CN211741691U - 光学系统、摄像模组及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光学系统、摄像模组及电子装置。光学系统由物侧至像侧依次包括:正的第一透镜,第一透镜的物侧面于光轴处为凸面,像侧面于光轴处为凹面;第二透镜,第二透镜的物侧面于光轴处为凸面,像侧面于光轴处为凹面;第三透镜;第四透镜;正的第五透镜,第五透镜的像侧面于光轴处为凸面;负的第六透镜,第六透镜的像侧面于光轴处为凹面,第六透镜的物侧面和像侧面皆为非球面,且其中的至少一个存在反曲点;光学系统满足关系:0.6<|SAG61|/CT6<1.5;SAG61为第六透镜的物侧面的矢高,CT6为第六透镜于光轴上的厚度。满足上述关系时,光学系统能够与感光元件形成良好配合,同时还能规避杂散光。
Description
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、摄像模组及电子装置。
背景技术
近几十年,智能手机制造技术不断发展,作为摄像模组中重要硬件基础之一的镜头也在同步快速地发展着,且近几年出现了镜头功能多样化以及更高质量的成像品质的发展趋势。另外,伴随着半导体制程技术的精进,感光元件的像素尺寸逐渐缩小。但是,摄像模组的摄像性能的优劣不仅取决于感光元件,同时还取决于镜头的光学性能。其中,像素单元的探测灵敏度与光线入射角有关,光线的入射角度会直接影响像素单元的探测效率。因此,除了发展感光元件外,同时还需要改良镜头的光学性能以使镜头能够与感光元件形成良好的配合以提升最终的成像品质。
实用新型内容
基于此,有必要针对如何使镜头与感光元件形成良好的配合以提高成像品质的问题,提供一种光学系统、摄像模组及电子装置。
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于光轴处为凸面,像侧面于光轴处为凹面;
具有屈折力的第二透镜,所述第二透镜的物侧面于光轴处为凸面,像侧面于光轴处为凹面;
具有屈折力的第三透镜;
具有屈折力的第四透镜;
具有正屈折力的第五透镜,所述第五透镜的像侧面于光轴处为凸面;
具有负屈折力的第六透镜,所述第六透镜的像侧面于光轴处为凹面,所述第六透镜的物侧面和像侧面皆为非球面,所述第六透镜的物侧面和像侧面中的至少一个存在反曲点;
所述光学系统满足以下关系:
0.6<|SAG61|/CT6<1.5;
其中,SAG61为所述第六透镜的物侧面的矢高,CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。
满足上述透镜配置及条件式关系时,所述光学系统能够有效减小入射至成像面上的主光线的入射角度,从而能够有效提高成像面上的像素单元的探测效率,使所述光学系统能够与感光元件形成良好配合,提高成像品质;同时,还能有效控制最大视场处的边缘光线在所述第六透镜的物侧面的入射角,从而当所述第六透镜的物侧面的斜率变化较大时,可减小因镀膜不均而导致的反射光线,进而规避杂散光,改善画质。而当|SAG61|/CT6>1.5时,所述第六透镜的物侧面面型过于复杂,增加工艺难度和制造成本;当|SAG61|/CT6<0.6时,所述第六透镜的物侧面面型则过于平缓,不利于控制光线的入射角,易出现全反射而引入杂散光,随之降低成像质量。
在其中一个实施例中,所述第一透镜的材质为玻璃。因玻璃透镜在高温和低温环境下的形变量及屈折力变化小,从而可避免因屈折力过度集中而导致像差增大的问题,这一特性也使得系统成像性能更加稳定。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
0.4<n1/R2<0.7;
其中,n1为所述第一透镜的折射率,R2为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系时,可减小所述第一透镜的物理尺寸,有利于实现轻薄设计。当所述第一透镜的材质为玻璃时,还可扩大透镜材质的选择范围。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
1.4<FNO<2.2;
其中,FNO为所述光学系统的光圈数。满足上述关系时,能够增大所述光学系统的通光量,减小边缘视场的像差,在光线不足的情况下也能使所述光学系统获取清晰的被摄物的细节信息,从而提升成像品质。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
1.2<TT/f<1.4;
TT为所述第一透镜的物侧面到所述光学系统的成像面于光轴上的距离,f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系时,可合理配置系统的有效焦距以及系统于光轴上的总长度,从而不仅能所述光学系统实现小型化设计,也能保证光线更好地汇聚于成像面上。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
1.2<T12+T23+T34+T45+T56<2.0;
其中,T12为所述第一透镜与所述第二透镜于光轴上的间隔距离,T23为所述第二透镜与所述第三透镜于光轴上的间隔距离,T34为所述第三透镜与所述第四透镜于光轴上的间隔距离,T45为所述第四透镜与所述第五透镜于光轴上的间隔距离,T56为所述第五透镜与所述第六透镜于光轴上的间隔距离。满足上述关系时,有利于各透镜的组装,且可进一步缩短系统的总长。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
1.4<f1/f5<3.5;
其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f5为所述第五透镜的有效焦距。满足上述关系时,所述第一透镜与第五透镜的屈折力得到合理配置,可降低系统公差敏感度,提高系统的成像质量。当f1/f5<1.4时,所述第五透镜的正屈折力将过大,导致物侧面会过度弯曲,进而导致成型不良,影响制造良率;而当f1/f5>3.5时,所述第一透镜与所述第五透镜的屈折力分配不平衡,将导致所述光学系统的像差过大,修正困难。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
1.4<(f1+f5)/f<2.3;
其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f5为所述第五透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系时,可合理分配所述第一透镜、所述第五透镜以及系统的有效焦距,以降低系统像差,提高成像质量。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
1.3<R2/R13<2.4;
其中,R2为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,R13为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系时,能够压低光线进入所述光学系统的入射角,使系统具有较小的视场角。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
0.3<SAG22/T23<1.7;
其中,SAG22为所述第二透镜的像侧面的矢高,T23为所述第二透镜与所述第三透镜于光轴上的间隔距离。满足上述关系时,能够合理配置所述第二透镜的像侧面的矢高以及所述第二透镜与所述第三透镜之间的间隔距离,从而可以更好地汇聚物侧光线,使所述光学系统拥有更合理的空间利用率;同时,还能降低所述第二透镜的组装敏感度,进而满足组装工艺要求。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
0.3<R2/f1<0.5;
其中,R2为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,f1为所述第一透镜的有效焦距。满足上述关系时,所述第一透镜的物侧面具有合适的曲率半径,有利于修正像差。当R2/f1<0.3时,所述第一透镜提供的正屈折力不足,致使系统球差过大;而当R2/f1>0.5时,所述第一透镜的孔径边缘会出现过度反曲的现象,导致系统中的杂散光增多,影响成像质量。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:
TT/ImgH<1.62;
其中,TT为所述第一透镜的物侧面到所述光学系统的成像面于光轴上的距离,ImgH为所述光学系统于成像面上有效成像区域对角线长度的一半。满足上述关系时,可减小边缘视场的像差,并可有效压缩所述光学系统的尺寸,满足系统对超薄特性的需求。
在其中一个实施例中,所述光学系统中各透镜的物侧面和像侧面皆为非球面。非球面的面型设计能够有效帮助所述光学系统消除像差,解决视界歪曲的问题,同时还有利于所述光学系统的小型化设计,使所述光学系统能够在保持小型化设计的前提下,同时具备优良的光学性能。
一种摄像模组,包括感光元件及上述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。通过采用上述光学系统,所述感光元件上的像素单元对来自所述光学系统的光线的探测效率将得到有效提升,从而能够有效提升模组的成像品质。
一种电子装置,包括壳体及上述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述壳体。通过采用上述摄像模组,所述电子装置的摄像性能将得到有效改善。
附图说明
图1为本申请第一实施例提供的光学系统的示意图;
图2为第一实施例中光学系统的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%);
图3为本申请第二实施例提供的光学系统的示意图;
图4为第二实施例中光学系统的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%);
图5为本申请第三实施例提供的光学系统的示意图;
图6为第三实施例中光学系统的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%);
图7为本申请第四实施例提供的光学系统的示意图;
图8为第四实施例中光学系统的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%);
图9为本申请第五实施例提供的光学系统的示意图;
图10为第五实施例中光学系统的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%);
图11为本申请第六实施例提供的光学系统的示意图;
图12为第六实施例中光学系统的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%);
图13为本申请第七实施例提供的光学系统的示意图;
图14为第七实施例中光学系统的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%);
图15为本申请第八实施例提供的光学系统的示意图;
图16为第八实施例中光学系统的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%);
图17为本申请第九实施例提供的光学系统的示意图;
图18为第九实施例中光学系统的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%);
图19为本申请第十实施例提供的光学系统的示意图;
图20为第十实施例中光学系统的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%);
图21为本申请一实施例提供的摄像模组的示意图;
图22为本申请一实施例提供的电子装置的示意图。
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。
参考图1,在本申请的一些实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑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及第六透镜L6。其中,第一透镜L1具有正屈折力,第二透镜L2具有正屈折力或负屈折力,第三透镜L3具有正屈折力或负屈折力,第四透镜L4具有正屈折力或负屈折力,第五透镜L5具有正屈折力,第六透镜L6具有负屈折力。第一透镜L1至第五透镜L5分别只含有一个透镜,且光学系统10中各透镜与光阑STO同轴设置,即各透镜的光轴与光阑STO的中心均位于同一直线上,该直线可称为光学系统10的光轴。
当第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4均具有正屈折力时,有助于缩短光学系统10的总长。当第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4均具有负屈折力时,有利于扩大光学系统10的视场角。当第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4中的一个具有正屈折力,另外两个具有负屈折力,或者其中一个具有负屈折力,另外两个具有正屈折力时,均可使光学系统10在短总长与大视场角中取得平衡。
第一透镜L1包括物侧面S1和像侧面S2,第二透镜L2包括物侧面S3和像侧面S4,第三透镜L3包括物侧面S5和像侧面S6,第四透镜L4包括物侧面S7和像侧面S8,第五透镜L5包括物侧面S9及像侧面S10,第六透镜L6包括物侧面S11和像侧面S12。另外,光学系统10还有一成像面S15,成像面S15位于第六透镜L6的像侧,入射光线在经过光学系统10的各透镜调节后能够成像于成像面S15上。一般地,系统的成像面S15与感光元件的感光表面重合。为方便理解,成像面S15可视为感光元件的感光表面。
在上述实施例中,第一透镜L1的物侧面S1于光轴处(近光轴处)为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;第五透镜L5的像侧面S10于光轴处为凸面;第六透镜L6的像侧面S12于光轴处为凹面,且第六透镜L6的物侧面S11和像侧面S12皆为非球面,同时第六透镜L6的物侧面S11和像侧面S12中的至少一个存在反曲点。在一些实施例中,光学系统10中各透镜的物侧面和像侧面皆为非球面。非球面的面型设计能够有效帮助光学系统10消除像差,解决视界歪曲的问题,同时还有利于光学系统10的小型化设计,使光学系统10能够在保持小型化设计的前提下,同时具备优良的光学性能。
非球面的面型计算可参考非球面公式:
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为非球面顶点的曲率,k为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。
当某个透镜的物侧面或像侧面为非球面时,该面可以是整体凸面或整体呈现凹面的结构;或者该面也可设计成存在反曲点的结构,此时该面由中心至边缘的面型将发生改变,例如该面于中心处呈凸面而于边缘处呈凹面。需要注意的是,当本申请的实施例在描述透镜的一个侧面于光轴处(该侧面的中心区域)为凸面时,可理解为该透镜的该侧面于光轴附近的区域为凸面,因此也可认为该侧面于光轴处为凸面;当描述透镜的一个侧面于圆周处为凹面时,可理解为该侧面在靠近最大有效半孔径处的区域为凹面。举例而言,当该侧面于光轴处为凸面,且于圆周处也为凸面时,该侧面由中心(光轴)至边缘方向的形状在一些实施例中为纯粹的凸面;或者是先由中心的凸面形状过渡到凹面形状,随后在靠近最大有效半孔径处时变为凸面。此处仅为说明光轴处与圆周处的关系而做出的示例,侧面的多种形状结构(凹凸关系)并未完全体现,但其他情况可根据以上示例推导得出,也应视为是本申请所记载的内容。
在上述实施例中,第一透镜L1的材质为玻璃,而第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6的材质均为塑料,此时,由于光学系统10中位于物方的透镜的材质为玻璃,因此这些位于物方的玻璃透镜对极端环境具有很好耐受效果,不易受物方环境的影响而出现老化、形变等情况,这一特性也使得系统成像性能更加稳定。从而,当光学系统10处于暴晒高温等极端环境下时,这种结构能够有效避免光学系统10出现成像质量下降及使用寿命减少的情况。在一些实施例中,光学系统10中各透镜的材质均为玻璃。在另一些实施例中,光学系统10中各透镜的材质均为塑料。塑料材质的透镜能够减少光学系统10的重量并降低制造成本,而玻璃材质的透镜能够耐受较高的温度且具有优良的光学性能。当然,光学系统10中各透镜的材质配置并不限于上述实施例。
特别地,在一些实施例中,当第一透镜L1的材质为玻璃时,因玻璃透镜在高温和低温环境下的形变量及屈折力变化小,从而可避免因屈折力过度集中而导致像差增大的问题,这一特性也使得系统成像性能更加稳定。
在一些实施例中,光学系统10包括红外滤光片L7,红外滤光片L7设置于第五透镜L5的像侧,并与光学系统10中的各透镜相对固定设置。红外滤光片L7包括物侧面S13和像侧面S14。红外滤光片L7用于滤除红外光,防止红外光到达成像面S15,从而防止红外光干扰正常成像。红外滤光片L7可与各透镜一同装配以作为光学系统10中的一部分。在另一些实施例中,红外滤光片L7并不属于光学系统10的元件,此时红外滤光片L7可以在光学系统10与感光元件装配成摄像模组时,一并安装至光学系统10与感光元件之间。在一些实施例中,红外滤光片L7也可设置在第一透镜L1的物侧。另外,在一些实施例中也可不设置红外滤光片L7,而是通过在第一透镜L1至第五透镜L5中的任一透镜上设置滤光镀层以实现滤除红外光的作用。
在另一些实施例中,第一透镜L1也可以包含两个或多个透镜,最靠近物侧的透镜的物侧面为第一透镜L1的物侧面S1,最靠近像侧的透镜的像侧面为第一透镜L1的像侧面S2。相应地,一些实施例中的第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6并不限于只包含一个透镜的情况。
在上述实施例中,光学系统10还满足以下各关系:
0.6<|SAG61|/CT6<1.5;其中,SAG61为第六透镜L6的物侧面S11的矢高,即第六透镜L6的物侧面S11在光轴上的交点至该面最大有效半径处于平行光轴方向的水平位移量(水平位移量朝向像侧方向定义为正,朝向物侧方向则定义为负),CT6为第六透镜L6于光轴上的厚度。一些实施例中的|SAG61|/CT6为0.72、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、1.00、1.05或1.07。满足上述透镜配置及条件式关系时,光学系统10能够有效减小入射至成像面S15上的主光线的入射角度,从而能够有效提高成像面S15上的像素单元的探测效率,使光学系统10能够与感光元件形成良好配合,提高成像品质;同时,还能有效控制最大视场处的边缘光线在第六透镜L6的物侧面S11的入射角,从而当第六透镜L6的物侧面S11的斜率变化较大时,可减小因镀膜不均而导致的反射光线,进而规避杂散光,改善画质。而当|SAG61|/CT6>1.5时,第六透镜L6的物侧面S11的面型过于复杂,从而增加工艺难度和制造成本;当|SAG61|/CT6<0.6时,第六透镜L6的物侧面S11的面型则过于平缓,不利于控制光线的入射角,易出现全反射而引入杂散光,随之降低成像质量。
0.4<n1/R2<0.7;其中,n1为第一透镜L1的折射率,R2为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径,R2的单位为mm。一些实施例中的n1/R2为0.48、0.50、0.52、0.54、0.55、0.56、0.58、0.60或0.61,单位为(1/mm)。满足上述关系时,可减小第一透镜L1的物理尺寸,有利于实现轻薄设计。当第一透镜L1的材质为玻璃时,还可扩大透镜材质的选择范围。
1.4<FNO<2.2;其中,FNO为光学系统10的光圈数。一些实施例中的FNO为1.55、1.60、1.65、1.70、1.75、1.80、1.85、1.90或1.95。满足上述关系时,能够增大光学系统10的通光量,减小边缘视场的像差,在光线不足的情况下也能使光学系统10获取清晰的被摄物的细节信息,从而提升成像品质。
1.2<TT/f<1.4;TT为第一透镜L1的物侧面S1到光学系统10的成像面S15于光轴上的距离,f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的TT/f为1.26、1.27、1.28、1.30、1.31、1.32、1.34、1.35或1.36。满足上述关系时,可合理配置系统的有效焦距以及系统于光轴上的总长度,从而不仅能光学系统10实现小型化设计,也能保证光线更好地汇聚于成像面S15上。
1.2<T12+T23+T34+T45+T56<2.0;其中,T12为第一透镜L1与第二透镜L2于光轴上的间隔距离,T23为第二透镜L2与第三透镜L3于光轴上的间隔距离,T34为第三透镜L3与第四透镜L4于光轴上的间隔距离,T45为第四透镜L4与第五透镜L5于光轴上的间隔距离,T56为第五透镜L5与第六透镜L6于光轴上的间隔距离,T12、T23、T34、T45及T56的单位均为mm。一些实施例中的T12+T23+T34+T45+T56为1.35、1.40、1.45、1.50、1.55、1.60、1.65、1.70、1.80、1.85或1.90,单位为mm。满足上述关系时,有利于各透镜的组装,且可进一步缩短系统的总长。
1.4<f1/f5<3.5;其中,f1为第一透镜L1的有效焦距,f5为第五透镜L5的有效焦距。一些实施例中的f1/f5为1.60、1.65、1.70、1.80、1.90、2.00、2.20、2.30、2.35、2.40、2.50、2.55或2.60。满足上述关系时,第一透镜L1与第五透镜L5的屈折力得到合理配置,可降低系统公差敏感度,提高系统的成像质量。当f1/f5<1.4时,第五透镜L5的正屈折力将过大,导致物侧面S9会过度弯曲,进而导致成型不良,影响制造良率;而当f1/f5>3.5时,第一透镜L1与第五透镜L5的屈折力分配不平衡,将导致光学系统10的像差过大,修正困难。
1.4<(f1+f5)/f<2.3;其中,f1为第一透镜L1的有效焦距,f5为第五透镜L5的有效焦距,f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的(f1+f5)/f为1.55、1.60、1.65、1.70、1.80、1.85、1.90、1.95、2.00、2.05或2.10。满足上述关系时,可合理分配第一透镜L1、第五透镜L5以及系统的有效焦距,以降低系统像差,提高成像质量。
1.3<R2/R13<2.4;其中,R2为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径,R13为第六透镜L6的像侧面S12于光轴处的曲率半径。一些实施例中的R2/R13为1.45、1.50、1.55、1.60、1.70、1.80、1.90、2.00、2.05、2.10、2.15、2.20或2.25。满足上述关系时,能够压低光线进入光学系统10的入射角,使系统具有较小的视场角。
0.3<SAG22/T23<1.7;其中,SAG22为第二透镜L2的像侧面S4的矢高,T23为第二透镜L2与第三透镜L3于光轴上的间隔距离。一些实施例中的SAG22/T23为0.45、0.50、0.55、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00、1.10、1.20、1.30、1.40或1.50。满足上述关系时,能够合理配置第二透镜L2的像侧面S4的矢高以及第二透镜L2与第三透镜L3之间的间隔距离,从而可以更好地汇聚物侧光线,使光学系统10拥有更合理的空间利用率;同时,还能降低第二透镜L2的组装敏感度,进而满足组装工艺要求。
0.3<R2/f1<0.5;其中,R2为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径,f1为第一透镜L1的有效焦距。一些实施例中的R2/f1为0.35、0.37、0.40、0.42、0.44、0.45或0.46。满足上述关系时,第一透镜L1的物侧面S1具有合适的曲率半径,有利于修正像差。当R2/f1<0.3时,第一透镜L1提供的正屈折力不足,致使系统球差过大;而当R2/f1>0.5时,第一透镜L1的孔径边缘会出现过度反曲的现象,导致系统中的杂散光增多,影响成像质量。
TT/ImgH<1.62;其中,TT为第一透镜L1的物侧面S1到光学系统10的成像面S15于光轴上的距离,ImgH为光学系统10于成像面S15上有效成像区域对角线长度的一半。一些实施例中的TT/ImgH为1.54、1.55、1.56、1.57、1.58、1.59或1.60。满足上述关系时,可减小边缘视场的像差,并可有效压缩光学系统10的尺寸,满足系统对超薄特性的需求。
接下来以更为具体详细的实施例来对本申请的光学系统10进行说明:
第一实施例
参考图1和图2,在第一实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图2包括第一实施例中光学系统10的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%),其中的像散图和畸变图为546.0nm波长下的曲线图。像散图和畸变图的纵坐标可理解为光学系统10的成像面S15上有效成像区域的对角线长度的一半,纵坐标的单位为mm。
第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凹面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面,像侧面S6于光轴处为凹面;物侧面S5于圆周处为凹面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凹面,像侧面S8于光轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面,像侧面S10于光轴处为凸面;物侧面S9于圆周处为凹面,像侧面S10于圆周处为凹面。
第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凹面,像侧面S12于光轴处为凹面;物侧面S11于圆周处为凸面,像侧面S12于圆周处为凸面。
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及第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面,且第六透镜L6的物侧面S11和像侧面S12均存在反曲点。通过配合光学系统10中各透镜的非球面面型,从而能够有效解决光学系统10视界歪曲的问题,也能够使透镜在较小、较薄的情况下实现优良的光学效果,进而使光学系统10具有更小的体积,有利于光学系统10实现小型化设计。
第一透镜L1的材质为玻璃,第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6的材质均为塑料。此时,光学系统10能够在拥有稳定的光学性能及低成本之间取得平衡。且特别地,第一实施例至第十实施例中的第一透镜L1材质为玻璃,因玻璃透镜在高温和低温环境下的形变量及屈折力变化小,从而可避免因屈折力过度集中而导致像差增大的问题,这一特性也使得系统成像性能更加稳定。
在第一实施例中,光学系统10满足以下各关系:
|SAG61|/CT6=1.062;其中,SAG61为第六透镜L6的物侧面S11的矢高,即第六透镜L6的物侧面S11在光轴上的交点至该面最大有效半径处于平行光轴方向的水平位移量(水平位移量朝向像侧方向定义为正,朝向物侧方向则定义为负),CT6为第六透镜L6于光轴上的厚度。满足上述透镜配置及条件式关系时,光学系统10能够有效减小入射至成像面S15上的主光线的入射角度,从而能够有效提高成像面S15上的像素单元的探测效率,使光学系统10能够与感光元件形成良好配合,提高成像品质;同时,还能有效控制最大视场处的边缘光线在第六透镜L6的物侧面S11的入射角,从而当第六透镜L6的物侧面S11的斜率变化较大时,可减小因镀膜不均而导致的反射光线,进而规避杂散光,改善画质。
n1/R2=0.501(1/mm);其中,n1为第一透镜L1的折射率,R2为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径,R2的单位为mm。满足上述关系时,可减小第一透镜L1的物理尺寸,有利于实现轻薄设计。当第一透镜L1的材质为玻璃时,还可扩大透镜材质的选择范围。
FNO=1.95;其中,FNO为光学系统10的光圈数。满足上述关系时,能够增大光学系统10的通光量,减小边缘视场的像差,在光线不足的情况下也能使光学系统10获取清晰的被摄物的细节信息,从而提升成像品质。
TT/f=1.345;TT为第一透镜L1的物侧面S1到光学系统10的成像面S15于光轴上的距离,f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系时,可合理配置系统的有效焦距以及系统于光轴上的总长度,从而不仅能光学系统10实现小型化设计,也能保证光线更好地汇聚于成像面S15上。
T12+T23+T34+T45+T56=1.708mm;其中,T12为第一透镜L1与第二透镜L2于光轴上的间隔距离,T23为第二透镜L2与第三透镜L3于光轴上的间隔距离,T34为第三透镜L3与第四透镜L4于光轴上的间隔距离,T45为第四透镜L4与第五透镜L5于光轴上的间隔距离,T56为第五透镜L5与第六透镜L6于光轴上的间隔距离,T12、T23、T34、T45及T56的单位均为mm。满足上述关系时,有利于各透镜的组装,且可进一步缩短系统的总长。
f1/f5=2.739;其中,f1为第一透镜L1的有效焦距,f5为第五透镜L5的有效焦距。满足上述关系时,第一透镜L1与第五透镜L5的屈折力得到合理配置,可降低系统公差敏感度,提高系统的成像质量。
(f1+f5)/f=1.894;其中,f1为第一透镜L1的有效焦距,f5为第五透镜L5的有效焦距,f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系时,可合理分配第一透镜L1、第五透镜L5以及系统的有效焦距,以降低系统像差,提高成像质量。
R2/R13=2.041;其中,R2为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径,R13为第六透镜L6的像侧面S12于光轴处的曲率半径。满足上述关系时,能够压低光线进入光学系统10的入射角,使系统具有较小的视场角。
SAG22/T23=1.108;其中,SAG22为第二透镜L2的像侧面S4的矢高,T23为第二透镜L2与第三透镜L3于光轴上的间隔距离。满足上述关系时,能够合理配置第二透镜L2的像侧面S4的矢高以及第二透镜L2与第三透镜L3之间的间隔距离,从而可以更好地汇聚物侧光线,使光学系统10拥有更合理的空间利用率;同时,还能降低第二透镜L2的组装敏感度,进而满足组装工艺要求。
R2/f1=0.391;其中,R2为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径,f1为第一透镜L1的有效焦距。满足上述关系时,第一透镜L1的物侧面S1具有合适的曲率半径,有利于修正像差。
TT/ImgH=1.594;其中,TT为第一透镜L1的物侧面S1到光学系统10的成像面S15于光轴上的距离,ImgH为光学系统10于成像面S15上有效成像区域对角线长度的一半。满足上述关系时,可减小边缘视场的像差,并可有效压缩光学系统10的尺寸,满足系统对超薄特性的需求。
另外,光学系统10的各透镜参数由表1和表2给出。表2为表1中各透镜的非球面系数,其中K为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。由物面至像面(成像面S15,也可理解为后期装配时感光元件的感光表面)的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列,其中,位于物面的被摄物能够于光学系统10的成像面S15上形成清晰的成像。面序号2和3分别表示第一透镜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,面序号较大的表面为像侧面。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(或理解为于光轴上)的曲率半径。透镜于“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后一透镜的物侧面于光轴上的距离。本申请实施例中的各透镜的光轴处于同一直线上,该直线作为光学系统10的光轴。需注意的是,以下各实施例中,红外滤光片L7可以作为光学系统10中的元件,也可以不作为光学系统10中的元件。
在第一实施例中,光学系统10的有效焦距f=6.23mm,光圈数FNO=1.95,最大视场角的一半(即对角线方向视角的一半)HFOV=40.0°,光学总长TT=8.38mm。
另外,在以下各实施例(第一实施例至第十实施例)中,各透镜的折射率、阿贝数和焦距均为546.0nm波长下的数值。另外,各实施例的关系式计算和透镜结构以透镜参数(如表1、表2、表3、表4等)为准。
表1
表2
第二实施例
参考图3和图4,在第二实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图4包括第二实施例中光学系统10的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%),其中的像散图和畸变图为546.0nm波长下的曲线图。
像散图和畸变图的纵坐标可理解为光学系统10的成像面S15上有效成像区域的对角线长度的一半,纵坐标的单位为mm。
第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凹面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面,像侧面S6于光轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凹面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凹面,像侧面S8于光轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面,像侧面S10于光轴处为凸面;物侧面S9于圆周处为凸面,像侧面S10于圆周处为凹面。
第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凹面,像侧面S12于光轴处为凹面;物侧面S11于圆周处为凸面,像侧面S12于圆周处为凹面。
另外,第二实施例中光学系统10的各透镜参数由表3和表4给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表3
表4
该实施例中的光学系统10满足以下关系:
第三实施例
参考图5和图6,在第三实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图6包括第三实施例中光学系统10的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%),其中的像散图和畸变图为546.0nm波长下的曲线图。
像散图和畸变图的纵坐标可理解为光学系统10的成像面S15上有效成像区域的对角线长度的一半,纵坐标的单位为mm。
第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凹面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面,像侧面S6于光轴处为凹面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面,像侧面S8于光轴处为凹面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凹面。
第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面,像侧面S10于光轴处为凸面;物侧面S9于圆周处为凸面,像侧面S10于圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凹面,像侧面S12于光轴处为凹面;物侧面S11于圆周处为凹面,像侧面S12于圆周处为凸面。
另外,第三实施例中光学系统10的各透镜参数由表5和表6给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表5
表6
该实施例中的光学系统10满足以下关系:
第四实施例
参考图7和图8,在第四实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图8包括第四实施例中光学系统10的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%),其中的像散图和畸变图为546.0nm波长下的曲线图。
像散图和畸变图的纵坐标可理解为光学系统10的成像面S15上有效成像区域的对角线长度的一半,纵坐标的单位为mm。
第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凹面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面,像侧面S6于光轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凹面,像侧面S8于光轴处为凹面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凹面。
第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面,像侧面S10于光轴处为凸面;物侧面S9于圆周处为凸面,像侧面S10于圆周处为凹面。
第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凹面,像侧面S12于光轴处为凹面;物侧面S11于圆周处为凸面,像侧面S12于圆周处为凹面。
另外,第四实施例中光学系统10的各透镜参数由表7和表8给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表7
表8
该实施例中的光学系统10满足以下关系:
第五实施例
参考图9和图10,在第五实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图10包括第五实施例中光学系统10的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%),其中的像散图和畸变图为546.0nm波长下的曲线图。
像散图和畸变图的纵坐标可理解为光学系统10的成像面S15上有效成像区域的对角线长度的一半,纵坐标的单位为mm。
第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凹面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面,像侧面S6于光轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凹面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凹面,像侧面S8于光轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凹面,像侧面S10于光轴处为凸面;物侧面S9于圆周处为凹面,像侧面S10于圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凹面,像侧面S12于光轴处为凹面;物侧面S11于圆周处为凸面,像侧面S12于圆周处为凸面。
另外,第五实施例中光学系统10的各透镜参数由表9和表10给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表9
表10
该实施例中的光学系统10满足以下关系:
第六实施例
参考图11和图12,在第六实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图12包括第六实施例中光学系统10的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%),其中的像散图和畸变图为546.0nm波长下的曲线图。
像散图和畸变图的纵坐标可理解为光学系统10的成像面S15上有效成像区域的对角线长度的一半,纵坐标的单位为mm。
第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凸面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凹面,像侧面S6于光轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面,像侧面S8于光轴处为凹面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凹面。
第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凹面,像侧面S10于光轴处为凸面;物侧面S9于圆周处为凸面,像侧面S10于圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凸面,像侧面S12于光轴处为凹面;物侧面S11于圆周处为凹面,像侧面S12于圆周处为凸面。
另外,第六实施例中光学系统10的各透镜参数由表11和表12给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表11
表12
该实施例中的光学系统10满足以下关系:
第七实施例
参考图13和图14,在第七实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图14包括第七实施例中光学系统10的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%),其中的像散图和畸变图为546.0nm波长下的曲线图。
像散图和畸变图的纵坐标可理解为光学系统10的成像面S15上有效成像区域的对角线长度的一半,纵坐标的单位为mm。
第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凹面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凹面,像侧面S6于光轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凹面,像侧面S8于光轴处为凹面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凹面。
第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面,像侧面S10于光轴处为凸面;物侧面S9于圆周处为凸面,像侧面S10于圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凸面,像侧面S12于光轴处为凹面;物侧面S11于圆周处为凹面,像侧面S12于圆周处为凸面。
另外,第七实施例中光学系统10的各透镜参数由表13和表14给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表13
表14
该实施例中的光学系统10满足以下关系:
第八实施例
参考图15和图16,在第八实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图16包括第八实施例中光学系统10的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%),其中的像散图和畸变图为546.0nm波长下的曲线图。
像散图和畸变图的纵坐标可理解为光学系统10的成像面S15上有效成像区域的对角线长度的一半,纵坐标的单位为mm。
第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凹面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面,像侧面S6于光轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凹面,像侧面S8于光轴处为凹面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凹面。
第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面,像侧面S10于光轴处为凸面;物侧面S9于圆周处为凹面,像侧面S10于圆周处为凹面。
第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凸面,像侧面S12于光轴处为凹面;物侧面S11于圆周处为凸面,像侧面S12于圆周处为凸面。
另外,第八实施例中光学系统10的各透镜参数由表15和表16给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表15
表16
该实施例中的光学系统10满足以下关系:
第九实施例
参考图17和图18,在第九实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图18包括第九实施例中光学系统10的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%),其中的像散图和畸变图为546.0nm波长下的曲线图。
像散图和畸变图的纵坐标可理解为光学系统10的成像面S15上有效成像区域的对角线长度的一半,纵坐标的单位为mm。
第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凹面,像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凹面,像侧面S4于圆周处为凸面。
第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面,像侧面S6于光轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凹面,像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凹面,像侧面S8于光轴处为凸面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凹面。
第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面,像侧面S10于光轴处为凸面;物侧面S9于圆周处为凹面,像侧面S10于圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凸面,像侧面S12于光轴处为凹面;物侧面S11于圆周处为凸面,像侧面S12于圆周处为凸面。
另外,第九实施例中光学系统10的各透镜参数由表17和表18给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表17
表18
该实施例中的光学系统10满足以下关系:
第十实施例
参考图19和图20,在第十实施例中,光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图20包括第十实施例中光学系统10的纵向球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(%),其中的像散图和畸变图为546.0nm波长下的曲线图。
像散图和畸变图的纵坐标可理解为光学系统10的成像面S15上有效成像区域的对角线长度的一半,纵坐标的单位为mm。
第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面;物侧面S1于圆周处为凸面,像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面;物侧面S3于圆周处为凹面,像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面,像侧面S6于光轴处为凸面;物侧面S5于圆周处为凸面,像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凹面,像侧面S8于光轴处为凹面;物侧面S7于圆周处为凹面,像侧面S8于圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面,像侧面S10于光轴处为凸面;物侧面S9于圆周处为凹面,像侧面S10于圆周处为凹面。
第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凸面,像侧面S12于光轴处为凹面;物侧面S11于圆周处为凸面,像侧面S12于圆周处为凸面。
另外,第十实施例中光学系统10的各透镜参数由表19和表20给出,其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表19
表20
该实施例中的光学系统10满足以下关系:
参考图21,在本申请提供的一个实施例中,光学系统10与感光元件210组装以形成摄像模组20,感光元件210设置于第五透镜L5的像侧,即设置于光学系统10的像侧。该实施例中的第五透镜L5与感光元件210之间还设置有红外滤光片L7。感光元件210为CCD(ChargeCoupled Device,电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)。通过采用上述光学系统10,感光元件210上的像素单元对来自光学系统10的光线的探测效率将得到有效提升,从而能够有效提升模组的成像品质。
在一些实施例中,感光元件210与光学系统10中的各透镜的距离相对固定,此时,摄像模组20为定焦模组。在另一些实施例中,可通过设置音圈马达等驱动机构以使感光元件210能够相对光学系统10中的各透镜相对移动,从而实现对焦效果。具体地,在装配上述各透镜的镜筒上设置有与驱动芯片电性连接的线圈,同时摄像模组20还设置有磁石,通过通电后的线圈与磁石之间的磁力作用以驱动镜筒相对感光元件210运动,从而实现对焦效果。在另一些实施例中,也可通过设置类似的驱动机构以驱动光学系统10中的部分透镜移动,从而实现光学变焦效果。
参考图22,本申请的一些实施例还提供了一种电子装置30,摄像模组20应用于电子装置30以使电子装置30具备摄像功能。具体地,电子装置30包括壳体310,摄像模组20安装于壳体310,壳体310可以是电路板、中框等部件。电子装置30可以是但不限于智能手机、智能手表、电子书阅读器、车载摄像设备、监控设备、医疗设备(如内窥镜)、平板电脑、生物识别设备(如指纹识别设备或瞳孔识别设备等)、PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)、无人机等。具体地,在一些实施例中,电子装置30为智能手机,智能手机包括中框和电路板,电路板设置于中框,摄像模组20安装于智能手机的中框,且其中的感光元件210与电路板电性连接。摄像模组20可作为智能手机的前置摄像模组或者后置摄像模组。通过采用本申请实施例所提供的摄像模组20,电子装置30的摄像性能将得到有效改善。
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 (14)
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于光轴处为凸面,像侧面于光轴处为凹面;
具有屈折力的第二透镜,所述第二透镜的物侧面于光轴处为凸面,像侧面于光轴处为凹面;
具有屈折力的第三透镜;
具有屈折力的第四透镜;
具有正屈折力的第五透镜,所述第五透镜的像侧面于光轴处为凸面;
具有负屈折力的第六透镜,所述第六透镜的像侧面于光轴处为凹面,所述第六透镜的物侧面和像侧面皆为非球面,所述第六透镜的物侧面和像侧面中的至少一个存在反曲点;
所述光学系统满足以下关系:
0.6<|SAG61|/CT6<1.5;
其中,SAG61为所述第六透镜的物侧面的矢高,CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:
0.4<n1/R2<0.7;
其中,n1为所述第一透镜的折射率,R2为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:
1.4<FNO<2.2;
其中,FNO为所述光学系统的光圈数。
4.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:
1.2<TT/f<1.4;
TT为所述第一透镜的物侧面到所述光学系统的成像面于光轴上的距离,f为所述光学系统的有效焦距。
5.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:
1.2<T12+T23+T34+T45+T56<2.0;
其中,T12为所述第一透镜与所述第二透镜于光轴上的间隔距离,T23为所述第二透镜与所述第三透镜于光轴上的间隔距离,T34为所述第三透镜与所述第四透镜于光轴上的间隔距离,T45为所述第四透镜与所述第五透镜于光轴上的间隔距离,T56为所述第五透镜与所述第六透镜于光轴上的间隔距离。
6.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:
1.4<f1/f5<3.5;
其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f5为所述第五透镜的有效焦距。
7.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:
1.4<(f1+f5)/f<2.3;
其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f5为所述第五透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。
8.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:
1.3<R2/R13<2.4;
其中,R2为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,R13为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
9.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:
0.3<SAG22/T23<1.7;
其中,SAG22为所述第二透镜的像侧面的矢高,T23为所述第二透镜与所述第三透镜于光轴上的间隔距离。
10.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:
0.3<R2/f1<0.5;
其中,R2为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,f1为所述第一透镜的有效焦距。
11.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:
TT/ImgH<1.62;
其中,TT为所述第一透镜的物侧面到所述光学系统的成像面于光轴上的距离,ImgH为所述光学系统于成像面上有效成像区域对角线长度的一半。
12.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统中各透镜的物侧面和像侧面皆为非球面。
13.一种摄像模组,其特征在于,包括感光元件及权利要求1至12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。
14.一种电子装置,其特征在于,包括壳体及权利要求13所述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述壳体。
Priority Applications (1)
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CN202020188960.6U CN211741691U (zh) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | 光学系统、摄像模组及电子装置 |
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