光学系统、成像装置及电子设备制造方法及图纸

一种光学系统，包括从物侧到像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中的至少一个透镜为超透镜，并且第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中的其余透镜为折射透镜，并且其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜被构造成使得光学系统满足：f/EPD<3.0，且HFOV≤24

【技术实现步骤摘要】
光学系统、成像装置及电子设备


[0001]本公开涉及光学成像的
，特别是涉及一种光学系统、成像装置及电子设备。

技术介绍

[0002]随着智能手机等电子设备的尺寸和厚度逐渐缩小，因此对安装在这些电子设备上的光学系统的镜头总长(Total track length,TTL)，需要尽可能的缩短。而在光学系统的镜头总长缩短的同时，对图像传感器的硬件需求及成像系统的光学性能也提出了更高的要求。
[0003]目前手机传统摄远成像镜头为满足大光圈、长焦距和人像效果等拍摄要求，一般镜片的数量多(通常6
‑
7片镜片)，对镜头组装难度和成本的要求非常高。
[0004]如何减少镜片数量的同时拥有更好的摄远拍摄效果，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本公开提供了一种光学系统、成像装置及电子设备，以缓解、减轻或消除上述问题。
[0006]根据本公开的一个方面，提供了一种光学系统，包括：从物侧到像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中的至少一个透镜为超透镜，并且第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中的其余透镜为折射透镜，并且其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜被构造成使得光学系统满足：f/EPD<3.0，且HFOV≤24
°
，其中，f为光学系统的有效焦距，EPD为光学系统的入射瞳孔径，HFOV为光学系统的最大视场角的一半。
[0007]根据本公开的一个方面，提供了一种成像装置，包括前述方面的光学系统，以及图像传感器阵列，图像传感器阵列用于基于光学系统透射的光生成图像数据。
[0008]根据本公开的一个方面，提供了一种电子设备，包括前述方面的成像装置。
[0009]根据本公开实施例的光学系统及包含其的成像装置及电子设备，采用超透镜和折射透镜组合，使得系统的色散更易补偿，同时改善了色差等成像品质，且为了满足对远距离目标的细节辨识能力，光学系统具备较长的焦距，通过设置f/EPD<3.0，且HFOV≤24
°
，在满足上述要求的同时，减少了光学系统的镜片数量，促进系统的轻量化、小型化。
[0010]根据在下文中所描述的实施例，本公开的这些和其它方面将是清楚明白的，并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。
附图说明
[0011]在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
[0012]图1为本公开实施例提供的光学系统沿光轴方向的一种可选的截面示意图；
[0013]图2为本公开实施例提供的光学系统的视场示意图；
[0014]图3为本公开实施例提供的光学系统沿光轴方向的一种可选的截面示意图；
[0015]图4为图3提供的光学系统的畸变曲线；
[0016]图5为图3提供的光学系统的像散曲线；
[0017]图6为图3提供的光学系统的倍率色差曲线；
[0018]图7为图3提供的光学系统的轴向色差曲线；
[0019]图8为本公开实施例提供的光学系统沿光轴方向的又一种可选的截面示意图；
[0020]图9为图8提供的光学系统的畸变曲线；
[0021]图10为图8提供的光学系统的像散曲线；
[0022]图11为图8提供的光学系统的倍率色差曲线；
[0023]图12为图8提供的光学系统的轴向色差曲线；
[0024]图13为本公开实施例提供的光学系统沿光轴方向的又一种可选的截面示意图；
[0025]图14为图13提供的光学系统的畸变曲线；
[0026]图15为图13提供的光学系统的像散曲线；
[0027]图16为图13提供的光学系统的倍率色差曲线；
[0028]图17为图13提供的光学系统的轴向色差曲线；
[0029]图18为本公开实施例提供的光学系统沿光轴方向的又一种可选的截面示意图；
[0030]图19为图18提供的光学系统的畸变曲线；
[0031]图20为图18提供的光学系统的像散曲线；
[0032]图21为图18提供的光学系统的倍率色差曲线；
[0033]图22为图18提供的光学系统的轴向色差曲线；
[0034]图23为本公开实施例提供的光学系统沿光轴方向的又一种可选的截面示意图；
[0035]图24为图23提供的光学系统的畸变曲线；
[0036]图25为图23提供的光学系统的像散曲线；
[0037]图26为图23提供的光学系统的倍率色差曲线；
[0038]图27为图23提供的光学系统的轴向色差曲线；
[0039]图28为本公开实施例提供的光学系统沿光轴方向的又一种示例截面示意图；
[0040]图29为图28提供的光学系统的畸变曲线；
[0041]图30为图28提供的光学系统的像散曲线；
[0042]图31为图28提供的光学系统的倍率色差曲线；
[0043]图32为图28提供的光学系统的轴向色差曲线。
具体实施方式
[0044]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0045]随着手机等电子设备的飞速发展，这些电子设备上搭载了更多样的成像光学系统，通常来说，成像光学系统会包括摄远光学系统，来满足大光圈、长焦距和人像效果等的
拍摄要求。
[0046]摄远光学系统也称长焦距光学系统，是指焦距相较标准的光学系统更长的光学系统，摄远光学系统一般具有较小的视角，因此适用于拍摄远处景物的细节和拍摄不易被接近的被摄体，尤其是用于拍摄远距离风光人物和人物肖像摄影等场景。为了满足摄远拍摄的要求，一般利用非球面的光学镜片构成多片式的光学系统，而随着非球面的光学镜片的数量的增加，会使得整个光学系统的镜头总长(Total track length,TTL)增加，对镜头组装的难度和成本的要求更高。
[0047]为了减少镜头总长的同时提高摄远拍摄效果，本公开采用了超透镜(Metalenses)和折射透镜组合的设计方式。其中超透镜又称超构透镜，是一种二维平面透镜结构，是一种由超表面聚焦光的光学元件，其中超表面可以被认为是一层具有亚波长厚度的平面二维(2D)纳米结构。
[0048]图1为本公开实施例提供的光学系统沿光轴方向的一种可选的截面示意图。图2为本公开实施例提供的光学系统的视场示意图。如图1
‑
2所示，图中左侧为物测，右侧为像侧，该光学系统100包括从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130和第四透镜140。其中，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130和第四透镜140中的至少一个透镜为超透镜，并且第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，包括：从物侧到像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中的至少一个透镜为超透镜，并且所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中的其余透镜为折射透镜，并且其中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜被构造成使得所述光学系统满足：f/EPD<3.0，且HFOV≤24
°
，其中，f为所述光学系统的有效焦距，EPD为所述光学系统的入射瞳孔径，HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述折射透镜中的每一者的物侧表面和像侧表面均包括非球面。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述其余透镜包括至少两个折射透镜，所述至少两个折射透镜中任意两个折射透镜的折射率差满足：0.01<|n
i
‑
n
j
|<0.2，其中i和j分别为折射透镜编号，n
i
为从物侧到像侧方向上第i个折射透镜的折射率，n
j
为从物侧到像侧方向上第j个折射透镜的折射率，其中i≠j。4.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述折射透镜中的每一者具有18<V<57的阿贝数，其中，V为所述阿贝数。5.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜还被构造成使得所述光学系统满足：0.4<|f
Mi
/f|<50，其中，f
Mi
是所述至少一个透镜中任一超透镜的焦距。6.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述至少一个透镜中的任一超透镜包括基底层和与所述基底层堆叠的至少一层纳米结构层，并且所述至少一层纳米结构层中的至少一者包括偏振不敏感的周期性排列结构。7.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述至少一个透镜中的任一超透镜具有0.07mm<t
x
<1.0mm的厚度，其中x为超透镜编号，t
x
为从物侧到像侧方向上第x个超透镜的厚度。8.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马钊，刘思扬，史坦，
申请(专利权)人：苏州山河光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：