CN219285491U - 光学成像系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光学成像系统,该光学成像系统包括:镜筒以及置于镜筒内的透镜组和多个间隔元件,其中,透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜;以及多个间隔元件包括:第一间隔元件,第二间隔元件,第三间隔元件,第四间隔元件;第三透镜和第五透镜的物侧面的曲率半径值大于零,且第二间隔元件的像侧面的内径d2m、第二间隔元件的像侧面的外径D2m、第四间隔元件的像侧面的外径D4m、第三透镜的物侧面的曲率半径R5、第三透镜的像侧面的曲率半径R6、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第三透镜的有效焦距f3满足:D2m/R5+D4m/R9>3.0以及(d2m+D2m)/R6+(d2m‑D2m)/f3<0。
Description
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,随着科技的不断发展,人们对电子设备的要求也越来越高,尤其是手机的摄像配置。单个摄像头的拍摄效果有限,因此手机多摄应运而生,尤其是广角镜头更是成为多摄模组的标准配置。广角镜头具有比较短的焦距可以实现光学镜头模组的轻薄化,同时还具有非常好的景深效果,在近距离拍摄时,拍摄主体与背景分离,使得画面更具有纵深感和空间感,获得更佳的成像效果。
同时,由于广角镜头的视场范围大,很容易出现边缘杂散光现象和组立稳定性偏差等诸如问题,杂光不仅影响镜头的成像品质,严重情况下还会影响用户体验。因此,如何有效合理的设置镜片和间隔元件的结构排布,改善杂光并提高镜头的组立稳定性是目前一个急需解决的问题。
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:镜筒以及置于镜筒内的透镜组和多个间隔元件,其中,透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜;以及多个间隔元件包括:第一间隔元件,置于第一透镜的像侧且与第一透镜的像侧面至少部分接触;第二间隔元件,置于第二透镜的像侧且与第二透镜的像侧面至少部分接触;第三间隔元件,置于第三透镜的像侧且与第三透镜的像侧面至少部分接触;第四间隔元件,置于第四透镜的像侧且与第四透镜的像侧面至少部分接触;第三透镜和第五透镜的物侧面的曲率半径值大于零,且第二间隔元件的像侧面的内径d2m、第二间隔元件的像侧面的外径D2m、第四间隔元件的像侧面的外径D4m、第三透镜的物侧面的曲率半径R5、第三透镜的像侧面的曲率半径R6、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第三透镜的有效焦距f3满足:D2m/R5+D4m/R9>3.0以及(d2m+D2m)/R6+(d2m-D2m)/f3<0。
在一个实施方式中,光学成像系统满足:CTj>1.2mm以及-5.0<(Rj+R2i)/Dis<1.0,i=1、2、3或4,j=2i-1;其中,i取1时,j=1,CT1表示第一透镜在光轴上的中心厚度,R1表示第一透镜的物侧面的曲率半径,R2表示第一透镜的像侧面的曲率半径,D1s表示第一间隔元件的物侧面的外径;i取2时,j=3,CT2表示第二透镜在光轴上的中心厚度,R3表示第二透镜的物侧面的曲率半径,R4表示第二透镜的像侧面的曲率半径,D2s表示第二间隔元件的物侧面的外径;i取3时,j=5,CT3表示第三透镜在光轴上的中心厚度,R5表示第三透镜的物侧面的曲率半径,R6表示第三透镜的像侧面的曲率半径,D3s表示第三间隔元件的物侧面的外径;以及i取4时,j=7,CT4表示第四透镜在光轴上的中心厚度,R7表示第四透镜的物侧面的曲率半径,R8表示第四透镜的像侧面的曲率半径,D4s表示第四间隔元件的物侧面的外径。
在一个实施方式中,光学成像系统的有效焦距f、光学成像系统的入瞳直径EPD、镜筒的物侧端面的内径d0s、第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足:f/EPD<1.5以及R1/d0s+R2/EPD<5.5。
在一个实施方式中,光学成像系统的最大视场角FOV、光学成像系统的有效焦距f与第一间隔元件的物侧面的内径d1s满足:FOV>120.0°以及2.0<tan(FOV/2)×f/d1s<7.0。
在一个实施方式中,第一透镜的有效焦距小于零,第二透镜的有效焦距大于零。
在一个实施方式中,第一透镜的有效焦距f1、第二透镜的有效焦距f2、第一间隔元件的物侧面的内径d1s与第二间隔元件的物侧面的内径d2s满足:-5.0<f1/d1s-f2/d2s<0。
在一个实施方式中,第一透镜的折射率N1、第二透镜的折射率N2、第一间隔元件的像侧面与第二间隔元件的物侧面沿光轴方向的距离EP12满足:2.0<(N1+N2)/EP12<5.0。
在一个实施方式中,第二间隔元件的像侧面与第三间隔元件的物侧面沿光轴方向的距离EP23、第二间隔元件沿光轴方向的最大厚度CP2与第二透镜在光轴上的中心厚度CT2满足:0.5<(EP23+CP2)/CT2<1.5。
在一个实施方式中,第三透镜的像侧面的曲率半径R6、第四透镜的物侧面的曲率半径R7、第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔T34、第三间隔元件的像侧面与第四间隔元件的物侧面沿光轴方向的距离EP34满足:-10.0<(R6+R7)/(EP34+T34)<0。
在一个实施方式中,第三透镜的有效焦距f3、第四透镜的有效焦距f4、第三透镜的折射率N3、第四透镜的折射率N4、第三间隔元件的像侧面与第四间隔元件的物侧面沿光轴方向的距离EP34满足:-50.0<(f3×N3+f4×N4)/EP34<50.0。
在一个实施方式中,第三透镜的有效焦距大于零,其物侧面的曲率半径大于零,像侧面的曲率半径小于零。
在一个实施方式中,第三间隔元件的物侧面的内径d3s、第四间隔元件的物侧面的内径d4s、第三透镜、第四透镜和第五透镜的组合焦距满f345满足:0<(d3s+d4s)/f345<5.0。
在一个实施方式中,第一间隔元件的物侧面的内径d1s、第一间隔元件的物侧面的外径D1s、镜筒的物侧端面至第一间隔元件的物侧面沿光轴方向的距离EP01、第一透镜在光轴上的中心厚度CT1、第一透镜和第二透镜在光轴上的空气间隔T12满足:1.0<(d1s+D1s)/(EP01+CT1+T12)<5.0。
在一个实施方式中,多个间隔元件还包括第二辅助间隔元件,第二辅助间隔元件置于第二间隔元件的像侧且与第二间隔元件至少部分接触;第二透镜的物侧面的曲率半径R3、第三透镜的物侧面的曲率半径R5、第二辅助间隔元件的物侧面的外径D2bs与第二辅助间隔元件的物侧面的内径d2bs满足:-3.0<(R3-R5)/(D2bs+d2bs)<0。
在一个实施方式中,第二透镜的像侧面的曲率半径R4、第三透镜的像侧面的曲率半径R6、第二间隔元件的像侧面的内径d2m与第三间隔元件的像侧面的内径d3m满足:|(R4+R6)/(d3m-d2m)|<10.0。
在一个实施方式中,镜筒的像侧端面的外径D0m与镜筒的物侧端面的外径D0s满足:0<D0m-D0s<1.0mm。
本申请提供的光学成像系统包括五片透镜和多个间隔元件,通过调整第三透镜的像侧面与物侧面的曲率半径、第五透镜的物侧面的曲率半径、第二间隔元件的像侧面的内外径以及第四间隔元件的像侧面的外径的相关参数关系,不仅可减少第三透镜、第五透镜等敏感位置杂光鬼像现象,同时还可控制第三透镜的成型性及组装稳定性;此外可调节出射光线的汇聚角度,减少进入有效径结构部分的杂散光,保证光学成像系统的成像品质。
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1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3C分别示出了根据本申请实施例1的光学成像系统的象散曲线、畸变曲线以及相对照度曲线;
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5C分别示出了根据本申请实施例2的光学成像系统的象散曲线、畸变曲线以及相对照度曲线;
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7C分别示出了根据本申请实施例3的光学成像系统的象散曲线、畸变曲线以及相对照度曲线。
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,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。每个透镜靠近被摄物体的表面称为该透镜的物侧面,每个透镜靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。
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透镜组、镜筒及间隔元件之间可以任意组合,不限于一个实施例中的透镜组只能与该实施例的镜筒、间隔元件等组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1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透镜的参数例如第二透镜在光轴上的中心厚度CT2未在图1中示出,图1仅示例性示出本申请的一种光学成像系统的镜筒以及间隔元件的部分参数,以便于更好地理解本发明,如图1所示,EP12表示第一间隔元件与第二间隔元件沿光轴方向的间隔距离,EP23表示第二间隔元件与第三间隔元件沿光轴方向的间隔距离,EP34表示第三间隔元件与第四间隔元件沿光轴方向的间隔距离,CP2表示第二间隔元件沿光轴方向的最大厚度,CP3表示第三间隔元件沿光轴方向的最大厚度,d1s是第一间隔元件的物侧面的内径,d2bs为第二辅助间隔元件的物侧面的内径,d2s是第二间隔元件的物侧面的内径,d0s是镜筒的物侧端面的内径,D2s是第二间隔元件的物侧面的外径,D2bs为第二辅助间隔元件的物侧面的外径,D0s是镜筒的物侧端面的外径,d4s是第四间隔元件的物侧面的内径,d2m是第二间隔元件的像侧面的内径,d3s是第三间隔元件的物侧面的内径,d3m是第三间隔元件的像侧面的内径,D2m是第二间隔元件的像侧面的外径,D3s是第三间隔元件的物侧面的外径,D4m是第四间隔元件的像侧面的外径,D0m是镜筒的像侧面的外径。
根据本申请示例性实施方式的光学成像系统包括镜筒以及设置在镜筒内的透镜组和多个间隔元件。透镜组包括:沿着光轴由物侧至像侧依序排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。多个间隔元件包括第一间隔元件、第二间隔元件、第三间隔元件和第四间隔元件。第一间隔元件置于第一透镜的像侧且与第一透镜的像侧面至少部分接触;第二间隔元件置于第二透镜的像侧且与第二透镜的像侧面至少部分接触;第三间隔元件置于第三透镜的像侧且与第三透镜的像侧面至少部分接触;第四间隔元件置于第四透镜的像侧且与第四透镜的像侧面至少部分接触。第三透镜和第五透镜的物侧面的曲率半径值大于零,且第二间隔元件的像侧面的内径d2m、第二间隔元件的像侧面的外径D2m、第四间隔元件的像侧面的外径D4m、第三透镜的物侧面的曲率半径R5、第三透镜的像侧面的曲率半径R6、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第三透镜的有效焦距f3满足:D2m/R5+D4m/R9>3.0以及(d2m+D2m)/R6+(d2m-D2m)/f3<0,通过调整第三透镜的像侧面与物侧面的曲率半径、第五透镜的物侧面的曲率半径、第二间隔元件的像侧面的内外径以及第四间隔元件的像侧面的外径的相关参数关系,不仅可减少第三透镜、第五透镜等敏感位置杂光鬼像现象,同时还可控制第三透镜的成型性及组装稳定性;此外可调节出射光线的汇聚角度,减少进入有效径结构部分的杂散光,保证光学成像系统的成像品质。
在示例性实施方式中,第三透镜和第五透镜的物侧面的曲率半径值大于零,且第二间隔元件的像侧面的内径d2m、第二间隔元件的像侧面的外径D2m、第四间隔元件的像侧面的外径D4m、第三透镜的物侧面的曲率半径R5、第三透镜的像侧面的曲率半径R6、第五透镜的物侧面的曲率半径R9与第三透镜的有效焦距f3进一步可满足4.0<D2m/R5+D4m/R9<7.0以及-5.0<(d2m+D2m)/R6+(d2m-D2m)/f3<-3.0。
在示例性实施方式中,光学成像系统的多个间隔元件还包括第二辅助间隔元件,第二辅助间隔元件置于第二间隔元件的像侧且与第二间隔元件至少部分接触。应当理解的是,本申请不具体限定间隔元件的数量,在任意两透镜之间可以包括任意数量的间隔元件,整个光学成像系统也可以包括任意数量的间隔元件。间隔元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。间隔元件和镜筒间增加辅助承靠有利于改善透镜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,根据本申请的光学成像系统可满足:CTj>1.2mm以及-5.0<(Rj+R2i)/Dis<1.0,i=1、2、3或4,j=2i-1;其中,Dis表示置于中心厚度大于1.2mm的透镜的像侧且与该透镜的像侧面至少部分接触的间隔元件的物侧面的外径,Rj表示中心厚度大于1.2mm的透镜的物侧面的曲率半径,R2i表示中心厚度大于1.2mm的透镜的像侧面的曲率半径。具体地,i取1时,j=1,CT1表示第一透镜在光轴上的中心厚度,R1表示第一透镜的物侧面的曲率半径,R2表示第一透镜的像侧面的曲率半径,D1s表示第一间隔元件的物侧面的外径;i取2时,j=3,CT2表示第二透镜在光轴上的中心厚度,R3表示第二透镜的物侧面的曲率半径,R4表示第二透镜的像侧面的曲率半径,D2s表示第二间隔元件的物侧面的外径;i取3时,j=5,CT3表示第三透镜在光轴上的中心厚度,R5表示第三透镜的物侧面的曲率半径,R6表示第三透镜的像侧面的曲率半径,D3s表示第三间隔元件的物侧面的外径;以及i取4时,j=7,CT4表示第四透镜在光轴上的中心厚度,R7表示第四透镜的物侧面的曲率半径,R8表示第四透镜的像侧面的曲率半径,D4s表示第四间隔元件的物侧面的外径。合理控制透镜的中心厚度,可保证透镜的成型性,减小成型难度,此外还可保证透镜的整体强度,减少组装后的变形程度,带来更高的组立稳定性,提升性能良率。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学成像系统可满足:f/EPD<1.5以及R1/d0s+R2/EPD<5.5,其中,f为光学成像系统的有效焦距,EPD为光学成像系统的入瞳直径,d0s为镜筒的物侧端面的内径,R1为第一透镜的物侧面的曲率半径,R2为第一透镜的像侧面的曲率半径。满足f/EPD<1.5以及R1/d0s+R2/EPD<5.5,有利于保证光学成像系统达到合适的光圈及最优的成像质量。通过控制光学成像系统的有效焦距与入瞳直径的比值,可以合理控制镜头的通光量,提升成像品质;通过控制镜筒的物侧端面的内径也可以拦截多余光线进入光学成像系统,进而提升成像清晰度;第一透镜的曲率半径决定了进入镜头的光线的汇聚程度,影响中置光阑的大小和位置,进而影响镜头的通光量与光圈大小。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学成像系统可满足:FOV>120.0°以及2.0<tan(FOV/2)×f/d1s<7.0,其中,FOV为光学成像系统的最大视场角,f为光学成像系统的有效焦距,d1s为第一间隔元件的物侧面的内径。满足FOV>120.0°以及2.0<tan(FOV/2)×f/d1s<7.0,约束最大视场角及有效焦距,可实现大像面的成像效果;此外通过控制d1s的大小可控制杂散光的进入,有助于提高光学成像系统的成像质量。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学成像系统的第一透镜的有效焦距f1小于零,第二透镜的有效焦距f2大于零,控制第一透镜的有效焦距小于零,可调节光线在有效径边缘的偏转角度,有助于提升杂光改善质量;控制第二透镜的有效焦距大于零,可保证第二透镜对光线有较好的汇聚能力,有助于提升成像品质。
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<f1/d1s-f2/d2s<0,其中,f1为第一透镜的有效焦距,f2为第二透镜的有效焦距,d1s为第一间隔元件的物侧面的内径,d2s为第二间隔元件的物侧面的内径。满足-5.0<f1/d1s-f2/d2s<0,通过控制第一透镜和第二透镜的有效焦距,可控制光线的出射角度,而控制第一间隔元件和第二间隔件的物侧面的内径,可有效拦截杂散光的进入。
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<(N1+N2)/EP12<5.0,其中,N1为第一透镜的折射率,N2为第二透镜的折射率,EP12为第一间隔元件的像侧面与第二间隔元件的物侧面沿光轴方向的距离。第一透镜和第二透镜的折射率对应了不同的光学材料,EP12影响第二透镜的边厚,满足2.0<(N1+N2)/EP12<5.0,可以约束第二透镜保持合理的边厚,减低其成型难度。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学成像系统可满足:0.5<(EP23+CP2)/CT2<1.5,其中,EP23为第二间隔元件的像侧面与第三间隔元件的物侧面沿光轴方向的距离,CP2为第二间隔元件沿光轴方向的最大厚度,CT2为第二透镜在光轴上的中心厚度。满足0.5<(EP23+CP2)/CT2<1.5,通过控制第二间隔件与第三间隔件的间距、第二间隔件的最大厚度与第二透镜的中心厚度,可控制第二透镜的中厚与边厚比,从而将第二透镜控制在合理均匀的厚度范围内,减少成型难度。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学成像系统可满足:-10.0<(R6+R7)/(EP34+T34)<0,其中,R6为第三透镜的像侧面的曲率半径,R7为第四透镜的物侧面的曲率半径,T34为第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔,EP34为第三间隔元件的像侧面与第四间隔元件的物侧面沿光轴方向的距离。满足-10.0<(R6+R7)/(EP34+T34)<0,通过控制第三透镜和第四透镜的曲率半径,可实现更好的光线汇聚作用,而控制第三透镜和第四透镜的空气间隔可以控制第三透镜和第四透镜的位置,提高光学元件的紧凑型,有利于像差的校正。
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<(f3×N3+f4×N4)/EP34<50.0,其中,f3为第三透镜的有效焦距,f4为第四透镜的有效焦距,N3为第三透镜的折射率,N4为第四透镜的折射率,EP34为第三间隔元件的像侧面与第四间隔元件的物侧面沿光轴方向的距离。满足-50.0<(f3×N3+f4×N4)/EP34<50.0,约束第三透镜及第四透镜的折射率和有效焦距,可有效保证轴外像差的校正,此外通过控制EP34还可有效控制第四透镜的边厚,保证第四透镜的肉厚比,提高其成型性。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学成像系统的第三透镜的有效焦距大于零,其物侧面的曲率半径大于零,像侧面的曲率半径小于零,通过控制第三透镜的有效焦距及其两侧面的曲率半径,可有效保证第三透镜对光线的折射能力,控制光线的出射角度,保证合理的光焦度,从而有效校正像差,提高成像品质。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学成像系统可满足:0<(d3s+d4s)/f345<5.0,其中,d3s为第三间隔元件的物侧面的内径,d4s为第四间隔元件的物侧面的内径,f345为第三透镜、第四透镜和第五透镜的组合焦距。满足0<(d3s+d4s)/f345<5.0,通过约束第三间隔元件及第四间隔元件的最小内径,可有效拦截多余杂光光线,避免漏光现象出现,此外可控制边缘视场的相对照度;控制第三透镜、第四透镜、和第五透镜的组合焦距可得到合适的景深效果和像面大小。
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<(d1s+D1s)/(EP01+CT1+T12)<5.0,其中,d1s为第一间隔元件的物侧面的内径,D1s为第一间隔元件的物侧面的外径,EP01为镜筒的物侧端面至第一间隔元件的物侧面沿光轴方向的距离,CT1为第一透镜在光轴上的中心厚度,T12为第一透镜和第二透镜在光轴上的空气间隔。满足1.0<(d1s+D1s)/(EP01+CT1+T12)<5.0,可以约束第一间隔元件的物侧面的内径,从而控制光阑孔的位置与大小,有效控制光学成像系统的进光量及光圈大小;通过约束第一透镜的中心厚度可以合理控制其成型性。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学成像系统可满足:-3.0<(R3-R5)/(D2bs+d2bs)<0,其中,R3为第二透镜的物侧面的曲率半径,R5为第三透镜的物侧面的曲率半径,D2bs为第二辅助间隔元件的物侧面的外径,d2bs为第二辅助间隔元件的物侧面的内径。满足-3.0<(R3-R5)/(D2bs+d2bs)<0,通过控制第二透镜和第三透镜的物侧面的曲率半径,可有效控制透镜的有效径边缘厚度,保证透镜合理的成型性,此外还可以控制最外侧光线距离有效径边缘结构部分的距离,同时通过控制第二辅助间隔元件的物侧面的内径来实现多余光线的拦截。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学成像系统可满足:|(R4+R6)/(d3m-d2m)|<10.0,其中,R4为第二透镜的像侧面的曲率半径,R6为第三透镜的像侧面的曲率半径,d2m为第二间隔元件的像侧面的内径,d3m为第三间隔元件的像侧面的内径。满足|(R4+R6)/(d3m-d2m)|<10.0,通过控制第二透镜和第三透镜的像侧面的曲率半径可有效控制光线的出射角度,另外配合控制第二间隔元件和第三间隔元件的像侧面的内径可有效遮挡进入有效径边缘结构部分的杂散光,实现更高的光线利用效率。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学成像系统可满足:0<D0m-D0s<1.0mm,其中,D0m为镜筒的像侧端面的外径,D0s为镜筒的物侧端面的外径。镜筒的物侧端面的外径与开窗尺寸有关,通过控制镜筒的物侧端面的外径可以保持较好的整体外观;满足0<D0m-D0s<1.0mm,控制镜筒的像侧端面和物侧端面的外径的差值可以保证镜筒整体的均匀性,保证透镜的组立稳定性。
在示例性实施方式中,第一透镜可具有负光焦度,第二透镜可具有正光焦度,第三透镜可具有正光焦度,第四透镜可具有正光焦度或负光焦度,第五透镜可具有正光焦度或负光焦度。
在本申请的实施方式中,各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面,即,第一透镜的物侧面至第五透镜的像侧面中的至少一个镜面为非球面镜面。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。可选地,第一透镜至第五透镜中的所有透镜的物侧面和像侧面均为非球面镜面。
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透镜,例如上文的五片。通过合理分配各透镜的光焦度、面型以及各间隔元件的排布等,使透镜与镜筒配合的各档位跨度较为均匀,增强了光线汇聚的能力,提高超薄、大像面成像镜头成像质量。然而,本领域的技术人员应当理解,在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下,可改变构成光学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五个透镜为例进行了描述,但是该光学成像系统不限于包括五个透镜。如果需要,该光学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光学成像系统的具体实施例。
实施例1
以下参照图2A至图3C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、透镜组E1~E5以及多个间隔元件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采用相同的透镜组,该透镜组由物侧至像侧依序包括:第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4以及第五透镜E5。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2。第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4。第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6。第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。第五透镜E5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的透镜组的基本参数表,其中,曲率半径、厚度和有效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的有效焦距f均为1.56mm,光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的第三透镜、第四透镜和第五透镜的组合焦距满f345均为3.506mm,光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的最大视场角FOV均为153.4°,光学成像系统1001、光学成像系统1002和光学成像系统1003的入瞳直径EPD均为1.27mm。
在实施例1中,第一透镜E1至第五透镜E5中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面透镜的面型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2-1和表2-2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、A20、A22、A24、A26、A28和A30。
面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
S1 | 1.7084E-01 | -9.2327E-02 | 8.0851E-03 | 8.6347E-02 | -1.4345E-01 | 1.3418E-01 | -8.4128E-02 |
S2 | 2.2937E-01 | 3.9723E-01 | -2.6105E+00 | -3.0783E+00 | 1.4597E+02 | -1.0397E+03 | 4.1548E+03 |
S3 | 7.3168E-02 | -1.6167E+00 | 1.6262E+01 | -9.6457E+01 | 3.5109E+02 | -7.9667E+02 | 1.1073E+03 |
S4 | 2.9631E-02 | -5.5878E-02 | -5.2278E-02 | 4.1345E-01 | -8.8177E-01 | 1.0253E+00 | -7.0956E-01 |
S5 | 4.4342E-02 | -1.1462E-01 | 1.7594E-01 | -1.9014E-01 | 1.4070E-01 | -7.4026E-02 | 2.9166E-02 |
S6 | -1.8995E-01 | 3.5713E-01 | -3.7234E-01 | 1.1389E-01 | 3.0444E-01 | -5.7372E-01 | 5.1930E-01 |
S7 | 1.5112E-01 | 1.5388E-01 | -2.2783E-01 | -1.5423E-01 | 8.5387E-01 | -1.2818E+00 | 1.0926E+00 |
S8 | 2.7040E-01 | -7.7732E-01 | 3.1296E+00 | -9.0383E+00 | 1.8943E+01 | -2.9440E+01 | 3.4245E+01 |
S9 | 6.6372E-02 | -9.3465E-01 | 3.4841E+00 | -9.7647E+00 | 2.1514E+01 | -3.6578E+01 | 4.6728E+01 |
S10 | 1.1163E-01 | -2.5587E-01 | -2.4107E-01 | 2.6028E+00 | -6.9347E+00 | 1.0598E+01 | -1.0639E+01 |
表2-1
表2-2
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均分别包括五个间隔元件,其中,第一间隔元件P1置于第一透镜的像侧且与第一透镜的像侧面至少部分接触;第二间隔元件P2置于第二透镜的像侧且与第二透镜的像侧面至少部分接触;第二辅助间隔元件P2b置于第二间隔元件的像侧且与第二间隔元件的像侧面至少部分接触;第三间隔元件P3置于第三透镜的像侧且与第三透镜的像侧面至少部分接触;第四间隔元件P4置于第四透镜的像侧且与第四透镜的像侧面至少部分接触。上述间隔元件可以阻拦外部多余的光线进入,使透镜与镜筒更好地承靠,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的间隔元件以及镜筒的基本参数,表3中各参数的单位均为毫米(mm)。
参数/光学成像系统 | 光学成像系统1001 | 光学成像系统1002 | 光学成像系统1003 |
d1s | 1.6155 | 1.6155 | 1.6155 |
d2s | 4.3710 | 2.6505 | 2.6332 |
d2m | 4.3598 | 2.6505 | 2.6332 |
D2s | 5.6438 | 5.9000 | 5.9000 |
D2m | 5.7129 | 5.9000 | 5.9000 |
d3s | 4.4423 | 4.6791 | 4.6791 |
d3m | 5.0914 | 4.1912 | 4.1912 |
D3s | 5.9121 | 5.9121 | 5.9121 |
d4s | 3.0151 | 3.0116 | 3.1491 |
D4m | 6.3000 | 6.3000 | 6.2000 |
d0s | 5.3029 | 5.3029 | 5.3029 |
D0s | 6.6915 | 6.6915 | 6.6915 |
D0m | 7.0348 | 7.0348 | 7.0348 |
EP12 | 0.7335 | 1.0155 | 1.0175 |
CP2 | 1.1611 | 0.0180 | 0.0180 |
EP23 | 0.5590 | 1.4200 | 1.4200 |
CP3 | 0.3680 | 0.3687 | 0.3687 |
EP34 | 0.7970 | 0.7970 | 0.7970 |
d2bs | 3.2991 | 4.3710 | 4.3710 |
D2bs | 6.0000 | 5.6438 | 5.6438 |
D1s | 5.800 | 5.800 | 4.373 |
EP01 | 1.256 | 1.256 | 1.256 |
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的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。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的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。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的相对照度曲线,其表示不同视场角对应的相对照度大小值。根据图3A至图3C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5C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、透镜组E1~E5以及多个间隔元件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采用相同的透镜组,该透镜组由物侧至像侧依序包括:第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4以及第五透镜E5。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2。第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4。第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6。第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。第五透镜E5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的有效焦距f均为1.55mm,光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的第三透镜、第四透镜和第五透镜的组合焦距满f345均为3.071mm,光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的最大视场角FOV均为129.0°,光学成像系统2001、光学成像系统2002和光学成像系统2003的入瞳直径EPD均为1.07mm。
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的透镜组的基本参数表,其中,曲率半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。表5-1和表5-2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
面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
S1 | 1.7084E-01 | -9.2327E-02 | 8.0851E-03 | 8.6347E-02 | -1.4345E-01 | 1.3418E-01 | -8.4128E-02 |
S2 | 2.2937E-01 | 3.9723E-01 | -2.6105E+00 | -3.0783E+00 | 1.4597E+02 | -1.0397E+03 | 4.1548E+03 |
S3 | 7.3168E-02 | -1.6167E+00 | 1.6262E+01 | -9.6457E+01 | 3.5109E+02 | -7.9667E+02 | 1.1073E+03 |
S4 | 2.9631E-02 | -5.5878E-02 | -5.2278E-02 | 4.1345E-01 | -8.8177E-01 | 1.0253E+00 | -7.0956E-01 |
S5 | 4.4342E-02 | -1.1462E-01 | 1.7594E-01 | -1.9014E-01 | 1.4070E-01 | -7.4026E-02 | 2.9166E-02 |
S6 | -1.8995E-01 | 3.5713E-01 | -3.7234E-01 | 1.1389E-01 | 3.0444E-01 | -5.7372E-01 | 5.1930E-01 |
S7 | 1.5112E-01 | 1.5388E-01 | -2.2783E-01 | -1.5423E-01 | 8.5387E-01 | -1.2818E+00 | 1.0926E+00 |
S8 | 2.7040E-01 | -7.7732E-01 | 3.1296E+00 | -9.0383E+00 | 1.8943E+01 | -2.9440E+01 | 3.4245E+01 |
S9 | 6.6372E-02 | -9.3465E-01 | 3.4841E+00 | -9.7647E+00 | 2.1514E+01 | -3.6578E+01 | 4.6728E+01 |
S10 | 1.1163E-01 | -2.5587E-01 | -2.4107E-01 | 2.6028E+00 | -6.9347E+00 | 1.0598E+01 | -1.0639E+01 |
表5-1
面号 | A18 | A20 | A22 | A24 | A26 | A28 | A30 |
S1 | 3.7047E-02 | -1.1616E-02 | 2.5810E-03 | -3.9719E-04 | 4.0259E-05 | -2.4173E-06 | 6.5132E-08 |
S2 | -1.0851E+04 | 1.9422E+04 | -2.4062E+04 | 2.0311E+04 | -1.1150E+04 | 3.5885E+03 | -5.1344E+02 |
S3 | -8.8209E+02 | 3.3877E+02 | -3.4611E+01 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S4 | 2.8825E-01 | -6.2514E-02 | 5.4395E-03 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S5 | -8.8023E-03 | 1.9324E-03 | -2.6586E-04 | 1.6602E-05 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S6 | -2.8837E-01 | 1.0219E-01 | -2.2570E-02 | 2.8363E-03 | -1.5503E-04 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S7 | -5.8853E-01 | 2.0379E-01 | -4.4001E-02 | 5.3897E-03 | -2.8577E-04 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S8 | -2.9764E+01 | 1.9136E+01 | -8.9314E+00 | 2.9309E+00 | -6.3944E-01 | 8.3124E-02 | -4.8657E-03 |
S9 | -4.4032E+01 | 3.0183E+01 | -1.4796E+01 | 5.0400E+00 | -1.1314E+00 | 1.5035E-01 | -8.9524E-03 |
S10 | 7.3713E+00 | -3.5902E+00 | 1.2273E+00 | -2.8838E-01 | 4.4343E-02 | -4.0157E-03 | 1.6229E-04 |
表5-2
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均分别包括五个间隔元件,其中,第一间隔元件P1置于第一透镜的像侧且与第一透镜的像侧面至少部分接触;第二间隔元件P2置于第二透镜的像侧且与第二透镜的像侧面至少部分接触;第二辅助间隔元件P2b置于第二间隔元件的像侧且与第二间隔元件的像侧面至少部分接触;第三间隔元件P3置于第三透镜的像侧且与第三透镜的像侧面至少部分接触;第四间隔元件P4置于第四透镜的像侧且与第四透镜的像侧面至少部分接触。上述间隔元件可以阻拦外部多余的光线进入,使透镜与镜筒更好地承靠,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的间隔元件以及镜筒的基本参数,表6中各参数的单位均为毫米(mm)。
参数/光学成像系统 | 光学成像系统2001 | 光学成像系统2002 | 光学成像系统2003 |
d1s | 1.4477 | 1.4477 | 1.4477 |
d2s | 3.9151 | 2.4754 | 2.4754 |
d2m | 3.9374 | 2.4754 | 2.4754 |
D2s | 5.6238 | 5.8000 | 5.8000 |
D2m | 5.7557 | 5.8000 | 5.8000 |
d3s | 2.8659 | 3.0262 | 3.0279 |
d3m | 2.8659 | 3.0262 | 3.0279 |
D3s | 5.9756 | 6.0800 | 6.0800 |
d4s | 3.7730 | 3.7730 | 3.7730 |
D4m | 6.0358 | 6.0358 | 6.0358 |
d0s | 4.9673 | 4.9673 | 4.9673 |
D0s | 6.4291 | 6.4291 | 6.4291 |
D0m | 7.1148 | 7.1148 | 7.1148 |
EP12 | 1.0299 | 1.0699 | 1.0699 |
CP2 | 0.5815 | 0.0180 | 0.0180 |
EP23 | 0.4025 | 0.9260 | 0.9260 |
CP3 | 0.0180 | 0.0180 | 0.0180 |
EP34 | 1.0513 | 1.0513 | 1.0513 |
d2bs | 2.8659 | 3.9151 | 3.9151 |
D2bs | 5.9756 | 5.5546 | 5.5546 |
D1s | 5.780 | 5.780 | 4.391 |
EP01 | 1.711 | 1.711 | 1.711 |
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的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。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的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。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的相对照度曲线,其表示不同像高对应的相对照度大小值。根据图5A至图5C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7C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、透镜组E1~E5以及多个间隔元件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采用相同的透镜组,该透镜组由物侧至像侧依序包括:第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4以及第五透镜E5。第一透镜E1具有物侧面S1和像侧面S2。第二透镜E2具有物侧面S3和像侧面S4。第三透镜E3具有物侧面S5和像侧面S6。第四透镜E4具有物侧面S7和像侧面S8。第五透镜E5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的有效焦距f均为1.54mm,光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的第三透镜、第四透镜和第五透镜的组合焦距满f345均为3.829mm,光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的最大视场角FOV均为163.4°,光学成像系统3001、光学成像系统3002和光学成像系统3003的入瞳直径EPD均为1.25mm。
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的透镜组的基本参数表,其中,曲率半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。表8-1和表8-2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8-1
面号 | A18 | A20 | A22 | A24 | A26 | A28 | A30 |
S1 | -1.9233E-01 | 7.3213E-02 | -1.9933E-02 | 3.7766E-03 | -4.7236E-04 | 3.5028E-05 | -1.1656E-06 |
S2 | 1.6286E+05 | -2.9056E+05 | 3.6833E+05 | -3.2394E+05 | 1.8786E+05 | -6.4590E+04 | 9.9700E+03 |
S3 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S4 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S5 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S6 | -3.2992E-04 | 4.0245E-05 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S7 | 4.8557E-03 | -3.0223E-04 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S8 | 2.8268E-03 | -8.7458E-05 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S9 | -4.1043E-01 | 1.2772E-01 | -2.2116E-02 | 1.6318E-03 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S10 | -2.6380E+00 | 9.9389E-01 | -2.6996E-01 | 5.1394E-02 | -6.4947E-03 | 4.8823E-04 | -1.6485E-05 |
表8-2
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均分别包括五个间隔元件,其中,第一间隔元件P1置于第一透镜的像侧且与第一透镜的像侧面至少部分接触;第二间隔元件P2置于第二透镜的像侧且与第二透镜的像侧面至少部分接触;第二辅助间隔元件P2b置于第二间隔元件的像侧且与第二间隔元件的像侧面至少部分接触;第三间隔元件P3置于第三透镜的像侧且与第三透镜的像侧面至少部分接触;第四间隔元件P4置于第四透镜的像侧且与第四透镜的像侧面至少部分接触。上述间隔元件可以阻拦外部多余的光线进入,使透镜与镜筒更好地承靠,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的间隔元件以及镜筒的基本参数,表9中各参数的单位均为毫米(mm)。
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的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。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的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。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的相对照度曲线,其表示不同像高对应的相对照度大小值。根据图7A至图7C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。
条件式/光学成像系统 | 1001 | 1002 | 1003 | 2001 | 2002 | 2003 | 3001 | 3002 | 3003 |
D2m/R5+D4m/R9 | 6.16 | 6.23 | 6.16 | 4.28 | 4.29 | 4.29 | 5.36 | 5.33 | 5.32 |
(d2m+D2m)/R6+(d2m-D2m)/f3 | -3.21 | -3.37 | -3.37 | -4.85 | -4.74 | -4.74 | -3.08 | -3.03 | -3.01 |
(R3+R4)/D2s | -1.47 | -1.41 | -1.41 | -2.54 | -2.46 | -2.46 | -1.55 | -1.63 | -1.63 |
(R5+R6)/D3s | -0.12 | -0.12 | -0.12 | / | / | / | 0.09 | 0.09 | 0.09 |
f/EPD | 1.23 | 1.23 | 1.23 | 1.45 | 1.45 | 1.45 | 1.23 | 1.23 | 1.23 |
R1/d0s+R2/EPD | 5.08 | 5.08 | 5.08 | 2.67 | 2.67 | 2.67 | 5.07 | 5.07 | 5.07 |
tan(FOV/2)×f/d1s | 4.08 | 4.08 | 4.08 | 2.24 | 2.24 | 2.24 | 6.51 | 6.51 | 6.51 |
f1/d1s-f2/d2s | -2.98 | -3.47 | -3.48 | -2.59 | -3.15 | -3.15 | -3.33 | -2.93 | -2.98 |
(N1+N2)/EP12 | 4.38 | 3.16 | 3.15 | 3.12 | 3.00 | 3.00 | 3.21 | 4.06 | 4.06 |
(EP23+CP2)/CT2 | 1.22 | 1.02 | 1.02 | 0.70 | 0.67 | 0.67 | 0.93 | 1.08 | 1.08 |
(R6+R7)/(EP34+T34) | -5.40 | -5.40 | -5.40 | -2.85 | -2.85 | -2.85 | -3.87 | -5.98 | -6.12 |
(f3×N3+f4×N4)/EP34 | 45.56 | 45.56 | 45.56 | -1.64 | -1.64 | -1.64 | -26.30 | -44.61 | -45.97 |
(d3s+d4s)/f345 | 2.13 | 2.19 | 2.23 | 2.16 | 2.21 | 2.21 | 1.72 | 1.87 | 1.93 |
(d1s+D1s)/(EP01+CT1+T12) | 2.88 | 2.88 | 2.32 | 2.07 | 2.07 | 1.67 | 2.99 | 3.00 | 2.42 |
(R3-R5)/(D2bs+d2bs) | -1.02 | -0.94 | -0.94 | -1.88 | -1.76 | -1.76 | -1.25 | -1.22 | -1.22 |
|(R4+R6)/(d3m-d2m)| | 7.30 | 3.47 | 3.43 | 4.19 | 8.15 | 8.12 | 6.09 | 6.95 | 5.11 |
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:镜筒以及置于所述镜筒内的透镜组和多个间隔元件,其中,
所述透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜;以及
所述多个间隔元件包括:
第一间隔元件,置于所述第一透镜的像侧且与所述第一透镜的像侧面至少部分接触;
第二间隔元件,置于所述第二透镜的像侧且与所述第二透镜的像侧面至少部分接触;
第三间隔元件,置于所述第三透镜的像侧且与所述第三透镜的像侧面至少部分接触;
第四间隔元件,置于所述第四透镜的像侧且与所述第四透镜的像侧面至少部分接触;
所述第三透镜和所述第五透镜的物侧面的曲率半径值大于零,且所述第二间隔元件的像侧面的内径d2m、所述第二间隔元件的像侧面的外径D2m、所述第四间隔元件的像侧面的外径D4m、所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5、所述第三透镜的像侧面的曲率半径R6、所述第五透镜的物侧面的曲率半径R9与所述第三透镜的有效焦距f3满足:D2m/R5+D4m/R9>3.0以及(d2m+D2m)/R6+(d2m-D2m)/f3<0。
2.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统满足:CTj>1.2mm以及-5.0<(Rj+R2i)/Dis<1.0,i=1、2、3或4,j=2i-1;其中,
i取1时,j=1,CT1表示所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度,R1表示所述第一透镜的物侧面的曲率半径,R2表示所述第一透镜的像侧面的曲率半径,D1s表示所述第一间隔元件的物侧面的外径;
i取2时,j=3,CT2表示所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度,R3表示所述第二透镜的物侧面的曲率半径,R4表示所述第二透镜的像侧面的曲率半径,D2s表示所述第二间隔元件的物侧面的外径;
i取3时,j=5,CT3表示所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度,R5表示所述第三透镜的物侧面的曲率半径,R6表示所述第三透镜的像侧面的曲率半径,D3s表示所述第三间隔元件的物侧面的外径;以及
i取4时,j=7,CT4表示所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度,R7表示所述第四透镜的物侧面的曲率半径,R8表示所述第四透镜的像侧面的曲率半径,D4s表示所述第四间隔元件的物侧面的外径。
3.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统的有效焦距f、所述光学成像系统的入瞳直径EPD、所述镜筒的物侧端面的内径d0s、所述第一透镜的物侧面的曲率半径R1与所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足:
f/EPD<1.5以及R1/d0s+R2/EPD<5.5。
4.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于,所述光学成像系统的最大视场角FOV、所述光学成像系统的有效焦距f与所述第一间隔元件的物侧面的内径d1s满足:FOV>120.0°以及2.0<tan(FOV/2)×f/d1s<7.0。
5.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于,所述第一透镜的有效焦距小于零,所述第二透镜的有效焦距大于零。
6.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于,所述第一透镜的有效焦距f1、所述第二透镜的有效焦距f2、所述第一间隔元件的物侧面的内径d1s与所述第二间隔元件的物侧面的内径d2s满足:-5.0<f1/d1s-f2/d2s<0。
7.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于,所述第一透镜的折射率N1、所述第二透镜的折射率N2、所述第一间隔元件的像侧面与所述第二间隔元件的物侧面沿所述光轴方向的距离EP12满足:2.0<(N1+N2)/EP12<5.0。
8.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于,所述第二间隔元件的像侧面与所述第三间隔元件的物侧面沿所述光轴方向的距离EP23、所述第二间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度CP2与所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2满足:0.5<(EP23+CP2)/CT2<1.5。
9.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于,所述第三透镜的像侧面的曲率半径R6、所述第四透镜的物侧面的曲率半径R7、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、所述第三间隔元件的像侧面与所述第四间隔元件的物侧面沿所述光轴方向的距离EP34满足:-10.0<(R6+R7)/(EP34+T34)<0。
10.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于,所述第三透镜的有效焦距f3、所述第四透镜的有效焦距f4、所述第三透镜的折射率N3、所述第四透镜的折射率N4、所述第三间隔元件的像侧面与所述第四间隔元件的物侧面沿所述光轴方向的距离EP34满足:-50.0<(f3×N3+f4×N4)/EP34<50.0。
11.根据权利要求1至10任一项所述的光学成像系统,其特征在于,所述第三透镜的有效焦距大于零,其物侧面的曲率半径大于零,像侧面的曲率半径小于零。
12.根据权利要求1至10任一项所述的光学成像系统,其特征在于,所述第三间隔元件的物侧面的内径d3s、所述第四间隔元件的物侧面的内径d4s、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距满f345满足:0<(d3s+d4s)/f345<5.0。
13.根据权利要求1至10任一项所述的光学成像系统,其特征在于,所述第一间隔元件的物侧面的内径d1s、所述第一间隔元件的物侧面的外径D1s、所述镜筒的物侧端面至所述第一间隔元件的物侧面沿所述光轴方向的距离EP01、所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1、所述第一透镜和所述第二透镜在所述光轴上的空气间隔T12满足:
1.0<(d1s+D1s)/(EP01+CT1+T12)<5.0。
14.根据权利要求1至10任一项所述的光学成像系统,其特征在于,所述多个间隔元件还包括第二辅助间隔元件,所述第二辅助间隔元件置于所述第二间隔元件的像侧且与所述第二间隔元件至少部分接触;
所述第二透镜的物侧面的曲率半径R3、所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5、所述第二辅助间隔元件的物侧面的外径D2bs与所述第二辅助间隔元件的物侧面的内径d2bs满足:-3.0<(R3-R5)/(D2bs+d2bs)<0。
15.根据权利要求1至10任一项所述的光学成像系统,其特征在于,所述第二透镜的像侧面的曲率半径R4、所述第三透镜的像侧面的曲率半径R6、所述第二间隔元件的像侧面的内径d2m与所述第三间隔元件的像侧面的内径d3m满足:
|(R4+R6)/(d3m-d2m)|<10.0。
16.根据权利要求1至10任一项所述的光学成像系统,其特征在于,所述镜筒的像侧端面的外径D0m与所述镜筒的物侧端面的外径D0s满足:0<D0m-D0s<1.0mm。
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