CN111965795B - 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，前透镜组由负的第一透镜、负的第二透镜和正的第三透镜组成；后透镜组由正的第四透镜、负的第五透镜、正的第六透镜和负的第七透镜组成；第五透镜与第六透镜组成胶合透镜。本公开的成像光学系统可以实现小型化和轻量化，同时获得高分辨率和广角，视场角高达100°。

Description

成像光学系统
技术领域
本发明涉及一种成像光学系统，特别是一种七片式成像光学系统。
背景技术
成像光学系统已经遍及生活应用的各个方面，如安防监控、无人机、手机摄像、无人驾驶和自动化等。小型化、轻量化、实现高分辨率和超广角一直都是相关工作者不懈的追求，但现有的成像光学系统仍存在较多不足，在上述各方面还有待进一步改善。
发明内容
本发明提供一种能够改善像差并实现大视场角的成像光学系统，另一方面，希望进一步实现小型化和轻量化。
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、第二透镜和第三透镜组成；后透镜组由第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜组成；光阑位于前透镜组中。第五透镜与第六透镜组成胶合透镜。
其中：
第一透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；
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，像侧面为凹面；
第五透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凹面；
第六透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
第七透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；
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<f2/f<-1
4.5<(R1/R2)<5
9<(d6/d3)<10 (1)
其中，f2为第二透镜的焦距，f为整个成像光学系统的焦距，R1与R2分别表示第一透镜物侧面和第一透镜像侧面的曲率半径，d3表示第二透镜在光轴上的厚度，d6表示第三透镜在光轴上的厚度。条件式(1)使得第一透镜能够具有较大的视场角。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(2)：
n6-n5>0.25
v5-v6>30 (2)
这里，n5、v5，n6、v6分别是第五透镜和第六透镜的折射率与阿贝数。
条件式(2)限定了胶合透镜的两片透镜的材料特性，满足条件式(2)时，能够很好的校正色差。
另外，为校正像差，本公开有十二个非球面，除去胶合面外其他透镜表面均采用非球面。如此，一方面有利于校正像差，另一方面，可以减少透镜数量。
进一步地，第二透镜、第三透镜和第五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，能够获得更高的分辨率以及更大的视角。
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～L7表示第一至第七透镜，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。
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。
第一透镜表示最靠近物方的透镜，第七透镜表示最靠近图像传感器的透镜。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)。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。
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和第三透镜L3组成；后透镜组2由第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7组成；光阑STO位于前透镜组1中。且成像光学系统进一步包括滤光片。进一步地，成像光学系统可进一步包括图像传感器。第五透镜L5与第六透镜L6组成胶合透镜。
其中：
第一透镜L1为负透镜，物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面；
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为凹面；
第五透镜L5为负透镜，物侧面S10为凹面，像侧面S11为凹面；
第六透镜L6为正透镜，物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面；
第七透镜L7为负透镜，物侧面S13为凸面，像侧面S14为凹面；
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<f2/f<-1
4.5<(R1/R2)<5
9<(d6/d3)<10 (1)
其中，f2为第二透镜的焦距，f为整个成像光学系统的焦距，R1与R2分别表示第一透镜物侧面和第一透镜像侧面的曲率半径，d3表示第二透镜在光轴上的厚度，d6表示第三透镜在光轴上的厚度。条件式(1)使得第一透镜能够具有较大的视场角。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(2)：
n6-n5>0.25
v5-v6>30 (2)
这里，n5、v5，n6、v6分别是第五透镜L5和第六透镜L6的的折射率与阿贝数。
条件式(2)限定了胶合透镜的两片透镜的材料特性，满足条件式(2)时，能够很好的校正色差。
另外，为校正像差，本公开有十二个非球面，除去胶合面外其他透镜表面均采用非球面。如此，一方面有利于校正像差，另一方面，可以减少透镜数量。
进一步地，第二透镜L2、第三透镜L3和第五透镜L5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，其中长度单位均为㎜，入瞳直径为0.3mm，视场角可达100°)。
[表1]
Figure GDA0003521174950000031
Figure GDA0003521174950000041
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]
Figure GDA0003521174950000042
Figure GDA0003521174950000051
表面序号 A16 A18 A20
S1 8.8626 -3.6102 0.62039
S2 -325.07 -4322.1 3252.1
S3 0.000 0.000 0.000
S4 0.000 0.000 0.000
S6 105360 -357840 383540
S7 1582.8 -1452.3 601.03
S8 20.406 23.301 -31.107
S9 12.636 -4.6301 0.7171
S10 0.92463 -0.094761 -0.040501
S12 -0.1751 0.046632 -0.007288
S13 0.10747 -0.013418 -0.001771
S14 -0.001039 0.000059 -5.2744E-07
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 (3)

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、第二透镜和第三透镜组成；后透镜组由第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜组成；第五透镜与第六透镜组成胶合透镜；
其中：
第一透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；
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，像侧面为凹面；
第五透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凹面；
第六透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
第七透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；
该成像光学系统满足下表：
Figure FDA0003521174940000011
Figure FDA0003521174940000021
其中，S1～S16表示各表面序号，STO表示光阑，IMG表示像面，inf表示无穷大，曲率半径和厚度的单位均为mm。
2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中第二透镜、第三透镜和第五透镜采用相同的材料。
3.根据权利要求1-2任一项所述的成像光学系统，其中第一透镜至第七透镜的每一个均至少有一面为非球面。
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