CN111722375A - 成像光学系统 - Google Patents
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Abstract
一种成像光学系统,其由从物方到像方依序排列的前透镜组、和后透镜组组成;其中,前透镜组由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜组成;后透镜组由第六透镜、第七透镜和第八透镜组成;光阑位于前透镜组前方。其中:仅有第一透镜物侧面,第一透镜像侧面,第三透镜物侧面,第四透镜物侧面,第五透镜物侧面,第五透镜像侧面,第七透镜物侧面,第七透镜像侧面和第八透镜像侧面为非球面。而且各透镜的折射率和阿贝数满足特定关系,使得该成像光学系统一方面可以实现小型化和轻量化,另一方面,可以采用较少的非球面实现较高的的分辨率和性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种八片式成像光学系统,适用于包含摄像装置的电子系统中。
背景技术
成像镜头日益小型化和轻量化,并且分辨率日益提升。然而现有的相机难以在小型化和轻量化的同时实现高分辨率和性能。另一方面,现有技术中多采用非球面校正像差,然而普遍存在非球面数量过多的问题,而且非球面难于制造且成本较高。
发明内容
本发明提供一种能够改善像差并实现高分辨率的成像光学系统,另一方面,希望提供一种非球面数量较少的成像光学系统。
根据本公开的成像光学系统,其由从物方到像方依序排列的前透镜组、和后透镜组组成;其中,前透镜组由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜组成;后透镜组由第六透镜、第七透镜和第八透镜组成;光阑位于前透镜组前方。且成像光学系统进一步包括截止红外线的红外线截止滤波器(未图示)。进一步地,成像光学系统可进一步包括图像传感器,用于将入射通过成像光学系统的对象的图像转换成电信号。进一步地,成像光学系统可进一步包括调整透镜之间的间隔的间隔保持构件(未图示)。
第一透镜为负透镜,物侧面为凹面,像侧面为凸面;
第二透镜为负透镜,物侧面为凹面,像侧面为凹面;
第三透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
第四透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
第五透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
第六透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
第七透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
第八透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凹面。
且第一透镜与第二透镜胶合。
其中,物侧面以及像侧面为凸面或凹面,应当按照本领域惯用的理解方式,表示透镜物侧面以及像侧面靠近光轴的部分为凸面或凹面。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(1):
2.8<f1/f<3.0
1.7<f2/f<2.0
-3.5<f3/f<-3.2
-5<f4/f<-4.5
1.5<f5/f<1.6
-1.1<f15/f<-1 (1)
条件式(1)限定了前透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围,可被用作前透镜组各透镜的设计参考。当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式(1)的上限时,各透镜的屈光力变弱,难以使得镜头模块小型化;当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式(1)的下限时,各透镜的屈光力会过强,使得难以校正球面像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(2):
-3.2<f6/f<-3.1
-2.5<f7/f<-2.4
-23<f8/f<-22
-3.0<f68/f<-3.5 (2)
条件式(2)限定了后透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围,可被用作后透镜组各透镜的设计参考。当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式(2)的上限时,各透镜的屈光力变弱,难以使得镜头模块小型化;当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式(2)的下限时,各透镜的屈光力会过强,使得难以校正球面像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(3):
0.2<f15/f68<0.3 (3)
条件式(3)限定了前透镜组与后透镜组的总焦距的比值范围,当比值大于条件式(3)的上限时,后透镜组的总长将会增大,光学系统的后焦距也增大,难以使得镜头模块小型化;当比值小于条件式(3)的下限时,前透镜组焦距过小,需要更多的非球面校正像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(4):
1.1<f12/f<1.2 (4)
条件式(4)限定了光学成像系统负透镜与系统总焦距的比值范围,由于光学成像系统仅有第一透镜和第二透镜为负光焦度,当比值大于条件式(4)的上限时,负光焦度的焦距过大,后透镜组难以校正像差;当比值小于条件式(4)的下限时,负光焦度的焦距过小,需要更多的非球面校正像差。
另外,从附图1中可以看到成像光学系统存在内部焦点F1,位于前透镜组与后透镜组之间。
根据本公开的成像光学系统有九个非球面,分别是第一透镜物侧面,第一透镜像侧面,第三透镜物侧面,第四透镜物侧面,第五透镜物侧面,第五透镜像侧面,第七透镜物侧面,第七透镜像侧面和第八透镜像侧面。现有技术中为校正相差,多采用全部透镜表面为非球面,这种方法校正像差虽然能取得不错的像差校正效果,但是非球面太多,导致制造较为困难,成本较高。本申请由于满足条件式(1)~(4),因此仅需九个非球面即可校正像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(5):
35<|v1-v2|<40 (5)
这里,v1是第一透镜的阿贝数,v2是第二透镜的阿贝数。
上述条件式限定前透镜组的第一透镜与第二透镜的材料特性,以显著地减小色差。
进一步地,第二透镜、第三透镜和第四透镜采用相同的材料。
采用本申请的成像光学系统,一方面可以实现小型化和轻量化,另一方面,可以采用较少的非球面实现较高的的分辨率和性能。
附图说明
通过结合附图,从下面的描述中,本公开的实施例将会更清楚地被理解:
图1是根据本公开的第一示例性实施例的镜头模块的结构图;
其中,L1~L8表示第一至第八透镜,STO表示光阑,S1~S16表示各表面序号,IMG表示像面,1为前透镜组,2为后透镜组。
具体实施方式
以下,将参照附图来详细描述本公开的实施例。然而,可以以许多不同的形式来实施本公开,并且本公开不应该被解释为限制于这里阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开将会彻底和完整,并可完全地将本公开的范围传达给本领域的技术人员。在附图中,为了清楚起见,可以放大元件的形状和尺寸,并且相同的标号将始终被用于表示相同或相似的元件。
此外,应当注意的是,在本说明书中,第一透镜表示最靠近物方的透镜,第八透镜表示最靠近图像传感器的透镜。进一步地,应当注意的是,术语“前方”表示从镜头模块朝向物方的方向,而术语“后方”表示从镜头模块朝向图像传感器的方向。进一步地,应当注意的是,在每个透镜中,第一表面表示朝向物方的表面(或物方表面),第二表面表示朝向像方的表面(或像方表面)。此外,应当注意的是,在本说明书中,曲率半径的数值、厚度的数值、透镜的厚度的数值的单位都可以是mm。
图1是根据本公开的第一示例性实施例的成像光学系统的结构图。
根据本公开的成像光学系统,其由从物方到像方依序排列的前透镜组1、和后透镜组2组成;其中,前透镜组1由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5组成;后透镜组2由第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8组成;光阑STO位于前透镜组1前方。且成像光学系统进一步包括截止红外线的红外线截止滤波器(未图示)。进一步地,成像光学系统可进一步包括图像传感器,用于将入射通过成像光学系统的对象的图像转换成电信号。进一步地,成像光学系统可进一步包括调整透镜之间的间隔的间隔保持构件(未图示)。
第一透镜L1为负透镜,物侧面S1为凹面,像侧面S2为凸面;
第二透镜L2为负透镜,物侧面S3为凹面,像侧面S4为凹面;
第三透镜L3为正透镜,物侧面S6为凸面,像侧面S7为凸面;
第四透镜L4为正透镜,物侧面S8为凸面,像侧面S9为凸面;
第五透镜L5为正透镜,物侧面S10为凸面,像侧面S11为凸面;
第六透镜L6为正透镜,物侧面S12为凸面,像侧面S13为凸面;
第七透镜L7为正透镜,物侧面S14为凸面,像侧面S15为凸面;
第八透镜L8为正透镜,物侧面S16为凸面,像侧面S17为凹面。
且第一透镜L1与第二透镜L2胶合。
其中,物侧面以及像侧面为凸面或凹面,应当按照本领域惯用的理解方式,表示透镜物侧面以及像侧面靠近光轴的部分为凸面或凹面。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(1):
2.8<f1/f<3.0
1.7<f2/f<2.0
-3.5<f3/f<-3.2
-5<f4/f<-4.5
1.5<f5/f<1.6
-1.1<f15/f<-1 (1)
条件式(1)限定了前透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围,可被用作前透镜组各透镜的设计参考。当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式(1)的上限时,各透镜的屈光力变弱,难以使得镜头模块小型化;当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式(1)的下限时,各透镜的屈光力会过强,使得难以校正球面像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(2):
-3.2<f6/f<-3.1
-2.5<f7/f<-2.4
-23<f8/f<-22
-3.0<f68/f<-3.5 (2)
条件式(2)限定了后透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围,可被用作后透镜组各透镜的设计参考。当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式(2)的上限时,各透镜的屈光力变弱,难以使得镜头模块小型化;当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式(2)的下限时,各透镜的屈光力会过强,使得难以校正球面像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(3):
0.2<f15/f68<0.3 (3)
条件式(3)限定了前透镜组与后透镜组的总焦距的比值范围,当比值大于条件式(3)的上限时,后透镜组的总长将会增大,光学系统的后焦距也增大,难以使得镜头模块小型化;当比值小于条件式(3)的下限时,前透镜组焦距过小,需要更多的非球面校正像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(4):
1.1<f12/f<1.2 (4)
条件式(4)限定了光学成像系统负透镜与系统总焦距的比值范围,由于光学成像系统仅有第一透镜L1和第二透镜L2为负光焦度,当比值大于条件式(4)的上限时,负光焦度的焦距过大,后透镜组难以校正像差;当比值小于条件式(4)的下限时,负光焦度的焦距过小,需要更多的非球面校正像差。
另外,从附图1中可以看到成像光学系统存在内部焦点F1,位于前透镜组1与后透镜组2之间。
根据本公开的成像光学系统有九个非球面,分别是第一透镜物侧面S2,第一透镜像侧面S3,第三透镜物侧面S5,第四透镜物侧面S7,第五透镜物侧面S9,第五透镜像侧面S10,第七透镜物侧面S13,第七透镜像侧面S14和第八透镜像侧面S16。现有技术中为校正相差,多采用全部透镜表面为非球面,这种方法校正像差虽然能取得不错的像差校正效果,但是非球面太多,导致制造较为困难,成本较高。本申请由于满足条件式(1)~(4),因此仅需九个非球面即可校正像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(5):
35<|v1-v2|<40 (5)
这里,v1是第一透镜L1的阿贝数,v2是第二透镜L2的阿贝数。
上述条件式限定前透镜组的第一透镜L1与第二透镜L2的材料特性,以显著地减小色差。
进一步地,第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4采用相同的材料。
表1示出成像光学系统的参数(表面序号、曲率半径、透镜的厚度、透镜之间的距离、透镜的折射率、透镜的阿贝数,其中长度单元均为㎜,F数为1.0)。
[表1]
表2为该成像光学系统采用的非球面系数,非球面的函数表达式采用本领域通用的表达式。
[表2]
表面序号 | K | A2 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
S2 | 0.012 | -0.00032 | -0.0051 | -6.3E-5 | 5.0E-6 | 7.60E-11 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
S3 | -1.9 | 0.322 | 0.00042 | 8.0E-6 | 4.41E-11 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
S5 | 2.496 | -0.025 | -0.023 | -0.042 | 3.69E-08 | -2.9E-11 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
S7 | 0.231 | -0.016 | 0.00532 | -2.3E-5 | 4.025E-08 | -1.1E-11 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
S9 | -0.011 | 0.023 | -5.6E-5 | 8.0E-6 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
S10 | 0.022 | -0.00019 | 7.0E-6 | -3.0E-6 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
S13 | 0.239 | -0.0012 | -0.3 | -0.2 | -4.0E-06 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
S14 | -0.366 | 0.0036 | 0.6 | -0.02 | -7.0E-06 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
S16 | -3.21 | -0.021 | -0.0028 | 1.8E-5 | -1.02E-08 | 3.6E-12 | 0.000000 | 0.000000 | 0.000000 |
表3为本实施例的成像光学系统的光学参数。
[表3]
f1 | -1.46675 | f5 | 1.595626 |
f2 | -0.883356 | f6 | 1.608307 |
f3 | 1.770121 | f7 | 1.235920 |
f4 | 2.478042 | f8 | 11.286296 |
f15 | 0.542458 | f68 | 1.952657 |
f12 | -0.603792 | f | -0.506421 |
f1/f | 2.896305643 | f5/f | -3.15078956 |
f2/f | 1.744311551 | f6/f | -3.175829991 |
f3/f | -3.495354656 | f7/f | -2.44049911 |
f4/f | -4.893244948 | f8/f | -22.28639018 |
f15/f | -1.071160161 | f68/f | -3.855797844 |
f12/f | 1.192272832 | f15/f68 | 0.277805063 |
f1~f8为各透镜的焦距,f15为前透镜组的合焦距,f68为后透镜组的合焦距,f12为第一透镜与第二透镜的合焦距,f为整个成像光学系统的焦距。
虽然以上示例性实施例已被示出和描述,但对本领域的技术人员明显的是,在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下,可以对其进行修改和变型。
Claims (8)
1.一种成像光学系统,其由从物方到像方依序排列的前透镜组、和后透镜组组成;其中,前透镜组由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜组成;后透镜组由第六透镜、第七透镜和第八透镜组成;光阑位于前透镜组前方;
第一透镜为负透镜,物侧面为凹面,像侧面为凸面;
第二透镜为负透镜,物侧面为凹面,像侧面为凹面;
第三透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
第四透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
第五透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
第六透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
第七透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
第八透镜为正透镜,物侧面为凸面,像侧面为凹面;
且第一透镜与第二透镜胶合。
2.根据权利要求1所述的成像光学系统,进一步满足下列条件式(1):
-3.2<f6/f<-3.1
-2.5<f7/f<-2.4
-23<f8/f<-22
-3.0<f68/f<-3.5 (2)。
3.根据权利要求1所述的成像光学系统,进一步满足下列条件式(3):
0.2<f15/f68<0.3 (3)。
4.根据权利要求1所述的成像光学系统,进一步满足下列条件式(4):
1.1<f12/f<1.2 (4)。
5.根据权利要求1任一项所述的成像光学系统,进一步满足下列条件式(5):
35<|v1-v2|<40 (5)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的成像光学系统,其中第二透镜、第三透镜和第四透镜采用相同的材料。
7.根据权利要求1-5任一项所述的成像光学系统,其中仅有第一透镜物侧面,第一透镜像侧面,第三透镜物侧面,第四透镜物侧面,第五透镜物侧面,第五透镜像侧面,第七透镜物侧面,第七透镜像侧面和第八透镜像侧面为非球面。
8.根据权利要求1-5任一项所述的成像光学系统,其中在前透镜组与后透镜组之间具有内部焦点F1。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010828181.2A CN111722375A (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 成像光学系统 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010828181.2A CN111722375A (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 成像光学系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111722375A true CN111722375A (zh) | 2020-09-29 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010828181.2A Pending CN111722375A (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 成像光学系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
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CN (1) | CN111722375A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115016105A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-09-06 | 江西联创电子有限公司 | 光学镜头 |
-
2020
- 2020-08-17 CN CN202010828181.2A patent/CN111722375A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115016105A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-09-06 | 江西联创电子有限公司 | 光学镜头 |
CN115016105B (zh) * | 2022-08-05 | 2022-11-01 | 江西联创电子有限公司 | 光学镜头 |
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PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20200929 |