CN113238343B - 光学系统、取像模组、电子设备及载具 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光学系统、取像模组、电子设备及载具,光学系统包括:具有负曲折力的第一透镜,具有负曲折力的第二透镜,第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面,具有正曲折力的第三透镜,第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面,第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面,具有曲折力的第四透镜,第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面,具有曲折力的第五透镜,第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面,具有正曲折力的第六透镜,第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面;光学系统的最大视场角FOV、光学系统的有效焦距f、光学系统的最大视场角所对应的像高的一半Imgh满足:40.0deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<53.0deg。该设计提供了一种高像素的光学成像系统。
Description
技术领域
本申请涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种光学系统、取像模组、电子设备及载具。
背景技术
随着社会的发展,各个领域对安全及监控的要求越来越高,特别是在交通领域以及车载监控领域。
相关技术中,市场上主流的监控摄像设备的分辨率较低,在夜间行驶时所拍摄的图像整体的清晰度及锐度都不理想,以致于影响驾驶员的行车判断。因此,如何提供一种高像素的光学成像系统已成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种光学系统、取像模组、电子设备及载具,提供了一种具有大视角范围、高像素的光学成像系统。
第一方面,本申请实施例提供了一种光学系统;该光学系统沿光轴从物侧到像侧依次包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜,所述第一透镜具有负曲折力,所述第二透镜具有负曲折力,所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面,所述第三透镜具有正曲折力,所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面,所述第四透镜具有曲折力,所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第五透镜具有曲折力,所述第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面,所述第六透镜具有正曲折力,所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面;其中,所述光学系统的最大视场角为FOV,所述光学系统的有效焦距为f,所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半为Imgh,且FOV、f以及Imgh满足条件式:
40.0deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<53.0deg。
基于本申请实施例的光学系统,当40.0deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<53.0deg时,通过参数的设计控制FOV、f和Imgh使FOV*f与Imgh的比值得到合理配置,使得该光学系统满足大视角范围摄像,同时具有良好的光学性能,实现了该光学系统的大像面、高像素的特征,能够很好的捕捉被拍摄物体的细节;通过将第一透镜和第二透镜设计成具有负曲折力,且第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面,从而可利于对大角度入射的光线实现偏折,以实现光学系统的大视角特性;通过将第三透镜设计成具有正曲折力,且其物侧面及像侧面均为凸面,从而第三透镜可对来自第一透镜和第二透镜的光线实现及时且有效的偏折,特别是利于调节大视角系统中边缘视场的场曲和像散;通过将第四透镜和第五透镜设计成具有曲折力,且第四透镜的物侧面以及第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面,从而可较好地分担第三透镜的曲折力负担,防止第三透镜对入射光线的偏折过大,使来自第二透镜的光线能够依次经第三透镜和第四透镜后产生平缓地偏折,从而有利于抑制像差的产生;通过将第六透镜设计具有正曲折力,且第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面,从而可利于各视场的入射光线在经过光学系统中的后端镜组时能够平缓偏折以会聚至成像面上,使光学系统的球差、色差、场曲、像散像差得到较好的抑制,进而能够进一步提高该光学系统的成像清晰度;即通过对各透镜的曲折力以及面型进行合理配置,有利于对该光学系统的成像像差进行校正,进而改善该光学系统的成像品质;当(FOV*f)/(2*Imgh)≤40.0deg或(FOV*f)/(2*Imgh)≥53.0deg时,该光学系统的像面小、像素低,同时不满足大视角范围摄像,以致于不能够很好的捕捉被拍摄物体的细节,导致成像品质差。
在其中一些实施例中,所述第四透镜的像侧面与所述第五透镜的物侧面胶合以形成胶合透镜。
基于上述实施例,通过将第四透镜以及第五透镜设置成胶合透镜,有利于校正该光学系统的色差,同时实现该光学系统的小型化设计。
在其中一些实施例中,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为TTL,其中,TTL以及f满足条件式:
6.5<TTL/f<9.5。
基于上述实施例,当6.5<TTL/f<9.5时,通过参数的设计控制TTL和f使TTL与f的比值得到合理配置,在满足光学系统的视场角范围的同时实现小型化设计,当TTL/f≤6.5时,该光学系统的有效焦距过大,则不利于满足该光学系统的大视场角范围,从而无法获得足够的物方空间信息;当TTL/f≥9.5时,该光学系统的总长过大,则不利于实现该光学系统的小型化设计。
在其中一些实施例中,所述第六透镜的焦距为f6,其中,f6以及f满足条件式:
1.5<f6/f<13.5。
基于上述实施例,将第六透镜设计成具有正曲折力的透镜,可聚焦光束,有利于将更多光束有效地传递至光学系统的成像面,从而提高该光学系统的成像品质;当1.5<f6/f<13.5时,通过参数的设计控制f6和f使f6与f的比值得到合理配置,有利于该光学系统校正色差,减小光束成像的偏心敏感度,且有利于修正该光学系统的像差,以提升成像解析度;当f6/f≤1.5或f6/f≥13.5时,不利于该光学系统的像差校正,从而降低了该光学系统的成像品质。
在其中一些实施例中,所述光学系统的入瞳直径为EPD,其中,Imgh以及EPD满足条件式:
4.2<Imgh*2/EPD<8.2。
基于上述实施例,当4.2<Imgh*2/EPD<8.2时,通过参数的设计控制Imgh和EPD使Imgh与EPD的比值得到合理配置,有利于提升该光学系统的成像面的亮度;当Imgh*2/EPD≤4.2时,该光学系统的成像面的面积较小,以致于缩小了该光学系统的视场角范围;当Imgh*2/EPD≥8.2时,该光学系统的入瞳直径较小,则缩小了射入该光学系统的光束的宽度,不利于提升该光学系统的成像面的亮度,导致光学系统的成像面易产生暗角,从而影响光学系统的成像品质。
在其中一些实施例中,所述第一透镜的焦距为f1,其中,f1以及f满足条件式:
-4.0<f1/f<-3.0。
基于上述实施例,将该光学系统的靠近物侧的透镜设置成负透镜,为该光学系统提供负曲折力,从而有利于光学系统获取更多物方空间信息,即有利于增大光学系统的视场角;当-4.0<f1/f<-3.0时,通过参数的设计控制f1和f使f1与f的比值得到合理配置,使得光学系统可抓住大角度射入的光束,扩大该光学系统的视场角范围,实现该光学系统的低敏感度以及小型化的设计;当f1/f≤-4.0时,第一透镜的焦距绝对值过大导致第一透镜的曲折力过弱,不利于大角度光束射入该光学系统,从而不利于该光学系统的广角化以及小型化的设计;当f1/f≥-3.0时,第一透镜的焦距绝对值过小导致第一透镜的曲折力过强,成像面的成像会因第一透镜焦距的变化而敏感,从而易产生较大的像差,不利于提升该光学系统的成像品质。
在其中一些实施例中,所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜的组合焦距为f123,其中,f123以及f满足条件式:
2.1<f123/f<4.1。
基于上述实施例,当2.1<f123/f<4.1时,通过参数的设计控制f123和f使f123与f的比值得到合理配置,有利于控制该光学系统的前透镜组光束的汇聚以及大角度光束射入该光学系统,以确保该光学系统的广角化设计,同时有利于透镜组内正负透镜组合可相互校正彼此产生的像差,来提升该光学系统的解像力从而提升该光学系统的成像品质;当f123/f≤2.1或f123/f≥4.1时,不利于该光学系统的广角化设计,不利于该光学系统的像差的校正,以致于降低该光学系统的解像力从而导致该光学系统成像不清晰。
在其中一些实施例中,所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径为R11,所述第六透镜于光轴处的厚度为CT6,其中,R11以及CT6满足条件式:
4.0<R11/CT6<10.5。
基于上述实施例,将第六透镜的物侧面于近光轴处设计成凸面,可进一步汇聚光束,当4.0<R11/CT6<10.5时,通过参数的设计控制R11和CT6使R11与CT6的比值得到合理配置,第六透镜的面型平滑,可降低不同视场光束的入射角以及出射角的偏差,从而降低该光学系统的成像敏感度;当R11/CT6≤4.0或R11/CT6≥10.5时,不同视场光束的入射角以及出射角的偏差较大,以致于提高了该光学系统的成像灵敏度。
在其中一些实施例中,所述第四透镜的焦距为f4,所述第五透镜的焦距为f5,其中,f4、f5以及f满足条件式:
-6.5mm<f4*f5/f<-4.5mm。
基于上述实施例,通过对第四透镜、第五透镜的曲折力的合理配置,可用于校正光束经第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜的转折后而产生的像差,以提升该光学系统的解像力,当-6.5mm<f4*f5/f<-4.5mm时,通过参数的设计控制f4、f5和f使f4*f5与f的比值得到合理配置,有利于减小光束经透镜组的转折后而射出光学系统的角度,进而减小光束射入位于光学系统的像侧的感光元件的入射角度,以提升感光元件的感光性能,从而提高该光学系统的成像品质;当f4*f5/f≤-6.5mm或f4*f5/f≥-4.5mm时,不利于提升位于该光学系统的像侧的感光元件的感光性能,以致于该光学系统的成像品质差。
第二方面,本申请实施例提供了一种取像模组,该取像模组包括图像传感器以及上述的光学系统,图像传感器设置于光学系统的像侧。
基于本申请实施例中的取像模组,具有上述光学系统的取像模组,在满足大角度、小体积、高像素设计的同时具有良好的成像品质,并且可在可见光/红外波段使用,增大了该取像模组的适用范围。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括安装结构以及上述的取像模组,取像模组设置于安装结构上。
基于本申请实施例中的电子设备,具有上述取像模组的电子设备,在满足大角度、小体积、高像素设计的同时具有良好的成像品质,并且可在可见光/红外波段使用,增大了该电子设备的适用范围。
第四方面,本申请实施例提供了一种载具,该载具包括连接结构以及上述的电子设备,电子设备设置于连接结构上。
基于本申请实施例中的载具,具有上述电子设备的载具,在满足大角度、小体积、高像素设计的同时具有良好的成像品质,并且可在可见光/红外波段使用,增大了该载具的适用范围,提高了使用载具的安全系数。
基于本申请实施例的光学系统、取像模组、电子设备及载具,当40.0<(FOV*f)/(2*Imgh)<53.0时,通过参数的设计控制FOV、f和Imgh使FOV*f与Imgh的比值得到合理配置,使得该光学系统满足大视角范围摄像,同时具有良好的光学性能,实现了该光学系统的大像面、高像素的特征,能够很好的捕捉被拍摄物体的细节;通过将第一透镜和第二透镜设计成具有负曲折力,且第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面,从而可利于对大角度入射的光线实现偏折,以实现光学系统的大视角特性;通过将第三透镜设计成具有正曲折力,且其物侧面及像侧面均为凸面,从而第三透镜可对来自第一透镜和第二透镜的光线实现及时且有效的偏折,特别是利于调节大视角系统中边缘视场的场曲和像散;通过将第四透镜和第五透镜设计成具有曲折力,且第四透镜的物侧面以及第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面,从而可较好地分担第三透镜的曲折力负担,防止第三透镜对入射光线的偏折过大,使来自第二透镜的光线能够依次经第三透镜和第四透镜后产生平缓地偏折,从而有利于抑制像差的产生;通过将第六透镜设计具有正曲折力,且第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面,从而可利于各视场的入射光线在经过光学系统中的后端镜组时能够平缓偏折以会聚至成像面上,使光学系统的球差、色差、场曲、像散像差得到较好的抑制,进而能够进一步提高该光学系统的成像清晰度;即通过对各透镜的曲折力以及面型进行合理配置,有利于对该光学系统的成像像差进行校正,进而改善该光学系统的成像品质;当(FOV*f)/(2*Imgh)≤40.0或(FOV*f)/(2*Imgh)≥53.0时,该光学系统的像面小、像素低,同时不满足大视角范围摄像,以致于不能够很好的捕捉被拍摄物体的细节,导致成像品质差。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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1为本申请实施例一提供的光学系统的结构示意图;
图2A至2C分别示意为本申请实施例一提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图3为本申请实施例二提供的光学系统的结构示意图;
图4A至4C分别示意为本申请实施例二提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图5为本申请实施例三提供的光学系统的结构示意图;
图6A至6C分别示意为本申请实施例三提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图7为本申请实施例四提供的光学系统的结构示意图;
图8A至8C分别示意为本申请实施例四提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图9为本申请实施例五提供的光学系统的结构示意图;
图10A至10C分别示意为本申请实施例五提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图11为本申请一种实施例中的取像模组的结构示意图;
图12为本申请一种实施例中的电子设备为车载摄像头时的结构示意图;
图13为本申请一种实施例中的载具为汽车时的结构示意图。
附图标记:100、光学系统;110、第一透镜;120、第二透镜;130、第三透镜;STO、光阑;140、第四透镜;150、第五透镜;160、第六透镜;170、红外滤光片;180、保护玻璃;S1、第一透镜的物侧面;S2、第一透镜的像侧面;S3、第二透镜的物侧面;S4、第二透镜的像侧面;S5、第三透镜的物侧面;S6、第三透镜的像侧面;S7、第四透镜的物侧面;S8、第四透镜的像侧面/第五透镜的物侧面;S9、第五透镜的像侧面;S10、第六透镜的物侧面;S11、第六透镜的像侧面;S12、第一表面;S13、第二表面;S14、第三表面;S15、第四表面;S16、成像面;200、取像模组;210、图像传感器;300、电子设备;310、安装结构;400、载具。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
以下首先解释本申请实施例中所涉及到的像差;像差(aberration)是指光学镜组中,由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致,与高斯光学(一级近似理论或近轴光线)的理想状况的偏差。像差又分为两大类:色差(chromatic aberration,或称色像差)与单色像差(monochromatic aberration)。色差是由于透镜材料的折射率是波长的函数,不同波长的光通过透镜时因折射率不同而产生的像差,色差又可分为位置色像差和倍率色像差两种。色差是一种色散现象,所谓色散现象是指介质中的光速或折射率随光波波长变化的现象,光的折射率随着波长的增加而减小的色散可称为正常色散,而折射率随波长的增加而增加的色散可称为负色散(或称负反常色散)。单色像差是指即使在高度单色光时也会产生的像差,按产生的效果,单色像差又分成“使成像模糊”和“使成像变形”两类;前一类有球面像差(spherical aberration,可简称球差)、像散(astigmatism)等,后一类有像场弯曲(field curvature,可简称场曲)、畸变(distortion)等。像差还包括彗差,彗差是指由位于主轴外的某一轴外物点,向光学镜组发出的单色圆锥形光束,经该光学镜组折射后,在理想平面处不能结成清晰点,而是结成拖着明亮尾巴的彗星形光斑。
随着社会的发展,各个领域对安全及监控的要求越来越高,特别是在交通领域以及车载监控领域。
相关技术中,市场上主流的监控摄像设备的分辨率较低,在夜间行驶时所拍摄的图像整体的清晰度及锐度都不理想,以致于影响驾驶员的行车判断。因此,如何提供一种高像素的光学成像系统已成为亟待解决的问题。
为了解决上述技术问题,请参照图1-图10C所示,本申请的第一方面提出了一种光学系统100,提供了一种高像素的光学成像系统。
该光学系统100包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160。
第一透镜110具有负曲折力。
第二透镜120具有负曲折力,第二透镜120的像侧面S4于近光轴为凹面,第二透镜120的物侧面S3于近光轴处可以为凹面,也可以为凸面,还可以为平面。
第三透镜130具有正曲折力,第三透镜130的物侧面S5和第三透镜130的像侧面S6于近光轴处均为凸面。
第四透镜140具有曲折力,第四透镜140可以具有正曲折力也可以具有负曲折力,第四透镜140的物侧面S7于近光轴处为凸面。
第五透镜150具有曲折力,第五透镜150可以具有正曲折力也可以具有负曲折力,第五透镜150的像侧面S9于近光轴处为凸面。
第六透镜160具有正曲折力,第六透镜160的物侧面S10于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S11于近光轴处可以为凹面,也可以为凸面,还可以为平面。
进一步地,光学系统100的最大视场角为FOV,光学系统100的有效焦距为f,光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半为Imgh,且FOV、f以及Imgh满足条件式:40.0deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<53.0deg。具体地,(FOV*f)/(2*Imgh)的取值可以为52.745、51.479、50.421、44.363或40.222,其单位为deg。
进一步地,为减小该光学系统100中的杂光以提升该光学系统100的成像品质,该光学系统100还包括光阑STO,光阑STO可以是孔径光阑STO,也可以是视场光阑STO,其中,本申请实施例中均采用孔径光阑STO。光阑STO位于该光学系统100的物侧与成像面S16之间,例如,可以在光学系统100的物侧与第一透镜110的物侧面S1之间、第一透镜110至第六透镜160中的任两个透镜之间、第六透镜的像侧面S11与光学系统100的成像面S16之间的任意位置上设置光阑STO,为节约成本,也可以在任一透镜的物侧面或像侧面上设置光阑STO。在本申请实施例中,光阑STO设置于第三透镜130的像侧面S6与第四透镜140的物侧面S7之间,例如光阑STO设置于第三透镜130的像侧面S6与第四透镜140的物侧面S7之间且靠近第四透镜140布置。该设计中,通过光阑STO的设置,可有效地减少鬼影产生的风险,以提升该光学系统100的成像品质。
综上所述,当40.0deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<53.0deg时,通过参数的设计控制FOV、f和Imgh使FOV*f与Imgh的比值得到合理配置,使得该光学系统100满足大视角范围摄像,同时具有良好的光学性能,实现了该光学系统100的大像面、高像素的特征,能够很好的捕捉被拍摄物体的细节;通过对各透镜的曲折力以及面型进行合理配置,有利于对该光学系统100的成像像差进行校正,进而改善该光学系统100的成像品质;当(FOV*f)/(2*Imgh)≤40.0deg或(FOV*f)/(2*Imgh)≥53.0deg时,该光学系统100的像面小、像素低,同时不满足大视角范围摄像,以致于不能够很好的捕捉被拍摄物体的细节,导致成像品质差。
进一步地,在一些实施例中,第四透镜140的像侧面S8与第五透镜150的物侧面S8胶合以形成胶合透镜,例如可以通过注塑的方式使得第四透镜140的像侧面S8与第五透镜150的物侧面S8直接贴合以形成胶合透镜。该设计中,通过将第四透镜140以及第五透镜150设置成胶合透镜,有利于校正该光学系统100的色差,同时省略第四透镜140与第五透镜150之间的空气间隔,缩短了光学系统100的光学总长,实现该光学系统100的小型化设计。
进一步地,在一些实施例中,第一透镜110的物侧面S1至光学系统100的成像面S16于光轴上的距离为TTL,其中,TTL以及f满足条件式:6.5<TTL/f<9.5。具体地,TTL/f的取值可以为6.931、7.374、7.609、7.782或9.235。该设计中,当6.5<TTL/f<9.5时,通过参数的设计控制TTL和f使TTL与f的比值得到合理配置,在满足光学系统100的视场角范围的同时实现小型化设计,当TTL/f≤6.5时,该光学系统100的有效焦距过大,则不利于满足该光学系统100的大视场角范围,从而无法获得足够的物方空间信息;当TTL/f≥9.5时,该光学系统100的总长过大,则不利于实现该光学系统100的小型化设计。
进一步地,在一些实施例中,第六透镜160的焦距为f6,其中,f6以及f满足条件式:1.5<f6/f<13.5。具体地,f6/f的取值可以为12.825、13.146、9.138、5.590或1.798。该设计中,将第六透镜160设计成具有正曲折力的透镜,可聚焦光束,有利于将更多光束有效地传递至光学系统100的成像面S16,从而提高该光学系统100的成像品质;当1.5<f6/f<13.5时,通过参数的设计控制f6和f使f6与f的比值得到合理配置,有利于该光学系统100校正色差,减小光束成像的偏心敏感度,且有利于修正该光学系统100的像差,以提升成像解析度;当f6/f≤1.5或f6/f≥13.5时,不利于该光学系统100的像差校正,从而降低了该光学系统100的成像品质。
进一步地,在一些实施例中,光学系统100的入瞳直径为EPD,其中,Imgh以及EPD满足条件式:4.2<Imgh*2/EPD<8.2。具体地,Imgh*2/EPD的取值可以为4.211、4.514、4.627、4.990或8.192。该设计中,当4.2<Imgh*2/EPD<8.2时,通过参数的设计控制Imgh和EPD使Imgh与EPD的比值得到合理配置,有利于提升该光学系统100的成像面S16的亮度;当Imgh*2/EPD≤4.2时,该光学系统100的成像面S16的面积较小,以致于缩小了该光学系统100的视场角范围;当Imgh*2/EPD≥8.2时,该光学系统100的入瞳直径较小,则缩小了射入该光学系统100的光束束的宽度,不利于提升该光学系统100的成像面S16的亮度,导致光学系统100的成像面S16易产生暗角,从而影响光学系统100的成像品质。
进一步地,在一些实施例中,第一透镜110的焦距为f1,其中,f1以及f满足条件式:-4.0<f1/f<-3.0。具体地,f1/f的取值可以为-3.050、-3.425、-3.914、-3.631或-3.928。该设计中,将该光学系统100的靠近物侧的透镜设置成负透镜,为该光学系统100提供负曲折力,从而有利于光学系统100获取更多物方空间信息,即有利于增大光学系统100的视场角;当-4.0<f1/f<-3.0时,通过参数的设计控制f1和f使f1与f的比值得到合理配置,使得光学系统100可抓住大角度射入的光束,扩大该光学系统100的视场角范围,实现该光学系统100的低敏感度以及小型化的设计;当f1/f≤-4.0时,第一透镜110的焦距绝对值过大导致第一透镜110的曲折力过弱,不利于大角度光束射入该光学系统100,从而不利于该光学系统100的广角化以及小型化的设计;当f1/f≥-3.0时,第一透镜110的焦距绝对值过小导致第一透镜110的曲折力过强,成像面S16的成像会因第一透镜110焦距的变化而敏感,从而易产生较大的像差,不利于提升该光学系统100的成像品质。
进一步地,在一些实施例中,第一透镜110、第二透镜120以及第三透镜130的组合焦距为f123,其中,f123以及f满足条件式:2.1<f123/f<4.1。具体地,f123/f的取值可以为2.694、2.219、2.314、3.498或4.089。该设计中,当2.1<f123/f<4.1时,通过参数的设计控制f123和f使f123与f的比值得到合理配置,有利于控制该光学系统100的前透镜组光束的汇聚以及大角度光束射入该光学系统100,以确保该光学系统100的广角化设计,同时有利于透镜组内正负透镜组合可相互校正彼此产生的像差,来提升该光学系统100的解像力从而提升该光学系统100的成像品质;当f123/f≤2.1或f123/f≥4.1时,不利于该光学系统100的广角化设计,不利于该光学系统100的像差的校正,以致于降低该光学系统100的解像力从而导致该光学系统100成像不清晰。
进一步地,在一些实施例中,第六透镜160的物侧面S10于光轴处的曲率半径为R11,第六透镜160于光轴处的厚度为CT6,其中,R11以及CT6满足条件式:4.0<R11/CT6<10.5。具体地,R11/CT6的取值可以为9.050、10.359、8.660、4.265或4.164。该设计中,将第六透镜160的物侧面S10于近光轴处设计成凸面,可进一步汇聚光束,当4.0<R11/CT6<10.5时,通过参数的设计控制R11和CT6使R11与CT6的比值得到合理配置,第六透镜160的面型平滑,可降低不同视场光束的入射角以及出射角的偏差,从而降低该光学系统100的成像敏感度;当R11/CT6≤4.0或R11/CT6≥10.5时,不同视场光束的入射角以及出射角的偏差较大,以致于提高了该光学系统100的成像灵敏度。
进一步地,在一些实施例中,第四透镜140的焦距为f4,第五透镜150的焦距为f5,其中,f4、f5以及f满足条件式:-6.5mm<f4*f5/f<-4.5mm。具体地,f4*f5/f的取值可以为-6.294、-5.386、-5.428、-4.726或-5.887,其单位为mm。该设计中,通过对第四透镜140、第五透镜150的曲折力的合理配置,可用于校正光束经第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜140的转折后而产生的像差,以提升该光学系统100的解像力,当-6.5mm<f4*f5/f<-4.5mm时,通过参数的设计控制f4、f5和f使f4*f5与f的比值得到合理配置,有利于减小光束经透镜组的转折后而射出光学系统100的角度,进而减小光束射入位于光学系统100的像侧的感光元件的入射角度,以提升感光元件的感光性能,从而提高该光学系统100的成像品质;当f4*f5/f≤-6.5mm或f4*f5/f≥-4.5mm时,不利于提升位于该光学系统100的像侧的感光元件的感光性能,以致于该光学系统100的成像品质差。
需要指出的是,透镜的物侧面指代透镜的朝向物面一侧的表面,透镜的像侧面指代透镜的朝向像面一侧的表面,例如,第一透镜的物侧面S1指代第一透镜110的朝向(靠近)物侧一侧的表面,第一透镜的像侧面S2指代第一透镜110的朝向(靠近)像侧一侧的表面。以上各透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径为正表示该透镜的物侧面或像侧面朝向物面凸设,各透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径为负表示该透镜的物侧面或像侧面朝向像面凸设。
为校正该光学系统100的像差以提高该光学系统100的成像品质,在第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的多个物侧面或多个像侧面中,至少有一个面为非球面,例如,第一透镜110的物侧面S1可以为非球面,第二透镜120的物侧面S3也可以为非球面。在本申请实施例中,第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第六透镜160的物侧面S10以及第六透镜160的像侧面S11均为非球面。需要注意的是,以上表面为非球面可以是透镜的整个表面为非球面,也可以是透镜的表面的部分为非球面,例如,第一透镜110于近光轴处的部分为非球面。
为节约该光学系统100的成本,第二透镜120以及第六透镜160可以均采用塑料材质制成。考虑到光学系统100的成像品质不仅与光学系统100中的各透镜之间的配合有关,还与各透镜的材质密切相关,为提高光学系统100的成像品质,第一透镜110、第三透镜130、第四透镜140以及第五透镜150可以部分或全部采用玻璃材质制成。
被拍摄的物体所发射或者反射的光束由物侧依次穿过光学系统100的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160后到达成像面S16,并在成像面S16成像,为保证被拍摄物体在成像面S16的成像清晰度,光学系统100还可以包括滤光片170,滤光片170可以设置在第六透镜160的像侧面S11与光学系统100的成像面S16之间,其中,滤光片170包括靠近物侧的第一表面S12以及靠近像侧的第二表面S13。通过滤光片170的设置,光束经第六透镜160后穿过滤光片170能够有效地对光束中的非工作波段光束进行过滤,即可以过滤可见光而只允许红外光通过,或者可以过滤红外光而只允许可见光通过,进而保证了被拍摄物体在成像面S16上的成像清晰度。
被拍摄物体所发射或者反射的光束由物侧依次穿过光学系统100的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160后到达成像面S16,并在成像面S16成像,为实现对成像感光元件(例如图像传感器210)的保护,光学系统100还可以包括保护玻璃180,保护玻璃180设置于第六透镜160的像侧面S11与成像面S16之间,其中,保护玻璃180包括靠近物侧的第三表面S14以及靠近像侧的第四表面S15。当该光学系统100也设置有滤光片170时,滤光片170设置于靠近第六透镜160的像侧面S11的一侧,保护玻璃180对应地设置于滤光片170的第二表面S13与成像面S16之间。
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说明。
实施例一
请参照图1至图2C所示,光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、光阑STO、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、红外滤光片170、保护玻璃180以及成像面S16。
第一透镜110具有负曲折力,第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面,第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面。
第二透镜120具有负曲折力,第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面,第二透镜120的像侧面S4于近光轴处亦为凹面。
第三透镜130具有正曲折力,第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面,第三透镜130的像侧面S6于近光轴处亦为凸面。
第四透镜140具有负曲折力,第四透镜140的物侧面S7于近光轴处为凸面,第四透镜140的像侧面S8于近光轴处为凹面。
第五透镜150具有正曲折力,第五透镜150的物侧面S8于近光轴处为凸面,第五透镜150的像侧面S9于近光轴处亦为凸面。
第六透镜160具有正曲折力,第六透镜160的物侧面S10于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S11于近光轴处为凹面。
其中,第四透镜140以及第五透镜150组成胶合透镜,且第四透镜140的像侧面S8与第五透镜150的物侧面S8相贴合以形成胶合面。
实施例一中,各透镜的焦距的参考波长为546.0740nm,阿贝数和折射率的参考波长均为587.5600nm。光学系统100的相关参数如表1所示,其中,表1中f表示该光学系统100的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统100的最大视场角,需要注意的是,焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。
表1
在本申请实施例一中,将该光学系统100的各参数的具体数值带入对应的条件式得出表2。
表2
光学系统100的透镜的表面可能是非球面,对于这些非球面的表面,非球面表面的非球面方程为:
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,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例一中,第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第六透镜160的物侧面S10以及第六透镜160的像侧面S11均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表3所示:
表3
图2A为本申请实施例一中在波长为435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5600nm、656.2725nm、920.0000nm、930.0000nm、940.0000nm、950.0000nm以及960.0000nm的光学系统的纵向球差曲线图,纵向球差曲线表示不同波长的光束经由光学系统的各透镜后的汇聚焦点的偏离,其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量,沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场角。由图2A可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5600nm、656.2725nm、920.0000nm、930.0000nm、940.0000nm、950.0000nm以及960.0000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例一中的光学系统的成像质量较好。
图2B为本申请实施例一中的光学系统的像散曲线图,像散曲线子午像面弯曲和弧矢像面弯曲,其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量,沿Y轴方向的纵坐标表示像高,其单位为mm。图2B中的S曲线代表参考波长为546.0740nm的弧矢像面弯曲,T曲线代表参考波长为546.0740nm的子午像面弯曲。在参考波长为546.0740nm的情况下,由图2B可以看出像高位于3.19mm以内,得到了较好的补偿。
图2C为本申请实施例一中的光学系统的畸变曲线图,畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值,其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变,沿Y轴方向的纵坐标表示视场角。在参考波长为546.0740nm的情况下,由图2C可以看出畸变得到了很好的校正。
实施例二
请参照图3至图4C所示,光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、光阑STO、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、红外滤光片170、保护玻璃180以及成像面S16。
第一透镜110具有负曲折力,第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面,第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面。
第二透镜120具有负曲折力,第二透镜120的物侧面S3和第二透镜120的像侧面S4于近光轴处均为凹面。
第三透镜130具有正曲折力,第三透镜130的物侧面S5和第三透镜130的像侧面S6于近光轴处均为凸面。
第四透镜140具有负曲折力,第四透镜140的物侧面S7于近光轴处为凸面,第四透镜140的像侧面S8于近光轴处为凹面。
第五透镜150具有正曲折力,第五透镜150的物侧面S8和第五透镜150的像侧面S9于近光轴处均为凸面。
第六透镜160具有正曲折力,第六透镜160的物侧面S10于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S11于近光轴处为凹面。
其中,第四透镜140以及第五透镜150组成胶合透镜,且第四透镜140的像侧面S8与第五透镜150的物侧面S8相贴合以形成胶合面。
实施例二中,各透镜的焦距的参考波长为546.0740nm,阿贝数和折射率的参考波长均为587.5600nm。光学系统100的相关参数如表4所示,其中,表4中f表示该光学系统100的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统100的最大视场角,需要注意的是,焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。
表4
在本申请实施例二中,将该光学系统100的各参数的具体数值带入对应的条件式得出表5。
表5
各透镜的非球面方程可参考实施例一,在此不做赘述。本申请实施例二中,第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第六透镜160的物侧面S10以及第六透镜160的像侧面S11均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表6所示:
表6
面序号 | 3 | 4 | 11 | 12 |
K | -6.377E+00 | 9.005E+00 | -7.539E+00 | 7.856E-01 |
A4 | 9.795E-03 | 8.048E+00 | -5.085E-03 | 0.000E+00 |
A6 | 8.167E-04 | -1.751E-04 | -6.581E-03 | 0.000E+00 |
A8 | -9.825E-04 | -6.848E-05 | 4.517E-03 | 0.000E+00 |
A10 | 7.233E-05 | 6.966E-05 | -1.244E-03 | 0.000E+00 |
A12 | -5.050E-06 | -5.634E-07 | 5.438E-03 | 0.000E+00 |
A14 | 6.628E+00 | -6.581E-07 | -2.505E-04 | 0.000E+00 |
A16 | -5.299E-08 | 9.661E-08 | 9.443E-04 | 0.000E+00 |
A18 | 6.483E-10 | -6.280E-09 | -5.216E-05 | 0.000E+00 |
A20 | -9.727E-12 | 3.040E-11 | 7.458E-07 | 0.000E+00 |
由图4A可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5600nm、656.2725nm、920.0000nm、930.0000nm、940.0000nm、950.0000nm以及960.0000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例二中的光学系统的成像质量较好。
图4B中的S曲线代表参考波长为546.0740nm的弧矢像面弯曲,T曲线代表参考波长为546.0740nm的子午像面弯曲。在参考波长为546.0740nm的情况下,由图4B可以看出像高位于3.19mm以内,得到了较好的补偿。
在参考波长为546.0740nm的情况下,由图4C可以看出畸变得到了很好的校正。
实施例三
请参照图5至图6C所示,光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、光阑STO、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、红外滤光片170、保护玻璃180以及成像面S16。
第一透镜110具有负曲折力,第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面,第一透镜的像侧面S2于近光轴处为凹面。
第二透镜120具有负曲折力,第二透镜120的物侧面S3和第二透镜120的像侧面S4于近光轴处均为凹面。
第三透镜130具有正曲折力,第三透镜130的物侧面S5和第三透镜130的像侧面S6于近光轴处均为凸面。
第四透镜140具有负曲折力,第四透镜140的物侧面S7于近光轴处为凸面,第四透镜140的像侧面S8于近光轴处为凹面。
第五透镜150具有正曲折力,第五透镜150的物侧面S8和第五透镜150的像侧面S9于近光轴处均为凸面。
第六透镜160具有正曲折力,第六透镜160的物侧面S10于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S11于近光轴处为凹面。
其中,第四透镜140以及第五透镜150组成胶合透镜,且第四透镜140的像侧面S8与第五透镜150的物侧面S8相贴合以形成胶合面。
实施例三中,各透镜的焦距的参考波长为546.0740nm,阿贝数和折射率的参考波长均为587.5600nm。光学系统100的相关参数如表7所示,其中,表7中f表示该光学系统100的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统100的最大视场角,需要注意的是,焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。
表7
在本申请实施例三中,将该光学系统100的各参数的具体数值带入对应的条件式得出表8。
表8
各透镜的非球面方程可参考实施例一,在此不做赘述。本申请实施例三中,第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第六透镜160的物侧面S10以及第六透镜160的像侧面S11均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表9所示:
表9
由图6A可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5600nm、656.2725nm、920.0000nm、930.0000nm、940.0000nm、950.0000nm以及960.0000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例三中的光学系统的成像质量较好。
图6B中的S曲线代表参考波长为546.0740nm的弧矢像面弯曲,T曲线代表参考波长为546.0740nm的子午像面弯曲。在参考波长为546.0740nm的情况下,由图6B可以看出像高位于3.19mm以内,得到了较好的补偿。
在参考波长为546.0740nm的情况下,由图6C可以看出畸变得到了很好的校正。
实施例四
请参照图7至图8C所示,光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、光阑STO、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、红外滤光片170、保护玻璃180以及成像面S16。
第一透镜110具有负曲折力,第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面,第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面。
第二透镜120具有负曲折力,第二透镜120的物侧面S3和第二透镜120的像侧面S4于近光轴处均为凹面。
第三透镜130具有正曲折力,第三透镜130的物侧面S5和第三透镜130的像侧面S6于近光轴处均为凸面。
第四透镜140具有正曲折力,第四透镜140的物侧面S7和第四透镜140的像侧面S8于近光轴处均为凸面。
第五透镜150具有负曲折力,第五透镜150的物侧面S8于近光轴处为凹面,第五透镜150的像侧面S9于近光轴处为凸面。
第六透镜160具有正曲折力,第六透镜160的物侧面S10于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S11于近光轴处为凹面。
其中,第四透镜140以及第五透镜150组成胶合透镜,且第四透镜140的像侧面S8与第五透镜150的物侧面S8相贴合以形成胶合面。
实施例四中,各透镜的焦距的参考波长为546.0740nm,阿贝数和折射率的参考波长均为587.5600nm。光学系统100的相关参数如表10所示,其中,表10中f表示该光学系统100的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统100的最大视场角,需要注意的是,焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。
表10
在本申请实施例四中,将该光学系统100的各参数的具体数值带入对应的条件式得出表11。
表11
(FOV*f)/2*Imgh(deg) | TTL/f | f6/f | Imgh*2/EPD | |
实施例四 | 44.363 | 7.782 | 5.590 | 4.990 |
f1/f | f123/f | R11/CT6 | f4*f5/f(mm) | |
实施例四 | -3.631 | 3.498 | 4.265 | -4.726 |
各透镜的非球面方程可参考实施例一,在此不做赘述。本申请实施例四中,第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第六透镜160的物侧面S10以及第六透镜160的像侧面S11均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表12所示:
表12
面序号 | 3 | 4 | 11 | 12 |
K | -9.724E+00 | 1.389E+00 | -8.405E+00 | 1.592E+01 |
A4 | 5.700E-03 | 4.593E-02 | -5.965E-03 | 9.714E-04 |
A6 | -7.957E-04 | -6.679E-03 | 3.181E-03 | -2.153E-04 |
A8 | -9.693E-05 | -4.450E-05 | -2.248E-02 | -8.563E-04 |
A10 | 6.575E-05 | 3.027E-05 | 6.963E-03 | 5.916E-04 |
A12 | -5.007E-06 | -4.623E-05 | -8.522E-03 | -4.013E-04 |
A14 | 5.293E-07 | 7.143E-06 | 5.902E-04 | 2.164E-05 |
A16 | -5.397E-08 | -6.986E-07 | -7.538E-04 | -1.577E-06 |
A18 | 9.876E-10 | 6.403E-08 | 5.950E-05 | 1.668E-07 |
A20 | -6.877E-12 | -3.620E-10 | -1.087E-07 | -7.862E-08 |
由图8A可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5600nm、656.2725nm以及940.0000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例四中的光学系统的成像质量较好。
图8B中的S曲线代表参考波长为546.0740nm的弧矢像面弯曲,T曲线代表参考波长为546.0740nm的子午像面弯曲。在参考波长为10000.000nm的情况下,由图8B可以看出像高位于3.19mm以内,得到了较好的补偿。
在参考波长为546.0740nm的情况下,由图8C可以看出畸变得到了很好的校正。
实施例五
请参照图7至图8C所示,光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、光阑STO、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、红外滤光片170、保护玻璃180以及成像面S16。
第一透镜110具有负曲折力,第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面,第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面。
第二透镜120具有负曲折力,第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凸面,第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凹面。
第三透镜130具有正曲折力,第三透镜130的物侧面S5和第三透镜130的像侧面S6于近光轴处均为凸面。
第四透镜140具有正曲折力,第四透镜140的物侧面S7和第四透镜140的像侧面S8于近光轴处均为凸面。
第五透镜150具有负曲折力,第五透镜150的物侧面S8于近光轴处为凹面,第五透镜150的像侧面S9于近光轴处为凸面。
第六透镜160具有正曲折力,第六透镜160的物侧面S10于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S11于近光轴处亦为凸面。
其中,其中,第四透镜140以及第五透镜150组成胶合透镜,且第四透镜的140像侧面S8与第五透镜150的物侧面S8相贴合以形成胶合面。
实施例五中,各透镜的焦距的参考波长为546.0740nm,阿贝数和折射率的参考波长均为587.5600nm。光学系统100的相关参数如表13所示,其中,表13中f表示该光学系统100的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统100的最大视场角,需要注意的是,焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。
表13
在本申请实施例五中,将该光学系统100的各参数的具体数值带入对应的条件式得出表14。
表14
(FOV*f)/2*Imgh(deg) | TTL/f | f6/f | Imgh*2/EPD | |
实施例五 | 40.222 | 9.235 | 1.798 | 8.192 |
f1/f | f123/f | R11/CT6 | f4*f5/f(mm) | |
实施例五 | -3.928 | 4.089 | 4.164 | -5.887 |
各透镜的非球面方程可参考实施例一,在此不做赘述。本申请实施例五中,第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第六透镜160的物侧面S10以及第六透镜160的像侧面S11均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表15所示:
表15
面序号 | 3 | 4 | 11 | 12 |
K | -5.376E+00 | -5.483E-01 | 6.885E+00 | -6.965E-01 |
A4 | 8.791E-01 | 3.623E-02 | 7.392E-03 | 4.222E-03 |
A6 | -8.505E-03 | -3.814E-03 | 7.558E-03 | -4.493E-03 |
A8 | 7.685E-03 | -6.524E-02 | -5.229E-02 | 4.390E-03 |
A10 | -1.162E-04 | 8.291E-02 | 6.981E-02 | -8.643E-03 |
A12 | 7.049E-04 | -7.753E-01 | -3.531E-03 | 1.068E-03 |
A14 | -6.073E-05 | 3.463E-03 | 6.538E-03 | -7.834E-04 |
A16 | 6.177E-06 | -9.809E-03 | -1.327E-04 | 5.116E-04 |
A18 | -5.539E-08 | 5.739E-04 | 5.947E-05 | -4.509E-05 |
A20 | 1.457E-09 | -4.120E-05 | -7.457E-06 | 9.500E-07 |
由图10A可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5600nm、656.2725nm以及940.0000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例五中的光学系统的成像质量较好。
图10B中的S曲线代表参考波长为546.0740nm的弧矢像面弯曲,T曲线代表参考波长为546.0740nm的子午像面弯曲。在参考波长为546.0740nm的情况下,由图10B可以看出像高位于3.19mm以内,得到了较好的补偿。
在参考波长为546.0740nm的情况下,由图10C可以看出畸变得到了很好的校正。
本申请实施例的第二方面提供了一种取像模组200,请参照图11所示,图11为本申请一种实施例中的取像模组的结构示意图。该取像模组200包括图像传感器210以及上述的光学系统100,图像传感器210设于光学系统100的像侧,其中,光学系统100用于接收被拍摄物体所发射的光束并投射至图像传感器210上,图像传感器210用于将光束的光信号转化成图像信号。具有上述光学系统100的取像模组200,在满足大角度、小体积、高像素设计的同时具有良好的成像品质,并且可在可见光/红外波段使用,增大了该取像模组200的适用范围。
本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备300,如图12所示,该电子设备300包括安装结构310以及上述的取像模组200,取像模组200设于安装结构上,其中,安装结构310用于承载取像装置200,安装结构310可以直接是电子设备300的外壳,也可以是将取像模组200固定在电子设备300的外壳上的一个中间连接结构,这里对该中间连接结构的具体结构不做赘述,设计人员可根据实际需要进行合理设计。电子设备300可以但不仅限于手机、摄像机、电脑等具有摄像功能的设备。如图12所示,电子设备300为车载摄像头。具有上述取像模组200的电子设备300,在满足大角度、小体积、高像素设计的同时具有良好的成像品质,并且可在可见光/红外波段使用,增大了该电子设备300的适用范围。
本申请实施例的第四方面提供了一种载具400,如图13所示,该载具400包括连接结构(图中未示出)以及上述的电子设备300(图中未示出),电子设备300设于连接结构上,其中,连接结构用于承载电子设备300,连接结构可以直接是载具400的外壳,也可以是将电子设备300固定在载具400的外壳上的一个中间连接结构,这里对该中间连接结构的具体结构不做赘述,设计人员可根据实际需要进行合理设计。载具400可以但不仅限于汽车、飞行器等具有摄像功能的车载设备。如图13所示,载具400为汽车。具有上述电子设备300的载具400,在满足大角度、小体积、高像素设计的同时具有良好的成像品质,并且可在可见光/红外波段使用,增大了该载具400的适用范围,提高了使用载具400的安全系数。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本申请的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述,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,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,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的具体含义。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光学系统,其特征在于,沿光轴从物侧到像侧依次包括:
第一透镜,具有负曲折力;
第二透镜,具有负曲折力,所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
第三透镜,具有正曲折力,所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
第四透镜,具有曲折力,所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面;
第五透镜,具有曲折力,所述第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
第六透镜,具有正曲折力,所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面;
其中,所述光学系统中具有光焦度的透镜为六片,且所述第四透镜与所述第五透镜具有相反的曲折力;
其中,所述光学系统的最大视场角为FOV,所述光学系统的有效焦距为f,所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半为Imgh,所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径为R11,所述第六透镜于光轴处的厚度为CT6,且FOV、f以及Imgh,R11以及CT6满足条件式:
40.0deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<53.0deg;
4.0<R11/CT6<10.5。
2.如权利要求1所述的光学系统,其特征在于,
所述第一透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离为TTL,其中,TTL以及f满足条件式:
6.5<TTL/f<9.5。
3.如权利要求1所述的光学系统,其特征在于,
所述第六透镜的焦距为f6,其中,f6以及f满足条件式:
1.5<f6/f<13.5。
4.如权利要求1所述的光学系统,其特征在于,
所述光学系统的入瞳直径为EPD,其中,Imgh以及EPD满足条件式:
4.2<Imgh*2/EPD<8.2。
5.如权利要求1所述的光学系统,其特征在于,
所述第一透镜的焦距为f1,其中,f1以及f满足条件式:
-4.0<f1/f<-3.0。
6.如权利要求1所述的光学系统,其特征在于,
所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜的组合焦距为f123,其中,f123以及f满足条件式:
2.1<f123/f<4.1。
7.如权利要求1所述的光学系统,其特征在于,
所述第四透镜的焦距为f4,所述第五透镜的焦距为f5,其中,f4、f5以及f满足条件式:
-6.5mm<f4*f5/f<-4.5mm。
8.一种取像模组,其特征在于,包括:
权利要求1-7中的任一项所述的光学系统;及
图像传感器,所述图像传感器设置于所述光学系统的像侧。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
安装结构;及
权利要求8所述的取像模组,所述取像模组设置于所述安装结构上。
10.一种载具,其特征在于,包括:
连接结构;及
权利要求9所述的电子设备,所述电子设备设置于所述连接结构上。
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