光学系统、摄像模组及电子设备
技术领域
本发明涉及摄像领域,特别是涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。
背景技术
在摄像镜头应用至智能手机、平板电脑等电子设备以来,设备的拍摄性能也随着用户对高品质摄像需求的提高而发生翻天覆地的变化。在一般的摄像用途中,不可避免会涉及对山水风景等远距离景物的摄像需求。为此,如何提高镜头的远摄性能且同时确保良好的成像质量,成为了行业关注的重点之一。
发明内容
基于此,有必要针对如何拥有远摄性能及确保良好的成像质量的问题,提供一种光学系统、摄像模组及电子设备。
一种光学系统,由物侧至像侧依次包括:
具有正屈折力的第一透镜,所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面;
具有负屈折力的第二透镜,所述第二透镜的像侧面于近轴处为凹面;
具有正屈折力的第三透镜,所述第三透镜的物侧面于近轴处为凸面;
具有屈折力的第四透镜,所述第四透镜的物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凸面;
且所述光学系统满足关系:
9°<HFOV<13°;
其中,HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半。
通过满足上述透镜配置及关系式条件,在使所述光学系统在拥有良好的远摄特性的同时,还能拥有良好的成像品质,另外也能使系统的结构更为紧凑,从而实现小型化设计。其中,由于所述第一透镜具有正屈折力,且其物侧面于近轴处为凸面,因此可为系统提供良好的会聚光线的能力,从而有助于缩短系统的长度。另一方面,所述第二透镜和所述第三透镜的正负屈折力配置能够良好地校正系统的像差,从而有利于提高系统的成像质量,同时也能够使系统的结构变得紧凑。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
2.3<TTL/(ImgH*2)<2.8;
0.25<DL/TTL<0.60;
其中,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离,ImgH为所述光学系统的最大视场角的一半所对应的像高,DL为所述第一透镜的物侧面至所述第四透镜的像侧面于光轴上的距离。满足上述TTL/(ImgH*2)的关系时,所述光学系统的长度与成像面的尺寸的比值能够被控制在一个较小的范围内,从而有利于所述光学系统实现小型化设计。进一步地,当满足上述DL/TTL的关系时,在实现系统小型化的基础上,还能减小其中的透镜组的轴向尺寸,有利于模组结构端的布局,例如方便滤光片等元件的安装。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
0.90<TTL/f<1.15;
其中,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离,f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系时,在HFOV<13°的范围内可以使所述光学系统的轴向尺寸更小,从而易于设置于便携式设备中。另外,在拥有远摄特性的条件下,满足上述关系时还利于平衡色差、球差等像差,使所述光学系统获得良好的成像品质。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
f234<0;
其中,f234为所述第二透镜、所述第三透镜及所述第四透镜的组合焦距。满足上述关系时,所述第二透镜、所述第三透镜及所述第四透镜所组成的透镜组能够较好地配合所述第一透镜,调节通过所述第一透镜的入射光束,从而平衡、校正由所述第一透镜产生的像差,并使边缘光线得到有效会聚,同时还能使系统拥有紧凑的结构,从而有效压缩系统的轴向尺寸,使所述光学系统同时实现摄远、小型化的功效。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
1.1<Yr11/Yr42<1.5;
其中,Yr11为所述第一透镜的物侧面的最大有效半径,Yr42为所述第四透镜的像侧面的最大有效半径。满足上述关系时,可平衡所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜所产生的较大球差,提升光学系统整体的解像力,另外还可使系统后端的屈折力得到合理配置,以强化对系统周边像差校正,同时也利于压缩系统的尺寸,有助于形成小尺寸的光学镜头。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
|f1/f4|<1;
其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f4为所述第四透镜的有效焦距。满足上述关系时,可平衡所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜所产生的较大球差,提升光学系统整体的解像力,另外还可控制系统后端的屈折力配置,强化对系统周边像差校正,同时利于压缩系统的尺寸,有助于形成小尺寸的光学镜头。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
|V2-V1|>30;
其中,V1为所述第一透镜的色散系数,V2为所述第二透镜的色散系数。满足上述关系时,有利于修正系统的色差及保证良好的成像品质。
在其中一个实施例中,所述光学系统的至少一个透镜的物侧面及/或像侧面为非球面。非球面设计有利于优化系统的像差,从而能够提升系统的成像质量。
一种摄像模组,包括感光元件及上述任意一个实施例所述的光学系统,所述感光元件设置于所述光学系统的像侧。通过采用上述光学系统,所述摄像模组将拥有良好的远摄性能,且同时还能确保拥有良好的成像质量。
一种电子设备,包括固定件及上述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述固定件。通过采用上述摄像模组,所述电子设备将拥有良好的远摄性能,且同时还能拥有良好的成像质量。
附图说明
图1为本申请第一实施例提供的光学系统的结构示意图;
图2包括第一实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图3为本申请第二实施例提供的光学系统的结构示意图;
图4包括第二实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图5为本申请第三实施例提供的光学系统的结构示意图;
图6包括第三实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图7为本申请第四实施例提供的光学系统的结构示意图;
图8包括第四实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图9为本申请第五实施例提供的光学系统的结构示意图;
图10包括第五实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图11为本申请第六实施例提供的光学系统的结构示意图;
图12包括第六实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图13为本申请第七实施例提供的光学系统的结构示意图;
图14包括第七实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图15为本申请第八实施例提供的光学系统的结构示意图;
图16包括第八实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图17为本申请一实施例提供的摄像模组的示意图;
图18为本申请一实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个原件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个原件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反,当元件被称作“直接在”另一原件“上”时,不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参考图1,本申请的一些实施例提供了一种光学系统10,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、及第四透镜L4。其中,第一透镜L1具有正屈折力,第二透镜L2具有负屈折力,第三透镜L3具有正屈折力,第四透镜L4具有正屈折力或负屈折力。光学系统10中各透镜与光阑STO同轴设置,即各透镜的光轴与光阑STO的中心均位于同一直线,该直线可称为光学系统10的光轴。光学系统10的各透镜及光阑STO可安装于镜筒中,从而装配形成镜头。
第一透镜L1包括物侧面S1和像侧面S2,第二透镜L2包括物侧面S3和像侧面S4,第三透镜L3包括物侧面S5和像侧面S6,第四透镜L4包括物侧面S7和像侧面S8。另外,光学系统10还有一虚拟的成像面S11,成像面S11位于第四透镜L4的像侧。一般地,光学系统10的成像面S11与感光元件的感光表面重合,为方便理解,可将感光元件的感光表面视为光学系统10的成像面S11。
透镜的物侧面和像侧面均可由面的中心向径向划分为近轴处和圆周处区域。当描述透镜的一个表面于近轴处(该面的中心区域)为凸面时,可理解为该透镜的该表面于光轴附近的区域为凸面。当描述透镜的一个表面于圆周处为凹面时,可理解为该表面在靠近最大有效半径处的区域为凹面。举例而言,当该表面于近轴处为凸面,且于圆周处也为凸面时,该表面由中心(光轴)至边缘方向的形状可以为纯粹的凸面,或者是先由中心的凸面形状过渡到凹面形状,随后在靠近最大有效半径处时变为凸面。此处仅为说明光轴处与圆周处的关系而做出的示例,表面的多种形状结构(凹凸关系)并未完全体现,但一些实施例中的其他情况可根据以上示例推出,此处不加以赘述。
在本申请中,第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面;第二透镜L2的像侧面S4于近轴处为凹面;第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面;第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面,像侧面S8于近轴处为凸面。
另外,光学系统10满足关系:9°<HFOV<13°;HFOV为光学系统10的最大视场角的一半,即对角线方向的最大视场角的一半。一些实施例中的HFOV可以为10°、10.5°、11°、11.5°或12°。一般地,当光学系统10的像侧装配有感光元件时,感光元件的感光表面呈矩形形状,光学系统10的对角线方向即对应该感光表面的对角线方向,感光表面的对角线长度所对应的视场角即为学系统10的最大视场角FOV,感光表面的对角线长度的一半即为光学系统10的最大视场角的一半所对应的像高Imgh。满足上述透镜的数量、屈折力、面型配置,以及HFOV的关系式条件时,光学系统10将拥有良好的远摄特性,且同时还能拥有良好的成像质量。
在一些实施例中,光学系统10中至少一个透镜的物侧面及/或像侧面为非球面。非球面设计能够使透镜的物侧面及/或像侧面拥有更灵活的设计,使透镜在较小、较薄的情况下便能良好地校正像差,这样无需设置过多的透镜便能使系统拥有良好的成像品质,且有助于缩短光学系统10的长度。具体地,光学系统10中各透镜的物侧面和像侧面均可以为非球面。在另一些实施例中,光学系统10中各透镜的物侧面和像侧面均可以为球面,球面透镜的制作工艺简单,生产成本较低。具体的球面及非球面的配置可根据实际设计需求而定,此处不加以赘述。通过球面与非球面的配合也可有效消除系统的像差,使光学系统10具有良好的成像品质,且同时提高透镜设计及组装的灵活性,使系统在高像质与低成本之间取得平衡。需注意的是,实施例中的球面和非球面的具体形状并不限于附图中示出的球面和非球面的形状,附图主要为示例参考而非严格按比例绘制。
非球面的面型计算可参考非球面公式:
其中,Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离,r为非球面上相应点到光轴的距离,c为非球面顶点的曲率,k为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。
在一些实施例中,光学系统10中各透镜的材质均为塑料。在另一些实施例中,光学系统10中各透镜的材质均为玻璃。塑料材质的透镜能够减少光学系统10的重量并降低制备成本,而玻璃材质的透镜能够耐受较高的温度且具有优良的光学效果。在另一些实施例中,第一透镜L1和第四透镜L4的材质均为玻璃,而光学系统10中其他透镜的材质均为塑料,此时,由于光学系统10中位于物方的透镜的材质为玻璃,因此这些位于物方的玻璃透镜对极端环境具有很好耐受效果,不易受物方环境的影响而出现老化等情况,从而当光学系统10处于暴晒高温等极端环境下时,这种结构能够较好地平衡系统的光学性能与成本。当然,光学系统10中透镜材质配置关系并不限于上述实施例,任意一个透镜的材质可以为塑料,也可以为玻璃,具体配置关系根据实际设计需求而定,此处不加以赘述。
在一些实施例中,光学系统10包括红外滤光片110,红外滤光片110设置于第四透镜L4的像侧,并与光学系统10中的各透镜相对固定设置。红外滤光片110用于滤除红外光,防止红外光到达系统的成像面S11,从而防止红外光干扰正常成像。红外滤光片110可与各透镜一同装配以作为光学系统10中的一部分。例如,在一些实施例中,光学系统10中的各透镜安装于镜筒内,红外滤光片110安装于镜筒的像端。在另一些实施例中,红外滤光片110并不属于光学系统10的元件,此时红外滤光片110可以在光学系统10与感光元件装配成摄像模组时,一并安装至光学系统10与感光元件之间。在一些实施例中,红外滤光片110也可设置在第一透镜L1的物侧。另外,在一些实施例中也可不设置红外滤光片110,而是通过在第一透镜L1至第四透镜L4中的其中一个透镜的物侧面或像侧面上设置红外滤光膜,以实现滤除红外光的作用。
在一些实施例中,光学系统10还满足以下至少一条关系:
2.3<TTL/(ImgH*2)<2.8;及0.25<DL/TTL<0.60;其中,TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S11于光轴上的距离;ImgH为光学系统10的最大视场角的一半所对应的像高,即成像面S11于有效成像区域的对角线长度的一半;DL为第一透镜L1的物侧面S1至第四透镜L4的像侧面S8于光轴上的距离。一些实施例中的TTL/(ImgH*2)可以为2.55、2.58、2.6、2.63、或2.65。一些实施例中的DL/TTL可以为0.285、0.29、0.295、0.3、0.31、0.33、0.35、0.37、0.38、0.39、0.395或0.4。满足上述TTL/(ImgH*2)的关系时,光学系统10的长度与成像面S11的尺寸的比值能够被控制在一个较小的范围内,从而有利于光学系统10实现小型化设计。进一步地,当满足上述DL/TTL的关系时,在实现系统小型化的基础上,还能减小其中的透镜组的轴向尺寸,有利于模组结构端的布局,例如方便滤光片等元件的安装。
0.90<TTL/f<1.15;其中,TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S11于光轴上的距离,f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的TTL/f可以为0.95、0.96、0.97、0.98、0.99、1、1.03、1.05、1.08、1.1。满足上述关系时,在HFOV<13°的范围内可以使光学系统10的轴向尺寸更小,从而易于设置于便携式设备中。另外,在拥有远摄特性的条件下,满足上述关系时还利于平衡色差、球差等像差,使光学系统10获得良好的成像品质。
f234<0;其中,f234为第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的组合焦距。一些实施例中的f234可以为-810mm、-700mm、-500mm、-200mm、-180mm、-100mm、-80mm、-50mm、-40mm、-20mm或-15mm。满足上述关系时,第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4所组成的透镜组能够较好地配合第一透镜L1,调节通过第一透镜L1的入射光束,从而平衡、校正由第一透镜L1产生的像差,并使边缘光线得到有效会聚,同时还能使系统拥有紧凑的结构,从而有效压缩系统的轴向尺寸,使光学系统10同时实现摄远、小型化的功效。
1.1<Yr11/Yr42<1.5;其中,Yr11为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效半径,Yr42为第四透镜L4的像侧面S8的最大有效半径。一些实施例中的Yr11/Yr42可以为1.2、1.25、1.3、1.35、1.4或1.45。满足上述关系时,可平衡第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3所产生的较大球差,提升光学系统10整体的解像力,另外还可控制系统后端的屈折力配置,强化对系统周边像差校正,同时利于压缩系统的尺寸,有助于形成小尺寸的光学镜头。
|f1/f4|<1;其中,f1为第一透镜L1的有效焦距,f4为第四透镜L4的有效焦距。一些实施例中的|f1/f4|可以为0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6或0.65。满足上述关系时,可平衡第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3所产生的较大球差,提升光学系统10整体的解像力,另外还可控制系统后端的屈折力配置,强化对系统周边像差校正,同时利于压缩系统的尺寸,有助于形成小尺寸的光学镜头。
|V2-V1|>30;其中,V1为第一透镜L1的色散系数,V2为第二透镜L2的色散系数。一些实施例中的|V2-V1|可以为36、36.3、36.5、36.87、36.9或37。满足上述关系时,有利于修正系统的色差及保证良好的成像品质。
需要注意的是,当满足上述任一关系时,光学系统10均能够拥有相应关系所描述的效果。
接下来以更为具体详细的实施例来对本申请的光学系统10进行说明:
第一实施例
参考图1,在第一实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4。图2包括第一实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。以下各实施例(第一实施例至第八实施例)的像散图和畸变图的参考波长均为555nm。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面,像侧面S2于近轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凹面,像侧面S4于近轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凸面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面,像侧面S6于近轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面,像侧面S8于近轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
第一透镜L1至第四透镜L4的物侧面和像侧面均为非球面。非球面设计能够提高透镜设计的灵活性,使透镜在保持小尺寸的同时依然能够拥有良好的校正像差的效果,进而有利于光学系统10拥有小尺寸设计及良好的成像品质,且同时提高透镜设计及组装的灵活性。另外,第一透镜L1至第四透镜L4的材质均为塑料,此时可有效降低光学系统10的制造成本。
在第一实施例中,光学系统10满足以下各关系:
HFOV=10°;HFOV为光学系统10的最大视场角的一半,即对角线方向的最大视场角的一半。满足上述透镜的数量、屈折力、面型配置,以及HFOV的关系式条件时,光学系统10将拥有良好的远摄特性,且同时还能拥有良好的成像质量。
TTL/(ImgH*2)=2.6;DL/TTL=0.312;其中,TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S11于光轴上的距离,ImgH为光学系统10的最大视场角的一半所对应的像高,DL为第一透镜L1的物侧面S1至第四透镜L4的像侧面S8于光轴上的距离。满足上述TTL/(ImgH*2)的关系时,光学系统10的长度与成像面S11的尺寸的比值能够被控制在一个较小的范围内,从而有利于光学系统10实现小型化设计。进一步地,当满足上述DL/TTL的关系时,在实现系统小型化的基础上,还能减小其中的透镜组的轴向尺寸,有利于模组结构端的布局,例如方便滤光片等元件的安装。
TTL/f=0.944;其中,TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S11于光轴上的距离,f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系时,在HFOV<13°的范围内可以使光学系统10的轴向尺寸更小,从而易于设置于便携式设备中。另外,在拥有远摄特性的条件下,满足上述关系时还利于平衡色差、球差等像差,使光学系统10获得良好的成像品质。
f234=-13.823mm;其中,f234为第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的组合焦距。满足上述关系时,第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4所组成的透镜组能够较好地配合第一透镜L1,调节通过第一透镜L1的入射光束,从而平衡、校正由第一透镜L1产生的像差,并使边缘光线得到有效会聚,同时还能使系统拥有紧凑的结构,从而有效压缩系统的轴向尺寸,使光学系统10同时实现摄远、小型化的功效。
Yr11/Yr42=1.454;其中,Yr11为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效半径,Yr42为第四透镜L4的像侧面S8的最大有效半径。满足上述关系时,可平衡第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3所产生的较大球差,提升光学系统10整体的解像力,另外还可控制系统后端的屈折力配置,强化对系统周边像差校正,同时利于压缩系统的尺寸,有助于形成小尺寸的光学镜头。
|f1/f4|=0.67;其中,f1为第一透镜L1的有效焦距,f4为第四透镜L4的有效焦距。满足上述关系时,可平衡第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3所产生的较大球差,提升光学系统10整体的解像力,另外还可控制系统后端的屈折力配置,强化对系统周边像差校正,同时利于压缩系统的尺寸,有助于形成小尺寸的光学镜头。
|V2-V1|=36.87;其中,V1为第一透镜L1的色散系数,V2为第二透镜L2的色散系数。满足上述关系时,有利于修正系统的色差及保证良好的成像品质。
另外,光学系统10的各透镜参数由表1和表2给出。表2为表1中相应透镜表面的非球面系数,其中K为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。由物侧至像侧的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列,成像面S11可理解为感光元件的感光表面。面序号1和2分别对应第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2,即同一透镜中,面序号较小的表面为物侧面,面序号较大的表面为像侧面。表1中的曲率半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。透镜于“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度,第二个数值为该透镜的像侧面至后一光学元件的物侧面于光轴上的距离,当该透镜的后一光学元件为光阑时,该第二个数值则代表透镜的像侧面至光阑STO的中心于光轴上的距离。光阑ST0于“厚度”参数列中的数值为光阑STO的中心至后一透镜的物侧面于光轴上的距离,当该数值为负时,即代表物侧面S1的中心相较光阑STO而言在平行于光轴的方向上更靠近物侧。本申请实施例中的各透镜的光轴处于同一直线上,该直线作为光学系统10的光轴。以下各实施例中的折射率、色散系数的参考波长均为587.56nm,焦距的参考波长为555nm。另外,各实施例的关系式计算和透镜结构以参数表格(如表1、表2等)中的数据为准。
在第一实施例中,光学系统10整体的有效焦距f=18mm,光圈数FNO=3.0,系统最大视角的一半HFOV=10°,最大视场角的一半所对应的像高Imgh=3.27mm,光学总长TTL=17mm,光学总长即第一透镜L1的物侧面S1至系统的成像面S11于光轴上的距离。
表1
另外,该实施例中的各透镜及其中部分透镜所构成的透镜组的焦距如下:
f1(mm) |
f2(mm) |
f3(mm) |
f4(mm) |
9.196404 |
-9.070721 |
9.277868 |
-13.74201 |
|
f23(mm) |
f34(mm) |
f234(mm) |
|
177.53614 |
25.025599 |
-13.82301 |
以上表格中,ASP代表非球面。f1为第一透镜L1的有效焦距,f2为第二透镜L2的有效焦距,f3为第三透镜L3的有效焦距,f4为第四透镜L4的有效焦距,f23为第二透镜L2与第三透镜L3的组合焦距,f34为第三透镜L3与第四透镜L4的组合焦距,f234为第二透镜L2、第三透镜L3与第四透镜L4的组合焦距。
表2
表面 |
1 |
2 |
3 |
4 |
K |
-0.12129976 |
-61.017998 |
23.07156975 |
-1.2094912 |
A4 |
-2.04E-03 |
-0.01858465 |
0.000197913 |
0.04325005 |
A6 |
1.03E-03 |
0.015241993 |
0.007165631 |
-0.03187742 |
A8 |
-3.96E-04 |
-0.0058647 |
-4.20E-03 |
0.012632264 |
A10 |
1.43E-04 |
0.001346793 |
1.24E-03 |
-3.01E-03 |
A12 |
-3.90E-05 |
-0.00020141 |
-0.00021814 |
0.000431165 |
A14 |
6.83E-06 |
2.17E-05 |
2.47E-05 |
-3.84E-05 |
A16 |
-7.13E-07 |
-1.82E-06 |
-1.93E-06 |
2.33E-06 |
A18 |
4.03E-08 |
1.08E-07 |
1.00E-07 |
-8.88E-08 |
A20 |
-9.52E-10 |
-3.02E-09 |
-2.52E-09 |
5.66E-10 |
表面 |
5 |
6 |
7 |
8 |
K |
0.805951873 |
-22.1387899 |
-0.31272091 |
2.688510596 |
A4 |
0.025171264 |
-0.01650501 |
-0.03090811 |
-0.00799749 |
A6 |
-0.02497939 |
0.02111696 |
0.081366839 |
0.046477132 |
A8 |
0.010172596 |
-0.01918977 |
-0.07700059 |
-0.04578506 |
A10 |
-3.21E-03 |
0.010282134 |
4.48E-02 |
2.71E-02 |
A12 |
0.001226423 |
-0.00299737 |
-0.01636234 |
-0.01020868 |
A14 |
-0.00041431 |
0.000452051 |
0.003724139 |
0.002425655 |
A16 |
8.40E-05 |
-2.77E-05 |
-0.00051179 |
-0.00035165 |
A18 |
-8.74E-06 |
-5.00E-07 |
3.85E-05 |
2.83E-05 |
A20 |
3.63E-07 |
9.47E-08 |
-1.20E-06 |
-9.66E-07 |
第二实施例
参考图3,在第二实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4。图4包括第二实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面,像侧面S2于近轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凹面,像侧面S4于近轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凸面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面,像侧面S6于近轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面,像侧面S8于近轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
另外,第二实施例中的各透镜参数由表3和表4给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表3
另外,该实施例中的各透镜及其中部分透镜所构成的透镜组的焦距如下:
f1(mm) |
f2(mm) |
f3(mm) |
f4(mm) |
9.382279 |
-8.509134 |
9.228671 |
-17.37435 |
|
f23(mm) |
f34(mm) |
f234(mm) |
|
-1531.755 |
18.495113 |
-15.93655 |
表4
该实施例中的摄像模组10满足以下关系:
TTL/(ImgH*2) |
2.599 |
Yr11/Yr42 |
1.338 |
DL/TTL |
0.312 |
|f1/f4| |
0.54 |
TTL/f |
0.983 |
|V2-V1| |
36.87 |
第三实施例
参考图5,在第三实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4。图6包括第三实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面,像侧面S2于近轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面,像侧面S4于近轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凸面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面,像侧面S6于近轴处为凹面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面,像侧面S8于近轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
另外,第三实施例中的各透镜参数由表5和表6给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表5
另外,该实施例中的各透镜及其中部分透镜所构成的透镜组的焦距如下:
f1(mm) |
f2(mm) |
f3(mm) |
f4(mm) |
15.973293 |
-53.60722 |
24.04827 |
-31.87464 |
|
f23(mm) |
f34(mm) |
f234(mm) |
|
45.191279 |
94.514522 |
-118.4324 |
表6
该实施例中的摄像模组10满足以下关系:
TTL/(ImgH*2) |
2.599 |
Yr11/Yr42 |
1.310 |
DL/TTL |
0.309 |
|f1/f4| |
0.501 |
TTL/f |
0.983 |
|V2-V1| |
36.87 |
第四实施例
参考图7,在第四实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4。图8包括第四实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面,像侧面S2于近轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面,像侧面S4于近轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凸面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面,像侧面S6于近轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面,像侧面S8于近轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
另外,第四实施例中的各透镜参数由表7和表8给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表7
另外,该实施例中的各透镜及其中部分透镜所构成的透镜组的焦距如下:
f1(mm) |
f2(mm) |
f3(mm) |
f4(mm) |
11.213063 |
-11.59779 |
12.20608 |
-26.85739 |
|
f23(mm) |
f34(mm) |
f234(mm) |
|
-582.3395 |
21.81583 |
-24.90823 |
表8
表面 |
1 |
2 |
3 |
4 |
K |
-0.1302157 |
-33.249189 |
-99 |
-2.261386 |
A4 |
-1.62E-03 |
-0.0307761 |
-0.0017201 |
0.04199337 |
A6 |
1.10E-04 |
0.02902847 |
0.01252264 |
-0.0306465 |
A8 |
2.39E-04 |
-0.0137182 |
-9.12E-03 |
0.01205173 |
A10 |
-1.25E-04 |
0.00385323 |
3.37E-03 |
-2.94E-03 |
A12 |
2.97E-05 |
-6.58E-04 |
-0.0007293 |
0.00047883 |
A14 |
-3.88E-06 |
6.76E-05 |
9.58E-05 |
-6.33E-05 |
A16 |
2.84E-07 |
-3.98E-06 |
-7.52E-06 |
7.86E-06 |
A18 |
-1.09E-08 |
1.20E-07 |
3.26E-07 |
-7.16E-07 |
A20 |
1.70E-10 |
-1.31E-09 |
-6.03E-09 |
2.98E-08 |
表面 |
5 |
6 |
7 |
8 |
K |
0.38782007 |
99 |
-0.8187223 |
2.39358229 |
A4 |
0.02838424 |
0.00354102 |
-0.0057968 |
0.00340256 |
A6 |
-0.0377437 |
-0.0292432 |
0.00613348 |
0.01331464 |
A8 |
0.02552269 |
0.03645193 |
0.01635884 |
-0.0043365 |
A10 |
-1.20E-02 |
-0.0225148 |
-1.67E-02 |
-1.27E-03 |
A12 |
0.0038425 |
0.00823862 |
0.00756279 |
0.00139484 |
A14 |
-0.0008153 |
-0.0018537 |
-0.0019453 |
-0.0004881 |
A16 |
1.08E-04 |
2.50E-04 |
0.00029087 |
8.96E-05 |
A18 |
-8.05E-06 |
-1.83E-05 |
-2.34E-05 |
-8.60E-06 |
A20 |
2.58E-07 |
5.55E-07 |
7.72E-07 |
3.40E-07 |
该实施例中的摄像模组10满足以下关系:
第五实施例
参考图9,在第五实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4。图10包括第五实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面,像侧面S2于近轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面,像侧面S4于近轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凸面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面,像侧面S6于近轴处为凹面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面,像侧面S8于近轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
另外,第五实施例中的各透镜参数由表9和表10给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表9
另外,该实施例中的各透镜及其中部分透镜所构成的透镜组的焦距如下:
f1(mm) |
f2(mm) |
f3(mm) |
f4(mm) |
10.361556 |
-10.97832 |
13.681355 |
-27.11101 |
|
f23(mm) |
f34(mm) |
f234(mm) |
|
-71.2416 |
26.10275 |
-18.75318 |
表10
该实施例中的摄像模组10满足以下关系:
TTL/(ImgH*2) |
2.599 |
Yr11/Yr42 |
1.315 |
DL/TTL |
0.382 |
|f1/f4| |
0.382 |
TTL/f |
0.977 |
|V2-V1| |
36.87 |
第六实施例
参考图11,在第六实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4。图12包括第六实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面,像侧面S2于近轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面,像侧面S4于近轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凸面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面,像侧面S6于近轴处为凹面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面,像侧面S8于近轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
另外,第六实施例中的各透镜参数由表11和表12给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表11
另外,该实施例中的各透镜及其中部分透镜所构成的透镜组的焦距如下:
f1(mm) |
f2(mm) |
f3(mm) |
f4(mm) |
12.508984 |
-11.28335 |
17.835487 |
41.028208 |
|
f23(mm) |
f34(mm) |
f234(mm) |
|
-29.16714 |
13.915444 |
-184.6203 |
表12
表面 |
1 |
2 |
3 |
4 |
K |
-0.0664473 |
-27.191822 |
-67.522309 |
-1.9408322 |
A4 |
-2.02E-03 |
-0.0136949 |
-0.0013052 |
0.02570348 |
A6 |
7.02E-04 |
0.01236313 |
0.01392969 |
-0.0048971 |
A8 |
-1.62E-04 |
-0.0056115 |
-1.02E-02 |
-0.0049634 |
A10 |
1.88E-05 |
0.00154649 |
3.77E-03 |
2.35E-03 |
A12 |
7.11E-08 |
-2.65E-04 |
-0.0008086 |
-3.80E-05 |
A14 |
-2.67E-07 |
2.81E-05 |
1.04E-04 |
-1.75E-04 |
A16 |
2.98E-08 |
-1.81E-06 |
-7.94E-06 |
4.10E-05 |
A18 |
-1.41E-09 |
6.45E-08 |
3.33E-07 |
-3.48E-06 |
A20 |
2.48E-11 |
-9.91E-10 |
-5.95E-09 |
8.97E-08 |
表面 |
5 |
6 |
7 |
8 |
K |
-3.1802641 |
90.8648483 |
0.83709656 |
1.69452568 |
A4 |
0.02736044 |
0.02198341 |
0.02435986 |
0.00774765 |
A6 |
-0.0261461 |
-0.0300662 |
-0.0264638 |
-0.003896 |
A8 |
0.01379177 |
0.0191796 |
0.01764932 |
0.00197697 |
A10 |
-7.86E-03 |
-0.0096186 |
-8.25E-03 |
-4.91E-04 |
A12 |
0.0037065 |
0.00409679 |
0.00318624 |
8.81E-05 |
A14 |
-0.0010974 |
-0.0012098 |
-0.0008846 |
-1.71E-05 |
A16 |
1.86E-04 |
2.14E-04 |
0.0001504 |
2.89E-06 |
A18 |
-1.64E-05 |
-2.00E-05 |
-1.37E-05 |
-2.84E-07 |
A20 |
5.88E-07 |
7.65E-07 |
5.15E-07 |
1.14E-08 |
该实施例中的摄像模组10满足以下关系:
TTL/(ImgH*2) |
2.599 |
Yr11/Yr42 |
1.15 |
DL/TTL |
0.401 |
|f1/f4| |
0.305 |
TTL/f |
1.12 |
|V2-V1| |
36.87 |
第七实施例
参考图13,在第七实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4。图14包括第七实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面,像侧面S2于近轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面,像侧面S4于近轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凸面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面,像侧面S6于近轴处为凹面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面,像侧面S8于近轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
另外,第七实施例中的各透镜参数由表13和表14给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表13
另外,该实施例中的各透镜及其中部分透镜所构成的透镜组的焦距如下:
f1(mm) |
f2(mm) |
f3(mm) |
f4(mm) |
11.624472 |
-10.68155 |
13.68833 |
-327.7394 |
|
f23(mm) |
f34(mm) |
f234(mm) |
|
-53.63707 |
15.273672 |
-48.49949 |
表14
该实施例中的摄像模组10满足以下关系:
TTL/(ImgH*2) |
2.599 |
Yr11/Yr42 |
1.228 |
DL/TTL |
0.306 |
|f1/f4| |
0.035 |
TTL/f |
1.069 |
|V2-V1| |
36.87 |
第八实施例
参考图15,在第八实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4。图16包括第八实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面,像侧面S2于近轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面,像侧面S4于近轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凸面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面,像侧面S6于近轴处为凹面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面,像侧面S8于近轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
另外,第八实施例中的各透镜参数由表15和表16给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表15
另外,该实施例中的各透镜及其中部分透镜所构成的透镜组的焦距如下:
f1(mm) |
f2(mm) |
f3(mm) |
f4(mm) |
14.871094 |
-24.13209 |
50.636347 |
48.843303 |
|
f23(mm) |
f34(mm) |
f234(mm) |
|
-43.66889 |
26.244265 |
-817.5008 |
表16
表面 |
1 |
2 |
3 |
4 |
K |
-0.1225486 |
-25.855245 |
-27.291748 |
0.44657997 |
A4 |
-2.53E-03 |
-0.0303547 |
-0.000457 |
0.04408314 |
A6 |
8.96E-04 |
0.02989211 |
0.0096415 |
-0.0316701 |
A8 |
-2.26E-04 |
-0.014706 |
-6.57E-03 |
0.01191315 |
A10 |
3.67E-05 |
0.00438667 |
2.26E-03 |
-2.24E-03 |
A12 |
-3.55E-06 |
-8.25E-04 |
-4.56E-04 |
-1.10E-05 |
A14 |
1.56E-07 |
9.86E-05 |
5.61E-05 |
1.06E-04 |
A16 |
4.45E-09 |
-7.29E-06 |
-4.19E-06 |
-2.45E-05 |
A18 |
-7.60E-10 |
3.05E-07 |
1.77E-07 |
2.54E-06 |
A20 |
2.17E-11 |
-5.52E-09 |
-3.26E-09 |
-1.04E-07 |
表面 |
5 |
6 |
7 |
8 |
K |
-2.7518914 |
-9.3961434 |
0.76469719 |
2.48388528 |
A4 |
0.02455897 |
0.01105417 |
0.0061247 |
0.00560678 |
A6 |
-0.0282667 |
-0.0201324 |
-0.0083346 |
-0.0020513 |
A8 |
0.01359962 |
0.01339749 |
0.01002588 |
0.0033303 |
A10 |
-3.86E-03 |
-0.0046157 |
-5.33E-03 |
-1.98E-03 |
A12 |
0.00067934 |
0.00094425 |
0.00176869 |
6.75E-04 |
A14 |
-8.09E-05 |
-0.0001295 |
-0.0003955 |
-1.43E-04 |
A16 |
7.22E-06 |
1.33E-05 |
5.74E-05 |
1.88E-05 |
A18 |
-4.19E-07 |
-9.68E-07 |
-4.83E-06 |
-1.42E-06 |
A20 |
9.35E-09 |
3.38E-08 |
1.77E-07 |
4.78E-08 |
该实施例中的摄像模组10满足以下关系:
TTL/(ImgH*2) |
2.599 |
Yr11/Yr42 |
1.223 |
DL/TTL |
0.312 |
|f1/f4| |
0.304 |
TTL/f |
1.069 |
|V2-V1| |
36.87 |
在一些实施例中,光学系统10还包括反射元件,反射元件设置于第一透镜L1的物侧,反射元件用于将入射光线反射至第一透镜L1。具体地,反射元件可以为平面反射镜、三棱镜等。反射元件包括反射面,当入射光束到达反射面时将被反射至第一透镜L1。在一个实施例中,三棱镜为直角三棱镜,直角三棱镜中斜边所对应的斜面作为反射面,一个直角边对应的侧面作为入射面,另一个直角边对应的侧面作为出射面,反射元件的出射面与各透镜的光轴垂直,且斜面与各透镜的光轴呈45°夹角,当入射光束从入射面入射至直角三棱镜后,光束将到达反射面并被反射至出射面,最后从出射面出射至第一透镜L1。
参考图17,本申请的一些实施例还提供了一种摄像模组20,光学系统10与感光元件210组装以形成摄像模组20,感光元件210设置于光学系统10的像侧。感光元件210可以为CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor,互补金属氧化物半导体)。一般地,在装配时,光学系统10的成像面S11与感光元件210的感光表面重叠。
在一些实施例中,摄像模组20包括设于第四透镜L4与感光元件210之间的红外滤光片110,红外滤光片110用于滤除红外光。在一些实施例中,红外滤光片110能够安装至镜头的像端。
通过采用上述光学系统10,摄像模组20同样能够拥有良好的远摄特性,同时也能确保拥有良好的成像质量。
参考图18,本申请的一些实施例还提供了一种电子设备30,摄像模组20装配于电子设备30中。具体地,电子设备30包括固定件310,摄像模组20安装于固定件310,固定件310可以为电路板、中框、支架等部件。电子设备30可以为但不限于智能手机、智能手表、电子书阅读器、车载摄像装置、监控设备、医疗设备(如内窥镜)、平板电脑、生物识别设备(如指纹识别设备或瞳孔识别设备等)、PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)、无人机等。具体地,在一些实施例中,电子设备30为智能手机,智能手机包括中框和电路板,电路板设置于中框,摄像模组20安装于智能手机的中框,且其中的感光元件210与电路板电性连接。通过采用上述摄像模组20,电子设备30将拥有良好的远摄性能,且同时还能拥有良好的成像质量。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。