CN109581626A - 一种镜头及终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种镜头及终端设备，涉及镜头技术领域，该镜头包括透镜组，所述透镜组包括由物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述透镜组的相对照度RI与所述透镜组的半视角的余弦值的四次方cos⁴(HFOV)满足：RI/cos⁴(HFOV)≥1，且所述透镜组的有效焦距f与所述透镜组的入瞳直径EPD满足：f/EPD≤1.3。

Description

一种镜头及终端设备

技术领域

本申请涉及镜头技术领域，尤其涉及一种镜头及终端设备。

背景技术

随着手机等便携设备的不断发展，对镜头模组的应用也越来越多样化。摄像镜头已经不止局限于拍照、摄像等功能，用于3D建模、人脸识别、动作识别等功能的近红外镜头也在快速发展，其中，镜头作为镜头模组的关键部件，其性能的重要性更是日益凸显。

在近红外应用中，尤其是3D应用中的飞行时间(Time of flight，TOF)法3D建模系统，TOF系统中由于需要得到被测物体上各点的深度信息，因此对镜头的光亮度要求非常高。并且因局限于便携设备的封装要求，对镜头尺寸的控制也是非常严格。目前比较成熟的镜头结构由于其深度识别精度较差，因此无法满足TOF系统的需求。

发明内容

本申请的实施例提供的镜头及终端设备，解决了现有技术的镜头深度识别精度较差的问题。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种镜头，包括透镜组，所述透镜组包括由物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述透镜组的相对照度RI与所述透镜组的半视角(half field of view，HFOV)的余弦值的四次方cos⁴(HFOV)满足：RI/cos⁴(HFOV)≥1，且所述透镜组的有效焦距f与所述透镜组的入瞳直径(Entrance Pupil Diameter，EPD)满足：f/EPD≤1.3。

本申请实施例提供的镜头，由于半视角的余弦值的四次方为镜头的相对照度是否较高的参考标准，而本申请实施例中透镜组的相对照度RI与所述透镜组的半视角的余弦值的四次方的比值大于或等于1，因此透镜组的相对照度大于或等于参考标准，透镜组的相对照度较大，从而使镜头的光亮度较高，从而提高了镜头结构的深度识别精度。并且由于透镜组的有效焦距f与所述透镜组的入瞳直径EPD满足：f/EPD≤1.3，因此使透镜组的光圈值较小，光圈较大，从而能够保证足够的通光量，以提高识别精度、增加信噪比。另外，由于第一透镜的物侧面为凸面，因此当光线进入第一透镜后，先聚焦，有利于缩小后面透镜的通光口径，实现小型化。由此，本申请实施例提供的镜头，可在保证镜头小型化的前提下，兼顾TOF系统对镜头光照度和光圈值的要求，从而满足TOF系统的深度识别精度需求。

在可能的实现方式中，透镜组的有效焦距f、第一透镜的有效焦距f1以及第二透镜的有效焦距f2满足：0≤|f/f1|+|f/f2|≤0.5。由此，既可保证镜头小型化，又可实现较大的视角和较大的光圈。

在可能的实现方式中，第四透镜的像侧设有成像面，透镜组的有效焦距f和成像面上有效像素区域对角线长度2*Imh(Image high)满足：f/(2*Imh)≤0.635。从而能够实现更大的视场角。

在可能的实现方式中，第三透镜的物侧面的曲率半径R31与第三透镜的像侧面的曲率半径R32满足：0≤(R31+R32)/(R31-R32)≤10。由此，可使第三透镜的物侧面和像侧面的曲率半径在合理范围内，既可以保证第三透镜的可加工性，又可以使第三透镜的物侧面和像侧面满足各视场入射第三透镜的入射角度需求，以满足成像系统的球差要求。

在可能的实现方式中，第一透镜的材料折射率N1、第二透镜的材料的阿贝数V2以及第三透镜的材料的阿贝数为V3满足：N1*(V3-V2)≥20。由此，可兼顾透镜的色散程度和折射率，从而能够改善透镜组的像差，同时增加视场角，提高识别范围。

在可能的实现方式中，第三透镜材料的折射率N3≥1.58。由此，可以改善透镜组的像差，实现更好的分辨率。

在可能的实现方式中，第四透镜的物侧面的曲率半径R41与系统焦距f可满足：(R41/f)≥(1/2.5)。由此，可在满足透镜组的有效焦距的情况下保证透镜加工制作时具有良好的工艺性，降低加工难度。

在可能的实现方式中，第一透镜的像侧面为凹面，且第一透镜的物侧面和像侧面均为非球面。非球面透镜能够改善像差，从而提高成像质量。

在可能的实现方式中，第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜、第三透镜和第四透镜均具有正光焦度。如此设置有利于调节光路，缩短光路长度，在保证镜头小型化的同时实现更大的视角。

在可能的实现方式中，第二透镜的物侧面和/或像侧面具有拐点，第二透镜的物侧面和像侧面均为非球面。第二透镜的拐点有利于平衡不同口径处的光线像差，实现较大的口径，同时有利于实现边缘较高的照度。

在可能的实现方式中，第三透镜的物侧面为凹面，第三透镜的像侧面为凸面，第三透镜的物侧面和像侧面均为非球面。非球面透镜能够改善像差，从而提高成像质量。

在可能的实现方式中，第四透镜的物侧面和/或像侧面具有拐点，第四透镜的物侧面和像侧面均为非球面。第四透镜上的拐点有利于实现较小的畸变，同时实现边缘较高的照度。

在可能的实现方式中，第一透镜和第二透镜之间设有孔径光阑。孔径光阑可有效提高镜头的成像质量。

在可能的实现方式中，在成像面和第四透镜之间设有滤光片，从而可选取所需波长的光，滤除干扰光，以提高成像质量。

第二方面，本申请实施例还提供了一种终端设备，该终端设备包括上述任一实施例中所述的镜头。

在第二方面可能的实现方式中，终端设备包括TOF系统，所述TOF系统包括激光发射模块和激光接收模块，所述激光接收模块包括所述镜头和传感器，所述激光发射模块用于向目标物发射光信号，所述镜头用于接收所述目标物反射的所述光信号，并将所述光信号聚焦后传递至所述传感器。

本申请实施例提供的终端设备，由于终端设备采用了上述任一实施例中所述的镜头，因此可在保证镜头小型化的前提下，兼顾TOF系统对镜头光照度和光圈值的要求，从而满足TOF系统的深度识别精度需求。使得终端能够实现3D建模、人脸识别、动作识别等功能。

附图说明

图1为本申请具体实施例一镜头的结构示意图；

图2为本申请具体实施例一镜头的光路示意图；

图3为本申请具体实施例一镜头的畸变曲线图；

图4为本申请具体实施例一镜头的球差曲线图；

图5为本申请具体实施例一镜头的相对照度曲线图；

图6为本申请具体实施例二镜头的结构示意图；

图7为本申请具体实施例二镜头的畸变曲线图；

图8为本申请具体实施例二镜头的球差曲线图；

图9为本申请具体实施例二镜头的相对照度曲线图；

图10为本申请具体实施例三镜头的结构示意图；

图11为本申请具体实施例三镜头的畸变曲线图；

图12为本申请具体实施例三镜头的球差曲线图；

图13为本申请具体实施例三镜头的相对照度曲线图；

图14为本申请具体实施例四镜头的结构示意图；

图15为本申请具体实施例四镜头的畸变曲线图；

图16为本申请具体实施例四镜头的球差曲线图；

图17为本申请具体实施例四镜头的相对照度曲线图；

图18为本申请具体实施例五镜头的结构示意图；

图19为本申请具体实施例五镜头的畸变曲线图；

图20为本申请具体实施例五镜头的球差曲线图；

图21为本申请具体实施例五镜头的相对照度曲线图；

图22为本申请实施例终端设备的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例涉及镜头和设有该镜头的终端设备，该终端设备可以是手机、移动电脑、掌上游戏机、平板电脑等。

以下对上述实施例涉及到的概念进行简单说明：

镜头：是利用透镜的折射原理，使景物光线通过镜头，在聚焦平面上形成清晰的影像的部件。

光焦度：等于像方光束会聚度与物方光束会聚度之差，它表征光学系统偏折光线的能力。

光圈值：镜头的总焦距与入瞳直径的比值。

曲率半径：曲率是用于表示曲线在某一点的弯曲程度的数值。曲率越大，表示曲线的弯曲程度越大，曲率的倒数就是曲率半径。

相对照度：是指像面边缘照度和中心照度之比。

畸变：对于理想的光学系统，在一对共轭的物像平面上，放大率是常数。但对于实际的光学系统，仅当视场较小时具有这一性质。当视场较大时，像的放大率就要随着视场而异，使得像相对于物失去相似性。这种使像变形的成像缺陷称为畸变。

球差：球差是由于透镜中心区域和边缘区域对光束会聚能力不同而造成的。远轴光束通过透镜时被折射得比近轴光束要厉害得多，因而由同一物点散射的光束经过透镜后不交在一点上，而是在透镜相平面上变成了一个漫射圆斑。结果成像会变得模糊，这种成像缺陷就是球差。

孔径光阑：入射孔径角最小的光阑，称为孔径光阑。

入瞳：和出瞳相对应，把孔径光阑在物空间的共轭像称为"入瞳"，入瞳的位置和直径代表了入射光束的位置和口径。

半视角(half field of view，HFOV)：指镜头能够达到的可拍摄最大角度的一半。

物侧面：透镜上最靠近实物体的表面为物侧面。

像侧面：透镜上最靠近成像面的表面为像侧面。

有效焦距：光学系统的主平面至对应的焦点的距离。

如图1、图2所示，本申请实施例提供了一种镜头，包括透镜组，所述透镜组包括由物侧至像侧依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4，所述第一透镜1的物侧面11为凸面，所述透镜组的相对照度RI与所述透镜组的半视角(half field of view，HFOV)的余弦值的四次方cos⁴(HFOV)满足：RI/cos⁴(HFOV)≥1，且所述透镜组的有效焦距f与所述透镜组的入瞳直径EPD满足：f/EPD≤1.3。

本申请实施例提供的镜头，由于半视角的余弦值的四次方为镜头的相对照度是否较高的参考标准，而本申请实施例中透镜组的相对照度RI与所述透镜组的半视角的余弦值的四次方的比值大于或等于1，因此透镜组的相对照度大于或等于参考标准，透镜组的相对照度较大，从而使镜头的光亮度较高，从而提高了镜头结构的深度识别精度。并且由于透镜组的有效焦距f与所述透镜组的入瞳直径EPD满足：f/EPD≤1.3，因此使透镜组的光圈值较小，光圈较大，从而能够保证足够的通光量，以提高成像质量和识别精度、增加信噪比。另外，由于第一透镜1的物侧面11为凸面，因此当光线进入第一透镜1后，先聚焦，有利于缩小后面透镜的通光口径，实现小型化。由此，本申请实施例提供的镜头，可在保证镜头小型化的前提下，兼顾TOF系统对镜头光照度和光圈值的要求，从而满足TOF系统的深度识别精度需求。

为了实现大光圈，可使透镜组的有效焦距f、第一透镜1的有效焦距f1以及第二透镜2的有效焦距f2满足：0≤|f/f1|+|f/f2|≤0.5。第一透镜1的有效焦距f1和第二透镜2的有效焦距f2越长则透镜组的光焦度越小，视角越大，光圈越大。但为了兼顾考虑镜头小型化需求以及各个镜片之间的配合关系，使透镜组的有效焦距f、第一透镜1的有效焦距f1以及第二透镜2的有效焦距f2满足上述关系，既可保证镜头小型化，又可实现较大的视角和较大的光圈。

如图1所示，第四透镜4的像侧具有成像面5，为了进一步实现大的视场角，可使透镜组的有效焦距f和成像面5上有效像素区域对角线长度2*Imh满足：f/(2*Imh)≤0.635。从而实现更大的视场角。需要说明的是，所述成像面5为胶片的表面或传感器的接收光的表面。

在一些实施例中，第三透镜3的物侧面31的曲率半径R31与第三透镜3的像侧面32的曲率半径R32满足：0≤(R31+R32)/(R31-R32)≤10。由此，可使第三透镜3的物侧面31和像侧面的曲率半径在合理范围内，既可以保证第三透镜3的可加工性，又可以使第三透镜3的物侧面31和像侧面满足各视场入射第三透镜3的入射角度需求，以满足成像系统的球差要求。

在一些实施例中，第一透镜1的材料折射率N1、第二透镜2的材料的阿贝数V2以及第三透镜3的材料的阿贝数为V3满足：N1*(V3-V2)≥20。其中，阿贝数为透镜材料的色散系数，用于表征经过透镜的光线的色散程度，阿贝数越大则色散越小，成像越清晰。透镜材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。因此，使第一透镜1的材料折射率N1与第二透镜2的材料的阿贝数V2以及第三透镜3的材料的阿贝数为V3满足上述关系，可兼顾透镜的色散程度和折射率，从而能够改善透镜组的像差，同时增加视场角，提高识别范围。可选地，第三透镜3材料的折射率N3≥1.58,可以改善透镜组的像差，实现更好的分辨率。

其中，第四透镜4的物侧面41的曲率半径R41与系统焦距f可满足：(R41/f)≥(1/2.5)。由此，可在满足透镜组的有效焦距的情况下保证透镜加工制作时具有良好的工艺性，降低加工难度。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，第一透镜1的物侧面11为凸面，第一透镜1的像侧面12为凹面；第二透镜2的物侧面21为凸面，第二透镜2的像侧面22为凹面；第三透镜3的物侧面31为凹面，第三透镜3的像侧面32为凸面；第四透镜4的物侧面41为凸面，第四透镜4的像侧面42为凹面。需要说明的是，上述凸面和凹面的限定是对各表面在近轴区域的限定，即靠近主光轴O附近的区域的限定。

透镜组中的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4均具有光焦度。光焦度用于表征光学系统对入射光线的偏折能力，光焦度的绝对值越大则偏折能力越大。由此，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4均对入射光线有偏折作用，从而便于将镜头的视角调整至TOF系统的需求值。

其中，第一透镜1可以具有正光焦度或负光焦度，第二透镜2可以具有正光焦度或负光焦度，第三透镜3可以具有正光焦度或负光焦度，第四透镜4可以具有正光焦度或负光焦度，在此不做限定。光焦度为正值时表示光学系统对平行于光轴的入射平行光束的偏折是汇聚的，光焦度为负值时表示光学系统对平行于光轴的入射平行光束的偏折是发散的。在一种可能的实现方式中，第一透镜1具有负光焦度，第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4均具有正光焦度。如此设置有利于调节光路，缩短光路长度，在保证镜头小型化的同时实现更大的视角。

具体地，可在第二透镜2的物侧面21和/或像侧面上形成拐点，如图1所示，第二透镜2的物侧面21上形成有至少一个拐点211，第二透镜2的像侧面22上形成有至少一个拐点221，第二透镜2的拐点有利于平衡不同口径处的光线像差，实现较大的口径，同时有利于实现边缘较高的照度。同样，还可在第四透镜4的物侧面41和/或像侧面上形成拐点，如图1所示，第四透镜4的物侧面41上形成有至少一个拐点411，第四透镜4的像侧面42上形成有至少一个拐点421，第四透镜4上的拐点有利于实现较小的畸变，同时实现边缘较高的照度。

如图1所示，在第一透镜1和第二透镜2之间可以设置孔径光阑6，孔径光阑6可有效提高镜头的成像质量。需要说明的是，孔径光阑6也可设置于其他位置，如第一透镜1的物侧，第二透镜2和第三透镜3之间、第三透镜3和第四透镜4之间等位置，在此不做限定。

另外，如图1所示，在成像面5和第四透镜4之间还可设置滤光片7，从而可选取所需波长的光，滤除干扰光，以提高成像质量。

可选地，第一透镜1的物侧面11和像侧面可以均为非球面。同样，所述第二透镜2的物侧面21和像侧面、第三透镜3的物侧面31和像侧面以及第四透镜4的物侧面41和像侧面中的一个面或多个面也可以为非球面。非球面即曲率发生变化的面，球面即曲率不变的面，非球面透镜能够改善像差，从而提高成像质量。

具体地，各非球面的面型参数可以采用以下方程式表示：

其中，x为非球面上点的横坐标，h为非球面上点的纵坐标，c为非球面在光心(即透镜与光轴的交点)处的曲率，k为预设的圆锥系数，Ai为i阶的非球面系数。

以下参照附图列举几种镜头的具体实施例，需要说明的是，以下实施例中的各透镜的非球面的面型参数均符合上述方程式，附图中所示的球面或非球面的形状仅仅是示意性的表示，即球面或非球面的形状不限于附图中所示的形状。

具体实施例一

图1所示为具体实施例一的镜头结构示意图，如图1所示，该镜头包括沿主光轴O由被测物到成像面5之间依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4，第一透镜1和第二透镜2之间可设置孔径光阑，表1中给出了各透镜的具体参数，表2给出了各透镜表面的圆锥系数k以及非球面系数Ai(i＝4、6、8、10、12、14、16、18、20)。

由表1可知，|f/f1|+|f/f2|＝0.43，f/(2*Imh)＝0.61，(L3R1+L3R2)/(L3R1-L3R2)＝1.92，L4R1/f＝1/1.83，RI/cos⁴(HFOV)＝1.27。因此，具体实施例一的透镜满足本申请对透镜组各参数的限定范围，具体实施例一的透镜组可在保证镜头小型化的前提下，兼顾TOF系统对镜头光照度和光圈值的要求，从而满足TOF系统的深度识别精度需求。

图3所示为具体实施例一的镜头的畸变曲线。图3的横坐标表示畸变(可以为成像面5上的实际像高与理想像高的比值，为百分数)，纵坐标表示像高。由图3可以看出，光学畸变量被控制在0～2％的范围内。

图4所示为具体实施例一的镜头的球差曲线。图4的横坐标为在同一物点以不同角度入射的光线与光轴的交点。纵坐标为入射光线在入瞳处的归一化高度。由图4可以看出，球差被控制在较小的范围内。需要说明的是，归一化高度是指将各入射光线在入瞳处的高度经过归一化处理后得到的无量纲的比例值。即设高度的最大值为1，其余高度值通过与最大值的比例关系来表示。归一化是一种简化计算的方式，即将有量纲的表达式，经过变换，化为无量纲的表达式，成为标量。

图5所示为具体实施例一的镜头的相对照度曲线。相对照度(relativeilluminance，RI)是指成像面5边缘照度和中心照度之比。图5的中心(0，0)为成像面5中心，亮度为100％，随着向成像面5的边缘移动，边缘的亮度逐渐变暗，直至在距离中心1.4mm处，亮度变为约50％。

由图3～图5可以看出，具体实施例一的镜头的光学畸变量、球差以及相对照度均能满足成像要求，从而能够保证良好的成像质量。

具体实施例二

图6所示为具体实施例二的镜头结构，如图6所示，该镜头包括沿主光轴O由被测物到成像面5之间依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4，表3中给出了各透镜的具体参数，表4给出了各透镜表面的圆锥系数k以及非球面系数Ai(i＝4、6、8、10、12、14、16、18、20)。

由表3可知，|f/f1|+|f/f2|＝0.32，f/(2*Imh)＝0.6，(L3R1+L3R2)/(L3R1-L3R2)＝1.74，L4R1/f＝1/1.81，RI/cos⁴(HFOV)＝1.4。因此，具体实施例二的透镜满足本申请对透镜组各参数的限定范围，具体实施例二的透镜组可在保证镜头小型化的前提下，兼顾TOF系统对镜头光照度和光圈值的要求，从而满足TOF系统的深度识别精度需求。

图7所示为具体实施例二的镜头的畸变曲线。图7的横坐标表示畸变(可以为成像面5上的实际像高与理想像高的比值，为百分数)，纵坐标表示像高。由图7可以看出，光学畸变量被控制在0～2％的范围内。

图8所示为具体实施例二的镜头的球差曲线。图8的横坐标为在同一物点以不同角度入射的光线与光轴的交点。纵坐标为入射光线在入瞳处的归一化高度。由图8可以看出，球差被控制在较小的范围内。

图9所示为具体实施例二的镜头的相对照度曲线。相对照度(relativeilluminance，RI)是指成像面5边缘照度和中心照度之比。图9的中心(0，0)为成像面5中心，亮度为100％，随着向成像面5的边缘移动，边缘的亮度逐渐变暗，直至在距离中心1.4mm处，亮度变为约50％。

由图7～图9可以看出，具体实施例二的镜头的光学畸变量、球差以及相对照度均能满足成像要求，从而能够保证良好的成像质量。

具体实施例三

图10所示为具体实施例三的镜头结构，如图10所示，该镜头包括沿主光轴O由被测物到成像面5之间依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4，表5中给出了各透镜的具体参数，表6给出了各透镜表面的圆锥系数k以及非球面系数Ai(i＝4、6、8、10、12、14、16、18、20)。

由表5可知，|f/f1|+|f/f2|＝0.4，f/(2*Imh)＝0.6，(L3R1+L3R2)/(L3R1-L3R2)＝2.15，L4R1/f＝1/1.81，RI/cos⁴(HFOV)＝1.26。因此，具体实施例三的透镜满足本申请对透镜组各参数的限定范围，具体实施例三的透镜组可在保证镜头小型化的前提下，兼顾TOF系统对镜头光照度和光圈值的要求，从而满足TOF系统的深度识别精度需求。

图11所示为具体实施例三的镜头的畸变曲线。图11的横坐标表示畸变(可以为成像面5上的实际像高与理想像高的比值，为百分数)，纵坐标表示像高。由图11可以看出，光学畸变量被控制在0～2％的范围内。

图12所示为具体实施例三的镜头的球差曲线。图12的横坐标为在同一物点以不同角度入射的光线与光轴的交点。纵坐标为入射光线在入瞳处的归一化高度。由图12可以看出，球差被控制在较小的范围内。

图13所示为具体实施例三的镜头的相对照度曲线。相对照度(relativeilluminance，RI)是指成像面5边缘照度和中心照度之比。图13的中心(0，0)为成像面5中心，亮度为100％，随着向成像面5的边缘移动，边缘的亮度逐渐变暗，直至在距离中心1.4mm处，亮度变为约50％。

由图11～图13可以看出，具体实施例三的镜头的光学畸变量、球差以及相对照度均能满足成像要求，从而能够保证良好的成像质量。

具体实施例四

图14所示为具体实施例四的镜头结构，如图14所示，该镜头包括沿主光轴O由被测物到成像面5之间依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4，表7中给出了各透镜的具体参数，表8给出了各透镜表面的圆锥系数k以及非球面系数Ai(i＝4、6、8、10、12、14、16、18、20)。

由表7可知，|f/f1|+|f/f2|＝0.44，f/(2*Imh)＝0.6，(L3R1+L3R2)/(L3R1-L3R2)＝1.88，L4R1/f＝1/1.81，RI/cos⁴(HFOV)＝1.37。因此，具体实施例四的透镜满足本申请对透镜组各参数的限定范围，具体实施例四的透镜组可在保证镜头小型化的前提下，兼顾TOF系统对镜头光照度和光圈值的要求，从而满足TOF系统的深度识别精度需求。

图15所示为具体实施例四的镜头的畸变曲线。图15的横坐标表示畸变(可以为成像面5上的实际像高与理想像高的比值，为百分数)，纵坐标表示像高。由图15可以看出，光学畸变量被控制在0～2％的范围内。

图16所示为具体实施例四的镜头的球差曲线。图16的横坐标为在同一物点以不同角度入射的光线与光轴的交点。纵坐标为入射光线在入瞳处的归一化高度。由图16可以看出，球差被控制在较小的范围内。

图17所示为具体实施例四的镜头的相对照度曲线。相对照度(relativeilluminance，RI)是指成像面5边缘照度和中心照度之比。图17的中心(0，0)为成像面5中心，亮度为100％，随着向成像面5的边缘移动，边缘的亮度逐渐变暗，直至在距离中心1.4mm处，亮度变为约50％。

由图15～图17可以看出，具体实施例四的镜头的光学畸变量、球差以及相对照度均能满足成像要求，从而能够保证良好的成像质量。

具体实施例五

图18所示为具体实施例五的镜头结构，如图18所示，该镜头包括沿主光轴O由被测物到成像面5之间依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4，表9中给出了各透镜的具体参数，表10给出了各透镜表面的圆锥系数k以及非球面系数Ai(i＝4、6、8、10、12、14、16、18、20)。

由表9可知，|f/f1|+|f/f2|＝0.47，f/(2*Imh)＝0.6，(L3R1+L3R2)/(L3R1-L3R2)＝1.88，L4R1/f＝1/1.81，RI/cos⁴(HFOV)＝1.31。因此，具体实施例五的透镜满足本申请对透镜组各参数的限定范围，具体实施例五的透镜组可在保证镜头小型化的前提下，兼顾TOF系统对镜头光照度和光圈值的要求，从而满足TOF系统的深度识别精度需求。

图19所示为具体实施例五的镜头的畸变曲线。图19的横坐标表示畸变(可以为成像面5上的实际像高与理想像高的比值，为百分数)，纵坐标表示像高。由图19可以看出，光学畸变量被控制在0～2％的范围内。

图20所示为具体实施例五的镜头的球差曲线。图20的横坐标为在同一物点以不同角度入射的光线与光轴的交点。纵坐标为入射光线在入瞳处的归一化高度。由图20可以看出，球差被控制在较小的范围内。

图21所示为具体实施例五的镜头的相对照度曲线。相对照度(relativeilluminance，RI)是指成像面5边缘照度和中心照度之比。图21的中心(0,0)为成像面5中心，亮度为100％，随着向成像面5的边缘移动，边缘的亮度逐渐变暗，直至在距离中心1.4mm处，亮度变为约50％。

由图19～图21可以看出，具体实施例五的镜头的光学畸变量、球差以及相对照度均能满足成像要求，从而能够保证良好的成像质量。

另一方面，本申请实施例还提供了一种终端设备，该终端设备包括上述任一实施例中所述的镜头。

在一种可能的实现方式中，如图22所示，终端设备100还可以包括TOF系统，所述TOF系统包括激光发射模块101和激光接收模块，所述激光接收模块包括所述镜头102和传感器103，所述激光发射模块101用于向目标物发射光信号，所述镜头102用于接收所述目标物反射的所述光信号，并将所述光信号聚焦后传递至所述传感器103。其中，传感器103可以是光敏传感器，例如电荷耦合器件(英语：Charge-coupled Device,缩写作CCD)、互补式金属氧化物半导体(英语：Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，缩写作CMOS)感光器件等。

本申请实施例提供的终端设备，由于终端设备采用了上述任一实施例中所述的镜头，因此可在保证镜头小型化的前提下，兼顾TOF系统对镜头光照度和光圈值的要求，从而满足TOF系统的深度识别精度需求。使得终端能够实现3D建模、人脸识别、动作识别等功能。

需要说明的是，本申请实施例提供的终端设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、摄像机、车载电脑等。本发明实施例对终端的具体形式不做特殊限制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种镜头，其特征在于，包括透镜组，所述透镜组包括由物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述透镜组的相对照度RI与所述透镜组的半视角余弦值的四次方cos⁴(HFOV)满足：RI/cos⁴(HFOV)≥1，且所述透镜组的有效焦距f与所述透镜组的入瞳直径EPD满足：f/EPD≤1.3。

2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述透镜组的有效焦距f、所述第一透镜的有效焦距f1以及所述第二透镜的有效焦距f2满足：0≤|f/f1|+|f/f2|≤0.5。

3.根据权利要求1或2所述的镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧设有成像面，所述透镜组的有效焦距f和所述成像面上有效像素区域对角线长度2*Imh满足：f/(2*Imh)≤0.635。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧面的曲率半径R31与所述第三透镜的像侧面的曲率半径R32满足：0≤(R31+R32)/(R31-R32)≤10。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜的材料折射率N1、所述第二透镜的材料的阿贝数V2以及所述第三透镜的材料的阿贝数为V3满足：N1*(V3-V2)≥20。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面的曲率半径R41与系统焦距f满足：(R41/f)≥(1/2.5)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第三透镜的材料折射率N3≥1.58。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧面为凹面，且所述第一透镜的物侧面和像侧面均为非球面。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜、第三透镜和第四透镜均具有正光焦度。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面和/或像侧面具有拐点，所述第二透镜的物侧面和像侧面均为非球面。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧面为凹面，所述第三透镜的像侧面为凸面，所述第三透镜的物侧面和像侧面均为非球面。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面和/或像侧面具有拐点，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为非球面。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜之间设有孔径光阑。

14.一种终端设备，其特征在于，包括镜头，所述镜头为权利要求1-13中任一项所述的镜头。

15.根据权利要求14所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备包括TOF系统，所述TOF系统包括激光发射模块和激光接收模块，所述激光接收模块包括所述镜头和传感器，所述激光发射模块用于向目标物发射光信号，所述镜头用于接收所述目标物反射的所述光信号，并将所述光信号聚焦后传递至所述传感器。