CN216411715U - 成像系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种成像系统。沿成像系统的入光侧至成像系统的出光侧顺次包括:具有正光焦度的第一透镜;具有正光焦度的第二透镜,第二透镜靠近入光侧的表面为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面为凸面;具有负光焦度的第三透镜;第四透镜;其中,第一透镜靠近入光侧的表面至成像系统的成像面于成像系统的光轴上的距离TTL与成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足:TTL/ImgH<1.4;第一透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R1与第一透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R2之间满足:0.3<R2/(R1+R2)<0.8。本实用新型解决了现有技术中成像系统存在体积较大的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学成像设备技术领域,具体而言,涉及一种成像系统。
背景技术
随着智能手机、平板电脑等移动电子设备的不断发展和更新,终端电子产品对镜头也有着更高的设计要求,在追求高性能产品的同时也更倾向于超薄化的设计来实现更小的镜头体积。超薄化镜头的优势在于能够节省镜头在终端电子产品中的空间,因此在便携式终端电子产品中有着广泛的应用。
也就是说,现有技术中成像系统存在体积较大的问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种成像系统,以解决现有技术中成像系统存在体积较大的问题。
为了实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种成像系统,沿成像系统的入光侧至成像系统的出光侧顺次包括:具有正光焦度的第一透镜;具有正光焦度的第二透镜,第二透镜靠近入光侧的表面为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面为凸面;具有负光焦度的第三透镜;第四透镜;其中,第一透镜靠近入光侧的表面至成像系统的成像面于成像系统的光轴上的距离TTL与成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足:TTL/ImgH<1.4;第一透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R1与第一透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R2之间满足:0.3<R2/(R1+R2)<0.8。
进一步地,第二透镜的有效焦距f2与第三透镜的有效焦距f3之间满足:-1.2<f3/f2<-0.2。
进一步地,第一透镜的有效焦距f1与成像系统的有效焦距f之间满足:0.5<f/f1<1.5。
进一步地,第一透镜和第二透镜的组合焦距f12、第三透镜和第四透镜的组合焦距f34之间满足:-1.0<f12/f34<0。
进一步地,第四透镜的边缘厚度ET4与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4之间满足: 0.3<ET4/CT4<0.8。
进一步地,第一透镜的边缘厚度ET1、第二透镜的边缘厚度ET2和第三透镜的边缘厚度 ET3之间满足:0.3<ET3/(ET1+ET2)<1.0。
进一步地,第一透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT11与第二透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT21之间满足:0.5<DT21/DT11<1.0。
进一步地,第三透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT32与第四透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT42之间满足:0.3<DT32/DT42<0.8。
进一步地,第一透镜在光轴上的中心厚度CT1与第一透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT12之间满足:0.5<CT1/DT12<1.0。
进一步地,第二透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R3、第二透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R4、第三透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R5与第三透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R6之间满足:0<(R5+R6)/(R3+R4)<1.0。
进一步地,第四透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R7、第四透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R8之间满足:0<R7/(R7+R8)<1.0。
进一步地,第一透镜靠近入光侧的表面和光轴的交点至第一透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11、第四透镜靠近出光侧的表面和光轴的交点至第四透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足:-1.0<SAG11/SAG42<-0.5。
进一步地,第三透镜靠近入光侧的表面和光轴的交点至第三透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG31、第三透镜靠近出光侧的表面和光轴的交点至第三透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG32之间满足:0.7<SAG31/SAG32<1.2。
进一步地,成像系统的光阑到最后一个透镜靠近出光侧的表面的距离SD、成像系统的光阑至成像面的轴上距离SL之间满足:0.5<SD/SL<1.0。
进一步地,第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔T34、第一透镜至第四透镜任意相邻两透镜之间在光轴上的空气间隔的总和∑AT满足:0.2<T34/ΣAT<0.7。
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之间满足:0.5<CT2/CT3<1.5。
进一步地,第三透镜靠近入光侧的表面为凹面,第三透镜靠近出光侧的表面为凸面;第四透镜靠近入光侧的表面为凸面,第四透镜靠近出光侧的表面为凹面。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种成像系统,沿成像系统的入光侧至成像系统的出光侧顺次包括:具有正光焦度的第一透镜;具有正光焦度的第二透镜,第二透镜靠近入光侧的表面为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面为凸面;具有负光焦度的第三透镜;第四透镜;其中,第一透镜靠近入光侧的表面至成像系统的成像面于成像系统的光轴上的距离TTL与成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足:TTL/ImgH<1.4;第四透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R7、第四透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R8之间满足: 0<R7/(R7+R8)<1.0。
进一步地,第二透镜的有效焦距f2与第三透镜的有效焦距f3之间满足:-1.2<f3/f2<-0.2。
进一步地,第一透镜的有效焦距f1与成像系统的有效焦距f之间满足:0.5<f/f1<1.5。
进一步地,第一透镜和第二透镜的组合焦距f12、第三透镜和第四透镜的组合焦距f34之间满足:-1.0<f12/f34<0。
进一步地,第四透镜的边缘厚度ET4与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4之间满足: 0.3<ET4/CT4<0.8。
进一步地,第一透镜的边缘厚度ET1、第二透镜的边缘厚度ET2和第三透镜的边缘厚度 ET3之间满足:0.3<ET3/(ET1+ET2)<1.0。
进一步地,第一透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT11与第二透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT21之间满足:0.5<DT21/DT11<1.0。
进一步地,第三透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT32与第四透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT42之间满足:0.3<DT32/DT42<0.8。
进一步地,第一透镜在光轴上的中心厚度CT1与第一透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT12之间满足:0.5<CT1/DT12<1.0。
进一步地,第二透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R3、第二透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R4、第三透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R5与第三透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R6之间满足:0<(R5+R6)/(R3+R4)<1.0。
进一步地,第一透镜靠近入光侧的表面和光轴的交点至第一透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11、第四透镜靠近出光侧的表面和光轴的交点至第四透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足:-1.0<SAG11/SAG42<-0.5。
进一步地,第三透镜靠近入光侧的表面和光轴的交点至第三透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG31、第三透镜靠近出光侧的表面和光轴的交点至第三透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG32之间满足:0.7<SAG31/SAG32<1.2。
进一步地,成像系统的光阑到最后一个透镜靠近出光侧的表面的距离SD、成像系统的光阑至成像面的轴上距离SL之间满足:0.5<SD/SL<1.0。
进一步地,第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔T34、第一透镜至第四透镜任意相邻两透镜之间在光轴上的空气间隔的总和∑AT满足:0.2<T34/ΣAT<0.7。
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之间满足:0.5<CT2/CT3<1.5。
进一步地,第三透镜靠近入光侧的表面为凹面,第三透镜靠近出光侧的表面为凸面;第四透镜靠近入光侧的表面为凸面,第四透镜靠近出光侧的表面为凹面。
应用本实用新型的技术方案,沿成像系统的入光侧至成像系统的出光侧顺次包括:具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜和第四透镜;第二透镜靠近入光侧的表面为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面为凸面;其中,第一透镜靠近入光侧的表面至成像系统的成像面于成像系统的光轴上的距离TTL与成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足:TTL/ImgH<1.4;第一透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R1 与第一透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R2之间满足:0.3<R2/(R1+R2)<0.8。
通过合理控制第一透镜、第二透镜、第三透镜的光焦度的正负的分配和第二透镜的面型的曲率,有利于平衡成像系统的低阶像差,保证成像系统的成像质量。控制成像系统的光学总长与像高的比值在合理的数值范围内,有利于减小成像系统的尺寸、保持成像系统的超薄性,便于成像系统的小型化。控制第一透镜靠近入光侧的表面的曲率半径与第一透镜靠近入光侧的表面和第一透镜靠近出光侧的表面的曲率半径之和的比值在合理的数值范围内,有利于第一透镜的两侧面的曲率半径的合理匹配,可有效地控制第一透镜的形状、光束的折射角度以及第一透镜对成像系统像散的贡献量,使得第一透镜具有较好的加工性,进而使成像系统具有良好的成像质量。
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实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1示出了本实用新型的例子一的成像系统的结构示意图;
图2至图5分别示出了图1中的成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线;
图6示出了本实用新型的例子二的成像系统的结构示意图;
图7至图10分别示出了图6中的成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线;
图11示出了本实用新型的例子三的成像系统的结构示意图;
图12至图15分别示出了图11中的成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线;
图16示出了本实用新型的例子四的成像系统的结构示意图;
图17至图20分别示出了图16中的成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线;
图21示出了本实用新型的例子五的成像系统的结构示意图;
图22至图25分别示出了图21中的成像系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线。
其中,上述附图包括以下附图标记:
E1、第一透镜;S1、第一透镜靠近入光侧的表面;S2、第一透镜靠近出光侧的表面;E2、第二透镜;S3、第二透镜靠近入光侧的表面;S4、第二透镜靠近出光侧的表面;E3、第三透镜;S5、第三透镜靠近入光侧的表面;S6、第三透镜靠近出光侧的表面;E4、第四透镜;S7、第四透镜靠近入光侧的表面;S8、第四透镜靠近出光侧的表面;E5、滤波片;S9、滤波片靠近入光侧的表面;S10、滤波片靠近出光侧的表面;成像面S11。
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实用新型。
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。
在本实用新型中,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实用新型。
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。每个透镜靠近入光侧的表面成为该透镜靠近入光侧的表面,每个透镜靠近出光侧的表面称为该透镜靠近出光侧的表面。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。以入光侧面来说,当R值为正时,判定为凸面,当R值为负时,判定为凹面;以出光侧面来说,当R值为正时,判定为凹面,当R值为负时,判定为凸面。
为了以解决现有技术中成像系统存在体积较大的问题,本实用新型的主要目的在于提供一种成像系统。
实施例一
如图1至图25所示,沿成像系统的入光侧至成像系统的出光侧顺次包括:具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜和第四透镜;第二透镜靠近入光侧的表面为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面为凸面;其中,第一透镜靠近入光侧的表面至成像系统的成像面于成像系统的光轴上的距离TTL与成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足:TTL/ImgH<1.4;第一透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R1与第一透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R2之间满足:0.3<R2/(R1+R2)<0.8。
通过合理控制第一透镜、第二透镜、第三透镜的光焦度的正负的分配和第二透镜的面型的曲率,有利于平衡成像系统的低阶像差,保证成像系统的成像质量。控制成像系统的光学总长与像高的比值在合理的数值范围内,有利于减小成像系统的尺寸、保持成像系统的超薄性,便于成像系统的小型化。控制第一透镜靠近入光侧的表面的曲率半径与第一透镜靠近入光侧的表面和第一透镜靠近出光侧的表面的曲率半径之和的比值在合理的数值范围内,有利于第一透镜的两侧面的曲率半径的合理匹配,可有效地控制第一透镜的形状、光束的折射角度以及第一透镜对成像系统像散的贡献量,使得第一透镜具有较好的加工性,进而使成像系统具有良好的成像质量。
优选地,第一透镜靠近入光侧的表面至成像系统的成像面于成像系统的光轴上的距离TTL 与成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足:1.2<TTL/ImgH<1.38;第一透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R1与第一透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R2之间满足:0.6< R2/(R1+R2)<0.78。
在本实施例中,第二透镜的有效焦距f2与第三透镜的有效焦距f3之间满足: -1.2<f3/f2<-0.2。通过将第三透镜的有效焦距与第二透镜的有效焦距的比值在合理的范围内,有利于控制第三透镜、第二透镜对成像系统的球差贡献率,从而使得成像系统在轴上视场上具有良好的成像质量。优选地,-0.6<f3/f2<-0.28。
在本实施例中,第一透镜的有效焦距f1与成像系统的有效焦距f之间满足:0.5<f/f1<1.5。控制成像系统的有效焦距与第一透镜的有效焦距的比值在合理的范围内,有利于控制成像系统的场曲,从而使得成像系统具有良好的解像力,保证成像系统的成像质量。优选地, 0.8<f/f1<1.1。
在本实施例中,第一透镜和第二透镜的组合焦距f12、第三透镜和第四透镜的组合焦距f34 之间满足:-1.0<f12/f34<0。控制第一透镜和第二透镜与第三透镜和第四透镜的组合焦距的比值在合理的范围内,有利于第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的光焦度在空间上的合理分布,进而有利于减小成像系统的像差。优选地,-0.5<f12/f34<-0.1。
在本实施例中,第四透镜的边缘厚度ET4与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4之间满足: 0.3<ET4/CT4<0.8。控制第四透镜的边缘厚度与中心厚度的比值在合理的范围内,使第四透镜具有较好的加工性,降低了工艺难度。优选地,0.4<ET4/CT4<0.75。
在本实施例中,第一透镜的边缘厚度ET1、第二透镜的边缘厚度ET2和第三透镜的边缘厚度ET3之间满足:0.3<ET3/(ET1+ET2)<1.0。控制第三透镜的边缘厚度与第一透镜和第二透镜的边缘厚度之和的比值在合理的范围内,使得第一透镜、第二透镜、第三透镜在结构上匹配合理,并使第一透镜、第二透镜、第三透镜具有较好的加工性。优选地,0.4<ET3/(ET1+ET2) <0.9。
在本实施例中,第一透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT11与第二透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT21之间满足:0.5<DT21/DT11<1.0。控制第二透镜与第一透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径的比值在合理的数值范围内,有利于成像系统具有较大的成像面,进而有利于成像系统清晰成像,并且使得成像系统的空间分布更加合理,有利于成像系统的小型化。优选地,0.7<DT21/DT11<0.92。
在本实施例中,第三透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT32与第四透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT42之间满足:0.3<DT32/DT42<0.8。控制第三透镜与第四透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径的比值在合理的数值范围内,有利于成像系统具有较大的成像面,进而有利于成像系统清晰成像,并且可使成像系统的空间分布更加合理,有利于成像系统的小型化。优选地,0.4<DT32/DT42<0.6。
在本实施例中,第一透镜在光轴上的中心厚度CT1与第一透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT12之间满足:0.5<CT1/DT12<1.0。控制第一透镜在光轴上的中心厚度与第一透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径的比值在合理的数值范围内,使第一透镜具有较好的加工性,降低第一透镜的加工难度,有利于成像系统的制作。优选地,0.7<CT1/DT12<0.97。
在本实施例中,第二透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R3、第二透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R4、第三透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R5与第三透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R6之间满足:0<(R5+R6)/(R3+R4)<1.0。通过将(R5+R6)/(R3+R4)限制在合理的范围内,可有效地控制第二透镜和第三透镜的形状,使两透镜具有较好的加工性能,保证第二透镜和第三透镜的成品率。优选地,0.3<(R5+R6)/(R3+R4)<0.7。
在本实施例中,第四透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R7、第四透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R8之间满足:0<R7/(R7+R8)<1.0。合理配置第四透镜的两侧面的曲率半径,可以有效地控制第四透镜的形状,使第四透镜具有较好的加工性能,并控制进入成像系统的光束在第四透镜处的折射角度,进而提升成像系统与图像传感器芯片的匹配度。优选地, 0.3<R7/(R7+R8)<0.7。
在本实施例中,第一透镜靠近入光侧的表面和光轴的交点至第一透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11、第四透镜靠近出光侧的表面和光轴的交点至第四透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足: -1.0<SAG11/SAG42<-0.5。控制第一透镜靠近入光侧的表面的矢高与第四透镜靠近出光侧的表面的矢高的比值在合理的数值范围内,有利于控制第一透镜和第四透镜的形状,以使第一透镜和第四透镜的加工性得到提升,并有利于控制成像系统的光线的偏折角度,进而提升成像系统与图像传感器芯片的匹配度。优选地,-0.8<SAG11/SAG42<-0.5。
在本实施例中,第三透镜靠近入光侧的表面和光轴的交点至第三透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG31、第三透镜靠近出光侧的表面和光轴的交点至第三透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG32之间满足: 0.7<SAG31/SAG32<1.2。通过控制第三透镜靠近入光侧的表面与出光侧面的矢高的比值在合理的数值范围内,有利于控制第三透镜的形状,以使第三透镜的加工性得到提升,同时还有利于控制成像系统的光线的偏折角度,进而使成像系统具有较好的成像质量。优选地, 0.8<SAG31/SAG32<1.1。
在本实施例中,成像系统的光阑到最后一个透镜靠近出光侧的表面的距离SD、成像系统的光阑至成像面的轴上距离SL之间满足:0.5<SD/SL<1.0。借此可控制光阑的位置,有助于平衡成像系统的视角与总长,同时有效地控制成像的范围和成像面入射光线的入射角,进而提升成像系统与图像传感器芯片的匹配度。优选地,0.6<SD/SL<0.8。
在本实施例中,第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔T34、第一透镜至第四透镜任意相邻两透镜之间在光轴上的空气间隔的总和∑AT满足:0.2<T34/ΣAT<0.7。合理分配各透镜之间的空气间隔,可以保证各个透镜加工以及组装特性,避免间隔过小导致组装过程出现前后镜片干涉的问题。同时有利于减缓光线偏折,调整成像系统的场曲,降低成像系统的敏感程度,进而获得更好的成像质量。优选地,0.3<T34/ΣAT<0.6。
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 之间满足:0.5<CT2/CT3<1.5。控制第二透镜与第三透镜的中心厚度的比值在合理的数值范围内,可有效地平衡第二透镜与第三透镜的厚度,以避免因第二透镜厚度过薄而影响产品良率,同时能提升成像系统的稳定性,降低成像系统的敏感度,增加成像系统的成像质量。优选地, 0.6<CT2/CT3<0.9。
在本实施例中,第三透镜靠近入光侧的表面为凹面,第三透镜靠近出光侧的表面为凸面;第四透镜靠近入光侧的表面为凸面,第四透镜靠近出光侧的表面为凹面。合理配置第三透镜和第四透镜的面型,有利于降低成像系统对公差的敏感性,进而有利于维持成像系统的超薄特性。
实施例二
如图1至图25所示,沿成像系统的入光侧至成像系统的出光侧顺次包括:具有正光焦度的第一透镜;具有正光焦度的第二透镜,第二透镜靠近入光侧的表面为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面为凸面;具有负光焦度的第三透镜;第四透镜;其中,第一透镜靠近入光侧的表面至成像系统的成像面于成像系统的光轴上的距离TTL与成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足:TTL/ImgH<1.4;第四透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R7、第四透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R8之间满足:0<R7/(R7+R8)<1.0。
通过合理控制第一透镜、第二透镜、第三透镜的光焦度的正负的分配和第二透镜的面型的曲率,有利于平衡成像系统的低阶像差,保证成像系统的成像质量。控制成像系统的光学总长与像高的比值在合理的数值范围内,有利于减小成像系统的尺寸、保持成像系统的超薄性,便于成像系统的小型化。合理配置第四透镜的两侧面的曲率半径,可以有效地控制第四透镜的形状,使第四透镜具有较好的加工性能,并控制进入成像系统的光束在第四透镜处的折射角度,进而提升成像系统与图像传感器芯片的匹配度。
优选地,第一透镜靠近入光侧的表面至成像系统的成像面于成像系统的光轴上的距离TTL 与成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足:1.2<TTL/ImgH<1.38;第四透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R7、第四透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R8之间满足: 0.3<R7/(R7+R8)<0.7。
在本实施例中,第二透镜的有效焦距f2与第三透镜的有效焦距f3之间满足: -1.2<f3/f2<-0.2。通过将第三透镜的有效焦距与第二透镜的有效焦距的比值在合理的范围内,有利于控制第三透镜、第二透镜对成像系统的球差贡献率,从而使得成像系统在轴上视场上具有良好的成像质量。优选地,-0.6<f3/f2<-0.28。
在本实施例中,第一透镜的有效焦距f1与成像系统的有效焦距f之间满足:0.5<f/f1<1.5。控制成像系统的有效焦距与第一透镜的有效焦距的比值在合理的范围内,有利于控制成像系统的场曲,从而使得成像系统具有良好的解像力,保证成像系统的成像质量。优选地, 0.8<f/f1<1.1。
在本实施例中,第一透镜和第二透镜的组合焦距f12、第三透镜和第四透镜的组合焦距f34 之间满足:-1.0<f12/f34<0。控制第一透镜和第二透镜与第三透镜和第四透镜的组合焦距的比值在合理的范围内,有利于第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的光焦度在空间上的合理分布,进而有利于减小成像系统的像差。优选地,-0.5<f12/f34<-0.1。
在本实施例中,第四透镜的边缘厚度ET4与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4之间满足: 0.3<ET4/CT4<0.8。控制第四透镜的边缘厚度与中心厚度的比值在合理的范围内,使第四透镜具有较好的加工性,降低了工艺难度。优选地,0.4<ET4/CT4<0.75。
在本实施例中,第一透镜的边缘厚度ET1、第二透镜的边缘厚度ET2和第三透镜的边缘厚度ET3之间满足:0.3<ET3/(ET1+ET2)<1.0。控制第三透镜的边缘厚度与第一透镜和第二透镜的边缘厚度之和的比值在合理的范围内,使得第一透镜、第二透镜、第三透镜在结构上匹配合理,并使第一透镜、第二透镜、第三透镜具有较好的加工性。优选地,0.4<ET3/(ET1+ET2) <0.9。
在本实施例中,第一透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT11与第二透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT21之间满足:0.5<DT21/DT11<1.0。控制第二透镜与第一透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径的比值在合理的数值范围内,有利于成像系统具有较大的成像面,进而有利于成像系统清晰成像,并且使得成像系统的空间分布更加合理,有利于成像系统的小型化。优选地,0.7<DT21/DT11<0.92。
在本实施例中,第三透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT32与第四透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT42之间满足:0.3<DT32/DT42<0.8。控制第三透镜与第四透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径的比值在合理的数值范围内,有利于成像系统具有较大的成像面,进而有利于成像系统清晰成像,并且可使成像系统的空间分布更加合理,有利于成像系统的小型化。优选地,0.4<DT32/DT42<0.6。
在本实施例中,第一透镜在光轴上的中心厚度CT1与第一透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT12之间满足:0.5<CT1/DT12<1.0。控制第一透镜在光轴上的中心厚度与第一透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径的比值在合理的数值范围内,使第一透镜具有较好的加工性,降低第一透镜的加工难度,有利于成像系统的制作。优选地,0.7<CT1/DT12<0.97。
在本实施例中,第二透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R3、第二透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R4、第三透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R5与第三透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R6之间满足:0<(R5+R6)/(R3+R4)<1.0。通过将(R5+R6)/(R3+R4)限制在合理的范围内,可有效地控制第二透镜和第三透镜的形状,使两透镜具有较好的加工性能,保证第二透镜和第三透镜的成品率。优选地,0.3<(R5+R6)/(R3+R4)<0.7。
在本实施例中,第一透镜靠近入光侧的表面和光轴的交点至第一透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11、第四透镜靠近出光侧的表面和光轴的交点至第四透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足: -1.0<SAG11/SAG42<-0.5。控制第一透镜靠近入光侧的表面的矢高与第四透镜靠近出光侧的表面的矢高的比值在合理的数值范围内,有利于控制第一透镜和第四透镜的形状,以使第一透镜和第四透镜的加工性得到提升,并有利于控制成像系统的光线的偏折角度,进而提升成像系统与图像传感器芯片的匹配度。优选地,-0.8<SAG11/SAG42<-0.5。
在本实施例中,第三透镜靠近入光侧的表面和光轴的交点至第三透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG31、第三透镜靠近出光侧的表面和光轴的交点至第三透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG32之间满足: 0.7<SAG31/SAG32<1.2。通过控制第三透镜靠近入光侧的表面与出光侧面的矢高的比值在合理的数值范围内,有利于控制第三透镜的形状,以使第三透镜的加工性得到提升,同时还有利于控制成像系统的光线的偏折角度,进而使成像系统具有较好的成像质量。优选地, 0.8<SAG31/SAG32<1.1。
在本实施例中,成像系统的光阑到最后一个透镜靠近出光侧的表面的距离SD、成像系统的光阑至成像面的轴上距离SL之间满足:0.5<SD/SL<1.0。借此可控制光阑的位置,有助于平衡成像系统的视角与总长,同时有效地控制成像的范围和成像面入射光线的入射角,进而提升成像系统与图像传感器芯片的匹配度。优选地,0.6<TD/SL<0.8。
在本实施例中,第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔T34、第一透镜至第四透镜任意相邻两透镜之间在光轴上的空气间隔的总和∑AT满足:0.2<T34/ΣAT<0.7。合理分配各透镜之间的空气间隔,可以保证各个透镜加工以及组装特性,避免间隔过小导致组装过程出现前后镜片干涉的问题。同时有利于减缓光线偏折,调整成像系统的场曲,降低成像系统的敏感程度,进而获得更好的成像质量。优选地,0.3<T34/ΣAT<0.6。
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 之间满足:0.5<CT2/CT3<1.5。控制第二透镜与第三透镜的中心厚度的比值在合理的数值范围内,可有效地平衡第二透镜与第三透镜的厚度,以避免因第二透镜厚度过薄而影响产品良率,同时能提升成像系统的稳定性,降低成像系统的敏感度,增加成像系统的成像质量。优选地, 0.6<CT2/CT3<0.9。
在本实施例中,第三透镜靠近入光侧的表面为凹面,第三透镜靠近出光侧的表面为凸面;第四透镜靠近入光侧的表面为凸面,第四透镜靠近出光侧的表面为凹面。合理配置第三透镜和第四透镜的面型,有利于降低成像系统对公差的敏感性,进而有利于维持成像系统的超薄特性。
可选地,上述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。
在本申请中的成像系统可采用多片镜片,例如上述的四片。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。上述的成像系统还具有超薄、成像质量佳的优点,能够满足智能电子产品微型化的需求。
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四片透镜为例进行了描述,但是成像系统不限于包括四片透镜。如需要,该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五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成像系统。图1示出了例子一的成像系统结构的示意图。
如图1所示,成像系统由入光侧至出光侧依序包括:第一透镜E1、第二透镜E2(光阑STO)、第三透镜E3、第四透镜E4、滤波片E5和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜靠近入光侧的表面S1为凸面,第一透镜靠近出光侧的表面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度,第二透镜靠近入光侧的表面S3为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度,第三透镜靠近入光侧的表面 S5为凹面,第三透镜靠近出光侧的表面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度,第四透镜靠近入光侧的表面S7为凸面,第四透镜靠近出光侧的表面S8为凹面。滤波片E5具有滤波片靠近入光侧的表面S9和滤波片靠近出光侧的表面S10。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10 并最终成像在成像面S11上。
在本例子中,成像系统的总有效焦距f为2.62mm,成像系统的总长TTL为3.18mm以及像高ImgH为2.50mm。
表1示出了例子一的成像系统的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离、焦距和有效半径的单位均为毫米(mm)。
表1
在例子一中,第一透镜E1至第四透镜E4中的任意一个透镜靠近入光侧的表面和出光侧面均为非球面,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:
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-S8的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28、A30。
表2
图2示出了例子一的成像系统的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像系统后的会聚焦点偏离。图3示出了例子一的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示出了例子一的成像系统的倍率色差曲线,其表示光线经由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6示出了例子二的成像系统结构的示意图。
如图6所示,成像系统由入光侧至出光侧依序包括:第一透镜E1、第二透镜E2(光阑STO)、第三透镜E3、第四透镜E4、滤波片E5和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜靠近入光侧的表面S1为凸面,第一透镜靠近出光侧的表面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度,第二透镜靠近入光侧的表面S3为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度,第三透镜靠近入光侧的表面 S5为凹面,第三透镜靠近出光侧的表面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度,第四透镜靠近入光侧的表面S7为凸面,第四透镜靠近出光侧的表面S8为凹面。滤波片E5具有滤波片靠近入光侧的表面S9和滤波片靠近出光侧的表面S10。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10 并最终成像在成像面S11上。
在本例子中,成像系统的总有效焦距f为2.62mm,成像系统的总长TTL为3.30mm以及像高ImgH为2.50mm。
表3示出了例子二的成像系统的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离、焦距和有效半径的单位均为毫米(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。
面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
S1 | 1.1899E-02 | 1.8423E-03 | 1.6510E-05 | 4.2267E-05 | -3.7383E-05 | 1.4571E-06 | -1.5720E-05 |
S2 | 2.8104E-03 | -5.5895E-04 | -1.9637E-04 | -2.5042E-05 | -1.8803E-05 | 1.6433E-06 | -3.6191E-06 |
S3 | -4.4575E-02 | -5.0791E-03 | -9.2331E-04 | -1.8774E-04 | -5.0450E-05 | 1.4543E-05 | 3.3260E-06 |
S4 | -8.0046E-02 | 2.9888E-03 | 1.2197E-03 | 6.8126E-04 | 3.7637E-04 | 4.2154E-04 | 2.6067E-04 |
S5 | -8.8440E-02 | 1.2912E-02 | -4.8100E-03 | -1.9816E-03 | -1.0533E-03 | -5.9799E-05 | -2.8938E-05 |
S6 | -2.1359E-01 | 1.0425E-01 | -2.9817E-02 | 1.9374E-03 | -4.8655E-04 | 1.1345E-03 | -6.0646E-04 |
S7 | -1.9731E+00 | 5.2711E-01 | -1.5090E-01 | 4.0853E-02 | -1.4612E-02 | 5.9862E-03 | -2.0066E-03 |
S8 | -2.3783E+00 | 3.2173E-01 | -8.1232E-02 | 4.0936E-02 | -5.4666E-03 | 1.5340E-03 | -2.5164E-03 |
面号 | A18 | A20 | A22 | A24 | A26 | A28 | A30 |
S1 | -6.5707E-07 | -1.1861E-07 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S2 | 4.1831E-06 | -2.5540E-06 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S3 | 1.5549E-05 | -5.2368E-07 | 3.1395E-06 | -2.5984E-06 | 4.9455E-06 | 2.2648E-06 | 1.9659E-06 |
S4 | 1.6426E-04 | 1.0983E-04 | 5.8177E-05 | 3.4400E-05 | 6.7305E-06 | -1.7058E-06 | -9.7661E-06 |
S5 | 5.9777E-05 | 6.8699E-05 | 7.2167E-05 | 5.1601E-05 | 3.1913E-05 | 1.8004E-05 | 8.6242E-06 |
S6 | 9.4316E-05 | -2.2779E-05 | 2.5149E-05 | -3.2813E-05 | 8.8998E-06 | 6.3730E-07 | 7.1501E-07 |
S7 | 6.7795E-04 | -4.5057E-04 | 2.8827E-04 | -1.4816E-04 | 7.1543E-05 | -7.6849E-05 | 3.4371E-05 |
S8 | -1.6130E-03 | -3.4481E-04 | -3.5083E-05 | 4.5251E-04 | 1.6236E-04 | 1.1862E-04 | -6.3395E-05 |
表4
图7示出了例子二的成像系统的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像系统后的会聚焦点偏离。图8示出了例子二的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示出了例子二的成像系统的倍率色差曲线,其表示光线经由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成像系统。图11示出了例子三的成像系统结构的示意图。
如图11所示,成像系统由入光侧至出光侧依序包括:第一透镜E1、第二透镜E2(光阑 STO)、第三透镜E3、第四透镜E4、滤波片E5和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜靠近入光侧的表面S1为凸面,第一透镜靠近出光侧的表面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度,第二透镜靠近入光侧的表面S3为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度,第三透镜靠近入光侧的表面 S5为凹面,第三透镜靠近出光侧的表面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度,第四透镜靠近入光侧的表面S7为凸面,第四透镜靠近出光侧的表面S8为凹面。滤波片E5具有滤波片靠近入光侧的表面S9和滤波片靠近出光侧的表面S10。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10 并最终成像在成像面S11上。
在本例子中,成像系统的总有效焦距f为2.62mm,成像系统的总长TTL为3.32mm以及像高ImgH为2.50mm。
表5示出了例子三的成像系统的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离、焦距和有效半径的单位均为毫米(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。
表6
图12示出了例子三的成像系统的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像系统后的会聚焦点偏离。图13示出了例子三的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示出了例子三的成像系统的倍率色差曲线,其表示光线经由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成像系统。图16示出了例子四的成像系统结构的示意图。
如图16所示,成像系统由入光侧至出光侧依序包括:第一透镜E1、第二透镜E2(光阑 STO)、第三透镜E3、第四透镜E4、滤波片E5和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜靠近入光侧的表面S1为凸面,第一透镜靠近出光侧的表面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度,第二透镜靠近入光侧的表面S3为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度,第三透镜靠近入光侧的表面 S5为凹面,第三透镜靠近出光侧的表面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度,第四透镜靠近入光侧的表面S7为凸面,第四透镜靠近出光侧的表面S8为凹面。滤波片E5具有滤波片靠近入光侧的表面S9和滤波片靠近出光侧的表面S10。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10 并最终成像在成像面S11上。
在本例子中,成像系统的总有效焦距f为2.62mm,成像系统的总长TTL为3.40mm以及像高ImgH为2.50mm。
表7示出了例子四的成像系统的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离、焦距和有效半径的单位均为毫米(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。
面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
S1 | 1.3526E-02 | 1.7213E-03 | -6.8730E-05 | 1.0716E-05 | -5.0726E-05 | 3.8881E-06 | -8.4152E-06 |
S2 | 2.2029E-03 | -4.9178E-04 | -1.5814E-04 | -8.2898E-06 | -1.3690E-05 | 1.6575E-06 | -4.7551E-06 |
S3 | -4.5974E-02 | -4.8074E-03 | -9.4361E-04 | -1.8197E-04 | -6.4002E-05 | 1.0614E-05 | -7.7119E-07 |
S4 | -8.1463E-02 | 3.0976E-03 | 7.9725E-04 | 3.3940E-04 | 8.7893E-05 | 2.1789E-04 | 1.2802E-04 |
S5 | -8.5971E-02 | 1.4726E-02 | -4.3484E-03 | -1.6590E-03 | -1.0103E-03 | -1.3032E-04 | -1.2135E-04 |
S6 | -2.2214E-01 | 1.0685E-01 | -2.8528E-02 | 2.3500E-03 | -1.2781E-03 | 1.0918E-03 | -4.7940E-04 |
S7 | -1.9803E+00 | 5.1855E-01 | -1.5014E-01 | 4.3004E-02 | -1.6396E-02 | 6.8113E-03 | -2.5715E-03 |
S8 | -2.4596E+00 | 3.3922E-01 | -8.7776E-02 | 4.0068E-02 | -8.0328E-03 | 1.8924E-03 | -2.6513E-03 |
面号 | A18 | A20 | A22 | A24 | A26 | A28 | A30 |
S1 | 8.0645E-06 | 3.5126E-07 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S2 | 4.5460E-06 | -3.0980E-06 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S3 | 1.9503E-05 | -2.2570E-06 | 5.6752E-06 | 5.9455E-07 | 7.0456E-06 | 1.3552E-06 | 1.1074E-06 |
S4 | 9.7168E-05 | 7.6610E-05 | 3.9797E-05 | 2.8347E-05 | 6.9096E-06 | -2.6737E-07 | -7.8416E-06 |
S5 | -1.7025E-05 | 2.0477E-05 | 3.2345E-05 | 2.5501E-05 | 1.9615E-05 | 1.3756E-05 | 5.1706E-06 |
S6 | 1.3892E-04 | -1.9708E-05 | 1.9021E-05 | -2.3404E-05 | 1.0516E-05 | 1.2805E-06 | -5.5925E-06 |
S7 | 1.0741E-03 | -6.9357E-04 | 2.9007E-04 | -1.3065E-04 | 9.2896E-05 | -8.8645E-05 | 2.3589E-05 |
S8 | -1.5110E-03 | -1.8186E-04 | 9.9655E-05 | 5.6479E-04 | 8.3363E-05 | -1.4953E-05 | -1.9088E-04 |
表8
图17示出了例子四的成像系统的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像系统后的会聚焦点偏离。图18示出了例子四的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示出了例子四的成像系统的倍率色差曲线,其表示光线经由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成像系统。图21示出了例子五的成像系统结构的示意图。
如图21所示,成像系统由入光侧至出光侧依序包括:第一透镜E1、第二透镜E2(光阑 STO)、第三透镜E3、第四透镜E4、滤波片E5和成像面S11。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜靠近入光侧的表面S1为凸面,第一透镜靠近出光侧的表面S2为凹面。第二透镜E2具正光焦度,第二透镜靠近入光侧的表面S3为凹面,第二透镜靠近出光侧的表面S4为凸面。第三透镜E3具有负光焦度,第三透镜靠近入光侧的表面 S5为凹面,第三透镜靠近出光侧的表面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度,第四透镜靠近入光侧的表面S7为凸面,第四透镜靠近出光侧的表面S8为凹面。滤波片E5具有滤波片靠近入光侧的表面S9和滤波片靠近出光侧的表面S10。来自物体的光依序穿过各表面S1至S10 并最终成像在成像面S11上。
在本例子中,成像系统的总有效焦距f为2.59mm,成像系统的总长TTL为3.06mm以及像高ImgH为2.50mm。
表9示出了例子五的成像系统的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离、焦距和有效半径的单位均为毫米(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。
表10
图22示出了例子五的成像系统的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像系统后的会聚焦点偏离。图23示出了例子五的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示出了例子五的成像系统的倍率色差曲线,其表示光线经由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,例子五所给出的成像系统能够实现良好的成像品质。
综上,例子一至例子五分别满足表11中所示的关系。
条件式/实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
TTL/ImgH | 1.27 | 1.32 | 1.33 | 1.36 | 1.22 |
R2/(R1+R2) | 0.70 | 0.71 | 0.71 | 0.72 | 0.68 |
f3/f2 | -0.55 | -0.36 | -0.34 | -0.36 | -0.43 |
f/f1 | 0.94 | 0.93 | 0.94 | 0.93 | 1.02 |
f12/f34 | -0.24 | -0.25 | -0.25 | -0.27 | -0.40 |
ET4/CT4 | 0.52 | 0.60 | 0.60 | 0.69 | 0.49 |
ET3/(ET1+ET2) | 0.60 | 0.78 | 0.84 | 0.79 | 0.54 |
DT21/DT11 | 0.85 | 0.89 | 0.89 | 0.88 | 0.83 |
DT32/DT42 | 0.52 | 0.50 | 0.51 | 0.49 | 0.48 |
CT1/DT12 | 0.93 | 0.80 | 0.77 | 0.81 | 0.84 |
(R5+R6)/(R3+R4) | 0.50 | 0.44 | 0.48 | 0.62 | 0.34 |
R7/(R7+R8) | 0.53 | 0.46 | 0.46 | 0.46 | 0.47 |
SAG11/SAG42 | -0.55 | -0.55 | -0.57 | -0.69 | -0.56 |
SAG31/SAG32 | 0.87 | 0.93 | 0.93 | 0.94 | 0.83 |
SD/SL | 0.67 | 0.68 | 0.68 | 0.70 | 0.65 |
T34/ΣAT | 0.47 | 0.39 | 0.38 | 0.38 | 0.39 |
CT2/CT3 | 0.83 | 0.77 | 0.74 | 0.84 | 0.84 |
表11
表12给出了例子一至例子五的成像系统的有效焦距f,各透镜的有效焦距f1至f4。
表12
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成像系统。
显然,上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都应当属于本实用新型保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是的曲率半径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。
以上所述仅的曲率半径为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (33)
1.一种成像系统,其特征在于,沿所述成像系统的入光侧至所述成像系统的出光侧顺次包括:
具有正光焦度的第一透镜;
具有正光焦度的第二透镜,所述第二透镜靠近入光侧的表面为凹面,所述第二透镜靠近出光侧的表面为凸面;
具有负光焦度的第三透镜;
第四透镜;
其中,所述第一透镜靠近入光侧的表面至所述成像系统的成像面于所述成像系统的光轴上的距离TTL与所述成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足:TTL/ImgH<1.4;
所述第一透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R1与所述第一透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R2之间满足:0.3<R2/(R1+R2)<0.8。
2.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第二透镜的有效焦距f2与所述第三透镜的有效焦距f3之间满足:-1.2<f3/f2<-0.2。
3.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜的有效焦距f1与所述成像系统的有效焦距f之间满足:0.5<f/f1<1.5。
4.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距f12、所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距f34之间满足:-1.0<f12/f34<0。
5.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第四透镜的边缘厚度ET4与所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4之间满足:0.3<ET4/CT4<0.8。
6.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜的边缘厚度ET1、所述第二透镜的边缘厚度ET2和所述第三透镜的边缘厚度ET3之间满足:0.3<ET3/(ET1+ET2)<1.0。
7.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT11与所述第二透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT21之间满足:0.5<DT21/DT11<1.0。
8.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第三透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT32与所述第四透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT42之间满足:0.3<DT32/DT42<0.8。
9.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1与所述第一透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT12之间满足:0.5<CT1/DT12<1.0。
10.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第二透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R3、所述第二透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R4、所述第三透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R5与所述第三透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R6之间满足:0<(R5+R6)/(R3+R4)<1.0。
11.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第四透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R7、所述第四透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R8之间满足:0<R7/(R7+R8)<1.0。
12.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜靠近入光侧的表面和所述光轴的交点至所述第一透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11、所述第四透镜靠近出光侧的表面和所述光轴的交点至所述第四透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足:-1.0<SAG11/SAG42<-0.5。
13.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第三透镜靠近入光侧的表面和所述光轴的交点至所述第三透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG31、所述第三透镜靠近出光侧的表面和所述光轴的交点至所述第三透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG32之间满足:0.7<SAG31/SAG32<1.2。
14.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述成像系统的光阑到最后一个透镜靠近出光侧的表面的距离SD、所述成像系统的光阑至所述成像面的轴上距离SL之间满足:0.5<SD/SL<1.0。
15.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第三透镜和所述第四透镜在所述光轴上的空气间隔T34、所述第一透镜至所述第四透镜任意相邻两透镜之间在所述光轴上的空气间隔的总和∑AT满足:0.2<T34/ΣAT<0.7。
16.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2、所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3之间满足:0.5<CT2/CT3<1.5。
17.根据权利要求1所述的成像系统,其特征在于,
所述第三透镜靠近入光侧的表面为凹面,所述第三透镜靠近出光侧的表面为凸面;
所述第四透镜靠近入光侧的表面为凸面,所述第四透镜靠近出光侧的表面为凹面。
18.一种成像系统,其特征在于,沿所述成像系统的入光侧至所述成像系统的出光侧顺次包括:
具有正光焦度的第一透镜;
具有正光焦度的第二透镜,所述第二透镜靠近入光侧的表面为凹面,所述第二透镜靠近出光侧的表面为凸面;
具有负光焦度的第三透镜;
第四透镜;
其中,所述第一透镜靠近入光侧的表面至所述成像系统的成像面于所述成像系统的光轴上的距离TTL与所述成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足:TTL/ImgH<1.4;
所述第四透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R7、所述第四透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R8之间满足:0<R7/(R7+R8)<1.0。
19.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第二透镜的有效焦距f2与所述第三透镜的有效焦距f3之间满足:-1.2<f3/f2<-0.2。
20.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜的有效焦距f1与所述成像系统的有效焦距f之间满足:0.5<f/f1<1.5。
21.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距f12、所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距f34之间满足:-1.0<f12/f34<0。
22.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第四透镜的边缘厚度ET4与所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4之间满足:0.3<ET4/CT4<0.8。
23.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜的边缘厚度ET1、所述第二透镜的边缘厚度ET2和所述第三透镜的边缘厚度ET3之间满足:0.3<ET3/(ET1+ET2)<1.0。
24.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT11与所述第二透镜靠近入光侧的表面的最大有效半径DT21之间满足:0.5<DT21/DT11<1.0。
25.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第三透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT32与所述第四透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT42之间满足:0.3<DT32/DT42<0.8。
26.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1与所述第一透镜靠近出光侧的表面的最大有效半径DT12之间满足:0.5<CT1/DT12<1.0。
27.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第二透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R3、所述第二透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R4、所述第三透镜靠近入光侧的表面的曲率半径R5与所述第三透镜靠近出光侧的表面的曲率半径R6之间满足:0<(R5+R6)/(R3+R4)<1.0。
28.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第一透镜靠近入光侧的表面和所述光轴的交点至所述第一透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG11、所述第四透镜靠近出光侧的表面和所述光轴的交点至所述第四透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG42之间满足:-1.0<SAG11/SAG42<-0.5。
29.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第三透镜靠近入光侧的表面和所述光轴的交点至所述第三透镜靠近入光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG31、所述第三透镜靠近出光侧的表面和所述光轴的交点至所述第三透镜靠近出光侧的表面的有效半径顶点之间的轴上距离SAG32之间满足:0.7<SAG31/SAG32<1.2。
30.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述成像系统的光阑到最后一个透镜靠近出光侧的表面的距离SD、所述成像系统的光阑至所述成像面的轴上距离SL之间满足:0.5<SD/SL<1.0。
31.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第三透镜和所述第四透镜在所述光轴上的空气间隔T34、所述第一透镜至所述第四透镜任意相邻两透镜之间在所述光轴上的空气间隔的总和∑AT满足:0.2<T34/ΣAT<0.7。
32.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2、所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3之间满足:0.5<CT2/CT3<1.5。
33.根据权利要求18所述的成像系统,其特征在于,
所述第三透镜靠近入光侧的表面为凹面,所述第三透镜靠近出光侧的表面为凸面;
所述第四透镜靠近入光侧的表面为凸面,所述第四透镜靠近出光侧的表面为凹面。
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