CN114609762B - 小体积大广角光学***及其应用的摄像模组 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种小体积大广角光学***,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、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜;第一透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;第二透镜为双凹透镜,其光焦度为负;第三透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;所述第四透镜和第五透镜均为双凸透镜,其光焦度均为正;第六透镜的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为负。本发明实施例还公开了一种摄像模组。本发明主要由6枚玻璃透镜构成,镜片枚数合理,结构简单,体积小,重量轻,成本低;通过对不同透镜进行相应设计、组合及合理分配光焦度,具有优良的日夜共焦效果、可视范围广等优点,尤其适用于VR技术领域。
Description
技术领域:
本发明涉及一种光学***,尤其是一种适用于VR技术领域三维场景建构和分析的小体积超短焦大广角光学***。
背景技术:
随着社会发展,人民生活水平不断提高,VR眼镜已经越来越频繁地出现在人们的日常生活中。VR眼镜中的关键核心为光学***,然而其光学***存在结构复杂,体积偏大,焦距过长,视场角过小的问题。且在实际使用时,存在严重发热,导致成像出现虚焦的现象。
发明内容:
为克服现有光学***存在结构复杂、体积偏大的问题,本发明实施例提供了一种小体积大广角光学***。
一种小体积大广角光学***,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、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜;
所述第一透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
所述第二透镜的物面侧为凹面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
所述第三透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
所述第四透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
所述第五透镜的像面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
所述第六透镜的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为负。
本发明实施例之光学***,主要由6枚玻璃透镜构成,镜片枚数合理,结构简单,体积小,重量轻,成本低;通过对不同透镜进行相应设计、组合及合理分配光焦度,具有优良的日夜共焦效果、可视范围广等优点,尤其适用于VR技术领域。
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小体积大广角光学***。
本发明实施例之摄像模组,主要由6枚玻璃透镜构成,镜片枚数合理,结构简单,体积小,重量轻,成本低;通过对不同透镜进行相应设计、组合及合理分配光焦度,具有优良的日夜共焦效果、可视范围广等优点,尤其适用于VR技术领域。
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***或摄像模组实施例的结构示意图;
图2是本发明的光学***或摄像模组实施例的可见光MTF传递函数曲线图;
图3是本发明的光学***或摄像模组实施例的850nmMTF传递函数曲线图;
图4是本发明的光学***或摄像模组实施例的相对照度图。
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。
如图1所示,本实施例公开了一种小体积大广角光学***,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、第四透镜4、第五透镜5、以及第六透镜6。
所述第一透镜1的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
所述第二透镜2的物面侧为凹面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
所述第三透镜3的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
所述第四透镜4的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
所述第五透镜5的像面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
所述第六透镜6的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为负。
本发明实施例之光学***,主要由6枚玻璃透镜构成,镜片枚数合理,结构简单,体积小,重量轻,成本低;通过对不同透镜进行相应设计、组合及合理分配光焦度,具有优良的日夜共焦效果、可视范围广等优点,尤其适用于VR技术领域。
进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,第五透镜与第六透镜相互胶合形成组合透镜。结构简单紧凑,体积小。
再进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,第五透镜的材料阿贝常数Vd5和第六透镜的材料阿贝常数Vd6之间满足:|Vd6-Vd5|>25。结构简单,可保证良好的光学性能。
又进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,该光学***的各透镜满足如下条件:
(1)-2.5<f1/f<-2.0;
(2)-3.0<f2/f<-2.35;
(3)5.0<f3/f<7.3;
(4)3.9<f4/f<5.3;
(5)2.9<f56/f<3.5;
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,f56为第五透镜与第六透镜胶合的组合焦距。通过对不同透镜进行相应设计、组合及合理分配光焦度,具有优良的日夜共焦效果、可视范围广等优点。
再进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,孔径光阑位于第三透镜与第四透镜之间。用来调节光束的强度。
更进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,第一透镜的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1、焦距f1与***焦距f之间满足:1.70<Nd1<1.95,30<Vd1<60,-2.5<f1/f<-2.0。结构简单,可保证良好的光学性能。
再进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3、焦距f3与***焦距f之间满足:1.53<Nd3<1.67,20<Vd3<60,5.0<f3/f<7.3。结构简单,可保证良好的光学性能。
又进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4、焦距f4与***焦距f之间满足:1.53<Nd4<1.67,20<Vd4<60,3.9<f4/f<5.3。结构简单,可保证良好的光学性能。
更进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,第五透镜的材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5、焦距f5与***焦距f之间满足:1.50<Nd5<1.60,50<Vd5<60。结构简单,可保证良好的光学性能。
又进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,第六透镜的材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6、焦距f6与***焦距f之间满足:1.60<Nd6<1.68,18<Vd6<30。结构简单,可保证良好的光学性能。
再进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,视场角满足:145°<HFOV<168°。结构简单,可视范围广。
又进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,第一透镜为玻璃非球面或球面透镜,第五透镜和第六透镜为塑胶胶合片。通过使用玻塑混合、相互胶合结构,合理分配镜片光焦度,优化镜头像差,在降低成本的同时优化了镜头性能。
具体地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,在本实施例中,光学***的焦距f=0.52mm,光阑指数F/NO=2.0,视场角HFOV=155°,光学总长TTL=5mm,本光学***的各项基本参数如下表所示:
上表中,沿光轴从物面到像面8,S1、S2对应为第一透镜1的两个表面;S3、S4对应为第二透镜2的两个表面;S5、S6对应为第三透镜3的两个表面STO为光阑7;S8、S9对应为第四透镜4的两个表面;S10、S11对应为第五透镜5的两个表面、S11、S12对应为第六透镜6的两个表面,其中第五透镜5和第六透镜6为胶合镜片;IMA为像面8。
又进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,全部透镜的表面均为非球面形状,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a8分别为各径向坐标所对应的系数。所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五5透镜和第六透镜6的非球面相关数值可以如下表所示:
作为本发明的另一种优选实施方式而非限定,在本实施例中,光学***的焦距f=0.55mm,光阑指数F/NO=2.0,视场角HFOV=150°,光学总长TTL=5.21mm,本光学***的各项基本参数还可以如下表所示:
表面 | 曲率半径R(mm) | 间隔D(mm) | 折射率Nd | 色散值Vd |
S1 | 5.83 | 0.74 | 1.88 | 39.22 |
S2 | 0.85 | 0.63 | ||
S3 | -1.85 | 0.3 | 1.54 | 55.71 |
S4 | 1.30 | 0.06 | ||
S5 | 2.20 | 0.50 | 1.64 | 23.55 |
S6 | -10 | 0.19 | ||
STO | Infinity | 0.10 | ||
S8 | 23.00 | 0.44 | 1.54 | 55.71 |
S9 | -1.26 | 0.05 | ||
S10 | 0.95 | 0.76 | 1.54 | 55.71 |
S11 | -0.55 | 0.30 | 1.66 | 20.37 |
S12 | -2.17 | 0.85 | ||
IMA | Infinity | 0.00 |
上表中,沿光轴从物面到像面8,S1、S2对应为第一透镜1的两个表面;S3、S4对应为第二透镜2的两个表面;S5、S6对应为第三透镜3的两个表面STO为光阑7;S8、S9对应为第四透镜4的两个表面;S10、S11对应为第五透镜5的两个表面、S11、S12对应为第六透镜6的两个表面,其中第五透镜5和第六透镜6为胶合镜片;IMA为像面8。
又进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,第二透镜至第六透镜的表面均为非球面形状,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a8分别为各径向坐标所对应的系数。所述第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五5透镜和第六透镜6的非球面相关数值可以如下表所示:
作为本发明的另一种优选实施方式而非限定,在本实施例中,光学***的焦距f=0.50mm,光阑指数F/NO=2.0,视场角HFOV=164.6°,光学总长TTL=4.99mm,本光学***的各项基本参数还可以如下表所示:
上表中,沿光轴从物面到像面8,S1、S2对应为第一透镜1的两个表面;S3、S4对应为第二透镜2的两个表面;S5、S6对应为第三透镜3的两个表面STO为光阑7;S8、S9对应为第四透镜4的两个表面;S10、S11对应为第五透镜5的两个表面、S11、S12对应为第六透镜6的两个表面,其中第五透镜5和第六透镜6为胶合镜片;IMA为像面8。
又进一步地,作为本发明的一种优选实施方式而非限定,全部透镜的表面均为非球面形状,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a8分别为各径向坐标所对应的系数。所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五5透镜和第六透镜6的非球面相关数值可以如下表所示:
从图2至图4中可以看出,本实施例之光学***具有优良的日夜共焦效果、可视范围广等优点。
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大小体积大广角光学***。
本发明实施例之摄像模组,本发明实施例之光学***,主要由6枚透镜构成,镜片枚数合理,结构简单,体积小,重量轻,成本低;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有优良的日夜共焦效果、可视范围广等优点。尤其适用VR技术领域。
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 (7)
1.一种小体积大广角光学***,沿光轴从物面到像面依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜构成;其特征在于,
所述第一透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
所述第二透镜的物面侧为凹面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
所述第三透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
所述第四透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
所述第五透镜的像面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
所述第六透镜的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为负;
孔径光阑位于第三透镜与第四透镜之间;
该光学***的各透镜满足如下条件:
(1)-2.5<f1/f<-2.0;
(2)-3.0<f2/f<-2.35;
(3)5.0<f3/f<7.3;
(4)3.9<f4/f<5.3;
(5)2.9<f56/f<3.5;
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,f56为第五透镜与第六透镜胶合的组合焦距。
2.根据权利要求1所述的一种小体积大广角光学***,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:1.70<Nd1<1.95,30<Vd1<60。
3. 根据权利要求1所述的一种小体积大广角光学***,其特征在于,第五透镜的材料阿贝常数Vd5和第六透镜的材料阿贝常数Vd6之间满足:|Vd6-Vd5|>25。
4. 根据权利要求1所述的一种小体积大广角光学***,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:1.53<Nd3<1.67,20<Vd3<60;和/或
第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足:1.53<Nd4<1.67,20<Vd4<60;和/或
第五透镜的材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足:1.50<Nd5<1.60,50<Vd5<60;和/或
第六透镜的材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足:1.60<Nd6<1.68,18<Vd6<30。
5.根据权利要求1所述的一种小体积大广角光学***,其特征在于,视场角满足:145°<HFOV<168°。
6.根据权利要求1所述的一种小体积大广角光学***,其特征在于,第一透镜为玻璃非球面或球面透镜,第五透镜和第六透镜为塑胶胶合片。
7.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1-6任一项所述的小体积大广角光学***。
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GR01 | Patent grant | ||
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