光学系统、取像模组及电子设备技术方案

本发明专利技术涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。光学系统包括：具有负屈折力的第一透镜，像侧面于近光轴处为凹面；具有屈折力的第二透镜，物侧面于近光轴处为凸面；具有屈折力的第三透镜；具有屈折力的第四透镜，物侧面于近光轴处为凸面；具有屈折力的第五透镜，物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；述光学系统满足：95°≤FOV/FNO≤120°；FOV为光学系统的最大视场角，FNO为光学系统的光圈数。上述光学系统，能够实现大视角与大光圈特性。

【技术实现步骤摘要】
光学系统、取像模组及电子设备
本专利技术涉及摄像领域，特别是涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。
技术介绍
近些年来，飞行时间法(Timeofflight，TOF)探测技术因具有响应速度快、不容易受环境光线干扰、深度信息获取精度高等优点，得到越来越广泛的运用。为获取更多场景信息，提升探测效率，业界对TOF设备的性能也提出了更高的要求。然而，目前的TOF设备获取场景信息有限，难以满足大范围探测需求。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前的TOF设备获取场景信息有限，难以满足大范围探测需求的问题，提供一种光学系统、取像模组及电子设备。一种光学系统，沿光轴由物侧至像侧依次包括：具有负屈折力的第一透镜，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；具有屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面；具有屈折力的第三透镜；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凸面；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，像侧面于近光轴处为凹面；且所述光学系统满足以下条件式：95°≤FOV/FNO≤120°；其中，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。上述光学系统，第一透镜具有负屈折力，有利于扩大光学系统的视场角，使得光学系统能够获取更多的场景信息。第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，有利于大视角的光线进入光学系统中。第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面，有利于修正光学系统的像散。第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，有利于缩短光学系统的系统总长。第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面，有利于校正光学系统的像差。满足上述条件式，有利于扩大光学系统的视场角并增大光学系统的光圈，实现大视角及大光圈特性，大视角特性的实现有利于光学系统获取更多的场景信息，满足大范围探测的需求，大光圈特性的实现有利于改善大视角带来的边缘相对亮度下降快的问题，从而也有利于获取更多的场景信息。超过上述条件式的上限，光学系统的视场角及光圈过大，难以实现像差平衡以及光学性能的提升。低于上述条件式的下限，光学系统的视场角及光圈太小，导致光学系统获取的场景信息有限，难以满足大范围探测需求。在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：1.25≤TTL/IMGH≤1.55；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，IMGH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高。满足上述条件式，能够合理配置光学系统的光学总长与像高的比值，在兼顾良好的成像质量的同时有利于缩短光学系统的系统总长，实现小型化设计。超过上述条件式的上限，光学系统的光学总长过长，不利于小型化设计的实现。低于上述条件式的下限，光学系统的光学总长过短，容易使得光学系统中透镜面型过于复杂，降低光学系统的生产良率，同时容易降低光学系统校正像差的能力，导致成像质量的下降。在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：0.45≤SD11/IMGH≤0.75；其中，SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效半口径，IMGH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高。满足上述条件式，能够对第一透镜的物侧面的最大有效半口径以及光学系统的像高的比值进行合理配置，有利于将第一透镜的物侧面的有效半口径限制在合理范围，从而有利于缩短光学系统的整体尺寸，实现小头部设计，进而有利于光学系统在电子设备中的应用。低于上述条件式的下限，第一透镜的物侧面的有效口径过小，导致边缘视场像差校正困难，边缘相对照度快速降低，进而降低光学系统的成像质量。超过上述条件式的上限，第一透镜的物侧面的有效口径过大，不利于光学系统的小型化设计。在其中一个实施例中，所述光学系统还包括光阑，所述光阑设置于所述第一透镜及所述第二透镜之间，或设置于所述第二透镜及所述第三透镜之间，且所述光学系统满足以下条件式：1.09mm≤R21/IND2≤4.1mm；其中，R21为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，IND2为所述第二透镜在940nm波长处的有效折射率。满足上述条件式，对于光阑设置于第二透镜及第三透镜之间的方案而言，能够减小第二透镜提供的屈折力，配合第二透镜的高折射率材料，有利于合理偏折经第一透镜的光线，分担第一透镜的屈折力，从而有利于降低第一透镜的面型复杂度，进而有利于轴上色差与畸变的平衡；对于光阑设置于第一透镜与第二透镜之间的方案而言，能够增强第二透镜提供的屈折力，配合第二透镜的低折射率材料，有利于合理偏折经第一透镜的光线，提升光学系统的成像质量。在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：130≤V1+V3+V5≤135；其中，V1为所述第一透镜在940nm波长处的阿贝数，V3为所述第三透镜在940nm波长处的阿贝数，V5为所述第五透镜在940nm波长处的阿贝数。满足上述条件式，能够对第一透镜、第三透镜及第五透镜的阿贝数进行合理配置，增大第一透镜、第三透镜以及第五透镜的阿贝数，从而提升第一透镜、第三透镜及第五透镜的色差校正效果，同时，也能够使得色差校正效果良好的三片透镜均匀分布于光学系统中，从而有利于提升光学系统色散校正能力，进而提升光学系统的成像质量；另外，将第一透镜、第三透镜及第五透镜的阿贝数之和设置在合理范围内，也有利于降低实际生产中材料色散值变化引起的不良影响。在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：1.1mm≤CT23+CT34+CT45+CT2≤1.5mm；其中，CT23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于光轴上的距离，CT34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，CT45为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于光轴上的距离，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。满足上述条件式，有利于压缩第二透镜至第五透镜中相邻两透镜之间的间隙，从而使得光学系统的结构更加紧凑，有利于光学系统机械结构的排布，同时降低光学系统的制造及装配成本。在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：5.0≤|(R11+R51)/BF|≤1100；其中，R11为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，BF为所述第五透镜的像侧面至所述光学系统的成像面于光轴方向上的最短距离。满足上述条件式，能够对第一透镜的面型进行合理配置，有利于将第一透镜的中心厚度限制于合理范围内，从而使得第一透镜的中心厚度与边缘厚度差异不会过大，有利于第一透镜的加工；同时，能够对第五透镜的面型进行合理配置，使得第五透镜的物侧面不会过度弯曲，配合合适的BF值，有利于调配光学系统100与感光元件的入射角，从而使得光学系统对感光元件的匹配角更加合理，避免光学系统在感光元件的选择上陷入困难；另外，还能够对BF的数值进行合理配置，从而有利于降低光学系统与感光元件的匹配难度，提升制程可靠性。低于上述条件式的下限，BF过大，不利于光学系统的小型化设计。超过上述条件式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学系统，其特征在于，沿光轴由物侧至像侧依次包括：/n具有负屈折力的第一透镜，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；/n具有屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面；/n具有屈折力的第三透镜；/n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凸面；/n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，像侧面于近光轴处为凹面；/n且所述光学系统满足以下条件式：/n95°≤FOV/FNO≤120°；/n其中，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。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，沿光轴由物侧至像侧依次包括：
具有负屈折力的第一透镜，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
具有屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
具有屈折力的第三透镜；
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凸面；
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，像侧面于近光轴处为凹面；
且所述光学系统满足以下条件式：
95°≤FOV/FNO≤120°；
其中，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。


2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：
1.25≤TTL/IMGH≤1.55；
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，IMGH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高。


3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：
0.45≤SD11/IMGH≤0.75；
其中，SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效半口径，IMGH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高。


4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，还包括光阑，所述光阑设置于所述第一透镜及所述第二透镜之间，或设置于所述第二透镜及所述第三透镜之间，且所述光学系统满足以下条件式：
1.09mm≤R21/IND2≤4.1mm；
其中，R21为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，IND2为所述第二透镜在940nm波长处的有效折射率。


5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：
130≤V...

【专利技术属性】
技术研发人员：党绪文，李明，刘彬彬，
申请(专利权)人：江西晶超光学有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36