CN106997088A - 高清监控光学系统及其应用的摄像模组 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种高清监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、以及第五透镜；其中，第四透镜和第五透镜相互胶合形成组合透镜，且满足1/f2+1/f45≈0，其中，f2为第二透镜的焦距，f45为第四透镜与第五透镜组合后的焦距。另一方面，本发明实施例还提供了一种摄像模组。本发明实施例，其主要由五枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单；采用不同透镜相互组合使光焦度分配合理，且第四透镜与第五透镜为胶合透镜，使本发明具有高像素、大光圈、短总长、解析力好、以及温度性能优良的光学性能，适用于车载倒车后视监控领域。

Description

高清监控光学系统及其应用的摄像模组
技术领域：
本发明涉及一种光学系统及其应用的摄像模组，尤其是一种车载后视监控光学系统及其应用的车载摄像模组。
背景技术：
目前车载倒车后视监控光学系统及其应用的摄像模组，普遍存在镜片过多、结构复杂的缺陷，且清晰度较差，温度效果不好。
发明内容：
为克服现有光学系统或摄像模组存在镜片过多、结构复杂的问题，本发明实施例一方面提供了一种高清监控光学系统。
高清监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、以及第五透镜；
第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
其中，第四透镜和第五透镜相互胶合形成组合透镜，且满足1/f2+1/f45≈0，其中，f2为第二透镜的焦距，f45为第四透镜与第五透镜组合后的焦距。
另一方面，本发明实施例还提供了一种摄像模组。
摄像模组，至少包括光学镜头，光学镜头内安装有上述所述的高清监控光学系统。
本发明实施例，其主要由五枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单；采用不同透镜相互组合使光焦度分配合理，且第四透镜与第五透镜为胶合透镜，使本发明具有高像素、大光圈、短总长、解析力好、以及温度性能优良的光学性能，适用于车载倒车后视监控领域。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的光学系统或摄像模组的结构示意图；
图2为本发明的光学系统或摄像模组的离焦曲线图；
图3为本发明的光学系统或摄像模组的MTF曲线图；
图4为本发明的光学系统或摄像模组在-40℃离焦曲线；
图5为本发明的光学系统或摄像模组在105℃离焦曲线。
具体实施方式：
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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，并不用于限定本发明。
如图1所示，高清监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、以及第五透镜5。
第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第三透镜3的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第四透镜4的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜5的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
其中，第四透镜4和第五透镜5相互胶合形成组合透镜，且满足1/f2+1/f45≈0，其中，f2为第二透镜2的焦距，f45为第四透镜4与第五透镜5组合后的焦距。
本发明实施例，其主要由五枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单；采用不同透镜相互组合使光焦度分配合理，且第四透镜与第五透镜为胶合透镜，结构简单紧凑，使本发明具有高像素、大光圈、短总长、解析力好、以及温度性能优良的光学性能，适用于车载倒车后视监控领域。
进一步地，光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-0.30<f/f1<-0.15；
(2)-0.52<f/f2<-0.26；
(3)0.17<f/f3<0.42；
(4)0.65<f/f4<0.98；
(5)-0.63<f/f5<-0.28；
其中，f1为第一透镜1的焦距，f3为第三透镜3的焦距，f4为第四透镜4的焦距，f5为第五透镜5的焦距，f为整个光学系统的焦距。采用不同透镜相互组合使光焦度分配合理，具有高像素、大光圈、短总长、解析力好、以及温度性能优良的光学性能。
再进一步地，第一透镜1采用镧火石玻璃或重镧火石玻璃材料制成，其焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：-7.87mm<f1<-3.93mm，1.70<Nd1<1.90，35<Vd1<52。可保证良好的光学性能。
更进一步地，第二透镜2采用光学塑胶材料制成，其焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：-4.54mm<f2<-2.27mm，1.50<Nd2<1.54，52<Vd2<60。可保证良好的光学性能。
又进一步地，第三透镜3采用玻璃材料制成，其焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：2.81mm<f3<6.94mm，1.60<Nd3<1.85，23<Vd3<40。可保证良好的光学性能。
具体地，第四透镜4采用光学塑胶材料制成，其焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：1.20mm<f4<1.82mm，1.50<Nd4<1.54，52<Vd4<60。可保证良好的光学性能。
更具体地，第五透镜5采用光学塑胶材料制成，其焦距f5、材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：-4.21mm<f5<-1.87mm，1.55<Nd5<1.65，20<Vd5<35。可保证良好的光学性能。
再具体地，光学系统的光阑6位于第三透镜3与第四透镜4之间靠近物面的一侧。结构简单，用来调节光束的强度。
进一步地，光学系统的光学总长TTL满足：10mm<TTL<15mm。结构简单，光学总长短。
再进一步地，光学系统中的第一透镜1、第三透镜3为玻璃透镜；第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5为塑料非球面透镜，使用玻塑混合构成，在降低成本的同时优化了镜头性能；同时，选择合适的塑胶材料匹配光焦度，第四透镜4和第五透镜5使用塑胶非球面粘合技术，进一步达到提高光学系统性能的效果。
具体地，在本实施例中，本光学系统的焦距f为1.16mm，光阑指数FNo.为2.0，视场角2ω＝150°，TTL＝12.0mm。本光学系统的各项基本参数如下表所示：
表面 曲率半径R(mm) 厚度D(mm) 折射率Nd 色散值Vd
S1 16.50 0.90 1.77 49.61
S2 3.15 0.69
S3 2.04 0.50 1.53 55.78
S4 0.86 2.25
S5 3.22 2.55 1.64 34.49
S6 -6.67 0.80
STO INFINITY 0.10
S8 2.69 1.63 1.54 55.78
S9 -0.97 0.78 1.64 23.26
S10 -2.33 0.30
S11 INFINITY 0.30 1.52 64.21
S12 INFINITY 0.30
S13 INFINITY 0.40 1.52 64.21
S14 INFINITY 0.49
IMA INFINITY -
上表中，沿光轴从物面到像面7，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S3、S4对应为第二透镜2的两个表面；S5、S6对应为第三透镜3的两个表面；STO对应为系统孔径光阑6所在位置；S8、S9对应为第四透镜4的两个表面；S9、S10对应为第五透镜5的两个表面；S11、S12、S13、S14对应为位于第五透镜5与像面7之间的两个保护玻璃的两个表面；IMA对应为Sensor成像面7。
更具体地，第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5满足以下非球面方程式：式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标(其单位和透镜长度单位相同)，k为圆锥二次曲线系数。当k系数小于-1时，面型曲线为双曲线，等于-1时为抛物线，介于-1到0之间时为椭圆，等于0时为圆形。a1至a8分别表示各径向坐标所对应的系数，通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的形状尺寸。
第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5的偶次非球面相关数值如下表所示：
从图2至图5中可以看出，本实施例中的光学系统，采用不同透镜相互组合使光焦度分配合理，且第四透镜与第五透镜为胶合透镜，使本发明具有高像素、大光圈、短总长、解析力好、以及温度性能优良的光学性能，适用于车载倒车后视监控领域。
一种摄像模组，至少包括光学镜头，光学镜头内安装有上述所述的高清监控光学系统。
本发明实施例之摄像模组，采用不同透镜相互组合使光焦度分配合理，且第四透镜与第五透镜为胶合透镜，使本发明具有高像素、大光圈、短总长、解析力好、以及温度性能优良的光学性能，适用于车载倒车后视监控领域。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.高清监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、以及第五透镜；其特征在于，
第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
其中，第四透镜和第五透镜相互胶合形成组合透镜，且满足1/f2+1/f45≈0，其中，f2为第二透镜的焦距，f45为第四透镜与第五透镜组合后的焦距。
2.根据权利要求1所述的高清监控光学系统，其特征在于，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-0.30<f/f1<-0.15；
(2)-0.52<f/f2<-0.26；
(3)0.17<f/f3<0.42；
(4)0.65<f/f4<0.98；
(5)-0.63<f/f5<-0.28；
其中，f1为第一透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f为整个光学系统的焦距。
3.根据权利要求1或2所述的高清监控光学系统，其特征在于，第一透镜的焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：-7.87mm<f1<-3.93mm，1.70<Nd1<1.90，35<Vd1<52。
4.根据权利要求1或2所述的高清监控光学系统，其特征在于，第二透镜的焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：-4.54mm<f2<-2.27mm，1.50<Nd2<1.54，52<Vd2<60。
5.根据权利要求1或2所述的高清监控光学系统，其特征在于，第三透镜的焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：2.81mm<f3<6.94mm，1.60<Nd3<1.85，23<Vd3<40。
6.根据权利要求1或2所述的高清监控光学系统，其特征在于，第四透镜的焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：1.20mm<f4<1.82mm，1.50<Nd4<1.54，52<Vd4<60。
7.根据权利要求1或2所述的高清监控光学系统，其特征在于，第五透镜的焦距f5、材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：-4.21mm<f5<-1.87mm，1.55<Nd5<1.65，20<Vd5<35。
8.根据权利要求1或2所述的高清监控光学系统，其特征在于，光学系统的光阑位于第三透镜与第四透镜之间靠近物面的一侧。
9.根据权利要求1或2所述的高清监控光学系统，其特征在于，光学系统的光学总长TTL满足：10mm<TTL<15mm。
10.摄像模组，至少包括光学镜头，其特征在于，光学镜头内安装有权利要求1-9任一项所述的高清监控光学系统。
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