本發明涉及光學系統，尤其是一種大光圈廣角小型成像系統。

背景技術：

目前使用的小型光學系統存在一些弊端，在光能量強度較大的光源照射下或者太陽光照射下，會出現較強的鬼影，在拍攝角度較大的情況下，會出現由鏡片內反射、隔圈及壓環表面反射引起的雜散光，導致整體畫面像質變差，或者畫面中出現多余的光線或異常形狀的圖像。

此發明正是基于上述現有技術存在的缺點提出的。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種大光圈廣角小型成像系統，可以用于需要更大角度光線要求更嚴格的實拍環境，節省所需要的裝載空間。

為解決上述技術問題，本發明采用了下述技術方案：一種大光圈廣角小型成像系統，其特征在于：從物面至像面依次設置有：

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面均為凸面；

第二透鏡，所述第二透鏡為負焦距的非球面透鏡，且所述第二透鏡的兩個面均為凹面；

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，滿足：0<e<0.5°。

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統，其特征在于：成像系統總長TTL,后焦總長為FFL,滿足以下條件：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，其特征在于：所述的第一透鏡的第一面、第二面光學有效徑尺寸為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、第二面光學有效徑為φ₇、φ₈，外徑寸法為φ_Ⅳ，滿足以下條件: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，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,滿足：-2.5<f₂/f₁<0，-1.5<f₄/f₃<0；所述第一透鏡的色散系數為lens₁，所述第二透鏡的色散系數為lens₂，所述第三透鏡的色散系數為lens₃，所述第四透鏡的色散系數lens₄，滿足如下條件：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，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，其特征在于：所述第一透鏡的中心厚度為T₁，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T₃，所述第四透鏡的中心厚度為T₄，滿足：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，其特征在于：所述感光片的對角線直徑為IMC,滿足：0.76<TTL/IMC<0.8。

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

如上所述的一種大光圈廣角小型成像系統，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，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足方程式：

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

與現有技術相比，本發明的一種大光圈廣角小型成像系統，達到了如下效果：

1、本發明的成像系統實現了光圈小于F2.0，且鬼影小，基本無明顯雜光的高象質成型系統，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，滿足：0<e<0.5°，可有效消除鏡片內反射，成像更加清晰。

2、第一透鏡的第一面、第二面光學有效徑尺寸為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、第二面光學有效徑為φ₇、φ₈，外徑寸法為φ_Ⅳ，滿足以下條件: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，第四透鏡通光實際有效徑小，部分無效徑用有效徑替代，以現有工藝做出尺寸較小的壓環，可完全避免光線打在側壁上再反射，可以實現壓環表面無發射。

3、本發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、在本發明中，孔徑光闌前置，-2.5<f₂/f₁<0，可以解決此發明的廣角視場壓縮問題，可以有效降低大角度光線在系統主面的高度，使系統長度超薄并降低結構性公差敏感性。

5、第一透鏡與第三透鏡位于第二透鏡兩側，類似為對稱鏡片，第二透鏡可有效消除色差，第四透鏡為負焦距透鏡，兩個面的表面形狀朝向物面方向呈M字形結構，可有效校正系統畸變量。

6、在本發明中，各透鏡的色散系數滿足：52<lens₁<60；52<lens₃<60；52<lens₄<60；30<lens₁-lens₂<40，能夠很好地校正系統色差，滿足高像質要求。

【附圖說明】

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明，其中：

圖1為本發明示意圖；

圖2為本發明第四透鏡的結構示圖；

附圖說明：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。

【具體實施方式】

下面結合附圖對本發明的實施方式作詳細說明。

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

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的兩個面均為凸面；

第二透鏡2，所述第二透鏡2為負焦距的非球面透鏡，且所述第二透鏡2的兩個面均為凹面；

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，滿足：0<e<0.5°，1.8<h<2.0mm。

如圖1至圖2所示，，在本實施例中，成像系統總長TTL,后焦總長為FFL,滿足以下條件：3.6mm<TTL<3.75mm,1.0mm<FFL<1.2mm。

如圖1至圖2所示，，在本實施例中，所述的第一透鏡1的第一面、第二面光學有效徑尺寸為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、第二面光學有效徑為φ₇、φ₈，外徑寸法為φ_Ⅳ，滿足以下條件: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。此種光學有效徑與無效徑比例，可有效避免進入通光孔的光線打在結構件的內表面上，減少遮光紙及壓環側壁的反射。

如圖1至圖2所示，，在本實施例中，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,滿足：-2.5<f₂/f₁<0，-1.5<f₄/f₃<0；

所述第一透鏡1的色散系數為lens₁，所述第二透鏡2的色散系數為lens₂，所述第三透鏡3的色散系數為lens₃，所述第四透鏡4的色散系數lens₄，滿足如下條件：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，，在本實施例中，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：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滿足：1<(T₁+T₂+T₃+T₄)/(A₁+A₂+A₃+A₄)<1.1。

如圖1至圖2所示，，在本實施例中，所述感光片的對角線直徑為IMC,滿足：0.76<TTL/IMC<0.8。

如圖1至圖2所示，，在本實施例中，所述鏡頭的焦距為f，滿足：0.75<f/TTL<0.8。

如圖1至圖2所示，，在本實施例中，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足方程式：

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