一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，包括承座及連接在承座上的鏡筒，在鏡筒的空腔中從外到里依次設(shè)有壓環(huán)、第一透鏡、第二透鏡，第一與第二透鏡之間設(shè)有隔圈；所述的第一透鏡為負(fù)焦距透鏡，其朝向物方的第一面為扁圓形非球面，朝向像方的第二面為雙曲線非球面；第二透鏡為正焦距透鏡，其朝向物方的第一面為圓形非球面，朝向像方的第二面為雙曲線非球面。本實用新型提供了一種200萬像素、厚度超薄，可使用于高靈敏度及70-110英寸以上觸摸屏的光學(xué)鏡頭。
【專利說明】一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實用新型涉及一種紅外廣角光學(xué)鏡頭，尤其涉及一種應(yīng)用于高像素觸摸屏識別用微型光學(xué)鏡頭。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前使用的觸摸屏識別鏡頭普遍存在這樣的缺點:像素比較低、外形尺寸較大。市場上現(xiàn)在主流的照相手機主要是30萬像素、40英寸屏幕用低配置鏡頭，其靈敏度和識別范圍都不夠理想，只能在靈敏度要求不用屏幕較少的觸摸屏使用；而且鏡頭的厚度偏大，一般為IOmm左右。
[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(nèi)容】
[0004]本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種200萬像素、厚度超薄，可使用于高靈敏度及70-110英寸以上觸摸屏的光學(xué)鏡頭。
[0005]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實用新型采用了下列技術(shù)方案:
[0006]一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于包括承座I及連接在承座上的鏡筒2，在鏡筒2的空腔中從外到里依次設(shè)有壓環(huán)3、第一透鏡4、第二透鏡5，第一與第二透鏡之間設(shè)有隔圈6 ;所述的第一透鏡4為負(fù)焦距透鏡，其朝向物方的第一面41為扁圓形非球面，朝向像方的第二面42為雙曲線非球面；第二透鏡5為正焦距透鏡，其朝向物方的第一面51為圓形非球面，朝向像方的第二面52為雙`曲線非球面。
[0007]如上所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡4、第二透鏡5系統(tǒng)元件特性滿足以下表達式:-5〈fl/f2〈2，vd Pl ( 60，vd P2_vd Pl ( 40，其中，Π為第一透鏡的焦距，f2為第二透鏡的焦距，vdPl為第一透鏡的色散系數(shù)，第vd P2為第二透鏡的色散系數(shù)。
[0008]如上所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第1-第2透鏡的非球面的表面形狀滿足以下方程:Z=cy2/ { 1+ V [ 1- (1+k) c2y2]} + a J2+a 2y4+a 3y6+a 4y8+α 5y10+ α 6y12+ α 7y14+ α 8y16 ;在公式中，參數(shù)c為半徑所對應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)其單位和透鏡長度單位相同，k為圓錐二次曲線系數(shù)。當(dāng)k系數(shù)小于-1時面形曲線為雙曲線，等于-1時為拋物線，介于-1到O之間時為橢圓，等于O時為圓形,大于O時為扁圓形。(^至(18分別表示各徑向坐標(biāo)所對應(yīng)的系數(shù)。
[0009]如上所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:第一透鏡朝向像方第二面非球面的雙曲線形，要求其k系數(shù)為小于0，第一透鏡朝向物方的第一面非球面形狀為扁圓形非球面，其k系數(shù)為大于O ;第二透鏡朝向物方的第一面非球面為扁圓形非球面，K系數(shù)為大于0，第二透鏡朝向像方的第二面非球面形狀都為雙曲線形，其k系數(shù)都小于-1。
[0010]如上所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述第一透鏡和第二透鏡鏡面之間的距離為H，其中O < HS 1mm。[0011]如上所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述第一透鏡的外圍四周切邊形狀為跑道形狀。
[0012]如上所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述第一透鏡采用vd Pl< 30, vd Pl為第一透鏡的色散系數(shù)。
[0013]如上所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述第二透鏡朝向像面的第二個面52的曲率半徑小于3mm。
[0014]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點:
[0015]1、本實用新型的數(shù)位鏡頭在紅外光譜時能夠達到200萬像素以上，而現(xiàn)有微型數(shù)位鏡頭一般是30萬。
[0016]2、本實用新型的厚度最薄可以達到1.8mm。
[0017]3、本實用新型可以實現(xiàn)最大視場角為140度的廣角攝像。
[0018]4、本實用新型的銳利度高、對于觸摸識別環(huán)境的靈敏度高。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0019]圖1是本實用新型的剖面示意圖。
[0020]圖2是本實用新型的分解示意圖。
【【具體實施方式】】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細描述:
[0022]如圖1所示，一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，可以用于相對便宜的高像素CMOS感光片，包括承座I及連接在承座上的鏡筒2，在鏡筒2的空腔中從外到里依次設(shè)有壓環(huán)3、第一透鏡4、第二透鏡5，第一與第二透鏡之間設(shè)有隔圈6。所述的第一透鏡4為負(fù)焦距透鏡，其朝向物方的第一面41為扁圓形非球面，朝向像方的第二面42為雙曲線非球面。所述第二透鏡5為正焦距透鏡，其朝向物方的第一面51為圓形非球面，朝向像方的第二面52為雙曲線非球面。所述第一透鏡的外圍四周切邊形狀為跑道形狀，即第一透鏡設(shè)計成切邊圓弧形狀。
[0023]所述的第一透鏡4、第二透鏡5的非球面的表面形狀滿足以下方程:
[0024]Z=cy2/ { 1+ √ [1- ( 1+k) c2y2]} + a j2+a 2y4+a 3y6+a 4y8+a 5y10+a 6y12+a 7y14+α 8
y16。在公式中，參數(shù)c為半徑所對應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)其單位和透鏡長度單位相同，k為圓錐二次曲線系數(shù)。當(dāng)k系數(shù)小于-1時面形曲線為雙曲線，等于-1時為拋物線，介于-1到O之間時為橢圓，等于O時為圓形，大于O時為扁圓形。\至Ci8分別表示各徑向坐標(biāo)所對應(yīng)的系數(shù)。通過以上參數(shù)可以精確設(shè)定透鏡前后兩面非球面的形狀尺寸。
[0025]第一透鏡4朝向像方第二面非球面的雙曲線形，要求其k系數(shù)為小于0，第一透鏡朝向物方的第一面非球面形狀為扁圓形非球面，其k系數(shù)為大于O。第二透鏡5朝向物方的第一面非球面為扁圓形非球面，K系數(shù)為大于0，第二透鏡朝向像方的第二面非球面形狀都為雙曲線形，其k系數(shù)都小于-1。
[0026]所述的第一透鏡、第二透鏡系統(tǒng)元件特性滿足以下表達式:-5〈fl/f2〈2，vdPl ( 60，vd P2-vd Pl ( 40，其中，fl為第一透鏡的焦距，f2為第二透鏡的焦距，vd P2為第二透鏡的色散系數(shù)，vd Pl為第一透鏡的色散系數(shù)。更優(yōu)的方式，所述第一透鏡采用vdPl < 30的透鏡。
[0027]為實現(xiàn)大角度光線成像，結(jié)構(gòu)上需要盡量減小第一和第二透鏡之間的距離，即在本實施例中，所述第一透鏡和第二透鏡鏡面之間的距離為H，其中O < H < 1_。
[0028]承座I套合在鏡筒2后端的外圓周上，承座I與鏡筒2之間螺紋配合固定。
[0029]鏡筒及承座的空腔中、第二透鏡5的后部還設(shè)有紅外濾光片7，光線是從紅外濾光片7進入的，紅外濾光片對CMOS感光芯片有一定的保護作用，同時也過濾掉不需要的影響成像質(zhì)量的光線，使圖像稅利并提高靈敏度，同時有助于提升圖像對比度。
[0030]光闌面位于光學(xué)系統(tǒng)第一透鏡和第二透鏡之間，光闌也是上述的隔圈6，它可以使得系統(tǒng)的鏡片通光口徑小同時降低系統(tǒng)對鏡片偏心制造公差的敏感度，從而使得光學(xué)系統(tǒng)的體積小型化和易量產(chǎn)化。
[0031]第二透鏡朝向像面的第二個面是雙曲線非球面，其曲率半徑小于3_，它可以使得整個鏡頭的長度最短至4.5mm以下。
[0032]系統(tǒng)的第一透鏡具有負(fù)折射本領(lǐng)，第二透鏡具有正折射本領(lǐng)，從而使得光學(xué)系統(tǒng)的可以實現(xiàn)廣角成像。
[0033]以下是本光學(xué)透鏡的設(shè)計案例:
[0034]表面數(shù)據(jù)匯總:
[0035]
面編號類型半徑R 厚度光學(xué)材料口長二次曲線
OBJ 標(biāo)準(zhǔn) Infinity 10003466.892 O
I 非球面 12 0.4794134 L 540000, 56.500000 2.458587 64.00085
[0036]
2 非球面 I0.61734941.29092 -7.369489
STO 標(biāo)準(zhǔn) Infinity 0.019762660.435034 O
4非球面-30.00847 1.345318 1.540000，56.500000 0.6186768 -TL 62386
5非球面 -0.60.31.64674 -1.029382
6標(biāo)準(zhǔn)Infinity 0.3BK7 2.146346 O
7標(biāo)準(zhǔn)Infinity 1.177482.264957O
IMA 標(biāo)準(zhǔn)Infinity2.855934 O
[0037]表面數(shù)據(jù)細節(jié):
[0038]表面OBJ標(biāo)準(zhǔn)
表面 I非球面
參數(shù)在2次項:O
參數(shù)在4次項: 0.47245401
參數(shù)在6次項: -0.61471932
參數(shù)在8次項: 0.57135733
參數(shù)在10次項: -0.37498022
參數(shù)在12次項: 0.17301303
參數(shù)在14次項: -0.039478303
參數(shù)在16次項: O


O
表面2非球面
參數(shù)在2次項:O
參數(shù)在4次項:2.5836078
[0039]
參數(shù)在6次項:-2.8713781
參數(shù)在8次項:4.2358989
參數(shù)在10次項:-113.0527
參數(shù)在12次項:596.36676
參數(shù)在14次項:-845.84867
參數(shù)在16次項:O
[0040]表面STO標(biāo)準(zhǔn)
[0041]表面4 非球面
參數(shù)在2次項:O
參數(shù)在4次項:2.9862696
參數(shù)在6次項:-113.97171
參數(shù)在8次項:1418.6248
參數(shù)在10次項:3396.8232
參數(shù)在12次項:-194990.35
參數(shù)在14次項:1060060.3
參數(shù)在16次項..0


O
表面 5 非球面
參數(shù)在2次項:O
參數(shù)在4次項: -0.060824284
參數(shù)在6次項: -0.054257372
參數(shù)在8次項:- 1.3041159
[0042]
參數(shù)在10次項:5.7815959
參數(shù)在12次項:-9.8730982
參數(shù)在14次項:5.979548
參數(shù)在16次項:O
表面 6標(biāo)準(zhǔn)
表面 7標(biāo)準(zhǔn)
表面IMA標(biāo)準(zhǔn)


O
【權(quán)利要求】
1.一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于包括承座(1)及連接在承座上的鏡筒(2)，在鏡筒(2)的空腔中從外到里依次設(shè)有壓環(huán)(3)、第一透鏡(4)、第二透鏡(5)，第一與第二透鏡之間設(shè)有隔圈(6);所述的第一透鏡(4)為負(fù)焦距透鏡，其朝向物方的第一面(41)為扁圓形非球面，朝向像方的第二面(42)為雙曲線非球面；第二透鏡(5)為正焦距透鏡，其朝向物方的第一面(51)為圓形非球面，朝向像方的第二面(52)為雙曲線非球面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡(4)、第二透鏡(5)系統(tǒng)元件特性滿足以下表達式:-5<fl/f2<2, vd Pl ( 60，vd P2_vdPl ^ 40，其中，fl為第一透鏡的焦距，f2為第二透鏡的焦距，vd Pl為第一透鏡的色散系數(shù)，第vd P2為第二透鏡的色散系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第1-第2透鏡的非球面的表面形狀滿足以下方程:Z=cy2/ {1+ V [1- (l+k)c2y2]} + aiy2+a2y4+a3y6+a J8+a 5ylcl+a 6y12+a 7y14+a 8y16 ;在公式中，參數(shù)c為半徑所對應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)(其單位和透鏡長度單位相同)，k為圓錐二次曲線系數(shù)；當(dāng)k系數(shù)小于-1時面形曲線為雙曲線，等于-1時為拋物線，介于-1到O之間時為橢圓，等于O時為圓形，大于O時為扁圓形；a i至a 8分別表示各徑向坐標(biāo)所對應(yīng)的系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:第一透鏡朝向像方第二面非球面的雙曲線形，要求其k系數(shù)為小于0，第一透鏡朝向物方的第一面非球面形狀為扁圓形非球面，其k系數(shù)為大于O;第二透鏡朝向物方的第一面非球面為扁圓形非球面，K系數(shù)為大于0，第二透鏡朝向像方的第二面非球面形狀都為雙曲線形，其k系數(shù)都小于-1°
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述第一透鏡和第二透鏡鏡面之間的距離為H，其中O < H < 1mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述第一透鏡的外圍四周切邊形狀為跑道形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述第一透鏡采用vd Pl < 30，vd Pl為第一透鏡的色散系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微型紅外廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述第二透鏡朝向像面的第二面(5 2)的曲率半徑小于3mm。
【文檔編號】G02B13/14GK203376515SQ201320410200
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】肖明志, 陸志鳳 申請人:中山聯(lián)合光電科技有限公司