光学系统、摄像模组及终端设备的制作方法

本技术涉及摄影成像，特别是涉及一种光学系统、摄像模组及终端设备。

背景技术：

1、随着科技的快速发展，医疗事业也取得了巨大的进步，使用内窥镜进行检查以及使用内窥镜进行微创手术的技术逐渐发展和成熟。内窥镜作为一种光学仪器，可通过人体的自然通道进入体内对病变部位进行成像，可以直接观察到脏器内的病变。然而医疗领域现有的内窥镜检测设备体积较大，视场较小，从而容易影响医疗诊断。

技术实现思路

1、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，本技术第一方面提出一种光学系统，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。

2、本实用新型第二方面还提出一种摄像模组。

3、本实用新型第三方面还提出一种终端设备。

4、根据本技术第一方面所述的光学系统，具有屈折力的透镜数量为四片，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凸面，像侧面于近光轴处为凹面；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凹面，像侧面于近光轴处为凸面；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凸面；具有负屈折力的第四透镜，所述第四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。

5、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凸凹面型设计，可以有利于增强第一透镜的负屈折力，便于大角度入射光线的汇聚，以有利于增大光学系统的视场角；通过使第二透镜具有负屈折力，可以矫正光线经过第一透镜所产生的球差，另外，还通过第二透镜的物侧面为凹面、像侧面为凸面的面型设计，可以进一步有利于光线的汇聚，提高光学系统的光学性能；具有正屈折力和凸凸面型的第三透镜，有利于大角度光线的平滑过渡，进一步汇聚光线，缩短光学系统的系统总长，配合具有负屈折力的第四透镜，且第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凹凸面的面型设计，有利于矫正光学系统物侧透镜(即第一透镜和第二透镜)产生的像散，同时平衡物侧透镜(即第一透镜和第二透镜)在汇聚入射光线时所带来的难以校正的像差，降低色差的产生，提高光学系统的成像品质。

6、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

7、210°/mm＜fov/f＜300°/mm；fov为所述光学系统的最大视场角，f所述为光学系统的有效焦距。满足上述关系式，可以使该光学系统在具有较大的视场角的同时满足小型化需求。

8、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

9、140°＜fov＜150°；fov为所述光学系统的最大视场角。满足上述关系式，可以使光学系统具有大视场角，满足广视角范围的拍摄需求。

10、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

11、0.05＜|f1/f2|＜0.12；21＜|f2/f3|＜38；0.58＜|f3/f4|＜0.65；f1为所述第一透镜的有效焦距，f2所述为第二透镜的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距，f4为所述第四透镜的有效焦距。满足上述关系式，可以有利于合理控制各透镜的屈折力在光学系统中的合理分配，同时，还可以有效的控制光学系统的有效焦距，使得有效焦距合理减小(例如小于0.6mm)，从而使光学系统的dof(depth of focus，景深)更宽，景深效果更好。

12、在其中一个实施例中，所述光学系统还包括光阑，所述光阑位于所述第二透镜的像侧面和所述第三透镜的物侧面之间，所述光学系统满足关系：

13、1.45＜ct2/ct1＜2.35；ct1为所述第一透镜于光轴上的厚度，即第一透镜的中厚，ct2为所述第二透镜于光轴上的厚度，即第二透镜的中厚。满足上述关系式，可以合理控制第一透镜的中厚和第二透镜的中厚，透镜的合理面型便于注塑成型，有利于射出成型时的均匀性，从而可以有利于第一透镜和第二透镜的组装，另外，还有利于缩短光学系统的总长，利于实现光学系统的小型化设计。

14、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

15、4.9＜(ct1+ct2+ct3+ct4)/(ac1+ac2+ac3)＜5.5；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，ct4为所述第四透镜于光轴上的厚度，ac1为所述第一透镜和所述第二透镜于光轴上的空气间隔，ac2为所述第二透镜和所述第三透镜于光轴上的空气间隔，ac3为所述第三透镜和所述第四透镜于光轴上的空气间隔。满足上述关系式，各透镜的厚度和间隙得以合理分配，可以缩短光学系统的总长，利于光学系统小型化设计，还能提升光学系统成像质量。

16、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

17、f/ttl＜0.2；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，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系式，可以使得光学系统能与大尺寸(例如1/14英寸)的感光芯片匹配，并且还能取得较好的成像效果。

18、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

19、0.6mm＜ttl/fno＜0.7mm；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，fno为所述光学系统的光圈数。满足上述关系式，使得光学系统具有较短的光学总长和较小的光圈，可以使该光学系统能满足小型化需求，同时满足景深需求。

20、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

21、0.42mm＜(ttl-bfl)/fno＜0.47mm；bfl为所述第四透镜的像侧面至成像面的于光轴上的距离，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，fno为所述光学系统的光圈数。满足上述关系，光学系统具有较短的光学后焦，可以使该光学系统能满足小型化需求，同时光学系统具有小光圈，满足景深需求。

22、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

23、2.5＜vd1/vd2＜2.8；2.3＜vd3/vd4＜2.4；vd1为所述第一透镜的色散系数，vd2为所述第二透镜的色散系数，vd3为所述第三透镜的色散系数，vd4为所述第四透镜的色散系数。满足上述关系式，有利于矫正像差，可以提高成像质量，并且还有利于中心成像接近衍射极限。

24、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

25、1.5＜|r42/r31|＜2；r31为所述第三透镜物侧面于光轴处的曲率半径，r42为所述第四透镜像侧面于光轴处的曲率半径，光阑位于所述第二透镜的像侧面和所述第三透镜的物侧面之间。r31和r42均处于光阑朝向成像面的一侧，因此光学系统的敏感较高，满足上述关系式，可以有效的降低光学系统的敏感度，提升装配良率。

26、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

27、31°＜fov/fno＜33°；fov为所述光学系统的最大视场角，fno为所述光学系统的光圈数。满足上述关系式，可以使该光学系统能满足大角度摄像的同时满足景深需求。

28、在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

29、0.1mm＜f/fno＜0.15mm；fno为所述光学系统的光圈数，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述条件式，使得光学系统具有较小的焦距和合理的光圈，可以有利于平衡光学系统的成像质量和景深范围，即在满足成像需求的同时，也满足景深需求。

30、在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

31、1.5mm＜|f1+f2+f3+f4|/fno＜3mm；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，f3为所述第三透镜的有效焦距，f4为所述第四透镜的有效焦距，fno为所述光学系统的光圈数。满足上述关系式，可以有效的控制光学系统的有效焦距，使得光学系统的有效焦距合理减小(例如小于0.6mm)，从而使光学系统的dof(depth of focus，景深)更宽，景深效果更好。

32、在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

33、2.8＜(ct1+ct2+ct3+ct4)/f＜3.1；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，ct4为所述第四透镜于光轴上的厚度，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系式，光学系统在较小的焦距下，各透镜的厚度得以合理控制，有利于缩短光学系统的总长，利于光学系统小型化设计。

34、在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

35、0.35mm＜(ct1+ct2+ct3+ct4)/fno＜0.39mm；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；ct4为所述第四透镜于光轴上的厚度，fno为所述光学系统的光圈数。满足上述关系式，使得光学系统具有较小的透镜厚度和与适当的光圈，可以缩短光学系统的总长，利于光学系统小型化设计，同时满足景深需求。

36、在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

37、1.7＜(ct1+ct2+ct3+ct4)/bfl＜1.9；ct1为所述第一透镜于所述光轴上的厚度，ct2为所述第二透镜于所述光轴上的厚度，ct3为所述第三透镜于所述光轴上的厚度，ct4为所述第四透镜于所述光轴上的厚度，bfl为所述第四透镜的像侧面至成像面于光轴上的距离。满足上述关系式，可以缩短光学系统的总长，利于光学系统小型化设计，同时还有利于降低各个透镜的制造难度。

38、在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

39、13.7mm-1＜fno/(ac1+ac2+ac3)＜14.2mm-1；ac1为所述第一透镜和所述第二透镜于光轴上的空气间隔，ac2为所述第二透镜和所述第三透镜于光轴上的空气间隔，ac3为所述第三透镜和所述第四透镜于光轴上的空气间隔，fno为所述光学系统的光圈数。满足上述关系式，光学系统的通光孔径得以有效控制，而各透镜之间合理的间隔使得小光圈的光线具有足够的空间过渡，可以提升成像质量，利于ri((relative illumination，相对照度)的优化。

40、在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

41、1.6＜f/(ac1+ac2+ac3)＜1.9；ac1为所述第一透镜和第二透镜于光轴上的空气间隔，ac2为所述第二透镜和所述第三透镜于所述光轴上的空气间隔，ac3为所述第三透镜和所述第四透镜于所述光轴上的空气间隔，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系式，有利于合理控制光学系统的总长，实现光学系统的小型化设计，并且有效平衡光学系统的总长与有效焦距，进而提升光学系统的成像质量。

42、在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

43、0.33＜(ac1+ac2+ac3)/bfl＜0.35；ac1为所述第一透镜和所述第二透镜于所述光轴上的空气间隔，ac2为所述第二透镜和所述第三透镜于所述光轴上的空气间隔，ac3为所述第三透镜和所述第四透镜于所述光轴上的空气间隔，bfl为所述第四透镜的像侧面至成像面于光轴上的距离。满足上述关系式，可以在提升光学系统的成像质量的同时降低各个透镜的制造难度。

44、根据本技术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。

45、根据本技术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。

46、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。