具有短镜长大视场角的四片式光学取像镜头及其成像方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种具有短镜长大视场角的四片式光学取像镜头及其成像方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的进步，光学取像镜头朝着短小、高分辨率、大视场角和低成本等方向发 展，在电子产品方面，如:数字相机、手机、个人数字辅助器中光学取像镜头都占据着半壁江 山。
[0003] 应用于小型电子产品的取像镜头，目前有Ξ镜片式、四镜片式W及五镜片式后W 上的不同设计。目前，Ξ镜片式的取像镜头已基本被淘汰，五镜片式及W上的取像镜头从成 像品质角度来说，多镜片式光学取像镜头在像差修正、光学传递函数MTF性能上较具有优 势，可使用于高像素要求的电子产品，但是镜头总长太长，运不利于在超薄手机上使用。在 现有的四片式的光学取像镜头的结构设计之间的差异处或技术特征，则决定于W下各种因 素的变化或组合而已，如四透镜之间对应配合的凸/凹方向不同，W达到光线入射与出射的 角度调整;或四透镜之间相关数据，如焦距EFL、各光学面之间的间距TCi、各光学面的曲率Ri 等，W分别满足不同的条件。
[0004] 在实用上，具有较短镜长、像差修正良好、高像素、低成本的设计为使用者迫切的 需求。
【发明内容】
[0005] 鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、实 用、低成本的具有短镜长大视场角的四片式光学取像镜头及其成像方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种具有短镜长大视场角的四片 式光学取像镜头，包括沿着镜头光轴从物侧到像侧依序布置的孔径光阔、具有正屈光度的 第一透镜L1、具有负屈光度的第二透镜L2、具有正屈光度的第Ξ透镜L3、具有负屈光度的第 四透镜L4、滤光片W及图像采集元件。
[0007] 优选的，所述第一透镜L1、第二透镜L2、第Ξ透镜L3W及第四透镜L4均为非球面透 镜，其中所述第一透镜L1的物侧面为凸面、所述第一透镜L1的像侧面为凹面，所述第二透镜 L2的物侧面为凹面、所述第二透镜L2的像侧面为凸面，且第二透镜L2的像侧面大孔径处弯 向像侧面，所述第Ξ透镜L3的物侧面为凹面、所述第Ξ透镜L3的像侧面为凸面，所述第四透 镜L4的物侧面与像侧面均呈W字型。
[000引优选的，镜头光轴上所述第一透镜L1的物侧面至图像采集元件的成像面的距离 TTL、所述第一透镜L1与第二透镜L2的中屯、空气间隔为ACTi、所述第二透镜L2与第Ξ透镜L3 的中屯、空气间隔为ACT2、所述第Ξ透镜L3与第四透镜L4的中屯、空气间隔为ACT3、所述第Ξ透 镜L3的中屯、厚度GCT3、所述第Ξ透镜L3的边沿厚度GET3、所述第四透镜L4的像侧面至图像采 集元件的成像面最近的一点与图像采集元件的成像面的距离为BFL、W及整体光学取像镜 组的焦距邸L满足W下关系：0.19<Bi^L/TTL<0.23，1.2<TTL/E化< 1.5，0.18<(ACT1+ACT2 +ACT3) /E化 < ο. 45，ο. 44 <GCT3/GET3 < ο. 74。
[0009] 优选的，所述第一透镜LI的焦距fi、所述第Ξ透镜L3的焦距f3、W及整体光学取像 镜组的焦距邸L满足 W 下关系：1.0 <E^/f 1 < 1.14，0.26 <E^/f 3 < 0.47。
[0010] 优选的，所述第二透镜L2的物侧面的曲率半径R3、所述第二透镜L2的像侧面的曲 率半径R4满足W下关系:0.4<R3/R4< 1.1。
[0011] 优选的，所述图像采集元件的主光线入射角CRA、所述图像采集元件的有效像素区 域对角线的一半y、整体视场角的一半w、W及所述第一透镜L1的物侧面至图像采集元件的 成像面的距离TTL满足W下关系：1.5<TTL/y<l.6，1.2<w/CRA<l.4。
[0012] 优选的，所述第一透镜LI、第二透镜L2、第Ξ透镜L3及第四透镜L4均满足W下关 系：
式中Z为非球面的矢高，C为非球面的 曲率，K为二次曲面圆锥系数，r为非球面径向坐标，A4、A6、As……分别是非球面的四、六、 八……等阶非球面系数。
[0013] 优选的，所述第一透镜L1、第二透镜L2、第Ξ透镜L3及第四透镜L4均由折射率小于 1.65的塑胶材质制成，所述滤光片由Schott-BK7材料制成。
[0014] -种具有短镜长大视场角的四片式光学取像镜头的成像方法，包括上述任一种具 有短镜长大视场角的四片式光学取像镜头，包含W下步骤：
[0015] (1)光束经过所述孔径光阔进入第一透镜L1，其中经过所述第一透镜L1的轴上光 束有汇聚的趋势，大视场的光线具有更大的出射角；
[0016] (2)光束经过所述高折射率的第二透镜L2,其中中屯、光束进一步汇聚，所述第二透 镜L2的像侧面大口径处的反曲使得最外视场的光线聚犹，能有效控制最外视场的球差和弥 散斑；
[0017] (3)光束经过所述规则的低折射的第Ξ透镜L3后，各视场光束均匀分布，光束平滑 过渡，光束经过所述第二透镜L2、第Ξ透镜L3后能更好地校正色差；
[0018] (4)光束经过所述第四透镜L4后汇聚到图像采集元件，所述第四透镜L4的物侧面 与像侧面均呈W字型，不仅保证各视场在图像采集元件的成像面上的主光线入射角尽可能 的小，并有效改善场区和崎变像差。
[0019] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0020] (1)本发明结构设计合理，可W有效修正像差，增加镜头的后焦距，降低系统的敏 感度，使得镜头更加紧凑从而可W缩短总长，进而提升本发明的应用性；
[0021] (2)本发明的第一透镜L1、第Ξ透镜L3、第四透镜L4使用同样的塑胶材料有利于减 少材料，降低成本，且能很好的达到更大的像高；
[0022] (3)本发明透镜间距的配置有利于组装，进一步缩短镜头总长W适应于微型化电 子装置；
[0023] (4)本发明各透镜面型简单容易制造，公差较松，大大降低生产成本。
[0024] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细的说明。
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例一的光学结构图。
[00%]图2为本发明实施例一的纵向球差图。
[0027]图3为本发明实施例一的场曲图。
[00%]图4为本发明实施例一的崎变图。
[0029] 图5为本发明实施例二的光学结构图。
[0030] 图6为本发明实施例二的纵向球差图。
[0031] 图7为本发明实施例二的场曲图。
[0032] 图8为本发明实施例二的崎变图。
[0033] 图9为本发明实施例Ξ的光学结构图。
[0034] 图10为本发明实施例Ξ的纵向球差图。
[0035] 图11为本发明实施例Ξ的场曲图。
[0036] 图12为本发明实施例Ξ的崎变图。
[0037] 图13为本发明实施例四的光学结构图。
[0038] 图14为本发明实施例四的纵向球差图。
[0039] 图15为本发明实施例四的场曲图。
[0040] 图16为本发明实施例四的崎变图。
[0041 ]图17为本发明实施例五的光学结构图。
[0042] 图18为本发明实施例五的纵向球差图。
[0043] 图19为本发明实施例五的场曲图。
[0044] 图20为本发明实施例五的崎变图。
[0045] 图中：L1-第一透镜L1，L2-第二透镜L2，L3-第Ξ透镜L3，L4-第四透镜L4，5-孔径光 阔，6-滤光片，7-图像采集元件。
【