CN114326022A - 光学系统、摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。光学系统包括十片具有曲折力的镜片,且满足关系:1.4<Fno<1.65,Fno为所述光学系统的光圈数。作为十片式光学系统能够保证足够的进光量,确保入射至成像面上的光通量满足高质量成像标准,并实现拍摄高质量夜景、星空等光亮度不大的物空间场景。
Description
技术领域
本发明涉及摄影成像技术领域,特别是涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。
背景技术
随着智能手机、智能手表、平板电脑等电子设备在消费市场的快速普及,电子设备中的摄像性能也受到了市场的重点关注,例如各知名企业对新产品的发布亮点大多围绕着设备的摄像性能展开。
为了提高设备的摄像性能,一般采用多片透镜设计以改善成像质量。但随着人们对设备性能的诉求的不断增加,当前光学系统的摄像性能已经难以满足更高像素和夜拍的性能标准。因此,如何通过合理设计光学系统以提高成像质量以及夜拍能力,对于业界而言无疑是巨大的挑战和机遇。
发明内容
基于此,有必要针对如何提高成像质量以及夜拍能力的问题,提供一种光学系统、摄像模组及电子设备。
一种光学系统,沿光轴由物侧至像侧依次包括:
具有正曲折力的第一透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
具有负曲折力的第二透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
具有曲折力的第三透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
具有正曲折力的第四透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有曲折力的第五透镜,物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有曲折力的第六透镜,物侧面于近光轴处为凹面;
具有正曲折力的第七透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有负曲折力的第八透镜,物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凹面;
具有正曲折力的第九透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有负曲折力的第十透镜,物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凹面。
所述光学系统还满足关系:
1.4<Fno<1.65;
Fno为所述光学系统的光圈数。
在上述光学系统中,所述第一透镜和所述第二透镜为正负屈折力排布,将有利于使所述第一透镜的像方焦点位置更靠近物侧,能有效从而有利于压缩光学系统的长度,并将球差和色差控制在合理范围内;所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均设为物侧面于光轴处为凸面,像侧面于光轴处为凹面的透镜,在扩大视场角度的同时,使三枚透镜的相似的面型配置,进而降低各视场的光线在经过所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜的各光学面时的入射角,使入射光线在经过所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜时能够较为平缓过渡行进,进而有效避免产生较大的像差,减少像方透镜对校正像差的负担,提高像方透镜的设计自由度;所述第四透镜为设置为正曲折力,并配合双凸的面型,能与前三片透镜组成类高斯结构,如此能高效消除高阶像差,并使由所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜汇聚并出射的光线能够在所述第四透镜的调配下转为扩散传播;所述第五透镜和所述第六透镜均设为物侧面于光轴处为凹面,面型与所述第四透镜像侧面相适应,有助于平缓扩散光线,能降低光线在各表面的入射角度,从而提升了相对照度;所述第七透镜至所述第十透镜设置为曲折力正负交替设置,进一步提升光学成像质量;通过所述第七透镜至所述第十透镜的依次交替的屈折力以及面型设计,且能够最终调节即将会聚于成像面上的光线,使先前透镜产生的轴上色差能够得到消除,进一步抑制由大角度入射的光线在到达成像面前的偏折程度,从而可有效抑制场曲、像散、畸变等轴外像差。进一步地,当光学系统满足上述关系时,作为十片式光学系统能够保证足够的进光量,确保入射至成像面上的光通量满足高质量成像标准,并实现拍摄高质量夜景、星空等光亮度不大的物空间场景。当高于上述关系的上限时,光学系统的光通量不足,导致成像过程中噪点过多;当低于上述关系的下限时,进入光学系统的光线过多,难以控制像差,导致成像质量变差。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足关系:
1.4<TTL/ImgH<1.6;
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,ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。
满足上述公式,可使光学系统具有超薄的特性,进而满足光学系统小型化的设计要求。当高于上述关系的上限时,光学系统较厚,无法适应便携式设备的设计需求;当低于上述关系的下限时,各镜片之间的间距过于狭小,不但组装困难,而且无法修正累积的像差。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足关系:
1.2<TTL/f<1.4;
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,f为所述光学系统的有效焦距。
满足上述关系时,可利于光学系统的长度的压缩,同时防止光学系统的视场角过大,使光学系统能够在小型化设计以及降低大视场所带来的像差之间取得平衡。当低于上述关系的下限时,光学系统的光学长度过短,会造成系统敏感度加大的问题,导致像差修正困难,或者会导致系统的视场角过小,难以满足大视场特性;当高于上述关系的上限时,光学系统的光学长度过长,不利于小型化设计,且边缘视场的光线难以成像在成像面的有效成像区域上,从而造成成像信息不全。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足关系:
0.3<|R71+R72|/|R71-R72|<0.8;
R71为所述第七透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,R72为所述第七透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
满足上述关系时,可以有效的控制第七透镜的物侧面和像侧面于光轴处的曲率半径之间的差值,进而控制第七透镜沿轴外方向的延伸部分关于厚薄比的走势,从而有利于降低制造的敏感度,且可以平衡系统的高级彗差,提高系统的成像质量。当高于上述关系的上限时,物侧面和像侧面的形状过于接近,难以平衡系统的高级彗差;当低于上述关系的下限时,则其中一个面的面型过于弯曲,导致制造敏感度急剧上升。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足关系:
2<|f2/f|<3;
f2为所述第二透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。
满足上述关系时,可控制所述第二透镜的有效焦距和整个系统的有效焦距比值在一定的范围,从而对于整个系统有效焦距,所述第二透镜的曲折力适中,能够校正所述第一透镜产生的高阶球差,使得系统具有良好的成像质量。当高于上述关系的上限时,所述第二透镜的曲折力在光学系统中过于弱小,难以矫正所述第一透镜产生的高阶球差;当低于上述关系的下限时,所述第二透镜的曲折力在光学系统中过强,会出现矫正过度的情况,从而导致成像质量下降。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足关系:
0.6<|SAG61/CT6|<1.1;
SAG61为所述第六透镜物侧面与光轴的交点至所述第六透镜物侧面的有效口径处于光轴上的距离,CT6为所述第六透镜的物侧面至所述第六透镜的像侧面于光轴上的距离。
满足上述关系时,有利于降低所述第六透镜的敏感度,且利于镜片的加工成型,更好的实现工程制造。当高于上述关系的上限时,则物侧面具有较大矢高,可能导致镜片整体过于弯曲,或导致镜片厚薄比过大,进而导致镜片对公差的敏感度急剧增加;当低于上述关系的下限时,则物侧面过于平坦,对光线难以起到有效的偏折作用。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足关系:
0.2<D56/CT6<0.5;
D56为CT6为所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于光轴上的距离,CT6为所述第六透镜的物侧面至所述第六透镜的像侧面于光轴上的距离。
满足上述关系时,所述第五透镜与所述第六透镜间距合理,可以有效的平衡系统产生的高级像差,且利于工程制作中的场曲调整,提高系统的成像质量。当低于上述关系的下限时,镜片之间间距过小,导致系统的高级像差难以平衡;当高于上述关系的上限时,镜片之间间距过大,光线在两个镜片之间的偏折角度过小,使后续光线偏折承压,最终导致系统的主光线角度难以与芯片的主光线角度匹配。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足关系:
0.5<MAX56/MIN56<3;
MAX56为所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于光轴方向上的最大距离,MIN56所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于光轴方向上的最小距离。
满足上述关系时,可合理控制所述第五透镜像侧面到所述第六透镜物侧面的最大距离与最小距离的比值,使镜片不会过于弯曲,可以有效的减小局部象散,且可以降低系统的整体敏感度,利于工程的制造。当低于上述关系的下限时,所述第五透镜像侧面和所述第六透镜的物侧面的面型过于接近,不利于控制色差和球差;当高于上述关系的上限时,所述第五透镜像侧面和所述第六透镜之间容易出现局部间隙过大的情况,导致公差敏感度急剧增加,影响光学成像质量,也不利于小型化设计。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足关系:
0.9<R31/R32<1.3;
R31为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,R32为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
满足上述关系时,可确保所述第三透镜物侧面和像侧面之间的面型的差距不会过大,可有效的平衡系统的像差,降低系统的敏感度,提高成像系统的性能。当低于上述关系的下限时,所述第三透镜物侧面过于弯曲,而像侧面过于平坦,势必导致镜片形状走势过于扭曲,不利于工程制造;当高于上述关系的上限时,所述第三透镜物侧面过于平坦,而像侧面过于弯曲,导致光线自所述第三透镜传播至所述第四透镜时的光路过于曲折,容易产生高阶像差,影响成像质量。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足关系:
0.2<|R22/f2|<0.4;
R22为第二透镜像侧面的曲率半径,f2为第二透镜的有效焦距。
满足上述关系时,可以使所述第二透镜的面型及屈折力处于合理的范围,并可有效的平衡所述第一透镜产生的象散,从而使系统具有良好的成像质量。
一种摄像模组,包括图像传感器及以上任意一项所述的光学系统,所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。通过采用上述光学系统,摄像模组能够在兼顾小型化设计的同时保持良好的成像质量。
一种电子设备,包括固定件及上述摄像模组,所述摄像模组设于所述固定件。电子设备可用更小的空间装配上述摄像模组,从而使得设备的厚度能够得到压缩,同时也能保持良好的摄像性能。
附图说明
图1为本申请第一实施例提供的光学系统的结构示意图;
图2包括第一实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图3为本申请第二实施例提供的光学系统的结构示意图;
图4包括第二实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图5为本申请第三实施例提供的光学系统的结构示意图;
图6包括第三实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图7为本申请第四实施例提供的光学系统的结构示意图;
图8包括第四实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图9为本申请第五实施例提供的光学系统的结构示意图;
图10包括第五实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图11为本申请第六实施例提供的光学系统的结构示意图;
图12包括第六实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图13为本申请一实施例提供的摄像模组的示意图;
图14为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。
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”、“厚度”、“上”、“前”、“后”、“轴向”、“径向”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。
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。
参考图1,本申请的实施例提供了一种具有十片透镜结构的光学系统10,光学系统10沿光轴101由物侧至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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9和第十透镜L10。其中第一透镜L1具有正屈折力,第二透镜L2具有负屈折力,第三透镜L3具有正或负屈折力,第四透镜L4具有正屈折力,第五透镜L5具有正或负屈折力,第六透镜L6具有正或负屈折力,第七透镜L7具有正屈折力,第八透镜L8具有负屈折力,第九透镜L9具有正屈折力,第十透镜L10具有负屈折力。光学系统10中各透镜的光轴处于同一直线上,该直线即为光学系统10的光轴101。光学系统10中各透镜可装配于镜筒中以形成摄像镜头。
第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2,第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4,第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6,第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8,第五透镜L5具有物侧面S9及像侧面S10,第六透镜L6具有物侧面S11及像侧面S12,第七透镜L7具有物侧面S13及像侧面S14,第八透镜L8具有物侧面S15及像侧面S16,第九透镜L9具有物侧面S17及像侧面S18,第十透镜L10具有物侧面S19及像侧面S20。另外,光学系统10还具有成像面SI,成像面SI位于第十透镜L10的像侧,物侧的光线经光学系统10的各透镜调节后能够射入于成像面SI。一般地,光学系统10的成像面SI与图像传感器的感光面重合。为方便理解,在光学系统10与图像传感器装配后,也可将成像面SI视为图像传感器的感光面。
在本申请的实施例中,第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面,像侧面S2于近光轴处为凹面;第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面,像侧面S4于近光轴处为凹面;第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面,像侧面S6于近光轴处为凹面;第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面,像侧面S8于近光轴处为凸面;第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面,像侧面S10于近光轴处为凸面;第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面;第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面,像侧面S14于近光轴处为凸面;第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面,像侧面S16于近光轴处为凹面;第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面,像侧面S18于近光轴处为凸面;第十透镜L10的物侧面S19于近光轴处为凹面,像侧面S20于近光轴处为凹面。
应注意的是,当描述透镜表面于近光轴处具有某种面型时,即该透镜表面于光轴101附近具有该种面型,而该透镜表面沿径向靠近最大有效口径处的区域可以拥有与之相同的面型或相反的面型,当同一透镜表面存在相反的两种面型时,即可称该面存在反曲。
在上述光学系统10中,第一透镜L1和第二透镜L2为正负屈折力排布,将有利于使第一透镜L1的像方焦点位置更靠近物侧,能有效从而有利于压缩光学系统的长度,并将球差和色差控制在合理范围内;第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3均设为物侧面于光轴处为凸面,像侧面于光轴处为凹面的透镜,在扩大视场角度的同时,使三枚透镜的相似的面型配置,进而降低各视场的光线在经过第一透镜L1、第二透镜L2以及第三透镜L3的各光学面时的入射角,使入射光线在经过第一透镜L1、第二透镜L2以及第三透镜L3时能够较为平缓过渡行进,进而有效避免产生较大的像差,减少像方透镜对校正像差的负担,提高像方透镜的设计自由度;第四透镜L4为设置为正曲折力,并配合双凸的面型,能与第一透镜L1组成类高斯结构能高效消除高阶像差,并使由第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3汇聚并出射的光线能够在第四透镜L4的调配下转为扩散传播;第五透镜L5和第六透镜L6均设为物侧面于光轴处为凹面,面型与第四透镜L4像侧面相适应,有助于平缓扩散光线,能降低光线在各表面的入射角度,从而提升了相对照度;第七透镜L7至第十透镜L10设置为曲折力正负交替设置,进一步提升光学成像质量;通过第七透镜L7至第十透镜的依次交替的屈折力以及面型设计,且能够最终调节即将会聚于成像面上的光线,使先前透镜产生的轴上色差能够得到消除,进一步抑制由大角度入射的光线在到达成像面前的偏折程度,从而可有效抑制场曲、像散、畸变等轴外像差。
在拥有上述数量、屈折力及面型设计的基础上,光学系统10还进一步满足关系:1.4<Fno<1.65;Fno为所述光学系统10的光圈数。当光学系统10进一步满足该关系时,当光学系统10满足上述关系时,作为十片式光学系统10能够保证足够的进光量,确保入射至成像面上的光通量满足高质量成像标准,并实现拍摄高质量夜景、星空等光亮度不大的物空间场景。当高于上述关系的上限时,光学系统10的光通量不足,导致成像过程中噪点过多;当低于上述关系的下限时,进入光学系统10的光线过多,难以控制像差,导致成像质量变差。在一些实施例中,光学系统10所满足的该关系式的值具体可以为1.4、1.42、1.44、1.46、1.48、1.5、1.52、1.54、1.56、1.58、1.6、1.62或1.65。
此外,在一些实施例中,光学系统10还满足以下至少一条关系,且当满足任一关系时均可拥有相应的技术效果。
可选的,一些实施例中的光学系统10满足关系:1.4<TTL/ImgH<1.6。TTL为所述第一透镜L1的物侧面S1至所述光学系统10的成像面于光轴上的距离,ImgH为所述光学系统10的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述公式,可使光学系统10具有超薄的特性,进而满足光学系统10小型化的设计要求。当高于上述关系的上限时,光学系统10较厚,无法适应便携式设备的设计需求;当低于上述关系的下限时,各镜片之间的间距过于狭小,不但组装困难,而且无法修正累积的像差。在一些实施例中,光学系统10所满足的该关系式的值具体可以为1.4、1.42、1.44、1.46、1.48、1.5、1.52、1.54、1.56、1.58或1.6。
可选的,一些实施例中的光学系统10满足关系:1.2<TTL/f<1.4;TTL为所述第一透镜L1的物侧面S1至所述光学系统10的成像面于光轴上的距离,f为所述光学系统10的有效焦距。满足上述关系时,可利于光学系统10的长度的压缩,同时防止光学系统10的视场角过大,使光学系统10能够在小型化设计以及降低大视场所带来的像差之间取得平衡。当低于上述关系的下限时,光学系统10的光学长度过短,会造成系统敏感度加大的问题,导致像差修正困难,或者会导致系统的视场角过小,难以满足大视场特性;当高于上述关系的上限时,光学系统10的光学长度过长,不利于小型化设计,且边缘视场的光线难以成像在成像面的有效成像区域上,从而造成成像信息不全。在一些实施例中,光学系统10所满足的该关系式的值具体可以为1.2、1.22、1.24、1.26、1.28、1.3、1.32、1.34、1.36、1.38或1.4。
可选的,一些实施例中的光学系统10满足关系:0.3<|R71+R72|/|R71-R72|<0.8;R71为所述第七透镜L7的物侧面S13于光轴处的曲率半径,R72为所述第七透镜L7的像侧面S14于光轴处的曲率半径。满足上述关系时,可以有效的控制第七透镜L7的物侧面S13和第七透镜L7像侧面S14于光轴处的曲率半径之间的差值,进而控制第七透镜L7沿轴外方向的延伸部分关于厚薄比的走势,从而有利于降低制造的敏感度,且可以平衡系统的高级彗差,提高系统的成像质量。当高于上述关系的上限时,物侧面和像侧面的形状过于接近,难以平衡系统的高级彗差;当低于上述关系的下限时,则其中一个面的面型过于弯曲,导致制造敏感度急剧上升。在一些实施例中,光学系统10所满足的该关系式的值具体可以为0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75或0.8。
可选的,一些实施例中的光学系统10满足关系:2<|f2/f|<3;f2为所述第二透镜L2的有效焦距,f为所述光学系统10的有效焦距。满足上述关系时,可控制第二透镜L2的有效焦距和整个系统的有效焦距比值在一定的范围,从而对于整个系统有效焦距,第二透镜L2的曲折力适中,能够校正第一透镜L1产生的高阶球差,使得系统具有良好的成像质量。当高于上述关系的上限时,第二透镜L2的曲折力在光学系统10中过于弱小,难以矫正第一透镜L1产生的高阶球差;当低于上述关系的下限时,第二透镜L2的曲折力在光学系统10中过强,会出现矫正过度的情况,从而导致成像质量下降。在一些实施例中,光学系统10所满足的该关系式的值具体可以为2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3
可选的,一些实施例中的光学系统10满足关系:0.6<|SAG61/CT6|<1.1;SAG61为第六透镜L6物侧面S11与光轴的交点至第六透镜L6物侧面S11的有效口径处于光轴上的距离(矢高),CT6为第六透镜L6的物侧面S11至第六透镜L6的像侧面S12于光轴上的距离。满足上述关系时,有利于降低第六透镜L6的敏感度,且利于镜片的加工成型,更好的实现工程制造。当高于上述关系的上限时,则物侧面具有较大矢高,可能导致镜片整体过于弯曲,或导致镜片厚薄比过大,进而导致镜片对公差的敏感度急剧增加;当低于上述关系的下限时,则物侧面过于平坦,对光线难以起到有效的偏折作用。在一些实施例中,光学系统10所满足的该关系式的值具体可以为0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.05或1.1。
可选的,一些实施例中的光学系统10满足关系:0.2<D56/CT6<0.5;D56为CT6为第五透镜L5的像侧面至第六透镜L6的物侧面于光轴上的距离,CT6为第六透镜L6的物侧面至第六透镜L6的像侧面于光轴上的距离。满足上述关系时,第五透镜L5与第六透镜L6间距合理,可以有效的平衡系统产生的高级像差,且利于工程制作中的场曲调整,提高系统的成像质量。当低于上述关系的下限时,镜片之间间距过小,导致系统的高级像差难以平衡;当高于上述关系的上限时,镜片之间间距过大,光线在两个镜片之间的偏折角度过小,使后续光线偏折承压,最终导致系统的主光线角度难以与芯片的主光线角度匹配。在一些实施例中,光学系统10所满足的该关系式的值具体可以为0.2、0.24、0.28、0.32、0.36、0.4、0.44、0.48或0.5。
可选的,一些实施例中的光学系统10满足关系:1.4<MAX56/MIN56<3;MAX56为所述第五透镜L5的像侧面至所述第六透镜L6的物侧面S11于光轴方向上的最大距离,MIN56所述第五透镜L5的像侧面S10至所述第六透镜L6的物侧面S11于光轴方向上的最小距离。满足上述关系时,可合理控制第五透镜L5像侧面S10到第六透镜L6物侧面S11的最大距离与最小距离的比值,使镜片不会过于弯曲,可以有效的减小局部象散,且可以降低系统的整体敏感度,利于工程的制造。当低于上述关系的下限时,第五透镜L5像侧面S10和第六透镜L6的物侧面S11的面型过于接近,不利于控制色差和球差;当高于上述关系的上限时,第五透镜L5像侧面S10和第六透镜L6物侧面S11之间容易出现局部间隙过大的情况,导致公差敏感度急剧增加,影响光学成像质量,也不利于小型化设计。在一些实施例中,光学系统10所满足的该关系式的值具体可以为1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8或3。
可选的,一些实施例中的光学系统10满足关系:0.9<R31/R32<1.3;R31为所述第三透镜L3的物侧面S5于光轴处的曲率半径,R32为所述第三透镜L3的像侧面S5于光轴处的曲率半径。满足上述关系时,可确保第三透镜L3物侧面S5和像侧面S6之间的面型的差距不会过大,可有效的平衡系统的像差,降低系统的敏感度,提高成像系统的性能。当低于上述关系的下限时,第三透镜L3物侧面S5过于弯曲,而像侧面S6过于平坦,势必导致镜片形状走势过于扭曲,不利于工程制造;当高于上述关系的上限时,第三透镜L3物侧面S5过于平坦,而像侧面S6过于弯曲,导致光线自第三透镜L3传播至第四透镜L4时的光路过于曲折,容易产生高阶像差,影响成像质量。在一些实施例中,光学系统10所满足的该关系式的值具体可以为0.9、0.95、1、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25或1.3。
可选的,一些实施例中的光学系统10满足关系:0.2<|R22/f2|<0.4;R22为第二透镜L2像侧面S4的曲率半径,f2为第二透镜L2的有效焦距。满足上述关系时,可以使第二透镜L2的面型及屈折力处于合理的范围,并可有效的平衡第一透镜L1产生的象散,从而使系统具有良好的成像质量。在一些实施例中,光学系统10所满足的该关系式的值具体可以为0.22、0.24、0.26、0.28、0.3、0.32、0.34、0.36、0.38或0.4。
对于上述相应关系式条件中涉及SAG61的矢高参数,应说明的是,当描述某一透镜表面于最大有效口径处的矢高时,即表示该透镜表面与光轴101的交点至该面最大有效口径位置于平行光轴101方向的距离。当透镜表面于最大有效口径处的矢高数值为负时,则表示该面最大有效口径位置相较该面与光轴101相交处更靠近物侧,反之则更靠近像侧。
以上各关系式条件中的有效焦距的数值参考波长为555nm,有效焦距及屈折力的描述至少是指相应透镜或透镜组于近光轴处的数值。且以上各关系式条件及其所带来的技术效果针对的是满足上述透镜设计(透镜数量、屈折力配置、面型配置等)的光学系统10。在无法确保拥有前述光学系统10的透镜设计时,将难以确保光学系统10在满足这些关系式时依然能够拥有相应的技术效果,甚至可能会导致摄像性能发生明显劣化。
在一些实施例中,光学系统10的至少一个透镜具有非球面面型,当透镜的至少一侧透镜表面(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光学系统10更为有效地消除像差,改善成像品质。在一些实施例中,光学系统10的至少一个透镜可具有球面面型,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、组装难度等因素,光学系统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。
非球面的面型计算可参考非球面公式:
其中,Z为非球面上相应点到该面于光轴处的切平面的距离,r为非球面上相应点到光轴的距离,c为非球面于光轴处的曲率,k为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的高次项系数。
对于透镜材料方面,在一些实施例中,光学系统10中至少一个透镜的材质为塑料(PC,Plastic),塑料材质可以为聚碳酸酯、树胶等。在一些实施例中,光学系统10中至少一个透镜的材质为玻璃(GL,Glass)。在一些实施例中,为了兼顾制备成本、制备难度、成像品质等因素,光学系统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。
以下通过更具体的实施例以对本申请中光学系统10的结构配置及成像质量进行说明:
第一实施例
参考图1,在第一实施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜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、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7、具有负屈折力的第八透镜L8、具有正屈折力的第九透镜L9以及具有负屈折力的第十透镜L10,且光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面,像侧面S2于近光轴处为凹面;物侧面S1于近最大有效口径处为凸面,像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面,像侧面S4于近光轴处为凹面;物侧面S3于近最大有效口径处为凸面,像侧面S4于近最大有效口径处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面,像侧面S6于近光轴处为凹面;物侧面S5于近最大有效口径处为凸面,像侧面S6于近最大有效口径处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面,像侧面S8于近光轴处为凸面;物侧面S7于近最大有效口径处为凹面,像侧面S8于近最大有效口径处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面,像侧面S10于近光轴处为凸面;物侧面S9于近最大有效口径处为凹面,像侧面S10于近最大有效口径处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面,像侧面S12于近光轴处为凸面;物侧面S11于近最大有效口径处为凹面,像侧面S12于近最大有效口径处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面,像侧面S14于近光轴处为凸面;物侧面S13于近最大有效口径处为凹面,像侧面S14于近最大有效口径处为凸面。
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面,像侧面S16于近光轴处为凹面;物侧面S15于近最大有效口径处为凹面,像侧面S16于近最大有效口径处为凸面。
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面,像侧面S18于近光轴处为凸面;物侧面S17于近最大有效口径处为凹面,像侧面S18于近最大有效口径处为凸面。
第十透镜L10的物侧面S19于近光轴处为凹面,像侧面S20于近光轴处为凹面;物侧面S19于近最大有效口径处为凹面,像侧面S20于近最大有效口径处为凸面。
第一实施例中光学系统10的各透镜参数由以下表1所展现。由光学系统10的物侧至像侧的各元件依次按照表1从上至下的顺序排列。除了上述具有屈折力的透镜外,光学系统10还包括:红外截止滤波片110,外截止滤波片110具有物侧面S21和像侧面S22;以及成像面SI,为成像光线汇聚的表面。红外截止滤光片110可作为光学系统10的一部分,也可从光学系统10中去除,但当去除红外截止滤光片110后,光学系统10的光学总长TTL应保持不变。表1中Y半径为透镜相应表面于光轴101处的曲率半径。表1中面序号为S1的表面代表第一透镜L1的物侧面,面序号为S2的表面代表第一透镜L1的像侧面,而每一透镜于“厚度”参数列中的第一个数值的绝对值为该透镜于光轴101上的厚度,第二个数值的绝对值为该透镜的像侧面至后一光学面(后一透镜的物侧面或光阑面)于光轴101上的距离,其中光阑的厚度参数表示光阑面至像方相邻透镜的物侧面于光轴101上的距离。表格中各透镜的折射率、阿贝数的参考波长均为587.6nm,有效焦距的参考波长为555nm,且Y半径、厚度、有效焦距的数值单位均为毫米(mm)。另外,以下各实施例中用于关系式计算的参数数据和透镜面型结构以相应实施例中的透镜参数表格中的数据为准。
表1
由表1可知,第一实施例中的光学系统10的有效焦距f为5.03mm,光圈数Fno为1.49,最大视场角FOV为81.66°,光学总长TTL为6.58mm。另外,以下表2展现了表1中相应透镜表面的非球面系数,其中K为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。
表2
进一步参考图2,图2包括了第一实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图,其中像散图和畸变图的参考波长均为555nm,且以下各实施例的像散图和畸变图一样。纵向球面像差图(LongitudinalSpherical Aberration)展现了不同波长的光线经由镜头后的焦点偏离程度。纵向球面像差图的纵坐标表示归一化的由光瞳中心至光瞳边缘的光瞳坐标(Normalized Pupil Coordinator),横坐标表示成像面到光线与光轴交点的距离(单位为mm)。由纵向球面像差图可知,第一实施例中的各波长光线的汇聚焦点偏离程度趋于一致,各参考波长的最大焦点偏移均被控制在±0.025mm以内,成像画面中的弥散斑或色晕得到有效抑制。图2还包括光学系统10的场曲像散图(AstigmaticField Curves),其中S曲线代表555nm下的弧矢场曲,T曲线代表555nm下的子午场曲。由图中可知,光学系统的场曲较小,最大场曲被控制在±0.05mm以内,像面弯曲程度得到有效抑制,且各视场下的弧矢场曲及子午场曲趋于一致,各视场的像散得到较佳的控制,因此可知光学系统10的视场中心至边缘均拥有清晰的成像。另外根据畸变图可知,光学系统10的最大畸变被控制在2%以内,从而可知成像画面的畸变程度得到了优良的控制。
第二实施例
参考图3,在第二实施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜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、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7、具有负屈折力的第八透镜L8、具有正屈折力的第九透镜L9以及具有负屈折力的第十透镜L10,且光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面,像侧面S2于近光轴处为凹面;物侧面S1于近最大有效口径处为凸面,像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面,像侧面S4于近光轴处为凹面;物侧面S3于近最大有效口径处为凸面,像侧面S4于近最大有效口径处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面,像侧面S6于近光轴处为凹面;物侧面S5于近最大有效口径处为凸面,像侧面S6于近最大有效口径处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面,像侧面S8于近光轴处为凸面;物侧面S7于近最大有效口径处为凹面,像侧面S8于近最大有效口径处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面,像侧面S10于近光轴处为凸面;物侧面S9于近最大有效口径处为凹面,像侧面S10于近最大有效口径处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面,像侧面S12于近光轴处为凸面;物侧面S11于近最大有效口径处为凹面,像侧面S12于近最大有效口径处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面,像侧面S14于近光轴处为凸面;物侧面S13于近最大有效口径处为凹面,像侧面S14于近最大有效口径处为凸面。
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面,像侧面S16于近光轴处为凹面;物侧面S15于近最大有效口径处为凹面,像侧面S16于近最大有效口径处为凸面。
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面,像侧面S18于近光轴处为凸面;物侧面S17于近最大有效口径处为凹面,像侧面S18于近最大有效口径处为凸面。
第十透镜L10的物侧面S19于近光轴处为凹面,像侧面S20于近光轴处为凹面;物侧面S19于近最大有效口径处为凹面,像侧面S20于近最大有效口径处为凸面。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由表3和表4给出,其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表3
表4
由图4中的各像差图可知,光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制,其中各参考波长下的焦点偏移均被控制在±0.025mm以内,同时各视场下的子午场曲和弧矢场曲均被控制在±0.05mm以内,像面弯曲程度受到有效抑制,且像散得到优良的调节,最大畸变也被控制在2%以内,因此可判断该实施例的光学系统10可拥有清晰成像。
第三实施例
参考图5,在第三实施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7、具有负屈折力的第八透镜L8、具有正屈折力的第九透镜L9以及具有负屈折力的第十透镜L10,且光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面,像侧面S2于近光轴处为凹面;物侧面S1于近最大有效口径处为凸面,像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面,像侧面S4于近光轴处为凹面;物侧面S3于近最大有效口径处为凸面,像侧面S4于近最大有效口径处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面,像侧面S6于近光轴处为凹面;物侧面S5于近最大有效口径处为凹面,像侧面S6于近最大有效口径处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面,像侧面S8于近光轴处为凸面;物侧面S7于近最大有效口径处为凹面,像侧面S8于近最大有效口径处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面,像侧面S10于近光轴处为凸面;物侧面S9于近最大有效口径处为凹面,像侧面S10于近最大有效口径处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面,像侧面S12于近光轴处为凹面;物侧面S11于近最大有效口径处为凹面,像侧面S12于近最大有效口径处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面,像侧面S14于近光轴处为凸面;物侧面S13于近最大有效口径处为凹面,像侧面S14于近最大有效口径处为凸面。
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面,像侧面S16于近光轴处为凹面;物侧面S15于近最大有效口径处为凹面,像侧面S16于近最大有效口径处为凸面。
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面,像侧面S18于近光轴处为凸面;物侧面S17于近最大有效口径处为凹面,像侧面S18于近最大有效口径处为凸面。
第十透镜L10的物侧面S19于近光轴处为凹面,像侧面S20于近光轴处为凹面;物侧面S19于近最大有效口径处为凹面,像侧面S20于近最大有效口径处为凸面。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由表5和表6给出,其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表5
表6
由图6中的各像差图可知,光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制,其中各参考波长下的焦点偏移均被控制在±0.025mm以内,同时各视场下的子午场曲和弧矢场曲均被控制在±0.05mm以内,像面弯曲程度受到有效抑制,且像散得到优良的调节,最大畸变也被控制在2%以内,因此可判断该实施例的光学系统10可拥有清晰成像。
第四实施例
参考图7,在第四实施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜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、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7、具有负屈折力的第八透镜L8、具有正屈折力的第九透镜L9以及具有负屈折力的第十透镜L10,且光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面,像侧面S2于近光轴处为凹面;物侧面S1于近最大有效口径处为凸面,像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面,像侧面S4于近光轴处为凹面;物侧面S3于近最大有效口径处为凸面,像侧面S4于近最大有效口径处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面,像侧面S6于近光轴处为凹面;物侧面S5于近最大有效口径处为凹面,像侧面S6于近最大有效口径处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面,像侧面S8于近光轴处为凸面;物侧面S7于近最大有效口径处为凹面,像侧面S8于近最大有效口径处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面,像侧面S10于近光轴处为凸面;物侧面S9于近最大有效口径处为凹面,像侧面S10于近最大有效口径处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面,像侧面S12于近光轴处为凸面;物侧面S11于近最大有效口径处为凹面,像侧面S12于近最大有效口径处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面,像侧面S14于近光轴处为凸面;物侧面S13于近最大有效口径处为凹面,像侧面S14于近最大有效口径处为凸面。
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面,像侧面S16于近光轴处为凹面;物侧面S15于近最大有效口径处为凹面,像侧面S16于近最大有效口径处为凸面。
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面,像侧面S18于近光轴处为凸面;物侧面S17于近最大有效口径处为凹面,像侧面S18于近最大有效口径处为凸面。
第十透镜L10的物侧面S19于近光轴处为凹面,像侧面S20于近光轴处为凹面;物侧面S19于近最大有效口径处为凹面,像侧面S20于近最大有效口径处为凸面。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由表7和表8给出,其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表7
表8
由图8中的各像差图可知,光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制,其中各参考波长下的焦点偏移均被控制在±0.025mm以内,同时各视场下的子午场曲和弧矢场曲均被控制在±0.05mm以内,像面弯曲程度受到有效抑制,且像散得到优良的调节,最大畸变也被控制在2%以内,因此可判断该实施例的光学系统10可拥有清晰成像。
第五实施例
参考图9,在第五实施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7、具有负屈折力的第八透镜L8、具有正屈折力的第九透镜L9以及具有负屈折力的第十透镜L10,且光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面,像侧面S2于近光轴处为凹面;物侧面S1于近最大有效口径处为凸面,像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面,像侧面S4于近光轴处为凹面;物侧面S3于近最大有效口径处为凸面,像侧面S4于近最大有效口径处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面,像侧面S6于近光轴处为凹面;物侧面S5于近最大有效口径处为凹面,像侧面S6于近最大有效口径处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面,像侧面S8于近光轴处为凸面;物侧面S7于近最大有效口径处为凹面,像侧面S8于近最大有效口径处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面,像侧面S10于近光轴处为凸面;物侧面S9于近最大有效口径处为凹面,像侧面S10于近最大有效口径处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面,像侧面S12于近光轴处为凸面;物侧面S11于近最大有效口径处为凹面,像侧面S12于近最大有效口径处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面,像侧面S14于近光轴处为凸面;物侧面S13于近最大有效口径处为凹面,像侧面S14于近最大有效口径处为凸面。
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面,像侧面S16于近光轴处为凹面;物侧面S15于近最大有效口径处为凹面,像侧面S16于近最大有效口径处为凸面。
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面,像侧面S18于近光轴处为凸面;物侧面S17于近最大有效口径处为凹面,像侧面S18于近最大有效口径处为凸面。
第十透镜L10的物侧面S19于近光轴处为凹面,像侧面S20于近光轴处为凹面;物侧面S19于近最大有效口径处为凹面,像侧面S20于近最大有效口径处为凸面。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由表9和表10给出,其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表9
表10
由图10中的各像差图可知,光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制,其中各参考波长下的焦点偏移均被控制在±0.025mm以内,同时各视场下的子午场曲和弧矢场曲均被控制在±0.05mm以内,像面弯曲程度受到有效抑制,且像散得到优良的调节,最大畸变也被控制在2%以内,因此可判断该实施例的光学系统10可拥有清晰成像。
第六实施例
参考图11,在第六实施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7、具有负屈折力的第八透镜L8、具有正屈折力的第九透镜L9以及具有负屈折力的第十透镜L10,且光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面,像侧面S2于近光轴处为凹面;物侧面S1于近最大有效口径处为凸面,像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面,像侧面S4于近光轴处为凹面;物侧面S3于近最大有效口径处为凸面,像侧面S4于近最大有效口径处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面,像侧面S6于近光轴处为凹面;物侧面S5于近最大有效口径处为凹面,像侧面S6于近最大有效口径处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面,像侧面S8于近光轴处为凸面;物侧面S7于近最大有效口径处为凹面,像侧面S8于近最大有效口径处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面,像侧面S10于近光轴处为凸面;物侧面S9于近最大有效口径处为凹面,像侧面S10于近最大有效口径处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面,像侧面S12于近光轴处为凸面;物侧面S11于近最大有效口径处为凹面,像侧面S12于近最大有效口径处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面,像侧面S14于近光轴处为凸面;物侧面S13于近最大有效口径处为凹面,像侧面S14于近最大有效口径处为凸面。
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面,像侧面S16于近光轴处为凹面;物侧面S15于近最大有效口径处为凹面,像侧面S16于近最大有效口径处为凸面。
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面,像侧面S18于近光轴处为凸面;物侧面S17于近最大有效口径处为凹面,像侧面S18于近最大有效口径处为凸面。
第十透镜L10的物侧面S19于近光轴处为凹面,像侧面S20于近光轴处为凹面;物侧面S19于近最大有效口径处为凹面,像侧面S20于近最大有效口径处为凸面。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由表11和表12给出,其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表11
表12
由图12中的各像差图可知,光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制,其中各参考波长下的焦点偏移均被控制在±0.025mm以内,同时各视场下的子午场曲和弧矢场曲均被控制在±0.05mm以内,像面弯曲程度受到有效抑制,且像散得到优良的调节,最大畸变也被控制在2%以内,因此可判断该实施例的光学系统10可拥有清晰成像。
第一实施例至第六实施例中的光学系统10满足以下关系:
上述各实施例所提供的光学系统10能够在实现结构小型化设计的同时保持良好的成像质量。
参考图13,本申请实施例还提供了一种摄像模组20,摄像模组20包括前述任一实施例中光学系统10及图像传感器210,图像传感器210设置于光学系统10的像侧,两者可通过支架固定。图像传感器210可以为CCD传感器(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)或CMOS传感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)。一般地,在装配时,光学系统10的成像面SI与图像传感器210的感光表面重叠。通过采用上述光学系统10,摄像模组20能够实现结构小型化设计的同时保持良好的成像质量。
参考图14,本申请实施例还提供了一种电子设备30。电子设备30包括固定件310和前述实施例重点摄像模组20,摄像模组20安装于固定件310,固定件310可以为显示屏、电路板、中框、后盖等部件。电子设备30可以为但不限于智能手机、智能手表、智能眼镜、电子书阅读器、平板电脑、生物识别设备(如指纹识别设备或瞳孔识别设备等)、PDA(PersonalDigital Assistant,个人数字助理)等。由于上述摄像模组20能够在总长得到压缩的同时维持良好的成像质量,从而当采用上述摄像模组20时,电子设备30可用更小的空间装配上述摄像模组20,从而使得设备的厚度能够得到压缩,同时也能保持良好的摄像性能。
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 (12)
1.一种光学系统,其特征在于,包括:沿光轴由物侧至像侧依次包括:
具有正曲折力的第一透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
具有负曲折力的第二透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
具有曲折力的第三透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
具有正曲折力的第四透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有曲折力的第五透镜,物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有曲折力的第六透镜,物侧面于近光轴处为凹面;
具有正曲折力的第七透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有负曲折力的第八透镜,物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凹面;
具有正曲折力的第九透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有负曲折力的第十透镜,物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凹面;
所述光学系统还满足关系:
1.4<Fno<1.65;
Fno为所述光学系统的光圈数。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,其特征在于,所述光学系统满足关系:
1.4<TTL/ImgH<1.6;
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,ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。
3.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,其特征在于,所述光学系统满足关系:
1.2<TTL/f<1.4;
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,f为所述光学系统的有效焦距。
4.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,其特征在于,所述光学系统满足关系:
0.3<|R71+R72|/|R71-R72|<0.8;
R71为所述第七透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,R72为所述第七透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
5.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,其特征在于,所述光学系统满足关系:
2<|f2/f|<3;
f2为所述第二透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。
6.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,其特征在于,所述光学系统满足关系:
0.6<|SAG61/CT6|<1.1;
SAG61为所述第六透镜的物侧面与光轴的交点至所述第六透镜的物侧面的有效口径处于光轴上的距离,CT6为所述第六透镜的物侧面至所述第六透镜的像侧面于光轴上的距离。
7.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,其特征在于,所述光学系统满足关系:
1.4<TTL/ImgH<1.6;
0.2<D56/CT6<0.5;
D56为所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于光轴上的距离,CT6为所述第六透镜的物侧面至所述第六透镜的像侧面于光轴上的距离。
8.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,其特征在于,所述光学系统满足关系:
1.4<MAX56/MIN56<3;
MAX56为所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于光轴方向上的最大距离,MIN56所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于光轴方向上的最小距离。
9.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,其特征在于,所述光学系统满足关系:
0.9<R31/R32<1.3;
R31为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,R32为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
10.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,其特征在于,所述光学系统满足关系:
0.2<|R22/f2|<0.4;
R22为第二透镜像侧面的曲率半径,f2为第二透镜的有效焦距。
11.一种摄像模组,其特征在于,包括图像传感器及权利要求1至10任意一项所述的光学系统,所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。
12.一种电子设备,其特征在于,包括固定件及权利要求11所述的摄像模组,所述摄像模组设于所述固定件。
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