CN107741628B - 光学成像系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种光学成像系统，该光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜具有正光焦度；第三透镜具有正光焦度或负光焦度；第四透镜具有负光焦度；光学成像系统的总有效焦距f与光学成像系统的入瞳直径EPD满足f/EPD≤1.70。

Description

光学成像系统
技术领域
本申请涉及一种光学成像系统，更具体地，本申请涉及一种包括四片透镜的光学成像系统。
背景技术
近年来，随着手机、平板电脑等便携式电子产品的快速更新换代，市场对便携式电子产品端的成像镜头的要求愈加多样化。例如在虹膜识别等领域，在要求产品端成像镜头能够基于红外波段成像的同时，还需要镜头具有例如大孔径、高成像质量等特性，以满足成像需要并提高镜头对各种成像环境的适应能力。
发明内容
本申请提供了可适用于便携式电子产品的、可至少解决或部分解决现有技术中的上述至少一个缺点的光学成像系统，例如，基于红外波段成像的大孔径镜头。
一方面，本申请提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度；第三透镜具有正光焦度或负光焦度；第四透镜可具有负光焦度；光学成像系统的总有效焦距f与光学成像系统的入瞳直径EPD可满足f/EPD≤1.70。
在一个实施方式中，第二透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。
在一个实施方式中，第三透镜可具有负光焦度。
在一个实施方式中，光学成像系统还可包括设置于第四透镜与像侧之间的红外带通滤光片，红外带通滤光片的带通波段可为750nm至950nm。
在一个实施方式中，上述红外带通滤光片的带通波段可为850nm至940nm。
在一个实施方式中，光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜的有效焦距f1和第二透镜的有效焦距f2可满足1.0≤|f/f1|+|f/f2|≤2.0。
在一个实施方式中，第二透镜物侧面的曲率半径R3与第二透镜像侧面的曲率半径R4可满足1.0≤|R3+R4|/|R3-R4|≤5.0。
在一个实施方式中，光学成像系统的总有效焦距f与第四透镜的有效焦距f4可满足-1.0≤f/f4≤0。
在一个实施方式中，第一透镜物侧面的中心至光学成像系统成像面在光轴上的距离TTL与第一透镜至第四透镜中任意相邻两透镜在光轴上的间隔距离之和∑AT可满足3.5≤TTL/∑AT≤5.0。
在一个实施方式中，第二透镜的色散系数V2与第三透镜的色散系数V3可满足|V2-V3|＜45。
在一个实施方式中，第一透镜物侧面的曲率半径R1与第二透镜像侧面的曲率半径R2可满足1.0≤|R1+R2|/|R1-R2|≤2.5。
另一方面，本申请还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度；第三透镜具有正光焦度或负光焦度；第四透镜可具有负光焦度；光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜的有效焦距f1和第二透镜的有效焦距f2可满足1.0≤|f/f1|+|f/f2|≤2.0。
又一方面，本申请还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度；第四透镜可具有负光焦度。该光学成像系统还可包括设置于第四透镜与像侧之间的红外带通滤光片，该红外带通滤光片的带通波段可为750nm至950nm，更具体地，带通波段可为850nm至940nm。
又一方面，本申请还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度；第四透镜可具有负光焦度。第二透镜物侧面的曲率半径R3与第二透镜像侧面的曲率半径R4可满足1.0≤|R3+R4|/|R3-R4|≤5.0。
又一方面，本申请还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度；第四透镜可具有负光焦度。光学成像系统的总有效焦距f与第四透镜的有效焦距f4可满足-1.0≤f/f4≤0。
又一方面，本申请还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度；第四透镜可具有负光焦度。第一透镜物侧面的中心至光学成像系统成像面在光轴上的距离TTL与第一透镜至第四透镜中任意相邻两透镜在光轴上的间隔距离之和∑AT可满足3.5≤TTL/∑AT≤5.0。
又一方面，本申请还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度；第四透镜可具有负光焦度。第二透镜的色散系数V2与第三透镜的色散系数V3可满足|V2-V3|＜45。
又一方面，本申请还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度；第四透镜可具有负光焦度。第一透镜物侧面的曲率半径R1与第二透镜像侧面的曲率半径R2可满足1.0≤|R1+R2|/|R1-R2|≤2.5。
本申请采用了多片(例如，四片)透镜，通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，使得上述光学成像系统具有小型化、大孔径、低敏感性、高成像品质、可基于红外波段成像等至少一个有益效果。
附图说明
结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
图1示出了根据本申请实施例1的光学成像系统的结构示意图；
图2A至图2D分别示出了实施例1的光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图3示出了根据本申请实施例2的光学成像系统的结构示意图；
图4A至图4D分别示出了实施例2的光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图5示出了根据本申请实施例3的光学成像系统的结构示意图；
图6A至图6D分别示出了实施例3的光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图7示出了根据本申请实施例4的光学成像系统的结构示意图；
图8A至图8D分别示出了实施例4的光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图9示出了根据本申请实施例5的光学成像系统的结构示意图；
图10A至图10D分别示出了实施例5的光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图11示出了根据本申请实施例6的光学成像系统的结构示意图；
图12A至图12D分别示出了实施例6的光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图13示出了根据本申请实施例7的光学成像系统的结构示意图；
图14A至图14D分别示出了实施例7的光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图15示出了根据本申请实施例8的光学成像系统的结构示意图；
图16A至图16D分别示出了实施例8的光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图17示出了根据本申请实施例9的光学成像系统的结构示意图；
图18A至图18D分别示出了实施例9的光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图19示出了根据本申请实施例10的光学成像系统的结构示意图；
图20A至图20D分别示出了实施例10的光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线。
具体实施方式
为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。
在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面，每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。
还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。
根据本申请示例性实施方式的光学成像系统可包括例如四片具有光焦度的透镜，即，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。这四片透镜沿着光轴由物侧至像侧依序排列。
在示例性实施方式中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度；第三透镜具有正光焦度或负光焦度；第四透镜可具有负光焦度。通过将靠近物侧的两片透镜(即，第一透镜和第二透镜)均布置为具有正光焦度的正透镜，有利于加大系统光圈，增大单位时间内的通光量。
在示例性实施方式中，第二透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。
在示例性实施方式中，第三透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。
在示例性实施方式中，第四透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。
在示例性实施方式中，本申请的光学成像系统可满足条件式f/EPD≤1.70，其中，f为光学成像系统的总有效焦距，EPD为光学成像系统的入瞳直径。更具体地，f和EPD进一步可满足1.20≤f/EPD≤1.66。光学成像系统的光圈数Fno(即，系统的总有效焦距f/系统的入瞳直径EPD)越小，系统的通光孔径越大，在同一单位时间内的进光量便越多。减小光圈数Fno，可有效地增大系统单位时间内的通光量，使得系统能够更好地满足光线不足环境下的拍摄需求，具有大孔径优势。
在示例性实施方式中，本申请的光学成像系统可满足条件式1.0≤|f/f1|+|f/f2|≤2.0，其中，f为光学成像系统的总有效焦距，f1为第一透镜的有效焦距，f2为第二透镜的有效焦距。更具体地，f、f1和f2进一步可满足1.10≤|f/f1|+|f/f2|≤1.60，例如，1.20≤|f/f1|+|f/f2|≤1.56。合理控制第一透镜和第二透镜的光焦度，有利于增大光圈，提升系统中心区域的成像品质，降低系统的敏感性。
在示例性实施方式中，本申请的光学成像系统可满足条件式1.0≤|R3+R4|/|R3-R4|≤5.0，其中，R3为第二透镜的物侧面的曲率半径，R4为第二透镜的像侧面的曲率半径。更具体地，R3和R4进一步可满足1.20≤|R3+R4|/|R3-R4|≤4.80，例如，1.29≤|R3+R4|/|R3-R4|≤4.79。合理布置第二透镜物侧面和像侧面的曲率半径，有利于平衡系统的高级球差，降低系统中心区域视场的敏感性。
在示例性实施方式中，本申请的光学成像系统可满足条件式-1.0≤f/f4≤0，其中，f为光学成像系统的总有效焦距，f4为第四透镜的有效焦距。更具体地，f和f4进一步可满足-0.60≤f/f4≤0，例如，-0.57≤f/f4≤-0.08。合理配置第四透镜的有效焦距，可有效矫正系统的象散，同时有利于保证主光线角CRA的匹配性。
在示例性实施方式中，本申请的光学成像系统可满足条件式3.5≤TTL/∑AT≤5.0，其中，TTL为第一透镜物侧面的中心至光学成像系统成像面在光轴上的距离，∑AT为第一透镜至第四透镜中任意相邻两透镜在光轴上的间隔距离之和(在具有四片透镜的光学成像系统中，∑AT为第一透镜与第二透镜在光轴上的间隔距离T12、第二透镜与第三透镜在光轴上的间隔距离T23、第三透镜与第四透镜在光轴上的间隔距离T34之和，即∑AT＝T12+T23+T34)。更具体地，TTL和∑AT进一步可满足3.80≤TTL/∑AT≤4.80，例如，3.84≤TTL/∑AT≤4.79。合理控制TTL和∑AT，有利于在实现高成像品质的同时，确保成像系统的小型化特性；此外，满足条件式3.5≤TTL/∑AT≤5还有利于保证成像系统的加工特性。
在示例性实施方式中，本申请的光学成像系统可满足条件式|V2-V3|＜45，其中，V2为第二透镜的色散系数，V3为第三透镜的色散系数。更具体地，V2和V3进一步可满足20≤|V2-V3|≤40，例如，|V2-V3|＝35.80。合理控制第二透镜和第三透镜的色散系数，有利于修正系统色差、平衡象差，从而提升成像系统的成像品质。
在示例性实施方式中，本申请的光学成像系统可满足条件式1.00≤|R1+R2|/|R1-R2|≤2.50，其中，R1为第一透镜的物侧面的曲率半径，R2为第二透镜的像侧面的曲率半径。更具体地，R1和R2进一步可满足1.00≤|R1+R2|/|R1-R2|≤2.15，例如，1.00≤|R1+R2|/|R1-R2|≤2.09。合理控制第一透镜物侧面和像侧面的曲率半径，有利于平衡系统的高级球差；同时，满足条件式1.00≤|R1+R2|/|R1-R2|≤2.50有利于确保第一透镜的加工特性。
在示例性实施方式中，本申请的光学成像系统可包括设置在第四透镜与成像面之间的红外带通滤光片，该红外带通滤光片的带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，带通波段可为约850nm至约940nm。在第四透镜与成像面之间设置红外带通滤光片可使得红外光通过并过滤杂光，以消除非红外光带来的信号干扰，例如，由于非红外光引入的色差而造成的成像模糊。
可选地，上述光学成像系统还可包括至少一个光阑，以提升成像系统的成像质量。光阑可根据需要设置在任意位置处，例如，光阑可设置在物侧与第一透镜之间。
可选地，上述光学成像系统还可包括用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。
根据本申请的上述实施方式的光学成像系统可采用多片镜片，例如上文所述的四片。通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，可有效地缩小成像系统的体积、降低成像系统的敏感度并提高成像系统的可加工性，使得光学成像系统更有利于生产加工并且可适用于便携式电子产品。同时，通过上述配置的光学成像系统还具有例如大孔径、高成像品质、基于红外波段成像等有益效果。
在本申请的实施方式中，各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到透镜周边，曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒定曲率的球面透镜不同，非球面透镜具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面透镜后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而改善成像质量。
然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成光学成像系统的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，虽然在实施方式中以四个透镜为例进行了描述，但是该光学成像系统不限于包括四个透镜。如果需要，该光学成像系统还可包括其它数量的透镜。
下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学成像系统的具体实施例。
实施例1
以下参照图1至图2D描述根据本申请实施例1的光学成像系统。图1示出了根据本申请实施例1的光学成像系统的结构示意图。
如图1所示，根据本申请示例性实施方式的光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，且第一透镜E1的物侧面S1为非球面，像侧面S2为球面。
第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面，且第二透镜E2的物侧面S3为非球面，像侧面S4为球面。
第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面，且第三透镜E3的物侧面S5为非球面，像侧面S6为球面。
第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面，且第四透镜E4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。
可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5。滤光片E5可为红外带通滤光片，其带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，其带通波段可为约850nm至约940nm。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像面S11上。
表1示出了实施例1的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
Figure BDA0001467716150000101
表1
在本实施例中，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：
Figure BDA0001467716150000111
其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数(在表1中已给出)；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表2给出了可用于实施例1中各非球面镜面S1、S3、S5、S7和S8的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
面号 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 -9.9714E-03 2.5451E-02 -3.8312E-02 3.2087E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S3 -8.9649E-02 2.2862E-02 -5.0252E-02 6.5788E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S5 2.4510E-01 -1.9517E-01 1.2918E-01 -3.4465E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S7 -4.4841E-01 1.6549E-01 -2.3784E-02 -2.2369E-02 2.2751E-02 -5.9650E-03 0.0000E+00
S8 -2.5119E-01 1.4785E-01 -5.9349E-02 1.2624E-02 -8.7691E-04 -7.5706E-05 0.0000E+00
表2
表3给出实施例1中各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离TTL以及成像面S11上有效像素区域对角线长的一半ImgH。
f1(mm) 4.01 f(mm) 2.86
f2(mm) 4.15 TTL(mm) 3.98
f3(mm) -38.81 ImgH(mm) 2.00
f4(mm) -7.58
表3
实施例1中的光学成像系统满足：
f/EPD＝1.66，其中，f为光学成像系统的总有效焦距，EPD为光学成像系统的入瞳直径；
|f/f1|+|f/f2|＝1.40，其中，f为光学成像系统的总有效焦距，f1为第一透镜E1的有效焦距，f2为第二透镜E2的有效焦距；
|R3+R4|/|R3-R4|＝2.78，其中，R3为第二透镜E2的物侧面S3的曲率半径，R4为第二透镜E2的像侧面S4的曲率半径；
f/f4＝-0.38，其中，f为光学成像系统的总有效焦距，f4为第四透镜E4的有效焦距；
TTL/∑AT＝4.49，其中，TTL为第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离，∑AT为第一透镜E1至第四透镜E4中任意相邻两透镜在光轴上的间隔距离之和；
|V2-V3|＝35.80，其中，V2为第二透镜E2的色散系数，V3为第三透镜E3的色散系数；
|R1+R2|/|R1-R2|＝1.91，其中，R1为第一透镜E1的物侧面S1的曲率半径，R2为第一透镜E1的像侧面S2的曲率半径。
另外，图2A示出了实施例1的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由系统后的会聚焦点偏离。图2B示出了实施例1的光学成像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图2C示出了实施例1的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图2D示出了实施例1的光学成像系统的倍率色差曲线，其表示光线经由系统后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图2A至图2D可知，实施例1所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
实施例2
以下参照图3至图4D描述根据本申请实施例2的光学成像系统。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了根据本申请实施例2的光学成像系统的结构示意图。
如图3所示，根据本申请示例性实施方式的光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，且第一透镜E1的物侧面S1和像侧面S2均为非球面。
第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面，且第二透镜E2的物侧面S3和像侧面S4均为非球面。
第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面，且第三透镜E3的物侧面S5和像侧面S6均为非球面。
第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面，且第四透镜E4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。
可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5。滤光片E5可为红外带通滤光片，其带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，其带通波段可为约850nm至约940nm。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像面S11上。
表4示出了实施例2的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。表5示出了可用于实施例2中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表6给出实施例2中各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离TTL以及成像面S11上有效像素区域对角线长的一半ImgH。
Figure BDA0001467716150000131
表4
Figure BDA0001467716150000132
Figure BDA0001467716150000141
表5
f1(mm) 3.51 f(mm) 2.84
f2(mm) 4.32 TTL(mm) 3.98
f3(mm) -222.92 ImgH(mm) 2.03
f4(mm) -5.01
表6
图4A示出了实施例2的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由系统后的会聚焦点偏离。图4B示出了实施例2的光学成像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4C示出了实施例2的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图4D示出了实施例2的光学成像系统的倍率色差曲线，其表示光线经由系统后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图4A至图4D可知，实施例2所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
实施例3
以下参照图5至图6D描述了根据本申请实施例3的光学成像系统。图5示出了根据本申请实施例3的光学成像系统的结构示意图。
如图5所示，根据本申请示例性实施方式的光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，且第一透镜E1的物侧面S1和像侧面S2均为非球面。
第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面，且第二透镜E2的物侧面S3和像侧面S4均为非球面。
第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面，且第三透镜E3的物侧面S5和像侧面S6均为非球面。
第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面，且第四透镜E4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。
可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5。滤光片E5可为红外带通滤光片，其带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，其带通波段可为约850nm至约940nm。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像面S11上。
表7示出了实施例3的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。表8示出了可用于实施例3中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表9给出实施例3中各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离TTL以及成像面S11上有效像素区域对角线长的一半ImgH。
Figure BDA0001467716150000151
表7
Figure BDA0001467716150000152
Figure BDA0001467716150000161
表8
f1(mm) 4.49 f(mm) 2.78
f2(mm) 2.95 TTL(mm) 3.90
f3(mm) -11.57 ImgH(mm) 1.95
f4(mm) -5.62
表9
图6A示出了实施例3的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由系统后的会聚焦点偏离。图6B示出了实施例3的光学成像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图6C示出了实施例3的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图6D示出了实施例3的光学成像系统的倍率色差曲线，其表示光线经由系统后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图6A至图6D可知，实施例3所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
实施例4
以下参照图7至图8D描述了根据本申请实施例4的光学成像系统。图7示出了根据本申请实施例4的光学成像系统的结构示意图。
如图7所示，根据本申请示例性实施方式的光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，且第一透镜E1的物侧面S1和像侧面S2均为非球面。
第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面，且第二透镜E2的物侧面S3和像侧面S4均为非球面。
第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面，且第三透镜E3的物侧面S5和像侧面S6均为非球面。
第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面，且第四透镜E4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。
可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5。滤光片E5可为红外带通滤光片，其带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，其带通波段可为约850nm至约940nm。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像面S11上。
表10示出了实施例4的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。表11示出了可用于实施例4中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表12给出实施例4中各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离TTL以及成像面S11上有效像素区域对角线长的一半ImgH。
Figure BDA0001467716150000171
表10
Figure BDA0001467716150000172
Figure BDA0001467716150000181
表11
f1(mm) 4.52 f(mm) 2.78
f2(mm) 3.25 TTL(mm) 3.97
f3(mm) -19.82 ImgH(mm) 2.00
f4(mm) -6.34
表12
图8A示出了实施例4的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由系统后的会聚焦点偏离。图8B示出了实施例4的光学成像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图8C示出了实施例4的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图8D示出了实施例4的光学成像系统的倍率色差曲线，其表示光线经由系统后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图8A至图8D可知，实施例4所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
实施例5
以下参照图9至图10D描述了根据本申请实施例5的光学成像系统。图9示出了根据本申请实施例5的光学成像系统的结构示意图。
如图9所示，根据本申请示例性实施方式的光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，且第一透镜E1的物侧面S1和像侧面S2均为非球面。
第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面，且第二透镜E2的物侧面S3和像侧面S4均为非球面。
第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面，且第三透镜E3的物侧面S5和像侧面S6均为非球面。
第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面，且第四透镜E4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。
可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5。滤光片E5可为红外带通滤光片，其带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，其带通波段可为约850nm至约940nm。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像面S11上。
表13示出了实施例5的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。表14示出了可用于实施例5中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表15给出实施例5中各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离TTL以及成像面S11上有效像素区域对角线长的一半ImgH。
Figure BDA0001467716150000191
表13
面号 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 -1.7098E-02 2.0172E-02 -3.6756E-02 2.1283E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S2 4.7340E-03 -1.7431E-02 7.4215E-03 2.4012E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S3 -8.4732E-02 3.6290E-02 -3.0111E-02 2.7013E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S4 1.8245E-02 1.4204E-02 -2.3245E-02 7.0684E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S5 2.4676E-01 -2.3019E-01 1.3679E-01 -4.3561E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S6 4.7327E-02 -1.7606E-02 -1.0120E-02 1.6059E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S7 -5.0433E-01 2.2199E-01 -2.4803E-02 -2.8808E-02 2.8303E-02 -7.3604E-03 0.0000E+00
S8 -2.7412E-01 1.7835E-01 -7.0958E-02 1.4561E-02 -7.4260E-04 -1.6043E-04 0.0000E+00
表14
f1(mm) 3.81 f(mm) 2.74
f2(mm) 3.49 TTL(mm) 3.98
f3(mm) -29.19 ImgH(mm) 1.95
f4(mm) -5.48
表15
图10A示出了实施例5的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由系统后的会聚焦点偏离。图10B示出了实施例5的光学成像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图10C示出了实施例5的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图10D示出了实施例5的光学成像系统的倍率色差曲线，其表示光线经由系统后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图10A至图10D可知，实施例5所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
实施例6
以下参照图11至图12D描述了根据本申请实施例6的光学成像系统。图11示出了根据本申请实施例6的光学成像系统的结构示意图。
如图11所示，根据本申请示例性实施方式的光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，且第一透镜E1的物侧面S1和像侧面S2均为非球面。
第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面，且第二透镜E2的物侧面S3和像侧面S4均为非球面。
第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面，且第三透镜E3的物侧面S5和像侧面S6均为非球面。
第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面，且第四透镜E4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。
可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5。滤光片E5可为红外带通滤光片，其带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，其带通波段可为约850nm至约940nm。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像面S11上。
表16示出了实施例6的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。表17示出了可用于实施例6中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表18给出实施例6中各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离TTL以及成像面S11上有效像素区域对角线长的一半ImgH。
Figure BDA0001467716150000211
表16
面号 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 -1.3296E-02 3.0402E-02 -3.2113E-02 1.0541E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S2 1.0378E-03 -3.5111E-03 2.0559E-03 -9.2039E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S3 -9.5469E-02 2.5907E-02 -4.0006E-02 5.0531E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S4 1.4283E-02 8.7627E-03 -2.5468E-02 8.5038E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S5 2.6320E-01 -2.3752E-01 1.4282E-01 -4.1073E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S6 5.5867E-02 -8.4874E-03 -1.2622E-02 1.5333E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S7 -5.1171E-01 2.2963E-01 -2.4740E-02 -2.9768E-02 2.7843E-02 -7.0100E-03 0.0000E+00
S8 -2.7862E-01 1.8003E-01 -7.1589E-02 1.4495E-02 -7.2810E-04 -1.4606E-04 0.0000E+00
表17
f1(mm) 3.74 f(mm) 2.77
f2(mm) 3.99 TTL(mm) 3.98
f3(mm) -31671.22 ImgH(mm) 1.95
f4(mm) -5.56
表18
图12A示出了实施例6的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由系统后的会聚焦点偏离。图12B示出了实施例6的光学成像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图12C示出了实施例6的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图12D示出了实施例6的光学成像系统的倍率色差曲线，其表示光线经由系统后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图12A至图12D可知，实施例6所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
实施例7
以下参照图13至图14D描述了根据本申请实施例7的光学成像系统。图13示出了根据本申请实施例7的光学成像系统的结构示意图。
如图13所示，根据本申请示例性实施方式的光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，且第一透镜E1的物侧面S1和像侧面S2均为非球面。
第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面，且第二透镜E2的物侧面S3和像侧面S4均为非球面。
第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面，且第三透镜E3的物侧面S5和像侧面S6均为非球面。
第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面，且第四透镜E4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。
可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5。滤光片E5可为红外带通滤光片，其带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，其带通波段可为约850nm至约940nm。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像面S11上。
表19示出了实施例7的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。表20示出了可用于实施例7中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表21给出实施例7中各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离TTL以及成像面S11上有效像素区域对角线长的一半ImgH。
Figure BDA0001467716150000231
表19
面号 A4 A6 A8 A11 A12 A14 A16
S1 -1.2836E-02 2.4848E-02 -1.5943E-02 4.1646E-04 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S2 -1.5070E-03 -3.5425E-03 1.2947E-02 -2.0452E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S3 -9.6849E-02 3.7047E-02 -3.1174E-02 -5.9912E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S4 2.6347E-02 2.4342E-03 -2.4158E-02 7.1233E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S5 2.8781E-01 -2.4391E-01 1.4958E-01 -4.0447E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S6 1.5901E-02 2.6452E-02 -1.4027E-02 1.2091E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S7 -5.2961E-01 2.3037E-01 -2.5161E-02 -3.0811E-02 2.7692E-02 -6.6267E-03 0.0000E+00
S8 -2.9477E-01 1.8447E-01 -7.1511E-02 1.4126E-02 -7.3095E-04 -1.2212E-04 0.0000E+00
表20
f1(mm) 3.79 f(mm) 2.72
f2(mm) 4.32 TTL(mm) 3.98
f3(mm) -63.42 ImgH(mm) 1.95
f4(mm) -8.78
表21
图14A示出了实施例7的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由系统后的会聚焦点偏离。图14B示出了实施例7的光学成像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图14C示出了实施例7的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图14D示出了实施例7的光学成像系统的倍率色差曲线，其表示光线经由系统后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图14A至图14D可知，实施例7所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
实施例8
以下参照图15至图16D描述了根据本申请实施例8的光学成像系统。图15示出了根据本申请实施例8的光学成像系统的结构示意图。
如图15所示，根据本申请示例性实施方式的光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，且第一透镜E1的物侧面S1和像侧面S2均为非球面。
第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面，且第二透镜E2的物侧面S3和像侧面S4均为非球面。
第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面，且第三透镜E3的物侧面S5和像侧面S6均为非球面。
第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面，且第四透镜E4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。
可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5。滤光片E5可为红外带通滤光片，其带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，其带通波段可为约850nm至约940nm。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像面S11上。
表22示出了实施例8的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。表23示出了可用于实施例8中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表24给出实施例8中各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离TTL以及光学成像系统成像面S11上有效像素区域对角线长的一半ImgH。
Figure BDA0001467716150000251
表22
面号 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 -2.3131E-02 -1.1311E-02 7.2892E-03 -4.2240E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S2 -5.4913E-02 -6.4214E-02 1.3068E-02 -8.1674E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S3 -1.1392E-01 9.0940E-02 2.6915E-03 -2.2219E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S4 5.8144E-02 1.8435E-02 -1.4033E-02 -9.8879E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S5 3.5327E-01 -2.5896E-01 1.6992E-01 -4.5009E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S6 -4.1261E-03 8.4079E-02 -2.0573E-02 1.5122E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S7 -5.0268E-01 2.2921E-01 -3.0583E-02 -3.4870E-02 2.7014E-02 -5.5272E-03 0.0000E+00
S8 -3.3662E-01 2.0591E-01 -7.4841E-02 1.3514E-02 -5.7119E-04 -1.1052E-04 0.0000E+00
表23
f1(mm) 3.52 f(mm) 2.37
f2(mm) 4.52 TTL(mm) 3.63
f3(mm) -361.27 ImgH(mm) 1.95
f4(mm) -28.79
表24
图16A示出了实施例8的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由系统后的会聚焦点偏离。图16B示出了实施例8的光学成像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图16C示出了实施例8的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图16D示出了实施例8的光学成像系统的倍率色差曲线，其表示光线经由系统后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图16A至图16D可知，实施例8所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
实施例9
以下参照图17至图18D描述了根据本申请实施例9的光学成像系统。图17示出了根据本申请实施例9的光学成像系统的结构示意图。
如图17所示，根据本申请示例性实施方式的光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，且第一透镜E1的物侧面S1和像侧面S2均为非球面。
第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面，且第二透镜E2的物侧面S3和像侧面S4均为非球面。
第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面，且第三透镜E3的物侧面S5和像侧面S6均为非球面。
第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面，且第四透镜E4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。
可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5。滤光片E5可为红外带通滤光片，其带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，其带通波段可为约850nm至约940nm。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像面S11上。
表25示出了实施例9的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。表26示出了可用于实施例9中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表27给出实施例9中各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离TTL以及成像面S11上有效像素区域对角线长的一半ImgH。
Figure BDA0001467716150000271
表25
面号 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 -2.2221E-02 -5.1782E-02 6.0697E-02 -7.3917E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S2 -8.2697E-02 -6.1885E-02 1.1784E-02 -5.2779E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S3 -1.5859E-01 1.5249E-01 1.5423E-02 -3.0886E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S4 5.0611E-02 3.6287E-02 1.8259E-04 -1.7915E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S5 4.1083E-01 -2.8284E-01 1.4559E-01 -3.1292E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S6 4.3675E-02 6.2899E-02 -4.6464E-02 2.4774E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S7 -4.8905E-01 2.1725E-01 -3.2842E-02 -3.4073E-02 2.6630E-02 -5.3582E-03 0.0000E+00
S8 -3.7479E-01 2.3211E-01 -8.3709E-02 1.3609E-02 2.7294E-04 -2.6942E-04 0.0000E+00
表26
Figure BDA0001467716150000272
Figure BDA0001467716150000281
表27
图18A示出了实施例9的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由系统后的会聚焦点偏离。图18B示出了实施例9的光学成像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图18C示出了实施例9的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图18D示出了实施例9的光学成像系统的倍率色差曲线，其表示光线经由系统后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图18A至图18D可知，实施例9所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
实施例10
以下参照图19至图20D描述了根据本申请实施例10的光学成像系统。图19示出了根据本申请实施例10的光学成像系统的结构示意图。
如图19所示，根据本申请示例性实施方式的光学成像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，且第一透镜E1的物侧面S1为非球面，像侧面S2为球面。
第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面，且第二透镜E2的物侧面S3为非球面，像侧面S4为球面。
第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面，且第三透镜E3的物侧面S5为非球面，像侧面S6为球面。
第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面，且第四透镜E4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。
可选地，光学成像系统还可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5。滤光片E5可为红外带通滤光片，其带通波段可为约750nm至约950nm，更进一步地，其带通波段可为约850nm至约940nm。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10并最终成像在成像面S11上。
表28示出了实施例10的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。表29示出了可用于实施例10中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表30给出实施例10中各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的总有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1的中心至成像面S11在光轴上的距离TTL以及成像面S11上有效像素区域对角线长的一半ImgH。
Figure BDA0001467716150000291
表28
面号 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 -1.4467E-02 1.9190E-02 -3.4642E-02 2.5832E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S3 -1.0067E-01 3.0442E-02 -5.2897E-02 5.5773E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S5 2.0618E-01 -1.3642E-01 8.2309E-02 -2.0502E-02 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S7 -3.4483E-01 9.0594E-02 -3.0599E-02 1.1817E-02 -1.8751E-04 0.0000E+00 0.0000E+00
S8 -2.6299E-01 1.5066E-01 -6.1127E-02 1.3694E-02 -1.3322E-03 0.0000E+00 0.0000E+00
表29
Figure BDA0001467716150000292
Figure BDA0001467716150000301
表30
图20A示出了实施例10的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由系统后的会聚焦点偏离。图20B示出了实施例10的光学成像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图20C示出了实施例10的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图20D示出了实施例10的光学成像系统的倍率色差曲线，其表示光线经由系统后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图20A至图20D可知，实施例10所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
综上，实施例1至实施例10分别满足表31中所示的关系。
条件式\实施例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
f/EPD 1.66 1.66 1.66 1.50 1.50 1.40 1.30 1.20 1.20 1.66
|f/f1|+|f/f2| 1.40 1.46 1.56 1.47 1.50 1.43 1.35 1.20 1.24 1.49
|R3+R4|/|R3-R4| 2.78 2.86 1.29 1.44 2.16 2.53 2.72 4.42 4.79 2.31
f/f4 -0.38 -0.57 -0.49 -0.44 -0.50 -0.50 -0.31 -0.08 -0.10 -0.33
TTL/∑AT 4.49 4.52 3.84 4.03 4.36 4.32 4.46 4.79 4.70 4.59
|V2-V3| 35.80 35.80 35.80 35.80 35.80 35.80 35.80 35.80 35.80 35.80
|R1+R2|/|R1-R2| 1.91 1.52 2.01 2.09 1.28 1.50 1.49 1.06 1.00 1.76
表31
本申请还提供一种成像装置，其电子感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。成像装置可以是诸如数码相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如手机等移动电子设备上的成像模块。该成像装置装配有以上描述的光学成像系统。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (19)

1.光学成像系统，沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其特征在于，
所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜具有正光焦度；
所述第三透镜具有负光焦度；
所述第四透镜具有负光焦度；
所述光学成像系统中具有光焦度的透镜的数量是四；
所述光学成像系统中各透镜的镜面中至少一个为非球面镜面；
其中，所述光学成像系统的总有效焦距f与所述光学成像系统的入瞳直径EPD满足f/EPD≤1.70。
2.根据权利要求1所述光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。
3.根据权利要求1所述光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还包括设置于所述第四透镜与所述像侧之间的红外带通滤光片，所述红外带通滤光片的带通波段为750nm至950nm。
4.根据权利要求3所述光学成像系统，其特征在于，所述红外带通滤光片的带通波段为850nm至940nm。
5.根据权利要求2所述光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统的总有效焦距f、所述第一透镜的有效焦距f1和所述第二透镜的有效焦距f2满足1.0≤|f/f1|+|f/f2|≤2.0。
6.根据权利要求1至4中任一项所述光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜物侧面的曲率半径R3与所述第二透镜像侧面的曲率半径R4满足1.0≤|R3+R4|/|R3-R4|≤5.0。
7.根据权利要求1至4中任一项所述光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统的总有效焦距f与所述第四透镜的有效焦距f4满足-1.0≤f/f4≤0。
8.根据权利要求1至4中任一项所述光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜物侧面的中心至所述光学成像系统成像面在所述光轴上的距离TTL与所述第一透镜至所述第四透镜中任意相邻两透镜在所述光轴上的间隔距离之和∑AT满足3.5≤TTL/∑AT≤5.0。
9.根据权利要求1至4中任一项所述光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜的色散系数V2与所述第三透镜的色散系数V3满足|V2-V3|＜45。
10.根据权利要求1至4中任一项所述光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜物侧面的曲率半径R1与所述第二透镜像侧面的曲率半径R2满足1.0≤|R1+R2|/|R1-R2|≤2.5。
11.光学成像系统，沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其特征在于，
所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜具有正光焦度；
所述第三透镜具有负光焦度；
所述第四透镜具有负光焦度；
所述光学成像系统中具有光焦度的透镜的数量是四；
所述光学成像系统中各透镜的镜面中至少一个为非球面镜面；
其中，所述光学成像系统的总有效焦距f、所述第一透镜的有效焦距f1和所述第二透镜的有效焦距f2满足1.0≤|f/f1|+|f/f2|≤2.0；以及
所述光学成像系统的总有效焦距f与所述光学成像系统的入瞳直径EPD满足f/EPD≤1.70。
12.根据权利要求11所述光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜物侧面的曲率半径R1与所述第二透镜像侧面的曲率半径R2满足1.0≤|R1+R2|/|R1-R2|≤2.5。
13.根据权利要求11所述光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜物侧面的曲率半径R3与所述第二透镜像侧面的曲率半径R4满足1.0≤|R3+R4|/|R3-R4|≤5.0。
14.根据权利要求13所述光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。
15.根据权利要求11所述光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统的总有效焦距f与所述第四透镜的有效焦距f4满足-1.0≤f/f4≤0。
16.根据权利要求11所述光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜的色散系数V2与所述第三透镜的色散系数V3满足|V2-V3|＜45。
17.根据权利要求11所述光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜物侧面的中心至所述光学成像系统成像面在所述光轴上的距离TTL与所述第一透镜至所述第四透镜中任意相邻两透镜在所述光轴上的间隔距离之和∑AT满足3.5≤TTL/∑AT≤5.0。
18.根据权利要求11至16中任一项所述光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还包括设置于所述第四透镜与所述像侧之间的红外带通滤光片，所述红外带通滤光片的带通波段为750nm至950nm。
19.根据权利要求18所述光学成像系统，其特征在于，所述红外带通滤光片的带通波段为850nm至940nm。
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