一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)鏡頭成像領(lǐng)域，具體涉及一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像 物鏡。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的移動(dòng)電話，平板電腦等移動(dòng)電子設(shè)備均內(nèi)置攝影物鏡用于拍照、攝像。隨著 這一類(lèi)電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，他們的厚度都有不斷變薄的趨勢(shì)，這也要求內(nèi)置于他們的攝 影物鏡應(yīng)不斷的適應(yīng)可利用的空間大小，超薄的成像物鏡被迫切的需求。
[0003] CCD和CMOS光電探測(cè)器件的發(fā)展使得在有效像面上可以獲得更多的像素，這就需 要與之匹配的成像物鏡具有更高的分辨率，更好的成像清晰度，在光學(xué)指標(biāo)上講，光學(xué)系統(tǒng) 在更高的空間頻率處應(yīng)具有更高的光學(xué)傳遞函數(shù)。再者，由于更大面積探測(cè)器的出現(xiàn)和人 們的需要，也需要成像物鏡具有更大的視場(chǎng)角，為了滿足視覺(jué)效果，圖像也應(yīng)具有更小的幾 何畸變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種超薄型小畸變廣角雙片式光 學(xué)成像物鏡，該物鏡通過(guò)使用對(duì)稱式和非球面的光學(xué)結(jié)構(gòu)，提升光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量，并縮 短光學(xué)系統(tǒng)總體長(zhǎng)度。
[0005] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡，其特征在于，該成像物鏡包括：第一 透鏡、光闌和第二透鏡；所述第一透鏡、光闌和第二透鏡同光軸依次排布；第一透鏡為凸面 朝向物的正彎月透鏡，f\> 0 ;第二透鏡為凸面朝向像的負(fù)彎月透鏡，f2< 0 ;且第一透鏡與 第二透鏡均為非球面的塑料透鏡，滿足：
[0007] 0. 5 < fjf < 1
[0008] -2 < f2/f < -I
[0009] 其中f是整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距，Π 是第一透鏡的焦距，f2是第二透鏡的焦距。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明兩片式光學(xué)成像物鏡，其光闌位于兩透鏡中間，使光 學(xué)系統(tǒng)具有較好的對(duì)稱性，這種結(jié)構(gòu)更容易校正光學(xué)系統(tǒng)的垂軸像差，使其更容易擁有成 像質(zhì)量良好的大視場(chǎng)，亦可有利于大相對(duì)孔徑的實(shí)現(xiàn)。其中第一透鏡光焦度為正值，第二透 鏡光焦度為負(fù)值，這使光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成了攝遠(yuǎn)型光學(xué)系統(tǒng)的基本形式，使光學(xué)系統(tǒng)主面位置 更加向物空間方向移動(dòng)，從而能夠有效的縮短光學(xué)系統(tǒng)的總體長(zhǎng)度，使成像物鏡更薄。同 時(shí)，兩片透鏡的正負(fù)光焦度組合可以有利于消除系統(tǒng)軸向像差。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1本發(fā)明一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖2本發(fā)明一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡光學(xué)傳遞函數(shù)曲線圖。
[0013] 圖3本發(fā)明一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡幾何畸變圖。
[0014] 其中，圖中Ll為該成像物鏡的第一透鏡，L2為該成像物鏡的第二透鏡，L3為濾光 片，L4為探測(cè)器保護(hù)玻璃。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0016] 如圖1所不，一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡，該成像物鏡包括：第一 透鏡、光闌、第二透鏡、濾光片和探測(cè)器保護(hù)片；第一透鏡、光闌和第二透鏡同光軸依次排 布；第一透鏡為凸面朝向物的正彎月透鏡，4>〇 ;第二透鏡為凸面朝向像的負(fù)彎月透鏡，f2 < 0 ;且第一透鏡與第二透鏡均為非球面的塑料透鏡，滿足：
[0017] 0. 5 < fjf < 1
[0018] -2 < f2/f < -I
[0019] 其中f是整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距，是第一透鏡的焦距，f2是第二透鏡的焦距；光闌， 其密接于第一透鏡后，光闌與第一透鏡后表面的間隙為0 ;透鏡組后放置平行平板作為濾 光片使用，光源通過(guò)第一透鏡、光闌、第二透鏡和濾光片最后，最后經(jīng)過(guò)探測(cè)器保護(hù)片成像。
[0020] 第一透鏡選用PMMA (n = 1. 49, V = 57. 3)材料，第二透鏡選用聚碳酸酯（n = 1. 59， V = 29. 9)材料，所述η為光學(xué)材料折射率，V為光學(xué)材料色散系數(shù)。兩種光學(xué)材料折射率 相近，色散系數(shù)差異較大，有利于光學(xué)系統(tǒng)色差的消除。兩個(gè)透鏡的前后表面均采用了高次 非球面設(shè)計(jì)，非球面的面型滿足下列公式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡，其特征在于，該成像物鏡包括：第一 透鏡、光闌和第二透鏡；所述第一透鏡、光闌和第二透鏡同光軸依次排布；第一透鏡為凸面 朝向物的正彎月透鏡，f\> 0 ;第二透鏡為凸面朝向像的負(fù)彎月透鏡，f2< 0 ;且第一透鏡與 第二透鏡均為非球面的塑料透鏡，滿足： 0. 5 <fjf <1 -2 <f2/f< -1 其中f?是整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距，fi是第一透鏡的焦距，f2是第二透鏡的焦距。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡，其特征在于，第 一透鏡選用聚甲基丙烯酸甲酯作為鏡頭材料，第二透鏡選用聚碳酸酯作為鏡頭材料。兩片 鏡片后放置光學(xué)平行平板作為濾光片，厚度< 〇.15mm其中：55<v<65, v為濾光片材料 的色散系數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡，其特征在于，光 學(xué)系統(tǒng)光闌位置與第一透鏡后端面重合，間隙為0。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡，其特征在于，兩 片透鏡均為非球面透鏡，所述非球面的面型滿足下列公式：
其中：z是透鏡在光軸方向上的矢高，c是透鏡的曲率，k是二次常數(shù)，y是軸向距離，非 球面系數(shù)D，E，F(xiàn)，G，H，I，J為高次非球面系數(shù)。
5.如權(quán)利要求1或4所述的一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡，其特征在于， 第一透鏡前表面非球面系數(shù)中，k> 0 ; 第一透鏡后表面非球面系數(shù)中，k> 0 ; 第二透鏡前表面非球面系數(shù)中，k> 0 ; 第二透鏡后表面非球面系數(shù)中，k= 0。
6.如權(quán)利要求1或4所述的一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡，其特征在于， 第一透鏡和第二透鏡的基圓曲率半徑滿足： 第一透鏡前表面基圓曲率半徑ri> 0,曲面頂點(diǎn)到曲面基圓球心的方向與光線傳播方 向相同； 第一透鏡后表面基圓曲率半徑r2> 0,曲面頂點(diǎn)到曲面基圓球心的方向與光線傳播方 向相同； 第二透鏡前表面基圓曲率半徑r3< 0,曲面頂點(diǎn)到曲面基圓球心的方向與光線傳播方 向相反； 第二透鏡后表面基圓曲率半徑r4< 0,曲面頂點(diǎn)到曲面基圓球心的方向與光線傳播方 向相反。
【專利摘要】一種超薄型小畸變廣角雙片式光學(xué)成像物鏡涉及光學(xué)鏡頭成像領(lǐng)域，該成像物鏡包括：第一透鏡、光闌和第二透鏡；第一透鏡、光闌和第二透鏡同光軸依次排布；第一透鏡為凸面朝向物的正彎月透鏡，f1＞0；第二透鏡為凸面朝向像的負(fù)彎月透鏡，f2＜0；第一透鏡與第二透鏡均為非球面的塑料透鏡，滿足：0.5＜f1/f＜1；-2＜f2/f＜-1；f是整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距，f1是第一透鏡的焦距，f2是第二透鏡的焦距。本發(fā)明更容易校正光學(xué)系統(tǒng)的垂軸像差，有成像質(zhì)量良好的大視場(chǎng)，利于大相對(duì)孔徑的實(shí)現(xiàn)。正負(fù)光焦度結(jié)構(gòu)構(gòu)成攝遠(yuǎn)型光學(xué)系統(tǒng)，使主面位置更加向物空間方向移動(dòng)，縮短光學(xué)系統(tǒng)的總體長(zhǎng)度，使成像物鏡更薄，有利于消除系統(tǒng)軸向像差。
【IPC分類(lèi)】G02B13-18, G02B13-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104698572
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410821890
【發(fā)明人】孟慶宇, 董吉洪
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日