一种虹膜识别光学成像镜头的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光学镜头，尤其是一种虹膜识别光学成像镜头。
【【背景技术】】
[0002]虹膜识别光学镜头在安防领域广泛应用，包括用于保险柜和安全门开启时的身份识别。目前虹膜识别光学镜头主要存在:镜头长、体积大、像质不高等缺点，为了适应当前科技能达成的高精密集成电路，该镜头的总体体积需要相应地缩小改进，并保证具有较高的像质。
[0003]本实用新型为了克服以上的缺点，进行了改进。
【【实用新型内容】】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种虹膜识别光学成像镜头，共包括4片透镜，通过优化各个透镜的焦距及色散系数，有效缩小了镜头总体体积，具有高像质、体积小，可用于保险柜、安全门等进行身份识别方面的特点。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型一种虹膜识别光学成像镜头，由物面至像面依次设有孔径光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、滤光片和感光片。
[0006]所述第一透镜为正焦距透镜，其朝向物面的一面为凸面非球面，且朝向像面的另一面为凹面非球面。
[0007]所述第二透镜为弯月形负焦距透镜，朝向物面的一面为凸面非球面，且朝向像面的另一面为凹面非球面。
[0008]所述第三透镜为正焦距双凹透镜，其两凹面均为非球面。
[0009]所述第四透镜为负焦距透镜，呈Μ字形结构。
[0010]所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距分别为f1、f 2、f 3、f 4，满足:
[0011]-3.82<f2/fl<0，0<f3/f4<19.03。
[0012]所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的色散系数分别为vdlens l、vdlens 2、vd lens 3和vd lens 4vd，满足:(lensl，lens3)〈23，vd( lens2，lens4)>54，vdlens 2-vd lens l>30o
[0013]所述第一透镜与第二透镜的间距为Al，所述第二透镜与第三透镜的间距为A2，所述第三透镜与第四透镜的间距为A3，所述第四透镜与滤光片的间距为A4，所述第一透镜与感光片的间距为TL，则满足:
[0014]A1/TL〈0.03,0.8〈Α2/Α3〈1.2，A1+A2+A3+A4/TL〈0.4。
[0015]所述第一透镜的中心厚度为ΤΙ，所述第二透镜的中心厚度为T2，所述第三透镜的中心厚度为Τ3，所述第四透镜4的中心厚度为Τ4，满足:
[0016]Tl/T3>2.0,0.8<T1+T2+T3+T4/TL<0.9。
[0017]所述镜头的焦距为f，满足:
[0018]l.l<f/TL<1.4o
[0019]所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均为塑胶透镜。
[0020]所述滤光片为IR红外滤光片。
[0021]所述第一透镜和第三透镜的折射率大于1.6。
[0022]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0023]1、现有技术中虹膜识别光学镜头一般低于100万像素，本实用新型镜头共采用4片透镜，经过优化各个透镜的焦距和色散系数，使得该镜头能够达到240万像素。
[0024]2、现有技术中微型数位镜头一般具有中心亮，四周暗的缺陷；而本实用新型镜头经优化配制，其照度像面具有整体均匀及高亮度的特点，且周边照度大于70%，光圈数达到F2.2。
[0025]3、本实用新型镜头可以实现最大至48°的视场角摄像。
[0026]4、本实用新型镜头的TV畸变小于-1 %。
[0027]5、本实用新型镜头中的4片透镜均为塑胶非球面透镜，使得光学镜头的几何传递函数得到很大提高，可以使该产品的税利度、透过率、色彩还原性得到显著提升；同时，能够大大缩短镜头总长，使得镜头总体体积大大减小。
【【附图说明】】
[0028]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明，其中:
[0029]图1为本实用新型中各个透镜设置的示意图。
[0030]图2为本实用新型的光路示意图。
【【具体实施方式】】
[0031 ]下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。
[0032]如图1所示，本实用新型一种虹膜识别光学成像镜头，由物面至像面依次设有孔径光阑7、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、滤光片5和感光片6，所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4均为塑胶透镜，不仅降低了成本，且使得光学镜头的几何传递函数得到很大提高，以及使该产品的税利度、透过率、色彩还原性得到显著提升，并能够大大缩短镜头总长，使得镜头总体体积大大减小。
[0033]孔径光阑7设在第一透镜1前方，可以使得镜头的镜片通光口径小，同时降低光学镜头的出射角，从而使得光学镜头的体积小型化。
[0034]所述第一透镜1为正焦距透镜，其朝向物面的一面为凸面非球面，且朝向像面的另一面为凹面非球面。
[0035]所述第二透镜2为弯月形负焦距透镜，朝向物面的一面为凸面非球面，且朝向像面的另一面为凹面非球面。
[0036]所述第三透镜3为正焦距双凹透镜，其两凹面均为非球面。
[0037]所述第四透镜4为负焦距透镜，呈Μ字形结构，该结构的透镜能很好地减小主光线入射角，提高边缘视场的照度。
[0038]所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4的焦距分别为€1汀243汀4，满足:
[0039]-3.82<f2/fl<0,0<f3/f4<19.03。
[0040]在本实用新型镜头中，各个透镜的焦距满足上述表达式时，有效解决了本实用新型镜头中焦距分配及公差分布均衡性问题，有效缩小镜头整体长度，使之实现最小化，且解决了镜头结构性公差敏感问题。
[0041]所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4的色散系数分别为vdlens 1、vd lens 2、vd lens 3和vd lens 4vd，满足:
[0042](lensl,Iens3)<23,vd(lens2,lens4)>54,vd lens 2-vd lens 1>30。
[0043]所述第一透镜1与第二透镜2的间距为Al，所述第二透镜2与第三透镜3的间距为A2，所述第三透镜3与第四透镜4的间距为A3，所述第四透镜4与滤光片5的间距为A4，所述第一透镜1与感光片6的间距为TL。为减小光线在各透镜之间的折射变化角度，控制成像畸变，因此结构上需要尽量减小第一透镜1和第二透镜2之间的距离。则满足:
[0044]A1/TL〈0.03,0.8〈A2/A3〈1.2，A1+A2+A3+A4/TL〈0.4。
[0045]各个透镜采用上述间距，有效缩短了镜头总长，增大后焦距。
[0046]所述第一透镜1的中心厚度为T1，所述第二透镜2的中心厚度为T2，所示第三透镜3的中心厚度为T3，所示第四透镜4的中心厚度为T4，满足:
[0047]Tl/T3>2.0,0.8<T1+T2+T3+T4/TL<0.9。
[0048]所述镜头的焦距为f，满足:1.l〈f/TL〈l.4。
[0049]所述的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的非球面的表面形状满足以下方程:
[0050]Z = cy2/{l+^[l-l+kc2y2]}+aly2+a2y4+a3y6+a4y8+a5yl0+a6yl2+a7yl4+a8yl6；[0051 ]上述中，c为各个透镜半径所对应的曲率参数，y为各个透镜径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为各个透镜圆锥二次曲线系数;al至a8分别为各透镜的各径向坐标所对应的系数。
[0052]其中，当k<_l时，透镜的面形曲线为双曲线，当k= _l时，透镜的面形曲线为抛物线；当-l<k<0时，透镜的面形曲线为椭圆；ik = 0时，透镜的面形曲线为圆形；当k>0时，透镜的面形曲线为扁圆形。
[0053]光线从滤光片5入射后，滤光片5对感光片6有一定的保护作用，且所述滤光片6为IR红外滤光片，则过滤一部分红外光线，使得本镜头的图像具有色彩亮丽和锐利的特点，且同时具有良好的色彩还原性。
[0054]为进一步缩小镜头的整体体积，本实施例中，所述第一透镜1和第三透镜3采用高折射率的塑胶非球面，即第一透镜1和第三透镜3的折射率大于1.6以上，由于加大了光线的折射，可以使得整个镜头的长度最短至3.0_。
【主权项】
1.一种虹膜识别光学成像镜头，其特征在于由物面至像面依次设有孔径光阑(7)、第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、滤光片(5)和感光片(6); 所述第一透镜(1)为正焦距透镜，其朝向物面的一面为凸面非球面，且朝向像面的另一面为凹面非球面； 所述第二透镜(2)为弯月形负焦距透镜，朝向物面的一面为凸面非球面，且朝向像面的另一面为凹面非球面； 所述第三透镜(3)为正焦距双凹透镜，其两凹面均为非球面； 所述第四透镜(4)为负焦距透镜，呈Μ字形结构； 所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)的焦距分别为fl、f2、f3、f4，满足:-3.82<f2/fl<0，0<f3/f4<19.03 ； 所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)的色散系数分别为vdlens l、vd lens 2、vd lens 3和vd lens4vd，满足:(lensl，lens3)〈23，vd( lens2，lens4)>54,vd lens 2-vd lens 1>30。2.根据权利要求1所述一种虹膜识别光学成像镜头，其特征在于所述第一透镜(1)与第二透镜(2)的间距为A1，所述第二透镜(2)与第三透镜(3)的间距为A2，所述第三透镜(3)与第四透镜⑷的间距为A3，所述第四透镜(4)与滤光片(5)的间距为A4，所述第一透镜⑴与感光片(6)的间距为TL，则满足:A1/TL<0.03,0.8〈A2/A3〈 1.2，(A1+A2+A3+A4)/TL〈0.4。3.根据权利要求1或2所述一种虹膜识别光学成像镜头，其特征在于所述第一透镜(1)的中心厚度为T1，所述第二透镜(2)的中心厚度为T2，所述第三透镜(3)的中心厚度为T3，所述第四透镜(4)的中心厚度为 T4，满足:ΤΙ /T3>2.0，0.8〈 (Τ1+Τ2+Τ3+Τ4) /TL〈0.9。4.根据权利要求3所述一种虹膜识别光学成像镜头，其特征在于所述镜头的焦距为f，满足:1.1〈"11〈1.4。5.根据权利要求1所述一种虹膜识别光学成像镜头，其特征在于所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和第四透镜(4)均为塑胶透镜。6.根据权利要求1所述一种虹膜识别光学成像镜头，其特征在于所述滤光片(6)为IR红外滤光片。7.根据权利要求1或5所述一种虹膜识别光学成像镜头，其特征在于所述第一透镜(1)和第三透镜(3)的折射率大于1.6。
【专利摘要】本实用新型公开了一种虹膜识别光学成像镜头，共采用4片透镜，且4片透镜均为塑胶非球面透镜,经过优化各个透镜的焦距和色散系数，使得该镜头能够达到240万像素，且采用塑胶透镜使得光学镜头的几何传递函数得到很大提高,可以使该产品的税利度、透过率、色彩还原性得到显著提升；同时，能够大大缩短镜头总长，使得镜头总体体积大大减小。
【IPC分类】G02B13/00, G06K9/00
【公开号】CN205121051
【申请号】CN201520916491
【发明人】薛雷涛, 江依达, 瞿勇, 鲍秀娟, 肖明志
【申请人】中山联合光电科技股份有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月17日