CN218995763U - 光学系统、摄像模组及终端设备 - Google Patents

光学系统、摄像模组及终端设备 Download PDF

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CN218995763U CN202223372257.9U CN202223372257U CN218995763U CN 218995763 U CN218995763 U CN 218995763U CN 202223372257 U CN202223372257 U CN 202223372257U CN 218995763 U CN218995763 U CN 218995763U
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兰宾利
韦瑶
王欢
朱志鹏
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Abstract

本实用新型公开了一种光学系统、摄像模组及终端设备。光学系统包括:第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凸面;第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凹面;第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;第七透镜的物侧面为凹面;光学系统满足关系:1.5<CT1/|SAGS1|<4.6;本申请实施例的光学系统具有大光圈和高像素镜头,同时能够满足高成像质量的需求。

Description

光学系统、摄像模组及终端设备
技术领域
本实用新型涉及摄影成像技术领域,特别是涉及一种光学系统、摄像模组及终端设备。
背景技术
目前,随着国家对于道路交通安全和汽车安全的要求不断提高,伴随着环视摄像头、ADAS和无人驾驶市场的兴起,车载镜头越来越多的应用于汽车辅助驾驶系统中,可以用来准确、实时地抓取路面的信息(探测物体、探测光源、探测道路标识等)供给系统影像分析,减小交通事故的发生。同时在监控方面也可以有效的将细节信息清晰记录下来等,在实际应用各方面提供了相应的技术支撑与应用保障,大大保证了汽车行驶的安全性以及财产安全。
但是,目前现有汽车辅助驾驶系统中的摄像镜头难以同时满足大光圈范围的拍摄及高像素的清晰成像,从而难以实时准确地做出预警,进而导致驾驶风险的存在。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请第一方面提出一种光学系统,具有大光圈和高像素的特性,同时能够满足高成像质量的需求。
本实用新型第二方面还提出一种摄像模组。
本实用新型第三方面还提出一种终端设备。
根据本申请第一方面所述的光学系统,沿光轴由物侧至像侧依次包括:具有负屈折力的第一透镜,第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凸面;具有屈折力的第二透镜;具有正屈折力的第三透镜,第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;具有正屈折力的第四透镜,第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;具有负屈折力的第五透镜,第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凹面;具有正屈折力的第六透镜,第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;具有负屈折力的第七透镜,第七透镜的物侧面于近光轴处为凹面。
光学系统中,第一透镜具有负屈折力,搭配物侧面、像侧面于近光轴处的凹凸面型设计,可以有利于增强第一透镜的负屈折力,便于较大角度的入射光线汇聚,以有利于缩短光学系统的系统总长,通过具有屈折力的第二透镜,可以矫正光线经过即第一透镜所产生的球差,具有正屈折力和凸凸面型的第三透镜,能够分担第二透镜的屈折力压力,可以有利于光线的进一步汇聚,提高光学系统的光学性能;具有正屈折力的第四透镜,有利于平衡第二透镜和第三透镜的正屈折力分配,且第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸凸面的面型设计,搭配具有负屈折力的第五透镜,且第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凹凹的面型设计,有利于矫正光学系统的慧差,同时,正负屈折力的第四透镜和第五透镜搭配,可相互抵消彼此产生的像差,即具有负屈折力的第五透镜有利于矫正具有正屈折力的第四透镜产生的像差,从而减小光学系统的场曲;具有正屈折力的第六透镜和具有负屈折力的第七透镜,有利于进一步矫正光学系统的慧差,另外,第六透镜的物侧面和像侧面分别为凸面和凹面,有利于扩宽光线束,并使较大角度的光线平滑过渡;而第七透镜的物侧面为凹面,可减小光线入射至成像面时的角度,有利于矫正光学系统球面像差、像散、场曲和畸变,提高光学系统的成像品质。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
1.5<CT1/|SAGS1|<4.6;CT1为第一透镜于光轴上的厚度,SAGS1为第一透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高。满足上述关系式,通过控制第一透镜厚度与第一透镜物侧面矢高值的比值关系,避免第一透镜厚度过大或物侧面过于弯曲而增加了镜片制造难度,从而实现降低生产成本。低于条件式下限,第一透镜物侧面过于弯曲,镜片加工难度增大,增加镜片的生产成本;同时,表面过于弯曲,易产生边缘像差,不利于光学系统像质的提升。超过条件式的上限,第一透镜厚度值过大,不利于光学系统的轻量化和小型化。
在其中一个实施例中,第四透镜与第五透镜相胶合,光学系统满足关系:
1.1≤RS4/RS3≤2.6;RS3为第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,RS4为第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系式,通过控制RS3与RS4的比值关系,能够合理控制第二透镜的面型变化,可减小各视场光线的折转角度,实现较大角度光线的平滑过渡,有利于校正光学系统所带来的鬼影,同时降低光学系统的敏感度,提升成像质量。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
-99<f45/(CT4-CT5)<-9;f45为第四透镜、第五透镜的组合焦距,CT4为第四透镜于光轴上的厚度,CT5为第五透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式,避免第四透镜于光轴上的厚度与第五透镜于光轴上的厚度差异过大,可减小组装时的公差敏感度,且搭配胶合透镜之间合理的屈折力,有利于胶合工艺,同时避免高低温环境变化较大的环境下,因厚度差异而产生的冷热变形量差异较大,易产生胶裂或脱胶等现象。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
1.8<CT6/CT7<3.6;CT6为第六透镜于光轴上的厚度,CT7为第七透镜于光轴上的厚度,f7为第七透镜的有效焦距。满足上述关系式,第六透镜与第七透镜的中厚比得以合理控制,可减小透镜间的偏心敏感度,同时有利于实现光学系统的小型化,同时提高光学性能。超过关系式上限,第七透镜与第六透镜的中厚差异较大,增加偏心敏感度,且导致二者之间的屈折力比例分配不合理,则不利于光学系统像差的校正;低于关系式下限,第七透镜的厚度偏大,而第六透镜的厚度不足,导致较大角度光线不足以有效汇聚,则不利于实现光学系统的小型化。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
2<|f7/CT7|<27.5;f7为第七透镜的有效焦距,CT7为第七透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式,可以降低第七透镜厚度的公差敏感度,降低单透镜的加工工艺难度,有利于提升光学系统的组装良率,进一步的降低生产成本。并且还能避免第七透镜焦距过大,避免光学系统产生较难校正的像散,从而提高光学系统的成像质量;同时,避免第七透镜的中心厚度过大,而增加透镜的重量,从而有利于光学系统的轻量化设计。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
2.7<SDS5/SAGS5<4.1;SDS5为第三透镜物侧面的最大有效口径,SAGS5为第三透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高。满足上述关系式,有利于较宽的光线束汇聚,实现光学系统的大像面性能,且可以避免第三透镜物侧面面型过于弯曲,从而能减小第三透镜的加工难度,同时也可以避免第三透镜物侧面面型过于弯曲而造成的镀膜不均匀问题。低于关系式下限,第三透镜物侧面面型过于弯曲,口径过小也不利于大角度光线入射至光学系统,从而会影响光学系统成像质量;超过条件式上限,第三透镜物侧面的口径过大,且第三透镜物侧面过平,边缘视场光线无法有效汇聚,容易增加鬼影的风险。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
1.6<|f45/f|<24;f45为第四透镜、第五透镜的组合焦距,f为光学系统的有效焦距。满足上述关系式,能够合理配置第四透镜与第五透镜的组合焦距在光学系统中的占比,有利于校正光学系统的色差、像散等像差,提升光学系统的成像质量。超过上述条件式的上限,第四透镜和第五透镜形成的胶合透镜的屈折力过强,使得透镜组容易产生较严重的像散现象,不利于光学系统成像品质的提升;低于条件式的下限,第四透镜与第五透镜形成的胶合透镜的屈折力不足,不利于校正光学系统的边缘像差以及色差,从而不利于提高光学系统的分辨性能。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
1.82<TTL/f<2.2;TTL为第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离。满足上述关系式,通过限定光学系统光学总长与光学系统的焦距关系,在满足光学系统视场角范围的同时,控制光学系统的光学总长,满足光学系统小型化的特征。超过关系式上限,光学系统总长过长,不利于小型化;低于条件式下限,光学系统焦距过长,则不利于满足光学系统的视场角范围,无法获得足够的物空间信息。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
0.7≤f34567/f≤1.1;f为光学系统的有效焦距,f34567为第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜的组合焦距。满足上述关系式,能够合理配置第三透镜至第七透镜的组合焦距在光学系统中的占比,有利于光线在第三透镜至第七透镜之间合理过渡,从而有利于降低光线束射出光学系统的高度,使光线以较小的角度入射至感光芯片,进而有利于减小光学系统的高级像差,并减小第三透镜至第七透镜中各透镜的有效孔径;同时,有利于校正第一透镜与第二透镜产生的场曲,提升光学系统的解像力。超过上述条件式的上限,第三透镜至第七透镜的屈折力不足,不利于校正第一透镜与第二透镜的场曲,同时也不利于降低光线的出射高度;低于关系式下限,第三透镜至第七透镜的屈折力过强,导致光线偏折角度过大,使得光学系统容易产生较严重的像散现象,从而不利于提升光学系统的成像品质。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
1.4<f/EPD<1.5;EPD为光学系统的入瞳直径,f为光学系统的有效焦距。满足上述关系式,通过参数的设定控制光学系统的进光量和光学系统的光圈数,使系统具有大光圈的效果,有利于增加进入光学系统的光线束,提高成像的明亮度,从而获得清晰的高像素成像。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
50°<(FOV*f)/Y<60°;FOV为光学系统的最大视场角,f为光学系统的有效焦距,Y为光学系统的最大视场角所对应的像高。满足上述关系式,可保持光学系统良好的光学性能,实现光学系统高像素的特征,能够很好的捕捉被摄物体的细节,有利于获得较大的视场角的同时还能够减小出射光线的偏折角度,从而减轻暗角、抑制畸变。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
1.33<|f2/f1|<42;f1为第一透镜的有效焦距,f2为第二透镜的有效焦距。满足上述条件式,通过合理控制第一透镜和第二透镜之间有效焦距的比值,靠近物侧的屈折力得以合理分配,可使光学系统拍摄较远距离的物体,且足够的屈折力强度能够有效汇聚光线,有利于提升光学系统的成像质量。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
9.8<|(RS1+RS2)/CT1)|<31;RS1为第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,RS2为第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径,CT1为第一透镜于光轴上的厚度。满足上述条件式,可以使第一透镜的周边光线与中心光线具有光程差,有利于发散中心光线,进入光学系统的后方各透镜,且有利于合理控制第一透镜的面型变化,减小光学系统的前端口径,从而便于减小体积,有利于实现小型化,同时有利于降低成本。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
7.54mm2/°<TTL*Y/FOV<9.1mm2/°;TTL为第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离,Y是光学光学系统的最大视场角对应的像高,FOV为光学系统的最大视场角。满足上述关系式,可以在有效控制光学系统的视场角和成像面像高的情况下,有效地限制光学系统的长度,实现光学系统小型化。
在其中一个实施例中,光学系统满足关系:
4.9<(V4+V5)/(α4+α5)<6;V4为光学系统的第四透镜的阿贝数,V5为光学系统的第五透镜的阿贝数,α4为第四透镜在-30℃-70℃条件下的热膨胀系数,α5为第五透镜在-30℃-70℃条件下的热膨胀系数。满足上述关系式,有利于减少第四透镜和第五透镜产生的色差,降低公差敏感度,通过控制的部分色差以平衡光学系统的整体色差;同时,便于第四透镜和第五透镜相胶合,有利于减小两个透镜之间的间隔距离,从而减小系统总长;减少透镜之间的组立部件,从而减少工序,降低成本;降低透镜单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题,提高生产良率,同时有利于减小材料特性的差异,使光学系统在高温或低温条件下也能够具备良好的成像质量。
根据本申请第二方面的摄像模组,包括感光芯片及以上任意一项所述的光学系统,所述感光芯片设于所述光学系统的像侧。通过采用上述光学系统,摄像模组能够具有较大视场角的同时满足小型化设计,同时能够满足高成像质量的需求。
根据本申请第三方面的终端设备,包括固定件及上述的摄像模组,所述摄像模组设于所述固定件。上述摄像模组能够具有较大视场角的同时满足小型化设计,同时能够满足高成像质量的需求。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1为本申请第一实施例提供的光学系统的结构示意图;
图2包括第一实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图3为本申请第二实施例提供的光学系统的结构示意图;
图4包括第二实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图5为本申请第三实施例提供的光学系统的结构示意图;
图6包括第三实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图7为本申请第四实施例提供的光学系统的结构示意图;
图8包括第四实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图9为本申请第五实施例提供的光学系统的结构示意图;
图10包括第五实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图11为本申请一实施例提供的摄像模组的示意图;
图12为本申请一实施例提供的终端设备的结构示意图。
附图标记:
光学系统10,摄像模组20,
光轴101,感光芯片210,光阑STO,
第一透镜L1:物侧面S1,像侧面S2,
第二透镜L2:物侧面S3,像侧面S4,
第三透镜L3:物侧面S5,像侧面S6,
第四透镜L4:物侧面S7,像侧面S8,
第五透镜L5:物侧面S9,像侧面S10,
第六透镜L6:物侧面S11,像侧面S12,
第七透镜L7:物侧面S13,像侧面S14,
滤光片物侧面S15,滤光片像侧面S16,
滤光片110,成像面S17,终端设备30,
固定件310。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面将参考附图描述根据本实用新型一个具体实施例的光学系统10。
参考图1,本申请的实施例提供一种具有七片透镜设计的光学系统10,光学系统10沿光轴101由依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有屈折力的第二透镜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、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6、和具有负屈折力的第七透镜L7,光学系统10中的各透镜应同轴设置,各透镜共同的轴线即为光学系统10的光轴101,且各透镜能够安装于镜筒内以形成摄像镜头。
第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2,第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4,第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6,第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8,第五透镜L5具有物侧面S9和像侧面S10,第六透镜L6具有物侧面S11和像侧面S12,第七透镜L7具有物侧面S13和像侧面S14。同时,光学系统10还存在成像面S17,成像面S17位于第七透镜L7的像侧,相应物距处的轴上物点发出的光线经光学系统10各透镜调节后能够会聚于成像面S17。
一般地,光学系统10的成像面S17与感光芯片210的感光面重合。需要说明的是,在一些实施例中,光学系统10可以匹配具有矩形感光面的图像传感器,光学系统10的成像面S17与图像传感器的矩形感光面重合。此时,光学系统10成像面S17上有效像素区域具有水平方向、垂直方向以及对角线方向,本申请中光学系统10的最大视场角可以理解为光学系统10对角线方向的最大视场角,最大视场角所对应的像高可以理解为光学系统10成像面S17上有效像素区域对角线方向的长度的一半。
在本申请的实施例中,第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凹面,像侧面S2于近光轴101处为凸面;第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凸面;第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面,像侧面S8于近光轴101处为凸面;第五透镜L5的物侧面S9于近光轴101处为凹面,像侧面S10于近光轴101处为凹面;第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面,像侧面S12于近光轴101处为凹面;第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凹面。当描述透镜表面于近光轴101处具有某种面型时,即该透镜表面于光轴101附近具有该种面型;当描述透镜表面于近最大有效口径处具有某种面型时,即该透镜表面沿径向且在靠近最大有效通光口径处具有该种面型。
光学系统10中,第一透镜L1具有负屈折力,搭配物侧面S1、像侧面S2于近光轴101处的凹凸面型设计,可以有利于增强第一透镜L1的负屈折力,便于较大角度的入射光线的汇聚,以有利于缩短光学系统10的系统总长,通过具有屈折力的第二透镜L2,可以矫正光线经过即第一透镜L1所产生的球差,具有正屈折力和凸凸面型的第三透镜L3,能够分担第二透镜L2的屈折力压力,可以有利于光线的进一步汇聚,提高光学系统10的光学性能;具有正屈折力的第四透镜L4,有利于平衡第二透镜L2和第三透镜L3的正屈折力分配,且第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8于近光轴101处分别为凸凸面的面型设计,搭配具有负屈折力的第五透镜L5,且第五透镜L5的物侧面S9和像侧面S10于近光轴101处分别为凹凹的面型设计,有利于矫正光学系统10的慧差,同时,正负屈折力的第四透镜L4和第五透镜L5搭配,可相互抵消彼此产生的像差,即具有负屈折力的第五透镜L5有利于矫正具有正屈折力的第四透镜L4产生的像差,从而减小光学系统10的场曲;具有正屈折力的第六透镜L6和具有负屈折力的第七透镜L7,有利于进一步矫正光学系统10的慧差,另外,第六透镜的物侧面S11和像侧面S12分别为凸面和凹面,有利于扩宽光线束,并使较大角度的光线平滑过渡;而第七透镜L7的物侧面S13为凹面,可减小光线入射至成像面S17时的角度,有利于矫正光学系统10球面像差、像散、场曲和畸变,提高光学系统10的成像品质。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
1.5<CT1/|SAGS1|<4.6;CT1为第一透镜L1于光轴101上的厚度,SAGS1为第一透镜L1的物侧面S1于最大有效口径处的矢高。
满足上述关系式,通过控制第一透镜L1厚度与第一透镜L1物侧面S1矢高值的比值关系,避免第一透镜L1厚度过大或物侧面S1过于弯曲而增加了镜片制造难度,从而实现降低生产成本。低于条件式下限,第一透镜L1物侧面S1过于弯曲,镜片加工难度增大,增加镜片的生产成本;同时,表面过于弯曲,易产生边缘像差,不利于光学系统10像质的提升。超过条件式的上限,第一透镜L1厚度值过大,不利于光学系统10的轻量化和小型化。
在其中一个实施例中,第四透镜L4与第五透镜L5相胶合,光学系统10满足关系:
1.1≤RS4/RS3≤2.6;RS3为第二透镜L2的物侧面S3于光轴处的曲率半径,RS4为第二透镜L2的像侧面S4于光轴101处的曲率半径。
满足上述关系式,通过控制RS3与RS4的比值关系,能够合理控制第二透镜L2的面型变化,可减小各视场光线的折转角度,实现较大角度光线的平滑过渡,有利于校正光学系统10所带来的鬼影,同时降低光学系统10的敏感度,提升成像质量。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
-99<f45/(CT4-CT5)<-9;f45为第四透镜L4、第五透镜L5的组合焦距,CT4为第四透镜L4于光轴101上的厚度,CT5为第五透镜L5于光轴101上的厚度。
满足上述关系式,避免第四透镜L4于光轴101上的厚度与第五透镜L5于光轴101上的厚度差异过大,可减小组装时的公差敏感度,且搭配胶合透镜之间合理的屈折力,有利于胶合工艺,同时避免高低温环境变化较大的环境下,因厚度差异而产生的冷热变形量差异较大,易产生胶裂或脱胶等现象。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
1.8<CT6/CT7<3.6;CT6为第六透镜L6于光轴101上的厚度,CT7为第七透镜L7于光轴101上的厚度,f7为第七透镜L7的有效焦距。
满足上述关系式,第六透镜L6与第七透镜L7的中厚比得以合理控制,可减小透镜间的偏心敏感度,同时有利于实现光学系统10的小型化,同时提高光学性能;超过关系式上限,第七透镜L7与第六透镜L6的中厚差异较大,增加偏心敏感度,且导致二者之间的屈折力比例分配不合理,则不利于光学系统10像差的校正;低于关系式下限,第七透镜L7的厚度偏大,而第六透镜L6的厚度不足,导致较大角度光线不足以有效汇聚,则不利于实现光学系统的小型化。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
2<|f7/CT7|<27.5;f7为第七透镜L7的有效焦距,CT7为第七透镜L7于光轴101上的厚度。
满足上述关系式,可以降低第七透镜L7厚度的公差敏感度,降低单透镜的加工工艺难度,有利于提升光学系统10的组装良率,进一步的降低生产成本。并且还能避免第七透镜L7焦距过大,避免光学系统10产生较难校正的像散,从而提高光学系统10的成像质量;同时,避免第七透镜L7的中心厚度过大,而增加透镜的重量,从而有利于光学系统10的轻量化设计。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
2.7<SDS5/SAGS5<4.1;SDS5为第三透镜L3物侧面S5的最大有效口径,SAGS5为第三透镜L3的物侧面S5于最大有效口径处的矢高。
满足上述关系式,有利于较宽的光线束汇聚,实现光学系统10的大像面性能,且可以避免第三透镜L3物侧面S5面型过于弯曲,从而能减小第三透镜L3的加工难度,同时也可以避免第三透镜物侧面S5面型过于弯曲而造成的镀膜不均匀的问题。低于关系式下限,第三透镜L3物侧面S5面型过于弯曲,口径过小也不利于大角度光线入射至光学系统10,从而会影响光学系统10成像质量;超过条件式上限,第三透镜L3物侧面S5的口径过大,且第三透镜L3物侧面S5过平,边缘视场光线无法有效汇聚,容易增加鬼影的风险。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
1.6<|f45/f|<24;f45为第四透镜L4、第五透镜L5的组合焦距,f为光学系统10的有效焦距。
满足上述关系式,能够合理配置第四透镜L4与第五透镜L5的组合焦距在光学系统10中的占比,有利于校正光学系统10的色差、像散等像差,提升光学系统10的成像质量。超过上述条件式的上限,第四透镜L4和第五透镜L5形成的胶合透镜的屈折力过强,使得透镜组容易产生较严重的像散现象,不利于光学系统10成像品质的提升;低于上述条件式的下限,第四透镜L4与第五透镜L5形成的胶合透镜的屈折力不足,不利于校正光学系统10的边缘像差以及色差,从而不利于提高光学系统10的分辨性能。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
1.82<TTL/f<2.2;TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面于光轴101上的距离。
满足上述关系式,通过限定光学系统10光学总长与光学系统10的焦距关系,在满足光学系统10视场角范围的同时,控制光学系统10的光学总长,满足光学系统10小型化的特征。超过关系式上限,光学系统10总长过长,不利于小型化;低于条件式下限,光学系统10焦距过长,则不利于满足光学系统10的视场角范围,无法获得足够的物空间信息。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
0.7≤f34567/f≤1.1;f为光学系统10的有效焦距,f34567为第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7的组合焦距。
满足上述关系式,能够合理配置第三透镜L3至第七透镜L7的组合焦距在光学系统10中的占比,有利于光线在第三透镜L3至第七透镜L7之间合理过渡,从而有利于降低光线束射出光学系统10的高度,使光线以较小的角度入射至感光芯片210,进而有利于减小光学系统10的高级像差,并减小第三透镜L3至第七透镜L7中各透镜的有效孔径;同时,有利于校正第一透镜L1与第二透镜L2产生的场曲,提升光学系统10的解像力。超过上述条件式的上限,第三透镜L3至第七透镜L7的屈折力不足,不利于校正第一透镜L1与第二透镜L2的场曲,同时也不利于降低光线的出射高度;低于关系式下限,第三透镜L3至第七透镜L7的屈折力过强,导致光线偏折角度过大,使得光学系统10容易产生较严重的像散现象,从而不利于提升光学系统10的成像品质。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
1.4<f/EPD<1.5;EPD为光学系统10的入瞳直径,f为光学系统10的有效焦距。
满足上述关系式,通过参数的设定控制光学系统10的进光量和光学系统10的光圈数,使系统具有大光圈的效果,有利于增加进入光学系统10的光线束,提高成像的明亮度,从而获得清晰的高像素成像。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
50°<(FOV*f)/Y<60°;FOV为光学系统10的最大视场角,f为光学系统10的有效焦距,Y为光学系统10的最大视场角所对应的像高。
满足上述关系式,可保持光学系统10良好的光学性能,实现光学系统10高像素的特征,能够很好的捕捉被摄物体的细节,有利于获得较大的视场角的同时还能够减小出射光线的偏折角度,从而减轻暗角、抑制畸变。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
1.33<|f2/f1|<42;f1为第一透镜L1的有效焦距,f2为第二透镜L2的有效焦距。
满足上述条件式,通过合理控制第一透镜L1和第二透镜L2之间有效焦距的比值,靠近物侧的屈折力得以合理分配,可使光学系统10拍摄较远距离的物体,且足够的屈折力强度能够有效汇聚光线,有利于提升光学系统10的成像质量。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
9.8<|(RS1+RS2)/CT1)|<31;RS1为第一透镜L1的物侧面S1于光轴101处的曲率半径,RS2为第一透镜L1的像侧面S2于光轴101处的曲率半径,CT1为第一透镜L1于光轴101上的厚度。
满足上述条件式,可以使第一透镜L1的周边光线与中心光线具有光程差,有利于发散中心光线,进入后方光学系统10的后方各透镜,且有利于合理控制第一透镜L1的面型变化,减小光学系统10的前端口径,从而便于减小体积,有利于实现小型化,同时有利于降低成本。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
7.54mm2/°<TTL*Y/FOV<9.1mm2/°;TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S17于光轴101上的距离,Y是光学镜头的最大视场角对应的像高,FOV为光学系统10的最大视场角。
满足上述关系式,可以在有效控制光学系统10的视场角和成像面S17像高的情况下,有效地限制光学系统10的长度,实现光学系统10小型化。
在其中一个实施例中,光学系统10满足关系:
4.9<(V4+V5)/(α4+α5)<6;V4为光学系统10的第四透镜L4的阿贝数,V5为光学系统10的第五透镜L5的阿贝数,α4为第四透镜L4在-30℃-70℃条件下的热膨胀系数,α5为第五透镜L5在-30℃-70℃条件下的热膨胀系数。
满足上述关系式,有利于减少第四透镜L4和第五透镜L5产生的色差,降低公差敏感度,通过控制的部分色差以平衡光学系统10的整体色差;同时,便于第四透镜L4和第五透镜L5相胶合,有利于减小两个透镜之间的间隔距离,从而减小系统总长;减少透镜之间的组立部件,从而减少工序,降低成本;降低透镜单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题,提高生产良率,同时有利于减小材料特性的差异,使光学系统10在高温或低温条件下也能够具备良好的成像质量。
以上各关系式条件中的有效焦距的数值参考波长为555nm,有效焦距至少是指相应透镜于近光轴101处的数值,透镜的屈折力至少是指于近光轴101处的情况。且以上各关系式条件及其所带来的技术效果针对的是具有上述透镜设计的光学系统10。在无法确保拥有前述光学系统10的透镜设计(透镜数量、屈折力配置、面型配置等)时,将难以确保光学系统10在满足这些关系式时依然能够拥有相应的技术效果,甚至可能会导致摄像性能发生显著下降。
在一些实施例中,光学系统10中的至少一个透镜可以具有球面面型,球面面型的设计可降低透镜的制备难度,降低制备成本。在一些实施例中,光学系统10的至少一个透镜也可以具有非球面面型,当透镜的至少一侧表面(物侧面或像侧面)为非球面时,即可称该透镜具有非球面面型。在一个实施例中,可以将各透镜的物侧面及像侧面均设计为非球面。非球面设计能够帮助光学系统10更为有效地消除像差,改善成像品质。在一些实施例中,为了兼顾制备成本、制备难度、成像品质、组装难度等,光学系统10中的各透镜表面的设计可由球面及非球面面型搭配而成。
非球面的面型计算可参考非球面公式:
Figure BDA0004001452660000091
其中,Z为非球面上相应点到该面于光轴101处的切平面的距离,r为非球面上相应点到光轴101的距离,c为非球面于光轴101处的曲率,k为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的高次项系数。
另外应注意的是,当某个透镜表面为非球面时,该透镜表面可以存在反曲点,此时该面沿径向将发生面型种类的改变,例如一个透镜表面在近光轴101处为凸面,而在靠近最大有效口径处则为凹面。反曲点的面型设计,从而能够对光学系统10中的边缘视场的场曲、畸变像差实现良好的校正,改善成像质量。
在一些实施例中,光学系统10中至少一个透镜的材质为玻璃(GL,Glass)。例如,可使最靠近物侧的第一透镜L1采用玻璃材质,利用第一透镜L1玻璃材料的消温飘效果,可以有效减小环境温度变化对光学系统10的影响,进而维持较好较稳定的成像品质。在一些实施例中,光学系统10中至少一个透镜的材质也可为塑料(PC,Plastic),塑料材质可以为聚碳酸酯、树胶等。具有塑料材质的透镜能够降低光学系统10的生产成本,而具有玻璃材质的透镜能够耐受较高或较低的温度且具有优良的光学效果及较佳的稳定性。在一些实施例中,光学系统10中可设置不同材质的透镜,即可采用玻璃透镜及塑料透镜相结合的设计,但具体配置关系可根据实际需求而确定,此处不加以穷举。
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、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7中的透镜数量也可大于或等于两片,且任意相邻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10还包括光阑STO,本申请的光阑ST0可以为孔径光阑,也可以为视场光阑,孔径光阑用于控制光学系统10的入光量及景深,同时也能对非有效光线实现良好的拦截以改善光学系统10的成像质量,其可设置在光学系统10的物侧与第一透镜L1的物侧面S1之间。可以理解的是,在其他实施例中,该光阑STO也可设置在相邻的两个透镜之间,例如设置在第二透镜L2和第三透镜L3之间,或设置在第三透镜L3和第四透镜L4之间,或设置在第四透镜L4和第五透镜L5之间,或设置在第五透镜L5和第六透镜L6之间,或设置在第六透镜L6和第七透镜L7之间,根据实际情况调整设置,本申请实施例对此不作具体限定。孔径光阑STO也可以由固定透镜的夹持件形成。
以下通过更具体的实施例以对本申请的光学系统10进行说明:
第一实施例
参考图1,在第一实施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6和具有负屈折力的第七透镜L7。光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凹面,像侧面S2于近光轴101处为凸面;
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凸面,像侧面S4于近光轴101处为凹面;
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凸面;
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面,像侧面S8于近光轴101处为凸面;
第五透镜L5的物侧面S9与近光轴101处为凹面,像侧面S10于近光轴101处为凹面;
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面,像侧面S12于近光轴101处为凹面;
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凹面,像侧面S14于近光轴101处为凹面。
进一步地,本实施例中,光阑STO为孔径光阑,位于第二透镜L2的像侧面S4与第三透镜L3的物侧面S5之间。第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9相胶合,第三透镜L3的物侧面S5、像侧面S6与第七透镜L7的物侧面S13、像侧面S14均为非球面,其他各透镜的物侧面与像侧面均为球面。
光学系统10还包括滤光片110,滤光片110可作为光学系统10的一部分,也可从光学系统10中去除,但当去除滤光片110后,光学系统10的光学总长TTL保持不变;本实施例中滤光片110为红外截止滤光片,红外截止滤光片设于第七透镜L7的像侧面S14与光学系统10的成像面S117之间,从而可滤除如红外光等不可见波段的光线,而仅让可见光通过,以获得较好的影像效果;可以理解的是,滤光片110也可滤除诸如可见光等其他波段的光线,而仅让红外光通过,光学系统10可作为红外光学镜头使用,即,光学系统10在昏暗的环境及其他特殊的应用场景下也能成像并能获得较好的影像效果。
第一实施例中光学系统10的各透镜参数由以下表1所展现。由光学系统10的物侧至像侧的各元件依次按照表1从上至下的顺序排列,其中光阑表征孔径光阑STO。表1中Y半径为透镜相应表面于光轴101处的曲率半径。表1中面序号为S1的表面代表第一透镜L1的物侧面,面序号为S2的表面代表第一透镜L1的像侧面,以此类推。透镜于“厚度”参数列中的第一个数值的绝对值为该透镜于光轴101上的厚度,第二个数值的绝对值为该透镜的像侧面至后一光学面(后一透镜的物侧面或光阑面)于光轴101上的距离,其中光阑的厚度参数表示光阑面至像方相邻透镜的物侧面于光轴101上的距离。表格中各透镜的折射率、阿贝数的参考波长均为587.6nm,焦距(有效焦距)的参考波长为555nm,且Y半径、厚度、焦距(有效焦距)的数值单位均为毫米(mm)。另外,以下各实施例中用于关系式计算的参数数据和透镜面型结构以相应实施例中的透镜参数表格中的数据为准。
表1
Figure BDA0004001452660000101
Figure BDA0004001452660000111
由表1可知,第一实施例中的光学系统10的有效焦距f为15.37mm,光圈数FNO为1.46,光学系统10的最大视场角FOV为35.6°,光学总长TTL为27.983mm,以下各实施例中的光学总长TTL数值为面序号S1至S17所对应的厚度值之和。
以下表2展现了表1中相应透镜表面的非球面系数,其中K为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。
表2
Figure BDA0004001452660000112
图2包括了第一实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。其中像散图和畸变图的参考波长为555nm。纵向球差图(Longitudinal Spherical Aberration)展现了不同波长的光线经由镜头后的汇聚焦点偏离。纵向球差图的纵坐标表示归一化的由光瞳中心至光瞳边缘的光瞳坐标(Normalized Pupil Coordinator),横坐标表示成像面S17到光线与光轴101交点的距离(单位为mm)。由纵向球差图可知,第一实施例中的各波长光线的汇聚焦点偏离程度趋于一致,各参考波长的最大焦点偏移均被控制在±0.05mm以内,对于光学系统10而言,成像画面中的弥散斑或色晕得到有效抑制。
图2还包括光学系统10的像散图(Astigmatic Field Curves),横坐标表示成像面S17到光线与光轴101交点的距离(单位为mm),纵坐标表示像高(单位mm),其中S曲线代表555nm下的弧矢场曲,T曲线代表555nm下的子午场曲。由图中可知,光学系统10的场曲较小,最大场曲被控制在±0.05mm以内,对于光学系统10而言,像面弯曲程度得到有效抑制,且各视场下的弧矢场曲及子午场曲趋于一致,各视场的像散得到较佳的控制,因此可知光学系统10的视场中心至边缘均拥有清晰的成像。
另外图2还包括光学系统10的畸变图,横坐标表示畸变(单位为%),纵坐标表示像高(单位mm),根据畸变图可知,具有大光圈特性的光学系统10的畸变程度也得到了良好的控制。
第二实施例
参考图3,在第二实施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6和具有负屈折力的第七透镜L7。光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凹面,像侧面S2于近光轴101处为凸面;
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凸面,像侧面S4于近光轴101处为凹面;
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凸面;
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面,像侧面S8于近光轴101处为凸面;
第五透镜L5的物侧面S9与近光轴101处为凹面,像侧面S10于近光轴101处为凹面;
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面,像侧面S12于近光轴101处为凹面;
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凹面,像侧面S14于近光轴101处为凸面。
进一步地,本实施例中,光阑STO为孔径光阑,位于第二透镜L2的像侧面S4与第三透镜L3的物侧面S5之间。第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9相胶合。
在第二实施例中,第一透镜L1至第七透镜L7中的第三透镜L3和第七透镜L7表面均为非球面,且第一透镜L1至第七透镜L7中的各透镜的材质均为玻璃(GL,Glass)。
本光学系统10的各透镜参数由表3给出,其中各元件名称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
Figure BDA0004001452660000121
以下表4展现了表3中相应透镜表面的非球面系数,其中K为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。
表4
Figure BDA0004001452660000122
Figure BDA0004001452660000131
由图4中的各像差图可知,拥有长焦特性的光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制,该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。
第三实施例
参考图5,在第三施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6和具有负屈折力的第七透镜L7。光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凹面,像侧面S2于近光轴101处为凸面;
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凹面,像侧面S4于近光轴101处为凸面;
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凸面;
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面,像侧面S8于近光轴101处为凸面;
第五透镜L5的物侧面S9与近光轴101处为凹面,像侧面S10于近光轴101处为凹面;
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面,像侧面S12于近光轴101处为凹面;
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凹面,像侧面S14于近光轴101处为凹面。
进一步地,本实施例中,光阑STO为孔径光阑,位于第二透镜L2的像侧面S4与第三透镜L3的物侧面S5之间。第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9相胶合。
在第三实施例中,第一透镜L1至第七透镜L7中的第三透镜L3和第七透镜L7。表面均为非球面,且第一透镜L1至第七透镜L7中的各透镜的材质均为玻璃(GL,Glass)。
本实施例中光学系统10的各透镜参数由表5给出,其中各元件名称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
Figure BDA0004001452660000132
Figure BDA0004001452660000141
以下表6展现了表5中相应透镜表面的非球面系数,其中K为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。
表6
Figure BDA0004001452660000142
由图6中的各像差图可知,拥有长焦特性的光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制,该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。
第四实施例
参考图7,在第四施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜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、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6和具有负屈折力的第七透镜L7。光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凹面,像侧面S2于近光轴101处为凸面;
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凹面,像侧面S4于近光轴101处为凸面;
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凸面;
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面,像侧面S8于近光轴101处为凸面;
第五透镜L5的物侧面S9与近光轴101处为凹面,像侧面S10于近光轴101处为凹面;
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面,像侧面S12于近光轴101处为凹面;
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凹面,像侧面S14于近光轴101处为凹面。
进一步地,本实施例中,光阑STO为孔径光阑,位于第二透镜L2的像侧面S4与第三透镜L3的物侧面S5之间。第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9相胶合。
在第四实施例中,第一透镜L1至第七透镜L7中的第三透镜L3和第七透镜L7。表面均为非球面,且第一透镜L1至第七透镜L7中的各透镜的材质均为玻璃(GL,Glass)。
本实施例中光学系统10的各透镜参数由表7给出,其中各元件名称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
Figure BDA0004001452660000151
以下表8展现了表7中相应透镜表面的非球面系数,其中K为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。
表8
Figure BDA0004001452660000152
由图8中的各像差图可知,拥有长焦特性的光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制,该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。
第五实施例
参考图9,在第五施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜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、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6和具有负屈折力的第七透镜L7。光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凹面,像侧面S2于近光轴101处为凸面;
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凹面,像侧面S4于近光轴101处为凸面;
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凸面;
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面,像侧面S8于近光轴101处为凸面;
第五透镜L5的物侧面S9与近光轴101处为凹面,像侧面S10于近光轴101处为凹面;
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面,像侧面S12于近光轴101处为凹面;
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凹面,像侧面S14于近光轴101处为凹面。
进一步地,本实施例中,光阑STO为孔径光阑,位于第二透镜L2的像侧面S4与第三透镜L3的物侧面S5之间。第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9相胶合。
在第五实施例中,第一透镜L1至第七透镜L7中的第三透镜L3和第七透镜L7,表面均为非球面,且第一透镜L1至第七透镜L7中的各透镜的材质均为玻璃(GL,Glass)。
本实施例中光学系统10的各透镜参数由表9给出,其中各元件名称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
Figure BDA0004001452660000161
Figure BDA0004001452660000171
以下表10展现了表9中相应透镜表面的非球面系数,其中K为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。
表10
Figure BDA0004001452660000172
由图10中的各像差图可知,拥有长焦特性的光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制,该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。
请参阅表11,表11为本申请第一实施例至第五实施例中各关系式的比值汇总。
表11
Figure BDA0004001452660000173
相较于一般的光学系统,上述各实施例中的光学系统10能够在压缩总长以实现小型化设计的同时保持良好的成像质量,且还能够拥有大像面特性。
参考图11,本申请的实施例还提供了一种摄像模组20,摄像模组20包括光学系统10及感光芯片210,感光芯片210设置于光学系统10的像侧,两者可通过支架固定。感光芯片210可以为CCD传感器(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)或CMOS传感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)。一般地,在装配时,光学系统10的成像面S11与感光芯片210的感光表面重叠。通过采用上述光学系统10,摄像模组20在具有较大视场角的同时满足小型化设计,同时能够满足高成像质量的需求。
参考图12,本申请的一些实施例还提供了一种终端设备30。终端设备30包括固定件310,摄像模组20安装于固定件310,固定件310可以为显示屏、电路板、中框、后盖等部件。终端设备30可以为但不限于汽车、无人机、电子后视镜、智能手机、智能手表、智能眼镜、电子书阅读器、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)、内窥镜设备等。上述摄像模组20能够为终端设备30在具有较大视场角的同时满足小型化设计,同时能够满足高成像质量的需求。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光学系统,其特征在于,共有七片具有屈折力的透镜,沿光轴由物侧至像侧依次包括:
具有负屈折力的第一透镜,所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有屈折力的第二透镜;
具有正屈折力的第三透镜,所述第三透镜的物侧面和像侧面均于近光轴处为凸面;
具有正屈折力的第四透镜,所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有负屈折力的第五透镜,所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凹面;
具有正屈折力的第六透镜,所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;
具有负屈折力的第七透镜,所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凹面;
所述光学系统满足关系:
1.5<CT1/|SAGS1|<4.6;
CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度,SAGS1为所述第一透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述第四透镜与所述第五透镜相胶合,所述光学系统满足关系:
1.1≤RS4/RS3≤2.6;-99<f45/(CT4-CT5)<-9;
RS3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,RS4为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径,f45为所述第四透镜、所述第五透镜的组合焦距,CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度,CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度。
3.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
1.8<CT6/CT7<3.6;2<|f7/CT7|<27.5;
CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度,CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度,f7为所述第七透镜的有效焦距。
4.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
2.7<SDS5/SAGS5<4.1;1.6<|f45/f|<24;
SDS5为所述第三透镜物侧面的最大有效口径,SAGS5为所述第三透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高,f45为所述第四透镜、所述第五透镜的组合焦距,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,所述光学系统满足关系:
1.82<TTL/f<2.2;0.7≤f34567/f≤1.1;
f为所述光学系统的有效焦距,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离,f34567为所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜以及所述第七透镜的组合焦距。
6.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
1.4<f/EPD<1.5;50°<(FOV*f)/Y<60°;
EPD为所述光学系统的入瞳直径,FOV为所述光学系统的最大视场角,f为所述光学系统的有效焦距,Y为所述光学系统的最大视场角所对应的像高。
7.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
1.33<|f2/f1|<42;9.8<|(RS1+RS2)/CT1)|<31;
f1为所述第一透镜的有效焦距,f2为所述第二透镜的有效焦距,RS1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,RS2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径,CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。
8.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
7.54mm2/°<TTL*Y/FOV<9.1mm2/°;4.9<(V4+V5)/(α4+α5)<6;
TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离,Y是光学镜头的最大视场角对应的像高,FOV为所述光学系统的最大视场角,V4为所述第四透镜的阿贝数,V5为所述第五透镜的阿贝数,α4为所述第四透镜在-30℃-70℃条件下的热膨胀系数,α5为所述第五透镜在-30℃-70℃条件下的热膨胀系数。
9.一种摄像模组,其特征在于,包括感光芯片及权利要求1至8任意一项所述的光学系统,所述感光芯片设于所述光学系统的像侧。
10.一种终端设备,其特征在于,包括固定件及权利要求9所述的摄像模组,所述摄像模组设于所述固定件。
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