CN110737074A - 高像素红外光学***及其应用的摄像模组 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种高像素红外光学***,沿光轴从物面到像面依次包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜;第一透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;第二透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;第三透镜的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为正;第四透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面。另一方面,本发明实施例还提供了一种摄像模组。本发明实施例之光学***和摄像模组,主要由4枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有大孔径、小畸变、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
Description
技术领域:
本发明涉及一种光学***及其应用的摄像模组,尤其是一种高像素红外光学***及其应用的摄像模组。
背景技术:
随着红外成像技术的应用、以及智能驾驶辅助***的发展,红外镜头越来越广泛地应用于车载领域。但传统的红外镜头存在镜片数量多,结构复杂的问题。
发明内容:
为克服传统红外镜头存在镜片数量多,成本高的问题,本发明实施例提供了一种高像素红外光学***。
一种高像素红外光学***,沿光轴从物面到像面依次包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜;
第一透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
第二透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第三透镜的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
第四透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面。
另一方面,本发明实施例还提供了一种摄像模组。
一种摄像模组,至少包括光学镜头,光学镜头内安装有上述所述的高像素红外光学***。
本发明实施例之光学***和摄像模组,主要由4枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有大孔径、小畸变、高像素、以及非常好的消热差等良好光学性能。
附图说明:
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的光学***或摄像模组的结构示意图一;
图2为本发明的光学***或摄像模组的+25℃下的畸变曲线图;
图3为本发明的光学***或摄像模组的+25℃下的MTF曲线图;
图4为本发明的光学***或摄像模组的+25℃下的相对照度图;
图5为本发明的光学***或摄像模组的-40℃下的MTF曲线图;
图6为本发明的光学***或摄像模组的+85℃下的MTF曲线图;
图7为本发明的光学***或摄像模组的结构示意图二;
具体实施方式:
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
当本发明实施例提及“第一”、“第二”等序数词时,除非根据上下文其确实表达顺序之意,应当理解为仅仅是起区分之用。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供了一种高像素红外光学***,沿光轴从物面到像面依次包括:第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、以及第四透镜4。
第一透镜1的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
第二透镜2的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第三透镜3的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
第四透镜4的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度可正可负。
本发明实施例之光学***,主要由4枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有大孔径、小畸变、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
示例性地,作为本方案的具体实施方式而非限定,如图1所示,本实施例中的第一透镜1的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;第二透镜2的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;第三透镜3的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为正;第四透镜4的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正。
示例性的,作为本方案的具体实施方式而非限定,如图7所示,本实施例中的第一透镜1的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;第二透镜2的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;第三透镜3的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为正;第四透镜4的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负。
进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,光学***满足:TTL/EFL≤1.79,其中TTL为光学***的第一透镜1物面侧顶点至成像面6之间的距离,EFL为光学***的有效焦距。采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有大孔径、小畸变、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
再进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,第一透镜与第二透镜相互胶合形成组合透镜。结构简单紧凑,采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,可保证良好的光学性能。
又进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,光学***的各透镜满足如下条件:
(1)-10<f1<-3;
(2)2<f2<5;
(3)3<f3<10;
(4)-270<f4<100;
其中,f1为第一透镜1的焦距,f2为第二透镜2的焦距,f3为第三透镜3的焦距,f4为第四透镜4的焦距。通过不同透镜的相互组合及其合理分配光焦度,使光学***具有大孔径、小畸变、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
更进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,光学***的各透镜满足如下条件:
(1)-3.0<f1/f<-1.0;
(2)0.5<f2/f<3.0;
(3)0.5<f3/f<3.0;
(4)-50.0<f4/f<20.0;
其中,f为整个光学***的焦距,f1为第一透镜1的焦距,f2为第二透镜2的焦距,f3为第三透镜3的焦距,f4为第四透镜4的焦距。通过不同透镜的相互组合及其合理分配光焦度,使光学***具有大孔径、小畸变、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
又进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,第一透镜1的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足:1.40<Nd1<1.70,50<Vd1<90。结构简单,可以保证良好的光学性能。
再进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,第二透镜2的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足:1.85<Nd2<2.05,20<Vd2<40。结构简单,可以保证良好的光学性能。
更进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,第三透镜3的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足:1.50<Nd3<1.70,20<Vd3<40。结构简单,可以保证良好的光学性能。
又进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,第四透镜4的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足:1.50<Nd4<1.70,20<Vd4<40。结构简单,可以保证良好的光学性能。
更进一步地,作为本方案的具体实施方式而非限定,光学***的光阑5位于第二透镜2与第三透镜3之间。用来调节光束的强度,优选地,光阑5设置在第二透镜2靠近物方侧,在本实施例中,各透镜及光阑的位置是固定的。
又进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,第三透镜3及第四透镜4为塑料非球面透镜。可以有效地消除球面像差对镜头性能的影响,提高光学镜头的解析力,可以有效地实现消热差,同时降低镜头的加工难度和生产成本。
再进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,第四透镜4与像面6之间设有带通滤光片。可过滤环境中的可见光,以避免可见光干扰现象。
具体地,结合图1,在本实施例中,第一透镜1的焦距f1=-7.938mm,第二透镜2的焦距f2=3.562mm,第三透镜3的焦距f3=8.168mm,第四透镜4的焦距f4=67.417mm。本实施例中,沿光轴方向,第一透镜1物面侧顶点至其像面侧顶点的厚度值D1、第二透镜2物面侧顶点至其像面侧顶点的厚度值D2、以及第二透镜2像面侧顶点至第三透镜3物面侧顶点的间隔D3之间满足:D1+D2<D3。本光学***的各项基本参数如下表所示:
表面 | 曲率半径R(mm) | 间隔D(mm) | 折射率Nd | 色散值Vd |
S1 | 12.0 | 0.50 | 1.5 | 70 |
S2 | 2.5 | 1.00 | 1.9 | 35 |
S3 | 17.0 | 0.15 | ||
STO | INFINITY | 1.80 | ||
S5 | -2.0 | 1.30 | 1.6 | 23 |
S6 | -1.5 | 0.10 | ||
S7 | 4.5 | 1.50 | 1.6 | 23 |
S8 | 4.0 | 2.00 | ||
S9 | INFINITY | 0.70 | 1.5 | 64 |
S10 | INFINITY | 0.30 | ||
IMA | INFINITY | 0.00 |
上表中,沿光轴从物面到像面,S1、S2对应为第一透镜1的两个表面;S2、S3对应为第二透镜2的两个表面;STO是光阑所在位置;S5、S6对应为第三透镜3的两个表面;S7、S8对应为第四透镜4的两个表面;S9、S10对应为带通滤光片的两个表面;IMA为像面6。
更具体地,所述第三透镜3与第四透镜4的表面为非球面形状,其满足以下方程式:其中,参数c=1/R,即为半径所对应的曲率,y为径向坐标,其单位和透镜长度单位相同,k为圆锥二次曲线系数,a1至a6分别为各径向坐标所对应的系数。所述第三透镜3的S5表面和S6表面、第四透镜4的S7表面和S8表面的非球面相关数值如下表所示:
K | a<sub>1</sub> | a<sub>2</sub> | a<sub>3</sub> | a<sub>4</sub> | |
S5 | -0.40 | 0 | -0.003409507633833000 | -0.016038167970829999 | 0.012480154401390000 |
S6 | -0.70 | 0 | 0.000235028520440300 | -0.000038830217112540 | 0.000330841178015300 |
S7 | 0.20 | 0 | -0.022305296602539999 | 0.005448659620065000 | -0.000838933906264700 |
S8 | 0.80 | 0 | -0.040782844476839997 | 0.006602358763897000 | -0.000803390991681700 |
从图2至图6中可以看出,本实施例中的光学***具有高分辨率和非常好的消热差性能等良好光学性能。
一种摄像模组,至少包括光学镜头,光学镜头内安装有上述所述的高像素红外光学***。
本发明实施例之光学***和摄像模组,主要由4枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有大孔径、小畸变、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式,并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同,或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换,都应当视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高像素红外光学***,沿光轴从物面到像面依次包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜;其特征在于,
第一透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
第二透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第三透镜的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
第四透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面。
2.如权利要求1所述的高像素红外光学***,其特征在于,光学***满足:TTL/EFL≤1.79,其中TTL为光学***的第一透镜物面侧顶点至成像面之间的距离,EFL为光学***的有效焦距。
3.如权利要求1所述的高像素红外光学***,其特征在于,第一透镜与第二透镜相互胶合形成组合透镜。
4.如权利要求1所述的高像素红外光学***,其特征在于,光学***的光阑位于第二透镜与第三透镜之间,并靠近第二透镜一侧。
5.如权利要求1、2、3或4所述的高像素广角红外光学***,其特征在于,光学***的各透镜满足如下条件:
(1)-10<f1<-3;
(2)2<f2<5;
(3)3<f3<10;
(4)-270<f4<100;
其中,f1为第一透镜的焦距,f2为第二透镜的焦距,f3为第三透镜的焦距,f4为第四透镜的焦距;和/或
光学***的各透镜满足如下条件:
(1)-3.0<f1/f<-1.0;
(2)0.5<f2/f<3.0;
(3)0.5<f3/f<3.0;
(4)-50.0<f4/f<20;
其中,f为整个光学***的焦距,f1为第一透镜的焦距,f2为第二透镜的焦距,f3为第三透镜的焦距,f4为第四透镜的焦距。
6.如权利要求1、2、3或4所述的高像素红外光学***,其特征在于,第一透镜的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足:1.40<Nd1<1.70,50<Vd1<90。
7.如权利要求1、2、3或4所述的高像素广角红外光学***,其特征在于,第二透镜的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足:1.85<Nd2<2.05,20<Vd2<40。
8.如权利要求1、2、3或4所述的高像素广角红外光学***,其特征在于,第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足:1.50<Nd3<1.70,20<Vd3<40。
9.如权利要求1、2、3或4所述的高像素广角红外光学***,其特征在于,第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足:1.50<Nd4<1.70,20<Vd4<40。
10.一种摄像模组,至少包括光学镜头,其特征在于,光学镜头内安装有权利要求1-9任一项所述的高像素红外光学***。
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