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光学系统、高清摄像头模组及终端

2021-02-12 21:02:33

光学系统、高清摄像头模组及终端

  技术领域

  本申请涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种光学系统、高清摄像头模组及终端。

  背景技术

  随着人们对汽车驾驶安全的要求越来越高,车载摄像头在汽车驾驶中的重要作用也逐渐凸显出来,为更多人所知。环视摄像头,又称为全景式影像监控系统,能将汽车顶部各个方向的鸟瞰画面拼接起来,并在车内的液晶屏上动态显示出来,通过对环视摄像头安装位置的合理分布,使驾驶员能够看清汽车四周的图像,能有效避免倒车碾压、刮蹭保险杠和轮毂等事故的发生,同时环视摄像头还能识别停车通道标识、路缘和附近车辆。

  现有的超广角摄像镜头难以同时满足大角度范围的拍摄及清晰成像,从而难以实时准确地做出预警,进而导致驾驶风险的存在。为获得较大的视场角,广角镜头往往采用多个透镜配合组装而成,使得广角镜头的尺寸较大从而无法实现镜头的小型化。因此,如何在满足大角度范围的拍摄以及清晰成像的同时实现镜头的小型化已成为亟待解决的问题。

  实用新型内容

  本申请提供一种光学系统、高清摄像头模组及终端,能够实现大角度范围的拍摄以及清晰成像的同时实现镜头的小型化的优点。

  根据本申请的第一个方面,提供了一种光学系统;该光学系统包括:

  第一透镜,具有负屈折力;

  第二透镜,具有负屈折力,所述第二透镜的像侧面为凹面;

  第三透镜,具有正屈折力,所述第三透镜的物侧面为凸面;

  第四透镜,具有正屈折力;

  第五透镜,具有负屈折力,所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凹面;

  第六透镜,具有正屈折力;

  其中,所述光学系统还包括一光阑。

  该设计中,沿光轴从物侧到像侧依次设置第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜,并通过各透镜的曲率设置以及透镜的面形之间的相互合理配置,在不增加透镜数量的情况下,实现大角度范围的拍摄以及清晰成像等的良好光学性能,同时还实现镜头的小型化和轻量化的优点。

  本身请进一步设置为:第二透镜、第三透镜以及第六透镜的物侧面均分别为非球面;

  第二透镜、第三透镜以及第六透镜的像侧面均分别为非球面。

  该设计中,第二透镜、第三透镜以及第六透镜的物侧面和像侧面采用非球面设计,非球面容易制作成球面以外的形状,获得较多的控制变数,用以消减像差无需增加透镜就能消减像差,进而降低总长度。

  本申请进一步设置为:第二透镜、第三透镜、第五透镜以及第六透镜均分别为塑胶透镜。

  该设计中,第二透镜、第三透镜、第五透镜以及第六透镜采用塑胶透镜的设计,其有助于实现系统轻量化的特点,同时提高系统透光率。

  本申请进一步设置为:第一透镜的物侧面为凸面,第一透镜的像侧面为凹面;

  第四透镜的物侧面和第四透镜的像侧面均分别为凸面;

  第六透镜的物侧面和第六透镜的像侧面均分别为凸面。

  该设计中,第一透镜、第四透镜以及第六透镜的物侧面和像侧面通过形状的合理配置,使得该光学系统具有高耐磨性、光学性能好、高像素以及轻量化的优点。

  本申请进一步设置为:第一透镜与第二透镜的组合焦距为f12,光学系统的有效焦距为f,f12与f满足条件式:

  -2.0<f12/f<0。

  该设计中,第二透镜的物侧面和像侧面均为非球面透镜,可降低系统敏感度,有利于校正系统像差,保证像面清晰;同时满足条件式可使系统结构紧凑,将靠近物体侧设为负透镜,整体为系统提供负屈折力,可抓住大角度射进系统的光线,扩大光学系统的视场角范围、低敏感度以及小型化的特征。超过关系式上限,则焦距太小,曲折力过强,则像面成像会因透镜的变化而敏感,从而产生较大的像差;超过关系式下下限,则曲折力不足,不利于大角度光线进入光学系统,从而不利于系统的广角化和小型化。

  本申请进一步设置为:第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径为R2,第一透镜于光轴上的厚度为d1,R2和d1满足条件式:

  0<R2/d1<3.0。

  该设计中,通过对第一透镜的像侧面的曲率以及第一透镜中心厚度的合理设置,可在有效的控制第一透镜弯曲程度的同时,抑制像差发生,使系统容易广角化。超过关系式下限,则不利于减小周边视场角的主光线射入像面的角度,同时增加了鬼影的产生机率;超过关系式下限,则不利于抑制像散的产生。

  本申请进一步设置为:第二透镜的焦距为f2,第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径为R4,f2和R4满足条件式:

  -3.0<f2/R4<0。

  该设计中,第二透镜的物侧面和像侧面均为非球面透镜,通过参数的设定以便控制第二透镜的弯曲程度,进一步降低鬼影产生比率,可降低系统敏感度,有利于校正系统像差。超过关系式上限不利于实现广角化;超过关系式的下限不利于抑制半径变得过小,不利于抑制成像区域周边部的光束的强发散作用及抑制高阶像差发生。

  本申请进一步设置为:第三透镜的焦距为f3,第三透镜的像侧面的曲率半径为R6,f3和R6满足条件式:

  -2.5<f3/R6<0。

  该设计中,第三透镜的物侧面和像侧面均为非球面透镜,且通过参数的设定以便控制第三透镜的弯曲程度,进一步降低鬼影产生比率,降低系统敏感度,有利于校正系统像差,提高成像质量;同时通过对第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径的有效控制,便于第三透镜和第四透镜之间放置光阑,从而有效的减少鬼影产生风险。超过关系式上限不利于实现广角化;超过关系式的下限不利于抑制半径变得过小,不利于抑制成像区域周边部的光束的强发散作用及抑制高阶像差发生。

  本申请进一步设置为:第一透镜至第六透镜于光轴上的空气间隙的总和为ΣCT16,光学系统总长为TTL,ΣCT16和TTL满足条件式:

  3.0<TTL/ΣCT16<6.0。

  该设计中,通过对光学系统空气间隔和合理配置,满足条件式可使系统结构紧凑,满足小型化、增加热稳定性的特征。超过关系式上限,不利于后面所有效果限制光学系统总长,有利于系统小型化的特征;超过关系式下限,则系统空气间隔变得过大,增加所述光学系统的总长负担,不利于系统小型化。

  本申请进一步设置为:第三透镜的焦距为f3,光学系统的有效焦距为f,f3和f满足条件式:

  3.0<f3/f<6.0。

  该设计中,有利于校正系统像差,提高成像质量;通过满足该条件式,能够抑制因成像区域周边部的光束造成的高阶像差的发生,从而确保高分辨率。

  本申请进一步设置为:第四透镜、第五透镜以及第六透镜的组合焦距为f456,光学系统的有效焦距为f,f456和f满足条件式:

  2.0<f456/f<4.0。

  该设计中,有利于校正系统像差,提高成像质量;f456越大,由温度引起的后焦变化量则越小,有利于避免因温度差异而造成的离焦现象,提升成像质量,使画面更清晰;同时满足条件式使系统结构紧凑,满足小型化的特征。且组合焦距为系统提供正屈折力,通过满足关系条件式,可聚焦入射光束,有利于摄像镜头采集的图像信息有效的传递至成像面。超过关系式上限,则为光学系统提供的曲折力不足,则大角度光线难以入射至光学成像系统,则不利于扩大所光学系统视场角范围;超过关系式下限,则透镜提供的曲折力过强,光线折转角度过大,易产生较强的像散和色差,不利于高分辨成像特性。

  本申请进一步设置为:第四透镜、第五透镜以及第六透镜于光轴处的厚度分别为d4、d5以及d6,d4、d5以及d6满足条件式:

  5.0<|d6+d4|/d5<8.0。

  该设计中,通过对中心厚度参数的合理设置可合理的分配整个系统的曲折力,降低后组的敏感度,提高良率及小型化的特征。超过关系式范围,则透镜变厚,不利于实现系统轻量化,也不利所述光学系统像差的校正,从而降低成像品质;同时过大镜片厚度的设置会增加所述光学系统的总长负担,不利于系统小型化。

  本申请进一步设置为:光学系统的对角线方向的视场角为FOV,主光线的入射角为CRA,FOV和CRA满足条件式:

  10.0<FOV/CRA<19.0。

  该设计中,可提供影像透镜组充足的视场角,以满足手机、车载、监控、医疗、安防等电子产品高FOV的要求,同时减小光线射入芯片的角度,提高感光性能。超过关系式下限则视场角不足,无法获得足够的物空间信息,超过关系式上限,则主光线入射角过大,不利于高清晰拍摄。

  本申请进一步设置为:光学系统于成像面上的有效感光区域的对角线的长度为Imgh,光学系统的有效焦距为f,Imgh和f满足条件式:

  3.0<Imgh/f<5.0。

  该设计中,通过对像高和焦距的合理设定使系统参数合理,光学系统稳定,即可满足高像素,又能满足小型化需求。超过关系式上限不利于像差的校正,从而降低成像品质;超过关系式下限则造成光亮不足,无法满足高清晰拍摄。

  本申请的第二方面提供了一种高像素摄像头模组,该摄像头模组包括上述的光学系统和图像传感器;

  光学系统用于接收被拍摄物体的光信号并投射到图像传感器;

  图像传感器用于将光信号转化成图像信号。

  该设计中,沿光轴从物侧到像侧依次设置第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜,并通过各透镜的曲率设置以及透镜之间的相互合理配置,使得该光学系统具有高耐磨性、光学性能好、高像素以及轻量化的优点。对各个透镜光焦度的逐步优化,使具有该光学系统的摄像头模组满足大广角、高像素的特点,同时通过对各个透镜之间空气间隔的优化设置,实现了具有该光学系统的摄像头模组的小型化和轻量化的特征。

  本申请的第三方面提供了一种终端,该终端包括上述的摄像头模组。

  该设计中,沿光轴从物侧到像侧依次设置第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜,并通过各透镜的曲率设置以及透镜之间的相互合理配置,使得该光学系统具有高耐磨性、光学性能好、高像素以及轻量化的优点。对各个透镜光焦度的逐步优化,使具有该摄像头模组的终端满足大广角、高像素的特点,同时通过对各个透镜之间空气间隔的优化设置,实现了具有该摄像头模组的终端的小型化和轻量化的特征。

  本申请提供了一种光学系统、高清摄像头模组及终端,沿光轴从物侧到像侧依次设置第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜,并通过各透镜的曲率设置以及透镜之间的相互合理配置,使得该光学系统具有高耐磨性、光学性能好、高像素以及轻量化的优点。对各个透镜光焦度的逐步优化,使光学系统满足大广角、高像素的特点,同时通过对各个透镜之间空气间隔的优化设置,实现了光学成像系统小型化和轻量化的特征。在汽车安全驾驶领域,能有效避免倒车碾压、刮蹭保险杠和轮毂等事故的发生,同时环视摄像头还能识别停车通道标识、路缘和附近车辆。

  附图说明

  为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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为本申请实施例一提供的成像用光学系统的结构示意图;

  图2为本申请实施例一提供的成像用光学系统的像差曲线图,其中,横纵标表示偏移量,纵坐标表示球差;

  图3为本申请实施例一提供的成像用光学系统的场曲曲线图,其中,横坐标表示偏移量,纵坐标表示像高;

  图4为本申请实施例一提供的成像用光学系统的畸变曲线图,其中,横坐标表示畸变,纵坐标表示像高;

  图5为本申请实施例二提供的成像用光学系统的结构示意图;

  图6为本申请实施例二提供的成像用光学系统的像差曲线图,其中,横纵标表示偏移量,纵坐标表示球差;

  图7为本申请实施例二提供的成像用光学系统的场曲曲线图,其中,横坐标表示偏移量,纵坐标表示像高;

  图8为本申请实施例二提供的成像用光学系统的畸变曲线图,其中,横坐标表示畸变,纵坐标表示像高;

  图9为本申请实施例三提供的成像用光学系统的结构示意图;

  图10为本申请实施例三提供的成像用光学系统的像差曲线图,其中,横纵标表示偏移量,纵坐标表示球差;

  图11为本申请实施例三提供的成像用光学系统的场曲曲线图,其中,横坐标表示偏移量,纵坐标表示像高;

  图12为本申请实施例三提供的成像用光学系统的畸变曲线图,其中,横坐标表示畸变,纵坐标表示像高;图1为本申请实施例一提供的成像用光学系统的结构示意图;

  图13为本申请实施例四提供的成像用光学系统的结构示意图;

  图14为本申请实施例四提供的成像用光学系统的像差曲线图,其中,横纵标表示偏移量,纵坐标表示球差;

  图15为本申请实施例四提供的成像用光学系统的场曲曲线图,其中,横坐标表示偏移量,纵坐标表示像高;

  图16为本申请实施例四提供的成像用光学系统的畸变曲线图,其中,横坐标表示畸变,纵坐标表示像高;

  图17为本申请实施例五提供的成像用光学系统的结构示意图;

  图18为本申请实施例五提供的成像用光学系统的像差曲线图,其中,横纵标表示偏移量,纵坐标表示球差;

  图19为本申请实施例五提供的成像用光学系统的场曲曲线图,其中,横坐标表示偏移量,纵坐标表示像高;

  图20为本申请实施例五提供的成像用光学系统的畸变曲线图,其中,横坐标表示畸变,纵坐标表示像高;

  图21为本申请实施例六提供的成像用光学系统的结构示意图;

  图22为本申请实施例六提供的成像用光学系统的像差曲线图,其中,横纵标表示偏移量,纵坐标表示球差;

  图23为本申请实施例六提供的成像用光学系统的场曲曲线图,其中,横坐标表示偏移量,纵坐标表示像高;

  图24为本申请实施例六提供的成像用光学系统的畸变曲线图,其中,横坐标表示畸变,纵坐标表示像高。

  附图标记:110、第一透镜;120、第二透镜;130、第三透镜;140、第四透镜;150、第五透镜;160、第六透镜;200、光阑。

  具体实施方式

  为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请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申请,并不用于限定本申请。

  以下首先解释本申请实施例中所涉及到的像差;像差(aberration)是指光学系统中,由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致,与高斯光学(一级近似理论或近轴光线)的理想状况的偏差。像差又分为两大类:色差(chromatic aberration,或称色像差)与单色像差(monochromatic aberration)。色差是由于透镜材料的折射率是波长的函数,不同波长的光通过透镜时因折射率不同而产生的像差,色差又可分为位置色像差和倍率色像差两种。色差是一种色散现象,所谓色散现象是指介质中的光速或折射率随光波波长变化的现象,光的折射率随着波长的增加而减小的色散可称为正常色散,而折射率随波长的增加而增加的色散可称为负色散(或称负反常色散)。单色像差是指即使在高度单色光时也会产生的像差,按产生的效果,单色像差又分成“使成像模糊”和“使成像变形”两类;前一类有球面像差(spherical aberration,可简称球差)、像散(astigmatism)等,后一类有像场弯曲(field curvature,可简称场曲)、畸变(distortion)等。像差还包括彗差,彗差是指由位于主轴外的某一轴外物点,向光学系统发出的单色圆锥形光束,经该光学系统折射后,在理想平面处不能结成清晰点,而是结成拖着明亮尾巴的彗星形光斑。

  为了解决上述技术问题,请参照图1-24所示,本申请的第一方面提出了一种成像用光学系统,该光学系统包括第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160以及光阑200。该光学系统具有高耐磨性、光学性能好、高像素以及轻量化的优点。

  第一透镜110,具有负屈折力。其中,第一透镜110的物侧面为凸面,第一透镜110的像侧面为凹面。

  第二透镜120,具有负屈折力。其中,第二透镜120的物侧面为非球面,第二透镜120的像侧面亦为非球面。第二透镜120的材料可以为玻璃材质制成,第二透镜120的材料也可以为塑料材质制成,优选地,第二透镜120为塑胶透镜。第二透镜120的物侧面可以为凹面,第二透镜120的像侧面对应地为凹面,第二透镜120的物侧面也可以为凸面,第二透镜120的像侧面对应地的为凹面。第二透镜120的物侧面和像侧面采用非球面设计,非球面容易制作成球面以外的形状,获得较多的控制变数,用以消减像差无需增加透镜就能消减像差,进而降低总长度。

  第三透镜130,具有正屈折力。其中,第三透镜130的物侧面为非球面,第三透镜130的像侧面亦为非球面。第三透镜130的材料可以为玻璃材质制成,第三透镜130的材料也可以为塑料材质制成,优选地,第三透镜130为塑胶透镜。第三透镜130的物侧面可以为凹面,第三透镜130的像侧面对应地为凸面,第三透镜130的物侧面也可以为凸面,第三透镜130的像侧面对应地的为凸面。第三透镜130的物侧面和像侧面采用非球面设计,非球面容易制作成球面以外的形状,获得较多的控制变数,用以消减像差无需增加透镜就能消减像差,进而降低总长度。

  第四透镜140,具有正屈折力。其中,第四透镜140的物侧面为凸面,第四透镜140的像侧面对应地亦为凸面。

  第五透镜150,具有负屈折力。其中,第五透镜150的材料可以为玻璃材质制成,第五透镜150的材料也可以为塑料材质制成,优选地,第五透镜150为塑胶透镜。第五透镜150的物侧面为凹面,第五透镜150的像侧面对应地亦为凹面。

  第六透镜160,具有正屈折力。其中,第六透镜160的物侧面为非球面,第六透镜160的像侧面亦为非球面。第六透镜160的材料可以为玻璃材质制成,第六透镜160的材料也可以为塑料材质制成,优选地,第六透镜160为塑胶透镜。第六透镜160的物侧面为凸面,第六透镜160的像侧面对应地亦为凸面。第六透镜160的物侧面和像侧面采用非球面设计,非球面容易制作成球面以外的形状,获得较多的控制变数,用以消减像差无需增加透镜就能消减像差,进而降低总长度。

  光阑200能够减少光学系统中的杂光来提高成像品质,光阑200可以是孔径光阑200和/或视场光阑200。光阑200可以位于光学系统的物侧,或第一透镜110与光学系统的像侧之间,例如,光阑200可以位于:光学系统的物侧与第一透镜110的物侧面之间、第一透镜110的像侧面与第二透镜120的物侧面之间、第二透镜120的像侧面与第三透镜130的物侧面之间、第三透镜130的像侧面与第四透镜140的物侧面之间,第四透镜140的像侧面与第五透镜150的物侧面之间、第五透镜150的像侧面与第六透镜160的物侧面之间、第六透镜160的像侧面与光学系统的像侧之间的任意位置设置光阑200。为节约成本,也可以在第一透镜110的物侧面、第二透镜120的物侧面、第三透镜130的物侧面以、第四透镜140的物侧面、第五透镜150的物侧面、第六透镜160的物侧面、第一透镜110的像侧面、第二透镜120的像侧面、第三透镜130的像侧面、第四透镜140的像侧面、第五透镜150的像侧面以及第六透镜160的像侧面中的任意一个表面上设置光阑200。优选地,在一些实施例中,光阑200可设置于光学系统的第一透镜110与第五透镜150之间,例如,可以在第一透镜110的像侧面与第二透镜120的物侧面之间设置一个光阑200,也可以在第二透镜120的像侧面与第三透镜130的物侧面之间设置一个光阑200,还可以在第四透镜140的像侧面与第五透镜150的物侧面之间设置一个光阑200。

  其中,第一透镜110与第二透镜120的组合焦距为f12,光学系统的有效焦距为f,f12与f满足条件式:-2.0<f12/f<0。第二透镜120的物侧面和像侧面均为非球面透镜,可降低系统敏感度,有利于校正系统像差,保证像面清晰;同时满足条件式可使系统结构紧凑,将靠近物体侧设为负透镜,整体为系统提供负屈折力,可抓住大角度射进系统的光线,扩大光学系统的视场角范围、低敏感度以及小型化的特征。超过关系式上限,则焦距太小,曲折力过强,则像面成像会因透镜的变化而敏感,从而产生较大的像差;超过关系式下下限,则曲折力不足,不利于大角度光线进入光学系统,从而不利于系统的广角化和小型化。

  其中,第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率半径为R2,第一透镜110于光轴上的厚度为d1,R2和d1满足条件式:0<R2/d1<3.0。通过对第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率以及第一透镜110于光轴上的厚度的合理设置,可在有效的控制第一透镜110弯曲程度的同时,抑制像差发生,使系统容易广角化。超过关系式下限,则不利于减小周边视场角的主光线射入像面的角度,同时增加了鬼影的产生机率;超过关系式下限,则不利于抑制像散的产生。

  其中,第二透镜120的焦距为f2,第二透镜120的像侧面于光轴处的曲率半径为R4,f2和R4满足条件式:-3.0<f2/R4<0。第二透镜120的物侧面和像侧面均为非球面透镜,通过参数的设定以便控制第二透镜120的弯曲程度,进一步降低鬼影产生比率,可降低系统敏感度,有利于校正系统像差。超过关系式上限不利于实现广角化;超过关系式的下限不利于抑制半径变得过小,不利于抑制成像区域周边部的光束的强发散作用及抑制高阶像差发生。

  其中,第三透镜130的焦距为f3,第三透镜130的像侧面于光轴处的曲率半径为R6,f3和R6满足条件式:-2.5<f3/R6<0。第三透镜130的物侧面和像侧面均为非球面透镜,且通过参数的设定以便控制第三透镜130的弯曲程度,进一步降低鬼影产生比率,降低系统敏感度,有利于校正系统像差,提高成像质量;同时通过对第三透镜130的像侧面于光轴处的曲率半径的有效控制,便于第三透镜130和第四透镜140之间放置光阑200,从而有效的减少鬼影产生风险。超过关系式上限不利于实现广角化;超过关系式的下限不利于抑制半径变得过小,不利于抑制成像区域周边部的光束的强发散作用及抑制高阶像差发生。

  其中,第一透镜110至第六透镜160于光轴上的空气间隙的总和为ΣCT16,光学系统总长为TTL,ΣCT16和TTL满足条件式:3.0<TTL/ΣCT16<6.0。通过对光学系统空气间隔和合理配置,满足条件式可使系统结构紧凑,满足小型化、增加热稳定性的特征。超过关系式上限,不利于后面所有效果限制光学系统总长,有利于系统小型化的特征;超过关系式下限,则系统空气间隔变得过大,增加所述光学系统的总长负担,不利于系统小型化。

  其中,第三透镜130的焦距为f3,光学系统的有效焦距为f,f3和f满足条件式:3.0<f3/f<6.0。有利于校正系统像差,提高成像质量;通过满足该条件式,能够抑制因成像区域周边部的光束造成的高阶像差的发生,从而确保高分辨率。

  其中,第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的组合焦距为f456,光学系统的有效焦距为f,f456和f满足条件式:2.0<f456/f<4.0。有利于校正系统像差,提高成像质量;f456越大,由温度引起的后焦变化量则越小,有利于避免因温度差异而造成的离焦现象,提升成像质量,使画面更清晰;同时满足条件式使系统结构紧凑,满足小型化的特征。且组合焦距为系统提供正屈折力,通过满足关系条件式,可聚焦入射光束,有利于摄像镜头采集的图像信息有效的传递至成像面。超过关系式上限,则为光学系统提供的曲折力不足,则大角度光线难以入射至光学成像系统,则不利于扩大所光学系统视场角范围;超过关系式下限,则透镜提供的曲折力过强,光线折转角度过大,易产生较强的像散和色差,不利于高分辨成像特性。

  其中,第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160于光轴处的厚度分别为d4、d5以及d6,d4、d5以及d6满足条件式:5.0<|d6+d4|/d5<8.0。通过对中心厚度参数的合理设置可合理的分配整个系统的曲折力,降低后组的敏感度,提高良率及小型化的特征。超过关系式范围,则透镜变厚,不利于实现系统轻量化,也不利所述光学系统像差的校正,从而降低成像品质;同时过大镜片厚度的设置会增加所述光学系统的总长负担,不利于系统小型化。

  其中,光学系统的对角线方向的视场角为FOV,主光线的入射角为CRA,FOV和CRA满足条件式:10.0<FOV/CRA<19.0。可提供影像透镜组充足的视场角,以满足手机、车载、监控、医疗、安防等电子产品高FOV的要求,同时减小光线射入芯片的角度,提高感光性能。超过关系式下限则视场角不足,无法获得足够的物空间信息,超过关系式上限,则主光线入射角过大,不利于高清晰拍摄。

  其中,光学系统于成像面上的有效感光区域的对角线的长度为Imgh,光学系统的有效焦距为f,Imgh和f满足条件式:3.0<Imgh/f<5.0。通过对像高和焦距的合理设定使系统参数合理,光学系统稳定,即可满足高像素,又能满足小型化需求。超过关系式上限不利于像差的校正,从而降低成像品质;超过关系式下限则造成光亮不足,无法满足高清晰拍摄。

  需要指出的是,透镜的物侧面指代透镜的朝向物面一侧的表面,透镜的像侧面指代透镜的朝向像面一侧的表面。例如,第一透镜110的物侧面指代第一透镜110的朝向(靠近)物侧一侧的表面,第一透镜110的像侧面指代第一透镜110的朝向(靠近)像侧一侧的表面。

  为节约光学系统的成本,第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160可以均采用塑料材质制成。光学系统的成像品质不仅与光学系统内的各透镜之间的配合有关,还与各透镜的材质密切相关,为提高光学系统的成像品质,第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160也可以部分或全部采用玻璃材质制成。

  红外光波段对工作波段的光波容易造成干扰而产生伪色或波纹的现象。为提高该光学系统的像素,优选地,该光学系统还可以包括红外滤光片(图中未示出),红外滤光片可以设置于第六透镜160的像侧面与光学系统的像侧面之间。红外片也可以设置在第一透镜110至第六透镜160中的其中一个透镜的物侧面或像侧面设。红外片用于透过可见光波段,截止红外光波段,避免非工作波段光波的干扰而产生伪色或波纹的现象,同时可以提高有效分辨率和色彩还原性。

  为实现对成像感光元件的保护,光学系统还可以包括保护玻璃,保护玻璃设置于第六透镜160的像侧面与像侧之间。当光学系统也设置有红外滤光片时,红外滤光片设置于靠近第六透镜160的像侧面的一侧,保护玻璃对应地设置于红外滤光片与像侧之间。

  通过沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160之间的排列所组成的光学系统,并且各透镜的各光学变量参数之间满足对应地条件式,各透镜之间的相互合理配置,使得该光学系统具有高耐磨性、光学性能好、高像素以及轻量化的优点。对各个透镜光焦度的逐步优化,使光学系统满足大广角、高像素的特点,同时通过对各个透镜之间空气间隔的优化设置,实现了光学成像系统小型化的特征。在汽车安全驾驶领域,能有效避免倒车碾压、刮蹭保险杠和轮毂等事故的发生,同时环视摄像头还能识别停车通道标识、路缘和附近车辆。

  实施例一

  本申请实施例一中的成像用光学系统的结构示意图请参照图1所示,光学系统包括沿光轴从物侧面至像侧面依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160。

  其中,第一透镜110具有负屈折力,第一透镜110的物侧面为凸面,第一透镜110的像侧面对应地为凹面。

  第二透镜120具有负屈折力,第二透镜120的物侧面为凹面,第二透镜120的像侧面对应地为凹面。

  第三透镜130具有正屈折力,第三透镜130的物侧面为凸面,第三透镜130的像侧面对应地为凸面。

  第四透镜140具有正屈折力,第四透镜140的物侧面为凸面,第四透镜140的像侧面对应地为凸面。

  第五透镜150具有负屈折力,第五透镜150的物侧面为凹面,第五透镜150的像侧面对应地为凹面。

  第六透镜160具有正屈折力,第六透镜160的物侧面为凸面,第六透镜160的像侧面对应地为凸面。

  实施例一中,以波长为546.0740nm的光线作为参考,光学系统的相关参数如表1所示。其中,表1中f表示该光学系统的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统的对角线方向的视场角,需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。

  表1

  

  由上表1可知,本申请实施例一中的第一透镜110的焦距f1与光学系统的焦距f之间的关系为:f1/f=-4.266;第二透镜120的焦距f2与光学系统f的焦距之间的关系为:f2/f=-2.47;第三透镜130的焦距f3与光学系统的焦距f之间的关系为:f3/f=4.700;第四透镜140的焦距f4与光学系统的焦距f之间的关系为:f4/f=1.930;第五透镜150的焦距f5与光学系统的焦距f之间的关系为:f5/f=-1.579;第六透镜160的焦距f6与光学系统的焦距f之间的关系为:f6/f=2.124。

  第一透镜110与第二透镜120的组合焦距为f12与光学系统的有效焦距为f之间的条件式为:f12/f=-1.227。第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率半径为R2与第一透镜110于光轴上的厚度为d1之间的条件式为:R2/d1=2.213。第二透镜120的焦距为f2与第二透镜120的像侧面于光轴处的曲率半径为R4之间满足的条件式为:f2/R4=-1.729。第三透镜130的焦距为f3与第三透镜130的像侧面于光轴处的曲率半径为R6之间满足条件式为:f3/R6=-0.919。第一透镜110至第六透镜160于光轴上的空气间隙的总和为ΣCT16与光学系统总长为TTL之间满足的条件式为:ΣCT16/TTL=4.152。第三透镜130的焦距为f3与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f3/f=4.701。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的组合焦距为f456与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f456/f=2.677。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160于光轴处的厚度分别为d4、d5以及d6,d4、d5以及d6满足条件式为:|d6+d4|/d5=6.507。光学系统的对角线方向的视场角为FOV与主光线的入射角为CRA之间满足的条件式为:FOV/CRA=15.848。光学系统于成像面上的有效感光区域的对角线的长度为Imgh与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:Imgh/f=3.429。

  光学系统的透镜的表面可能是非球面,对于这些非球面的表面,非球面表面的非球面方程为:

  

  其中,Z表示透镜面中与Z轴平行的高度,r表示从顶点起的径向距离,c表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例一中,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140以及第六透镜160的朝向物侧面一侧的表面均为非球面,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的朝向像侧面一侧的表面均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表2所示:

  表2

  

  图2为本申请实施例一中在波长为435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的光线球差曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示球差。

  由图2可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例一中的光学系统的成像质量较好。

  图3为本申请实施例一中的场曲曲线图,其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图3可以看出场曲位于2.400mm以内,得到了较好的补偿。

  图4为本申请实施例一中的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变率,沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图4可以看出畸变得到了很好的校正。

  实施例二

  本申请实施例二中的成像用光学系统的结构示意图请参照图5所示,光学系统包括沿光轴从物侧面至像侧面依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜。

  其中,第一透镜具有负屈折力,第一透镜的物侧面为凸面,第一透镜的像侧面对应地为凹面。

  第二透镜具有负屈折力,第二透镜的物侧面为凹面,第二透镜的像侧面对应地为凹面。

  第三透镜具有正屈折力,第三透镜的物侧面为凸面,第三透镜的像侧面对应地为凸面。

  第四透镜具有正屈折力,第四透镜的物侧面为凸面,第四透镜的像侧面对应地为凸面。

  第五透镜具有负屈折力,第五透镜的物侧面为凹面,第五透镜的像侧面对应地为凹面。

  第六透镜具有正屈折力,第六透镜的物侧面为凸面,第六透镜的像侧面对应地为凸面。

  实施例二中,以波长为546.0740nm的光线作为参考,光学系统的相关参数如表3所示。其中,表3中f表示该光学系统的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统的对角线方向的视场角,需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。

  表3

  

  

  由上表3可知,本申请实施例二中的第一透镜110的焦距f1与光学系统的焦距f之间的关系为:f1/f=-4.251;第二透镜120的焦距f2与光学系统f的焦距之间的关系为:f2/f=-2.374;第三透镜130的焦距f3与光学系统的焦距f之间的关系为:f3/f=4.300;第四透镜140的焦距f4与光学系统的焦距f之间的关系为:f4/f=1.974;第五透镜150的焦距f5与光学系统的焦距f之间的关系为:f5/f=-1.507;第六透镜160的焦距f6与光学系统的焦距f之间的关系为:f6/f=2.046。

  第一透镜110与第二透镜120的组合焦距为f12与光学系统的有效焦距为f之间的条件式为:f12/f=-1.186。第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率半径为R2与第一透镜110于光轴上的厚度为d1之间的条件式为:R2/d1=2.218。第二透镜120的焦距为f2与第二透镜120的像侧面于光轴处的曲率半径为R4之间满足的条件式为f2/R4=-1.731。第三透镜130的焦距为f3与第三透镜130的像侧面于光轴处的曲率半径为R6之间满足条件式为:f3/R6=-0.940。第一透镜110至第六透镜160于光轴上的空气间隙的总和为ΣCT16与光学系统总长为TTL之间满足的条件式为:ΣCT16/TTL=4.366。第三透镜130的焦距为f3与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f3/f=4.301。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的组合焦距为f456与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f456/f=2.722。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160于光轴处的厚度分别为d4、d5以及d6,d4、d5以及d6满足条件式为:|d6+d4|/d5=6.663。光学系统的对角线方向的视场角为FOV与主光线的入射角为CRA之间满足的条件式为:FOV/CRA=15.779。光学系统于成像面上的有效感光区域的对角线的长度为Imgh与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:Imgh/f=3.429。

  光学系统的透镜的表面可能是非球面,对于这些非球面的表面,非球面表面的非球面方程为:

  

  其中,Z表示透镜面中与Z轴平行的高度,r表示从顶点起的径向距离,c表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例二中,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140以及第六透镜160的朝向物侧面一侧的表面均为非球面,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的朝向像侧面一侧的表面均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表4所示:

  表4

  

  图6为本申请实施例二中在波长为435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的光线球差曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示球差。

  由图6可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例二中的光学系统的成像质量较好。

  图7为本申请实施例二中的场曲曲线图,其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图7可以看出场曲位于2.400mm以内,得到了较好的补偿。

  图8为本申请实施例二中的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变率,沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图8可以看出畸变得到了很好的校正。

  实施例三

  本申请实施例三中的成像用光学系统的结构示意图请参照图9所示,光学系统包括沿光轴从物侧面至像侧面依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160。

  其中,第一透镜110具有负屈折力,第一透镜110的物侧面为凸面,第一透镜110的像侧面对应地为凹面。

  第二透镜120具有负屈折力,第二透镜120的物侧面为凹面,第二透镜120的像侧面对应地为凹面。

  第三透镜130具有正屈折力,第三透镜130的物侧面为凸面,第三透镜130的像侧面对应地为凸面。

  第四透镜140具有正屈折力,第四透镜140的物侧面为凸面,第四透镜140的像侧面对应地为凸面。

  第五透镜150具有负屈折力,第五透镜150的物侧面为凹面,第五透镜150的像侧面对应地为凹面。

  第六透镜160具有正屈折力,第六透镜160的物侧面为凸面,第六透镜160的像侧面对应地为凸面。

  实施例三中,以波长为546.0740nm的光线作为参考,光学系统的相关参数如表5所示。其中,表5中f表示该光学系统的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统的对角线方向的视场角,需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。

  表5

  

  由上表5可知,本申请实施例三中的第一透镜110的焦距f1与光学系统的焦距f之间的关系为:f1/f=-4.251;第二透镜120的焦距f2与光学系统f的焦距之间的关系为:f2/f=-2.374;第三透镜130的焦距f3与光学系统的焦距f之间的关系为:f3/f=4.300;第四透镜140的焦距f4与光学系统的焦距f之间的关系为:f4/f=1.969;第五透镜150的焦距f5与光学系统的焦距f之间的关系为:f5/f=-1.507;第六透镜160的焦距f6与光学系统的焦距f之间的关系为:f6/f=2.046。

  第一透镜110与第二透镜120的组合焦距为f12与光学系统的有效焦距为f之间的条件式为:f12/f=-1.186。第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率半径为R2与第一透镜110于光轴上的厚度为d1之间的条件式为:R2/d1=2.218。第二透镜120的焦距为f2与第二透镜120的像侧面于光轴处的曲率半径为R4之间满足的条件式为f2/R4=-1.731。第三透镜130的焦距为f3与第三透镜130的像侧面于光轴处的曲率半径为R6之间满足条件式为:f3/R6=-0.939。第一透镜110至第六透镜160于光轴上的空气间隙的总和为ΣCT16与光学系统总长为TTL之间满足的条件式为:ΣCT16/TTL=4.1369。第三透镜130的焦距为f3与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f3/f=4.300。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的组合焦距为f456与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f456/f=2.717。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160于光轴处的厚度分别为d4、d5以及d6,d4、d5以及d6满足条件式为:|d6+d4|/d5=6.680。光学系统的对角线方向的视场角为FOV与主光线的入射角为CRA之间满足的条件式为:FOV/CRA=15.835。光学系统于成像面上的有效感光区域的对角线的长度为Imgh与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:Imgh/f=3.429。

  光学系统的透镜的表面可能是非球面,对于这些非球面的表面,非球面表面的非球面方程为:

  

  其中,Z表示透镜面中与Z轴平行的高度,r表示从顶点起的径向距离,c表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例三中,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140以及第六透镜160的朝向物侧面一侧的表面均为非球面,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的朝向像侧面一侧的表面均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表6所示:

  表6

  

  

  图10为本申请实施例三中在波长为435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的光线球差曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示球差。

  由图10可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例三中的光学系统的成像质量较好。

  图11为本申请实施例三中的场曲曲线图,其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图11可以看出场曲位于2.400mm以内,得到了较好的补偿。

  图12为本申请实施例三中的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变率,沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图12可以看出畸变得到了很好的校正。

  实施例四

  本申请实施例四中的成像用光学系统的结构示意图请参照图13所示,光学系统包括沿光轴从物侧面至像侧面依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160。

  其中,第一透镜110具有负屈折力,第一透镜110的物侧面为凸面,第一透镜110的像侧面对应地为凹面。

  第二透镜120具有负屈折力,第二透镜120的物侧面为凹面,第二透镜120的像侧面对应地为凹面。

  第三透镜130具有正屈折力,第三透镜130的物侧面为凸面,第三透镜130的像侧面对应地为凸面。

  第四透镜140具有正屈折力,第四透镜140的物侧面为凸面,第四透镜140的像侧面对应地为凸面。

  第五透镜150具有负屈折力,第五透镜150的物侧面为凹面,第五透镜150的像侧面对应地为凹面。

  第六透镜160具有正屈折力,第六透镜160的物侧面为凸面,第六透镜160的像侧面对应地为凸面。

  实施例四中,以波长为546.0740nm的光线作为参考,光学系统的相关参数如表7所示。其中,表7中f表示该光学系统的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统的对角线方向的视场角,需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。

  表7

  

  由上表7可知,本申请实施例四中的第一透镜110的焦距f1与光学系统的焦距f之间的关系为:f1/f=-4.250;第二透镜120的焦距f2与光学系统f的焦距之间的关系为:f2/f=-2.374;第三透镜130的焦距f3与光学系统的焦距f之间的关系为:f3/f=4.300;第四透镜140的焦距f4与光学系统的焦距f之间的关系为:f4/f=1.969;第五透镜150的焦距f5与光学系统的焦距f之间的关系为:f5/f=-1.507;第六透镜160的焦距f6与光学系统的焦距f之间的关系为:f6/f=2.046。

  第一透镜110与第二透镜120的组合焦距为f12与光学系统的有效焦距为f之间的条件式为:f12/f=-1.186。第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率半径为R2与第一透镜110于光轴上的厚度为d1之间的条件式为:R2/d1=2.218。第二透镜120的焦距为f2与第二透镜120的像侧面于光轴处的曲率半径为R4之间满足的条件式为f2/R4=-1.731。第三透镜130的焦距为f3与第三透镜130的像侧面于光轴处的曲率半径为R6之间满足条件式为:f3/R6=-0.940。第一透镜110至第六透镜160于光轴上的空气间隙的总和为ΣCT16与光学系统总长为TTL之间满足的条件式为:ΣCT16/TTL=4.370。第三透镜130的焦距为f3与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f3/f=4.301。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的组合焦距为f456与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f456/f=2.717。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160于光轴处的厚度分别为d4、d5以及d6,d4、d5以及d6满足条件式为:|d6+d4|/d5=6.683。光学系统的对角线方向的视场角为FOV与主光线的入射角为CRA之间满足的条件式为:FOV/CRA=15.833。光学系统于成像面上的有效感光区域的对角线的长度为Imgh与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:Imgh/f=3.414。

  光学系统的透镜的表面可能是非球面,对于这些非球面的表面,非球面表面的非球面方程为:

  

  其中,Z表示透镜面中与Z轴平行的高度,r表示从顶点起的径向距离,c表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例四中,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140以及第六透镜160的朝向物侧面一侧的表面均为非球面,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的朝向像侧面一侧的表面均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表8所示:

  表8

  

  图14为本申请实施例四中在波长为435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的光线球差曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示球差。

  由图14可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例四中的光学系统的成像质量较好。

  图15为本申请实施例四中的场曲曲线图,其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图15可以看出场曲位于95.000mm以内,得到了较好的补偿。

  图16为本申请实施例四中的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变率,沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图16可以看出畸变得到了很好的校正。

  实施例五

  本申请实施例五中的成像用光学系统的结构示意图请参照图17所示,光学系统包括沿光轴从物侧面至像侧面依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160。

  其中,第一透镜110具有负屈折力,第一透镜110的物侧面为凸面,第一透镜110的像侧面对应地为凹面。

  第二透镜120具有负屈折力,第二透镜120的物侧面为凹面,第二透镜120的像侧面对应地为凹面。

  第三透镜130具有正屈折力,第三透镜130的物侧面为凸面,第三透镜130的像侧面对应地为凸面。

  第四透镜140具有正屈折力,第四透镜140的物侧面为凸面,第四透镜140的像侧面对应地为凸面。

  第五透镜150具有负屈折力,第五透镜150的物侧面为凹面,第五透镜150的像侧面对应地为凹面。

  第六透镜160具有正屈折力,第六透镜160的物侧面为凸面,第六透镜160的像侧面对应地为凸面。

  实施例五中,以波长为546.0740nm的光线作为参考,光学系统的相关参数如表9所示。其中,表9中f表示该光学系统的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统的对角线方向的视场角,需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。

  表9

  

  

  由上表9可知,本申请实施例五中的第一透镜110的焦距f1与光学系统的焦距f之间的关系为:f1/f=-4.692;第二透镜120的焦距f2与光学系统f的焦距之间的关系为:f2/f=-3.128;第三透镜130的焦距f3与光学系统的焦距f之间的关系为:f3/f=5.213;第四透镜140的焦距f4与光学系统的焦距f之间的关系为:f4/f=2.642;第五透镜150的焦距f5与光学系统的焦距f之间的关系为:f5/f=-1.757;第六透镜160的焦距f6与光学系统的焦距f之间的关系为:f6/f=2.115。

  第一透镜110与第二透镜120的组合焦距为f12与光学系统的有效焦距为f之间的条件式为:f12/f=-1.520。第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率半径为R2与第一透镜110于光轴上的厚度为d1之间的条件式为:R2/d1=2.294。第二透镜120的焦距为f2与第二透镜120的像侧面于光轴处的曲率半径为R4之间满足的条件式为f2/R4=-2.160。第三透镜130的焦距为f3与第三透镜130的像侧面于光轴处的曲率半径为R6之间满足条件式为:f3/R6=-1.945。第一透镜110至第六透镜160于光轴上的空气间隙的总和为ΣCT16与光学系统总长为TTL之间满足的条件式为:ΣCT16/TTL=4.001。第三透镜130的焦距为f3与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f3/f=5.213。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的组合焦距为f456与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f456/f=3.028。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160于光轴处的厚度分别为d4、d5以及d6,d4、d5以及d6满足条件式为:|d6+d4|/d5=7.323。光学系统的对角线的视场角为FOV与主光线的入射角为CRA之间满足的条件式为:FOV/CRA=18.784。光学系统于成像面上的有效感光区域的对角线的长度为Imgh与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:Imgh/f=3.677。

  光学系统的透镜的表面可能是非球面,对于这些非球面的表面,非球面表面的非球面方程为:

  

  其中,Z表示透镜面中与Z轴平行的高度,r表示从顶点起的径向距离,c表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例五中,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140以及第六透镜160的朝向物侧面一侧的表面均为非球面,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的朝向像侧面一侧的表面均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表10所示:

  表10

  

  图18为本申请实施例五中在波长为435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的光线球差曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示球差。

  由图18可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例五中的光学系统的成像质量较好。

  图19为本申请实施例五中的场曲曲线图,其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图19可以看出场曲位于95.000mm以内,得到了较好的补偿。

  图20为本申请实施例五中的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变率,沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图20可以看出畸变得到了很好的校正。

  实施例六

  本申请实施例六中的成像用光学系统的结构示意图请参照图21所示,光学系统包括沿光轴从物侧面至像侧面依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160。

  其中,第一透镜110具有负屈折力,第一透镜110的物侧面为凸面,第一透镜110的像侧面对应地为凹面。

  第二透镜120具有负屈折力,第二透镜120的物侧面为凹面,第二透镜120的像侧面对应地为凹面。

  第三透镜130具有正屈折力,第三透镜130的物侧面为凸面,第三透镜130的像侧面对应地为凸面。

  第四透镜140具有正屈折力,第四透镜140的物侧面为凸面,第四透镜140的像侧面对应地为凸面。

  第五透镜150具有负屈折力,第五透镜150的物侧面为凹面,第五透镜150的像侧面对应地为凹面。

  第六透镜160具有正屈折力,第六透镜160的物侧面为凸面,第六透镜160的像侧面对应地为凸面。

  实施例六中,以波长为546.0740nm的光线作为参考,光学系统的相关参数如表11所示。其中,表11中f表示该光学系统的有效焦距,FNO表示光圈值,FOV表示光学系统的对角线方向的视场角,需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。

  表11

  

  由上表11可知,本申请实施例六中的第一透镜110的焦距f1与光学系统的焦距f之间的关系为:f1/f=-2.668;第二透镜120的焦距f2与光学系统f的焦距之间的关系为:f2/f=-2.397;第三透镜130的焦距f3与光学系统的焦距f之间的关系为:f3/f=4.826;第四透镜140的焦距f4与光学系统的焦距f之间的关系为:f4/f=1.994;第五透镜150的焦距f5与光学系统的焦距f之间的关系为:f5/f=-1.789;第六透镜160的焦距f6与光学系统的焦距f之间的关系为:f6/f=2.436。

  第一透镜110与第二透镜120的组合焦距为f12与光学系统的有效焦距为f之间的条件式为:f12/f=-1.178。第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率半径为R2与第一透镜110于光轴上的厚度为d1之间的条件式为:R2/d1=1.957。第二透镜120的焦距为f2与第二透镜120的像侧面于光轴处的曲率半径为R4之间满足的条件式为f2/R4=-1.772。第三透镜130的焦距为f3与第三透镜130的像侧面于光轴处的曲率半径为R6之间满足条件式为:f3/R6=-1.002。第一透镜110至第六透镜160于光轴上的空气间隙的总和为ΣCT16与光学系统总长为TTL之间满足的条件式为:ΣCT16/TTL=3.132。第三透镜130的焦距为f3与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f3/f=4.853。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的组合焦距为f456与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:f456/f=2.677。第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160于光轴处的厚度分别为d4、d5以及d6,d4、d5以及d6满足条件式为:|d6+d4|/d5=7.247。光学系统的对角线方向的视场角为FOV与主光线的入射角为CRA之间满足的条件式为:FOV/CRA=11.614。光学系统于成像面上的有效感光区域的对角线的长度为Imgh与光学系统的有效焦距为f之间满足的条件式为:Imgh/f=4.223。

  光学系统的透镜的表面可能是非球面,对于这些非球面的表面,非球面表面的非球面方程为:

  

  其中,Z表示透镜面中与Z轴平行的高度,r表示从顶点起的径向距离,c表示顶点处表面的曲率,K表示圆锥常数,A4、A6、A8、A10、A12分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例六中,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140以及第六透镜160的朝向物侧面一侧的表面均为非球面,第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160的朝向像侧面一侧的表面均为非球面,各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表12所示:

  表12

  

  

  图22为本申请实施例六中在波长为435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的光线球差曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示球差。

  由图22可以看出435.8343nm、486.1327nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm的波长对应的球差均在1.000mm以内,说明本申请实施例六中的光学系统的成像质量较好。

  图23为本申请实施例六中的场曲曲线图,其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量),沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图23可以看出场曲位于95.000mm以内,得到了较好的补偿。

  图24为本申请实施例六中的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变率,沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

  由图24可以看出畸变得到了很好的校正。

  本申请的第二方面提供了一种高像素摄像头模组,该摄像头模组包括上述的光学系统和图像传感器;光学系统用于接收被拍摄物体的光信号并投射到图像传感器;图像传感器用于将光信号转化成图像信号。沿光轴从物侧到像侧依次设置第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160,并通过各透镜的曲率设置以及透镜之间的相互合理配置,使得该光学系统具有高耐磨性、光学性能好、高像素以及轻量化的优点。对各个透镜光焦度的逐步优化,使具有该光学系统的摄像头模组满足大广角、高像素的特点,同时通过对各个透镜之间空气间隔的优化设置,实现了具有该光学系统的摄像头模组的小型化的特征。在汽车安全驾驶领域,能有效避免倒车碾压、刮蹭保险杠和轮毂等事故的发生,同时环视摄像头还能识别停车通道标识、路缘和附近车辆。

  本申请的第三方面提供了一种终端,该终端包括上述的摄像头模组。沿光轴从物侧到像侧依次设置第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150以及第六透镜160,并通过各透镜的曲率设置以及透镜之间的相互合理配置,使得该光学系统具有高耐磨性、光学性能好、高像素以及轻量化的优点。对各个透镜光焦度的逐步优化,使具有该摄像头模组的终端满足大广角、高像素的特点,同时通过对各个透镜之间空气间隔的优化设置,实现了具有该摄像头模组的终端的小型化的特征。在汽车安全驾驶领域,能有效避免倒车碾压、刮蹭保险杠和轮毂等事故的发生,同时环视摄像头还能识别停车通道标识、路缘和附近车辆。

  本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本申请的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,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的具体含义。

  以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

《光学系统、高清摄像头模组及终端.doc》
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