CN113671672A

CN113671672A - 一种取像系统

Info

Publication number: CN113671672A
Application number: CN202111098545.7A
Authority: CN
Inventors: 俞力奇; 孟祥月; 宋立通; 戴付建; 赵烈烽
Original assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Priority date: 2021-09-18
Filing date: 2021-09-18
Publication date: 2021-11-19

Abstract

本发明公开了一种取像系统，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有光焦度的第一透镜；具有负光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜，其物侧为凸面；具有正光焦度的第四透镜，其物侧为凸面，像侧为凸面；具有负光焦度的第五透镜；其中，所述第四透镜中心厚度CT4与所述取像系统的有效焦距f满足：0.5<CT4/f<0.9。满足上述光焦度以及面型条件时，有利于取像系统的光焦度合理分配，易于取像系统平衡和矫正各项像差；满足上述镜片中心厚度和有效焦距条件时，能控制第四透镜在光学系统中的体积占比，有利于实现取像系统体积小型化。

Description

一种取像系统

技术领域

本发明属于光学成像领域，尤其涉及一种包括五片透镜的取像系统。

背景技术

近年来，各智能设备的超广角取像系统成为新的热点。超广角取像系统能实现近乎鱼眼的成像效果。一般的鱼眼取像系统难以做到体积小型化，这会影响智能设备的厚度和重量。本专利目标克服上述鱼眼镜头体积较大的痛点。本申请兼具取像系统的鱼眼成像效果的特点，提出了一种小体积的鱼眼取像系统。其具有较高的成像质量，和较小的系统体积。该小体积的鱼眼取像系统具有极大的应用空间。

发明内容

本发明旨在提供一种小体积的取像系统，其具有较高的成像质量和较小的系统体积。该小体积的鱼眼取像系统具有极大的应用空间。

本申请提供了一种取像系统，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：

具有光焦度的第一透镜；

具有负光焦度的第二透镜；

具有正光焦度的第三透镜，其物侧为凸面；

具有正光焦度的第四透镜，其物侧为凸面，像侧为凸面；

具有负光焦度的第五透镜；

其中，所述第四透镜中心厚度CT4与所述取像系统的有效焦距f满足：0.5<CT4/f<0.9。

根据本申请的一个实施方式，取像系统最大视场角的一半Semi-FOV满足：tan(Semi-FOV)>3.7。

根据本申请的一个实施方式，第二透镜的色散系数Vd2、第三透镜的色散系数Vd3和第四透镜的色散系数Vd4满足：(Vd2-Vd3+Vd4)/3<31。

根据本申请的一个实施方式，第二透镜的有效焦距f2、第五透镜的有效焦距f5和取像系统的有效焦距f满足：-8<(f2+f5)/f<-1.5。

根据本申请的一个实施方式，第三透镜的有效焦距f3、第四透镜的有效焦距f4和取像系统的有效焦距f满足：2<(f3+f4)/f<4。

根据本申请的一个实施方式，孔径光阑的最大半径SD和成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH满足：SD/ImgH<0.25。

根据本申请的一个实施方式，取像系统的有效焦距f和取像系统的入瞳直径EPD满足：2.1<f/EPD<2.4。

根据本申请的一个实施方式，取像系统的第一透镜物侧面至像面在光轴上的距离TTL、第三透镜的中心厚度CT3、第四透镜的中心厚度CT4和第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离T34满足：2.3<TTL/(CT3+T34+CT4)<3.3。

根据本申请的一个实施方式，第一透镜物侧面至第五透镜像侧面在光轴上的距离TD和成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH满足：2.0<TD/ImgH<2.3。

根据本申请的一个实施方式，取像系统的入瞳直径EPD、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH和第五透镜像侧面的有效半口径DT52满足：0.15<EPD/(ImgH+DT52)<0.3。

本申请还提供了一种取像系统，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：

具有光焦度的第一透镜；

具有负光焦度的第二透镜；

具有正光焦度的第三透镜，其物侧为凸面；

具有正光焦度的第四透镜，其物侧为凸面，像侧为凸面；

具有负光焦度的第五透镜；

其中，取像系统的有效焦距f和取像系统的入瞳直径EPD满足：2.1<f/EPD<2.4。

根据本申请的一个实施方式，所述第四透镜中心厚度CT4与所述取像系统的有效焦距f满足：0.5<CT4/f<0.9。

本发明的有益效果：

本发明提供的取像系统包括多片透镜，如第一透镜至第五透镜。满足上述光焦度以及面型条件时，有利于取像系统的光焦度合理分配，易于取像系统平衡和矫正各项像差；满足上述镜片中心厚度和有效焦距条件时，能控制第四透镜在光学系统中的体积占比，有利于实现取像系统体积小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明取像系统实施例1的透镜组结构示意图；

图2a至图2c分别为本发明取像系统实施例1的畸变曲线、轴上色差曲线以及象散曲线；

图3为本发明取像系统实施例2的透镜组结构示意图；

图4a至图4c分别为本发明取像系统实施例2的畸变曲线、轴上色差曲线以及象散曲线；

图5为本发明取像系统实施例3的透镜组结构示意图；

图6a至图6c分别为本发明取像系统实施例3的畸变曲线、轴上色差曲线以及象散曲线；

图7为本发明取像系统实施例4的透镜组结构示意图；

图8a至图8c分别为本发明取像系统实施例4的畸变曲线、轴上色差曲线以及象散曲线；

图9为本发明取像系统实施例5的透镜组结构示意图；

图10a至图10c分别为本发明取像系统实施例5的畸变曲线、轴上色差曲线以及象散曲线；

图11为本发明取像系统实施例6的透镜组结构示意图；

图12a至图12c分别为本发明取像系统实施例6的畸变曲线、轴上色差曲线以及象散曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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，在不背离本发明的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

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。

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。

在本发明的描述中，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。每个透镜最靠近被摄物体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。

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于形式化的解释，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，本发明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对本发明的特征、原理和其他方面进行详细描述。

示例性实施方式

本发明示例性实施方式的取像系统包括五片镜片，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、第四透镜以及第五透镜，其中，各个透镜之间相互独立，各透镜之间在光轴上具有空气间隔。

在本示例性实施方式中，种取像系统，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有光焦度的第一透镜；具有负光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜，其物侧为凸面；具有正光焦度的第四透镜，其物侧为凸面，像侧为凸面；具有负光焦度的第五透镜；满足上述光焦度以及面型条件时，有利于取像系统的光焦度合理分配，易于取像系统平衡和矫正各项像差。

在本示例性实施方式中，所述第四透镜中心厚度CT4与所述取像系统的有效焦距f满足：0.5<CT4/f<0.9。满足上述镜片中心厚度和有效焦距条件时，能控制第四透镜在光学系统中的体积占比，有利于实现取像系统体积小型化。更具体的，在本示例性实施方式中，所述第四透镜中心厚度CT4与所述取像系统的有效焦距f满足：0.5<CT4/f<0.87。

在本示例性实施方式中，取像系统最大视场角的一半Semi-FOV满足：tan(Semi-FOV)>3.7。满足上述视场角条件时，有利于实现取像系统大视场角的光学性能，以得到鱼眼的成像效果。更具体的，取像系统最大视场角的一半Semi-FOV满足：tan(Semi-FOV)>3.72。

在本示例性实施方式中，第二透镜的色散系数Vd2、第三透镜的色散系数Vd3和第四透镜的色散系数Vd4满足：(Vd2-Vd3+Vd4)/3<31。满足上述各透镜色散系数条件时，合理分配了多色光在各透镜的光程差，有利于矫正取像系统的垂轴色差。更具体的，第二透镜的色散系数Vd2、第三透镜的色散系数Vd3和第四透镜的色散系数Vd4满足：(Vd2-Vd3+Vd4)/3<30.7。

在本示例性实施方式中，第二透镜的有效焦距f2、第五透镜的有效焦距f5和取像系统的有效焦距f满足：-8<(f2+f5)/f<-1.5。满足上述有效焦距条件时，限制了第二透镜和第五透镜的有效焦距，有利于减小第二透镜和第五透镜的体积，实现取像系统体积小型化。更具体的，第二透镜的有效焦距f2、第五透镜的有效焦距f5和取像系统的有效焦距f满足：-7.2<(f2+f5)/f<-1.94。

在本示例性实施方式中，第三透镜的有效焦距f3、第四透镜的有效焦距f4和取像系统的有效焦距f满足：2<(f3+f4)/f<4。满足上述有效焦距条件时，限制了第三透镜和第四透镜的有效焦距，有利于减小第三透镜和第四透镜的体积，实现取像系统体积小型化。更具体的，第三透镜的有效焦距f3、第四透镜的有效焦距f4和取像系统的有效焦距f满足：2.45<(f3+f4)/f<3.82。

在本示例性实施方式中，孔径光阑的最大半径SD和成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH满足：SD/ImgH<0.25。满足上述条件时，控制光阑口径，减少了鬼像风险。更具体的，孔径光阑的最大半径SD和成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH满足：SD/ImgH≤0.24。

在本示例性实施方式中，取像系统的有效焦距f和取像系统的入瞳直径EPD满足：2.1<f/EPD<2.4。满足上述条件时，限制了取像系统的口径，有利于实现取像系统的口径小型化。更具体的，取像系统的有效焦距f和取像系统的入瞳直径EPD满足：2.15<f/EPD<2.38。

在本示例性实施方式中，取像系统的第一透镜物侧面至像面在光轴上的距离TTL、第三透镜的中心厚度CT3、第四透镜的中心厚度CT4和第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离T34满足：2.3<TTL/(CT3+T34+CT4)<3.3。满足上述条件时，合理分配了第三透镜和第四透镜的中心厚度，有利于矫正取像系统的轴向像差，同时也满足了加工生产要求。更具体的，取像系统的第一透镜物侧面至像面在光轴上的距离TTL、第三透镜的中心厚度CT3、第四透镜的中心厚度CT4和第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离T34满足：2.33<TTL/(CT3+T34+CT4)<3.3。

在本示例性实施方式中，第一透镜物侧面至第五透镜像侧面在光轴上的距离TD和成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH满足：2.05<TD/ImgH<2.25。

在本示例性实施方式中，取像系统的入瞳直径EPD、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH和第五透镜像侧面的有效半口径DT52满足：0.15<EPD/(ImgH+DT52)<0.3。满足上述条件时，限制了取像系统的光学总长，有利于实现取像系统的总长小型化。更具体的，取像系统的入瞳直径EPD、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH和第五透镜像侧面的有效半口径DT52满足：0.17<EPD/(ImgH+DT52)<0.29。

在本示例性实施方式中，第四透镜物侧面的曲率半径R7和第四透镜像侧面的曲率半径R8满足：0.6<(R7+R8)/(R7-R8)<0.8。满足上述条件时，限制了第四透镜物侧面和像侧面的形状，有利于平衡取像系统的单色像差。更具体的，第四透镜物侧面的曲率半径R7和第四透镜像侧面的曲率半径R8满足：0.61<(R7+R8)/(R7-R8)<0.78。

在本示例性实施方式中，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，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：

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为表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai为非球面第i-th阶的修正系数。

在本示例性实施方式中，上述取像系统还可包括光阑。光阑可根据需要设置在适当位置处，例如，光阑可设置在第三透镜与第四透镜之间。可选地，上述取像系统还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。

根据本发明的上述实施方式的取像系统可采用多片镜片，例如上述的五片。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，使得取像系统具有较大的成像像面，具有成像范围广和成像质量高的特点，并保证了取像系统体积小型化。

在示例性实施方式中，各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面，即，第一透镜的物侧面至第七透镜的像侧面中的至少一个镜面为非球面镜面。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。可选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜中的每个透镜的物侧面和像侧面中的至少一个为非球面镜面。可选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜中的每片透镜的物侧面和像侧面均为非球面镜面。

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，可改变构成取像系统的透镜数量，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五个透镜为例进行了描述，但是该取像系统不限于包括五个透镜，如果需要，该取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适用于上述实施例的取像系统的具体实施例。

具体实施例1

图1为本发明取像系统实施例1的透镜组结构示意图，取像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、滤光片E6和成像面S13。

第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有负光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，其物侧面S9为凹面，像侧面S10为凸面。滤光片E8具有物侧面S11和像侧面S12。来自物体的光依序穿过表面S1至S12的各表面并最终成像在成像面S13上。

如表1所示，为实施例1的取像系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米(mm)。

表1

如表2所示，在实施例1中，取像系统的总有效焦距f＝0.83mm，从第一透镜E1的物侧面S1至取像系统成像面S13在光轴上的距离TTL＝3.20mm，成像面S13上有效像素区域对角线长的一半ImgH＝1.18mm。光学成像镜头的最大视场角的一半Semi-FOV＝75.0°。

表2

实施例1中的取像系统满足：

CT4/f＝0.86；其中，CT4为第四透镜中心厚度，f为取像系统的有效焦距。

tan(Semi-FOV)＝3.73；其中，Semi-FOV为取像系统最大视场角的一半。

(Vd2-Vd3+Vd4)/3＝30.60；其中，Vd2、Vd3、Vd4分别是第二透镜、第三透镜、第四透镜的色散系数。

(f2+f5)/f＝-7.10；其中，f2、f5分别是第二透镜、第五透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

(f3+f4)/f＝3.81；其中，f3、f4分别是第三透镜、第四透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

SD/ImgH＝0.17；其中，SD为孔径光阑的最大半径，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半。

f/EPD＝2.20；其中，f为取像系统的有效焦距，EPD为取像系统的入瞳直径。

TTL/(CT3+T34+CT4)＝2.35；其中，TTL为取像系统的第一透镜物侧面至像面在光轴上的距离，CT3、CT4分别是第三透镜、第四透镜的中心厚度，T34为第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离。

TD/ImgH＝2.14；其中，TD为第一透镜物侧面至第五透镜像侧面在光轴上的距离，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半。

EPD/(ImgH+DT52)＝0.19；其中，EPD为取像系统的入瞳直径，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半，DT52为第五透镜像侧面的有效半口径。

(R7+R8)/(R7-R8)＝0.75；其中，R7、R8分别是第四透镜物侧面、第四透镜像侧面的曲率半径。

在实施例1中，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表3示出了可用于实施例1中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

-5.2853E-01

2.9147E+00

-9.9224E+00

1.8101E+01

-1.9056E+01

1.2115E+01

-4.6119E+00

9.6971E-01

-8.6717E-02

S2

-3.6497E+00

1.5041E+01

-2.4538E+01

-8.3639E+01

5.9134E+02

-1.5054E+03

1.9990E+03

-1.3640E+03

3.7618E+02

S3

7.4027E+00

-1.3808E+02

9.8555E+02

-3.7094E+03

8.2080E+03

-1.1046E+04

8.8720E+03

-3.8918E+03

7.1216E+02

S4

9.0347E+00

-2.7107E+02

1.6868E+03

1.3325E+04

-2.2743E+05

1.2533E+06

-3.4578E+06

4.8291E+06

-2.7225E+06

S5

2.1964E+00

-9.3122E+01

1.6863E+03

-1.7202E+04

1.1798E+05

-5.4829E+05

1.5995E+06

-2.5811E+06

1.7367E+06

S6

-6.3438E-01

1.6383E+02

-7.0264E+03

1.6550E+05

-1.9487E+06

5.8475E+06

1.0446E+08

-1.0846E+09

3.0949E+09

S7

-1.4477E+00

1.0492E+02

-4.8358E+03

1.2533E+05

-1.9190E+06

1.7683E+07

-9.5852E+07

2.8105E+08

-3.4584E+08

S8

1.0495E+01

-2.7191E+02

4.3373E+03

-4.9482E+04

3.9131E+05

-2.0677E+06

6.9392E+06

-1.3383E+07

1.1336E+07

S9

1.2666E+01

-2.1296E+02

2.5832E+03

-2.5037E+04

1.7878E+05

-8.7453E+05

2.7338E+06

-4.8857E+06

3.7705E+06

S10

6.2389E+00

-5.2531E+01

2.3621E+02

-7.1132E+02

1.4999E+03

-2.1460E+03

1.9342E+03

-9.7546E+02

2.0914E+02

表3

图2a示出了实施例1的取像系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图2b示出了实施例1的取像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图2c示出了实施例1的取像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。根据图2a至图2c所示可知，实施例1所给出的取像系统能够实现良好的成像品质。

具体实施例2

图3为本发明取像系统实施例2的透镜组结构示意图，取像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、滤光片E6和成像面S13。

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。第二透镜E2具有负光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，其物侧面S9为凹面，像侧面S10为凹面。滤光片E8具有物侧面S11和像侧面S12。来自物体的光依序穿过表面S1至S12的各表面并最终成像在成像面S13上。

如表4所示，为实施例2的取像系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米(mm)。

表4

如表5所示，在实施例2中，取像系统的总有效焦距f＝0.83mm，从第一透镜E1的物侧面S1至取像系统成像面S13在光轴上的距离TTL＝3.20mm，成像面S13上有效像素区域对角线长的一半ImgH＝1.13mm。光学成像镜头的最大视场角的一半Semi-FOV＝75.0°。

表5

实施例2中的取像系统满足：

CT4/f＝0.79；其中，CT4为第四透镜中心厚度，f为取像系统的有效焦距。

tan(Semi-FOV)＝3.74；其中，Semi-FOV为取像系统最大视场角的一半。

(f2+f5)/f＝-2.34；其中，f2、f5分别是第二透镜、第五透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

(f3+f4)/f＝2.93；其中，f3、f4分别是第三透镜、第四透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

SD/ImgH＝0.20；其中，SD为孔径光阑的最大半径，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半。

f/EPD＝2.37；其中，f为取像系统的有效焦距，EPD为取像系统的入瞳直径。

TTL/(CT3+T34+CT4)＝2.53；其中，TTL为取像系统的第一透镜物侧面至像面在光轴上的距离，CT3、CT4分别是第三透镜、第四透镜的中心厚度，T34为第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离。

TD/ImgH＝2.24；其中，TD为第一透镜物侧面至第五透镜像侧面在光轴上的距离，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半。

EPD/(ImgH+DT52)＝0.18；其中，EPD为取像系统的入瞳直径，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半，DT52为第五透镜像侧面的有效半口径。

(R7+R8)/(R7-R8)＝0.67；其中，R7、R8分别是第四透镜物侧面、第四透镜像侧面的曲率半径。

在实施例2中，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表6示出了可用于实施例2中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

-5.4500E-02

-1.9330E-01

4.2427E-01

-3.5213E-01

1.5710E-01

-3.7053E-02

3.5918E-03

-5.4500E-02

-1.9330E-01

S2

-3.7522E-01

1.6773E+00

-4.1639E+00

6.7405E+00

-6.5730E+00

3.5510E+00

-8.0346E-01

-3.7522E-01

1.6773E+00

S3

-4.3177E-01

3.3113E+00

-8.6462E+00

9.9169E+00

-4.6953E+00

9.3020E-02

4.1592E-01

-4.3177E-01

3.3113E+00

S4

9.3923E-01

-4.8534E+00

7.0567E+01

-5.7511E+02

1.7896E+03

-2.4551E+03

1.2650E+03

9.3923E-01

-4.8534E+00

S5

-7.4147E-02

2.9973E+00

-2.4560E+01

1.8177E+02

-9.7518E+02

2.3328E+03

-1.9473E+03

-7.4147E-02

2.9973E+00

S6

-6.4931E-02

2.9155E+01

-4.6704E+02

3.8979E+03

-1.8818E+04

5.7712E+04

-9.6951E+04

-6.4931E-02

2.9155E+01

S7

-2.6987E-01

-1.4366E+01

2.6743E+02

-2.3656E+03

1.1627E+04

-2.9797E+04

3.0575E+04

-2.6987E-01

-1.4366E+01

S8

-2.5614E+00

6.0443E+01

-8.9849E+02

6.7452E+03

-2.7196E+04

5.6320E+04

-4.6577E+04

-2.5614E+00

6.0443E+01

S9

1.2370E+00

7.0048E+00

-2.7881E+02

2.0095E+03

-6.7338E+03

1.1018E+04

-7.0973E+03

1.2370E+00

7.0048E+00

S10

-9.2904E-01

4.4511E+00

-3.3321E+01

1.2002E+02

-2.1447E+02

1.8899E+02

-6.5973E+01

-9.2904E-01

4.4511E+00

表6

图4a示出了实施例2的取像系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图4b示出了实施例2的取像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图4c示出了实施例2的取像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。根据图4a至图4c所示可知，实施例2所给出的取像系统能够实现良好的成像品质。

具体实施例3

图5为本发明取像系统实施例3的透镜组结构示意图，取像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、滤光片E6和成像面S13。

如表7所示，为实施例3的取像系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米(mm)。

表7

如表8所示，在实施例3中，取像系统的总有效焦距f＝0.83mm，从第一透镜E1的物侧面S1至取像系统成像面S13在光轴上的距离TTL＝3.20mm，成像面S13上有效像素区域对角线长的一半ImgH＝1.16mm。光学成像镜头的最大视场角的一半Semi-FOV＝75.0°。

表8

实施例3中的取像系统满足：

CT4/f＝0.80；其中，CT4为第四透镜中心厚度，f为取像系统的有效焦距。

(f2+f5)/f＝-2.21；其中，f2、f5分别是第二透镜、第五透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

(f3+f4)/f＝2.82；其中，f3、f4分别是第三透镜、第四透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

SD/ImgH＝0.19；其中，SD为孔径光阑的最大半径，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半。

TTL/(CT3+T34+CT4)＝2.54；其中，TTL为取像系统的第一透镜物侧面至像面在光轴上的距离，CT3、CT4分别是第三透镜、第四透镜的中心厚度，T34为第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离。

TD/ImgH＝2.20；其中，TD为第一透镜物侧面至第五透镜像侧面在光轴上的距离，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半。

(R7+R8)/(R7-R8)＝0.70；其中，R7、R8分别是第四透镜物侧面、第四透镜像侧面的曲率半径。

在实施例3中，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表9示出了可用于实施例3中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

-6.1284E-02

-1.7213E-01

4.0335E-01

-3.5598E-01

1.7141E-01

-4.3864E-02

4.6142E-03

-6.1284E-02

-1.7213E-01

S2

-4.1774E-01

1.9388E+00

-4.9795E+00

8.6043E+00

-9.1490E+00

5.3612E+00

-1.2936E+00

-4.1774E-01

1.9388E+00

S3

-4.4408E-01

3.0665E+00

-6.3601E+00

2.7471E+00

5.9932E+00

-7.6351E+00

2.5940E+00

-4.4408E-01

3.0665E+00

S4

1.1982E+00

-9.1929E+00

9.2849E+01

-6.1717E+02

1.7920E+03

-2.3745E+03

1.1966E+03

1.1982E+00

-9.1929E+00

S5

1.2820E-01

1.7010E+00

-3.4441E+01

4.2873E+02

-2.4652E+03

5.9729E+03

-5.1377E+03

1.2820E-01

1.7010E+00

S6

7.0153E-01

-9.7379E+00

9.8516E+02

-2.3385E+04

2.5254E+05

-1.2984E+06

2.5695E+06

7.0153E-01

-9.7379E+00

S7

-6.9072E-01

-1.5272E+00

7.8397E+01

-8.1630E+02

4.5061E+03

-1.2762E+04

1.4044E+04

-6.9072E-01

-1.5272E+00

S8

-2.1445E+00

5.1395E+01

-8.0225E+02

6.2181E+03

-2.5746E+04

5.4620E+04

-4.6146E+04

-2.1445E+00

5.1395E+01

S9

3.2615E+00

-1.9887E+01

-9.5642E+01

1.3350E+03

-5.4633E+03

1.0016E+04

-6.9894E+03

3.2615E+00

-1.9887E+01

S10

-6.0489E-01

1.2255E+00

-1.8293E+01

8.2895E+01

-1.6348E+02

1.5159E+02

-5.4376E+01

-6.0489E-01

1.2255E+00

表9

图6a示出了实施例3的取像系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图6b示出了实施例3的取像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图6c示出了实施例3的取像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。根据图6a至图6c所示可知，实施例3所给出的取像系统能够实现良好的成像品质。

具体实施例4

图7为本发明取像系统实施例4的透镜组结构示意图，取像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、滤光片E6和成像面S13。

第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凸面。第二透镜E2具有负光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，其物侧面S9为凹面，像侧面S10为凸面。滤光片E8具有物侧面S11和像侧面S12。来自物体的光依序穿过表面S1至S12的各表面并最终成像在成像面S13上。

如表10所示，为实施例4的取像系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米(mm)。

表10

如表11所示，在实施例4中，取像系统的总有效焦距f＝0.83mm，从第一透镜E1的物侧面S1至取像系统成像面S13在光轴上的距离TTL＝3.20mm，成像面S13上有效像素区域对角线长的一半ImgH＝1.13mm。光学成像镜头的最大视场角的一半Semi-FOV＝75.0°。

表11

实施例4中的取像系统满足：

CT4/f＝0.78；其中，CT4为第四透镜中心厚度，f为取像系统的有效焦距。

(f2+f5)/f＝-1.95；其中，f2、f5分别是第二透镜、第五透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

(f3+f4)/f＝2.91；其中，f3、f4分别是第三透镜、第四透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

f/EPD＝2.23；其中，f为取像系统的有效焦距，EPD为取像系统的入瞳直径。

EPD/(ImgH+DT52)＝0.20；其中，EPD为取像系统的入瞳直径，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半，DT52为第五透镜像侧面的有效半口径。

(R7+R8)/(R7-R8)＝0.77；其中，R7、R8分别是第四透镜物侧面、第四透镜像侧面的曲率半径。

在实施例4中，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表12示出了可用于实施例4中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

-6.1284E-02

-1.7213E-01

4.0335E-01

-3.5598E-01

1.7141E-01

-4.3864E-02

4.6142E-03

-6.1284E-02

-1.7213E-01

S2

-4.1774E-01

1.9388E+00

-4.9795E+00

8.6043E+00

-9.1490E+00

5.3612E+00

-1.2936E+00

-4.1774E-01

1.9388E+00

S3

-4.4408E-01

3.0665E+00

-6.3601E+00

2.7471E+00

5.9932E+00

-7.6351E+00

2.5940E+00

-4.4408E-01

3.0665E+00

S4

1.1982E+00

-9.1929E+00

9.2849E+01

-6.1717E+02

1.7920E+03

-2.3745E+03

1.1966E+03

1.1982E+00

-9.1929E+00

S5

1.2820E-01

1.7010E+00

-3.4441E+01

4.2873E+02

-2.4652E+03

5.9729E+03

-5.1377E+03

1.2820E-01

1.7010E+00

S6

7.0153E-01

-9.7379E+00

9.8516E+02

-2.3385E+04

2.5254E+05

-1.2984E+06

2.5695E+06

7.0153E-01

-9.7379E+00

S7

-6.9072E-01

-1.5272E+00

7.8397E+01

-8.1630E+02

4.5061E+03

-1.2762E+04

1.4044E+04

-6.9072E-01

-1.5272E+00

S8

-2.1445E+00

5.1395E+01

-8.0225E+02

6.2181E+03

-2.5746E+04

5.4620E+04

-4.6146E+04

-2.1445E+00

5.1395E+01

S9

3.2615E+00

-1.9887E+01

-9.5642E+01

1.3350E+03

-5.4633E+03

1.0016E+04

-6.9894E+03

3.2615E+00

-1.9887E+01

S10

-6.0489E-01

1.2255E+00

-1.8293E+01

8.2895E+01

-1.6348E+02

1.5159E+02

-5.4376E+01

-6.0489E-01

1.2255E+00

表12

图8a示出了实施例4的取像系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图8b示出了实施例4的取像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图8c示出了实施例4的取像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。根据图8a至图8c所示可知，实施例4所给出的取像系统能够实现良好的成像品质。

具体实施例5

图9为本发明取像系统实施例5的透镜组结构示意图，取像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、滤光片E6和成像面S13。

如表13所示，为实施例5的取像系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米(mm)。

表13

如表14所示，在实施例5中，取像系统的总有效焦距f＝0.83mm，从第一透镜E1的物侧面S1至取像系统成像面S13在光轴上的距离TTL＝3.20mm，成像面S13上有效像素区域对角线长的一半ImgH＝1.17mm。光学成像镜头的最大视场角的一半Semi-FOV＝75.0°。

表14

实施例5中的取像系统满足：

CT4/f＝0.74；其中，CT4为第四透镜中心厚度，f为取像系统的有效焦距。

(f2+f5)/f＝-2.07；其中，f2、f5分别是第二透镜、第五透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

(f3+f4)/f＝3.02；其中，f3、f4分别是第三透镜、第四透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

f/EPD＝2.17；其中，f为取像系统的有效焦距，EPD为取像系统的入瞳直径。

TTL/(CT3+T34+CT4)＝2.51；其中，TTL为取像系统的第一透镜物侧面至像面在光轴上的距离，CT3、CT4分别是第三透镜、第四透镜的中心厚度，T34为第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离。

TD/ImgH＝2.11；其中，TD为第一透镜物侧面至第五透镜像侧面在光轴上的距离，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半。

(R7+R8)/(R7-R8)＝0.74；其中，R7、R8分别是第四透镜物侧面、第四透镜像侧面的曲率半径。

在实施例5中，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表15示出了可用于实施例5中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

-6.0356E-01

3.4307E+00

-1.0530E+01

1.8184E+01

-1.8932E+01

1.2219E+01

-4.7921E+00

1.0467E+00

-9.7703E-02

S2

-5.6681E-01

9.8029E+00

-7.1810E+01

3.0828E+02

-8.0970E+02

1.3310E+03

-1.3356E+03

7.4654E+02

-1.7763E+02

S3

1.4256E+00

-2.6690E+01

1.7575E+02

-5.7512E+02

1.0665E+03

-1.1731E+03

7.5330E+02

-2.5743E+02

3.5214E+01

S4

-2.9233E-01

-1.2772E+01

1.6053E+02

7.1682E+02

-1.6555E+04

8.7479E+04

-2.1669E+05

2.6399E+05

-1.2792E+05

S5

6.4419E-01

-2.2727E+01

5.2055E+02

-5.9045E+03

3.9665E+04

-1.6166E+05

3.8154E+05

-4.6386E+05

2.1200E+05

S6

-2.7784E-01

1.1785E+02

-4.2610E+03

8.7352E+04

-1.0165E+06

6.5586E+06

-2.0705E+07

1.9737E+07

1.6125E+07

S7

7.3448E-01

-4.3728E+01

1.8733E+03

-5.1560E+04

8.9024E+05

-9.6137E+06

6.2772E+07

-2.2608E+08

3.4342E+08

S8

3.6891E+00

4.5105E+01

-3.4001E+03

6.7132E+04

-7.0050E+05

4.3124E+06

-1.5735E+07

3.1524E+07

-2.6717E+07

S9

1.4906E+01

-2.7610E+02

3.3334E+03

-2.8923E+04

1.7975E+05

-7.6801E+05

2.1123E+06

-3.3403E+06

2.2946E+06

S10

3.1558E+00

-2.0601E+01

3.4340E+00

4.4215E+02

-2.1248E+03

4.9663E+03

-6.5728E+03

4.7349E+03

-1.4477E+03

表15

图10a示出了实施例5的取像系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图10b示出了实施例5的取像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图10c示出了实施例5的取像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。根据图10a至图10c所示可知，实施例5所给出的取像系统能够实现良好的成像品质。

具体实施例6

图11为本发明取像系统实施例6的透镜组结构示意图，取像系统沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、滤光片E6和成像面S13。

第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有负光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面。滤光片E8具有物侧面S11和像侧面S12。来自物体的光依序穿过表面S1至S12的各表面并最终成像在成像面S13上。

如表16所示，为实施例6的取像系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米(mm)。

表16

如表17所示，在实施例6中，取像系统的总有效焦距f＝0.99mm，从第一透镜E1的物侧面S1至取像系统成像面S13在光轴上的距离TTL＝2.71mm，成像面S13上有效像素区域对角线长的一半ImgH＝0.98mm。光学成像镜头的最大视场角的一半Semi-FOV＝76.7°。

表17

实施例6中的取像系统满足：

CT4/f＝0.51；其中，CT4为第四透镜中心厚度，f为取像系统的有效焦距。

tan(Semi-FOV)＝4.22；其中，Semi-FOV为取像系统最大视场角的一半。

(Vd2-Vd3+Vd4)/3＝6.80；其中，Vd2、Vd3、Vd4分别是第二透镜、第三透镜、第四透镜的色散系数。

(f2+f5)/f＝-3.26；其中，f2、f5分别是第二透镜、第五透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

(f3+f4)/f＝2.49；其中，f3、f4分别是第三透镜、第四透镜的有效焦距，f为取像系统的有效焦距。

SD/ImgH＝0.22；其中，SD为孔径光阑的最大半径，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半。

f/EPD＝2.30；其中，f为取像系统的有效焦距，EPD为取像系统的入瞳直径。

TTL/(CT3+T34+CT4)＝3.29；其中，TTL为取像系统的第一透镜物侧面至像面在光轴上的距离，CT3、CT4分别是第三透镜、第四透镜的中心厚度，T34为第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离。

TD/ImgH＝2.06；其中，TD为第一透镜物侧面至第五透镜像侧面在光轴上的距离，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半。

EPD/(ImgH+DT52)＝0.28；其中，EPD为取像系统的入瞳直径，ImgH为成像面上有效像素区域对角线长的一半，DT52为第五透镜像侧面的有效半口径。

(R7+R8)/(R7-R8)＝0.62；其中，R7、R8分别是第四透镜物侧面、第四透镜像侧面的曲率半径。

在实施例6中，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表18示出了可用于实施例6中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

表18

图12a示出了实施例6的取像系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图12b示出了实施例6的取像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图12c示出了实施例6的取像系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。根据图12a至图12c所示可知，实施例6所给出的取像系统能够实现良好的成像品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、改进、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种取像系统，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：

具有光焦度的第一透镜；

具有负光焦度的第二透镜；

具有正光焦度的第三透镜，其物侧为凸面；

具有正光焦度的第四透镜，其物侧为凸面，像侧为凸面；

具有负光焦度的第五透镜；

2.根据权利要求1所述的取像系统，其特征在于：取像系统最大视场角的一半Semi-FOV满足：tan(Semi-FOV)>3.7。

3.根据权利要求1所述的取像系统，其特征在于：第二透镜的色散系数Vd2、第三透镜的色散系数Vd3和第四透镜的色散系数Vd4满足：(Vd2-Vd3+Vd4)/3<31。

4.根据权利要求1所述的取像系统，其特征在于：第二透镜的有效焦距f2、第五透镜的有效焦距f5和取像系统的有效焦距f满足：-8<(f2+f5)/f<-1.5。

5.根据权利要求1所述的取像系统，其特征在于：第三透镜的有效焦距f3、第四透镜的有效焦距f4和取像系统的有效焦距f满足：2<(f3+f4)/f<4。

6.一种取像系统，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：

具有光焦度的第一透镜；

具有负光焦度的第二透镜；

具有正光焦度的第三透镜，其物侧为凸面；

具有正光焦度的第四透镜，其物侧为凸面，像侧为凸面；

具有负光焦度的第五透镜；

7.根据权利要求6所述的取像系统，其特征在于：孔径光阑的最大半径SD和成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH满足：SD/ImgH<0.25。

8.根据权利要求6所述的取像系统，其特征在于：取像系统的第一透镜物侧面至像面在光轴上的距离TTL、第三透镜的中心厚度CT3、第四透镜的中心厚度CT4和第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离T34满足：2.3<TTL/(CT3+T34+CT4)<3.3。

9.根据权利要求6所述的取像系统，其特征在于：第一透镜物侧面至第五透镜像侧面在光轴上的距离TD和成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH满足：2.0<TD/ImgH<2.3。

10.根据权利要求6所述的取像系统，其特征在于：取像系统的入瞳直径EPD、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH和第五透镜像侧面的有效半口径DT52满足：0.15<EPD/(ImgH+DT52)<0.3。