摄像光学系统及电子装置的制作方法

本发明涉及光学成像
技术领域：
，特别涉及一种摄像光学系统及电子装置。
背景技术：
：随着科技的发展，具有摄像功能的电子装置在生活中的应用越来越普及，用户对搭载于电子装置上的摄像光学系统的性能要求越来越高。然而，传统的摄像光学系统通常采用平面的图像传感器，这导致摄像光学系统由于像差等问题难以实现其高像素、高亮度的性能。技术实现要素：本发明实施方式提供一种摄像光学系统及电子装置。本发明实施方式的摄像光学系统沿着光轴的物侧至像侧依序包括具有负屈折力的第一透镜、具有正屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜和曲面传感器。所述第一透镜的物侧面及像侧面皆为凹面。所述第三透镜的物侧面为凸面。所述第四透镜的物侧面为凹面且像侧面为凸面。所述曲面传感器以凹面朝向物体侧弯曲。所述摄像光学系统满足以下关系式：|f/(ri-0.5)|<|f/ri|<|f/(ri+0.5)|；其中，ri为所述曲面传感器的折射率，f为所述摄像光学系统的焦距。本发明实施方式的摄像光学系统通过上述对五枚透镜以及曲面传感器的合理设计，同时对曲面传感器的折射率和整个摄像光学系统的焦距进行限制来补正像差以实现摄像光学系统高像素、高亮度的性能。在某些实施方式中，所述摄像光学系统满足以下关系式：2.0<|f1/f|<3.0；其中，所述f1为所述第一透镜的焦距，f为所述摄像光学系统的焦距。如此，使得摄像光学系统的视场角较大和光圈数较大，提高摄像光学系统的性能。在某些实施方式中，所述摄像光学系统满足以下关系式：0.5<|r1/r2|<1.0；其中，r1为所述第一透镜的物侧面的曲率半径，r2为所述第一透镜的像侧面的曲率半径。如此，使得摄像光学系统的视场角较大和光圈数较大，提高摄像光学系统的性能。在某些实施方式中，所述摄像光学系统满足以下关系式：0<2y/ri<0.5；其中，2y为所述曲面传感器的对角线的尺寸，ri为所述曲面传感器的折射率。如此，可以减小摄像光学系统的像差以及保证摄像光学系统的性能。在某些实施方式中，所述摄像光学系统满足以下关系式：-0.2<sag/f<0；其中，sag为成像面最大高度的垂度值，f表示所述摄像光学系统的焦距。如此，避免摄像光学系统的整体比率产生变化而无法保证其性能。在某些实施方式中，所述摄像光学系统包括位于被摄物体和所述第二透镜之间的光圈。如此，摄像光学系统中光圈配置可为前置光圈或中置光圈。前置光圈即表示光圈设置于被摄物体与第一透镜之间，中置光圈则表示光圈设置于第一透镜与成像面之间。若光圈为前置光圈，可使摄像光学系统的出射瞳于成像面产生较长的距离，使其具有远心效果，并可增加图像传感器(曲面传感器)接收影像的效率；若光圈为中置光圈，有助于扩大摄像光学系统的视场角。在某些实施方式中，所述摄像光学系统包括位于所述第五透镜和所述曲面传感器之间的滤光片。如此，滤光片用于滤除红外光，避免曲面传感器感应红外光而影响成像。在某些实施方式中，所述曲面传感器包括全曲面传感器。如此，使光线经过透镜入射至全曲面传感器所有位置的光程差严格为零，从而获得非常清晰的图像。在某些实施方式中，所述曲面传感器包括边缘弯曲传感器。如此，使光线经过透镜入射至边缘弯曲传感器所有位置的光程差大致相同，接近于零，从而获得较清晰的图像，且边缘弯曲传感器的制备工艺相较于全曲面传感器的制备工艺更简单。本发明实施方式的电子装置包括壳体和上述实施方式所述的摄像光学系统。所述摄像光学系统安装在所述壳体。本发明实施方式的电子装置中，摄像光学系统通过上述对五枚透镜以及曲面传感器的合理设计，同时对曲面传感器的折射率和整个摄像光学系统的焦距进行限制来补正像差以实现摄像光学系统高像素、高亮度的性能。本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本发明实施例一的摄像光学系统的结构示意图；图2是本发明实施例一的摄像光学系统的衍射调制传递函数图；图3是本发明实施例一的摄像光学系统的球差图(mm)；图4是本发明实施例一的摄像光学系统的像散图(mm)；图5是本发明实施例一的摄像光学系统的畸变图(％)；图6是本发明实施例二的摄像光学系统的结构示意图；图7是本发明实施例二的摄像光学系统的衍射调制传递函数图；图8是本发明实施例二的摄像光学系统的球差图(mm)；图9是本发明实施例二的摄像光学系统的像散图(mm)；图10是本发明实施例二的摄像光学系统的畸变图(％)；图11是本发明实施例三的摄像光学系统的结构示意图；图12是本发明实施例三的摄像光学系统的衍射调制传递函数图；图13是本发明实施例三的摄像光学系统的球差图(mm)；图14是本发明实施例三的摄像光学系统的像散图(mm)；图15是本发明实施例三的摄像光学系统的畸变图(％)；图16是本发明实施方式的电子装置的结构示意图；图17是本发明实施方式的电子装置的另一结构示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。请参阅图1、图6和图11，本发明实施方式的摄像光学系统10沿着光轴的物侧至像侧依序包括具有负屈折力的第一透镜l1、具有正屈折力的第二透镜l2、具有负屈折力的第三透镜l3、具有正屈折力的第四透镜l4、具有负屈折力的第五透镜l5和曲面传感器cs。第一透镜l1的物侧面s11及像侧面s12皆为凹面。第三透镜l3的物侧面s31为凸面。第四透镜l4的物侧面s41为凹面且像侧面s42为凸面。曲面传感器cs以凹面朝向物体侧弯曲。摄像光学系统10满足以下关系式：|f/(ri-0.5)|<|f/ri|<|f/(ri+0.5)|；其中，ri为曲面传感器cs的折射率，f为摄像光学系统10的焦距。本发明实施方式的摄像光学系统10通过上述对五枚透镜以及曲面传感器cs的合理设计，同时对曲面传感器cs的折射率和整个摄像光学系统10的焦距进行限制来补正像差以实现摄像光学系统10高像素、高亮度的性能。可以理解，当f和ri的关系超出上述关系式时，因像差变大会导致摄像光学系统10的mtf(modulationtransferfunction，调制传递函数)性能变低。在某些实施方式中，摄像光学系统10满足以下关系式：2.0<|f1/f|<3.0；其中，f1为第一透镜l1的焦距，f为摄像光学系统10的焦距。如此，使得摄像光学系统10的视场角较大和光圈数较大，提高摄像光学系统10的性能。具体地，在一些例子中，|f1/f|可以取值为2.499、2.421、2.426、2.728或大于2.0且小于3.0的其它数值。在某些实施方式中，摄像光学系统10满足以下关系式：0.5<|r1/r2|<1.0；其中，r1为第一透镜l1的物侧面s11的曲率半径，r2为第一透镜l1的像侧面s12的曲率半径。如此，使得摄像光学系统10的视场角较大和光圈数较大，提高摄像光学系统10的性能。具体地，在一些例子中，|f1/f|可以取值为0.651、0.728、0.633、0.867或大于0.5且小于1.0的其它数值。在某些实施方式中，摄像光学系统10满足以下关系式：0<2y/ri<0.5；其中，2y为曲面传感器cs的对角线的尺寸，ri为曲面传感器cs的折射率。如此，可以减少摄像光学系统10的像差以及保证摄像光学系统10的性能。具体地，在一些例子中，2y/ri可以取值为0.453、0.356、0.248、0.479或大于0且小于0.5的其它数值。在某些实施方式中，摄像光学系统10满足以下关系式：-0.2<sag/f<0；其中，sag为成像面最大高度的垂度值，f表示摄像光学系统10的焦距。如此，避免摄像光学系统10的整体比率产生变化而无法保证其性能。具体地，在一些例子中，sag/f可以取值为-0.118、-0.099、-0.087、-0.146或大于-0.2且小于0的其它数值。在某些实施方式中，摄像光学系统10包括位于被摄物体和第二透镜之间的光圈(图未示)。如此，摄像光学系统10中光圈配置可为前置光圈或中置光圈。前置光圈即表示光圈设置于被摄物体与第一透镜l1之间，中置光圈则表示光圈设置于第一透镜l1与成像面之间。若光圈为前置光圈，可使摄像光学系统10的出射瞳于成像面产生较长的距离，使其具有远心效果，并可增加图像传感器(曲面传感器cs)接收影像的效率；若光圈为中置光圈，有助于扩大摄像光学系统10的视场角。在某些实施方式中，摄像光学系统10包括位于第五透镜l5和曲面传感器cs之间的滤光片l6。如此，滤光片l6用于滤除红外光，避免曲面传感器cs感应红外光而影响成像。在本发明的实施方式中，滤光片l6为红外滤光片。当摄像光学系统10用于成像时，被摄物体发出或者反射的光线从物侧方向进入摄像光学系统10，并依次穿过第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5以及滤光片l6，最终汇聚到曲面传感器cs的成像面s7上。在某些实施方式中，曲面传感器cs包括全曲面传感器。如此，使光线经过透镜入射至全曲面传感器所有位置的光程差严格为零，从而获得非常清晰的图像。具体地，全曲面传感器为中间凹陷，四周突出的立体曲面。在某些实施方式中，曲面传感器cs包括边缘弯曲传感器。如此，使光线经过透镜入射至边缘弯曲传感器所有位置的光程差大致相同，接近于零，从而获得较清晰的图像，且边缘弯曲传感器的制备工艺相较于全曲面传感器的制备工艺更简单。具体地，边缘弯曲传感器的中间为平面，边缘弯曲。本发明的摄像光学系统10中，透镜表面为凸面则表示透镜表面靠近摄像光学系统10的光轴的部分为凸面，透镜表面为凹面则表示透镜表面靠近摄像光学系统10的光轴的部分为凹面。非球面的面形由以下公式决定：其中，h是非球面上任一点到光轴的高度，c是顶点曲率，k是锥形常数，ai是非球面第i-th阶的修正系数。本发明将通过以下具体实施例配合所附附图予以详细说明。实施例一：请参阅图1至图5，本实施例的摄像光学系统中，从物侧至像侧包括第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、红外滤光片l6以及曲面传感器cs。第一透镜l1具有负屈折力，其物侧面s11为凹面，像侧面s12为凹面，并皆为非球面。第二透镜l2具有正屈折力，其物侧面s21为凸面，像侧面s22为凸面，并皆为非球面。第三透镜l3具有负屈折力，其物侧面s31为凸面，像侧面s32为凹面，并皆为非球面。第四透镜l4具有正屈折力，其物侧面s41为凹面，像侧面s42为凸面，并皆为非球面。第五透镜l5具有负屈折力，其物侧面s51为凸面，像侧面s52为凹面，并皆为非球面。红外滤光片l6的物侧面s61及像侧面s62皆为平面，并皆为球面。实施例一中，摄像光学系统10的光圈数为fno＝1.9，摄像光学系统10的有效焦距为f＝1.519mm，摄像光学系统10的总长(第一透镜l1的物侧面s11至成像面s7于光轴上的距离)为tl＝3.890mm，曲面传感器cs的对角线的尺寸2y＝3.600mm，摄像光学系统10的光学视场角为fov＝102度。第一透镜l1的焦距为f1＝-3.794mm，第二透镜l2的焦距为f2＝1.234mm，第三透镜l3的焦距为f3＝-3.058mm，第四透镜l4的焦距为f4＝1.716mm，第五透镜l5的焦距为f5＝-2.312mm。摄像光学系统10的光学后焦为bfl＝0.4000mm，摄像光学系统10的机械后焦为ffl＝-0.3423mm，摄像光学系统10的像高畸变为imgdis＝0.4000mm，摄像光学系统10的长度(第一透镜l1的物侧面s11至第五透镜l5的像侧面s52于光轴上的距离)为oal＝3.4900mm。摄像光学系统10中透镜像侧面最大光学有效点垂直于光轴的距离为ht＝1.8883mm。摄像光学系统10的半机械视场角为ang＝51.1932度。在摄像光学系统10的入射瞳孔中，口径为dia1＝0.7788mm，厚度为thi1＝0.6559mm。在摄像光学系统10的出射瞳孔中，口径为dia2＝1.1848mm，厚度为thi2＝-1.9104mm。摄像光学系统10还满足下面表格的条件：表1表2表3fno1.95bfl(mm)0.4000f(mm)1.519ffl(mm)-0.3423tl(mm)3.890imgdis(mm)0.40002y(mm)3.600oal(mm)3.4900fov(度)102ht(mm)1.8883f1(mm)-3.794ang(度)51.1932f2(mm)1.234dia1(mm)0.7788f3(mm)-3.058thi1(mm)0.6559f4(mm)1.716dia2(mm)1.1848f5(mm)-2.312thi2(mm)-1.9104实施例二：请参阅图6至图10，本实施例的摄像光学系统中，从物侧至像侧包括第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、红外滤光片l6以及曲面传感器cs。第一透镜l1具有负屈折力，其物侧面s11为凹面，像侧面s12为凹面，并皆为非球面。第二透镜l2具有正屈折力，其物侧面s21为凸面，像侧面s22为凸面，并皆为非球面。第三透镜l3具有负屈折力，其物侧面s31为凸面，像侧面s32为凹面，并皆为非球面。第四透镜l4具有正屈折力，其物侧面s41为凹面，像侧面s42为凸面，并皆为非球面。第五透镜l5具有负屈折力，其物侧面s51为凸面，像侧面s52为凹面，并皆为非球面。红外滤光片l6的物侧面s61及像侧面s62皆为平面，并皆为球面。摄像光学系统10还满足下面表格的条件：表4表5表6实施例三：请参阅图11至图15，本实施例的摄像光学系统中，从物侧至像侧包括第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、红外滤光片l6以及曲面传感器cs。第一透镜l1具有负屈折力，其物侧面s11为凹面，像侧面s12为凹面，并皆为非球面。第二透镜l2具有正屈折力，其物侧面s21为凸面，像侧面s22为凸面，并皆为非球面。第三透镜l3具有负屈折力，其物侧面s31为凸面，像侧面s32为凹面，并皆为非球面。第四透镜l4具有正屈折力，其物侧面s41为凹面，像侧面s42为凸面，并皆为非球面。第五透镜l5具有负屈折力，其物侧面s51为凸面，像侧面s52为凹面，并皆为非球面。红外滤光片l6的物侧面s61及像侧面s62皆为平面，并皆为球面。摄像光学系统10还满足下面表格的条件：表7表8表9fno2.2bfl(mm)0.4000f(mm)1.623ffl(mm)-0.5651tl(mm)3.890imgdis(mm)0.40002y(mm)3.600oal(mm)3.4877fov(度)102ht(mm)2.1326f1(mm)-3.928ang(度)52.7342f2(mm)1.229dia1(mm)0.7376f3(mm)-2.930thi1(mm)0.6528f4(mm)1.836dia2(mm)0.9826f5(mm)-2.189thi2(mm)-1.7618请参阅图16和图17，本发明实施方式的电子装置100包括壳体20和上述实施方式的摄像光学系统10。摄像光学系统10安装在壳体20。本发明实施方式的电子装置100中，摄像光学系统10通过上述对五枚透镜以及曲面传感器cs的合理设计，同时对曲面传感器cs的折射率和整个摄像光学系统10的焦距进行限制来补正像差以实现摄像光学系统10高像素、高亮度的性能。可以理解，本发明实施方式的电子装置100包括但不限于为智能手机、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、平板电脑、个人计算机(personalcomputer，pc)、智能可穿戴设备等信息终端设备或具有拍照功能的电子装置。在图16的示例中，电子装置100为智能手机。在图17的示例中，电子装置100为笔记本电脑。摄像光学系统10可设置在电子装置100的背面也可设置在电子装置100的正面。在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。当前第1页1 2 3