CN114690378B - 一种光学成像系统、镜头模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光学成像系统、镜头模组及电子设备,光学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、第六透镜、第七透镜以及第八透镜。第一透镜具有正屈折力,且物侧面于近光轴处为凸面;第二透镜具有负屈折力;第三透镜具有屈折力,且物侧面于近光轴处为凸面;第四透镜具有屈折力;第五透镜具有屈折力;第六透镜具有屈折力,且像侧面于近光轴处为凹面;第七透镜具有屈折力,且物侧面于近光轴处为凸面;第八透镜有负屈折力,且物侧面于近光轴处为凹面,通过对第一透镜至第八透镜的面型和屈折力的合理限定,使光学成像系统兼具小型化、大光圈的特性以及良好的成像品质。
Description
技术领域
本申请涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种光学成像系统、镜头模组及电子设备。
背景技术
随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起,市场上对于小型化摄影镜头的需求日渐提高。现今电子产品以功能佳且轻薄短小的外型为发展趋势,然而,现有的摄影镜头难以兼具小型化、大光圈以及良好的成像品质。
发明内容
本申请实施例提供了一种光学成像系统、镜头模组及电子设备,保证小型化和薄型化的前提下,能够提高成像质量。所述技术方案如下:
第一方面,本申请实施例提供了一种光学成像系统,共有八片具有屈折力的透镜,沿光轴从物面到像面依次包括:
第一透镜,具有正屈折力,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
第二透镜,具有负屈折力,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
第三透镜,具有屈折力,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
第四透镜,具有屈折力;
第五透镜,具有屈折力,像侧面于近光轴处为凸面;
第六透镜,具有屈折力,像侧面于近光轴处为凹面;
第七透镜,具有屈折力,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
第八透镜,具有负屈折力,物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凹面;
所述光学成像系统还满足以下条件式:
13 mm <(CT1*CT2/CT12)<19 mm;
其中,CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度,CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度,CT12为所述第一透镜与所述第二透镜于光轴上的间距。
本申请实施例的光学成像系统,第一透镜和第二透镜为正负屈折力分布,第一透镜汇聚光线后由第二透镜适度扩张,使光线进入光学成像系统趋于平缓,且正负屈折力的分布有利于消除球差,第一透镜至第三透镜均为凸凹面型设计,即三者面型相互适应有利于小型化设计,还有助于降低光线在上述三片透镜物侧面和像侧面上的主光线入射角,减小了轴外像差的产生,第五透镜像侧面为凸面有助于光线的扩张,进而利于镜头小型化的设计,对降低镜头厚度起到重要作用,第六透镜像侧面于近光轴处和第七透镜物侧面于近光轴处面型匹配进一步缩短了光学成像系统在光轴方向上的长度,第八透镜提供负屈折力以平衡像差,配合双凹面的设计以及第七透镜像侧面的凹面设计避免了轴上光线汇聚过快,进而有效的降低了场曲,提高了整体成像质量。通过对第一透镜至第八透镜的屈折力以及面型的合理设计,能够在使光学成像系统小型化设计的基础上实现大光圈的特性,进而使光学成像系统具备一定的虚化功能,对比出拍摄主体与背景之间的差异,突显出更多的主体信息。同时,可以提升光学成像系统的进光量,使得较多的进光量可以在光线较暗的情况下尽可能的提升光学成像系统对物体信息的接收能力,减小失真。通过对第一透镜于光轴上的厚度、第二透镜于光轴上的厚度和第一透镜与第二透镜于光轴上的间距的合理限定,有利于对光学成像系统前端的结构进行布局,进而实现小型化的目标,同时可以满足生产装配时的工艺要求,提高透镜生产时的良率,降低生产成本。
在其中一些实施例中,所述光学成像系统还满足以下条件式:
-1.7<f2/f<-1;和/或
-1.9<f8/f1<-1.4;
其中,f2为所述第二透镜的有效焦距,f8为所述第八透镜的有效焦距,f1为所述第一透镜的有效焦距,f为所述光学成像系统的有效焦距。
基于上述实施例,通过对第二透镜的有效焦距和光学成像系统的有效焦距的合理限定,使第二透镜在光学成像系统中的屈折力分配得当,可支持较大视场角,且像差引入量少,避免了宽视角和放置于第二透镜前方的光阑以及第一透镜的面型不佳的现象,易于整体光学成像系统的像差校正和像质平衡;通过对第八透镜的有效焦距和第一透镜的有效焦距的合理限定,使得光学成像系统能够提升对光线的汇聚能力,调整光线在像面的聚焦点,有助于增大光学成像系统的光圈,增大像面边缘的相对照度。
在其中一些实施例中,所述光学成像系统还满足以下条件式:
57mm2<(2*ImgH*EPD/f)2<65 mm2;
其中,ImgH为所述光学成像系统的最大视场角所对应的像高的一半,EPD为所述光学成像系统的入瞳直径,f为所述光学成像系统的有效焦距。
基于上述实施例,通过对光学成像系统的最大视场角所对应的像高的一半、光学成像系统的入瞳直径和光学成像系统的有效焦距的合理限定,能够合理地控制光学成像系统的焦距和像高,避免像高过小,同时有利于实现光学成像系统的大孔径和小型化。
通过对第一透镜于光轴上的厚度、第二透镜于光轴上的厚度和第一透镜与第二透镜于光轴上的间距的合理限定,有利于对光学成像系统前端的结构进行布局,进而实现小型化的目标,同时可以满足生产装配时的工艺要求,提高透镜生产时的良率,降低生产成本。
在其中一些实施例中,所述光学成像系统还满足以下条件式:
6.2 mm<DL/(FNO*cos(HFOV))<6.7 mm;
其中,DL为所述第一透镜的物侧面至所述第八透镜的像侧面于光轴上的距离,FNO为所述光学成像系统的光圈数,HFOV为所述光学成像系统的最大视场角的一半。
基于上述实施例,通过对第一透镜的物侧面至第八透镜的像侧面于光轴上的距离、光学成像系统的光圈数和光学成像系统的最大视场角的一半的合理限定,协调了大光圈和透镜的排布长度之间的关系,有利于实现光学成像系统的小型化。同时兼顾了设计难度与视场角的需求,提供了一种大视角兼大光圈的组合效果。而在选取小视角配大光圈时,会增大设计难度,使透镜的口径进一步扩大,不利于公差敏感性的降低与良率的提升;在大视角配小光圈时,会使得周边视场相对照度不足,解像力不足。
在其中一些实施例中,所述光学成像系统还满足以下条件式:
-1.45<(RS1+RS2)/(RS1-RS2) <-0.85;
其中,RS1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,RS2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
基于上述实施例,通过对第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径和第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径的合理限定,调整了第一透镜的曲率半径,可有效减小光线进入光学成像系统时引入的像差,同时有助于控制第一透镜的弯曲程度,利于第一透镜的注塑成型,进而能够提升透镜加工时的工艺性。
在其中一些实施例中,所述光学成像系统还满足以下条件式:
-0.9<SAGS16/ET8<-0.2;
其中,SAGS16为所述第八透镜的像侧面于最大有效口径的一半处的矢高,ET8为所述第八透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至所述第八透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离。
基于上述实施例,通过对第八透镜的像侧面于最大有效口径的一半处的矢高和第八透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至第八透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离的合理限定,可以避免第八透镜的面形反曲程度过高,进而保证良好的可加工性,同时还可以避免光线偏折角过大以及在第八透镜有效半径处光线反射形成的鬼像,有利于降低光学成像系统的敏感性和提高光学成像系统的成像质量。
在其中一些实施例中,所述光学成像系统还满足以下条件式:
0.75<SDS14/ RS13<1;
其中,SDS14为所述第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半,RS13为所述第七透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。
基于上述实施例,通过对第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半和第七透镜的物侧面于光轴处的曲率半径的合理限定,使第七透镜的最大有效口径明显小于曲率半径,且曲率半径保持着较大的水平,可以使得第七透镜的面型较为平坦,实做工艺性良好,公差敏感性低。当SDS14/ RS13≥1时,第七透镜的像侧面的曲率半径会明显缩小,进而导致面型上的剧烈变化,不易成型,且复杂面型容易引入过多的像差,无助于光学成像系统的像差平衡。
在其中一些实施例中,所述光学成像系统还满足以下条件式:
-20<SDS9/SAGS9<-4;
其中,SDS9为所述第五透镜的物侧面的最大有效口径的一半,SAG S9为所述第五透镜的物侧面于最大有效口径的一半处的矢高。
基于上述实施例,通过对第五透镜的物侧面的最大有效口径的一半和第五透镜的物侧面于最大有效口径的一半处的矢高的合理限定,使第五透镜具有较大的口径值,同时对第五透镜的面型弯曲程度约束较好,透镜从中心到边缘整体厚度过度平坦,厚薄比均匀,有利于减少周边光线的偏折,从而提高成像质量,并且具有良好的工艺性,模具成型风险低。
在其中一些实施例中,所述光学成像系统还满足以下条件式:
3<(ET6+ET8)/ET7<16;
其中,ET6为所述第六透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至所述第六透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离,ET7为所述第七透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至所述第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离,ET8为所述第八透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至所述第八透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离。
基于上述实施例,通过对第六透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至第六透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离、第七透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离和第八透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至第八透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离的合理限定,能够合理控制第六透镜、第七透镜和第八透镜的边缘厚度,使光学成像系统的结构更加合理,能够提高光学成像系统的组装良率,使光学成像系统具有更好的使用稳定性。且第六透镜、第七透镜和第八透镜的边缘处的光线偏折,能够减弱反射导致的鬼像。
第二方面,本申请实施例提供了一种镜头模组,包括:
如上述任意的光学成像系统;
感光元件,所述感光元件设置于所述光学成像系统的像侧。
基于本申请实施例中的镜头模组,通过对第一透镜至第八透镜的屈折力以及面型的合理设计,能够在使光学成像系统小型化设计的基础上实现大光圈的特性,进而使光学成像系统具备一定的虚化功能,对比出拍摄主体与背景之间的差异,突显出更多的主体信息。较多的进光量可以在光线较暗的情况下尽可能的提升光学成像系统对物体信息的接收能力,减小失真;且透镜间合理的面型限定,有助于提升光学成像系统的组装良率,降低镜头模组的组装难度。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括:
壳体;及
上述的镜头模组,所述镜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,通过对第一透镜至第八透镜的屈折力以及面型的合理设计,能够在使光学成像系统小型化设计的基础上实现大光圈的特性,进而使光学成像系统具备一定的虚化功能,对比出拍摄主体与背景之间的差异,突显出更多的主体信息。较多的进光量可以在光线较暗的情况下尽可能的提升光学成像系统对物体信息的接收能力,减小失真;且透镜间合理的面型限定,有助于提升光学成像系统的组装良率,降低电子设备中镜头模组的组装难度。
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光学成像系统的结构示意图;
图2是本申请实施例一提供的光学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光学成像系统的结构示意图;
图4是本申请实施例二提供的光学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光学成像系统的结构示意图;
图6是本申请实施例三提供的光学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光学成像系统的结构示意图;
图8是本申请实施例四提供的光学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光学成像系统的结构示意图;
图10是本申请实施例五提供的光学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一种镜头模组的示意图;
图12是本申请实施例提供的一种电子设备的示意图。
附图标记:10、光学成像系统;L1、第一透镜;L2、第二透镜;L3、第三透镜;L4、第四透镜;L5、第五透镜;L6、第六透镜;L7、第七透镜;L8、第八透镜;L9、滤光片;20、镜头模组;210、感光元件;30、电子设备;STO、光阑;H、光轴。
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。
随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起,市场上对于小型化摄影镜头的需求日渐提高。现今电子产品以功能佳且轻薄短小的外型为发展趋势,然而,现有的摄影镜头难以兼具小型化和良好的成像品质。基于此,本申请实施例提供了一种光学成像系统、镜头模组及电子设备,旨在解决上述技术问题。
第一方面,参考图1至图10,本申请实施例提供了一种光学成像系统10。光学成像系统10具有八片具有屈折力的透镜,八片透镜沿光轴H从物侧到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和第八透镜L8。
第一透镜L1具有正屈折力,第一透镜L1的物侧面S1于近光轴H处为凸面,第一透镜L1的像侧面S2于近光轴H处为凹面。第二透镜L2具有负屈折力,第二透镜L2的物侧面S3于近光轴H处为凸面,第二透镜L2的像侧面S4于近光轴H处为凹面。第三透镜L3具有屈折力,第三透镜L3的物侧面S5于近光轴H处为凸面,第三透镜L3的像侧面S6于近光轴H处为凹面。第四透镜L4具有屈折力。第五透镜L5具有屈折力,第五透镜L5的像侧面S10于近光轴H处为凸面。第六透镜L6具有屈折力,第六透镜L6的像侧面S12于近光轴H处为凹面。第七透镜L7具有屈折力,第七透镜L7的物侧面S13于近光轴H处为凸面,第七透镜L7的像侧面S14于近光轴H处为凹面。第八透镜L8具有负屈折力,第八透镜L8的物侧面S15于近光轴H处为凹面,第八透镜L8的像侧面S16于近光轴H处为凹面。光学成像系统10还满足以下条件式:57mm2<(2*ImgH*EPD/f)2<65mm2,其中,ImgH为光学成像系统10的最大视场角所对应的像高的一半,EPD为光学成像系统10的入瞳直径,f为光学成像系统10的有效焦距。
本申请实施例的光学成像系统10,第一透镜L1和第二透镜L2为正负屈折力分布,第一透镜L1汇聚光线后由第二透镜L2适度扩张,使光线进入光学成像系统10趋于平缓,且正负屈折力的分布有利于消除球差,第一透镜L1至第三透镜L3均为凸凹面型设计,即三者面型相互适应有利于小型化设计,还有助于降低光线在上述三片透镜物侧面和像侧面上的主光线入射角,减小了轴外像差的产生,第五透镜L5像侧面S10为凸面有助于光线的扩张,进而利于镜头小型化的设计,对降低镜头厚度起到重要作用,第六透镜L6像侧面S12于近光轴H处和第七透镜L7物侧面S13于近光轴H处面型匹配进一步缩短了光学成像系统10在光轴H方向上的长度,第八透镜L8提供负屈折力以平衡像差,配合双凹面的设计以及第七透镜L7像侧面S14的凹面设计避免了轴上光线汇聚过快,进而有效的降低了场曲,提高了整体成像质量。通过对第一透镜L1至第八透镜L8的屈折力以及面型的合理设计,能够在使光学成像系统10小型化设计的基础上实现大光圈的特性,进而使光学成像系统10具备一定的虚化功能,对比出拍摄主体与背景之间的差异,突显出更多的主体信息。同时,可以提升光学成像系统10的进光量,使得较多的进光量可以在光线较暗的情况下尽可能的提升光学成像系统10对物体信息的接收能力,减小失真。同时,通过对光学成像系统10的最大视场角所对应的像高的一半、光学成像系统10的入瞳直径和光学成像系统10的有效焦距的合理限定,能够合理地控制光学成像系统10的焦距和像高,避免像高过小,同时有利于实现光学成像系统10的大孔径特点和小型化特征。
光学成像系统10还满足以下条件式:-1.7<f2/f<-1,其中,f2为第二透镜L2的有效焦距,f为光学成像系统10的有效焦距。基于上述实施例,通过对第二透镜L2的有效焦距和光学成像系统10的有效焦距的合理限定,使第二透镜L2在光学成像系统10中的屈折力分配得当,可支持较大视场角,且像差引入量少,避免了宽视角和放置于第二透镜前方的光阑以及第一透镜的面型不佳的现象,易于整体光学成像系统10的像差校正和像质平衡。
光学成像系统10还满足以下条件式:-1.9<f8/f1<-1.4,其中,f8为第八透镜L8的有效焦距,f1为第一透镜L1的有效焦距。基于上述实施例,通过对第八透镜L8的有效焦距和第一透镜L1的有效焦距的合理限定,使得光学成像系统10能够提升对光线的汇聚能力,调整光线在像面S19的聚焦点,有助于增大光学成像系统10的光圈,增大像面S19边缘的相对照度。
光学成像系统10还满足以下条件式:13 mm <(CT1*CT2/CT12)<19 mm,其中,CT1为第一透镜L1于光轴H上的厚度,CT2为第二透镜L2于光轴H上的厚度,CT12为第一透镜L1与第二透镜L2于光轴H上的间距。基于上述实施例,通过对第一透镜L1于光轴H上的厚度、第二透镜L2于光轴H上的厚度和第一透镜L1与第二透镜L2于光轴H上的间距的合理限定,有利于对光学成像系统10前端的结构进行布局,进而实现小型化的目标,同时可以满足生产装配时的工艺要求,提高透镜生产时的良率,降低生产成本。
光学成像系统10还满足以下条件式:6.2 mm <DL/(FNO*cos(HFOV))<6.7 mm,其中,DL为第一透镜L1的物侧面S1至第八透镜L8的像侧面S16于光轴H上的距离,FNO为光学成像系统10的光圈数,HFOV为光学成像系统10的最大视场角的一半。基于上述实施例,通过对第一透镜L1的物侧面S1至第八透镜L8的像侧面S16于光轴H上的距离、光学成像系统10的光圈数和光学成像系统10的最大视场角的一半的合理限定,协调了大光圈和透镜的排布长度之间的关系,有利于实现光学成像系统10的小型化。同时兼顾了设计难度与视场角的需求,提供了一种大视角兼大光圈的组合效果。而在选取小视角配大光圈时,会增大设计难度,使透镜的口径进一步扩大,不利于公差敏感性的降低与良率的提升;在大视角配小光圈时,会使得周边视场相对照度不足,解像力不足。
光学成像系统10还满足以下条件式:-1.45<(RS1+RS2)/(RS1-RS2) <-0.85,其中,RS1为第一透镜L1的物侧面S1于光轴H处的曲率半径,RS2为第一透镜L1的像侧面S2于光轴H处的曲率半径。基于上述实施例,通过对第一透镜L1的物侧面S1于光轴H处的曲率半径和第一透镜L1的像侧面S2于光轴H处的曲率半径的合理限定,调整了第一透镜L1的曲率半径,可有效减小光线进入光学成像系统10时引入的像差,同时有助于控制第一透镜L1的弯曲程度,利于第一透镜L1的注塑成型,进而能够提升透镜加工时的工艺性。
光学成像系统10还满足以下条件式:-0.9<SAGS16/ET8<-0.2,其中,SAGS16为第八透镜L8的像侧面S16于最大有效口径的一半处的矢高,ET8为第八透镜L8的物侧面S15的最大有效口径的一半处至第八透镜L8的像侧面S16的最大有效口径的一半处沿平行于光轴H方向的距离。其中,应注意的是,上述SAGS16中的矢高为第八透镜L8的像侧面S16与光轴H的交点至该面的最大有效口径处(即该面最大有效口径的一半处)于平行光轴H方向上的距离;当该值为正值时,在平行于光学成像系统10的光轴H的方向上,该面的最大有效口径处相较于该面的中心处更靠近光学成像系统10的像侧;当该值为负值时,在平行于光学成像系统10的光轴H的方向上,该面的最大有效口径处相较于该面的中心处更靠近光学成像系统10的物侧。
基于上述实施例,通过对第八透镜L8的像侧面S16于最大有效口径的一半处的矢高和第八透镜L8的物侧面S15的最大有效口径的一半处至第八透镜L8的像侧面S16的最大有效口径的一半处沿平行于光轴H方向的距离的合理限定,可以避免第八透镜L8的面形反曲程度过高,进而保证良好的可加工性,同时还可以避免光线偏折角过大以及在第八透镜L8有效半径处光线反射形成的鬼像,有利于降低光学成像系统10的敏感性和提高光学成像系统10的成像质量。
光学成像系统10还满足以下条件式:0.75< SDS14/ RS13<1,其中,SDS14为第七透镜L7的像侧面S14的最大有效口径的一半,RS13为第七透镜L7的物侧面S13于光轴H处的曲率半径。基于上述实施例,通过对第七透镜L7的像侧面S14的最大有效口径的一半和第七透镜L7的物侧面S13于光轴H处的曲率半径的合理限定,使第七透镜L7的口径明显小于曲率半径,且曲率半径保持着较大的水平,说明第七透镜L7的面型较为平坦,实做工艺性良好,公差敏感性低。当SDS14/ RS13≥1时,第七透镜L7的像侧面S14的曲率半径会明显缩小,进而导致面型上的剧烈变化,不易成型,且复杂面型容易引入过多的像差,无助于光学成像系统10的像差平衡。
光学成像系统10还满足以下条件式:-20<SDS9/SAGS9<-4,其中,SDS9为第五透镜L5的物侧面S9的最大有效口径的一半,SAGS9为第五透镜L5的物侧面S9于最大有效口径的一半处的矢高。其中,应注意的是,上述SAGS9中的矢高为第五透镜L5的物侧面S9与光轴H的交点至该面的最大有效口径处(即该面最大有效口径的一半处)于平行光轴H方向上的距离;当该值为正值时,在平行于光学成像系统10的光轴H的方向上,该面的最大有效口径处相较于该面的中心处更靠近光学成像系统10的像侧;当该值为负值时,在平行于光学成像系统10的光轴H的方向上,该面的最大有效口径处相较于该面的中心处更靠近光学成像系统10的物侧。
基于上述实施例,通过对第五透镜L5的物侧面S9的最大有效口径的一半和第五透镜L5的物侧面S9于最大有效口径的一半处的矢高的合理限定,使第五透镜L5具有较大的口径值,同时对第五透镜L5的面型弯曲程度约束较好,透镜从中心到边缘整体厚度过度平坦,厚薄比均匀,有利于减少周边光线的偏折,从而提高成像质量,并且具有良好的工艺性,模具成型风险低。
光学成像系统10还满足以下条件式:3<(ET6+ET8)/ET7<16,其中,ET6为第六透镜L6的物侧面S11的最大有效口径的一半处至第六透镜L6的像侧面S12的最大有效口径的一半处沿平行于光轴H方向的距离,ET7为第七透镜L7的物侧面S13的最大有效口径的一半处至第七透镜L7的像侧面S14的最大有效口径的一半处沿平行于光轴H方向的距离,ET8为第八透镜L8的物侧面S15的最大有效口径的一半处至第八透镜L8的像侧面S16的最大有效口径的一半处沿平行于光轴H方向的距离。
基于上述实施例,通过对第六透镜L6的物侧面S11的最大有效口径的一半处至第六透镜L6的像侧面S12的最大有效口径的一半处沿平行于光轴H方向的距离、第七透镜L7的物侧面S13的最大有效口径的一半处至第七透镜L7的像侧面S14的最大有效口径的一半处沿平行于光轴H方向的距离和第八透镜L8的物侧面S15的最大有效口径的一半处至第八透镜L8的像侧面S16的最大有效口径的一半处沿平行于光轴H方向的距离的合理限定,能够合理控制第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8的边缘厚度,使光学成像系统10的结构更加合理,进而能够提高组装良率,使光学成像系统10具有更好的使用稳定性。且第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8的边缘处的光线偏折,能够减弱反射导致的鬼像。
为减少杂散光以提升成像效果,光学成像系统10还可以包括光阑STO。光阑STO可以是孔径光阑和/或视场光阑。光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧与像面S19之前任意两个相邻透镜之间。如,光阑STO可以位于:第一透镜L1的物侧、第一透镜L1的像侧面S2与第二透镜L2的物侧面S3之间、第二透镜L2的像侧面S4与第三透镜L3的物侧面S5之间、第三透镜L3的像侧面S6与第四透镜L4的物侧面S7之间、第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9之间、第五透镜L5的像侧面S10与第六透镜L6的物侧面S11之间、第六透镜L6的像侧面S12与第七透镜L7的物侧面S13之间、第七透镜L7的像侧面S14与第八透镜L8的物侧面S15之间、第八透镜L8的像侧面S16与像面S19之间。为降低加工成本,也可以在第一透镜L1的物侧面S1、第二透镜L2的物侧面S3、第三透镜L3的物侧面S5、第四透镜L4的物侧面S7、第五透镜L5的物侧面S9、第六透镜L6的物侧面S11、第七透镜L7的物侧面S13、第八透镜L8的物侧面S15、第一透镜L1的像侧面S2、第二透镜L2的像侧面S4、第三透镜L3的像侧面S6、第四透镜L4的像侧面S8、第五透镜L5的像侧面S10、第六透镜L6的像侧面S12、第七透镜L7的像侧面S14和第八透镜L8的像侧面S16中的任意一个表面上设置光阑STO。优选的,光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧。
为实现对非工作波段的过滤,光学成像系统10还可以包括滤光片L9。优选的,滤光片L9可以位于第八透镜L8的像侧面S16和像面S19之间。滤光片L9用于滤除红外光,防止红外光到达系统的像面S19,从而防止红外光干扰正常成像。滤光片L9可与各透镜一同装配以作为光学成像系统10中的一部分。在另一些实施例中,滤光片L9并不属于光学成像系统10的元件,此时滤光片L9可以在光学成像系统10与感光元件210装配成镜头模组20时,一并安装至光学成像系统10与感光元件210之间。在一些实施例中,滤光片L9也可设置在第一透镜L1的物侧。另外,在一些实施例中也可通过在第一透镜L1至第八透镜L8中的至少一个透镜上设置滤光镀层以实现滤除红外光的作用。第一透镜L1至第八透镜L8的材质可以为塑料或者玻璃。优选的,第一透镜L1至第八透镜L8可以为非球面的塑料镜片,使用非球面的塑料镜片,不仅可以有效的减小光学成像系统10所不能避免的像差,减小光学成像系统10的长度,并且光学成像系统10的整体重量也会更轻,是未来很长一段时间的发展趋势。
第二方面,请参见图11,本申请实施例提供了一种镜头模组20。镜头模组20包括上述任意的光学成像系统10以及感光元件210。感光元件210设置于光学成像系统10的像侧。
基于本申请实施例中的镜头模组20,通过对第一透镜L1至第八透镜L8的屈折力以及面型的合理设计,能够在使光学成像系统10小型化设计的基础上实现大光圈的特性,进而使光学成像系统10具备一定的虚化功能,对比出拍摄主体与背景之间的差异,突显出更多的主体信息。较多的进光量可以在光线较暗的情况下尽可能的提升光学成像系统10对物体信息的接收能力,减小失真;且透镜间合理的面型限定,有助于提升光学成像系统10的组装良率,降低镜头模组20的组装难度。
第三方面,请参见图12,本申请实施例提供了一种电子设备30。电子设备30包括壳体及上述的镜头模组20,镜头模组20设置于壳体内。电子设备30可以是具有获取图像功能的任意设备。如,电子设备30可以是车载摄像头、智能手机、可穿戴设备、电脑设备、电视机、交通工具、照相机、监控装置等,镜头模组20配合电子设备30实现对目标对象的图像采集和再现。
基于本申请实施例中的电子设备30,通过对第一透镜L1至第八透镜L8的屈折力以及面型的合理设计,能够在使光学成像系统10小型化设计的基础上实现大光圈的特性,进而使光学成像系统10具备一定的虚化功能,对比出拍摄主体与背景之间的差异,突显出更多的主体信息。较多的进光量可以在光线较暗的情况下尽可能的提升光学成像系统10对物体信息的接收能力,减小失真;且透镜间合理的面型限定,有助于提升光学成像系统10的组装良率,降低电子设备30中镜头模组20的组装难度。
以下将结合具体参数对光学成像系统进行详细说明。
实施例一
本申请实施例的光学成像系统的结构示意图参见图1,光学成像系统包括沿光轴H从物侧到像侧依次设置的光阑STO、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和滤光片L9。
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具有正屈折力,第四透镜L4具有负屈折力,第五透镜L5具有正屈折力,第六透镜L6具有负屈折力,第七透镜L7具有负屈折力,第八透镜L8具有负屈折力。第一透镜L1的物侧面S1于近光轴H处为凸面,第一透镜L1的像侧面S2于近光轴H处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于近光轴H处为凸面,第二透镜L2的像侧面S4于近光轴H处为凹面。第三透镜L3的物侧面S5于近光轴H处为凸面,第三透镜L3的像侧面S6于近光轴H处为凹面。第四透镜L4的物侧面S7于近光轴H处为凸面,第四透镜L4的像侧面S8于近光轴H处为凹面。第五透镜L5的物侧面S9于近光轴H处为凸面,第五透镜L5的像侧面S10于近光轴H处为凸面。第六透镜L6的物侧面S11于近光轴H处为凸面,第六透镜L6的像侧面S12于近光轴H处为凹面。第七透镜L7的物侧面S13于近光轴H处为凸面,第七透镜L7的像侧面S14于近光轴H处为凹面。第八透镜L8的物侧面S15于近光轴H处为凹面,第八透镜L8的像侧面S16于近光轴H处为凹面。
本申请实施例中,各透镜的焦距参考波长为587.5618nm,折射率、阿贝数的参考波长为587.5618nm,光学成像系统的相关参数如表1所示,表1中f为光学成像系统的有效焦距,FNO表示光圈数,FOV表示光学成像系统的最大视场角,TTL表示第一透镜L1的物侧面S1至像面S19于光轴H上的距离;焦距、曲率半径及距离的单位均为毫米。
表1
光学成像系统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
图2中(a)为本申请实施例在波长为650.0000nm、610.0000nm、587.5618nm、510.0000nm、470.0000nm、465.0000nm的光线纵向球差曲线图,由图2中(a)可以看出650.0000nm、610.0000nm、587.5618nm、510.0000nm、470.0000nm、465.0000nm的波长对应的纵向球差均在0.075毫米以内,说明本申请实施例的成像质量较好。
图2中(b)为第一实施例中的光学成像系统在波长为587.5618nm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。像散曲线表示子午像面弯曲T和弧矢像面弯曲S,由图2中(b)可以看出,光学成像系统的像散得到了较好的补偿。
图2中(c)为第一实施例中的光学成像系统在波长为587.5618nm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中(c)可以看出,在波长587.5618nm下,该光学成像系统的畸变得到了很好的校正。
由图2中(a)、图2中(b)和图2中(c)可以看出本实施例中的光学成像系统的像差较小。
实施例二
本申请实施例的光学成像系统的结构示意图参见图3,光学成像系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的光阑STO、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和滤光片L9。
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具有正屈折力,第四透镜L4具有正屈折力,第五透镜L5具有正屈折力,第六透镜L6具有负屈折力,第七透镜L7具有正屈折力,第八透镜L8具有负屈折力。第一透镜L1的物侧面S1于近光轴H处为凸面,第一透镜L1的像侧面S2于近光轴H处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于近光轴H处为凸面,第二透镜L2的像侧面S4于近光轴H处为凹面。第三透镜L3的物侧面S5于近光轴H处为凸面,第三透镜L3的像侧面S6于近光轴H处为凹面。第四透镜L4的物侧面S7于近光轴H处为凸面,第四透镜L4的像侧面S8于近光轴H处为凹面。第五透镜L5的物侧面S9于近光轴H处为凹面,第五透镜L5的像侧面S10于近光轴H处为凸面。第六透镜L6的物侧面S11于近光轴H处为凹面,第六透镜L6的像侧面S12于近光轴H处为凹面。第七透镜L7的物侧面S13于近光轴H处为凸面,第七透镜L7的像侧面S14于近光轴H处为凹面。第八透镜L8的物侧面S15于近光轴H处为凹面,第八透镜L8的像侧面S16于近光轴H处为凹面。
本申请实施例中,各透镜的焦距参考波长为587.5618nm,折射率、阿贝数的参考波长为587.5618nm,光学成像系统的相关参数如表3所示,表3中f为光学成像系统的有效焦距,FNO表示光圈数,FOV表示光学成像系统的最大视场角,TTL表示第一透镜L1的物侧面S1至像面S19于光轴H上的距离;焦距、曲率半径及距离的单位均为毫米。
表3
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
由图4中的像差图可知,光学成像系统的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学成像系统拥有良好的成像品质。
实施例三
本申请实施例的光学成像系统的结构示意图参见图5,光学成像系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的光阑STO、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和滤光片L9。
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具有正屈折力,第四透镜L4具有负屈折力,第五透镜L5具有正屈折力,第六透镜L6具有负屈折力,第七透镜L7具有正屈折力,第八透镜L8具有负屈折力。第一透镜L1的物侧面S1于近光轴H处为凸面,第一透镜L1的像侧面S2于近光轴H处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于近光轴H处为凸面,第二透镜L2的像侧面S4于近光轴H处为凹面。第三透镜L3的物侧面S5于近光轴H处为凸面,第三透镜L3的像侧面S6于近光轴H处为凹面。第四透镜L4的物侧面S7于近光轴H处为凹面,第四透镜L4的像侧面S8于近光轴H处为凹面。第五透镜L5的物侧面S9于近光轴H处为凹面,第五透镜L5的像侧面S10于近光轴H处为凸面。第六透镜L6的物侧面S11于近光轴H处为凸面,第六透镜L6的像侧面S12于近光轴H处为凹面。第七透镜L7的物侧面S13于近光轴H处为凸面,第七透镜L7的像侧面S14于近光轴H处为凹面。第八透镜L8的物侧面S15于近光轴H处为凹面,第八透镜L8的像侧面S16于近光轴H处为凹面。
本申请实施例中,各透镜的焦距参考波长为587.5618 nm,折射率、阿贝数的参考波长为587.5618nm,光学成像系统的相关参数如表5所示,表5中f为光学成像系统的有效焦距,FNO表示光圈数,FOV表示光学成像系统的最大视场角,TTL表示第一透镜L1的物侧面S1至像面S19于光轴H上的距离;焦距、曲率半径及厚度的单位均为毫米。
表5
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
由图6中的像差图可知,光学成像系统的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学成像系统拥有良好的成像品质。
实施例四
本申请实施例的光学成像系统的结构示意图参见图7,光学成像系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的光阑STO、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和滤光片L9。
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具有负屈折力,第四透镜L4具有负屈折力,第五透镜L5具有正屈折力,第六透镜L6具有正屈折力,第七透镜L7具有负屈折力,第八透镜L8具有负屈折力。第一透镜L1的物侧面S1于近光轴H处为凸面,第一透镜L1的像侧面S2于近光轴H处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于近光轴H处为凸面,第二透镜L2的像侧面S4于近光轴H处为凹面。第三透镜L3的物侧面S5于近光轴H处为凸面,第三透镜L3的像侧面S6于近光轴H处为凹面。第四透镜L4的物侧面S7于近光轴H处为凸面,第四透镜L4的像侧面S8于近光轴H处为凹面。第五透镜L5的物侧面S9于近光轴H处为凸面,第五透镜L5的像侧面S10于近光轴H处为凸面。第六透镜L6的物侧面S11于近光轴H处为凸面,第六透镜L6的像侧面S12于近光轴H处为凹面。第七透镜L7的物侧面S13于近光轴H处为凸面,第七透镜L7的像侧面S14于近光轴H处为凹面。第八透镜L8的物侧面S15于近光轴H处为凹面,第八透镜L8的像侧面S16于近光轴H处为凹面。
本申请实施例中,各透镜的焦距参考波长为587.5618 nm,折射率、阿贝数的参考波长为587.5618nm,光学成像系统的相关参数如表7所示,表7中f为光学成像系统的有效焦距,FNO表示光圈数,FOV表示光学成像系统的最大视场角,TTL表示第一透镜L1的物侧面S1至像面S19于光轴H上的距离;焦距、曲率半径及厚度的单位均为毫米。
表7
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
图8中的像差图可知,光学成像系统的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学成像系统拥有良好的成像品质。
实施例五
本申请实施例的光学成像系统的结构示意图参见图9,光学成像系统包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的光阑STO、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和滤光片L9。
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具有正屈折力,第四透镜L4具有负屈折力,第五透镜L5具有负屈折力,第六透镜L6具有正屈折力,第七透镜L7具有正屈折力,第八透镜L8具有负屈折力。第一透镜L1的物侧面S1于近光轴H处为凸面,第一透镜L1的像侧面S2于近光轴H处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于近光轴H处为凸面,第二透镜L2的像侧面S4于近光轴H处为凹面。第三透镜L3的物侧面S5于近光轴H处为凸面,第三透镜L3的像侧面S6于近光轴H处为凹面。第四透镜L4的物侧面S7于近光轴H处为凹面,第四透镜L4的像侧面S8于近光轴H处为凸面。第五透镜L5的物侧面S9于近光轴H处为凹面,第五透镜L5的像侧面S10于近光轴H处为凸面。第六透镜L6的物侧面S11于近光轴H处为凸面,第六透镜L6的像侧面S12于近光轴H处为凹面。第七透镜L7的物侧面S13于近光轴H处为凸面,第七透镜L7的像侧面S14于近光轴H处为凹面。第八透镜L8的物侧面S15于近光轴H处为凹面,第八透镜L8的像侧面S16于近光轴H处为凹面。
本申请实施例中,各透镜的焦距参考波长为587.5618nm,折射率、阿贝数的参考波长为587.5618nm,光学成像系统的相关参数如表9所示,表9中f为光学成像系统的有效焦距,FNO表示光圈数,FOV表示光学成像系统的最大视场角,TTL表示第一透镜L1的物侧面S1至像面S19于光轴H上的距离;焦距、曲率半径及厚度的单位均为毫米。
表9
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
图10中的像差图可知,光学成像系统的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学成像系统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,其中,具体实施例的数值为保留小数点后三位有效数字的取值,限定范围的数值是实施例四舍五入后的取值:
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 (8)
1.一种光学成像系统,其特征在于,共有八片具有屈折力的透镜,沿光轴从物面到像面依次包括:
第一透镜,具有正屈折力,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
第二透镜,具有负屈折力,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
第三透镜,具有屈折力,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
第四透镜,具有屈折力;
第五透镜,具有屈折力,像侧面于近光轴处为凸面;
第六透镜,具有屈折力,像侧面于近光轴处为凹面;
第七透镜,具有屈折力,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
第八透镜,具有负屈折力,物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凹面;
所述光学成像系统满足以下条件式:
13 mm <(CT1*CT2/CT12)<19 mm;
6.2 mm <DL/(FNO*cos(HFOV))<6.7 mm;
所述光学成像系统还满足以下条件式:
-1.7<f2/f<-1;和/或
-1.9<f8/f1<-1.4;
其中,CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度,CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度,CT12为所述第一透镜与所述第二透镜于光轴上的间距,f2为所述第二透镜的有效焦距,f8为所述第八透镜的有效焦距,f1为所述第一透镜的有效焦距,f为所述光学成像系统的有效焦距,DL为所述第一透镜的物侧面至所述第八透镜的像侧面于光轴上的距离,FNO为所述光学成像系统的光圈数,HFOV为所述光学成像系统的最大视场角的一半。
2.如权利要求1所述的一种光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统还满足以下条件式:
57mm2<(2*ImgH*EPD/f)2<65 mm2;
其中,ImgH为所述光学成像系统的最大视场角所对应的像高的一半,EPD为所述光学成像系统的入瞳直径,f为所述光学成像系统的有效焦距。
3.如权利要求1所述的一种光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统还满足以下条件式:
-1.45<(RS1+RS2)/(RS1-RS2) <-0.85;
其中,RS1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,RS2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
4.如权利要求1所述的一种光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统还满足以下条件式:
-0.9<SAGS16/ET8<-0.2;和/或
0.75< SDS14/ RS13<1;
其中,SAGS16为所述第八透镜的像侧面于最大有效口径的一半处的矢高,ET8为所述第八透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至所述第八透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离,SDS14为所述第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半,RS13为所述第七透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。
5.如权利要求1所述的一种光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统还满足以下条件式:
-20<SDS9/SAGS9<-4;
其中,SDS9为所述第五透镜的物侧面的最大有效口径的一半,SAG S9为所述第五透镜的物侧面于最大有效口径的一半处的矢高。
6.如权利要求1所述的一种光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统还满足以下条件式:
3<(ET6+ET8)/ET7<16;
其中,ET6为所述第六透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至所述第六透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离,ET7为所述第七透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至所述第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离,ET8为所述第八透镜的物侧面的最大有效口径的一半处至所述第八透镜的像侧面的最大有效口径的一半处沿平行于光轴方向的距离。
7.一种镜头模组,其特征在于,包括:
如权利要求1至6中任一项所述光学成像系统;
感光元件,所述感光元件设置于所述光学成像系统的像侧。
8.一种电子设备,其特征在于,包括:
壳体;及
权利要求7所述的镜头模组,所述镜头模组设置于所述壳体内。
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