CN210626766U - 光学系统、摄像模组及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光学系统、摄像模组及汽车。光学系统由物侧至像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜，第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有屈折力的第二透镜；具有屈折力的第三透镜，第一透镜与第三透镜之间设置有光阑；具有屈折力的第四透镜；且光学系统满足关系：et s23＜0.6；et s23为第一透镜的像侧面的最大有效半径处到第二透镜的物侧面的最大有效半径处于平行光轴方向的距离。第一透镜提供正屈折力，有助于缩短光学系统的光学总长，且由于第一透镜的物侧面为凸面，从而可进一步地加强第一透镜的正屈折力，使光学系统于光轴方向的尺寸变得更短。满足上述关系时，光学系统的结构将更紧凑且体积更小。

Description

光学系统、摄像模组及汽车

技术领域

本实用新型涉及光学成像领域，特别是涉及一种光学系统、摄像模组及汽车。

背景技术

近年来，为监测驾驶员在驾驶过程中是否存在打盹、漫不经心等情况，汽车中开始逐渐设置监测设备，以通过监测驾驶者的面部动态来判断驾驶者的驾驶状态。监测设备一般包括正对驾驶者设置的摄像模组，而当摄像模组设置于狭窄空间中时(例如仪表盘内部)，常见的摄像模组将因内部光学系统尺寸较大的问题而难以安装至这些狭窄空间中。

实用新型内容

基于此，有必要针对如何使光学系统具备小型化特性的问题，提供一种光学系统、摄像模组及汽车。

一种光学系统，由物侧至像侧依次包括：

具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

具有屈折力的第二透镜；

具有屈折力的第三透镜，所述第一透镜与所述第三透镜之间设置有光阑；

具有屈折力的第四透镜；

且所述光学系统满足关系：

et s23＜0.6；

其中，et s23为所述第一透镜的像侧面的最大有效半径处到所述第二透镜的物侧面的最大有效半径处于平行光轴方向的距离，et s23的单位为mm。

在上述结构中，所述第一透镜提供正屈折力，有助于缩短所述光学系统的光学总长，且由于所述第一透镜的物侧面为凸面，从而可进一步地加强所述第一透镜的正屈折力，使所述光学系统于光轴方向的尺寸变得更短。且当满足上述关系时，所述第一透镜和所述第二透镜的位置能够得到合理配置，使得所述光学系统的结构更紧凑且体积更小。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

40°＜FOV＜60°；

其中，FOV为所述光学系统的最大视场角。当所述光学系统朝向驾驶者的面部时，所述光学系统能够有效获取上述角度范围内的驾驶者的眼部信息，即使驾驶者的位置发生小幅度偏移(例如30°以内)，驾驶者的眼部依然能够处于所述光学系统的采集区域。随后终端系统再对所获得的眼部信息进行分析，根据所获得的眼部信息判断驾驶者的驾驶状态。当高于上限关系的上限时，所述光学系统所接收到的视场画面信息过多，导致其中的眼部成像受到干扰，从而影响到系统对驾驶员状态的判断；当低于上述关系的下限时，所述光学系统的视场角过小，驾驶者稍微偏移便会脱离所述光学系统的采集区域。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.4＜f/f234＜2.0；

其中，f为所述光学系统的焦距，f234为所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的合成焦距。满足上述关系时，有利于缩短所述光学系统于光轴方向的尺寸。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

ET1＞0.5；

其中，ET1为所述第一透镜于垂直光轴方向的半径为2.0mm处所对应的透镜厚度，ET1的单位为mm。满足上述关系时，可有效减小所述第一透镜在研磨时发生崩边的概率，减小加工难度，从而提高良率。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(map s2))/2|＞0.12；

其中，cuy s1为所述第一透镜中物侧面的曲率，map s1为所述第一透镜的物侧面的Y方向半孔径，cuy s2为所述第一透镜中像侧面的曲率，map s2为所述第一透镜的像侧面的Y方向半孔径。满足上述关系时，通过控制所述第一透镜的物侧面和像侧面上的曲率及Y方向半孔径，从而降低所述第一透镜的加工难度。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

-56＜Vd1-Vd2＜2；

其中，Vd1为所述第一透镜于d线下的阿贝数，Vd2为所述第二透镜于d线下的阿贝数，d线波长为589nm。满足上述关系时，可良好地校正轴上色差和倍率色差，同时有利于提高近红外光的成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

-2.6＜(R8+R9)/(R8-R9)＜-0.1；

其中，R8为所述第四透镜的物侧面的曲率半径，R9为所述第四透镜的像侧面的曲率半径。满足上述关系时，可有效减小周边视角的主光线入射至像面的角度，并能够抑制像散的产生。

一种摄像模组，包括感光元件及上述任一实施例所述的光学系统，所述感光元件设置于所述光学系统的像侧。通过采用上述光学系统，将有利于所述摄像模组的小型化设计。

一种汽车，包括壳体、发射模组及上述实施例所述的摄像模组，所述发射模组和所述摄像模组设置于所述壳体，所述发射模组能够向驾驶者发射光线，而所述摄像模组能够接收所述发射模组所发射的光线。在上述汽车中，所述发射模组能够向驾驶者的面部发射光线，而所述摄像模组能够接收由驾驶者面部反射回来的由所述发射模组所发出的光线，以此监测驾驶者的面部(如眼部)的动态，且上述摄像模组能够安装于狭小的空间中。

在其中一个实施例中，所述壳体包括仪表盘，所述发射模组和所述摄像模组中的至少一个设置于所述仪表盘。

附图说明

图1为本申请第一实施例中的光学系统的示意图；

图2为本申请第一实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图3为本申请第二实施例中的光学系统的示意图；

图4为本申请第二实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图5为本申请第三实施例中的光学系统的示意图；

图6为本申请第三实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图7为本申请第四实施例中的光学系统的示意图；

图8为本申请第四实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图9为本申请第五实施例中的光学系统的示意图；

图10为本申请第五实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图11为本申请一实施例中的摄像模组的示意图；

图12为本申请一实施例中的汽车的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个原件，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”另一个原件，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。相反，当元件被称作“直接在”另一原件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

近年来，为监测驾驶员在驾驶过程中是否存在打盹、漫不经心等情况，汽车中开始逐渐设置监测设备，以通过监测驾驶者的面部动态来判断驾驶者的驾驶状态。监测设备一般包括正对驾驶者设置的摄像模组，而当摄像模组设置于狭窄空间中时(例如仪表盘内部)，常见的摄像模组将因内部光学系统尺寸较大的问题而难以安装至这些狭窄空间中。

为解决上述问题，本身请的实施例提供一种光学系统、摄像模组及汽车。

参考图1，在本申请的一个实施例中，光学系统100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以及第四透镜L4，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4分别具有屈折力。另外，一些实施例中的光学系统100设置有光阑STO，光阑STO可设置于第一透镜L1与第二透镜L2之间，或设置于第二透镜L2与第三透镜L3之间。

第一透镜L1包括物侧面S1及像侧面S2，第二透镜L2包括物侧面S3及像侧面S4，第三透镜L3包括物侧面S5及像侧面S6，第四透镜L4包括物侧面S7及像侧面S8。在一些实施例中，光学系统100还包括设置于第四透镜L4像侧的红外滤光片L5和保护玻璃L6中的至少一个，红外滤光片L5包括物侧面S9及像侧面S10，保护玻璃L6包括物侧面S11及像侧面S12。红外滤光片L5用于滤除干扰光，防止干扰光到达感光元件而影响正常成像。而保护玻璃L6能够保护感光元件。另外，光学系统100还包括位于第四透镜L4像侧的像面S13，像面S13可以为感光元件的感光表面，入射光经第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4调节后能够成像于像面S13。

在一些实施例中，第一透镜L1具有正屈折力，且第一透镜L1的物侧面S1为凸面，此时，由于第一透镜L1为光学系统100提供正屈折力，从而有助于缩短光学系统100的光学总长，且由于第一透镜L1的物侧面S1为凸面，从而可进一步加强第一透镜L1的正屈折力，使光学系统100于光轴方向的尺寸变得更短。

需要注意的是，第一透镜L1并不意味着只存在一片透镜，在一些实施例中，第一透镜L1中也可以存在两片或多片透镜，两片或多片透镜能够形成胶合透镜，胶合透镜最靠近物侧的表面可视为物侧面S1，最靠近像侧的表面可视为像侧面S2。或者，第一透镜L1中的各透镜之间并不形成胶合透镜，但各透镜之间的距离相对固定，此时最靠近物侧的透镜的物侧面为物侧面S1，最靠近像侧的透镜的像侧面为像侧面S2。另外，一些实施例中的第二透镜L2、第三透镜L3或第四透镜L4中的透镜数量也可大于或等于两片，且各透镜之间可以形成胶合透镜，也可以为非胶合透镜。

在一些实施例中，光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面均为非球面，非球面结构的采用能够提高透镜设计的灵活性，并有效地校正球差，改善成像质量。在另一些实施例中，光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面也可以均为球面。需要注意的是，上述实施例仅是对本申请的一些实施例的举例，在一些实施例中，光学系统100中各透镜的表面可以是非球面或球面的任意组合。

在一些实施例中，光学系统100中的各透镜的材质可以均为玻璃或均为塑料，塑料材质的透镜能够减少光学系统100的重量并降低生产成本，而玻璃材质的透镜使光学系统100具备优良的光学性能以及较高的耐温的特性。需要注意的是，光学系统100中各透镜的材质也可以玻璃和塑料的任意组合，并不一定要是均为玻璃或均为塑料。在一些实施例中，第一透镜L1的材质为玻璃，而光学系统100中其他透镜的材质为塑料，从而光学系统100能够耐受物侧较高的温度，同时还能保持较低的生产成本。

在一些实施例中，红外滤光片L5为红外带通滤光片，红外带通滤光片可允许预期波长范围内的红外光透过，而处于范围外的其他波长的光线将被滤除而无法透过，从而避免干扰光影响红外光的正常成像。具体地，一些实施例中的红外滤光片L5能够允许波长范围为700nm～1100nm的红外光透过。

进一步地，在一些实施例中，光学系统100满足关系：et s23＜0.6；其中，et s23为第一透镜L1的像侧面的最大有效半径处到第二透镜L2的物侧面S3的最大有效半径处于平行光轴方向的距离，et s23的单位为mm。具体地，et s23可以为0.17、0.20、0.25、0.30、0.40、0.50、0.53、0.55、0.56或0.58，单位为mm。满足上述关系时，第一透镜L1和第二透镜L2的位置能够得到合理配置，使得光学系统100的结构更紧凑且体积更小。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：40°＜FOV＜60°；其中，FOV为光学系统100的最大视场角。具体地，FOV可以为46.8°、47.0°、47.5°、48.0°、49.0°、50.0°、51.0°、51.5°、52.0°或52.2°。当光学系统100朝向驾驶者的面部时，光学系统100能够有效获取上述角度范围内的驾驶者的眼部信息，即使驾驶者的位置发生小幅度偏移(例如30°以内)，驾驶者的眼部依然能够处于光学系统100的采集区域。随后终端系统再对所获得的眼部信息进行分析，根据所获得的眼部信息判断驾驶者的驾驶状态。当高于上限关系的上限时，光学系统100所接收到的视场画面信息过多，导致其中的眼部成像受到干扰，从而影响到系统对驾驶员状态的判断；当低于上述关系的下限时，光学系统100的视场角过小，驾驶者稍微偏移便会脱离光学系统100的采集区域。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：0.4＜f/f234＜2.0；其中，f为光学系统100的焦距，f234为第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的合成焦距。具体地，f/f234可以为0.55、0.58、0.60、0.65、0.68、0.70、0.72或0.74。满足上述关系时，有利于缩短光学系统100于光轴方向的尺寸。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：ET1＞0.5；其中，ET1为第一透镜L1于垂直光轴方向的半径为2.0mm处所对应的透镜厚度，ET1的单位为mm。具体地，ET1可以为0.58、0.60、0.63、0.68、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、0.96或0.98。满足上述关系时，可有效减小第一透镜L1在研磨时发生崩边的概率，减小加工难度，从而提高良率。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(maps2))/2|＞0.12；其中，cuy s1为第一透镜L1中物侧面S1的曲率，map s1为第一透镜L1的物侧面S1的Y方向半孔径，cuy s2为第一透镜L1中像侧面S2的曲率，map s2为第一透镜L1的像侧面S2的Y方向半孔径。具体地，|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(map s2))/2|可以为0.140、0.145、0.150、0.180、0.200、0.250、0.270、0.280、0.290、0.295、0.300或0.305。满足上述关系时，通过控制第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2上的曲率及Y方向半孔径，从而降低第一透镜L1的加工难度。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：-56＜Vd1-Vd2＜2；其中，Vd1为第一透镜L1于d线下的阿贝数，Vd2为第二透镜L2于d线下的阿贝数，d线波长为589nm。具体地，Vd1-Vd2可以为-55.00、-53.00、-45.00、-30.00、-20.00、-10.00、-5.00、-3.00、0、0.50、0.70、0.90、1.10或1.20。满足上述关系时，可良好地校正轴上色差和倍率色差，同时有利于提高近红外光的成像质量。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：-2.6＜(R8+R9)/(R8-R9)＜-0.1；其中，R8为第四透镜L4的物侧面S7的曲率半径，R9为第四透镜L4的像侧面S8的曲率半径。具体地，(R8+R9)/(R8-R9)可以为-2.40、-2.30、-2.00、-1.50、-1.00、-0.70、-0.60、-0.50、-0.40或-0.35。满足上述关系时，可有效减小周边视角的主光线入射至像面S13的角度，并能够抑制像散的产生。

在本实用新型所提供的光学系统100中，若定义了透镜表面的面型(凹面或凸面)且未说明该面型的位置时，则可认为该面型为该透镜表面于近光轴处的面型。

根据上述各实施例的描述，以下提出更为具体的实施例及附图予以详细说明。

第一实施例

参考图1和图2，图1为第一实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有正屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3以及具有负屈折力的第四透镜L4。图2由左至右依次为第一实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图，其中像散图和畸变图为945nm下的曲线图，其他实施例相同。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面；

第三透镜L3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7为凹面，像侧面S8为凹面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的材质均为玻璃。

红外滤光片L5为红外带通滤光片，能够透过700nm～1100nm的红外光。

另外，光学系统100还满足关系：et s23＝0.41；其中，et s23为第一透镜L1的像侧面的最大有效半径处到第二透镜L2的物侧面S3的最大有效半径处于平行光轴方向的距离，et s23的单位为mm。满足上述关系时，第一透镜L1和第二透镜L2的位置能够得到合理配置，使得光学系统100的结构更紧凑且体积更小。

光学系统100满足关系：FOV＝51.4°；其中，FOV为光学系统100的最大视场角。当光学系统100朝向驾驶者的面部时，光学系统100能够有效获取上述角度范围内的驾驶者的眼部信息，即使驾驶者的位置发生小幅度偏移(例如30°以内)，驾驶者的眼部依然能够处于光学系统100的采集区域。随后终端系统再对所获得的眼部信息进行分析，根据所获得的眼部信息判断驾驶者的驾驶状态。当高于上限关系的上限时，光学系统100所接收到的视场画面信息过多，导致其中的眼部成像受到干扰，从而影响到系统对驾驶员状态的判断；当低于上述关系的下限时，光学系统100的视场角过小，驾驶者稍微偏移便会脱离光学系统100的采集区域。

光学系统100满足关系：f/f234＝0.54；其中，f为光学系统100的焦距，f234为第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的合成焦距。满足上述关系时，有利于缩短光学系统100于光轴方向的尺寸。

光学系统100满足关系：ET1＝1.0；其中，ET1为第一透镜L1于垂直光轴方向的半径为2.0mm处所对应的透镜厚度，ET1的单位为mm。满足上述关系时，可有效减小第一透镜L1在研磨时发生崩边的概率，减小加工难度，从而提高良率。

光学系统100满足关系：|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(map s2))/2|＝0.198；其中，cuy s1为第一透镜L1中物侧面S1的曲率，map s1为第一透镜L1的物侧面S1的Y方向半孔径，cuy s2为第一透镜L1中像侧面S2的曲率，map s2为第一透镜L1的像侧面S2的Y方向半孔径。满足上述关系时，通过控制第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2上的曲率及Y方向半孔径，从而降低第一透镜L1的加工难度。

光学系统100满足关系：Vd1-Vd2＝0；其中，Vd1为第一透镜L1于d线下的阿贝数，Vd2为第二透镜L2于d线下的阿贝数。满足上述关系时，可良好地校正轴上色差和倍率色差，同时有利于提高近红外光的成像质量。

光学系统100满足关系：(R8+R9)/(R8-R9)＝-0.35；其中，R8为第四透镜L4的物侧面S7的曲率半径，R9为第四透镜L4的像侧面S8的曲率半径。满足上述关系时，可有效减小周边视角的主光线入射至像面S13的角度，并能够抑制像散的产生。

另外，光学系统100的各项参数由表1给出。表1中的像面S13可理解为光学系统100的成像面，该像面S13也可理解为感光元件的感光表面。由物平面至像面S13的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。表面编号1和表面编号2分别为第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2，即同一透镜中，面序号较小的表面为物侧面，表面编号较大的表面为像侧面。第一透镜L1的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至像侧方向的后一透镜的物侧面于光轴上的距离。

需要注意的是，表1中的滤光片为上述红外带通滤光片，且在该实施例及以下各实施例中，光学系统100也可不设置有红外滤光片L5及保护玻璃L6，但此时第四透镜L4的像侧面至像面S13的距离保持不变。

在第一实施例中，光学系统100的焦距f＝5.35mm，光圈数FNO＝2.78，最大视场角FOV＝51.4°。

各透镜的焦距、折射率和阿贝数为d线(587.56nm)下的数值。

表1

第二实施例

参考图3和图4，图3为第二实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜L3以及具有正屈折力的第四透镜L4。图4由左至右依次为第二实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3为凹面，像侧面S4为凹面；

第三透镜L3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的材质均为玻璃。

红外滤光片L5为红外带通滤光片，能够透过700nm～1100nm的红外光。

另外，光学系统100的各项参数由表2给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表2

根据上述所提供的各参数信息，可推得以下关系：

第三实施例

参考图5和图6，图5为第三实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有负屈折力的第三透镜L3以及具有正屈折力的第四透镜L4。图6由左至右依次为第三实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面；

第三透镜L3的物侧面S5为凹面，像侧面S6为凹面；

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的材质均为玻璃。

红外滤光片L5为红外带通滤光片，能够透过700nm～1100nm的红外光。

另外，光学系统100的各项参数由表3给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表3

根据上述所提供的各参数信息，可推得以下关系：

第四实施例

参考图7和图8，图7为第四实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有负屈折力的第三透镜L3以及具有正屈折力的第四透镜L4。图8由左至右依次为第四实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面；

第三透镜L3的物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的材质均为玻璃。

红外滤光片L5为红外带通滤光片，能够透过700nm～1100nm的红外光。

另外，光学系统100的各项参数由表4给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表4

根据上述所提供的各参数信息，可推得以下关系：

第五实施例

参考图9和图10，图9为第五实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有正屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3以及具有负屈折力的第四透镜L4。图10由左至右依次为第五实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面；

第三透镜L3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7为凹面，像侧面S8为凹面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的物侧面和像侧面均为球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的材质均为玻璃。

红外滤光片L5为红外带通滤光片，能够透过700nm～1100nm的红外光。

另外，光学系统100的各项参数由表5给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表5

根据上述所提供的各参数信息，可推得以下关系：

参考图11，在本申请提供的一个实施例中，光学系统100与感光元件组装以形成摄像模组200，此时，第四透镜L4与感光元件之间设置有红外滤光片L5及保护玻璃L6。感光元件可以为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)。采用上述光学系统100将有利于摄像模组200的小型化设计。

在一些实施例中，感光元件与光学系统100中的各透镜的距离相对固定，此时，摄像模组200为定焦模组。在另一些实施例中，可通过设置音圈马达以使感光元件能够相对光学系统100中的各透镜相对移动，从而实现对焦效果。在一些实施例中，也可通过搭配算法以控制光学系统100中的各透镜相对移动，从而实现光学变焦效果。

参考图12，在一些实施例中，摄像模组200可应用于驾驶设备中，例如汽车、飞机、船舶等，以监测驾驶者是否存在打盹、漫不经心等情况，并配合警示装置以提醒驾驶者，或者将驾驶设备切换至自动驾驶状态，从而避免发生意外。摄像模组200可安装于驾驶设备的壳410中，并能够朝向驾驶者的面部以获取面部信息。具体地，摄像模组200可以监测驾驶者的眼部(如眼皮及眼球)，在接收到眼部信息后，通过终端系统分析驾驶者的眼皮及眼球的动态情况以判断驾驶者是否存在打盹、漫不经心等驾驶状态。壳体410可以为驾驶设备中的仪表盘、挡风玻璃、后视镜、用于支撑车体的左右柱等。由于上述摄像模组200具有小型化特性，因此摄像模组200能够更易安装于壳体的狭窄空间中，且能够做到隐蔽设置。

在一些实施例中，驾驶设备中还设置有发射模组，发射模组能够设置于上述壳体410中，摄像模组200能够接收发射模组所发射的光线。具体地，发射模组朝向驾驶者面部设置，且能够向驾驶者的面部发射光线(红外光或可见光)，光线经驾驶者面部反射后进入摄像模组200，摄像模组200中设置有滤光片以滤除干扰光，尽可能使感光元件只接收发射模组所发出的光线。在未设置发射模组时，摄像模组200可通过接收由驾驶者面部反射过来的环境光线(如太阳光、路灯灯光)等，从而对驾驶者的面部进行监测。

具体地，本申请在一些实施例中提供一种汽车40，摄像模组200和发射模组中的至少一个设置于汽车40的仪表盘上。在其中一个实施例中，当摄像模组200和发射模组设置于仪表盘上时，发射模组所发射的光线能够穿过方向盘的镂空结构以照射到驾驶者的面部(特别是眼部)，经面部反射后的光线再穿过方向盘的镂空结构以被摄像模组200接收。但需要注意的是，光线的光路取决于发射模组和摄像模组200于汽车40内部的位置，并不一定要穿过方向盘的镂空部。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光学系统，其特征在于，由物侧至像侧依次包括：

具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

具有屈折力的第二透镜；

具有屈折力的第三透镜，所述第一透镜与所述第三透镜之间设置有光阑；

具有屈折力的第四透镜；

且所述光学系统满足关系：

et s23＜0.6；

其中，et s23为所述第一透镜的像侧面的最大有效半径处到所述第二透镜的物侧面的最大有效半径处于平行光轴方向的距离，et s23的单位为mm。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

40°＜FOV＜60°；

其中，FOV为所述光学系统的最大视场角。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

0.4＜f/f234＜2.0；

其中，f为所述光学系统的焦距，f234为所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的合成焦距。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

ET1＞0.5；

其中，ET1为所述第一透镜于垂直光轴方向的半径为2.0mm处所对应的透镜厚度，ET1的单位为mm。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(map s2))/2|＞0.12；

其中，cuy s1为所述第一透镜中物侧面的曲率，map s1为所述第一透镜的物侧面的Y方向半孔径，cuy s2为所述第一透镜中像侧面的曲率，map s2为所述第一透镜的像侧面的Y方向半孔径。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

-56＜Vd1-Vd2＜2；

其中，Vd1为所述第一透镜于d线下的阿贝数，Vd2为所述第二透镜于d线下的阿贝数。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

-2.6＜(R8+R9)/(R8-R9)＜-0.1；

其中，R8为所述第四透镜的物侧面的曲率半径，R9为所述第四透镜的像侧面的曲率半径。

8.一种摄像模组，其特征在于，包括感光元件及权利要求1-7任意一项所述的光学系统，所述感光元件设置于所述光学系统的像侧。

9.一种汽车，其特征在于，包括壳体、发射模组及权利要求8所述的摄像模组，所述发射模组和所述摄像模组设置于所述壳体，所述发射模组能够向驾驶者发射光线，而所述摄像模组能够接收所述发射模组所发射的光线。

10.根据权利要求9所述的汽车，其特征在于，所述壳体包括仪表盘，所述发射模组和所述摄像模组中的至少一个设置于所述仪表盘。

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