一種手機全景鏡頭的鏡片、手機全景鏡頭的製作方法

2023-04-28 21:21:51 2

本實用新型涉及全景鏡頭，尤其涉及的是一種手機全景鏡頭的鏡片、全景鏡頭。

背景技術：

現有的手機鏡頭都是通過軟體切換分為前、後兩個鏡頭分別成像且分別顯示的，沒有辦法合成為同一全景圖像，而現有市場上僅有的同一時間和空間實現全景拍攝的鏡頭由於其鏡頭模組太厚而無法集成到手機上隨意使用，只是專一的全景拍攝工具。

由於現有的全景鏡頭的模組在外露的第一入射部分所用的鏡片組合都是採用兩片或多片的方式來增大其視場角而且流行的都是雙鏡頭背靠背的形式來完成成像效果，這樣勢必造成鏡頭整個模組的厚度增加，是人們在攜帶使用方面難以接受。現有技術方案為達到本實用新型目的，是通過採用三個負透鏡（第一到第三枚負透鏡）這樣組合後來增大其入射的角度（>180°)這必然會導致兩組結合後的厚度尺寸常常會大過28mm左右；無法應用與手機攝像應用。

手機全景（VR）鏡頭上用的球面玻璃鏡片在桌面耐磨擦得要求比平面要求更加嚴格，因為鏡頭球面與桌面磨擦時點接觸；而普通手機上用的蓋板玻璃是平面與桌面磨擦時是面接觸。

現有的手機鏡頭具有如下缺點：

1.VR鏡頭組太厚無法應用至可攜式終端；

2.全景鏡頭為曲面，不耐擦傷，進行常規鍍硬化膜處理後反射率偏高。

因此，現有技術還有待於改進和發展。

技術實現要素：

鑑於上述現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種手機全景鏡頭的鏡片、全景鏡頭，該全景鏡頭採用單枚負透鏡作為聚光的廣角鏡片且在負透鏡的凸面上塗覆離子鍍膜層，解決了現有技術中全景鏡頭太厚且不耐磨損的技術問題。

本實用新型的技術方案如下：

一種全景鏡頭的鏡片，其中，所述鏡片為用於聚光的廣角鏡片；所述鏡片為包括一凹面和一凸面的負透鏡，在其凸面塗覆有離子鍍膜層。

所述的手機全景鏡頭的鏡片，其中，所述鏡片的實際厚度為2.85mm~3.15mm。

所述的手機全景鏡頭的鏡片，其中，所述鏡片的視場角達到200度。

所述的手機全景鏡頭的鏡片，其中，所述離子鍍膜層的厚度在360nm-600nm之間。

所述的手機全景鏡頭的鏡片，其中，所述離子鍍膜層在可見光範圍內的反射率小於7%。

所述的手機全景鏡頭的鏡片，其中，所述離子鍍膜層的鍍膜材料為SiO2、TiO2及氟碳烷基化合物；SiO2、TiO2交替濺射進行鍍膜，氟碳烷基化合物為最外層的鍍膜。

所述的手機全景鏡頭的鏡片，其中，所述離子鍍膜層的鍍層層數至少3層。

一種手機全景鏡頭，其中，所述鏡頭包括兩組結構相同的單鏡頭光學系統；

所述單鏡頭光學系統包括：用於進行光線反射的直角稜鏡；一設置於直角稜鏡第一直角面前方的用於校正光學系統色差及像差的透鏡組；及一設置於直角稜鏡第二直角面前方的如權利要求1-6任一項所述的手機全景鏡頭的鏡片；

所述透鏡組由第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡依次排列而構成；通過等腰直角稜鏡反射的光線依次通過第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡；

所述兩個單鏡頭光學系統通過兩個直角稜鏡的斜面相對進行貼合。

所述的手機全景鏡頭，其中，所述直角稜鏡為等腰直角稜鏡，直角邊的邊長小於6mm。

所述的手機全景鏡頭，其中，所述全景鏡頭的厚度小於12mm。

本實用新型所提供的一種手機全景鏡頭的鏡片、全景鏡頭，採用聚光的廣角鏡片，僅採用單枚負透鏡，能實現超過200度的視場角，兩個全景鏡頭的鏡片構成的全景鏡頭則可滿足成像後的全景拼接效果；在鏡片的凸面上塗覆離子鍍膜層，保證入射光線損失減小，同時鏡片具有耐摩擦性能；該手機全景鏡頭的厚度降至12mm內，使得全景攝像裝置的體積小，可應用於手機全景攝像中。本實用新型的廣角鏡片可以使得整個可攜式通訊設備通訊終端的全景攝像裝置在保持小巧體積的同時，具備良好的光學性能和耐用性。

附圖說明

圖1是本實用新型中全景鏡頭的鏡片的結構圖。

圖2是本實用新型中全景鏡頭的鏡片的不同波長入射光下的反射率變化圖。

圖3是本實用新型中全景鏡頭的結構圖。

圖4是本實用新型中全景鏡頭的光學示意圖。

具體實施方式

本實用新型提供一種手機全景魚眼鏡頭的鏡片、全景鏡頭，為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

本實用新型通過單枚負透鏡作為廣角鏡片，使得全景鏡頭的厚度減小；單枚負透鏡的廣角鏡片可以實現超過200度的視場角，兩個廣角鏡片的疊加可以實現360度的全景拼接效果；且在負透鏡的凸面上塗覆離子鍍膜層，進行鏡頭的耐摩擦保護，也能減少入射光線的損耗。

圖1，為本實用新型的一種手機全景鏡頭的鏡片的結構圖。如圖1所示，所述手機全景鏡頭的鏡片為用於聚光的廣角鏡片，所述鏡片為單枚負透鏡，該負透鏡為包括一凹面11和一凸面12的負透鏡，該負透鏡還包括一平面13。

本實用新型鏡片的設計原理依據公式：

f=nr/(n-1)

式中f----焦距； n---折射率；r---鏡片的曲率半徑。f是指光線經過鏡片後的匯聚點（或發散虛延長線交點）到鏡片最後面的距離，這個距離就表示鏡片的聚光能力的大小，焦距越短表示光線匯聚能力越強，反之亦反。要減小鏡片或鏡片組的厚度就必須要縮短鏡片或鏡片組的f來實現，由公式中看出當折射率一定時焦距f與半徑r之間的關係是成正比例的，即r越大f越大，r越小f越小。即是，需要滿足既能實現強聚光的光學性能，也能減小鏡片的厚度，使得該鏡片能夠應用於手機的超薄型全景鏡頭。

負透鏡的折射率為1.8~1.86，其色散係數為42~46。負透鏡的凹面曲率半徑為1.8mm~2.0mm，負透鏡的凸面曲率半徑為18mm~19mm。負透鏡的中心厚度為1.6mm~1.8mm，中心厚度即是指凸面12中點到凹面11中點的距離。凹面11的中點到平面14的距離為1.25mm~1.35mm。則負透鏡的實際厚度為2.85mm~3.15mm，實際厚度即是指凸面12中點到平面14的距離。該單枚負透鏡作為廣角鏡片可以實現超過200度的視場角，可以滿足兩個廣角鏡片成像後的全景拼接效果。

但全景鏡頭的鏡片為曲面，不耐摩擦，而進行常規的鍍硬化膜處理的鏡片反射率偏高，因此，本實用新型在負透鏡的表面塗覆一層保護層。在負透鏡的凸面12上塗覆有離子鍍膜層14。離子鍍膜層14採用連續濺射的磁控鍍膜方式進行鍍膜，離子鍍膜層的厚度在360nm~600nm之間，優選的，在400nm~550nm之間。且該離子鍍膜層為低反射率的反射面，離子鍍膜層在可見光（400nm~750nm波長光）的反射率小於7%，優選的<5%。所述離子鍍膜層的鍍膜材料為SiO2、TiO2及氟碳烷基化合物；SiO2、TiO2交替濺射進行鍍膜，氟碳烷基化合物為最外層的鍍膜。氟碳烷基化合物能起到塑封作用且能使得鏡片表面光滑。離子鍍膜層14的鍍層層數至少3層，優選的鍍層層數大於6層，更優選的鍍層層數大於10層。

下面以具體的離子鍍膜層的實施例進行說明。例如：採用12層鍍層，離

子鍍膜層14的厚度為473nm，具體的，每個鍍層的鍍膜材料和厚度如下：

第一鍍層為鍍膜材料為SiO2，厚度為87.93nm；

第二鍍層為鍍膜材料為TiO2，厚度為30.28nm；

第三鍍層為鍍膜材料為SiO2，厚度為10.53nm；

第四鍍層為鍍膜材料為TiO2，厚度為61.55nm；

第五鍍層為鍍膜材料為SiO2，厚度為34.41nm；

第六鍍層為鍍膜材料為TiO2，厚度為16.12nm；

第七鍍層為鍍膜材料為SiO2，厚度為101.45nm；

第八鍍層為鍍膜材料為TiO2，厚度為7.98nm；

第九鍍層為鍍膜材料為SiO2，厚度為65.23nm；

第十鍍層為鍍膜材料為TiO2，厚度為14.41nm；

第十一鍍層為鍍膜材料為SiO2，厚度為22.29nm；

第十二鍍層為鍍膜材料為氟碳烷基化合物，厚度為20nm；

將鍍膜後鏡片進行試驗，如圖2所示，為本實用新型的手機全景鏡頭的鏡片的不同波長入射光下的反射率變化圖。圖2中，X軸為入射光的波長，Y軸為鏡片的反射率。通過圖2可得到，該手機全景鏡頭的鏡片在400nm-700nm波長情況下，鏡片的反射率小於5%；鍍膜後鏡片的反射率在波長400-750nm之間滿足平均反射率＜7%。

對上述鍍膜後的鏡片進行100次桌面敲打實驗，通過手機全景鏡頭進行實驗後的表面圖片可看出，表面聚合物有部分脫落，但未出現劃痕。因此，在鏡片塗覆離子鍍膜層14，能明顯提高耐磨損及耐劃傷的性能，同時可減少反射；採用氟碳烷基化合物起到塑封作用，且能使得鏡片表面光滑，防止指紋殘留。離子鍍膜層的鍍膜材料是很常見的工業材料，大批量生產也會有成本優勢。

基於上述的手機全景鏡頭的鏡片，本實用新型還提供了一種手機全景鏡頭，如圖3所示，為本實用新型的手機全景鏡頭的結構圖。所述鏡頭包括兩組結構相同的單鏡頭光學系統；

所述單鏡頭光學系統包括：用於進行光線反射的直角稜鏡；一設置於直角稜鏡第一直角面前方的用於校正光學系統色差及像差的透鏡組；及一設置於直角稜鏡第二直角面前方的手機全景鏡頭的鏡片。

所述透鏡組由第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡依次排列而構成，通過等腰直角稜鏡反射的光線依次通過第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡。

所述第一單鏡頭光學系統包括：第一負透鏡L11、第一直角稜鏡L12、第一正透鏡L13、第二正透鏡L14、第二負透鏡L15、第三正透鏡L16。

所述第二單鏡頭光學系統包括：第一負透鏡L21、第一直角稜鏡L22、第一正透鏡L23、第二正透鏡L24、第二負透鏡L25、第三正透鏡L26。

所述兩個單鏡頭光學系統通過兩個直角稜鏡的斜面相對進行貼合。

第一單鏡頭光學系統中第一負透鏡L11和第二單鏡頭光學系統中的第一負透鏡L21為手機全景鏡頭的鏡片，該鏡片的實際厚度2.85mm~3.15mm之間，提供較薄的廣角鏡片。優選的，直角稜鏡為等腰直角稜鏡，直角邊的邊長小於6mm。全景鏡頭的厚度為兩個全景鏡頭的鏡片的厚度加上等腰直角稜鏡的邊長，離子鍍膜層的厚度在計算全景鏡頭的厚度時可以忽略，因此，可以將手機全景鏡頭的厚度控制在12mm之內，滿足鏡頭的超薄要求，可以應用於手機中。

基於上述的全景鏡頭，如圖4所示，為本實用新型的全景鏡頭的光學示意圖。所述第一負透鏡吸收外界的入射光；經過第一負透鏡的入射光通過直角稜鏡的斜面進行反射，並反射到用於校正光學系統色差及像差的透鏡組；光線通過透鏡組出射到成像平面進行成像。

綜上所述，本實用新型採用的全景鏡頭的鏡片為較薄的廣角鏡片，能應用於手機中，且該鏡片能實現超過200度的視場角，可以滿足兩個廣角鏡片成像後的全景拼接效果；在鏡片的凸面上塗覆離子鍍膜層，能明顯提高耐磨損及耐劃傷的性能，同時可減少反射；採用氟碳烷基化合物起到塑封作用，且能使得鏡片表面光滑，防止指紋殘留。離子鍍膜層的鍍膜材料是很常見的工業材料，大批量生產也會有成本優勢。

應當理解的是，本實用新型的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。