一种玻璃非球面宽光谱成像镜头制造技术

本发明专利技术公开一种玻璃非球面宽光谱成像镜头，以解决宽波段的成像需求。该镜头包括从物方至像方依次同轴配置四个玻璃非球面透镜和一个保护玻璃，其中第一透镜为正透镜；第二透镜为负透镜；第三透镜为正透镜；第四透镜为负透镜。镜头总长为5.98mm，F#为3.11，在340nm

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃非球面宽光谱成像镜头


[0001]本专利技术涉及手机镜头成像领域，尤其涉及一种玻璃非球面宽光谱手机成像镜头系统。

技术介绍

[0002]随着智能手机的普及与发展，除了无畸变高清成像基本功能外，人们对手机镜头的追求和要求也在不断提升，开始不断尝试手机镜头的新功能。可同时在紫外、可见光以及近红外波段进行成像的手机镜头往往能得到这类镜头爱好者的青睐。近几年，市场上出现了各种基于塑胶的手机镜头，其成像范围均限定在可见光波段，因此，它存在着明显的不足，此处列举1例如下：
[0003]1、通过检索已公开的专利，中国专利申请号为201610866753.X，专利名称为一种手机成像镜头，申请日为2016年09月30日。该专利自述“包括沿所述成像镜头的光轴从物端到像端依次设置的：具有第一折射率的第一正透镜，具有第二折射率的第二负透镜，具有第三折射率的第三正透镜，以及具有第四折射率的第四负透镜。所述透镜均为非球面树脂透镜。所述第一正透镜、第三正透镜和第四负透镜的折射率均小于或者等于 1.60，阿贝数值大于或者等于40，所述第二负透镜的折射率为大于或者等于1.60，阿贝数值小于或者等于40。”此外，根据该专利的描述，该镜头只在470nm
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650nm范围内校正了像差。该专利中提到的镜头的不足之处在于：它使用塑胶作为透镜材料，只在470nm
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650nm极窄的可见光波段校正了各种像差，无法实现在更宽的可见光以及紫外和近红外波段进行成像。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种玻璃非球面宽光谱成像镜头，使单个像素尺寸为5μm
×
5μm的图像传感器在340nm
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1550 nm宽光谱波段能够实现共焦成像。
[0005]一种玻璃非球面宽光谱成像镜头，包括沿光轴从被摄物体到像面IMA 依次设置的四个透镜和保护玻璃G1，四个透镜依次为：第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4；
[0006]优选的，依次排列的四个透镜的物端光学面和像端光学面均为非球面，各非球面依次分别为S11、S12、S21、S22、S31、S32、S41和 S42，并且所述非球面在o
‑
xyz坐标系中的xoz平面内满足以下面型方程：
[0007][0008]其中，c表示透镜非球面顶点处的曲率，x表示透镜非球面上各点在x 轴的坐标值，z为透镜非球面上各点x坐标对应的矢高，k为二次圆锥曲线系数，a
i
为高次项系数，高次项均为偶次，且最高为8次。非球面关于z 轴径向对称。
[0009]优选的，所述透镜材料均为玻璃材料。
[0010]优选的，所述第一透镜L1材料的折射率小于1.50，阿贝数大于88；所述第三透镜L3材料与第一透镜L1材料相同。
[0011]优选的，第一透镜、第二透镜和第四透镜这三个透镜的材料，对透过率有要求，这三个透镜的材料的透过率要求当材料厚度在25mm范围内， 340nm
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1550nm波段内的电磁波对材料进行照射时，其透过率均大于0.7。
[0012]优选的，保护玻璃材料的透过率在25mm厚度范围内在340nm
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1550 nm波段内均大于0.1。
[0013]优选的，所述镜头的第一透镜L1物端光学面中心与像面IMA中心之间的距离小于6.5mm。
[0014]优选的，所述第一透镜L1中心厚度d1满足：0.8mm＜d1＜1.2mm；第二透镜L2中心厚度d2满足：0.35mm＜d2＜0.45mm；第三透镜L3中心厚度d3满足：1.1mm＜d3＜1.4mm；第四透镜L4中心厚度d4满足： 0.5mm＜d4＜0.8mm。
[0015]优选的，所述第一透镜L1焦距f1，第二透镜L2焦距f2，第三透镜L3 焦距f3，第四透镜L4焦距f4以及整个镜头组焦距f，满足如下关系：3.5 mm<f<4.5mm，0.6<f1/f<0.8，
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0.6<f2/f<
‑
0.4，0.4<f3/f<0.5，
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0.7<f4/f<
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0.6。优选的，所述镜头全视场角大于或等于60
°
，F#满足：2.5<F#<3.5。
[0016]优选的，所述镜头可在340nm
‑
1550nm波段校正像差，且满足共焦条件，即轴向像差小于50μm，可实现清晰成像。
[0017]保护玻璃包括物端光学面S51和像端光学面S52，两个光学面均为平面。
[0018]与现有技术相比，本专利技术有如下优点：通过使用高阿贝数正透镜与低阿贝数负透镜搭配的方式，使得镜头系统340nm
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1550nm波段范围内有效校正了各种像差。最终镜头系统满足色焦移小于20μm、轴向像差小于50 μm，从而实现340nm
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1550nm波段范围内共焦成像。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例1光学成像镜头系统结构图。
[0020]图2是本专利技术实施例1光学成像镜头系统的像方点列图。
[0021]图3是本专利技术实施例1光学成像镜头系统的复色光颜色MTF曲线图。
[0022]图4是本专利技术实施例1光学成像镜头系统的F
‑
Tan(Theta)畸变曲线。
[0023]图5是本专利技术实施例1光学成像镜头系统的镜头垂轴色差曲线。
[0024]图6是本专利技术实施例1光学成像镜头系统的轴向像差曲线。
[0025]图7是本专利技术实施例1光学成像镜头系统的焦移曲线。
[0026]图8是本专利技术实施例1光学成像镜头系统的场曲曲线。
具体实施方式
[0027]以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步的解释和描述。
[0028]如图1所示，为本专利技术提供的一种玻璃非球面宽光谱成像镜头的结构。该玻璃非球面宽光谱成像镜头沿光轴方向依次包括：第一透镜L1，第二透镜L2，第三透镜L3，第四透镜L4，保护玻璃G1，以及像面IMA。其中，第一透镜L1为玻璃正透镜，第二透镜L2为玻璃负透镜，
第三透镜L3 为玻璃正透镜，第四透镜L4为玻璃负透镜。成像时，光线经过第一透镜 L1，再经过第二透镜L2，然后依次经过第三透镜L3、第四透镜L4和保护玻璃G1，最终在像面IMA上实现成像。
[0029]第一透镜L1折射率小于1.50，阿贝数大于88。第三透镜L3材料与第一透镜L1材料相同。镜头总长5.98mm，即从第透镜物端光学面中心到镜头像面IMA之间的距离，小于6.5mm，全视场角不小于60
°
，焦移小于20 μm，轴向像差小于50μm，可在340nm
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1550n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃非球面宽光谱成像镜头，其特征在于：镜头从被摄物体到像面依次同轴配置四个透镜和一个保护玻璃，四个透镜分别为：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；所述透镜材料均为玻璃材料，并且，第一透镜的材料与第三透镜的材料相同。第一透镜、第二透镜和第四透镜的材料，三种材料的透过率在25mm厚度范围内在340nm
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1550nm波段内均大于0.7。各所述透镜均包括物端光学面和像端光学面，所述四个透镜的物端光学面和像端光学面均为非球面；所述第一透镜为正透镜，包括第一物端光学面和第一像端光学面，所述第一透镜材料折射率n1要求：n1＜1.50，阿贝数v1要求：v1＞88。所述第二透镜为负透镜，包括第二物端光学面和第二像端光学面，所述第二透镜材料折射率n2要求：n2＞1.55，阿贝数v2要求：v2＜55；所述第三透镜为正透镜，包括第三物端光学面和第三像端光学面，所述第三透镜材料与所述第一透镜材料相同；所述第四透镜为负透镜，包括第四物端光学面和第四像端光学面；镜头总长，即第一透镜物端光学面中心与透镜组像面中心之间的距离TOTR满足关系式：TOTR＜6.5mm。2.根据权利要求1所述的一种玻璃非球面宽光谱成像镜头，其特征在于，所述第一透镜中心厚度d1满足：0.8mm＜d1＜1.2mm；第二透镜中心厚度d2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家福，徐杨，李拯，沈会良，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：