广角透镜光学系统的制作方法

本公开内容涉及一种图像拾取透镜，所述图像拾取透镜形成用于ccd或cmos传感器等固态图像传感器的物体图像，更具体地，涉及智能手机、游戏机、pc、网络摄像机、家用电器、汽车或无人机等便携式设备。本公开内容涉及一种图像拾取透镜和一种安装在摄像头等上的成像设备。

背景技术：

1、随着近年来智能手机的普及，对成像透镜的需求多样化，人们希望在保持直接受产品尺寸影响的成像模块尺寸不变的同时，提高光学性能，例如视角更宽、长焦性能更高、直径更大(na更高)。如今，多摄像头系统已成为主流，广角透镜因其常用于静态图像和电影拍摄而在智能手机产品差异化方面发挥着重要作用。因此，广角透镜的光学性能成为产品的一大卖点，每家公司竞相提高产品的光学性能。

2、现有技术中的广角透镜模块公开了一种包括七个透镜的光学系统，其中，七个透镜包括正透镜。类似地，也公开了一种包括六个透镜的光学系统，其中，六个透镜包括负透镜和正透镜。在这些摄像头模块使用的透镜系统中，通过在光轴方向上移动整个透镜来进行微距摄影聚焦，这种方法运用在当今的大量产品中。然而，由于市场需求，也为了实现与竞争对手的差异化，摄像头模块的传感器尺寸逐年增加，所以需要进一步减小透镜模块的厚度。

3、然而，现有技术中，在光轴方向上移动整个透镜意味着改变后焦，而后焦是最靠像侧透镜的像侧面和成像面之间的距离。这增加了透镜模块的总长度，并对光学性能产生了不利影响。

4、为了解决这个问题，根据本公开内容的广角透镜光学系统包括在邻近成像面的最靠像侧上的固定透镜组，使得从广角透镜的最靠像侧面到成像面(后焦)的物理距离的固定长度为0.6mm或更小。最靠像侧透镜组是固定的，布置在最靠像侧透镜组的物侧的聚焦透镜组沿着光轴移动进行聚焦。通过固定具有短后焦的最靠像侧透镜组，可以提供总光学长度足够小的透镜模块，同时保持所需的光学性能。

5、因此，需要一种能够解决用于智能手机、游戏机、pc、网络摄像机、家用电器、汽车等便携式设备的ccd或cmos传感器的上述问题的广角透镜光学系统。

技术实现思路

1、本公开内容克服和/或减少上述缺点。

2、本公开内容的主要目的是提供一种具有短且固定的后焦的广角透镜光学系统，使得广角透镜具有短ttl以及失真较小的高质量图像。通过使用本公开内容的广角透镜光学系统，广角透镜可以安装在薄的产品中，同时抑制失真，使得在使用广角透镜的情况下仍能获得高图像质量。

3、与通过在光轴方向上移动整个透镜而聚焦的传统方法不同，本公开内容的特征是，最靠像侧透镜组始终是固定的。通过这样的配置，容易缩短广角透镜的最靠像侧面和成像面(后焦)之间的距离。例如，在移动整个透镜的传统方法中，固定边距，以防止最靠像侧面与图像传感器表面碰撞，并且传统透镜系统需要密封，以免传感器受到整个透镜移动引起的灰尘的影响。因此，广角透镜的最靠像侧面与图像传感器表面之间必须固定一定的距离，整个光学系统变得更长。

4、此外，通过根据本公开内容的配置缩短从像侧透镜到传感器表面(后焦)的距离，不仅可以缩短整个光学系统的总长度，而且可以通过位于成像面附近的最靠像侧透镜(或透镜组)校正像差。因此，容易获得更高的分辨率。

5、根据第一方面，提供了一种广角透镜光学系统。广角透镜光学系统包括前透镜、非平面棱镜和后透镜组。非平面棱镜在物侧和成像侧都具有非平面表面，且用于将光路弯曲90°。由于非平面棱镜具有焦度，因此前透镜可以布置得非常靠近非平面棱镜，以使前透镜的正面和非平面棱镜(即后透镜组的光轴)之间的距离最小化。

6、因此，光模块的厚度和ttl都可以小于使用规则棱镜的普通光模块的厚度和ttl，因为光模块能够实现使前球面从透镜系统的后组的最大直径稍微突出的配置。

7、根据本广角透镜光学系统的一个方面，所述广角透镜光学系统从物侧到像侧包括具有正屈光力的聚焦透镜组和具有负屈光力的固定透镜组。所述聚焦透镜组可沿着光轴移动进行聚焦，所述固定透镜组固定在邻近成像面的最靠像侧。当fov是所述广角透镜光学系统的视场，bf是所述广角透镜光学系统的最靠像侧面沿所述光轴到所述成像面的最小距离时，满足以下条件：

8、(i)70°≤fov；

9、(ii)bf≤0.65

10、条件(i)界定了光学系统的视角。条件(ii)界定了固定透镜组的最靠像侧面和成像面(后焦)之间的距离。

11、替代地，满足以下条件：

12、(i)-2 70°≤fov；且

13、(ii)-2bf≤0.6

14、根据本广角透镜光学系统的一个方面，当flf是所述固定透镜组的焦距，f是所述广角透镜光学系统的焦距时，满足以下条件：

15、(iii)-5.0≤flf/f≤-0.3

16、条件(iii)适当地界定了固定透镜组的屈光力。

17、替代地，满足以下条件：

18、(iii)-2 -2.5≤flf/f≤-0.5

19、根据本广角透镜光学系统的一个方面，当fgf是所述聚焦透镜组的焦距时，满足以下条件：

20、(iv)0.6≤fgf/f≤1.2

21、条件(iv)界定了聚焦透镜组的屈光力。

22、替代地，满足以下条件：

23、(iv)-2 0.7≤fgf/f≤1.05

24、根据本广角透镜光学系统的一个方面，

25、当bf2是所述聚焦透镜组的最靠像侧面沿所述光轴到所述固定透镜组的最靠物侧面的最小距离时，满足以下条件：

26、(v)0.1≤bf2≤1.0

27、条件(v)界定了聚焦透镜组和固定透镜组之间的位置关系。

28、替代地，满足以下条件：

29、(v)-2 0.2≤bf2≤0.6

30、根据第二方面，提供了一种摄像头。所述摄像头包括第一方面提供的广角透镜光学系统和图像传感器。广角透镜光学系统用于携带图像数据，用于向图像传感器输入光；图像传感器用于根据图像数据显示图像。

31、根据第三方面，提供了一种终端。所述终端包括摄像头，即第二方面提供的摄像头，以及图形处理单元(graphic processing unit，gpu)。gpu与摄像头连接。摄像头用于获取图像数据并将图像数据输入gpu，cpu用于处理从摄像头接收的图像数据。终端可应用于手机、平板电脑等移动设备的小型摄像头。

32、下面结合附图进一步详细描述本公开内容。附图示出了根据本公开内容的优选实施例，仅出于说明目的。

技术特征：

1.一种广角透镜光学系统，其特征在于，所述广角透镜光学系统从物侧到像侧包括具有正屈光力的聚焦透镜组和具有负屈光力的固定透镜组，其中，所述聚焦透镜组可沿着光轴移动进行聚焦，满足以下条件：

2.根据权利要求1所述的广角透镜光学系统，其特征在于，满足以下条件：

3.根据权利要求1和2中任一项所述的广角透镜光学系统，其特征在于，满足以下条件：

4.根据权利要求3所述的广角透镜光学系统，其特征在于，满足以下条件：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的广角透镜光学系统，其特征在于，满足以下条件：

6.根据权利要求5所述的广角透镜光学系统，其特征在于，满足以下条件：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的广角透镜光学系统，其特征在于，满足以下条件：

8.根据权利要求7所述的广角透镜光学系统，其特征在于，满足以下条件：

9.根据权利要求1至8中任一项所述的广角透镜光学系统，其特征在于，所述聚焦透镜组包括六个或七个透镜。

10.一种摄像头，其特征在于，所述摄像头包括根据权利要求1至9中任一项所述的广角透镜光学系统，还包括图像传感器，其中，所述广角透镜光学系统用于将图像投射到所述图像传感器上，所述图像传感器用于将所述图像转换为数字图像数据。

11.一种终端，其特征在于，所述终端包括根据权利要求10所述的摄像头和图形处理单元(graphic processing unit，gpu)，其中，所述gpu与所述摄像头连接，以接收和处理所述数字图像。

技术总结
一种广角透镜光学系统，从物侧到像侧包括具有正屈光力的聚焦透镜组(FG)和具有负屈光力的固定透镜组(FL)。所述聚焦透镜组(FG)可沿着光轴移动进行聚焦，而所述固定透镜组(FL)固定在邻近成像面(IMG)的最靠像侧，使得后焦也被固定。

技术研发人员：宮谷崇太,佟庆,安泽卓也,堀段笃,小柳雅彦
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8