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光学系统、取像模组及电子设备的制作方法

2022-06-01 02:53:06 来源:中国专利 TAG:


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.近些年来,随着智能手机、平板电脑、电子阅读器等电子设备的迅速发展,摄像镜头在电子设备中的应用也越来越广泛。其中,由于摄像镜头通常搭配有多片具备屈折力的透镜,并且摄像镜头在轴向上需要有足够的空间来偏折光线,使得来自物方的光线能够入射到成像面上成像。然而,为满足高成像质量的要求,目前的摄像镜头的轴向尺寸通常较大,导致电子设备的体积增大,不利于电子设备的小型化设计。


技术实现要素:

3.基于此,有必要提供一种光学系统、取像模组及电子设备,以压缩摄像镜头的轴向尺寸。
4.一种光学系统,沿光轴由物侧至像侧依次包括:
5.折反射式透镜,所述折反射式透镜具有正屈折力,并包括第一折射面、第一反射面、第二反射面和第二折射面,所述第一折射面和所述第二反射面朝向物侧,所述第一反射面和所述第二折射面朝向像侧,所述第一折射面与所述第二反射面为凹面,所述第一反射面与所述第二折射面为凸面;
6.具有正屈折力的第二透镜,所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
7.具有负屈折力的第三透镜,所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凹面;以及
8.具有屈折力的第四透镜,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;
9.其中,所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜同轴设置,所述第一折射面和所述第二反射面背向所述第二透镜。
10.上述折反射式透镜,来自物侧的光线从第一折射面进入折反射式透镜后,被第一反射面反射至第二反射面上,进而被第二反射面反射后透过第二折射面射出,其中,第一折射面、第一反射面、第二折射面和第二反射面均为凸面或凹面,即均能够对光线起到调节作用。由此,设置一个折反射式透镜即可实现对光线的四次调节以及光路的多次折叠,换言之,通过一个透镜即可实现多个光学结构的效果,从而有利于压缩光学系统的轴向尺寸。
11.上述光学系统,采用上述的折反射式透镜,通过一个折反射式透镜能够实现光路的多次折叠以及对光线的多次调节,从而在实现光学系统的长焦特性的同时,还有利于压缩光学系统的轴向尺寸,从而同时实现长焦特性和小型化设计。
12.在其中一个实施例中,所述第一折射面位于所述第一透镜朝向物侧的表面的外环区域,所述第一反射面位于所述第一透镜朝向像侧的表面的外环区域,所述第二反射面位于所述第一透镜朝向物侧的表面的内环区域,所述第二折射面位于所述第一透镜朝向像侧的表面的内环区域。如此设置,折反射式透镜能够接收第二反射面外环各位置的光线,从而
有利于扩大折反射式透镜的视场范围。
13.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
14.2≤f*tan(hfov)/t34≤5;
15.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,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,即所述第三透镜和所述第四透镜于光轴上的空气间隔。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统的有效焦距、光学系统的最大视场角的一半以及第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔,从而有利于缩短光学系统的轴向尺寸,同时有利于减小光线在第三透镜和第四透镜之间的偏折角度,使得光线能够平缓过渡,进而有利于减小成像面上主光线的入射角度,提升光学系统的成像质量。
16.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
17.1.4≤f/epd≤1.8;
18.其中,f为所述光学系统的有效焦距,epd为所述光学系统的入瞳直径。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统的有效焦距和入瞳直径,有利于提升光学系统的进光量,实现大光圈特性,从而使得光学系统在弱光环境下也能够具备良好的成像质量。
19.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
20.0.5≤ttl/f≤0.6;
21.其中,ttl为所述折反射式透镜的第二反射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,f为所述光学系统的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统的光学总长和有效焦距的比值,有利于在实现长焦特性的同时压缩光学系统的轴向尺寸,从而兼顾长焦特性和小型化设计的实现。
22.在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
[0023]-4.5≤f/f3≤-2.5;
[0024]
其中,f为所述光学系统的有效焦距,f3为所述第三透镜的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统的有效焦距与第三透镜的有效焦距的比值,从而合理配置第三透镜在光学系统中的光焦度贡献,进而合理配置第三透镜的正球差贡献率,使得第三透镜能够有效平衡第二透镜的负屈折力,提升光学系统的成像质量。
[0025]
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
[0026]
0<|f/f4|≤1.5;
[0027]
其中,f为所述光学系统的有效焦距,f4为所述第四透镜的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统的有效焦距和第四透镜的有效焦距的比值,从而使得第四透镜能够有效平衡物侧各透镜产生的球差,进而能够有效校正光学系统的球差,同时还有利于第四透镜有效校正轴上视场的像差,提升光学系统的成像质量。
[0028]
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
[0029]
4.5≤|f/f2| |f/f3|≤6.8;
[0030]
其中,f为所述光学系统的有效焦距,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。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统的正三阶球差和负五阶球差,从而有效平衡第二透镜和第三透镜所产生的负三阶球差和正五阶球差,进而有利于校正光学系统的球差,提升轴上视场的成像质量。
[0031]
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
[0032]
1≤(r9 r10)/r7≤4.5;
[0033]
其中,r7为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,r9为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,r10为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述条件式时,能够合理配置第三透镜的物侧面以及第四透镜的物侧面和像侧面的曲率半径,有利于合理配置光学系统各个视场的主光线在成像面的入射角,满足光学系统设计主光线入射角度的要求,从而有利于光学系统更好地与感光元件匹配,提升光学系统的成像质量。
[0034]
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
[0035]
1.5≤ttl/(ct1 ct2 ct3 ct4)≤2;
[0036]
其中,ct1为所述折反射式透镜于光轴上的厚度,即所述折反射式透镜的中心厚度,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,ct4为所述第四透镜于光轴上的厚度,即所述第四透镜的中心厚度,ttl为所述折反射式透镜的第二反射面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离。满足上述条件式时,能够合理配置各透镜的中心厚度之和与光学系统的光学总长的比值,有利于合理平衡光学系统的畸变范围,使得光学系统具有良好的畸变表现,从而提升光学系统的成像质量,同时,各透镜的厚度和间距的合理配置也有利于降低光学系统的加工和组装难度,并有利于压缩光学系统的轴上尺寸,满足小型化设计的需求。
[0037]
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
[0038]
2.5≤f23/f34≤5;
[0039]
其中,f23为所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距,f34为所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第二透镜和第三透镜的组合焦距以及第三透镜和第四透镜的组合焦距的比值,有利于合理约束第二透镜、第三透镜和第四透镜的球差和慧差的贡献量,从而有利于降低光学系统的敏感性,提升光学系统的成像质量。
[0040]
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
[0041]-2.5≤f123/f234≤-0.5;
[0042]
其中,f123为所述折反射式透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距,f234为所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距。满足上述条件式时,能够合理配置折反射式透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距以及第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距的比值,有利于光学系统作为一个具有合理光焦度的光学组元群,从而有利于减小光学系统的像差,进而提升光学系统的成像质量。
[0043]
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,在实现长焦特性的同时还能够满足小型化设计的需求。
[0044]
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,在实现长焦特性的同时还能够满足小型化设计的需求。
附图说明
[0045]
图1为本技术第一实施例中的光学系统的结构示意图;
[0046]
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;
[0047]
图3为本技术第一实施例中的光学系统的mtf曲线图;
[0048]
图4为本技术第二实施例中的光学系统的结构示意图;
[0049]
图5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;
[0050]
图6为本技术第二实施例中的光学系统的mtf曲线图;
[0051]
图7为本技术第三实施例中的光学系统的结构示意图;
[0052]
图8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;
[0053]
图9为本技术第三实施例中的光学系统的mtf曲线图;
[0054]
图10为本技术第四实施例中的光学系统的结构示意图;
[0055]
图11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;
[0056]
图12为本技术第四实施例中的光学系统的mtf曲线图;
[0057]
图13为本技术第五实施例中的光学系统的结构示意图;
[0058]
图14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;
[0059]
图15为本技术第五实施例中的光学系统的mtf曲线图;
[0060]
图16为本技术第六实施例中的光学系统的结构示意图;
[0061]
图17为本技术第六实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
[0062]
图18为本技术第六实施例中的光学系统的mtf曲线图;
[0063]
图19为本技术一实施例中的取像模组的示意图;
[0064]
图20为本技术一实施例中的电子设备的示意图。
具体实施方式
[0065]
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。
[0066]
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。
[0067]
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。
[0068]
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。
[0069]
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。
[0070]
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。
[0071]
请参见图1,本技术提供一种折反射式透镜l1,折反射式透镜l1具有屈折力,能够对光线起到调节作用,折反射式透镜l1可应用于智能手机、平板电脑、电子阅读器等具有摄像功能的电子设备的取像模组中,或者应用于其他任意适用的装置的摄像镜头中,以起到光线调节的作用。具体地,折反射式透镜l1包括第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3和第二折射面s4,第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3和第二折射面s4均可以为凸面或凹面,换言之,折反射式透镜l1的四个表面均具有调节光线的作用。第一折射面s1和第二反射面s3朝向物侧,第一反射面s2和第二折射面s4朝向像侧。第一折射面s1与第一反射面s2的位置相对应,换言之,从第一折射面s1进入折反射式透镜l1的光线能够到达第一反射面s2,并被第一反射面s2反射。第二反射面s3和第二折射面s4的位置相对应,换言之,第二反射面s3能够将光线朝第二折射面s4反射,经第二反射面s3反射的光线能够在第二折射面s4处发生折射而射出折反射式透镜l1。折反射式透镜l1的光轴110经过第二反射面s3和第二折射面s4。
[0072]
上述折反射式透镜l1,来自物侧的光线从第一折射面s1进入折反射式透镜l1后,被第一反射面s2反射至第二反射面s3上,进而被第二反射面s3反射后透过第二折射面s4射出。由此,设置一个折反射式透镜l1即可实现对光线的四次调节以及光路的多次折叠,换言之,通过一个透镜即可实现多个光学结构的效果,从而有利于压缩光学系统100的轴向尺寸。
[0073]
可以理解的是,折反射式透镜l1本体可采用塑料或玻璃等透光材质,从而形成第一折射面s1和第二折射面s2。而第一反射面s2和第二反射面s3可通过在折反射式透镜l1本体表面的对应位置镀膜形成,例如在折反射式透镜l1本体的表面镀银形成第一反射面s2和第二反射面s3。当然,第一反射面s2和第二反射面s3还可通过在折反射式透镜l1的本体上设置其他反光材质形成,此处不再赘述。
[0074]
在一些实施例中,第一折射面s1位于第二反射面s3的任意一侧或多侧,以接收第二反射面s3的一侧或多侧的光线,且第一折射面s1和第二反射面s3在垂直于光轴110的平面上的投影不重叠。在一些实施例中,第一反射面s2位于第二折射面s4的任意一侧或多侧,且第一反射面s2和第二折射面s4在垂直于光轴110的平面上的投影不重叠。当然,无论第一折射面s1位于第二反射面s3的一侧或多侧,第一折射面s1与第一反射面s2的位置均相对
应,以便于第一折射面s1接收的光线均能够被第一反射面s2反射。
[0075]
在一些实施例中,第一折射面s1环绕第二反射面s3,第一反射面s2环绕第二折射面s4。如此设置,折反射式透镜l1能够接收第二反射面s3周侧各位置的光线。具体地,第一折射面s1位于第一透镜l1朝向物侧的表面的外环区域,第一反射面s2位于第一透镜l1朝向像侧的表面的外环区域,第二反射面s3位于第一透镜l1朝向物侧的表面的内环区域,第二折射面s4位于第一透镜l1朝向像侧的表面的内环区域。如此设置,有利于扩大折反射式透镜l1的视场范围。在一些实施例中,折反射式透镜l1还包括连接第一折射面s1和第二折射面s3的第一连接面120,以及连接第一反射面s2和第二折射面s4的第二连接面130。
[0076]
在一些实施例中,折反射式透镜l1具有正屈折力,第一折射面s1和第二反射面s3均为凹面,第一反射面s2和第二折射面s4均为凸面。
[0077]
需要说明的是,当第一折射面s1环绕第二反射面s3时,第一折射面s1可以理解为一朝向物侧的虚拟凹面的边缘部分,折反射式透镜l1的光轴110经过该虚拟凹面的中心。同理,当第一反射面s2环绕第二折射面s4时,第一反射面s2可以理解为一朝向朝向的虚拟凸面的边缘部分,光轴110经过该虚拟凸面的中心。因此,在下文的记载,描述第一折射面s1的面型,均可以理解为第一折射面s1所属的虚拟凹面的面型,描述第一折射面s1至另一表面于光轴110上的距离,均可以理解为该虚拟凹面至另一表面于光轴100上的距离,第一反射面s2同理。
[0078]
请再参见图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折反射式透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及第四透镜l4。具体地,第二透镜l2包括物侧面s5及像侧面s6,第三透镜l3包括物侧面s7及像侧面s8,第四透镜l4包括物侧面s9及像侧面s10。折反射式透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及第四透镜l4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,第一折射面s1和第二反射面s3背向第二透镜l2。
[0079]
其中,折反射式透镜l1具有正屈折力,第一折射面s1与第二反射面s3为凹面,第一反射面s2与第二折射面s4为凸面。第二透镜l2具有正屈折力,第二透镜l2的像侧面s6于近光轴110处为凸面。第三透镜l3具有负屈折力,第三透镜l3的物侧面s5于近光轴110处为凹面。第四透镜l4具有屈折力,第四透镜l4的物侧面s9于近光轴110处为凹面,像侧面s10于近光轴110处为凸面。
[0080]
上述光学系统100,采用上述的折反射式透镜l1,通过一个折反射式透镜l1能够实现光路的多次折叠以及对光线的多次调节,从而在实现光学系统100的长焦特性的同时,还有利于压缩光学系统100的轴向尺寸,从而同时实现长焦特性和小型化设计。
[0081]
另外,在一些实施例中,光学系统100还包括位于第四透镜l4像侧的成像面s13,入射光经折反射式透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及第四透镜l4调节后能够成像于成像面s13。在一些实施例中,光学系统100设置有光阑sto,光阑sto可设置于折反射式透镜l1的物侧或设置于任意两片透镜之间,例如,光阑sto设置于折反射式透镜l1的像侧面上,具体可设置于第一反射面s2的周缘。在一些实施例中,光学系统100还包括设置于第四透镜l4像侧的红外滤光片l5。红外滤光片l5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s13而影响正常成像。
[0082]
在一些实施例中,第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3、第二折射面s4以
及光学系统100的其余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。
[0083]
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。
[0084]
需要注意的是,第二透镜l2并不意味着只存在一片透镜,在一些实施例中,第二透镜l2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s5,最靠近像侧的表面可视为像侧面s6。或者,第二透镜l2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s5,最靠近像侧的透镜的像侧面为像侧面s6。另外,一些实施例中的第三透镜l3、第四透镜l4或第五透镜l5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。
[0085]
进一步地,在一些实施例中,光学系统100满足条件式:2≤f*tan(hfov)/t34≤5;其中,f为光学系统100的有效焦距,hfov为光学系统100的最大视场角的一半,t34为第三透镜l3的像侧面s8至第四透镜l4的物侧面s9于光轴110上的距离。具体地,f*tan(hfov)/t34可以为:2.09、2.11、2.22、2.35、2.39、2.40、2.52、2.79、3.01或4.55。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的有效焦距、光学系统100的最大视场角的一半以及第三透镜l3和第四透镜l4在光轴110上的空气间隔,从而有利于缩短光学系统100的轴向尺寸,同时有利于减小光线在第三透镜l33和第四透镜l4之间的偏折角度,使得光线能够平缓过渡,进而有利于减小成像面s13上主光线的入射角度,提升光学系统100的成像质量。
[0086]
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s13与感光元件的感光面重合。此时,光学系统100成像面s13上有效像素区域具有水平方向以及对角线方向,则最大视场角可以理解为光学系统对角线方向的最大视场角。
[0087]
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:1.4≤f/epd≤1.8;其中,f为光学系统100的有效焦距,epd为光学系统100的入瞳直径。具体地,f/epd可以为:1.40、1.50、1.58、1.60、1.62、1.65、1.70、1.72、1.74或1.75。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的有效焦距和入瞳直径,有利于提升光学系统100的进光量,实现大光圈特性,从而使得光学系统100在弱光环境下也能够具备良好的成像质量。
[0088]
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:0.5≤ttl/f≤0.6;其中,ttl为折反射式透镜l1的第二反射面s3至光学系统100的成像面s13于光轴110上的距离,具体地,可以为第二反射面s3至成像面s13于光轴110上的距离,f为光学系统100的有效焦距。具体地,ttl/f可以为:0.52、0.53、0.54、0.55、0.56或0.57。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的光学总长和有效焦距的比值,有利于在实现长焦特性的同时压缩光学系统100的轴向
尺寸,从而兼顾长焦特性和小型化设计的实现。
[0089]
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:-4.5≤f/f3≤-2.5;其中,f为光学系统100的有效焦距,f3为第三透镜l3的有效焦距。具体地,f/f3可以为:-4.08、-4.01、-3.89、-3.77、-3.55、-3.43、-3.25、-3.22、-3.21或-2.99。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的有效焦距与第三透镜l3的有效焦距的比值,从而合理配置第三透镜l3在光学系统100中的光焦度贡献,进而合理配置第三透镜l3的正球差贡献率,使得第三透镜l3能够有效平衡第二透镜l2的负屈折力,提升光学系统100的成像质量。
[0090]
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:0<|f/f4|≤1.5;其中,f为光学系统100的有效焦距,f4为第四透镜l4的有效焦距。具体地,f/f4可以为:0.04、0.12、0.19、0.68、0.75、0.77、1.02、1.05、1.07或1.09。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的有效焦距和第四透镜l4的有效焦距的比值,从而使得第四透镜l4能够有效平衡物侧各透镜产生的球差,进而能够有效校正光学系统100的球差,同时还有利于第四透镜l4有效校正轴上视场的像差,提升光学系统100的成像质量。
[0091]
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:4.5≤|f/f2| |f/f3|≤6.8;其中,f为光学系统100的有效焦距,f2为第二透镜l2的有效焦距,f3为第三透镜l3的有效焦距。具体地,|f/f2| |f/f3|可以为:4.584、4.714、4.925、5.135、5.347、5.558、5.677、5.826、5.903或6.723。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的正三阶球差和负五阶球差,从而有效平衡第二透镜l2和第三透镜l3所产生的负三阶球差和正五阶球差,进而有利于校正光学系统100的球差,提升轴上视场的成像质量。
[0092]
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:1≤(r9 r10)/r7≤4.5;其中,r7为第三透镜l3的物侧面s7于光轴110处的曲率半径,r9为第四透镜l4的物侧面s9于光轴110处的曲率半径,r10为第四透镜l4的像侧面s10于光轴110处的曲率半径。具体地,(r9 r10)/r7可以为:1.23、1.55、1.98、2.02、2.34、2.55、2.67、2.83、3.27或4.25。满足上述条件式时,能够合理配置第三透镜l3的物侧面s7以及第四透镜l4的物侧面s9和像侧面s10的曲率半径,有利于合理配置光学系统100各个视场的主光线在成像面s13的入射角,满足光学系统100设计主光线入射角度的要求,从而有利于光学系统100更好地与感光元件匹配,提升光学系统100的成像质量。
[0093]
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:1.5≤ttl/(ct1 ct2 ct3 ct4)≤2;其中,ct1为折反射式透镜l1于光轴110上的厚度,具体可以为第二反射面s3至第二折射面s4于光轴110上的距离,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,ct4为第四透镜l4于光轴110上的厚度,ttl为折反射式透镜l1的第二反射面s3至光学系统100的成像面s13于光轴110上的距离。具体地,(ct1 ct2 ct3 ct4)/ttl可以为:1.77、1.79、1.80、1.82、1.84、1.86、1.87、1.88、1.90或1.91。满足上述条件式时,能够合理配置各透镜的中心厚度之和与光学系统100的光学总长的比值,有利于合理平衡光学系统100的畸变范围,使得光学系统100具有良好的畸变表现,从而提升光学系统100的成像质量,同时,各透镜的厚度和间距的合理配置也有利于降低光学系统100的加工和组装难度,并有利于压缩光学系统100的轴上尺寸,满足小型化设计的需求。
[0094]
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:2.5≤f23/f34≤5;其中,f23为第二透镜l2和第三透镜l3的组合焦距,f34为第三透镜l3和第四透镜l4的组合焦距。具体地,f23/
f34可以为:2.69、2.78、2.89、3.34、3.59、3.98、4.01、4.37、4.55或4.97。满足上述条件式时,能够合理配置第二透镜l2和第三透镜l3的组合焦距以及第三透镜l3和第四透镜l4的组合焦距的比值,有利于合理约束第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的球差和慧差的贡献量,从而有利于降低光学系统100的敏感性,提升光学系统100的成像质量。
[0095]
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:-2.5≤f123/f234≤-0.5;其中,f123为折反射式透镜l1、第二透镜l2和第三透镜l3的组合焦距,f234为第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的组合焦距。具体地,f123/f234可以为:-2.10、-2.05、-2.01、-1.97、-1.83、-1.55、-1.21、-1.08、-0.97或-0.92。满足上述条件式时,能够合理配置折反射式透镜l1、第二透镜l2和第三透镜l3的组合焦距以及第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的组合焦距的比值,有利于光学系统100作为一个具有合理光焦度的光学组元群,从而有利于减小光学系统100的像差,进而提升光学系统100的成像质量。
[0096]
以上的有效焦距和组合焦距数值的参考波长均为555nm。
[0097]
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。
[0098]
第一实施例
[0099]
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具有正屈折力的折反射式透镜l1、具有正屈折力的第二透镜l2、具有负屈折力的第三透镜l3以及具有负屈折力的第四透镜l4。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。在第一实施例中,光阑sto设置于折反射式透镜l1的像侧面,例如设置于第一反射面s2的周缘,其他实施例也相同。
[0100]
第一折射面s1于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0101]
第一反射面s2于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0102]
第二反射面s3于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0103]
第二折射面s4于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0104]
第二透镜l2的物侧面s5于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0105]
第二透镜l2的像侧面s6于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0106]
第三透镜l3的物侧面s7于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0107]
第三透镜l3的像侧面s8于近光轴110处为凹面,于圆周处为凸面;
[0108]
第四透镜l4的物侧面s9于近光轴110处为凹面,于圆周处为凸面;
[0109]
第四透镜l4的像侧面s10于近光轴110处为凸面,于圆周处为凹面。
[0110]
第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3、第二折射面s4以及第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的物侧面和像侧面均为非球面。
[0111]
需要注意的是,在本技术中,当描述透镜的一个表面于近光轴110处(该表面的中心区域)为凸面时,可理解为该透镜的该表面于光轴110附近的区域为凸面。当描述透镜的一个表面于圆周处为凹面时,可理解为该表面在靠近最大有效半径处的区域为凹面。举例而言,当该表面于近光轴110处为凸面,且于圆周处也为凸面时,该表面由中心(该表面与光轴110的交点)至边缘方向的形状可以为纯粹的凸面;或者是先由中心的凸面形状过渡到凹面形状,随后在靠近最大有效半径处时变为凸面。此处仅为说明光轴110处与圆周处的关系而做出的示例,表面的多种形状结构(凹凸关系)并未完全体现,但其他情况可根据以上示
例推导得出。
[0112]
折反射式透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及第四透镜l4的材质均为塑料。
[0113]
进一步地,光学系统100满足条件式:f*tan(hfov)/t34=4.55;其中,f为光学系统100的有效焦距,hfov为光学系统100的最大视场角的一半,t34为第三透镜l3的像侧面s8至第四透镜l4的物侧面s9于光轴110上的距离。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的有效焦距、光学系统100的最大视场角的一半以及第三透镜l3和第四透镜l4在光轴110上的空气间隔,从而有利于缩短光学系统100的轴向尺寸,同时有利于减小光线在第三透镜l33和第四透镜l4之间的偏折角度,使得光线能够平缓过渡。
[0114]
光学系统100满足条件式:f/epd=1.75;其中,f为光学系统100的有效焦距,epd为光学系统100的入瞳直径。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的有效焦距和入瞳直径,有利于提升光学系统100的进光量,实现大光圈特性,从而使得光学系统100在弱光环境下也能够具备良好的成像质量。
[0115]
光学系统100满足条件式:ttl/f=0.52;其中,ttl为折反射式透镜l1的第二反射面s3至光学系统100的成像面s13于光轴110上的距离,具体地,可以为第二反射面s3至成像面s13于光轴110上的距离,f为光学系统100的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的光学总长和有效焦距的比值,有利于在实现长焦特性的同时压缩光学系统100的轴向尺寸,从而兼顾长焦特性和小型化设计的实现。
[0116]
光学系统100满足条件式:f/f3=-2.99;其中,f为光学系统100的有效焦距,f3为第三透镜l3的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的有效焦距与第三透镜l3的有效焦距的比值,从而合理配置第三透镜l3在光学系统100中的光焦度贡献,进而合理配置第三透镜l3的正球差贡献率,使得第三透镜l3能够有效平衡第二透镜l2的负屈折力,提升光学系统100的成像质量。
[0117]
光学系统100满足条件式:|f/f4|=0.72;其中,f为光学系统100的有效焦距,f4为第四透镜l4的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的有效焦距和第四透镜l4的有效焦距的比值,从而使得第四透镜l4能够有效平衡物侧各透镜产生的球差,进而能够有效校正光学系统100的球差,同时还有利于第四透镜l4有效校正轴上视场的像差,提升光学系统100的成像质量。
[0118]
光学系统100满足条件式:|f/f2| |f/f3|=4.584;其中,f为光学系统100的有效焦距,f2为第二透镜l2的有效焦距,f3为第三透镜l3的有效焦距。满足上述条件式时,能够合理配置光学系统100的正三阶球差和负五阶球差,从而有效平衡第二透镜l2和第三透镜l3所产生的负三阶球差和正五阶球差,进而有利于校正光学系统100的球差,提升轴上视场的成像质量。
[0119]
光学系统100满足条件式:(r9 r10)/r7=1.23;其中,r7为第三透镜l3的物侧面s7于光轴110处的曲率半径,r9为第四透镜l4的物侧面s9于光轴110处的曲率半径,r10为第四透镜l4的像侧面s10于光轴110处的曲率半径。满足上述条件式时,能够合理配置第三透镜l3的物侧面s7以及第四透镜l4的物侧面s9和像侧面s10的曲率半径,有利于合理配置光学系统100各个视场的主光线在成像面s13的入射角,满足光学系统100设计主光线入射角度的要求,从而有利于光学系统100更好地与感光元件匹配,提升光学系统100的成像质量。
[0120]
光学系统100满足条件式:ttl/(ct1 ct2 ct3 ct4)=1.91;其中,ct1为折反射式
透镜l1于光轴110上的厚度,具体可以为第二反射面s3至第二折射面s4于光轴110上的距离,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,ct4为第四透镜l4于光轴110上的厚度,ttl为折反射式透镜l1的第二反射面s3至光学系统100的成像面s13于光轴110上的距离。满足上述条件式时,能够合理配置各透镜的中心厚度之和与光学系统100的光学总长的比值,有利于合理平衡光学系统100的畸变范围,使得光学系统100具有良好的畸变表现,从而提升光学系统100的成像质量,同时,各透镜的厚度和间距的合理配置也有利于降低光学系统100的加工和组装难度,并有利于压缩光学系统100的轴上尺寸,满足小型化设计的需求。
[0121]
光学系统100满足条件式:f23/f34=2.69;其中,f23为第二透镜l2和第三透镜l3的组合焦距,f34为第三透镜l3和第四透镜l4的组合焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第二透镜l2和第三透镜l3的组合焦距以及第三透镜l3和第四透镜l4的组合焦距的比值,有利于合理约束第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的球差和慧差的贡献量,从而有利于降低光学系统100的敏感性,提升光学系统100的成像质量。
[0122]
光学系统100满足条件式:f123/f234=-2.03;其中,f123为折反射式透镜l1、第二透镜l2和第三透镜l3的组合焦距,f234为第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的组合焦距。满足上述条件式时,能够合理配置折反射式透镜l1、第二透镜l2和第三透镜l3的组合焦距以及第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的组合焦距的比值,有利于光学系统100作为一个具有合理光焦度的光学组元群,从而有利于减小光学系统100的像差,进而提升光学系统100的成像质量。
[0123]
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s13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s5和面序号s6分别为第二透镜l2的物侧面s5和像侧面s6,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。第二透镜l2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。
[0124]
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l5,但此时第四透镜l4的像侧面s10至成像面s13的距离保持不变。
[0125]
在第一实施例中,光学系统100的有效焦距f=30.15mm,光学总长ttl=15.68mm,最大视场角的一半hfov=10.69deg,光圈数fno=1.75。光学系统100具备长焦特性,并能够满足小型化设计的需求。
[0126]
且各透镜的焦距的参考波长为555nm,各透镜的折射率和阿贝数的参考波长均为587.56nm,其他实施例也相同。
[0127]
表1
[0128][0129]
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-s10分别表示第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3、第二折射面s4以及像侧面或物侧面s4-s10。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:
[0130][0131]
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。
[0132]
表2
[0133]
[0134][0135]
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s13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。
[0136]
请参见图3,图3为第一实施例中光学系统的调制传递函数(modulation transferfunction,mtf)曲线图,其中,横坐标表示线对/每毫米(lp/mm)的空间频率,纵坐标表示mtf值。由图3可知,mtf值在分辨率120线对/mm时,均大于0.5,光学系统100的调制传递函数逼近衍射极限,具备良好的成像质量。
[0137]
第二实施例
[0138]
请参见图4和图5,图4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具有正屈折力的折反射式透镜l1、具有正屈折力的第二透镜l2、具有负屈折力的第三透镜l3以及具有负屈折力的第四透镜l4。图5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。
[0139]
第一折射面s1于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0140]
第一反射面s2于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0141]
第二反射面s3于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0142]
第二折射面s4于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0143]
第二透镜l2的物侧面s5于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0144]
第二透镜l2的像侧面s6于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0145]
第三透镜l3的物侧面s7于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0146]
第三透镜l3的像侧面s8于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0147]
第四透镜l4的物侧面s9于近光轴110处为凹面,于圆周处为凸面;
[0148]
第四透镜l4的像侧面s10于近光轴110处为凸面,于圆周处为凹面。
[0149]
第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3、第二折射面s4以及第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的物侧面和像侧面均为非球面。
[0150]
折反射式透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及第四透镜l4的材质均为塑料。
[0151]
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。
[0152]
表3
[0153][0154]
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。
[0155]
表4
[0156]
面序号s1s2s3s4s5k-9.900e 01-1.066e-01-1.056e 00-1.758e 01-9.900e 01a4-4.080e-01-3.047e-02-1.381e-02-7.898e-01-8.867e-01a62.015e-024.222e-031.371e-034.196e-026.446e-02a89.220e-041.431e-04-5.810e-04-4.241e-031.319e-02a10-6.707e-04-4.760e-05-1.438e-041.435e-03-1.971e-03a12-4.858e-04-4.584e-05-7.799e-054.202e-046.892e-04a14-2.800e-04-2.833e-05-5.310e-051.900e-045.561e-04a16-1.489e-04-1.572e-05-2.515e-059.052e-05-1.385e-05a18-5.295e-05-5.877e-06-8.423e-063.728e-051.101e-05a20-1.592e-05-1.797e-06-8.892e-071.011e-051.438e-05面序号s6s7s8s9s10k0.000e 000.000e 00-9.900e 01-3.054e-01-8.782e-01a43.415e-027.778e-01-1.071e-013.095e 002.316e 00
a6-8.966e-02-3.849e-01-5.595e-02-2.817e-01-4.047e-01a8-4.541e-02-7.885e-02-2.681e-038.637e-021.113e-01a101.779e-021.673e-021.413e-03-2.718e-02-3.692e-02a12-1.119e-03-4.926e-03-1.475e-049.788e-031.180e-02a140.000e 000.000e 003.218e-04-3.098e-03-4.491e-03a160.000e 000.000e 00-1.852e-041.579e-031.913e-03a180.000e 000.000e 00-6.804e-06-4.678e-04-4.544e-04a200.000e 000.000e 002.195e-055.427e-055.578e-05
[0157]
根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
[0158]
f*tan(hfov)/t342.350|f/f2| |f/f3|5.437f/epd1.740(r9 r10)/r72.300ttl/f0.540ttl/(ct1 ct2 ct3 ct4)1.84f/f3-3.240f23/f344.680|f/f4|1.090f123/f234-2.100
[0159]
另外,由图5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。
[0160]
请参见图6,图6为第二实施例中光学系统的mtf曲线图,由图6可知,光学系统100的调制传递函数逼近衍射极限,具备良好的成像质量。
[0161]
第三实施例
[0162]
请参见图7和图8,图7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具有正屈折力的折反射式透镜l1、具有正屈折力的第二透镜l2、具有负屈折力的第三透镜l3以及具有负屈折力的第四透镜l4。图8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。
[0163]
第一折射面s1于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0164]
第一反射面s2于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0165]
第二反射面s3于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0166]
第二折射面s4于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0167]
第二透镜l2的物侧面s5于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0168]
第二透镜l2的像侧面s6于近光轴110处为凸面,于圆周处为凹面;
[0169]
第三透镜l3的物侧面s7于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0170]
第三透镜l3的像侧面s8于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0171]
第四透镜l4的物侧面s9于近光轴110处为凹面,于圆周处为凸面;
[0172]
第四透镜l4的像侧面s10于近光轴110处为凸面,于圆周处为凹面。
[0173]
第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3、第二折射面s4以及第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的物侧面和像侧面均为非球面。
[0174]
折反射式透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及第四透镜l4的材质均为塑料。
[0175]
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。
[0176]
表5
[0177][0178][0179]
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。
[0180]
表6
[0181]
面序号s1s2s3s4s5k-9.900e 01-1.105e-01-1.106e 00-1.815e 01-9.900e 01a4-4.068e-01-3.032e-02-1.307e-02-7.839e-01-8.793e-01a62.098e-024.363e-031.780e-034.356e-025.953e-02a81.405e-031.993e-04-4.117e-04-3.997e-031.387e-02a10-3.198e-04-1.026e-05-3.340e-051.489e-03-2.039e-03a12-2.493e-04-2.072e-05-3.546e-065.047e-043.904e-04a14-1.453e-04-1.372e-05-1.095e-052.219e-045.103e-04a16-8.700e-05-8.911e-06-6.687e-069.752e-05-1.942e-05a18-3.166e-05-3.545e-06-2.795e-063.787e-051.132e-05a20-1.131e-05-1.315e-061.063e-081.037e-051.465e-05面序号s6s7s8s9s10k0.000e 000.000e 00-9.900e 01-2.264e-01-3.769e-01a45.382e-028.535e-01-6.368e-022.856e 002.220e 00a6-9.043e-02-3.880e-01-6.812e-02-2.643e-01-3.843e-01a8-4.254e-02-7.753e-02-9.057e-048.413e-021.123e-01a101.631e-021.421e-021.162e-03-2.849e-02-3.871e-02a12-2.544e-03-6.313e-03-1.019e-041.079e-021.371e-02a140.000e 000.000e 002.960e-04-4.074e-03-5.795e-03a160.000e 000.000e 00-1.741e-041.967e-032.357e-03
a180.000e 000.000e 00-2.130e-06-5.503e-04-5.509e-04a200.000e 000.000e 002.080e-056.314e-057.372e-05
[0182]
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
[0183]
f*tan(hfov)/t342.210|f/f2| |f/f3|5.429f/epd1.700(r9 r10)/r72.500ttl/f0.550ttl/(ct1 ct2 ct3 ct4)1.85f/f3-3.210f23/f344.970|f/f4|1.080f123/f234-2.030
[0184]
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。
[0185]
请参见图9,图9为第三实施例中光学系统的mtf曲线图,由图9可知,光学系统100的调制传递函数逼近衍射极限,具备良好的成像质量。
[0186]
第四实施例
[0187]
请参见图10和图11,图10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具有正屈折力的折反射式透镜l1、具有正屈折力的第二透镜l2、具有负屈折力的第三透镜l3以及具有负屈折力的第四透镜l4。图11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。
[0188]
第一折射面s1于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0189]
第一反射面s2于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0190]
第二反射面s3于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0191]
第二折射面s4于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0192]
第二透镜l2的物侧面s5于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0193]
第二透镜l2的像侧面s6于近光轴110处为凸面,于圆周处为凹面;
[0194]
第三透镜l3的物侧面s7于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0195]
第三透镜l3的像侧面s8于近光轴110处为凹面,于圆周处为凸面;
[0196]
第四透镜l4的物侧面s9于近光轴110处为凹面,于圆周处为凸面;
[0197]
第四透镜l4的像侧面s10于近光轴110处为凸面,于圆周处为凹面。
[0198]
第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3、第二折射面s4以及第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的物侧面和像侧面均为非球面。
[0199]
折反射式透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及第四透镜l4的材质均为塑料。
[0200]
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。
[0201]
表7
[0202][0203]
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。
[0204]
表8
[0205][0206]
[0207]
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
[0208]
f*tan(hfov)/t342.150|f/f2| |f/f3|5.619f/epd1.650(r9 r10)/r72.180ttl/f0.550ttl/(ct1 ct2 ct3 ct4)1.80f/f3-3.430f23/f343.940|f/f4|0.720f123/f234-1.840
[0209]
另外,由图11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。
[0210]
请参见图12,图12为第四实施例中光学系统的mtf曲线图,由图12可知,光学系统100的调制传递函数逼近衍射极限,具备良好的成像质量。
[0211]
第五实施例
[0212]
请参见图13和图14,图13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具有正屈折力的折反射式透镜l1、具有正屈折力的第二透镜l2、具有负屈折力的第三透镜l3以及具有正屈折力的第四透镜l4。图14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。
[0213]
第一折射面s1于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0214]
第一反射面s2于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0215]
第二反射面s3于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0216]
第二折射面s4于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0217]
第二透镜l2的物侧面s5于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0218]
第二透镜l2的像侧面s6于近光轴110处为凸面,于圆周处为凹面;
[0219]
第三透镜l3的物侧面s7于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0220]
第三透镜l3的像侧面s8于近光轴110处为凹面,于圆周处为凸面;
[0221]
第四透镜l4的物侧面s9于近光轴110处为凹面,于圆周处为凸面;
[0222]
第四透镜l4的像侧面s10于近光轴110处为凸面,于圆周处为凹面。
[0223]
第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3、第二折射面s4以及第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的物侧面和像侧面均为非球面。
[0224]
折反射式透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及第四透镜l4的材质均为塑料。
[0225]
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。
[0226]
表9
[0227]
[0228][0229]
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。
[0230]
表10
[0231]
面序号s1s2s3s4s5k-9.373e 01-1.354e-01-1.216e 00-1.847e 01-9.900e 01a4-3.811e-01-2.804e-02-1.146e-02-7.817e-01-7.165e-01a62.263e-024.643e-032.321e-034.570e-021.621e-02a81.594e-032.273e-04-3.704e-04-3.100e-031.053e-02a10-9.505e-051.316e-05-4.775e-061.368e-039.474e-04a12-7.904e-05-4.135e-061.718e-057.192e-042.168e-04a14-3.931e-05-3.139e-064.222e-063.186e-042.342e-04a16-2.985e-05-3.165e-061.611e-061.527e-045.595e-05a18-7.874e-06-1.162e-062.740e-075.682e-051.573e-05a20-4.417e-06-6.139e-076.118e-071.335e-057.272e-06面序号s6s7s8s9s10k0.000e 000.000e 00-2.812e 011.299e 006.165e-01a46.153e-011.928e-01-4.057e-011.132e 001.550e 00a6-2.716e-01-4.692e-01-2.157e-021.278e-01-3.555e-02a8-1.750e-02-8.435e-02-5.372e-03-2.182e-024.767e-02a10-1.305e-03-1.059e-021.048e-04-1.428e-02-4.855e-02a121.088e-03-8.414e-046.526e-041.213e-022.988e-02a140.000e 000.000e 00-1.319e-04-7.107e-03-1.714e-02a160.000e 000.000e 00-2.409e-054.074e-039.024e-03a180.000e 000.000e 00-4.606e-05-1.494e-03-3.159e-03a200.000e 000.000e 002.084e-052.232e-044.886e-04
[0232]
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
[0233][0234][0235]
另外,由图14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。
[0236]
请参见图15,图15为第五实施例中光学系统的mtf曲线图,由图15可知,光学系统100的调制传递函数逼近衍射极限,具备良好的成像质量。
[0237]
第六实施例
[0238]
请参见图16和图17,图16为第六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具有正屈折力的折反射式透镜l1、具有正屈折力的第二透镜l2、具有负屈折力的第三透镜l3以及具有正屈折力的第四透镜l4。图17由左至右依次为第六实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。
[0239]
第一折射面s1于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0240]
第一反射面s2于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0241]
第二反射面s3于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0242]
第二折射面s4于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0243]
第二透镜l2的物侧面s5于近光轴110处为凸面,于圆周处为凸面;
[0244]
第二透镜l2的像侧面s6于近光轴110处为凸面,于圆周处为凹面;
[0245]
第三透镜l3的物侧面s7于近光轴110处为凹面,于圆周处为凹面;
[0246]
第三透镜l3的像侧面s8于近光轴110处为凹面,于圆周处为凸面;
[0247]
第四透镜l4的物侧面s9于近光轴110处为凹面,于圆周处为凸面;
[0248]
第四透镜l4的像侧面s10于近光轴110处为凸面,于圆周处为凹面。
[0249]
第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3、第二折射面s4以及第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的物侧面和像侧面均为非球面。
[0250]
折反射式透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及第四透镜l4的材质均为塑料。
[0251]
另外,光学系统100的各项参数由表11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。
[0252]
表11
[0253][0254]
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12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。
[0255]
表12
[0256]
面序号s1s2s3s4s5k9.900e 01-7.698e-02-1.180e 00-2.272e 01-9.900e 01a4-3.901e-01-3.051e-02-1.192e-02-7.620e-01-7.423e-01a62.021e-024.076e-032.480e-034.676e-022.807e-02a81.553e-031.883e-04-3.290e-04-4.536e-031.328e-02a10-1.015e-051.370e-05-2.664e-054.106e-04-9.260e-04a12-1.121e-05-2.769e-073.722e-061.862e-049.991e-05a148.515e-061.077e-064.519e-075.646e-052.645e-04a16-4.410e-06-1.019e-076.265e-073.199e-055.936e-06a185.086e-071.329e-07-1.513e-071.653e-051.347e-05a20-5.073e-07-9.842e-084.944e-076.947e-061.208e-05面序号s6s7s8s9s10k0.000e 000.000e 00-1.400e 011.088e 015.423e 00a47.109e-011.889e-01-4.325e-014.653e-019.707e-01a6-2.381e-01-4.510e-01-1.978e-023.075e-02-1.235e-01a8-1.670e-03-7.000e-02-6.735e-03-3.926e-038.359e-02a10-3.112e-03-8.993e-031.986e-03-1.459e-02-4.969e-02a127.029e-04-3.114e-03-2.965e-048.153e-032.815e-02a140.000e 000.000e 001.598e-04-8.001e-03-2.030e-02a160.000e 000.000e 00-6.208e-054.778e-031.109e-02a180.000e 000.000e 00-3.435e-05-1.233e-03-3.051e-03
a200.000e 000.000e 001.632e-058.785e-053.136e-04
[0257]
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
[0258]
f*tan(hfov)/t342.190|f/f2| |f/f3|6.723f/epd1.400(r9 r10)/r74.250ttl/f0.570ttl/(ct1 ct2 ct3 ct4)1.77f/f3-4.080f23/f343.380|f/f4|0.180f123/f234-0.920
[0259]
另外,由图17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。
[0260]
请参见图18,图18为第六实施例中光学系统的mtf曲线图,由图18可知,光学系统100的调制传递函数逼近衍射极限,具备良好的成像质量。
[0261]
请参见图19,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s13。取像模组200还可设置有红外滤光片l5,红外滤光片l5设置于第四透镜l4的像侧面s10与成像面s13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,在实现长焦特性的同时还能够满足小型化设计的需求。
[0262]
请参见图19和图20,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,在实现长焦特性的同时还能够满足小型化设计的需求,从而使得电子设备300能够满足便携式设计的需求。
[0263]
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。
[0264]
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。
再多了解一些

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