CN109507784B - 高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组 - Google Patents

高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组 Download PDF

Info

Publication number
CN109507784B
CN109507784B CN201811519524.6A CN201811519524A CN109507784B CN 109507784 B CN109507784 B CN 109507784B CN 201811519524 A CN201811519524 A CN 201811519524A CN 109507784 B CN109507784 B CN 109507784B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
plane side
image plane
convex surface
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811519524.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109507784A (zh
Inventor
席爱平
尹小玲
黄晓东
曹秀锋
刘洪海
汪鸿飞
杨福祯
符致农
陈晓勤
于峰
林振东
何锦霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Hongjing Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Hongjing Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Hongjing Optoelectronics Technology Co Ltd filed Critical Guangdong Hongjing Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority to CN201811519524.6A priority Critical patent/CN109507784B/zh
Publication of CN109507784A publication Critical patent/CN109507784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109507784B publication Critical patent/CN109507784B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种高像素大光圈深度成像光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：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，像面侧为凸面，其光焦度为正；第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正；第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。另一方面，本发明实施例还提供了一种摄像模组。本发明实施例之光学系统和摄像模组，主要由5枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；具有大光圈、高像素、小体积、无热化等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。

Description

高像素大光圈深度成像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，尤其是一种高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组。
背景技术：
现有应用于工业和3D深度成像领域的光学系统或摄像模组，普遍存在镜片数量多，结构复杂的问题。
发明内容：
为克服现有应用于工业和3D深度成像领域的光学系统或摄像模组，普遍存在镜片数量多，结构复杂的问题，本发明实施例提供了一种高像素大光圈深度成像光学系统。
一种高像素大光圈深度成像光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：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，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正；
第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。
另一方面，本发明实施例还提供了一种摄像模组。
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像素大光圈深度成像光学系统。
本发明实施例之光学系统和摄像模组，主要由5枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大光圈、高像素、小体积、无热化等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。
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为本发明实施例的光学系统或摄像模组的结构示意图；
图2为本发明实施例的光学系统或摄像模组的场曲、畸变曲线图；
图3为本发明实施例的光学系统或摄像模组在940nm、+25℃条件下的MTF传递函数曲线图；
图4为本发明实施例的光学系统或摄像模组在940nm、-40℃条件下的MTF传递函数曲线图；
图5为本发明实施例的光学系统或摄像模组在940nm、+105℃条件下的MTF传递函数曲线图。
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。
当本发明实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供了一种高像素大光圈深度成像光学系统，沿光轴从物面到像面7依次包括：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，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第三透镜3的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
第四透镜4的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正；
第五透镜5的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。
本发明实施例之光学系统，主要由5枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大光圈、高像素、小体积、无热化等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-0.38<f/f1<-0.91；
(2)0.32<f/f2<1.0；
(3)-0.21<f/f3<-0.67；
(4)0.130<f/f5<0.370；
其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f3为第三透镜3的焦距，f5为第五透镜5的焦距。采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大光圈、高像素、小体积、无热化等良好性能。
再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第一透镜1的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：1.75＜Nd1＜1.80，43＜Vd1＜55；第一透镜1的焦距f1满足：-0.38<f/f1<-0.91，f为整个光学系统的焦距。起扩大视角、平衡场曲和改善畸变等作用；当镜片折射率Nd选用更高时，光学系统的畸变会更小，光学系统体积也会相应减小，提升光学系统的使用价值。
又进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第二透镜2的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：Nd2＞1.90，Vd2＜36；第二透镜的焦距f2满足：0.32<f/f2<1.0，f为整个光学系统的焦距。进一步平衡像差，提高光学系统解析力和降低畸变。
更进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第三透镜3为塑胶非球面透镜，其材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：1.49＜Nd3＜1.55，50＜Vd3＜58；第三透镜的焦距f3满足：-0.21<f/f3<-0.67，f为整个光学系统的焦距。进一步平衡系统像差，提升解析力。
再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第四透镜4为塑胶非球面透镜，其材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：1.49＜Nd4＜1.55，50＜Vd4＜58。
进一步平衡系统像差，提升解析力；其与第三透镜的光焦度正负互补，使系统具有良好的温度特性。
又进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第五透镜5为塑胶非球面透镜，其材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：Nd5＞1.63，Vd5＜24；第五透镜的焦距f5满足：0.13<f/f5<0.37，f为整个光学系统的焦距。起收光和降低主光线角度的作用，进一步平衡温度特性。
更进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，光学系统的孔径光阑位于第一透镜与第二透镜之间，靠近第二透镜侧。结构简单，用来调节光束的强度。
具体地，结合图1，在本实施例中，本光学系统匹配1/3”3D芯片sensor，焦距f＝3.32mm，光阑指数F/NO＝1.2，水平方向视场角HFOV＝80°，光学总长TTL＝13.72mm。本实施例中，光学系统的各项基本参数如下表所示：
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为光阑STO；S4、S5对应为第二透镜2的两个表面；S6、S7对应为第三透镜3的两个表面；S8、S9对应为第四透镜4的两个表面；S10、S11对应为第五透镜5的两个表面；IMA为像面7。
更具体地，第三透镜3、第四透镜4、以及第五透镜5均为非球面形状，其满足以下方程式：
其中，参数c＝1/R，即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，a1至a8分别为各径向坐标所对应的系数。所述第三透镜3的S6表面和S7表面、第四透镜4的S8表面和S9表面、以及第五透镜5的S10表面和S11表面的非球面相关数值如下表所示：
K α2 α3 α4 α5 α6
S6 -3.611 -6.300E-03 1.800E-03 -8.000E-05 -1.700E-06 1.300E-07
S7 -3.570 -5.000E-03 1.700E-03 -1.100E-04 7.900E-06 -1.700E-07
S8 -7.192 5.800E-03 -1.300E-03 1.500E-04 -1.400E-05 2.600E-07
S9 -3.241 -1.000E-02 -7.000E-04 9.200E-05 -2.400E-06 -7.200E-08
S10 50.582 7.000E-03 -2.200E-03 -2.300E-04 4.700E-05 -1.800E-06
S11 -120.97 7.000E-03 7.400E-04 -5.700E-04 6.600E-05 -2.400E-06
从图2至图5中可以看出，本实施例中的光学系统具有大光圈、高像素、小体积、无热化等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。
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像素大光圈深度成像光学系统。
本发明实施例之摄像模组，主要由5枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大光圈、高像素、小体积、无热化等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。
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 (3)

1.一种高像素大光圈深度成像光学系统，沿光轴从物面到像面依次由第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、以及第五透镜构成；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，物面的曲率半径为13.11mm，第一透镜厚度为0.51mm，像面的曲率半径为2.95mm，第一透镜至光阑的距离为2.87mm，第一透镜的材料折射率Nd1为1.77；
光阑至第二透镜的距离为0.08mm；
第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正，物面的曲率半径为5.43mm，第二透镜厚度为2.07mm，像面的曲率半径为-20.05mm，第二透镜至第三透镜的距离为1.07mm，第二透镜的材料折射率Nd2为1.90；
第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负，物面的曲率半径为-1.31mm，第三透镜厚度为0.64mm，像面的曲率半径为-2.16mm，第三透镜至光阑的距离为0.05mm，第三透镜的材料折射率Nd3为1.54；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正，物面的曲率半径为2.24mm，第四透镜厚度为2.00mm，像面的曲率半径为7.13mm，第四透镜至第五透镜的距离为0.45mm，第四透镜的材料折射率Nd4为1.54；
第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正，物面的曲率半径为24.43mm，第五透镜厚度为0.59mm，像面的曲率半径为-12.66mm，第五透镜的材料折射率Nd5为1.64。
2.如权利要求1所述的高像素大光圈深度成像光学系统，其特征在于，第三透镜、第四透镜、以及第五透镜均为塑胶非球面透镜。
3.一种摄像模组，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1-2任一项所述的高像素大光圈深度成像光学系统。
CN201811519524.6A 2018-12-12 2018-12-12 高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组 Active CN109507784B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811519524.6A CN109507784B (zh) 2018-12-12 2018-12-12 高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811519524.6A CN109507784B (zh) 2018-12-12 2018-12-12 高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109507784A CN109507784A (zh) 2019-03-22
CN109507784B true CN109507784B (zh) 2023-10-27

Family

ID=65753270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811519524.6A Active CN109507784B (zh) 2018-12-12 2018-12-12 高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109507784B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107272165A (zh) * 2017-08-15 2017-10-20 浙江舜宇光学有限公司 摄像透镜组
CN209400776U (zh) * 2018-12-12 2019-09-17 广东弘景光电科技股份有限公司 高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107272165A (zh) * 2017-08-15 2017-10-20 浙江舜宇光学有限公司 摄像透镜组
CN209400776U (zh) * 2018-12-12 2019-09-17 广东弘景光电科技股份有限公司 高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组

Also Published As

Publication number Publication date
CN109507784A (zh) 2019-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11733490B2 (en) Optical system
CN110187472B (zh) 镜头模块
CN105676419B (zh) 光学系统
CN103529538B (zh) 影像系统镜组
CN111596439B (zh) 光学成像系统
US10302909B2 (en) Six-piece optical lens system
KR101681387B1 (ko) 렌즈 모듈
TWI424212B (zh) 攝影用光學鏡片組
CN109143549B (zh) 镜头模块
US20190011670A1 (en) Six-piece optical lens system with a wide field of view
KR20170018622A (ko) 촬상 광학계
CN103592743B (zh) 微型摄像镜头
KR20160069270A (ko) 렌즈 모듈
TWI669529B (zh) 鏡頭模組
CN104216096B (zh) 高像素薄型镜头
CN107065140B (zh) 一种智能车载高像素广角镜头
CN108957693B (zh) 摄像光学镜头
CN110456486B (zh) 一种光学成像镜头
CN110333595A (zh) 一种成像透镜系统
US20220252830A1 (en) Optical imaging system
CN112526728A (zh) 一种定焦镜头
CN111142221B (zh) 摄像光学镜头
CN114236788A (zh) 一种6mm大光圈无热化玻塑混合镜头
CN111722378A (zh) 一种大像面高分辨率的鱼眼镜头
CN103353668B (zh) 微型摄像镜头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant