用于车辆的光学系统和相机模块的制作方法

1.本发明的实施例涉及一种用于车辆的光学系统和相机模块。


背景技术：

2.adas(高级驾驶辅助系统)是辅助驾驶员驾驶的高级驾驶员辅助系统，并且包括感测前方情况、基于感测结果确定情况以及基于情况判断来控制车辆行为。例如，adas传感器设备检测前方车辆并识别车道。然后，当目标车道、目标速度和前方目标被确定后，车辆的电气稳定性控制(esc)、ems(发动机管理系统)和mdps(电机驱动动力转向)被控制。通常，adas可以被实现为自动停车系统、低速城市驾驶辅助系统、盲点警告系统等。在adas中，用于感测前方情况的传感器设备是gps传感器、激光扫描仪、前置雷达、激光雷达等，并且最具代表性的是用于捕捉车辆前方的前置相机。
3.近年来，为了驾驶员的安全和便利，对用于感测车辆周围环境的感测系统的研究已经加速。车辆检测系统被用于各种用途，例如检测车辆周围的物体以防止与由驾驶员未发现的物体发生碰撞，并且通过检测空的空间来自动停车，并且为自动车辆控制提供最重要的数据。作为这样的检测系统，通常利用使用雷达信号的方法和使用相机的方法。用于车辆的相机模块通过内置于机动车的前后监控相机以及仪表板相机中被使用，并拍摄被摄体的图片或视频。由于车辆相机模块被暴露于外部，所以拍摄质量可能会由于湿度和温度而下降。具体地，相机模块具有光学特性根据环境温度和透镜材料而改变的问题。


技术实现要素：

4.技术问题
5.本发明的实施例可以提供一种其中混合塑料透镜和玻璃透镜的用于车辆的光学系统以及具有该光学系统的相机模块。本发明的实施例可以提供一种其中在物体侧表面和传感器侧表面上混合具有非球面表面的透镜和具有球面表面的透镜的用于车辆的光学系统以及具有该光学系统的相机模块。本发明的实施例可以提供一种具有其中由塑料制成的透镜和由玻璃制成的透镜在光轴方向中被对齐的至少六个透镜的光学系统以及包括该光学系统的相机模块。
6.技术方案
7.根据本发明的实施例的用于车辆的光学系统包括：在从物体侧到传感器侧的方向中沿着光轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述第一透镜包括在光轴上凸出的物体侧第一表面和凹入的传感器侧第二表面，所述第二透镜包括物体侧第三表面和传感器侧第四表面，并且所述第三透镜包括物体侧第五表面和传感器侧第六表面，所述第四透镜包括物体侧第七表面和传感器侧第八表面，所述第五透镜包括物体侧第九表面和传感器侧第十表面，所述第六透镜包括在光轴上凸出的物体侧第十一表面和凹入的传感器侧第十二表面，所述第一透镜的有效直径大于所述第二至第六透镜中的每个的有效直径，并且所述第一透镜包括玻璃材料，所述第六透镜的所述第十一和第十二
表面具有非球面表面，并且所述第六透镜由塑料材料制成，所述第二至第六透镜中的至少三个可以由塑料材料制成。
8.根据本发明的实施例，第二透镜由玻璃制成，并且光学系统中由塑料制成的透镜与由玻璃制成的透镜的比率可以是1:1。第二透镜可以由玻璃制成，并且光学系统中由塑料制成的透镜与由玻璃制成的透镜的比率可以是2:1。在光学系统中，ttl为40mm或更少，并且f数可以是1.7至2.2。
9.根据本发明的实施例，第五透镜的中心厚度可以是光学系统的透镜之中最厚的。第一透镜和第二透镜之间的距离可以是光学系统中的透镜之间的距离之中最大的。第一透镜的阿贝数(abbe number)在光学系统的透镜之中是最大的并且可以是70或更多。第二透镜具有在光轴上凸出的第三表面和凸出的第四表面，第三透镜具有在光轴上凸出的第五表面和凹入的第六表面，并且第四透镜具有在光轴上凸出的第七表面和凹入的第八表面，并且第五透镜可以具有在光轴上凸出的第九表面和凸出的第十表面。
10.根据本发明的实施例，第二透镜的中心厚度可以是光学系统中的透镜之中最厚的，并且第一透镜和第二透镜之间的距离可以是光学系统中的透镜之间的距离之中最大的。第一透镜的阿贝数可以是光学系统的透镜之中最大的并且可以是70或更多，并且第三透镜和第六透镜的阿贝数可以是30或更少。第二透镜具有在光轴上凸出的第三表面和凹入的第四表面，第三透镜具有在光轴上凸出的第五表面和凸出的第六表面，第四透镜具有在光轴上凸出的第七表面和凸出的第八表面，并且第五透镜可以具有在光轴上凸出的第九表面和凹入的第十表面。
11.根据本发明的实施例，第二透镜的中心厚度可以是光学系统中的透镜之中最厚的，并且第二透镜和第三透镜之间的距离可以是光学系统中的透镜之间的距离之中最大的。第一透镜的阿贝数可以是光学系统的透镜之中最大的并且可以是70或更多，并且第四透镜的阿贝数可以是30或更少。第二透镜具有在光轴上凹入的第三表面和凸出的第四表面，第三透镜具有在光轴上凸出的第五表面和凹入的第六表面，第四透镜具有在光轴上凸出的第七表面和凹入的第八表面，并且第五透镜可以具有在光轴上凸出的第九表面和凹入的第十表面。
12.根据本发明的实施例，第二透镜的中心厚度可以是光学系统中的透镜之中最厚的，并且第一透镜和第二透镜之间的距离可以是光学系统中的透镜之间的间隔之中最大的。第一透镜的阿贝数可以是光学系统的透镜之中最大的并且可以是70或更多，并且第三透镜和第六透镜的阿贝数可以是30或更少。第二透镜具有在光轴上凸出的第三表面和凹入的第四表面，第三透镜具有在光轴上凸出的第五表面和凸出的第六表面，第四透镜具有在光轴上凸出的第七表面和凸出的第八表面，并且第五透镜可以具有在光轴上凸出的第九表面和凹入的第十表面。
13.根据本发明的实施例，第二透镜的中心厚度在光学系统的透镜之中是最厚的，第四透镜的中心厚度在光学系统的透镜之中是最薄的，并且第三透镜与第四透镜之间的距离可以是光学系统中的透镜之间的间隔之中最大的。第一透镜和第三透镜的阿贝数可以是光学系统的透镜之中最大的并且可以是70或更多，并且第四透镜的阿贝数可以是30或更少。第二透镜具有在光轴上凹入的第三表面和凸出的第四表面，第三透镜具有在光轴上凸出的第五表面和凹入的第六表面，第四透镜具有在光轴上凹入的第七表面和凹入的第八表面，
并且第五透镜可以具有在光轴上凸出的第九表面和凸出的第十表面。
14.根据本发明的实施例，第一透镜可以具有负折射力(negative refractive power)，第二透镜可以具有正折射力(positive refractive power)，第五透镜可以具有正折射力，并且第六透镜可以具有负折射力。
15.根据本发明的实施例的相机模块包括：图像传感器；所述图像传感器上的滤光器；盖玻璃，所述盖玻璃设置在所述滤光器和所述图像传感器之间；光学系统，所述光学系统包括在从物体侧到传感器侧的方向中沿着光轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；以及孔径光阑(aperture stop)，所述孔径光阑被设置在所述第三透镜的传感器测周边或所述第三透镜的物体侧周边，其中所述第一透镜包括在光轴上凸出的物体侧第一表面以及凹入的传感器侧第二表面，所述第六透镜包括在光轴上凸出的物体侧第十一表面以及凹入的传感器侧第十二表面，所述第一透镜的有效直径大于所述第二至第六透镜中每个的有效直径，并且所述第一透镜和所述第二透镜包括玻璃材料，所述第六透镜包括非球面第十一表面和第十二表面并且由塑料制成，并且所述第二至第六透镜中的至少三个由塑料制成，并且在所述第一至第六透镜之中的塑料透镜与玻璃透镜的比率可以是1:1至2:1。
16.根据本发明的实施例，第一透镜可以具有负折射力，第二透镜可以具有正折射力，第五透镜可以具有正折射力，并且第六透镜可以具有负折射力。第三透镜可以具有正折射力或负折射力，并且第四透镜可以具有正折射力或负折射力。
17.有益效果
18.根据本发明的实施例的光学系统通过混合由塑料制成的透镜和由玻璃制成的透镜来抑制高温下透镜的热变形，同时可以减小模块的重量并且单价可能会因材料成本的增加而增加。根据本发明的实施例，可以抑制高温下透镜的变形或分辨力的劣化。此外，尽管环境温度变化，仍可以实现稳定的光学性能。根据本发明的实施例，可以提高车辆光学系统、相机模块以及具有该光学系统的车辆相机设备的可靠性。
附图说明
19.图1是应用了根据本发明的实施例的相机模块或光学系统的车辆的平面图的示例。
20.图2是示出根据本发明的第一实施例的用于车辆的光学系统的侧横截面图。
21.图3是示出根据图2的光学系统中的图像高度的相对照度的曲线图。
22.图4是示出根据图2的光学系统中的像差特性的水平和竖直fov的图。
23.图5至图7是示出图2的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射的调制传递函数(mtf)的曲线图，并且是示出根据空间频率的亮度调制的曲线图。
24.图8至图10是示出图2的光学系统中在低温、室温和高温下的mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的曲线图。
25.图11至图13是示出图2的光学系统中在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变的图。
26.图14至图16是示出根据图2的光学系统中在低温、室温和高温下横向色差的实际图像高度的曲线图。
27.图17是示出根据本发明的第二实施例的用于车辆的光学系统的侧横截面图。
28.图18是示出根据图17的光学系统中的图像高度的相对照度的曲线图。
29.图19是示出根据图17的光学系统中的像差特性的水平和竖直fov的图。
30.图20至图22是示出图17的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射的调制传递函数(mtf)的曲线图，并且是示出根据空间频率的亮度比率(调制)的曲线图。
31.图23至图25是示出图17的光学系统中在低温、室温和高温下的mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的图。
32.图26至图28是图17的光学系统中在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变的曲线图。
33.图29至图31是示出根据图17的光学系统中在低温、室温和高温下的横向色差的实际图像高度的曲线图。
34.图32是示出根据本发明的第三实施例的用于车辆的光学系统的侧横截面图。
35.图33是示出根据图32的光学系统中的图像高度的相对照度的曲线图。
36.图34是示出根据图32的光学系统中的像差特性的水平和竖直fov的图。
37.图35至图37是示出图32的光学系统中在低温、室温和高温下的mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的图。
38.图38至图40是示出图32的光学系统中在低温、室温和高温下的mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的图。
39.图41至图43是示出图32的光学系统中在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变的曲线图的图。
40.图44至图46是示出根据图32的光学系统中在低温、常温和高温下的横向色差的实际图像高度的曲线图。
41.图47是示出根据本发明的第四实施例的用于车辆的光学系统的侧横截面图。
42.图48是示出根据图47的光学系统中的图像高度的相对照度的曲线图。
43.图49是示出根据图47的光学系统中的像差特性的水平和竖直fov的图。
44.图50至图52是示出图47的光学系统中在低温、室温和高温下的mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的图。
45.图53至图55是示出图47的光学系统中在低温、室温和高温下的mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的图。
46.图56至图58是图47的光学系统中在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变的曲线图。
47.图59至图61是示出根据图47的光学系统中在低温、室温和高温下的横向色差的实际图像高度的曲线图。
48.图62是示出根据本发明的第五实施例的用于车辆的光学系统的侧横截面图。
49.图63是示出根据图62的光学系统中的图像高度的相对照度的曲线图。
50.图64是示出根据图62的光学系统中的像差特性的水平和竖直fov的图。
51.图65至图67是示出图62的光学系统中在低温、室温和高温下的mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的图。
52.图68至图70是示出图62的光学系统中在低温、室温和高温下的mtf的曲线图，并且
是示出根据散焦位置的亮度比率的图。
53.图71至图73是示出根据图62的光学系统中在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变的曲线图的图。
54.图74至图76是示出根据图72的光学系统中在低温、室温和高温下的横向色差的实际图像高度的曲线图。
具体实施方式
55.在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。本发明的技术精神不限于将要描述的一些实施例，并且能够以各种其他形式来实现，并且可以在本发明的技术精神的范围内选择性地组合和替换使用一个或多个部件。此外，本发明的实施例中使用的术语(包括技术和科学术语)，除非特别定义和明确描述，否则能够以本发明所属领域的普通技术人员通常可以理解的含义来解释，并且常用术语(例如字典中定义的术语)应该能够考虑相关技术的上下文含义来解释它们的含义。此外，本发明的实施例中使用的术语是为了解释实施例，并且不是为了限制本发明。在本说明书中，除非短语中另外具体说明，否则单数形式也可以包括复数形式，并且在说明a和(和)b、c中的至少一个(或一个或多个)的情况中，可以包括可以与a、b和c组合的所有组合中的一个或多个。在描述本发明的实施例的部件时，可以使用诸如第一、第二、a、b、(a)和(b)的术语。这些术语仅用于将该部件与其他部件区分开，并且不能由该术语通过相应组成元件的性质、顺序或过程等来确定。并且，当描述一个部件“连接”、“耦合”或“接合”到另一部件时，该描述不仅可以包括直接连接、耦合或接合到另一部件，还可以包括在该部件与另一部件之间由另一部件“连接”、“耦合”或“接合”。此外，在描述为形成或设置在每个部件的“上方(上)”或“下方(下)”的情况中，该描述不仅包括当两个部件彼此直接接触时，还包括当一个或多个其他部件形成或设置在该两个部件之间时。此外，当表达为“上方(上)”或“下方(下)”时，其可以指关于一个元件的向下方向以及向上方向。此外，下面描述的几个实施例可以彼此组合，除非特别声明它们不能彼此组合。另外，除非另有说明，否则对几个实施例中的任一个实施例的描述中遗漏的部分可以适用于其他实施例的描述。
56.在本发明的描述中，第一透镜是指最接近于物体侧的透镜，并且最后透镜是指最接近于图像侧(或传感器表面)的透镜。除非本发明的说明书中另有说明，否则用于透镜的半径、厚度/距离、ttl等的所有单位为mm。在本说明书中，透镜的形状基于透镜的光轴被示出。例如，透镜的物体侧凸出的事实是指透镜的物体侧在光轴附近凸出，不是围绕光轴凸出。因此，即使当描述透镜的物体侧是凸出的时，透镜的物体侧上的围绕光轴的部分也可以是凹入的。在本说明书中，应当注意，透镜的厚度和曲率半径基于透镜的光轴被测量。
57.图1是应用了根据本发明的实施例的相机模块或光学系统的车辆的平面图的示例。参考图1，根据本发明的实施例的车辆相机系统包括图像生成单元11、第一信息生成单元12、第二信息生成单元21、22、23、24、25和26以及控制单元14。图像生成单元11可以包括设置在车辆中的至少一个相机模块31，并且可以通过拍摄车辆的前方和/或驾驶员来生成自己的车辆的前方图像或者车辆内部的图像。图像生成单元11可以通过使用相机模块31不仅捕捉自己的车辆的前方而且在一个或多个方向中捕捉自己的车辆的周围环境来生成自己的车辆周围的图像。这里，前方图像和周围图像可以是数字图像，并且可以包括彩色图
像、黑白图像和红外图像。此外，前方图像和周围图像可以包括静止图像和运动图像。图像生成单元11将驾驶员的图像、前方图像和周围图像提供给控制单元14。随后，第一信息生成单元12可以包括设置在自己的车辆中的至少一个雷达或/和相机，并且检测自己的车辆的前方，以生成第一检测信息。具体地，第一信息生成单元12被设置在自己的车辆中，并且通过检测位于自己的车辆前方的车辆的位置和速度、行人的存在和位置等来生成第一检测信息。
58.利用由第一信息生成单元12生成的第一检测信息，可以将自己的车辆与前车之间的距离控制为恒定，可以增加车辆在预定的特定情况中操作的稳定性，例如当驾驶员想要改变车辆的行驶车道或倒车停车时。第一信息生成单元12将第一感测信息提供给控制单元14。第二信息生成单元21、22、23、24、25和26检测车辆的每侧并生成第二检测信息。当车辆的每侧被感测时，其基于由图像生成单元11生成的前方图像和由第一信息生成单元12生成的第一检测信息被感测。具体地，第二信息生成单元21、22、23、24、25和26可以包括设置在自己的车辆中的至少一个雷达或/和相机，并且可以检测或捕捉位于自己的车辆的侧面上的车辆的位置和速度。这里，第二信息生成单元21、22、23、24、25和26可以分别设置在车辆的两个前拐角、后视镜以及后中心和后拐角处。这样的车辆相机系统可以包括具有以下实施例中描述的光学系统的相机模块，可以通过向用户提供或处理通过前、后、每个侧面或拐角区域获取的信息来保护车辆和物体免受自主驾驶或周围环境安全的影响。
59.根据本发明的实施例的相机模块的多个光学系统可以安装在车辆中，以增强安全规程、自动驾驶功能和便利性。此外，相机模块的光学系统作为用于控制车道保持辅助系统(lkas)、车道偏离警告系统(ldws)和驾驶员监测系统(dms)的部件而应用于车辆。这样的用于车辆的相机模块即使当环境温度变化时也可以实现稳定的光学性能，并且以具有竞争力的价格提供模块，从而确保车辆部件的可靠性。
60.在本发明的描述中，第一透镜是指最接近于物体侧的透镜，并且最后透镜是指最接近于图像侧(或传感器侧表面)的透镜。最后透镜可以包括与图像传感器相邻的透镜。在本发明说明书中，除非另有说明，否则用于透镜的半径、厚度/距离、ttl等单位都为mm，并且基于光轴被测量。在本说明书中，透镜的形状基于透镜的光轴被示出。例如，透镜的物体侧表面是凸出的或凹入的，是指透镜的物体侧表面绕光轴是凸出的或凹入的，但并不意味着透镜的物体侧表面是凸出的或凹入的。因此，即使当描述透镜的物体侧表面是凸出的时，透镜的物体侧表面上的围绕光轴的部分也可以是凹入的，或者反之亦然。此外，“物体侧表面”可以指透镜的基于光轴面向物体侧的表面，并且“图像侧表面”可以指透镜的基于光轴面向成像表面的表面。物体侧表面可以是物体侧表面或光入射穿过的入射侧表面，并且图像侧表面可以指传感器侧表面或光射出穿过的出射侧表面。
61.根据本发明的实施例的光学系统可以包括由玻璃制成的透镜和由塑料制成的透镜。光学系统可以包括至少两个由玻璃制成的透镜和至少三个由塑料制成的透镜。光学系统中的透镜之中玻璃透镜与塑料透镜的数量的比率可以在1:2至2:1的范围内。光学系统中的总透镜的由玻璃制成的透镜可以是50％或更少，例如35％或更少，并且光学系统中的总透镜的由塑料制成的透镜可以是50％或更多，例如，75％或更多。光学系统中的透镜可以包括至少5个或更多个，例如6个或更多个透镜。
62.《第一实施例》
63.图2是示出根据本发明的第一实施例的用于车辆的光学系统的侧横截面图，图3是示出根据图2的光学系统中的图像高度的相对照度的曲线图，图4是示出根据图2的光学系统中的像差特性的水平和竖直fov的图，图5至图7是示出图2的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射的调制传递函数(mtf)的曲线图，并且是示出根据空间频率的亮度比率(调制)的曲线图，图8至图10是示出图2的光学系统中在低温、室温和高温下的mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的曲线图，图11至图13是示出图2的光学系统中在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变的图，并且图14至图16是示出根据图2的光学系统中在低温、室温和高温下横向色差的实际图像高度的曲线图。
64.参考图2，在光学系统中，可以堆叠至少五个或更多个透镜111、112、113、114、115和116，例如，可以堆叠4至8个或者4至6个透镜。光学系统可以包括至少五个或更多个固体透镜，并且固体透镜可以包括至少两个塑料透镜和至少两个玻璃透镜。在根据本发明的实施例的光学系统中，由塑料制成的透镜的数量可以等于或大于由玻璃制成的透镜的数量。因此，可以混合具有非球面表面的透镜和具有球面表面的透镜，并且可以抑制材料的性质根据温度的变化并且可以抑制光学性能(mtf)的劣化。
65.光学系统包括从物体侧到图像侧或传感器侧沿着光轴堆叠的第一透镜111、第二透镜112、第三透镜113、第四透镜、第五透镜115和第六透镜116。光学系统或具有该光学系统的相机模块可以包括图像传感器190、盖玻璃191和滤光器192。盖玻璃191和滤光器192可以设置在图像传感器190和最后透镜之间。光学系统可以包括用于调节入射光量的孔径光阑st。孔径光阑st可以设置在第二透镜112和第三透镜113之间，或者在第三透镜113和第四透镜114之间。第二透镜112的图像侧表面的周边和第三透镜113的物体侧表面或图像侧表面的周边可以用作孔径光阑st。可替选地，第四透镜114的物体侧表面的周边可以用作孔径光阑st。设置在物体侧的透镜组基于孔径光阑st可以被划分成第一透镜组，并且设置在传感器侧的透镜组基于孔径光阑st可以被划分成第二透镜组。也就是说，第一透镜组可以包括在物体侧上的至少两个或三个透镜，并且第二透镜组可以包括在第一透镜组和图像传感器190之间的至少三个或四个透镜。
66.第一透镜111是最接近于被摄体的透镜并且可以包括玻璃材料。第一透镜111可以由冕玻璃材料(crown glass material)形成，使得光色散值可以为高。第一透镜111包括光在其上入射的第一表面s1和光在其上射出的第二表面s2，并且第一表面s1和第二表面s2都可以是球面表面。第一透镜111可以具有负折射力和小于1.55的折射率。第一透镜111可以具有光学系统中的透镜之中最低的折射率。第一透镜111的第一表面s1可以朝向物体凸出，并且第二表面s2可以朝向物体凹入。第一透镜111可以具有两侧s1和s2都朝向物体侧凸出的弯月面形状(meniscus shape)。第二表面s2的外周可以包括平坦的有效区域。第一表面s1的曲率半径可以比第二表面s2的曲率半径大四倍。第一透镜111可以由塑料制成，以防止当相机模块被暴露于来自车辆内部或外部的光时变色，并且当相机模块被放置在车辆内部时第一透镜111可以由玻璃或塑料制成。第一透镜111和第二透镜112之间的在光轴上的距离可以是光学系统中的透镜之间的距离之中最大的。第一透镜111和第二透镜112之间的距离是第二透镜112和第三透镜113之间的距离的10倍或更多。例如，第一透镜111和第二透镜112之间的距离可以是在第二透镜112和第三透镜113之间的距离的14至20倍的范围内。可替选地，第一透镜111和第二透镜112之间的距离可以是在第二透镜112和第三透镜113之间
的距离的14至18倍的范围内。第一透镜111和第二透镜112之间的距离是第一透镜111的中心厚度的5倍或更多。例如，第一透镜111和第二透镜112之间的距离可以是在第一透镜111的中心厚度的5至10倍的范围内。可替选地，第一透镜111和第二透镜112之间的距离可以是在第一透镜111的中心厚度的6.5倍至9.5倍的范围内。第一透镜111的中心厚度可以比第二透镜112的中心厚度薄。例如，第一透镜111的中心厚度可以被形成为1.5mm或更少或者1.2mm或更少。第一透镜111的阿贝数vd可以是透镜之中最大的。第一透镜111的阿贝数vd可以是例如第三透镜113和第四透镜114的阿贝数vd的两倍或更多。第一透镜111的阿贝数vd可以大于第二透镜112、第五透镜115和第六透镜116的阿贝数vd。例如，第一透镜111的阿贝数vd可以是70或更多或者在75至90的范围内。当表示为绝对值时，第一透镜111的焦距可以大于第二透镜112、第四透镜114和第五透镜115的焦距。光从第一透镜111入射所通过的有效直径可以大于另一个第二透镜至第六透镜112、113、114、115和116的有效直径。光从第一透镜111入射所通过的有效直径可以大于第二至第四透镜112、113和114的有效直径。
67.第二透镜112可以由玻璃制成。第二透镜112具有正(+)折射力，并且可以由具有1.6或更多或者1.7或更多的折射率的材料形成。第二透镜112的折射率可以在光学系统中的透镜之中具有最高的折射率。第二透镜112可以设置在第一透镜111和第三透镜113之间。第二透镜112包括光在其上入射的第三表面s3和光在其上射出的第四表面s4，并且第三表面s3和第四表面s4都可以是球面的。第三表面s3可以朝向物体凸出，并且第四表面s4可以朝向传感器凸出。以绝对值表示，第三表面s3的曲率半径可以小于第四表面s4的曲率半径，例如0.2倍或更少。当以绝对值表示时，第四表面s4的曲率半径可以大于第一表面s1的曲率半径。以绝对值获得的第四表面s4的曲率半径可以是光学系统的透镜之中最大的。第二透镜112和第三透镜113在光轴上的距离可以小于1mm。第二透镜112的中心厚度可以是第二透镜112与第三透镜113之间的距离的两倍或更多，并且可以大于1.5mm或者在1.5mm至2.5mm的范围内。第二透镜112的阿贝数vd可以是35或更多，例如40或更多。第二透镜112的焦距可以是20mm或更少。由于第一透镜111和第二透镜112在物体侧上由玻璃材料制成，因此可以减少由穿过物体侧传输的热量引起的膨胀问题。第二透镜112由玻璃制成并且具有高折射率和高色散值，从而可以改善入射光的像差。光从第二透镜112入射所通过的有效直径可以大于第三透镜113和第四透镜114的有效直径。
68.第三透镜113可以由塑料材料制成。第三透镜113具有负(-)折射力，并且可以形成有1.6或更多的折射率或者在1.6至1.72的范围内的折射率。第三透镜113可以设置在第二透镜112和第四透镜114之间。第三透镜113包括光在其上入射的第五表面s5和光在其上射出的第六表面s6，并且第五表面s5和第六表面s6都可以是非球面表面。第五表面s5可以朝向物体凸出，并且第六表面s6可以是凹入的。第三透镜113可以具有朝向物体侧凸出的弯月面形状。第五表面s5的曲率半径可以大于第六表面s6的曲率半径，并且它们之间的差可以是5mm或更少。第三透镜113和第四透镜114之间的在光轴上的距离可以大于第二透镜112和第三透镜113之间的距离。第三透镜113和第四透镜114之间的距离可以大于第三透镜113的中心厚度。第三透镜113的中心厚度可以是1.5mm或更少，例如在1.0mm至1.5mm的范围内。第三透镜113和第四透镜114的折射率可以相同或者可以具有0.3或更少的差。第三透镜113和第四透镜114的阿贝数vd可以相同或者可以具有10或更少的差。第三透镜113的阿贝数vd可以小于30，例如在15至29的范围内。当以绝对值获得第三透镜113的焦距时，其可以是25mm
或更多，例如，在25mm至35mm的范围内。
69.第四透镜114可以由塑料材料制成。第四透镜114具有负(-)折射力，并且可以形成有1.6或更多的折射率或者在1.6至1.72的范围内的折射率。第四透镜114可以设置在第三透镜113和第五透镜115之间。这里，当第三透镜至第六透镜113、114、115和116的材料由塑料材料形成时，可以通过透镜的非球面表面增加光量。第四透镜114包括光入射所通过的第七表面s7和光射出所通过的第八表面s8，并且第七表面s7和第八表面s8都可以是非球面表面。第七表面s7可以朝向物体凸出，并且第八表面s8可以是凹入的。第七表面s7的曲率半径可以大于第三表面s3的曲率半径，并且第八表面s8的曲率半径小于第七表面s7的曲率半径，例如其可以是0.5倍或更少。
70.第四透镜114和第五透镜115之间的在光轴上的距离可以小于第三透镜113和第四透镜114之间的距离。第四透镜114和第五透镜115之间的距离可以小于第四透镜114的中心厚度。第四透镜114的中心厚度可以是1.5mm或更少，例如，在1.0mm至1.5mm的范围内。第四透镜114和第五透镜115之间的距离可以是1mm或更少，例如在0.5mm至1mm的范围内。第四透镜114的折射率可以高于第五透镜115的折射率，并且它们之间的差可以是0.8或更少。第四透镜114的阿贝数vd可以小于第五透镜115的阿贝数，并且可以小于30，例如在15至29的范围内。当以绝对值获得第四透镜114的焦距时，其可以是20mm或更少，例如在10mm至20mm的范围内。这里，孔径光阑st可以设置在第三透镜113和第四透镜114之间的外围周围。孔径光阑st可以设置在不同的塑料透镜113和114之间的周边周围。
71.第五透镜115可以由塑料材料制成。第五透镜113可以具有正(+)折射力。第五透镜115的折射率低于第四透镜114的折射率，并且可以形成为具有1.6或更少的折射率或者在1.5至1.6的范围内的折射率。第五透镜115可以设置在第四透镜114和第六透镜116之间。第五透镜115包括光在其上入射的第九表面s9和光在其上射出的第十表面s10，并且第九表面s9和第十表面s10都可以是非球面表面。第九表面s5可以朝向物体凸出，并且第十表面s10可以是凸出的。第五透镜115可以在两侧具有凸出形状。第九表面s9的曲率半径可以大于第十表面s10的曲率半径，并且当以绝对值表示时它们之间的差可以是5mm或更少。第五透镜115和第六透镜116之间的在光轴上的距离可以大于第二透镜112和第三透镜113之间的距离。第五透镜115和第六透镜116之间的距离可以小于第五透镜115的中心厚度。第五透镜115的中心厚度可以是光学系统的透镜之中最大的，并且可以是3mm或更多，例如在3mm至3.8mm的范围内。第五透镜115和第六透镜116的折射率可以相同或者可以具有0.3或更少的差。第五透镜115和第六透镜116的阿贝数vd可以彼此相等或者可以具有10或更少的差。第五透镜115的阿贝数vd可以是50或更多，例如在50至60的范围内。当以绝对值获得第五透镜115的焦距时，其可以是10mm或更少，例如，在5mm至10mm的范围内。
72.第六透镜116是最接近于图像传感器190的透镜并且可以由塑料材料制成。第六透镜116具有负(-)折射力，并且可以形成有1.6或更少的折射率，例如在1.5至1.6的范围内。第六透镜116包括光在其上入射的第十一表面s11和光在其上射出的第十二表面s12，并且第十一表面s11和第十二表面s12都可以是非球面表面。第十一表面s7可以朝向传感器凸出，并且第十二表面s12可以是凹入的。第六透镜116的第十一表面s11和第十二表面s12中的至少一个或两者可以具有拐点。第十一表面s11的曲率半径可以大于第十二表面s12的曲率半径。第六透镜116的中心厚度可以比第一透镜111的中心厚度厚并且可以大于1mm并且
可以在1.1mm至2mm的范围内。第六透镜116的阿贝数vd可以是50或更多，例如在50至60的范围内。当以绝对值获得第六透镜116的焦距时，其可以是20mm或更多，例如，在20mm至32mm的范围内。光从第六透镜116入射所通过的有效直径可大于第三透镜113和第四透镜114的有效直径。透镜111、112、113、114、115和116中的每个可以包括具有光入射所通过的有效直径的有效区域以及该有效区域外部的凸缘部分，该凸缘部分是非有效区域。非有效区域可以是其中光由间隔件(spacer)或遮光膜阻挡的区域。这里，相对于孔径光阑st设置在传感器侧上的透镜和设置在物体侧上的透镜的比率可以是1:1。
73.图像传感器190可以执行将穿过透镜的光转换成图像数据的功能。这里，外壳或透镜保持器可以设置在光学系统外部，并且传感器保持器可以设置在下方以包围图像传感器190并保护图像传感器190免受外部异物或冲击的影响。图像传感器190可以是电荷耦合器件(ccd)、互补金属氧化物半导体(cmos)、cpd和cid中的任意一个。当图像传感器190的数量为多个时，一个可以是彩色(rgb)传感器，另一个可以是黑白传感器。图像传感器190的对角线尺寸可以大于或等于9mm，例如在9mm至12mm的范围内。滤光器192可以设置在第六透镜116和图像传感器190之间。滤光器192可以关于穿过透镜111、112、113、114、115和116的光过滤与特定波长范围相对应的光。滤光器192可以是阻挡红外线的红外线(ir)阻挡滤光器或阻挡紫外线的紫外线(uv)阻挡滤光器，但实施例不限于此。滤光器192可以设置在图像传感器190上。盖玻璃191设置在滤光器192和图像传感器190之间，保护图像传感器190的上部，并且可以防止图像传感器190的可靠性劣化。
74.根据本发明的实施例的车辆相机模块可以包括或去除光学系统周围的驱动构件(未示出)。即，由于光学系统被设置在车辆中，因此难以通过用驱动构件在光轴方向或/和垂直于光轴方向的方向中移动支撑光学系统的透镜镜筒来控制焦点，因此可以去除驱动构件。驱动构件可以是用于自动对焦(af)功能或/和光学图像稳定器(ois)功能的致动器或压电元件。这里，支撑光学系统的透镜镜筒可以包括金属材料。
75.在根据本发明的第一实施例的光学系统中，视角(沿对角线方向的角度)可以是70度或更多，例如，在73度至77度的范围内。有效焦距可以大于或等于7mm，例如在7mm至8mm的范围内。光学系统或相机模块的f数可以是2.2或更少，例如在1.7至2.2的范围内。主射线角(cra)可以大于或等于10度，例如在10至15度的范围内。在光学系统中，图像传感器190和第一透镜111的顶点之间的距离(ttl)可以是40mm或更少。此外，光学系统中使用的光的波长可以在400nm至700nm的范围内。
76.表1示出了图1的光学系统中的透镜数据。
77.【表1】
[0078][0079][0080]
在表1中，第一至第六透镜111、112、113、114、115和116的折射率是587nm处的折射率，在d线(587nm)处的第一至第六透镜111、112、113、114、115和116中的第二透镜112和第三透镜113阿贝数vd可以小于30，并且对于第一、第五和第六透镜111、115和116的阿贝数vd可以是50或更多。有效半径表示每个透镜表面的半孔径(mm)。sa和sb可以是滤光器的入射侧和出射侧表面，并且sc和sd可以是盖玻璃的入射侧和出射侧表面。cis是图像传感器。当以绝对值表示时，屈光度可以是第三透镜》第六透镜》第一透镜》第四透镜》第二透镜》第五透镜的顺序。基于上面的表1，曲率半径(mm)、厚度(mm)、距离(mm)、折射率、阿贝数和焦距(mm)的值也可以通过上面的关系表达式被表达。表2是图1的光学系统中的每个透镜的每个表面的非球面系数。
[0081]
【表2】
[0082][0083][0084]
图3是示出根据图2的光学系统中的图像高度的环境光比率或相对照度的曲线图，并且可以看出，从图像传感器的中心到对角端，环境光量比为55％或更多，例如70％或更多。图4是示出图2的光学系统中在室温(例如，22度)下的水平fov(视场)和竖直fov的实际fov以及旁轴fov的图。图5至图7是示出图2的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射mtf的曲线图，并且是示出根据空间频率的亮度比率(调制)的曲线图。图8至图10是示出图2的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的曲线图。如图5至图10所示，可以看出，亮度调制在-40度的低温、22度的室温和85度的高温下几乎没有改变。如图11至图13所示，在图2的光学系统中，可以看到在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变都为
±
17或更少(1.0filed)。如图14至图16所示，在图2的光学系统中，可以看出，根据在低温、室温和高温下的横向色差的实际图像高度在红绿、绿蓝和红蓝之间在3个像素以内。即，如图5至图16所示，可以看出，根据从低温到高温的温度变化，数据的变化不大，小于10％。
[0085]
《第二实施例》
[0086]
第二实施例参考图17至图31。图17是示出根据本发明的第二实施例的用于车辆的光学系统的侧横截面图。在描述第二实施例时，与第一实施例相同的构造将参考第一实施例的描述。
[0087]
参考图17，光学系统可以包括在物体侧到传感器侧的方向中沿着光轴堆叠的第一透镜121、第二透镜122、第三透镜123、第四透镜124、第五透镜125和第六透镜126。光学系统
或具有该光学系统的相机模块可以包括图像传感器190、在图像传感器190和最后透镜之间设置的盖玻璃191和滤光器192。光学系统可以包括用于调节入射光量的孔径光阑st。设置在物体侧上的透镜组基于孔径光阑st可以被划分成第一透镜组，并且设置在传感器侧上的透镜组基于孔径光阑st可以被划分成第二透镜组。即，第一透镜组可以包括第一透镜121和第二透镜122，第二透镜组可以包括第三透镜至第六透镜123、124、125和126。孔径光阑st可以设置在第二透镜122和第三透镜123之间的外周上。第二透镜122的传感器侧表面的周边或者第三透镜123的物体侧表面可以用作孔径光阑。
[0088]
第一透镜121是最接近于被摄体的透镜并且可以包括玻璃材料。第一透镜121可以由冕玻璃材料形成，使得光色散值可以高。第一透镜121包括光在其上入射的第一表面s1和光在其上射出的第二表面s2，并且第一表面s1和第二表面s2都可以是球面表面。第一透镜121可以具有负折射力和小于1.55或小于1.5的折射率。第一透镜121可以具有光学系统中的透镜之中最低的折射率。第一透镜121的第一表面s1可以朝向物体凸出，并且第二表面s2可以朝向物体凹入。第一透镜121可以具有弯月面形状，其中侧面s1和s2都朝向物体侧凸出。第二表面s2的外周可以包括平坦的有效区域。第一表面s1的曲率半径可以比第二表面s2的曲率半径大六倍，并且第二表面s2的曲率半径可以是10mm或更少。以绝对值获得的第一表面s1的曲率半径可以是光学系统的透镜之中最大的。第一透镜121可以由塑料制成，以防止当相机模块被暴露于来自车辆内部或外部的光时变色，并且在相机模块放置在车辆内部的情况中，第一透镜121可以由玻璃或塑料制成。
[0089]
第一透镜121和第二透镜122之间的在光轴上的距离可以是光学系统中的透镜之间的距离之中最大的。第一透镜121和第二透镜122之间的距离可以是第二透镜122和第三透镜123之间的距离的4倍或更多，例如，4倍至8倍。第一透镜121和第二透镜122之间的距离可以是第一透镜121的中心厚度的1.5倍或更多，例如1.5倍至2.5倍。第一透镜121的中心厚度可以比第二透镜122的中心厚度薄，例如，3.5mm或更少或3.2mm或更少。第一透镜121的阿贝数vd可以是光学系统中的透镜之中最大的。第一透镜121的阿贝数vd可以是例如第三透镜123和第六透镜126的阿贝数vd的两倍或更多。第一透镜121的阿贝数vd可以大于第二透镜122、第四透镜124和第五透镜125的阿贝数vd，并且例如可以是70或者在75至90的范围内。当以绝对值表示时，第一透镜121的焦距可以大于第二透镜122和第四透镜124的焦距。光从第一透镜121入射所通过的有效直径可以大于其他第二透镜至第六透镜122、123、124、125和126的有效直径。光从第一透镜121入射所通过的有效直径可以大于第二透镜至第四透镜122、123和124的有效直径。
[0090]
第二透镜122可以由玻璃制成。第二透镜122可以具有正(+)折射力，并且可以由折射率为1.6或更多或者1.7或更多的材料形成。第二透镜122的折射率可以高于第一透镜121和第三透镜123的折射率。第二透镜122可以设置在第一透镜121和第三透镜123之间。第二透镜122包括光入射所通过的第三表面s3、以及光射出所通过的第四表面s4，并且第三表面s3和第四表面s4都可以是球面的。第三表面s3可以朝向物体凸出，并且第四表面s4可以朝向传感器凸出。以绝对值表示，第三表面s3的曲率半径与第四表面s4的曲率半径之间的差可以是3或更少。当表示为绝对值时，第三表面s3和第四表面s4的曲率半径可以是15或更多。第二透镜122和第三透镜123之间的在光轴上的距离可以是0.8mm或更多。第二透镜122的中心厚度可以是第二透镜122和第三透镜123之间的距离的两倍或更多，并且可以是3mm
或更多或者在3mm至7mm的范围内。第二透镜122的阿贝数vd可以是35或更多，例如40或更多。第二透镜122的焦距可以是20或更少。由于第一透镜121和第二透镜122在物体侧上由玻璃材料制成，因此可以减少由穿过物体侧传输的热量引起的膨胀问题。第二透镜122由玻璃制成，具有高折射率和高色散值，从而可以改善入射光的像差。
[0091]
第三透镜123可以由塑料材料制成。第三透镜123具有负(-)折射力，并且可以形成有1.6或更多的折射率或者在1.6至1.72的范围内的折射率。第三透镜123可以设置在第二透镜122和第四透镜124之间。第三透镜123包括光在其上入射的第五表面s5和光在其上射出的第六表面s6，并且第五表面s5和第六表面s6都可以是非球面表面。第五表面s5可以朝向物体凸出，并且第六表面s6可以是凹入的。第三透镜123可以具有朝向物体侧凸出的弯月面形状。第五表面s5的曲率半径可以大于第六表面s6的曲率半径，并且它们之间的差可以是5mm或更多。第三透镜123和第四透镜124之间的在光轴上的距离可以等于或大于第二透镜122和第三透镜123之间的距离。第三透镜123和第四透镜124之间的距离可以小于第三透镜123的中心厚度。第三透镜123的中心厚度可以大于或等于1.5mm，例如在1.5mm至2.5mm的范围内。第三透镜123和第四透镜124的折射率可以相同或者可以具有0.3或更少的差。第三透镜123的阿贝数vd可以小于第四透镜124的阿贝数。第三透镜123的阿贝数vd可以小于30，例如在15至29的范围内。当以绝对值获得第三透镜123的焦距时，其可以是25或更少，例如在10至25的范围内。这里，孔径光阑st可以设置在第二透镜132和第三透镜133之间的外围周围。孔径光阑st可以设置在玻璃材料和塑料透镜之间的外围上。
[0092]
第四透镜124可以由塑料材料制成。第四透镜124具有正(+)折射力，并且可以形成有1.4或更多的折射率或者在1.4至1.72的范围内的折射率。第四透镜124可以设置在第三透镜123和第五透镜125之间。这里，在第三透镜至第六透镜123、124、125和126的材料之中，塑料材料透镜比率被设置得高，使得通过透镜的非球面表面可以增加光量。第四透镜124包括光入射所通过的第七表面s7和光射出所通过的第八表面s8，并且第七表面s7和第八表面s8都可以是非球面表面。第七表面s7可以朝向物体凸出，并且第八表面s8可以是凸出的。以绝对值表示，第七表面s7的曲率半径可以大于第六表面s6的曲率半径。第八表面s8的曲率半径可以小于第七表面s7的曲率半径，例如可以是0.5倍或更少。
[0093]
第四透镜124和第五透镜125之间的在光轴上的距离可以大于第三透镜123和第四透镜124之间的距离。第四透镜124和第五透镜125之间的距离可以大于第四透镜124的中心厚度。第四透镜124的中心厚度可以是1.5mm或更多，例如，在1.5mm至2.5mm的范围内。第四透镜124和第五透镜125之间的距离可以是1mm或更多，例如在1mm至2.5mm的范围内。第四透镜124的折射率可以小于第五透镜125的折射率，并且它们之间的差可以是0.5或更少。第四透镜124的阿贝数vd可以大于第五透镜125的阿贝数，并且可以大于或等于50，例如在50至70的范围内。当以绝对值获得第四透镜124的焦距时，其可以是15或更少，例如在5至15的范围内。
[0094]
第五透镜125可以由玻璃制成。第五透镜123可以具有正(+)折射力。第五透镜125的折射率高于第四透镜124的折射率，并且可以形成为具有1.6或更多的折射率或者范围为1.6至1.82的折射率。第五透镜125可以设置在第四透镜124和第六透镜126之间。第五透镜125包括光在其上入射的第九表面s9和光在其上射出的第十表面s10，并且第九表面s9和第十表面s10都可以是非球面表面。第五透镜125可以由玻璃材料通过注射成型而形成。第五
透镜125的第九表面s9和第十表面s10中的至少一个或两者可以具有拐点。第九表面s5可以朝向物体凸出，并且第十表面s10可以是凹入的。第九表面s9的曲率半径可以小于第十表面s10的曲率半径并且可以是0.5倍或更少。
[0095]
第五透镜125和第六透镜126之间的在光轴上的距离可以小于第四透镜124和第五透镜125之间的距离。第五透镜125和第六透镜126之间的距离可以小于第五透镜125的中心厚度。第五透镜125的中心厚度可以大于或等于1.3mm，例如在1.3mm至2.3mm的范围内。第五透镜125和第六透镜126的折射率可以相同或者可以具有0.3或更少的差。第五透镜125的阿贝数vd可以小于第六透镜126的阿贝数，例如0.5倍或更少。第五透镜125的阿贝数vd可以是30或更多，例如在30至60的范围内。当以绝对值获得第五透镜125的焦距时，其可以是15或更多，例如在15到25的范围内。
[0096]
第六透镜126是最接近于图像传感器190的透镜并且可以由塑料材料制成。第六透镜126具有负(-)折射力，并且可以形成有1.6或更少的折射率，例如在1.5至1.8的范围内。第六透镜126包括光在其上入射的第十一表面s11和光在其上射出的第十二表面s12，并且第十一表面s11和第十二表面s12都可以是非球面表面。第十一表面s7可以朝向传感器凸出，第十二表面s12可以是凹入的。第六透镜126的第十一表面s11和第十二表面s12中的至少一个或两者可以具有拐点。第十一表面s11的曲率半径可以大于第十二表面s12的曲率半径。第六透镜126的中心厚度可以比第一透镜121的中心厚度薄，并且可以在0.8mm或更多并且在0.8mm至1.5mm的范围内。第六透镜126的阿贝数vd可以是30或更少，例如在15至30的范围内。当以绝对值获得第六透镜126的焦距时，其可以是20或更少，例如在10至20的范围内。光从第六透镜126入射所通过的有效直径可以大于第三透镜123和第四透镜124的有效直径。
[0097]
透镜121、122、123、124、125和126中的每个可以包括具有光入射所通过的有效直径的有效区域和在有效区域外部的凸缘部分，该凸缘部分是非有效区域。非有效区域可以是其中光由间隔件或遮光膜阻挡的区域。这里，由塑料制成的透镜与由玻璃制成的透镜之间的比率可以是1:1。
[0098]
对于图像传感器190、滤光器192和盖玻璃191，将参考第一实施例的描述。在根据本发明的第二实施例的光学系统中，视角(对角线)可以是70度或更多，例如，在73度至77度的范围内。有效焦距可以大于或等于7mm，例如在7mm至8mm的范围内。光学系统或相机模块的f数可以是2.2或更少，例如在1.7至2.2的范围内。主射线角(cra)可以大于或等于10度，例如在10至15度的范围内。在光学系统中，图像传感器190和第一透镜121的顶点之间的距离(ttl)可以是40mm或更少。另外，光学系统中使用的光的波长可以在400nm至700nm的范围内。
[0099]
表3示出了图17的光学系统中的透镜数据。
[0100]
【表3】
[0101][0102]
在表3中，第一至第六透镜121、122、123、124、125和126的折射率是在587nm处的折射率，在d线(587nm)处的第一至第六透镜121、122、123、124、125和126的阿贝数vd对于第三透镜123以及第六透镜126可以小于30，并且对于第一透镜121和第四透镜124可以是50或更多。当以绝对值表示时，第二透镜和第四透镜可以具有比其他透镜更大的屈光度。基于上表3，曲率半径(mm)、厚度(mm)、距离(mm)、折射率、阿贝数、焦距(mm)的值可以通过相对比较表达为大小关系表达式。例如，以绝对值，阿贝数可以表示按照第一透镜》第四透镜》第五和第二透镜》第三和第六透镜的顺序的关系表达式。表4是图17的光学系统中的每个透镜的每个表面的非球面系数。
[0103]
【表4】
[0104][0105]
图18是示出根据图17的光学系统中的图像高度的环境光比率或相对照度的曲线图，并且可以看出，从图像传感器的中心到对角端，环境光量比为55％或更多，例如70％或更多。图19是示出图17的光学系统中在室温(例如，22度)下的水平fov(视场)和竖直fov的实际fov以及旁轴fov的图。图20至图22是示出图17的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射mtf的曲线图，并且是示出根据空间频率的亮度比率(调制)的曲线图。图23至图25是示出图17的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的曲线图。如图20至图25所示，可以看出，亮度比率(调制)在-40度的低温、22度的室温和85度的高温下几乎没有改变。如图26至图28所示，在图17的光学系统中，可以看到在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变都为
±
17或更少。如图29至图31所示，在图17的光学系统中，可以看出，根据在低温、室温和高温下的横向色差的实际图像高度在红绿、绿蓝和红蓝之间在3个像素以内。即，如图21至图31所示，可以看出，根据从低温到高温的温度变化，数据的变化不大，小于10％。
[0106]
《第三实施例》
[0107]
第三实施例参考图32至图46。图32是示出根据本发明的第三实施例的用于车辆的光学系统的侧横截面图，并且在描述第三实施例时，与第一和第二实施例相同的构造将参考第一和第二实施例的描述。
[0108]
参考图32所示，光学系统可以包括在从物体侧到传感器侧的方向中沿着光轴堆叠的第一透镜131、第二透镜132、第三透镜133、第四透镜134、第五透镜135和第六透镜136。光
学系统或具有该光学系统的相机模块可以包括图像传感器190、在图像传感器190和最后透镜146之间设置的盖玻璃191以及滤光器192。光学系统可以包括用于调节入射光量的孔径光阑st。设置在物体侧的透镜组基于孔径光阑st可以被划分成第一透镜组，并且设置在传感器侧的透镜组基于孔径光阑st可以被划分成第二透镜组。也就是说，第一透镜组可以包括第一透镜131、第二透镜132和第三透镜133，第二透镜组可以包括第四透镜至第六透镜134、135和136。孔径光阑st可以被设置在第三透镜133和第四透镜134之间的外周上。第三透镜133的传感器侧表面或第四透镜134的物体侧表面的周边可以用作孔径光阑。
[0109]
第一透镜131是最接近于被摄体的透镜并且可以包括玻璃材料。由于第一透镜131可以由冕玻璃材料形成，因此光色散值可以高。第一透镜131包括光在其上入射的第一表面s1和光在其上射出的第二表面s2，并且第一表面s1和第二表面s2都可以是球面表面。第一透镜131可以具有负折射力和小于1.55的折射率。第一透镜131可以具有光学系统中的透镜之中最低的折射率。第一透镜131的第一表面s1可以朝向物体凸出，并且第二表面s2可以朝向物体凹入。第一透镜131可以具有弯月面形状，其中侧面s1和s2都朝向物体侧凸出。第二表面s2的外周可以包括平坦的有效区域。第一表面s1的曲率半径可以比第二表面s2的曲率半径大四倍。以绝对值获得的第一表面s1的曲率半径可以是光学系统的透镜之中最大的。第一透镜131可以由塑料制成，以防止当相机模块被暴露于来自车辆内部或外部的光时变色，并且当相机模块放置在车辆内部时，第一透镜131可以由玻璃或塑料制成。
[0110]
第一透镜131和第二透镜132之间的在光轴上的距离可以是光学系统中的透镜之间的距离之中最大的。第一透镜131和第二透镜132之间的距离可以是第二透镜132和第三透镜133之间的距离的1.5倍或更多，例如，1.5倍至3倍。第一透镜131和第二透镜133之间的距离可以是第一透镜131的中心厚度的2.5倍或更多，例如2.5倍至4倍。第一透镜131的中心厚度可以比第二透镜132的中心厚度薄，例如，1.5mm或更少，或者可以在1mm至1.3mm的范围内。第一透镜131的阿贝数vd可以是光学系统中的透镜之中最大的。第一透镜131的阿贝数vd可以是例如第四透镜134的阿贝数vd的两倍或更多。第一透镜131的阿贝数vd可以大于第二、第三、第五和第六透镜132、133、135和136的阿贝数vd，并且可以例如大于或等于70或者在75至90的范围内。当表示为绝对值时，第一透镜131的焦距可以大于第四透镜134和第五透镜135的焦距，并且可以小于第二透镜132的焦距。光从第一透镜131入射所通过的有效直径可以大于其他第二至第六透镜132、133、134、135和136的有效直径。光从第一透镜131入射所通过的有效直径可以大于第二至第四透镜132、133和134的有效直径。
[0111]
第二透镜132可以由玻璃制成。第二透镜132具有正(+)折射力，并且可以由折射率为1.6或更多或者1.7或更多的材料形成。第二透镜132和第三透镜33的折射率可以在光学系统的透镜之中具有最高的折射率，或者可以高于第一透镜131以及第五透镜135和第六透镜136的折射率。第二透镜132可以设置在第一透镜131和第三透镜133之间。第二透镜132包括光在其上入射的第三表面s3和光在其上射出的第四表面s4，并且第三表面s3和第四表面s4都可以是球面的。第三表面s3可以朝向物体凹入，并且第四表面s4可以朝向传感器凸出。第二透镜132可以具有向传感器凸出的弯月面形状。以绝对值表示，第三表面s3的曲率半径可以小于第四表面s4的曲率半径。当以绝对值表示时，第四表面s4的曲率半径可以小于第一表面s1的曲率半径。当表示为绝对值时，第三表面s3和第四表面s4的曲率半径之间的差可以是10或更少。
[0112]
第二透镜132和第三透镜133之间的在光轴上的距离可以是1.5mm或更多。第二透镜132的中心厚度可以是第二透镜132与第三透镜133之间的距离的两倍或更多，并且可以大于4.5mm或者在4.5mm至5.5mm的范围内。第二透镜132的阿贝数vd可以是30或更多，例如40或更多。第二透镜132的焦距可以是40或更多。由于第一透镜131和第二透镜132在物体侧上由玻璃材料制成，因此可以减少由穿过物体侧传输的热量引起的膨胀问题。第二透镜132由玻璃制成，并且具有高折射率和高色散值，从而可以改善入射光的像差。光从第二透镜132入射所通过的有效直径可以大于第三透镜133和第四透镜134的有效直径。
[0113]
第三透镜133可以由玻璃制成。第三透镜133具有正(+)折射力，并且可以形成有1.65或更多的折射率或者在1.65至1.82的范围内的折射率。第三透镜133可以设置在第二透镜132和第四透镜134之间。第三透镜133包括光在其上入射的第五表面s5和光在其上射出的第六表面s6，并且第五表面s5和第六表面s6都可以是非球面表面。第三透镜133可以由玻璃材料注射成型。第五表面s5可以朝向物体凸出，并且第六表面s6可以是凹入的。第三透镜133可以具有朝向物体侧凸出的弯月面形状。第五表面s5的曲率半径可以小于第六表面s6的曲率半径，并且可以在5mm或更多的范围内，例如在5mm至10mm的范围内。两个曲率半径之间的差可以是10mm或更多。第三透镜133和第四透镜134之间的在光轴上的距离可以小于第一透镜131和第二透镜132之间的距离。第三透镜133和第四透镜134之间的距离可以大于第三透镜133的中心厚度。第三透镜133的中心厚度可以大于或等于1.5mm，例如在1.5mm至2.5mm的范围内。第三透镜133和第四透镜134的折射率可以相同或者可以具有0.3或更少的差。第三透镜133的阿贝数vd可以是光学系统中的透镜之中最小的，可以是35或更多，并且可以在35至55的范围内。第三透镜133的焦距可以是10或更多，例如，在10到25的范围内。
[0114]
第四透镜134可以由塑料材料制成。第四透镜134具有负(-)折射力，并且可以形成有1.6或更多的折射率或者在1.6至1.72的范围内的折射率。第四透镜134可以设置在第三透镜133和第五透镜135之间。这里，当第四透镜134至第六透镜136的材料由塑料材料形成时，可以通过透镜的非球面表面来增加光量。第四透镜134包括光在其上入射的第七表面s7和光在其上射出的第八表面s8，并且第七表面s7和第八表面s8都可以是非球面表面。第七表面s7可以朝向物体凸出，并且第八表面s8可以是凹入的。以绝对值表示，第七表面s7的曲率半径可以大于第三表面s3的曲率半径，并且可以比第八表面s8的曲率半径大三倍或更多。
[0115]
第四透镜134和第五透镜135之间的在光轴上的距离可以小于第三透镜133和第四透镜134之间的距离。第四透镜134和第五透镜135之间的距离可以等于或大于第四透镜134的中心厚度。第四透镜134的中心厚度可以是1.5mm或更少，例如在0.7mm至1.5mm的范围内，并且第四透镜134和第五透镜135之间的距离可以是1.5mm或更少，并且例如，其可以在0.6mm至1.5mm的范围内。第四透镜134的折射率可以高于第五透镜135的折射率，并且它们之间的差可以是0.5或更少。第四透镜134的阿贝数vd可以小于第五透镜135的阿贝数，可以是光学系统中的透镜之中最小的，并且可以小于30，例如在15至29的范围内。当以绝对值获得第四透镜134的焦距时，其可以是20或更少，例如在10至20的范围内。这里，孔径光阑st可以设置在第三透镜133和第四透镜134之间的外围周围。孔径光阑st可以设置在玻璃材料和塑料透镜之间的外围上。
[0116]
第五透镜135可以由塑料材料制成。第五透镜133可以具有正(+)折射力。第五透镜
135的折射率低于第四透镜134的折射率，并且可以形成为具有1.6或更少的折射率或者在1.5至1.6的范围内的折射率。第五透镜135可以设置在第四透镜134和第六透镜136之间。第五透镜135包括光在其上入射的第九表面s9和光在其上射出的第十表面s10，并且第九表面s9和第十表面s10都可以是非球面表面。第九表面s5可以朝向物体凸出，并且第十表面s10可以是凸出的。第五透镜135可以在两侧上具有凸出形状。当以绝对值表示时，第九表面s9的曲率半径可以大于第十表面s10的曲率半径，并且它们之间的差可以是5mm或更少。第五透镜135和第六透镜136之间的在光轴上的距离可以小于第二透镜132和第三透镜133之间的距离。第五透镜135和第六透镜136之间的距离可以小于第五透镜135的中心厚度。第五透镜135的中心厚度可以大于或等于3mm，例如在3mm至3.8mm的范围内。第五透镜135和第六透镜136的折射率可以相同或者可以具有0.3或更少的差。第五透镜135和第六透镜136的阿贝数vd可以相同或者可以具有10或更少的差。第五透镜135的阿贝数vd可以是50或更多，例如在50至60的范围内。当以绝对值获得第五透镜135的焦距时，其可以是10或更少，例如在5到10的范围内。
[0117]
第六透镜136是最接近于图像传感器190的透镜并且可以由塑料材料制成。第六透镜136具有负(-)折射力，并且可以形成有1.6或更少的折射率，例如在1.5至1.6的范围内。第六透镜136包括光在其上入射的第十一表面s11和光在其上射出的第十二表面s12，并且第十一表面s11和第十二表面s12都可以是非球面表面。第十一表面s7可以朝向传感器凸出，并且第十二表面s12可以是凹入的。第六透镜136的第十一表面s11和第十二表面s12中的至少一个或两者可以具有拐点。第十一表面s11的曲率半径可以大于第十二表面s12的曲率半径。第六透镜136的中心厚度可以比第一透镜131的中心厚度厚，并且可以在大于2mm或2mm至3mm的范围内。第六透镜136的阿贝数vd可以是50或更多，例如在50至60的范围内。当以绝对值获得第六透镜136的焦距时，其可以是15或更多，例如在15至30的范围内。光从第六透镜136入射所通过的有效直径可以大于第三透镜133和第四透镜134的有效直径。这里，相对于孔径光阑st设置在传感器侧上的透镜与设置在物体侧上的透镜的比率可以是1:1。
[0118]
对于图像传感器190、滤光器192和盖玻璃191，将参考上面的描述。在根据本发明的第三实施例的光学系统中，视角(对角线)可以是70度或更多，例如，在73度至77度的范围内。有效焦距可以大于或等于7mm，例如在7mm至8mm的范围内。光学系统或相机模块的f数可以是2.2或更少，例如在1.7至2.2的范围内。主射线角(cra)可以大于或等于10度，例如在10至15度的范围内。在光学系统中，图像传感器190和第一透镜131的顶点之间的距离(ttl)可以是40mm或更少。另外，光学系统中使用的光的波长可以在400nm至700nm的范围内。
[0119]
表5示出了图32的光学系统中的透镜数据。
[0120]
【表5】
[0121][0122]
在表5中，第一至第六透镜131、132、133、134、135和136的折射率是在587nm处的折射率，第一至第六透镜131、132、133、134、135和136在d线(587nm)处的阿贝数vd对于第四透镜134可以小于30，并且对于第一、第二、第五和第六透镜131、132、135和136可以是50或更多。当以绝对值表示时，第五透镜的屈光度可以大于其他透镜的屈光度。基于上表5，曲率半径(mm)、厚度(mm)、距离(mm)、折射率、阿贝数、焦距(mm)的值可以通过相对比较表达为大小关系表达式。例如，以绝对值表示的焦距可以按照第二透镜》第一透镜》第六透镜》第三透镜》第四透镜》第五透镜的顺序的关系表达式来表示。
[0123]
表6是图32的光学系统中的每个透镜的每个表面的非球面系数。
[0124]
【表6】
[0125][0126]
图33是示出根据图32的光学系统中的图像高度的环境光比率或相对照度的曲线图，并且可以看出，从图像传感器的中心到对角端，环境光量比为55％或更多，例如70％或更多。图34是示出图32的光学系统中在室温(例如，22度)下的水平fov(视场)和竖直fov的实际fov以及旁轴(parax)fov的图。图35至图37是示出图32的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射mtf的曲线图，并且是示出根据空间频率的亮度比率(调制)的曲线图。图38至图40是示出图32的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射调制传递函数(mtf)的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的曲线图。如图35至图40所示，可以看出，亮度比率(调制)在-40度的低温、22度的室温和85度的高温下几乎没有改变。如图41至图43所示，在图32的光学系统中，可以看到在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变都为
±
17或更少(1.0filed)。如图44至图46所示，在图32的光学系统中，可以看出，根据在低温、室温和高温下的横向色差的实际图像高度可以在红绿、绿蓝和红蓝之间在3个像素以内。即，如图35至图46所示，可以看出，根据从低温到高温的温度变化，数据的变化不大，小于10％。
[0127]
《第四实施例》
[0128]
对于第四实施例，将参考图47至图61。图47是示出根据本发明的第四实施例的用于车辆的光学系统的侧横截面图。在第四实施例的描述中，与第一至第三实施例相同的构造将参考第一至第三实施例的描述。
[0129]
参考图47，光学系统可以包括在从物体侧到传感器侧的方向中沿着光轴堆叠的第一透镜141、第二透镜142、第三透镜143、第四透镜144、第五透镜145和第六透镜146。光学系统可以包括用于调节入射光量的孔径光阑st。基于孔径光阑st，设置在物体侧上的透镜组可以被划分成第一透镜组，并且设置在传感器侧上的透镜组可以被划分成第二透镜组。即，第一透镜组可以包括第一透镜141和第二透镜142，并且第二透镜组可以包括第三透镜至第
六透镜143、144、145和146。孔径光阑st可以设置在第二透镜142和第三透镜143之间的外周上。第二透镜142的传感器侧表面的周边或第三透镜142的物体侧表面的周边可以用作孔径光阑。
[0130]
第一透镜141是最接近于被摄体的透镜并且可以包括玻璃材料。第一透镜141可以由冕玻璃材料形成，使得光色散值可以高。第一透镜141包括光在其上入射的第一表面s1和光在其上射出的第二表面s2，并且第一表面s1和第二表面s2都可以是球面的。第一透镜141可以具有负折射力和小于1.55的折射率。第一透镜141可以具有光学系统中的透镜之中最低的折射率。第一透镜141的第一表面s1可以朝向物体凸出，并且第二表面s2可以朝向物体凹入。第一透镜141可以具有弯月面形状，其中表面s1和s2都朝向物体侧凸出。第二表面s2的外周可以包括平坦区域。第一表面s1的曲率半径可以比第二表面s2的曲率半径大六倍。以绝对值获得的第一表面s1的曲率半径可以是光学系统的透镜之中最大的。第一透镜141可以由塑料制成，以防止当相机模块暴露于来自车辆内部或外部的光时变色，并且在相机模块放置在车辆内部的情况中，第一透镜141可以由玻璃或塑料制成。
[0131]
第一透镜141和第二透镜142之间的在光轴上的距离可以是光学系统中的透镜之间的距离之中最大的。第一透镜141和第二透镜142之间的距离可以是第二透镜142和第三透镜143之间的距离的两倍或更多，例如，2倍至4倍。第一透镜141和第二透镜141之间的距离可以是第一透镜141的中心厚度的两倍或更多，例如2至4倍。第一透镜141的中心厚度可以比第二透镜142的中心厚度薄，例如3mm或更少，或者可以在2mm至3mm的范围内。第一透镜141的阿贝数vd可以是光学系统中的透镜之中最大的。第一透镜141的阿贝数vd可以是例如第三透镜143和第六透镜146的阿贝数vd的两倍或更多。第一透镜141的阿贝数vd可以大于第二透镜142、第四透镜144和第五透镜145的阿贝数vd，并且可以例如大于或等于70或者在75至90的范围内。当表示为绝对值时，第一透镜141的焦距可以大于第二透镜142和第四透镜144的焦距。光从第一透镜141入射所通过的有效直径可以大于其他第二透镜至第六透镜142、143、144、145和146的有效直径。光从第一透镜141入射所通过的有效直径可以大于第二至第四透镜142、143和144的有效直径。
[0132]
第二透镜142可以由玻璃制成。第二透镜142具有正(+)折射力，并且可以由折射率为1.6或更多或者1.7或更多的材料形成。第二透镜142和第五透镜145的折射率可以在光学系统的透镜之中具有最高的折射率。第二透镜142可以设置在第一透镜141和第三透镜143之间。第二透镜142包括光在其上入射的第三表面s3和光在其上射出的第四表面s4，并且第三表面s3和第四表面s4可以是球面的。第三表面s3可以朝向物体凸出，并且第四表面s4可以朝向传感器凸出。以绝对值表示，第三表面s3的曲率半径可以小于第四表面s4的曲率半径。当以绝对值表示时，第四表面s4的曲率半径可以大于第二表面s2的曲率半径。第二透镜142和第三透镜143之间的在光轴上的距离可以是1mm或更多。第二透镜142的中心厚度可以是第二透镜142与第三透镜143之间的距离的1.5倍或更多，并且可以是4mm或更多，或者可以在4mm至5mm的范围内。第二透镜142的阿贝数vd可以是30或更多，例如40或更多。第二透镜142的焦距可以是20或更少。由于第一透镜141和第二透镜142在物体侧由玻璃材料制成，因此可以减少由穿过物体侧传输的热量引起的膨胀问题。第二透镜142由玻璃制成，并且具有高折射率和高色散值，从而可以改善入射光的像差。
[0133]
第三透镜143可以由塑料材料制成。第三透镜143具有负(-)折射力，并且可以形成
有1.6或更多的折射率或者在1.6至1.72的范围内的折射率。第三透镜143可以设置在第二透镜142和第四透镜144之间。第三透镜143包括光在其上入射的第五表面s5和光在其上射出的第六表面s6，并且第五表面s5和第六表面s6都可以是非球面表面。第五表面s5可以朝向物体凸出，并且第六表面s6可以是凹入的。第三透镜143可以具有朝向物体侧凸出的弯月面形状。第五表面s5的曲率半径可以大于第六表面s6的曲率半径，并且它们之间的差可以是5mm或更多。第三透镜143和第四透镜144之间的在光轴上的距离可以小于第二透镜142和第三透镜143之间的距离。第三透镜143和第四透镜144之间的距离可以小于第三透镜143的中心厚度。第三透镜143的中心厚度可以大于或等于1.2mm，例如在1.2mm至1.8mm的范围内。
[0134]
第三透镜143的折射率可以大于第四透镜144的折射率。第三透镜143的阿贝数vd可以小于第四透镜144的阿贝数，可以小于30，并且可以例如在15至29的范围内。当以绝对值获得第三透镜143的焦距时，其可以是25mm或更少，例如在10mm至25mm的范围内。这里，孔径光阑st可以设置在第二透镜142和第三透镜143之间的外围周围。孔径光阑st可以设置在由玻璃制成的透镜和由塑料制成的透镜之间的周边上。
[0135]
第四透镜144可以由塑料材料制成。第四透镜144具有正(+)折射力，并且可以形成有1.6或更少的折射率或者在1.5至1.6的范围内的折射率。第四透镜144可以设置在第三透镜143和第五透镜145之间。这里，当第三透镜143、第四透镜144和第六透镜146的材料由塑料材料形成时，可以通过透镜的非球面表面来增加光量。第四透镜144包括光在其上入射的第七表面s7和光在其上射出的第八表面s8，并且第七表面s7和第八表面s8都可以是非球面表面。第七表面s7可以朝向物体凸出，并且第八表面s8可以是凸出的。以绝对值表示，第七表面s7的曲率半径可以小于第八表面s8的曲率半径。以绝对值表示，第七表面s7的曲率半径可以小于第三表面s3的曲率半径。第八表面s8的曲率半径可以比第七表面s7的曲率半径大1.5倍。
[0136]
第四透镜144和第五透镜145之间的在光轴上的距离可以小于第二透镜142和第三透镜143之间的距离。第四透镜144和第五透镜145之间的距离可以小于第四透镜144的中心厚度。第四透镜144的中心厚度可以是1.6mm或更多，例如在1.6mm至2.6mm的范围内，并且第四透镜144和第五透镜145之间的距离可以是2mm或更少，例如在1mm至2mm的范围内。第四透镜144的折射率可以低于第五透镜145的折射率，并且它们之间的差可以是0.5或更少。第四透镜144的阿贝数vd可以大于第五透镜145的阿贝数，并且可以是50或更多，例如在50至70的范围内。当以绝对值获得第四透镜144的焦距时，其可以是20或更少，例如在5至20的范围内。
[0137]
第五透镜145可以由玻璃制成。第五透镜143可以具有正(+)折射力。第五透镜145的折射率高于第四透镜144的折射率，并且可以形成为具有1.7或更多的折射率或者在1.7至1.82的范围内的折射率。第五透镜145可以设置在第四透镜144和第六透镜146之间。第五透镜145包括光在其上入射的第九表面s9和光在其上射出的第十表面s10，并且第九表面s9和第十表面s10都可以是球面的。第九表面s5可以朝向物体凸出，并且第十表面s10可以是凹入的。第九表面s9的曲率半径可以小于第十表面s10的曲率半径，并且它们之间的差可以是10mm或更多。第五透镜145和第六透镜146之间的在光轴上的距离可以小于第二透镜142和第三透镜143之间的距离。第五透镜145和第六透镜146之间的距离可以小于第五透镜145的中心厚度。第五透镜145的中心厚度可以大于或等于1.5mm，例如在1.5mm至2.5mm的范围
内。第五透镜145的折射率可以大于第六透镜146的折射率。第五透镜145的阿贝数vd可以大于第六透镜146的阿贝数的两倍。第五透镜145的阿贝数vd可以是30或更多，例如在30至60的范围内。当以绝对值获得第五透镜145的焦距时，其可以是30mm或更少，例如在10mm至30mm。
[0138]
第六透镜146是最接近于图像传感器190的透镜并且可以由塑料材料制成。第六透镜146具有负(-)折射力，并且可以形成有1.6或更少的折射率，例如在1.45至1.6的范围内。第六透镜146包括光在其上入射的第十一表面s11和光在其上射出的第十二表面s12，并且第十一表面s11和第十二表面s12都可以是非球面表面。第十一表面s7可以朝向传感器凸出，并且第十二表面s12可以是凹入的。第六透镜146的第十一表面s11和第十二表面s12中的至少一个或两者可以具有拐点。第十一表面s11的曲率半径可以大于第十二表面s12的曲率半径。第六透镜146的中心厚度可以比第一透镜141的中心厚度薄，并且可以在2mm或更少、或者0.8mm至2mm的范围内。第六透镜146的阿贝数vd可以小于30，例如在10至29的范围内。当以绝对值获得第六透镜146的焦距时，其可以是25mm或更少，例如，在14mm至25mm的范围内。光从第六透镜146入射所通过的有效直径可以大于第三透镜143和第四透镜144的有效直径。
[0139]
对于图像传感器190、滤光器192和盖玻璃191，将参考第一实施例的描述。在根据本发明的第四实施例的光学系统中，视角(对角线)可以是70度或更多，例如，在73度至77度的范围中。有效焦距可以大于或等于7mm，例如在7mm至8mm的范围内。光学系统或相机模块的f数可以是2.2或更少，例如在1.7至2.2的范围内。主射线角(cra)可以大于或等于10度，例如在10至15度的范围内。在光学系统中，图像传感器190和第一透镜141的顶点之间的距离(ttl)可以是40mm或更少。此外，光学系统中使用的光的波长可以在400nm至700nm的范围内。
[0140]
表7示出了图47的光学系统中的透镜数据。
[0141]
【表7】
[0142]
[0143][0144]
在表8中，第一至第六透镜141、142、143、144、145和146的折射率是在587nm处的折射率，第一至第六透镜141、142、143、144、145和146在d线(587nm)处的阿贝数vd对于第三透镜143和第六透镜146可以小于30，并且对于第一透镜141和第四透镜144可以是50或更多。有效半径表示每个透镜的半径。基于上表8，曲率半径(mm)、厚度(mm)、距离(mm)、折射率、阿贝数、焦距(mm)的值可以通过相对比较表达为大小关系表达式。例如，阿贝数可以按照第一透镜》第四透镜》第二和第五透镜》第三和第六透镜的顺序的关系表达式来表示。表8是图47的光学系统中每个透镜的每个表面的非球面系数。
[0145]
【表8】
[0146][0147][0148]
图48是示出根据图47的光学系统中的图像高度的环境光比率或相对照度的曲线
图，并且可以看出，从图像传感器的中心到对角端，外围光比率为55％或更多，例如70％或更多。图49是示出图47的光学系统中在室温(例如，22度)下的水平fov(视场)和竖直fov的实际fov以及旁轴fov的图。图50至图52是示出图47的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射mtf的曲线图，并且是示出根据空间频率的亮度比率(调制)的曲线图。图53至图55是示出图47的光学系统中在低温、室温和高温下的mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的曲线图。如图50至图55所示，可以看出，亮度比率(调制)在-40度的低温、22度的室温和85度的高温下几乎没有改变。如图56至图58所示，在图47的光学系统中，可以看到在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变都为
±
17或更少(1.0filed)。如图59至图61所示，在图47的光学系统中，可以看出，根据在低温、室温和高温下的横向色差的实际图像高度可以在红绿、绿蓝和红蓝之间在3个像素以内。即，如图50至图61所示，可以看出，根据从低温到高温的温度变化，数据的变化不大，小于10％。
[0149]
《第五实施例》
[0150]
第五实施例将参考图62至图76。图62是示出根据本发明的第五实施例的用于车辆的光学系统的侧横截面图。在第五实施例的描述中，与第一至第四实施例相同的构造将参考第一至第四实施例的描述。
[0151]
参考图62，光学系统可以包括从物体侧到传感器侧沿着光轴堆叠的第一透镜151、第二透镜152、第三透镜153、第四透镜154、第五透镜155和第六透镜156。光学系统或具有该光学系统的相机模块可以包括图像传感器190、在图像传感器190和最后透镜156之间设置的盖玻璃191以及滤光器192。光学系统可以包括用于调节入射光量的孔径光阑st。基于孔径光阑st，设置在物体侧的透镜组可以被划分成第一透镜组，并且设置在传感器侧的透镜组可以被划分成第二透镜组。即，第一透镜组可以包括第一透镜151和第二透镜152，并且第二透镜组可以包括第三透镜至第六透镜153、154、155和156。孔径光阑st可以设置在第二透镜152和第三透镜153之间的外周上。第二透镜152的传感器侧表面的周边或者第三透镜152的物体侧表面可以用作孔径光阑。
[0152]
第一透镜151是最接近于被摄体的透镜并且可以包括玻璃材料。由于第一透镜151可以由冕玻璃材料形成，因此光色散值可能高。第一透镜151包括光在其上入射的第一表面s1和光在其上射出的第二表面s2，并且第一表面s1和第二表面s2都可以是球面的。第一透镜151可以具有负折射力和小于1.55的折射率。第一透镜151可以具有光学系统中的透镜之中最低的折射率。第一透镜151的第一表面s1可以朝向物体凸出，并且第二表面s2可以朝向物体凹入。第一透镜151可以具有弯月面形状，其中侧面s1和s2都朝向物体侧凸出。第二表面s2可以包括围绕外周的平坦的有效区域。以绝对值表示，第一表面s1的曲率半径可以比第二表面s2的曲率半径大3倍或更多或者4倍。以绝对值获得的第一表面s1的曲率半径可以是光学系统的透镜之中最大的。
[0153]
第一透镜151可以由塑料制成，以防止当相机模块被暴露于来自车辆内部或外部的光时变色，并且当相机模块放置在车辆内部时，第一透镜151可以由玻璃或塑料制成。第一透镜151和第二透镜152之间的在光轴上的距离可以是第一透镜151的中心厚度的3倍或更多，例如2.5mm或更多。第一透镜151和第二透镜152之间的距离可以小于第二透镜152和第三透镜153之间的距离。第一透镜151的中心厚度可以比第二透镜152的中心厚度薄，并且可以比第四透镜154的中心厚度厚。
[0154]
第一透镜151和第三透镜153的阿贝数vd可以是光学系统中的透镜之中最大的。第一透镜151的阿贝数vd可以是例如第四透镜154的阿贝数vd的两倍或更多。第一透镜151的阿贝数vd可以大于第二透镜152、第五透镜155和第六透镜156的阿贝数。第一透镜151的阿贝数vd可以是例如70或更多或者在75至90的范围内。以绝对值表示，第一透镜151的焦距可以是10或更多，例如在10至25的范围内，并且可以大于第五透镜155和第六透镜156的焦距。光入射到第一透镜151上所通过的有效直径可以大于其他第二至第六透镜152、153、154、155和156的有效直径。光从第一透镜151入射所通过的有效直径可以大于第二透镜至第四透镜152、153和154的有效直径。
[0155]
第二透镜152可以由玻璃制成。第二透镜152具有正(+)折射力，并且可以由折射率为1.6或更多或者1.7或更多的材料形成。第二透镜152的折射率可以在光学系统中的透镜之中具有最高的折射率。第二透镜152可以设置在第一透镜151和第三透镜153之间。第二透镜152包括光入射所通过的第三表面s3和光射出所通过的第四表面s4，并且第三表面s3和第四表面s4都可以是球面的。第三表面s3可以是凹入的，并且第四表面s4可以朝向传感器凸出。以绝对值表示，第三表面s3的曲率半径可大于第四表面s4的曲率半径，并且可以是两倍或更多。当以绝对值表示时，第四表面s4的曲率半径可以小于第一表面s1的曲率半径。第二透镜152和第三透镜153之间的在光轴上的距离可以是3mm或更多。第二透镜152的中心厚度可以是第二透镜152与第三透镜153之间的距离的1.5倍或更多，并且可以是7mm或更多，或者可以在7mm至9mm的范围内。第二透镜152的阿贝数vd可以是30或更多，例如40或更多。第二透镜152的焦距可以是20mm或更多。由于第一透镜151和第二透镜152在物体侧上由玻璃材料制成，因此可以减少由穿过物体侧传输的热量引起的膨胀问题。第二透镜152由玻璃制成，并且具有高折射率和高色散值，从而可以改善入射光的像差。光从第二透镜152入射所通过的有效直径可以大于第三透镜153和第四透镜154的有效直径。孔径光阑st可以设置在第二透镜152和第三透镜153之间的外围周围。孔径光阑st可以设置在相邻的由玻璃制成的透镜之间。
[0156]
第三透镜153可以是玻璃材料。第三透镜153具有正(+)折射力，并且可以形成有1.6或更少的折射率或者在1.3至1.6的范围内的折射率。第三透镜153可以设置在第二透镜152和第四透镜154之间。第三透镜153包括光在其上入射的第五表面s5和光在其上射出的第六表面s6，并且第五表面s5和第六表面s6都可以是球面的。第五表面s5可以朝向物体凸出，并且第六表面s6可以是凹入的。第三透镜153可以具有朝向物体侧凸出的弯月面形状。第五表面s5的曲率半径可以小于第六表面s6的曲率半径，例如10mm或更少。第六表面s6的曲率半径可以大于或等于20mm。第三透镜153和第四透镜154之间的在光轴上的距离可以小于第二透镜152和第三透镜153之间的距离。第三透镜153和第四透镜154之间的距离可以小于第三透镜153的中心厚度。第三透镜153的中心厚度可以是2mm或更少，例如在1.5mm至2mm的范围内。
[0157]
第一透镜151和第三透镜153的折射率可以相同或者可以具有0.3或更少的差。第一透镜151和第三透镜153的阿贝数vd可以相同或者可以具有10或更少的差。第三透镜153的阿贝数vd可以是60或更多，例如在70至90的范围内。第三透镜153的焦距可以是25mm或更少，例如在15mm至25mm的范围内。
[0158]
第四透镜154可以由塑料材料制成。第四透镜154具有负(-)折射力，并且可以形成
有1.6或更多的折射率或者在1.6至1.72的范围内的折射率。第四透镜154可以设置在第三透镜153和第五透镜155之间。这里，当第四透镜154、第五透镜155和第六透镜156的材料由塑料材料形成时，可以通过透镜的非球面表面来增加光量。第四透镜154包括光在其上入射的第七表面s7和光在其上射出的第八表面s8，并且第七表面s7和第八表面s8都可以是非球面表面。第七表面s7可以是凹入的，并且第八表面s8可以是凹入的。以绝对值表示，第七表面s7的曲率半径可以大于第五表面s5的曲率半径，并且可以大于第八表面s8的曲率半径。以绝对值表示，第八表面s8的曲率半径与第七表面s7的曲率半径之间的差可以是20mm或更少。
[0159]
第四透镜154和第五透镜155之间的在光轴上的距离可以大于第三透镜153和第四透镜154之间的距离。第四透镜154和第五透镜155之间的距离可以大于第四透镜154的中心厚度，例如两倍或更多。第四透镜154的中心厚度可以是1mm或更少，例如在0.2mm至0.8mm的范围内，并且第四透镜154和第五透镜155之间的距离可以是2mm或更多，并且，例如，其可以在2mm至3mm的范围内。第四透镜154的中心厚度可以是光学系统的透镜之中最小的。
[0160]
第四透镜154的折射率可以高于第五透镜155的折射率。第四透镜154的阿贝数vd可以小于第五透镜155的阿贝数，并且可以小于30，例如，在15至29的范围内。当以绝对值获得第四透镜154的焦距时，其可以是18mm或更多，例如在18mm至30mm的范围内。
[0161]
第五透镜155可以由塑料材料制成。第五透镜153可以具有正(+)折射力。第五透镜155的折射率低于第四透镜154的折射率，并且可以形成为具有1.6或更少的折射率或者在1.5至1.6的范围内的折射率。第五透镜155可以设置在第四透镜154和第六透镜156之间。第五透镜155包括光在其上入射的第九表面s9和光在其上射出的第十表面s10，并且第九表面s9和第十表面s10都可以是非球面表面。第九表面s5可以朝向物体凸出，并且第十表面s10可以是凸出的。第五透镜155可以在两侧上具有凸出形状。当以绝对值表示时，第九表面s9的曲率半径可以小于第十表面s10的曲率半径，并且当以绝对值表示时它们之间的差可以是5mm或更多。第五透镜155和第六透镜156之间的在光轴上的距离可以小于第二透镜152和第三透镜153之间的距离。第五透镜155和第六透镜156之间的距离可以小于第五透镜155的中心厚度。第五透镜155的中心厚度可以是光学系统的透镜之中第二大的，并且可以大于或等于3mm，例如在3mm至4.2mm的范围内。第五透镜155的折射率可以小于第六透镜156的折射率，并且第五透镜155的阿贝数vd可以大于第六透镜156的阿贝数。第五透镜155的阿贝数可以是50或更多，例如在50至60的范围内。当以绝对值获得第五透镜155的焦距时，它可以是15mm或更少，例如在5mm至15mm的范围内。
[0162]
第六透镜156是最接近于图像传感器190的透镜并且可以由塑料材料制成。第六透镜156具有负(-)折射力，并且可以形成有1.55或更多(例如，在1.55至1.7的范围内)的折射率。第六透镜156包括光在其上入射的第十一表面s11和光在其上射出的第十二表面s12，并且第十一表面s11和第十二表面s12都可以是非球面表面。第十一表面s7可以朝向传感器凸出，并且第十二表面s12可以是凹入的。第六透镜156的第十一表面s11和第十二表面s12中的至少一个或两者可以具有拐点。第十一表面s11的曲率半径可以大于第十二表面s12的曲率半径。
[0163]
第六透镜156的中心厚度可以比第一透镜151的中心厚度厚，并且可以是1mm或更多或者可以在1mm至2mm的范围内。第六透镜156的阿贝数vd可以是30或更少，例如在20至30
的范围内。当以绝对值获得第六透镜156的焦距时，其可以是20mm或更少，例如，在10mm至20mm的范围内。光从第六透镜156入射所通过的有效直径可以大于第三透镜153和第四透镜154的有效直径。这里，基于孔径光阑st，设置在传感器侧的透镜与设置在物体侧的透镜的比率可以是2:1。
[0164]
对于图像传感器190、滤光器192和盖玻璃191，将参考上述实施例的描述。在根据本发明的第五实施例的光学系统中，视角(对角线)可以是70度或更多，例如在73度至77度的范围内。有效焦距可以大于或等于7mm，例如在7mm至8mm的范围内。光学系统或相机模块的f数可以是2.2或更少，例如在1.7至2.2的范围内。主射线角(cra)可以大于或等于10度，例如在10至15度的范围内。在光学系统中，图像传感器190和第一透镜151的顶点之间的距离(ttl)可以是40mm或更少。另外，光学系统中使用的光的波长可以在400nm至700nm的范围内。
[0165]
表9示出了图62的光学系统中的透镜数据。
[0166]
【表9】
[0167][0168][0169]
在表9中，第一至第六透镜151、152、153、154、155和156的折射率是在587nm处的折射率，第一至第六透镜151、152、153、154、155和156在d线(587nm)处的阿贝数vd对于第四透
镜154和第六透镜156可以小于30，并且对于第一、第三和第五透镜151、153和155可以是50或更多。基于上面的表9，曲率半径(mm)、厚度(mm)、距离(mm)、折射率、阿贝数和焦距(mm)的值也可以通过上面的关系表达式来表示。例如，观察阿贝数，关系表达式可以是第一和第三透镜》第五透镜》第二透镜》第五透镜》第四透镜的顺序。表10是图62的光学系统中的每个透镜的每个表面的非球面系数。
[0170]
【表10】
[0171][0172]
图63是示出根据图62的光学系统中的图像高度的环境光比率或相对照度的曲线图，并且可以看出，从图像传感器的中心到对角端，外围光比率为55％或更多，例如70％或更多。图64是示出图62的光学系统中在室温(例如，22度)下的水平fov(视场)和竖直fov的实际fov以及旁轴fov的图。图65至图67是示出图62的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射mtf的曲线图，并且是示出根据空间频率的亮度比率(调制)的曲线图。图68至图70是示出图62的光学系统中在低温、室温和高温下的衍射mtf的曲线图，并且是示出根据散焦位置的亮度比率的曲线图。如图65至图70所示，可以看出，亮度比率(调制)在-40度的低温、22度的室温和85度的高温下几乎没有改变。如图71至图73所示，在图62的光学系统中，可以看到在低温、室温和高温下的纵向球面像差、像散场曲线和畸变都为
±
17或更少(1.0filed)。如图74至图76所示，在图62的光学系统中，可以看出，根据在低温、室温和高温下的横向色差的实际图像高度可以在红绿、绿蓝和红蓝之间在3个像素以内。即，如图65至图76所示，可以看出，根据从低温到高温的温度变化，数据的变化不大，小于10％。
[0173]
在上述实施例中描述的特征、结构、效果等被包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定限于仅一个实施例。此外，每个实施例中示出的特征、结构和效果可以由实施例所属领域的技术人员关于其他实施例进行组合或修改。因此，与这些组合和变化相关的内
容应当被理解为包含在本发明的范围内。
[0174]
此外，虽然以上已经重点描述了实施例，但是这些仅是示例并且不限制本发明，并且本发明所属领域的技术人员可以在不偏离本实施例的本质特征的范围对以上进行例示。将会看到，尚未做出的各种变化和应用都是可能的。例如，可以对实施例中具体示出的各个部件进行修改和实施。并且与这些修改和应用相关的差异应当被解释为包括在所附权利要求所限定的本发明的范围内。

技术特征：
1.一种光学系统，包括：在从物体侧到传感器侧的方向中沿着光轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其中，所述第一透镜包括在所述光轴上凸出的物体侧第一表面和凹入的传感器侧第二表面，其中，所述第二透镜包括在所述物体侧上的第三表面和在所述传感器侧上的第四表面，其中，所述第三透镜包括在所述物体侧上的第五表面和在所述传感器侧上的第六表面，其中，所述第四透镜包括在所述物体侧上的第七表面和在所述传感器侧上的第八表面，其中，所述第五透镜包括在所述物体侧上的第九表面和在所述传感器侧上的第十表面，其中，所述第六透镜包括在所述光轴上凸出的物体侧第十一表面和凹入的传感器侧第十二表面，其中，所述第一透镜的有效直径大于所述第二透镜至所述第六透镜中的每个透镜的有效直径，其中，所述第一透镜包括玻璃材料，其中，所述第六透镜的所述第十一表面和所述第十二表面具有非球面表面，并且所述第六透镜由塑料材料制成，以及其中，所述第二透镜至所述第六透镜中的至少三个透镜由塑料制成。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第二透镜由玻璃制成，以及其中，所述光学系统中的由塑料制成的透镜与由玻璃制成的透镜的比率为1:1。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第二透镜由玻璃制成，以及其中，所述光学系统中的由塑料制成的透镜与由玻璃制成的透镜的比率为2:1。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统的ttl为40mm或更少，并且f数为1.7至2.2。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的光学系统，其中，所述第五透镜的中心厚度是所述光学系统中的透镜之中最厚的。6.根据权利要求5所述的光学系统，其中，所述第一透镜和所述第二透镜之间的距离是所述光学系统中的透镜之间的距离之中最大的。7.根据权利要求6所述的光学系统，其中，所述第一透镜的阿贝数是所述光学系统中的透镜之中最大的，并且是70或更多。8.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述第二透镜具有在所述光轴上凸出的所述第三表面和凸出的所述第四表面，其中，所述第三透镜具有在所述光轴上凸出的所述第五表面和凹入的所述第六表面，其中，所述第四透镜具有在所述光轴上凸出的所述第七表面和凹入的所述第八表面，以及其中，所述第五透镜具有在所述光轴上凸出的所述第九表面和凸出的所述第十表面。
9.一种相机模块，包括：图像传感器；滤光器，所述滤光器在所述图像传感器上；盖玻璃，所述盖玻璃被设置在所述滤光器和所述图像传感器之间；光学系统，所述光学系统包括在从物体侧到传感器侧的方向中沿着光轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；以及孔径光阑，所述孔径光阑被设置在所述第三透镜的传感器侧表面周围或所述第三透镜的物体侧表面周围，其中，所述第一透镜包括在光轴上凸出的物体侧第一表面和凹入的传感器侧第二表面，其中，所述第六透镜包括在所述光轴上凸出的物体侧第十一表面和凹入的传感器侧第十二表面，其中，所述第一透镜的有效直径大于所述第二透镜至所述第六透镜中的每个透镜的有效直径，其中，所述第一透镜和所述第二透镜包括玻璃材料，其中，所述第六透镜的所述第十一表面和所述第十二表面是非球面的，并且所述第六透镜由塑料材料制成，其中，所述第二透镜至所述第六透镜中的至少三个透镜由塑料制成，以及其中，所述第一透镜至所述第六透镜之中的塑料透镜与玻璃透镜的比率为1:1至2:1。

技术总结
本发明的实施例中公开的用于车辆的光学系统包括在从物体侧到传感器侧的方向中沿着光轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其中第一透镜包括在光轴上凸出的物体侧第一表面和凹入的传感器侧第二表面，第二透镜包括物体侧第三表面和传感器侧第四表面，第三透镜包括物体侧第五表面和传感器侧第六表面，第四透镜包括物体侧第七表面和传感器侧第八表面，第五透镜包括物体侧第九表面和传感器侧第十表面，第六透镜包括在光轴上凸出的物体侧第十一表面和凹入的传感器侧第十二表面，第一透镜的有效直径大于第二至第六透镜中的每个透镜的有效直径，第一透镜包括玻璃材料，第六透镜具有非球面表面的第十一表面和第十二表面，并且由塑料材料制成，并且第二透镜至第六透镜中的至少三个透镜可以由塑料材料制成。以由塑料材料制成。以由塑料材料制成。


技术研发人员：孙昌均
受保护的技术使用者：LG伊诺特有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2023/10/5