CN106997088B - 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
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由依次设置的如下五枚透镜构成: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;其特征在于,该光学系统满足如下条件:
-4.54mm<f2<-2.27mm;1.50<Nd2<1.54;其中,Nd2为第二透镜的材料折射率。
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,第二透镜的材料阿贝常数Vd2满足: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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