CN213986994U - 光学成像系统、模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学成像系统、模组和电子设备，沿光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜、棱镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，第一透镜具有负屈折力，且第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面，棱镜使光路转向，棱镜具有一个反射面，第二透镜具有屈折力，且第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面，第三透镜具有屈折力，且第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，第四透镜具有屈折力，光学成像系统满足以下条件式：0.1mm^‑1<EFL/(TTL21*TTL22)<0.3mm^‑1。根据本实用新型实施例的光学成像系统，在满足微型设计的同时通光量较大，而且视场范围较大，满足高清晰图像及远景拍摄的需要。

Description

光学成像系统、模组和电子设备

技术领域

本实用新型涉及成像技术技术领域，尤其是涉及一种光学成像系统、模组和电子设备。

背景技术

随着手机、无人机、平板电脑小型化超薄化设计深受消费者喜爱的前提下，电子产品各配件也迎合终端产品进一步压缩，从而使得光学镜头整体体积被压缩出现各种微型化镜头设计产品，但如果要实现更高品质的摄像功能，过渡压缩镜头体积就要牺牲成像质量，于是潜望式摄像镜头应运而生，在不改变终端产品超薄小型化的同时又能不用压缩镜头体积，实现高清晰图像拍摄效果的可能。

目前各式各样的潜望式镜头凭借着其长度及变焦优势占据各高端手机摄像的主导地位，深受消费者喜欢。然而，潜望式摄像镜头因为其通光量相比较普通镜头要小，且视场范围较小，成为目前需要突破的技术难点。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种光学成像系统，所述光学成像系统在满足微型设计的同时通光量较大，而且视场范围较大，满足高清晰图像及远景拍摄的需要。

本实用新型又提出一种具有所述光学成像系统的模组。

本实用新型还提出一种具有所述模组的电子设备。

根据本实用新型第一方面实施例的光学成像系统，沿光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜、棱镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其中，所述第一透镜具有负屈折力，且所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面，棱镜使光路转向，所述棱镜具有一个反射面，所述第二透镜具有屈折力，且所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第三透镜具有屈折力，且所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第四透镜具有屈折力，所述光学成像系统满足以下条件式：0.1mm^-1<EFL/(TTL21*TTL22)<0.3mm^-1，其中，EFL为所述光学成像系统的有效焦距； TTL21为所述第一透镜物侧面到所述棱镜的反射面于光轴上的距离；TTL22为所述棱镜的反射面到成像面于光轴上的距离。

根据本实用新型实施例的光学成像系统，通过由四个透镜组成，使得光学成像系统可以满足微型设计，从而使得光学成像系统占用的空间较小，使得实用性强。此外，通过在棱镜的物侧面处设有第一透镜，不仅可以增大具有光学成像系统的模组的通光量，而且能扩大视场范围，可满足高清晰图像及远景拍摄的需求。

此外，通过0.1mm^-1<EFL/(TTL21*TTL22)<0.3mm^-1，使得具有光学成像系统的模组可以平衡长焦和小型化的设计，从而使得模组占据较小的空间，且成像质量较优。

另外，根据本实用新型的光学成像系统，还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式： 1<ETL3/CTL3<2.5，其中，ETL3为所述第三透镜有效口径的边缘厚度；CTL3为所述第三透镜于光轴上的厚度。

在一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：0.2<FNO/EFL<0.5，其中，FNO为所述光学成像系统的光圈数；EFL为所述光学成像系统的有效焦距。

在另一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式： 0.6<RAD(AngleS1)/RAD(FOV)<1.6，其中，RAD(AngleS1)为到达最大视场点的主光线经过所述第一透镜物侧面的入射角弧度值；RAD(FOV)为所述光学成像系统最大视场角的弧度值。

还有一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：-40<F1/EFL<0，其中，F1为所述第一透镜的有效焦距；EFL为所述光学成像系统的有效焦距。

在一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：3<EFL/Imgh<4，其中，EFL为所述光学成像系统的有效焦距；Imgh为成像面上有效感光区域的对角线长度。

在另一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：FBL/TTL22>0.6，其中，FBL为所述第四透镜像侧面到成像面的最短距离；TTL22为所述棱镜的反射面到成像面于光轴上的距离。

可选地，所述光学成像系统满足以下条件式：16mm<DL*FNO<19mm，其中，DL 为所述光阑的有效直径；FNO为所述光学成像系统的光圈数。

在一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：0.5<DL/Imgh<0.8，其中，其中，DL为光阑的有效直径；Imgh为成像面上有效感光区域的对角线长度。

本实用新型又提出一种具有上述实施例的光学成像系统的模组。

根据本实用新型第二方面实施例的模组包括：光学成像系统和电子感光元件，所述电子感光元件设于所述光学成像系统的像侧。

根据本实用新型实施例的模组，通过将光学成像系统设于模组上，使得模组可以满足微型设计，还可以使模组的视场范围较大，从而使得模组的实用性高。

本实用新型还提出一种具有上述实施例的模组的电子设备。

根据本实用新型第三方面实施例的电子设备包括；模组和壳体，所述模组设于所述壳体内。

根据本实用新型实施例的电子设备，通过将模组设于电子设备内，使得电子设备使用模组拍摄的照片或摄像质量优质，而且模组设于体积较小、厚度较薄的电子设备上后，不会影响电子设备的整体造型。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的具体实施方式部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的光学成像系统的实施例1的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的光学成像系统的实施例1中的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图3是根据本实用新型实施例的光学成像系统的实施例2的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的光学成像系统的实施例2中的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图5是根据本实用新型实施例的光学成像系统的实施例3的结构示意图；

图6是根据本实用新型实施例的光学成像系统的实施例3中的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图7是根据本实用新型实施例的光学成像系统的实施例4的结构示意图；

图8是根据本实用新型实施例的光学成像系统的实施例4中的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图9是根据本实用新型实施例的光学成像系统的实施例5的结构示意图；

图10是根据本实用新型实施例的光学成像系统的实施例5中的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图10描述根据本实用新型实施例的光学成像系统100，所述光学成像系统100可以设于模组上，使得物体经过光学成像系统100可以在模组内成像。

如图1、图3、图5、图7、图9所示，根据本实用新型实施例的光学成像系统100 沿光轴OO’由物侧至像侧依次包括：第一透镜L1、棱镜、第二透镜L2、第三透镜L3 和第四透镜L4。

具体地，第一透镜L1具有负屈折力，且第一透镜L1的物侧面于近光轴OO’处为凸面，像侧面于近光轴OO’处为凹面，棱镜使光路转向，棱镜具有一个反射面，第二透镜 L2具有屈折力，且第二透镜L2的物侧面于近光轴OO’处为凸面，第三透镜L3具有屈折力，且第三透镜L3的物侧面于近光轴OO’处为凸面，第四透镜L4具有屈折力，光学成像系统100满足以下条件式：0.1mm^-1<EFL/(TTL21*TTL22)<0.3mm^-1，其中，EFL为光学成像系统100的有效焦距，TTL21为第一透镜L1物侧面至棱镜的反射面于光轴OO’上的距离，TTL22为棱镜的反射面至成像面于光轴OO’上的距离。

例如图1所示，从物侧面至像侧面的方向上，第一透镜L1的两个侧面分别记为：S1、S2，第二透镜L2的两个侧面分别为：S7、S8，第三透镜L3的两个侧面分别为： S9、S10，第四透镜L4的两个侧面分别为：S11、S12，红外截止滤光片的两个侧面分别为成：S13、S14，成像面为S15。

可选地，棱镜设于第一透镜L1和第二透镜L2之间，以使入射至第一透镜L1内的光线经过棱镜后可以改变光线的路线，并反射至第二透镜L2上，且入射至第一透镜L1 的光线与入射至第二透镜L2的光线相互垂直，从而使得光学成像系统100实现超薄小型化，其中，棱镜的入射面为S3，反射面为S4，出光面为S5。另外，光阑STO设于第一透镜L1和第二透镜L2之间，具体而言，光阑STO设于棱镜和第二透镜L2之间。

此外，通过将光学成像系统100满足条件式：0.1mm^-1<EFL/(TTL21*TTL22)<0.3mm^-1，使得具有光学成像系统100的模组可以平衡长焦和小型化的设计，从而使得模组占据较小的空间，但成像质量较优，进而使得模组可以满足目前市场需要。

可以理解的是，若EFL/(TTL21*TTL22)≥0.3mm^-1，焦长不变的情况下过渡压缩模组体积会造成像质量下降；若EFL/(TTL21*TTL22)≤0.1mm^-1，则会造成体积过大，不满足小型化设计要求。

根据本实用新型实施例的光学成像系统100，通过由四个透镜组成，使得光学成像系统100可以满足微型设计，从而使得光学成像系统100占用的空间较小，使得实用性强。此外，通过在棱镜的物侧面处设有第一透镜L1，不仅可以增大具有光学成像系统 100的模组的通光量，而且能扩大视场范围，可满足高清晰图像及远景拍摄的需求。

此外，通过0.1mm^-1<EFL/(TTL21*TTL22)<0.3mm^-1，使得具有光学成像系统100的模组可以平衡长焦和小型化的设计，从而使得模组占据较小的空间，且成像质量较优。

在本实用新型的一些实施例中，光学成像系统100满足以下条件式： 1<ETL3/CTL3<2.5，其中，ETL3为第三透镜L3有效口径的边缘厚度；CTL3为第三透镜L3于光轴OO’上的厚度。

由此，第三透镜L3可有效平衡光学成像系统100光程差，实现修正场曲的功能，同时保证成型良率，故边缘厚度与中心厚度比需在一定比例范围内。另外，如果 ETL3/CTL3太大或太小，都会影响成型良率，而且中心太薄或太厚都会导致中心光线和边缘光线难以在像平面附近汇聚，造成场曲过大。因此，通过将第三透镜L3中心及边缘厚度处应满足一定比例关系，可以保证可加工性及成型良率，并保证成像稳定性。

此外，若如果ETL3/CTL3<1,则中心相对于边缘会太厚，造成像面场曲过大， ETL3/CTL3>2.5，会导致中心太薄，则会降低生产加工成型良率。

在本实用新型的一些实施例中，光学成像系统100满足以下条件式： 0.2<FNO/EFL<0.5，其中，FNO为光学成像系统100的光圈数；EFL为光学成像系统100 的有效焦距。

由此，通过将光学成像系统100满足0.2<FNO/EFL<0.5条件式，使得具有所述光学成像系统100的模组可以兼顾模组系统长焦性能及小型化设计要求，又能为摄像拍摄提供足够的通光量，满足高画质高清晰拍摄需要。此外，若FNO/EFL≥0.5兼顾通光量的前提下会牺牲焦长，影响专业拍摄效果；若FNO/EFL≤0.2会造成光学成像系统100通光量不足，拍摄出的画面清晰度下降。

在一些实施例中，光学成像系统100满足：0.6<RAD(AngleS1)/RAD(FOV)<1.6条件式，其中，RAD(AngleS1)为到达最大视场点的主光线经过第一透镜L1的物侧面的入射角弧度值；RAD(FOV)为光学成像系统100最大视场角的弧度值。

可以理解的是，潜望式摄像模组容易出现相对于普通透镜通过量小的情况，在该透镜系统中，长焦光学成像系统100视场角相对普通模组视场角不大，因此进光量有限，第一透镜L1设置在棱镜前面让原本平行的垂直入射的光线变为带一定角度的光线入射到光学成像系统100里，从而可以增加光学成像系统100进光量。但如果角度过大，会造成棱镜反射出现漏光现象，因此，通过二者合理配合，可以保证足够大范围的光信息进入光学成像系统100内进行成像。

此外，若RAD(AngleS1)/RAD(FOV)≥1.6，则会造成入射到棱镜的角度过大，出现漏光现象，视场角缩小，光量度降低；若RAD(AngleS1)/RAD(FOV)≤0.6，则会造成进入第一透镜L1的光信息变少，不利于成像范围，同时造成视场角变大焦深变短，牺牲了长焦性能。

在本实用新型的一些实施例中，光学成像系统100满足以下条件式：-40<F1/EFL<0，其中，F1为第一透镜L1的光学有效焦距；EFL为光学成像系统100的有效焦距。

可以理解的是，潜望式摄像模组容易出现相对于普通透镜通光量小的情况，在该透镜系统中，第一透镜L1设置在棱镜前面让原本平行的垂直入射的光变为带一定角度的光入射到光学成像系统100里，增加系统进光量，合理控制第一透镜L1的焦距与光学成像系统100有效焦距，不仅保证光线更好的汇聚于成像面S15上，又能保证有良好的通光量。此外，如果F1/EFL≤-40时，透镜组光学长度太短，会造成成像系统100敏感度加大，同时不利于光线在成像面S15上的汇聚；若F1/EFL≥0时，不利于第一透镜L1 对光信息收集，造成通光量下降。

在本实用新型的一些实施例中，光学成像系统100满足以下条件式：3<EFL/Imgh<4，其中，EFL为光学成像系统100的有效焦距，Imgh为成像面S15上有效感光区域的对角线长度。

由于本申请的光学成像系统100焦长比较大，导致光学成像系统100总长相比普通模组要大，因此满足3<EFL/Imgh<4关系式，可以同时兼顾小型化及高清晰拍摄。若 EFL/Imgh≥4，保证高清晰成像效果的同时焦长加大，造成光学成像系统100长度过长增大组装空间，不利于小型化设计；而若如果EFL/Imgh≤3则会造成焦深缩短，不利于光线在成像面S15上汇聚。

在本实用新型的一些实施例中，光学成像系统100满足以下条件式：FBL/TTL22>0.6，其中，FBL为第四透镜L4像侧面到成像面S15上的最短距离；TTL22为棱镜的反射面到成像面S15于光轴OO’上的距离，也就是说，FBL为S12至S15的最短距离，TTL22 为S4至S15于光轴OO’上的距离。

由此，光学成像系统100满足小型化的同时可保证系统有足够的调焦范围，提升具有本实用新型的光学成像系统100的模组组装良率，同时保证光学成像系统100焦深较大，能够获取物方更多的深度信息。若FBL/TTL2<0.6，模组组装过程工公差过小，会导致良率过低加大生产工艺难度，同时不能保证光学成像系统100焦深导致成像质量不佳。

在本实用新型的一些实施例中，光学成像系统100满足以下条件式： 16mm<DL*FNO<19mm，其中，DL为光阑STO的有效直径；FNO为光学成像系统100 的光圈数。

由此，通过合理控制光阑STO有效口径直径大小与光圈数的配比关系，可以使成像系统100具有最佳的通光量及画面清晰度。而若当DL*FNO<16mm时，不利于光线在成像面S15上的汇聚，并产生大量的杂散光，导致拍摄质量下降。若当DL*FNO>19mm 时，会导致光阑STO口径过大，边缘光线未能得到合理的拦截，导致场曲加大，形成边缘歪曲像。

在本实用新型的一些实施例中，光学成像系统100满足以下条件式： 0.5<DL/Imgh<0.8，其中，DL为光阑STO的有效直径；Imgh为成像面S15上有效感光区域的对角线长度。

可以理解的是，光学成像系统100中光阑STO的有效直径决定了整个光学成像系统100的通光量大小，感光面尺寸大小决定了整个摄像系统画面清晰度及像素大小，两者合理配合才能保证足够的通光量，保证拍摄图像清晰度。而若DL/Imgh>0.8，则会造成曝光过大，光亮度太高，影响画面质量；若DL/Imgh<0.5，则会造成通光量不足，光线相对亮度不够时会造成画面感光度下降。

本实用新型将通过以下具体实施例配合附图予以详细说明。

实施例1

请参阅图1-图2所示，本实施例的光学成像系统100满足以下表1和表2的条件。

表1

其中，EFL为光学成像系统100的有效焦距，FNO为光学成像系统100的光圈数，TTL21为第一透镜L1物侧面到棱镜反射面于光轴OO’上的距离，TTL22为棱镜的反射面中心到成像面S15于光轴OO’上的距离，ETL3为第三透镜L3有效口径的边缘厚度， CTL3为第三透镜L3于光轴OO’上的厚度，RAD(AngleS1)为到达最大视场点的主光线经过第一透镜L1的物侧面的入射角弧度值，RAD(FOV)为光学成像系统100最大视场角的弧度值，F1为第一透镜L1的有效焦距，Imgh为成像面S15上有效感光区域的对角线长度，FBL为第四透镜L4像侧面到成像面S15的最短距离，DL为光阑STO的有效直径。

在表1中，S3表示棱镜的入射光线面，S4表示棱镜反射光线的面，S5表示出光线的面。

第一透镜L1具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S2于近光轴OO’处为凹面，第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，其像侧面S2于圆周处为凹面，且第一透镜L1的两面皆为非球面。

第二透镜L2具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S7于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S8于近光轴OO’处为凹面，第二透镜L2的物侧面S7于圆周处为凸面，其像侧面S8于圆周处为凹面，且第二透镜L2的两面皆为非球面。

第三透镜L3具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S9于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S10于近光轴OO’处为凹面，第三透镜L3的物侧面S9于圆周处为凸面，其像侧面S10于圆周处为凹面，且第三透镜L3的两面皆为非球面。

第四透镜L4具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S11于近光轴OO’处为凹面，其像侧面S12于近光轴OO’处为凸面，第四透镜L4的物侧面S11于圆周处为凹面，其像侧面S12于圆周处为凸面，且第四透镜L4的两面皆为非球面。

其中，于近光轴OO’的透镜表面表示透镜表面在近光轴OO’的部分为凸面、凹面或平面，于圆周的透镜表面表示透镜表面在圆周边缘的部分为凸面、凹面或平面。

下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、 A20：

表2

面序号

S1

S2

S7

S8

S9

S10

S11

S12

k

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A4

-5.18E-05

-2.19E-04

-3.89E-03

-2.02E-02

3.43E-03

2.53E-02

-5.68E-03

-7.40E-04

A6

-4.94E-06

5.30E-06

-7.20E-04

4.05E-03

8.50E-03

1.21E-02

2.89E-03

5.10E-04

A8

2.10E-06

1.43E-06

1.00E-04

-2.21E-03

-2.71E-03

-3.05E-03

1.70E-04

0.00E+00

A10

-3.17E-07

-8.35E-07

0.00E+00

4.40E-04

4.20E-04

4.10E-04

-7.00E-05

-1.00E-05

A12

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A14

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A16

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A18

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A20

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

图2中(a)为实施例1的纵向球面像差图(Longitudinal Spherical Aberration)，其表示不同波长的光线经由光学成像系统100后的汇聚焦点偏离。该图的纵坐标表示归一化的由光瞳中心至光瞳边缘的光瞳坐标(Normalized Pupil Coordinator)，该图的横坐标表示成像面S15到光线与光轴OO’交点的距离(单位为mm)。图2(a)中采用的光线波长分别为470.000nm、510.000nm、587.56nm、610.000nm、650.000nm，五种光线在经由光学成像系统100汇聚后焦点偏移量在-0.05mm至0.05mm的范围内。由实施例1的纵向球面像差图可知，实施例1中的各波长光线的汇聚焦点偏离程度趋于一致，成像画面中的弥散斑或色晕得到有效抑制。

图2中(b)为实施例1光学成像系统100的场曲图(Astigmatic Field Curves)，其中S曲线代表587.56nm下的弧矢场曲，T曲线代表587.56nm下的子午场曲。波长为 587.56nm的光线经由光学成像系统100后，其弧矢场曲、子午场曲的焦点偏移量在 -0.08mm至0.08mm的范围内。由图2(b)可知，实施例1光学成像系统100的场曲较小，各视场(特别是边缘视场)的场曲和像散均得到了良好的校正，视场中心和边缘均拥有清晰的成像。

图2中(c)为实施例1光学成像系统100的畸变图(Distortion)，图中显示波长为587.56nm的光线经由光学成像系统100后，其畸变率在-1.0％至1.0％的范围内。由图2 (c)可知，由主光束引起的图像变形较小，光学成像系统100的成像质量优良。

综上，从图2的(a)-(c)反应出实施例1的光学成像系统100的整体像差小，成像质量优良。

实施例2

请参阅图3-图4所示，本实施例的光学成像系统100满足以下表3和表4的条件。

表3

其中，EFL为光学成像系统100的有效焦距，FNO为光学成像系统100的光圈数，TTL21为第一透镜L1物侧面到棱镜反射面于光轴OO’上的距离，TTL22为棱镜的反射面中心到成像面S15于光轴OO’上的距离，ETL3为第三透镜L3有效口径的边缘厚度， CTL3为第三透镜L3于光轴OO’上的厚度，RAD(AngleS1)为到达最大视场点的主光线经过第一透镜L1的物侧面的入射角弧度值，RAD(FOV)为光学成像系统100最大视场角的弧度值，F1为第一透镜L1的有效焦距，Imgh为成像面S15上有效感光区域的对角线长度，FBL为第四透镜L4像侧面到成像面S15的最短距离，DL为光阑STO的有效直径。

在表3中，S3表示棱镜的入射光线面，S4表示棱镜反射光线的面，S5表示出光线的面。

第一透镜L1具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S2于近光轴OO’处为凹面，第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，其像侧面S2于圆周处为凹面，且第一透镜L1的两面皆为非球面。

第二透镜L2具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S7于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S8于近光轴OO’处为凸面，第二透镜L2的物侧面S7于圆周处为凸面，其像侧面S8于圆周处为凹面，且第二透镜L2的两面皆为非球面。

第三透镜L3具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S9于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S10于近光轴OO’处为凹面，第三透镜L3的物侧面S9于圆周处为凸面，其像侧面S10于圆周处为凹面，且第三透镜L3的两面皆为非球面。

第四透镜L4具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S11于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S12于近光轴OO’处为凸面，第四透镜L4的物侧面S11于圆周处为凸面，其像侧面S12于圆周处为凸面，且第四透镜L4的两面皆为非球面。

其中，于近光轴OO’的透镜表面表示透镜表面在光轴OO’的部分为凸面、凹面或平面，于圆周的透镜表面表示透镜表面在圆周边缘的部分为凸面、凹面或平面。

下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、 A20：

表4

如图4的像差曲线图，具体地，如图4(a)～图4((c)分别表示光学成像系统100的实施例2的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变图，在图4中将波长为587.5618nm设为基准波长的像差，其他波长(如：470.000nm、510.000nm、610.000nm、650.000nm)的像差参照对比基准波长的像差。在像散图中，将弧矢方向及子午方向的像差分别以实线及短虚线来示出。基准波长的畸变率如图4(c)所示。由图4的像差图可知，光学成像系统100的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学成像系统100 拥有良好的成像品质。

实施例3

请参阅图5-图6所示，本实施例的光学成像系统100满足以下表5和表6的条件。

表5

其中，EFL为光学成像系统100的有效焦距，FNO为光学成像系统100的光圈数，TTL21为第一透镜L1物侧面到棱镜反射面于光轴OO’上的距离，TTL22为棱镜的反射面中心到成像面S15于光轴OO’上的距离，ETL3为第三透镜L3有效口径的边缘厚度， CTL3为第三透镜L3于光轴OO’上的厚度，RAD(AngleS1)为到达最大视场点的主光线经过第一透镜L1的物侧面的入射角弧度值，RAD(FOV)为光学成像系统100最大视场角的弧度值，F1为第一透镜L1的有效焦距，Imgh为成像面S15上有效感光区域的对角线长度，FBL为第四透镜L4像侧面到成像面S15的最短距离，DL为光阑的有效直径。

在表5中，S3表示棱镜的入射光线面，S4表示棱镜反射光线的面，S5表示出光线的面。

第一透镜L1具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S2于近光轴OO’处为凹面，第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，其像侧面S2于圆周处为凹面，且第一透镜L1的两面皆为非球面。

第二透镜L2具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S7于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S8于近光轴OO’处为凸面，第二透镜L2的物侧面S7于圆周处为凸面，其像侧面S8于圆周处为凸面，且第二透镜L2的两面皆为非球面。

第三透镜L3具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S9于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S10于近光轴OO’处为凹面，第三透镜L3的物侧面S9于圆周处为凹面，其像侧面S10于圆周处为凸面，且第三透镜L3的两面皆为非球面。

第四透镜L4具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S11于近光轴OO’处为凹面，其像侧面S12于近光轴OO’处为凸面，第四透镜L4的物侧面S11于圆周处为凹面，其像侧面S12于圆周处为凸面，且第四透镜L4的两面皆为非球面。

其中，于近光轴OO’的透镜表面表示透镜表面在光轴OO’的部分为凸面、凹面或平面，于圆周的透镜表面表示透镜表面在圆周边缘的部分为凸面、凹面或平面。

下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、 A20：

表6

面序号

S1

S2

S7

S8

S9

S10

S11

S12

K

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A4

0.00E+00

0.00E+00

-2.65E-03

-1.60E-02

1.78E-02

3.64E-02

-1.97E-02

-6.59E-03

A6

0.00E+00

0.00E+00

-1.67E-03

2.26E-03

9.79E-03

1.33E-02

3.23E-03

4.70E-04

A8

0.00E+00

0.00E+00

-7.00E-05

-1.69E-03

-2.71E-03

-2.32E-03

9.00E-05

-1.90E-04

A10

0.00E+00

0.00E+00

2.00E-05

3.20E-04

5.10E-04

2.70E-04

-1.80E-04

-1.00E-05

A12

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A14

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A16

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A18

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A20

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

如图6的像差曲线图，具体地，如图6(a)～图6((c)分别表示光学成像系统100的实施例3的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变图，在图6中将波长为587.5618nm设为基准波长的像差，其他波长(如：470.000nm、510.000nm、610.000nm、650.000nm)的像差参照对比基准波长的像差。在像散图中，将弧矢方向及子午方向的像差分别以实线及短虚线来示出。基准波长的畸变率如图6(c)所示。由图6的像差图可知，光学成像系统100的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学成像系统100 拥有良好的成像品质。

实施例4

请参阅图7-图8所示，本实施例的光学成像系统100满足以下表7和表8的条件。

表7

其中，EFL为光学成像系统100的有效焦距，FNO为光学成像系统100的光圈数，TTL21为第一透镜L1物侧面到棱镜反射面于光轴OO’上的距离，TTL22为棱镜的反射面中心到成像面S15于光轴OO’上的距离，ETL3为第三透镜L3有效口径的边缘厚度， CTL3为第三透镜L3于光轴OO’上的厚度，RAD(AngleS1)为到达最大视场点的主光线经过第一透镜L1的物侧面的入射角弧度值，RAD(FOV)为光学成像系统100最大视场角的弧度值，F1为第一透镜L1的有效焦距，Imgh为成像面S15上有效感光区域的对角线长度，FBL为第四透镜L4像侧面到成像面S15的最短距离，DL为光阑的有效直径。

在表7中，S3表示棱镜的入射光线面，S4表示棱镜反射光线的面，S5表示出光线的面。

第一透镜L1具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S2于近光轴OO’处为凹面，第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，其像侧面S2于圆周处为凹面，且第一透镜L1的两面皆为非球面。

第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S7于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S8于近光轴OO’处为凹面，第二透镜L2的物侧面S7于圆周处为凸面，其像侧面S8于圆周处为凹面，且第二透镜L2的两面皆为非球面。

第三透镜L3具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S9于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S10于近光轴OO’处为凸面，第三透镜L3的物侧面S9于圆周处为凸面，其像侧面S10于圆周处为凸面，且第三透镜L3的两面皆为非球面。

第四透镜L4具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S11于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S12于近光轴OO’处为凹面，第四透镜L4的物侧面S11于圆周处为凸面，其像侧面S12于圆周处为凹面，且第四透镜L4的两面皆为非球面。

其中，于近光轴OO’的透镜表面表示透镜表面在光轴OO’的部分为凸面、凹面或平面，于圆周的透镜表面表示透镜表面在圆周边缘的部分为凸面、凹面或平面。

下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、 A20：

表8

面序号

S1

S2

S7

S8

S9

S10

S11

S12

K

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A4

0.00E+00

0.00E+00

3.80E-04

-1.66E-02

-1.90E-02

-8.97E-03

-4.94E-03

1.13E-02

A6

0.00E+00

0.00E+00

4.00E-04

2.45E-02

2.81E-02

8.64E-03

6.28E-03

-3.65E-03

A8

0.00E+00

0.00E+00

7.10E-04

-8.60E-03

-1.08E-02

-5.35E-03

-3.90E-03

4.54E-03

A10

0.00E+00

0.00E+00

-6.80E-04

-1.26E-03

-6.20E-04

1.49E-03

8.80E-04

-2.91E-03

A12

0.00E+00

0.00E+00

2.30E-04

1.20E-03

1.07E-03

-1.50E-04

4.00E-05

1.13E-03

A14

0.00E+00

0.00E+00

-3.00E-05

-1.70E-04

-1.50E-04

0.00E+00

-2.00E-05

-1.50E-04

A16

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A18

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A20

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

如图8的像差曲线图，具体地，如图8(a)～图8((c)分别表示光学成像系统100的实施例4的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变图，在图8中将波长为587.5618nm设为基准波长的像差，其他波长(如：470.000nm、510.000nm、610.000nm、650.000nm)的像差参照对比基准波长的像差。在像散图中，将弧矢方向及子午方向的像差分别以实线及短虚线来示出。基准波长的畸变率如图8(c)所示。由图8的像差图可知，光学成像系统100的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学成像系统100 拥有良好的成像品质。

实施例5

请参阅图9-图10所示，本实施例的光学成像系统100满足以下表9和表10的条件。

表9

其中，EFL为光学成像系统100的有效焦距，FNO为光学成像系统100的光圈数，TTL21为第一透镜L1物侧面到棱镜反射面于光轴OO’上的距离，TTL22为棱镜的反射面中心到成像面S15于光轴OO’上的距离，ETL3为第三透镜L3有效口径的边缘厚度， CTL3为第三透镜L3于光轴OO’上的厚度，RAD(AngleS1)为到达最大视场点的主光线经过第一透镜L1的物侧面的入射角弧度值，RAD(FOV)为光学成像系统100最大视场角的弧度值，F1为第一透镜L1的有效焦距，Imgh为成像面S15上有效感光区域的对角线长度，FBL为第四透镜L4像侧面到成像面S15的最短距离，DL为光阑的有效直径。

在表9中，S3表示棱镜的入射光线面，S4表示棱镜反射光线的面，S5表示出光线的面。

第一透镜L1具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S2于近光轴OO’处为凹面，第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，其像侧面S2于圆周处为凹面，且第一透镜L1的两面皆为非球面。

第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S7于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S8于近光轴OO’处为凹面，第二透镜L2的物侧面S7于圆周处为凸面，其像侧面S8于圆周处为凹面，且第二透镜L2的两面皆为非球面。

第三透镜L3具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S9于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S10于近光轴OO’处为凹面，第三透镜L3的物侧面S9于圆周处为凸面，其像侧面S10于圆周处为凸面，且第三透镜L3的两面皆为非球面。

第四透镜L4具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S11于近光轴OO’处为凸面，其像侧面S12于近光轴OO’处为凹面，第四透镜L4的物侧面S11于圆周处为凸面，其像侧面S12于圆周处为凹面，且第四透镜L4的两面皆为非球面。

其中，于近光轴OO’的透镜表面表示透镜表面在光轴OO’的部分为凸面、凹面或平面，于圆周的透镜表面表示透镜表面在圆周边缘的部分为凸面、凹面或平面。

下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20：

表10

面序号

S1

S2

S7

S8

S9

S10

S11

S12

K

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A4

-7.40E-05

-4.48E-05

2.98E-03

-1.31E-02

-2.03E-02

-3.80E-03

-3.80E-03

-5.15E-03

A6

4.63E-07

1.62E-05

4.50E-04

2.45E-02

2.78E-02

8.85E-03

8.42E-03

-2.14E-03

A8

1.06E-06

-2.60E-06

7.00E-04

-8.65E-03

-1.09E-02

-5.29E-03

-3.74E-03

5.70E-03

A10

-4.21E-07

-4.59E-07

-7.20E-04

-1.33E-03

-5.60E-04

1.56E-03

1.18E-03

-3.42E-03

A12

0.00E+00

0.00E+00

2.30E-04

1.23E-03

1.08E-03

-1.30E-04

-8.00E-05

1.38E-03

A14

0.00E+00

0.00E+00

-3.00E-05

-1.70E-04

-1.50E-04

0.00E+00

1.00E-05

-2.00E-04

A16

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A18

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

A20

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+00

如图10的像差曲线图，具体地，如图10(a)～图10((c)分别表示光学成像系统100的实施例5的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变图，在图10中将波长为587.5618nm设为基准波长的像差，其他波长(如：470.000nm、510.000nm、610.000nm、650.000nm) 的像差参照对比基准波长的像差。在像散图中，将弧矢方向及子午方向的像差分别以实线及短虚线来示出。基准波长的畸变率如图10(c)所示。由图10中的像差图可知，光学成像系统100的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学成像系统100拥有良好的成像品质。

表11和表12示出了实施例1至实施例5的光学成像系统100中的参数值。

表11

表12

本实用新型又提出一种具有上述实施例的光学成像系统100的模组。

根据本实用新型第二方面实施例的模组包括：光学成像系统100和电子感光元件，电子感光元件设于光学成像系统100的像侧。由此，通过将电子感光元件设于光学成像系统100的像侧，使得进入成像系统100内的光线可以在电子感光元件成像。

根据本实用新型实施例的模组，通过将光学成像系统100设于模组上，使得模组可以满足微型设计，还可以使模组的视场范围较大，从而使得模组的实用性高。

本实用新型还提出一种具有上述实施例的模组的电子设备。

根据本实用新型第三方面实施例的电子设备包括：模组和壳体，模组设于壳体内，且模组的至少部分突出于壳体以获取图像。

由此，通过将模组设于壳体内后，使得壳体可以保护模组，从而使得模组可以稳定地进行摄像。此外，通过将模组的至少部分突出于壳体，使得模组可以更好地获取图像，使得成像质量优质。可以理解的是，电子设备可以为手机，也可以为ipad，还可以为平板电脑等，这里不作限制。

根据本实用新型实施例的电子设备，通过将模组设于电子设备内，使得电子设备使用模组拍摄的照片或摄像质量优质，而且模组设于体积较小、厚度较薄的电子设备上后，不会影响电子设备的整体造型。

根据本实用新型实施例的光学成像系统100、模组和电子设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种光学成像系统，其特征在于，沿光轴由物侧至像侧依次包括：

第一透镜，所述第一透镜具有负屈折力，且所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；

使光路转向的棱镜，所述棱镜具有一个反射面；

第二透镜，所述第二透镜具有屈折力，且所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面；

第三透镜，所述第三透镜具有屈折力，且所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面；

第四透镜，所述第四透镜具有屈折力；

所述光学成像系统满足以下条件式：

0.1mm^-1<EFL/(TTL21*TTL22)<0.3mm^-1；

其中，EFL为所述光学成像系统的有效焦距；TTL21为所述第一透镜物侧面到所述棱镜的反射面于光轴上的距离；TTL22为所述棱镜的反射面到成像面于光轴上的距离。

2.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：

1<ETL3/CTL3<2.5；

其中，ETL3为所述第三透镜有效口径的边缘厚度；CTL3为所述第三透镜于光轴上的厚度。

3.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：

0.2<FNO/EFL<0.5；

其中，FNO为所述光学成像系统的光圈数；EFL为所述光学成像系统的有效焦距。

4.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：

0.6<RAD(AngleS1)/RAD(FOV)<1.6；

其中，RAD(AngleS1)为到达最大视场点的主光线经过所述第一透镜物侧面的入射角弧度值；RAD(FOV)为所述光学成像系统最大视场角的弧度值。

5.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：

-40<F1/EFL<0；

其中，F1为所述第一透镜的有效焦距；EFL为所述光学成像系统的有效焦距。

6.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：

3<EFL/Imgh<4；

其中，EFL为所述光学成像系统的有效焦距；Imgh为成像面上有效感光区域的对角线长度。

7.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：

FBL/TTL22>0.6；

其中，FBL为所述第四透镜像侧面到成像面的最短距离；TTL22为所述棱镜的反射面到成像面于光轴上的距离。

8.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，还包括光阑，所述光学成像系统满足以下条件式：

16mm<DL*FNO<19mm；

其中，DL为所述光阑的有效直径；FNO为所述光学成像系统的光圈数。

9.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：

0.5<DL/Imgh<0.8；

其中，DL为光阑的有效直径；Imgh为成像面上有效感光区域的对角线长度。

10.一种模组，其特征在于，包括：

光学成像系统，所述光学成像系统为根据权利要求1-9任一权项所述的光学成像系统；

电子感光元件，所述电子感光元件设于所述光学成像系统的像侧。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：模组和壳体，所述模组为根据权利要求10所述的模组，所述模组设于所述壳体内。

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