光学系统、取像模组、电子设备及汽车技术方案

本申请公开了一种光学系统、取像模组、电子设备及汽车，光学系统包括沿光轴由物侧至像侧依次设置的具有负屈折力的第一透镜，第一透镜的设置可满足光学系统所需要的光线角度；具有负屈折力的第二透镜；具有正屈折力的第三透镜；光阑；具有正屈折力第四透镜；具有负屈折力的第五透镜以及具有正屈折力的第六透镜，第六透镜的设置能改变入射角度，降低入射光线到达成像面上的主光线的入射角，提高相对照度，且第六透镜设置为非球面，有利于控制系统的畸变以及主光线入射角度，达到光学系统的大光圈、小畸变效果；同时光学系统满足公式：3.5(1/mm)＜FNO/AT3＜5.5(1/mm)，其中，AT3为第三透镜像侧面至第四透镜物侧面于光轴上的距离，FNO为光学系统的光圈数。光学系统的光圈数。光学系统的光圈数。

【技术实现步骤摘要】
光学系统、取像模组、电子设备及汽车


[0001]本申请涉及光学成像
，尤其涉及一种光学系统、取像模组、电子设备及汽车。

技术介绍

[0002]近些年，汽车为实现高级驾驶辅助以及自动驾驶功能，配备了越来越多的环境传感器，例如雷达、摄像头、超声波以及激光雷达等。然而，每个传感器本身都有其局限性，不能单独提供有关车辆执行安全功能所需要的完整的环境信息。
[0003]通过结合来自各种传感器的输入，可以有足够的数据生成完整的环境模型，以启用高级驾驶辅助以及自动驾驶功能。激光雷达摄像头有助于自动驾驶系统做出关键自主决策，因此，激光雷达摄像头的重要性越来越高，同时对激光雷达摄像头的光学系统的成像质量的要求也更加严格，但是目前激光雷达摄像头光圈偏小，畸变偏大的问题难以克服。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种光学系统、取像模组、电子设备及汽车，能够解决激光雷达摄像头光圈偏小，畸变偏大的问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种光学系统，光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：
[0006]具有负屈折力的第一透镜，第一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，且第一透镜的物侧面与像侧面均为非球面；
[0007]具有负屈折力的第二透镜，第二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；
[0008]具有正屈折力的第三透镜，第三透镜的物侧面与像侧面于近光轴处均为凸面；
[0009]光阑；
[0010]具有正屈折力的第四透镜，第四透镜的物侧面与像侧面于近光轴处均为凸面；
[0011]具有负屈折力的第五透镜，第五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；以及，
[0012]具有正屈折力的第六透镜，第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，且第六透镜的物侧面与像侧面均为非球面。
[0013]基于本申请实施例的光学系统，第一透镜具有负屈折力，有利于光线大角度摄入，增大视场角。结合第一透镜的物侧面设置为凸面，第一透镜的像侧面设置为凹面，有利于抓住光线，满足激光雷达设计所需光线角度入射进第一透镜，同时第一透镜的非球面的设置，有利于控制光学系统的头部口径。
[0014]第二透镜具有负曲折力，有利于合理分配光学系统的光焦度；且第二透镜的物侧面设置为凸面，像侧面设置为凹面，有利于经第一透镜的光线平缓入射进第二透镜，有效降低光轴外像差的影响。
[0015]第三透镜具有正曲折力，且光阑设置在第三透镜与第四透镜之间，第三透镜的物侧面以及像侧面均设置为凸面，可有效接收来自第二透镜的光线，使光线充分收入光阑，增加照度，以实现经第三透镜的光线以大光圈入射进光阑。
[0016]第四透镜具有正屈折力，且物侧面与像侧面均设置为凸面，有利于收缩光线，缩短光学系统的总长。
[0017]第四透镜与第五透镜胶合形成胶合透镜组，且第五透镜具有负屈折力，物侧面设置为凹面，像侧面设置为凸面，有利于胶合透镜组的光焦度配置，降低胶合透镜组的敏感度。
[0018]第六透镜具有正曲折力，且物侧面设置为凸面，能进一步改变光线的入射角度，降低入射光线到达成像面上的主光线入射角，提高相对照度；第六透镜的非球面的设置，有利于控制光学系统的畸变，以及入射光线到达成像面上的主光线入射角的角度，进而可达到光学系统的大光圈、小畸变的效果。
[0019]光学系统满足条件式(1)：3.5(1/mm)＜FNO/AT3＜5.5(1/mm)，其中，AT3为第三透镜的像侧面至第四透镜的物侧面于光轴上的距离，FNO为光学系统的光圈数。
[0020]基于上述实施例，在FNO与AT3这两个参数满足上述条件式(1)的情况下，光学系统的光阑设置在第三透镜与第四透镜之间，通过合理配第三透镜以及第四透镜到光阑前后两面于光轴上的空气间隔，与光学系统的光圈数的比值关系，可以实现大光圈，小畸变的光学效果。
[0021]FNO/AT3低于3.5下限，第三透镜L3以及第四透镜到光阑前后两面于光轴上的距离加大，光学系统的公差敏感性加强，不利于透镜的生产加工；FNO/AT3超过5.5上限，光学系统的光圈数增大，进光量不足，影响光学系统的成像效果。
[0022]在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(2)：20
°
/mm＜CRA/SAG
s5
＜43
°
/mm，其中，CRA为光学系统的主光线入射角，SAG
s5
为第三透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高。
[0023]基于上述实施例，在CRA与SAG
s5
这两个参数满足上述条件式(2)的情况下，通过控制第三透镜的物侧面的矢高，可有效管控第三透镜的面型，使得位于光阑前的第三透镜不至于太弯曲，有利于入射光线平缓收入光阑。
[0024]当CRA/SAG
s5
的值低于20
°
下限，第三透镜的矢高太大，第三透镜过于弯曲，不利于第三透镜的生产加工；当CRA/SAG
s5
的值超过43
°
上限，主光线入射角偏大，不利于与芯片匹配。
[0025]在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(3)：1.5<f
456
/f<3，其中，f
456
为第四透镜、第五透镜以及第六透镜的组合焦距，f为光学系统的有效焦距。
[0026]基于上述实施例，在f
456
与f这两个参数满足上述条件式(3)的情况下，第四透镜为光学系统提供正屈折力，第五透镜为光学系统提供负屈折力，第六透镜为光学系统提供正屈折力，第四透镜、第五透镜以及第六透镜组成的透镜组为光学系统提供正屈折力，且位于光阑后接收来自光阑的入射光线，有利于校正光学系统的像差。
[0027]当f
456
/f的值超过3的上限，位于光阑后的透镜组的屈折力过小，易产生较大的边缘像差，不利于提高透镜组的分辨性能；当f
456
/f的值低于1.5的下限，光阑的后透镜组整体屈折力过强，使位于光阑后的透镜组易产生较严重的像散现象，不利于成像品质的提升。
[0028]在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(4)：5.5＜TTL/CT2＜7.5，其中，CT2为第二透镜于光轴上的厚度，TTL为第一透镜物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离。
[0029]基于上述实施例，在TTL与CT2这两个参数满足上述条件式(4)的情况下，通过合理地分配第二透镜物侧面与像侧面于光轴上的间距，与光学系统的总长的比值关系，有效提升光学系统的紧凑性，进而使光学系统的总长度降低，有利于透镜的成型与组装，同时也可降低偏心敏感度。
[0030]在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(5)：20
°
/mm＜FOV/CT2＜35
°
/mm，其中，FOV为光学系统的最大视场角，CT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括：具有负屈折力的第一透镜，所述第一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，且所述第一透镜的物侧面与像侧面均为非球面；具有负屈折力的第二透镜，所述第二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；具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面与像侧面于近光轴处均为凸面；光阑；具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面与像侧面于近光轴处均为凸面；具有负屈折力的第五透镜，所述第五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；以及，具有正屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，且所述第六透镜的物侧面与像侧面均为非球面；所述光学系统满足条件式：3.5(1/mm)＜FNO/AT3＜5.5(1/mm)；其中，AT3为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于所述光轴上的距离，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，所述光学系统还满足条件式：20
°
/mm＜CRA/SAG
s5
＜43
°
/mm；其中，CRA为所述光学系统的主光线入射角，SAG
s5
为所述第三透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高。3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还满足条件式：1.5<f
456
/f<3；其中，f
456
为所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐宇明，兰宾利，朱志鹏，
申请(专利权)人：江西晶超光学有限公司，
类型：发明
国别省市：