近距离识别镜头的制作方法

【技术领域】

本发明涉及一种近距离识别镜头。

背景技术：

随着社会发展、科技进步,越来越多高端的科技产品进驻人们的生活当中。人脸识别、指纹识别等识别类镜头也成为市场不可缺少的一部分，本发明涉及的是一种公差敏感度低，适于大批量生产的识别类镜头，不仅能满足近距离识别的使用需求，光学透镜都属于塑胶类材质，节省成本，适用于高效大批量生产。

技术实现要素：

针对现有市场的需求以及调研可改进的空间，本发明提供了一种近距离识别镜头，其目的在于解决目前识别类镜头光学口径还不够小，无法实现保证成像质量的同时具有小畸变的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种近距离识别镜头，包括从物面至像面依次设置的光阑(sto)、第一透镜(e1)、第二透镜(e2)、第三透镜(e3)、第四透镜(e4)、芯片保护玻璃(e5)；

所述第一透镜(e1)为正透镜，材质为塑胶材质，焦距满足0.5<f1/f<1.1；物侧面为凸面，且为非球面，像侧面为凸面，且为非球面；

所述第二透镜(e2)为负透镜，材质为塑胶材质，焦距满足-1.85<f2/f<-1.52；物侧面为凸面，且为非球面，像侧面为凹面，且为非球面；

所述第三透镜(e3)为正透镜，材质为塑胶材质，焦距满足0.52<f3/f<1.2；物侧面为凹面，且为非球面，像侧面为凸面，且为非球面；

所述第四透镜(e4)为负透镜，材质为塑胶材质，焦距满足-0.8<f4/f<0；物侧面为凸面，且为非球面，像侧面为凸面，且为非球面；

该近距离识别镜头满足下列关系式：1.28<ttl/f<1.5；

其中，f1为第一透镜有效焦距，f2为第二透镜有效焦距，f3为第三透镜有效焦距，f4为第四透镜有效焦距，ttl为第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离；f为该近距离识别镜头的有效焦距。

优选的，所述的近距离识别镜头，满足下列关系式：0.02<t12/f<0.03；0.03<t34/f<0.04；

其中，t12为第一透镜和第二透镜在光轴上的空气间距，t34为第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间距。

优选的，所述的近距离识别镜头，光阑位于第一透镜的物侧面和被摄物之间，且满足下

列关系式：

0<tds/f1<0.4；

其中，tds为孔径光阑口径，f1为第一透镜焦距。

优选的，所述的近距离识别镜头，满足下列关系式：当di<0.8*mdi时，0.09<oad<0.42；ttl<3.6；75°<fov<85°；其中，oad为第三透镜与第四透镜在平行于光轴而非光轴的直线上的空气间距，di为第三透镜靠近像侧面非球面垂直于光轴方向的直径，mdi为最大有效直径，ttl为第一透镜物侧面表面至像面在光轴上的距离，fov为此近距离识别镜头最大视场角。

优选的，所述的近距离识别镜头，满足下列关系式：0<t3-t1<0.2；0<t4-t2<0.06；其中，t1为第一透镜物侧面表面至第一透镜像侧面表面在光轴上的距离，t2为第二透镜物侧面表面至第二透镜像侧面表面在光轴上的距离，t3为第三透镜物侧面表面至第三透镜像侧面表面在光轴上的距离，t4为第四透镜物侧面表面至第四透镜像侧面表面在光轴上的距离。

优选的，所述的近距离识别镜头，满足下列关系式：0<t3-sa6<0.07；其中，t3为第三透镜物侧面表面至第三透镜像侧面表面在光轴上的距离。sa6为第三透镜像侧面非球面中心到最大有效直径处在平行于光轴方向的距离。

优选的，所述的近距离识别镜头，满足下列关系式：0.23<t1/∑t<0.3；0.01<t2/∑t<0.25；0.30<t3/∑t<0.45；0.1<t4/∑t<0.23；其中，∑t为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜分别在光轴上的透镜厚度在光轴上的总和，t1，t2，t3，t4分别为第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜在光轴上的透镜厚度。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.所述近距离识别镜头，结构简单，透镜都是塑胶材质，公差敏感度低，有利于大批量生产；第二透镜焦距最大，有利于校正高阶像差，且其非球面形状使光线角度增大，有利于增大视场角；第一透镜和第二透镜、第三透镜和第四透镜为正透镜和负透镜相互结合，有利于校正像散和畸变，与此同时有利于减小镜头总长。

2.所述近距离识别镜头，光阑位于第一透镜的物侧面和被摄物之间，且满足下列关系式：0<tds/f1<0.4；有利于减小镜头总长，提高成像质量。

3.所述近距离识别镜头，满足关系式：当di<0.8*mdi时，0.09<oad<0.42；ttl<3.6；75°<fov<85°；0<t3-sa6<0.07；第三透镜和第四透镜的空气间隔较小，且第三透镜的像侧面曲率较大，有利于第三透镜和第四透镜之间像散、畸变相互补偿，校正像差，提高成像质量。

4.所述近距离识别镜头，满足关系式：0<t3-t1<0.2；0<t4-t2<0.06前后两组镜头中心厚相近，有利于减小成像系统的球差。

5.所述近距离识别镜头，满足关系式：0.23<t1/∑t<0.3；0.01<t2/∑t<0.25；0.30<t3/∑t<0.45；0.1<t4/∑t<0.23；控制透镜中心厚度并满足所述关系式，有利于校正像差，结合塑胶镜片的成型工艺，最大程度地缩小镜头的长度，实现近距离识别镜头的小型化。

【附图说明】

图1为该近距离识别镜头的结构示意图；

图2为该近距离识别镜头的轴上色差图(mm)；

图3为该近距离识别镜头的像散图(mm)；

图4为该近距离识别镜头的畸变图(％)。

【具体实施方式】

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提出的近距离识别镜头，包括从物面至像面依次设置的光阑(sto)、第一透镜(e1)、第二透镜(e2)、第三透镜(e3)、第四透镜(e4)、芯片保护玻璃(e5)；

所述第一透镜(e1)为正透镜，材质为塑胶材质，焦距满足0.5<f1/f<1.1；物侧面为凸面，且为非球面，像侧面为凸面，且为非球面；

所述第二透镜(e2)为负透镜，材质为塑胶材质，焦距满足-1.85<f2/f<-1.52；物侧面为凸面，且为非球面，像侧面为凹面，且为非球面；

所述第三透镜(e3)为正透镜，材质为塑胶材质，焦距满足0.52<f3/f<1.2；物侧面为凹面，且为非球面，像侧面为凸面，且为非球面；

所述第四透镜(e4)为负透镜，材质为塑胶材质，焦距满足-0.8<f4/f<0；物侧面为凸面，且为非球面，像侧面为凸面，且为非球面；

该近距离识别镜头满足关系式：1.28<ttl/f<1.5；

其中，f1为第一透镜有效焦距，f2为第二透镜有效焦距，f3为第三透镜有效焦距，f4为第四透镜有效焦距，ttl为第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离；f为该近距离识别镜头的有效焦距。

第二透镜焦距较大，有利于校正高阶像差。第一透镜和第二透镜、第三透镜和第四透镜负透镜和正透镜相互组合，有利于校正像散和畸变。通过调节各个透镜的光焦度。有利于减小总长，并且在此基础上保证了较大的视场角。

优选的，该近距离识别镜头满足下列关系式：

0.02<t12/f<0.03；

0.03<t34/f<0.04；

其中，t12为第一透镜和第二透镜在光轴上的空气间距，t34为第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间距。

该近距离识别镜头的镜片间距很小，在保证成像质量的同时有利于减小系统总长。

优选的，光阑位于第一透镜的物侧面和被摄物之间，该近距离识别镜头满足下列关系式：

0<tds/f1<0.4；

其中，tds为孔径光阑口径，f1为第一透镜焦距。

该近距离识别镜头具有比较小的光圈系数，有利于提高像质和整体亮度。

优选的，该近距离识别镜头满足下列关系式：

当di<0.8*mdi时，0.09<oad<0.42；

ttl<3.6；

75°<fov<85°；

其中，oad为第三透镜与第四透镜在平行于光轴而非光轴的直线上的空气间距，di为第三透镜靠近像侧面非球面垂直于光轴方向的直径，mdi为最大有效直径，ttl为第一透镜物侧面表面至像面在光轴上的距离，fov为此近距离识别镜头最大视场角。

第三透镜的物侧面曲率较大，有利于第三透镜和第四透镜之间像散、畸变等的相互补偿，提高成像质量。另外，该近距离识别镜头拥有较大的视场角，镜头具有更广的摄像范围。

优选的，该近距离识别镜头满足下列关系式：

0<t3-t1<0.11；

0<t4-t2<0.06；

其中，t1为第一透镜物侧面表面至第一透镜像侧面表面在光轴上的距离，t2为第二透镜物侧面表面至第二透镜像侧面表面在光轴上的距离，t3为第三透镜物侧面表面至第三透镜像侧面表面在光轴上的距离，t4为第四透镜物侧面表面至第四透镜像侧面表面在光轴上的距离。

前后两组镜片中心厚度相近，有利于减小镜头的球差。

优选的，该近距离识别镜头满足下列关系式：

0<t3-sa6<0.07；

其中，t3为第三透镜物侧面表面至第三透镜像侧面表面在光轴上的距离。sa6为第三透镜像侧面非球面中心到最大有效直径处在平行于光轴方向的距离。

两者差值较小，可以使畸变和像散主要产生在第三透镜像侧面，优化控制第四透镜结构进行相互补偿，有利于提高边缘视场的成像质量。

优选的，该近距离识别镜头满足下列关系式：

0.23<t1/∑t<0.3；

0.01<t2/∑t<0.25；

0.30<t3/∑t<0.45；

0.1<t4/∑t<0.23；

其中，∑t为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜分别在光轴上的透镜厚度在光轴上的总和，t1，t2，t3，t4分别为第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜在光轴上的透镜厚度。控制各个透镜的厚度，并在上述范围以内，有利于校正像差和相互补偿，能够降低公差敏感度并且降低成型过程中的难度。同时有利于减小镜头总长，实现镜头的超薄化、小型化。

下表为实施例的透镜数据表

表1为该近距离识别镜头的结构参数表

表1

表2为第一透镜e1和第二透镜e2的各非球面矢高与半径r的比值范围

表2

表3为第三透镜e3和第四透镜e4的各非球面矢高与半径r的比值范围

表3