CN111830678A - 光学系统、取像模组、电子设备及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学系统、取像模组、电子设备及汽车。光学系统由物侧至像侧依次包括:具有负屈折力的第一透镜,物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凹面;具有负屈折力的第二透镜,物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凹面;具有正屈折力的第三透镜;光阑;具有正屈折力的第四透镜;具有正屈折力的第五透镜;具有负屈折力的第六透镜;光学系统满足条件式:‑20≤f5*f6/f≤‑10;其中,f5为第五透镜的有效焦距,f6为第六透镜的有效焦距,f为光学系统的有效焦距。上述光学系统,具备优良的成像质量。
Description
技术领域
本发明涉及摄像领域,特别是涉及一种光学系统、取像模组、电子设备及汽车。
背景技术
随着人们对汽车的行驶安全性要求的不断提高,越来越多的汽车上设置有车载摄像镜头,用于拍摄汽车四周的景物图像,使驾驶员能够更清楚地了解汽车四周的路况信息,避免碾压、刮蹭等事故的发生,提高汽车的行驶安全性。但是,目前的车载摄像镜头的成像质量不足,对汽车四周的景物成像不够清晰,难以满足行驶安全性的要求。
发明内容
基于此,有必要针对目前车载摄像镜头对像差的校正能力不足,导致车载摄像镜头的成像质量下降的问题,提供一种光学系统、取像模组、电子设备及汽车。
一种光学系统,由物侧至像侧依次包括:
具有负屈折力的第一透镜,所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凹面;
具有负屈折力的第二透镜,所述第二透镜的物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凹面;
具有正屈折力的第三透镜;
具有正屈折力的第四透镜;
具有正屈折力的第五透镜;
具有负屈折力的第六透镜;
且所述光学系统满足以下条件式:
-20mm≤f5*f6/f≤-10mm;
其中,f5为所述第五透镜的有效焦距,f6为所述第六透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。
上述光学系统,具有正屈折力的第五透镜以及具有负屈折力的第六透镜所组成的后透镜组,能够对所述后透镜组物侧的各透镜偏折光线所产生的像差进行校正,以提升所述光学系统的成像质量。满足上述条件式时,能够避免所述后透镜组整体屈折力过强而导致光线偏折角度过大,实现光线经所述后透镜组偏折后的射出角度降低的效果,进而减小所述光学系统的成像面上光线的入射角度,以使所述光学系统能够更好地匹配感光元件的感光性能,提升所述光学系统的成像质量。当f5*f6/f>-10时,不利于抑制边缘视场光线于所述光学系统的成像面上产生的高阶像差。当f5*f6/f<-20时,不利于抑制所述光学系统的色差的产生,导致所述光学系统的成像质量的下降。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
4≤(R1-R2)/f≤7;
其中,R1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,R2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径,f为所述光学系统的有效焦距。通过对所述第一透镜的物侧面及像侧面的面型进行设置,使靠近所述光学系统的物侧的所述第一透镜为所述光学系统提供负屈折力。满足上述条件式时,能够避免所述第一透镜的物侧面及像侧面的面型弯曲程度差异过大而增加所述第一透镜的加工难度,同时也能够抑制所述光学系统大角度视场的像散的产生。当(R1-R2)/f<4时,所述光学系统的屈折力不足,导致大角度视场光线难以入射至所述光学系统,不利于扩大所述光学系统的最大视场角。当(R1-R2)/f>7时,所述第一透镜的物侧面及像侧面的面型弯曲程度差异过大,导致所述第一透镜的加工困难,同时容易产生较强的像散和色差,不利于提升所述光学系统的成像质量。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
1.5≤R1/ED1≤2.1;
其中,R1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,ED1为所述第一透镜的物侧面的最大有效孔径的一半。将所述第一透镜的物侧面设置为凸面,当满足上述条件式时,能够对所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径以及最大有效孔径进行合理配置,使大角度光线能够射入所述光学系统中并于成像面上会聚,以扩大所述光学系统的最大视场角。同时也能够缩短所述第一透镜的最大有效孔径,以满足摄像镜头的小头部设计的要求。当R1/ED1>2.1时,所述第一透镜的物侧面的面型过于平缓,不利于大角度光线射入所述光学系统,导致所述光学系统难以实现广角化设计。当R1/ED1<1.5时,所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径过小,则所述第一透镜的物侧面的面型过于弯曲,不利于系统的像差校正及透镜的加工,或者也容易导致所述第一透镜的最大有效孔径过大,不利于摄像镜头的小头部设计。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
R3/f2≥50;
其中,R3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,f2为所述第二透镜的有效焦距。若所述第二透镜的负屈折力过强,容易增大所述第二透镜的公差敏感度,同时容易增大所述光学系统在组装过程中的偏心敏感度,影响所述光学系统的组装良率。满足上述条件式时,能够增大所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,进而降低所述光学系统在组装过程中对所述第二透镜的偏心敏感度,以提升所述光学系统的组装良率。当R3/f2<50时,所述第二透镜的物侧面的面型过于弯曲,会增大所述光学系统在组装过程中的偏心敏感度,导致所述光学系统的组装良率下降,进而导致所述光学系统的生产成本增加。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
1≤R4/SAG4≤4;
其中,R4为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径,SAG4为所述第二透镜的像侧面最大有效孔径处的矢高。所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径影响所述第二透镜的屈折力强弱,当所述第二透镜的像侧面的面型弯曲程度越大,则所述第二透镜的负屈折力越强,越有利于偏折经所述第二透镜的光线,使光线能够更好地会聚于所述光学系统的成像面上。满足上述条件式时,在增强所述第二透镜的负屈折力的同时,也能够有效校正所述第一透镜偏折光线所产生的像散。另外,也能够避免所述第二透镜的像侧面的面型过于弯曲而导致所述第二透镜的加工难度增大。当R4/SAG4>4时,所述第二透镜的负屈折力不足,不利于校正所述光学系统的像差。当R4/SAG4<1时,所述第二透镜的像侧面的面型过于弯曲,会增大所述第二透镜的加工难度,进而导致所述第二透镜在非球面工艺成型过程中容易出现破裂等问题。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
-16mm≤f2*f3/f≤3mm;
其中,f2为所述第二透镜的有效焦距,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。通过所述第二透镜为所述光学系统提供负屈折力,有利于扩大所述光学系统中光束的宽度,以扩大大角度视场的光线经所述第一透镜偏折后的光束宽度。而通过设置具有正屈折力的所述第三透镜,能够减小经所述第二透镜后的光线的偏转角度,使光束充满所述光学系统的光瞳。满足上述条件式时,有利于校正所述第二透镜及所述第三透镜偏折光线所产生的像差,提升所述光学系统的成像质量。当f2*f3/f超出上述条件式的范围时,不利于校正所述光学系统的像差,进而导致所述光学系统的成像质量下降。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
2≤CT3/SAG5≤15;
其中,CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度,即所述第三透镜的中心厚度,SAG5为所述第三透镜的物侧面最大有效孔径处的矢高,即所述第三透镜的物侧面与光轴的交点至所述第三透镜的物侧面的最大有效孔径处的距离,且当所述第三透镜的物侧面的最大有效孔径处位于所述第三透镜的物侧面中心的像侧时,SAG5为正,当所述第三透镜的物侧面的最大有效孔径处位于所述第三透镜的物侧面中心的物侧时,SAG5为负。满足上述条件式时,能够对所述第三透镜的中心厚度与所述第三透镜的物侧面的矢高进行合理配置,使所述第三透镜在具备较强的正屈折力的同时,所述第三透镜的中心厚度不会过大,且所述第三透镜的物侧面的面型也不会过度弯曲,进而避免所述第三透镜的加工难度增大而导致所述光学系统生产成本增加。当CT3/SAG5<2时,所述第三透镜的物侧面的面型过于弯曲,导致所述第三透镜的加工难度增大,进而导致所述光学系统生产成本的增加,同时也会导致所述光学系统的边缘视场容易产生像差,不利于提升所述光学系统的成像质量。当CT3/SAG5>15时,所述第三透镜的中心厚度过大,导致所述光学系统中透镜的密度过大,进而导致所述光学系统的重量增加,不利于减小所述光学系统的重量,也不利于所述光学系统的小型化设计。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
Vdi≤25;
其中,Vdi为所述光学系统中第i透镜在d线下的阿贝数,i为1、2、3、4、5、6中的至少一个。满足上述条件式时,能够对所述光学系统中透镜的材料进行合理配置,有利于校正所述光学系统的色差,进而提升所述光学系统的成像质量。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
6.0≤TTL/CT4≤9.2;
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,即所述光学系统的系统总长,CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度。满足上述条件式时,能够对所述光学系统的系统总长以及所述第四透镜的中心厚度进行合理配置,有利于缩短所述光学系统的系统总长,以满足小型化设计的要求,同时有利于减小所述光学系统的重量。当TTL/CT4<6.0时,所述光学系统中第四透镜的中心厚度过大,导致所述第四透镜于所述光学系统中的重量占比过大,不利于减小所述光学系统的重量。当TTL/CT4>9.2时,所述光学系统的系统总长过长,不利于所述光学系统的小型化设计。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
4.5mm≤2f*tan(VFOV/2)≤5.5mm;
其中,f为所述光学系统的有效焦距,VFOV为所述光学系统于成像面上有效像素区域竖直方向上的最大视场角。满足上述条件式时,能够扩大所述光学系统于成像面有效像素区域竖直方向上的最大视场角,以满足大视角拍摄的要求。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
HFOV≥180°;
其中,HFOV为所述光学系统于成像面上有效像素区域水平方向上的最大视场角。满足上述条件式时,能够扩大所述光学系统于成像面有效像素区域水平方向上的最大视场角,以满足大视角拍摄的要求。
一种取像模组,包括感光元件以及上述任一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。在所述取像模组中采用上述光学系统,所述光学系统的像差能够得到更好地校正,具备优良的成像质量,进而使所述取像模组也具备优良的成像质量。
一种电子设备,包括壳体以及上述的取像模组,所述取像模组设置于所述壳体。在所述电子设备中采用上述取像模组,所述光学系统的像差能够得到更好地校正,使所述电子设备具备优良的成像质量。当运用于车载摄像领域时,所述电子设备对汽车四周的景物能够成清晰图像,以满足行驶安全性的要求。
一种汽车,包括安装件以及上述的电子设备,所述电子设备设置于所述安装件。在所述汽车中采用所述电子设备,有利于所述汽车对四周的景物能够成清晰图像,以满足行驶安全性的要求。
附图说明
图1为本申请第一实施例中的光学系统的示意图;
图2为本申请第一实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图;
图3为本申请第二实施例中的光学系统的示意图;
图4为本申请第二实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图;
图5为本申请第三实施例中的光学系统的示意图;
图6为本申请第三实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图;
图7为本申请第四实施例中的光学系统的示意图;
图8为本申请第四实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图;
图9为本申请第五实施例中的光学系统的示意图;
图10为本申请第五实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图;
图11为本申请第六实施例中的光学系统的示意图;
图12为本申请第六实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图;
图13为本申请一实施例中的取像模组的示意图;
图14为本申请一实施例中的电子设备的示意图;
图15为本申请一实施例中的汽车的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,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”另一个元件,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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
请参见图1,在本申请的一些实施例中,光学系统100由物侧到像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。具体地,第一透镜L1包括物侧面S1及像侧面S2,第二透镜L2包括物侧面S3及像侧面S4,第三透镜L3包括物侧面S5及像侧面S6,第四透镜L4包括物侧面S7及像侧面S8,第五透镜L5包括物侧面S9及像侧面S10,第六透镜L6包括物侧面S11及像侧面S12。且光学系统100能够与镜筒组装形成摄像镜头。
其中,第一透镜L1具有负屈折力,且第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面,像侧面S2于近轴处为凹面。第二透镜L2具有负屈折力,且第二透镜L2的物侧面S3及像侧面S4于近轴处均为凹面。第三透镜L3具有正屈折力。第四透镜L4具有正屈折力。第五透镜L5具有正屈折力。第六透镜L6具有负屈折力。
另外,在一些实施例中,光学系统100设置有光阑STO,光阑STO可设置于第四透镜L1的物侧。在一些实施例中,光学系统100还包括设置于第六透镜L6像侧的红外滤光片L7,红外滤光片L7包括物侧面S13及像侧面S14。进一步地,光学系统100还包括位于第六透镜L6像侧的像面S17,像面S17即为光学系统100的成像面,入射光经第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6调节后能够成像于像面S19。值得注意的是,红外滤光片L7可为红外截止滤光片,用于滤除干扰光,防止干扰光到达光学系统100的像面S17而影响正常成像。并且,在一些实施例中,光学系统100还包括设置于红外滤光片L7像侧的保护玻璃L8,用于保护设置于光学系统100的感光元件。
在一些实施例中,光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面均为非球面。非球面结构的采用能够提高透镜设计的灵活性,并有效地校正球差,改善成像质量。在另一些实施例中,光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面也可以均为球面。需要注意的是,上述实施例仅是对本申请的一些实施例的举例,在一些实施例中,光学系统100中各透镜的表面可以是非球面或球面的任意组合。例如,在一些实施例中,第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的物侧面及像侧面均为非球面,而第一透镜L1、第五透镜L5及第六透镜L6的物侧面及像侧面均为球面。
在一些实施例中,光学系统100中的各透镜的材质可以均为玻璃或均为塑料。采用塑料材质的透镜能够减少光学系统100的重量并降低生产成本。而采用玻璃材质的透镜使光学系统100具备优良的光学性能以及较高的耐温性能。需要注意的是,光学系统100中各透镜的材质也可以为玻璃和塑料的任意组合,并不一定要是均为玻璃或均为塑料。
需要注意的是,第一透镜L1并不意味着只存在一片透镜,在一些实施例中,第一透镜L1中也可以存在两片或多片透镜,两片或多片透镜能够形成胶合透镜,胶合透镜最靠近物侧的表面可视为物侧面S1,最靠近像侧的表面可视为像侧面S2。或者,第一透镜L1中的各透镜之间并不形成胶合透镜,但各透镜之间的距离相对固定,此时最靠近物侧的透镜的物侧面为物侧面S1,最靠近像侧的透镜的像侧面为像侧面S2。另外,一些实施例中的第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5或第六透镜L6中的透镜数量也可大于或等于两片,且任意相邻透镜之间可以形成胶合透镜,也可以为非胶合透镜。
进一步地,在一些实施例中,光学系统100满足条件式:-20mm≤f5*f6/f≤-10mm;其中,f5为第五透镜L5的有效焦距,f6为第六透镜L6的有效焦距,f为光学系统100的有效焦距。具体地,f5*f6/f可以为:-17.22、-16.89、-16.52、-15.34、-15.01、-14.99、-14.63、-14.28、-13.87或-13.65,数据单位为mm。具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6所组成的后透镜组,能够对后透镜组物侧的各透镜偏折光线所产生的像差进行校正,以提升光学系统100的成像质量。满足上述条件式时,能够避免后透镜组整体屈折力过强而导致光线偏折角度过大,实现光线经后透镜组偏折后的射出角度降低的效果,进而减小光学系统100的成像面上光线的入射角度,以使光学系统100能够更好地匹配感光元件的感光性能,提升光学系统100的成像质量。当f5*f6/f>-10时,不利于抑制边缘视场光线于光学系统100的成像面上产生的高阶像差。当f5*f6/f<-20时,不利于抑制光学系统100的色差的产生,导致光学系统100的成像质量的下降。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:4≤(R1-R2)/f≤7;其中,R1为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径,R2为第一透镜L1的像侧面S2于光轴处的曲率半径,f为光学系统100的有效焦距。具体地,(R1-R2)/f可以为:5.32、5.39、5.41、5.48、5.56、5.63、5.74、5.82、5.96、或6.00。通过对第一透镜L1的物侧面S1及像侧面S2的面型进行设置,使靠近光学系统100的物侧的第一透镜L1为光学系统100提供负屈折力。满足上述条件式时,能够避免第一透镜L1的物侧面S1及像侧面S2的面型弯曲程度差异过大而增加第一透镜L1的加工难度,同时也能够抑制光学系统100大角度视场的像散的产生。当(R1-R2)/f<4时,光学系统100的屈折力不足,导致大角度视场光线难以入射至光学系统100,不利于扩大光学系统100的最大视场角。当(R1-R2)/f>7时,第一透镜L1的物侧面S1及像侧面S2的面型弯曲程度差异过大,导致第一透镜L1的加工困难,同时容易产生较强的像散和色差,不利于提升光学系统100的成像质量。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:1.5≤R1/ED1≤2.1;其中,R1为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径,ED1为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效孔径的一半。具体地,R1/ED1可以为:1.62、1.64、1.66、1.67、1.69、1.71、1.73、1.74、1.76或1.79。将第一透镜L1的物侧面S1设置为凸面,当满足上述条件式时,能够对第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径以及最大有效孔径进行合理配置,使大角度光线能够射入光学系统100中并于成像面上会聚,以扩大光学系统100的最大视场角。同时也能够缩短第一透镜L1的最大有效孔径,以满足摄像镜头的小头部设计的要求。当R1/ED1>2.1时,第一透镜L1的物侧面S1的面型过于平缓,不利于大角度光线射入光学系统100,导致光学系统100难以实现广角化设计。当R1/ED1<1.5时,第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径过小,则第一透镜L1的物侧面S1的面型过于弯曲,不利于系统的像差校正及透镜的加工,或者也容易导致第一透镜L1的最大有效孔径过大,不利于摄像镜头的小头部设计。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:R3/f2≥50;其中,R3为第二透镜L2的物侧面S3于光轴处的曲率半径,f2为第二透镜L2的有效焦距。具体地,R3/f2可以为:59.36、62.34、64.25、68.75、72.16、75.99、77.01、79.23、80.66或82.10。若第二透镜L2的负屈折力过强,容易增大第二透镜L2的公差敏感度,同时容易增大光学系统100在组装过程中的偏心敏感度,影响光学系统100的组装良率。满足上述条件式时,能够增大第二透镜L2的物侧面S3于光轴处的曲率半径,进而降低光学系统100在组装过程中对第二透镜L2的偏心敏感度,以提升光学系统100的组装良率。当R3/f2<50时,第二透镜L2的物侧面S3的面型过于弯曲,会增大光学系统100在组装过程中的偏心敏感度,导致光学系统100的组装良率下降,进而导致光学系统100的生产成本增加。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:1≤R4/SAG4≤4;其中,R4为第二透镜L2的像侧面S4于光轴处的曲率半径,SAG4为第二透镜L2的像侧面S4最大有效孔径处的矢高。具体地,R4/SAG4可以为:1.17、1.32、1.75、1.96、2.23、2.54、2.76、2.95、3.14或3.27。第二透镜L2的像侧面S4于光轴处的曲率半径影响第二透镜L2的屈折力强弱,当第二透镜L2的像侧面S4的面型弯曲程度越大,则第二透镜L2的负屈折力越强,越有利于偏折经第二透镜L2的光线,使光线能够更好地会聚于光学系统100的成像面上。满足上述条件式时,在增强第二透镜L2的负屈折力的同时,也能够有效校正第一透镜L1偏折光线所产生的像散。另外,也能够避免第二透镜L2的像侧面S4的面型过于弯曲而导致第二透镜L2的加工难度增大。当R4/SAG4>4时,第二透镜L2的负屈折力不足,不利于校正光学系统100的像差。当R4/SAG4<1时,第二透镜L2的像侧面S4的面型过于弯曲,会增大第二透镜L2的加工难度,进而导致第二透镜L2在非球面工艺成型过程中容易出现破裂等问题。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:-16mm≤f2*f3/f≤3mm;其中,f2为第二透镜L2的有效焦距,f3为第三透镜L3的有效焦距,f为光学系统100的有效焦距。具体地,f2*f3/f可以为:-14.99、-13.25、-12.63、-11.27、-10.67、-9.38、-7.26、-6.55、-5.32或-4.15,数据单位为mm。通过第二透镜L2为光学系统100提供负屈折力,有利于扩大光学系统100中光束的宽度,以扩大大角度视场的光线经第一透镜L1偏折后的光束宽度。而通过设置具有正屈折力的第三透镜L3,能够减小经第二透镜L2后的光线的偏转角度,使光束充满光学系统100的光瞳。满足上述条件式时,有利于校正第二透镜L2及第三透镜L3偏折光线所产生的像差,提升光学系统100的成像质量。当f2*f3/f超出上述条件式的范围时,不利于校正光学系统100的像差,进而导致光学系统100的成像质量下降。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:2≤CT3/SAG5≤15;其中,CT3为第三透镜L3于光轴上的厚度,即第三透镜L3的中心厚度,SAG5为第三透镜L3的物侧面S5最大有效孔径处的矢高。具体地,CT3/SAG5可以为:2.57、3.84、4.63、6.89、8.34、9.25、10.50、11.67、12.33或13.62。满足上述条件式时,能够对第三透镜L3的中心厚度与第三透镜L3的物侧面S5的矢高进行合理配置,使第三透镜L3在具备较强的正屈折力的同时,第三透镜L3的中心厚度不会过大,且第三透镜L3的物侧面S5的面型也不会过度弯曲,进而避免第三透镜L3的加工难度增大而导致光学系统100的生产成本增加。当CT3/SAG5<2时,第三透镜L3的物侧面S5的面型过于弯曲,导致第三透镜L3的加工难度增大,进而导致光学系统100生产成本的增加;同时也会导致光学系统100的边缘视场容易产生像差,不利于提升光学系统100的成像质量。当CT3/SAG5>15时,第三透镜L3的中心厚度过大,导致光学系统100中透镜的密度过大,进而导致光学系统100的重量增加,不利于减小光学系统100的重量,也不利于光学系统100的小型化设计。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:Vdi≤25;其中,Vdi为光学系统100第i透镜在d线下的阿贝数,i为1、2、3、4、5、6中的其中一个。具体地,Vd3可以为:20.10、20.16、20.56、20.97、21.18、21.32、21.86、22.43或23.13;Vd6可以为:16.48。满足上述条件式时,能够对光学系统100中透镜的材料进行合理配置,有利于校正光学系统100的色差,进而提升光学系统100的成像质量。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:6.0≤TTL/CT4≤9.2;其中,TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面于光轴上的距离,即光学系统100的系统总长,CT4为第四透镜L4于光轴上的厚度。具体地,TTL/CT4可以为:7.88、7.90、7.95、7.96、7.99、8.01、8.03、8.06、8.11或8.18。满足上述条件式时,能够对光学系统100的系统总长以及第四透镜L4的中心厚度进行合理配置,有利于缩短光学系统100的系统总长,以满足小型化设计的要求,同时有利于减小光学系统100的重量。当TTL/CT4<6.0时,光学系统100中第四透镜L4的中心厚度过大,导致第四透镜L4于光学系统100中的重量占比过大,不利于减小光学系统100的重量。当TTL/CT4>9.2时,光学系统100的系统总长过长,不利于光学系统100的小型化设计。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:4.5mm≤2f*tan(VFOV/2)≤5.5mm;其中,f为光学系统100的有效焦距,VFOV为光学系统100于成像面上有效像素区域竖直方向上的最大视场角。具体地,2f*tan(VFOV/2)可以为:5.05、5.07、5.09、5.13、5.15、5.16、5.18、5.19、5.20或5.21,数据单位为mm。满足上述条件式时,能够扩大光学系统100于成像面有效像素区域竖直方向上的最大视场角,以满足大视角拍摄的要求。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:HFOV≥180°;其中,HFOV为光学系统100于成像面上有效像素区域水平方向上的最大视场角。具体地,HFOV可以为:200.7、200.8、200.9或201.0。满足上述条件式时,能够扩大光学系统100于成像面有效像素区域水平方向上的最大视场角,以满足大视角拍摄的要求。
根据上述各实施例的描述,以下提出更为具体的实施例及附图予以详细说明。
第一实施例
请参见图1和图2,图1为第一实施例中的光学系统100的示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜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、包括光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图2由左至右依次为第一实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图,其中像散图和畸变图的参考波长为587.5618nm,并且,在本申请的第二实施例、第三实施例以及第四实施例中,像散图和畸变图的参考波长均为587.5618nm,而在第五实施例以及第六实施例中,像散图和畸变图的参考波长为546.0740nm。
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;
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;
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;
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;
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面,像侧面S10于近轴处为凸面;
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面,像侧面S12于近轴处为凸面。
第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为非球面,第一透镜L1、第五透镜L5以及第六透镜L6的物侧面和像侧面均为球面。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6的材质均为玻璃。
进一步地,光学系统100满足条件式:f5*f6/f=-17.22mm;其中,f5为第五透镜L5的有效焦距,f6为第六透镜L6的有效焦距,f为光学系统100的有效焦距。具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6所组成的后透镜组,能够对后透镜组物侧的各透镜偏折光线所产生的像差进行校正,以提升光学系统100的成像质量。满足上述条件式时,能够避免后透镜组整体屈折力过强而导致光线偏折角度过大,实现光线经后透镜组偏折后的射出角度降低的效果,进而减小光学系统100的成像面上光线的入射角度,以使光学系统100能够更好地匹配感光元件的感光性能,提升光学系统100的成像质量。当f5*f6/f>-10时,不利于抑制边缘视场光线于光学系统100的成像面上产生的高阶像差。当f5*f6/f<-20时,不利于抑制光学系统100的色差的产生,导致光学系统100的成像质量的下降。
光学系统100满足条件式:(R1-R2)/f=5.85;其中,R1为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径,R2为第一透镜L1的像侧面S2于光轴处的曲率半径,f为光学系统100的有效焦距。通过对第一透镜L1的物侧面S1及像侧面S2的面型进行设置,使靠近光学系统100的物侧的第一透镜L1为光学系统100提供负屈折力。满足上述条件式时,能够避免第一透镜L1的物侧面S1及像侧面S2的面型弯曲程度差异过大而增加第一透镜L1的加工难度,同时也能够抑制光学系统100大角度视场的像散的产生。当(R1-R2)/f<4时,光学系统100的屈折力不足,导致大角度视场光线难以入射至光学系统100,不利于扩大光学系统100的最大视场角。当(R1-R2)/f>7时,第一透镜L1的物侧面S1及像侧面S2的面型弯曲程度差异过大,导致第一透镜L1的加工困难,同时容易产生较强的像散和色差,不利于提升光学系统100的成像质量。
光学系统100满足条件式:R1/ED1=1.66;其中,R1为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径,ED1为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效孔径的一半。将第一透镜L1的物侧面S1设置为凸面,当满足上述条件式时,能够对第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径以及最大有效孔径进行合理配置,使大角度光线能够射入光学系统100中并于成像面上会聚,以扩大光学系统100的最大视场角。同时也能够缩短第一透镜L1的最大有效孔径,以满足摄像镜头的小头部设计的要求。当R1/ED1>2.1时,第一透镜L1的物侧面S1的面型过于平缓,不利于大角度光线射入光学系统100,导致光学系统100难以实现广角化设计。当R1/ED1<1.5时,第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径过小,则第一透镜L1的物侧面S1的面型过于弯曲,不利于系统的像差校正及透镜的加工,或者也容易导致第一透镜L1的最大有效孔径过大,不利于摄像镜头的小头部设计。
光学系统100满足条件式:R3/f2=75.45;其中,R3为第二透镜L2的物侧面S3于光轴处的曲率半径,f2为第二透镜L2的有效焦距。若第二透镜L2的负屈折力过强,容易增大第二透镜L2的公差敏感度,同时容易增大光学系统100在组装过程中的偏心敏感度,影响光学系统100的组装良率。满足上述条件式时,能够增大第二透镜L2的物侧面S3于光轴处的曲率半径,进而降低光学系统100在组装过程中对第二透镜L2的偏心敏感度,以提升光学系统100的组装良率。当R3/f2<50时,第二透镜L2的物侧面S3的面型过于弯曲,会增大光学系统100在组装过程中的偏心敏感度,导致光学系统100的组装良率下降,进而导致光学系统100的生产成本增加。
光学系统100满足条件式:R4/SAG4=1.26;其中,R4为第二透镜L2的像侧面S4于光轴处的曲率半径,SAG4为第二透镜L2的像侧面S4最大有效孔径处的矢高。第二透镜L2的像侧面S4于光轴处的曲率半径影响第二透镜L2的屈折力强弱,当第二透镜L2的像侧面S4的面型弯曲程度越大,则第二透镜L2的负屈折力越强,越有利于偏折经第二透镜L2的光线,使光线能够更好地会聚于光学系统100的成像面上。满足上述条件式时,在增强第二透镜L2的负屈折力的同时,也能够有效校正第一透镜L1偏折光线所产生的像散。另外,也能够避免第二透镜L2的像侧面S4的面型过于弯曲而导致第二透镜L2的加工难度增大。当R4/SAG4>4时,第二透镜L2的负屈折力不足,不利于校正光学系统100的像差。当R4/SAG4<1时,第二透镜L2的像侧面S4的面型过于弯曲,会增大第二透镜L2的加工难度,进而导致第二透镜L2在非球面工艺成型过程中容易出现破裂等问题。
光学系统100满足条件式:f2*f3/f=-5.82;其中,f2为第二透镜L2的有效焦距,f3为第三透镜L3的有效焦距,f为光学系统100的有效焦距。通过第二透镜L2为光学系统100提供负屈折力,有利于扩大光学系统100中光束的宽度,以扩大大角度视场的光线经第一透镜L1偏折后的光束宽度。而通过设置具有正屈折力的第三透镜L3,能够减小经第二透镜L2后的光线的偏转角度,使光束充满光学系统100的光瞳。满足上述条件式时,有利于校正第二透镜L2及第三透镜L3偏折光线所产生的像差,提升光学系统100的成像质量。当f2*f3/f超出上述条件式的范围时,不利于校正光学系统100的像差,进而导致光学系统100的成像质量下降。
光学系统100满足条件式:CT3/SAG5=2.57;其中,CT3为第三透镜L3于光轴上的厚度,即第三透镜L3的中心厚度,SAG5为第三透镜L3的物侧面S5最大有效孔径处的矢高。满足上述条件式时,能够对第三透镜L3的中心厚度与第三透镜L3的物侧面S5的矢高进行合理配置,使第三透镜L3在具备较强的正屈折力的同时,第三透镜L3的中心厚度不会过大,且第三透镜L3的物侧面S5的面型也不会过度弯曲,进而避免第三透镜L3的加工难度增大而导致光学系统100的生产成本增加。当CT3/SAG5<2时,第三透镜L3的物侧面S5的面型过于弯曲,导致第三透镜L3的加工难度增大,进而导致光学系统100生产成本的增加;同时也会导致光学系统100的边缘视场容易产生像差,不利于提升光学系统100的成像质量。当CT3/SAG5>15时,第三透镜L3的中心厚度过大,导致光学系统100中透镜的密度过大,进而导致光学系统100的重量增加,不利于减小光学系统100的重量,也不利于光学系统100的小型化设计。
光学系统100满足条件式:Vd3=23.13;Vd6=16.48;其中,Vd3为第三透镜L3在d线下的阿贝数,Vd6为第六透镜L6在d线下的阿贝数。满足上述条件式时,能够对光学系统100中第三透镜L3及第六透镜L6的材料进行合理配置,有利于校正光学系统100的色差,进而提升光学系统100的成像质量。
光学系统100满足条件式:TTL/CT4=8.18;其中,TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面于光轴上的距离,CT4为第四透镜L4于光轴上的厚度。满足上述条件式时,能够对光学系统100的系统总长以及第四透镜L4的中心厚度进行合理配置,有利于缩短光学系统100的系统总长,以满足小型化设计的要求,同时有利于减小光学系统100的重量。当TTL/CT4<6.0时,光学系统100中第四透镜L4的中心厚度过大,导致第四透镜L4于光学系统100中的重量占比过大,不利于减小光学系统100的重量。当TTL/CT4>9.2时,光学系统100的系统总长过长,不利于光学系统100的小型化设计。
光学系统100满足条件式:2f*tan(VFOV/2)=5.05;其中,f为光学系统100的有效焦距,VFOV为光学系统100于成像面上有效像素区域竖直方向上的最大视场角。满足上述条件式时,能够扩大光学系统100于成像面有效像素区域竖直方向上的最大视场角,以满足大视角拍摄的要求。
光学系统100满足条件式:HFOV=200.8°;其中,HFOV为光学系统100于成像面上有效像素区域的水平方向长度的一半为2.88mm时对应的水平方向上的最大视场角,其他实施例也相同。满足上述条件式时,能够扩大光学系统100于成像面上有效像素区域水平方向上的最大视场角,以满足大视角拍摄的要求。
另外,光学系统100的各项参数由表1给出。其中,表1中的像面S17可理解为光学系统100的成像面。由物面(图未示出)至像面S17的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。表1中的Y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。面序号1和面序号2分别为第一透镜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。第一透镜L1的“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像侧方向的后一透镜的物侧面于光轴上的距离。
需要注意的是,在该实施例及以下各实施例中,光学系统100也可不设置红外滤光片L7以及保护玻璃L8,但此时第六透镜L6的像侧面S12至像面S17的距离保持不变。
在第一实施例中,光学系统100的总有效焦距f=1.25mm,光圈数FNO=2.1,光学系统100于成像面上有效像素区域的水平方向长度的一半为2.88mm时,光学系统于成像面上有效像素区域水平方向上的最大视场角HFOV=200.8°。
且各透镜的焦距、折射率和阿贝数为d线(587.56nm)下的数值,其他实施例也相同。
表1
进一步地,光学系统100中第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4的像侧面或物侧面的非球面系数由表2给出。其中,面序号从3-8分别表示像侧面或物侧面S3-S8。而从上到下的K-A20分别表示非球面系数的类型,其中,K表示圆锥系数,A4表示四次非球面系数,A6表示六次非球面系数,A8表示八次非球面系数,以此类推。另外,非球面系数公式如下:
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。
表2
面序号 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
K | 0.00E+00 | -3.23E+00 | -4.73E+00 | 6.10E+01 | -8.33E+01 | -1.84E-01 |
A4 | 6.03E-04 | 1.30E-02 | 1.07E-02 | 1.80E-02 | -3.07E-02 | 8.92E-03 |
A6 | 0.00E+00 | -2.04E-03 | 3.91E-04 | 4.83E-03 | -4.92E-03 | 1.44E-03 |
A8 | 0.00E+00 | 6.76E-04 | 3.01E-04 | -2.94E-03 | 1.83E-02 | -3.62E-04 |
A10 | 0.00E+00 | -5.24E-05 | -2.59E-05 | 7.39E-04 | -3.53E-02 | 1.49E-04 |
A12 | 0.00E+00 | 2.33E-23 | -2.72E-23 | 1.74E-25 | 2.50E-02 | -3.78E-04 |
A14 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | -7.26E-03 | 0.00E+00 |
A16 | 0.00E+00 | 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 | 0.00E+00 |
A20 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
第二实施例
请参见图3和图4,图3为第二实施例中的光学系统100的示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜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、包括光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图4由左至右依次为第二实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。
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;
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;
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;
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;
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面,像侧面S10于近轴处为凸面;
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面,像侧面S12于近轴处为凸面。
第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为非球面,第一透镜L1、第五透镜L5以及第六透镜L6的物侧面和像侧面均为球面。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6的材质均为玻璃。
另外,光学系统100的各项参数由表3给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表3
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表4给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表4
面序号 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
K | 0.00E+00 | -1.14E+00 | -5.59E+00 | 4.27E-01 | -3.78E+01 | -8.49E-01 |
A4 | 1.05E-03 | -1.74E-02 | 1.90E-02 | 3.10E-02 | -2.35E-02 | -7.81E-03 |
A6 | 0.00E+00 | 4.99E-03 | -1.68E-03 | 9.60E-03 | 1.26E-02 | -3.04E-03 |
A8 | 0.00E+00 | -7.17E-04 | 4.25E-04 | 1.50E-02 | 4.62E-03 | 4.13E-04 |
A10 | 0.00E+00 | 7.19E-05 | 5.16E-06 | -1.10E-02 | -2.65E-02 | -2.40E-04 |
A12 | 0.00E+00 | 3.51E-21 | -2.64E-21 | 1.74E-25 | 2.50E-02 | -1.45E-03 |
A14 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | -7.26E-03 | 0.00E+00 |
A16 | 0.00E+00 | 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 | 0.00E+00 |
A20 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
f5*f6/f | -14.69 | f2*f3/f | -9.35 |
(R1-R2)/f | 5.77 | CT3/SAG5 | 3.20 |
R1/ED1 | 1.65 | TTL/CT4 | 7.88 |
R3/f2 | 62.56 | 2f*tan(VFOV/2) | 5.08 |
R4/SAG4 | 1.71 | HFOV | 201.0 |
第三实施例
请参见图5和图6,图5为第三实施例中的光学系统100的示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜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、包括光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图6由左至右依次为第三实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。
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;
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;
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;
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;
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面,像侧面S10于近轴处为凸面;
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面,像侧面S12于近轴处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3为球面,像侧面S4为非球面,第三透镜L3以及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为非球面,第一透镜L1、第五透镜L5以及第六透镜L6的物侧面和像侧面均为球面。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6的材质均为玻璃。
另外,光学系统100的各项参数由表5给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表5
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表6给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表6
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
f5*f6/f | -15.71 | f2*f3/f | -5.00 |
(R1-R2)/f | 6.00 | CT3/SAG5 | 2.89 |
R1/ED1 | 1.72 | TTL/CT4 | 7.93 |
R3/f2 | 77.38 | 2f*tan(VFOV/2) | 5.21 |
R4/SAG4 | 1.24 | HFOV | 200.8 |
第四实施例
请参见图7和图8,图7为第四实施例中的光学系统100的示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜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、包括光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图8由左至右依次为第四实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。
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;
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;
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;
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;
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面,像侧面S10于近轴处为凸面;
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面,像侧面S12于近轴处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3为球面,像侧面S4为非球面,第三透镜L3以及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为非球面,第一透镜L1、第五透镜L5以及第六透镜L6的物侧面和像侧面均为球面。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6的材质均为玻璃。
另外,光学系统100的各项参数由表7给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表7
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表8给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表8
面序号 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
K | -2.43E+00 | -2.58E+00 | -2.68E+01 | -3.39E+00 | -2.43E-02 |
A4 | 1.19E-03 | -7.67E-03 | 6.56E-03 | -2.51E-02 | 4.63E-03 |
A6 | 6.07E-04 | 3.15E-03 | 4.38E-04 | -8.83E-03 | 7.20E-04 |
A8 | -4.03E-05 | -3.30E-04 | -1.63E-04 | 1.94E-02 | -1.81E-04 |
A10 | 0.00E+00 | 1.91E-05 | 6.41E-05 | -3.53E-02 | 5.42E-05 |
A12 | 0.00E+00 | 6.30E-25 | -3.76E-27 | 2.50E-02 | -2.04E-06 |
A14 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | -7.26E-03 | 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 |
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
f5*f6/f | -13.65 | f2*f3/f | -4.15 |
(R1-R2)/f | 5.79 | CT3/SAG5 | 2.61 |
R1/ED1 | 1.72 | TTL/CT4 | 8.03 |
R3/f2 | 82.10 | 2f*tan(VFOV/2) | 5.12 |
R4/SAG4 | 1.17 | HFOV | 200.7 |
第五实施例
请参见图9和图10,图9为第五实施例中的光学系统100的示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜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、包括光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图10由左至右依次为第五实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。
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;
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;
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;
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;
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面,像侧面S10于近轴处为凸面;
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面,像侧面S12于近轴处为凸面。
第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为非球面,第一透镜L1、第五透镜L5以及第六透镜L6的物侧面和像侧面均为球面。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6的材质均为玻璃。
另外,光学系统100的各项参数由表9给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表9
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表10给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表10
面序号 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
K | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 6.16E+00 | 4.58E+00 | 8.98E+01 | -3.84E-02 |
A4 | 8.67E-04 | -1.17E-02 | 3.91E+03 | 2.57E-03 | -1.85E-02 | 7.29E-03 |
A6 | 0.00E+00 | 2.82E-04 | -3.83E+02 | 9.55E-04 | -3.27E-03 | -3.16E-03 |
A8 | 0.00E+00 | -1.68E-05 | -1.72E+02 | -3.71E-04 | 1.35E-02 | 3.06E-03 |
A10 | 0.00E+00 | -1.98E-06 | 6.69E+01 | 4.98E-05 | -3.20E-02 | -1.17E-03 |
A12 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | -1.48E+01 | 0.00E+00 | 2.84E-02 | 1.86E-04 |
A14 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 5.67E+00 | 0.00E+00 | -7.25E-03 | -1.24E-06 |
A16 | 0.00E+00 | 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 | 0.00E+00 |
A20 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
第六实施例
请参见图11和图12,图11为第六实施例中的光学系统100的示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜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、包括光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图12由左至右依次为第六实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。
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;
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;
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;
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;
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面,像侧面S10于近轴处为凸面;
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面,像侧面S12于近轴处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3为球面,像侧面S4为非球面,第三透镜L3以及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为非球面,第一透镜L1、第五透镜L5以及第六透镜L6的物侧面和像侧面均为球面。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6的材质均为玻璃。
另外,光学系统100的各项参数由表11给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表11
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表12给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表12
面序号 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
K | 0.00E+00 | 1.78E+01 | 2.70E+00 | 6.28E+01 | 8.54E-03 |
A4 | -1.17E-02 | 3.91E+03 | 4.38E-03 | -1.91E-02 | 7.01E-03 |
A6 | 0.00E+00 | -3.83E+02 | -1.30E-04 | 6.56E-03 | -3.37E-03 |
A8 | 0.00E+00 | -1.72E+02 | 2.29E-05 | 1.39E-03 | 3.30E-03 |
A10 | 0.00E+00 | 6.72E+01 | -6.33E-06 | -2.59E-02 | -1.23E-03 |
A12 | 0.00E+00 | -1.61E+01 | 0.00E+00 | 2.84E-02 | 1.86E-04 |
A14 | 0.00E+00 | 6.94E+00 | 0.00E+00 | -7.25E-03 | -1.24E-06 |
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 |
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
f5*f6/f | -16.32 | f2*f3/f | -14.99 |
(R1-R2)/f | 5.63 | CT3/SAG5 | 13.62 |
R1/ED1 | 1.79 | TTL/CT4 | 7.93 |
R3/f2 | 59.36 | 2f*tan(VFOV/2) | 5.18 |
R4/SAG4 | 3.27 | HFOV | 200.9 |
请参见图13,在一些实施例中,光学系统100可与感光元件210组装形成取像模组200。此时,感光元件210的感光面可视为光学系统100的像面S17。并且,一般地,感光元件210具有矩形的成像区域,感光元件210的成像区域具有长和宽,且感光元件210的长度方向对应光学系统100于成像面上有效像素区域的水平方向,感光元件210的宽度方向对应光学系统100于成像面上有效像素区域的竖直方向。另外,取像模组200还可设置有红外滤光片L7,红外滤光片L7设置于第六透镜L6的像侧面S12与像面S17之间。具体地,感光元件210可以为电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互补金属氧化物半导体器件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)。并且,取像模组200还可设置有保护玻璃L8,保护玻璃L8设置于红外滤光片L7的像侧,用于保护感光元件210。在取像模组200中采用上述光学系统100,光学系统100的像差能够得到更好地校正,具备优良的成像质量,进而使取像模组200也具备优良的成像质量。
请参见图13和图14,在一些实施例中,取像模组200可运用于电子设备300中,电子设备包括壳体310,取像模组200设置于壳体310。具体地,电子设备300可以为但不限于便携电话机、视频电话、智能手机、电子书籍阅读器、行车记录仪等车载摄像设备或智能手表等可穿戴装置。当然,电子设备300还可以为车载摄像机、行车记录仪等用于车载摄像领域的装置,电子设备300安装于汽车上,能够拍摄汽车四周的景物图像,使驾驶员能够更清楚地了解汽车四周的路况信息,避免碾压、刮蹭等事故的发生,提高汽车的行驶安全性。在电子设备300中采用上述取像模组200,光学系统100的像差能够得到更好地校正,使电子设备300具备优良的成像质量。当电子设备300运用于车载摄像领域时,能够对汽车四周的景物成清晰图像,以满足行驶安全性的要求。
请参见图14和图15,在一些实施例中,电子设备300可运用于汽车400中,汽车400还包括安装件410,电子设备300设置于安装件410。具体地,安装件410可以为汽车400的车体或后视镜等零部件。在汽车400中采用上述电子设备300,有利于汽车400对四周的景物能够成清晰图像,以满足行驶安全性的要求。
以上所述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。
以上所述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。
Claims (14)
1.一种光学系统,其特征在于,由物侧至像侧依次包括:
具有负屈折力的第一透镜,所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凹面;
具有负屈折力的第二透镜,所述第二透镜的物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凹面;
具有正屈折力的第三透镜;
具有正屈折力的第四透镜;
具有正屈折力的第五透镜;
具有负屈折力的第六透镜;
且所述光学系统满足以下条件式:
-20mm≤f5*f6/f≤-10mm;
其中,f5为所述第五透镜的有效焦距,f6为所述第六透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
4≤(R1-R2)/f≤7;
其中,R1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,R2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
1.5≤R1/ED1≤2.1;
其中,R1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,ED1为所述第一透镜的物侧面的最大有效孔径的一半。
4.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
R3/f2≥50;
其中,R3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,f2为所述第二透镜的有效焦距。
5.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
1≤R4/SAG4≤4;
其中,R4为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径,SAG4为所述第二透镜的像侧面最大有效孔径处的矢高。
6.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
-16mm≤f2*f3/f≤3mm;
其中,f2为所述第二透镜的有效焦距,f3为所述第三透镜的有效焦距。
7.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
2≤CT3/SAG5≤15;
其中,CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度,SAG5为所述第三透镜的物侧面最大有效孔径处的矢高。
8.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足以下条件式:
Vdi≤25;
其中,Vdi为所述光学系统中第i透镜在d线下的阿贝数,i为1、2、3、4、5、6中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
6.0≤TTL/CT4≤9.2;
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,CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度。
10.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
4.5mm≤2f*tan(VFOV/2)≤5.5mm;
其中,f为所述光学系统的有效焦距,VFOV为所述光学系统于成像面上有效像素区域竖直方向上的最大视场角。
11.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
HFOV≥180°;
其中,HFOV为所述光学系统于成像面上有效像素区域水平方向上的最大视场角。
12.一种取像模组,其特征在于,包括感光元件以及权利要求1-11任一项所述的光学系统,所述感光元件设置于所述光学系统的像侧。
13.一种电子设备,其特征在于,包括壳体以及权利要求12所述的取像模组,所述取像模组设置于所述壳体。
14.一种汽车,其特征在于,包括安装件以及权利要求13所述的电子设备,所述电子设备设置于所述安装件。
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