一种大视场、高像素光学系统及采用该光学系统的手机摄像头模组技术方案

本发明专利技术公开了一种大视场、高像素光学系统及采用该光学系统的手机摄像头模组，所述光学系统为五片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片，所述第一镜片为凸透镜，第二镜片为凹透镜，第三镜片、第四镜片和第五镜片为反曲形曲面透镜，由于通过对光学系统的非球面轮廓形状特殊的设计及结合各片材料折射率的合理设置，达到光学系统的像面对角线长度H介于7.80mm‑10.50mm之间的大像场及高像素设计要求，从而增加了光学系统的整体亮度，降低了生产成本，所述采用该光学系统的手机摄像头模组采用变形的弹性体嵌合定位结构，保证拍摄解像力的稳定，提高了摄像头模组的装配良品率。

A large field of view, high pixel optical system and a mobile camera module adopting the optical system

【技术实现步骤摘要】
一种大视场、高像素光学系统及采用该光学系统的手机摄像头模组
本专利技术涉及手机摄像头模组
，特别涉及一种大视场、高像素光学系统及采用该光学系统的手机摄像头模组。
技术介绍
现有的四千万像素以上的手机摄像头模组，都为大视场的摄像头模组，传感器的面积比较大，一般为大于1/2.5”的彩色CMOS传感器，为了提高成像质量，大部分生产摄像头模组的厂商，一般都要将摄像镜头设计成采用六片非球面的六片式结构或采用七片以上非球面的结构。这样各种像差才能都校正得比较好，决定摄像头模组清晰度的调制传递函数(MTF)才能达到设计要求。现有四千万像素以上大视场手机摄像头模组的普遍问题是：由于塑料镜片的数量比较多，会导致其整体摄像头模组的透过率比较差，由于每片塑料镜片的透过率在95％以下，六片或七片塑料镜片合在一起后，整个摄像头模组的透过率只有不到75％，整个摄像头模组透过的光线是比较暗的，另外由于镜片的每个面都是非球面，导致其对装配公差的敏感度特别敏感，任何镜片装配时引起的倾斜、偏心、空气间距和厚度误差，以及镜片本身注塑成型的缩水误差、面型误差或者亚斯，都会直接造成摄像头模组的重影或模糊，造成光学镜头的生产成品良率低下。现有四千万像素以上大视场手机摄像头模组，图1示出了传统六片式手机摄像头模组的结构，传统六片式手机摄像头模组的结构一般为：前面的四个镜片一般交替使用高低折射率材料构件，而最后的两个镜片则使用低折射率，高色散系数材料构件，即它的第一镜片100、第三镜片300、第五镜片500和第六镜片600，一般使用低折射率、高色散系数的光学塑胶材料构件，一般其折射率nd小于1.59，其色散系数vd大于55，而第二镜片200、第四镜片400通常为高折射率、低色散系数的光学塑胶材料构件，一般其折射率nd大于1.60，其色散系数vd小于30。镜片之间的装配，间隙比较薄的位置，一般采用黑色吸光的麦拉片进行间隔，如第一镜片100与第二镜片200的法兰盘之间装设有第一麦拉片700，第二镜片200与第三镜片300的法兰盘之间装设有第二麦拉片800，第三镜片300与第四镜片400的法兰盘之间装设有第三麦拉片900，间隙比较厚的位置，则采用黑色吸光的隔圈来进行间隔，如第四镜片400与第五镜片500的法兰盘之间装设有第一隔圈1000，第五镜片500与第六镜片600的法兰盘之间装设有第二隔圈1100，以消除镜片法兰边位置产生的杂散光。这种结构是现有市面上四千万像素以上大视场手机摄像头模组比较常用的结构，其可以获得比较清晰的图像，但由于所有镜片都是塑料或玻璃非球面，其敏感度比较高，装配的时候，对偏心和倾斜，以及其他的装配公差要求特别严苛。镜片之间的定位和相互嵌套，一般通过镜片法兰边设置的一个倾斜20°-30°的台阶来控制，如相邻镜片法兰边上设置的第一台阶110，第二台阶210和第三台阶310进行配合。台阶的精度对镜片的装配精度有至关重要的影响，由于镜片是硬质塑料构件，镜片注塑时候多少会存在缩水、毛刺以及拔模角误差，会直接影响法兰边上这个台阶精度，当两者镜片的嵌合接触面在过盈配合状态时，因为是硬接触的状态，很容易无法安装到设定位置，会导致其中一片镜片倾斜或两者之间的空气间隙变大，降低成像的解像能力，生产良品率低下，生产成本增加及品质下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种只采用五片镜片，达到光学系统的像面对角线长度H介于7.80mm-10.50mm之间的大像场、高像素设计要求，降低生产成本的大视场、高像素光学系统和一种采用变形的弹性体嵌合定位结构和采用该光学系统的手机摄像头模组。为实现上述目的，本专利技术提供了一种大视场、高像素光学系统，所述光学系统为五片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片，所述第一镜片为凸透镜，第二镜片为凹透镜，第三镜片、第四镜片和第五镜片为反曲形曲面透镜，所述第二镜片和第三镜片为折射率nd介于1.62-1.80之间、色散系数vd小于35的光学材料构件，所述第一镜片为折射率nd小于1.60、色散系数vd大于20的光学材料构件，所述第四镜片和第五镜片为折射率nd介于1.50-1.80之间、色散系数vd介于20-70之间的光学材料构件，所述第三镜片具有第三镜片的第二曲面，所述第三镜片的第二曲面的面型轮廓的中间内凹部分的弯曲方向与外视场边缘的弯曲方向相反，所述第三镜片和第四镜片之间的边缘主光线角度θ介于59°至75°之间，所述光学系统的像面对角线长度H介于7.80mm-10.50mm之间。作为优选的，所述第一镜片具有第一镜片的第一面，第一镜片的第一面的曲率半径介于1.2mm-1.85mm之间。作为优选的，所述光学系统的半视场角α介于20°-85°之间。作为优选的，所述光学系统的光学总长L介于4.2mm-7.5mm之间。作为优选的，所述光学系统的像面像素总数为四千万像素以上。作为优选的，所述光学系统的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片为光学树脂材料构件、液态硅胶材料构件、玻璃材料构件、石英构件、蓝宝石材料构件或透明光学陶瓷材料构件。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术设有光学系统，所述光学系统为五片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片，所述第一镜片为凸透镜，第二镜片为凹透镜，第三镜片、第四镜片和第五镜片为反曲形曲面透镜，所述第二镜片和第三镜片为折射率nd介于1.62-1.80之间、色散系数vd小于35的光学材料构件，所述第一镜片为折射率nd小于1.60、色散系数vd大于20的光学材料构件，所述第四镜片和第五镜片为折射率nd介于1.50-1.80之间、色散系数vd介于20-70之间的光学材料构件，所述第三镜片和第四镜片之间的边缘主光线角度θ介于59°至75°之间，所述光学系统的像面对角线长度H介于7.80mm-10.50mm之间，由于第二镜片和第三镜片为折射率nd介于1.62-1.80之间、色散系数vd小于35的光学材料构件，由于通过对光学系统的非球面轮廓形状特殊的设计及结合各镜片材料折射率的合理设置，实现这第二镜片和第四镜片之间的边缘主光线角度θ介于59°至75°之间，提供一种以大角度扩展到轴外各个视场主光线及边缘主光线的角度，达到光学系统的像面对角线长度H介于7.80mm-10.50mm之间的大像场及高像素设计要求，使得光学系统的光学总长L进一步缩短，比现有技术至少减少一片镜片的数量，只需要采用五片镜片，由于减少镜片的数量，从而提高光学系统的光线透过率，使光学系统的整体亮度提高，降低了光学系统的生产成本。本专利技术还提供了一种手机摄像头模组，包括外壳，还包括装设在所述外壳内的光学系统，所述光学系统后部装设有红外截止滤波片，所述红外截止滤波片后部装设有图像传感器，所述光学系统装设有至少一个变形的弹性体嵌合定位结构。作为优选的，所述变形的弹性体嵌合定位结构包括装设在第一镜片的法兰边的变形的第一弹性体，装设在所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大视场、高像素光学系统，其特征在于，所述光学系统(2)为五片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片(21)、第二镜片(23)、第三镜片(25)、第四镜片(27)和第五镜片(29)，所述第一镜片(21)为凸透镜，第二镜片(23)为凹透镜，第三镜片(25)、第四镜片(27)和第五镜片(28)为反曲形曲面透镜，所述第二镜片(23)和第三镜片(25)为折射率nd介于1.62-1.80之间、色散系数vd小于35的光学材料构件，所述第一镜片(21)为折射率nd小于1.60、色散系数vd大于20的光学材料构件，所述第四镜片(27)和第五镜片(29)为折射率nd介于1.50-1.80之间、色散系数vd介于20-70之间的光学材料构件，所述第三镜片(25)具有第三镜片的第二曲面(254)，所述第三镜片的第二曲面(254)的面型轮廓的中间内凹部分的弯曲方向与外视场边缘的弯曲方向相反，所述第三镜片(25)和第四镜片(27)之间的边缘主光线角度θ介于59°至75°之间，所述光学系统(2)的像面对角线长度H介于7.80mm-10.50mm之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种大视场、高像素光学系统，其特征在于，所述光学系统(2)为五片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片(21)、第二镜片(23)、第三镜片(25)、第四镜片(27)和第五镜片(29)，所述第一镜片(21)为凸透镜，第二镜片(23)为凹透镜，第三镜片(25)、第四镜片(27)和第五镜片(28)为反曲形曲面透镜，所述第二镜片(23)和第三镜片(25)为折射率nd介于1.62-1.80之间、色散系数vd小于35的光学材料构件，所述第一镜片(21)为折射率nd小于1.60、色散系数vd大于20的光学材料构件，所述第四镜片(27)和第五镜片(29)为折射率nd介于1.50-1.80之间、色散系数vd介于20-70之间的光学材料构件，所述第三镜片(25)具有第三镜片的第二曲面(254)，所述第三镜片的第二曲面(254)的面型轮廓的中间内凹部分的弯曲方向与外视场边缘的弯曲方向相反，所述第三镜片(25)和第四镜片(27)之间的边缘主光线角度θ介于59°至75°之间，所述光学系统(2)的像面对角线长度H介于7.80mm-10.50mm之间。


2.根据权利要求1所述的一种大视场、高像素光学系统，其特征在于，所述第一镜片(21)具有第一镜片的第一面(213)，第一镜片的第一面(213)的曲率半径介于1.2mm-1.85mm之间。


3.根据权利要求1所述的一种大视场、高像素光学系统，其特征在于，所述光学系统(2)的半视场角α介于20°-85°之间。


4.根据权利要求1所述的一种大视场、高像素光学系统，其特征在于，所述光学系统(2)的光学总长L介于4.2mm-7.5mm之间。


5.根据权利要求1所述的一种大视场、高像素光学系统，其特征在于，所述光学系统(2)的像面像素总数为四千万像素以上。


6.根据权利要求1所述的一种大视场、高像素光学系统，其特征在于，所述光学系统(2)的第一镜片(21)、第二镜片(23)、第三镜片(25)、第四镜片(27)和第五镜片(29)为光学树脂材料构件、液态硅胶材料构件、玻璃材料构件、石英构件、蓝宝石材料构件或透明光学陶瓷材料构件。


7.一种手机摄像头模组，其特征在于，包括外壳(1)，还包括装设在所述外壳(1)内的权利要求1-6任一项所述的光学系统(2)，所述光学系统(2)后部装设有红外截止滤波片(3)，所述红外截止滤波片(3)后部装设有图像传感器(4)，所述光学系统(2)装设有至少一个变形的弹性体嵌合定位结构(5)。


8.根据权利要求7所述的一种手机摄像头模组，其特征在于，所述变形的弹性体嵌合定位结构(5)包括装设在第一镜片(21)的法兰边的变形的第一弹性体(212)，装设在所述第二镜片(23)的法兰边的变...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎欢标，
申请(专利权)人：东莞市美光达光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44