光学系统、镜头模组和电子设备技术方案

本发明专利技术提供了一种用于近红外光波段成像的光学系统、具有该光学系统的镜头模组和电子设备，光学系统从物侧至像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面或平面；具有负屈折力的第二透镜；具有正屈折力的第三透镜；具有正屈折力的第四透镜；具有负屈折力的第五透镜。通过合理配置各透镜之间的屈折力，使得近红外波段工作范围内的光学系统表现高解像力与小型化的特征，从而准确、实时地抓取驾驶员的信息，并将捕捉的图像信息传递至感光元件上，实现驾驶员的实时监测与识别。

【技术实现步骤摘要】
光学系统、镜头模组和电子设备
本专利技术属于光学成像领域，尤其涉及一种用于近红外波段的光学系统、具有该光学系统的镜头模组和电子设备。
技术介绍
随着车载行业的发展,高级驾驶辅助系统(AdvancedDrivingAssistantSystem,ADAS)有侧重监测驾驶员注意力的需求，从而提升驾驶员的驾驶体验。因此希望高级驾驶辅助系统能够根据眼睛状态、闭眼次数、闭眼幅度、打哈欠等驾驶员的人脸信息进行推测，从而判断出驾驶员是否进行疲劳驾驶，从而提出预警，提高驾驶安全性。目前的高级驾驶辅助系统在复杂的驾驶状态下使用，由于车内光线明暗变化、驾驶员活动以及车内空间限制等因素，高级驾驶辅助系统中的光学系统需要较高的解像力以及较高程度的小型化，以保证能够实时监测与识别驾驶员的人脸信息。由于五片式光学系统的解像力与小型化程度与屈折力的配置息息相关，因此，如何合理配置各透镜之间的屈折力成为了关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光学系统，能够同时兼有较优的解像力和较高的小型化程度。为实现本专利技术的目的，本专利技术提供了如下的技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种用于近红外光波段成像的光学系统，光学系统从物侧至像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面或平面；具有负屈折力的第二透镜；具有正屈折力的第三透镜；具有正屈折力的第四透镜；具有负屈折力的第五透镜。通过合理配置各透镜之间的屈折力，使得近红外波段工作范围内的光学系统表现高解像力与小型化的特征，从而准确、实时地抓取驾驶员的信息，并将捕捉的图像信息传递至感光元件上，实现驾驶员的实时监测与识别。另外，通过设置第一透镜的像侧面为平面，从而减小偏心并扩大后焦，便于系统组装，同时有利于带通滤光膜的镀膜工艺，降低鬼影风险。一种实施方式中，所述第一透镜的物侧面于光轴处和于圆周处均为凸面；所述第二透镜的物侧面于光轴处和于圆周处均为凹面，所述第二透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凹面；所述第三透镜的物侧面于光轴处和于圆周处均为凹面或凸面，所述第三透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面；所述第四透镜的物侧面于光轴处和于圆周处均为凸面，所述第四透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面；所述第五透镜的物侧面于光轴处和于圆周处均为凹面，所述第五透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凹面。通过合理配置各透镜的面型，实现光学系统像差的良好校正与优化，进而提高光学系统成像的分辨率。一种实施方式中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的其中一者的物侧面或像侧面设有窄带滤光膜。通过设置窄带滤光膜，可使近红外波段通过，其他波段截止，避免非红外光波段干扰，从而确保光学系统在近红外波段的成像解析。一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0<R1/f1<5；其中，R1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，f1为所述第一透镜的有效焦距。通过满足R1/f1的取值在0和5之间，光学系统可抓住大角度射进的光线，降低系统敏感度以及实现小型化的特征；同时可避免物侧面太弯，降低组装偏心敏感度，提升良率。一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：-2<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。通过满足f2/f的取值在-2和0之间，为系统提供负屈折力,有利于校正光学系统的像差，保证光学系统的高像素成像质量。一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0＜f3/CT3＜3.3；其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度。通过满足f3/CT3的取值在0和3.3之间，为系统提供正屈折力,可扩展入射光束射入光学镜头的光束宽度，有利于优化边缘像差，提高系统解像力；同时有利于缩短系统总长，使光学系统具有小型化的特征。一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0<f45/f<5.5；其中，f45为所述第四透镜与所述第五透镜的组合有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足f45/f的取值在0和5.5之间，第四透镜和第五透镜相互校正像差以提高光学性能；同时有利于调节系统焦距，增大系统视场角范围并缩短系统总体长度，满足系统小型化的特征。一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1≤CT4/CT5＜5；其中，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度。通过满足第四透镜与第五透镜中心厚度的比值在1和5之间，校正边缘像差，补偿由于前面透镜折射光线产生的高阶像差，提升系统边缘解析；同时，避免第四透镜过厚，增加系统重量而不利于系统的轻量化和小型化。一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：10<(R8+R9)/(R8-R9)<40；其中，R8为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，R9为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。通过满足(R8+R9)/(R8-R9)的取值在10和40之间，减小周边视角的主光线入射像面的角度，提升成像感光元件的感光性能，同时抑制像散的产生，提升解像力。一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：ET5/CT5＜2.5；其中，ET5为所述第五透镜的光学有效区域边缘的厚度，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度。通过满足所述第五透镜中心厚度与边缘厚度的比值在2.5以内，有利于双凹透镜制造工艺；同时有利于补偿光学系统的边缘像差，提升光学系统的解像力。一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.26mm-1＜Tan(FOV)/Imgh＜0.55mm-1；其中，FOV为所述光学系统对角线方向的最大视场角，ImgH为所述光学系统成像面上有效像素区域对角线长度的一半。通过满足Tan(FOV)/Imgh的取值在0.26mm-1和0.55mm-1之间，保证光学系统具有高像素成像品质,同时合理设置拍摄焦距与畸变以获得较佳的广角拍照效果。一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：20<|Ns1-Ns2|*100<60；其中，Ns1为所述第一透镜的s光折射率，Ns2为所述第二透镜的s光折射率。通过满足|Ns1-Ns2|*100的值在20和60之间，有利于抑制像散的产生，校正系统像差，从而提高光学系统的分辨率。一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.5<ΣCT/TTL<0.8；其中，ΣCT为所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜于光轴上的厚度总和，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。通过对光学系统各透镜中心厚度的合理配置，满足ΣCT/TTL的取值在0.8以下，可使系统结构紧凑，增加系统稳定性，避免温度变化的环境下，光学系统成像不清晰；满足ΣCT/TTL的取值在0.5以上，避免系统总长过长，同时避免各透镜的中心厚度增大而导致光学系统结构过重而不利于系统的小型化和轻量化的特征。第二方面，本专利技术还提供了一种镜头模组，镜头模组包括镜筒、感光元件和第一方面任一项实施方式所述的光学系统，所述光学系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于近红外光波段成像的光学系统，其特征在于，从物侧至像侧依次包括：/n具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面或平面；/n具有负屈折力的第二透镜；/n具有正屈折力的第三透镜；/n具有正屈折力的第四透镜；/n具有负屈折力的第五透镜。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于近红外光波段成像的光学系统，其特征在于，从物侧至像侧依次包括：
具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面或平面；
具有负屈折力的第二透镜；
具有正屈折力的第三透镜；
具有正屈折力的第四透镜；
具有负屈折力的第五透镜。


2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的物侧面于光轴处和于圆周处均为凸面；
所述第二透镜的物侧面于光轴处和于圆周处均为凹面，所述第二透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凹面；
所述第三透镜的物侧面于光轴处和于圆周处均为凹面或凸面，所述第三透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面；
所述第四透镜的物侧面于光轴处和于圆周处均为凸面，所述第四透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面；
所述第五透镜的物侧面于光轴处和于圆周处均为凹面，所述第五透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凹面。


3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的其中一者的物侧面或像侧面设有窄带滤光膜。


4.如权利要求1至3任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
0<R1/f1<5；
其中，R1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，f1为所述第一透镜的有效焦距。


5.如权利要求1至3任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
-2<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。


6.如权利要求1至3任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
0＜f3/CT3＜3.3；
其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度。


7.如权利要求1至3任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
0<f45/f<5.5；
其中，f45为所述第四透镜与所述第五透镜的组合有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡雄宇，兰宾利，周芮，
申请(专利权)人：天津欧菲光电有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12