一种微型镜头的制作方法

1.本发明涉及光学镜头领域，尤其涉及一种微型镜头。


背景技术：

2.小型监控摄像机的出现和应用已有20～30年的历史了，有多种多样规格型号的微型摄像镜头与其配套。但微型摄像镜头的性能指标良莠不齐，大多数属于低档产品，性能指标低，只适配于30万像素左右的普通摄像机；适应的光谱范围窄、图像畸变量大，图像畸变与现实景象画面差变大，真实性差。如何设计出微型化、高清晰度的微型摄像镜头，提升微型视频摄像系统的图像画质，提高画面的真实性，扩大微型摄像机系统的应用范围成为市场迫切的追求。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种微型镜头，该镜头的光学总长ttl≤1.8mm，镜头的总焦距f≤1.24，视场角度fov≥78.5
°
，可搭配2mp、1/9英寸的芯片，可满足200万高像素，采用3片非球面塑料镜片和1片滤光片组合实现较低成本等优点，各透镜不敏感，成型制造容易，具有较高的性价比。
4.本发明的目的通过以下技术方案实现：
5.一种微型镜头，沿着镜头光轴由物侧到像侧依序设置第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜为非球面透镜；所述镜头的总焦距为f，满足f≤1.24；所述镜头的光学总长为ttl，满足ttl≤1.8mm。
6.进一步地，所述镜头还满足以下关系式：
7.0.94≤f1/f≤1.43，
[0008]-9.75≤f2/f≤12.95，
[0009]-1.07≤f3/f≤3.91，
[0010]
关系式中，f为镜头的总焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。
[0011]
进一步地，所述镜头还满足以下关系式：
[0012]
ic/ttl≥1.22，
[0013]
ttl/f≤1.47，
[0014]
obfl/ttl≥0.37，
[0015]
关系式中，f为镜头的总焦距，ttl为镜头的光学总长，obfl为镜头的光学后截距，ic为镜头系统所搭配的1/9”芯片的全像高。
[0016]
进一步地，所述镜头的光圈为f#，满足f#≤2.2。
[0017]
进一步地，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜的焦距、折射率及曲率半径分别满足以下条件
[0018]
f1+1.15～+1.76nd11.50～1.68r11+0.65～+0.77r12-2.82～+18.09
f2-12.09～+15.89nd21.50～1.68r21-1.25～-0.51r22-1.17～-0.35f3-1.3～+4.85nd31.50～1.68r31+0.36～+1.71r32+0.33～+0.48
[0019]
其中，f1为第一透镜的焦距，nd1为第一透镜的折射率，r11为第一透镜的物侧面曲率半径，r12为第一透镜的像侧面曲率半径；f2为第二透镜的焦距，nd2为第二透镜的折射率，r21为第二透镜的物侧面曲率半径，r22为第二透镜的像侧面曲率半径；f为第三透镜的焦距，nd3为第三透镜的折射率，r31为第三透镜的物侧面曲率半径，r32为第三透镜的像侧面曲率半径；
“‑”
号表示该表面弯向物面一侧。
[0020]
进一步地，沿着镜头光轴由物侧到像侧还设置有光阑片、滤光片、保护玻璃和图像采集元件；所述光阑片设置于所述第一透镜的物侧面；所述滤光片设置在所述第三透镜的像侧面；所述保护玻璃设置在所述滤光片的像侧面，所述图像采集元件设置在所述保护玻璃的像侧面，所述保护玻璃集成在图像传感器上。
[0021]
进一步地，所述滤光片由h-k9l玻璃制成。
[0022]
进一步地，所述镜头结构为：所述第一透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，其像侧面为凸面；所述第二透镜为具有负光焦度的非球面塑料透镜，所述第二透镜的物侧面为凹面，其像侧面为凸面；所述第三透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第三透镜的物侧面为带有反曲的凸面，其像侧面为带有反曲的凹面。
[0023]
进一步地，所述第一透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，其像侧面为凹面；所述第二透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第二透镜的物侧面为凹面，其像侧面为凸面；所述第三透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第三透镜的物侧面为带有反曲的凸面，其像侧面为带有反曲的凹面。
[0024]
进一步地，所述第一透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，其像侧面为凸面；所述第二透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第二透镜的物侧面为凹面，其像侧面为凸面；所述第三透镜为具有负光焦度的非球面塑料透镜，所述第三透镜的物侧面为带有反曲的凸面，其像侧面为带有反曲的凹面。
[0025]
进一步地，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜的非球面符合以下偶次非球面的方程式：
[0026][0027]
其中：z为镜片沿光轴方向的矢高，k为曲面圆锥系数，γ为镜片高度，c为镜片曲率，a、b、c、d、e、f、g为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶项系数。
[0028]
本发明的有益效果是：
[0029]
与市面上现有的镜头相比，本发明的第一透镜为具有正光焦度的非球面塑胶透镜，第二透镜为正光焦度或负光焦度的非球面塑料透镜，第三透镜为正光焦度或负光焦度的非球面塑料透镜，通过合理选择镜片材料及不同的光焦度分配优化光学系统，镜头的总焦距f≤1.24，镜头的光学总长ttl≤1.8mm，视场角度fov≥78.5
°
，可搭配2mp、1/9英寸的芯片，满足200万高像素、小体积、微型镜头的要求。
[0030]
本发明采用3片非球面塑料镜片和1片滤光片组合，低成本，各透镜不敏感，成型制造容易，具有较高的性价比和较佳的稳定性。
附图说明
[0031]
图1为本发明实施例1的光学结构示意图；
[0032]
图2为本发明实施例1的光路结构示意图；
[0033]
图3为本发明实施例1可见光0.435-0.656μm的色球差曲线图；
[0034]
图4为本发明实施例1可见光0.435-0.656μm的场曲曲线图；
[0035]
图5为本发明实施例1可见光0.555μm的畸变曲线图；
[0036]
图6为本发明实施例2的光学结构示意图；
[0037]
图7为本发明实施例2的光路结构示意图；
[0038]
图8为本发明实施例2可见光0.435-0.656μm的色球差曲线图；
[0039]
图9为本发明实施例2可见光0.435-0.656μm的场曲曲线图；
[0040]
图10为本发明实施例2可见光0.555μm的畸变曲线图；
[0041]
图11为本发明实施例3的光学结构示意图；
[0042]
图12为本发明实施例3的光路结构示意图；
[0043]
图13为本发明实施例3可见光0.435-0.656μm的色球差曲线图；
[0044]
图14为本发明实施例3可见光0.435-0.656μm的场曲曲线图；
[0045]
图15为本发明实施例3可见光0.555μm的畸变曲线图；
[0046]
附图标记：1-第一透镜、2-第二透镜、3-第三透镜、4-光阑片、5-滤光片、6-保护玻璃、7-图像采集元件。
具体实施方式
[0047]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
[0048]
在本发明中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面；若透镜表面没有限定为凸面、凹面或平面时，则表示该透镜表面可以为凸面，也可以为凹面，也可以为平面。每个透镜最靠近被摄物体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。
[0049]
除非另外限定，否则本发明中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本技术所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本发明中明确如此限定。
[0050]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
[0051]
本发明提供一种微型镜头，透镜邻近物面一侧的表面为物侧面，透镜邻近像面一
侧的表面为像侧面，沿着镜头光轴由物侧到像侧依序设置光阑片4、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、滤光片5、保护玻璃6和图像采集元件7。其中：第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3为非球面透镜，光阑片4位于第一透镜1的物侧面，滤光片5设置在第三透镜3的像侧面，滤光片5由h-k9l玻璃制成制成。保护玻璃6设置在滤光片5的像侧面，图像采集元件7设置在保护玻璃6的像侧面，保护玻璃6集成在图像传感器上。
[0052]
本发明中，为了让光学系统呈现更好的性能，我们在设计过程中，要合理选择镜片材料、合理分配各个透镜的光焦度和合理优化光学系统，最终让光学系统的表现的性能最优化，通常光学系统像差的存在会影响光学系统的成像品质，校正像差是优化光学系统的重点，校正像差的方法有很多种，例如，选择折射率不同和阿贝数相差较大的镜片配合使用，可以一定程度的消除色差及球差，合理分配优化各个透镜的焦距及形状也可以校正系统的像差。
[0053]
本发明中，f为镜头的总焦距；ttl为镜头的光学总长；obfl为镜头的光学后截距，镜头的光学后截距为第三透镜3像侧面离像面最近的一点到像面的距离；ic为镜头系统所搭配的1/9”芯片的全像高；它们满足如下条件：f≤1.24，ttl≤1.8mm，ic/ttl≥1.22，ttl/f≤1.47，obfl/ttl≥0.37。
[0054]
本发明中，镜头的光圈为f#，满足f#≤2.2；镜头的角度为fov，满足fov≥78.5
°
。
[0055]
本发明中，第一透镜1的焦距为f1，第二透镜2的焦距为f2，第三透镜3的焦距为f3，整个镜头的总焦距为f，各个透镜的焦距与镜头的总焦距的比值满足以下条件：
[0056]
0.94≤f1/f≤1.43，
[0057]-9.75≤f2/f≤12.95，
[0058]-1.07≤f3/f≤3.91。
[0059]
本发明中，考虑到光学系统的像差及平衡温漂的问题，各个透镜的焦距、折射率和曲率半径分别满足以下条件：
[0060]
f1+1.15～+1.76nd11.50～1.68r11+0.65～+0.77r12-2.82～+18.09f2-12.09～+15.89nd21.50～1.68r21-1.25～-0.51r22-1.17～-0.35f3-1.3～+4.85nd31.50～1.68r31+0.36～+1.71r32+0.33～+0.48
[0061]
其中，f1为第一透镜1的焦距，nd1为第一透镜1的折射率，r11为第一透镜1的物侧面曲率半径，r12为第一透镜1的像侧面曲率半径；f2为第二透镜2的焦距，nd2为第二透镜2的折射率，r21为第二透镜2的物侧面曲率半径，r22为第二透镜2的像侧面曲率半径；f3为第三透镜3的焦距，nd3为第三透镜3的折射率，r31为第三透镜3的物侧面曲率半径，r32为第三透镜3的像侧面曲率半径；
“‑”
号表示该表面弯向物面一侧。
[0062]
以下根据本发明的上述设置给出具体实施方式来具体说明根据本发明的微型镜头，具体实施方式数据汇总如下表1所示：
[0063]
表1
[0064]
条件式实施例1实施例2实施例30.94≤f1/f≤1.431.171.430.95-9.75≤f2/f≤12.95-9.7512.951.08-1.07≤f3/f≤3.913.913.74-1.07ic/ttl≥1.221.231.221.23
ttl/f≤1.471.451.471.47obfl/ttl≥0.370.370.370.41f1.241.231.22ttl1.791.801.79f#2.052.22.0fov78.5
°
79.7
°
79.1
°
[0065]
本发明具体实施方式中的主要元素符号说明如表2所示。
[0066]
表2
[0067]
s1光阑面s7第三透镜3像侧面s2第一透镜1物侧面s8滤光片5物侧面s3第一透镜1像侧面s9滤光片5像侧面s4第二透镜2物侧面s10保护玻璃6物侧面s5第二透镜2像侧面s11保护玻璃6像侧面s6第三透镜3物侧面s12像面
[0068]
实施例1
[0069]
参考图1、图2所示，其分别是本实施例1的光学结构示意图和光路结构示意图。
[0070]
在本实施例中的视场角度fov＝78.5
°
，定义镜头主光线角为cra，则满足cra≤37.5
°
，通过合理选择镜片材料、合理分配各个镜片的焦距和光焦度，优化光学系统，实现各透镜厚度均匀且不敏感，容易大规模批量化制造。
[0071]
本实施例中的微型镜头，沿着镜头光轴由物侧到像侧依序沿着镜头光轴由物侧到像侧依序设置光阑片4、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、滤光片5、保护玻璃6和图像采集元件7，其中：
[0072]
第一透镜1为具有正光焦度的非球面塑料透镜，第一透镜1的物侧面为凸面，其像侧面为凸面；
[0073]
第二透镜2为具有负光焦度的非球面塑料透镜，第二透镜2的物侧面为凹面，其像侧面为凸面；
[0074]
第三透镜3为具有正光焦度的非球面塑料透镜，第三透镜3的物侧面为带有反曲的凸面，其像侧面为带有反曲的凹面。
[0075]
在本实施例中，第一透镜1为具有正光焦度的非球面塑料透，其物侧面为凸面，像侧面为凸面，即成双凸形正光焦度的镜片，其作用是快速汇聚光线；第三透镜3采用折射率大于1.63，阿贝数小于24的高折射率塑胶材质透镜，其作用主要是矫正各种光学像差，最终让光学系统的表现的性能最优化。
[0076]
考虑到光学系统的像差及平衡温漂的问题，各个透镜的曲率半径、中心厚度、折射率、阿贝常数及非球面k值设计如表3所示。
[0077]
表3给出各透镜的曲率半径r(单位：mm)、各透镜的中心厚度d(单位：mm)、各透镜的折射率(nd)、阿贝常数(vd)及各透镜的非球面k值(conic)。
[0078]
表3
[0079]
面序号曲率半径r中心厚度d折射率nd阿贝常数vdks1(光阑面)infinity-0.060
ꢀꢀꢀ
s20.7490.2331.5455.7-14.297s318.0920.167
ꢀꢀ
1.286s4-0.7780.2461.5455.7-3.486s5-0.9820.174
ꢀꢀ
1.538s60.3580.1601.6423.9-3.626s70.3340.160
ꢀꢀ‑
2.379s8infinity0.1451.5254.50s9infinity0.101
ꢀꢀ
0s10infinity0.4001.5254.50s11infinity0.013
ꢀꢀ
0s12infinity0
ꢀꢀꢀ
[0080]
在表3中，曲率半径r代表镜片表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向像面一侧，负值代表该表面弯向物面一侧，其中“infinity”代表该表面为平面；中心厚度d代表当前表面到下一表面的中心轴向距离，折射率nd代表当前透镜材料对光线的偏折能力，阿贝数vd代表当前透镜材料对光线的色散特性；k值代表该非球面的最佳拟合圆锥系数的数值大小。
[0081]
本实施例中，第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的非球面符合以下偶次非球面的方程式：
[0082][0083]
式中，z为镜片沿光轴方向的矢高，k为曲面圆锥系数，γ为镜片高度，c为镜片曲率，a、b、c、d、e、f、g为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶项系数。
[0084]
表4给出第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3的6个光学表面的非球面的各项系数。
[0085]
表4
[0086][0087]
参考图3所示，为本实施例该镜头的可见光0.435-0.656μm的色球差曲线图，图中展示了5种不同颜色光谱的纵向球差值。其中，longitudinal spherical aber表示不同视场，focus(millimeters)表示纵向球差值。该图可在一定程度上反应广角镜头的像差得到了良好的校正。
[0088]
参考图4所示，为本实施例该镜头的可见光0.435-0.656μm的场曲曲线图。其中，纵坐标astigmatic field curves表示不同视场，横坐标focus(millimeters)表示场区量(mm)。该图可在一定程度上反应广角镜头的像差得到了良好的校正。
[0089]
参考图5所示，为本实施例该镜头的可见光0.555μm的畸变曲线图，横轴表示f-tan(theta)畸变(单位：％)，纵轴表示半像高值(单位：mm)，从图中可以看出，镜头的tan
(theta)畸变较小且小于-1％，说明该镜头的畸变得到良好矫正，实拍画面与实景对比几乎不会出现变形。
[0090]
由图3、4、5可以看出，本实施例中场曲、畸变、色差都能被很好地校正。
[0091]
本实施例1中，镜头系统的总焦距f＝1.24mm，光圈值f#＝2.0，镜头的总长ttl＝1.79mm，镜头的光学后截距obfl＝0.67mm，镜头匹配1/9”的芯片的视场角度dfov＝78.5
°
[0092]
实施例2
[0093]
参考图6、图7所示，其分别是本实施例2的光学结构示意图和光路结构示意图。
[0094]
在本实施例中的视场角度fov＝79.7
°
，定义镜头主光线角为cra，则满足cra≤36.7
°
，通过合理选择镜片材料、合理分配各个镜片的焦距和光焦度，优化光学系统，实现各透镜不敏感，容易大规模批量化制造。
[0095]
本实施例中的微型镜头，沿着镜头光轴由物侧到像侧依序沿着镜头光轴由物侧到像侧依序设置光阑片4、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、滤光片5、保护玻璃6和图像采集元件7，其中：
[0096]
第一透镜1为具有正光焦度的非球面塑料透镜，第一透镜1的物侧面为凸面，其像侧面为凹面；
[0097]
第二透镜2为具有正光焦度的非球面塑料透镜，第二透镜2的物侧面为凹面，其像侧面为凸面；
[0098]
第三透镜3为具有正光焦度的非球面塑料透镜，第三透镜3的物侧面为带有反曲的凸面，其像侧面为带有反曲的凹面。
[0099]
在本实施例中，第一透镜1为具有正光焦度的非球面塑料透，其物侧面为凸面，像侧面为凹面，即成月牙形正光焦度的镜片，其作用是快速汇聚光线；第三透镜3采用折射率大于1.63，阿贝数小于24的高折射率塑胶材质透镜，其作用主要是矫正各种光学像差，最终让光学系统的表现的性能最优化。
[0100]
表5给出各透镜的曲率半径r(单位：mm)、各透镜的中心厚度d(单位：mm)、各透镜的折射率(nd)、阿贝常数(vd)及各透镜的非球面k值(conic)。
[0101]
表5
[0102][0103][0104]
在表5中，曲率半径r代表镜片表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向像面一侧，负
值代表该表面弯向物面一侧，其中“infinity”代表该表面为平面；中心厚度d代表当前表面到下一表面的中心轴向距离，折射率nd代表当前透镜材料对光线的偏折能力，阿贝数vd代表当前透镜材料对光线的色散特性；k值代表该非球面的最佳拟合圆锥系数的数值大小。
[0105]
本实施例中，第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的非球面符合以下偶次非球面的方程式：
[0106][0107]
式中，z为镜片沿光轴方向的矢高，k为曲面圆锥系数，γ为镜片高度，c为镜片曲率，a、b、c、d、e、f、g为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶项系数。
[0108]
表6给出第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3的6个光学表面的非球面的各项系数。
[0109]
表6
[0110][0111]
参考图8所示，为本实施例该镜头的可见光0.435-0.656μm的色球差曲线图，图中展示了5种不同颜色光谱的纵向球差值。其中，longitudinal spherical aber表示不同视场，focus(millimeters)表示纵向球差值。该图可在一定程度上反应广角镜头的像差得到了良好的校正。
[0112]
参考图9所示，为本实施例该镜头的可见光0.435-0.656μm的场曲曲线图。其中，纵坐标astigmatic field curves表示不同视场，横坐标focus(millimeters)表示场区量(mm)。该图可在一定程度上反应广角镜头的像差得到了良好的校正。
[0113]
参考图10所示，为本实施例该镜头的可见光0.555μm的畸变曲线图，横轴表示f-tan(theta)畸变(单位：％)，纵轴表示半像高值(单位：mm)，从图中可以看出，镜头的tan(theta)畸变较小且小于-2.8％，说明该镜头的畸变得到良好矫正，实拍画面与实景对比几乎不会出现变形。
[0114]
由图8、9、10可以看出，本实施例中场曲、畸变、色差都能被很好地校正。
[0115]
本实施例2中，镜头系统的总焦距f＝1.23mm，光圈值f#＝2.2，镜头的总长ttl＝1.80mm，镜头的光学后截距obfl＝0.67mm，镜头匹配1/9”的芯片的视场角度dfov＝79.7
°
[0116]
实施例3
[0117]
参考图11、图12所示，其分别是本实施例3的光学结构示意图和光路结构示意图。
[0118]
在本实施例中的视场角度fov＝79.1
°
，定义镜头主光线角为cra，则满足cra≤37.3
°
，通过合理选择镜片材料、合理分配各个镜片的焦距和光焦度，优化光学系统，实现各透镜不敏感，容易大规模批量化制造。
[0119]
本实施例中的微型镜头，沿着镜头光轴由物侧到像侧依序沿着镜头光轴由物侧到像侧依序设置光阑片4、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、滤光片5、保护玻璃6和图像采集
元件7，其中：
[0120]
第一透镜1为具有正光焦度的非球面塑料透镜，第一透镜1的物侧面为凸面，其像侧面为凸面；
[0121]
第二透镜2为具有正光焦度的非球面塑料透镜，第二透镜2的物侧面为凹面，其像侧面为凸面；
[0122]
第三透镜3为具有负光焦度的非球面塑料透镜，第三透镜3的物侧面为带有反曲的凸面，其像侧面为带有反曲的凹面。
[0123]
在本实施例中，第一透镜1为具有正光焦度的非球面塑料透，其物侧面为凸面，像侧面为凸面，即成双凸形正光焦度的镜片，其作用是快速汇聚光线；第三透镜3采用折射率大于1.54，阿贝数小于55.7的低折射率塑胶材质透镜，其作用主要是降低成本，矫正各种光学像差，最终让光学系统的表现的性能最优化。
[0124]
表7给出各透镜的曲率半径r(单位：mm)、各透镜的中心厚度d(单位：mm)、各透镜的折射率(nd)、阿贝常数(vd)及各透镜的非球面k值(conic)。
[0125]
表7
[0126]
面序号曲率半径r中心厚度d折射率nd阿贝常数vdks1(光阑面)infinity-0.040
ꢀꢀ
0s20.7670.3191.5455.7-23.695s3-2.8150.164
ꢀꢀ‑
81.533s4-0.5070.2801.5455.70.537s5-0.3530.050
ꢀꢀ‑
0.488s61.7060.1701.6423.9-0.442s70.4780.103
ꢀꢀ‑
0.615s8infinity0.1451.5254.50s9infinity0.126
ꢀꢀ
0s10infinity0.4001.5254.50s11infinity0.040
ꢀꢀ
0s12infinity0
ꢀꢀ0[0127]
在表7中，曲率半径r代表镜片表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向像面一侧，负值代表该表面弯向物面一侧，其中“infinity”代表该表面为平面；中心厚度d代表当前表面到下一表面的中心轴向距离，折射率nd代表当前透镜材料对光线的偏折能力，阿贝数vd代表当前透镜材料对光线的色散特性；k值代表该非球面的最佳拟合圆锥系数的数值大小。
[0128]
本实施例中，第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的非球面符合以下偶次非球面的方程式：
[0129][0130]
式中，z为镜片沿光轴方向的矢高，k为曲面圆锥系数，γ为镜片高度，c为镜片曲率，a、b、c、d、e、f、g为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶项系数。
[0131]
表8给出第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3的6个光学表面的非球面的各项系数。
[0132]
表8
[0133][0134]
参考图13所示，为本实施例该镜头的可见光0.435-0.656μm的色球差曲线图，图中展示了5种不同颜色光谱的纵向球差值。其中，longitudinal spherical aber表示不同视场，focus(millimeters)表示纵向球差值。该图可在一定程度上反应广角镜头的像差得到了良好的校正。
[0135]
参考图14所示，为本实施例该镜头的可见光0.435-0.656μm的场曲曲线图。其中，纵坐标astigmatic field curves表示不同视场，横坐标focus(millimeters)表示场区量(mm)。该图可在一定程度上反应广角镜头的像差得到了良好的校正。
[0136]
参考图15所示，为本实施例该镜头的可见光0.555μm的畸变曲线图，横轴表示f-tan(theta)畸变(单位：％)，纵轴表示半像高值(单位：mm)，从图中可以看出，镜头的tan(theta)畸变较小且小于-1.5％，说明该镜头的畸变得到良好矫正，实拍画面与实景对比几乎不会出现变形。
[0137]
由图13、14、15可以看出，本实施例中场曲、畸变、色差都能被很好地校正。
[0138]
本实施例3中，镜头系统的总焦距f＝1.22mm，光圈值f#＝2.0，镜头的总长ttl＝1.79mm，镜头的光学后截距obfl＝0.74mm，镜头匹配1/9”的芯片的视场角度dfov＝79.1
°
[0139]
以上实施例说明，本发明一种微型镜头，镜头的总焦距f≤1.24，镜头的光学总长ttl≤1.8mm，视场角度fov≥78.5
°
，光圈f#≤2.2，在小总长的情况下能够提供大光圈、高清像质。在制造性上，该镜头采用3片非球面塑料组合，各透镜厚度均匀且不敏感、成型制造容易，可实现小体积、重量轻、性能好和成本低的特点，具有较高的性价比。本发明经过合理的镜片材料选择、光焦度分配和光学设计优化，可搭配2mp、1/9”的芯片。
[0140]
根据上述说明书的揭示，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

技术特征：
1.一种微型镜头，其特征在于：沿着镜头光轴由物侧到像侧依序设置第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜为非球面透镜；所述镜头的总焦距为f，满足f≤1.24；所述镜头的光学总长为ttl，满足ttl≤1.8mm。2.根据权利要求1所述的一种微型镜头，其特征在于：所述镜头还满足以下关系式：0.94≤f1/f≤1.43，-9.75≤f2/f≤12.95，-1.07≤f3/f≤3.91，关系式中，f为镜头的总焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。3.根据权利要求1所述的一种微型镜头，其特征在于：所述镜头还满足以下关系式：ic/ttl≥1.22，ttl/f≤1.47，obfl/ttl≥0.37，关系式中，f为镜头的总焦距，ttl为镜头的光学总长，obfl为镜头的光学后截距，ic为镜头系统所搭配的1/9”芯片的全像高。4.根据权利要求1所述的一种微型镜头，其特征在于：所述镜头的光圈为f#，满足f#≤2.2。5.根据权利要求1所述的一种微型镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜和第三透镜依次对应的焦距取值范围分别为+1.15～+1.76、-12.09～+15.89、-1.3～+4.85；所述第一透镜、第二透镜和第三透镜依次对应的折射率取值范围分别为；1.50～1.68、1.50～1.68、1.50～1.68；所述第一透镜、第二透镜和第三透镜依次对应的物侧面曲率半径取值范围分别为+0.65～+0.77、-1.25～-0.51、+0.36～+1.71；所述第一透镜、第二透镜和第三透镜依次对应的像侧面曲率半径取值范围分别为-2.82～+18.09、-1.17～-0.35、+0.33～+0.48；其中，
“‑”
号表示该表面弯向物面一侧。6.根据权利要求1所述的一种微型镜头，其特征在于：沿着镜头光轴由物侧到像侧还设置有光阑片、滤光片、保护玻璃和图像采集元件；所述光阑片设置于所述第一透镜的物侧面；所述滤光片设置在所述第三透镜的像侧面；所述保护玻璃设置在所述滤光片的像侧面，所述图像采集元件设置在所述保护玻璃的像侧面，所述保护玻璃集成在图像传感器上。7.根据权利要求6所述的一种微型镜头，其特征在于：所述滤光片由h-k9l玻璃制成。8.根据权利要求1至7任一项所述的一种微型镜头，其特征在于：所述第一透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，其像侧面为凸面；所述第二透镜为具有负光焦度的非球面塑料透镜，所述第二透镜的物侧面为凹面，其像侧面为凸面；所述第三透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第三透镜的物侧面为带有反曲的凸面，其像侧面为带有反曲的凹面。
9.根据权利要求1至7任一项所述的一种微型镜头，其特征在于：所述第一透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，其像侧面为凹面；所述第二透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第二透镜的物侧面为凹面，其像侧面为凸面；所述第三透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第三透镜的物侧面为带有反曲的凸面，其像侧面为带有反曲的凹面。10.根据权利要求1至7任一项所述的一种微型镜头，其特征在于：所述第一透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，其像侧面为凸面；所述第二透镜为具有正光焦度的非球面塑料透镜，所述第二透镜的物侧面为凹面，其像侧面为凸面；所述第三透镜为具有负光焦度的非球面塑料透镜，所述第三透镜的物侧面为带有反曲的凸面，其像侧面为带有反曲的凹面。

技术总结
本发明公开一种微型镜头，沿着镜头光轴由物侧到像侧依序设置：光阑片；第一透镜，为具有正光焦度的非球面塑胶透镜；第二透镜，为正光焦度或负光焦度的非球面塑料透镜；第三透镜，为正光焦度或负光焦度的非球面塑料透镜；滤光片；保护玻璃和图像采集元件。本发明镜头采用3片非球面塑料镜片和1片滤光片组合，镜头的总焦距f≤1.24，镜头的光学总长TTL≤1.8mm，视场角度FOV≥78.5


技术研发人员：薛雷涛 殷海明 喻洋
受保护的技术使用者：东莞市长益光电股份有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/10/20