及 第二透镜、第三透镜和第四透镜的前表面及后表面均镀有能增强近红外光透过率的近红外 波段增透膜。增透膜能够增强近红外光的透过率，能够以较小的发射功率获得较清晰的虹 膜图像。
[0053] 或者，如图1所示，成像镜头还包括能反射可见光并透过近红外光的平面滤光片 7,平面滤光片可以位于整个成像镜头最前端或最后端，优选最后端，平面滤光片能够避免 可见光对成像镜头的干扰；第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的前表面及后表面均 镀有能增强近红外光透过率的近红外波段增透膜。增透膜能够增强近红外光的透过率，能 够以较小的发射功率获得较清晰的虹膜图像。
[0054] 优选的，上述近红外光的波长范围为700-900nm。
[0055] 为进一步的节约成本，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的材质为玻璃或 塑料。
[0056] 下面以一个具体的实施例来对本发明进行进一步的阐述：
[0057] 实施例一：
[0058] 如图1所示，本实施例的变焦成像镜头采用全动组变焦距结构，由四片透镜、平面 滤光片7、光阑5构成，变焦成像镜头的后端设置有图像传感器6,沿光轴方向从前到后依次 为：具有负光焦度的第一透镜1，其为双凹透镜，前表面11为凹面，后表面12为凹面；具有 正光焦度的第二透镜2,其为双凸透镜，前表面21为凸面，后表面22为凸面；具有负光焦度 的第三透镜3,其为凹凸透镜，前表面31为凹面，后表面32为凸面；具有负光焦度的第四透 镜4,其为凸凹透镜，前表面41为凸面，后表面42为凹面；平面滤光片7位于第四透镜4与 图像传感器6之间，成像面即图像传感器面，采用CCD或Cmos传感器，四片透镜均为偶次非 球面透镜，每片透镜至少有一个面是非球面，其材质为塑料或玻璃材质。本实施例的变焦成 像镜头设置有光阑5,光阑5位于第一透镜1与第二透镜2之间。本实施例的成像波长为近 红外波段700-900nm，为保证该波段光线透过率，透镜每面需要镀相应波段的增透膜，为保 证成像时免于其他光线的干扰，增加平面滤光片7进行滤波，滤除可见光透过近红外光。
[0059] 图2为实施例在变焦时各透镜的变化示意图，图中仅显示了从三个不同变焦焦距 下，各透镜的相对位置变化情况，其中焦距一相对其他焦距为短焦端，焦距三相对于其他焦 距为长焦端。从焦距一（短焦端）向焦距二、焦距三（长焦端）变焦时，图像传感器面固定， 沿着光轴方向，第一透镜1向成像面侧（图像传感器一侧，即镜头后端）方向移动，第二透 镜2向物体侧（即镜头前端）方向移动，第三透镜3向物体侧方向移动，第四透镜4向物体 侧方向移动，且第一透镜1与光阑5及第二透镜2朝着缩小间距的趋势移动，第二透镜2与 第三透镜3朝着缩小间距的趋势移动，第三透镜3与第四透镜4朝着缩小间距的趋势移动， 第四透镜朝着扩大与图像传感器面之间间隔的方向移动。从焦距三（长焦端）向焦距一、 焦距二（短焦端）变焦时，图像传感器面固定，沿着光轴方向，第一透镜1向物体侧方向移 动，第二透镜2向成像面侧方向移动，第三透镜3向成像面侧方向移动，第四透镜4向成像 面侧方向移动，且第一透镜1与光阑5及第二透镜2朝着扩大间距的趋势移动，第二透镜2 与第三透镜3朝着扩大间距的趋势移动，第三透镜3与第四透镜4朝着扩大间距的趋势移 动，第四透镜朝着缩小与图像传感器面之间间隔的方向移动。
[0060] 本实施例适用于近红外波段（700-900nm)成像，可用于同时拍摄清晰的双目虹膜 图像（当然也可以拍摄单目虹膜图像），其在短焦端可用于近距离（0.1 m)拍摄双目虹膜图 像，在长焦端可用于较远距离（〇.5m)拍摄双目虹膜图像，整个镜头变焦范围广，可实现2倍 以上的光学变焦。
[0061] 本实施例的成像系统具体参数详见表二、表三，包括透镜面的表面类型、曲率半 径、透镜厚度、材质、圆锥系数以及非球面系数，具体设计规格详见表四，包括视场角、焦距、 光圈等。其中 fl = -7. 2mm，f2 = 2. 8mm，f3 = -22. 5mm，f4 = -6. 5mm，Fw = 3mm，FT = 6. 5mm，满足-2. 5 彡 fl/FT 彡-I. 6,0· 8 彡 f2/FT 彡 I. 2, -8. 2 彡 f3/FT 彡-4, -2. 6 彡 f4/ FT < -2,1 < FT/Fw < 2. 5 ;其中Fw为变焦成像镜头的最短焦距，FT为变焦成像镜头的最 长焦距，Π 为第一透镜焦距，f2为第二透镜焦距，f3为第三透镜焦距，f4为第四透镜焦距。
[0062] 表二：实施例一的具体结构参数
[0063] CN 105137579 A ^ 6/丫贝
[0064] 表三：实施例一各个透镜表面的高次项系数
[0065]
[0066] 表四：实施例一的具体设计规格
[0067] CN 105137579 A ~P 7/7 页
[0068] 图3为本实施例的畸变性能曲线图，其中3A显示本实施例焦距一时的畸变曲线 图，3B显示本实施例焦距二时的畸变曲线图，3C显示本实施例焦距三时的畸变曲线图，从 曲线图中可以看出，在全视场范围内，畸变像差均控制在1 %以内，畸变很小。
[0069] 图4为本实施例的场曲性能曲线图，其中4A显示本实施例焦距一时的场曲曲线 图，4B显示本实施例焦距二时的场曲曲线图，4C显示本实施例焦距三时的场曲曲线图，从 曲线图中可以看出，在全视场范围内，子午面及弧矢面各光线的场曲像差均小于〇.3_。
[0070] 由以上光学特性曲线图可以看出，本实施例的变焦成像镜头在变焦范围内其像散 和畸变像差得到了很好的校正，具有优良的光学性能。
[0071] 另一方面，本发明提供一种成像模组，包括上述任一的变焦成像镜头以及位于该 变焦成像镜头后方的图像传感器6,图像传感器6为CCD或CMOS传感器。本发明的成像模 组结构简单，体积小；成像质量好，畸变小；变焦及采集范围广，尤其适用于双目虹膜采集。
[0072] 再一方面，本发明提供一种虹膜识别装置，包括上述任一的成像模组以及与该成 像模组连接的硬件电路。本发明的虹膜识别装置结构简单，体积小；成像质量好，畸变小； 变焦及采集范围广，尤其适用于双目虹膜采集。
[0073] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种变焦成像镜头，其特征在于，沿光轴方向从前到后依次包括： 第一透镜，所述第一透镜为具有负光焦度的双凹透镜，其前表面为凹面，后表面为凹 面； 第二透镜，所述第二透镜为具有正光焦度的双凸透镜，其前表面为凸面，后表面为凸 面； 第三透镜，所述第三透镜为具有负光焦度的凹凸透镜，其前表面为凹面，后表面为凸 面； 第四透镜，所述第四透镜为具有负光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹 面； 所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的前表面和/或后表面为非球面，所述 第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜相互之间的距离可调。2. 根据权利要求1所述的变焦成像镜头，其特征在于，-2. 5彡fl/Fw彡-1. 6,0. 8彡f2/ Fw 彡 1. 2, -8. 2 彡 f3/Fw 彡-4, -2. 6 彡 f4/Fw 彡-2,1 彡 FT/Fw 彡 2. 5 ;其中 Fw 为变焦成 像镜头变焦范围的最短焦距，FT为变焦成像镜头变焦范围的最长焦距，fl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，f4为第四透镜的焦距。3. 根据权利要求2所述的变焦成像镜头，其特征在于，Fw = 3mm，FT = 6. 5mm，-7. 5mm < fl < -4. 8mm，2. 4mm < f2 < 3. 6mm，-24. 6mm < f3 < -12mm，-7. 8mm < f4 < -6 mm〇4. 根据权利要求1所述的变焦成像镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三 透镜和第四透镜的材质满足：1. 4 < nd < 1. 8, 30 < vd < 56,其中，nd为透镜材质的折射 率，vd为透镜材质的色散系数。5. 根据权利要求1-4任一所述的变焦成像镜头，其特征在于，所述第一透镜和第二透 镜之间设置有用于控制近红外光通过率的光阑。6. 根据权利要求5所述的变焦成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的前表面镀有能 反射可见光并透过近红外光的滤光膜；所述第一透镜的后表面以及所述第二透镜、第三透 镜和第四透镜的前表面及后表面均镀有能增强近红外光透过率的近红外波段增透膜。7. 根据权利要求5所述的变焦成像镜头，其特征在于，所述变焦成像镜头还包括能反 射可见光并透过近红外光的平面滤光片；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的 前表面及后表面均镀有能增强近红外光透过率的近红外波段增透膜。8. 根据权利要求5所述的变焦成像镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三 透镜和第四透镜的材质为玻璃或塑料。9. 一种成像模组，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的变焦成像镜头以及位于 所述变焦成像镜头后方的图像传感器，所述图像传感器为CCD或CMOS传感器。10. -种虹膜识别装置，其特征在于，包括权利要求9所述的成像模组以及与所述成像 模组连接的硬件电路。
【专利摘要】本发明公开了一种变焦成像镜头、成像模组和虹膜识别装置，属于生物识别领域，所述变焦成像镜头从前到后为第一透镜，第一透镜为具有负光焦度的双凹透镜，其前表面为凹面，后表面为凹面；第二透镜，第二透镜为具有正光焦度的双凸透镜，其前表面为凸面，后表面为凸面；第三透镜，第三透镜为具有负光焦度的凹凸透镜，其前表面为凹面，后表面为凸面；第四透镜，第四透镜为具有负光焦度的凸凹透镜，其前表面为凸面，后表面为凹面；第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的前表面和/或后表面为非球面，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜相互之间的距离可调。该变焦成像镜头结构简单，体积小；变焦及采集范围广；能够采集高质量的虹膜图像。
【IPC分类】G02B15/177, G02B13/18, G02B13/00, G06K9/00
【公开号】CN105137579
【申请号】CN201510494298
【发明人】马淑媛
【申请人】北京天诚盛业科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月12日