本發(fā)明涉及光學(xué)系統(tǒng)，尤其是一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前使用的小型光學(xué)系統(tǒng)存在一些弊端，在光能量強(qiáng)度較大的光源照射下或者太陽(yáng)光照射下，會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的鬼影，在拍攝角度較大的情況下，會(huì)出現(xiàn)由鏡片內(nèi)反射、隔圈及壓環(huán)表面反射引起的雜散光，導(dǎo)致整體畫(huà)面像質(zhì)變差，或者畫(huà)面中出現(xiàn)多余的光線或異常形狀的圖像。

此發(fā)明正是基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)提出的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，可以用于需要更大角度光線要求更嚴(yán)格的實(shí)拍環(huán)境，節(jié)省所需要的裝載空間。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案：一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：從物面至像面依次設(shè)置有：

第一透鏡，所述第一透鏡為正焦距的非球面透鏡，且所述第一透鏡的兩個(gè)面均為凸面；

第二透鏡，所述第二透鏡為負(fù)焦距的非球面透鏡，且所述第二透鏡的兩個(gè)面均為凹面；

第三透鏡，所述第三透鏡為正焦距的非球面透鏡，且所述第三透鏡朝向物面的一面為凹面，所述第三透鏡朝向像面的一面為凸面；

第四透鏡，所述第四透鏡為負(fù)焦距的非球面透鏡；所述第四透鏡呈“M”形；

濾光片；

感光片；

所述的第四透鏡朝向像面的表面有效徑為h，有效徑h處的表面切線與表面法線呈90°，有效徑h處的出射主光線d與表面法線c的夾角為e，滿(mǎn)足：0<e<0.5°。

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：成像系統(tǒng)總長(zhǎng)TTL,后焦總長(zhǎng)為FFL,滿(mǎn)足以下條件：3.6mm<TTL<3.75mm,1.0mm<FFL<1.2mm。

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一透鏡的第一面、第二面光學(xué)有效徑尺寸為φ₁、φ₂，外徑寸法為φ_Ⅰ，所述的第二透鏡第一面、二面的光學(xué)有效徑為φ₃、φ₄，外徑寸法為φ_Ⅱ，所述的第三透鏡的第一面、第二面光學(xué)有效徑為φ₅、φ₆，外徑寸法為φ_Ⅲ，所述的第四透鏡的第一面、第二面光學(xué)有效徑為φ₇、φ₈，外徑寸法為φ_Ⅳ，滿(mǎn)足以下條件:0.74mm<φ₁<0.76mm，0.83<φ₁/φ₂<0.85，0.95mm<φ₃<1.05mm，1.0<φ₃/φ₄<1.05，1.0mm<φ₅<1.1mm，0.83<φ₅/φ₆<0.86，1.75mm<φ₇<1.78mm，0.85<φ₇/φ₈<0.9，1.0<φ_Ⅱ/φ_Ⅰ<1.05，1.05<φ_Ⅳ/φ_Ⅲ<1.1。

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第一透鏡的焦距為f₁，所述第二透鏡的焦距為f₂，所述第三透鏡的焦距為f₃，所述第四透鏡的焦距為f₄,滿(mǎn)足：-2.5<f₂/f₁<0，-1.5<f₄/f₃<0；所述第一透鏡的色散系數(shù)為lens₁，所述第二透鏡的色散系數(shù)為lens₂，所述第三透鏡的色散系數(shù)為lens₃，所述第四透鏡的色散系數(shù)lens₄，滿(mǎn)足如下條件：52<lens₁<60，52<lens₃<60；52<lens₄<60；30<lens₁-lens₂<40。

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第一透鏡與第二透鏡的間距為A₁，所述第二透鏡與第三透鏡的間距為A₂，所述第三透鏡與第四透鏡的間距為A₃，所述第四透鏡與感光片的間距為A₄，則滿(mǎn)足以下條件：0.55<A₁/A₂<0.6，1.25<A₂/A₃<1.32，4.5<A₄/A₃<5.0，0.45<(A₁+A₂+A₃+A₄)/TTL<0.5。

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第一透鏡的中心厚度為T(mén)₁，所述第二透鏡的中心厚度為T(mén)₂，所述第三透鏡的中心厚度為T(mén)₃，所述第四透鏡的中心厚度為T(mén)₄，滿(mǎn)足：1.7<T₁/T₂<1.75，0.54<T₂/T₃<0.56，1.8<T₃/T₄<1.85，0.5<(T₁+T₂+T₃+T₄)/TTL<0.55；其中T₁+T₂+T₃+T₄與A₁+A₂+A₃+A₄滿(mǎn)足：1<(T₁+T₂+T₃+T₄)/(A₁+A₂+A₃+A₄)<1.1。

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：所述感光片的對(duì)角線直徑為IMC,滿(mǎn)足：0.76<TTL/IMC<0.8。

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：所述鏡頭的焦距為f，滿(mǎn)足：0.75<f/TTL<0.8。

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡均為塑膠透鏡。

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡的非球面表面形狀滿(mǎn)足方程式：

上述方程式中參數(shù)c為半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)其單位和透鏡長(zhǎng)度單位相同，k為圓錐二次曲線系數(shù)；當(dāng)k系數(shù)小于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為雙曲線；當(dāng)k系數(shù)等于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為拋物線；當(dāng)k系數(shù)介于-1到0之間時(shí)，透鏡的面形曲線為橢圓，當(dāng)k系數(shù)等于0時(shí)，透鏡的面形曲線為圓形，當(dāng)k系數(shù)大于0時(shí)，透鏡的面形曲線為扁圓形；α₁至α₈分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，達(dá)到了如下效果：

1、本發(fā)明的成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了光圈小于F2.0，且鬼影小，基本無(wú)明顯雜光的高象質(zhì)成型系統(tǒng)，第四透鏡4朝向像面的表面有效徑為h，有效徑h處的出射主光線d與表面法線c的夾角為e，滿(mǎn)足：0<e<0.5°，可有效消除鏡片內(nèi)反射，成像更加清晰。

2、第一透鏡的第一面、第二面光學(xué)有效徑尺寸為φ₁、φ₂，外徑寸法為φ_Ⅰ，第二透鏡的第一面、二面的光學(xué)有效徑為φ₃、φ₄，外徑寸法為φ_Ⅱ，第三透鏡的第一面、第二面光學(xué)有效徑為φ₅、φ₆，外徑寸法為φ_Ⅲ，第四透鏡的第一面、第二面光學(xué)有效徑為φ₇、φ₈，外徑寸法為φ_Ⅳ，滿(mǎn)足以下條件:0.74mm<φ₁<0.76mm，0.83<φ₁/φ₂<0.85，0.95mm<φ₃<1.05mm，1.0<φ₃/φ₄<1.05，1.0mm<φ₅<1.1mm，0.83<φ₅/φ₆<0.86，1.75mm<φ₇<1.78mm，0.85<φ₇/φ₈<0.9，1.0<φ_Ⅱ/φ_Ⅰ<1.05，1.05<φ_Ⅳ/φ_Ⅲ<1.1，第四透鏡通光實(shí)際有效徑小，部分無(wú)效徑用有效徑替代，以現(xiàn)有工藝做出尺寸較小的壓環(huán)，可完全避免光線打在側(cè)壁上再反射，可以實(shí)現(xiàn)壓環(huán)表面無(wú)發(fā)射。

3、本發(fā)明的第三透鏡與第四透鏡的間距為A₃，所述第四透鏡4與感光片6的間距包含濾光片0.21mm的厚度為A₄，滿(mǎn)足：4.5<A₄/A₃<5.0；0.45<A₁+A₂+A₃+A₄/TTL<0.5,第三透鏡3與第四透鏡4之間的間距較小，有效控制邊緣距離，。

4、在本發(fā)明中，孔徑光闌前置，-2.5<f₂/f₁<0，可以解決此發(fā)明的廣角視場(chǎng)壓縮問(wèn)題，可以有效降低大角度光線在系統(tǒng)主面的高度，使系統(tǒng)長(zhǎng)度超薄并降低結(jié)構(gòu)性公差敏感性。

5、第一透鏡與第三透鏡位于第二透鏡兩側(cè)，類(lèi)似為對(duì)稱(chēng)鏡片，第二透鏡可有效消除色差，第四透鏡為負(fù)焦距透鏡，兩個(gè)面的表面形狀朝向物面方向呈M字形結(jié)構(gòu)，可有效校正系統(tǒng)畸變量。

6、在本發(fā)明中，各透鏡的色散系數(shù)滿(mǎn)足：52<lens₁<60；52<lens₃<60；52<lens₄<60；30<lens₁-lens₂<40，能夠很好地校正系統(tǒng)色差，滿(mǎn)足高像質(zhì)要求。

【附圖說(shuō)明】

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，其中：

圖1為本發(fā)明示意圖；

圖2為本發(fā)明第四透鏡的結(jié)構(gòu)示圖；

附圖說(shuō)明：1、第一透鏡；2、第二透鏡；3、第三透鏡；4、第四透鏡；5、濾光片；6、感光片。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1至圖2所示，一種大光圈廣角小型成像系統(tǒng)，其特征在于：從物面至像面依次設(shè)置有：

第一透鏡1，所述第一透鏡1為正焦距的非球面透鏡，且所述第一透鏡1的兩個(gè)面均為凸面；

第二透鏡2，所述第二透鏡2為負(fù)焦距的非球面透鏡，且所述第二透鏡2的兩個(gè)面均為凹面；

第三透鏡3，所述第三透鏡3為正焦距的非球面透鏡，且所述第三透鏡朝向物面的一面為凹面，所述第三透鏡3朝向像面的一面為凸面；

第四透鏡4，所述第四透鏡4為負(fù)焦距的非球面透鏡；所述第四透鏡4呈M字形；

濾光片5；

感光片6；在本實(shí)施例中，濾光片為紅外濾光片；

所述的第四透鏡4朝向像面的表面有效徑為h，有效徑h處的表面切線與表面法線呈90°，有效徑h處的出射主光線d與表面法線c的夾角為e，滿(mǎn)足：0<e<0.5°，1.8<h<2.0mm。

如圖1至圖2所示，，在本實(shí)施例中，成像系統(tǒng)總長(zhǎng)TTL,后焦總長(zhǎng)為FFL,滿(mǎn)足以下條件：3.6mm<TTL<3.75mm,1.0mm<FFL<1.2mm。

如圖1至圖2所示，，在本實(shí)施例中，所述的第一透鏡1的第一面、第二面光學(xué)有效徑尺寸為φ₁、φ₂，外徑寸法為φ_Ⅰ，所述的第二透鏡2第一面、二面的光學(xué)有效徑為φ₃、φ₄，外徑寸法為φ_Ⅱ，所述的第三透鏡3的第一面、第二面光學(xué)有效徑為φ₅、φ₆，外徑寸法為φ_Ⅲ，所述的第四透鏡4的第一面、第二面光學(xué)有效徑為φ₇、φ₈，外徑寸法為φ_Ⅳ，滿(mǎn)足以下條件:0.74mm<φ₁<0.76mm，0.83<φ₁/φ₂<0.85，0.95mm<φ₃<1.05mm，1.0<φ₃/φ₄<1.05，1.0mm<φ₅<1.1mm，0.83<φ₅/φ₆<0.86，1.75mm<φ₇<1.78mm，0.85<φ₇/φ₈<0.9，1.0<φ_Ⅱ/φ_Ⅰ<1.05，1.05<φ_Ⅳ/φ_Ⅲ<1.1。此種光學(xué)有效徑與無(wú)效徑比例，可有效避免進(jìn)入通光孔的光線打在結(jié)構(gòu)件的內(nèi)表面上，減少遮光紙及壓環(huán)側(cè)壁的反射。

如圖1至圖2所示，，在本實(shí)施例中，所述第一透鏡1的焦距為f₁，所述第二透鏡2的焦距為f₂，所述第三透鏡3的焦距為f₃，所述第四透鏡4的焦距為f₄,滿(mǎn)足：-2.5<f₂/f₁<0，-1.5<f₄/f₃<0；

所述第一透鏡1的色散系數(shù)為lens₁，所述第二透鏡2的色散系數(shù)為lens₂，所述第三透鏡3的色散系數(shù)為lens₃，所述第四透鏡4的色散系數(shù)lens₄，滿(mǎn)足如下條件：52<lens₁<60，52<lens₃<60；52<lens₄<60；30<lens₁-lens₂<40。

如圖1至圖2所示，，在本實(shí)施例中，所述第一透鏡1與第二透鏡2的間距為A₁，所述第二透鏡2與第三透鏡3的間距為A₂，所述第三透鏡3與第四透鏡4的間距為A₃，所述第四透鏡4與感光片6的間距為A₄，則滿(mǎn)足以下條件：0.55<A₁/A₂<0.6，1.25<A₂/A₃<1.32，4.5<A₄/A₃<5.0，0.45<(A₁+A₂+A₃+A₄)/TTL<0.5。

如圖1至圖2所示，，在本實(shí)施例中，所述第一透鏡1的中心厚度為T(mén)₁，所述第二透鏡2的中心厚度為T(mén)₂，所述第三透鏡3的中心厚度為T(mén)₃，所述第四透鏡4的中心厚度為T(mén)₄，滿(mǎn)足：1.7<T₁/T₂<1.75，0.54<T₂/T₃<0.56，1.8<T₃/T₄<1.85，0.5<(T₁+T₂+T₃+T₄)/TTL<0.55；其中T₁+T₂+T₃+T₄與A₁+A₂+A₃+A₄滿(mǎn)足：1<(T₁+T₂+T₃+T₄)/(A₁+A₂+A₃+A₄)<1.1。

如圖1至圖2所示，，在本實(shí)施例中，所述感光片的對(duì)角線直徑為IMC,滿(mǎn)足：0.76<TTL/IMC<0.8。

如圖1至圖2所示，，在本實(shí)施例中，所述鏡頭的焦距為f，滿(mǎn)足：0.75<f/TTL<0.8。

如圖1至圖2所示，，在本實(shí)施例中，所述第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3和第四透鏡4均為塑膠透鏡。

如圖1至圖2所示，，在本實(shí)施例中，所述第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4的非球面表面形狀滿(mǎn)足方程式：

上述方程式中參數(shù)c為半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)其單位和透鏡長(zhǎng)度單位相同，k為圓錐二次曲線系數(shù)；當(dāng)k系數(shù)小于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為雙曲線；當(dāng)k系數(shù)等于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為拋物線；當(dāng)k系數(shù)介于-1到0之間時(shí)，透鏡的面形曲線為橢圓，當(dāng)k系數(shù)等于0時(shí)，透鏡的面形曲線為圓形，當(dāng)k系數(shù)大于0時(shí)，透鏡的面形曲線為扁圓形；α₁至α₈分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。