CN211698392U - 光学成像系统、成像模组、电子装置及驾驶装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种光学成像系统、成像模组、电子装置及驾驶装置。光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序包括具有负屈折力的第一透镜组;具有正屈折力的第二透镜组;具有正屈折力的第三透镜组;具有正屈折力的第四透镜组;以及光阑,设于所述第三透镜组的物侧。上述光学成像系统通过将系统中的透镜分组化,是系统可以兼顾广视角以及高解像能力,同时还具有小型化的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学成像技术领域,特别是涉及一种光学成像系统、成像模组、电子装置及驾驶装置。
背景技术
近年来,随着车载技术的发展,驾驶辅助系统、行车记录仪、倒车影像仪对车载用摄像头的应用需求越来越高,不仅要求摄像头具备小型化、轻量化的特点,同时也要求其具备更高的像素像质。
然而,传统的车载摄像头拍摄的图像像素像质较低,不能使上述车载系统或装置实时准确地对车辆周围的环境信息进行判断进而提示驾驶员做出及时的预警或规避,因而存在一定的驾驶风险。
实用新型内容
基于此,有必要针对传统的车载摄像头拍摄的图像像素像质较低的问题,提供一种改进的光学成像系统。
一种光学成像系统,所述光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序包括具有负屈折力的第一透镜组;具有正屈折力的第二透镜组;具有正屈折力的第三透镜组;具有正屈折力的第四透镜组;以及光阑,所述光阑设于所述第三透镜组的物侧。
上述光学成像系统,通过将系统中的透镜分组化,有利于各透镜组内部的像差消除,同时还可以实现透镜组之间像差的相互校正,以更好地修正光学成像系统的像差,提升成像品质;除此之外,将透镜分组化还有利于分别对不同的透镜组进行防抖驱动,从而进一步保证成像品质。
在其中一种实施例中,所述第一透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括一具有负屈折力的第一透镜和一具有正屈折力的第二透镜;所述第二透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括一具有负屈折力的第三透镜和一具有正屈折力的第四透镜;所述第三透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括一具有正屈折力的第五透镜、一具有正屈折力的第六透镜以及一具有负屈折力的第七透镜;所述第四透镜组包括一具有正屈折力的第八透镜。
通过在各透镜组中设置合适数量的透镜并分配各透镜的屈折力,可以增强光学成像系统的成像解析能力并有效修正像差,使其能够更精准地捕捉景物细节。
在其中一种实施例中,所述第一透镜的物侧面和像侧面均为凹面;所述第二透镜的物侧面为凸面,像侧面为平面;所述第三透镜和所述第四透镜胶合,且所述第三透镜的物侧面和像侧面均为凹面,所述第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面;所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面;所述第六透镜的物侧面近光轴处为凸面,像侧面近光轴处为凸面;所述第七透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面;所述第八透镜的物侧面近光轴处为凸面,像侧面近光轴处为凹面。
通过对透镜组中各透镜的面型进行合理设置,有利于进一步抑制系统像差、消除鬼影,同时也有利于实现系统的小型化,并降低系统的敏感度,提升组装良率,降低生产成本。
在其中一种实施例中,所述光学成像系统满足下列关系式:-5<f12/f<0;其中,f12表示所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距,f表示所述光学成像系统的有效焦距。
在满足上述关系时,通过合理配置第一透镜和第二透镜的组合焦距,有利于使大角度入射的光线也能进入系统,从而可以扩大光学成像系统的视场角,并降低系统的敏感度,实现系统的小型化。
在其中一种实施例中,所述光学成像系统满足下列关系式:
9mm<(sag S6)*f/(f3+f4)<15mm;其中,sag S6表示所述第三透镜和所述第四透镜的胶合面的矢高,f3表示所述第三透镜的有效焦距,f4表示所述第四透镜的有效焦距,f表示所述光学成像系统的有效焦距。
通过上述关系可以限制第三透镜和第四透镜胶合面的弯曲程度,避免胶合面过弯,从而降低胶合面的胶合工艺难度,同时也有利于降低系统的组装敏感度,提升生产良率;除此之外,通过合理配置第三透镜、第四透镜的有效焦距,有利于进一步校正系统像差,提升系统的成像解析能力。
在其中一种实施例中,所述光学成像系统满足下列关系式:
1≤CT4/CT3<2.5;其中,CT3表示所述第三透镜在光轴上的厚度,CT4表示所述第四透镜在光轴上的厚度。
在满足上述关系时,可以合理配置第三透镜和第四透镜的中心厚度值,有利于第三透镜和第四透镜的胶合,同时还可以校正系统像差,提升成像品质。
在其中一种实施例中,所述光学成像系统满足下列关系式:
0<f567/f<2.5;其中,f567表示所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的组合焦距,f表示所述光学成像系统的有效焦距。
在满足上述关系时,第五透镜、第六透镜和第七透镜整体可以为系统提供正屈折力,从而有利于收缩光束,避免经过光阑的光束传递至有效像素区域以外的区域而降低图像像素;同时也有利于校正系统像差,减小偏心敏感度,提升系统的成像解析度;除此之外,还可以降低系统的组装敏感度,解决透镜的工艺制作和镜头组装的问题,提升生产良率。
在其中一种实施例中,所述光学成像系统满足下列关系式:
6<f6/CT6<13;其中,f6表示所述第六透镜的有效焦距,CT6表示所述第六透镜在光轴上的厚度。
在满足上述关系时,第六透镜设置为正透镜,可以为系统提供正屈折力,以校正系统色差,减小偏心敏感度,进而有利于修正系统像差,提升成像品质,同时还可以保证系统的小型化。
在其中一种实施例中,所述光学成像系统满足下列关系式:
8<f8/CT8<13;
其中,f8表示所述第八透镜的有效焦距,CT8表示所述第八透镜在光轴上的厚度。
在满足上述关系时,第八透镜设置为正透镜,可以为系统提供正屈折力,从而有利于降低感光元件上的主光线入射角,增加感光元件的感光性能,进而提升系统的成像解析度,同时也有利于实现系统的小型化。
在其中一种实施例中,所述光学成像系统满足下列关系式:
-22mm<R7f*f/f7<-15mm;其中,R7f表示所述第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径,f表示所述光学成像系统的有效焦距,f7表示所述第七透镜的有效焦距。
在满足上述关系时,可以合理配置第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径和光学成像系统的有效焦距,并在满足上述关系式的下限时,有利于优化像差,提升系统的解像力;在满足上述关系式的上限时,可以避免第七透镜的物侧面过弯而增加鬼影的产生几率。
在其中一种实施例中,所述光学成像系统满足下列关系式:
0.4<∑CT/TTL<0.7;其中,∑CT表示所述第一透镜至所述第八透镜在光轴上的厚度之和,TTL表示所述第一透镜的物侧面至所述光学成像系统的成像面在光轴上的距离。
在满足上述关系时,可以合理配置各透镜的中心厚度,从而有利于缩短系统总长,实现小型化。而在系统总长一定时,若∑CT/TTL高于上限,则透镜的厚度总和较大,不利于系统的轻量化;若∑CT/TTL低于下限,则透镜的厚度总和较小,相邻透镜之间的空气间隔过大,容易增加系统的组装敏感度从而降低良率以及增加光学系统的温度敏感度,导致高低温环境下系统的成像清晰度降低。
在其中一种实施例中,所述光学成像系统满足下列关系式:
5mm<ImgH/tan(FOV/2)<8mm;
其中,ImgH表示所述光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长度的一半,FOV表示所述光学成像系统的对角线方向视场角。
在满足上述关系时,有利于系统的广角化,从而可以在获得较大的视场角范围同时,避免产生过大的畸变量,提升广角端的成像品质。
在其中一种实施例中,所述光学成像系统满足下列关系式:
0.8<EPD/ImgH<1.3;其中,EPD表示所述光学成像系统的入瞳直径,ImgH表示所述光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长度的一半。
通过满足上述关系式的上限,有利于增加系统的入瞳直径,使得成像面有效像素区域的单位面积能接收更多的光线,进而提升像面亮度以及提高系统的成像分辨能力;通过满足上述关系式的下限,有利于增加成像面有效像素区域的面积,提升像面的像素数量,实现系统高分辨率的解析特征。
本申请还提供一种成像模组。
一种成像模组,包括如前所述的光学成像系统以及感光元件,所述感光元件设于所述光学成像系统的像侧。
上述成像模组,利用前述的光学成像系统能够拍摄得到像素高、视角广的图像,同时成像模组还具有小型化、轻量化的结构特点,方便适配至如手机、平板以及车载镜头等尺寸受限的装置。
本申请还提供一种电子装置。
一种电子装置,包括壳体以及如前所述的成像模组,所述成像模组安装在所述壳体上。
上述电子装置,利用前述的成像模组能够拍摄得到视角广、像素高的图像,并可及时地将图像传送至对应的处理系统,以便系统做出准确的分析和判断。
本申请还提供一种驾驶装置。
一种驾驶装置,包括车体以及如前所述的成像模组,所述成像模组设于所述车体以获取所述车体周围的环境信息。
上述驾驶装置,可以通过前述成像模组及时、准确地获取其周围的环境信息,并根据获得的环境信息对周围的道路状况进行实时分析,从而提升驾驶的安全性。
附图说明
图1示出了本申请实施例1的光学成像系统的结构示意图;
图2分别示出了实施例1的光学成像系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图3示出了本申请实施例2的光学成像系统的结构示意图;
图4分别示出了实施例2的光学成像系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图5示出了本申请实施例3的光学成像系统的结构示意图;
图6分别示出了实施例3的光学成像系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图7示出了本申请实施例4的光学成像系统的结构示意图;
图8分别示出了实施例4的光学成像系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图9示出了本申请实施例5的光学成像系统的结构示意图;
图10分别示出了实施例5的光学成像系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图11示出了本申请一实施例的成像模组的示意图;
图12示出了本申请一实施例的应用成像模组的驾驶装置示意图;
图13示出了本申请一实施例的应用成像模组的电子装置示意图。
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优选实施方式。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方式。相反的,提供这些实施方式的目的是为了对本实用新型的公开内容理解得更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,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”另一个元件,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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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,因此不能理解为对本实用新型的限制。
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。本文中在本实用新型的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。
在本说明书中,第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来,而不表示对特征的任何限制。因此,在不背离本申请的教导的情况下,下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。为了便于说明,附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即,球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
在本说明书中,物体相对于光学元件所处的一侧空间称为该光学元件的物侧,对应的,物体所成的像相对于光学元件所处的一侧空间称为该光学元件的像侧。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面,每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。并定义物侧至像侧为距离的正向。
另外,在下文的描述中,若出现透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时,则表示该透镜表面至少近光轴处为凸面;若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时,则表示该透镜表面至少近光轴处为凹面。此处近光轴处是指光轴附近的区域。
以下将对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。
请一并参阅图1、图3、图5、图7和图9,本申请实施例提供一种可兼顾广视角、高像素以及小型化的光学成像系统。具体的,该光学成像系统包括四组透镜组,依次为具有负屈折力的第一透镜组、具有正屈折力的第二透镜组、具有正屈折力的第三透镜组以及具有正屈折力的第四透镜组。该四组透镜组沿着光轴从物侧至像侧依序排列,光学成像系统的成像面位于第四透镜组的像侧。光学成像系统还包括光阑,光阑设于第三透镜组的物侧,以更好地控制入射光束的大小,提升光学成像系统的成像质量。
通过将光学成像系统中的透镜分组化,有利于各透镜组内部的像差消除,同时还可以实现透镜组之间像差的相互校正,以更好地修正光学成像系统的像差,提升成像品质;除此之外,将透镜分组化还有利于分别对不同的透镜组进行防抖驱动,从而进一步保证成像品质。
具体的,第一透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括一具有负屈折力的第一透镜和一具有正屈折力的第二透镜。其中,第一透镜的物侧面和像侧面均为凹面,第二透镜的物侧面为凸面,像侧面为平面。
将第一透镜设置为负透镜,可以为系统提供负屈折力,有利于使大角度入射的光线也能进入系统并聚焦至成像面,从而实现稳定成像;而将第一透镜的物侧面设置为凹面,可以减少系统内杂散光的形成,降低鬼影的产生几率。
将第二透镜设置为正透镜,可以为系统提供正屈折力,从而可使光线平稳过渡或会聚至后部的透镜,同时也有利于修正部分第一透镜产生的像差,使系统具有较高的分辨率;而将第二透镜的物侧面设置为凸面,像侧面设置为平面,则有利于降低系统的公差敏感度,进而提升组装良率,降低生产成本。
第二透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括一具有负屈折力的第三透镜和一具有正屈折力的第四透镜。其中,第三透镜的像侧面和第四透镜的物侧面胶合,且第三透镜的物侧面和像侧面均为凹面,第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面。
通过合理设置第三透镜和第四透镜的屈折力以及面型,有利于防止第二透镜的过度校正,并进一步使光线聚焦至成像面,保证成像质量。进一步的,将第三透镜和第四透镜胶合形成胶合透镜,可使光学成像系统的整体结构更为紧凑,且有利于修正像差,可在缩小镜头体积和提高镜头解像力之间取得平衡,同时还可以降低镜片在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
如本领域技术人员已知的,在光线转折处的离散透镜,容易因加工误差和/或组立误差造成敏感,而胶合透镜的使用可有效地降低镜头的敏感度。在本申请中使用胶合透镜,不仅能够有效地降低镜头的敏感度、缩短镜头的整体长度,还能够分担镜头的整体色差、像差的矫正,提高光学成像系统的解像能力。进一步的,胶合透镜可包括一枚具有负屈折力的透镜和一枚具有正屈折力的透镜,如第四透镜具有正屈折力,第三透镜具有负屈折力。
第三透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括一具有正屈折力的第五透镜、一具有正屈折力的第六透镜以及一具有负屈折力的第七透镜。其中,第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面,第六透镜的物侧面近光轴处为凸面,像侧面近光轴处为凸面,第七透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面。
通过合理设置第五、第六、第七透镜的屈折力和面型,可使第三透镜组整体具有正屈折力,从而有利于收缩光束,避免经过光阑的光束传递至成像面有效像素区域以外的区域而降低成像像素;同时也有利于校正系统像差,减小偏心敏感度,提升系统的成像解析度;除此之外,还可以降低系统的组装敏感度,解决透镜的工艺制作和镜头组装的问题,提升生产良率。
第四透镜组包括一具有正屈折力的第八透镜。其中,第八透镜的物侧面近光轴处为凸面,像侧面近光轴处为凹面。
将第八透镜设置为正透镜,可以为系统提供正屈折力,从而有利于降低光线在感光元件上的主光线入射角,增加感光元件的感光性能,进而能够提升系统的成像解析度,同时也有利于实现系统的小型化。
具体的,光阑设于第二透镜组与第三透镜组之间,亦即第四透镜和第五透镜之间。光阑包括孔径光阑和视场光阑。优选的,光阑为孔径光阑。孔径光阑可位于透镜的表面上(例如物侧面和像侧面),并与透镜形成作用关系,例如,通过在透镜的表面涂覆阻光涂层以在该表面形成孔径光阑;或通过夹持件固定夹持透镜的表面,位于该表面的夹持件结构能够限制轴上物点成像光束的宽度,从而在该表面上形成孔径光阑。
当上述光学成像系统用于成像时,被摄物体发出或者反射的光线从物侧方向进入光学成像系统,并依次穿过第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜,最终汇聚到成像面上。
上述光学成像系统,通过选取合适数量的透镜并合理分配各透镜的屈折力、面型以及各透镜的有效焦距,可以在提高所述光学成像系统像素像质的同时,兼顾其广角拍摄性能,使其能够大范围且精准地捕捉景物细节;除此之外,所述光学成像系统还具备小型化的结构特点,方便适配至轻薄型的电子产品。
在示例性实施方式中,光学成像系统满足下列关系式:-5<f12/f<0;其中,f12表示第一透镜和第二透镜的组合焦距,f表示光学成像系统的有效焦距。f12/f可以是-4.5、-4.4、-4.3、-4.2、-4.1、-4、-3、-2或-1。在满足上述关系时,通过合理配置第一透镜和第二透镜的组合焦距,有利于使大角度入射的光线也能进入系统,从而可以扩大光学成像系统的视场角,并降低系统的敏感度,实现系统的小型化。而当f12/f大于等于0时,则无法为系统提供负屈折力,不利于广角化;而当f12/f小于等于-5时,则无法为系统提供足够的负屈折力,不利于降低系统敏感度,也不利于小型化。
在示例性实施方式中,光学成像系统满足下列关系式:
9mm<(sag S6)*f/(f3+f4)<15mm;其中,sag S6表示第三透镜和第四透镜的胶合面的矢高,f3表示第三透镜的有效焦距,f4表示第四透镜的有效焦距,f表示光学成像系统的有效焦距。(sag S6)*f/(f3+f4)可以是9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、11.5mm、12mm、12.5mm、13mm或14mm。通过上述关系可以限制第三透镜和第四透镜胶合面的弯曲程度,避免胶合面过弯,从而降低胶合面的胶合工艺难度,同时也有利于降低系统的组装敏感度,提升生产良率;除此之外,通过合理配置第三透镜、第四透镜的有效焦距,有利于进一步校正系统像差,提升系统的成像解析能力。
在示例性实施方式中,光学成像系统满足下列关系式:
1≤CT4/CT3<2.5;其中,CT3表示第三透镜在光轴上的厚度,CT4表示第四透镜在光轴上的厚度。CT4/CT3可以是1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、2.0、2.2或2.4。在满足上述关系时,可以合理配置第三透镜和第四透镜的中心厚度值,有利于第三透镜和第四透镜的胶合,同时还可以校正系统像差,提升成像品质。而当CT4/CT3高于上限或低于下限时,容易导致第三透镜或第四透镜的中心厚度过大,不利于透镜胶合,也不利于修正系统像差。
在示例性实施方式中,光学成像系统满足下列关系式:
0<f567/f<2.5;其中,f567表示第五透镜、第六透镜和第七透镜的组合焦距,f表示光学成像系统的有效焦距。f567/f可以是0.5、0.8、1、1.5、1.7、1.9、2.0、2.05、2.1、2.2或2.4。在满足上述关系时,第五透镜、第六透镜和第七透镜整体可以为系统提供正屈折力,从而有利于收缩光束,避免经过光阑的光束传递至有效像素区域以外的区域而降低图像像素;同时也有利于校正系统像差,减小偏心敏感度,提升系统的成像解析度;除此之外,还可以降低系统的组装敏感度,解决透镜的工艺制作和镜头组装的问题,提升生产良率。而当f567/f小于等于0时,第三透镜组无法为系统提供正屈折力,无法对光束进行收缩;而当f567/f大于等于2.5时,第三透镜组较难保证足够的屈折力,容易使得部分光束传递至有效像素区域以外的区域而降低图像像素,同时也不利于修正系统像差和降低系统敏感度。
在示例性实施方式中,光学成像系统满足下列关系式:6<f6/CT6<13;其中,f6表示第六透镜的有效焦距,CT6表示第六透镜在光轴上的厚度。f6/CT6可以是7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5或12。在满足上述关系时,第六透镜设置为正透镜,可以为系统提供正屈折力,以校正系统色差,减小偏心敏感度,进而有利于修正系统像差,提升成像品质,同时还可以保证系统的小型化。而当f6/CT6小于等于6时,第六透镜的中心厚度较大,不利于系统小型化;而当f6/CT6大于等于13时,则无法保证第六透镜具有足够的正屈折力,不利于修正系统像差和减小偏心敏感度。
在示例性实施方式中,光学成像系统满足下列关系式:8<f8/CT8<13;其中,f8表示第八透镜的有效焦距,CT8表示第八透镜在光轴上的厚度。f8/CT8可以是9、9.5、10、10.5、11、11.5或12。在满足上述关系时,第八透镜设置为正透镜,可以为系统提供正屈折力,从而有利于降低感光元件上的主光线入射角,增加感光元件的感光性能,进而提升系统的成像解析度,同时也有利于实现系统的小型化。而当f8/CT8小于等于8时,第八透镜的中心厚度较大,不利于系统小型化;而当f8/CT8大于等于13时,则无法保证第八透镜具有足够的正屈折力,不利于减小感光元件上的主光线入射角,使得感光元件的感光性能较低,不利于提升图像的成像品质。
在示例性实施方式中,光学成像系统满足下列关系式:
-22mm<R7f*f/f7<-15mm;其中,R7f表示第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径,f表示光学成像系统的有效焦距,f7表示第七透镜的有效焦距。R7f*f/f7可以是-21.5mm、-21mm、-20mm、-19mm、-18.5mm、-18mm、-17mm、-16.5mm或-16mm。在满足上述关系时,可以合理配置第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径和光学成像系统的有效焦距,并在满足上述关系式的下限时,有利于优化像差,提升系统的解像力;在满足上述关系式的上限时,可以避免第七透镜的物侧面过弯而增加鬼影的产生几率。
在示例性实施方式中,光学成像系统满足下列关系式:
0.4<∑CT/TTL<0.7;其中,∑CT表示第一透镜至第八透镜在光轴上的厚度之和,TTL表示第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面在光轴上的距离。∑CT/TTL可以是0.5、0.54、0.58、0.6、0.62、0.64、0.66或0.68。在满足上述关系时,可以合理配置各透镜的中心厚度,从而有利于缩短系统总长,实现小型化。而在系统总长一定时,若∑CT/TTL高于上限,则透镜的厚度总和较大,不利于系统的轻量化;若∑CT/TTL低于下限,则透镜的厚度总和较小,相邻透镜之间的空气间隔过大,容易增加系统的组装敏感度从而降低良率以及增加光学系统的温度敏感度,导致高低温环境下系统的成像清晰度降低。
在示例性实施方式中,光学成像系统满足下列关系式:
5mm<ImgH/tan(FOV/2)<8mm;其中,ImgH表示光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长度的一半,FOV表示光学成像系统的对角线方向视场角。ImgH/tan(FOV/2)可以是5.5mm、6mm、6.5mm、6.9mm、7mm、7.1mm、7.2mm或7.5mm。在满足上述关系时,有利于系统的广角化,从而可以在获得较大的视场角范围同时,避免产生过大的畸变量,提升广角端的成像品质。而当ImgH/tan(FOV/2)低于下限或高于上限时,较难在获得较大的视场角范围和避免产生较大的畸变之间取得平衡。
在示例性实施方式中,光学成像系统满足下列关系式:
0.8<EPD/ImgH<1.3;其中,EPD表示所述光学成像系统的入瞳直径,ImgH表示所述光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长度的一半。EPD/ImgH可以是0.85、0.9、0.95、0.99、1.05、1.1、1.15、1.2或1.25。通过满足上述关系式的上限,有利于增加系统的入瞳直径,使得成像面有效像素区域的单位面积能接收更多的光线,进而提升像面亮度以及提高系统的成像分辨能力;通过满足上述关系式的下限,有利于增加成像面有效像素区域的面积,提升像面的像素数量,实现系统高分辨率的解析特征。
在示例性实施方式中,第一透镜至第六透镜中,至少一个透镜的物侧面和/或像侧面为非球面。通过上述方式,可以提高透镜设计的灵活性,并有效地校正像差,提高光学成像系统的成像质量。需要注意的是,光学成像系统中各透镜的表面也可以是球面和非球面的任意组合,并不一定要是均为球面或均为非球面。
在示例性实施方式中,光学成像系统中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成像系统的重量并降低生产成本,而玻璃材质的透镜可使光学成像系统具备较好的温度耐受特性以及优良的光学性能。进一步的,用于车载系统时,各透镜的材质优选为玻璃。需要注意的是,光学成像系统中各透镜的材质也可以是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。
在示例性实施方式中,光学成像系统还包括红外滤光片。红外滤光片设于第四透镜组(即第八透镜)的像侧,用于过滤入射光线,具体用于隔绝红外光,防止红外光被感光元件吸收,从而避免红外光对正常影像的色彩与清晰度造成影响,提高光学成像系统的成像品质。
在示例性实施方式中,光学成像系统还可以包括保护玻璃。保护玻璃设于红外滤光片的像侧,起到保护感光元件的作用,同时也可避免感光元件沾染落尘,进一步保证成像品质。需要指出的是,在车载系统中,由于光学成像系统中各透镜优选采用玻璃材质的透镜,因此在另一些实施方式中,为降低系统重量或减少系统总长也可选择不设置保护玻璃,本申请对此不做限制。
本申请的上述实施方式的光学成像系统可采用多片镜片,例如上文所述的八片。通过合理分配各透镜焦距、屈折力、面型、厚度以及各透镜之间的轴上间距等,可以保证上述光学成像系统的总长较小、重量较轻且具备较高的成像分辨率,同时还具备较大的光圈(FNO可以为1.65)以及较大的视场角,从而更好地满足如车载辅助系统的镜头、手机、平板等轻量化电子设备的应用需求。然而,本领域的技术人员应当理解,在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下,可改变构成光学成像系统的透镜数量,来获得本说明书中描述的各个结果和优点。
下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学成像系统的具体实施例。
实施例1
以下参照图1至图2描述本申请实施例1的光学成像系统100。
图1示出了实施例1的光学成像系统100的结构示意图。如图1所示,光学成像系统100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组和成像面S19。其中,第一透镜组包括第一透镜L1和第二透镜L2,第二透镜组包括第三透镜L3和第四透镜L4,第三透镜组包括第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7,第四透镜组包括第八透镜L8。
具体的,第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凹面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有正屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凸面,像侧面S10为凸面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为非球面,其中物侧面S11近光轴处为凸面,像侧面S12近光轴处为凸面。
第七透镜L7具有负屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为球面,其中物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。
第八透镜L8具有正屈折力,其物侧面S15和像侧面S16均为非球面,其中物侧面S15近光轴处为凸面,像侧面S16近光轴处为凹面。
其中,第三透镜L3的像侧面S6和第四透镜L4的物侧面S7胶合形成胶合透镜,从而使光学成像系统100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
将第六透镜L6和第八透镜L8的物侧面和像侧面均设置为非球面,有利于修正像差、解决像面歪曲的问题,也能够使透镜在较小、较薄且较平的情况下实现优良的光学成像效果,进而使光学成像系统100具备小型化特性。
第一透镜L1至第六透镜L8的材质均为玻璃,使用玻璃材质的透镜可使光学成像系统100具备较好的温度耐受特性以及优良的光学性能,从而进一步保证成像质量。
第二透镜组和第三透镜组之间(即第四透镜L4和第五透镜L5之间)还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升光学成像系统100的成像质量。光学成像系统100还包括设于第八透镜L8像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至光学成像系统100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。具体的,滤光片110的材质为玻璃。
表1示出了实施例1的光学成像系统100的透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。另外,以第一透镜L1为例,第一透镜L1的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜在光轴上的厚度,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在光轴上的距离;光阑ST0于“厚度”参数列中的数值为光阑ST0至后一透镜的物侧面顶点(顶点指透镜与光轴的交点)于光轴上的距离,我们默认第一透镜L1物侧面到最后一枚镜片像侧面的方向为光轴的正方向,当该值为负时,表明光阑ST0设置于图1中该透镜的物侧面顶点的右侧,若光阑STO厚度为正值时,光阑在该透镜物侧面顶点的左侧。
表1
透镜中的非球面面型由以下公式限定:
其中,x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的近轴曲率,c=1/R(即,近轴曲率c为表1中曲率半径R的倒数);k为圆锥系数;Ai是非球面的第i阶系数。下表2给出了可用于实施例1中透镜非球面S11-S12和S15-S16的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表2
第一透镜L1的物侧面S1至光学成像系统100的成像面S19在光轴上的距离TTL为29.25mm,光学成像系统100的成像面S19上有效像素区域的对角线长度ImgH为5.15mm。结合表1和表2中的数据可知,实施例1中的光学成像系统100满足:
f12/f=-4.36,其中,f12表示第一透镜L1和第二透镜L2的组合焦距,f表示光学成像系统100的有效焦距;
(sag S6)*f/(f3+f4)=11.98mm,其中,sag S6表示第三透镜L3和第四透镜L4的胶合面的矢高,f3表示第三透镜L3的有效焦距,f4表示第四透镜L4的有效焦距,f表示光学成像系统100的有效焦距;
CT4/CT3=1.4,其中,CT3表示第三透镜L3在光轴上的厚度,CT4表示第四透镜L4在光轴上的厚度;
f567/f=2.07,其中,f567表示第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7的组合焦距,f表示光学成像系统100的有效焦距;
f6/CT6=9.52,其中,f6表示第六透镜L6的有效焦距,CT6表示第六透镜L6在光轴上的厚度;
f8/CT8=10.33,其中,f8表示第八透镜L8的有效焦距,CT8表示第八透镜L8在光轴上的厚度;
R7f*f/f7=-16.23mm,其中,R7f表示第七透镜L7物侧面S13于光轴处的曲率半径,f表示光学成像系统100的有效焦距,f7表示第七透镜L7的有效焦距;
∑CT/TTL=0.6,其中,∑CT表示第一透镜L1至第八透镜L8在光轴上的厚度之和,TTL表示第一透镜L1的物侧面S1至光学成像系统100的成像面S19在光轴上的距离;
ImgH/tan(FOV/2)=6.92mm,其中,ImgH表示光学成像系统100的成像面S19上有效像素区域对角线长度的一半,FOV表示光学成像系统100的对角线方向视场角;
EPD/ImgH=0.99,其中,EPD表示光学成像系统100的入瞳直径,ImgH表示光学成像系统100的成像面S19上有效像素区域对角线长度的一半。
图2分别示出了实施例1的光学成像系统100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,光学成像系统100的参考波长为546.07nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、588nm以及656nm的光线经由光学成像系统100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了光学成像系统100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了光学成像系统100在不同像高情况下的畸变。根据图2可知,实施例1给出的光学成像系统100能够实现良好的成像品质。
实施例2
以下参照图3至图4描述本申请实施例2的光学成像系统100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了本申请实施例2的光学成像系统100的结构示意图。
如图3所示,光学成像系统100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜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、第八透镜L8以及成像面S19。
第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凹面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有正屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凸面,像侧面S10为凸面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为非球面,其中物侧面S11近光轴处为凸面,像侧面S12近光轴处为凸面。
第七透镜L7具有负屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为球面,其中物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。
第八透镜L8具有正屈折力,其物侧面S15和像侧面S16均为非球面,其中物侧面S15近光轴处为凸面,像侧面S16近光轴处为凹面。
其中,第三透镜L3的像侧面S6和第四透镜L4的物侧面S7胶合形成胶合透镜,从而使光学成像系统100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
第六透镜L6和第八透镜L8的物侧面和像侧面均设置为非球面。第一透镜L1至第六透镜L8的材质均为玻璃。第二透镜组和第三透镜组之间(即第四透镜L4和第五透镜L5之间)还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升光学成像系统100的成像质量。光学成像系统100还包括设于第八透镜L8像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至光学成像系统100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。
表3示出了实施例2的光学成像系统100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表4示出了可用于实施例2中透镜非球面S11-S12和S15-S16的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表5示出了实施例2中给出的光学成像系统100的相关参数数值。
表3
表4
表5
图4分别示出了实施例2的光学成像系统100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,光学成像系统100的参考波长为546.07nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、588nm以及656nm的光线经由光学成像系统100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了光学成像系统100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了光学成像系统100在不同像高情况下的畸变。根据图4可知,实施例2给出的光学成像系统100能够实现良好的成像品质。
实施例3
以下参照图5至图6描述本申请实施例3的光学成像系统100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图5示出了本申请实施例3的光学成像系统100的结构示意图。
如图5所示,光学成像系统100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜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、第八透镜L8以及成像面S19。
第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凹面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有正屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凸面,像侧面S10为凸面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为非球面,其中物侧面S11近光轴处为凸面,像侧面S12近光轴处为凸面。
第七透镜L7具有负屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为球面,其中物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。
第八透镜L8具有正屈折力,其物侧面S15和像侧面S16均为非球面,其中物侧面S15近光轴处为凸面,像侧面S16近光轴处为凹面。
其中,第三透镜L3的像侧面S6和第四透镜L4的物侧面S7胶合形成胶合透镜,从而使光学成像系统100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
第六透镜L6和第八透镜L8的物侧面和像侧面均设置为非球面。第一透镜L1至第六透镜L8的材质均为玻璃。第二透镜组和第三透镜组之间(即第四透镜L4和第五透镜L5之间)还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升光学成像系统100的成像质量。光学成像系统100还包括设于第八透镜L8像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至光学成像系统100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。
表6示出了实施例3的光学成像系统100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表7示出了可用于实施例3中透镜非球面S11-S12和S15-S16的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表8示出了实施例3中给出的光学成像系统100的相关参数数值。
表6
表7
表8
图6分别示出了实施例3的光学成像系统100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,光学成像系统100的参考波长为546.07nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、588nm以及656nm的光线经由光学成像系统100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了光学成像系统100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了光学成像系统100在不同像高情况下的畸变。根据图6可知,实施例3给出的光学成像系统100能够实现良好的成像品质。
实施例4
以下参照图7至图8描述本申请实施例4的光学成像系统100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图7示出了本申请实施例4的光学成像系统100的结构示意图。
如图7所示,光学成像系统100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜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、第八透镜L8以及成像面S19。
第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凹面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有正屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凸面,像侧面S10为凸面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为非球面,其中物侧面S11近光轴处为凸面,像侧面S12近光轴处为凸面。
第七透镜L7具有负屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为球面,其中物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。
第八透镜L8具有正屈折力,其物侧面S15和像侧面S16均为非球面,其中物侧面S15近光轴处为凸面,像侧面S16近光轴处为凹面。
其中,第三透镜L3的像侧面S6和第四透镜L4的物侧面S7胶合形成胶合透镜,从而使光学成像系统100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
第六透镜L6和第八透镜L8的物侧面和像侧面均设置为非球面。第一透镜L1至第六透镜L8的材质均为玻璃。第二透镜组和第三透镜组之间(即第四透镜L4和第五透镜L5之间)还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升光学成像系统100的成像质量。光学成像系统100还包括设于第八透镜L8像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至光学成像系统100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。
表9示出了实施例4的光学成像系统100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表10示出了可用于实施例4中透镜非球面S11-S12和S15-S16的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表11示出了实施例4中给出的光学成像系统100的相关参数数值。
表9
表10
表11
图8分别示出了实施例4的光学成像系统100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,光学成像系统100的参考波长为546.07nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、588nm以及656nm的光线经由光学成像系统100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了光学成像系统100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了光学成像系统100在不同像高情况下的畸变。根据图8可知,实施例4给出的光学成像系统100能够实现良好的成像品质。
实施例5
以下参照图9至图10描述本申请实施例5的光学成像系统100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图9示出了本申请实施例5的光学成像系统100的结构示意图。
如图9所示,光学成像系统100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜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、第八透镜L8以及成像面S19。
第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凹面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有正屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凸面,像侧面S10为凸面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为非球面,其中物侧面S11近光轴处为凸面,像侧面S12近光轴处为凸面。
第七透镜L7具有负屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为球面,其中物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。
第八透镜L8具有正屈折力,其物侧面S15和像侧面S16均为非球面,其中物侧面S15近光轴处为凸面,像侧面S16近光轴处为凹面。
其中,第三透镜L3的像侧面S6和第四透镜L4的物侧面S7胶合形成胶合透镜,从而使光学成像系统100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
第六透镜L6和第八透镜L8的物侧面和像侧面均设置为非球面。第一透镜L1至第六透镜L8的材质均为玻璃。第二透镜组和第三透镜组之间(即第四透镜L4和第五透镜L5之间)还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升光学成像系统100的成像质量。光学成像系统100还包括设于第八透镜L8像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至光学成像系统100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。
表12示出了实施例5的光学成像系统100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表13示出了可用于实施例5中透镜非球面S11-S12和S15-S16的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表14示出了实施例5中给出的光学成像系统100的相关参数数值。
表12
表13
表14
图10分别示出了实施例5的光学成像系统100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,光学成像系统100的参考波长为546.07nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、588nm以及656nm的光线经由光学成像系统100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了光学成像系统100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了光学成像系统100在不同像高情况下的畸变。根据图10可知,实施例5给出的光学成像系统100能够实现良好的成像品质。
如图11所示,本申请还提供一种成像模组200,包括如前文所述的光学成像系统100(如图1所示);以及感光元件210,感光元件210设于光学成像系统100的像侧,感光元件210的感光表面与成像面S19重合。具体的,感光元件210可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS,Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器或者电荷耦合元件(CCD,Charge-coupled Device)图像传感器。
上述成像模组200利用前述的光学成像系统100能够拍摄得到像素高、视角广的图像,同时成像模组200还具有小型化、轻量化的结构特点。成像模组200可应用于手机、汽车、监控、医疗等领域。具体可作为手机摄像头、车载摄像头、监控摄像头或内窥镜等。
如图12所示,上述成像模组200可作为车载摄像头应用于驾驶装置300中。驾驶装置300可以为自动驾驶汽车或非自动驾驶汽车。成像模组200可作为驾驶装置300的前视摄像头、后视摄像头或侧视摄像头。具体的,驾驶装置300包括车体310,成像模组200安装于车体的310的左后视镜、右后视镜、后尾箱、前大灯、后大灯等任意位置,以获取车体310周围的清晰的环境图像。此外,驾驶装置300中还设置有显示屏320,显示屏320安装于车体310内,且成像模组200与显示屏320通信连接,成像模组200所获得的影像信息能够传输至显示屏320中显示,从而使司机能够获得更完整的周边影像信息,提高驾驶时的安全保障。
特别地,在一些实施例中,成像模组200可应用于自动驾驶汽车上。继续参考图12,成像模组200安装于自动驾驶汽车车体上的任意位置,具体可参考上述实施例驾驶装置300中成像模组200的安装位置。对于自动驾驶汽车而言,成像模组200还可安装于车体的顶部。此时,通过在自动驾驶汽车上安装多个成像模组200以获得车体310周围360°视角的环境信息,成像模组200获得的环境信息将被传递至自动驾驶汽车的分析处理单元以对车体310周围的道路状况进行实时分析。通过采用成像模组200,可提高分析处理单元识别分析的准确性,从而提升自动驾驶时的安全性能。
如图13所示,本申请还提供一种电子装置400,包括壳体410以及如前文所述的成像模组200,成像模组200安装在壳体410上。具体的,成像模组200设置在壳体410内并从壳体410暴露以获取图像,壳体410可以给成像模组200提供防尘、防水防摔等保护,壳体410上开设有与成像模组200对应的孔,以使光线从孔中穿入或穿出壳体。
上述电子装置400,利用前述的成像模组200能够拍摄得到视角广、像素高的图像。在另一些实施方式中,上述电子装置400还设置有对应的处理系统,电子装置400在拍摄物体图像后可及时地将图像传送至对应的处理系统,以便系统做出准确的分析和判断。
另一些实施方式中,所使用到的“电子装置”还可包括,但不限于被设置成经由有线线路连接和/或经由无线接口接收或发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的电子装置可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括,但不限于卫星或蜂窝电话;可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(personal communication system,PCS)终端;可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(globalpositioning system,GPS)接收器的个人数字助理(personal digital assistant,PDA);以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。
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 (16)
1.一种光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序包括:
具有负屈折力的第一透镜组;
具有正屈折力的第二透镜组;
具有正屈折力的第三透镜组;
具有正屈折力的第四透镜组;以及,
光阑,所述光阑设于所述第三透镜组的物侧。
2.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于,
所述第一透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括一具有负屈折力的第一透镜和一具有正屈折力的第二透镜;
所述第二透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括一具有负屈折力的第三透镜和一具有正屈折力的第四透镜;
所述第三透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括一具有正屈折力的第五透镜、一具有正屈折力的第六透镜以及一具有负屈折力的第七透镜;
所述第四透镜组包括一具有正屈折力的第八透镜。
3.根据权利要求2所述的光学成像系统,其特征在于,
所述第一透镜的物侧面和像侧面均为凹面;
所述第二透镜的物侧面为凸面,像侧面为平面;
所述第三透镜和所述第四透镜胶合,且所述第三透镜的物侧面和像侧面均为凹面,所述第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面;
所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面;
所述第六透镜的物侧面近光轴处为凸面,像侧面近光轴处为凸面;
所述第七透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面;
所述第八透镜的物侧面近光轴处为凸面,像侧面近光轴处为凹面。
4.根据权利要求2或3所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足下列关系式:
-5<f12/f<0;
其中,f12表示所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距,f表示所述光学成像系统的有效焦距。
5.根据权利要求2或3所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足下列关系式:
9mm<(sag S6)*f/(f3+f4)<15mm;
其中,sag S6表示所述第三透镜和所述第四透镜的胶合面的矢高,f3表示所述第三透镜的有效焦距,f4表示所述第四透镜的有效焦距,f表示所述光学成像系统的有效焦距。
6.根据权利要求2或3所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足下列关系式:
1≤CT4/CT3<2.5;
其中,CT3表示所述第三透镜在光轴上的厚度,CT4表示所述第四透镜在光轴上的厚度。
7.根据权利要求2或3所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足下列关系式:
0<f567/f<2.5;
其中,f567表示所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的组合焦距,f表示所述光学成像系统的有效焦距。
8.根据权利要求2或3所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足下列关系式:
6<f6/CT6<13;
其中,f6表示所述第六透镜的有效焦距,CT6表示所述第六透镜在光轴上的厚度。
9.根据权利要求2或3所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足下列关系式:
8<f8/CT8<13;
其中,f8表示所述第八透镜的有效焦距,CT8表示所述第八透镜在光轴上的厚度。
10.根据权利要求2或3所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足下列关系式:
-22mm<R7f*f/f7<-15mm;
其中,R7f表示所述第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径,f表示所述光学成像系统的有效焦距,f7表示所述第七透镜的有效焦距。
11.根据权利要求2或3所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足下列关系式:
0.4<∑CT/TTL<0.7;
其中,∑CT表示所述第一透镜至所述第八透镜在光轴上的厚度之和,TTL表示所述第一透镜的物侧面至所述光学成像系统的成像面在光轴上的距离。
12.根据权利要求1-3任一项所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足下列关系式:
5mm<ImgH/tan(FOV/2)<8mm;
其中,ImgH表示所述光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长度的一半,FOV表示所述光学成像系统的对角线方向视场角。
13.根据权利要求1-3任一项所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足下列关系式:
0.8<EPD/ImgH<1.3;
其中,EPD表示所述光学成像系统的入瞳直径,ImgH表示所述光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长度的一半。
14.一种成像模组,其特征在于,包括如权利要求1-13任一项所述的光学成像系统以及感光元件,所述感光元件设于所述光学成像系统的像侧。
15.一种电子装置,其特征在于,包括壳体以及如权利要求14所述的成像模组,所述成像模组安装在所述壳体上。
16.一种驾驶装置,其特征在于,包括车体以及如权利要求14所述的成像模组,所述成像模组设于所述车体以获取所述车体周围的环境信息。
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