CN217213290U

CN217213290U - 成像系统

Info

Publication number: CN217213290U
Application number: CN202123125822.7U
Authority: CN
Inventors: 姚志飞; 张晓彬; 闻人建科; 戴付建; 赵烈烽
Original assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2031-12-13

Abstract

本实用新型提供了一种成像系统。成像系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜；光阑；第二透镜；第三透镜；第四透镜；其中，第一透镜的朝向物侧的面为凸面，朝向像侧的面为凸面；成像系统的有效焦距f与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.9<f/TTL<1；第四透镜的朝向像侧的面至成像面的轴上距离BFL与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.5<BFL/TTL<0.7。本实用新型解决了现有技术中的成像系统存在长焦、大光圈和高像质难以同时兼顾的问题。

Description

成像系统

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

随着科技的不断发展，大众对手机上的成像系统的拍照质量和各方面性能都在不断提高，具有长焦、广角、大像面、大光圈等特性的成像系统在市场要求下不断更新，高像质和高清晰度的成像系统深受广大消费者的青睐。

目前，一些厂商提供了一种成像系统，该成像系统具有长焦的特性，但是其光圈大小难以满足实际需求，使得该成像系统在拍摄距离较远的物体时的清晰度较差、成像效果较差，并且在较暗的环境中难以保证有足够的成像光线进入系统中，容易对最终的成像质量造成影响，使得在暗景环境下，拍摄的照片的成像效果较差。

也就是说，现有技术中的成像系统存在长焦、大光圈和高像质难以同时兼顾的问题。

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，以解决现有技术中的成像系统存在长焦、大光圈和高像质难以同时兼顾的问题。

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，沿光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜；光阑；第二透镜；第三透镜；第四透镜；其中，第一透镜的朝向物侧的面为凸面，朝向像侧的面为凸面；成像系统的有效焦距f与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.9<f/TTL<1；第四透镜的朝向像侧的面至成像面的轴上距离BFL与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.5<BFL/TTL<0.7。

进一步地，光阑到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离SD与第一透镜的朝向物侧的面到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离TD之间满足：0.5<SD/TD<0.8。

进一步地，成像系统的有效焦距f与第一透镜的有效焦距f1之间满足：0.3<f1/f<0.6。

进一步地，第一透镜的有效焦距f1与第一透镜的朝向物侧的面的曲率半径R1之间满足：0.5<R1/f1<1。

进一步地，第二透镜和第三透镜在光轴上的空气间隔T23与第一透镜至第四透镜中相邻两透镜之间在光轴上的空气间隔的总和∑AT之间满足：0.5<T23/∑AT<1。

进一步地，第二透镜在光轴上的中心厚度CT2与第三透镜在光轴上的中心厚度CT3之间满足：0.5<CT2/CT3<1.1。

进一步地，第一透镜在光轴上的中心厚度CT1与第一透镜至第四透镜在光轴上的中心厚度之和∑CT之间满足：0.35<CT1/∑CT<0.5。

进一步地，第一透镜的阿贝数V1与第二透镜的阿贝数V2之间满足：0.4<V2/V1<0.5。

进一步地，第二透镜的折射率N2与第三透镜的折射率N3之间满足：0.8<N3/N2<1.1。

进一步地，第一透镜的朝向物侧的面的最大有效半径DT11与第四透镜的朝向像侧的面的最大有效半径DT42之间满足：0.6<DT42/DT11<1。

进一步地，第一透镜至第四透镜在光轴上的边缘厚度之和∑ET与第一透镜至第四透镜在光轴上的中心厚度之和∑CT之间满足：0.8<∑ET/∑CT<0.9。

进一步地，第一透镜在光轴上的边缘厚度ET1与第二透镜在光轴上的边缘厚度ET2之间满足：0.8≤ET2/ET1≤1.2。

进一步地，第二透镜在光轴上的边缘厚度ET2与第二透镜在光轴上的中心厚度CT2之间满足：1<ET2/CT2<2。

进一步地，第一透镜至第四透镜中在光轴上的最大中心厚度CT_MAX与第一透镜至第四透镜中在光轴上的最小中心厚度CT_MIN之间满足：2<CT_MAX/CT_MIN<5。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种成像系统，沿光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜；光阑；第二透镜；第三透镜；第四透镜；其中，第一透镜的朝向物侧的面为凸面，朝向像侧的面为凸面；成像系统的有效焦距f与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.9<f/TTL<1；光阑到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离SD与第一透镜的朝向物侧的面到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离TD之间满足：0.5<SD/TD<0.8。

进一步地，第四透镜的朝向像侧的面至成像面的轴上距离BFL与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.5<BFL/TTL<0.7；成像系统的有效焦距f与第一透镜的有效焦距f1之间满足：0.3<f1/f<0.6。

应用本实用新型的技术方案，成像系统沿光轴由物侧至像侧依次包括第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜和第四透镜；其中，第一透镜的朝向物侧的面为凸面，第一透镜的朝向像侧的面为凸面；成像系统的有效焦距f与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.9<f/TTL<1；第四透镜的朝向像侧的面至成像面的轴上距离BFL与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.5<BFL/TTL<0.7。

通过合理控制透镜的面型，能够有效消除成像系统的像差，提高成像系统捕捉光线的质量。通过合理约束成像系统的有效焦距f与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间的比值，可满足用户超远距离的拍摄需求，同时配合模组端需求，改善尾端杂光，保证成像质量。通过合理约束第四透镜的朝向像侧的面至成像面的轴上距离BFL与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间的比值，一方面满足成像系统后焦的需求，另一方面有效减少镜筒尾端造成的不必要的杂光。

另外，本申请的成像系统可加棱镜作为潜望式长焦镜头。相比市面上同类的长焦镜头，光圈较大，因此在实际拍摄过程中不仅能够对远处的物体保持清晰的成像能力，并且在夜拍中能够保证有足够的成像光线进入光学系统中，降低成像画面的噪点，使得在暗景环境下，拍摄的照片能够有很好的成像效果。

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、倍率色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

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、倍率色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

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、倍率色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

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、倍率色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

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、倍率色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图26示出了本实用新型的例子六的成像系统的结构示意图；

图27至图30分别示出了图26中的成像系统的轴上色差曲线、倍率色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图31示出了本实用新型的例子七的成像系统的结构示意图；

图32至图35分别示出了图31中的成像系统的轴上色差曲线、倍率色差曲线、象散曲线以及畸变曲线。

其中，上述附图包括以下附图标记：

E1、第一透镜；S1、第一透镜的朝向物侧的面；S2、第一透镜的朝向像侧的面；STO、光阑；E2、第二透镜；S3、第二透镜的朝向物侧的面；S4、第二透镜的朝向像侧的面；E3、第三透镜；S5、第三透镜的朝向物侧的面；S6、第三透镜的朝向像侧的面；E4、第四透镜；S7、第四透镜的朝向物侧的面；S8、第四透镜的朝向像侧的面；E5、滤光片；S9、滤光片的朝向物侧的面；S10、滤光片的朝向像侧的面；S11、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。每个透镜靠近物侧的表面成为该透镜的朝向物侧的面，每个透镜靠近像侧的表面称为该透镜的朝向像侧的面。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的成像系统存在长焦、大光圈和高像质难以同时兼顾的问题，本实用新型提供了一种成像系统。

实施例一

如图1至图35所示，成像系统沿光轴由物侧至像侧依次包括第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜和第四透镜；其中，第一透镜的朝向物侧的面为凸面，第一透镜的朝向像侧的面为凸面；成像系统的有效焦距f与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.9<f/TTL<1；第四透镜的朝向像侧的面至成像面的轴上距离BFL与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.5<BFL/TTL<0.7。

在本实施例中，光阑到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离SD与第一透镜的朝向物侧的面到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离TD之间满足：0.5<SD/TD<0.8。通过约束光阑到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离SD与第一透镜的朝向物侧的面到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离TD之间的比值，可以约束后三片光学透镜间的空气间隙，不仅减少成像系统中厚隔圈的使用数量，还能减少光线与隔圈的接触面积，有效减少厚隔圈造成的杂光，提高成像质量。

在本实施例中，成像系统的有效焦距f与第一透镜的有效焦距f1之间满足：0.3<f1/f<0.6。满足此条件式，既能减缓光线在第一透镜中的偏折，避免第一透镜过大的光焦度，从而减小第一透镜的敏感性，避免过严的公差要求，还能减小第一透镜产生的球差。

在本实施例中，第一透镜的有效焦距f1与第一透镜的朝向物侧的面的曲率半径R1之间满足：0.5<R1/f1<1。满足此条件式，可以有效控制第一透镜的形状，提高工艺性，同时对鬼像有很明显的改善。

在本实施例中，第二透镜和第三透镜在光轴上的空气间隔T23与第一透镜至第四透镜中相邻两透镜之间在光轴上的空气间隔的总和∑AT之间满足：0.5<T23/∑AT<1。满足此条件式，可以有效减小成像系统中隔圈的大小，减少光线与隔圈的接触面积，从而降低隔圈带来的杂光影响，保证成像质量。

在本实施例中，第二透镜在光轴上的中心厚度CT2与第三透镜在光轴上的中心厚度CT3之间满足：0.5<CT2/CT3<1.1。这样设置一方面是为了透镜厚度的均匀性，降低加工难度，另一方面改善了第二透镜与第三透镜之间反射的鬼像。

在本实施例中，第一透镜在光轴上的中心厚度CT1与第一透镜至第四透镜在光轴上的中心厚度之和∑CT之间满足：0.35<CT1/∑CT<0.5。满足此条件式，避免第一透镜在光轴上的中心厚度过大或过小，造成工艺加工难度增大的情况。

在本实施例中，第一透镜的阿贝数V1与第二透镜的阿贝数V2之间满足：0.4<V2/V1<0.5。满足此条件式，有利于平衡第一透镜和第二透镜产生的色散。

在本实施例中，第二透镜的折射率N2与第三透镜的折射率N3之间满足：0.8<N3/N2<1.1。满足此条件式，能够有效控制光线传播走势，提高成像系统的收光能力，改善照度，并且有效降低透镜的敏感度。

在本实施例中，第一透镜的朝向物侧的面的最大有效半径DT11与第四透镜的朝向像侧的面的最大有效半径DT42之间满足：0.6<DT42/DT11<1。满足此条件式，在对成像系统性能影响不大的前提下，一方面可以减小镜筒尾端的尺寸，给马达预留空间；另一方面保证组立工艺的稳定性。

在本实施例中，第一透镜至第四透镜在光轴上的边缘厚度之和∑ET与第一透镜至第四透镜在光轴上的中心厚度之和∑CT之间满足：0.8<∑ET/∑CT<0.9。满足此条件式，一方面保证成像系统中各透镜的均匀性，减小工艺难度；另一方面有效改善了杂光和鬼像。

在本实施例中，第一透镜在光轴上的边缘厚度ET1与第二透镜在光轴上的边缘厚度ET2之间满足：0.8≤ET2/ET1≤1.2。满足此条件式，一方面有利于杂光和鬼像的改善；另一方面为工艺加工提供了可行性。

在本实施例中，第二透镜在光轴上的边缘厚度ET2与第二透镜在光轴上的中心厚度CT2之间满足：1<ET2/CT2<2。满足此条件式，一方面能够保证第二透镜不出现过厚或者过薄的状态，造成在工艺上无法加工的情况；另一方面改善了第二透镜的鬼像。优选地，1.2<ET2/CT2<1.8。

在本实施例中，第一透镜至第四透镜中在光轴上的最大中心厚度CT_MAX与第一透镜至第四透镜中在光轴上的最小中心厚度CT_MIN之间满足：2<CT_MAX/CT_MIN<5。满足此条件式，有利于保证成像系统的稳定性。优选地，2.1<CT_MAX/CT_MIN<4.2。

实施例二

如图1至图35所示，成像系统沿光轴由物侧至像侧依次包括第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜和第四透镜；第一透镜的朝向物侧的面为凸面，朝向像侧的面为凸面；其中，成像系统的有效焦距f与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.9<f/TTL<1；光阑到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离SD与第一透镜的朝向物侧的面到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离TD之间满足：0.5<SD/TD<0.8。

通过合理控制透镜的面型，能够有效消除成像系统的像差，提高成像系统捕捉光线的质量。通过合理约束成像系统的有效焦距f与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间的比值，可满足用户超远距离的拍摄需求，同时配合模组端需求，改善尾端杂光，保证成像质量。通过约束光阑到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离SD与第一透镜的朝向物侧的面到第四透镜的朝向像侧的面于光轴上的距离TD之间的比值，可以约束后三片光学透镜间的空气间隙，不仅减少成像系统中厚隔圈的使用数量，还能减少光线与隔圈的接触面积，有效减少厚隔圈造成的杂光，提高成像质量。

在本实施例中，第四透镜的朝向像侧的面至成像面的轴上距离BFL与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.5<BFL/TTL<0.7。通过合理约束第四透镜的朝向像侧的面至成像面的轴上距离BFL与第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间的比值，一方面满足成像系统后焦的需求，另一方面有效减少镜筒尾端造成的不必要的杂光。

可选地上述成像系统还可包括用于校正色彩偏差的滤光片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透镜，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。左侧为物侧，右侧为像侧。

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七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、滤光片E5和成像面S11。

第一透镜E1具有正光焦度，第一透镜的朝向物侧的面S1为凸面，第一透镜的朝向像侧的面S2为凸面。第二透镜E2具负光焦度，第二透镜的朝向物侧的面S3为凸面，第二透镜的朝向像侧的面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，第三透镜的朝向物侧的面S5为凹面，第三透镜的朝向像侧的面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜的朝向物侧的面S7为凸面，第四透镜的朝向像侧的面S8为凹面。滤光片E5具有滤光片的朝向物侧的面S9和滤光片的朝向像侧的面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，成像系统的有效焦距f为17.41mm，成像系统的系统总长TTL为11.64mm以及光学后焦BFL为18.64mm。

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中的任意一个透镜的朝向物侧的面和朝向像侧的面均为非球面，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。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

-2.9758E-04

4.9752E-05

-4.5661E-05

1.6119E-05

-3.1805E-06

3.3497E-07

-1.4430E-08

S2

3.3412E-03

-1.0952E-03

3.9242E-04

-9.3338E-05

1.2928E-05

-8.9307E-07

2.0172E-08

S3

-4.5680E-03

-6.0091E-04

2.9237E-04

-2.9838E-05

-1.1731E-05

3.4353E-06

-2.7497E-07

S4

-1.2774E-02

-1.3143E-04

-3.1861E-05

1.0616E-04

-8.0154E-05

1.9027E-05

-1.7292E-06

S5

2.7172E-02

-6.7446E-03

4.1425E-03

-1.5206E-03

2.8011E-04

-1.9668E-05

-1.9503E-07

S6

8.3964E-03

4.1010E-03

-2.9559E-04

-3.9392E-04

1.1433E-04

-1.0022E-05

1.5694E-07

S7

-2.4074E-02

7.3976E-03

-7.8259E-04

-4.4918E-04

1.6324E-04

-2.0072E-05

8.6723E-07

S8

-1.8344E-02

2.8676E-03

2.0416E-04

-3.1525E-04

8.0744E-05

-8.9789E-06

3.8446E-07

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。图4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5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。

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、滤光片E5和成像面S11。

第一透镜E1具有正光焦度，第一透镜的朝向物侧的面S1为凸面，第一透镜的朝向像侧的面S2为凸面。第二透镜E2具负光焦度，第二透镜的朝向物侧的面S3为凸面，第二透镜的朝向像侧的面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，第三透镜的朝向物侧的面S5为凹面，第三透镜的朝向像侧的面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜的朝向物侧的面S7为凹面，第四透镜的朝向像侧的面S8为凸面。滤光片E5具有滤光片的朝向物侧的面S9和滤光片的朝向像侧的面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，成像系统的有效焦距f为17.41mm，成像系统的系统总长TTL为11.70mm以及光学后焦BFL为18.20mm。

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

2.6386E-05

1.8180E-06

-9.7200E-06

5.6677E-07

2.0288E-07

-3.7927E-08

1.7720E-09

S2

5.4567E-03

-2.2177E-03

5.8072E-04

-9.0825E-05

8.0627E-06

-3.7251E-07

6.9405E-09

S3

-3.1155E-03

-6.5222E-04

-1.5847E-04

1.7438E-04

-4.9217E-05

6.3029E-06

-3.2084E-07

S4

-1.2706E-02

1.6119E-03

-1.4598E-03

7.3004E-04

-2.3683E-04

4.1522E-05

-3.3057E-06

S5

1.5115E-02

-1.3786E-03

5.5938E-04

6.3328E-05

-1.5225E-04

4.8219E-05

-5.0287E-06

S6

5.1885E-03

1.6480E-03

5.9930E-04

-5.5924E-04

1.2889E-04

-9.9572E-06

6.6049E-08

S7

-1.3113E-02

1.8930E-03

1.0351E-03

-8.3125E-04

2.1301E-04

-2.3720E-05

9.8137E-07

S8

-9.4437E-03

3.3307E-04

5.2214E-04

-2.6608E-04

5.6506E-05

-5.7457E-06

2.3284E-07

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。图9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10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。

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、滤光片E5和成像面S11。

第一透镜E1具有正光焦度，第一透镜的朝向物侧的面S1为凸面，第一透镜的朝向像侧的面S2为凸面。第二透镜E2具负光焦度，第二透镜的朝向物侧的面S3为凸面，第二透镜的朝向像侧的面S4为凹面。第三透镜E3具有负光焦度，第三透镜的朝向物侧的面S5为凹面，第三透镜的朝向像侧的面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜的朝向物侧的面S7为凹面，第四透镜的朝向像侧的面S8为凸面。滤光片E5具有滤光片的朝向物侧的面S9和滤光片的朝向像侧的面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，成像系统的有效焦距f为17.41mm，成像系统的系统总长TTL为11.70mm以及光学后焦BFL为18.26mm。

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。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

S1

3.8053E-05

5.0580E-05

-4.6100E-05

1.6227E-05

-4.2807E-06

7.2730E-07

-6.5977E-08

2.3575E-09

S2

7.0701E-03

-2.4739E-03

2.9152E-04

8.6029E-05

-3.8866E-05

6.7287E-06

-6.0175E-07

2.2845E-08

S3

-2.6036E-03

-3.8078E-04

-5.4427E-04

2.6818E-04

-3.9790E-05

-1.7166E-07

5.1113E-07

-3.3895E-08

S4

-1.3756E-02

1.9118E-03

-6.9084E-04

-4.5267E-04

4.9053E-04

-1.8486E-04

3.2253E-05

-2.2861E-06

S5

1.4407E-02

-1.3402E-03

1.3131E-03

-9.4314E-04

4.8029E-04

-1.6522E-04

3.2030E-05

-2.6278E-06

S6

4.0176E-04

6.7799E-03

-2.8772E-03

8.0747E-04

-1.5813E-04

1.0668E-05

2.2711E-06

-3.2840E-07

S7

-1.6838E-02

6.4086E-03

-2.2201E-03

5.8265E-04

-1.4095E-04

1.9974E-05

-2.8997E-07

-1.2841E-07

S8

-9.5947E-03

2.9493E-04

6.4132E-04

-3.6060E-04

9.8668E-05

-1.6703E-05

1.7572E-06

-8.6011E-08

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。图14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15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。

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、滤光片E5和成像面S11。

在本例子中，成像系统的有效焦距f为17.41mm，成像系统的系统总长TTL为11.11mm以及光学后焦BFL为18.21mm。

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。

表6

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。图19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20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。

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、滤光片E5和成像面S11。

在本例子中，成像系统的有效焦距f为17.40mm，成像系统的系统总长TTL为11.42mm以及光学后焦BFL为18.26mm。

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7

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

S1

-4.5317E-04

3.6560E-05

-5.0826E-05

2.2906E-05

-6.0215E-06

9.2455E-07

S2

1.7292E-03

-7.6012E-05

-1.3743E-05

1.0899E-05

-2.6564E-06

3.3801E-07

S5

3.3950E-02

5.4852E-04

-1.4209E-02

2.7398E-02

-2.9996E-02

2.1727E-02

S6

3.5892E-02

-3.2054E-02

4.0810E-02

-3.6979E-02

2.4670E-02

-1.1990E-02

S7

-5.9136E-03

-2.0759E-02

2.7615E-02

-2.2918E-02

1.3652E-02

-5.9064E-03

S8

-2.0957E-02

5.6093E-03

-3.4384E-03

2.5475E-03

-1.3751E-03

4.8780E-04

面号

A16

A18

A20

A22

A24

A26

S1

-7.6151E-08

2.6146E-09

0.0000E+00

S2

-1.9626E-08

3.1209E-10

0.0000E+00

S5

-1.0768E-02

3.6651E-03

-8.4128E-04

1.2414E-04

-1.0602E-05

3.9663E-07

S6

4.1857E-03

-1.0278E-03

1.7156E-04

-1.8346E-05

1.1189E-06

-2.9035E-08

S7

1.8232E-03

-3.8854E-04

5.4008E-05

-4.3882E-06

1.5765E-07

0.0000E+00

S8

-1.1163E-04

1.5859E-05

-1.2709E-06

4.3892E-08

0.0000E+00

表8

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。图24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25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。

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。

例子六

如图26至图30所示，描述了本申请例子六的成像系统。图26示出了例子六的成像系统结构的示意图。

如图26所示，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、滤光片E5和成像面S11。

第一透镜E1具有正光焦度，第一透镜的朝向物侧的面S1为凸面，第一透镜的朝向像侧的面S2为凸面。第二透镜E2具负光焦度，第二透镜的朝向物侧的面S3为凸面，第二透镜的朝向像侧的面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，第三透镜的朝向物侧的面S5为凸面，第三透镜的朝向像侧的面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度，第四透镜的朝向物侧的面S7为凹面，第四透镜的朝向像侧的面S8为凸面。滤光片E5具有滤光片的朝向物侧的面S9和滤光片的朝向像侧的面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，成像系统的有效焦距f为17.40mm，成像系统的系统总长TTL为12.24mm以及光学后焦BFL为18.40mm。

表11示出了例子六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。

表12

图27示出了例子六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28示出了例子六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。图29示出了例子六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30示出了例子六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。

根据图27至图30可知，例子六所给出的成像系统能够实现良好的成像品质。

例子七

如图31至图35所示，描述了本申请例子七的成像系统。图31示出了例子七的成像系统结构的示意图。

如图31所示，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、滤光片E5和成像面S11。

第一透镜E1具有正光焦度，第一透镜的朝向物侧的面S1为凸面，第一透镜的朝向像侧的面S2为凸面。第二透镜E2具负光焦度，第二透镜的朝向物侧的面S3为凹面，第二透镜的朝向像侧的面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，第三透镜的朝向物侧的面S5为凸面，第三透镜的朝向像侧的面S6为凸面。第四透镜E4具有负光焦度，第四透镜的朝向物侧的面S7为凹面，第四透镜的朝向像侧的面S8为凸面。滤光片E5具有滤光片的朝向物侧的面S9和滤光片的朝向像侧的面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，成像系统的有效焦距f为17.40mm，成像系统的系统总长TTL为10.40mm以及光学后焦BFL为18.44mm。

表13示出了例子七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13

表14示出了可用于例子七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
						S1	-2.5736E-05	-1.3884E-05	2.4533E-05	-1.4178E-05	4.8163E-06
S2	6.2409E-04	7.5271E-05	-5.3200E-05	2.3643E-05	-5.5493E-06
						S7	-1.9904E-03	1.9948E-04	4.6587E-05	-3.1358E-05	7.4316E-06
S8	-2.2840E-03	2.9140E-04	-6.8689E-05	2.5095E-05	-7.2330E-06
						面号	A14	A16	A18	A20
S1	-9.5668E-07	1.1010E-07	-6.7231E-09	1.6671E-10
						S2	6.7521E-07	-3.3081E-08	0.0000E+00	0.0000E+00
S7	-8.4332E-07	3.7058E-08	0.0000E+00	0.0000E+00
						S8	1.1419E-06	-8.5782E-08	2.4148E-09	0.0000E+00

表14

图32示出了例子七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33示出了例子七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。图34示出了例子七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35示出了例子七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。

根据图32至图35可知，例子七所给出的成像系统能够实现良好的成像品质。

综上，例子一至例子七分别满足表15中所示的关系。

表15表16给出了例子一至例子七的成像系统的有效焦距f，各透镜的有效焦距f1至f4等。

参数/例子	1	2	3	4	5	6	7
								f1(mm)	8.09	7.50	7.39	7.96	6.84	6.29	8.74
f2(mm)	-9.48	-8.98	-8.95	-9.18	-8.21	-4.93	-5.45
								f3(mm)	95.58	3331.18	-669.14	190.50	106.82	18.34	5.44
f4(mm)	82.98	70.44	69.15	58.55	2189.79	71.39	-10.27
								f(mm)	17.41	17.41	17.41	17.41	17.40	17.40	17.40
TTL(mm)	11.64	11.70	11.70	11.11	11.42	12.24	10.40
								BFL(mm)	18.64	18.20	18.26	18.21	18.26	18.40	18.44

表16

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

1.一种成像系统，其特征在于，沿光轴由物侧至像侧依次包括：

第一透镜；

光阑；

第二透镜；

第三透镜；

第四透镜；

其中，所述第一透镜的朝向物侧的面为凸面，朝向像侧的面为凸面；所述成像系统的有效焦距f与所述第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.9<f/TTL<1；所述第四透镜的朝向像侧的面至所述成像面的轴上距离BFL与所述第一透镜的朝向物侧的面至所述成像面的轴上距离TTL之间满足：0.5<BFL/TTL<0.7。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述光阑到所述第四透镜的朝向像侧的面于所述光轴上的距离SD与所述第一透镜的朝向物侧的面到所述第四透镜的朝向像侧的面于所述光轴上的距离TD之间满足：0.5<SD/TD<0.8。

3.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统的有效焦距f与所述第一透镜的有效焦距f1之间满足：0.3<f1/f<0.6。

4.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距f1与所述第一透镜的朝向物侧的面的曲率半径R1之间满足：0.5<R1/f1<1。

5.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜在所述光轴上的空气间隔T23与所述第一透镜至所述第四透镜中相邻两透镜之间在所述光轴上的空气间隔的总和∑AT之间满足：0.5<T23/∑AT<1。

6.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与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<1.1。

7.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1与所述第一透镜至所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度之和∑CT之间满足：0.35<CT1/∑CT<0.5。

8.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜的阿贝数V1与所述第二透镜的阿贝数V2之间满足：0.4<V2/V1<0.5。

9.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第二透镜的折射率N2与所述第三透镜的折射率N3之间满足：0.8<N3/N2<1.1。

10.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜的朝向物侧的面的最大有效半径DT11与所述第四透镜的朝向像侧的面的最大有效半径DT42之间满足：0.6<DT42/DT11<1。

11.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜至所述第四透镜在所述光轴上的边缘厚度之和∑ET与所述第一透镜至所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度之和∑CT之间满足：0.8<∑ET/∑CT<0.9。

12.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜在所述光轴上的边缘厚度ET1与所述第二透镜在所述光轴上的边缘厚度ET2之间满足：0.8≤ET2/ET1≤1.2。

13.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边缘厚度ET2与所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2之间满足：1<ET2/CT2<2。

14.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜至所述第四透镜中在所述光轴上的最大中心厚度CT_MAX与所述第一透镜至所述第四透镜中在所述光轴上的最小中心厚度CT_MIN之间满足：2<CT_MAX/CT_MIN<5。

15.一种成像系统，其特征在于，沿光轴由物侧至像侧依次包括：

第一透镜；

光阑；

第二透镜；

第三透镜；

第四透镜；

其中，所述第一透镜的朝向物侧的面为凸面，朝向像侧的面为凸面；所述成像系统的有效焦距f与所述第一透镜的朝向物侧的面至成像面的轴上距离TTL之间满足：0.9<f/TTL<1；所述光阑到所述第四透镜的朝向像侧的面于所述光轴上的距离SD与所述第一透镜的朝向物侧的面到所述第四透镜的朝向像侧的面于所述光轴上的距离TD之间满足：0.5<SD/TD<0.8。

16.根据权利要求15所述的成像系统，其特征在于，所述第四透镜的朝向像侧的面至所述成像面的轴上距离BFL与所述第一透镜的朝向物侧的面至所述成像面的轴上距离TTL之间满足：0.5<BFL/TTL<0.7；所述成像系统的有效焦距f与所述第一透镜的有效焦距f1之间满足：0.3<f1/f<0.6。

17.根据权利要求15所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距f1与所述第一透镜的朝向物侧的面的曲率半径R1之间满足：0.5<R1/f1<1。

18.根据权利要求15所述的成像系统，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜在所述光轴上的空气间隔T23与所述第一透镜至所述第四透镜中相邻两透镜之间在所述光轴上的空气间隔的总和∑AT之间满足：0.5<T23/∑AT<1。

19.根据权利要求15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与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<1.1。

20.根据权利要求15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与所述第一透镜至所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度之和∑CT之间满足：0.35<CT1/∑CT<0.5。

21.根据权利要求15所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜的阿贝数V1与所述第二透镜的阿贝数V2之间满足：0.4<V2/V1<0.5。

22.根据权利要求15所述的成像系统，其特征在于，所述第二透镜的折射率N2与所述第三透镜的折射率N3之间满足：0.8<N3/N2<1.1。

23.根据权利要求15所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜的朝向物侧的面的最大有效半径DT11与所述第四透镜的朝向像侧的面的最大有效半径DT42之间满足：0.6<DT42/DT11<1。

24.根据权利要求15所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜至所述第四透镜在所述光轴上的边缘厚度之和∑ET与所述第一透镜至所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度之和∑CT之间满足：0.8<∑ET/∑CT<0.9。

25.根据权利要求15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边缘厚度ET1与所述第二透镜在所述光轴上的边缘厚度ET2之间满足：0.8≤ET2/ET1≤1.2。

26.根据权利要求15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边缘厚度ET2与所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2之间满足：1<ET2/CT2<2。

27.根据权利要求15所述的成像系统，其特征在于，所述第一透镜至所述第四透镜中在所述光轴上的最大中心厚度CT_MAX与所述第一透镜至所述第四透镜中在所述光轴上的最小中心厚度CT_MIN之间满足：2<CT_MAX/CT_MIN<5。