CN114326045B

CN114326045B - 光学成像系统

Info

Publication number: CN114326045B
Application number: CN202210090213.2A
Authority: CN
Inventors: 何旦; 吕赛锋; 戴付建; 赵烈烽
Original assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Priority date: 2022-01-25
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2024-05-07
Anticipated expiration: 2042-01-25
Also published as: CN114326045A

Abstract

本发明提供了一种光学成像系统，包括：第一透镜，第一透镜具有正光焦度，第一透镜朝向物侧的表面为凸面，第一透镜朝向像侧的表面为凹面；第二透镜，第二透镜具有正光焦度，第二透镜朝向像侧的表面为凸面；第三透镜，第三透镜具有负光焦度，第三透镜朝向物侧的表面为凹面，第三透镜朝向像侧的表面为凹面；第四透镜，第四透镜具有正光焦度，第四透镜朝向像侧的表面为凸面；第五透镜，第五透镜具有负光焦度，第五透镜朝向像侧的表面为凹面；其中，第一透镜朝向物侧的表面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、光学成像系统的最大半视场角HFOV之间满足：TTL/tan(HFOV)<2.0mm。本发明解决了现有技术中光学成像系统存在小型化与高像质难以兼顾的问题。

Description

光学成像系统

技术领域

本发明涉及光学成像设备技术领域，具体而言，涉及一种光学成像系统。

背景技术

由于移动终端上的摄像镜头是需要与芯片进行匹配的，而随着芯片升级换代，移动终端的镜头就需要跟随芯片进行升级，以满足现代工作节奏更快的需求，视场对电脑便携性上提出更高要求，镜头不断朝扁平化发展，同时需要提升像素，以满足高像质的要求。

也就是说，现有技术中光学成像系统存在小型化与高像质难以兼顾的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光学成像系统，以解决现有技术中光学成像系统存在小型化与高像质难以兼顾的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光学成像系统，由光学成像系统的物侧至光学成像系统的像侧顺次包括：第一透镜，第一透镜具有正光焦度，第一透镜朝向物侧的表面为凸面，第一透镜朝向像侧的表面为凹面；第二透镜，第二透镜具有正光焦度，第二透镜朝向像侧的表面为凸面；第三透镜，第三透镜具有负光焦度，第三透镜朝向物侧的表面为凹面，第三透镜朝向像侧的表面为凹面；第四透镜，第四透镜具有正光焦度，第四透镜朝向像侧的表面为凸面；第五透镜，第五透镜具有负光焦度，第五透镜朝向像侧的表面为凹面；其中，第一透镜朝向物侧的表面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、光学成像系统的最大半视场角HFOV之间满足：TTL/tan(HFOV)<2.0mm。

进一步地，第一透镜朝向物侧的表面至成像面的轴上距离TTL满足：1.8mm<TTL<2.4mm。

进一步地，第一透镜的有效焦距f1、第二透镜的有效焦距f2、第四透镜的有效焦距f4之间满足：0.5<f1/(f2+f4)<1.3。

进一步地，第五透镜的有效焦距f5与第三透镜的有效焦距f3之间满足：0.2<f5/f3<2.9。

进一步地，第一透镜朝向物侧的表面的曲率半径R1与第一透镜朝向像侧的表面的曲率半径R2之间满足：2.4<R2/R1<3.5。

进一步地，光学成像系统的有效焦距f、第二透镜朝向物侧的表面的曲率半径R4与第四透镜朝向像侧的表面的曲率半径R8之间满足：-1.3<f/(R4+R8)<-0.7。

进一步地，第三透镜朝向物侧的表面的曲率半径R5与第三透镜朝向像侧的表面的曲率半径R6之间满足：0.1<(R6+R5)/(R6-R5)<0.8。

进一步地，第五透镜朝向像侧的表面的曲率半径R10与第五透镜的中心厚度CT5之间满足：1.4<R10/CT5<4.0。

进一步地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的中心厚度之和∑CT、第一透镜至第五透镜相邻透镜之间的空气间隔之和∑AT之间满足：2.2<∑CT/∑AT<3.5。

进一步地，第二透镜、第三透镜的合成焦距f23与第四透镜、第五透镜的合成焦距f45之间满足：0<(f23+f45)/(f23-f45)<0.7。

进一步地，第二透镜朝向像侧的表面和光学成像系统的光轴的交点至第二透镜朝向像侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG22、第三透镜朝向物侧的表面和光轴的交点至第三透镜朝向物侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG31与第四透镜朝向像侧的表面和光轴的交点至第四透镜朝向像侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足：0.6<(SAG22+SAG31)/SAG42<1.3。

进一步地，第二透镜在光轴上的中心厚度CT2、第三透镜在光轴上的中心厚度CT3、第二透镜的边缘厚度ET2与第三透镜的边缘厚度ET3之间满足：2.8<CT2/ET2+ET3/CT3<3.6。

进一步地，第五透镜的边缘厚度ET5与第四透镜的边缘厚度ET4之间满足：1.0<ET5/ET4<2.8。

根据本发明的另一方面，提供了一种光学成像系统，由光学成像系统的物侧至光学成像系统的像侧顺次包括：第一透镜，第一透镜具有正光焦度，第一透镜朝向物侧的表面为凸面，第一透镜朝向像侧的表面为凹面；第二透镜，第二透镜具有正光焦度，第二透镜朝向像侧的表面为凸面；第三透镜，第三透镜具有负光焦度，第三透镜朝向物侧的表面为凹面，第三透镜朝向像侧的表面为凹面；第四透镜，第四透镜具有正光焦度，第四透镜朝向像侧的表面为凸面；第五透镜，第五透镜具有负光焦度，第五透镜朝向像侧的表面为凹面；其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的中心厚度之和∑CT、第一透镜至第五透镜相邻透镜之间的空气间隔之和∑AT之间满足：2.2<∑CT/∑AT<3.5。

应用本发明的技术方案，由光学成像系统的物侧至光学成像系统的像侧顺次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，第一透镜具有正光焦度，第一透镜朝向物侧的表面为凸面，第一透镜朝向像侧的表面为凹面；第二透镜具有正光焦度，第二透镜朝向像侧的表面为凸面；第三透镜具有负光焦度，第三透镜朝向物侧的表面为凹面，第三透镜朝向像侧的表面为凹面；第四透镜具有正光焦度，第四透镜朝向像侧的表面为凸面；第五透镜具有负光焦度，第五透镜朝向像侧的表面为凹面；其中，第一透镜朝向物侧的表面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、光学成像系统的最大半视场角HFOV之间满足：TTL/tan(HFOV)<2.0mm。

通过合理的控制光学成像系统的各个透镜的光焦度的正负的分配，可有效的平衡光学成像系统的低阶像差，同时能降低光学成像系统的公差的敏感性，保持光学成像系统的小型化的同时保证光学成像系统的成像质量。将第一透镜与第二透镜设置成正光焦度，可有效汇聚光线，第三透镜与第五透镜为负光焦度，可确保系统维持较大的像面，采用正负光焦度组合，能有效减小光学成像系统的像差，提升成像质量，同时可避免光路出现较大偏折，正负光焦度错开分配，避免光焦度过于集中导致局部透镜的形状怪异，难以加工。同时将TTL/tan(HFOV)限制在合理的范围内可使光学成像系统结构紧凑，便于终端产品走向小型化与轻薄化。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的例子一的光学成像系统的结构示意图；

图2至图3分别示出了图1中的光学成像系统的轴上色差曲线以及畸变曲线；

图4示出了本发明的例子二的光学成像系统的结构示意图；

图5至图6分别示出了图4中的光学成像系统的轴上色差曲线以及畸变曲线；

图7示出了本发明的例子三的光学成像系统的结构示意图；

图8至图9分别示出了图7中的光学成像系统的轴上色差曲线以及畸变曲线；

图10示出了本发明的例子四的光学成像系统的结构示意图；

图11至图12分别示出了图10中的光学成像系统的轴上色差曲线以及畸变曲线；

图13示出了本发明的例子五的光学成像系统的结构示意图；

图14至图15分别示出了图13中的光学成像系统的轴上色差曲线以及畸变曲线；

图16示出了本发明的例子六的光学成像系统的结构示意图；

图17至图18分别示出了图16中的光学成像系统的轴上色差曲线以及畸变曲线；

其中，上述附图包括以下附图标记：

STO、光阑；E1、第一透镜；S1、第一透镜朝向物侧的表面；S2、第一透镜朝向像侧的表面；E2、第二透镜；S3、第二透镜朝向物侧的表面；S4、第二透镜朝向像侧的表面；E3、第三透镜；S5、第三透镜朝向物侧的表面；S6、第三透镜朝向像侧的表面；E4、第四透镜；S7、第四透镜朝向物侧的表面；S8、第四透镜朝向像侧的表面；E5、第五透镜；S9、第五透镜朝向物侧的表面；S10、第五透镜朝向像侧的表面；E6、滤波片；S11、滤波片朝向物侧的表面；S12、滤波片朝向像侧的表面；S13、成像面。

具体实施方式

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发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

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，附图中所示出的球面或非球面的形状通过实例的方式示出。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。在近轴区域的面形的判断可依据该领域中通常知识者的判断方式，以R值，(R指近轴区域的曲率半径，通常指光学软件中的透镜数据库(lens data)上的R值)正负判断凹凸。以朝向物侧的表面来说，当R值为正时，判定为凸面，当R值为负时，判定为凹面；以朝向像侧的表面来说，当R值为正时，判定为凹面，当R值为负时，判定为凸面。

为了解决现有技术中光学成像系统存在小型化与高像质难以兼顾的问题，本发明提供了一种光学成像系统。

实施例一

如图1至图18所示，由光学成像系统的物侧至光学成像系统的像侧顺次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，第一透镜具有正光焦度，第一透镜朝向物侧的表面为凸面，第一透镜朝向像侧的表面为凹面；第二透镜具有正光焦度，第二透镜朝向像侧的表面为凸面；第三透镜具有负光焦度，第三透镜朝向物侧的表面为凹面，第三透镜朝向像侧的表面为凹面；第四透镜具有正光焦度，第四透镜朝向像侧的表面为凸面；第五透镜具有负光焦度，第五透镜朝向像侧的表面为凹面；其中，第一透镜朝向物侧的表面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、光学成像系统的最大半视场角HFOV之间满足：TTL/tan(HFOV)<2.0mm。

优选地，第一透镜朝向物侧的表面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、光学成像系统的最大半视场角HFOV之间满足：1.5mm<TTL/tan(HFOV)<1.98mm。

在本实施例中，第一透镜朝向物侧的表面至成像面的轴上距离TTL满足：1.8mm<TTL<2.4mm。通过将TTL限制在合理的范围内，很好的限制了光学成像系统的总长，有利于光学成像系统的小型化，同时有利于模组的小型化，以适配更加轻薄的移动终端。优选地，1.9mm<TTL<2.3mm。

在本实施例中，第一透镜的有效焦距f1、第二透镜的有效焦距f2、第四透镜的有效焦距f4之间满足：0.5<f1/(f2+f4)<1.3。通过将f1/(f2+f4)限制在合理的范围内，有利于压缩光学成像系统的总长，实现模组小型化，同时避免光焦度过度集中所造成的光学成像系统的公差敏感性增加的问题。优选地，0.75<f1/(f2+f4)<1.25。

在本实施例中，第五透镜的有效焦距f5与第三透镜的有效焦距f3之间满足：0.2<f5/f3<2.9。通过将f5/f3控制在合理的范围内，以合理分配光焦度有利于提高成像质量，同时减小第三透镜光焦度，可以降低产品制造误差的敏感性。优选地，0.4<f5/f3<2.8。

在本实施例中，第一透镜朝向物侧的表面的曲率半径R1与第一透镜朝向像侧的表面的曲率半径R2之间满足：2.4<R2/R1<3.5。通过将R2/R1限制在合理的范围内，可以合理控制边缘光线在第一透镜的偏转角度，能够有效的降低光学成像系统的敏感性。优选地，2.5<R2/R1<3.37。

在本实施例中，光学成像系统的有效焦距f、第二透镜朝向物侧的表面的曲率半径R4与第四透镜朝向像侧的表面的曲率半径R8之间满足：-1.3<f/(R4+R8)<-0.7。通过将f/(R4+R8)控制在合理的范围内，通过合理控制该条件，可以确保光学成像系统具有较大视场角，且保证边缘光线在第四透镜具有合理的偏转角度，降低光学成像系统的敏感性。优选地，-1.2<f/(R4+R8)<-0.8。

在本实施例中，第三透镜朝向物侧的表面的曲率半径R5与第三透镜朝向像侧的表面的曲率半径R6之间满足：0.1<(R6+R5)/(R6-R5)<0.8。通过控制第三透镜朝向物侧的表面的曲率半径和第三透镜朝向像侧的表面的曲率半径之和与之差的比值在一定的范围内，能够合理的控制光学成像系统边缘光线的偏转角，有效的降低光学成像系统的敏感度。优选地，0.2<(R6+R5)/(R6-R5)<0.7。

在本实施例中，第五透镜朝向像侧的表面的曲率半径R10与第五透镜的中心厚度CT5之间满足：1.4<R10/CT5<4.0。通过将R10/CT5控制在合理的范围内，可以确保第五透镜可加工性，同时降低第五透镜的敏感性。优选地，1.5<R10/CT5<3.6。

在本实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的中心厚度之和∑CT、第一透镜至第五透镜相邻透镜之间的空气间隔之和∑AT之间满足：2.2<∑CT/∑AT<3.5。通过将∑CT/∑AT限制在合理的范围内，能够有效控制光学成像系统整体结构的长度，可以使光学成像系统具有较为紧凑的结构，有利于模组小型化。优选地，2.5<∑CT/∑AT<3.45。

在本实施例中，第二透镜、第三透镜的合成焦距f23与第四透镜、第五透镜的合成焦距f45之间满足：0<(f23+f45)/(f23-f45)<0.7。通过合理控制第二透镜和第三透镜的组合焦距与第四透镜和第五透镜组合焦距的和差比值，能够控制两组透镜像差的贡献量，与前端光学元件产生的像差进行平衡，使光学成像系统的像差处于合理的水平状态。优选地，0.2<(f23+f45)/(f23-f45)<0.6。

在本实施例中，第二透镜朝向像侧的表面和光学成像系统的光轴的交点至第二透镜朝向像侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG22、第三透镜朝向物侧的表面和光轴的交点至第三透镜朝向物侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG31与第四透镜朝向像侧的表面和光轴的交点至第四透镜朝向像侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足：0.6<(SAG22+SAG31)/SAG42<1.3。通过将(SAG22+SAG31)/SAG42控制在合理的范围内，有利于更好平衡实现模组小型化与轴外视场的相对照度的关系。优选地，0.7<(SAG22+SAG31)/SAG42<1.2。

在本实施例中，第二透镜在光轴上的中心厚度CT2、第三透镜在光轴上的中心厚度CT3、第二透镜的边缘厚度ET2与第三透镜的边缘厚度ET3之间满足：2.8<CT2/ET2+ET3/CT3<3.6。通过将CT2/ET2+ET3/CT3控制在合理的范围内，有利于改善第二透镜与第三透镜加工工艺性，降低成型制造难度。优选地，2.9<CT2/ET2+ET3/CT3<3.5。

在本实施例中，第五透镜的边缘厚度ET5与第四透镜的边缘厚度ET4之间满足：1.0<ET5/ET4<2.8。通过将ET5/ET4限制在合理的范围内，能够有效控制光学成像系统的边缘结构，可以使光学成像系统具有较为紧凑的结构，有利于光学成像系统的小型化。优选地，1.5<ET5/ET4<2.7。

实施例二

如图1至图18所示，由光学成像系统的物侧至光学成像系统的像侧顺次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，第一透镜具有正光焦度，第一透镜朝向物侧的表面为凸面，第一透镜朝向像侧的表面为凹面；第二透镜具有正光焦度，第二透镜朝向像侧的表面为凸面；第三透镜具有负光焦度，第三透镜朝向物侧的表面为凹面，第三透镜朝向像侧的表面为凹面；第四透镜具有正光焦度，第四透镜朝向像侧的表面为凸面；第五透镜具有负光焦度，第五透镜朝向像侧的表面为凹面；其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的中心厚度之和∑CT、第一透镜至第五透镜相邻透镜之间的空气间隔之和∑AT之间满足：2.2<∑CT/∑AT<3.5。

通过合理的控制光学成像系统的各个透镜的光焦度的正负的分配，可有效的平衡光学成像系统的低阶像差，同时能降低光学成像系统的公差的敏感性，保持光学成像系统的小型化的同时保证光学成像系统的成像质量。将第一透镜与第二透镜设置成正光焦度，可有效汇聚光线，第三透镜与第五透镜为负光焦度，可确保系统维持较大的像面，采用正负光焦度组合，能有效减小光学成像系统的像差，提升成像质量，同时可避免光路出现较大偏折，正负光焦度错开分配，避免光焦度过于集中导致局部透镜的形状怪异，难以加工。通过将∑CT/∑AT限制在合理的范围内，能够有效控制光学成像系统整体结构的长度，可以使光学成像系统具有较为紧凑的结构，有利于模组小型化。

优选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的中心厚度之和∑CT、第一透镜至第五透镜相邻透镜之间的空气间隔之和∑AT之间满足：2.5<∑CT/∑AT<3.45。

在本实施例中，第一透镜朝向物侧的表面的曲率半径R1与第一透镜朝向像侧的表面的曲率半径R2之间满足：2.4<R2/R1<3.5。通过将R2/R1限制在合理的范围内，可以合理控制边缘光线在第一透镜的偏转角度，能够有效的降低光学成像系统的敏感性。优选地，2.5<R2/R1<3.37。在本实施例中，光学成像系统的有效焦距f、第二透镜朝向物侧的表面的曲率半径R4与第四透镜朝向像侧的表面的曲率半径R8之间满足：-1.3<f/(R4+R8)<-0.7。通过将f/(R4+R8)控制在合理的范围内，通过合理控制该条件，可以确保光学成像系统具有较大视场角，且保证边缘光线在第四透镜具有合理的偏转角度，降低光学成像系统的敏感性。优选地，-1.2<f/(R4+R8)<-0.8。

可选地，上述光学成像系统还可包括用于校正色彩偏差的滤波片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。

在本申请中的光学成像系统可采用多片透镜，例如上述的五片。通过合理分配各透镜的光焦度、面形、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上距离等，可有效增大光学成像系统的孔径、降低镜头的敏感度并提高镜头的可加工性，使得光学成像系统更有利于生产加工并且可适用于智能手机等便携式电子设备。

在本申请中，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五片透镜为例进行了描述，但是光学成像系统不限于包括五片透镜。如需要，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面型、参数的举例。

需要说明的是，下述的例子一至例子六中的任何一个例子均适用于本申请的所有实施例。

例子一

如图1至图3所示，描述了本申请例子一的光学成像系统。图1示出了例子一的光学成像系统结构的示意图。

如图1所示，光学成像系统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、第五透镜E5、滤波片E6和成像面S13。

第一透镜E1具有正光焦度，第一透镜朝向物侧的表面S1为凸面，第一透镜朝向像侧的表面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度，第二透镜朝向物侧的表面S3为凹面，第二透镜朝向像侧的表面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度，第三透镜朝向物侧的表面S5为凹面，第三透镜朝向像侧的表面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜朝向物侧的表面S7为凹面，第四透镜朝向像侧的表面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，第五透镜朝向物侧的表面S9为凸面，第五透镜朝向像侧的表面S10为凹面。滤波片E6具有滤波片朝向物侧的表面S11和滤波片朝向像侧的表面S12。来自物体的光依序穿过各表面S1至S13并最终成像在成像面S13上。

在本例子中，光学成像系统的总有效焦距f为1.36mm，光学成像系统的总长TTL为2.02mm以及像高ImgH为1.55mm。

表1示出了例子一的光学成像系统的基本结构参数表，其中，曲率半径、厚度/距离、焦距的单位均为毫米(mm)。

表1

在例子一中，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜朝向物侧的表面和朝向像侧的表面均为非球面，各非球面透镜的面型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为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表2给出了可用于例子一中各非球面镜面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28、A30。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

-3.6242E-01

4.2661E+00

-1.9409E+02

3.3669E+03

-3.5943E+04

2.0111E+05

-4.7592E+05

S2

-4.9543E-01

-4.6986E+00

-2.2237E+01

1.9473E+01

1.4497E+02

-1.3199E+04

7.5224E+04

S3

-1.0095E+00

-4.4503E+00

-2.5308E+02

5.5120E+03

-6.5388E+04

3.7118E+05

-7.4739E+05

S4

-7.1038E+00

7.8792E+01

-9.0216E+02

8.2480E+03

-5.4565E+04

2.1498E+05

-3.4818E+05

S5

-4.5535E+00

1.8546E+00

4.1032E+02

-4.2397E+03

1.8513E+04

-3.0720E+04

-1.7179E+03

S6

-1.1625E+00

-3.9799E+00

9.7881E+01

-6.9444E+02

2.5451E+03

-5.1904E+03

4.8301E+03

S7

5.6433E-01

4.0408E+00

-1.9930E+02

2.4259E+03

-1.6859E+04

7.1831E+04

-1.8462E+05

S8

5.3579E-01

1.1240E+01

-1.4979E+02

1.0259E+03

-4.4070E+03

1.1913E+04

-1.9365E+04

S9

7.7025E-01

-3.6100E+01

4.5281E+02

-3.7283E+03

2.1250E+04

-8.5682E+04

2.4792E+05

S10

-7.4089E+00

4.6004E+01

-2.5339E+02

1.0736E+03

-3.3874E+03

7.9193E+03

-1.3723E+04

面号

A18

A20

A22

A24

A26

A28

A30

S1

0.0000E+00

S2

0.0000E+00

S3

0.0000E+00

S4

0.0000E+00

S5

0.0000E+00

S6

0.0000E+00

S7

2.6150E+05

-1.5593E+05

0.0000E+00

S8

1.7207E+04

-6.4229E+03

0.0000E+00

S9

-5.1856E+05

7.8361E+05

-8.4631E+05

6.3654E+05

-3.1659E+05

9.3571E+04

-1.2441E+04

S10

1.7591E+04

-1.6555E+04

1.1256E+04

-5.3673E+03

1.6994E+03

-3.2048E+02

2.7217E+01

表2

图2示出了例子一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3示出了例子一的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。

根据图2和图3可知，例子一所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。

例子二

如图4至图6所示，描述了本申请例子二的光学成像系统。在本例子及以下例子中，为简洁起见，将省略部分与例子一相似的描述。图4示出了例子二的光学成像系统结构的示意图。

如图4所示，光学成像系统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、第五透镜E5、滤波片E6和成像面S13。

在本例子中，光学成像系统的总有效焦距f为1.41mm，光学成像系统的总长TTL为2.02mm以及像高ImgH为1.55mm。

表3示出了例子二的光学成像系统的基本结构参数表，其中，曲率半径、厚度/距离、焦距的单位均为毫米(mm)。

表3

表4示出了可用于例子二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例子一中给出的公式(1)限定。

表4

图5示出了例子二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6示出了例子二的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。

根据图5和图6可知，例子二所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。

例子三

如图7至图9所示，描述了本申请例子三的光学成像系统。图7示出了例子三的光学成像系统结构的示意图。

如图7所示，光学成像系统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、第五透镜E5、滤波片E6和成像面S13。

第一透镜E1具有正光焦度，第一透镜朝向物侧的表面S1为凸面，第一透镜朝向像侧的表面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度，第二透镜朝向物侧的表面S3为凹面，第二透镜朝向像侧的表面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度，第三透镜朝向物侧的表面S5为凹面，第三透镜朝向像侧的表面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜朝向物侧的表面S7为凸面，第四透镜朝向像侧的表面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，第五透镜朝向物侧的表面S9为凹面，第五透镜朝向像侧的表面S10为凹面。滤波片E6具有滤波片朝向物侧的表面S11和滤波片朝向像侧的表面S12。来自物体的光依序穿过各表面S1至S13并最终成像在成像面S13上。

在本例子中，光学成像系统的总有效焦距f为1.36mm，光学成像系统的总长TTL为2.00mm以及像高ImgH为1.55mm。

表5示出了例子三的光学成像系统的基本结构参数表，其中，曲率半径、厚度/距离、焦距的单位均为毫米(mm)。

表5

表6示出了可用于例子三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例子一中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

-3.6658E-01

2.5326E+00

-7.9483E+01

1.2906E+02

9.1723E+03

-1.0619E+05

3.3509E+05

S2

-4.0077E-01

-1.1967E+01

2.4490E+02

-5.5405E+03

6.1994E+04

-3.6592E+05

8.8414E+05

S3

-9.8227E-01

-4.6531E+00

-1.7509E+02

3.6933E+03

-4.4543E+04

2.4433E+05

-4.3933E+05

S4

-5.1609E+00

-4.0137E+00

6.8878E+02

-8.4193E+03

4.4754E+04

-1.0461E+05

7.7867E+04

S5

-3.7414E+00

-3.8680E+01

1.0257E+03

-8.9016E+03

3.4853E+04

-4.6135E+04

-3.2510E+04

S6

-8.1944E-01

-1.4780E+01

2.2163E+02

-1.5146E+03

5.7459E+03

-1.1963E+04

1.0855E+04

S7

-6.2534E-01

8.8232E+00

-8.6870E+01

4.0504E+02

-7.4061E+02

-1.6461E+03

1.1414E+04

S8

-4.0031E-01

3.2391E+01

-3.2600E+02

1.8011E+03

-6.2432E+03

1.3802E+04

-1.8728E+04

S9

-1.0173E+01

1.7151E+02

-1.7146E+03

1.1150E+04

-5.0884E+04

1.7095E+05

-4.3684E+05

S10

-1.1325E+01

1.1798E+02

-8.6246E+02

4.2737E+03

-1.4801E+04

3.6733E+04

-6.6340E+04

面号

A18

A20

A22

A24

A26

A28

A30

S1

0.0000E+00

S2

0.0000E+00

S3

0.0000E+00

S4

0.0000E+00

S5

0.0000E+00

S6

0.0000E+00

S7

-2.2756E+04

1.6548E+04

0.0000E+00

S8

1.4129E+04

-4.5263E+03

0.0000E+00

S9

8.6618E+05

-1.3375E+06

1.5816E+06

-1.3762E+06

8.2303E+05

-2.9955E+05

4.9660E+04

S10

8.7751E+04

-8.4794E+04

5.9076E+04

-2.8854E+04

9.3649E+03

-1.8125E+03

1.5820E+02

表6

图8示出了例子三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9示出了例子三的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。

根据图8和图9可知，例子三所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。

例子四

如图10至图12所示，描述了本申请例子四的光学成像系统。图10示出了例子四的光学成像系统结构的示意图。

如图10所示，光学成像系统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、第五透镜E5、滤波片E6和成像面S13。

在本例子中，光学成像系统的总有效焦距f为1.36mm，光学成像系统的总长TTL为2.18mm以及像高ImgH为1.55mm。

表7示出了例子四的光学成像系统的基本结构参数表，其中，曲率半径、厚度/距离、焦距的单位均为毫米(mm)。

表7

表8示出了可用于例子四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例子一中给出的公式(1)限定。

表8

图11示出了例子四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12示出了例子四的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。

根据图11和图12可知，例子四所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。

例子五

如图13至图15所示，描述了本申请例子五的光学成像系统。图13示出了例子五的光学成像系统结构的示意图。

如图13所示，光学成像系统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、第五透镜E5、滤波片E6和成像面S13。

第一透镜E1具有正光焦度，第一透镜朝向物侧的表面S1为凸面，第一透镜朝向像侧的表面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度，第二透镜朝向物侧的表面S3为凸面，第二透镜朝向像侧的表面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度，第三透镜朝向物侧的表面S5为凹面，第三透镜朝向像侧的表面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜朝向物侧的表面S7为凹面，第四透镜朝向像侧的表面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，第五透镜朝向物侧的表面S9为凸面，第五透镜朝向像侧的表面S10为凹面。滤波片E6具有滤波片朝向物侧的表面S11和滤波片朝向像侧的表面S12。来自物体的光依序穿过各表面S1至S13并最终成像在成像面S13上。

在本例子中，光学成像系统的总有效焦距f为1.36mm，光学成像系统的总长TTL为2.20mm以及像高ImgH为1.55mm。

表9示出了例子五的光学成像系统的基本结构参数表，其中，曲率半径、厚度/距离、焦距的单位均为毫米(mm)。

表9

表10示出了可用于例子五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例子一中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

-3.0748E-01

-2.6895E+00

3.8435E+01

-1.1835E+03

1.3980E+04

-8.7788E+04

2.0922E+05

S2

-7.4071E-01

-2.8281E+00

-1.2719E+02

1.8695E+03

-1.7810E+04

8.1231E+04

-1.2434E+05

S3

-1.2021E+00

-5.7645E-01

-4.7084E+02

9.2513E+03

-1.0292E+05

5.7788E+05

-1.1994E+06

S4

-8.0039E+00

9.8440E+01

-1.3772E+03

1.3546E+04

-8.1612E+04

2.7659E+05

-3.8903E+05

S5

-6.4859E+00

3.9631E+01

-2.6571E+02

3.0359E+03

-1.9878E+04

6.0365E+04

-6.7481E+04

S6

-1.2988E+00

-2.0291E+00

6.8459E+01

-4.7479E+02

1.7261E+03

-3.6661E+03

3.6535E+03

S7

8.8887E-01

-7.0831E+00

-1.1182E+01

5.0233E+02

-4.4268E+03

2.1124E+04

-5.8907E+04

S8

4.5650E-01

3.9205E+00

-4.5307E+01

2.7043E+02

-9.9148E+02

2.2089E+03

-2.8374E+03

S9

1.7446E+00

-2.2168E+01

1.3157E+02

-5.0062E+02

1.2485E+03

-1.9518E+03

1.5944E+03

S10

-3.8757E+00

1.4127E+01

-5.4430E+01

1.9066E+02

-5.3961E+02

1.1518E+03

-1.8032E+03

面号

A18

A20

A22

A24

A26

A28

A30

S1

0.0000E+00

S2

0.0000E+00

S3

0.0000E+00

S4

0.0000E+00

S5

0.0000E+00

S6

0.0000E+00

S7

8.9823E+04

-5.7538E+04

0.0000E+00

S8

1.8983E+03

-5.0545E+02

0.0000E+00

S9

5.9814E+01

-1.4368E+03

1.1025E+03

7.9869E+01

-5.5449E+02

3.0237E+02

-5.4975E+01

S10

2.0486E+03

-1.6761E+03

9.7415E+02

-3.9154E+02

1.0332E+02

-1.6090E+01

1.1198E+00

表10

图14示出了例子五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15示出了例子五的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。

根据图14和图15可知，例子五所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。

例子六

如图16至图18所示，描述了本申请例子六的光学成像系统。图16示出了例子六的光学成像系统结构的示意图。

如图16所示，光学成像系统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、第五透镜E5、滤波片E6和成像面S13。

表11示出了例子六的光学成像系统的基本结构参数表，其中，曲率半径、厚度/距离、焦距的单位均为毫米(mm)。

表11

表12示出了可用于例子六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例子一中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

-3.9686E-01

1.9187E+00

-1.2275E+02

2.1260E+03

-2.3805E+04

1.4044E+05

-3.5185E+05

S2

-9.2798E-01

-2.0137E+00

-1.9158E+02

3.4676E+03

-3.6047E+04

1.8823E+05

-3.8069E+05

S3

-1.2977E+00

-5.5273E+00

-2.6269E+02

4.5557E+03

-5.0617E+04

3.0665E+05

-6.7891E+05

S4

-8.1400E+00

1.0621E+02

-1.5834E+03

1.5875E+04

-9.1849E+04

2.8513E+05

-3.6208E+05

S5

-6.4424E+00

5.3168E+01

-6.8265E+02

8.3495E+03

-5.3269E+04

1.6193E+05

-1.8743E+05

S6

-1.0072E+00

-4.1114E+00

6.7552E+01

-3.6967E+02

1.1474E+03

-2.1731E+03

1.9632E+03

S7

2.7724E-01

6.5147E+00

-1.4118E+02

1.3231E+03

-7.7069E+03

2.8095E+04

-6.1708E+04

S8

1.4046E-01

1.1117E+01

-1.2446E+02

8.1533E+02

-3.3425E+03

8.3639E+03

-1.2264E+04

S9

2.4229E+00

-2.9031E+01

1.8419E+02

-8.1890E+02

2.6826E+03

-6.6090E+03

1.2283E+04

S10

-3.3506E+00

8.9053E+00

-2.2720E+01

5.9770E+01

-1.6078E+02

3.6826E+02

-6.3396E+02

面号

A18

A20

A22

A24

A26

A28

A30

S1

0.0000E+00

S2

0.0000E+00

S3

0.0000E+00

S4

0.0000E+00

S5

0.0000E+00

S6

0.0000E+00

S7

7.4709E+04

-3.8446E+04

0.0000E+00

S8

9.6615E+03

-3.1618E+03

0.0000E+00

S9

-1.7082E+04

1.7531E+04

-1.3011E+04

6.7671E+03

-2.3346E+03

4.7942E+02

-4.4346E+01

S10

7.8665E+02

-6.9431E+02

4.3035E+02

-1.8270E+02

5.0518E+01

-8.1893E+00

5.9009E-01

表12

图17示出了例子六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18示出了例子六的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。

根据图17和图18可知，例子六所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。

综上，例子一至例子六分别满足表13中所示的关系。

表13

表14给出了例子一至例子六的光学成像系统的有效焦距f，各透镜的有效焦距f1至f5。

例子参数	1	2	3	4	5	6
							f1(mm)	2.12	2.05	2.06	2.28	2.59	2.58
f2(mm)	1.29	1.37	1.43	1.31	1.27	1.11
							f3(mm)	-1.03	-1.09	-1.22	-0.87	-0.95	-0.90
f4(mm)	1.04	1.04	0.72	0.63	1.12	1.24
							f5(mm)	-1.23	-1.12	-0.65	-0.66	-2.16	-2.45
f(mm)	1.36	1.41	1.36	1.36	1.36	1.36
							TTL(mm)	2.02	2.02	2.00	2.18	2.20	2.20
ImgH(mm)	1.55	1.55	1.55	1.55	1.55	1.55

表14

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。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统仅具有五片透镜，由所述光学成像系统的物侧至所述光学成像系统的像侧顺次包括：

第一透镜，所述第一透镜具有正光焦度，所述第一透镜朝向物侧的表面为凸面，所述第一透镜朝向像侧的表面为凹面；

第二透镜，所述第二透镜具有正光焦度，所述第二透镜朝向像侧的表面为凸面；

第三透镜，所述第三透镜具有负光焦度，所述第三透镜朝向物侧的表面为凹面，所述第三透镜朝向像侧的表面为凹面；

第四透镜，所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜朝向像侧的表面为凸面；

第五透镜，所述第五透镜具有负光焦度，所述第五透镜朝向像侧的表面为凹面；

其中，所述第一透镜朝向物侧的表面至所述光学成像系统的成像面的轴上距离

TTL、所述光学成像系统的最大半视场角HFOV之间满足：1.5mm<

TTL/tan(HFOV)<2.0mm；

所述第一透镜的有效焦距f1、所述第二透镜的有效焦距f2、所述第四透镜的有效焦距f4之间满足：0.5<f1/(f2+f4)<1.3；

所述第二透镜、所述第三透镜的合成焦距f23与所述第四透镜、所述第五透镜的合成焦距f45之间满足：0<(f23+f45)/(f23-f45)<0.7。

2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜朝向物侧的表面至所述成像面的轴上距离TTL满足：1.8mm<TTL<2.4mm。

3.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第五透镜的有效焦距f5与所述第三透镜的有效焦距f3之间满足：0.2<f5/f3<2.9。

4.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜朝向物侧的表面的曲率半径R1与所述第一透镜朝向像侧的表面的曲率半径R2之间满足：2.4<R2/R1<3.5。

5.根据权利要求1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、所述第二透镜朝向物侧的表面的曲率半径R4与所述第四透镜朝向像侧的表面的曲率半径R8之间满足：-1.3<f/(R4+R8)<-0.7。

6.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第三透镜朝向物侧的表面的曲率半径R5与所述第三透镜朝向像侧的表面的曲率半径R6之间满足：0.1<(R6+R5)/(R6-R5)<0.8。

7.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第五透镜朝向像侧的表面的曲率半径R10与所述第五透镜的中心厚度CT5之间满足：1.4<R10/CT5<4.0。

8.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜的中心厚度之和∑CT、所述第一透镜至所述第五透镜相邻透镜之间的空气间隔之和∑AT之间满足：2.2<∑CT/∑AT<3.5。

9.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜朝向像侧的表面和所述光学成像系统的光轴的交点至所述第二透镜朝向像侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG22、所述第三透镜朝向物侧的表面和所述光轴的交点至所述第三透镜朝向物侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG31与所述第四透镜朝向像侧的表面和所述光轴的交点至所述第四透镜朝向像侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足：0.6<(SAG22+SAG31)/SAG42<1.3。

10.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜在光轴上的中心厚度CT2、所述第三透镜在光轴上的中心厚度CT3、所述第二透镜的边缘厚度ET2与所述第三透镜的边缘厚度ET3之间满足：2.8<CT2/ET2+ET3/CT3<3.6。

11.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第五透镜的边缘厚度ET5与所述第四透镜的边缘厚度ET4之间满足：1.0<ET5/ET4<2.8。