光学系统、取像模组及电子设备的制作方法

文档序号:30753702发布日期:2022-07-13 09:53阅读:130来源:国知局
光学系统、取像模组及电子设备的制作方法

1.本发明涉及摄像领域,特别是涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。


背景技术:

2.随着摄像技术的迅速发展,摄像镜头在智能手机、平板电脑、电子阅读器等电子设备中的应用也越来越广泛,为提升电子设备的市场竞争力,业界对摄像镜头的性能要求也越来越高。其中,摄像镜头的视场角大小是业界关注的重点之一,大视场角使得摄像镜头能够获取更多的场景信息,提升电子设备的用户体验。然而,目前的摄像镜头,在实现广角特性的同时容易导致成像质量下降,影响了图像的还原度。


技术实现要素:

3.基于此,有必要针对目前的摄像镜头在实现广角特性的同时容易导致成像质量下降的问题,提供一种光学系统、取像模组及电子设备。
4.一种光学系统,沿光轴由物侧至像侧依次包括:
5.具有正屈折力的第一透镜,所述第一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;
6.具有负屈折力的第二透镜,所述第二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;
7.具有正屈折力的第三透镜,所述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凹面;
8.具有屈折力的第四透镜,所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
9.具有屈折力的第五透镜,所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面;
10.具有屈折力的第六透镜;
11.具有屈折力的第七透镜,所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凸面;
12.具有正屈折力的第八透镜,所述第八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;
13.具有负屈折力的第九透镜,所述第九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;
14.且所述光学系统满足以下条件式:
15.6.8mm≤f/tan(hfov)≤7.4mm;
16.其中,f为所述光学系统的有效焦距,hfov为所述光学系统的最大视场角的一半。
17.上述光学系统,第一透镜具有正屈折力,且第一透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面,有利于汇聚大角度的入射光线,从而有利于压缩光学系统的总长。第二透镜具有负屈折力,配合第二透镜于近光轴处的凸凹面型,有利于平衡第一透镜所产生的像差,从而有利于提升光学系统的成像质量。第三透镜具有正屈折力,配合第三透镜于近
光轴处的凸凹面型,可使经第一透镜和第二透镜的入射光线平滑传递,且正负屈折力的透镜相互搭配可抵消彼此产生的像差。第四透镜至第七透镜的面型配置,可平衡前方透镜组(即第一透镜至第三透镜)和后方透镜组(即第八透镜和第九透镜)的屈折力负担,以避免产生难以校正的像差,同时,第四透镜像侧面于近光轴处为凹面,搭配第五透镜物侧面与近光轴处为凸面,便于光线的平滑过渡。第七透镜于近光轴处的凹凸面型,与第八透镜于近光轴处的凸凹面型配合,可减小光线的偏折角度,有利于降低鬼像产生的风险。第八透镜具有正屈折力,与第九透镜的负屈折力相互平衡,有利于校正光学系统的像差。第八透镜的像侧面与第九透镜的像侧面于近光轴处均为凹面,有利于压缩光学系统的后焦距,从而缩短光学系统的总长。第九透镜的双凹面型有利于使得边缘视场光线有效入射到成像面上,从而提升成像面的相对亮度,进而提升光学系统的成像质量。
18.满足上述条件式时,能够对光学系统的有效焦距和最大视场角进行合理配置,有利于扩大光学系统的视场角以实现广角特性,使得光学系统能够获取更多的场景内容,从而丰富光学系统的成像信息,同时也有利于抑制光学系统的畸变,从而提升光学系统的成像质量,另外,还有利于缩短光学系统的总长,实现小型化设计。由此,上述光学系统,能够兼顾广角特性、小型化设计以及良好成像质量的实现。低于上述条件式的下限时,光学系统的视场角过大,容易导致轴外视场的畸变过大,从而导致图像外围会出现扭曲现象,降低图像的还原度,不利于成像质量的提升。超过上述条件式的上限时,光学系统的有效焦距过长,导致光学系统的总长难以有效压缩,从而导致光学系统的体积增大,不利于光学系统的小型化设计。
19.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
20.6.15mm≤imgh2/ttl≤6.55mm;
21.其中,imgh为所述光学系统的最大有效成像圆的半径,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,即所述光学系统的光学总长。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统的总长和半像高,使得光学系统能够兼顾小型化设计和大像面特性的实现,从而在结构紧凑的同时还能够具备良好的成像质量。
22.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
23.1.1≤ttl/imgh≤1.3;
24.其中,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,即所述光学系统的光学总长,imgh为所述光学系统的最大有效成像圆的半径,即所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统的光学总长和半像高的比值,有利于缩短光学系统的总长,实现超薄小型化设计,同时也有利于光学系统获得大像面特性,从而能够匹配更高像素的感光元件而获得高成像质量,进而使得光学系统能够兼顾小型化设计和良好成像质量。
25.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
26.0.5≤|f2/f123|≤2.5;
27.其中,f2为所述第二透镜的有效焦距,f123为所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第二透镜在前三片透镜中的屈折力配比,有利于入射光线在光学系统的前三片透镜间平缓过渡,从而有利于减小边缘视场光线的偏转角,降低第三透镜像方各透镜(即第四透镜至第九透镜)偏折光线的屈折力负
担,进而有利于降低光学系统的设计与制造敏感度,同时也有利于避免前三片透镜产生难以校正的像差,从而有利于提升光学系统的成像质量;并且,合理配置第二透镜的负屈折力贡献量,还有利于缩短光学系统的总长,实现小型化设计,另外,还有利于使得第二透镜的面型不会过度弯曲,从而能够提高第二透镜的可加工性,降低第二透镜的成型难度。低于上述条件式的下限,第二透镜的屈折力过强,第二透镜的面型过度弯曲,不利于第二透镜的加工成型;超过上述条件式的上限,第二透镜的负屈折力过弱,不利于平衡第一透镜和第三透镜的正屈折力,从而不利于抑制像差。
28.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
29.1.5≤|(r1+r2)/(r1-r2)|≤2;
30.其中,r1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,r2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述条件式时,能够合理配置第一透镜的物侧面和像侧面的曲率半径,从而合理配置第一透镜的形状,既有利于合理配置第一透镜的球差贡献量,使得光轴上的视场和光轴外的视场的成像质量不会因球差的贡献量变化而产生明显的退化,从而提升光学系统的光学性能,同时还有利于使得第一透镜的面型不会过度弯曲,从而有利于第一透镜的加工成型。
31.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
32.1.8≤|f1/f9|≤2.2;
33.其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f9为所述第九透镜的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第一透镜和第九透镜的有效焦距的比例关系,有利于合理分配光学系统的光焦度,从而有利于矫正光学系统的色差和场曲,并减小光线的偏转角,进而有利于提高光学系统的成像质量。
34.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
35.1.5≤|f8/f9|≤4;
36.其中,f8为所述第八透镜的有效焦距,f9为所述第九透镜的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置靠近后端的成像面的第八透镜和第九透镜的有效焦距的比值,有利于合理配置光学系统后端的光焦度,从而有利于矫正光学系统的色差和场曲,另外还有利于使得第八透镜产生的负球差和第九透镜产生的正球差相互抵消,从而提高光学系统的成像质量。
37.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
38.0.9≤∑et/∑ct≤1.1;
39.其中,∑et为所述第一透镜至所述第九透镜中各透镜的物侧面最大有效口径处至像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离之和,即所述光学系统中各透镜的边缘厚度之和,其中,某一透镜的边缘厚度可以理解为该透镜的物侧面最大有效口径处至该透镜的像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离,∑ct为所述第一透镜至所述第九透镜中各透镜于光轴上的厚度之和,即所述光学系统中各透镜的中心厚度之和。满足上述条件式时,能够合理平衡各透镜的边缘厚度与中心厚度,从而有利于提升空间利用率,降低各透镜的加工和组装难度;并且,在有利于缩短光学系统的总长的同时,还有利于增强光学系统校正像差的能力,从而兼顾小型化设计和高成像质量。超过上述条件式的上限时,各透镜的边缘厚度过大,会导致组装差异,从而降低光学系统的组装良率,同时也不利于各透镜有效地校正像
差,增大系统性能变化的敏感性,从而不利于成像质量的提升;低于上述条件式的下限时,各透镜的边缘厚度过小,导致镜筒外形设计困难,也不利于组装工艺的推进。
40.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
41.1≤sd72/sd71≤1.3;
42.其中,sd72为所述第七透镜的像侧面的最大有效半口径,sd71为所述第七透镜的物侧面的最大有效半口径。满足上述条件式时,能够合理配置第七透镜的物侧面和像侧面的最大有效口径,有利于光线在第七透镜平缓过渡,从而有利于抑制离轴像差的产生,进而提升光学系统的成像质量;同时也有利于缩小第七透镜的径向尺寸,从而有利于光学系统的小头部设计,使得光学系统应用于电子设备时,能够缩小光学系统在电子设备的屏幕上的开孔尺寸,进而有利于提高电子设备的屏占比;此外,还有利于提升第七透镜的可加工性,并有利于扩大光学系统的光圈,从而提升光学系统的通光量,进而有利于提升光学系统的成像质量。低于上述条件式的下限时,入射光线在第七透镜的偏折程度过大,容易增大离轴像差,从而导致光学系统的成像质量下降;超过上述条件式的上限时,第七透镜的径向尺寸过大,不利于光学系统的小头部设计。
43.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
44.36≤f*fno/t34≤72;
45.其中,fno为所述光学系统的光圈数,t34为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于光轴上的距离。满足上述条件式时,既有利于缩短光学系统的总长,以满足小型化设计的需求,同时也有利于增大光学系统的通光量,从而满足光学系统高画质、高清晰度的成像需求。低于上述条件式的下限时,第三透镜和第四透镜间的距离过大,光学系统的总长增大,难以满足小型化设计的需求;超过上述条件式的上限时,光学系统的通光量不足,导致光学系统捕捉图像的精准度不高,不利于满足光学系统的高分辨率成像质量的设计要求。
46.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
47.0.4≤ct3/(ct1+ct2+ct3)≤0.5;
48.其中,ct1为所述第一透镜于光轴上的厚度,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。满足上述条件式时,能够合理配置第三透镜的中心厚度在第一透镜至第三透镜组成的前透镜组中的占比,使得第三透镜的中心厚度不会过厚或过薄,从而有利于提升前透镜组的加工和组装良率。
49.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
50.2.5≤∑ct/(ct1+ct2+ct3)≤3;
51.其中,∑ct为所述第一透镜至所述第九透镜中各透镜于光轴上的厚度之和,即所述光学系统中各透镜的中心厚度之和,ct1为所述第一透镜于光轴上的厚度,即所述第一透镜的中心厚度,ct2为所述第二透镜于光轴上的厚度,即所述第二透镜的中心厚度,ct3为所述第三透镜于光轴上的厚度,即所述第三透镜的中心厚度。满足上述条件式时,能够合理配置所有透镜的中心厚度之和与前三片透镜的中心厚度之和的比值,从而合理配置前三片透镜的中心厚度在光学系统中的占比,使得前三片透镜的中心厚度之和不会过大或过小,进而有利于前三片透镜的加工成型,同时降低前三片透镜的中心厚度感度,从而提升前三片透镜的成型和组装良率。
52.一种取像模组,包括感光元件以及上述任一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。在所述取像模组中采用上述光学系统,能够兼顾广角特性、小型化设计以及良好成像质量的实现。
53.一种电子设备,包括壳体以及上述的取像模组,所述取像模组设置于所述壳体。在所述电子设备中采用上述取像模组,能够兼顾广角特性、小型化设计以及良好成像质量的实现。
附图说明
54.图1为本技术第一实施例中的光学系统的结构示意图;
55.图2为本技术第一实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
56.图3为本技术第二实施例中的光学系统的结构示意图;
57.图4为本技术第二实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
58.图5为本技术第三实施例中的光学系统的结构示意图;
59.图6为本技术第三实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
60.图7为本技术第四实施例中的光学系统的结构示意图;
61.图8为本技术第四实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
62.图9为本技术第五实施例中的光学系统的结构示意图;
63.图10为本技术第五实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
64.图11为本技术一实施例中的取像模组的示意图;
65.图12为本技术一实施例中的电子设备的示意图。
具体实施方式
66.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
67.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述,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,因此不能理解为对本发明的限制。
68.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至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
69.在本发明中,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;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,除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
70.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
71.需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,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”另一个元件,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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
72.请参见图1,在本技术的一些实施例中,光学系统100沿光轴110由物侧到像侧依次包括第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9。具体地,第一透镜l1包括物侧面s1及像侧面s2,第二透镜l2包括物侧面s3及像侧面s4,第三透镜l3包括物侧面s5及像侧面s6,第四透镜l4包括物侧面s7及像侧面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及像侧面s12,第七透镜l7包括物侧面s13及像侧面s14,第八透镜l8包括物侧面s15和像侧面s16,第九透镜l9包括物侧面s17和像侧面s18。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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9同轴设置,光学系统100中各透镜共同的轴线即为光学系统100的光轴110。在一些实施例中,光学系统100还包括位于第九透镜l9像侧的成像面s21,入射光经第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9调节后能够成像于成像面s21。
73.其中,第一透镜l1具有正屈折力,且第一透镜l1的物侧面s1和像侧面s2于近光轴110处分别为凸面和凹面,有利于汇聚大角度的入射光线,从而有利于压缩光学系统100的总长。第二透镜l2具有负屈折力,配合第二透镜l2于近光轴110处的凸凹面型,有利于平衡第一透镜l1所产生的像差,从而有利于提升光学系统100的成像质量。第三透镜l3具有正屈折力,配合第三透镜l3于近光轴110处的凸凹面型,可使经第一透镜l1和第二透镜l2的入射光线平滑传递,且正负屈折力的透镜相互搭配可抵消彼此产生的像差。第三透镜l3的物侧面s5于近光轴110处为凸面,像侧面s6于近光轴110处为凹面。第四透镜l4具有屈折力,第四透镜l4的像侧面s8于近光轴110处为凹面。第五透镜l5具有屈折力,第五透镜l5的物侧面s9于近光轴110处为凸面。第六透镜l6具有屈折力。第四透镜l4至第七透镜l7的面型配置,可平衡前透镜组(即第一透镜l1至第三透镜l3)和后透镜组(即第八透镜l8和第九透镜l9)的屈折力负担,以避免产生难以校正的像差,同时,第四透镜l4像侧面s8于近光轴110处为凹面,搭配第五透镜l5物侧面s9于近光轴处的凸面面型,便于光线的平滑过渡。第七透镜l7具有屈折力。第七透镜l7于近光轴110处的凹凸面型,与第八透镜l8于近光轴110处的凸凹面型配合,可减小光线的偏折角度,有利于降低鬼像产生的风险。第八透镜l8具有正屈折力,与第九透镜l9的负屈折力相互平衡,有利于校正光学系统100的像差。第八透镜l8的像侧面s16与第九透镜l9的像侧面s18于近光轴110处均为凹面,有利于压缩光学系统100的后焦
距,从而缩短光学系统100的总长。第九透镜l9的双凹面型有利于使得边缘视场光线有效入射到成像面s21上,从而提升成像面s21的相对亮度,进而提升光学系统100的成像质量。
74.在一些实施例中,第九透镜l9的物侧面s17与像侧面s18中至少一者存在反曲点,例如,第九透镜l9的物侧面s17和像侧面s18可均设有反曲点。反曲点的设置能够平衡垂轴方向上的屈折力分布,从而有利于校正离轴视场的像差,进而提升光学系统100的成像质量。
75.另外,在一些实施例中,光学系统100设置有光阑sto,光阑sto可设置于第一透镜l1的物侧或设置于任意两片透镜之间,例如,光阑sto设置于第一透镜l1的物侧。在一些实施例中,光学系统100还包括设置于第九透镜l9像侧的红外滤光片l10。红外滤光片l10可为红外截止滤光片,用于滤除干扰光,防止干扰光到达光学系统100的成像面s21而影响正常成像。
76.在一些实施例中,光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面均为非球面。非球面结构的采用能够提高透镜设计的灵活性,并有效地校正球差,改善成像质量。在另一些实施例中,光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面也可以均为球面。需要注意的是,上述实施例仅是对本技术的一些实施例的举例,在一些实施例中,光学系统100中各透镜的表面可以是非球面或球面的任意组合。
77.在一些实施例中,光学系统100中的各透镜的材质可以均为玻璃或均为塑料。采用塑料材质的透镜能够减少光学系统100的重量并降低生产成本,配合光学系统100的小尺寸以实现光学系统100的轻薄化设计。而采用玻璃材质的透镜使光学系统100具备优良的光学性能以及较高的耐温性能。需要注意的是,光学系统100中各透镜的材质也可以为玻璃和塑料的任意组合,并不一定要是均为玻璃或均为塑料。
78.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、第七透镜l7、第八透镜l8或第九透镜l9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。
79.进一步地,在一些实施例中,光学系统100满足条件式:6.8mm≤f/tan(hfov)≤7.4mm;其中,f为所述光学系统的有效焦距,hfov为所述光学系统的最大视场角的一半。具体地,f/tan(hfov)可以为:6.850、6.893、6.925、6.944、7.025、7.067、7.128、7.226、7.235或7.382,数值单位为mm。满足上述条件式时,能够对光学系统100的有效焦距和最大视场角进行合理配置,有利于扩大光学系统100的视场角以实现广角特性,使得光学系统100能够获取更多的场景内容,从而丰富光学系统100的成像信息,同时也有利于抑制光学系统100的畸变,从而提升光学系统100的成像质量,另外,还有利于缩短光学系统100的总长,实现小型化设计。由此,上述光学系统100,能够兼顾广角特性、小型化设计以及良好成像质量的实现。低于上述条件式的下限时,光学系统100的视场角过大,容易导致轴外视场的畸变过大,从而导致图像外围会出现扭曲现象,降低图像的还原度,不利于成像质量的提升。超过
上述条件式的上限时,光学系统100的有效焦距过长,导致光学系统100的总长难以有效压缩,从而导致光学系统100的体积增大,不利于光学系统100的小型化设计。
80.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:6.15mm≤imgh2/ttl≤6.55mm;其中,ttl为第一透镜l1的物侧面s1至光学系统100的成像面s21于光轴110上的距离,imgh为光学系统100的最大有效成像圆的半径。具体地,imgh2/ttl可以为:6.178、6.192、6.220、6.273、6.338、6.396、6.455、6.485、6.511或6.541。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的总长和半像高,使得光学系统100能够兼顾小型化设计和大像面特性的实现,从而在结构紧凑的同时还能够具备良好的成像质量。
81.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:1.1≤ttl/imgh≤1.3;其中,ttl为第一透镜l1的物侧面s1至光学系统100的成像面s21于光轴110上的距离,imgh为光学系统100的最大有效成像圆的半径。具体地,ttl/imgh可以为:1.166、1.169、1.173、1.188、1.192、1.195、1.203、1.215、1.220或1.227。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的光学总长和半像高的比值,有利于缩短光学系统100的总长,实现超薄小型化设计,同时也有利于光学系统100获得大像面特性,从而能够匹配更高像素的感光元件而获得高成像质量,进而使得光学系统100能够兼顾小型化设计和良好成像质量。
82.需要说明的是,在一些实施例中,光学系统100可以匹配具有矩形感光面的感光元件,光学系统100的成像面s21与感光元件的感光面重合。此时,光学系统100成像面s21上的有效像素区域具有水平方向以及对角线方向,则光学系统100的最大视场角可以理解为光学系统100对角线方向的最大视场角,imgh可以理解为光学系统100成像面s21上有效像素区域对角线方向的长度的一半。
83.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:0.5≤|f2/f123|≤2.5;其中,f2为第二透镜l2的有效焦距,f123为第一透镜l1、第二透镜l2和第三透镜l3的组合焦距。具体地,|f2/f123|可以为:0.869、0.942、1.237、1.441、1.556、1.663、1.747、1.938、2.025或2.105。满足上述条件式时,能够合理配置第二透镜l2在前三片透镜中的屈折力配比,有利于入射光线在光学系统100的前三片透镜间平缓过渡,从而有利于减小边缘视场光线的偏转角,降低第三透镜l3像方各透镜(即第四透镜l4至第九透镜l9)偏折光线的屈折力负担,进而有利于降低光学系统100的设计与制造敏感度,同时也有利于避免前三片透镜产生难以校正的像差,从而有利于提升光学系统100的成像质量;并且,合理配置第二透镜l2的负屈折力贡献量,还有利于缩短光学系统100的总长,实现小型化设计,另外,还有利于使得第二透镜l2的面型不会过度弯曲,从而能够提高第二透镜l2的可加工性,降低第二透镜l2的成型难度。低于上述条件式的下限,第二透镜l2的屈折力过强,第二透镜l2的面型过度弯曲,不利于第二透镜l2的加工成型;超过上述条件式的上限,第二透镜l2的负屈折力过弱,不利于平衡第一透镜l1和第三透镜l3的正屈折力,从而不利于抑制像差。
84.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:1.5≤|(r1+r2)/(r1-r2)|≤2;其中,r1为第一透镜l1的物侧面s1于光轴110处的曲率半径,r2为第一透镜l1的像侧面s2于光轴110处的曲率半径。具体地,|(r1+r2)/(r1-r2)|可以为:1.668、1.682、1.693、1.744、1.763、1.825、1.837、1.855、1.904或1.991。满足上述条件式时,能够合理配置第一透镜l1的物侧面s1和像侧面s2的曲率半径,从而合理配置第一透镜l1的形状,既有利于合理配置第一透镜l1的球差贡献量,使得光轴110上的视场和光轴110外的视场的成像质量不会因球差的贡
献量变化而产生明显的退化,从而提升光学系统100的光学性能,同时还有利于使得第一透镜l1的面型不会过度弯曲,从而有利于第一透镜l1的加工成型。
85.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:1.8≤|f1/f9|≤2.2;其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f9为所述第九透镜的有效焦距。具体地,|f1/f9|可以为:1.889、1.902、1.935、1.957、1.976、1.989、1.993、2.052、2.099或2.133。满足上述条件式时,能够合理配置第一透镜l1和第九透镜l9的有效焦距的比例关系,有利于合理分配光学系统100的光焦度,从而有利于矫正光学系统100的色差和场曲,并减小光线的偏转角,进而有利于提高光学系统100的成像质量。
86.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:1.5≤|f8/f9|≤4;其中,f8为第八透镜l8的有效焦距,f9为第九透镜l9的有效焦距。具体地,|f8/f9|可以为:1.791、1.954、2.132、2.451、2.663、2.897、3.025、3.324、3.569或3.650。满足上述条件式时,能够合理配置靠近后端的成像面s21的第八透镜l8和第九透镜l9的有效焦距的比值,有利于合理配置光学系统100后端的光焦度,从而有利于矫正光学系统100的色差和场曲,另外还有利于使得第八透镜l8产生的负球差和第九透镜l9产生的正球差相互抵消,从而提高光学系统100的成像质量。
87.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:0.9≤∑et/∑ct≤1.1;其中,∑et为所述第一透镜至所述第九透镜中各透镜的物侧面最大有效口径处至像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离之和,∑ct为所述第一透镜至所述第九透镜中各透镜于光轴上的厚度之和。具体地,∑et/∑ct可以为:0.999、1.002、1.008、1.013、1.015、1.027、1.029、1.033、1.055或1.065。满足上述条件式时,能够合理平衡各透镜的边缘厚度与中心厚度,从而有利于提升空间利用率,降低各透镜的加工和组装难度;并且,在有利于缩短光学系统100的总长的同时,还有利于增强光学系统100校正像差的能力,从而兼顾小型化设计和高成像质量。超过上述条件式的上限时,各透镜的边缘厚度过大,会导致组装差异,从而降低光学系统100的组装良率,同时也不利于各透镜有效地校正像差,增大系统性能变化的敏感性,从而不利于成像质量的提升;低于上述条件式的下限时,各透镜的边缘厚度过小,导致镜筒外形设计困难,也不利于组装工艺的推进。
88.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:1≤sd72/sd71≤1.3;其中,sd72为第七透镜l7的像侧面s14的最大有效半口径,sd71为第七透镜l7的物侧面s13的最大有效半口径。具体地,sd72/sd71可以为:1.086、1.095、1.123、1.157、1.173、1.192、1.225、1.237、1.240或1.246。满足上述条件式时,能够合理配置第七透镜l7的物侧面s13和像侧面s14的最大有效口径,有利于光线在第七透镜l7平缓过渡,从而有利于抑制离轴像差的产生,进而提升光学系统100的成像质量;同时也有利于缩小第七透镜l7的径向尺寸,从而有利于光学系统100的小头部设计,使得光学系统100应用于电子设备时,能够缩小光学系统100在电子设备的屏幕上的开孔尺寸,进而有利于提高电子设备的屏占比;此外,还有利于提升第七透镜l7的可加工性,并有利于扩大光学系统100的光圈,从而提升光学系统100的通光量,进而有利于提升光学系统100的成像质量。低于上述条件式的下限时,入射光线在第七透镜l7的偏折程度过大,容易增大离轴像差,从而导致光学系统100的成像质量下降;超过上述条件式的上限时,第七透镜l7的径向尺寸过大,不利于光学系统100的小头部设计。
89.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:36≤f*fno/t34≤72;其中,fno为光学
系统100的光圈数,t34为第三透镜l3的像侧面s6至第四透镜l4的物侧面s7于光轴110上的距离。具体地,f*fno/t34可以为:36.687、40.521、44、369、49.052、52.338、57.698、61.324、65.362、69.668或71.064。满足上述条件式时,既有利于缩短光学系统100的总长,以满足小型化设计的需求,同时也有利于增大光学系统100的通光量,从而满足光学系统100高画质、高清晰度的成像需求。低于上述条件式的下限时,第三透镜l3和第四透镜l4间的距离过大,光学系统100的总长增大,难以满足小型化设计的需求;超过上述条件式的上限时,光学系统100的通光量不足,导致光学系统100捕捉图像的精准度不高,不利于满足光学系统100的高分辨率成像质量的设计要求。
90.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:0.4≤ct3/(ct1+ct2+ct3)≤0.5;其中,ct1为第一透镜l1于光轴110上的厚度,ct2为第二透镜l2于光轴110上的厚度,ct3为第三透镜l3于光轴110上的厚度。具体地,ct3/(ct1+ct2+ct3)可以为:2.676、2.689、2.713、2.725、2.733、2.755、2.789、2.833、2.854或2.887。满足上述条件式时,能够合理配置第三透镜l3的中心厚度在第一透镜l1至第三透镜l3组成的前透镜组中的占比,使得第三透镜l3的中心厚度不会过厚或过薄,从而有利于提升前透镜组的加工和组装良率。
91.在一些实施例中,光学系统100满足条件式:2.5≤∑ct/(ct1+ct2+ct3)≤3;其中,∑ct为第一透镜l1至第九透镜l9中各透镜于光轴110上的厚度之和,ct1为第一透镜l1于光轴110上的厚度,ct2为第二透镜l2于光轴110上的厚度,ct3为第三透镜l3于光轴110上的厚度。具体地,∑ct/(ct1+ct2+ct3)可以为:2.676、2.683、2.694、2.741、2.768、2.789、2.803、2.855、2.869或2.887。满足上述条件式时,能够合理配置所有透镜的中心厚度之和与前三片透镜的中心厚度之和的比值,从而合理配置前三片透镜的中心厚度在光学系统100中的占比,使得前三片透镜的中心厚度之和不会过大或过小,进而有利于前三片透镜的加工成型,同时降低前三片透镜的中心厚度感度,从而提升前三片透镜的成型和组装良率。
92.以上的有效焦距和组合焦距数值的参考波长均为555nm。
93.根据上述各实施例的描述,以下提出更为具体的实施例及附图予以详细说明。
94.第一实施例
95.请参见图1和图2,图1为第一实施例中的光学系统100的结构示意图,光学系统100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、具有负屈折力的第六透镜l6、具有负屈折力的第七透镜l7、具有正屈折力的第八透镜l8以及具有负屈折力的第九透镜l9。图2由左至右依次为第一实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图,其中像散图和畸变图的参考波长为555nm,其他实施例相同。
96.第一透镜l1的物侧面s1于近光轴110处为凸面,像侧面s2于近光轴110处为凹面;
97.第二透镜l2的物侧面s3于近光轴110处为凸面,像侧面s4于近光轴110处为凹面;
98.第三透镜l3的物侧面s5于近光轴110处为凸面,像侧面s6于近光轴110处为凹面;
99.第四透镜l4的物侧面s7于近光轴110处为凹面,像侧面s8于近光轴110处为凹面;
100.第五透镜l5的物侧面s9于近光轴110处为凸面,像侧面s10于近光轴110处为凸面;
101.第六透镜l6的物侧面s11于近光轴110处为凹面,像侧面s12于近光轴110处为凸面;
102.第七透镜l7的物侧面s13于近光轴110处为凹面,像侧面s14于近光轴110处为凸
面;
103.第八透镜l8的物侧面s15于近光轴110处为凸面,像侧面s16于近光轴110处为凹面;
104.第九透镜l9的物侧面s17于近光轴110处为凹面,像侧面s18于近光轴110处为凹面。
105.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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9的物侧面和像侧面均为非球面。
106.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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9的材质均为塑料。
107.进一步地,光学系统100满足条件式:f/tan(hfov)=6.854mm;其中,f为所述光学系统的有效焦距,hfov为所述光学系统的最大视场角的一半。满足上述条件式时,能够对光学系统100的有效焦距和最大视场角进行合理配置,有利于扩大光学系统100的视场角以实现广角特性,使得光学系统100能够获取更多的场景内容,从而丰富光学系统100的成像信息,同时也有利于抑制光学系统100的畸变,从而提升光学系统100的成像质量,另外,还有利于缩短光学系统100的总长,实现小型化设计。由此,上述光学系统100,能够兼顾广角特性、小型化设计以及良好成像质量的实现。
108.光学系统100满足条件式:imgh2/ttl=6.541mm;其中,ttl为第一透镜l1的物侧面s1至光学系统100的成像面s21于光轴110上的距离,imgh为光学系统100的最大有效成像圆的半径。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的总长和半像高,使得光学系统100能够兼顾小型化设计和大像面特性的实现,从而在结构紧凑的同时还能够具备良好的成像质量。
109.光学系统100满足条件式:ttl/imgh=1.166;其中,ttl为第一透镜l1的物侧面s1至光学系统100的成像面s21于光轴110上的距离,imgh为光学系统100的最大有效成像圆的半径。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的光学总长和半像高的比值,有利于缩短光学系统100的总长,实现超薄小型化设计,同时也有利于光学系统100获得大像面特性,从而能够匹配更高像素的感光元件而获得高成像质量,进而使得光学系统100能够兼顾小型化设计和良好成像质量。
110.光学系统100满足条件式:|f2/f123|=2.105;其中,f2为第二透镜l2的有效焦距,f123为第一透镜l1、第二透镜l2和第三透镜l3的组合焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第二透镜l2在前三片透镜中的屈折力配比,有利于入射光线在光学系统100的前三片透镜间平缓过渡,从而有利于减小边缘视场光线的偏转角,降低第三透镜l3像方各透镜(即第四透镜l4至第九透镜l9)偏折光线的屈折力负担,进而有利于降低光学系统100的设计与制造敏感度,同时也有利于避免前三片透镜产生难以校正的像差,从而有利于提升光学系统100的成像质量;并且,合理配置第二透镜l2的负屈折力贡献量,还有利于缩短光学系统100的总长,实现小型化设计,另外,还有利于使得第二透镜l2的面型不会过度弯曲,从而能够提高第二透镜l2的可加工性,降低第二透镜l2的成型难度。
111.光学系统100满足条件式:|(r1+r2)/(r1-r2)|=1.991;其中,r1为第一透镜l1的物侧面s1于光轴110处的曲率半径,r2为第一透镜l1的像侧面s2于光轴110处的曲率半径。满足上述条件式时,能够合理配置第一透镜l1的物侧面s1和像侧面s2的曲率半径,从而合
理配置第一透镜l1的形状,既有利于合理配置第一透镜l1的球差贡献量,使得光轴110上的视场和光轴110外的视场的成像质量不会因球差的贡献量变化而产生明显的退化,从而提升光学系统100的光学性能,同时还有利于使得第一透镜l1的面型不会过度弯曲,从而有利于第一透镜l1的加工成型。
112.光学系统100满足条件式:|f1/f9|=2.125;其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f9为所述第九透镜的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第一透镜l1和第九透镜l9的有效焦距的比例关系,有利于合理分配光学系统100的光焦度,从而有利于矫正光学系统100的色差和场曲,并减小光线的偏转角,进而有利于提高光学系统100的成像质量。
113.光学系统100满足条件式:|f8/f9|=1.791;其中,f8为第八透镜l8的有效焦距,f9为第九透镜l9的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置靠近后端的成像面s21的第八透镜l8和第九透镜l9的有效焦距的比值,有利于合理配置光学系统100后端的光焦度,从而有利于矫正光学系统100的色差和场曲,另外还有利于使得第八透镜l8产生的负球差和第九透镜l9产生的正球差相互抵消,从而提高光学系统100的成像质量。
114.光学系统100满足条件式:∑et/∑ct=1.065;其中,∑et为所述第一透镜至所述第九透镜中各透镜的物侧面最大有效口径处至像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离之和,∑ct为所述第一透镜至所述第九透镜中各透镜于光轴上的厚度之和。满足上述条件式时,能够合理平衡各透镜的边缘厚度与中心厚度,从而有利于提升空间利用率,降低各透镜的加工和组装难度;并且,在有利于缩短光学系统100的总长的同时,还有利于增强光学系统100校正像差的能力,从而兼顾小型化设计和高成像质量。
115.光学系统100满足条件式:sd72/sd71=1.131;其中,sd72为第七透镜l7的像侧面s14的最大有效半口径,sd71为第七透镜l7的物侧面s13的最大有效半口径。满足上述条件式时,能够合理配置第七透镜l7的物侧面s13和像侧面s14的最大有效口径,有利于光线在第七透镜l7平缓过渡,从而有利于抑制离轴像差的产生,进而提升光学系统100的成像质量;同时也有利于缩小第七透镜l7的径向尺寸,从而有利于光学系统100的小头部设计,使得光学系统100应用于电子设备时,能够缩小光学系统100在电子设备的屏幕上的开孔尺寸,进而有利于提高电子设备的屏占比;此外,还有利于提升第七透镜l7的可加工性,并有利于扩大光学系统100的光圈,从而提升光学系统100的通光量,进而有利于提升光学系统100的成像质量。
116.光学系统100满足条件式:f*fno/t34=36.687;其中,fno为光学系统100的光圈数,t34为第三透镜l3的像侧面s6至第四透镜l4的物侧面s7于光轴110上的距离。满足上述条件式时,既有利于缩短光学系统100的总长,以满足小型化设计的需求,同时也有利于增大光学系统100的通光量,从而满足光学系统100高画质、高清晰度的成像需求。
117.光学系统100满足条件式:ct3/(ct1+ct2+ct3)=2.887;其中,ct1为第一透镜l1于光轴110上的厚度,ct2为第二透镜l2于光轴110上的厚度,ct3为第三透镜l3于光轴110上的厚度。满足上述条件式时,能够合理配置第三透镜l3的中心厚度在第一透镜l1至第三透镜l3组成的前透镜组中的占比,使得第三透镜l3的中心厚度不会过厚或过薄,从而有利于提升前透镜组的加工和组装良率。
118.光学系统100满足条件式:∑ct/(ct1+ct2+ct3)=2.887;其中,∑ct为第一透镜l1至第九透镜l9中各透镜于光轴110上的厚度之和,ct1为第一透镜l1于光轴110上的厚度,
ct2为第二透镜l2于光轴110上的厚度,ct3为第三透镜l3于光轴110上的厚度。满足上述条件式时,能够合理配置所有透镜的中心厚度之和与前三片透镜的中心厚度之和的比值,从而合理配置前三片透镜的中心厚度在光学系统100中的占比,使得前三片透镜的中心厚度之和不会过大或过小,进而有利于前三片透镜的加工成型,同时降低前三片透镜的中心厚度感度,从而提升前三片透镜的成型和组装良率。
119.另外,光学系统100的各项参数由表1给出。其中,由物面(图未示出)至成像面s21的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。表1中的y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴110处的曲率半径。面序号s1和面序号s2分别为第一透镜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。第一透镜l1的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴110上的厚度,第二个数值为该透镜的像侧面至像侧方向的后一表面于光轴110上的距离。
120.需要注意的是,在该实施例及以下各实施例中,光学系统100也可不设置红外滤光片l10,但此时第九透镜l9的像侧面s18至成像面s21的距离保持不变。
121.在第一实施例中,光学系统100的有效焦距f=7.050mm,光学总长ttl=8.9mm,最大视场角的一半hfov=45.810deg,光圈数fno=2.265。由表1及图2的记载可知,光学系统100具备广角特性,能够满足大范围取像的需求,同时也能够满足小型化设计的需求,另外还具备大像面特性,从而能够匹配更高像素的感光元件而获得良好的成像质量。
122.且各透镜的焦距的参考波长为555nm,折射率和阿贝数的参考波长均为587.56nm,其他实施例也相同。
123.表1
[0124][0125][0126]
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表2给出。其中,面序号从s1-s18分别表示像侧面或物侧面s1-s18。而从上到下的k-a20分别表示非球面系数的类型,其中,k表示圆锥系数,a4表示四次非球面系数,a6表示六次非球面系数,a8表示八次非球面系数,以此类推。另外,非球面系数公式如下:
[0127][0128]
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110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。
[0129]
表2
[0130][0131][0132]
另外,图2包括光学系统100的纵向球差曲线图(longitudinal spherical aberration),纵向球差曲线表示不同波长的光线经由镜头后的汇聚焦点偏离,其中,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),横坐标表示焦点偏移,即成像面s21到光线与光轴110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,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100的像散曲线图(astigmatic field curves),其中,横坐标表示焦点偏移,纵坐标表示像高,单位为mm,且像散曲线图中的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100的场曲较小,各视场的场曲和像散均得到了良好的校正,视场中心和边缘均拥有清晰的成像。图2还包括光学系统100的畸变曲线图(distortion),畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值,其中,
横坐标表示畸变值,单位为%,纵坐标表示像高,单位为mm。由图中可知,由主光束引起的图像变形较小,系统的成像质量优良。
[0133]
第二实施例
[0134]
请参见图3和图4,图3为第二实施例中的光学系统100的结构示意图,光学系统100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、具有负屈折力的第六透镜l6、具有正屈折力的第七透镜l7、具有正屈折力的第八透镜l8以及具有负屈折力的第九透镜l9。图4由左至右依次为第二实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。
[0135]
第一透镜l1的物侧面s1于近光轴110处为凸面,像侧面s2于近光轴110处为凹面;
[0136]
第二透镜l2的物侧面s3于近光轴110处为凸面,像侧面s4于近光轴110处为凹面;
[0137]
第三透镜l3的物侧面s5于近光轴110处为凸面,像侧面s6于近光轴110处为凹面;
[0138]
第四透镜l4的物侧面s7于近光轴110处为凹面,像侧面s8于近光轴110处为凹面;
[0139]
第五透镜l5的物侧面s9于近光轴110处为凸面,像侧面s10于近光轴110处为凸面;
[0140]
第六透镜l6的物侧面s11于近光轴110处为凸面,像侧面s12于近光轴110处为凹面;
[0141]
第七透镜l7的物侧面s13于近光轴110处为凹面,像侧面s14于近光轴110处为凸面;
[0142]
第八透镜l8的物侧面s15于近光轴110处为凸面,像侧面s16于近光轴110处为凹面;
[0143]
第九透镜l9的物侧面s17于近光轴110处为凹面,像侧面s18于近光轴110处为凹面。
[0144]
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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9的物侧面和像侧面均为非球面。
[0145]
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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9的材质均为塑料。
[0146]
另外,光学系统100的各项参数由表3给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
[0147]
表3
[0148]
[0149][0150]
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表4给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
[0151]
表4
[0152]
[0153][0154]
根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
[0155]
f/tan(hfov)(mm)7.086∑et/∑ct0.999ttl/imgh1.190sd72/sd711.086|f2/f123|-1.978f*fno/t3437.218|(r1+r2)/(r1-r2)|1.903∑ct/(ct1+ct2+ct3)2.676|f8/f9|3.650imgh2/ttl(mm)6.350|f1/f9|1.889ct3/(ct1+ct2+ct3)0.430
[0156]
另外,由图4中的像差图可知,光学系统100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。
[0157]
第三实施例
[0158]
请参见图5和图6,图5为第三实施例中的光学系统100的结构示意图,光学系统100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、具有负屈折力的第六透镜l6、具有负屈折力的第七透镜l7、具有正屈折力的第八透镜l8以及具有负屈折力的第九透镜l9。图6由左至右依次为第三实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。
[0159]
第一透镜l1的物侧面s1于近光轴110处为凸面,像侧面s2于近光轴110处为凹面;
[0160]
第二透镜l2的物侧面s3于近光轴110处为凸面,像侧面s4于近光轴110处为凹面;
[0161]
第三透镜l3的物侧面s5于近光轴110处为凸面,像侧面s6于近光轴110处为凹面;
[0162]
第四透镜l4的物侧面s7于近光轴110处为凸面,像侧面s8于近光轴110处为凹面;
[0163]
第五透镜l5的物侧面s9于近光轴110处为凸面,像侧面s10于近光轴110处为凸面;
[0164]
第六透镜l6的物侧面s11于近光轴110处为凹面,像侧面s12于近光轴110处为凹面;
[0165]
第七透镜l7的物侧面s13于近光轴110处为凹面,像侧面s14于近光轴110处为凸面;
[0166]
第八透镜l8的物侧面s15于近光轴110处为凸面,像侧面s16于近光轴110处为凹面;
[0167]
第九透镜l9的物侧面s17于近光轴110处为凹面,像侧面s18于近光轴110处为凹面。
[0168]
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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9的物侧面和像侧面均为非球面。
[0169]
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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9的材质均为塑料。
[0170]
另外,光学系统100的各项参数由表5给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
[0171]
表5
[0172][0173][0174]
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表6给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
[0175]
表6
[0176][0177][0178]
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
[0179]
f/tan(hfov)(mm)7.382∑et/∑ct1.024ttl/imgh1.227sd72/sd711.246|f2/f123|-0.869f*fno/t3471.064|(r1+r2)/(r1-r2)|1.668∑ct/(ct1+ct2+ct3)2.863|f8/f9|2.349imgh2/ttl(mm)6.178|f1/f9|1.901ct3/(ct1+ct2+ct3)2.863
[0180]
另外,由图6中的像差图可知,光学系统100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。
[0181]
第四实施例
[0182]
请参见图7和图8,图7为第四实施例中的光学系统100的结构示意图,光学系统100
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、具有负屈折力的第五透镜l5、具有正屈折力的第六透镜l6、具有负屈折力的第七透镜l7、具有正屈折力的第八透镜l8以及具有负屈折力的第九透镜l9。图8由左至右依次为第四实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。
[0183]
第一透镜l1的物侧面s1于近光轴110处为凸面,像侧面s2于近光轴110处为凹面;
[0184]
第二透镜l2的物侧面s3于近光轴110处为凸面,像侧面s4于近光轴110处为凹面;
[0185]
第三透镜l3的物侧面s5于近光轴110处为凸面,像侧面s6于近光轴110处为凹面;
[0186]
第四透镜l4的物侧面s7于近光轴110处为凸面,像侧面s8于近光轴110处为凹面;
[0187]
第五透镜l5的物侧面s9于近光轴110处为凸面,像侧面s10于近光轴110处为凹面;
[0188]
第六透镜l6的物侧面s11于近光轴110处为凸面,像侧面s12于近光轴110处为凹面;
[0189]
第七透镜l7的物侧面s13于近光轴110处为凹面,像侧面s14于近光轴110处为凸面;
[0190]
第八透镜l8的物侧面s15于近光轴110处为凸面,像侧面s16于近光轴110处为凹面;
[0191]
第九透镜l9的物侧面s17于近光轴110处为凹面,像侧面s18于近光轴110处为凹面。
[0192]
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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9的物侧面和像侧面均为非球面。
[0193]
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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9的材质均为塑料。
[0194]
另外,光学系统100的各项参数由表7给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
[0195]
表7
[0196][0197]
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表8给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
[0198]
表8
[0199]
[0200][0201]
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
[0202]
f/tan(hfov)(mm)7.156∑et/∑ct1.027ttl/imgh1.205sd72/sd711.232|f2/f123|-1.139f*fno/t3458.236|(r1+r2)/(r1-r2)|1.817∑ct/(ct1+ct2+ct3)2.816|f8/f9|2.597imgh2/ttl(mm)1.205|f1/f9|2.082ct3/(ct1+ct2+ct3)0.477
[0203]
另外,由图8中的像差图可知,光学系统100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。
[0204]
第五实施例
[0205]
请参见图9和图10,图9为第五实施例中的光学系统100的结构示意图,光学系统100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、具有正屈折力的第六透镜l6、具有负屈折力的第七透镜l7、具有正屈折力的第八透镜l8以及具有负屈折力的第九透镜l9。图10由左至右依次为第五实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。
[0206]
第一透镜l1的物侧面s1于近光轴110处为凸面,像侧面s2于近光轴110处为凹面;
[0207]
第二透镜l2的物侧面s3于近光轴110处为凸面,像侧面s4于近光轴110处为凹面;
[0208]
第三透镜l3的物侧面s5于近光轴110处为凸面,像侧面s6于近光轴110处为凹面;
[0209]
第四透镜l4的物侧面s7于近光轴110处为凸面,像侧面s8于近光轴110处为凹面;
[0210]
第五透镜l5的物侧面s9于近光轴110处为凸面,像侧面s10于近光轴110处为凹面;
[0211]
第六透镜l6的物侧面s11于近光轴110处为凸面,像侧面s12于近光轴110处为凹面;
[0212]
第七透镜l7的物侧面s13于近光轴110处为凹面,像侧面s14于近光轴110处为凸面;
[0213]
第八透镜l8的物侧面s15于近光轴110处为凸面,像侧面s16于近光轴110处为凹面;
[0214]
第九透镜l9的物侧面s17于近光轴110处为凹面,像侧面s18于近光轴110处为凹面。
[0215]
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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9的物侧面和像侧面均为非球面。
[0216]
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、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8以及第九透镜l9的材质均为塑料。
[0217]
另外,光学系统100的各项参数由表9给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
[0218]
表9
[0219][0220]
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表10给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
[0221]
表10
[0222][0223][0224]
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
[0225]
f/tan(hfov)(mm)6.850∑et/∑ct1.038ttl/imgh1.185sd72/sd711.231|f2/f123|-1.284f*fno/t3452.011|(r1+r2)/(r1-r2)|1.871∑ct/(ct1+ct2+ct3)2.771|f8/f9|2.524imgh2/ttl(mm)6.369|f1/f9|2.133ct3/(ct1+ct2+ct3)2.771
[0226]
另外,由图10中的像差图可知,光学系统100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。
[0227]
请参见图11,在一些实施例中,光学系统100可与感光元件210组装形成取像模组200。此时,感光元件210的感光面可视为光学系统100的成像面s21。取像模组200还可设置有红外滤光片l10,红外滤光片l10设置于第九透镜l9的像侧面s18与成像面s21之间。具体地,感光元件210可以为电荷耦合元件(charge coupled device,ccd)或互补金属氧化物半导体器件(complementary metal-oxide semiconductor sensor,cmos sensor)。在取像模组200中采用上述光学系统100,能够兼顾广角特性、小型化设计以及良好成像质量的实现。
[0228]
请参见图11和图12,在一些实施例中,取像模组200可应用于电子设备300中,电子设备300包括壳体310,取像模组200设置于壳体310。具体地,电子设备300可以为但不限于便携电话机、视频电话、智能手机、电子书籍阅读器、行车记录仪等车载摄像设备或智能手表等可穿戴装置。当电子设备300为智能手机时,壳体310可以为电子设备300的中框。在电子设备300中采用上述取像模组200,能够兼顾广角特性、小型化设计以及良好成像质量的实现。
[0229]
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。
[0230]
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。
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