CN111338054B - 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，其包括至少四个具有光焦度的透镜，沿着光轴由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜和至少一个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜具有正光焦度；最靠近成像面的透镜具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为非球面；以及满足条件式1<∑CT/∑AT<3.5和4°<θn<12°，其中，∑CT为所有具有光焦度的透镜在所述光轴上的中心厚度之和；以及∑AT为所述第一透镜至最靠近成像面的所述透镜中任意相邻两具有光焦度的透镜之间在光轴上的空气间隔的总和；以及θn为最大视场的边缘光线在最靠近成像面的所述透镜的像侧面的入射角。

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，涉及一种包括具有光焦度的至少四片透镜的光学成像系统。
背景技术
随着手机、平板电脑等电子产品的超薄化和小型化，其附带的摄像功能像质要求也随之提升，但产品小体积会造成的镜头设计自由度的限制，难以满足高像素的成像性能的需求。
在设计自由度受限的状态下进行设计且能够降低生产成本及组装成本，实现良好像质。
因此，本申请提出光学成像系统配置中等阿贝数的选型设计，该光学成像系统可以获得良好的成像质量和加工生产性。
发明内容
本申请提供的技术方案至少部分地解决了以上所述的技术问题。
根据本申请的一个方面，提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序可包括具有光焦度的第一透镜、第二透镜、第三透镜和和多个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为非球面；以及第二透镜和第三透镜的组合焦距f23与最靠近成像面的透镜的有效焦距fn之间可满足：-1.5<f23/fn<5。
在一个实施方式中，可满足条件式：-1≤Rn-1/f<50，其中，f为光学成像系统的有效焦距；以及Rn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的物侧面的曲率半径。
在一个实施方式中，最靠近成像面的透镜的阿贝数Vn可满足：36≤Vn≤46。
在一个实施方式中，可满足条件式：1.5≤|Vn/(f1/fn)|/10≤5.5，其中，Vn为最靠近成像面的透镜的阿贝数；fn为最靠近成像面的透镜的有效焦距；以及f1为第一透镜的有效焦距。
在一个实施方式中，光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH与最靠近成像面的透镜的物侧面的有效半口径DTn1之间可满足：1<ImgH/DTn1<1.6。
在一个实施方式中，可满足条件式：-2.5<fn-1/Rn-1<1.5，其中，fn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的有效焦距；以及Rn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的物侧面的曲率半径。
在一个实施方式中，第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第二透镜的像侧面的曲率半径R4之间可满足：-5.5<(R1+R4)/(R1-R4)<2.5。
在一个实施方式中，可满足条件式：1<∑CT/∑AT<3.5，其中，∑CT为所有具有光焦度的透镜在光轴上的中心厚度之和；以及∑AT为第一透镜至最靠近成像面的透镜中任意相邻两具有光焦度的透镜之间在光轴上的空气间隔的总和。
在一个实施方式中，第一透镜物侧面和光轴的交点至第一透镜物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11与第一透镜的中心厚度CT1之间可满足：0<SAG11/CT1<0.7。
在一个实施方式中，最大视场的边缘光线在最靠近成像面的透镜的像侧面的入射角θn可满足：4°<θn<12°。
在一个实施方式中，光学成像系统的有效焦距f与第二透镜的有效焦距f2之间可满足：-3＜f2/f＜1.5。
在一个实施方式中，最靠近成像面的透镜的像侧面为凹面。
在一个实施方式中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的物侧面为凸面或凹面，像侧面为凸面。
根据本申请的另一方面，还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序可包括具有光焦度的第一透镜、第二透镜、第三透镜和和多个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为非球面；以及光学成像系统的有效焦距f与第二透镜的有效焦距f2之间可满足：-3＜f2/f＜1.5。
根据本申请的又一方面，还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序可包括具有光焦度的第一透镜、第二透镜、第三透镜和和多个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为非球面；以及可满足条件式：1.5≤|Vn/(f1/fn)|/10≤5.5，其中，Vn为最靠近成像面的透镜的阿贝数；fn为最靠近成像面的透镜的有效焦距；以及f1为第一透镜的有效焦距。
根据本申请的又一方面，还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序可包括具有光焦度的第一透镜、第二透镜、第三透镜和和多个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为非球面；以及光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH与最靠近成像面的透镜的物侧面的有效半口径DTn1之间可满足：1<ImgH/DTn1<1.6。
根据本申请的又一方面，还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序可包括具有光焦度的第一透镜、第二透镜、第三透镜和和多个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为非球面；以及可满足条件式：-2.5<fn-1/Rn-1<1.5，其中，fn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的有效焦距；以及Rn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的物侧面的曲率半径。
根据本申请的又一方面，还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序可包括具有光焦度的第一透镜、第二透镜、第三透镜和和多个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为非球面；以及第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第二透镜的像侧面的曲率半径R4之间可满足：-5.5<(R1+R4)/(R1-R4)<2.5。
根据本申请的又一方面，还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序可包括具有光焦度的第一透镜、第二透镜、第三透镜和和多个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为非球面；以及可满足条件式：1<∑CT/∑AT<3.5，其中，∑CT为所有具有光焦度的透镜在光轴上的中心厚度之和；以及∑AT为第一透镜至最靠近成像面的透镜中任意相邻两具有光焦度的透镜之间在光轴上的空气间隔的总和。
根据本申请的又一方面，还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序可包括具有光焦度的第一透镜、第二透镜、第三透镜和和多个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为非球面；以及第一透镜物侧面和光轴的交点至第一透镜物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11与第一透镜的中心厚度CT1之间可满足：0<SAG11/CT1<0.7。
根据本申请的又一方面，还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序可包括具有光焦度的第一透镜、第二透镜、第三透镜和和多个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为非球面；以及最大视场的边缘光线在最靠近成像面的透镜的像侧面的入射角θn可满足：4°<θn<12°。
根据本申请的又一方面，还提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统沿着光轴由物侧至像侧依序可包括具有光焦度的第一透镜、第二透镜、第三透镜和和多个后续透镜，其中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为非球面；以及最靠近成像面的透镜的阿贝数Vn可满足：36≤Vn≤46。
通过上述配置的光学成像系统，可具有小型化、高成像品质、平衡像差、低敏感度等至少一个有益效果。
附图说明
通过参照以下附图所作出的详细描述，本申请的实施方式的以上及其它优点将变得显而易见，附图旨在示出本申请的示例性实施方式而非对其进行限制。在附图中：
图1为示出根据本申请实施例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为示出根据本申请实施例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为示出根据本申请实施例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为示出根据本申请实施例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为示出根据本申请实施例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为示出根据本申请实施例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为示出根据本申请实施例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；以及
图15是最大视场的边缘光线在最靠近成像面的透镜的像侧面的入射角示意图。
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。
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。
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、整体、步骤、操作、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、整体、步骤、操作、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“可以”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。
如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。
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。
此外，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。在本文中，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。
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。
以下结合具体实施例进一步描述本申请。
根据本申请示例性实施方式的光学成像系统具有例如至少四个透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜和多个后续透镜。这些透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
在示例性实施方式中，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜可具有正光焦度；最靠近成像面的透镜可具有负光焦度，且其物侧面和像侧面均可为非球面。通过合理的控制透镜的正负光焦度分配，可有效地平衡控制系统的低阶像差，使得光学成像系统获得较优的成像品质。
在示例性实施方式中，光学成像系统的有效焦距f与第二透镜的有效焦距f2之间可满足：-3＜f2/f＜1.5，更具体地，可进一步满足-2.76≤f2/f≤1.41。通过控制第二透镜的有效焦距和光学成像系统的有效焦距，合理分配光角度，可以矫正像差，降低系统敏感性。
在示例性实施方式中，可满足条件式：-1≤Rn-1/f<50，更具体地，可进一步满足-0.94≤Rn-1/f≤48.05，其中，f为光学成像系统的有效焦距；以及Rn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的物侧面的曲率半径。对与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的物侧面的曲率半径与光学成像系统的有效焦距进行平衡优化，可有效控制光学系统的视场角、象散量等指标，同时平衡和提升近距像质。
在示例性实施方式中，第二透镜和第三透镜的组合焦距f23与最靠近成像面的透镜的有效焦距fn之间可满足：-1.5<f23/fn<5，更具体地，可进一步满足-1.2≤f23/fn≤4.7。通过对第二透镜、第三透镜和最靠近成像面的透镜的光焦度的合理分配，可平衡高级慧差和高级象散，提升系统成像质量。
在示例性实施方式中，最靠近成像面的透镜的阿贝数Vn可满足：36≤Vn≤46，更具体地，可进一步满足36≤Vn≤45.5。通过采用非球面及中等阿贝数材料的剩余色差的平衡矫正，可有利于进一步减小镜头色差。
在示例性实施方式中，可满足条件式：1.5≤|Vn/(f1/fn)|/10≤5.5，更具体地，可进一步满足1.91≤|Vn/(f1/fn)|/10≤5.45，其中，Vn为最靠近成像面的透镜的阿贝数；fn为最靠近成像面的透镜的有效焦距；以及f1为第一透镜的有效焦距。通过控制最靠近成像面的透镜的阿贝数、最靠近成像面的透镜的有效焦距及第一透镜的有效焦距之间的平衡，可有效矫正垂轴色差和象散量，并有效调整CRA的匹配性。
在示例性实施方式中，光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH与最靠近成像面的透镜的物侧面的有效半口径DTn1之间可满足：1<ImgH/DTn1<1.6，更具体地，可进一步满足1.33≤ImgH/DTn1≤1.54。通过减小光学有效面，可实现镜头外形小型化，并有效避免透镜成型不良问题。
在示例性实施方式中，可满足条件式：-2.5<fn-1/Rn-1<1.5，更具体地，可进一步满足-2.23≤fn-1/Rn-1≤1.22，其中，fn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的有效焦距；以及Rn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的物侧面的曲率半径。通过对最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的有效焦距和最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜的物侧面的曲率半径的合理分配，可有效控制CRA的匹配性，可平衡高级慧差以及高级象散。
在示例性实施方式中，第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第二透镜的像侧面的曲率半径R4之间可满足：-5.5<(R1+R4)/(R1-R4)<2.5，更具体地，可进一步满足-5.19≤(R1+R4)/(R1-R4)≤2.11。通过对球差进行平衡，可减小彗差，避免周边斜率变化较大，进而降低杂散光的产生。
在示例性实施方式中，可满足条件式：1<∑CT/∑AT<3.5，更具体地，可进一步满足1.48≤∑CT/∑AT≤3.14，其中，∑CT为所有具有光焦度的透镜在光轴上的中心厚度之和；以及∑AT为第一透镜至最靠近成像面的透镜中任意相邻两具有光焦度的透镜之间在光轴上的空气间隔的总和。通过减小光线偏折角，可有效减小高级像差，提升轴上象质，降低敏感度，维持镜头小型化。
在示例性实施方式中，第一透镜物侧面和光轴的交点至第一透镜物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11与第一透镜的中心厚度CT1之间可满足：0<SAG11/CT1<0.7，更具体地，可进一步满足0.25≤SAG11/CT1≤0.64。通过有效控制第一透镜物侧面和光轴的交点至第一透镜物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离与第一透镜的中心厚度之间的关系，可有利于实现小型化，校正周边像差，进一步提升成像品质，且有效避免透镜成型不良问题。
在示例性实施方式中，最大视场的边缘光线在最靠近成像面的透镜的像侧面的入射角θn可满足：4°<θn<12°(如图15所示)，更具体地，可进一步满足4.8°≤θn≤11.6°。通过有效控制最大视场的边缘光线在最靠近成像面的透镜的像侧面的入射角，可有效避免周边斜率变化较大，减小因镀膜不均导致的反射能量，规避杂散光。
在示例性实施方式中，光学成像系统还可设置有用于限制光束的光圈STO，调节进光量，提高成像品质。
根据本申请的上述实施方式的光学成像系统可包括至少四片镜片，例如上文所述的四片、五片、六片和七片。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，可有效保证镜头的小型化并提高成像质量，从而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。
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：曲率从透镜中心到周边是连续变化的。与从透镜中心到周边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，能够使得视野变得更大而真实。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。另外，非球面透镜的使用还可有效地减少光学系统中的透镜个数。
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，可改变构成镜头的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，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，光学成像系统沿着光轴包括从物侧至成像侧依序排列的七个透镜E1-E7。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8；第五透镜E5具有物侧面S9和像侧面S10；第六透镜E6具有物侧面S11和像侧面S12；以及第七透镜E7具有物侧面S13和像侧面S14。
在该实施例中，第一透镜E1具有正光焦度；第二透镜E2具有负光焦度；第三透镜E3具有负光焦度；第四透镜E4具有正光焦度；第五透镜E5具有正光焦度；第六透镜E6具有正光焦度；以及第七透镜E7具有负光焦度。
在本实施例的光学成像系统中，还包括用于限制光束的、设置在物侧与第一透镜E1之间的光圈STO。根据实施例1的光学成像系统可包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片E8，滤光片E8可用于校正色彩偏差。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17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。
表1
Figure GDA0003372908800000111
本实施例采用了七片透镜作为示例，通过合理分配各镜片的焦距与面型并选择合适的材料，有效保证镜头的小型化特性；同时校正各类像差，提高了镜头的解析度与成像品质。各非球面面型x由以下公式限定：
Figure GDA0003372908800000112
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(在上表1中已给出)；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表2示出了实施例1中可用于各镜面S1-S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表2
Figure GDA0003372908800000121
下表3示出了实施例1的各透镜的有效焦距f1至f7、光学成像系统的有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1至光学成像系统的成像面S17在光轴上的距离TTL(即，光学成像系统的光学总长度)以及光学成像系统电子光感元件有效像素区域对角线长的一半ImgH。
表3
f1(mm) 3.87 f7(mm) -3.97
f2(mm) -11.99 f(mm) 4.34
f3(mm) -122.69 TTL(mm) 5.18
f4(mm) 34.74 ImgH(mm) 3.70
f5(mm) 179.46
f6(mm) 7.67
结合上表1、表3，在该实施例中：
光学成像系统的有效焦距f与第二透镜E2的有效焦距f2之间满足f2/f＝-2.76；
第二透镜E2和第三透镜E3的组合焦距f23与最靠近成像面的第七透镜E7的有效焦距f7之间满足f23/f7＝2.75；
最靠近成像面的第七透镜E7的阿贝数V7满足V7＝43；
光学成像系统的成像面S17上有效像素区域对角线长的一半ImgH与最靠近成像面的第七透镜E7的物侧面S14的有效半口径DT71之间满足ImgH/DT71＝1.39；
第一透镜E1的物侧面S1的曲率半径R1与第二透镜E2的像侧面S4的曲率半径R4之间满足(R1+R4)/(R1-R4)＝-3.23；
第一透镜E1物侧面S1和光轴的交点至第一透镜E1物侧面S1的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11与第一透镜E1的中心厚度CT1之间满足SAG11/CT1＝0.64；
最大视场的边缘光线在最靠近成像面的第七透镜E7的像侧面S14的入射角θ7满足θ7＝11.6°；
|V7/(f1/f7)|/10＝4.68，其中，V7为最靠近成像面的第七透镜E7的阿贝数；f7为最靠近成像面的第七透镜E7的有效焦距；以及f1为第一透镜E1的有效焦距；
R7-1/f＝0.76，其中，f为光学成像系统的有效焦距；以及R7-1为与最靠近成像面的第七透镜E7的物侧相邻的第六透镜E6的物侧面S11的曲率半径；
F7-1/R7-1＝0.82，其中，f7-1为与最靠近成像面的第七透镜E7的物侧相邻的第六透镜E6的有效半径；以及R7-1为与最靠近成像面的第七透镜E7的物侧相邻的第六透镜E6的物侧面S11的曲率半径；以及
∑CT/∑AT＝2.48，其中，∑CT为所有具有光焦度的透镜在光轴上的中心厚度之和；以及∑AT为第一透镜E1至最靠近成像面的第七透镜E7中任意相邻两具有光焦度的透镜之间在光轴上的空气间隔的总和。
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光学成像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，其表示光线经由光学成像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描述了根据本申请实施例2的光学成像系统。除了光学成像系统的各镜片的参数之外，例如除了各镜片的曲率半径、厚度、圆锥系数、有效焦距、轴上间距、各镜面的高次项系数等之外，在本实施例2及以下各实施例中描述的光学成像系统与实施例1中描述的光学成像系统的布置结构相同。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，根据实施例2的光学成像系统包括分别具有物侧面和像侧面的六个透镜E1-E6。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8；第五透镜E5具有物侧面S9和像侧面S10；以及第六透镜E6具有物侧面S11和像侧面S12。
在该实施例中，第一透镜E1具有负光焦度；第二透镜E2具有正光焦度；第三透镜E3具有正光焦度；第四透镜E4具有负光焦度；第五透镜E5具有正光焦度；以及第六透镜E6具有负光焦度。
在本实施例的光学成像系统中，还包括用于限制光束的、设置在第二透镜E2与第三透镜E3之间的光圈STO。根据实施例1的光学成像系统可包括具有物侧面S13和像侧面S14的滤光片E7，滤光片E7可用于校正色彩偏差。来自物体的光依序穿过各表面S1至S14并最终成像在成像面S15上。
下表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。表5示出了实施例2中各非球面镜面的高次项系数。表6示出了实施例2的各透镜的有效焦距f1至f6、光学成像系统的有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1至光学成像系统的成像面S15在光轴上的距离TTL以及光学成像系统电子光感元件有效像素区域对角线长的一半ImgH。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4
Figure GDA0003372908800000151
表5
Figure GDA0003372908800000152
Figure GDA0003372908800000161
表6
f1(mm) -4.31 f(mm) 2.22
f2(mm) 3.13 TTL(mm) 4.81
f3(mm) 2.19 ImgH(mm) 3.03
f4(mm) -3.72
f5(mm) 2.68
f6(mm) -5.28
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光学成像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，其表示光线经由光学成像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，根据实施例3的光学成像系统包括分别具有物侧面和像侧面的五个透镜E1-E5。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8；以及第五透镜E5具有物侧面S9和像侧面S10。
在该实施例中，第一透镜E1具有正光焦度；第二透镜E2具有负光焦度；第三透镜E3具有正光焦度；第四透镜E4具有正光焦度；以及第五透镜E5具有负光焦度。
在本实施例的光学成像系统中，还包括用于限制光束的、设置在物侧与第一透镜E1之间的光圈STO。根据实施例1的光学成像系统可包括具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片E6，滤光片E6可用于校正色彩偏差。来自物体的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。
下表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。表8示出了实施例3中各非球面镜面的高次项系数。表9示出了实施例3的各透镜的有效焦距f1至f5、光学成像系统的有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1至光学成像系统的成像面S13在光轴上的距离TTL以及光学成像系统电子光感元件有效像素区域对角线长的一半ImgH。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7
Figure GDA0003372908800000171
表8
面号 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 5.1566E-02 1.4673E-02 -6.5029E-02 4.2156E-01 -1.0945E+00 1.3078E+00 -6.2619E-01
S2 -2.1089E-01 4.9427E-01 -3.6864E-01 -1.0530E+00 3.2824E+00 -3.8551E+00 1.5968E+00
S3 -2.6572E-01 6.4232E-01 1.9202E-02 -3.1939E+00 7.6235E+00 -7.9527E+00 3.1197E+00
S4 -1.0261E-01 5.2598E-01 -1.1788E+00 3.1901E+00 -6.7419E+00 8.2526E+00 -4.0086E+00
S5 -2.4680E-01 -7.9032E-02 6.2577E-01 -3.0240E+00 6.5838E+00 -7.6867E+00 3.9880E+00
S6 -2.1478E-01 -1.2928E-02 -1.4057E-02 -2.7840E-02 1.2481E-01 -1.7252E-01 1.0281E-01
S7 -5.8109E-03 -1.0065E-01 1.2926E-01 -1.6472E-01 1.1209E-01 -3.5401E-02 4.0459E-03
S8 -1.0388E-01 1.7424E-01 -1.9435E-01 1.3988E-01 -5.6196E-02 1.1527E-02 -9.5582E-04
S9 -2.0415E-01 4.3518E-02 7.7462E-02 -5.0767E-02 1.3294E-02 -1.6492E-03 7.9065E-05
S10 -1.5100E-01 8.8276E-02 -3.4184E-02 8.1690E-03 -1.1930E-03 9.5133E-05 -2.8875E-06
表9
f1(mm) 2.97 f(mm) 3.44
f2(mm) -6.70 TTL(mm) 4.23
f3(mm) 64.03 ImgH(mm) 2.83
f4(mm) 2.12
f5(mm) -1.63
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光学成像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，其表示光线经由光学成像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，根据实施例4的光学成像系统包括分别具有物侧面和像侧面的五个透镜E1-E5。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8；以及第五透镜E5具有物侧面S9和像侧面S10。
在该实施例中，第一透镜E1具有正光焦度；第二透镜E2具有负光焦度；第三透镜E3具有负光焦度；第四透镜E4具有正光焦度；以及第五透镜E5具有负光焦度。
在本实施例的光学成像系统中，还包括用于限制光束的、设置在物侧与第一透镜E1之间的光圈STO。根据实施例1的光学成像系统可包括具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片E6，滤光片E6可用于校正色彩偏差。来自物体的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。
下表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。表11示出了实施例4中各非球面镜面的高次项系数。表12示出了实施例4的各透镜的有效焦距f1至f5、光学成像系统的有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1至光学成像系统的成像面S13在光轴上的距离TTL以及光学成像系统电子光感元件有效像素区域对角线长的一半ImgH。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10
Figure GDA0003372908800000191
表11
面号 A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S1 1.0874E-01 6.2222E-02 -3.1218E-01 8.9495E-01 -1.4347E+00 1.2065E+00 -4.3873E-01
S2 -1.6459E-01 1.1335E-01 4.1794E-01 -1.4499E+00 2.0154E+00 -1.4536E+00 4.1486E-01
S3 -2.0710E-01 3.0988E-01 4.2942E-01 -1.8791E+00 2.6865E+00 -1.7534E+00 4.2392E-01
S4 -1.2850E-02 2.5623E-01 2.4002E-01 -1.3206E+00 2.7926E+00 -3.0426E+00 1.7847E+00
S5 -2.3993E-01 -3.2976E-01 2.2161E+00 -8.3135E+00 1.6819E+01 -1.7954E+01 8.0656E+00
S6 -2.3353E-01 2.9224E-02 -8.5734E-02 8.9295E-02 -2.0911E-02 -5.5478E-02 6.7305E-02
S7 -5.7017E-02 3.6496E-02 -1.0962E-01 8.2574E-02 -5.0085E-02 2.2042E-02 -3.7216E-03
S8 9.0372E-02 -1.0201E-02 4.6944E-03 -3.5802E-02 2.8824E-02 -8.5775E-03 8.9736E-04
S9 -9.7099E-02 6.7284E-02 -2.1344E-02 4.4035E-03 -6.0643E-04 5.0043E-05 -1.8489E-06
S10 -5.8821E-02 2.1739E-02 -6.2347E-03 9.3836E-04 -7.7001E-05 5.3669E-06 -2.8902E-07
表12
f1(mm) 3.08 f(mm) 3.82
f2(mm) -8.48 TTL(mm) 4.37
f3(mm) -43.69 ImgH(mm) 3.34
f4(mm) 2.90
f5(mm) -2.19
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光学成像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，其表示光线经由光学成像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，根据实施例5的光学成像系统包括分别具有物侧面和像侧面的四个透镜E1-E4。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；以及第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。
在该实施例中，第一透镜E1具有正光焦度；第二透镜E2具有负光焦度；第三透镜E3具有正光焦度；以及第四透镜E4具有负光焦度。
在本实施例的光学成像系统中，还包括用于限制光束的、设置在物侧与第一透镜E1之间的光圈STO。根据实施例1的光学成像系统可包括具有物侧面S9和像侧面S10的滤光片E5，滤光片E5可用于校正色彩偏差。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。
下表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。表14示出了实施例5中各非球面镜面的高次项系数。表15示出了实施例5的各透镜的有效焦距f1至f4、光学成像系统的有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1至光学成像系统的成像面S11在光轴上的距离TTL以及光学成像系统电子光感元件有效像素区域对角线长的一半ImgH。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13
Figure GDA0003372908800000211
表14
Figure GDA0003372908800000212
Figure GDA0003372908800000221
表15
f1(mm) 2.64 f(mm) 3.04
f2(mm) -5.74 TTL(mm) 3.84
f3(mm) 1.45 ImgH(mm) 2.40
f4(mm) -1.30
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光学成像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，其表示光线经由光学成像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，根据实施例6的光学成像系统包括分别具有物侧面和像侧面的六个透镜E1-E6。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8；第五透镜E5具有物侧面S9和像侧面S10；以及第六透镜E6具有物侧面S11和像侧面S12。
在该实施例中，第一透镜E1具有正光焦度；第二透镜E2具有负光焦度；第三透镜E3具有正光焦度；第四透镜E4具有正光焦度；第五透镜E5具有正光焦度；以及第六透镜E6具有负光焦度。
在本实施例的光学成像系统中，还包括用于限制光束的、设置在第一透镜E1与第二透镜E2之间的光圈STO。根据实施例1的光学成像系统可包括具有物侧面S13和像侧面S14的滤光片E7，滤光片E7可用于校正色彩偏差。来自物体的光依序穿过各表面S1至S14并最终成像在成像面S15上。
下表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。表17示出了实施例6中各非球面镜面的高次项系数。表18示出了实施例6的各透镜的有效焦距f1至f6、光学成像系统的有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1至光学成像系统的成像面S15在光轴上的距离TTL以及光学成像系统电子光感元件有效像素区域对角线长的一半ImgH。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16
Figure GDA0003372908800000231
表17
Figure GDA0003372908800000232
Figure GDA0003372908800000241
表18
f1(mm) 4.35 f(mm) 4.73
f2(mm) -9.60 TTL(mm) 5.14
f3(mm) 42.94 ImgH(mm) 4.08
f4(mm) 54.43
f5(mm) 8.95
f6(mm) -5.57
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光学成像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，其表示光线经由光学成像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，根据实施例7的光学成像系统包括分别具有物侧面和像侧面的五个透镜E1-E5。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2；第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4；第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6；第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8；以及第五透镜E5具有物侧面S9和像侧面S10。
在该实施例中，第一透镜E1具有正光焦度；第二透镜E2具有负光焦度；第三透镜E3具有正光焦度；第四透镜E4具有正光焦度；以及第五透镜E5具有负光焦度。
在本实施例的光学成像系统中，还包括用于限制光束的、设置在物侧与第一透镜E1之间的光圈STO。根据实施例1的光学成像系统可包括具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片E6，滤光片E6可用于校正色彩偏差。来自物体的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。
下表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。表20示出了实施例7中各非球面镜面的高次项系数。表21示出了实施例7的各透镜的有效焦距f1至f5、光学成像系统的有效焦距f、第一透镜E1的物侧面S1至光学成像系统的成像面S13在光轴上的距离TTL以及光学成像系统电子光感元件有效像素区域对角线长的一半ImgH。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19
Figure GDA0003372908800000251
Figure GDA0003372908800000261
表20
Figure GDA0003372908800000262
表21
f1(mm) 3.17 f(mm) 4.18
f2(mm) -6.73 TTL(mm) 4.45
f3(mm) 379.38 ImgH(mm) 3.41
f4(mm) 2.82
f5(mm) -2.15
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光学成像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，其表示光线经由光学成像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。
综上，实施例1至实施例7分别满足以下表22所示的关系。
表22
Figure GDA0003372908800000263
Figure GDA0003372908800000271
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 (11)

1.光学成像系统，包括至少四个具有光焦度的透镜，沿着光轴由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜和至少一个后续透镜，其特征在于，
与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的透镜具有正光焦度；
最靠近成像面的透镜具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为非球面；以及
满足以下条件式：
1<∑CT/∑AT<3.5，
4°<θn<12°，
其中，∑CT为所有具有光焦度的透镜在所述光轴上的中心厚度之和；以及
∑AT为所述第一透镜至最靠近成像面的所述透镜中任意相邻两具有光焦度的透镜之间在光轴上的空气间隔的总和；以及
θn为最大视场的边缘光线在最靠近成像面的所述透镜的像侧面的入射角，以及
其中，所述第一透镜的物侧面和所述光轴的交点至所述第一透镜的物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11与所述第一透镜的中心厚度CT1之间满足：0<SAG11/CT1<0.7。
2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，最靠近成像面的所述透镜的像侧面为凹面。
3.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的所述透镜的物侧面为凸面或凹面，像侧面为凸面。
4.根据权利要求2或3所述的光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距f23与最靠近成像面的所述透镜的有效焦距fn之间满足：-1.5<f23/fn<5。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，满足条件式：-1≤Rn-1/f<50，
其中，f为所述光学成像系统的有效焦距；以及
Rn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的所述透镜的物侧面的曲率半径。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，满足条件式：1.5≤|Vn/(f1/fn)|/10≤5.5，
其中，Vn为最靠近成像面的所述透镜的阿贝数；
fn为最靠近成像面的所述透镜的有效焦距；以及
f1为所述第一透镜的有效焦距。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH与最靠近成像面的所述透镜的物侧面的有效半口径DTn1之间满足：1<ImgH/DTn1<1.6。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，满足条件式：-2.5<fn-1/Rn-1<1.5，
其中，fn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的所述透镜的有效焦距；以及
Rn-1为与最靠近成像面的透镜的物侧相邻的所述透镜的物侧面的曲率半径。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，最靠近成像面的所述透镜的阿贝数Vn满足：36≤Vn≤46。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的物侧面的曲率半径R1与所述第二透镜的像侧面的曲率半径R4之间满足：-5.5<(R1+R4)/(R1-R4)<2.5。
11.根据权利要求7所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统的有效焦距f与所述第二透镜的有效焦距f2之间满足：-3＜f2/f＜1.5。
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