及200萬以下像素。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)鏡頭，包括鏡片組，其特征在于該鏡片組包括同軸排列的第一、第二及第三鏡片，該第一鏡片的表面為球面，第二及第三鏡片的表面為非球面。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第二及第三鏡片的表面上各點(diǎn)的坐標(biāo)值滿足如下函數(shù)Z=(CURV)Y21+(1-(1+K)(CURV)2Y2)1/2+(A)Y2+(B)Y4+(C)Y6+(D)Y8+(E)Y10+(F)Y12]]>其中Z表示鏡片表面上各點(diǎn)的Z坐標(biāo)值，Y表示鏡片表面上各點(diǎn)的Y坐標(biāo)值，CURV為鏡片表面的曲率，K為鏡片的錐度，A、B、C、D、E及F為常數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)鏡頭，其特征在于-0.9≤曲率≤0.9且該曲率不等于0，-50≤錐度≤50，-0.8＜B、C、D、E＜0.8。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的A＝F＝0。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第一鏡片、第二鏡片及第三鏡片是依折射率從低往高排列，且第一鏡片靠近光源。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第一、第二及第三鏡片的總長度界于4mm和6mm之間，且第一鏡片與第二鏡片之間的距離大于第二鏡片與第三鏡片之間的距離。
7.如權(quán)利要求1-5任意項(xiàng)所述的光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第一、第二及第三鏡片的折射率界于1.4與1.6之間。
8.如權(quán)利要求1-5任意項(xiàng)所述的光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第一、第二及第三鏡片的中心厚度界于0.5mm與2mm之間。
9.如權(quán)利要求1-5任意項(xiàng)所述的光學(xué)鏡頭，其特征在于還包括光闌，該光闌設(shè)置于第一鏡片的前面或第一、第二鏡片之間。
10.如權(quán)利要求1-5任意項(xiàng)所述的光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第二鏡片的左表面為弧形凹入，其右表面為弧形凸出；第三鏡片的左右表面大致呈波浪形，且左表面中部凸出，右表面中部凹入。
全文摘要
本發(fā)明光學(xué)鏡頭包括鏡片組和光闌，該鏡片組包括同軸排列的第一、第二及第三鏡片，該第一鏡片的表面為球面，第二及第三鏡片的表面為非球面。所述的第二及第三鏡片的表面上各點(diǎn)的坐標(biāo)值滿足如下函數(shù)
文檔編號G02B9/12GK1584654SQ20041002275
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者蔣國鑾 申請人:深圳市北大青鳥科技有限公司