CN114637101A - 光学成像系统 - Google Patents

Abstract

光学成像系统包括从物侧依序设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、具有负屈光力的第四透镜、具有正屈光力的第五透镜、具有凸出的像侧面的第六透镜以及第七透镜。光学成像系统满足‑5.0<f2/f<‑2.0，其中，f是光学成像系统的焦距以及f2是第二透镜的焦距。光学成像系统的F No.小于1.7。

Description

光学成像系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月21日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0144384号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用并入本申请。

技术领域

下面的描述涉及包括七片透镜的光学成像系统。

背景技术

紧凑型相机安装在无线终端上。例如，紧凑型相机可以分别安装在无线终端的前侧和后侧。由于这种紧凑型相机用于各种目的，例如户外风景照片和室内肖像照片，并且要求紧凑型相机的性能不低于普通相机的性能。然而，可能难以在紧凑型相机中实现高性能，因为紧凑型相机可能由于无线终端的尺寸而受到安装空间的限制。因此，有必要开发一种能够在不增加紧凑型相机尺寸的情况下提高紧凑型相机性能的光学成像系统。

发明内容

提供本发明内容部分旨在以简要的形式介绍对发明构思的选择，在下面的具体实施方式部分中将进一步描述这些发明构思。本发明内容部分目的不在于确认所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总的方面，光学成像系统包括从光学成像系统的物侧依序设置的具有正屈光力的第一透镜、第二透镜、具有凸出的物侧面的第三透镜、具有负屈光力的第四透镜、第五透镜、具有凸出的像侧面的第六透镜以及第七透镜。光学成像系统满足-5.0<f2/f<-2.0，其中，f是光学成像系统的焦距，以及f2是第二透镜的焦距。

光学成像系统的F No.可以小于1.7。

光学成像系统可满足0<f1/f<2.0，其中，f1是第一透镜的焦距。

光学成像系统可满足1.5<f3/f，其中，f3是第三透镜的焦距。

光学成像系统可满足3.0<|f4/f|，其中，f4是第四透镜的焦距。

光学成像系统可满足f5/f<1.0，其中，f5是第五透镜的焦距。

光学成像系统可满足-0.4<f1/f2，其中，f1是第一透镜的焦距。

光学成像系统可满足-2.0<f2/f3<0，其中，f3是第三透镜的焦距。

第六透镜的物侧面可以是凹入的。

第七透镜的物侧面可以是凹入的。

在另一总的方面，光学成像系统包括从物侧依序设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、具有负屈光力的第四透镜、具有正屈光力的第五透镜、具有凸出的像侧面的第六透镜以及第七透镜，并且F No.小于1.7。

第一透镜的像侧面可以是凹入的。

第二透镜的物侧面可以是凸出的。

第三透镜的像侧面可以是凹入的。

第四透镜的物侧面可以是凸出的。

光学成像系统可满足-5.0<f2/f<-2.0，其中，f是光学成像系统的焦距，以及f2是第二透镜的焦距。

根据下面的详细描述、附图和权利要求，其它特征和方面将显而易见。

附图说明

图1是示出根据示例的光学成像系统的视图。

图2是图1中所示的光学成像系统的像差曲线。

图3是示出根据示例的光学成像系统的视图。

图4是图3中所示的光学成像系统的像差曲线。

图5是示出根据示例的光学成像系统的视图。

图6是图5中所示的光学成像系统的像差曲线。

在所有附图和详细描述中，相同的附图标记指代相同的元件。出于清楚、说明和方便的目的，附图可能未按照比例绘制，并且附图中元件的相对尺寸、比例和描绘可能被夸大。

具体实施方式

提供以下详细描述以帮助读者获得对本申请中所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，本申请中所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同将是显而易见的。例如，本申请中描述的操作顺序仅仅是示例，并且除了必须以特定顺序发生的操作之外，不限于在本申请中所阐述的顺序，而是可以在理解本申请的公开内容之后做出显而易见的改变。另外，为了更加清楚和简洁，可省略对本领域公知的特征的描述。

本申请中所描述的特征可以以不同的形式实施，而不应被理解为限于本申请中所描述的示例。更确切地，提供本申请所描述的示例仅仅是为了说明实施本申请中所描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些方式，在理解本申请的公开内容之后，这些方式将是显而易见的。

在本申请中，应注意，关于示例或实施方式使用措辞“可以”，例如关于示例或实施方式可以包括或实现的内容，意味着存在其中包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施方式，然而所有的示例和实施方式不限于此。

在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为位于另一元件“上”、“连接到”或“联接到”另一元件时，该元件可直接位于另一元件“上”、直接“连接到”或直接“联接到”另一元件，或者可存在介于该元件与该另一元件之间的一个或多个其它元件。相反地，当元件被描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件时，则可不存在介于该元件与该另一元件之间的其它元件。

如本申请中所使用的，措辞“和/或”包括相关联的所列项目中的任何一项以及任何两项或更多项的任何组合。

尽管在本申请中可以使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的措辞来描述各种构件、部件、区域、层或部分，但是这些构件、部件、区域、层或部分不受这些措辞的限制。更确切地，这些措辞仅用于将一个构件、部件、区域、层或部分与另一个构件、部件、区域、层或部分区分开。因此，在不背离本申请中所描述的示例的教导的情况下，这些示例中提及的第一构件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分也可以被称作第二构件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。

诸如“在……之上”、“较上”、“在……之下”和“较下”的空间相对措辞可以在本申请中为了描述便利而使用，以描述如附图中所示的一个元件相对于另一个元件的关系。除了涵盖附图中所描绘的定向之外，这些空间相对措辞旨在还涵盖装置在使用或操作中的不同的定向。例如，如果附图中的装置翻转，则描述为位于另一元件“之上”或相对于另一元件“较上”的元件将位于该另一元件“之下”或相对于该另一元件“较下”。因此，根据装置的空间定向，措辞“在……之上”涵盖“在......之上”和“在......之下”两种定向。该装置还可以以其它方式定向(例如，旋转90度或在其它定向上)，并且本申请中使用的空间相对措辞应被相应地解释。

本申请中使用的术语仅用于描述各种示例，而不用于限制本公开。除非上下文另有明确指示，否则冠词“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。措辞“包括”、“包含”和“具有”说明存在所陈述的特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可能发生附图中所示形状的变化。因此，本申请中描述的示例不限于附图中示出的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状变化。

可以以在理解本申请的公开内容之后将显而易见的各种方式组合本申请中描述的示例的特征。另外，尽管本申请中描述的示例具有多种配置，但是在理解本申请的公开内容之后将显而易见的其他配置也是可行的。

在下文中，将参考附图描述示例。

在本申请中，第一透镜是指最靠近物体(或对象)的透镜，而第七透镜是指最靠近成像面(或图像传感器)的透镜。在本申请中，透镜的曲率半径和厚度、从第一透镜的物侧面至成像面的距离(即，OAL)、成像面的对角线长度的一半(即，IMG_HT)、焦距等所有数值由毫米(mm)表示。

透镜的厚度、透镜之间的距离以及OAL是在透镜的光轴处的距离。在对每个透镜的形状的描述中，透镜的一个表面是凸出的意味着相应表面的近轴区域是凸出的，并且透镜的一个表面是凹入的意味着相应表面的近轴区域是凹入的。因此，即使当描述透镜的一个表面是凸出的时，透镜的边缘部分可以是凹入的。以类似的方式，即使当描述透镜的一个表面是凹入的时，透镜的边缘部分可以是凸出的。

光学成像系统包括七片透镜。例如，光学成像系统可包括从物侧依序设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。第一透镜至第七透镜以预定间隔布置。例如，每个透镜在近轴区域中不与相邻透镜的像侧面和物侧面接触。

第一透镜具有屈光力。例如，第一透镜具有正屈光力。第一透镜的一个表面是凹入的。例如，第一透镜的像侧面是凹入的。

第一透镜包括非球面表面。例如，第一透镜的两个表面可以是非球面表面。第一透镜使用具有高透光率和优良可加工性的材料形成。例如，第一透镜可以使用塑料材料形成。第一透镜具有低折射率。例如，第一透镜的折射率可以小于1.6。

第二透镜具有屈光力。例如，第二透镜可以在近轴区域中具有一定的屈光力。第二透镜的一个表面是凸出的。例如，第二透镜的物侧面可以是凸出的。

第二透镜包括非球面表面。例如，第二透镜的物侧面可以是非球面表面。第二透镜使用具有高透光率和优良可加工性的材料形成。例如，第二透镜可以使用塑料材料形成。第二透镜具有比第一透镜的折射率高的折射率。在一个示例中，第二透镜的折射率可以是1.64或更大。在另一示例中，第二透镜的折射率可以是1.67或更大。

第三透镜具有屈光力。第三透镜的一个表面是凸出的。例如，第三透镜的物侧面可以是凸出的。

第三透镜包括非球面表面。例如，第三透镜的像侧面可以是非球面表面。第三透镜使用具有高透光率和优良可加工性的材料形成。例如，第三透镜可以使用塑料材料形成。第三透镜具有与第一透镜的折射率基本相近的折射率。例如，第三透镜的折射率可以小于1.6。

第四透镜具有屈光力。例如，第四透镜可以具有负屈光力。第四透镜的一个表面是凸出的。例如，第四透镜的物侧面可以是凸出的。

第四透镜包括非球面表面。例如，第四透镜的两个表面可以是非球面表面。第四透镜使用具有高透光率和优良可加工性的材料形成。例如，第四透镜可以使用塑料材料形成。第四透镜具有比第一透镜的折射率高的折射率。例如，第四透镜的折射率可以是1.6或更大。

第五透镜具有屈光力。例如，第五透镜可具有正屈光力。第五透镜的一个表面是凸出的。例如，第五透镜的像侧面可以是凸出的。第五透镜具有具有反曲点的形状。例如，在第五透镜的物侧面和像侧面中的至少一个面中可形成反曲点。

第五透镜包括非球面表面。例如，第五透镜的两个表面可以是非球面表面。第五透镜使用具有高透光率和优良可加工性的材料形成。例如，第五透镜可以使用塑料材料形成。第五透镜具有与第一透镜的折射率基本相近的折射率。例如，第五透镜的折射率可以小于1.6。

第六透镜具有屈光力。第六透镜的一个表面是凸出的。例如，第六透镜的像侧面可以是凸出的。第六透镜具有具有反曲点的形状。例如，在第六透镜的物侧面和像侧面中的至少一个面中可形成反曲点。

第六透镜包括非球面表面。例如，第六透镜的两个表面可以是非球面表面。第六透镜使用具有高透光率和优良可加工性的材料形成。例如，第六透镜可以使用塑料材料形成。第六透镜具有与第五透镜的折射率基本相近的折射率。例如，第六透镜的折射率可以小于1.6。

第七透镜具有屈光力。第七透镜的一个表面是凹入的。例如，第七透镜的物侧面可以是凹入的。第七透镜具有具有反曲点的形状。例如，在第七透镜的物侧面和像侧面中的至少一个面中可形成一个或多个反曲点。

第七透镜包括非球面表面。例如，第七透镜的两个表面可以是非球面表面。第七透镜使用具有高透光率和优良可加工性的材料形成。例如，第七透镜可以使用塑料材料形成。第七透镜具有与第六透镜的折射率基本相近的折射率。例如，第七透镜的折射率可以小于1.6。

第一透镜至第七透镜包括如上所述的非球面表面。第一透镜至第七透镜的非球面表面可以由下面的等式1表示：

等式1

在等式1中，c是相应透镜的曲率半径的倒数，K是圆锥常数，r是在垂直于光轴的方向上从透镜的非球面表面上的某个点到光轴的距离，A至J是非球面常数，以及Z(或SAG)是透镜的非球面表面上与光轴的距离为r处的某个点与和透镜的非球面表面的顶点相交的切平面之间在光轴方向上的距离。

光学成像系统还包括滤光片、图像传感器和光阑。

滤光片设置在第七透镜与图像传感器之间。滤光片阻挡具有一些波长的光。例如，滤光片可阻挡具有红外波长的光。图像传感器形成成像面。例如，图像传感器的表面可形成成像面。设置光阑以调整入射在透镜上的光量。例如，光阑可设置在第一透镜与第二透镜之间。

光学成像系统可满足下面的条件表达式中的一个或多个条件表达式：

在条件表达式中，f是光学成像系统的焦距，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，f4是第四透镜的焦距，f5是第五透镜的焦距，V1是第一透镜的阿贝数，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，OAL是从第一透镜的物侧面至成像面的距离，BFL是从第七透镜的像侧面至成像面的距离，IMG_HT是成像面的对角线长度的一半，D12是从第一透镜的像侧面至第二透镜的物侧面的距离，D23是从第二透镜的像侧面至第三透镜的物侧面的距离，D34是从第三透镜的像侧面至第四透镜的物侧面的距离，以及D67是从第六透镜的像侧面至第七透镜的物侧面的距离。

条件表达式2至条件表达式6是用于限定第一透镜至第五透镜的适当屈光力的条件。条件表达式7和条件表达式8是用于限定第一透镜至第三透镜之中的屈光力分布比的条件。条件表达式9至条件表达式12是用于减少色差的数值范围。条件表达式14是用于实现光学成像系统的小型化的条件。条件表达式16是用于减小纵向色差的条件。

接下来，将描述根据各个实施例的光学成像系统。

首先，参考图1，将描述根据第一示例的光学成像系统。

光学成像系统100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、第六透镜160和第七透镜170。

第一透镜110具有正屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第二透镜120具有负屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第三透镜130具有正屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第四透镜140具有负屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第五透镜150具有正屈光力，并且物侧面是凹入的而像侧面是凸出的。另外，在第五透镜150的像侧面中形成反曲点。第六透镜160具有正屈光力，并且物侧面是凹入的而像侧面是凸出的。另外，在第六透镜160的物侧面和像侧面中形成反曲点。第七透镜170具有负屈光力，并且物侧面是凹入的同时像侧面是凹入的。另外，在第七透镜170的物侧面和像侧面中形成反曲点。

光学成像系统100还包括滤光片180、图像传感器190和光阑ST。滤光片180设置在第七透镜170与图像传感器190之间，并且光阑ST设置在第一透镜110与第二透镜120之间。

光学成像系统100表现出如图2中所示的像差特性。表1和表2表示根据示例的光学成像系统的透镜特性和非球面值。在根据示例的光学成像系统中，焦距为4.750mm，并且全视场角为79.10度。

表1

表2

参考图3，将描述根据第二示例的光学成像系统。

光学成像系统200包括第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、第五透镜250、第六透镜260和第七透镜270。

第一透镜210具有正屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第二透镜220具有负屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第三透镜230具有正屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第四透镜240具有负屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第五透镜250具有正屈光力，并且物侧面是凹入的而像侧面是凸出的。另外，在第五透镜250的像侧面中形成反曲点。第六透镜260具有正屈光力，并且物侧面是凹入的而像侧面是凸出的。另外，在第六透镜260的物侧面和像侧面中形成反曲点。第七透镜270具有负屈光力，并且物侧面是凹入的同时像侧面是凹入的。另外，在第七透镜270的物侧面和像侧面中形成反曲点。

光学成像系统200还包括滤光片280、图像传感器290和光阑ST。滤光片280设置在第七透镜270与图像传感器290之间，并且光阑ST设置在第一透镜210与第二透镜220之间。

光学成像系统200表现出如图4中所示的像差特性。表3和表4表示根据示例的光学成像系统的透镜特性和非球面值。在根据示例的光学成像系统中，焦距为4.780mm，并且全视场角为78.70度。

表3

表4

参考图5，将描述根据第三示例的光学成像系统。

光学成像系统300包括第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340、第五透镜350、第六透镜360和第七透镜370。

第一透镜310具有正屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第二透镜320具有负屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第三透镜330具有正屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第四透镜340具有负屈光力，并且物侧面是凸出的而像侧面是凹入的。第五透镜350具有正屈光力，并且物侧面是凹入的而像侧面是凸出的。另外，在第五透镜350的像侧面中形成反曲点。第六透镜360具有正屈光力，并且物侧面是凹入的而像侧面是凸出的。另外，在第六透镜360的物侧面和像侧面中形成反曲点。第七透镜370具有负屈光力，并且物侧面是凹入的同时像侧面是凹入的。另外，在第七透镜370的物侧面和像侧面中形成反曲点。

光学成像系统300还包括滤光片380、图像传感器390和光阑ST。滤光片380设置在第七透镜370与图像传感器390之间，并且光阑ST设置在第一透镜310与第二透镜320之间。

光学成像系统300表现出如图6中所示的像差特性。表5和表6表示根据示例的光学成像系统的透镜特性和非球面值。在根据示例的光学成像系统中，焦距为4.790mm，并且全视场角为78.70度。

表5

表6

在表7中，示出了根据第一示例、第二示例和第三示例的光学成像系统的条件表达式值。

表7

根据示例的光学成像系统通常可具有下面的光学特性。例如，光学成像系统的总长度OAL确定为在5.0mm至6.2mm的范围内，光学成像系统的焦距确定为在4.5mm至5.0mm的范围内，第一透镜的焦距确定为在3.0mm至6.0mm的范围内，第二透镜的焦距确定为在-15mm至-10mm的范围内，第三透镜的焦距确定为在30mm至80mm的范围内，第四透镜的焦距确定为小于-30mm，第五透镜的焦距确定为在3.0mm至6.0mm的范围内，第六透镜的焦距确定为在15.0mm至40.0mm的范围内，以及第七透镜的焦距确定为在-5.0mm至-1.0mm的范围内。

如以上阐述，根据各种示例，可以提高紧凑型相机的性能。

虽然本公开包括具体示例，但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不背离权利要求及其等同方案的精神和范围的情况下，可对这些示例作出形式和细节上的各种变化。本申请中所描述的示例应仅被认为是描述性意义的，而非出于限制的目的。对每个示例中的特征或方面的描述应被认为是可适用于其它示例中的相似的特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果以不同的方式组合和/或通过其它部件或它们的等同件替换或增补所描述的系统、架构、装置或电路中的部件，也可以获得适当的结果。因此，本公开的范围不应通过具体实施方式限定，而是通过权利要求及其等同方案限定，并且在权利要求及其等同方案的范围之内的全部变型应被理解为包括在本公开中。

Claims (14)

1.一种光学成像系统，包括：

第一透镜，具有正屈光力；

第二透镜，具有负屈光力；

第三透镜，具有正屈光力；

第四透镜，具有负屈光力和凹入的像侧面；

第五透镜，具有凹入的物侧面和凸出的像侧面；

第六透镜，具有正屈光力；以及

第七透镜，具有负屈光力，

其中，所述第一透镜至所述第七透镜从所述光学成像系统的物侧依次设置，

其中，所述光学成像系统具有总共七个具有屈光力的透镜，以及

其中，-5.0<f2/f<-2.0，

其中，f是所述光学成像系统的焦距，以及f2是所述第二透镜的焦距。

2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第一透镜具有凸出的物侧面。

3.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第二透镜具有凹入的像侧面。

4.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第三透镜具有凸出的物侧面。

5.根据权利要求1所述的光学成像系统，所述第七透镜具有凹入的像侧面。

6.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，F数小于1.7。

7.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，0<f1/f<2.0，其中，f1是所述第一透镜的焦距。

8.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，1.5<f3/f，其中，f3是所述第三透镜的焦距。

9.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，3.0<|f4/f|，其中，f4是所述第四透镜的焦距。

10.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，f5/f<1.0，其中，f5是所述第五透镜的焦距。

11.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，-0.4<f1/f2，其中，f1是所述第一透镜的焦距。

12.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，-2.0<f2/f3<0，其中，f3是所述第三透镜的焦距。

13.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，0.5<D23/D67<1.2，其中，D23是从所述第二透镜的像侧面到所述第三透镜的物侧面的距离，以及D67是从所述第六透镜的像侧面到所述第七透镜的物侧面的距离。

14.一种光学成像系统，包括：

第一透镜，具有正屈光力；

第二透镜，具有负屈光力；

第三透镜，具有正屈光力；

第四透镜，具有负屈光力和凸出的物侧面；

第五透镜，具有负屈光力；

第六透镜，具有正屈光力；以及

第七透镜，具有负屈光力，

其中，所述第一透镜至所述第七透镜从所述光学成像系统的物侧依次设置，

其中，所述光学成像系统具有总共七个具有屈光力的透镜，以及

其中，-0.4<f1/f2，

其中，f1是所述第一透镜的焦距，f2是所述第二透镜的焦距。

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