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CN108761745B - 广角光学系统及其应用的摄像模组 - Google Patents

广角光学系统及其应用的摄像模组 Download PDF

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CN108761745B CN201810823473.XA CN201810823473A CN108761745B CN 108761745 B CN108761745 B CN 108761745B CN 201810823473 A CN201810823473 A CN 201810823473A CN 108761745 B CN108761745 B CN 108761745B
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Abstract

本发明实施例公开了一种广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：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、以及第八透镜。另一方面，本发明实施例还提供了一种摄像模组。本发明实施例之光学系统和摄像模组，主要由8枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本合理；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能，适用于汽车辅助驾驶领域。

Description

广角光学系统及其应用的摄像模组
技术领域：
本发明涉及一种光学系统及其应用的摄像模组，尤其是一种广角光学系统及其应用的摄像模组。
背景技术：
现有用于汽车辅助驾驶的后视广角光学系统及其应用的摄像模组，普遍存在镜片数量多，结构复杂的问题。
发明内容：
为克服现有应用于汽车辅助驾驶的后视广角光学系统及其应用的摄像模组，普遍存在镜片数量多，结构复杂的问题，本发明实施例提供了一种广角光学系统。
一种广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：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、以及第八透镜；
第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正或负；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第七透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第八透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正或负。
另一方面，本发明实施例还提供了一种摄像模组。
一种摄像模组，至少包括光学镜头，光学镜头内安装有上述所述的广角光学系统。
本发明实施例之光学系统和摄像模组，主要由8枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本合理；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能，适用于汽车辅助驾驶领域。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明的光学系统或摄像模组的结构示意图；
图2为本发明的光学系统或摄像模组的+25℃下的畸变曲线图；
图3为本发明的光学系统或摄像模组的+25℃下的MTF曲线图；
图4为本发明的光学系统或摄像模组的+25℃下的相对照度图；
图5为本发明的光学系统或摄像模组的-40℃下的MTF曲线图；
图6为本发明的光学系统或摄像模组的+85℃下的MTF曲线图。
具体实施方式：
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
当本发明实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供了一种广角光学系统，如图1所示，一种广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、以及第八透镜8。
第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第三透镜3的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正或负；
第四透镜4的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜5的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第六透镜6的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第七透镜7的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第八透镜8的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正或负。
本发明实施例之光学系统，主要由8枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本合理；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能，适用于汽车辅助驾驶领域。
进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，光学系统满足：TTL/EFL≤11.25，其中TTL为光学系统的第一透镜1物面侧顶点至成像面10之间的距离，EFL为光学系统的有效焦距。采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第五透镜5和第六透镜6相互胶合形成组合透镜，组合透镜的焦距f56满足：-100<f56<-10。结构简单紧凑，采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能
又进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-30<f1<-5；
(2)-50<f2<-10；
(3)-500<f3<500；
(4)5<f4<15；
(5)3<f5<10；
(6)-10<f6<-2；
(7)2<f7<12；
(8)-50<f8<50；
其中，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f3为第三透镜3的焦距，f4为第四透镜4的焦距，f5为第五透镜5的焦距，f6为第六透镜6的焦距，f7为第七透镜7的焦距，f8为第八透镜8的焦距。通过不同透镜的相互组合及其合理分配光焦度，使光学系统具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-12<f1/f<-2；
(2)-15<f2/f<-2；
(3)-200<f3/f<200；
(4)1.5<f4/f<10；
(5)1.5<f5/f<10；
(6)-5.5<f6/f<-0.8；
(7)1.5<f7/f<10；
(8)-15<f8/f<15；
其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f3为第三透镜3的焦距，f4为第四透镜4的焦距，f5为第五透镜5的焦距，f6为第六透镜6的焦距，f7为第七透镜7的焦距，f8为第八透镜8的焦距。通过不同透镜的相互组合及其合理分配光焦度，使光学系统具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
更进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第一透镜1的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：1.68<Nd1<1.95，30<Vd1<60；第一透镜1的焦距f1满足：-12<f1/f<-2，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第二透镜2的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：1.45<Nd2<1.65，40<Vd2<60；第二透镜2的焦距f2满足：-15<f2/f<-2，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第三透镜3的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：1.72<Nd3<1.92，15<Vd3<35；第三透镜3的焦距f3满足：-200<f3/f<200，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
更进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第四透镜4的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：1.65<Nd4<1.85，35<Vd4<55；第四透镜4的焦距f4满足：1.5<f4/f<10，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第五透镜5的材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：1.45<Nd5<1.65，50<Vd5<85；第五透镜5的焦距f5满足：1.5<f5/f<10，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第六透镜6的材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足：1.75<Nd6<1.95，17<Vd6<35；第六透镜6的焦距f6满足：-5.5<f6/f<-0.8，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
更进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第七透镜7的材料折射率Nd7、材料阿贝常数Vd7满足：1.55<Nd7<1.65，40<Vd7<60；第七透镜7的焦距f7满足：1.5<f7/f<10，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第八透镜8的材料折射率Nd8、材料阿贝常数Vd8满足：1.55<Nd8<1.65，40<Vd8<60；第八透镜8的焦距f8满足：-15<f8/f<15，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第二透镜2、第七透镜7、以及第八透镜8均为非球面透镜。结构简单，可提高光学镜头的解析力，可以有效地实现消热差，同时降低镜头的加工难度和生产成本。
更进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，光学系统的光阑9位于第三透镜3与第四透镜4之间。结构简单，用来调节光束的强度。优选地，光阑设置在第四透镜4靠近像方侧，在本实施例中，各透镜及光阑的位置是固定的。
再进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第八透镜8与像面10之间设有带通滤光片。结构简单，可过滤环境中的红外光，以避免图像产生红曝现象。
具体地，结合图1，在本实施例中，本光学系统的焦距f为3.417mm，光阑指数F No.为2.0，视场角2ω＝170°，第一透镜1的焦距f1＝-14.5mm，第二透镜2的焦距f2＝-34.3mm，第三透镜3的焦距f3＝-315mm，第四透镜4的焦距f4＝9.5mm，第五透镜5的焦距f5＝7.4mm，第六透镜6的焦距f6＝-4.1mm，第七透镜7的焦距f7＝7.8mm，第八透镜8的焦距f8＝-25mm。本光学系统的各项基本参数如下表所示：
Figure BDA0001741893660000071
Figure BDA0001741893660000081
上表中，沿光轴从物面到像面10，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S3、S4对应为第二透镜2的两个表面；S5、S6对应为第三透镜3的两个表面；S7为光阑STO；S8、S9对应为第四透镜4的两个表面；S10、S11对应为第五透镜5的两个表面；S11、S12对应为第六透镜6的两个表面；S13、S14对应为第七透镜7的两个表面；S15、S16对应为第八透镜8的两个表面；S17、S18对应为带通滤光片的两个表面；IMA为像面10。
更具体地，所述第二透镜2、第七透镜7、以及第八透镜8的表面为非球面形状，其满足以下方程式：
Figure BDA0001741893660000082
Figure BDA0001741893660000083
其中，参数c＝1/R，即为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数，a1至a5分别为各径向坐标所对应的系数。所述第二透镜2的S3表面和S4表面、第三透镜3的S5表面和S6表面、以及第八透镜8的S15表面和S16表面的非球面相关数值如下表所示：
Figure BDA0001741893660000091
从图2至图6中可以看出，本实施例中的光学系统具有高分辨率和非常好的消热差性能。
一种摄像模组，至少包括光学镜头，光学镜头内安装有上述所述的广角光学系统。
本发明实施例之摄像模组，主要由8枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本合理；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能，适用于汽车辅助驾驶领域。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、以及第八透镜构成；其特征在于，
第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第七透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第八透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
光学系统满足：TTL/EFL≤11.25，其中TTL为光学系统的第一透镜物面侧顶点至成像面之间的距离，EFL为光学系统的有效焦距；
光学系统的各透镜满足如下条件：
-30mm＜f1＜-5mm；
-50mm＜f2＜-10mm；
-500mm＜f3＜500mm；
5mm＜f4＜15mm；
3mm＜f5＜10mm；
-10mm＜f6＜-2mm；
2mm＜f7＜12mm；
-50mm＜f8＜50mm；
-12＜f1/f＜-2；
-15＜f2/f＜-2；
-200＜f3/f＜200；
1.5＜f4/f＜10；
1.5＜f5/f＜10；
-5.5＜f6/f＜-0.8；
1.5＜f7/f＜10；
-15＜f8/f＜15；
其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距，f7为第七透镜的焦距，f8为第八透镜的焦距。
2.如权利要求1所述的广角光学系统，其特征在于，第五透镜和第六透镜相互胶合形成组合透镜，组合透镜的焦距f56满足：-100mm＜f56＜-10mm。
3.如权利要求1所述的广角光学系统，其特征在于，第一透镜的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：1.68＜Nd1＜1.95，30＜Vd1＜60。
4.如权利要求1所述的广角光学系统，其特征在于，第二透镜的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：1.45＜Nd2＜1.65，40＜Vd2＜60。
5.如权利要求1所述的广角光学系统，其特征在于，第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：1.72＜Nd3＜1.92，15＜Vd3＜35。
6.如权利要求1所述的广角光学系统，其特征在于，第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：1.65＜Nd4＜1.85，35＜Vd4＜55。
7.一种摄像模组，至少包括光学镜头，其特征在于，光学镜头内安装有权利要求1-6任一项所述的广角光学系统。
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