CN111142234A - 光学系统、镜头模组和电子设备 - Google Patents

光学系统、镜头模组和电子设备 Download PDF

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CN111142234A CN202010053515.3A CN202010053515A CN111142234A CN 111142234 A CN111142234 A CN 111142234A CN 202010053515 A CN202010053515 A CN 202010053515A CN 111142234 A CN111142234 A CN 111142234A
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Abstract

一种光学系统、镜头模组和电子设备,光学系统沿光轴方向的物侧至像侧依次包含第一透镜至第六透镜,第一透镜、第二透镜、和第六透镜具有负屈折力,第三透镜至第五透镜具有正屈折力,第一透镜、第二透镜、第三透镜的近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凹面;第四透镜和第五透镜的近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凸面;第五透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面;第六透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凹面,近光轴区域的像侧面为凸面。通过设置六片式透镜结构,对六片光学透镜的屈折力和面型合理配置,使光学系统在满足高像素的同时,保证系统的大广角和小型化特点。

Description

光学系统、镜头模组和电子设备
技术领域
本发明属于光学成像技术领域,尤其涉及一种光学系统、镜头模组和电子设备。
背景技术
传统的工业生产或物流仓储分拣流水线均为人工作业,近年来随着条形码技术的不断发展,人工分拣逐渐向自动化分拣蜕变,以现代化机器代替人力可提高作业和生产效率,推动现代化工厂向自动化和智能化方向发展。
很多企业通过使用工业条码扫描器、工业读码设备或手动式二维码扫描枪读取流水线传送过来的产品上的条码信息从而进行分拣,但是,普通的条码扫描器只能一次读取一个条码,如何在保证条码读取信息准确性的同时,提高扫码效率,实现产线的真正高效化是很多企业亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学系统、镜头模组和电子设备,可解决上述问题。
为实现本发明的目的,本发明提供了如下的技术方案:
第一方面,本发明提供了一种光学系统,沿光轴方向的物侧至像侧依次包含:第一透镜,具有负屈折力,所述第一透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,所述第一透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凹面;第二透镜,具有负屈折力,所述第二透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,所述第二透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凹面;第三透镜,具有正屈折力,所述第三透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,所述第三透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凹面;第四透镜,具有正屈折力,所述第四透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凸面;第五透镜,具有正屈折力,所述第五透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,所述第五透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凸面;第六透镜,具有负屈折力,所述第六透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凹面,所述第六透镜近光轴区域的像侧面为凸面。通过设置六片式透镜结构,对六片光学透镜的屈折力和面型合理配置,使光学系统在满足高像素的同时,保证系统的大广角和小型化特点。
一种实施方式中,所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和第六透镜的像侧面与物侧面均为非球面。非球面透镜可实现更多的光线折射角度,使得整个光学系统实现高像素的要求。
一种实施方式中,所述第一透镜的材质为玻璃,所述第二透镜至所述第六透镜的材质为塑料。由于第一透镜最靠近物侧,可能会因磕碰而产生划伤,故第一透镜采用硬度更高的玻璃材质,而第二透镜至第六透镜采用塑料材质,可降低成本,满足光学系统轻量化的特点。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:0<|f1/CT1-f2/CT2|<4;其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f2为所述第二透镜的有效焦距,CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度,CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。满足上式,使光学系统具有广视角、低敏感度以及小型化的特征。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:-5<f1/f<0;其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。满足上式,使光学系统具有广视角、低敏感度以及小型化的特征。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:-3<f2/RS4<0;其中,f2为所述第二透镜的有效焦距,RS4为所述第二透镜的像侧面的曲率半径。满足上式,有利于控制透镜弯曲程度,用于校正像差,进一步降低鬼影产生比率。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:2.5<f3/f<6.5;其中,f3为所述第三透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。满足上式,方便在光学系统中,即第三透镜像侧设置光阑,使系统结构紧凑,满足小型化的特征。超过条件式下限,不利于收缩光束宽度,导致光线无法完全进入光瞳,从而降低系统像面亮度,降低成像解析能力。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:0<f4/f<3;其中,f4为所述第四透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。满足上式,有利于折转经过光瞳出射的光线方向,用于校正像差,提升光学系统解像力,保证像面清晰。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:0<f56/D56<45;其中,f56为所述第五透镜和所述第六透镜的组合焦距,D56为所述第五透镜与所述第六透镜在光轴上的间隔距离。第五透镜物侧和像侧均为非球面透镜,满足上式,使光学系统结构紧凑,有利于小型化。所述第五透镜为光学系统提供正屈折力,第六透镜为光学系统提供负屈折力,利用一正一负透镜组合搭配,整体为系统提供正曲折力,有利于校正系统像差,提升光学系统的解像能力,保证成像系统的高像素特性。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:Nd5-Nd6>0;其中,Nd5为所述第五透镜的d线的折射率,Nd6为所述第六透镜的d线的折射率。满足上式,有利于校正轴外色差,从而提高光学系统分辨率,保证像面清晰。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:1<|RS11-RS12|/D56<6;其中,RS11为所述第五透镜的像侧面曲率半径,RS12为所述第六透镜的物侧面曲率半径,D56为所述第五透镜和所述第六透镜在光轴上的间隔距离。满足上式,有利于控制第五透镜像侧面与第六透镜物侧面的曲率半径,降低鬼影的产生;同时控制第五透镜与六透镜之间的空气间隔,保证高像素成像质量的同时,有利于成像系统的结构紧凑,保证小型化的特征。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:3<TTL/FNO<6;其中,TTL为所述第一透镜的物侧面至像面在光轴上的距离,FNO为所述光学系统的光圈数。通过合理选择TTL和FNO的范围,能在满足镜头小型化的前提下,降低轴外像差对系统的影响,提升成像质量;超过上述条件式上限,保证小型化的同时会导致系统光圈变小,不利于像面亮度的提升,从而影响成像解析以及缩小拍摄景物的景深范围;超过上述条件式下限,不利于系统的小型化。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:3.0<Imgh/f<4.5;其中,Imgh为所述光学系统的像面上感光区域的对角线长度,f为所述光学系统的有效焦距。相同像高下,焦距太长则会产生较大的负畸变;太短则会有较差的工艺性,且不易保证边缘像面的亮度。满足上述条件式能够有效的修正畸变,保证画质和可制造性。
一种实施方式中,所述光学系统满足条件式:2<TTL/tan(1/2FOV)<5;其中,TTL为所述第一透镜的物侧面至像面在光轴上的距离,FOV为所述光学系统的最大视场角。满足上式,有利于成像系统实现超广角特性和小型化的特征。
一种实施方式中,所述光学系统还包括光阑,所述光学系统满足条件式:0.5<EPL/ESL<1.5;其中,EPL为所述第一透镜物侧面与所述光阑在光轴上的距离,ESL为所述光阑至所述光学系统的像面在光轴上的距离。满足上式,光阑设置的位置可使光学系统具有对称性,保证系统成像性质均匀,减轻像面的弯曲的程度,提高成像的解析能力。
第二方面,本发明还提供了一种镜头模组,该镜头模组包括第一方面任一项实施方式所述的光学系统。通过在镜头模组中加入本发明提供的光学系统,使得镜头模组具有大光圈、高像素和小型化的效果。
第三方面,本发明还提供了一种电子设备,该电子设备包括壳体和第二方面所述的镜头模组,所述镜头模组设置在所述壳体内。通过在电子设备中加入本发明提供的镜头模组,使得电子设备具有高像素、大广角和小型化的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术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方式,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1a是第一实施例的光学系统的结构示意图;
图1b是第一实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线;
图2a是第二实施例的光学系统的结构示意图;
图2b是第二实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线;
图3a是第三实施例的光学系统的结构示意图;
图3b是第三实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线;
图4a是第四实施例的光学系统的结构示意图;
图4b是第四实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线;
图5a是第五实施例的光学系统的结构示意图;
图5b是第五实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种镜头模组,该镜头模组包括镜筒和本发明实施例提供的光学系统,光学系统的第一透镜至第六透镜安装在镜筒内。该镜头模组可以是数码相机的独立的镜头,也可以是集成在如工业条码扫描器等电子设备上的成像模块。通过在镜头模组中加入本发明提供的光学系统,使得镜头模组具有大光圈、高像素和小型化的效果。
本发明实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括壳体和本发明实施例提供的镜头模组,镜头模组设置在壳体内。进一步的,电子设备还可包括电子感光元件,电子感光元件的感光面位于光学系统的像面,穿过第一透镜至第六透镜入射到电子感光元件的感光面上的物的光线可转换成图像的电信号。电子感光元件可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)或电荷耦合器件(Charge-coupledDevice,CCD)。该电子设备可以为工业条码扫描器、智能手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑、智能手表、无人机、电子书籍阅读器、行车记录仪、可穿戴装置、监控器、安防摄像设备、医疗摄像设备、生产装配摄像设备等。当电子设备为工业条码扫描器时,由于镜头模组具有大广角、高像素的特点,可在无需配备太多人工的情况下同时读取多个二维码信息,不仅提高了工作效率,而且降低了企业成本。通过在电子设备中加入本发明提供的镜头模组,使得电子设备具有高像素、大广角和小型化的效果。
本发明实施例提供的光学系统沿光轴方向的物侧至像侧依次包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。在第一透镜至第六透镜中,任意相邻的两片透镜之间均可具有空气间隔。
具体的,六片透镜的具体形状和结构如下:第一透镜,具有负屈折力,第一透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,第一透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凹面;第二透镜,具有负屈折力,第二透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,第二透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凹面;第三透镜,具有正屈折力,第三透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,第三透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凹面;第四透镜,具有正屈折力,第四透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凸面;第五透镜,具有正屈折力,第五透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,第五透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凸面;第六透镜,具有负屈折力,第六透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凹面,第六透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凸面。
光学系统还包括光阑,光阑可设置于第一透镜至第七透镜之间的任一位置,如设置在第三透镜与第四透镜之间。
通过设置六片式透镜结构,对六片光学透镜的屈折力和面型合理配置,使光学系统在满足高像素的同时,保证系统的大广角和小型化特点。
一种实施方式中,第一透镜可为球面或非球面,第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜的像侧面与物侧面均为非球面。非球面透镜可实现更多的光线折射角度,使得整个光学系统实现高像素的要求。
一种实施方式中,第一透镜的材质为玻璃,第二透镜至第六透镜的材质为塑料。玻璃材质的硬度比塑料材质更高,成本也更高。由于第一透镜最靠近物侧,可能会因磕碰而产生划伤,故第一透镜采用硬度更高的玻璃材质,而第二透镜至第六透镜采用塑料材质,可降低成本,满足光学系统轻量化的特点。
在第六透镜与像面之间还可设红外截止滤光片,用于透过可见光波段,截止红外光波段,避免非工作波段光波的干扰而产生伪色或波纹的现象,同时可以提高有效分辨率和色彩还原性。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:0<|f1/CT1-f2/CT2|<4;其中,f1为第一透镜的有效焦距,f2为第二透镜的有效焦距,CT1为第一透镜于光轴上的厚度,CT2为第二透镜于光轴上的厚度。第一透镜、第二透镜分别提供负屈折力,满足上式,使光学系统具有广视角、低敏感度以及小型化的特征。其中,第二透镜的物侧和像侧均为非球面透镜,有利于校正系统像差、提升光学系统解像力。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:-5<f1/f<0;其中,f1为第一透镜的有效焦距,f为光学系统的有效焦距。第一透镜为光学系统提供负屈折力,满足上式,使光学系统具有广视角、低敏感度以及小型化的特征。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:-3<f2/RS4<0;其中,f2为第二透镜的有效焦距,RS4为第二透镜的像侧面的曲率半径。满足上式,有利于控制透镜弯曲程度,用于校正像差,进一步降低鬼影产生比率。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:2.5<f3/f<6.5;其中,f3为第三透镜的有效焦距,f为光学系统的有效焦距。第三透镜的物侧和像侧均为非球面透镜,有利于降低组装的敏感度,有利于校正系统像差,保证像面清晰。满足上式,方便在光学系统中,即第三透镜像侧设置光阑,使系统结构紧凑,满足小型化的特征。超过条件式下限,不利于收缩光束宽度,导致光线无法完全进入光瞳,从而降低系统像面亮度,降低成像解析能力。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:0<f4/f<3;其中,f4为第四透镜的有效焦距,f为光学系统的有效焦距。第四透镜为光学系统提供正屈折力,满足上式,有利于折转经过光瞳出射的光线方向,用于校正像差,提升光学系统解像力,保证像面清晰。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:0<f56/D56<45;其中,f56为第五透镜和第六透镜的组合焦距,D56为第五透镜与第六透镜在光轴上的间隔距离。第五透镜物侧和像侧均为非球面透镜,满足上式,使光学系统结构紧凑,有利于小型化。第五透镜为光学系统提供正屈折力,第六透镜为光学系统提供负屈折力,利用一正一负透镜组合搭配,整体为系统提供正曲折力,有利于校正系统像差,提升光学系统的解像能力,保证成像系统的高像素特性。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:Nd5-Nd6>0;其中,Nd5为第五透镜的d线的折射率,Nd6为第六透镜的d线的折射率。满足上式,有利于校正轴外色差,从而提高光学系统分辨率,保证像面清晰。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:1<|RS11-RS12|/D56<6;其中,RS11为第五透镜的像侧面曲率半径,RS12为第六透镜的物侧面曲率半径,D56为第五透镜和第六透镜在光轴上的间隔距离。满足上式,有利于控制第五透镜像侧面与第六透镜物侧面的曲率半径,降低鬼影的产生;同时控制第五透镜与六透镜之间的空气间隔,保证高像素成像质量的同时,有利于成像系统的结构紧凑,保证小型化的特征。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:3<TTL/FNO<6;其中,TTL为第一透镜的物侧面至像面在光轴上的距离,FNO为光学系统的光圈数。通过合理选择TTL和FNO的范围,能在满足镜头小型化的前提下,降低轴外像差对系统的影响,提升成像质量;超过上述条件式上限,保证小型化的同时会导致系统光圈变小,不利于像面亮度的提升,从而影响成像解析以及缩小拍摄景物的景深范围;超过上述条件式下限,不利于系统的小型化。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:3.0<Imgh/f<4.5;其中,Imgh为光学系统的像面上感光区域的对角线长度,f为光学系统的有效焦距。相同像高下,焦距太长则会产生较大的负畸变;太短则会有较差的工艺性,且不易保证边缘像面的亮度。满足上述条件式能够有效的修正畸变,保证画质和可制造性。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:2<TTL/tan(1/2FOV)<5;其中,TTL为第一透镜的物侧面至像面在光轴上的距离,FOV为光学系统的最大视场角。满足上式,有利于成像系统实现超广角特性和小型化的特征。
一种实施方式中,光学系统满足条件式:0.5<EPL/ESL<1.5;其中,EPL为第一透镜物侧面与光阑在光轴上的距离,ESL为光阑至光学系统的像面在光轴上的距离。满足上式,光阑设置的位置可使光学系统具有对称性,保证系统成像性质均匀,减轻像面的弯曲的程度,提高成像的解析能力。
第一实施例
请参考图1a和图1b,本实施例的光学系统,沿光轴方向的物侧至像侧依次包括:
第一透镜L1,具有负屈折力,第一透镜L1的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面,第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的像侧面S2均为凹面;
第二透镜L2,具有负屈折力,第二透镜L2的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3均为凸面,第二透镜L2的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4均为凹面;
第三透镜L3,具有正屈折力,第三透镜L3的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5均为凸面,第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6均为凹面;
第四透镜L4,具有正屈折力,第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7均为凸面,第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S8均为凸面;
第五透镜L5,具有正屈折力,第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的物侧面S9均为凸面,第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的像侧面S10均为凸面;
第六透镜L6,具有负屈折力,第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的物侧面S11均为凹面,第六透镜L6近光轴区域的像侧面S12为凸面。
上述第一透镜L1的材质为玻璃(GLASS),第二透镜至第六透镜L6的材质均为塑料(Plastic)。
此外,光学系统还包括光阑ST0、红外截止滤光片和像面S15。光阑STO设置在第三透镜L3的像侧面与第四透镜L4的物侧面之间的位置,用于控制进光量。其他实施例中,光阑STO还可以设置在相邻两透镜之间,或者是其他透镜上。红外截止滤光片设置在第六透镜L6的像方侧,其包括物侧面S13和像侧面S14,红外截止滤光片用于过滤掉红外光线,使得射入像面S15的光线为可见光,可见光的波长为380nm-780nm。红外截止滤光片的材质为玻璃(GLASS),并可在玻璃上镀膜。电子感光元件的有效像素区域位于像面S15。
表1a示出了本实施例的光学系统的特性的表格,其中,Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表1a
Figure BDA0002372037410000091
其中,f为光学系统的有效焦距,FNO为光学系统的光圈数,FOV为光学系统的最大视场角。
在本实施例中,第一透镜L1的物侧面和像侧面均为球面。第二透镜L2至第六透镜L6的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
Figure BDA0002372037410000101
其中,x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的近轴曲率,c=1/R(即,近轴曲率c为上表1a中Y半径R的倒数);k为圆锥系数;Ai是非球面第i-th阶的修正系数。表1b给出了可用于第一实施例中各非球面镜面S3-S12的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A15、A17、A18和A20。
表1b
面序号 S3 S4 S5 S6 S7
K 6.48E+01 -1.28E+00 -1.25E+01 9.19E+00 7.29E+01
A4 2.66E-02 7.11E-02 1.11E-01 1.51E-01 1.35E-01
A6 -5.42E-03 4.67E-02 -4.37E-02 9.45E-03 -1.45E-02
A8 9.81E-04 -2.75E-02 2.76E-02 5.77E-02 -5.53E-02
A10 -7.47E-05 1.97E-02 -7.36E-03 -1.47E-01 1.43E-02
A12 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A14 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A16 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A18 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A20 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
面序号 S8 S9 S10 S11 S12
K -9.69E+00 -1.17E-01 -1.08E-01 -2.17E+00 -2.32E+00
A4 -7.56E-02 -1.81E-02 1.17E-01 1.80E-01 1.74E-01
A6 6.28E-02 -9.59E-03 -2.76E-02 -9.02E-02 -5.96E-03
A8 -5.20E-02 0.00E+00 -4.96E-02 -6.50E-02 -3.37E-02
A10 4.17E-02 0.00E+00 3.60E-02 4.27E-02 9.57E-03
A12 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A14 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A16 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A18 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A20 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
图1b示出了第一实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。其中,纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离;像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图1b可知,第一实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
第二实施例
请参考图2a和图2b,本实施例的光学系统,沿光轴方向的物侧至像侧依次包括:
第一透镜L1,具有负屈折力,第一透镜L1的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面,第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的像侧面S2均为凹面;
第二透镜L2,具有负屈折力,第二透镜L2的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3均为凸面,第二透镜L2的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4均为凹面;
第三透镜L3,具有正屈折力,第三透镜L3的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5均为凸面,第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6均为凹面;
第四透镜L4,具有正屈折力,第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7均为凸面,第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S8均为凸面;
第五透镜L5,具有正屈折力,第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的物侧面S9均为凸面,第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的像侧面S10均为凸面;
第六透镜L6,具有负屈折力,第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的物侧面S11均为凹面,第六透镜L6近光轴区域的像侧面S12为凸面。
第二实施例的其他结构与第一实施例相同,参照即可。
表2a示出了本实施例的光学系统的特性的表格,其中,Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表2a
Figure BDA0002372037410000111
Figure BDA0002372037410000121
其中,表2a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表2b给出了可用于第二实施例中各非球面镜面的高次项系数,其中,各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。
表2b
面序号 S3 S4 S5 S6 S7
K 2.20E+01 -1.28E+00 -1.77E+01 8.75E-01 4.03E+01
A4 2.20E-02 5.93E-02 9.66E-02 1.36E-01 1.26E-01
A6 -4.62E-03 3.29E-02 -4.64E-02 1.00E-02 -6.72E-03
A8 1.02E-03 -2.08E-02 3.31E-02 7.16E-02 -2.32E-02
A10 -7.82E-05 1.81E-02 -9.00E-03 -1.12E-01 8.97E-03
A12 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A14 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A16 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A18 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A20 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
面序号 S8 S9 S10 S11 S12
K -8.93E+00 -1.35E-01 -1.34E-01 -2.48E+00 -4.27E+00
A4 -8.74E-02 -2.22E-02 1.25E-01 1.79E-01 1.68E-01
A6 6.48E-02 3.79E-03 -2.82E-02 -8.45E-02 -6.66E-03
A8 -4.92E-02 0.00E+00 -5.76E-02 -6.08E-02 -2.98E-02
A10 2.32E-02 0.00E+00 3.50E-02 3.38E-02 8.04E-03
A12 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A14 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A16 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A18 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A20 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
图2b示出了第二实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线,其中,纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离;像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图2b可知,第二实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
第三实施例
请参考图3a和图3b,本实施例的光学系统,沿光轴方向的物侧至像侧依次包括:
第一透镜L1,具有负屈折力,第一透镜L1的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面,第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的像侧面S2均为凹面;
第二透镜L2,具有负屈折力,第二透镜L2的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3均为凸面,第二透镜L2的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4均为凹面;
第三透镜L3,具有正屈折力,第三透镜L3的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5均为凸面,第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6均为凹面;
第四透镜L4,具有正屈折力,第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7均为凸面,第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S8均为凸面;
第五透镜L5,具有正屈折力,第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的物侧面S9均为凸面,第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的像侧面S10均为凸面;
第六透镜L6,具有负屈折力,第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的物侧面S11均为凹面,第六透镜L6近光轴区域的像侧面S12为凸面。
第三实施例的其他结构与第一实施例相同,参照即可。
表3a示出了本实施例的光学系统的特性的表格,其中,Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表3a
Figure BDA0002372037410000131
Figure BDA0002372037410000141
其中,表3a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表3b给出了可用于第三实施例中各非球面镜面的高次项系数,其中,各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。
表3b
面序号 S3 S4 S5 S6 S7
K 2.03E+01 -1.26E+00 -1.68E+01 -4.79E+00 -9.99E+01
A4 2.39E-02 6.13E-02 9.78E-02 1.32E-01 1.17E-01
A6 -4.06E-03 3.66E-02 -4.26E-02 2.06E-02 -1.27E-02
A8 1.10E-03 -1.53E-02 3.51E-02 5.83E-02 -1.56E-02
A10 -1.03E-04 2.00E-02 -1.00E-02 -7.92E-02 8.18E-03
A12 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A14 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A16 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A18 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A20 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
面序号 S8 S9 S10 S11 S12
K -8.39E+00 -3.86E-01 -1.77E-01 -2.47E+00 -5.87E+00
A4 -1.00E-01 -2.44E-02 1.28E-01 1.66E-01 1.60E-01
A6 6.12E-02 4.42E-03 -2.58E-02 -8.84E-02 -8.48E-03
A8 -4.38E-02 0.00E+00 -6.07E-02 -5.87E-02 -2.89E-02
A10 2.01E-02 0.00E+00 3.58E-02 3.14E-02 7.86E-03
A12 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A14 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A16 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A18 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A20 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
图3b示出了第三实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线,其中,纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离;像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图3b可知,第三实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
第四实施例
请参考图4a和图4b,本实施例的光学系统,沿光轴方向的物侧至像侧依次包括:
第一透镜L1,具有负屈折力,第一透镜L1的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面,第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的像侧面S2均为凹面;
第二透镜L2,具有负屈折力,第二透镜L2的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3均为凸面,第二透镜L2的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4均为凹面;
第三透镜L3,具有正屈折力,第三透镜L3的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5均为凸面,第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6均为凹面;
第四透镜L4,具有正屈折力,第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7均为凹面,第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S8均为凸面;
第五透镜L5,具有正屈折力,第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的物侧面S9均为凸面,第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的像侧面S10均为凸面;
第六透镜L6,具有负屈折力,第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的物侧面S11均为凹面,第六透镜L6近光轴区域的像侧面S12为凸面。
第四实施例的其他结构与第一实施例相同,参照即可。
表4a示出了本实施例的光学系统的特性的表格,其中,Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表4a
Figure BDA0002372037410000151
Figure BDA0002372037410000161
其中,表4a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表4b给出了可用于第四实施例中各非球面镜面的高次项系数,其中,各非球面面型可由第四实施例中给出的公式限定。
表4b
面序号 S3 S4 S5 S6 S7
K 6.14E+00 -1.10E+00 -1.59E+01 3.58E+00 -9.99E+01
A4 2.62E-02 6.79E-02 9.56E-02 1.36E-01 1.16E-01
A6 -4.34E-03 3.59E-02 -3.92E-02 4.13E-02 -1.29E-02
A8 1.34E-03 -1.66E-02 4.21E-02 4.97E-02 5.76E-03
A10 -6.96E-05 2.90E-02 -1.56E-02 -5.39E-02 -6.06E-03
A12 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A14 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A16 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A18 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A20 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
面序号 S8 S9 S10 S11 S12
K -6.95E+00 -4.88E-01 -2.93E-01 -2.13E+00 -3.92E+00
A4 -1.17E-01 -2.54E-02 1.42E-01 1.75E-01 1.56E-01
A6 5.67E-02 2.76E-03 -2.41E-02 -8.24E-02 -5.32E-03
A8 -4.24E-02 0.00E+00 -6.08E-02 -5.86E-02 -2.68E-02
A10 2.65E-02 0.00E+00 3.37E-02 3.04E-02 6.69E-03
A12 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A14 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A16 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A18 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A20 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
图4b示出了第四实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线,其中,纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离;像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图4b可知,第四实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
第五实施例
请参考图5a和图5b,本实施例的光学系统,沿光轴方向的物侧至像侧依次包括:
第一透镜L1,具有负屈折力,第一透镜L1的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面,第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的像侧面S2均为凹面;
第二透镜L2,具有负屈折力,第二透镜L2的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3均为凸面,第二透镜L2的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4均为凹面;
第三透镜L3,具有正屈折力,第三透镜L3的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5均为凸面,第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6均为凹面;
第四透镜L4,具有正屈折力,第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7均为凹面,第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S8均为凸面;
第五透镜L5,具有正屈折力,第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的物侧面S9均为凸面,第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的像侧面S10均为凸面;
第六透镜L6,具有负屈折力,第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的物侧面S11均为凹面,第六透镜L6近光轴区域的像侧面S12为凸面。
第五实施例的其他结构与第一实施例相同,参照即可。
表5a示出了本实施例的光学系统的特性的表格,其中,Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表5a
Figure BDA0002372037410000171
Figure BDA0002372037410000181
其中,表5a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表5b给出了可用于第五实施例中各非球面镜面的高次项系数,其中,各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。
表5b
面序号 S3 S4 S5 S6 S7
K 9.99E+01 -2.11E+00 -1.49E+01 5.18E+00 1.26E+01
A4 2.65E-02 6.29E-02 1.00E-01 1.37E-01 9.39E-02
A6 -4.70E-03 5.23E-02 -4.69E-02 4.82E-02 -4.12E-03
A8 9.94E-04 -3.57E-02 3.69E-02 4.82E-02 -2.27E-02
A10 -7.86E-05 2.60E-02 -8.49E-03 -4.15E-02 1.79E-03
A12 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A14 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A16 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A18 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A20 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
面序号 S8 S9 S10 S11 S12
K -5.16E+00 -2.24E+00 -1.14E-01 -1.91E+00 -1.77E+00
A4 -1.34E-01 -2.48E-02 1.35E-01 1.87E-01 1.61E-01
A6 4.41E-02 6.05E-03 -2.00E-02 -7.54E-02 -4.02E-03
A8 -3.04E-02 0.00E+00 -5.53E-02 -5.92E-02 -2.62E-02
A10 -9.99E-04 0.00E+00 3.33E-02 2.91E-02 6.56E-03
A12 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A14 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A16 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A18 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
A20 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
图5b示出了第五实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线,其中,纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离;像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图5b可知,第五实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
表6示出了第一实施例至第五实施例的光学系统中|f1/CT1-f2/CT2|、f1/f、f2/RS4、f2/RS4、f3/f、f4/f、f56/D56、Nd5-Nd6、|RS11-RS12|/D56、TTL/FNO、Imgh/f、TTL/tan(1/2FOV)和EPL/ESL的值。
表6
Figure BDA0002372037410000182
Figure BDA0002372037410000191
由表6可知,第一实施例至第五实施例的光学系统均满足下列条件式:0<|f1/CT1-f2/CT2|<4、-5<f1/f<0、-3<f2/RS4<0、2.5<f3/f<6.5、0<f4/f<3、0<f56/D56<45、Nd5-Nd6>0、1<|RS11-RS12|/D56<6、3<TTL/FNO<6、3.0<Imgh/f<4.5、2<TTL/tan(1/2FOV)<5、0.5<EPL/ESL<1.5。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (17)

1.一种光学系统,其特征在于,沿光轴方向的物侧至像侧依次包含:
第一透镜,具有负屈折力,所述第一透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,所述第一透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凹面;
第二透镜,具有负屈折力,所述第二透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,所述第二透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凹面;
第三透镜,具有正屈折力,所述第三透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,所述第三透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凹面;
第四透镜,具有正屈折力,所述第四透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凸面;
第五透镜,具有正屈折力,所述第五透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凸面,所述第五透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面均为凸面;
第六透镜,具有负屈折力,所述第六透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面均为凹面,所述第六透镜近光轴区域的像侧面为凸面。
2.如权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和是第六透镜的像侧面与物侧面均为非球面。
3.如权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述第一透镜的材质为玻璃,所述第二透镜至所述第六透镜的材质为塑料。
4.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
0<|f1/CT1-f2/CT2|<4;
其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f2为所述第二透镜的有效焦距,CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度,CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。
5.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
-5<f1/f<0;
其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。
6.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
-3<f2/RS4<0;
其中,f2为所述第二透镜的有效焦距,RS4为所述第二透镜的像侧面的曲率半径。
7.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
2.5<f3/f<6.5;
其中,f3为所述第三透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。
8.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
0<f4/f<3;
其中,f4为所述第四透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。
9.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
0<f56/D56<45;
其中,f56为所述第五透镜和所述第六透镜的组合焦距,D56为所述第五透镜与所述第六透镜在光轴上的间隔距离。
10.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
Nd5-Nd6>0;
其中,Nd5为所述第五透镜的d线的折射率,Nd6为所述第六透镜的d线的折射率。
11.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
1<|RS11-RS12|/D56<6;
其中,RS11为所述第五透镜的像侧面曲率半径,RS12为所述第六透镜的物侧面曲率半径,D56为所述第五透镜和所述第六透镜在光轴上的间隔距离。
12.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
3<TTL/FNO<6;
其中,TTL为所述第一透镜的物侧面至像面在光轴上的距离,FNO为所述光学系统的光圈数。
13.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
3.0<Imgh/f<4.5;
其中,Imgh为所述光学系统的像面上感光区域的对角线长度,f为所述光学系统的有效焦距。
14.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足条件式:
2<TTL/tan(1/2FOV)<5;
其中,TTL为所述第一透镜的物侧面至像面在光轴上的距离,FOV为所述光学系统的最大视场角。
15.如权利要求1至3任一项所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统还包括光阑,所述光学系统满足条件式:
0.5<EPL/ESL<1.5;
其中,EPL为所述第一透镜物侧面与所述光阑在光轴上的距离,ESL为所述光阑至所述光学系统的像面在光轴上的距离。
16.一种镜头模组,其特征在于,包括如权利要求1至15任一项所述的光学系统。
17.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括壳体和如权利要求16所述的镜头模组,所述镜头模组设置在所述壳体内。
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