光学成像系统和电子装置的制作方法

本实用新型涉及光学成像技术，特别涉及一种光学成像系统和电子装置。
背景技术：
：诸如智能手机及平板之类的电子装置一般都搭载有光学成像系统以实现拍照功能。随着科技的发展，人们对像素的要求越来越高。然而，现有的光学成像系统一般难以实现高像素，或者当光学成像系统具有高像素时，无法很好地校正画面周边的像差，确保成像质量。技术实现要素：本实用新型实施方式提供一种光学成像系统和电子装置。本实用新型实施方式的光学成像系统，沿着光轴的物侧至像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面；具有负屈折力的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；具有屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面远离所述光轴处为凹面及像侧面远离所述光轴处为凸面；具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面及像侧面均为非球面；及具有负屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面为凸面及像侧面为凹面，所述第五透镜的物侧面和像侧面中的至少一面设置有至少一个反曲点。通过上述对五枚透镜的合理设计，光学成像系统能够在满足高像素的需求的同时，有效地校正画面周边的像差，从而确保成像质量。在某些实施方式中，所述光学成像系统满足条件式：－0.2＜f/f3＜0.2；其中，f为所述光学成像系统的焦距，f3为所述第三透镜的焦距。满足上述条件式，使得第三透镜具有比较合适的光焦度，以配合光学成像系统整体光焦度的配置，使敏感度较低，并且有利于修正第一透镜及第二透镜所产生的像差，进一步校正画面周边的像差。在某些实施方式中，所述光学成像系统满足条件式：f/f13＞0.75；其中，f为所述光学成像系统的焦距，f13为所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距。满足上述条件式，使得第一透镜、第二透镜和第三透镜具有比较合适的光焦度，以配合光学成像系统整体光焦度的配置，使敏感度较低，并且有利于校正像面弯曲、像散差、慧差、倍率色像差等轴外像差。在某些实施方式中，所述光学成像系统满足条件式：0.1＜f/f45＜1.0；其中，f为所述光学成像系统的焦距，f45为所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距。满足上述条件式，使得第四透镜和第五透镜具有比较合适的光焦度，以配合光学成像系统整体光焦度的配置，使敏感度较低，并且维持光学成像系统的小型化。在某些实施方式中，所述光学成像系统满足条件式：DL/IMG＜0.55；其中，DL为所述第一透镜的物侧面至所述第五透镜的像侧面的距离，IMG为图像传感器成像面的对角线长度。满足上述条件式，有利于减小模组的高度，实现光学成像系统的小型化，以搭载于轻薄便携式的电子产品上。在某些实施方式中，所述光学成像系统满足条件式：D5/(D12+D23+D34+D45)＜0.5；其中，D12为所述第一透镜与所述第二透镜的轴上间距，D23为所述第二透镜与所述第三透镜的轴上间距，D34为所述第三透镜与所述第四透镜的轴上间距，D45为所述第四透镜与所述第五透镜的轴上间距，D5为所述第五透镜在所述光轴上的厚度。满足上述条件式，可以有效平衡第五透镜的尺寸及各透镜之间的间距，有利于透镜组装，使光学成像系统进一步小型化，并降低光学成像系统的敏感性。在某些实施方式中，所述光学成像系统满足条件式：FNO≤2.0；其中，FNO为所述光学成像系统的焦比。满足上述条件式，可以使得光学成像系统满足高像素的需求，解决光学成像系统低背化、大视场角中拍摄图片偏暗的问题，从而扩大光学成像系统可使用的时间和环境。在某些实施方式中，所述光学成像系统满足条件式：0＜R10/f＜0.45；其中，f为所述光学成像系统的焦距，R10为所述第五透镜的像侧面的曲率半径。满足上述条件式，可以压制离轴光线入射于图像传感器上的角度，并且有利于调整场曲。在某些实施方式中，所述光学成像系统满足条件式：1≤TTL/f≤2.5；其中，f为所述光学成像系统的焦距，TTL为所述第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离。满足上述条件式，可以较好地修正各像差，并能实现光学成像系统的小型化。本实用新型实施方式的电子装置包括：图像传感器；和上述任一实施方式所述的光学成像系统。通过上述对五枚透镜的合理设计，电子装置的光学成像系统能够在满足高像素的需求的同时，有效地校正画面周边的像差，从而确保成像质量。本实用新型实施方式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可以从结合下面附图对实施方式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方式的光学成像系统的结构示意图；图2是图1中光学成像系统的像场弯曲图；图3是图1中光学成像系统的畸变图(％)；图4是图1中光学成像系统的轴上色差图(μm)；图5是本实用新型第二实施方式的光学成像系统的结构示意图；图6是图5中光学成像系统的像场弯曲图；图7是图5中光学成像系统的畸变图(％)；图8是图5中光学成像系统的轴上色差图(μm)；图9是本实用新型第三实施方式的光学成像系统的结构示意图；图10是图9中光学成像系统的像场弯曲图；图11是图9中光学成像系统的畸变图(％)；图12是图9中光学成像系统的轴上色差图(μm)；图13是本实用新型实施方式的电子装置的结构示意图；图14是本实用新型实施方式的电子装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，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”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。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5及图9，本实用新型实施方式的光学成像系统10沿着光轴的物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、及具有负屈折力的第五透镜L5。第一透镜L1具有物侧面S1及像侧面S2，第二透镜L2具有物侧面S3及像侧面S4，第三透镜L3具有物侧面S5及像侧面S6，第四透镜L4具有物侧面S7及像侧面S8，第五透镜L5具有物侧面S9及像侧面S10。在本实用新型实施方式中，第一透镜L1的物侧面S1为凸面，第二透镜L2的像侧面S4为凹面，第三透镜L3的物侧面S5远离光轴处为凹面及像侧面S6远离光轴处为凸面，第四透镜L4的物侧面S7及像侧面S8均为非球面，第五透镜L5的物侧面S9为凸面及像侧面S10为凹面，第五透镜L5的物侧面S9和像侧面S10中的至少一面设置有至少一个反曲点。通过上述对五枚透镜的合理设计，光学成像系统10能够在满足高像素的需求的同时，有效地校正画面周边的像差，从而确保成像质量。在某些实施方式中，光学成像系统10还包括孔径光阑STO。孔径光阑STO可以设置在任意一枚透镜的表面上，或设置在第一透镜L1之前，或设置在任意两枚透镜之间，或设置在第五透镜L5与红外滤光片L6之间。例如，在图1中，孔径光阑STO设置在第一透镜L1的表面上。当光学成像系统10用于成像时，被摄物体OBJ发出或者反射的光线从物侧方向进入光学成像系统10，并依次穿过第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、以及具有物侧面S11及像侧面S12的红外滤光片L6，最终汇聚到成像面S13上。在某些实施方式中，光学成像系统10满足条件式：－0.2＜f/f3＜0.2；其中，f为光学成像系统10的焦距，f3为第三透镜L3的焦距。也即是说，f/f3可以为(－0.2，0.2)范围内的任意取值，例如该取值可以为－0.19、－0.15、－0.11、－0.07、－0.03、0.01、0.05、0.09、0.13、0.17、0.19等。满足上述条件式，使得第三透镜L3具有比较合适的光焦度，以配合光学成像系统10整体光焦度的配置，使敏感度较低，并且有利于修正第一透镜L1及第二透镜L2所产生的像差，进一步校正画面周边的像差。在某些实施方式中，光学成像系统10满足条件式：f/f13＞0.75；其中，f为光学成像系统10的焦距，f13为第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距。也即是说，f/f13可以为(0.75，+∞)范围内的任意取值，例如该取值可以为0.76、0.77、0.78、0.8、0.9、1.1、2.0、3.0、4.0、5.0等。满足上述条件式，使得第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3具有比较合适的光焦度，以配合光学成像系统10整体光焦度的配置，使敏感度较低，并且有利于校正像面弯曲、像散差、慧差、倍率色像差等轴外像差。在某些实施方式中，光学成像系统10满足条件式：0.1＜f/f45＜1.0；其中，f为光学成像系统10的焦距，f45为第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距。也即是说，f/f45可以为(0.1，1.0)范围内的任意取值，例如该取值可以为0.11、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.99等。满足上述条件式，使得第四透镜L4和第五透镜L5具有比较合适的光焦度，以配合光学成像系统10整体光焦度的配置，使敏感度较低，并且维持光学成像系统10的小型化。在某些实施方式中，光学成像系统10满足条件式：DL/IMG＜0.55；其中，DL为第一透镜L1的物侧面S1至第五透镜L5的像侧面S10的距离，IMG为图像传感器成像面S13的对角线长度。也即是说，DL/IMG可以为(0，0.55)范围内的任意取值，例如该取值可以为0.05、0.10、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.54等。满足上述条件式，有利于减小模组的高度，实现光学成像系统10的小型化，以搭载于轻薄便携式的电子产品上。在某些实施方式中，光学成像系统10满足条件式：D5/(D12+D23+D34+D45)＜0.5；其中，D12为第一透镜L1与第二透镜L2的轴上间距，D23为第二透镜L2与第三透镜L3的轴上间距，D34为第三透镜L3与第四透镜L4的轴上间距，D45为第四透镜L4与第五透镜L5的轴上间距，D5为第五透镜L5在光轴上的厚度。也即是说，D5/(D12+D23+D34+D45)可以为(0，0.5)范围内的任意取值，例如该取值可以为0.01、0.05、0.10、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.49等。满足上述条件式，可以有效平衡第五透镜L5的尺寸及各透镜之间的间距，有利于透镜组装，使光学成像系统10进一步小型化，并降低光学成像系统10的敏感性。在某些实施方式中，光学成像系统10满足条件式：FNO≤2.0；其中，FNO为光学成像系统10的焦比。也即是说，FNO可以为(0，2.0]范围内的任意取值，例如该取值可以为0.2、0.4、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0等。具体地，光学成像系统10可以通过孔径光阑STO调节焦比(即光圈值)。例如：光学成像系统10可以通过孔径光阑STO将焦比调节为1.2、1.8等。满足上述条件式，可以使得光学成像系统10满足高像素的需求，解决光学成像系统10低背化、大视场角中拍摄图片偏暗的问题，从而扩大光学成像系统10可使用的时间和环境。在某些实施方式中，光学成像系统10满足条件式：0＜R10/f＜0.45；其中，f为光学成像系统10的焦距，R10为第五透镜L5的像侧面S10的曲率半径。也即是说，R10/f可以为(0，0.45)范围内的任意取值，例如该取值可以为0.01、0.05、0.10、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.44等。满足上述条件式，可以压制离轴光线入射于图像传感器20(如图13所示)上的角度，并且有利于调整场曲。在某些实施方式中，光学成像系统10满足条件式：1≤TTL/f≤2.5；其中，f为光学成像系统10的焦距，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面S13的轴上距离。也即是说，TTL/f可以为[1，2.5]范围内的任意取值，例如该取值可以为1、1.15、1.3、1.45、1.6、1.75、1.9、2.05、2.2、2.35、2.5等。满足上述条件式，可以较好地修正各像差，并能实现光学成像系统10的小型化。在某些实施方式中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、及第五透镜L5均为非球面镜。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，光学成像系统10可以通过调节各透镜表面的曲率半径和非球面系数，有效减小光学成像系统10的总长度，并可以有效地校正像差，提高成像质量。第一实施方式请参阅图1至图4，第一实施方式中，光学成像系统10满足下面表格的条件：表1表2表3第二实施方式请参阅图5至图8，第二实施方式中，光学成像系统10满足下面表格的条件：表4表5表6R10/f0.295f/f3-0.082f/f130.776DL/IMG0.542f/f450.140D5/(D12+D23+D34+D45)0.380第三实施方式请参阅图9至图12，第三实施方式中，光学成像系统10满足下面表格的条件：表7表8表9R10/f0.276f/f30.102f/f130.817DL/IMG0.523f/f450.176D5/(D12+D23+D34+D45)0.446在上述表格中，FOV为光学成像系统10的视场角。请参阅图13及图14，本实用新型实施方式的光学成像系统10可应用于本实用新型实施方式的电子装置100。电子装置100包括图像传感器20及上述任一实施方式的光学成像系统10。光学成像系统10与图像传感器20对准。具体地，图像传感器20可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS，ComplementaryMetalOxideSemiconductor)图像传感器或者电荷耦合元件(CCD，Charge-coupledDevice)图像传感器。光学成像系统10与图像传感器20对准包括：光学成像系统10的光轴与图像传感器20的中心法线重合。本实用新型实施方式的电子装置100包括但不限于为智能电话(如图14所示)、移动电话、个人数字助理(PersonalDigitalAssistant，PDA)、游戏机、个人计算机(personalcomputer，PC)、相机(如图13所示)、智能手表等信息终端设备或具有拍照功能的家电产品等。在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式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方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、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。当前第1页1 2 3