本實用新型涉及成像鏡頭，特別涉及一種耐公差成像鏡頭。

背景技術：

隨著成像鏡頭在便攜式電子產(chǎn)品上的廣泛應用，人們對成像鏡頭的像素和畫面亮度的要求越來越高，故高解像、低成本、耐公差、易加工的鏡頭將是便攜式電子產(chǎn)品鏡頭行業(yè)具有競爭力的產(chǎn)品。

傳統(tǒng)的四片式成像鏡頭的成像質量較三片式的鏡頭要高，但往往犧牲了其周邊的照度，且其光學系統(tǒng)的公差較為敏感。例如，大立光電公司申請的申請?zhí)枮?01310636590.2，申請日為2013年12月2日的中國實用新型專利申請?zhí)峁┝艘环N成像透鏡組、取像裝置以及可攜式裝置（公開號CN104614838A，公開日為2015年05月13日）。該成像透鏡組的光線經(jīng)過第二透鏡120和第三透鏡130之間、以及經(jīng)過第三透鏡130和第四透鏡140時，其光線不夠平順、偏折較大，可見其公差較為敏感，不利于實際生產(chǎn)加工。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種光線傳遞平順、耐公差成像鏡頭。

一種耐公差成像鏡頭，包括沿所述成像鏡頭的光軸從物端到像端依次設置的具有第一折射率的第一正透鏡、具有第一折射率的第二負透鏡、具有第一折射率的第三正透鏡、以及具有第一折射率的第四負透鏡。所述第一折射率、第三折射率和第四折射率均小于第二折射率，且所述第一折射率與第三折射率相同。

優(yōu)選的，所述的耐公差成像鏡頭的視場角大于76度，光圈值大于1.5并小于2.4，且包括光闌；所述光闌位于所述第一正透鏡物側光學面處。

優(yōu)選的，所述第一正透鏡與耐公差成像鏡頭的像面之間距離與耐公差成像鏡頭的像面的直徑的比值應小于1.2，且第一正透鏡與耐公差成像鏡頭的像面之間距離與耐公差成像鏡頭的總焦距的比值小于1.3。

優(yōu)選的，第一正透鏡與第二負透鏡在光軸上的間距大于或等于0.025毫米。

優(yōu)選的，所述第一正透鏡的物側光學面和像側光學面均為凸面；所述第二負透鏡的像側光學面為凹面；所述第三正透鏡的物側光學面為凹面，像側光學面為凸面；所述第四負透鏡的物側光學面為近光軸處為凸面且在軸外有反向彎曲，像側光學面為近光軸處為凹面且在軸外有反向彎曲。

優(yōu)選的，所述第一正透鏡、第三正透鏡和第四負透鏡的折射率均小于或者等于1.60，阿貝數(shù)值大于或者等于50；所述第二負透鏡的折射率為大于或者等于1.60，阿貝數(shù)值小于或者等于30。

優(yōu)選的，所述第二負透鏡與第一正透鏡的阿貝數(shù)值的差值大于20并小于40。

作為一種實施方式，所述第一正透鏡和第三正透鏡為材質相同的塑膠材料。

優(yōu)選的，所述第一正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡和第四負透鏡均為非球面樹脂透鏡。

優(yōu)選的，定義f為耐公差成像鏡頭的總焦距，f1為第一正透鏡的焦距，f2是第二負透鏡的焦距，f3是第三正透鏡的焦距，f4是第四負透鏡的焦距，則0.5<f1/f<0.9，-1.3<f2/f<-1.0，0.4<f3/f<0.8，-0.8<f4/f<-0.4。

本實用新型的耐公差成像鏡頭具有“正透鏡-負透鏡-正透鏡-負透鏡”的四片式透鏡組合結構，以及“低折射率-高折射率-低折射率-低折射率”的折射率組合，有效地降低了成像鏡頭的各種像差，有效地控制了成像鏡頭的畸變，具有耐公差、高解像、高照度的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例中的耐公差成像鏡頭的結構示意圖。

圖2為圖1中成像鏡頭拍攝時經(jīng)過各透鏡的入射光線的光路圖。

圖3為本實用新型一實施例中的成像鏡頭的場曲及畸變測試圖。

圖4為本實用新型一實施例中的成像鏡頭的橫向色像差及縱向色像差的測試圖。

圖5為本實用新型一實施例中的成像鏡頭的不同視場的Ray Fan圖。

圖6為本實用新型一實施例中的成像鏡頭的相對照度圖。

具體實施方式

下面將結合具體實施例及附圖對本實用新型一種耐公差成像鏡頭作進一步詳細描述。

如圖1所示，一較佳實施例中，本實用新型的耐公差成像鏡頭為四片式成像鏡頭，包括沿成像鏡頭的光軸從物端到像端依次設置的第一正透鏡L1、第二負透鏡L2、第三正透鏡L3和第四負透鏡L4。第一正透鏡L1具有第一折射率，第二負透鏡L2具有第二折射率，第三正透鏡L3具有第三折射率，第四負透鏡L4具有第四折射率。其中，第一折射率、第三折射率、第四折射率均小于第二折射率，且所述第一折射率與第三折射率相同。

入射至成像鏡頭的入射光線先經(jīng)過低折射率的第一正透鏡L1，再經(jīng)過高折射率的第二負透鏡L2，再經(jīng)過低折射率的第三正透鏡L3，最終經(jīng)過低折射率的第四負透鏡L4。低折射率的第一正透鏡L1使成像鏡頭產(chǎn)生一定的正光焦度（也稱屈光度，focal power），并且可以減少光學系統(tǒng)的總長度。高折射率的第二負透鏡L2可以用來校正第一正透鏡L1所產(chǎn)生的像差及光學系統(tǒng)所產(chǎn)生的色差。低折射率的第三正透鏡L3可以有效地分配第一正透鏡L1的光焦度并且降低光學系統(tǒng)的敏感度，使鏡頭獲得更好的公差。低折射率的第四負透鏡L4可以擴大視場角，同時可以使得光學系統(tǒng)的主點遠離像面，從而有效地減小鏡頭總長，使鏡頭結構更加緊湊。從而，該“正透鏡-負透鏡-正透鏡-負透鏡”的四片式透鏡組合結構以及“低折射率-高折射率-低折射率-低折射率”的折射率組合，可有效地降低成像鏡頭的各種像差，有效地控制了成像鏡頭的畸變，如圖3和圖4所示，具有耐公差、高解像、高照度、結構緊湊的優(yōu)點。如圖2所示，入射光線在經(jīng)過第二負透鏡L2和第三正透鏡L3之間，以及第三正透鏡L3和第四負正透鏡L4之間時非常平順，可見其公差敏感度低，對外視場的解像和照度有一定的提升，對光學系統(tǒng)進行公差分析可知，本實用新型的耐公差成像鏡頭的公差寬松，有利于于實際生產(chǎn)加工。

此外，本實用新型的耐公差成像鏡頭的第一正透鏡L1的靠近物端的光學面一側還設置有光闌（圖未示），用于擴大鏡頭的視場角。本實施例中，成像鏡頭的視場角達到76度以上。

更具體的，第一正透鏡L1的物側光學面和像側光學面均為凸面，呈雙凸面結構，平分光焦度，進一步提高成像鏡頭的耐公差特性。第二負透鏡L2的像側光學面為凹面。第三正透鏡L3的物側光學面為凹面，像側光學面為凸面。第四負透鏡L4的物側光學面近光軸處為凸面且在軸外（也即第四負透鏡的光軸外側）有反轉彎曲（也即反轉為凹面），像側光學面為近光軸處為凹面且在軸外有反向彎曲（也即反轉為凸面）。在本實施方式中，優(yōu)先選擇的是第一正透鏡L1、第二負透鏡L2、第三正透鏡L3和第四負透鏡L4均為非球面樹脂透鏡。

表1列出了本實施例中耐公差成像鏡頭的系統(tǒng)結構參數(shù)，表面序號從物側到像側編起，編號為9和10的是圖1中標號為11的紅外鏡頭的表面。其中，第一正透鏡L1、第三正透鏡L3、第四負透鏡L4的折射率均小于或者等于1.60，阿貝數(shù)值（Abbe, 也叫V-數(shù)）大于或者等于50。第二負透鏡L2的折射率大于或者等于1.60，阿貝數(shù)值小于或等于30。其中，第三正透鏡L3和第四負透鏡L4的阿貝數(shù)值大于50，可以有效地減少第一正透鏡L1和第二負透鏡L2引入的色差，而第二負透鏡L2的折射率高，阿貝數(shù)低，可以起到消色差的作用，從而很好地控制成像鏡頭的色差。

為了提高耐公差成像鏡頭的性能，本實施例中，耐公差成像鏡頭還滿足以下條件：20<V1-V2<40；其中V1是第一正透鏡L1的阿貝數(shù)值，V2是第二負透鏡l2的阿貝數(shù)值，從而有效地平衡光學系統(tǒng)的橫向色差和垂軸色差。

其中，所述的成像鏡頭第一正透鏡L1和第三正透鏡L3選用同一款塑膠材料，降低的生產(chǎn)加工成本。

為了使耐公差成像鏡頭更加輕薄化，限制鏡頭的總長，提升鏡頭周邊解像力和照度，成像鏡頭還需要滿足以下條件：

0.5<f1/f<0.9 ；

-1.3<f2/f<-1.0 ；

0.4<f3/f<0.8 ；

-0.8<f4/f<-0.4 ；

其中f是耐公差成像鏡頭的總焦距，f1是第一正透鏡L1的焦距，f2是第二負透鏡L2的焦距，f3是第三正透鏡L3的焦距，f4是第四負透鏡L4的焦距。

此外，第一正透鏡L1與耐公差成像鏡頭的像面（圖1中12為圖像傳感器表面，11為紅外鏡頭）之間距離TTL與耐公差成像鏡頭的像面的直徑D的比值應小于1.2，也即TTL/D<1.2。且，TTL/f<1.3，也即第一正透鏡L1與耐公差成像鏡頭的像面之間距離TTL與耐公差成像鏡頭的總焦距f的比值小于1.3。

進一步的，第一正透鏡L1與第二負透鏡L2在光軸上的間距大于或等于0.025毫米，有利于鏡頭的組裝。耐公差成像鏡頭的光圈值F大于1.5并小于2.4（也即1.5<F< 2.4）可使得鏡頭的相對照度提高到40%以上，如圖6所示。

為了更好地理解本實用新型，在使用光學設計軟件（本實施例中采用Zemax軟件）進行設計時，將成像鏡頭的畸變和場曲都進行了有效地控制，如圖3所示，成像鏡頭的畸變值控制在1%以內，場曲值控制在0.05mm以內。同時對成像鏡頭的Ray-Fan 圖進行優(yōu)化，并檢測成像鏡頭的Ray-Fan圖，如圖5所示，通過對的Ray Fan圖可以看到強制優(yōu)化后的成像鏡頭獲得了良好的成像特性。

需要說明的是：為了進一步優(yōu)化成像鏡頭的耐公差特性，第一正透鏡L1的偏心允許量為3um，第二負透鏡L2的偏心允許量為5um，第三正透鏡L3的偏心允許量為4um，第四負透鏡L4的偏心允許量為5um，與現(xiàn)有技術的成像鏡頭中各個透鏡的偏心允許量相比，本實用新型成像鏡頭中各個透鏡的偏心允許量可以極好的配合現(xiàn)有加工能力，很好地提高良率。

綜上，本實用新型提供了一款耐公差性、低成本和高照度的成像鏡頭，在實際生產(chǎn)中有利于鏡頭組裝，有利于加工制造。

雖然對本實用新型的描述是結合以上具體實施例進行的，但是，熟悉本技術領域的人員能夠根據(jù)上述的內容進行許多替換、修改和變化、是顯而易見的。因此，所有這樣的替代、改進和變化都包括在附后的權利要求的精神和范圍內。