CN114859513A - 光学成像系统 - Google Patents

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CN114859513A CN202210532258.0A CN202210532258A CN114859513A CN 114859513 A CN114859513 A CN 114859513A CN 202210532258 A CN202210532258 A CN 202210532258A CN 114859513 A CN114859513 A CN 114859513A
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蒋文超
赵烈烽
戴付建
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供了一种光学成像系统，包括具有正光焦度的第一透镜，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；具有光焦度的第二透镜；第三透镜，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；第四透镜，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凸面；具有负光焦度的第五透镜；其中，光学成像系统的有效焦距f、光学成像系统的入瞳直径EPD、第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：0.5＜f/EPD‑TTL/ImgH＜1.5；第一透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT1、第一透镜和第二透镜在光轴上的距离T12之间满足：0.5<CT1/T12<5.0。本发明解决了现有技术中光学成像系统存在体积大的问题。

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
随着智能电子设备如手机、电脑和平板等产品的快速更新换代，市场上这些产品都像全面屏、超薄化方向发展，而前置摄像的功能不能缺少。目前市场上的笔记本电脑上都少不了安装一枚前置摄像头，然而，这个曾经“必不可少”的设备，如今正慢慢地被笔记本电脑使用者们遗忘。笔记本电脑摄像头的成像效果不理想、成像范围不够大，都是其长期存在的问题。本发明提出了一种小头、广角镜头，在保证优良成像质量的前提下，可以让相机前端更小、更美观，并且有利于实际拍摄过程中获得被摄物体更大的视野范围，给消费者更好的体验，并且特别的考虑到笔记本电脑使用环境，在短距离物距情况下设计的镜头。
也就是说，现有技术中光学成像系统存在体积大无法适应窄边框的市场需求、视场角较小无法获得被摄物体更大的视野范围，物距较短时成像质量差的问题。
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体积大的问题。
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，包括：具有正光焦度的第一透镜，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；具有光焦度的第二透镜；具有光焦度的第三透镜，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第四透镜，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凸面；具有负光焦度的第五透镜；其中，光学成像系统的有效焦距f、光学成像系统的入瞳直径EPD、第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：0.5＜f/EPD-TTL/ImgH＜1.5；第一透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT1、第一透镜和第二透镜在光轴上的距离T12之间满足：0.5<CT1/T12<5.0。
进一步地，光学成像系统的最大视场角FOV满足：FOV＞85°。
进一步地，第三透镜的边缘厚度ET3、第四透镜的边缘厚度ET4、第三透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT3与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4之间满足：3.0＜ET3/CT3+CT4/ET4＜5.0。
进一步地，第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、光学成像系统的有效焦距f与光学成像系统的最大视场角一半Semi-FOV之间满足：0＜TTL/f-Tan(Semi-FOV)＜1.0。
进一步地，光学成像系统的有效焦距f、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的像侧面的曲率半径R10之间满足：1.5＜f/R10-f/R9＜5.0。
进一步地，第五透镜的有效焦距f5、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的像侧面的曲率半径R10之间满足：1.5＜|f5/R9|+|f5/R10|＜7.0。
进一步地，第四透镜的有效焦距f4与第四透镜的像侧面的曲率半径R8之间满足：-3.0＜f4/R8＜-1.5。
进一步地，第三透镜的物侧面的曲率半径R5、第三透镜的像侧面的曲率半径R6、第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第一透镜的像侧面的曲率半径R2之间满足：2.5≤R5/R6+R2/R1≤5.5。
进一步地，第四透镜的物侧面和光学成像系统的光轴的交点至第四透镜的物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG41、第四透镜的像侧面和光轴的交点至第四透镜的像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足：2.0＜SAG42/SAG41＜5.0。
进一步地，第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的有效焦距f5之间满足：-1.5＜R9/f5＜2.0。
进一步地，第二透镜的有效焦距f2与第二透镜的像侧面的曲率半径R4之间满足：-2.5＜f2/R4＜14。
进一步地，第二透镜的中心厚度CT2与第二透镜和第三透镜在光学成像系统的光轴上的距离T23之间满足：0.1＜T23/CT2＜1.7。
进一步地，第四透镜的有效焦距f4与第三透镜的像侧面的曲率半径R6之间满足：0.15＜f4/R6＜1.0。
进一步地，第一透镜的中心厚度CT1与第四透镜的中心厚度CT4之间满足：0.1＜CT1/CT4＜0.8。
根据本发明的另一方面，提供了一种光学成像系统，包括：具有正光焦度的第一透镜，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；具有光焦度的第二透镜；具有光焦度的第三透镜，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第四透镜，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凸面；具有负光焦度的第五透镜；其中，光学成像系统的有效焦距f、光学成像系统的入瞳直径EPD、第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：0.5＜f/EPD-TTL/ImgH＜1.5；第一透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT1、第一透镜和第二透镜在光轴上的距离T12之间满足：0.5<CT1/T12<5.0；第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：1.0＜TTL/ImgH＜1.9。
进一步地，光学成像系统的最大视场角FOV满足：FOV＞85°。
进一步地，第三透镜的边缘厚度ET3、第四透镜的边缘厚度ET4、第三透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT3与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4之间满足：3.0＜ET3/CT3+CT4/ET4＜5.0。
进一步地，第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、光学成像系统的有效焦距f与光学成像系统的最大视场角一半Semi-FOV之间满足：0＜TTL/f-Tan(Semi-FOV)＜1.0。
进一步地，光学成像系统的有效焦距f、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的像侧面的曲率半径R10之间满足：1.5＜f/R10-f/R9＜5.0。
进一步地，第五透镜的有效焦距f5、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的像侧面的曲率半径R10之间满足：1.5＜|f5/R9|+|f5/R10|＜7.0。
进一步地，第四透镜的有效焦距f4与第四透镜的像侧面的曲率半径R8之间满足：-3.0＜f4/R8＜-1.5。
进一步地，第三透镜的物侧面的曲率半径R5、第三透镜的像侧面的曲率半径R6、第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第一透镜的像侧面的曲率半径R2之间满足：2.5≤R5/R6+R2/R1≤5.5。
进一步地，第四透镜的物侧面和光学成像系统的光轴的交点至第四透镜的物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG41、第四透镜的像侧面和光轴的交点至第四透镜的像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足：2.0＜SAG42/SAG41＜5.0。
进一步地，第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的有效焦距f5之间满足：-1.5＜R9/f5＜2.0。
进一步地，第二透镜的有效焦距f2与第二透镜的像侧面的曲率半径R4之间满足：-2.5＜f2/R4＜14。
进一步地，第二透镜的中心厚度CT2与第二透镜和第三透镜在光学成像系统的光轴上的距离T23之间满足：0.1＜T23/CT2＜1.7。
进一步地，第四透镜的有效焦距f4与第三透镜的像侧面的曲率半径R6之间满足：0.15＜f4/R6＜1.0。
进一步地，第一透镜的中心厚度CT1与第四透镜的中心厚度CT4之间满足：0.1＜CT1/CT4＜0.8。
应用本发明的技术方案，光学成像系统包括第一透镜、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，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具有光焦度；第三透镜具有光焦度，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；第四透镜具有正光焦度，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凸面；第五透镜具有负光焦度；其中，光学成像系统的有效焦距f、光学成像系统的入瞳直径EPD、第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：0.5＜f/EPD-TTL/ImgH＜1.5；第一透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT1、第一透镜和第二透镜在光轴上的距离T12之间满足：0.5<CT1/T12<5.0。
基于物距为400mm的设计前提下，将第一透镜设置成正光焦度、且第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面的形式，能够对入射到光学成像系统的光线进行汇聚，使得光线能够顺利进入到后方，减小光学成像系统的口径及总长，有利于光学成像系统的小型化。第二透镜与第一透镜和第二透镜适配，以减少光线的偏折程度，使得光线平稳过渡。而第三透镜的物侧面设置成凸面，可以对来自第二透镜的光线进行汇聚后，再经第三透镜的像侧面发散后射出，有利于减少像差，保证光学成像系统的成像质量。第四透镜能够对经第三透镜射出的光线进行汇聚，使得光线能够顺利且平稳的射入到第五透镜中，平衡透镜产生的球差和色差，并经第五透镜的发散后射入到成像面上，保证光学成像系统成像质量的同时有利于光学成像系统的小型化，同时保证微距较短的情况下能够清晰成像。通过将f/EPD-TTL/ImgH限制在合理的范围内，将f/EPD、TTL、ImgH三者约束在一起，对光学成像系统设计时需要兼顾三者之间的关系，以将光学成像系统的像高和总长限制在合理的范围内的同时保证光学成像系统具有足够的通光亮，避免EPD过小导致获取光能量太弱，衍射极限过低从而导致成像质量不佳的问题。通过将CT1/T12限制在合理的范围内，将第一透镜与第二透镜之间的距离限制在合理的范围内，有利于控制光线在第一透镜与第二透镜之间的偏折角度，保证了光学成像系统的成像质量。
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5示出了图1中光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线和倍率色差曲线；
图6示出了本发明的例子二的光学成像系统的结构示意图；
图7至图10示出了图6中光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线和倍率色差曲线；
图11示出了本发明的例子三的光学成像系统的结构示意图；
图12至图15示出了图11中光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线和倍率色差曲线；
图16示出了本发明的例子四的光学成像系统的结构示意图；
图17至图20示出了图16中光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线和倍率色差曲线；
图21示出了本发明的例子五的光学成像系统的结构示意图；
图22至图25示出了图21中光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线和倍率色差曲线；
图26示出了本发明的例子六的光学成像系统的结构示意图；
图27至图30示出了图26中光学成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线和倍率色差曲线。
其中，上述附图包括以下附图标记：
E1、第一透镜；S1、第一透镜的物侧面；S2、第一透镜的像侧面；STO、光阑；E2、第二透镜；S3、第二透镜的物侧面；S4、第二透镜的像侧面；E3、第三透镜；S5、第三透镜的物侧面；S6、第三透镜的像侧面；E4、第四透镜；S7、第四透镜的物侧面；S8、第四透镜的像侧面；E5、第五透镜；S9、第五透镜的物侧面；S10、第五透镜的像侧面；E6、滤波片；S11、滤波片的物侧面；S12、滤波片的像侧面；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。以物侧面来说，当R值为正时，判定为凸面，当R值为负时，判定为凹面；以像侧面来说，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体积大的问题，本发明提供了一种光学成像系统。
实施例一
如图1至图30所示，光学成像系统包括第一透镜、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，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具有光焦度；第三透镜具有光焦度，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；第四透镜具有正光焦度，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凸面；第五透镜具有负光焦度；其中，光学成像系统的有效焦距f、光学成像系统的入瞳直径EPD、第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：0.5＜f/EPD-TTL/ImgH＜1.5；第一透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT1、第一透镜和第二透镜在光轴上的距离T12之间满足：0.5<CT1/T12<5.0。
基于物距为400mm的设计前提下，将第一透镜设置成正光焦度、且第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面的形式，能够对入射到光学成像系统的光线进行汇聚，使得光线能够顺利进入到后方，减小光学成像系统的口径及总长，有利于光学成像系统的小型化。第二透镜与第一透镜和第二透镜适配，以减少光线的偏折程度，使得光线平稳过渡。而第三透镜的物侧面设置成凸面，可以对来自第二透镜的光线进行汇聚后，再经第三透镜的像侧面发散后射出，有利于减少像差，保证光学成像系统的成像质量。第四透镜能够对经第三透镜射出的光线进行汇聚，使得光线能够顺利且平稳的射入到第五透镜中，平衡透镜产生的球差和色差，并经第五透镜的发散后射入到成像面上，保证光学成像系统成像质量的同时有利于光学成像系统的小型化，同时保证微距较短的情况下能够清晰成像。通过将f/EPD-TTL/ImgH限制在合理的范围内，将f/EPD、TTL、ImgH三者约束在一起，对光学成像系统设计时需要兼顾三者之间的关系，以将光学成像系统的像高和总长限制在合理的范围内的同时保证光学成像系统具有足够的通光亮，避免EPD过小导致获取光能量太弱，衍射极限过低从而导致成像质量不佳的问题。通过将CT1/T12限制在合理的范围内，将第一透镜与第二透镜之间的距离限制在合理的范围内，有利于控制光线在第一透镜与第二透镜之间的偏折角度，保证了光学成像系统的成像质量。
优选的，光学成像系统的有效焦距f、光学成像系统的入瞳直径EPD、第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：0.75＜f/EPD-TTL/ImgH＜1.4。第一透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT1、第一透镜和第二透镜在光轴上的距离T12之间满足：0.6<CT1/T12<4.8。
在本实施例中，光学成像系统的最大视场角FOV满足：FOV＞85°。通过将光学成像系统的最大视场角限制在大于85°的范围内，使得光学成像系统能够提供一个大视场角，有利于实际拍摄过程中获得被拍摄物体更大的视野范围。也就是说，具有大视场角的光学成像系统能够清晰的拍摄更大的视野范围。优选的，85°＜FOV＜130°。
在本实施例中，第三透镜的边缘厚度ET3、第四透镜的边缘厚度ET4、第三透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT3与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4之间满足：3.0＜ET3/CT3+CT4/ET4＜5.0。通过将ET3/CT3+CT4/ET4控制在合理的范围内，可以减少第三透镜和第四透镜处的光线之间的偏折，更好的平衡光学成像系统的畸变和场曲，同时确保第三透镜和第四透镜在组装过程中不易变形，保证场曲的稳定性。同时这样设置可以保证工艺调试具有更大的空间，避免这些透镜出现外观问题而导致杂散光的风险，有效保证了光学成像系统的成像质量。优选的，3.2＜ET3/CT3+CT4/ET4＜4.9。
在本实施例中，第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、光学成像系统的有效焦距f与光学成像系统的最大视场角一半Semi-FOV之间满足：0＜TTL/f-Tan(Semi-FOV)＜1.0。通过将TTL/f-Tan(Semi-FOV)限制在合理的范围内，将TTL、f、FOV三者约束在一起，在保证光学成像系统具有足够大的焦距和适当大小的视场角的情况下，保证光学成像系统具有较小的总长，有利于光学成像系统的小型化。同时将焦距和视场角限制在合理的范围内，以保证光学成像系统对景物的拍摄效果。优选的，0.1＜TTL/f-Tan(Semi-FOV)＜0.77。
在本实施例中，光学成像系统的有效焦距f、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的像侧面的曲率半径R10之间满足：1.5＜f/R10-f/R9＜5.0。通过将f/R10-f/R9限制在合理的范围内，可以有效避免光焦度过于集中带来的第五透镜敏感性的问题，同时将第五透镜的物侧面和像侧面的曲率半径控制在合理的范围内，保证公差要求更符合现有的制程能力水平，搭配第五透镜有效地平衡光学成像系统的球差、慧差和像散等，保证光学成像系统的成像质量。优选的，1.6＜f/R10-f/R9＜4.8。
在本实施例中，第五透镜的有效焦距f5、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的像侧面的曲率半径R10之间满足：1.5＜|f5/R9|+|f5/R10|＜7.0。通过将|f5/R9|+|f5/R10|控制在合理的范围内，将第五透镜的光焦度限制在合理的范围内，避免光焦度过于集中在第五透镜上，避免第五透镜的敏感性的问题。同时将第五透镜的物侧面和像侧面的曲率半径控制在合理的范围内，保证公差要求更符合现有的制程能力水平，搭配第五透镜有效地平衡光学成像系统的球差、慧差和像散等，保证光学成像系统的成像质量。优选的，1.6＜|f5/R9|+|f5/R10|＜6.8。
在本实施例中，第四透镜的有效焦距f4与第四透镜的像侧面的曲率半径R8之间满足：-3.0＜f4/R8＜-1.5。通过将f4/R8限制在合理的范围内，将第四透镜的像侧面的曲率半径限制在合理的范围内，减缓光线在第四透镜中的偏折从而减小第四透镜的敏感性，以及可以有效地避免由于第四透镜工艺性太差而带来的一系列加工问题，此外，还能减小第四透镜产生的球差。优选的，-2.9＜f4/R8＜-1.7。
在本实施例中，第三透镜的物侧面的曲率半径R5、第三透镜的像侧面的曲率半径R6、第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第一透镜的像侧面的曲率半径R2之间满足：2.5≤R5/R6+R2/R1≤5.5。通过将R5/R6+R2/R1限制在合理的范围内，避免由于倾角过大带来的加工困难问题。同时将R1、R2、R5和R6四者之间约束在合理的范围内，使得第一透镜与第三透镜的尺寸在合理的范围内，避免第一透镜与第三透镜之间尺寸差距过大。还可以降低前三片透镜的敏感性，以确保更好的收敛外部光线，获得更大的光圈。优选的，2.5≤R5/R6+R2/R1≤5.3。
在本实施例中，第四透镜的物侧面和光学成像系统的光轴的交点至第四透镜的物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG41、第四透镜的像侧面和光轴的交点至第四透镜的像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足：2.0＜SAG42/SAG41＜5.0。通过将SAG42/SAG41限制在合理的范围内，保证第四透镜的加工性，减少第四透镜加工过程困难，并且CRA可以和芯片更好的匹配。优选的，2.2＜SAG42/SAG41＜5.0。
在本实施例中，第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的有效焦距f5之间满足：-1.5＜R9/f5＜2.0。通过R9/f5限制在合理的范围内，可以保证第五透镜的形态，保证第五透镜的加工性。同时将第五透镜的焦距限制在合理的范围内，以保证第五透镜对光线的发散，以保证光线成像系统获得适当的像高，保证光学成像系统的成像质量。优选的，-1.4＜R9/f5＜1.5。
在本实施例中，第二透镜的有效焦距f2与第二透镜的像侧面的曲率半径R4之间满足：-2.5＜f2/R4＜14。通过f2/R4限制在合理的范围内，以保证第二透镜的形状，便于第二透镜的加工。同时将第二透镜的焦距限制在合理的范围内，有利于光焦度的合理分配，保证光学成像系统的成像质量。优选的，-2.3＜f2/R4＜13.5。
在本实施例中，第二透镜的中心厚度CT2与第二透镜和第三透镜在光学成像系统的光轴上的距离T23之间满足：0.1＜T23/CT2＜1.7。通过将T23/CT2限制在合理的范围内，将第二透镜与第三透镜之间的距离限制在合理的范围内，有利于控制光线在第二透镜与第三透镜之间的偏折角度，保证了光学成像系统的成像质量，同时有利于光学成像系统的小型化。优选的，0.12＜T23/CT2＜1.6。
在本实施例中，第四透镜的有效焦距f4与第三透镜的像侧面的曲率半径R6之间满足：0.15＜f4/R6＜1.0。通过将f4/R6限制在合理的范围内，有利于控制第三透镜与第四透镜之间的光线的偏折，有利于光线的平缓传输，以保证光学成像系统的成像质量，同时有利于光焦度的合理分配。优选的，0.18＜f4/R6＜0.9。
在本实施例中，第一透镜的中心厚度CT1与第四透镜的中心厚度CT4之间满足：0.1＜CT1/CT4＜0.8。通过将CT1/CT4限制在合理的范围内，有利于保证第一透镜和第四透镜的形态，有利于第一透镜和第二透镜的加工。优选的，0.2＜CT1/CT4＜0.8。
实施例二
如图1至图30所示，光学成像系统包括第一透镜、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，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具有光焦度；第三透镜具有光焦度，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；第四透镜具有正光焦度，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凸面；第五透镜具有负光焦度；其中，光学成像系统的有效焦距f、光学成像系统的入瞳直径EPD、第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：0.5＜f/EPD-TTL/ImgH＜1.5；第一透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT1、第一透镜和第二透镜在光轴上的距离T12之间满足：0.5<CT1/T12<5.0；第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：1.0＜TTL/ImgH＜1.9。
基于物距为400mm的设计前提下，将第一透镜设置成正光焦度、且第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面的形式，能够对入射到光学成像系统的光线进行汇聚，使得光线能够顺利进入到后方，减小光学成像系统的口径及总长，有利于光学成像系统的小型化。第二透镜与第一透镜和第二透镜适配，以减少光线的偏折程度，使得光线平稳过渡。而第三透镜的物侧面设置成凸面，可以对来自第二透镜的光线进行汇聚后，再经第三透镜的像侧面发散后射出，有利于减少像差，保证光学成像系统的成像质量。第四透镜能够对经第三透镜射出的光线进行汇聚，使得光线能够顺利且平稳的射入到第五透镜中，平衡透镜产生的球差和色差，并经第五透镜的发散后射入到成像面上，保证光学成像系统成像质量的同时有利于光学成像系统的小型化。通过将f/EPD-TTL/ImgH限制在合理的范围内，将f/EPD、TTL、ImgH三者约束在一起，对光学成像系统设计时需要兼顾三者之间的关系，以将光学成像系统的像高和总长限制在合理的范围内的同时保证光学成像系统具有足够的通光亮，避免EPD过小导致获取光能量太弱，衍射极限过低从而导致成像质量不佳的问题。通过将TTL/ImgH限制在合理的范围内，在保证光学成像系统具有适当的像高的前提下，有利于光学成像镜头的小型化。通过将CT1/T12限制在合理的范围内，将第一透镜与第二透镜之间的距离限制在合理的范围内，有利于控制光线在第一透镜与第二透镜之间的偏折角度，保证了光学成像系统的成像质量。
优选的，光学成像系统的有效焦距f、光学成像系统的入瞳直径EPD、第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：0.75＜f/EPD-TTL/ImgH＜1.4。第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：1.1＜TTL/ImgH＜1.8。第一透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT1、第一透镜和第二透镜在光轴上的距离T12之间满足：0.6<CT1/T12<4.8。
在本实施例中，光学成像系统的最大视场角FOV满足：FOV＞85°。通过将光学成像系统的最大视场角限制在大于85°的范围内，使得光学成像系统能够提供一个大视场角，有利于实际拍摄过程中获得被拍摄物体更大的视野范围。也就是说，具有大视场角的光学成像系统能够清晰的拍摄更大的视野范围。优选的，85°＜FOV＜130°。
在本实施例中，第三透镜的边缘厚度ET3、第四透镜的边缘厚度ET4、第三透镜在光学成像系统的光轴上的中心厚度CT3与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4之间满足：3.0＜ET3/CT3+CT4/ET4＜5.0。通过将ET3/CT3+CT4/ET4控制在合理的范围内，可以减少第三透镜和第四透镜处的光线之间的偏折，更好的平衡光学成像系统的畸变和场曲，同时确保第三透镜和第四透镜在组装过程中不易变形，保证场曲的稳定性。同时这样设置可以保证工艺调试具有更大的空间，避免这些透镜出现外观问题而导致杂散光的风险，有效保证了光学成像系统的成像质量。优选的，3.2＜ET3/CT3+CT4/ET4＜4.9。
在本实施例中，第一透镜的物侧面至光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、光学成像系统的有效焦距f与光学成像系统的最大视场角一半Semi-FOV之间满足：0＜TTL/f-Tan(Semi-FOV)＜1.0。通过将TTL/f-Tan(Semi-FOV)限制在合理的范围内，将TTL、f、FOV三者约束在一起，在保证光学成像系统具有足够大的焦距和适当大小的视场角的情况下，保证光学成像系统具有较小的总长，有利于光学成像系统的小型化。同时将焦距和视场角限制在合理的范围内，以保证光学成像系统对景物的拍摄效果。优选的，0.1＜TTL/f-Tan(Semi-FOV)＜0.77。
在本实施例中，光学成像系统的有效焦距f、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的像侧面的曲率半径R10之间满足：1.5＜f/R10-f/R9＜5.0。通过将f/R10-f/R9限制在合理的范围内，可以有效避免光焦度过于集中带来的第五透镜敏感性的问题，同时将第五透镜的物侧面和像侧面的曲率半径控制在合理的范围内，保证公差要求更符合现有的制程能力水平，搭配第五透镜有效地平衡光学成像系统的球差、慧差和像散等，保证光学成像系统的成像质量。优选的，1.6＜f/R10-f/R9＜4.8。
在本实施例中，第五透镜的有效焦距f5、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的像侧面的曲率半径R10之间满足：1.5＜|f5/R9|+|f5/R10|＜7.0。通过将|f5/R9|+|f5/R10|控制在合理的范围内，将第五透镜的光焦度限制在合理的范围内，避免光焦度过于集中在第五透镜上，避免第五透镜的敏感性的问题。同时将第五透镜的物侧面和像侧面的曲率半径控制在合理的范围内，保证公差要求更符合现有的制程能力水平，搭配第五透镜有效地平衡光学成像系统的球差、慧差和像散等，保证光学成像系统的成像质量。优选的，1.6＜|f5/R9|+|f5/R10|＜6.8。
在本实施例中，第四透镜的有效焦距f4与第四透镜的像侧面的曲率半径R8之间满足：-3.0＜f4/R8＜-1.5。通过将f4/R8限制在合理的范围内，将第四透镜的像侧面的曲率半径限制在合理的范围内，减缓光线在第四透镜中的偏折从而减小第四透镜的敏感性，以及可以有效地避免由于第四透镜工艺性太差而带来的一系列加工问题，此外，还能减小第四透镜产生的球差。优选的，-2.9＜f4/R8＜-1.7。
在本实施例中，第三透镜的物侧面的曲率半径R5、第三透镜的像侧面的曲率半径R6、第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第一透镜的像侧面的曲率半径R2之间满足：2.5≤R5/R6+R2/R1≤5.5。通过将R5/R6+R2/R1限制在合理的范围内，避免由于倾角过大带来的加工困难问题。同时将R1、R2、R5和R6四者之间约束在合理的范围内，使得第一透镜与第三透镜的尺寸在合理的范围内，避免第一透镜与第三透镜之间尺寸差距过大。还可以降低前三片透镜的敏感性，以确保更好的收敛外部光线，获得更大的光圈。优选的，2.5≤R5/R6+R2/R1≤5.3。
在本实施例中，第四透镜的物侧面和光学成像系统的光轴的交点至第四透镜的物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG41、第四透镜的像侧面和光轴的交点至第四透镜的像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足：2.0＜SAG42/SAG41＜5.0。通过将SAG42/SAG41限制在合理的范围内，保证第四透镜的加工性，避免第四透镜加工过程困难，并且CRA可以和芯片更好的匹配。优选的，2.2＜SAG42/SAG41＜5.0。
在本实施例中，第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第五透镜的有效焦距f5之间满足：-1.5＜R9/f5＜2.0。通过R9/f5限制在合理的范围内，可以保证第五透镜的形态，保证第五透镜的加工性。同时将第五透镜的焦距限制在合理的范围内，以保证第五透镜对光线的发散，以保证光线成像系统获得适当的像高，保证光学成像系统的成像质量。优选的，-1.4＜R9/f5＜1.5。
在本实施例中，第二透镜的有效焦距f2与第二透镜的像侧面的曲率半径R4之间满足：-2.5＜f2/R4＜14。通过f2/R4限制在合理的范围内，以保证第二透镜的形状，便于第二透镜的加工。同时将第二透镜的焦距限制在合理的范围内，有利于光焦度的合理分配，保证光学成像系统的成像质量。优选的，-2.3＜f2/R4＜13.5。
在本实施例中，第二透镜的中心厚度CT2与第二透镜和第三透镜在光学成像系统的光轴上的距离T23之间满足：0.1＜T23/CT2＜1.7。通过将T23/CT2限制在合理的范围内，将第二透镜与第三透镜之间的距离限制在合理的范围内，有利于控制光线在第二透镜与第三透镜之间的偏折角度，保证了光学成像系统的成像质量，同时有利于光学成像系统的小型化。优选的，0.12＜T23/CT2＜1.6。
在本实施例中，第四透镜的有效焦距f4与第三透镜的像侧面的曲率半径R6之间满足：0.15＜f4/R6＜1.0。通过将f4/R6限制在合理的范围内，有利于控制第三透镜与第四透镜之间的光线的偏折，有利于光线的平缓传输，以保证光学成像系统的成像质量，同时有利于光焦度的合理分配。优选的，0.18＜f4/R6＜0.9。
在本实施例中，第一透镜的中心厚度CT1与第四透镜的中心厚度CT4之间满足：0.1＜CT1/CT4＜0.8。通过将CT1/CT4限制在合理的范围内，有利于保证第一透镜和第四透镜的形态，有利于第一透镜和第二透镜的加工。优选的，0.2＜CT1/CT4＜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成像质量、降低光学成像系统的敏感度并提高光学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5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的结构示意图。
如图1所示，光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜E1、光阑STO、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，第一透镜的物侧面S1为凸面，第一透镜的像侧面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度，第二透镜的物侧面S3为凹面，第二透镜的像侧面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜的物侧面S7为凹面，第四透镜的像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，第五透镜的物侧面S9为凸面，第五透镜的像侧面S10为凹面。滤波片E6具有滤波片的物侧面S11和滤波片的像侧面S12。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。
在本例子中，光学成像系统的像高ImgH为2.34mm。光学成像系统的总长TTL为3.52mm。
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)。
Figure BDA0003637311120000121
Figure BDA0003637311120000131
表1
在例子一中，第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，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：
Figure BDA0003637311120000132
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。
Figure BDA0003637311120000133
Figure BDA0003637311120000141
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象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4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。图5示出了例子一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像高的偏差。
根据图2至图5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6至图10所示，描述了本申请例子二的光学成像系统。图6示出了例子二的光学成像系统的结构示意图。
如图6所示，光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜E1、光阑STO、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，第一透镜的物侧面S1为凸面，第一透镜的像侧面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜的物侧面S7为凹面，第四透镜的像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，第五透镜的物侧面S9为凸面，第五透镜的像侧面S10为凹面。滤波片E6具有滤波片的物侧面S11和滤波片的像侧面S12。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。
在本例子中，光学成像系统的像高ImgH为2.30mm。光学成像系统的总长TTL为3.42mm。
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)。
Figure BDA0003637311120000142
Figure BDA0003637311120000151
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。
Figure BDA0003637311120000152
表4
图7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8示出了例子二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9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。图10示出了例子二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像高的偏差。
根据图7至图10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11至图15所示，描述了本申请例子三的光学成像系统。图11示出了例子三的光学成像系统的结构示意图。
如图11所示，光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜E1、光阑STO、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，第一透镜的物侧面S1为凸面，第一透镜的像侧面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜的物侧面S7为凹面，第四透镜的像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，第五透镜的物侧面S9为凸面，第五透镜的像侧面S10为凹面。滤波片E6具有滤波片的物侧面S11和滤波片的像侧面S12。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。
在本例子中，光学成像系统的像高ImgH为2.30mm。光学成像系统的总长TTL为3.41mm。
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)。
Figure BDA0003637311120000161
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。
Figure BDA0003637311120000162
Figure BDA0003637311120000171
表6
图12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13示出了例子三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14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。图15示出了例子三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像高的偏差。
根据图12至图15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16至图20所示，描述了本申请例子四的光学成像系统。图16示出了例子四的光学成像系统的结构示意图。
如图16所示，光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜E1、光阑STO、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，第一透镜的物侧面S1为凸面，第一透镜的像侧面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜的物侧面S7为凹面，第四透镜的像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，第五透镜的物侧面S9为凸面，第五透镜的像侧面S10为凹面。滤波片E6具有滤波片的物侧面S11和滤波片的像侧面S12。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。
在本例子中，光学成像系统的像高ImgH为2.88mm。光学成像系统的总长TTL为3.66mm。
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)。
Figure BDA0003637311120000181
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。
Figure BDA0003637311120000182
Figure BDA0003637311120000191
表8
图17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18示出了例子四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19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。图20示出了例子四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像高的偏差。
根据图17至图20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21至图25所示，描述了本申请例子五的光学成像系统。图21示出了例子五的光学成像系统的结构示意图。
如图21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，第一透镜的物侧面S1为凸面，第一透镜的像侧面S2为凹面。第二透镜E2具负光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有负光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜的物侧面S7为凹面，第四透镜的像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，第五透镜的物侧面S9为凹面，第五透镜的像侧面S10为凹面。滤波片E6具有滤波片的物侧面S11和滤波片的像侧面S12。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。
在本例子中，光学成像系统的像高ImgH为3.20mm。光学成像系统的总长TTL为3.69mm。
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)。
Figure BDA0003637311120000192
Figure BDA0003637311120000201
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。
Figure BDA0003637311120000202
表10
图22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23示出了例子五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24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。图25示出了例子五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像高的偏差。
根据图22至图25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26至图30所示，描述了本申请例子六的光学成像系统。图26示出了例子六的光学成像系统的结构示意图。
如图26所示，光学成像系统由物侧至像侧依序包括第一透镜E1、光阑STO、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，第一透镜的物侧面S1为凸面，第一透镜的像侧面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有负光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜的物侧面S7为凹面，第四透镜的像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，第五透镜的物侧面S9为凸面，第五透镜的像侧面S10为凹面。滤波片E6具有滤波片的物侧面S11和滤波片的像侧面S12。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。
在本例子中，光学成像系统的像高ImgH为2.05mm。光学成像系统的总长TTL为3.49mm。
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)。
Figure BDA0003637311120000211
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。
Figure BDA0003637311120000212
Figure BDA0003637311120000221
表12
图27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28示出了例子六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29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。图30示出了例子六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像高的偏差。
根据图27至图30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。
Figure BDA0003637311120000222
Figure BDA0003637311120000231
表13表14给出了例子一至例子六的光学成像系统的各透镜的有效焦距f1至f5。
例子参数 1 2 3 4 5 6
f(mm) 2.04 1.88 1.71 2.36 3.14 1.80
f1(mm) 8.82 34.63 88.25 5.03 2.91 9.03
f2(mm) 3.98 2.52 2.33 124.13 -16.43 11.26
f3(mm) -22.55 -11.36 -7.60 22.74 -30.73 -54.47
f4(mm) 1.52 1.32 1.25 1.14 2.33 1.12
f5(mm) -2.19 -1.95 -1.81 -1.19 -1.79 -1.59
TTL(mm) 3.52 3.42 3.41 3.66 3.69 3.49
ImgH(mm) 2.34 2.30 2.30 2.88 3.20 2.05
Semi-FOV(°) 49.9 54.8 61.7 50.9 44.1 50.2
SAG51(mm) 2.04 1.88 1.71 2.36 3.14 1.80
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 (10)

1.一种光学成像系统，其特征在于，包括：
具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；
具有光焦度的第二透镜；
具有光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面，所述第三透镜的像侧面为凹面；
具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面为凹面，所述第四透镜的像侧面为凸面；
具有负光焦度的第五透镜；
其中，所述光学成像系统的有效焦距f、所述光学成像系统的入瞳直径EPD、所述第一透镜的物侧面至所述光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、所述成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：0.5＜f/EPD-TTL/ImgH＜1.5；
所述第一透镜在所述光学成像系统的光轴上的中心厚度CT1、所述第一透镜和所述第二透镜在所述光轴上的距离T12之间满足：0.5<CT1/T12<5.0。
2.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最大视场角FOV满足：FOV＞85°。
3.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第三透镜的边缘厚度ET3、所述第四透镜的边缘厚度ET4、所述第三透镜在所述光学成像系统的光轴上的中心厚度CT3与所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4之间满足：3.0＜ET3/CT3+CT4/ET4＜5.0。
4.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的物侧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有效焦距f与所述光学成像系统的最大视场角一半Semi-FOV之间满足：0＜TTL/f-Tan(Semi-FOV)＜1.0。
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、所述第五透镜的物侧面的曲率半径R9与所述第五透镜的像侧面的曲率半径R10之间满足：1.5＜f/R10-f/R9＜5.0。
6.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第五透镜的有效焦距f5、所述第五透镜的物侧面的曲率半径R9与所述第五透镜的像侧面的曲率半径R10之间满足：1.5＜|f5/R9|+|f5/R10|＜7.0。
7.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四透镜的有效焦距f4与所述第四透镜的像侧面的曲率半径R8之间满足：-3.0＜f4/R8＜-1.5。
8.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5、所述第三透镜的像侧面的曲率半径R6、所述第一透镜的物侧面的曲率半径R1与所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2之间满足：2.5≤R5/R6+R2/R1≤5.5。
9.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四透镜的物侧面和所述光学成像系统的光轴的交点至所述第四透镜的物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG41、所述第四透镜的像侧面和所述光轴的交点至所述第四透镜的像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足：2.0＜SAG42/SAG41＜5.0。
10.一种光学成像系统，其特征在于，包括：
具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；
具有光焦度的第二透镜；
具有光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面，所述第三透镜的像侧面为凹面；
具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面为凹面，所述第四透镜的像侧面为凸面；
具有负光焦度的第五透镜；
其中，所述光学成像系统的有效焦距f、所述光学成像系统的入瞳直径EPD、所述第一透镜的物侧面至所述光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、所述成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：0.5＜f/EPD-TTL/ImgH＜1.5；
所述第一透镜在所述光学成像系统的光轴上的中心厚度CT1、所述第一透镜和所述第二透镜在所述光轴上的距离T12之间满足：0.5<CT1/T12<5.0；
所述第一透镜的物侧面至所述光学成像系统的成像面的轴上距离TTL、所述成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足：1.0＜TTL/ImgH＜1.9。
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