一种无畸变光学成像系统的制作方法

1.本发明属于光学成像系统技术领域，更具体地，涉及一款应用于电子产品的小型光学成像系统。


背景技术：

2.近年来，人们对电子产品的要求越来越趋于小型化、便捷化，从而带动了小型化摄像镜头的蓬勃发展。现有的大多小型化摄像镜头，因为要兼顾小型、大视场角，会在畸变上做出让步，存在较大的畸变，成像画面的边角存在较大的可见变形，这对后续的图像处理、图像显示造成了较大影响。因此，目前急需一种小型化、大视场角、小畸变的光学摄像系统。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种无畸变光学成像系统，包含四片非球面透镜，从物面至像面依次为光阑(sto)、第一透镜(p1)、第二透镜(p2)、第三透镜(p3)、第四透镜(p4)；所述第一透镜(p1)为正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第二透镜(p2)为负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；所述第三透镜(p3)为正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第四透镜(p4)为负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述无畸变光学成像系统满足以下关系式：1.0《f1/f《1.5；-1.6《f2/f《-1.3；0.4《f3/f《0.9；-1.0《f4/f《-0.7；其中， f1为所述第一透镜元件(p1)的有效焦距，f2为所述第二透镜元件(p2)的有效焦距，f3为所述第三透镜元件(p3)的有效焦距，f4为所述第四透镜元件(p4)的有效焦距，f为所述无畸变光学成像系统的有效焦距。
4.优选地，所述第一透镜(p1)，第二透镜(p2)，第三透镜(p3)，第四透镜(p4)的材质均为塑胶且满足下列关系式：1＜ct1/et1＜2；0.5＜ct2/et2＜1；1＜ct3/et3＜3；0.5 ＜ct4/et4＜1；其中，ct1为所述第一透镜(p1)在光轴上的厚度，et1为所述第一透镜(p1) 最大口径处的厚度；ct2为所述第二透镜(p2)在光轴上的厚度，et2为所述第二透镜(p2) 最大口径处的厚度；ct3为所述第三透镜(p3)在光轴上的厚度，et3为所述第三透镜(p3) 最大口径处的厚度；ct4为所述第四透镜(p4)在光轴上的厚度，et4为所述第四透镜(p4) 最大口径处的厚度。
5.优选地，还满足下列关系式：f《2.5；其中，f为像方f数。
6.优选地，其特征在于，光阑(sto)位于第一透镜(p1)之前且满足下列关系式：1《 (t12 t34)/t23《3.5；其中，t12为所述第一透镜(p1)与所述第二透镜(p2)在光轴上的空气间隔距离，t23为所述第二透镜(p2)与所述第三透镜(p3)在光轴上的空气间隔距离，t34为所述第三透镜(p3)与所述第四透镜(p4)在光轴上的空气间隔距离。
7.优选地，还满足下列关系式：0.05《h1《0.09；0.3《h2《0.5；其中，h1为该第一透镜(p1) 物侧面非球面(s1)中心到最大有效直径处在平行于光轴方向的距离；h2为该第一透镜(p1) 像侧面非球面(s2)中心到最大有效直径处在平行于光轴方向的距离。
8.优选地，还满足下列关系式：0.20《ct1/∑t《0.31；0.15《ct2/∑t《0.25；0.30《ct3/
∑ t《0.45；0.15《ct4/∑t《0.25；其中，∑t为第一透镜(p1)、第二透镜(p2)、第三透镜(p3)、第四透镜(p4)分别在光轴上透镜厚度的总和，ct1，ct2，ct3，ct4分别为第一透镜(p1)、第二透镜(p2)、第三透镜(p3)、第四透镜(p4)在光轴上的透镜厚度。
9.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
10.(1)本发明具有较小的f数，光圈大，进光量充足；(2)本发明在保证较小畸变的同时，边缘视场还拥有较高的相对照度，保证了整体画面的亮度均匀；(3)本发明的各透镜中厚适中，空气间隔小，有利于减小光学系统总长、实现小型化；(4)本发明通过正负透镜相互组合、平衡各个镜片的光焦度，有利于减小像散、畸变，提高成像质量。
附图说明
11.图1为一种无畸变光学成像系统的结构示意图。
12.图2为一种无畸变光学成像系统的畸变图。
13.图3为一种无畸变光学成像系统的像散曲线图。
具体实施方式
14.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不作为对本发明的限定。
15.一种无畸变光学成像系统，其特征在于，所述无畸变光学成像系统包含四片非球面透镜，从物面至像面依次为光阑(sto)、第一透镜(p1)、第二透镜(p2)、第三透镜(p3)、第四透镜(p4)；所述第一透镜(p1)为正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第二透镜(p2)为负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；所述第三透镜(p3)为正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第四透镜(p4)为负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述无畸变光学成像系统满足以下关系式：1.0《f1/f《1.5；-1.6《f2/f《-1.3；0.4《f3/f《0.9；
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1.0《f4/f《-0.7；其中，f1为所述第一透镜元件(p1)的有效焦距，f2为所述第二透镜元件(p2) 的有效焦距，f3为所述第三透镜元件(p3)的有效焦距，f4为所述第四透镜元件(p4)的有效焦距，f为所述无畸变光学成像系统的有效焦距。第一透镜(p1)、第二透镜(p2)、第三透镜(p3)、第四透镜(p4)正负透镜相互交替组合，能有效的校正像差，提高像质；各镜片的有效焦距与系统的有效焦距比值比较相近，平衡了各个镜片的光焦度，降低了系统的公差敏感性。
16.如上所述的无畸变光学成像系统，较佳地，所述第一透镜(p1)，第二透镜(p2)，第三透镜(p3)，第四透镜(p4)的材质均为塑胶且满足下列关系式：1＜ct1/et1＜2；0.5＜ ct2/et2＜1；1＜ct3/et3＜3；0.5＜ct4/et4＜1；其中，ct1为所述第一透镜(p1)在光轴上的厚度，et1为所述第一透镜(p1)最大口径处的厚度；ct2为所述第二透镜(p2)在光轴上的厚度，et2为所述第二透镜(p2)最大口径处的厚度；ct3为所述第三透镜(p3) 在光轴上的厚度，et3为所述第三透镜(p3)最大口径处的厚度；ct4为所述第四透镜(p4) 在光轴上的厚度，et4为所述第四透镜(p4)最大口径处的厚度。四片镜片均为塑胶，降低了生产成本，同时各个透镜的中心厚和边缘厚度比值适中，便于注塑成型。
17.如上所述的无畸变光学成像系统，较佳地，满足下列关系式：f《2.5；其中，f为像方
f 数。像方f数较小，光阑较大，系统的进光量充足，整体照度会比较好；
18.如上所述的无畸变光学成像系统，较佳地，光阑(sto)位于第一透镜(p1)之前且满足下列关系式：1《(t12 t34)/t23《3.5；其中，t12为所述第一透镜(p1)与所述第二透镜(p2)在光轴上的空气间隔距离，t23为所述第二透镜(p2)与所述第三透镜(p3)在光轴上的空气间隔距离，t34为所述第三透镜(p3)与所述第四透镜(p4)在光轴上的空气间隔距离。光阑位于第一透镜前同时光学系统的空气间隔较小且分配合理，有利于缩小系统的总体长度，实现小型化。
19.如上所述的无畸变光学成像系统，较佳地，满足下列关系式：0.05《h1《0.09；0.3《h2《0.5；其中，h1为该第一透镜(p1)物侧面非球面(s1)中心到最大有效直径处在平行于光轴方向的距离；h2为该第一透镜(p1)像侧面非球面(s2)中心到最大有效直径处在平行于光轴方向的距离。h2大于h1，有利于光线角度的增大，使系统能够具有较大的视场角度。
20.如上所述的无畸变光学成像系统，较佳地，满足下列关系式：0.20《ct1/∑t《0.31； 0.15《ct2/∑t《0.25；0.30《ct3/∑t《0.45；0.15《ct4/∑t《0.25；其中，∑t为第一透镜(p1)、第二透镜(p2)、第三透镜(p3)、第四透镜(p4)分别在光轴上透镜厚度的总和，ct1， ct2，ct3，ct4分别为第一透镜(p1)、第二透镜(p2)、第三透镜(p3)、第四透镜(p4) 在光轴上的透镜厚度。控制好各个透镜的厚度，有利于校正像差和相互补偿，能够降低公差敏感度并且降低成型难度。同时有利于减小镜头总长，实现镜头的超薄化、小型化。
21.实施例1
22.作为本发明的一种具体的实施例，该无畸变光学成像系统的参数如下表1所示。
23.表1无畸变光学成像系统的结构参数表。
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表2无畸变光学成像系统各透镜表面矢高sag与半径r的比值sag/r。
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为了使本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。