光学系统、镜头模组和电子设备技术方案

一种光学系统、镜头模组和电子设备，光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包含：具有屈折力的第一透镜至第四透镜。其中，第二透镜的物侧面和第四透镜的像侧面于近光轴处均为凹面。光学系统满足关系式：EFLmax

【技术实现步骤摘要】
光学系统、镜头模组和电子设备


[0001]本专利技术属于光学成像
，尤其涉及一种光学系统、镜头模组和电子设备。

技术介绍

[0002]如今的镜头成像已不再满足于可见光波段成像，进一步增大镜头的成像波段范围使得镜头可适用于更多特殊的环境中，其中涉及到的产品包括家用摄像机、智能门锁、智能猫眼、智能门铃、红外报警器等等。家庭安防类设备将是智能家居领域不可小觑的市场。家庭安防设备的核心部件为光学镜头，为满足长波段下高清稳定成像的需求，光学系统需要获得高共焦性等特征。而如何合理配置镜片数量、屈折力、曲率半径、厚度和间隙等参数以使光学系统获得高共焦性、高相对照度和高成像质量成为目前行业内欲解决的问题之一。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种光学系统、镜头模组和电子设备，具有高共焦性和高相对照度，实现在宽光谱条件下下获得较高的成像质量和成像稳定性。
[0004]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：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种光学系统，沿光轴方向由物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有正屈折力；第二透镜，具有负屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面；第三透镜，具有屈折力；第四透镜，具有屈折力，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凹面；所述光学系统满足关系式：EFLmax
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EFLmin<0.03mm；其中，波长以400nm至900nm之间，每间隔100nm为一个波长，共6个波长，分别取各个波长为参考波长获得对应焦距，EFLmax为其中焦距最大的值，EFLmin为其中焦距最小的值。第一透镜具有负屈折力，有利于汇聚光线，保证所述光学系统具有足够的光通量大小，避免边缘视场的相对照度较中心视场过低，导致成像画质不均匀。第二透镜具有负屈折力，配合物侧面为凹面的设计，有利于发散光线，矫正前后透镜产生的畸变场曲，促进整个所述光学系统的像差平衡，提高光学系统解像力。具有正屈折力或负屈折力的第三透镜有利于缩短光学系统的总长，其与前后透镜之间合适的空气间隔也能保证其物侧面与像侧面皆为非球面，且其物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点，有利于矫正光学系统的像差，保证外视场光线入射至所述光学系统的像面时有较小的主光线入射角，以更好地匹配芯片，提升成像质量。上述四个透镜的屈折力配置有利于所述光学系统在共焦性能和MTF(Modulation Transfer Function，模量传递函数)性能在各个波长下达到一个平衡，可促进实现多波长和大波长范围下也能获得较高的成像质量。此外，满足上述关系式，可控制最大焦距、最小焦距的差值在小范围内，有利于所述光学系统获得高共焦性，在不同波长下能获得几乎相等的焦距，提高不同波长下的成像稳定性。
[0006]一种实施方式中，所述光学系统中至少有一枚透镜满足关系式：4<CRAmax/FFL<5；其中，CRA为光线入射到像面的主光线入射角，CRAmax为所有视场中所述主光线入射角最大的值，FFL为所述第四透镜像侧面至所述光学系统的像面于光轴方向上的最短距离。通过将
上述比值控制在合理范围内，有利于在成像面获得较小的主光线入射角，使像面获得高相对亮度，同时，所述透镜组和像面之间有足够的空间放置滤光片，降低了光学系统的设计难度和模组组装难度。
[0007]一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：2<n1/CT1<5；其中，n1为所述第一透镜的折射率，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。满足上述条件式，有利于缩短光学系统总长，减小头部尺寸，为所述光学系统提供足够的正屈折力。低于关系式下限时，所述第一透镜于光轴上的厚度(即中厚)过大，既不利于节省材料，也不利于实现小型化和轻量化设计；超过关系式上限，所述第一透镜的折射率过大，折光能力过强，一方面增加成本，另一方面使得所述第一透镜的中厚过小，降低所述光学系统的稳定性，另外，高折射率也会导致色差难以得到平衡，从而影响成像质量。
[0008]一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：
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50<SAG41/SAG42<
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0.5；其中，SAG41为所述第四透镜物侧面最大有效口径处的矢高，SAG42为所述第四透镜像侧面最大有效口径处的矢高。通过控制所述第四透镜物侧面和像侧面的矢高，有利于有效约束所述第四透镜的面型，保证外视场光线有足够的偏转角，入射至像面的角度较小，相对照度较大，进而有利于提升所述光学系统的成像品质。低于关系式下限，所述第四透镜的物侧面矢高过大，面型过于扭曲，不利于镜片成型组装；超过关系式上限，所述第四透镜面型扭曲过小，不利于偏折外视场光线，导致所述光学系统无法获得足够的相对照度，导致成像良率降低。
[0009]一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.8<f1/f<1.5；其中，f1为所述第一透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系式，有利于将所述第一透镜的正屈折力控制在合理范围内，提高所述光学系统矫正像差的能力，减小所述第一透镜的敏感度，避免过高的公差要求。此外，还有利于消除像差球差，提升所述光学系统整体的成像质量，获得良好的解像力。
[0010]一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.2<R21/f2<6；其中，R21为所述第二透镜物侧面于光轴处的曲率半径，f2为所述第二透镜的有效焦距。通过合理配置所述第二透镜的负光焦度和曲率半径，可以降低所述第二透镜面型复杂度，避免子午方向场曲畸变的增加，有利于缩短所述光学系统的总长。超过关系式上限，所述第二透镜提供的负屈折力不够，不利于像差平衡；低于关系式下限时，所述第二透镜像侧面面型过于弯曲，敏感度升高，增加镜片成型加工难度。
[0011]一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：2<R42/CT4<70；其中，R42为所述第四透镜像侧面于光轴处的曲率半径，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式，可有效控制所述第四透镜像侧面的像散量贡献，进而保证边缘视场的成像质量；另外，所述第四透镜合理的中厚和与前透镜合理的空气间隙配置有利于缩短所述光学系统的总长，提高组装稳定性。超过关系式上限，第所述第四透镜像侧面的面型过于平缓，不利于像差校正，从而降低所述光学系统的成像质量；低于关系式下限，所述第四透镜像侧面的曲率半径值过小，面型过于扭曲，导致透镜成型组装稳定性降低。
[0012]一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：SD42/SD11>3.4；其中，SD42为所述第四透镜像侧面的最大有效半口径，SD11为所述第一透镜物侧面的最大有效半口径。满足上述关系式，有利于减小镜头头部尺寸，增大像高，减小镜头体积，进而有助于实现镜头小型化；当SD42/SD11≤3.4时，不利于实现大像面和镜头头部小型化。
[0013]第二方面，本专利技术还提供了一种镜头模组，该镜头模组包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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含：第一透镜，具有正屈折力；第二透镜，具有负屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面；第三透镜，具有屈折力；第四透镜，具有屈折力，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凹面，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为非球面，且至少有一个面设置有至少一个反曲点；所述光学系统满足关系式：EFLmax
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EFLmin<0.03mm；其中，波长以400nm至900nm之间，每间隔100nm为一个波长，共6个波长，分别取各个波长为参考波长获得对应焦距，EFLmax为其中焦距最大的值，EFLmin为其中焦距最小的值。2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：4<CRAmax/FFL<5；其中，CRA为光线入射到像面的主光线入射角，CRAmax为所有视场中所述主光线入射角最大的值，FFL为所述第四透镜像侧面至所述光学系统的像面于光轴方向上的最短距离。3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：2<n1/CT1<5；其中，n1为所述第一透镜的折射率，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
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50<SAG41/SAG42<
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【专利技术属性】
技术研发人员：华露，杨健，李明，
申请(专利权)人：江西晶超光学有限公司，
类型：发明
国别省市：