CN214845992U - 成像光学系统、取像模组和电子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种成像光学系统、取像模组和电子装置。成像光学系统沿光轴从物侧至像侧依次包括三棱镜、具有屈折力的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。成像光学系统满足条件式：1≤(n1+n2+n3+n4)*T14/f≤4；其中，n1至n4分别为第一透镜至第四透镜的折射率，T14为第一透镜的物侧面到第四透镜的像侧面于光轴上的距离，f为成像光学系统的有效焦距。该成像光学系统，通过加载三棱镜，有利于载体设备轻薄化。并且根据合理分配光焦度，使光线平缓过渡，实现光学系统的长焦特性，获得较好的光学性能。

Description

成像光学系统、取像模组和电子装置

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术，特别涉及一种成像光学系统、取像模组和电子装置。

背景技术

近年来，为了满足拍摄远处景象，浅景深而突出主要成像物体，匹配高像素、大尺寸芯片，各种长焦距的镜头样式应运而生。而长焦镜头往往会增厚镜头总长，从而制约了镜头的轻薄化。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供一种成像光学系统、取像模组和电子装置。

本实用新型实施方式的成像光学系统，沿光轴从物侧至像侧依次包括三棱镜、具有屈折力的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。所述成像光学系统满足条件式： 1≤(n1+n2+n3+n4)*T14/f≤4；其中，n1为所述第一透镜的折射率，n2为所述第二透镜的折射率，n3为所述第三透镜的折射率，n4为所述第四透镜的折射率，T14为所述第一透镜的物侧面至所述第四透镜的像侧面于光轴上的距离，f为所述成像光学系统的有效焦距。

本实用新型实施方式的成像光学系统，通过加载三棱镜，将光路偏折，使成像光学系统装载方式变更，从而解决了厚度影响载体设备轻薄化问题。并且根据合理分配光焦度，使光线平缓过渡，实现光学系统的长焦特性，获得较好的光学性能。这种成像光学系统，可应用于多种类型可摄像便携式电子设备。当使用低折射率材料时，还可以降低成像光学系统的生产成本。

在某些实施方式中，所述成像光学系统满足以下条件式：1mm^-1≤MVd/f≤3mm^-1；其中，MVd为所述第一透镜到所述第四透镜的阿贝数的平均值。由此，可合理分配透镜光焦度，使光线平缓过渡，实现光学系统的长焦特性。

在某些实施方式中，所述成像光学系统满足以下条件式：0mm^-1≤MAX1/(MIN1*f)≤1 mm^-1；其中，MAX1为所述第一透镜的物侧面有效径内至所述第一透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最大距离，MIN1为所述第一透镜的物侧面有效径内至所述第一透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。由此，可减小光学系统的入射光线角度，使视场角较小，实现摄远功能与平衡光学系统的像差，并提高第一透镜的成型良品率。

在某些实施方式中，所述成像光学系统满足以下条件式：0mm^-1≤MAX2/(MIN2*f)≤1 mm^-1；其中，MAX2为所述第二透镜的物侧面有效径内至所述第二透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最大距离，MIN2为所述第二透镜的物侧面有效径内至所述第二透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。由此，通过合理分配第二透镜厚度，让光学线过渡更平缓，实现长焦特性。

在某些实施方式中，所述成像光学系统满足以下条件式：0mm^-1≤MAX3/(MIN3*f)≤1 mm^-1；其中，MAX3为所述第三透镜的物侧面有效径内至所述第三透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最大距离，MIN3为所述第三透镜的物侧面有效径内至所述第三透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。由此，可矫正畸变与平衡长焦特性。

在某些实施方式中，所述成像光学系统满足以下条件式：0mm^-1≤MAX4/(MIN4*f)≤1 mm^-1；其中，MAX4为所述第四透镜的物侧面有效径内至所述第四透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最大距离，MIN4为所述第四透镜的物侧面有效径内至所述第四透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。由此，可平衡像差与长焦特性。并且提高第四透镜生产成品率。

在某些具体实施方式中，所述成像光学系统满足以下条件式：0≤MIN1/T14≤1。其中，MIN1为所述第一透镜的物侧面有效径内至所述第一透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。由此，可有利于压缩镜头长度尺寸，且减缓光线进入系统后的方向变化，有助于降低杂散光的强度。

在某些具体实施方式中，所述成像光学系统满足以下条件式：0≤MIN2/T14≤1；其中，MIN2为所述第二透镜的物侧面有效径内至所述第二透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。由此，可提高第二透镜的成品率，并通过增加透镜后焦长度扩大模组自动对焦工艺在点胶时调整范围。

在某些具体实施方式中，所述成像光学系统满足以下条件式：0≤MIN4/T14≤1；其中，MIN4为所述第四透镜的物侧面有效径内至所述第四透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。由此，可提高第四透镜的成品率，平衡像差与长焦特性。

在某些具体实施方式中，所述成像光学系统满足以下条件式：0≤MIN3/MIN4≤1.5。其中，MIN3为所述第三透镜的物侧面有效径内至所述第三透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离，MIN4为所述第四透镜的物侧面有效径内至所述第四透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。由此，可平衡畸变与长焦特性。

本实用新型实施方式的取像模组包括上述任一实施方式所述的成像光学系统和电子感光元件。所述电子感光元件设置于所述成像光学系统的像侧。

本实用新型实施方式的取像模组通过合理的透镜配置，使得成像光学系统不仅具有较高的成像质量和光学性能，还可以实现成像光学系统的轻薄化，有利于成像光学系统的便携化。

本实用新型实施方式的电子装置包括壳体和上述实施方式所述的取像模组。所述取像模组安装在所述壳体上。

本实用新型实施方式的电子装置通过合理的透镜配置，使得成像光学系统不仅具有较高的成像质量和光学性能，还可以实现成像光学系统的轻薄化，有利于成像光学系统的便携化。且壳体可对取像模组起到保护作用，提高安全性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，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是本实用新型第一实施例中成像光学系统的结构示意图；

图2是第一实施例中成像光学系统的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图3是本实用新型第二实施例中成像光学系统的结构示意图；

图4是第二实施例中成像光学系统的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图5是本实用新型第三实施例中成像光学系统的结构示意图；

图6是第三实施例中成像光学系统的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图7是本实用新型第四实施例中成像光学系统的结构示意图；

图8是第四实施例中成像光学系统的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图9是本实用新型第五实施例中成像光学系统的结构示意图；

图10是第五实施例中成像光学系统的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图11是本实用新型第六实施例中成像光学系统的结构示意图；

图12是第六实施例中成像光学系统的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图13是本实用新型第七实施例中成像光学系统的结构示意图；

图14是第七实施例中成像光学系统的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)。

附图标记：

成像光学系统10、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、光阑STO、棱镜8、入射面81、反射面82、出射面83、红外过滤片9、光轴OO’。

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，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请一并参阅图1、图3、图5、图7、图9、图11、图13，本实用新型实施方式的成像光学系统10沿着光轴OO’从物侧至像侧依次包括三棱镜8、具有屈折力的第一透镜1、具有屈折力的第二透镜2、具有屈折力的第三透镜3和具有屈折力的第四透镜4。

当成像光学系统10用于成像时，被摄物体发出或反射的光线从物侧方向进入成像光学系统10。三棱镜8具有入射面81、反射面82和出射面83，光线从入射面81入射，经反射面82反射，从出射面83出射，光线经由三棱镜8改变传播方向，将光路偏折，可以有利于成像光学系统10的排布，所有透镜不必沿着光路从物侧进入的方向排布，成像光学系统10装载方式变更，成像光学系统10沿着光路从物侧进入的方向相偏转的方向排布，即与设置成像光学系统10的载体的厚度方向呈一定角度排布，从而解决了镜头厚度影响载体轻薄化的问题。光线偏折后依次经过第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4，最终汇聚到成像面上成像。

在本申请的方案中，成像光学系统10满足条件式：1≤(n1+n2+n3+n4)*T14/f≤4；其中，n1为第一透镜1的折射率，n2为第二透镜2的折射率，n3为第三透镜3的折射率，n4为第四透镜4的折射率，T14为第一透镜1的物侧面S1至第四透镜4的像侧面 F4于光轴OO’上的距离，f为成像光学系统10的有效焦距。也就是说，四个透镜的折射率之和在乘经T14再除以f的结果可以为区间[1,4]内的任意数值，例如，该值可以为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4等。

如此设置可以合理分配光焦度，使光线平缓过渡，实现光学系统的长焦特性，获得较好的光学性能的同时，还满足轻薄化要求，提高成像光学系统10的便捷性，使成像光学系统10可应用于多种类型可摄像便携式电子设备。较佳地，成像光学系统10满足条件式：1.472≤(n1+n2+n3+n4)*T14/f≤3.252。

在某些实施方式中，成像光学系统10还包括光阑STO，光阑STO可以是孔径光阑或视场光阑。光阑STO的位置可以灵活调整，例如可以对应第一透镜1设置，或者设置在第一透镜1和第二透镜2之间。由此，可以更好地控制光量，提升成像整体亮度，保证成像面满足较大收光面积，提升成像效果。

在某些实施方式中，棱镜8为等腰直角三棱镜，这样等腰直角三棱镜可以将光路呈90度偏折，如果棱镜8的入射方向是沿载体的厚度方向设置的，那么成像光学系统10 可以沿载体的宽度或者长度方向设置，有利于减小载体的厚度。

在某些实施方式中，成像光学系统10满足以下条件式：1mm^-1≤MVd/f≤3mm^-1；其中，MVd为第一透镜1到第四透镜4的阿贝数的平均值。也就是说，MVd除以f的结果可以为区间[1,3]内的任意数值(单位为mm^-1)，例如，该值可以为1、1.2、1.6、2、 2.4、2.8、3等。

成像光学系统10满足条件1mm^-1≤MVd/f≤3mm^-1时，可合理分配透镜光焦度，使光线平缓过渡，实现光学系统的长焦特性。较佳地，成像光学系统10满足条件式：1.972 mm^-1≤MVd/f≤2.731mm^-1。

在某些实施方式中，成像光学系统10满足以下条件式：0mm^-1≤MAX1/(MIN1*f)≤1mm^-1；其中，MAX1为第一透镜1的物侧面有效径内至第一透镜1的像侧面有效径内在平行于光轴OO’方向上的最大距离，MIN1为第一透镜1的物侧面有效径内至第一透镜1 的像侧面有效径内在平行于光轴OO’方向上的最小距离。也就是说，MAX1除以MIN1再除以f的结果可以为区间[0,1]内的任意数值(单位为mm^-1)，例如，该值可以为0、0.2、 0.4、0.6、0.8、1等。

成像光学系统10满足条件0mm^-1≤MAX1/(MIN1*f)≤1mm^-1时，可减小光学系统的入射光线角度，使视场角较小，实现摄远功能与平衡光学系统的像差，并提高第一透镜1 的成型良品率。较佳地，成像光学系统10满足条件式：0.043mm^-1≤MAX1/(MIN1*f)≤ 0.078mm^-1。

在某些实施方式中，成像光学系统10满足以下条件式：0mm^-1≤MAX2/(MIN2*f)≤1mm^-1；其中，MAX2为第二透镜2的物侧面有效径内至第二透镜2的像侧面有效径内在平行于光轴OO’方向上的最大距离，MIN2为第二透镜2的物侧面有效径内至第二透镜2 的像侧面有效径内在平行于光轴OO’方向上的最小距离。也就是说，MAX2除以MIN2再除以f的结果可以为区间[0,1]内的任意数值(单位为mm^-1)，例如，该值可以为0、0.2、 0.4、0.6、0.8、1等。

成像光学系统10满足条件式0mm^-1≤MAX2/(MIN2*f)≤1mm^-1时，通过合理分配第二透镜2厚度，让光学线过渡更平缓，实现长焦特性。较佳地，成像光学系统10满足条件式：0.051mm^-1≤MAX2/(MIN2*f)≤0.181mm^-1。

在某些实施方式中，成像光学系统10满足以下条件式：0mm^-1≤MAX3/(MIN3*f)≤1mm^-1；其中，MAX3为第三透镜3的物侧面有效径内至第三透镜3的像侧面有效径内在平行于光轴OO’方向上的最大距离，MIN3为第三透镜3的物侧面有效径内至第三透镜3 的像侧面有效径内在平行于光轴OO’方向上的最小距离。也就是说，MAX3除以MIN3再除以f的结果可以为区间[0,1]内的任意数值(单位为mm^-1)，例如，该值可以为0、0.2、 0.4、0.6、0.8、1等。

成像光学系统10满足条件式0mm^-1≤MAX3/(MIN3*f)≤1mm^-1时，可矫正畸变与平衡长焦特性。较佳地，成像光学系统10满足条件式：0.049mm^-1≤MAX3/(MIN3*f)≤0.134 mm^-1。

在某些实施方式中，成像光学系统10满足以下条件式：0mm^-1≤MAX4/(MIN4*f)≤1mm^-1；其中，MAX4为第四透镜4的物侧面有效径内至第四透镜4的像侧面有效径内在平行于光轴OO’方向上的最大距离，MIN4为第四透镜4的物侧面有效径内至第四透镜4 的像侧面有效径内在平行于光轴OO’方向上的最小距离。也就是说，MAX4除以MIN4再除以f的结果可以为区间[0,1]内的任意数值(单位为mm^-1)，例如，该值可以为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1等。

成像光学系统10满足条件式0mm^-1≤MAX4/(MIN4*f)≤1mm^-1时，可平衡像差与长焦特性。并且提高第四透镜4生产成品率。较佳地，成像光学系统10满足条件式：0.037 mm^-1≤MAX4/(MIN4*f)≤0.095mm^-1。

在某些具体实施方式中，成像光学系统10满足以下条件式：0≤MIN1/T14≤1；其中， MIN1为第一透镜1的物侧面有效径内至第一透镜1的像侧面有效径内在平行于光轴OO’方向上的最小距离。也就是说，MIN1除以T14的结果可以为区间[0,1]内的任意数值，例如，该值可以为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1等。

成像光学系统10满足条件式0≤MIN1/T14≤1时，通过光学结构的合理布局，可有利于压缩镜头长度尺寸，且减缓光线进入系统后的方向变化，有助于降低杂散光的强度。较佳地，成像光学系统10满足条件式：0.121≤MIN1/T14≤0.222。

在某些具体实施方式中，成像光学系统10满足以下条件式：0≤MIN2/T14≤1，其中MIN2为第二透镜2的物侧面有效径内至第二透镜2的像侧面有效径内在平行于光轴OO’方向上的最小距离。也就是说，MIN2除以T14的结果可以为区间[0,1]内的任意数值，例如，该值可以为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1等。

成像光学系统10满足条件式0≤MIN2/T14≤1时，可提高第二透镜2的成品率，并通过增加透镜后焦长度扩大模组自动对焦工艺在点胶时调整范围。较佳地，成像光学系统10满足条件式：0.041≤MIN2/T14≤0.124。

在某些具体实施方式中，成像光学系统10满足以下条件式：0≤MIN4/T14≤1，也就是说，MIN4除以T14的结果可以为区间[0,1]内的任意数值，例如，该值可以为0、0.2、 0.4、0.6、0.8、1等。

成像光学系统10满足条件式0≤MIN4/T14≤1时，可提高第四透镜4的成品率，平衡像差与长焦特性。较佳地，成像光学系统10满足条件式：0.049≤MIN4/T14≤0.202。

在某些具体实施方式中，成像光学系统10满足以下条件式：0≤MIN3/MIN4≤1.5。也就是说，MIN3除以MIN4的结果可以为区间[0,1.5]内的任意数值，例如，该值可以为 0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5等。

成像光学系统10满足条件式0≤MIN3/MIN4≤1.5时，可平衡畸变与长焦特性。较佳地，成像光学系统10满足条件式：0.546≤MIN3/MIN4≤1.348。

在某些实施方式中，三棱镜8、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4 的材质为塑料或者玻璃。

塑料透镜的成本较低，有利于降低成像光学系统10的成本；而玻璃透镜不易因环境温度改变引起热胀冷缩现象，使得成像光学系统10的成像质量较为稳定。

在某些实施方式中，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4至少一个表面为非球面。非球面的面型由以下公式决定：

其中，Z是非球面上任一点与表面顶点的纵向距离，r是非球面上任一点到光轴OO’的距离，c是顶点曲率(曲率半径的倒数)，k是圆锥常数，Ai是非球面第i-th阶的修正系数。

如此，成像光学系统10可以通过各透镜表面的曲率半径和非球面系数，有效减小成像光学系统10的总长度，并可以有效地校正像差，提高成像质量。

为更加具体体现本申请的方案，下面展示七个实施例的成像光学系统10的结构及参数。

第一实施例

请参阅图1，从物侧至像侧，第一实施例的成像光学系统10沿着光轴OO’依次包括三棱镜8、第一透镜1、光阑STO、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和红外过滤片 9。棱镜8为等腰直角三棱镜，用于改变光线的传播方向以使垂直于光轴OO’入射棱镜 8的光线平行于光轴OO’射向第一透镜1。三棱镜8材质可以是玻璃或高透光率的塑料等材料。

第一透镜1具有负屈折力，其物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，像侧面F1于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S1和像侧面F1均为非球面。第二透镜2具有正屈折力，其物侧面S2于近光轴OO’处为凸面，像侧面F2于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S2和像侧面F2均为非球面。第三透镜3具有负屈折力，其物侧面S3于近光轴OO’处为凹面，像侧面F3于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S3和像侧面F3均为非球面。第四透镜4 具有正屈折力，其物侧面S4于近光轴OO’处为凹面，像侧面F4于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S4和像侧面F4均为非球面。

红外过滤片9为玻璃材质，其设置在第四透镜4及成像面之间且不影响成像光学系统10的焦距。

成像光学系统10满足下面表格的条件：

表1

成像光学系统10的有效焦距为f＝24.06mm，成像光学系统10的光圈数FNO＝3.0，成像光学系统10的视场角FOV＝18.83度。

表1中各面的表面编号是按照从物侧至像侧的顺序将各透镜的表面依次排布，下方其他实施例也是如此，不再赘述。

表2给出了表1中表面编号为4、5、7、8、9、10、11、12的圆锥系数K和高次阶修正系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20，这些系数由上述非球面的面型公式(10)得出：

表2

图2中(a)为第一实施例的纵向球面像差图(Longitudinal SphericalAberration)，其表示不同波长的光线经由成像光学系统10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到光线与光轴OO’交点的距离(单位为mm)。图2中(a)采用的光线波长分别为470.000nm、510.000nm、587.56nm、610.000nm、650.000nm，五种光线在经由成像光学系统10成像后，不同视场焦点偏移量在±0.1mm的范围内。由第一实施例的纵向球面像差图可知，第一实施例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，即球差较小、成像质量较好。

图2中(b)为第一实施例成像光学系统10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，其弧矢像面和子午像面的焦点偏移均在±0.025mm以内。由图2中(b)可知，第一实施例成像光学系统10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)为第一实施例成像光学系统10的畸变图(Distortion)，图中显示波长为587.56nm的光线经由成像光学系统10后，其畸变率在±5.0％的范围内。由图2中(c) 可知，由主光束引起的图像变形较小，成像光学系统10的成像质量优良。

第二实施例

请参阅图3，从物侧至像侧，第二实施例的成像光学系统10沿着光轴OO’依次包括三棱镜8、第一透镜1、光阑STO、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和红外过滤片 9。

第一透镜1具有正屈折力，其物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，像侧面F1于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S1和像侧面F1均为非球面。第二透镜2具有负屈折力，其物侧面S2于近光轴OO’处为凹面，像侧面F2于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S2和像侧面F2均为非球面。第三透镜3具有负屈折力，其物侧面S3于近光轴OO’处为凹面，像侧面F3于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S3和像侧面F3均为非球面。第四透镜4 具有正屈折力，其物侧面S4于近光轴OO’处为凸面，像侧面F4于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S4和像侧面F均为非球面。

红外过滤片9为玻璃材质，其设置在第四透镜4及成像面之间且不影响成像光学系统10的焦距。

成像光学系统10满足下面表格的条件：

表3

成像光学系统10的有效焦距为f＝23.48mm，成像光学系统10的光圈数FNO＝3.2，成像光学系统10的视场角FOV＝19.27度。

表4给出了表3中表面编号为4、5、7、8、9、10、11、12的圆锥系数K和高次阶修正系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20，这些系数由上述非球面的面型公式(10)得出：

表4

由图4中的像差图可知，成像光学系统10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。

第三实施例

请参阅图5，从物侧至像侧，第三实施例的成像光学系统10沿着光轴OO’依次包括三棱镜8、第一透镜1、光阑STO、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和红外过滤片 9。

第一透镜1具有负屈折力，其物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，像侧面F1于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S1和像侧面F1均为非球面。第二透镜2具有正屈折力，其物侧面S2于近光轴OO’处为凸面，像侧面F2于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S2和像侧面F2均为非球面。第三透镜3具有负屈折力，其物侧面S3于近光轴OO’处为凹面，像侧面F3于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S3和像侧面F3均为非球面。第四透镜4 具有正屈折力，其物侧面S4于近光轴OO’处为凹面，像侧面F4于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S4和像侧面F4均为非球面。

红外过滤片9为玻璃材质，其设置在第四透镜4及成像面之间且不影响成像光学系统10的焦距。

成像光学系统10满足下面表格的条件：

表5

成像光学系统10的有效焦距为f＝28.37mm，成像光学系统10的光圈数FNO＝3.5，成像光学系统10的视场角FOV＝16度。

表6给出了表5中表面编号为4、5、7、8、9、10、11、12的圆锥系数K和高次阶修正系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20，这些系数由上述非球面的面型公式(10)得出：

表6

由图6中的像差图可知，成像光学系统10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。

第四实施例

请参阅图7，从物侧至像侧，第四实施例的成像光学系统10沿着光轴OO’依次包括三棱镜8、第一透镜1、光阑STO、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和红外过滤片 9。

第一透镜1具有负屈折力，其物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，像侧面F1于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S1和像侧面F1均为非球面。第二透镜2具有正屈折力，其物侧面S2于近光轴OO’处为凸面，像侧面F2于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S2和像侧面F2均为非球面。第三透镜3具有负屈折力，其物侧面S3于近光轴OO’处为凹面，像侧面F3于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S3和像侧面F3均为非球面。第四透镜4 具有负屈折力，其物侧面S4于近光轴OO’处为凹面，像侧面F4于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S4和像侧面F4均为非球面。

红外过滤片9为玻璃材质，其设置在第四透镜4及成像面之间且不影响成像光学系统10的焦距。

成像光学系统10满足下面表格的条件：

表7

成像光学系统10的有效焦距为f＝20.48mm，成像光学系统10的光圈数FNO＝2.4，成像光学系统10的视场角FOV＝22.04度。

表8给出了表7中表面编号为4、5、7、8、9、10、11、12的圆锥系数K和高次阶修正系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20，这些系数由上述非球面的面型公式(10)得出：

表8

由图8中的像差图可知，成像光学系统10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。

第五实施例

请参阅图9，从物侧至像侧，第五实施例的成像光学系统10沿着光轴OO’依次包括三棱镜8、第一透镜1、光阑STO、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和红外过滤片 9。

第一透镜1具有负屈折力，其物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，像侧面F1于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S1和像侧面F1均为非球面。第二透镜2具有正屈折力，其物侧面S2于近光轴OO’处为凸面，像侧面F2于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S2和像侧面F2均为非球面。第三透镜3具有负屈折力，其物侧面S3于近光轴OO’处为凹面，像侧面F3于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S3和像侧面F3均为非球面。第四透镜4 具有正屈折力，其物侧面S4于近光轴OO’处为凹面，像侧面F4于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S4和像侧面F4均为非球面。

红外过滤片9为玻璃材质，其设置在第四透镜4及成像面之间且不影响成像光学系统10的焦距。

成像光学系统10满足下面表格的条件：

表9

成像光学系统10的有效焦距为f＝23.85mm，成像光学系统10的光圈数FNO＝3.16，成像光学系统10的视场角FOV＝19度。

表10给出了表9中表面编号为4、5、7、8、9、10、11、12的圆锥系数K和高次阶修正系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20，这些系数由上述非球面的面型公式(10)得出：

表10

由图10中的像差图可知，成像光学系统10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。

第六实施例

请参阅图11，从物侧至像侧，第六实施例的成像光学系统10沿着光轴OO’依次包括三棱镜8、光阑STO、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和红外过滤片9。

第一透镜1具有正屈折力，其物侧面S1于近光轴OO’处为凹面，像侧面F1于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S1和像侧面F1均为非球面。第二透镜2具有正屈折力，其物侧面S2于近光轴OO’处为凸面，像侧面F2于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S2和像侧面F2均为非球面。第三透镜3具有正屈折力，其物侧面S3于近光轴OO’处为凸面，像侧面F3于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S3和像侧面F3均为非球面。第四透镜4 具有负屈折力，其物侧面S4于近光轴OO’处为凹面，像侧面F4于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S4和像侧面F4均为非球面。

红外过滤片9为玻璃材质，其设置在第四透镜4及成像面之间且不影响成像光学系统10的焦距。

成像光学系统10满足下面表格的条件：

表11

成像光学系统10的有效焦距为f＝24.31mm，成像光学系统10的光圈数FNO＝3.12，成像光学系统10的视场角FOV＝18.6度。

表12给出了表11中表面编号为4、5、7、8、9、10、11、12的圆锥系数K和高次阶修正系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20，这些系数由上述非球面的面型公式(10)得出：

表12

由图12中的像差图可知，成像光学系统10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。

第七实施例

请参阅图13，从物侧至像侧，第七实施例的成像光学系统10沿着光轴OO’依次包括三棱镜8、第一透镜1、光阑STO、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和红外过滤片9。

第一透镜1具有正屈折力，其物侧面S1于近光轴OO’处为凸面，像侧面F1于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S1和像侧面F1均为非球面。第二透镜2具有正屈折力，其物侧面S2于近光轴OO’处为凸面，像侧面F2于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S2和像侧面F2均为非球面。第三透镜3具有负屈折力，其物侧面S3于近光轴OO’处为凹面，像侧面F3于近光轴OO’处为凹面，且物侧面S3和像侧面F3均为非球面。第四透镜4 具有正屈折力，其物侧面S4于近光轴OO’处为凸面，像侧面F4于近光轴OO’处为凸面，且物侧面S4和像侧面F4均为非球面。

红外过滤片9为玻璃材质，其设置在第四透镜4及成像面之间且不影响成像光学系统10的焦距。

成像光学系统10满足下面表格的条件：

表13

成像光学系统10的有效焦距为f＝26.48mm，成像光学系统10的光圈数FNO＝3.26，成像光学系统10的视场角FOV＝17.14度。

表14给出了表13中表面编号为4、5、7、8、9、10、11、12的圆锥系数K和高次阶修正系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20，这些系数由上述非球面的面型公式(10)得出：

表14

由图14中的像差图可知，成像光学系统10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。

上述七个实施例，总结后呈现的特性如下：

表15

表16

本申请的提供的这种成像光学系统10，可满足手机镜头微型长焦的特点，具有较低的光学系统敏感度和优良的成像品质，可以应用在小型的摄像装置中使用。

本实用新型实施方式的取像模组包括上述任一实施方式的成像光学系统10及电子感光元件。电子感光元件设置于成像光学系统10的像侧，可选地，电子感光元件可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器或者电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)图像传感器。

本实用新型实施例的取像模组通过合理的透镜配置，使得成像光学系统10不仅具有较高的成像质量，还可以实现成像光学系统10的超薄化与轻量化。

电子装置包括壳体和上述实施方式的取像模组，取像模组安装在壳体内并从壳体暴露以获取图像。

本实用新型实施方式的电子装置通过合理的透镜配置，使得成像光学系统10不仅具有较高的成像质量，还可以实现成像光学系统10的超薄化与轻量化。并且壳体对成像光学系统10具有保护作用。

本实用新型实施方式的电子装置包括但不限于小型化的智能电话、移动电话和PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、游戏机、PC等信息终端设备以及附加有照相机功能的家电产品等。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“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 (12)

1.一种成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统沿着光轴从物侧至像侧依次包括：

三棱镜；

具有屈折力的第一透镜；

具有屈折力的第二透镜；

具有屈折力的第三透镜；

具有屈折力的第四透镜；

所述成像光学系统满足条件式：

1≤(n1+n2+n3+n4)*T14/f≤4；

其中，n1为所述第一透镜的折射率，n2为所述第二透镜的折射率，n3为所述第三透镜的折射率，n4为所述第四透镜的折射率，T14为所述第一透镜的物侧面至所述第四透镜的像侧面在光轴上的距离，f为所述成像光学系统的有效焦距。

2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统满足以下条件式：

1mm^-1≤MVd/f≤3mm^-1；

其中，MVd为所述第一透镜到所述第四透镜的阿贝数的平均值。

3.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统满足以下条件式：

0mm^-1≤MAX1/(MIN1*f)≤1mm^-1；

其中，MAX1为所述第一透镜的物侧面有效径内至所述第一透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最大距离，MIN1为所述第一透镜的物侧面有效径内至所述第一透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。

4.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统满足以下条件式：

0mm^-1≤MAX2/(MIN2*f)≤1mm^-1；

其中，MAX2为所述第二透镜的物侧面有效径内至所述第二透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最大距离，MIN2为所述第二透镜的物侧面有效径内至所述第二透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。

5.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统满足以下条件式：

0mm^-1≤MAX3/(MIN3*f)≤1mm^-1；

其中，MAX3为所述第三透镜的物侧面有效径内至所述第三透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最大距离，MIN3为所述第三透镜的物侧面有效径内至所述第三透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。

6.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统满足以下条件式：

0mm^-1≤MAX4/(MIN4*f)≤1mm^-1；

其中，MAX4为所述第四透镜的物侧面有效径内至所述第四透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最大距离，MIN4为所述第四透镜的物侧面有效径内至所述第四透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。

7.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统满足以下条件式：

0≤MIN1/T14≤1；

其中，MIN1为所述第一透镜的物侧面有效径内至所述第一透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。

8.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统满足以下条件式：

0≤MIN2/T14≤1；

其中，MIN2为所述第二透镜的物侧面有效径内至所述第二透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。

9.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统满足以下条件式：

0≤MIN4/T14≤1；

其中，MIN4为所述第四透镜的物侧面有效径内至所述第四透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。

10.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统满足以下条件式：

0≤MIN3/MIN4≤1.5；

其中，MIN3为所述第三透镜的物侧面有效径内至所述第三透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离，MIN4为所述第四透镜的物侧面有效径内至所述第四透镜的像侧面有效径内在平行于光轴方向上的最小距离。

11.一种取像模组，其特征在于，所述取像模组包括：

权利要求1-10中任意一项所述的成像光学系统；及

电子感光元件，所述电子感光元件设置于所述成像光学系统的像侧。

12.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：

壳体；及

权利要求11所述的取像模组，所述取像模组安装在所述壳体上。

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