CN219065867U - 光学成像系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学成像系统，该光学成像系统包括：成像镜片组，由沿着光轴由物侧至像侧依序排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片以及第五镜片组成；多个隔离件；以及镜筒，用于容纳成像镜片组和多个隔离件，包括一靠近像侧的像端面；第一镜片至第五镜片中任意相邻两镜片在光轴上具有空气间隔，第四镜片和第五镜片在光轴上的空气间隔最小且小于第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离；以及第四镜片和第五镜片在光轴上的空气间隔T45、第四镜片在光轴上的中心厚度CT4、第四镜片的像侧面的曲率半径R8、第五镜片的物侧面的曲率半径R9、第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离EP34满足：R8<R9以及1.0<(EP34+CT4+T45)/(R8+R9)<10.0。

Description

光学成像系统

技术领域

本申请涉及光学元件领域，具体地，涉及一种光学成像系统。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，镜片模具加工精度、镜头组立设备精度和检测设备精度都得到大幅提高，使得镜头制造能够实现更大的视场角、更高的性能以及更薄的尺寸，以满足市场不断提高的拍摄性能的需求。广角镜头是最常用的镜头类型之一，其具有视场角大的优点，同时其镜片组的口径相对较大，导致有更多的光线进入光学系统，当镜片或者隔离件制造或者组立不合理时，相比其他类型镜头，广角镜头更容易产生杂光、漏光等问题，故广角镜头对镜头组立稳定性，制造加工精度有着更高的要求。现有的广角镜头，当设计更高性能的镜头时，由于其加工、组立工艺受限，组立后的镜头往往稳定性差，良率较低。

因此，为了实现客户需求，在保证良好光学成像质量前提下，设计一款由五片镜片组成的广角镜头，使其解决五片广角镜头稳定性差、良率低下的问题是具有现实意义的。

实用新型内容

本申请提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统包括：成像镜片组，由沿着光轴由物侧至像侧依序排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片以及第五镜片组成；多个隔离件，包括与第一镜片的像侧面至少部分接触的第一隔离件、与第二镜片的像侧面至少部分接触的第二隔离件、与第三镜片的像侧面至少部分接触的第三隔离件以及与第四镜片的像侧面至少部分接触的第四隔离件；以及镜筒，用于容纳成像镜片组和多个隔离件，包括一靠近像侧的像端面；第一镜片至第五镜片中任意相邻两镜片在光轴上具有空气间隔，第四镜片和第五镜片在光轴上的空气间隔最小且小于第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离；以及第四镜片和第五镜片在光轴上的空气间隔T45、第四镜片在光轴上的中心厚度CT4、第四镜片的像侧面的曲率半径R8、第五镜片的物侧面的曲率半径R9、第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离EP34满足：R8<R9以及1.0<(EP34+CT4+T45)/(R8+R9)<10.0。

在一个实施方式中，第二镜片和第三镜片在光轴上的中心厚度之和小于1.5mm；以及第二镜片的焦距f2、第三镜片的焦距f3、第三隔离件和第四隔离件沿光轴方向的距离EP23满足：-20.0<(f2+f3)/EP23<0。

在一个实施方式中，第一镜片和第二镜片在光轴上的中心厚度之和小于1.5mm；以及第一镜片的焦距f1、第二镜片的焦距f2、第一隔离件和第二隔离件沿光轴方向的距离EP12满足：-20.0<(f1+f2)/EP12<0。

在一个实施方式中，第三镜片和第四镜片在光轴上的中心厚度之和小于1.5mm；以及第三镜片的焦距f3、第四镜片的焦距f4、第三隔离件和第四隔离件沿光轴方向的距离EP34满足：-20.0<(f3+f4)/EP34<0。

在一个实施方式中，光学成像系统满足：|R8|<|R9|以及50.0<CT4/T45+EP34/CP4<100.0，其中，R8为第四镜片的像侧面的曲率半径，R9为第五镜片的物侧面的曲率半径，CT4为第四镜片在光轴上的中心厚度，T45为第四镜片和第五镜片在光轴上的空气间隔，EP34为第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离，CP4为第四隔离件沿光轴方向的最大厚度。

在一个实施方式中，第一镜片至第五镜片中至少一个镜片的物侧面或像侧面为非球面，第一镜片至第五镜片中至少一个镜片的物侧面或像侧面具有至少一个反曲点，第四镜片的焦距f4与第一镜片的焦距f1、第二镜片的焦距f2、第三镜片的焦距f3、第五镜片的焦距f5满足：|f4|<|fi|，其中i＝1、2、3或5。

在一个实施方式中，第四镜片的焦距f4、第五镜片的焦距f5、第四隔离件的像侧面的外径D4m与第四隔离件的像侧面的内径d4m满足：f4>f5以及1.0<d4m/f4-D4m/f5<10.0。

在一个实施方式中，第四镜片在光轴上的中心厚度CT4大于第四镜片的其余有效径部分沿光轴的厚度CT4i；以及第五镜片在光轴上的中心厚度CT5小于第五镜片的其余有效径部分沿光轴的厚度CT5j。

在一个实施方式中，镜筒靠近像侧的像端面的外径D0m与镜筒靠近像侧的像端面的内径d0m之差小于0.6mm。

在一个实施方式中，镜筒靠近像侧的像端面的内径d0m、镜筒靠近像侧的像端面的外径D0m、第五镜片的物侧面的曲率半径R9与第五镜片的像侧面的曲率半径R10满足：2.0<(D0m+d0m)/(R9+R10)<15.0。

在一个实施方式中，第三镜片的焦距f3、第三隔离件的像侧面的内径d3m与第三隔离件的像侧面的外径D3m满足：-10.0<f3/d3m+f3/D3m<-2.0。

在一个实施方式中，第三镜片的物侧面的曲率半径R5、第三镜片的像侧面的曲率半径R6、第三隔离件沿光轴方向的最大厚度CP3、第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离EP34满足：5.0<(R5+R6)/(CP3+EP34)<15.0。

在一个实施方式中，镜筒靠近物侧的物端面至镜筒靠近像侧的像端面沿光轴方向的距离L、光学成像系统的焦距f与光学成像系统的最大半视场角Semi-FOV满足：1.0<L/[f×tan(Semi-FOV)]<8.0。

在一个实施方式中，第四镜片的折射率N4、第五镜片的折射率N5、第四镜片的色散系数V4与第五镜片的色散系数V5满足：N4<N5和V4>V5。

在一个实施方式中，第四隔离件的像侧面的外径D4m、第四隔离件的像侧面的内径d4m、第四镜片的折射率N4与第五镜片的折射率N5满足：1.0mm<(D4m+d4m)/(N5+N4)<5.0mm。

在一个实施方式中，第四镜片的色散系数V4、第五镜片的色散系数V5、第四隔离件沿光轴方向的最大厚度CP4、第四镜片和第五镜片在光轴上的空气间隔T45、第五镜片在光轴上的中心厚度CT5满足：50.0<[(V4+V5)/2]/(CP4+T45+CT5)<120.0。

本申请提供的光学成像系统为五片镜片组成的广角镜头，合理配置各镜片之间的在光轴上的间隔距离，使两相邻镜片在光轴上的空气间隔沿物侧至像侧是逐渐减小的，可有效降低镜头的厚度敏感性，矫正场曲，同时可以提高广角镜头系统的紧凑性。进一步地，由于第四镜片、第五镜片之间在光轴上的空气间隔较小，因此该位置透镜相对较为敏感，容易出现组立稳定性问题，通过第四镜片的像侧面的曲率半径R8与第五镜片的物侧面的曲率半径R9的总和，可以控制第四镜片在光轴上的中心厚度CT4的大小，同时，更好的控制第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离EP34可以满足镜头组立稳定性的需求。因此本申请提供的光学成像系统的设计方案，可以更好控制第四镜片、第五镜片的厚度、成像质量和间隔距离，降低该位置镜片敏感性和对整个成像系统成像质量的影响，同时提高光学成像系统靠近成像面部分的组立稳定性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1A示出了根据本申请的一种光学成像系统的结构排布图以及部分参数的示意图；

图1B示出了根据本申请的一种光学成像系统中第四镜片的结构示意图；

图1C示出了根据本申请的一种光学成像系统中第五镜片的结构示意图；

图2A至图2C示出了根据本申请实施例1的光学成像系统的结构示意图；

图3A至图3D分别示出了根据本申请实施例1的光学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4A至图4C示出了根据本申请实施例2的光学成像系统的结构示意图；

图5A至图5D分别示出了根据本申请实施例2的光学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6A至图6C示出了根据本申请实施例3的光学成像系统的结构示意图；以及

图7A至图7D分别示出了根据本申请实施例3的光学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。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

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，下文中讨论的第一镜片也可被称作第二镜片或第三镜片。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了镜片的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。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，曲率或近轴曲率均是指光轴附近的区域的曲率。若镜片表面的曲率为正且未界定该曲率的位置时，则表示该镜片表面至少于近轴区域的曲率为正；若镜片表面的曲率为负且未界定该曲率的位置时，则表示该镜片表面至少于近轴区域的曲率为负。每个镜片最靠近被摄物体的表面称为该镜片的物侧面，每个镜片最靠近成像面的表面称为该镜片的像侧面。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过于形式化意义解释，除非本文中明确如此限定。

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。以下实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围，例如，本申请的各实施例中的镜片组(即第一镜片至第五镜片)、镜筒结构及隔离件之间可以任意组合，不限于一个实施例中的镜片组只能与该实施例的镜筒结构、隔离件等组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1A示出了根据本申请一种光学成像系统的结构排布图以及部分参数的示意图。本领域的技术人员应当理解，一些本领域经常用到的参数例如第四镜片在光轴上的中心厚度CT4未在图1A中示出，图1A仅示例性示出本申请的一种光学成像系统的镜筒以及隔离件的部分参数，以便于更好地理解本发明。如图1A所示，EP34表示第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离；L表示镜筒靠近物侧的物端面至镜筒靠近像侧的像端面沿光轴方向的距离(即镜筒沿光轴方向的高度)；CP3表示第三隔离件沿光轴方向的最大厚度；CP4表示第四隔离件沿光轴方向的最大厚度；D3m表示第三隔离件的像侧面的外径；d3m表示第三隔离件的像侧面的内径；d4m表示第四隔离件的像侧面的内径；D4m表示第四隔离件的像侧面的外径；D0m表示镜筒靠近像侧的像端面的外径；d0m表示镜筒靠近像侧的像端面的内径。

根据本申请示例性实施方式的光学成像系统包括成像镜片组和多个隔离件，其中，成像镜片组沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片以及第五镜片。其中，第一镜片具有正曲折力或负曲折力，第二镜片具有正曲折力或负曲折力，第三镜片具有正曲折力或负曲折力，第四镜片具有正曲折力或负曲折力，第五镜片具有正曲折力或负曲折力。

在示例性实施方式中，多个隔离件可以包括与第一镜片的像侧面至少部分接触的第一隔离件、与第二镜片的像侧面至少部分接触的第二隔离件、与第三镜片的像侧面至少部分接触的第三隔离件以及与第四镜片的像侧面至少部分接触的第四隔离件。

应当理解的是，本申请不具体限定隔离件的数量，在任意两镜片之间可以包括任意数量的隔离件，整个光学成像系统也可以包括任意数量的隔离件。隔离件有助于光学成像系统拦截多余的折反射光路，减少杂光、鬼影的产生。隔离件和镜筒间增加辅助承靠有利于改善镜片间由于大段差造成的组立稳定性差、性能良率低等问题。

在示例性实施方式中，光学成像系统还包括用于容纳成像镜片组和多个隔离件的镜筒。镜筒包括靠近像侧的像端面和靠近物侧的物端面。

在示例性实施方式中，第一镜片至第五镜片中任意相邻两镜片在光轴上具有空气间隔，第四镜片和第五镜片在光轴上的空气间隔最小且小于第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离，合理配置各镜片之间的在光轴上的间隔距离，通过该限定可有效降低镜头的厚度敏感性，矫正场曲，同时可以提高广角镜头系统的紧凑性。进一步地，根据本申请的光学成像系统可满足：R8<R9以及1.0<(EP34+CT4+T45)/(R8+R9)<10.0，其中，T45是第四镜片和第五镜片在光轴上的空气间隔，CT4是第四镜片在光轴上的中心厚度，R8是第四镜片的像侧面的曲率半径，R9是第五镜片的物侧面的曲率半径，EP34是第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离。满足R8<R9以及1.0<(EP34+CT4+T45)/(R8+R9)<10.0，有利于满足镜头的结构控制要求，由于第四镜片、第五镜片之间在光轴上的空气间隔较小，因此该位置透镜相对较为敏感，容易出现组立稳定性问题，通过第四镜片的像侧面的曲率半径R8与第五镜片的物侧面的曲率半径R9的总和，可以控制第四镜片在光轴上的中心厚度CT4的大小，同时，更好的控制第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离EP34可以满足镜头组立稳定性的需求；因此通过该设计方案，可以更好控制第四镜片、第五镜片的厚度、成像质量和间隔距离，降低该位置镜片敏感性和对整个成像系统成像质量的影响，同时提高光学成像系统靠近成像面部分的组立稳定性。

在示例性实施方式中，成像镜片组中至少有两相邻的镜片在光轴上的中心厚度之和小于1.5mm；且成像镜片组中在光轴上的中心厚度之和小于1.5mm的两相邻的镜片的焦距之和fi+fj、多个隔离件中与在光轴上的中心厚度之和小于1.5mm的两相邻的镜片的像侧面至少部分接触的两隔离件沿光轴方向的距离EPij满足：-20.0<(fi+fj)/EPij<0，其中，i＝1、2、3或4，j＝i+1；其中，i取1时，j＝2，f1表示第一镜片的焦距，f2表示第二镜片的焦距，EP12表示第一隔离件和第二隔离件沿光轴方向的间隔距离；i取2时，j＝3，f2表示第二镜片的焦距，f3表示第三镜片的焦距，EP23表示第二隔离件和第三隔离件沿光轴方向的间隔距离；i取3时，j＝4，f3表示第三镜片的焦距，f4表示第四镜片的焦距，EP34表示第三隔离件和第四隔离件沿光轴方向的间隔距离；以及i取4时，j＝5，f4表示第四镜片的焦距，f5表示第五镜片的焦距，EP45表示第四隔离件和第五隔离件沿光轴方向的间隔距离。在光轴上两个相邻的中心厚度之和小于1.5mm的镜片的场曲一般较为敏感，满足条件式-20.0<(fi+fj)/EPij<0，能够得到镜片之间最佳间隔距离，从而有效控制光学成像系统的组立场曲的稳定性。

在示例性实施方式中，第二镜片和第三镜片在光轴上的中心厚度之和小于1.5mm；以及第二镜片的焦距f2、第三镜片的焦距f3、第三隔离件和第四隔离件沿光轴方向的距离EP23满足：-20.0<(f2+f3)/EP23<0。

在示例性实施方式中，第一镜片和第二镜片在光轴上的中心厚度之和小于1.5mm；以及第一镜片的焦距f1、第二镜片的焦距f2、第一隔离件和第二隔离件沿光轴方向的距离EP12满足：-20.0<(f1+f2)/EP12<0。

在示例性实施方式中，第三镜片和第四镜片在光轴上的中心厚度之和小于1.5mm；以及第三镜片的焦距f3、第四镜片的焦距f4、第三隔离件和第四隔离件沿光轴方向的距离EP34满足：-20.0<(f3+f4)/EP34<0。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像系统可满足：|R8|<|R9|以及50.0<CT4/T45+EP34/CP4<100.0，其中，R8为第四镜片的像侧面的曲率半径，R9为第五镜片的物侧面的曲率半径，CT4为第四镜片在光轴上的中心厚度，T45为第四镜片和第五镜片在光轴上的空气间隔，EP34为第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离，CP4为第四隔离件沿光轴方向的最大厚度。满足|R8|<|R9|以及50.0<CT4/T45+EP34/CP4<100.0，可以有效的限制第四镜片到第五镜片的位置，有利于实现镜头结构的紧凑型，同时有利于矫正轴外像差，提升系统整体像质。

在示例性实施方式中，第一镜片至第五镜片中至少一个镜片的物侧面或像侧面为非球面，第一镜片至第五镜片中至少一个镜片的物侧面或像侧面具有至少一个反曲点，第四镜片的焦距f4与第一镜片的焦距f1、第二镜片的焦距f2、第三镜片的焦距f3、第五镜片的焦距f5满足：|f4|<|fi|，其中i＝1、2、3或5。非球面结构有着更加灵活的光学性能，至少一个镜片的物侧面或像侧面具有至少一个反曲点，有利于光线大角度地调整，该镜头可以实现较大范围的光学性能调节，具有较高地极限性能。第四镜片的焦距大于其他镜片的焦距，有利于调整光线的汇聚程度，能够更加均匀地投射到像面上，提高成像亮度的均匀性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像系统可满足：f4>f5以及1.0<d4m/f4-D4m/f5<10.0，其中，f4为第四镜片的焦距，f5为第五镜片的焦距，D4m为第四隔离件的像侧面的外径，d4m为第四隔离件的像侧面的内径。满足f4>f5以及1.0<d4m/f4-D4m/f5<10.0，可以有效的限制第四透镜到第五透镜的位置，通过改变第四间隔元件的像侧面的内径和第四间隔元件的物侧面的外径，改变第四透镜和第五透镜的透光量，改善整个像面的曝光量。

在示例性实施方式中，第四镜片在光轴上的中心厚度CT4大于第四镜片的其余有效径部分沿光轴的厚度CT4i(参考图1B)，该光学成像系统的场曲较敏感的位置是第四镜片，第四镜片在光轴上的中心厚度CT4大于第四镜片其余有效径部分沿光轴的厚度CT4i，有助于提高第四镜片的形变，从而减少中厚数值的稳定性，提高场曲的一致性。进一步地，第五镜片在光轴上的中心厚度CT5小于第五镜片的其余有效径部分沿光轴的厚度CT5j(参考图1C)，有利于光线在经过第五镜片后汇聚，提高最终的相对照度和像质。

在示例性实施方式中，镜筒靠近像侧的像端面的外径D0m与镜筒靠近像侧的像端面的内径d0m之差小于0.6mm，既有利于保证镜筒成型脱模时候的稳定性，又可以减小镜筒像侧面对滤色片反射光线产生的杂光。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像系统可满足：2.0<(D0m+d0m)/(R9+R10)<15.0，其中，d0m为镜筒靠近像侧的像端面的内径，D0m为镜筒靠近像侧的像端面的外径，R9为第五镜片的物侧面的曲率半径，R10为第五镜片的像侧面的曲率半径。当镜筒天面外观改变时，有时候会影响到镜筒靠近像侧的像端面的外径和靠近像侧像端面的内径，从而会对光学成像系统的相对照度有影响，满足2.0<(D0m+d0m)/(R9+R10)<15.0，可以通过调节第五镜片的曲率半径，对相对照度作出一定补偿，保证光学成像系统的性能稳定性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像系统可满足：-10.0<f3/d3m+f3/D3m<-2.0，其中，f3为第三镜片的焦距，d3m为第三隔离件的像侧面的内径，D3m为第三隔离件的像侧面的外径。满足-10.0<f3/d3m+f3/D3m<-2.0，有助于控制第三隔离件的直升位杂光，控制第三隔离件的像侧面的内径和外径可以改变直升位相对光轴的倾角，控制第三镜片的焦距可以改变光线折射的角度，进而更加便于改善镜头的杂光品质。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像系统可满足：5.0<(R5+R6)/(CP3+EP34)<15.0，其中，R5为第三镜片的物侧面的曲率半径，R6为第三镜片的像侧面的曲率半径，CP3为第三隔离件沿光轴方向的最大厚度，EP34为第三隔离件的像侧面与第四隔离件的物侧面沿光轴方向的距离。满足5.0<(R5+R6)/(CP3+EP34)<15.0，有利于保证光线穿过第三镜片、第四镜片时光学的汇聚和离散具有更好效果，从而提高整个光学成像系统的成像清晰度。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像系统可满足：1.0<L/[f×tan(Semi-FOV)]<8.0，其中，L为镜筒靠近物侧的物端面至镜筒靠近像侧的像端面沿光轴的距离，f为光学成像系统的焦距，Semi-FOV为光学成像系统的最大半视场角。满足1.0<L/[f×tan(Semi-FOV)]<8.0，有助于合理控制镜筒沿光轴方向的高度L，可以保证在最大视场角和焦距的前提下，使镜筒的高度做到最小，满足部分超薄电子设备对超小镜头的设计需求。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像系统可满足：N4<N5和V4>V5，其中，N4为第四镜片的折射率，N5为第五镜片的折射率，V4为第四镜片的色散系数，V5为第五镜片的色散系数。满足N4<N5和V4>V5，第四镜片的折射率比第五镜片的折射率小，第四镜片的色散系数比第五镜片的色散系数大，通过选择这种材料搭配，有助于改变光线通过第四镜片、第五镜片时的折射和散射，从而减小系统球差和色差。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像系统可满足：1.0mm<(D4m+d4m)/(N5+N4)<5.0mm，其中，D4m为第四隔离件的像侧面的外径，d4m为第四隔离件的像侧面的内径，N4为第四镜片的折射率，N5为第五镜片的折射率。满足1.0mm<(D4m+d4m)/(N5+N4)<5.0mm，可以根据第四镜片、第五镜片的折射率，控制第四隔离件的像侧面的外径和第四隔离件的像侧面的内径，从而有效控制由于镜片折射产生的漏光和杂光，提高成像质量。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像系统可满足：50.0<[(V4+V5)/2]/(CP4+T45+CT5)<120.0，其中，V4为第四镜片的色散系数，V5为第五镜片的色散系数，CP4为第四隔离件沿光轴方向的最大厚度，T45为第四镜片和第五镜片在光轴上的空气间隔，CT5为第五镜片在光轴上的中心厚度。满足50.0<[(V4+V5)/2]/(CP4+T45+CT5)<120.0，可以有效控制光线在第四镜片、第五镜片的色散程度，通过调整第四隔离件的最大厚度，影响光线进入第四镜片、第五镜片的角度，从而影响光线的色散，提高像面的真实感。

在示例性实施方式中，上述光学成像系统还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。根据本申请的上述实施方式的光学成像系统可采用多片镜片，例如上文的五片。通过合理分配各镜片的曲折力、面型、各镜片的中心厚度以及各镜片之间的轴上间距等，可有效地汇聚入射光线、降低成像镜头的光学总长并提高成像镜头的可加工性，使得光学成像系统更有利于生产加工。

在本申请的实施方式中，各镜片的镜面中的至少一个为非球面镜面，即，第一镜片的物侧面至第五镜片的像侧面中的至少一个镜面为非球面镜面。非球面镜片的特点是：从镜片中心到镜片周边，曲率是连续变化的。与从镜片中心到镜片周边具有恒定曲率的球面镜片不同，非球面镜片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。采用非球面镜片后，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。可选地，第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片以及第五镜片中的每个镜片的物侧面和像侧面均为非球面镜面。

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实施例。

实施例1

以下参照图2A至图3D描述根据本申请实施例1的光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003。图2A至图2C分别示出了根据本申请实施例1的光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的结构示意图。

如图2A至图2C所示，光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003均分别包括镜筒P0、成像镜片组E1～E5以及多个隔离件P1～P4。

如图2A至图2C所示，光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003采用相同的成像镜片组，该成像镜片组由物侧至像侧依序包括：第一镜片E1、第二镜片E2、第三镜片E3、第四镜片E4以及第五镜片E5。其中，第一镜片E1具有负曲折力，且具有物侧面S1和像侧面S2。第二镜片E2具有正曲折力，且具有物侧面S3和像侧面S4。第三镜片E3具有负曲折力，且具有物侧面S5和像侧面S6。第四镜片E4具有正曲折力，且具有物侧面S7和像侧面S8。第五镜片E5具有负曲折力，且具有物侧面S9和像侧面S10。滤光片(未示出)具有物侧面S11(未示出)和像侧面S12(未示出)，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(未示出)上。

表1示出了实施例1的光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的成像镜片组的基本参数表，其中，曲率半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表1

在本示例中，光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003还具有以下基本参数：光学成像系统1001、1002和1003的焦距f均为1.65mm，光学成像系统1001、1002和1003的最大半视场角Semi-FOV均为60.2°。

在实施例1中，第一镜片E1至第五镜片E5的物侧面和像侧面为非球面，各非球面镜片的面型x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。表2给出了可用于实施例1中各非球面镜面S1-S10的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

表2

如图2A至图2C所示，光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的多个隔离件均分别包括第一隔离件P1、第二隔离件P2、第三隔离件P3以及第四隔离件P4。其中，第一隔离件P1设置在第一镜片E1与第二镜片E2之间且与第一镜片E1的像侧面相接触；第二隔离件P2设置在第二镜片E2与第三镜片E3之间且与第二镜片E2的像侧面相接触；第三隔离件P3设置在第三镜片E3与第四镜片E4之间且与第三镜片E3的像侧面相接触；第四隔离件P4设置在第四镜片E4与第五镜片E5之间且与第四镜片E4的像侧面相接触。上述多个隔离件可以阻拦外部多余的光线进入，使镜片与镜筒更好地承靠，并且增强光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的结构稳定性。

表3示出了实施例1的光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的隔离件以及镜筒的基本参数，表3中各参数的单位均为毫米(mm)。

表3

图3A示出了实施例1的光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图3B示出了实施例1的光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图3C示出了实施例1的光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图3D示出了实施例1的光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图3A至图3D可知，实施例1所给出的光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003能够实现良好的成像品质。

实施例2

以下参照图4A至图5D描述根据本申请实施例2的光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图4A至图4C分别示出了根据本申请实施例2的光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的结构示意图。

如图4A至图4C所示，光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003均分别包括镜筒P0、成像镜片组E1～E5以及多个隔离件P1～P4。

如图4A至图4C所示，光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003采用相同的成像镜片组，该成像镜片组由物侧至像侧依序包括：第一镜片E1、第二镜片E2、第三镜片E3、第四镜片E4以及第五镜片E5。其中，第一镜片E1具有负曲折力，且具有物侧面S1和像侧面S2。第二镜片E2具有正曲折力，且具有物侧面S3和像侧面S4。第三镜片E3具有负曲折力，且具有物侧面S5和像侧面S6。第四镜片E4具有正曲折力，且具有物侧面S7和像侧面S8。第五镜片E5具有负曲折力，且具有物侧面S9和像侧面S10。滤光片(未示出)具有物侧面S11(未示出)和像侧面S12(未示出)，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(未示出)上。

在本示例中，光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003还具有以下基本参数：光学成像系统2001、2002和2003的焦距f均为1.75mm，光学成像系统2001、2002和2003的最大半视场角Semi-FOV均为58.7°。

表4示出了实施例2的光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的成像镜片组的基本参数表，其中，曲率半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。表5示出了可用于实施例2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实施例1中给出的公式(1)限定。

表4

表5

如图4A至图4C所示，光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的多个隔离件均分别包括第一隔离件P1、第二隔离件P2、第三隔离件P3以及第四隔离件P4。其中，第一隔离件P1设置在第一镜片E1与第二镜片E2之间且与第一镜片E1的像侧面相接触；第二隔离件P2设置在第二镜片E2与第三镜片E3之间且与第二镜片E2的像侧面相接触；第三隔离件P3设置在第三镜片E3与第四镜片E4之间且与第三镜片E3的像侧面相接触；第四隔离件P4设置在第四镜片E4与第五镜片E5之间且与第四镜片E4的像侧面相接触。上述多个隔离件可以阻拦外部多余的光线进入，使镜片与镜筒更好地承靠，并且增强光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的结构稳定性。

表6示出了实施例2的光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的隔离件以及镜筒的基本参数，表6中各参数的单位均为毫米(mm)。

实施例参数	光学成像系统2001	光学成像系统2002	光学成像系统2003
				d3m	2.478	2.960	2.948
D3m	5.545	4.141	5.745
				d4m	3.098	3.545	3.298
D4m	5.745	5.945	5.945
				d0m	6.637	6.836	6.435
D0m	6.910	7.110	6.708
				EP34	0.706	0.706	0.700
CP3	0.018	0.018	0.024
				CP4	0.018	0.022	0.024
L	5.140	5.150	5.180
				EP23	0.751	0.751	0.751
EP12	0.668	0.668	0.668

表6

图5A示出了实施例2的光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图5B示出了实施例2的光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图5C示出了实施例2的光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图5D示出了实施例2的光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图5A至图5D可知，实施例2所给出的光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003能够实现良好的成像品质。

实施例3

以下参照图6A至图7D描述根据本申请实施例3的光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003。图6A至图6C分别示出了根据本申请实施例3的光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的结构示意图。

如图6A至图6C所示，光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003均分别包括镜筒P0、成像镜片组E1～E5以及多个隔离件P1～P4。

如图6A至图6C所示，光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003采用相同的成像镜片组，该成像镜片组由物侧至像侧依序包括：第一镜片E1、第二镜片E2、第三镜片E3、第四镜片E4以及第五镜片E5。其中，第一镜片E1具有负曲折力，且具有物侧面S1和像侧面S2。第二镜片E2具有正曲折力，且具有物侧面S3和像侧面S4。第三镜片E3具有负曲折力，且具有物侧面S5和像侧面S6。第四镜片E4具有正曲折力，且具有物侧面S7和像侧面S8。第五镜片E5具有负曲折力，且具有物侧面S9和像侧面S10。滤光片(未示出)具有物侧面S11(未示出)和像侧面S12(未示出)，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(未示出)上。

在本示例中，光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003还具有以下基本参数：光学成像系统3001、3002和3003的焦距f均为2.37mm，光学成像系统3001、3002和3003的最大视场角Semi-FOV均为50.1°。

表7示出了实施例3的光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的成像镜片组的基本参数表，其中，曲率半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。表8示出了可用于实施例3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实施例1中给出的公式(1)限定。

表7

表8

如图6A至图6C所示，光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的多个隔离件均分别包括第一隔离件P1、第二隔离件P2、第三隔离件P3以及第四隔离件P4。其中，第一隔离件P1设置在第一镜片E1与第二镜片E2之间且与第一镜片E1的像侧面相接触；第二隔离件P2设置在第二镜片E2与第三镜片E3之间且与第二镜片E2的像侧面相接触；第三隔离件P3设置在第三镜片E3与第四镜片E4之间且与第三镜片E3的像侧面相接触；第四隔离件P4设置在第四镜片E4与第五镜片E5之间且与第四镜片E4的像侧面相接触。上述多个隔离件可以阻拦外部多余的光线进入，使镜片与镜筒更好地承靠，并且增强光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的结构稳定性。

表9示出了实施例3的光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的隔离件以及镜筒的基本参数，表9中各参数的单位均为毫米(mm)。

实施例参数	光学成像系统3001	光学成像系统3002	光学成像系统3003
				d3m	2.326	2.673	2.451
D3m	5.132	4.831	3.436
				d4m	3.045	2.406	3.400
D4m	5.981	5.781	5.724
				d0m	6.553	6.753	6.453
D0m	6.827	7.027	6.727
				EP34	0.727	0.724	0.733
CP3	0.018	0.022	0.018
				CP4	0.018	0.022	0.018
L	4.850	4.870	4.870
				EP23	0.624	0.624	0.624
EP12	0.400	0.400	0.400

表9

图7A示出了实施例3的光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图7B示出了实施例3的光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图7C示出了实施例3的光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图7D示出了实施例3的光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图7A至图7D可知，实施例3所给出的光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003能够实现良好的成像品质。

综上，实施例1至实施例3的光学成像系统1001、1002、1003、2001、2002、2003、3001、3002和3003满足表10中所示的关系。

表10

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。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (16)

1.一种光学成像系统，其特征在于，包括：

成像镜片组，由沿着光轴由物侧至像侧依序排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片以及第五镜片组成；

多个隔离件，包括与所述第一镜片的像侧面至少部分接触的第一隔离件、与所述第二镜片的像侧面至少部分接触的第二隔离件、与所述第三镜片的像侧面至少部分接触的第三隔离件以及与所述第四镜片的像侧面至少部分接触的第四隔离件；以及

镜筒，用于容纳所述成像镜片组和所述多个隔离件，包括一靠近所述像侧的像端面；

所述第一镜片至所述第五镜片中任意相邻两镜片在所述光轴上具有空气间隔，所述第四镜片和所述第五镜片在所述光轴上的空气间隔最小且小于所述第三隔离件的像侧面与所述第四隔离件的物侧面沿所述光轴方向的距离；以及

所述第四镜片和所述第五镜片在所述光轴上的空气间隔T45、所述第四镜片在所述光轴上的中心厚度CT4、所述第四镜片的像侧面的曲率半径R8、所述第五镜片的物侧面的曲率半径R9、所述第三隔离件的像侧面与所述第四隔离件的物侧面沿所述光轴方向的距离EP34满足：R8<R9以及1.0<(EP34+CT4+T45)/(R8+R9)<10.0。

2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第二镜片和所述第三镜片在所述光轴上的中心厚度之和小于1.5mm；以及

所述第二镜片的焦距f2、所述第三镜片的焦距f3、所述第三隔离件和所述第四隔离件沿所述光轴方向的距离EP23满足：-20.0<(f2+f3)/EP23<0。

3.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一镜片和所述第二镜片在所述光轴上的中心厚度之和小于1.5mm；以及

所述第一镜片的焦距f1、所述第二镜片的焦距f2、所述第一隔离件和所述第二隔离件沿所述光轴方向的距离EP12满足：-20.0<(f1+f2)/EP12<0。

4.根据权利要求1至3任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述第三镜片和所述第四镜片在所述光轴上的中心厚度之和小于1.5mm；以及

所述第三镜片的焦距f3、所述第四镜片的焦距f4、所述第三隔离件和所述第四隔离件沿所述光轴方向的距离EP34满足：-20.0<(f3+f4)/EP34<0。

5.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足：|R8|<|R9|以及50.0<CT4/T45+EP34/CP4<100.0，其中，R8为所述第四镜片的像侧面的曲率半径，R9为所述第五镜片的物侧面的曲率半径，CT4为所述第四镜片在所述光轴上的中心厚度，T45为所述第四镜片和所述第五镜片在所述光轴上的空气间隔，EP34为所述第三隔离件的像侧面与所述第四隔离件的物侧面沿所述光轴方向的距离，CP4为所述第四隔离件沿所述光轴方向的最大厚度。

6.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一镜片至所述第五镜片中至少一个镜片的物侧面或像侧面为非球面，所述第一镜片至所述第五镜片中至少一个镜片的物侧面或像侧面具有至少一个反曲点，所述第四镜片的焦距f4与所述第一镜片的焦距f1、所述第二镜片的焦距f2、所述第三镜片的焦距f3、所述第五镜片的焦距f5满足：|f4|<|fi|，其中i＝1、2、3或5。

7.根据权利要求1、5或6所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四镜片的焦距f4、所述第五镜片的焦距f5、所述第四隔离件的像侧面的外径D4m与所述第四隔离件的像侧面的内径d4m满足：f4>f5以及1.0<d4m/f4-D4m/f5<10.0。

8.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四镜片在所述光轴上的中心厚度CT4大于所述第四镜片的其余有效径部分沿所述光轴的厚度CT4i；以及

所述第五镜片在所述光轴上的中心厚度CT5小于所述第五镜片的其余有效径部分沿所述光轴的厚度CT5j。

9.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述镜筒靠近所述像侧的像端面的外径D0m与所述镜筒靠近所述像侧的像端面的内径d0m之差小于0.6mm。

10.根据权利要求1、8或9所述的光学成像系统，其特征在于，所述镜筒靠近所述像侧的像端面的内径d0m、所述镜筒靠近所述像侧的像端面的外径D0m、所述第五镜片的物侧面的曲率半径R9与所述第五镜片的像侧面的曲率半径R10满足：2.0<(D0m+d0m)/(R9+R10)<15.0。

11.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第三镜片的焦距f3、所述第三隔离件的像侧面的内径d3m与所述第三隔离件的像侧面的外径D3m满足：-10.0<f3/d3m+f3/D3m<-2.0。

12.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第三镜片的物侧面的曲率半径R5、所述第三镜片的像侧面的曲率半径R6、所述第三隔离件沿所述光轴方向的最大厚度CP3、所述第三隔离件的像侧面与所述第四隔离件的物侧面沿所述光轴方向的距离EP34满足：5.0<(R5+R6)/(CP3+EP34)<15.0。

13.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述镜筒靠近所述物侧的物端面至所述镜筒靠近所述像侧的像端面沿所述光轴方向的距离L、所述光学成像系统的焦距f与所述光学成像系统的最大半视场角Semi-FOV满足：1.0<L/[f×tan(Semi-FOV)]<8.0。

14.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四镜片的折射率N4、所述第五镜片的折射率N5、所述第四镜片的色散系数V4与所述第五镜片的色散系数V5满足：N4<N5和V4>V5。

15.根据权利要求1、13或14所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四隔离件的像侧面的外径D4m、所述第四隔离件的像侧面的内径d4m、所述第四镜片的折射率N4与所述第五镜片的折射率N5满足：1.0mm<(D4m+d4m)/(N5+N4)<5.0mm。

16.根据权利要求1、13或14所述的光学成像系统，其特征在于，所述第四镜片的色散系数V4、所述第五镜片的色散系数V5、所述第四隔离件沿所述光轴方向的最大厚度CP4、所述第四镜片和所述第五镜片在所述光轴上的空气间隔T45、所述第五镜片在所述光轴上的中心厚度CT5满足：50.0<[(V4+V5)/2]/(CP4+T45+CT5)<120.0。

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