高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种高像素大光圈深度成像光学系统，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、以及第五透镜；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，像面侧为凸面，其光焦度为正；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，像面侧为凹面，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。另一方面，本实用新型专利技术实施例还提供了一种摄像模组。本实用新型专利技术实施例之光学系统和摄像模组，主要由5枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；具有大光圈、高像素、小体积、无热化等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。

High Pixel and Large Aperture Depth Imaging Optical System and Its Application Camera Module

【技术实现步骤摘要】
高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组
：本技术涉及一种光学系统及其应用的摄像模组，尤其是一种高像素大光圈深度成像光学系统及其应用的摄像模组。
技术介绍
：现有应用于工业和3D深度成像领域的光学系统或摄像模组，普遍存在镜片数量多，结构复杂的问题。
技术实现思路
：为克服现有应用于工业和3D深度成像领域的光学系统或摄像模组，普遍存在镜片数量多，结构复杂的问题，本技术实施例提供了一种高像素大光圈深度成像光学系统。一种高像素大光圈深度成像光学系统，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、以及第五透镜；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，像面侧为凸面，其光焦度为正；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，像面侧为凹面，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。另一方面，本技术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高像素大光圈深度成像光学系统。本技术实施例之光学系统和摄像模组，主要由5枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大光圈、高像素、小体积、无热化等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。附图说明：为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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为本技术实施例的光学系统或摄像模组的结构示意图；图2为本技术实施例的光学系统或摄像模组的场曲、畸变曲线图；图3为本技术实施例的光学系统或摄像模组在940nm、+25℃条件下的MTF传递函数曲线图；图4为本技术实施例的光学系统或摄像模组在940nm、-40℃条件下的MTF传递函数曲线图；图5为本技术实施例的光学系统或摄像模组在940nm、+105℃条件下的MTF传递函数曲线图。具体实施方式：为了使本技术所解决的技术问题、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，对本技术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技术，并不用于限定本技术。当本技术实施例提及“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。在本技术的描述中，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技术中的具体含义。本技术实施例提供了一种高像素大光圈深度成像光学系统，沿光轴从物面到像面7依次包括：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、以及第五透镜5。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，像面侧为凸面，其光焦度为正；第三透镜3的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；第四透镜4的物面侧为凸面，像面侧为凹面，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。本技术实施例之光学系统，主要由5枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大光圈、高像素、小体积、无热化等良好性能，适用于工业和3D深度成像领域。进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，光学系统的各透镜满足如下条件：(1)-0.38<f/f1<-0.91；(2)0.32<f/f2<1.0；(3)-0.21<f/f3<-0.67；(4)4.50<f/f4<6.32；(5)0.130<f/f5<0.370；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。采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大光圈、高像素、小体积、无热化等良好性能。再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第一透镜1的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：1.75＜Nd1＜1.80，43＜Vd1＜55；第一透镜1的焦距f1满足：-0.38<f/f1<-0.91，f为整个光学系统的焦距。起扩大视角、平衡场曲和改善畸变等作用；当镜片折射率Nd选用更高时，光学系统的畸变会更小，光学系统体积也会相应减小，提升光学系统的使用价值。又进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第二透镜2的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：Nd2＞1.90，Vd2＜36；第二透镜的焦距f2满足：0.32<f/f2<1.0，f为整个光学系统的焦距。进一步平衡像差，提高光学系统解析力和降低畸变。更进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第三透镜3为塑胶非球面透镜，其材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：1.49＜Nd3＜1.55，50＜Vd3＜58；第三透镜的焦距f3满足：-0.21<f/f3<-0.67，f为整个光学系统的焦距。进一步平衡系统像差，提升解析力。再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第四透镜4为塑胶非球面透镜，其材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：1.49＜Nd4＜1.55，50＜Vd4＜58；第四透镜的焦距f4满足：4.50<f/f4<6.32，f为整个光学系统的焦距。进一步平衡系统像差，提升解析力；其与第三透镜的光焦度正负互补，使系统具有良好的温度特性。又进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第五透镜5为塑胶非球面透镜，其材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：Nd5＞1.63，Vd5＜24；第五透镜的焦距f5满足：0.13<f/f5<0.37，f为整个光学系统的焦距。起收光和降低主光线角度的作用，进一步平衡温度特性。更进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，光学系统的孔径光阑位于第一透镜与第二透镜之间，靠近第二透镜侧。结构简单，用来调节光束的强度。具体地，结合图1，在本实施例中，本光学系统匹配1/3”3D芯片sensor，焦距f＝3.32mm，光阑指数F/NO＝1.2，水平方向视场角HFOV＝80°，光学总长TTL＝13.72mm。本实施例中，光学系统的各项基本参数如下表所示：上表中，沿光轴从物面到像面7，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S3为光阑STO；S4、S5对应为第二透镜2的两个表面；S6、S7对应为第三透镜3的两个表面；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；IMA为像面7。更具体地，第三透镜3、第四透镜4、以及第五透镜5均为非球面形状，其满足以下方程式：其中，参数c＝1/R，即为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高像素大光圈深度成像光学系统，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、以及第五透镜；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，像面侧为凸面，其光焦度为正；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，像面侧为凹面，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。

【技术特征摘要】
1.一种高像素大光圈深度成像光学系统，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、以及第五透镜；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，像面侧为凸面，其光焦度为正；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，像面侧为凹面，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。2.如权利要求1所述的高像素大光圈深度成像光学系统，其特征在于，光学系统的各透镜满足如下条件：(1)-0.38<f/f1<-0.91；(2)0.32<f/f2<1.0；(3)-0.21<f/f3<-0.67；(4)4.50<f/f4<6.32；(5)0.130<f/f5<0.370；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。3.如权利要求1所述的高像素大光圈深度成像光学系统，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：1.75＜Nd1＜1.80，43＜Vd1＜55；第一透镜的焦距f1满足：-0.38<f/f1<-0.91，f为整个光学系统的焦距。4.如权利要求1所述的高像素大光圈深度成像光学系统，其特征在于，第二透镜的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd...

【专利技术属性】
技术研发人员：席爱平，尹小玲，黄晓东，曹秀锋，刘洪海，汪鸿飞，杨福祯，符致农，陈晓勤，于峰，林振东，何锦霞，
申请(专利权)人：广东弘景光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44