一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光學(xué)鏡頭，尤其是一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭。
【【背景技術(shù)】】
[0002]虹膜識別光學(xué)鏡頭在安防領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，包括用于保險柜和安全門開啟時的身份識別。目前虹膜識別光學(xué)鏡頭主要存在:鏡頭長、體積大、像質(zhì)不高等缺點，為了適應(yīng)當(dāng)前科技能達成的高精密集成電路，該鏡頭的總體體積需要相應(yīng)地縮小改進，并保證具有較高的像質(zhì)。
[0003]本實用新型為了克服以上的缺點，進行了改進。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，共包括4片透鏡，通過優(yōu)化各個透鏡的焦距及色散系數(shù)，有效縮小了鏡頭總體體積，具有高像質(zhì)、體積小，可用于保險柜、安全門等進行身份識別方面的特點。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，由物面至像面依次設(shè)有孔徑光闌、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、濾光片和感光片。
[0006]所述第一透鏡為正焦距透鏡，其朝向物面的一面為凸面非球面，且朝向像面的另一面為凹面非球面。
[0007]所述第二透鏡為彎月形負焦距透鏡，朝向物面的一面為凸面非球面，且朝向像面的另一面為凹面非球面。
[0008]所述第三透鏡為正焦距雙凹透鏡，其兩凹面均為非球面。
[0009]所述第四透鏡為負焦距透鏡，呈Μ字形結(jié)構(gòu)。
[0010]所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡的焦距分別為f1、f 2、f 3、f 4，滿足:
[0011]-3.82<f2/fl<0，0<f3/f4<19.03。
[0012]所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡的色散系數(shù)分別為vdlens l、vdlens 2、vd lens 3和vd lens 4vd，滿足:(lensl，lens3)〈23，vd( lens2，lens4)>54，vdlens 2-vd lens l>30o
[0013]所述第一透鏡與第二透鏡的間距為Al，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，所述第四透鏡與濾光片的間距為A4，所述第一透鏡與感光片的間距為TL，則滿足:
[0014]A1/TL〈0.03,0.8〈Α2/Α3〈1.2，A1+A2+A3+A4/TL〈0.4。
[0015]所述第一透鏡的中心厚度為ΤΙ，所述第二透鏡的中心厚度為T2，所述第三透鏡的中心厚度為Τ3，所述第四透鏡4的中心厚度為Τ4，滿足:
[0016]Tl/T3>2.0,0.8<T1+T2+T3+T4/TL<0.9。
[0017]所述鏡頭的焦距為f，滿足:
[0018]l.l<f/TL<1.4o
[0019]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。
[0020]所述濾光片為IR紅外濾光片。
[0021]所述第一透鏡和第三透鏡的折射率大于1.6。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0023]1、現(xiàn)有技術(shù)中虹膜識別光學(xué)鏡頭一般低于100萬像素，本實用新型鏡頭共采用4片透鏡，經(jīng)過優(yōu)化各個透鏡的焦距和色散系數(shù)，使得該鏡頭能夠達到240萬像素。
[0024]2、現(xiàn)有技術(shù)中微型數(shù)位鏡頭一般具有中心亮，四周暗的缺陷；而本實用新型鏡頭經(jīng)優(yōu)化配制，其照度像面具有整體均勻及高亮度的特點，且周邊照度大于70%，光圈數(shù)達到F2.2。
[0025]3、本實用新型鏡頭可以實現(xiàn)最大至48°的視場角攝像。
[0026]4、本實用新型鏡頭的TV畸變小于-1 %。
[0027]5、本實用新型鏡頭中的4片透鏡均為塑膠非球面透鏡，使得光學(xué)鏡頭的幾何傳遞函數(shù)得到很大提高，可以使該產(chǎn)品的稅利度、透過率、色彩還原性得到顯著提升；同時，能夠大大縮短鏡頭總長，使得鏡頭總體體積大大減小。
【【附圖說明】】
[0028]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明，其中:
[0029]圖1為本實用新型中各個透鏡設(shè)置的示意圖。
[0030]圖2為本實用新型的光路示意圖。
【【具體實施方式】】
[0031 ]下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作詳細說明。
[0032]如圖1所示，本實用新型一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，由物面至像面依次設(shè)有孔徑光闌7、第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、濾光片5和感光片6，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，不僅降低了成本，且使得光學(xué)鏡頭的幾何傳遞函數(shù)得到很大提高，以及使該產(chǎn)品的稅利度、透過率、色彩還原性得到顯著提升，并能夠大大縮短鏡頭總長，使得鏡頭總體體積大大減小。
[0033]孔徑光闌7設(shè)在第一透鏡1前方，可以使得鏡頭的鏡片通光口徑小，同時降低光學(xué)鏡頭的出射角，從而使得光學(xué)鏡頭的體積小型化。
[0034]所述第一透鏡1為正焦距透鏡，其朝向物面的一面為凸面非球面，且朝向像面的另一面為凹面非球面。
[0035]所述第二透鏡2為彎月形負焦距透鏡，朝向物面的一面為凸面非球面，且朝向像面的另一面為凹面非球面。
[0036]所述第三透鏡3為正焦距雙凹透鏡，其兩凹面均為非球面。
[0037]所述第四透鏡4為負焦距透鏡，呈Μ字形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的透鏡能很好地減小主光線入射角，提高邊緣視場的照度。
[0038]所述第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4的焦距分別為€1汀243汀4，滿足:
[0039]-3.82<f2/fl<0,0<f3/f4<19.03。
[0040]在本實用新型鏡頭中，各個透鏡的焦距滿足上述表達式時，有效解決了本實用新型鏡頭中焦距分配及公差分布均衡性問題，有效縮小鏡頭整體長度，使之實現(xiàn)最小化，且解決了鏡頭結(jié)構(gòu)性公差敏感問題。
[0041]所述第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4的色散系數(shù)分別為vdlens 1、vd lens 2、vd lens 3和vd lens 4vd，滿足:
[0042](lensl,Iens3)<23,vd(lens2,lens4)>54,vd lens 2-vd lens 1>30。
[0043]所述第一透鏡1與第二透鏡2的間距為Al，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與濾光片5的間距為A4，所述第一透鏡1與感光片6的間距為TL。為減小光線在各透鏡之間的折射變化角度，控制成像畸變，因此結(jié)構(gòu)上需要盡量減小第一透鏡1和第二透鏡2之間的距離。則滿足:
[0044]A1/TL〈0.03,0.8〈A2/A3〈1.2，A1+A2+A3+A4/TL〈0.4。
[0045]各個透鏡采用上述間距，有效縮短了鏡頭總長，增大后焦距。
[0046]所述第一透鏡1的中心厚度為T1，所述第二透鏡2的中心厚度為T2，所示第三透鏡3的中心厚度為T3，所示第四透鏡4的中心厚度為T4，滿足:
[0047]Tl/T3>2.0,0.8<T1+T2+T3+T4/TL<0.9。
[0048]所述鏡頭的焦距為f，滿足:1.l〈f/TL〈l.4。
[0049]所述的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3和第四透鏡4的非球面的表面形狀滿足以下方程:
[0050]Z = cy2/{l+^[l-l+kc2y2]}+aly2+a2y4+a3y6+a4y8+a5yl0+a6yl2+a7yl4+a8yl6；[0051 ]上述中，c為各個透鏡半徑所對應(yīng)的曲率參數(shù)，y為各個透鏡徑向坐標，其單位和透鏡長度單位相同，k為各個透鏡圓錐二次曲線系數(shù);al至a8分別為各透鏡的各徑向坐標所對應(yīng)的系數(shù)。
[0052]其中，當(dāng)k<_l時，透鏡的面形曲線為雙曲線，當(dāng)k= _l時，透鏡的面形曲線為拋物線；當(dāng)-l<k<0時，透鏡的面形曲線為橢圓；ik = 0時，透鏡的面形曲線為圓形；當(dāng)k>0時，透鏡的面形曲線為扁圓形。
[0053]光線從濾光片5入射后，濾光片5對感光片6有一定的保護作用，且所述濾光片6為IR紅外濾光片，則過濾一部分紅外光線，使得本鏡頭的圖像具有色彩亮麗和銳利的特點，且同時具有良好的色彩還原性。
[0054]為進一步縮小鏡頭的整體體積，本實施例中，所述第一透鏡1和第三透鏡3采用高折射率的塑膠非球面，即第一透鏡1和第三透鏡3的折射率大于1.6以上，由于加大了光線的折射，可以使得整個鏡頭的長度最短至3.0_。
【主權(quán)項】
1.一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，其特征在于由物面至像面依次設(shè)有孔徑光闌(7)、第一透鏡(1)、第二透鏡(2)、第三透鏡(3)、第四透鏡(4)、濾光片(5)和感光片(6); 所述第一透鏡(1)為正焦距透鏡，其朝向物面的一面為凸面非球面，且朝向像面的另一面為凹面非球面； 所述第二透鏡(2)為彎月形負焦距透鏡，朝向物面的一面為凸面非球面，且朝向像面的另一面為凹面非球面； 所述第三透鏡(3)為正焦距雙凹透鏡，其兩凹面均為非球面； 所述第四透鏡(4)為負焦距透鏡，呈Μ字形結(jié)構(gòu)； 所述第一透鏡(1)、第二透鏡(2)、第三透鏡(3)、第四透鏡(4)的焦距分別為fl、f2、f3、f4，滿足:-3.82<f2/fl<0，0<f3/f4<19.03 ； 所述第一透鏡(1)、第二透鏡(2)、第三透鏡(3)、第四透鏡(4)的色散系數(shù)分別為vdlens l、vd lens 2、vd lens 3和vd lens4vd，滿足:(lensl，lens3)〈23，vd( lens2，lens4)>54,vd lens 2-vd lens 1>30。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，其特征在于所述第一透鏡(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⑷的間距為A3，所述第四透鏡(4)與濾光片(5)的間距為A4，所述第一透鏡⑴與感光片(6)的間距為TL，則滿足:A1/TL<0.03,0.8〈A2/A3〈 1.2，(A1+A2+A3+A4)/TL〈0.4。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，其特征在于所述第一透鏡(1)的中心厚度為T1，所述第二透鏡(2)的中心厚度為T2，所述第三透鏡(3)的中心厚度為T3，所述第四透鏡(4)的中心厚度為 T4，滿足:ΤΙ /T3>2.0，0.8〈 (Τ1+Τ2+Τ3+Τ4) /TL〈0.9。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，其特征在于所述鏡頭的焦距為f，滿足:1.1〈"11〈1.4。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，其特征在于所述第一透鏡(1)、第二透鏡(2)、第三透鏡(3)和第四透鏡(4)均為塑膠透鏡。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，其特征在于所述濾光片(6)為IR紅外濾光片。7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，其特征在于所述第一透鏡(1)和第三透鏡(3)的折射率大于1.6。
【專利摘要】本實用新型公開了一種虹膜識別光學(xué)成像鏡頭，共采用4片透鏡，且4片透鏡均為塑膠非球面透鏡,經(jīng)過優(yōu)化各個透鏡的焦距和色散系數(shù)，使得該鏡頭能夠達到240萬像素，且采用塑膠透鏡使得光學(xué)鏡頭的幾何傳遞函數(shù)得到很大提高,可以使該產(chǎn)品的稅利度、透過率、色彩還原性得到顯著提升；同時，能夠大大縮短鏡頭總長，使得鏡頭總體體積大大減小。
【IPC分類】G02B13/00, G06K9/00
【公開號】CN205121051
【申請?zhí)枴緾N201520916491
【發(fā)明人】薛雷濤, 江依達, 瞿勇, 鮑秀娟, 肖明志
【申請人】中山聯(lián)合光電科技股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月17日