CN210072172U - 大光圈光学系统及其应用的摄像模组 - Google Patents

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杜亮
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Abstract

本实用新型实施例公开了一种大光圈光学系统,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、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜;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凹面,像面侧为凸面,其光焦度为正;第四透镜为双凸透镜,其光焦度为正;第五透镜的光焦度为负;第六透镜为双凸透镜,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,主要由6枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,成本较低;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有大孔径、高像素、低畸变和良好消热差等光学性能,适用于车载领域。

Description

大光圈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,尤其是一种应用于车载领域的大光圈光学系统及其应用的摄像模组。
背景技术:
随着汽车安全驾驶系统的应用与普及,车载领域的光学系统或模组也得到了普遍应用。而应用于前车碰撞预警、轨道偏移预警、行人识别预警等应用镜头的需求也越来越多。此类光学系统或模组要求能适应白天和低照度环境下都能清晰成像,因此镜头需要考虑大光圈;同时,为了满足对宽视野范围的细节辨识,因此光学系统或模组需具备较大的视场角。而现有应用于车载领域的光学系统或模组,普遍存在镜片过多、结构复杂的缺陷。
发明内容:
为克服现有应用于车载领域的光学系统或模组,普遍存在镜片过多、结构复杂的问题,本实用新型实施例一方面提供了一种大光圈光学系统。
一种大光圈光学系统,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、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜;
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凹面,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;
第五透镜的光焦度为负;
第六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大光圈光学系统。
本实用新型实施例之光学系统和摄像模组,主要由6枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,成本较低;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有大孔径、高像素、低畸变和良好消热差等光学性能,适用于车载领域。
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实施例的结构示意图一;
图2为本实用新型的光学系统或摄像模组实施例的+25℃下的畸变曲线图;
图3为本实用新型的光学系统或摄像模组实施例的+25℃下的MTF曲线图;
图4为本实用新型的光学系统或摄像模组实施例的+25℃下的相对照度图;
图5为本实用新型的光学系统或摄像模组实施例的-40℃下的MTF曲线图;
图6为本实用新型的光学系统或摄像模组实施例的+85℃下的MTF曲线图;
图7为本实用新型的光学系统或摄像模组实施例的结构示意图二;
图8为本实用新型的光学系统或摄像模组实施例的结构示意图三。
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。
一种大光圈光学系统,沿光轴从物面到像面8依次包括:第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、以及第六透镜6。
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的物面侧为凹面,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;
第五透镜5的光焦度为负;
第六透镜6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6枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,成本较低;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有大孔径、高像素、低畸变和良好消热差等光学性能,适用于车载镜头领域。
进一步地,作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定,如图1所示,
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的物面侧为凹面,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;
第五透镜5的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
第六透镜6的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正。
再进一步地,作为本实用新型的另一种优选实施方式而非限定,如图7所示,
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的物面侧为凹面,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;
第五透镜5的物面侧为凹面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
第六透镜6的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正。
更进一步地,作为本实用新型的另一种优选实施方式而非限定,如图8所示,
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的物面侧为凹面,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;
第五透镜5的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为负;
第六透镜6的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正。
进一步地,作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定,光学系统满足TTL/EFL≤4,其中TTL为光学系统的第一透镜1物面侧顶点至成像面8之间的距离,EFL为光学系统的有效焦距。结构简单、紧凑,采用不同透镜相互组合,具有大孔径、高像素、低畸变和良好消热差等光学性能。
再进一步地,作为本实用新型的一种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)-50<f1<-5;
(2)-50<f2<-5;
(3)5<f3<50;
(4)2<f4<10;
(5)-25<f5<-5;
(6)5<f6<50;
其中,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,f5为第五透镜5的焦距,f6为第六透镜6的焦距。采用不同透镜相互组合,具有大孔径、高像素、低畸变和良好消热差等光学性能。
更进一步地,作为本实用新型的一种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)-5<f1/f<-0.5;
(2)-10<f2/f<-1.5;
(3)2<f3/f<15;
(4)0.3<f4/f<5;
(5)-5<f5/f<-0.5;
(6)0.5<f6/f<10;
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,f5为第五透镜5的焦距,f6为第六透镜6的焦距。采用不同透镜相互组合,具有大孔径、高像素、低畸变和良好消热差等光学性能。
又进一步地,作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定,第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6为非球面透镜。采用不同透镜相互组合,具有大孔径、高像素、低畸变和良好消热差等光学性能。具体地,本实施方式中,第二透镜2、第三透镜3、第六透镜6优选为塑料非球面透镜;第四透镜4优选为玻璃非球面透镜。
再进一步地,作为本实用新型的一种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:1.65<Nd1<1.95,35<Vd1<55。结构简单,可保证良好的光学性能。
更进一步地,作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定,第二透镜2的材料折射率Nd2、材料阿贝数Vd2满足:1.45<Nd2<1.55,45<Vd2<65。结构简单,可保证良好的光学性能。
又进一步地,作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定,第三透镜3的材料折射率Nd3、材料阿贝数Vd3满足:1.50<Nd3<1.75,20<Vd3<40。结构简单,可保证良好的光学性能。
再进一步地,作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定,第四透镜4的材料折射率Nd4、材料阿贝数Vd4满足:1.45<Nd4<1.75,40<Vd4<80。结构简单,可保证良好的光学性能。
更进一步地,作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定,第五透镜5的材料折射率Nd5、材料阿贝数Vd5满足:1.80<Nd5<2.10,15<Vd5<35。结构简单,可保证良好的光学性能。
又进一步地,作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定,第六透镜6的材料折射率Nd6、材料阿贝数Vd6满足:1.45<Nd6<1.75,30<Vd6<60。结构简单,可保证良好的光学性能。
再进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,光学系统的光阑7位于第三透镜3与第四透镜4之间。结构简单,用来调节光束的强度。
更进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,第六透镜6与像面8间设有红外截止滤光片,用来通过可见光截止红外光,防止产生红曝。
具体地,作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定,本实用新型实施例之光学系统,第一透镜1的焦距f1=-18.47mm,第二透镜2的焦距f2=-26.16mm,第三透镜3的焦距f3=36.58mm,第四透镜4的焦距f4=5.27mm,第五透镜5的焦距f5=-9.64mm,第六透镜6的焦距f6=28.21,本光学系统的各项基本参数如下表所示:
Figure BDA0002075126300000071
Figure BDA0002075126300000081
上表中,沿光轴从物面到像面,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;STO对应为光学系统孔径光阑7所在位置;S8、S9对应为第四透镜4的两个表面;S10、S11对应为第五透镜5的两个表面;S12,S13对应为第六透镜6的两个表面;S14、S15对应为位于第六透镜6与像面8之间的红外截止滤光片的两个表面;S16对应为Sensor成像面8。
又进一步地,作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定,第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6的表面为非球面形状,其满足以下方程式:
Figure BDA0002075126300000082
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。所述第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6的非球面相关数值如下表所示:
K A1 A2 A3 A4
S3 -4.26 0 9.742E-03 -1.934E-03 1.109E-04
S4 -0.87 0 -3.702E-03 -2.534E-03 2.408E-04
S5 12.20 0 -1.088E-03 -2.387E-04 0
S6 -26.77 0 -4.338E-03 2.062E-04 0
S8 -6.00 0 1.829E-03 -1.147E-04 0
S9 0.02 0 3.212E-03 -1.294E-04 0
S11 10.44 0 2.176E-04 -1.548E-04 0
S12 133.31 0 -3.075E-03 1.132E-04 0
从图2至图6中可以看出,本实施例中的光学系统具有非常好的消热差性能。采用不同镜片组合以及合理分配光焦度实现了大孔径、高像素、低畸变和良好消热差等光学性能。
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大光圈光学系统。
本实用新型实施例之摄像模组,主要由6枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,成本较低;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有大孔径、高像素、低畸变和良好消热差等光学性能,适用于车载领域。
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 (10)

1.一种大光圈光学系统,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、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜;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凹面,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;
第五透镜的光焦度为负;
第六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所述的大光圈光学系统,其特征在于,光学系统满足TTL/EFL≤4,其中TTL为光学系统的第一透镜物面侧顶点至成像面之间的距离,EFL为光学系统的有效焦距。
3.如权利要求1所述的大光圈光学系统,其特征在于,光学系统的各透镜满足如下条件:
(1)-50<f1<-5;
(2)-50<f2<-5;
(3)5<f3<50;
(4)2<f4<10;
(5)-25<f5<-5;
(6)5<f6<50;
其中,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,f5为第五透镜的焦距,f6为第六透镜的焦距。
4.如权利要求1所述的大光圈光学系统,其特征在于,光学系统的各透镜满足如下条件:
(1)-5<f1/f<-0.5;
(2)-10<f2/f<-1.5;
(3)2<f3/f<15;
(4)0.3<f4/f<5;
(5)-5<f5/f<-0.5;
(6)0.5<f6/f<10;
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,f5为第五透镜的焦距,f6为第六透镜的焦距。
5.如权利要求1所述的大光圈光学系统,其特征在于,第二透镜、第三透镜、第四透镜、第六透镜为非球面透镜。
6.如权利要求1~5任一项所述的大光圈光学系统,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:1.65<Nd1<1.95,35<Vd1<55。
7.如权利要求1~5任一项所述的大光圈光学系统,其特征在于,第二透镜的材料折射率Nd2、材料阿贝数Vd2满足:1.45<Nd2<1.55,45<Vd2<65。
8.如权利要求1~5任一项所述的大光圈光学系统,其特征在于,第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝数Vd3满足:1.50<Nd3<1.75,20<Vd3<40。
9.如权利要求1~5任一项所述的大光圈光学系统,其特征在于,第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝数Vd4满足:1.45<Nd4<1.75,40<Vd4<80。
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任一项所述的大光圈光学系统。
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