CN113625423A - 一种成像系统、摄像头模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种成像系统、摄像头模组及电子设备,成像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。成像系统满足以下条件式:0.4<f123/f456<7,其中,f123为第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合有效焦距,f456为第四透镜、第五透镜和第六透镜的组合有效焦距。使成像系统保证小型化和薄型化的前提下,具备优良的成像质量和大广角特质。
Description
技术领域
本申请涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种成像系统、摄像头模组及电子设备。
背景技术
随着汽车行业的发展,人们对ADAS(Advanced Driver Assistant System)、行车记录仪、倒车影像等车载用摄像头的技术要求也越来越高。不仅要求小型化,像素像质的要求也越来越高。因此,同时具备良好成像品质和小型化特征的摄像镜头是目前待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种成像系统、摄像头模组及电子设备,保证小型化的前提下,能够具备良好的成像质量。所述技术方案如下:
第一方面,本申请实施例提供了一种成像系统,所述成像系统沿光轴从物侧到像侧依次包括:
第一透镜,所述第一透镜具有负屈折力;
第二透镜,所述第二透镜具有屈折力;
第三透镜,所述第三透镜具有正屈折力;
第四透镜,所述第四透镜具有正屈折力,所述第四透镜的物侧面于近所述光轴处为凸面,所述第四透镜的像侧面于近所述光轴处为凸面;
第五透镜,所述第五透镜具有负屈折力;
第六透镜,所述第六透镜具有屈折力,所述第六透镜的物侧面于近所述光轴处为凸面,所述第六透镜的像侧面于近所述光轴处为凹面;
其中,所述成像系统满足以下条件式:
0.4<f123/f456<7;
其中,f123为所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合有效焦距,f456为所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的组合有效焦距。
本申请实施例的成像系统,通过对各个透镜的屈折力进行相应设计,以及对成像系统的第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合有效焦距以及第四透镜、第五透镜和第六透镜的组合有效焦距的合理限定,能够聚焦入射光束,有利于成像系统采集的图像信息有效的传递至成像面。同时,这样设计一方面有利于控制光线束射出成像系统的入射光线高度,减小成像系统高级像差和镜片的外径,有利于成像系统更加紧凑,实现小型化设计,另一方面可校正第一透镜、第二透镜和第三透镜产生的场曲对解像力的影响,提升成像品质。
在其中一些实施例中,所述成像系统还满足以下条件式:
-10<f1/CT1<-4.5;
其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,CT1为所述第一透镜于所述光轴上的距离。
基于上述实施例,通过对第一透镜的有效焦距和第一透镜于光轴上的距离的合理限定,将靠近物侧的第一透镜设置为具有负屈折力,可抓住大角度射进成像系统的光线,扩大成像系统的视场角范围。当f1/CT1≥-4.5时,第一透镜的焦距过大,屈折力过强,则像面成像会因第一透镜的变化而敏感,从而产生较大的像差;当f1/CT1≤-10时,第一透镜的屈折力不足,不利于大角度光线进入成像系统,进而不利于成像系统的广角化和小型化。
在其中一些实施例中,所述成像系统还满足以下条件式:
1.5<f45/f<7;
其中,f45为所述第四透镜和所述第五透镜的组合有效焦距,f为所述成像系统的有效焦距。
基于上述实施例,通过对第四透镜和第五透镜的组合有效焦距以及成像系统的有效焦距的合理限定,第四透镜为成像系统提供正屈折力,第五透镜为成像系统提供负屈折力,有利于像差的相互校正。当f45/f≥7时,第四透镜和第五透镜的整体屈折力过小,易产生较大的边缘像差以及色差,不利于提高分辨性能;当f45/f≤1.5时,第四透镜和第五透镜的整体屈折力过强,易产生较严重的像散现象,不利于成像品质的提升。
在其中一些实施例中,所述成像系统还满足以下条件式:
5.3<SDS1/SagS1<13.3;
其中,SDS1为所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径的一半,SagS1为所述第一透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高。
基于上述实施例,通过对第一透镜的物侧面的最大有效通光口径的一半和第一透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高的合理限定,有利于避免第一透镜的物侧面的面型过弯,减小第一透镜的加工难度,避免第一透镜太弯导致镀膜不均匀的问题。当SDS1/SagS1≥13.3或SDS1/SagS1≤5.3时,不利于大角度光线入射至成像系统,从而影响成像系统的成像质量;当满足条件式范围时,能够避免第一透镜的物侧面过平,减小产生鬼影的风险。
在其中一些实施例中,所述成像系统还满足以下条件式:
0.5<f3/f<2.5;
其中,f3为所述第三透镜的有效焦距,f为所述成像系统的有效焦距。
基于上述实施例,通过对第三透镜的有效焦距和成像系统的有效焦距的合理限定,有利于校正边缘像差,提升成像解析度。当f3/f≥2.5或f3/f≤0.5时,不利于成像系统的像差的校正,从而降低成像品质。
在其中一些实施例中,所述成像系统还满足以下条件式:
1.5<CT4/CT5≤5;
其中,CT4为所述第四透镜于所述光轴上的距离,CT5为所述第五透镜于所述光轴上的距离。
基于上述实施例,通过对第四透镜于光轴上的距离和第五透镜于光轴上的距离的合理限定,能够有效的调节第四透镜与第五透镜的屈折力关系,有利于成像系统的广角化和小型化,同时能够提高光学性能,减小光线射出成像系统的出射角度,光线将以接近垂直入射的方式在感光元件上,从而提高感光元件的敏感度,减少成像系统产生暗角的可能性。
在其中一些实施例中,所述成像系统还包括光阑,所述光阑位于所述第三透镜和所述第四透镜之间,所述成像系统还满足以下条件式:
4.5<TTL/(T4+CT4)<10;
其中,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述成像系统的像面于所述光轴上的距离,T4为所述光阑至所述第四透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT4为所述第四透镜于所述光轴上的距离。
基于上述实施例,通过对第一透镜的物侧面至成像系统的像面于光轴上的距离、光阑至第四透镜的物侧面于光轴上的距离以及第四透镜于光轴上的距离的合理限定,可通过合理增大光阑与第四透镜之间的距离及第四透镜于光轴上的距离使第四透镜、第五透镜和第六透镜远离光阑,使得不同视场的光线经光阑收束后以合理的角度发散,从而会聚到更远的垂轴位置处,增大成像高度。
在其中一些实施例中,所述成像系统还满足以下条件式:
f/EPD<1.7;
其中,f为所述成像系统的有效焦距,EPD为所述成像系统的入瞳直径。
基于上述实施例,通过对成像系统的有效焦距和成像系统的入瞳直径的合理限定,有利于提高成像系统的通光量,进而提高成像明亮度,使成像更清晰。
在其中一些实施例中,所述成像系统还满足以下条件式:
80°<(FOV*f)/2*ImgH<90°;
其中,FOV为所述成像系统的最大视场角,f为所述成像系统的有效焦距,ImgH为所述成像系统的最大视场角所对应的像高的一半。
基于上述实施例,通过对成像系统的最大视场角、成像系统的有效焦距和成像系统的最大视场角所对应的像高的一半的合理限定,可保持成像系统良好的光学性能,实现成像系统高像素的特征,使成像系统能够很好的捕捉被摄物体的细节。在有利于获得较大的视场角的同时能够减小出射光线的偏折角度,从而减轻暗角、抑制畸变。
第二方面,本申请实施例提供了一种摄像头模组,包括:
镜筒;
如上述任意的成像系统,所述成像系统设置于所述镜筒内;
感光元件,所述感光元件设置于所述成像系统的像侧。
基于本申请实施例中的摄像头模组,通过对各个透镜的屈折力进行相应设计,以及对成像系统的第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合有效焦距以及第四透镜、第五透镜和第六透镜的组合有效焦距的合理限定,能够聚焦入射光束,有利于成像系统采集的图像信息有效的传递至成像面。同时,这样设计一方面有利于控制光线束射出成像系统的入射光线高度,减小成像系统高级像差和镜片的外径,有利于成像系统更加紧凑,实现小型化设计,另一方面可校正第一透镜、第二透镜和第三透镜产生的场曲对解像力的影响,提升成像品质;且透镜间合理的面型限定,有助于提升成像系统的组装良率,降低摄像头模组的组装难度。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括:
壳体;及
上述的摄像头模组,所述摄像头模组设置于所述壳体内。
基于本申请实施例中的电子设备,通过对各个透镜的屈折力进行相应设计,以及对成像系统的第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合有效焦距以及第四透镜、第五透镜和第六透镜的组合有效焦距的合理限定,能够聚焦入射光束,有利于成像系统采集的图像信息有效的传递至成像面。同时,这样设计一方面有利于控制光线束射出成像系统的入射光线高度,减小成像系统高级像差和镜片的外径,有利于成像系统更加紧凑,实现小型化设计,另一方面可校正第一透镜、第二透镜和第三透镜产生的场曲对解像力的影响,提升成像品质;且透镜间合理的面型限定,有助于提升成像系统的组装良率,降低电子设备中摄像头模组的组装难度,同时使电子设备更加轻薄化。
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是本申请实施例一提供的成像系统的结构示意图;
图2是本申请实施例一提供的成像系统的纵向球差曲线图、像散曲线图、畸变曲线图;
图3是本申请实施例二提供的成像系统的结构示意图;
图4是本申请实施例二提供的成像系统的纵向球差曲线图、像散曲线图、畸变曲线图;
图5是本申请实施例三提供的成像系统的结构示意图;
图6是本申请实施例三提供的成像系统的纵向球差曲线图、像散曲线图、畸变曲线图;
图7是本申请实施例四提供的成像系统的结构示意图;
图8是本申请实施例四提供的成像系统的纵向球差曲线图、像散曲线图、畸变曲线图
图9是本申请实施例五提供的成像系统的结构示意图;
图10是本申请实施例五提供的成像系统的纵向球差曲线图、像散曲线图、畸变曲线图;
图11是本申请实施例提供的电子设备的示意图。
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。
随着汽车行业的发展,人们对ADAS(Advanced Driver Assistant System)、行车记录仪、倒车影像等车载用摄像头的技术要求也越来越高。不仅要求小型化,像素像质的要求也越来越高。因此,同时具备良好成像品质和小型化特征的摄像镜头是目前待解决的问题。基于此,本申请实施例提供了一种成像系统、摄像头模组及电子设备,旨在解决上述技术问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种成像系统10。请参考图1至图10,成像系统10沿光轴从物侧到像侧依次包括第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150和第六透镜160。
第一透镜110具有负屈折力。第二透镜120具有屈折力。第三透镜130具有正屈折力。第四透镜140具有正屈折力,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于近光轴处为凸面。第五透镜150具有负屈折力。第六透镜160具有屈折力,第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凹面。成像系统10满足以下条件式:0.4<f123/f456<7,其中,f123为第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130的组合有效焦距,f456为第四透镜140、第五透镜150和第六透镜160的组合有效焦距。
本申请实施例的成像系统10,通过对各个透镜的屈折力进行相应设计,以及对成像系统10的第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130的组合有效焦距以及第四透镜140、第五透镜150和第六透镜160的组合有效焦距的合理限定,能够聚焦入射光束,有利于成像系统10采集的图像信息有效的传递至成像面。同时,这样设计一方面有利于控制光线束射出成像系统10的入射光线高度,减小成像系统10高级像差和镜片的外径,有利于成像系统10更加紧凑,实现小型化设计,另一方面可校正第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130产生的场曲对解像力的影响,提升成像品质。
进一步地,可以理解地,由第一透镜110、第二透镜120以及第三透镜130组合而成的透镜组可以具有负屈折力,使第一透镜110、第二透镜120以及第三透镜130保持高照度的同时具备良好的成像质量,其中,相对照度较高能够使画面整体的亮度均匀性高,且边缘不至于出现暗角。由第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160组合而成的透镜组可以具有正屈折力,其中第四透镜140和第五透镜150可以胶合,能够有效矫正第一透镜110、第二透镜120以及第三透镜130由于提高照度带来的像差、色差和敏感度问题,使镜片在高温或者低温情况下也具有良好的成像品质,同时使整体结构更加紧凑、抗震性能好且稳定性高。
成像系统10还满足以下条件式:-10<f1/CT1<-4.5,其中,f1为第一透镜110的有效焦距,CT1为第一透镜110于光轴上的距离。通过对第一透镜110的有效焦距和第一透镜110于光轴上的距离的合理限定,将靠近物侧的第一透镜110设置为具有负屈折力,可抓住大角度射进成像系统10的光线,扩大成像系统10的视场角范围。当f1/CT1≥-4.5时,第一透镜110的焦距过大,屈折力过强,则像面S17成像会因第一透镜110的变化而敏感,从而产生较大的像差;当f1/CT1≤-10时,第一透镜110的屈折力不足,不利于大角度光线进入成像系统10,进而不利于成像系统10的广角化和小型化。
成像系统10还满足以下条件式:1.5<f45/f<7,其中,f45为第四透镜140和第五透镜150的组合有效焦距,f为成像系统10的有效焦距。通过对第四透镜140和第五透镜150的组合有效焦距以及成像系统10的有效焦距的合理限定,第四透镜140为成像系统10提供正屈折力,第五透镜150为成像系统10提供负屈折力,其中,第四透镜140和五透镜150可以胶合,采用两镜片相胶合的结构有利于像差的相互校正。当f45/f≥7时,第四透镜140和第五透镜150的整体屈折力过小,易产生较大的边缘像差以及色差,不利于提高分辨性能;当f45/f≤1.5时,第四透镜140和第五透镜150的整体屈折力过强,易产生较严重的像散现象,不利于成像品质的提升。
成像系统10还满足以下条件式:5.3<SDS1/SagS1<13.3,其中,SDS1为第一透镜110的物侧面S1的最大有效通光口径的一半,SagS1为第一透镜110的物侧面S1于最大有效半径处的矢高。其中,应注意的是,上述SagS1中的矢高为第一透镜110的物侧面S1与光轴的交点至该面的最大有效通光口径处(即该面最大有效半径处)于平行光轴方向上的距离;当该值为正值时,在平行于成像系统10的光轴的方向上,该面的最大有效通光口径处相较于该面的中心处更靠近成像系统10的像侧;当该值为负值时,在平行于成像系统1010的光轴的方向上,该面的最大有效通光口径处相较于该面的中心处更靠近成像系统1010的物侧。
通过对第一透镜110的物侧面S1的最大有效通光口径的一半和第一透镜110的物侧面S1于最大有效半径处的矢高的合理限定,有利于避免第一透镜110的物侧面S1的面型过弯,减小第一透镜110的加工难度,避免第一透镜110太弯导致镀膜不均匀的问题。当SDS1/SagS1≥13.3或SDS1/SagS1≤5.3时,不利于大角度光线入射至成像系统10,从而影响成像系统10的成像质量;当满足条件式范围时,能够避免第一透镜110的物侧面S1过平,减小产生鬼影的风险。
成像系统10还满足以下条件式:0.5<f3/f<2.5,其中,f3为第三透镜130的有效焦距,f为成像系统10的有效焦距。通过对第三透镜130的有效焦距和成像系统10的有效焦距的合理限定,有利于校正边缘像差,提升成像解析度。当f3/f≥2.5或f3/f≤0.5时,不利于成像系统10的像差的校正,从而降低成像品质。
成像系统10还满足以下条件式:1.5<CT4/CT5≤5,其中,CT4为第四透镜140于光轴上的距离,CT5为第五透镜150于光轴上的距离。通过对第四透镜140于光轴上的距离和第五透镜150于光轴上的距离的合理限定,能够有效的调节第四透镜140与第五透镜150的屈折力关系,有利于成像系统10的广角化和小型化,同时能够提高光学性能,减小光线射出成像系统10的出射角度,光线将以接近垂直入射的方式在感光元件上,从而提高感光元件的敏感度,减少成像系统10产生暗角的可能性。
成像系统10还可以包括光阑STO,光阑STO可以位于第三透镜130和第四透镜140之间,成像系统10还满足以下条件式:4.5<TTL/(T4+CT4)<10,其中,TTL为第一透镜110的物侧面S1至成像系统10的像面S17于光轴上的距离,T4为光阑STO至第四透镜140的物侧面S7于光轴上的距离,CT4为第四透镜140于光轴上的距离。通过对第一透镜110的物侧面S1至成像系统10的像面S17于光轴上的距离、光阑STO至第四透镜140的物侧面S7于光轴上的距离以及第四透镜140于光轴上的距离的合理限定,可通过合理增大光阑STO与第四透镜140之间的距离及第四透镜140于光轴上的距离使第四透镜140、第五透镜150和第六透镜160远离光阑STO,使得不同视场的光线经光阑STO收束后以合理的角度发散,从而会聚到更远的垂轴位置处,增大成像高度。
成像系统10还满足以下条件式:f/EPD<1.7,其中,f为成像系统10的有效焦距,EPD为成像系统10的入瞳直径。通过对成像系统10的有效焦距和成像系统10的入瞳直径的合理限定,有利于提高成像系统的通光量,进而提高成像明亮度,使成像更清晰。
成像系统10还满足以下条件式:80°<(FOV*f)/2*ImgH<90°,其中,FOV为成像系统10的最大视场角,f为成像系统10的有效焦距,ImgH为成像系统10的最大视场角所对应的像高的一半。通过对成像系统10的最大视场角、成像系统10的有效焦距和成像系统10的最大视场角所对应的像高的一半的合理限定,可保持成像系统10良好的光学性能,实现成像系统10高像素的特征,使成像系统10能够很好的捕捉被摄物体的细节。在有利于获得较大的视场角的同时能够减小出射光线的偏折角度,从而减轻暗角、抑制畸变。
为减少杂散光以提升成像效果,成像系统10还可以包括光阑STO。光阑STO可以是孔径光阑STO和/或视场光阑STO。光阑STO可以位于第一透镜110的物侧与成像面S17之前任意两个相邻透镜之间。如,光阑STO可以位于:第一透镜110的物侧、第一透镜110的像侧面S2与第二透镜120的物侧面S3之间、第二透镜120的像侧面S4与第三透镜130的物侧面S5之间、第三透镜130的像侧面S6与第四透镜140的物侧面S7之间、第四透镜140的像侧面S8与第五透镜150的物侧面S9之间、第五透镜150的像侧面S10和第六透镜160的物侧面S11之间、第六透镜160的像侧面S12与成像面S19之间。为降低加工成本,也可以在第一透镜110的物侧面S1、第二透镜120的物侧面S3、第三透镜130的物侧面S5、第四透镜140的物侧面S7、第五透镜150的物侧面S9、第一透镜110的像侧面S2、第二透镜120的像侧面S4、第三透镜130的像侧面S6、第四透镜140的像侧面S7、第五透镜150的像侧面S10、第六透镜160的物侧面S11和第六透镜160的像侧面S12中的任意一个表面上设置光阑STO。优选的,光阑STO可以位于第三透镜130的像侧面S6与第四透镜140的物侧面S7之间。
为实现对非工作波段的过滤,成像系统10还可以包括滤光片170。优选的,滤光片170可以位于第六透镜160的像侧面S12和成像面S17之间。滤光片170可用于滤除可见光,使红外波段光到达成像系统10的成像面S17,从而可以在夜晚等光线不足的环境下拍摄更清晰立体的画面,进而有利于成像系统10的高分辨率成像;滤光片170也用于滤除红外光,防止红外光到达成像系统10的成像面S17,从而防止红外光干扰正常成像。滤光片170可与各透镜一同装配以作为成像系统10中的一部分。在另一些实施例中,滤光片170并不属于成像系统10的元件,此时滤光片170可以在成像系统10与感光元件装配成摄像头模组20时,一并安装至成像系统10与感光元件之间。在一些实施例中,滤光片170也可设置在第一透镜110的物侧。另外,在一些实施例中也可通过在第一透镜110至第六透镜160中的至少一个透镜上设置滤光镀层以实现滤除非工作波段光的作用。成像系统10还可以包括保护玻璃180,优选地,保护玻璃180位于滤光片170和成像面S17之间。
第一透镜110至第六透镜160的材质可以为塑料或者玻璃。在一些实施例中,成像系统10中至少一个透镜的材质可为塑料(PC,Plastic),塑料材质可以为聚碳酸酯、树胶等。在一些实施例中,成像系统10中至少一个透镜的材质可为玻璃(GL,Glass)。具有塑料材质的透镜能够降低成像系统10的生产成本,而具有玻璃材质的透镜能够耐受较高或较低的温度且具有优良的光学效果及较佳的稳定性。在一些实施例中,成像系统10中可设置不同材质的透镜,即可采用玻璃透镜及塑料透镜相结合的设计,但具体配置关系可根据实际需求而确定,此处不加以穷举。
在一些实施例中,成像系统10的至少一个透镜具有非球面面型,当透镜的至少一侧表面(物侧面或像侧面)为非球面时,即可称该透镜具有非球面面型。在一个实施例中,可以将各透镜的物侧面及像侧面均设计为非球面。非球面设计能够帮助成像系统10更为有效地消除像差,改善成像品质。在一些实施例中,成像系统10中的至少一个透镜也可具有球面面型,球面面型的设计可降低透镜的制备难度,降低制备成本。在一些实施例中,为了兼顾制备成本、制备难度、成像品质、组装难度等,成像系统10中的各透镜表面的设计可由非球面及球面面型搭配而成。在一些实施例中,第六透镜160为非球面镜片,在保证信号接收质量的前提下,维持了大通光,且边缘信号信噪比大幅提升,使得光线平稳,像差干扰低,同时矫正了场区,使mtf曲线平滑。
另外应注意的是,当某个透镜表面为非球面时,该透镜表面可以存在反曲结构,此时该面沿径向将发生面型种类的改变,例如一个透镜表面在近光轴处为凸面,而在靠近最大有效口径处则为凹面。
第二方面,本申请实施例提供了一种摄像头模组20。请参见图11,摄像头模组20包括镜筒(图中未示出)、上述任意的成像系统10以及感光元件(图中未示出)。成像系统10设置于镜筒内,感光元件设置于成像系统10的像侧。
基于本申请实施例中的摄像头模组20,通过对各个透镜的屈折力进行相应设计,以及对成像系统10的第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130的组合有效焦距以及第四透镜140、第五透镜150和第六透镜160的组合有效焦距的合理限定,能够聚焦入射光束,有利于成像系统10采集的图像信息有效的传递至成像面。同时,这样设计一方面有利于控制光线束射出成像系统10的入射光线高度,减小成像系统10高级像差和镜片的外径,有利于成像系统10更加紧凑,实现小型化设计,另一方面可校正第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130产生的场曲对解像力的影响,提升成像品质;且透镜间合理的面型限定,有助于提升成像系统10的组装良率,降低摄像头模组20的组装难度。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备30。请参见图11,电子设备30包括壳体(图中未示出)及上述的摄像头模组20,摄像头模组20设置于壳体内。
基于本申请实施例中的电子设备30,通过对各个透镜的屈折力进行相应设计,以及对成像系统10的第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130的组合有效焦距以及第四透镜140、第五透镜150和第六透镜160的组合有效焦距的合理限定,能够聚焦入射光束,有利于成像系统10采集的图像信息有效的传递至成像面。同时,这样设计一方面有利于控制光线束射出成像系统10的入射光线高度,减小成像系统10高级像差和镜片的外径,有利于成像系统10更加紧凑,实现小型化设计,另一方面可校正第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130产生的场曲对解像力的影响,提升成像品质;且透镜间合理的面型限定,有助于提升成像系统10的组装良率,降低电子设备30中摄像头模组20的组装难度,同时使电子设备30更加轻薄化。
以下将结合具体参数对成像系统10进行详细说明。
具体实施例一
本申请实施例的成像系统10的结构示意图参见图1,成像系统10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、光阑STO、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、滤光片170和保护玻璃180。第一透镜110具有负屈折力,第二透镜120具有正屈折力,第三透镜130具有正屈折力,第四透镜140具有正屈折力,第五透镜150具有负屈折力,第六透镜160具有正屈折力。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于近光轴处为凸面。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于近光轴处为凹面。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于近光轴处为凸面。第五透镜150的物侧面S9于近光轴处为凹面,第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凹面。第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凹面。
本申请实施例中,各透镜的焦距参考波长为546.074nm,折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm,成像系统10的相关参数如表1所示,表1中EFL为成像系统10的焦距,FNO表示光圈数,FOV表示成像系统10的最大视场角;焦距及曲率半径的单位均为毫米。
表1
成像系统10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表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、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。本申请实施例中,非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表2所示:
表2
面序号 | 1 | 2 | 11 | 12 |
K | -1.00E-01 | -1.40E+00 | 7.02E+00 | 2.11E+00 |
A4 | -8.57E-03 | -7.56E-03 | 5.38E+00 | -8.26E-03 |
A6 | -1.32E-04 | -1.45E-04 | 3.17E-04 | 7.72E-04 |
A8 | 4.07E-06 | 9.39E-05 | -6.51E-06 | -7.67E-04 |
A10 | 4.04E-07 | -6.89E-06 | -4.86E-05 | 3.30E-06 |
A12 | -2.87E-08 | 5.21E-08 | 2.16E-06 | -1.63E-07 |
A14 | 6.52E-10 | 7.60E-10 | -4.92E-07 | 4.80E-09 |
A16 | -5.04E-12 | 4.97E-11 | 6.08E-09 | -1.62E-10 |
A18 | 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 |
图2中(a)为本申请实施例在波长为656.2725nm、588.5618nm、546.0740nm、486.1327nm、436.8343nm的光线纵向球差曲线图,由图2中(a)可以看出656.2725nm、588.5618nm、546.0740nm、486.1327nm、436.8343nm的波长对应的纵向球差均在0.050毫米以内,说明本申请实施例的成像质量较好。
图2中(b)为第一实施例中的成像系统10在波长为546.0740nm下的光线像散图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示像高,其单位为mm。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S,由图2(b)可以看出,成像系统10的像散得到了较好的补偿。
请参阅图2(c),图2(c)为第一实施例中的成像系统10在波长为546.0740nm下的畸变曲线图。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像高。由图2(c)可以看出,在波长546.0740nm下,该成像系统10的畸变得到了很好的校正。
由图2(a)、图2(b)和图2(c)可以看出本实施例中的成像系统10的像差较小。
具体实施例二
本申请实施例的成像系统10的结构示意图参见图3,成像系统10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、光阑STO、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、滤光片170和保护玻璃180。第一透镜110具有负屈折力,第二透镜120具有负屈折力,第三透镜130具有正屈折力,第四透镜140具有正屈折力,第五透镜150具有负屈折力,第六透镜160具有正屈折力。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于近光轴处为凹面。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于近光轴处为凸面。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于近光轴处为凸面。第五透镜150的物侧面S9于近光轴处为凹面,第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凹面。第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凹面。
本申请实施例中,各透镜的焦距参考波长为546.074nm,折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm,成像系统10的相关参数如表3所示,表3中EFL为成像系统10的焦距,FNO表示光圈数,FOV表示成像系统10的最大视场角;焦距及曲率半径的单位均为毫米。
表3
成像系统10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表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、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。本申请实施例中,非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表4所示:
表4
面序号 | 1 | 2 | 11 | 12 |
K | -6.13E-02 | -1.44E+00 | 7.14E+00 | 5.41E+01 |
A4 | -1.24E-02 | 5.00E-03 | -2.41E-03 | -6.90E-03 |
A6 | -2.67E-04 | -9.86E-03 | 4.05E-05 | 2.66E-05 |
A8 | -2.93E-05 | 3.71E-05 | 4.71E-06 | -9.24E-05 |
A10 | 1.22E-06 | -1.29E-06 | -9.25E-05 | 5.22E-06 |
A12 | -3.48E-08 | -1.41E-08 | 2.29E-06 | -6.44E-08 |
A14 | 5.43E-10 | 2.65E-10 | -2.92E-07 | 4.34E-09 |
A16 | -1.04E-12 | 1.16E-11 | 6.08E-09 | -1.92E-10 |
A18 | 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 |
由图4中的像差图可知,成像系统10的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的成像系统10拥有良好的成像品质。
具体实施例三
本申请实施例的成像系统10的结构示意图参见图5,成像系统10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、光阑STO、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、滤光片170和保护玻璃180。第一透镜110具有负屈折力,第二透镜120具有负屈折力,第三透镜130具有正屈折力,第四透镜140具有正屈折力,第五透镜150具有负屈折力,第六透镜160具有负屈折力。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于近光轴处为凸面。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于近光轴处为凸面。第五透镜150的物侧面S9于近光轴处为凹面,第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凸面。第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凹面。
本申请实施例中,各透镜的焦距参考波长为546.074nm,折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm,成像系统10的相关参数如表5所示,表5中EFL为成像系统10的焦距,FNO表示光圈数,FOV表示成像系统10的最大视场角;焦距及曲率半径的单位均为毫米。
表5
成像系统10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表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、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。本申请实施例中,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 | 1 | 2 | 11 | 12 |
K | -4.89E-01 | -2.88E+00 | -1.42E+00 | -8.80E+01 |
A4 | -1.27E-03 | 2.82E-02 | -6.27E-03 | -3.26E-03 |
A6 | -8.19E-04 | -9.92E-03 | 6.58E-04 | -1.73E-04 |
A8 | -5.35E-06 | 9.82E-04 | -3.34E-05 | 1.74E-05 |
A10 | 1.70E-06 | -8.58E-06 | -5.23E-06 | -5.34E-06 |
A12 | -6.61E-08 | 2.30E-07 | 2.11E-06 | 1.38E-08 |
A14 | 1.94E-09 | 2.81E-10 | -2.09E-07 | 4.46E-09 |
A16 | -1.51E-11 | 1.90E-11 | 6.06E-09 | -1.49E-10 |
A18 | 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 |
由图6中的像差图可知,成像系统10的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的成像系统10拥有良好的成像品质。
具体实施例四
本申请实施例的成像系统10的结构示意图参见图7,成像系统10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、光阑STO、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、滤光片170和保护玻璃180。第一透镜110具有负屈折力,第二透镜120具有正屈折力,第三透镜130具有正屈折力,第四透镜140具有正屈折力,第五透镜150具有负屈折力,第六透镜160具有正屈折力。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于近光轴处为凸面。第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凹面,第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凸面。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于近光轴处为凸面。第五透镜150的物侧面S9于近光轴处为凹面,第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凹面。第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凹面。
本申请实施例中,各透镜的焦距参考波长为546.074nm,折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm,成像系统10的相关参数如表7所示,表7中EFL为成像系统10的焦距,FNO表示光圈数,FOV表示成像系统10的最大视场角;焦距及曲率半径的单位均为毫米。
表7
成像系统10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表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、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。本申请实施例中,非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表8所示:
表8
由图8中的像差图可知,成像系统10的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的成像系统10拥有良好的成像品质。
具体实施例五
本申请实施例的成像系统10的结构示意图参见图7,成像系统10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、光阑STO、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、滤光片170和保护玻璃180。第一透镜110具有负屈折力,第二透镜120具有正屈折力,第三透镜130具有正屈折力,第四透镜140具有正屈折力,第五透镜150具有负屈折力,第六透镜160具有负屈折力。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于近光轴处为凸面。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于近光轴处为凸面。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于近光轴处为凸面。第五透镜150的物侧面S9于近光轴处为凹面,第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凸面。第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凸面,第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凹面。
本申请实施例中,各透镜的焦距参考波长为546.074nm,折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm,成像系统10的相关参数如表9所示,表9中EFL为成像系统10的焦距,FNO表示光圈数,FOV表示成像系统10的最大视场角;焦距及曲率半径的单位均为毫米。
表9
成像系统10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表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、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。本申请实施例中,非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表10所示:
表10
面序号 | 1 | 2 | 11 | 12 |
K | -6.01E-02 | -1.12E+00 | 5.09E-01 | 5.74E+00 |
A4 | -4.67E-03 | -8.23E-03 | -7.81E-03 | -5.21E-03 |
A6 | -2.53E-04 | -3.79E-04 | 8.90E-04 | 3.06E-04 |
A8 | -1.74E-06 | 9.18E-05 | -1.99E-05 | -4.07E-05 |
A10 | 6.41E-07 | -2.47E-06 | -6.86E-04 | 3.85E-06 |
A12 | -3.43E-08 | 7.53E-08 | 2.16E-06 | -1.14E-07 |
A14 | 7.14E-10 | 6.02E-10 | -2.92E-07 | 4.67E-09 |
A16 | -7.44E-12 | 1.61E-11 | 6.82E-09 | -1.91E-10 |
A18 | 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 |
由图10中的像差图可知,成像系统10的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的成像系统10拥有良好的成像品质。
上述五组实施例的数据如下表11中的数据:
表11
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 (11)
1.一种成像系统,其特征在于,所述成像系统沿光轴从物侧到像侧依次包括:
第一透镜,所述第一透镜具有负屈折力;
第二透镜,所述第二透镜具有屈折力;
第三透镜,所述第三透镜具有正屈折力;
第四透镜,所述第四透镜具有正屈折力,所述第四透镜的物侧面于近所述光轴处为凸面,所述第四透镜的像侧面于近所述光轴处为凸面;
第五透镜,所述第五透镜具有负屈折力;
第六透镜,所述第六透镜具有屈折力,所述第六透镜的物侧面于近所述光轴处为凸面,所述第六透镜的像侧面于近所述光轴处为凹面;
其中,所述成像系统满足以下条件式:
0.4<f123/f456<7;
其中,f123为所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合有效焦距,f456为所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的组合有效焦距。
2.如权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述成像系统还满足以下条件式:
-10<f1/CT1<-4.5;
其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,CT1为所述第一透镜于所述光轴上的距离。
3.如权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述成像系统还满足以下条件式:
1.5<f45/f<7;
其中,f45为所述第四透镜和所述第五透镜的组合有效焦距,f为所述成像系统的有效焦距。
4.如权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述成像系统还满足以下条件式:
5.3<SDS1/SagS1<13.3;
其中,SDS1为所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径,SagS1为所述第一透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高。
5.如权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述成像系统还满足以下条件式:
0.5<f3/f<2.5;
其中,f3为所述第三透镜的有效焦距,f为所述成像系统的有效焦距。
6.如权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述成像系统还满足以下条件式:
1.5<CT4/CT5≤5;
其中,CT4为所述第四透镜于所述光轴上的距离,CT5为所述第五透镜于所述光轴上的距离。
7.如权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述成像系统还包括光阑,所述光阑位于所述第三透镜和所述第四透镜之间,所述成像系统还满足以下条件式:
4.5<TTL/(T4+CT4)<10;
其中,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述成像系统的像面于所述光轴上的距离,T4为所述光阑至所述第四透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT4为所述第四透镜于所述光轴上的距离。
8.如权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述成像系统还满足以下条件式:
f/EPD<1.7;
其中,f为所述成像系统的有效焦距,EPD为所述成像系统的入瞳直径。
9.如权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述成像系统还满足以下条件式:
80°<(FOV*f)/2*ImgH<90°;
其中,FOV为所述成像系统的最大视场角,f为所述成像系统的有效焦距,ImgH为所述成像系统的最大视场角所对应的像高的一半。
10.一种摄像头模组,其特征在于,包括:
镜筒;
如权利要求1至9中任一项所述成像系统,所述成像系统设置于所述镜筒内;
感光元件,所述感光元件设置于所述成像系统的像侧。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:
壳体;及
权利要求10所述的摄像头模组,所述摄像头模组设置于所述壳体内。
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