光学系统、摄像模组、电子装置及汽车的制作方法

专利2022-06-29  91


本发明涉及摄像领域,特别是涉及一种光学系统、摄像模组、电子装置及汽车。
背景技术
:随着摄像设备的发展,特别是对于车载行业而言,用户对前视、自动巡航、行车记录仪、倒车影像等车载用摄像头的技术要求越来越高。其中,前视摄像头为装在车前方的车载摄像头,可作为高级驾驶员辅助系统中的摄像头系统分析视频内容,提供车道偏离警告(ldw)、自动车道保持辅助(lka)、远光灯/近光灯控制和交通标志识别(tsr);用在停车入位时开启,可以很直观的看到车前面的障碍物使得停车入位更方便;实现汽车在通过特殊地方(如路障,停车场等)时随时打开前视摄像头,对驾驶环境作出判断,并反馈汽车中央系统作出正确的指令避免驾驶事故的发生。但现有的摄像模组在高像质的成像效果方面存在不足,从而使得驾驶者和系统难以准确及时地判断障碍物。技术实现要素:基于此,有必要针对如何提高成像清晰度的问题,提供一种光学系统、摄像模组、电子装置及汽车。一种光学系统,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为凸面,像侧面为凹面;具有负屈折力的第二透镜,所述第二透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面;具有正屈折力的第三透镜;具有正屈折力的第四透镜;具有正屈折力的第五透镜;具有负屈折力的第六透镜,所述第六透镜的物侧面为凹面,像侧面为凸面;所述光学系统还包括中置光阑,且所述光学系统满足以下关系:0<f456/f<3;其中,f456为所述第四透镜、所述第五透镜及所述第六透镜的组合焦距,f为所述光学系统的有效焦距。满足上述透镜屈折力、面型及条件式关系时,能够确保系统的后端镜组为系统提供正屈折力,从而对经由系统端而发散的光线进行会聚,并减少所述第四透镜与所述第五透镜之间的间隔距离,进而有助于实现系统的小型化设计,同时还能降低系统后端敏感度,并抑制高阶像差的产生,从而提高成像清晰度。所述光学系统的后端镜组由所述第四透镜、所述第五透镜及所述第六透镜组成。在其中一个实施例中,所述第三透镜、所述第四透镜及所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面。所述第三透镜、所述第四透镜及所述第五透镜共同为所述光学系统提供正屈折力,以会聚入射光线。在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:-3<f1/f<0;其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。所述第一透镜为所述光学系统提供负屈折力,且当满足上述关系时,能够使所述光学系统具有广视角、低敏感度及小型化的特性。在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:-5<f2/f<0;其中,f2为所述第二透镜的有效焦距,f为所述光学系统的有效焦距。所述第二透镜为所述光学系统提供负屈折力,且当满足上述关系时,能够使所述光学系统具有广视角,同时降低鬼影产生的风险,提升成像质量。在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:0<(r3 r4)/(r3-r4)<3;其中,r3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,r4为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系时,所述第二透镜的物侧面和像侧面的曲率半径能够得到合理配置,从而能够有效控制所述第二透镜的弯曲程度,减小所述第二透镜的加工难度,并避免由于所述第二透镜过于弯曲而导致镀膜不均匀的问题,同时还能降低鬼影产生的风险,提升光学系统的解像能力。在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:1<ct3/ct2<5;其中,ct2为所述第二透镜于光轴上的厚度,ct3为所述第三透镜于光轴上的厚度。满足上述关系时,所述第二透镜与所述第三透镜的厚度能够得到合理配置,从而可合理分配系统前端的屈折力,进而有助于降低系统的敏感度,并校正像差,以提升系统解像力。所述光学系统的前端由所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜组成。在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:0<d16/ct4<3;其中,ct4为所述第四透镜于光轴上的厚度,d16为所述第一透镜至所述第六透镜中各相邻透镜于光轴上的间隔距离之和。满足上述关系时,所述第四透镜的厚度与系统中各相邻透镜的间隔距离之和能够得到有效设置,从而能够有效控制所述光学系统的总长度,保证系统的小型化设计,同时也有利于校正系统的像差,提升系统解像力。在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:0<ct16/ttl<1;其中,ct16为所述第一透镜至所述第六透镜中各透镜于光轴上的厚度之和,ttl为所述光学系统的光学总长。满足上述关系时,可在缩短所述光学系统的总长度的同时,校正系统的像差,以提升成像质量。在其中一个实施例中,所述第五透镜的像侧面与所述第六透镜的物侧面胶合,且所述光学系统满足以下关系:-4<r56/f56<0;其中,r56为所述第五透镜与所述第六透镜的胶合面于光轴处的曲率半径,f56为所述第五透镜与所述第六透镜的组合焦距。所述第五透镜和所述第六透镜整体为所述光学系统提供正光屈折力,有利于修正像差,并能够在缩小体积和提高解像力之间取得平衡,且当满足上述关系时,能够合理控制胶合面的弯曲程度,易于镜片涂胶工艺,提升良率,同时降低鬼影的产生比率。在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:(1/2)fov*f/imgh>60;其中,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,imgh为所述光学系统的最大视场角对应的像高。满足上述关系时,有利于提高系统的解像能力,从而提升像素质量。在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下关系:nd3-nd2>0;nd6-nd5>0;其中,nd2为所述第二透镜的d光折射率,nd3为所述第三透镜的d光的折射率,nd5为所述第五透镜的d光折射率,nd6为所述第六透镜的d光折射率。满足上述关系时,有利于校正轴外色差,从而提高系统分辨率,保证像面清晰。一种摄像模组,包括感光元件及上述任意一个实施例所述的光学系统,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,将有利于所述摄像模组的小型化设计,提高模组的安装灵活性,同时能够提高成像清晰度,使所述摄像模组拥有优良的成像品质。一种电子装置,包括固定件及上述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述固定件。通过采用上述摄像模组,将有利于所述电子装置实现小型化设计,同时还能使所述电子装置拥有优良的摄像品质。一种汽车,包括车体及上述的电子装置,所述电子装置设置于所述车体。通过采用上述电子装置,所述汽车能够获得环境景象的清晰成像,从而使驾驶者或驾驶系统能够更及时准确地判断路况环境,降低驾驶风险。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为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为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为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为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为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为本申请第六实施例提供的光学系统的结构示意图;图12为第六实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;图13为本申请一实施例提供的摄像模组的示意图;图14为本申请一实施例提供的电子装置的示意图;图15为本申请一实施例提供的汽车的示意图。具体实施方式为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是,本发明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发明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发明的
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,不是旨在于限制本发明。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第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、光阑sto、第四透镜l4、第五透镜l5及第六透镜l6,第一透镜l1至第六透镜l6分别只含有一个透镜。其中,第一透镜l1具有负屈折力,第二透镜l2具有负屈折力,第三透镜l3具有正屈折力,第四透镜l4具有正屈折力,第五透镜l5具有正屈折力,第六透镜l6具有负屈折力。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。其中,光学系统10中的光阑sto为中置光阑,中置光阑除了可设置于第三透镜l3与第四透镜l4之间外,在一些实施例中,中置光阑也能够设置于第二透镜l2与第三透镜l3之间,或设置于第四透镜l4与第五透镜l5之间,通过上述设置,能够减少杂散光,有助于提升成像品质。光阑的位置也可以根据实际情况进行调节,在一些实施例中,也可以在光学系统10的物侧设置光阑sto。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,第六透镜包括物侧面s11和像侧面s12。另外,光学系统10还有一虚拟的成像面s13,成像面s13位于第六透镜l6的像侧。一般地,光学系统10的成像面s13与感光元件的感光表面重合,为方便理解,可将成像面s13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为凸面,像侧面s2为凹面;第二透镜l2的物侧面s3为凸面,像侧面s4为凹面;第三透镜l3的物侧面s5为凸面,像侧面s6为凸面;第四透镜l4的物侧面s7为凸面,像侧面s8为凸面;第五透镜l5的物侧面s9为凸面,像侧面s10为凸面;第六透镜l6的物侧面s11为凹面,像侧面s12为凸面。另外,在上述实施例中,第五透镜l5的像侧面s10与第六透镜l6的物侧面s11胶合,从而使第五透镜l5与第六透镜l6构成胶合透镜。第五透镜l5和第六透镜l6整体为光学系统10提供正光屈折力,有利于修正像差,并能够在缩小体积和提高解像力之间取得平衡。在上述实施例中,第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第五透镜l5及第六透镜l6的物侧面和像侧面均为球面,而第四透镜l4的物侧面s7和像侧面s8可为非球面。球面透镜的制作工艺简单,生产成本较低;而非球面设计能够获得较多的控制变数,用以消减像差,这样无需另外增加透镜就能消减像差,进而有效降低光学系统10的总长度,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效果。通过球面透镜与非球面透镜的配合也可有效消除像差问题,使光学系统10具有优良的成像效果,同时提高镜片设计及组装的灵活性,使系统在高像质与低成本之间取得平衡。在一些实施例中,光学系统10中的各透镜均为球面透镜,即透镜的物侧面和像侧面均为球面;在另一些实施例中,光学系统10中的各透镜均为非球面透镜,即透镜的物侧面和像侧面均为非球面。当然,在一些实施例中,第一透镜l1至第六透镜l6中任意一个透镜的物侧面可以为球面或非球面,任意一个透镜的像侧面可以是球面或非球面。需注意的是,实施例中的球面和非球面的具体形状并不限于附图中示出的球面和非球面的形状,附图主要为示例参考而非严格按比例绘制。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。在上述实施例中,光学系统10中各透镜的材质均为玻璃。在一些实施例中,光学系统10中各透镜的材质均为塑料。玻璃材质的透镜能够耐受较高的温度且具有优良的光学效果,而塑料材质的透镜能够减少光学系统10的重量并降低制备成本。在另一些实施例中,第一透镜l1的材质为玻璃,而第二透镜l2至第六透镜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等情况,从而当光学系统10处于暴晒高温等极端环境下时,这种结构能够较好地平衡系统的光学性能与成本。当然,光学系统10中透镜材质配置关系并不限于上述实施例,任一透镜的材质可以为塑料,也可以为玻璃。在一些实施例中,光学系统10包括红外截止滤光片l7,红外截止滤光片l7设置于第六透镜l6的像侧,并与光学系统10中的各透镜相对固定设置。红外截止滤光片l7用于滤除红外光,防止红外光到达系统的成像面s13,从而防止红外光干扰正常成像。红外截止滤光片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,红外截止滤光片l7并不属于光学系统10的元件,此时红外截止滤光片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,红外截止滤光片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截止滤光片l7,而是通过在第一透镜l1至第六透镜l6中的其中一个透镜的物侧面或像侧面上设置红外滤光膜,以实现滤除红外光的作用。通过设置红外截止滤光片或在透镜表面设置红外滤光膜,从而可避免成像由于红外光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。在一些实施例中,第一透镜l1也可以包含两个或多个透镜,其中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中的任意一个并不限于只包含一个透镜的情况。在一些实施例中,光学系统10还满足以下各关系:-3<f1/f<0;其中,f1为第一透镜l1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/f为-1.900、-1.880、-1.850、-1.830、-1.800、-1.790、-1.750或-1.730。第一透镜l1为光学系统10提供负屈折力,且当满足上述关系时,能够使光学系统10具有广视角、低敏感度及小型化的特性。-5<f2/f<0;其中,f2为第二透镜l2的有效焦距,f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的f2/f为-3.600、-3.550、-3.500、-3.400、-3.200、-3、-2.900或-2.800。第二透镜l2为光学系统10提供负屈折力,且当满足上述关系时,能够使光学系统10具有广视角,同时降低鬼影产生的风险,提升成像质量。0<(r3 r4)/(r3-r4)<3;其中,r3为第二透镜l2的物侧面于光轴处的曲率半径,r4为第二透镜l2的像侧面于光轴处的曲率半径。一些实施例中的(r3 r4)/(r3-r4)为0.950、1、1.100、1.200、1.500、1.700、1.800或1.850。满足上述关系时,第二透镜l2的物侧面s3和像侧面s4的曲率半径能够得到合理配置,从而能够有效控制第二透镜l2的弯曲程度,从而减小第二透镜l2的加工难度,并避免由于第二透镜l2过于弯曲而导致镀膜不均匀的问题,同时还能降低鬼影产生的风险,提升光学系统10的解像能力。1<ct3/ct2<5;其中,ct2为第二透镜l2于光轴上的厚度,ct3为第三透镜l3于光轴上的厚度。一些实施例中的ct3/ct2为2.000、2.100、2.400、2.800、3、3.200、3.500、3.800、4或4.100。满足上述关系时,第二透镜l2与第三透镜l3的厚度能够得到合理配置,从而可合理分配系统前端的屈折力,进而有助于降低系统的敏感度,并校正像差,以提升系统解像力。光学系统10的前端由第一透镜l1、第二透镜l2及第三透镜l3组成。0<f456/f<3;其中,f456为第四透镜l4、第五透镜l5及第六透镜l6的组合焦距,f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的f456/f为1.670、1.700、1.720、1.750、1.780、1.800、1.820或1.840。满足上述关系时,能够确保系统的后端镜组为系统提供正屈折力,从而对经由系统端而发散的光线进行会聚,并减少第四透镜l4与第五透镜l5之间的间隔距离,进而有助于实现系统的小型化设计,同时还能降低系统后端敏感度,并抑制高阶像差的产生。光学系统10的后端由第四透镜l4、第五透镜l5及第六透镜l6组成。0<d16/ct4<3;其中,ct4为第四透镜l4于光轴上的厚度,d16为第一透镜l1至第六透镜l6中各相邻透镜于光轴上的间隔距离之和。一些实施例中的d16/ct4为1.05、1.10、1.15、1.20、1.50、1.80、2.00、2.20或2.25。满足上述关系时,第四透镜l4的中心厚度与系统中各相邻透镜的间隔距离之和能够得到有效设置,从而能够有效控制光学系统10的总长度,保证系统的小型化设计,同时也有利于校正系统的像差,提升系统解像力。0<ct16/ttl<1;其中,ct16为第一透镜l1至第六透镜l6中各透镜于光轴上的厚度之和,ttl为光学系统10的光学总长。一些实施例中的ct16/ttl为0.530、0.540、0.550、0.560或0.570。满足上述关系时,可在缩短光学系统10的总长度的同时,校正系统的像差,以提升成像质量。第五透镜l5的像侧面与第六透镜l6的物侧面胶合,且光学系统10满足关系:-4<r56/f56<0;其中,r56为第五透镜l5与第六透镜l6的胶合面于光轴处的曲率半径,f56为第五透镜l5与第六透镜l6的组合焦距。一些实施例中的r56/f56为-3.25、-3.30、-3.40、-3.50、-3.55、-3.60、-3.65或-3.70。满足上述关系时,能够合理控制胶合面的弯曲程度,从而降低鬼影的产生比率。(1/2)fov*f/imgh>60;其中,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,imgh为光学系统10的最大视场角对应的像高,最大视场角即系统的最大对角线视角。一些实施例中的(1/2)fov*f/imgh为62.10、62.50、63.00、63.20、63.50、63.70或63.80。满足上述关系时,有利于提高系统的解像能力,从而提升像素质量。nd3-nd2>0;nd6-nd5>0;其中,nd2为第二透镜l2的d光折射率,nd3为第三透镜l3的d光的折射率,nd5为第五透镜l5的d光折射率,nd6为第六透镜l6的d光折射率,d光波长为587.56nm。满足上述关系时,有利于校正轴外色差,从而提高系统分辨率,保证像面清晰。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,在第一实施例中,光学系统10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、具有正屈折力的第三透镜l3、光阑sto、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(%)。另外,以下各实施例(第一实施例至第六实施例)的参考波长均为587.56nm。第一透镜l1的物侧面s1为凸面,像侧面s2为凹面。第二透镜l2的物侧面s3为凸面,像侧面s4为凹面。第三透镜l3的物侧面s5为凸面,像侧面s6为凸面。第四透镜l4的物侧面s7为凸面,像侧面s8为凸面。第五透镜l5的物侧面s9为凸面,像侧面s10为凸面。第六透镜l6的物侧面s11为凹面,像侧面s12为凸面。第三透镜l3、第四透镜l4及第五透镜l5共同为光学系统10提供正屈折力,以会聚经第一透镜l1和第二透镜l2发散的入射光线。第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第五透镜l5及第六透镜l6的物侧面和像侧面均为球面,第四透镜l4的物侧面s7和像侧面s8为非球面。非球面设计能够获得较多的控制变数,用以消减像差,这样无需另外增加透镜就能消减像差,进而有效降低光学系统10的总长度,也能够使系统在小尺寸、大视角的特性下实现优良的光学效果。且光学系统10中各透镜的材质均为玻璃,玻璃材质的透镜能够耐受极端的温度且具有优良稳定的光学效果。在第一实施例至第六实施例中,第五透镜l5的像侧面s10均与第六透镜l6的物侧面s11胶合以构成胶合透镜,此时第五透镜l5和第六透镜l6整体为光学系统10提供正光屈折力,有利于修正像差,并能够在缩小体积和提高解像力之间取得平衡。在第一实施例中,光学系统10满足以下各关系:f1/f=-1.920;其中,f1为第一透镜l1的有效焦距,f为光学系统10的有效焦距。第一透镜l1为光学系统10提供负屈折力,且当满足上述关系时,能够使光学系统10具有广视角、低敏感度及小型化的特性。f2/f-2.739;其中,f2为第二透镜l2的有效焦距,f为光学系统10的有效焦距。第二透镜l2为光学系统10提供负屈折力,且当满足上述关系时,能够使光学系统10具有广视角,同时降低鬼影产生的风险,提升成像质量。(r3 r4)/(r3-r4)=1.149;其中,r3为第二透镜l2的物侧面于光轴处的曲率半径,r4为第二透镜l2的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系时,第二透镜l2的物侧面s3和像侧面s4的曲率半径能够得到合理配置,从而能够有效控制第二透镜l2的弯曲程度,从而减小第二透镜l2的加工难度,并避免由于第二透镜l2过于弯曲而导致镀膜不均匀的问题,同时还能降低鬼影产生的风险,提升光学系统10的解像能力。ct3/ct2=4.118;其中,ct2为第二透镜l2于光轴上的厚度,ct3为第三透镜l3于光轴上的厚度。满足上述关系时,第二透镜l2与第三透镜l3的厚度能够得到合理配置,从而可合理分配系统前端的屈折力,进而有助于降低系统的敏感度,并校正像差,以提升系统解像力。f456/f=1.855;其中,f456为第四透镜l4、第五透镜l5及第六透镜l6的组合焦距,f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系时,能够确保系统的后端镜组为系统提供正屈折力,从而对经由系统端而发散的光线进行会聚,并减少第四透镜l4与第五透镜l5之间的间隔距离,进而有助于实现系统的小型化设计,同时还能降低系统后端敏感度,并抑制高阶像差的产生。d16/ct4=2.273;其中,ct4为第四透镜l4于光轴上的厚度,d16为第一透镜l1至第六透镜l6中各相邻透镜于光轴上的间隔距离之和。满足上述关系时,第四透镜l4的中心厚度与系统中各相邻透镜的间隔距离之和能够得到有效设置,从而能够有效控制光学系统10的总长度,保证系统的小型化设计,同时也有利于校正系统的像差,提升系统解像力。ct16/ttl=0.522;其中,ct16为第一透镜l1至第六透镜l6中各透镜于光轴上的厚度之和,ttl为光学系统10的光学总长。满足上述关系时,可在缩短光学系统10的总长度的同时,校正系统的像差,以提升成像质量。第五透镜l5的像侧面与第六透镜l6的物侧面胶合,且光学系统10满足以下关系:r56/f56=-3.225;其中,r56为第五透镜l5与第六透镜l6的胶合面于光轴处的曲率半径,f56为第五透镜l5与第六透镜l6的组合焦距。满足上述关系时,能够合理控制胶合面的弯曲程度,从而降低鬼影的产生比率。(1/2)fov*f/imgh=62.050;其中,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,imgh为光学系统10的最大视场角对应的像高。满足上述关系时,有利于提高系统的解像能力,从而提升像素质量。nd3-nd2=0.423;nd6-nd5=0.23;其中,nd2为第二透镜l2的d光折射率,nd3为第三透镜l3的d光的折射率,nd5为第五透镜l5的d光折射率,nd6为第六透镜l6的d光折射率,d光波长为587.56nm。满足上述关系时,有利于校正轴外色差,从而提高系统分辨率,保证像面清晰。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。由物侧至像侧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的像面(成像面s13)上形成清晰的成像,成像面s13也可理解为后期装配时感光元件的感光表面。面序号1和2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光学元件的物侧面于光轴上的距离。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,我们默认由物侧至像侧的方向为光轴的正方向,当该值为负时,表明光阑st0设置于透镜的物侧面顶点的右侧,当光阑sto的“厚度”参数为正值时,光阑st0在透镜物侧面顶点的左侧。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。在第一实施例中,光学系统10的有效焦距f=2.81mm,系统的光圈数fno=1.8,对角线方向最大视角fov=146°,光学总长ttl=29.46mm。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,在第二实施例中,光学系统10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、具有正屈折力的第三透镜l3、光阑sto、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(%)。其中像散图和畸变图的纵坐标为光学系统10的最大视场角对应的像高,单位为mm。第一透镜l1的物侧面s1为凸面,像侧面s2为凹面。第二透镜l2的物侧面s3为凸面,像侧面s4为凹面。第三透镜l3的物侧面s5为凸面,像侧面s6为凸面。第四透镜l4的物侧面s7为凸面,像侧面s8为凸面。第五透镜l5的物侧面s9为凸面,像侧面s10为凸面。第六透镜l6的物侧面s11为凹面,像侧面s12为凸面。另外,第二实施例中光学系统10的各透镜参数由表3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该实施例中的光学系统10满足以下关系:f1/f-1.714d16/ct41.104f2/f-3.637ct16/ttl0.567(r3 r4)/(r3-r4)1.815r56/f56-3.528ct3/ct23.250(1/2)fov*f/imgh63.834f456/f1.698nd3-nd20.423nd6-nd50.23第三实施例参考图5,在第三实施例中,光学系统10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、具有正屈折力的第三透镜l3、光阑sto、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(%)。其中像散图和畸变图的纵坐标为光学系统10的最大视场角对应的像高,单位为mm。第一透镜l1的物侧面s1为凸面,像侧面s2为凹面。第二透镜l2的物侧面s3为凸面,像侧面s4为凹面。第三透镜l3的物侧面s5为凸面,像侧面s6为凸面。第四透镜l4的物侧面s7为凸面,像侧面s8为凸面。第五透镜l5的物侧面s9为凸面,像侧面s10为凸面。第六透镜l6的物侧面s11为凹面,像侧面s12为凸面。另外,第三实施例中光学系统10的各透镜参数由表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4该实施例中的光学系统10满足以下关系:f1/f-1.714d16/ct41.104f2/f-3.637ct16/ttl0.567(r3 r4)/(r3-r4)1.815r56/f56-3.528ct3/ct23.250(1/2)fov*f/imgh63.834f456/f1.698nd3-nd20.423nd6-nd50.23第四实施例参考图7,在第四实施例中,光学系统10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、具有正屈折力的第三透镜l3、光阑sto、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(%)。其中像散图和畸变图的纵坐标为光学系统10的最大视场角对应的像高,单位为mm。第一透镜l1的物侧面s1为凸面,像侧面s2为凹面。第二透镜l2的物侧面s3为凸面,像侧面s4为凹面。第三透镜l3的物侧面s5为凸面,像侧面s6为凸面。第四透镜l4的物侧面s7为凸面,像侧面s8为凸面。第五透镜l5的物侧面s9为凸面,像侧面s10为凸面。第六透镜l6的物侧面s11为凹面,像侧面s12为凸面。另外,第四实施例中光学系统10的各透镜参数由表5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该实施例中的光学系统10满足以下关系:f1/f-1.726d16/ct41.028f2/f-3.596ct16/ttl0.579(r3 r4)/(r3-r4)1.867r56/f56-3.7ct3/ct22.000(1/2)fov*f/imgh63.834f456/f1.661nd3-nd20.423nd6-nd50.23第五实施例参考图9,在第五实施例中,光学系统10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、具有正屈折力的第三透镜l3、光阑sto、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(%)。其中像散图和畸变图的纵坐标为光学系统10的最大视场角对应的像高,单位为mm。第一透镜l1的物侧面s1为凸面,像侧面s2为凹面。第二透镜l2的物侧面s3为凸面,像侧面s4为凹面。第三透镜l3的物侧面s5为凸面,像侧面s6为凸面。第四透镜l4的物侧面s7为凸面,像侧面s8为凸面。第五透镜l5的物侧面s9为凸面,像侧面s10为凸面。第六透镜l6的物侧面s11为凹面,像侧面s12为凸面。另外,第五实施例中光学系统10的各透镜参数由表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6该实施例中的光学系统10满足以下关系:f1/f-1.746d16/ct41.105f2/f-3.540ct16/ttl0.567(r3 r4)/(r3-r4)1.819r56/f56-3.626ct3/ct22.400(1/2)fov*f/imgh63.834f456/f1.679nd3-nd20.423nd6-nd50.23第六实施例参考图11,在第六实施例中,光学系统10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、具有正屈折力的第三透镜l3、光阑sto、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(%)。其中像散图和畸变图的纵坐标为光学系统10的最大视场角对应的像高,单位为mm。第一透镜l1的物侧面s1为凸面,像侧面s2为凹面。第二透镜l2的物侧面s3为凸面,像侧面s4为凹面。第三透镜l3的物侧面s5为凸面,像侧面s6为凸面。第四透镜l4的物侧面s7为凸面,像侧面s8为凸面。第五透镜l5的物侧面s9为凸面,像侧面s10为凸面。第六透镜l6的物侧面s11为凹面,像侧面s12为凸面。另外,第六实施例中光学系统10的各透镜参数由表7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该实施例中的光学系统10满足以下关系:f1/f-1.733d16/ct41.105f2/f-3.678ct16/ttl0.567(r3 r4)/(r3-r4)1.890r56/f56-3.637ct3/ct22.4(1/2)fov*f/imgh63.834f456/f1.690nd3-nd20.423nd6-nd50.23参考图13,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设置于第六透镜l6的像侧,即设置于光学系统10的像侧。一般地,感光元件210的感光表面与光学系统10的成像面s13重叠。感光元件210可以为ccd(chargecoupleddevice,电荷耦合器件)或cmos(complementarymetaloxidesemiconductor,互补金属氧化物半导体)。通过采用上述光学系统10,将有利于摄像模组20的小型化设计,同时能够提高模组的成像清晰度,使摄像模组20拥有优良的成像品质。参考以上各具体实施例及附图(如图1和图3),在一些实施例中,第六透镜l6与系统的成像面s13之间还设置有红外截止滤光片l7和保护玻璃l8。红外截止滤光片l7用于滤除红外光,保护玻璃l8用于保护感光元件210。红外截止滤光片l7和保护玻璃l8可以属于光学系统10中的一部分,或者也可以在光学系统10与感光元件210装配时一同安装至光学系统10与感光元件210之间。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14,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包括固定件310,摄像模组20安装于固定件310,固定件310可以是电路板、中框、壳体等部件。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(如行车记录仪)、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(personaldigitalassistant,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,将有利于电子装置30实现小型化设计,同时还能使电子装置30拥有优良的摄像品质。参考图15,本申请的一些实施例还提供了一种汽车40。此时,当电子装置30为车载摄像设备时,电子装置30可作为汽车40的前视摄像装置、后视摄像装置或侧视摄像装置。具体地,汽车40包括车体410,电子装置30安装于车体410上。电子装置30可安装于车体410的前侧(如进气格栅处)、左前大灯、右前大灯、左后视镜、右后视镜、车尾箱盖板、车顶等任意位置。其次,也可在汽车40内设置显示设备,电子装置30与显示设备通信连接,从而,车体410上的电子装置30所获得的影像能够在显示设备上实时显示,让驾驶者能够获得车体410四周更大范围的环境信息,使驾驶者在行车和泊车时更为方便及安全。当设置有多个电子装置30以获取不同方位的景象时,电子装置30所获得的影像信息能够被合成,并能够以俯视图的形式呈现在显示设备上。具体地,在一些实施例中,汽车40包括至少四个电子装置30,电子装置30分别安装在车体410的前侧(如进气格栅处)、左侧(如左后视镜处)、右侧(如右后视镜处)及后侧(如车尾箱盖板处),以构建汽车环视系统。汽车环视系统包括安装在车体410前后左右的四个(或更多个)电子装置30,多个电子装置30可同时采集汽车40四周的景象,随后经电子装置30采集到图像信息经过图像处理单元进行畸变还原、视角转化、图像拼接、图像增强等步骤,最终形成一幅汽车40四周的无缝隙的360°全景俯视图,并于显示设备上显示。当然,除了显示全景图,也可以显示任何一方位的单侧视图。另外,显示设备上也可配置配制与显示图像对应的标尺线以方便驾驶者准确地确定障碍物的方位和距离。通过采用上述电子装置30,汽车40能够获得环境景象的清晰成像,从而使驾驶者或驾驶系统能够更及时准确地判断路况环境(如发现障碍物等),进而降低驾驶风险。另一方面,电子装置30的小型化设计也有利提高安装的灵活性,使得电子装置30能够安装在车体410的更多区域,从而增加摄像范围以覆盖视野死角。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发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.一种光学系统,其特征在于,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为凸面,像侧面为凹面;

具有负屈折力的第二透镜,所述第二透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面;

具有正屈折力的第三透镜;

具有正屈折力的第四透镜;

具有正屈折力的第五透镜;

具有负屈折力的第六透镜,所述第六透镜的物侧面为凹面,像侧面为凸面;

所述光学系统还包括中置光阑,且所述光学系统满足以下关系:

0<f456/f<3;

其中,f456为所述第四透镜、所述第五透镜及所述第六透镜的组合焦距,f为所述光学系统的有效焦距。

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:

-3<f1/f<0;

其中,f1为所述第一透镜的有效焦距。

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:

-5<f2/f<0;

其中,f2为所述第二透镜的有效焦距。

4.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下关系:

0<(r3 r4)/(r3-r4)<3;

其中,r3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,r4为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

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<ct3/ct2<5;

其中,ct2为所述第二透镜于光轴上的厚度,ct3为所述第三透镜于光轴上的厚度。

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:

0<d16/ct4<3;

其中,ct4为所述第四透镜于光轴上的厚度,d16为所述第一透镜至所述第六透镜中各相邻透镜于光轴上的间隔距离之和。

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:

0<ct16/ttl<1;

其中,ct16为所述第一透镜至所述第六透镜中各透镜于光轴上的厚度之和,ttl为所述光学系统的光学总长。

8.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述第五透镜的像侧面与所述第六透镜的物侧面胶合,且所述光学系统满足以下关系:

-4<r56/f56<0;

其中,r56为所述第五透镜与所述第六透镜的胶合面于光轴处的曲率半径,f56为所述第五透镜与所述第六透镜的组合焦距。

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:

(1/2)fov*f/imgh>60;

其中,fov为所述光学系统的最大视场角,imgh为所述光学系统的最大视场角对应的像高。

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:

nd3-nd2>0;nd6-nd5>0;

其中,nd2为所述第二透镜的d光折射率,nd3为所述第三透镜的d光的折射率,nd5为所述第五透镜的d光折射率,nd6为所述第六透镜的d光折射率。

11.一种摄像模组,其特征在于,包括感光元件及权利要求1至10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。

12.一种电子装置,其特征在于,包括固定件及权利要求11所述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述固定件。

13.一种汽车,其特征在于,包括车体及权利要求12所述的电子装置,所述电子装置设置于所述车体。

技术总结
本发明涉及一种光学系统、摄像模组、电子装置及汽车。光学系统由物侧至像侧依次包括:具有负屈折力的第一透镜,第一透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面;具有负屈折力的第二透镜,第二透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面;具有正屈折力的第三透镜;具有正屈折力的第四透镜;具有正屈折力的第五透镜;具有负屈折力的第六透镜,第六透镜的物侧面为凹面,像侧面为凸面;光学系统还包括中置光阑,且光学系统满足关系:0<f456/f<3;其中,f456为第四透镜、第五透镜及第六透镜的组合焦距,f为光学系统的有效焦距。满足上述关系时,将有助于实现系统的小型化设计,同时还能提高系统的成像清晰度。

技术研发人员:蔡雄宇;兰宾利;赵迪;周芮
受保护的技术使用者:天津欧菲光电有限公司
技术研发日:2020.03.17
技术公布日:2020.06.09

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