CN114077035B - 一种成像光学系统 - Google Patents
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Abstract
一种成像光学系统，由从物方到像方依序排列的前透镜组、中透镜组和后透镜组组成；其中，前透镜组由第负一透镜、第二正透镜和第三正透镜组成；中透镜组由第四正透镜、第五正透镜和第六负透镜组成；后透镜组由第七正透镜和第八正透镜组成；光阑位于前透镜组和中透镜组之间。其中：仅有第一透镜物侧面，第一透镜像侧面，第二透镜物侧面，第二透镜像侧面，第三透镜物侧面，第四透镜物侧面和第八透镜像侧面为非球面。而且各透镜的折射率和阿贝数满足特定关系，使得该成像光学系统一方面可以实现小型化和轻量化，另一方面，可以采用较少的非球面实现较高的的分辨率和性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种八片式成像光学系统，适用于包含摄像装置的电子系统中。
背景技术
成像镜头日益小型化和轻量化，并且分辨率日益提升。然而现有的相机难以在小型化和轻量化的同时实现高分辨率和性能。另一方面，现有技术中多采用非球面校正像差，然而普遍存在非球面数量过多的问题，而且非球面难于制造且成本较高。
发明内容
本发明提供一种能够改善像差并实现高分辨率的成像光学系统，另一方面，希望提供一种非球面数量较少的成像光学系统。
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、中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；中透镜组由第四透镜、第五透镜和第六透镜组成；后透镜组由第七透镜和第八透镜组成；光阑位于前透镜组和中透镜组之间。且成像光学系统进一步包括截止红外线的红外线截止滤波器(未图示)。进一步地，成像光学系统可进一步包括图像传感器，用于将入射通过成像光学系统的对象的图像转换成电信号。进一步地，成像光学系统可进一步包括调整透镜之间的间隔的间隔保持构件(未图示)。
第一透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第二透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
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，像侧面为凸面；
第五透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
第六透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；
第七透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
第八透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面。
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)：
-3.1<f1/f<-3.0
0.4<f2/f<0.5
1<f3/f<2
-1<f123/f<0 (1)
条件式(1)限定了前透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围，可被用作前透镜组各透镜的设计参考。当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式(1)的上限时，各透镜的屈光力变弱，难以使得镜头模块小型化；当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式(1)的下限时，各透镜的屈光力会过强，使得难以校正球面像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(2)：
-6<f4/f<-5.5
-10<f5/f<-9.5
19<f6/f<20
-5<f456/f<-4.5 (2)
条件式(2)限定了中透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围，可被用作中透镜组各透镜的设计参考。当中透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式(2)的上限时，各透镜的屈光力变弱，难以使得镜头模块小型化；当中透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式(2)的下限时，各透镜的屈光力会过强，使得难以校正球面像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(3)：
-3.5<f7/f<-3
-23<f8/f<-22
-3.3<f78/f<-3.3 (3)
条件式(3)限定了后透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围，可被用作后透镜组各透镜的设计参考。当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式(3)的上限时，各透镜的屈光力变弱，难以使得镜头模块小型化；当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式(3)的下限时，各透镜的屈光力会过强，使得难以校正球面像差。
另外，从附图1中可以看到成像光学系统存在内部焦点F1，位于第三透镜内部。
根据本公开的成像光学系统仅有四个非球面，分别是第一透镜物侧面，第一透镜像侧面，第二透镜物侧面，第二透镜像侧面，第三透镜物侧面，第四透镜物侧面和第八透镜像侧面。现有技术中为校正相差，多采用全部透镜表面为非球面，这种方法校正像差虽然能取得不错的像差校正效果，但是非球面太多，导致制造较为困难，成本较高。本申请由于满足条件式(1)～(3)，因此仅需四个非球面即可校正像差。
|v2-v3|<5.00
|v5-v4|>50.0
|v5-v6|>60.0 (4)
这里，v2是第二透镜的阿贝数，v3是第三透镜的阿贝数，v4是第四透镜的阿贝数，v5是第五透镜的阿贝数，v6是第六透镜的阿贝数。
上述条件式限定前透镜组的第二透镜与第三透镜的材料特性；中透镜组的第四透镜、第五透镜和第六透镜的材料的特性(即阿贝数)的数值范围，以显著地减小色差。
进一步地，第三透镜和第四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，可以采用较少的非球面实现较高的的分辨率和性能。
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～L8表示第一至第八透镜，STO表示光阑，S1～S17表示各表面序号，IMG表示像面。
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。然而，可以以许多不同的形式来实施本公开，并且本公开不应该被解释为限制于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将会彻底和完整，并可完全地将本公开的范围传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清楚起见，可以放大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终被用于表示相同或相似的元件。
此外，应当注意的是，在本说明书中，第一透镜表示最靠近物方的透镜，第八透镜表示最靠近图像传感器的透镜。进一步地，应当注意的是，术语“前方”表示从镜头模块朝向物方的方向，而术语“后方”表示从镜头模块朝向图像传感器的方向。进一步地，应当注意的是，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)。此外，应当注意的是，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。
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。
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、中透镜组2和后透镜组3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；中透镜组2由第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6组成；后透镜组3由第七透镜L7和第八透镜L8组成；光阑STO位于前透镜组1和中透镜组2之间。且成像光学系统进一步包括截止红外线的红外线截止滤波器(未图示)。进一步地，成像光学系统可进一步包括图像传感器，用于将入射通过成像光学系统的对象的图像转换成电信号。进一步地，成像光学系统可进一步包括调整透镜之间的间隔的间隔保持构件(未图示)。
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为正透镜，物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面；
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为凸面；
第五透镜L5为正透镜，物侧面S10为凸面，像侧面S11为凸面；
第六透镜L6为负透镜，物侧面S12为凹面，像侧面S13为凸面；
第七透镜L7为正透镜，物侧面S14为凸面，像侧面S15为凸面；
第八透镜L8为正透镜，物侧面S16为凸面，像侧面S17为凸面。
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)：
-3.1<f1/f<-3.0
0.4<f2/f<0.5
1<f3/f<2
-1<f123/f<0 (1)
条件式(1)限定了前透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围，可被用作前透镜组各透镜的设计参考。当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式(1)的上限时，各透镜的屈光力变弱，难以使得镜头模块小型化；当前透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式(1)的下限时，各透镜的屈光力会过强，使得难以校正球面像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(2)：
-6<f4/f<-5.5
-10<f5/f<-9.5
19<f6/f<20
-5<f456/f<-4.5 (2)
条件式(2)限定了中透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围，可被用作中透镜组各透镜的设计参考。当中透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式(2)的上限时，各透镜的屈光力变弱，难以使得镜头模块小型化；当中透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式(2)的下限时，各透镜的屈光力会过强，使得难以校正球面像差。
根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(3)：
-3.5<f7/f<-3
-23<f8/f<-22
-3.3<f78/f<-3.3 (3)
条件式(3)限定了后透镜组与成像光学系统的总焦距的比值范围，可被用作后透镜组各透镜的设计参考。当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率大于条件式(3)的上限时，各透镜的屈光力变弱，难以使得镜头模块小型化；当后透镜组与成像光学系统的总焦距的比率小于条件式(3)的下限时，各透镜的屈光力会过强，使得难以校正球面像差。
另外，从附图1中可以看到成像光学系统存在内部焦点F1，位于第三透镜L3内部。
根据本公开的成像光学系统仅有七个非球面，分别是第一透镜物侧面S1，第一透镜像侧面S2，第二透镜物侧面S3，第二透镜像侧面S4，第三透镜物侧面S5，第四透镜物侧面S8和第八透镜像侧面S17。现有技术中为校正相差，多采用全部透镜表面为非球面，这种方法校正像差虽然能取得不错的像差校正效果，但是非球面太多，导致制造较为困难，成本较高。本申请由于满足条件式(1)～(3)，因此仅需四个非球面即可校正像差。
|v2-v3|<5.00
|v5-v4|>50.0
|v5-v6|>60.0 (4)
这里，v2是第二透镜L2的阿贝数，v3是第三透镜L3的阿贝数，v4是第四透镜L4的阿贝数，v5是第五透镜L5的阿贝数，v6是第六透镜L6的阿贝数。
上述条件式限定前透镜组的第二透镜L2与第三透镜L3的材料特性；中透镜组的第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6的材料的特性(即阿贝数)的数值范围，以显著地减小色差。
进一步地，第三透镜L3和第四透镜L4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，其中长度单元均为㎜，F数为3.0)。
[表1]
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]
表3为本实施例的成像光学系统的光学参数。
[表3]
f1～f8为各透镜的焦距，f123为第一透镜L3至第三透镜L3的合焦距，f456为第四透镜L4至第六透镜L6的合焦距，f78为第七透镜L7与第八透镜L8的合焦距，f为整个成像光学系统的焦距。
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 (7)
1.一种成像光学系统，由从物方到像方依序排列的前透镜组、中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；中透镜组由第四透镜、第五透镜和第六透镜组成；后透镜组由第七透镜和第八透镜组成；光阑位于前透镜组和中透镜组之间；
第一透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第二透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
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，像侧面为凸面；
第五透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
第六透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；
第七透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
第八透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述成像光学系统满足下列条件式（1）：
-3.1<f1/f<-3.0
0.4<f2/f<0.5
1<f3/f<2
-1<f123/f<0 （1）
其中，f1是第一透镜的焦距，f2是第二透镜的焦距，f3是第三透镜的焦距，f123为第一透镜至第三透镜的合焦距，f为整个成像光学系统的焦距。
2. 根据权利要求1所述的成像光学系统，进一步满足下列条件式(2)：
-6<f4/f<-5.5
-10<f5/f<-9.5
19<f6/f<20
-5<f456/f<-4.5 （2）
其中，f4是第四透镜的焦距，f5是第五透镜的焦距，f6是第六透镜的焦距，f456为第四透镜至第六透镜L6的合焦距。
3. 根据权利要求1所述的成像光学系统，进一步满足下列条件式(3)：
-3.5<f7/f<-3
-23<f8/f<-22
-3.3<f78/f<-3.3 （3）
其中，f7是第七透镜的焦距，f8是第八透镜的焦距，f78为第七透镜与第八透镜的合焦距。
4. 根据权利要求1所述的成像光学系统，进一步满足下列条件式(4)：
|v2-v3|<5.00
|v5-v4|>50.0
|v5-v6|>60.0 （4）
其中，v2是第二透镜的阿贝数，v3是第三透镜的阿贝数，v4是第四透镜的阿贝数，v5是第五透镜的阿贝数，v6是第六透镜的阿贝数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的成像光学系统，其中第三透镜和第四透镜采用相同的材料。
6.根据权利要求1-4任一项所述的成像光学系统，其中仅有第一透镜物侧面，第一透镜像侧面，第二透镜物侧面，第二透镜像侧面，第三透镜物侧面，第四透镜物侧面和第八透镜像侧面为非球面。
7.根据权利要求1-4任一项所述的成像光学系统，其中在第三透镜内部具有内部焦点F1。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN103969800A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-08-06 | 中国计量学院 | 一种长焦型全景环形成像镜头 |
| CN106501925A (zh) * | 2015-09-08 | 2017-03-15 | Hoya株式会社 | 变焦光学系统和设置有该变焦光学系统的成像装置 |
| CN107991767A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-05-04 | 丹阳丹耀光学有限公司 | 轻型微光夜视仪光学系统 |
| CN111474676A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-31 | 深圳市雷影光电科技有限公司 | 内合焦式成像镜头 |
Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| CN103969800A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-08-06 | 中国计量学院 | 一种长焦型全景环形成像镜头 |
| CN106501925A (zh) * | 2015-09-08 | 2017-03-15 | Hoya株式会社 | 变焦光学系统和设置有该变焦光学系统的成像装置 |
| CN107991767A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-05-04 | 丹阳丹耀光学有限公司 | 轻型微光夜视仪光学系统 |
| CN111474676A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-31 | 深圳市雷影光电科技有限公司 | 内合焦式成像镜头 |
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