CN208654427U

CN208654427U - 小体积广角光学系统及其应用的摄像模组

Info

Publication number: CN208654427U
Application number: CN201821428786.7U
Authority: CN
Inventors: 席爱平; 尹小玲; 曹秀峰; 黄晓东; 刘洪海; 汪鸿飞; 陈晓勤; 于峰; 林振东; 杨福祯; 符致农; 何锦霞
Original assignee: Guangdong Hongjing Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Hongjing Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2019-03-26
Anticipated expiration: 2028-08-31

Abstract

本实用新型实施例公开了一种小体积广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜；第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。另一方面，本实用新型实施例还提供了一种摄像模组。本实用新型实施例之光学系统和摄像模组，主要由4枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，体积小；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有带深度信息、水平方向大视角、高像素等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。

Description

小体积广角光学系统及其应用的摄像模组

技术领域：

本实用新型涉及一种光学系统及其应用的摄像模组，尤其是一种小体积广角光学系统及其应用的摄像模组。

背景技术：

现有应用于工业和3D深度成像领域的光学系统或摄像模组，普遍存在镜片数量多，结构复杂，体积偏大的问题。

发明内容：

为克服现有应用于工业和3D深度成像领域的光学系统或摄像模组，普遍存在镜片数量多，结构复杂的问题，本实用新型实施例提供了一种小体积广角光学系统。

一种小体积广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜；

第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；

第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；

第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；

第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种摄像模组。

一种摄像模组，至少包括光学镜头，光学镜头内安装有上述所述的小体积广角光学系统。

本实用新型实施例之光学系统和摄像模组，主要由4枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，体积小；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有带深度信息、水平方向大视角、高像素等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型的光学系统或摄像模组的结构示意图；

图2为本实用新型的光学系统或摄像模组的场曲、畸变曲线图；

图3为本实用新型的光学系统或摄像模组的850nm下的MTF曲线图。

具体实施方式：

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

当本实用新型实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种小体积广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、以及第四透镜4。

第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；

第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；

第三透镜3的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；

第四透镜4的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。

本实用新型实施例之光学系统，主要由4枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，体积小；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有带深度信息、水平方向大视角、高像素等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。

进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，光学系统的各透镜满足如下条件：

(1)-0.18<f/f1<-0.07

(2)-0.70<f/f2<-0.25

(3)0.29<f/f3<0.69

(4)0.31<f/f4<0.45

其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f3为第三透镜3的焦距，f4为第四透镜4的焦距。通过不同透镜的相互组合及其合理分配光焦度，具有带深度信息、水平方向大视角、高像素等良好性能。

再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第一透镜1的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：Nd1＞1.60，Vd1＜28；第一透镜1的焦距f1满足：-0.18<f/f1<-0.07，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能，起扩大视角的作用；当镜片折射率Nd选用更高时镜头的畸变和体积将会减小，提升镜头的使用价值。

更进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第二透镜2的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：1.49＜Nd2＜1.55,50＜Vd2＜58；第二透镜2的焦距f2满足：-0.70<f/f2<-0.25，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能，进一步保证视角，提高镜头镜头解析力和降低畸变的作用。

又进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第三透镜3的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：Nd3＞1.60，Vd3＜28；第三透镜3的焦距f3满足：0.29<f/f3<0.69，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能，进一步提高镜头解析力和平衡系统像差。

进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第四透镜4的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：1.49＜Nd4＜1.55，50＜Vd4＜58；第四透镜4的焦距f4满足：0.31<f/f4<0.45，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能，起收光作用，并降低系统畸变。

再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、以及第四透镜4均为塑胶非球面透镜。结构简单，可提高光学镜头的解析力，保证良好的光学性能。

更进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，光学系统的孔径光阑5位于第三透镜3与第四透镜4之间，靠近第三透镜3侧。结构简单，用来调节光束的强度。

具体地，结合图1，在本实施例中，本光学系统匹配1/4”的3D sensor，其焦距f为1.74mm，光阑指数F No.为1.2，水平方向视场角为100°。本光学系统的各项基本参数如下表所示：

表面	曲率半径R(mm)	间隔D(mm)	折射率Nd	色散值Vd
					S1	17.100	0.500	1.61400	25.57
S2	6.170	0.130
					S3	4.500	0.540	1.53100	55.75
S4	1.500	4.620
					S5	3.400	1.870	1.61400	25.57
S6	-9.000	0.250
					S7	INFINITY	1.840
S8	6.550	1.700	1.53100	55.75
					S9	-3.350	0.300
S10	INFINITY	0.210	1.51700	64.21

上表中，沿光轴从物面到像面6，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S3、S4对应为第二透镜2的两个表面；S5、S6对应为第三透镜3的两个表面；S7为光阑STO；S8、S9对应为第四透镜4的两个表面；S10为第四透镜4与像面6之间的滤光片的其中一个表面。

更具体地，所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、以及第四透镜4均为非球面形状，其满足以下方程式：

；其中，参数c＝1/R，即为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数，a₁至a₈分别为各径向坐标所对应的系数。所述第一透镜1的S1表面和S2表面、第二透镜2的S3表面和S4表面、第三透镜3的S5表面和S6表面、以及第四透镜4的S8表面和S9表面的非球面相关数值如下表所示：

K

α2

α3

α4

α5

α6

α7

S1

-2.142

-7.076E-05

-3.046E-06

8.778E-08

-1.988E-09

2.580E-11

S2

0.579

1.065E-03

-6.359E-06

5.214E-07

9.333E-08

3.880E-09

S3

-2.395

4.187E-03

-2.247E-04

7.870E-06

-1.499E-07

4.530E-09

3.770E-10

S4

-0.845

7.666E-03

-2.741E-04

-9.560E-05

-4.130E-06

-7.730E-08

2.410E-08

S5

-0.062

-7.274E-05

1.200E-04

2.583E-05

3.992E-06

6.630E-07

1.520E-07

S6

-50.87

7.186E-04

1.698E-04

9.359E-05

3.257E-05

4.620E-06

3.110E-07

S8

-2.875

-3.471E-03

-1.000E-02

5.864E-03

-1.290E-03

-1.280E-04

9.650E-05

S9

-14.03

-0.028

1.000E-02

-2.179E-03

2.240E-04

-9.500E-06

-2.400E-07

从图2至图3中可以看出，本实施例中的光学系统具有高分辨率和非常好的消热差性能。

本实用新型实施例之摄像模组，主要由4枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，体积小；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有带深度信息、水平方向大视角、高像素等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。

如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。凡与本实用新型的方法、结构等近似、雷同，或是对于本实用新型构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种小体积广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜；其特征在于，

第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；

第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；

第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；

第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。

2.如权利要求1所述的小体积广角光学系统，其特征在于，光学系统的各透镜满足如下条件：

(1)-0.18<f/f1<-0.07

(2)-0.70<f/f2<-0.25

(3)0.29<f/f3<0.69

(4)0.31<f/f4<0.45

其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距。

3.如权利要求1所述的小体积广角光学系统，其特征在于，第一透镜的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：Nd1＞1.60，Vd1＜28；第一透镜的焦距f1满足：-0.18<f/f1<-0.07，f为整个光学系统的焦距。

4.如权利要求1所述的小体积广角光学系统，其特征在于，第二透镜的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：1.49＜Nd2＜1.55,50＜Vd2＜58；第二透镜的焦距f2满足：-0.70<f/f2<-0.25，f为整个光学系统的焦距。

5.如权利要求1所述的小体积广角光学系统，其特征在于，第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：Nd3＞1.60，Vd3＜28；第三透镜的焦距f3满足：0.29<f/f3<0.69，f为整个光学系统的焦距。

6.如权利要求1所述的小体积广角光学系统，其特征在于，第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：1.49＜Nd4＜1.55，50＜Vd4＜58；第四透镜的焦距f4满足：0.31<f/f4<0.45，f为整个光学系统的焦距。

7.如权利要求1至6任一项所述的小体积广角光学系统，其特征在于，第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜均为塑胶非球面透镜。

8.如权利要求1至6任一项所述的小体积广角光学系统，其特征在于，光学系统的孔径光阑位于第三透镜与第四透镜之间，靠近第三透镜侧。

9.如权利要求1至6任一项所述的小体积广角光学系统，其特征在于，光学系统的水平方向视场角为100°。

10.一种摄像模组，至少包括光学镜头，其特征在于，光学镜头内安装有权利要求1-9任一项所述的小体积广角光学系统。