光学成像系统的制作方法

1.本技术涉及光学元件领域，具体地，涉及一种光学成像系统。


背景技术：

2.近年来，随着科技的发展，消费者对搭载于智能手机等便携式电子产品上的光学成像系统的成像质量的要求越来越高。与此同时，智能手机等便携式电子产品逐渐趋于小型化方向发展，因此，光学成像系统占据智能手机的空间越来越小。然而，目前市场面的智能手机要么机身厚度较大，要么机身厚度减小了但因搭载于手机上的光学成像系统体积较大造成光学成像系统凸出手机机身，这两种现象均不利于智能手机的重量减小以及用户使用感。因此，各大智能手机生产商为提高自身产品的竞争力，对搭载于智能手机上的光学成像系统提出了更高的设计要求。
3.通常情况下，随着镜片片数的增加，相应的间隔元件数量也会增加，镜头的组立稳定性相对较低。此外，在光学成像系统的组装过程中，由于系统中镜片以及间隔元件等的数量较多，容易出现镜片间敏感度较高、组装倾斜、偏心以及组立后面型差异较大等现象。另一方面，若光学成像系统中各镜片、间隔元件以及光学技术参数等的搭配不合理，还可能会导致光学成像系统性能不佳、体积较大，进而导致无法满足实际需求等。
4.因此，如何合理排布光学成像系统中的各镜片和间隔元件以及合理设置光学成像系统的光学技术参数等，以控制光学成像系统中的光线走势并优化光学成像系统的组立稳定性，减小系统体积，降低组立偏心及间隙感度，提高光学成像系统的良品率等是光学成像领域亟待解决的难题之一。


技术实现要素：

5.本技术一方面提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统包括镜片组、多个间隔元件以及用于容纳镜片组和多个间隔元件的镜筒。镜片组沿着光轴由物侧至像侧依序包括具有光焦度的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片。多个间隔元件包括：位于第一镜片的像侧且与第一镜片的像侧面部分接触的第一间隔元件、位于第二镜片的像侧且与第二镜片的像侧面部分接触的第二间隔元件、位于第三镜片的像侧且与第三镜片的像侧面部分接触的第三间隔元件以及位于第四镜片的像侧且与第四镜片的像侧面部分接触的第四间隔元件。光学成像系统可满足：-10mm＜f/(r2/d0s+r10/d0m)＜0mm和l/f＜1.5，其中，f是光学成像系统的总有效焦距，r2是第一镜片的像侧面的曲率半径，r10是第五镜片的像侧面的曲率半径，d0s是镜筒的物侧端面的外径，d0m是镜筒的像侧端面的外径，l是镜筒的物侧端面至镜筒的像侧端面在光轴上的距离。
6.在一个实施方式中，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是非球面镜面。
7.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：|dxs-dxs|＞1.5mm和-15.0＜fx/(dxs-dxs)＜15.0，其中，fx是第x镜片的有效焦距，dxs是第x间隔元件的物侧面的外径，dxs是第x
间隔元件的物侧面的内径，x选自1、2、3、4。
8.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：fi＞0mm和0＜(fi-fj)/dis＜20.0，其中，fi是第i镜片的有效焦距，fj是第j镜片的有效焦距，dis是第i间隔元件的物侧面的内径，i选自1、2、3、4，j＝i+1。
9.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：td＜3.0mm和l/td＞1.0，其中，td是第一镜片的物侧面至第五镜片的像侧面在光轴上的距离，l是镜筒的物侧端面至镜筒的像侧端面在光轴上的距离。
10.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：0＜(r4+r5)/d2s+(r4+r5)/d2s＜20.0，其中，r4是第二镜片的像侧面的曲率半径，r5是第三镜片的物侧面的曲率半径，d2s是第二间隔元件的物侧面的内径，d2s是第二间隔元件的物侧面的外径。
11.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：ct1＞t12+ct2，0＜(f1-f2)/(ep01+cp1)＜10.0，其中，ct1是第一镜片在光轴上的中心厚度，t12是第一镜片和第二镜片在光轴上的空气间隔，ct2是第二镜片在光轴上的中心厚度，f1是第一镜片的有效焦距，f2是第二镜片的有效焦距，ep01是镜筒的物侧端面至第一间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离，cp1是第一间隔元件的最大厚度。
12.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：f＜3.0mm，0＜f/ep01+f/(ct1+t12)＜10.0，其中，f是成像系统的总有效焦距，ep01是镜筒的物侧端面至第一间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离，ct1是第一镜片在光轴上的中心厚度，t12是第一镜片和第二镜片在光轴上的空气间隔。
13.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：3.0＜ep12/t12+ep23/t23＜30.0，其中，t12是第一镜片和第二镜片在光轴上的空气间隔，t23是第二镜片和第三镜片在光轴上的空气间隔，ep12是第一间隔元件的像侧面至第二间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离，ep23是第二间隔元件的像侧面至第三间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离。
14.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：|f5|＜2.0mm和-10.0＜d4s/f5+(r9-r8)/f5＜0，其中，f5是第五镜片的有效焦距，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，d4s是第四间隔元件的物侧面的外径。
15.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：r6/r7＞0.05或r7/r6＞0.05，其中，r6是第三镜片的像侧面的曲率半径，r7是第四镜片的物侧面的曲率半径。
16.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：r4＜3.0mm，r4/r5＜1.0，|r6/r4|＞1.0，其中，r4是第二镜片的像侧面的曲率半径，r5是第三镜片的物侧面的曲率半径，r6是第三镜片的像侧面的曲率半径。
17.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：|f3/f2|＞2.0，|f2/f1|＜2.0，其中，f1是第一镜片的有效焦距，f2是第二镜片的有效焦距，f3是第三镜片的有效焦距。
18.本技术另一方面提供了这样一种光学成像系统，该光学成像系统包括镜片组以及用于容纳镜片组和多个间隔元件的镜筒。镜片组沿着光轴由物侧至像侧依序包括具有光焦度的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片。光学成像系统可满足：-10mm＜f/(r2/d0s+r10/d0m)＜0mm和0＜(td+l)/(d0m-d0m)＜20.0，其中，f是光学成像系统的总有效焦距，r2是第一镜片的像侧面的曲率半径，r10是第五镜片的像侧面的曲率半径，d0s是镜
筒的物侧端面的外径，d0m是镜筒的像侧端面的外径，l是镜筒的物侧端面至镜筒的像侧端面在光轴上的距离，td是第一镜片的物侧面至第五镜片的像侧面在光轴上的距离，d0m是镜筒的像侧端面的内径。
19.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：|f3/f2|＞5.0、|r7/r8|＞1.0以及|r8/r9|＜1.0，其中，f2是第二镜片的有效焦距，f3是第三镜片的有效焦距，r7是第四镜片的物侧面的曲率半径，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。
20.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：0＜d3s/f4-d4s/f5＜10.0，其中，f4是第四镜片的有效焦距，f5是第五镜片的有效焦距，d3s是第三间隔元件的物侧面的内径，d4s是第四间隔元件的物侧面的内径。
21.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：|f2/ep12-f3/ep23|＜100.0，其中，f2是第二镜片的有效焦距，f3是第三镜片的有效焦距，ep12是第一间隔元件的像侧面至第二间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离，ep23是第二间隔元件的像侧面至第三间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离。
22.在一个实施方式中，光学成像系统可满足：l/f＜1.5和l/td＞1.0，其中，f是光学成像系统的总有效焦距，l是镜筒的物侧端面至镜筒的像侧端面在光轴上的距离，td是第一镜片的物侧面至第五镜片的像侧面在光轴上的距离。
23.在本技术的示例性实施方式中，本技术提供的光学成像系统可以是五片式镜片结构的小型化系统。在本技术中，通过设置多个间隔元件，可以对各镜片加工产生的微小偏差累计结果进行补偿，使得该光学成像系统在装配阶段仍具有校正场曲以及离焦的机会，提升制程良率；通过合理设置镜筒结构，既有利于实现对镜筒内个镜片的机械调心，又有利于限定各镜片在镜筒内部的位置，使镜筒可以对各镜片中心对准提供支撑。进一步地，在上述镜片、间隔元件以及镜筒的设置的基础上，再搭配技术参数-10mm＜f/(r2/d0s+r10/d0m)＜0mm和l/f＜1.5，可通过控制系统总有效焦距与第一镜片和第五镜片的曲率半径分别与镜筒物侧端面和像侧端面外径比值之和的关系来有效控制系统总体轮廓，既可以使得在组装过程中各镜片承靠于镜筒内壁的承靠面的中心始终与光轴呈较小夹角如该夹角可例如在15
°‑
25
°
范围内，又可以实现在组立过程中打压力可均匀传递至相邻镜片，减小镜片因受力不均导致的倾斜、偏心以及组立后面型差异较大的问题，进而有利于提高量产良率高和稳定性。另一方面，可在保证系统的总有效焦距一定的情况下，限制系统的总长度，使得系统小型化，从而实现搭载有该系统的设备如手机的超薄化。在本技术中，通过限制系统的总长度可减小系统的体积，以利于实现在光学成像系统具有高设计性能参数下，还可以满足手机超薄化的发展趋势。
24.在本技术另一示例性实施方式中，本技术提供的光学成像系统可以是五片式镜片结构的小型化系统。在本技术中，通过合理设置镜筒结构，既有利于实现对镜筒内各镜片的机械调心，又有利于限定各镜片在镜筒内部的位置，使镜筒可以对各镜片中心对准提供支撑，同时满足手机超薄化趋势。进一步地，在上述镜片、间隔元件以及镜筒的设置的基础上，再搭配技术参数-10mm＜f/(r2/d0s+r10/d0m)＜0mm和0＜(td+l)/(d0m-d0m)＜20.0，可通过控制系统总有效焦距与第一镜片和第五镜片的曲率半径分别与镜筒物侧端面和像侧端面外径比值之和的关系来有效控制系统总体轮廓，既可以使得在组装过程中各镜片承靠于镜筒内壁的承靠面的中心始终与光轴呈较小夹角如该夹角可例如在15
°‑
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范围内，又可
以实现在组立过程中打压力可均匀传递至相邻镜片，减小镜片因受力不均导致的倾斜、偏心以及组立后面型差异较大的问题，进而有利于提高量产良率高和稳定性。另一方面，既可以通过限制镜片组和镜筒的总长度来减小系统的总长度，减小系统体积，以利于实现在光学成像系统具有良好设计性能参数下，还可以满足手机超薄化的发展趋势，还可以通过调整镜筒的像侧端面的内外径来促进系统小型化，从而实现手机超薄化。。
附图说明
25.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，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
26.图1a至图1c分别示出了实施例1的光学成像系统中的三种实施方式下的镜筒、镜片组以及各间隔元件的结构示意图；
27.图2a至图2d分别示出了实施例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；
28.图3a至图3c分别示出了实施例2的光学成像系统中的三种实施方式下的镜筒、镜片组以及各间隔元件的结构示意图；
29.图4a至图4d分别示出了实施例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；
30.图5a至图5c分别示出了实施例3的光学成像系统中的三种实施方式下的镜筒、镜片组以及各间隔元件的结构示意图；
31.图6a至图6d分别示出了实施例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；以及
32.图7示出了根据本技术实施例的光学成像系统的部分参数示意图。
具体实施方式
33.为了更好地理解本技术，将参考附图对本技术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技术的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本技术的范围。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。
34.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，在不背离本技术的教导的情况下，下文中讨论的第一镜片也可被称作第二镜片或第三镜片，第一间隔元件也可被称作第二间隔元件或第三间隔元件。
35.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。应理解，为了便于说明，在附图中同样已稍微夸大了间隔元件和镜筒的厚度、尺寸和形状。
36.在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若镜片表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该镜片表面至少于近轴区域为凸面；若镜片表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该镜片表面至少于近轴区域为凹面。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。应理解，每个间隔元件最靠近被摄物体的表面称为该间隔元件的物侧面，每个间隔元件最靠近成像面的表面称为该间隔元件的像侧面。镜筒最靠近被摄物体的表面称为该镜筒的物侧端面，镜筒最靠近成像面的表面称为该镜筒的像侧端面，镜筒内相对靠近光轴的表面称为该镜筒的内壁面，镜筒外相对远离光轴的表面称为该镜筒的外壁面。
37.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，当描述本技术的实施方式时，使用“可”表示“本技术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。
38.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)均具有与本技术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。
39.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术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技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围，例如，本技术的各实施例中的镜片组(即第一镜片至第五镜片)、镜筒结构及间隔元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、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技术。
40.以下对本技术的特征、原理和其他方面进行详细描述。
41.根据本技术示例性实施方式的光学成像系统可包括镜片组、多个间隔元件以及用于容纳镜片组和多个间隔元件的镜筒。该镜片组可包括五片具有光焦度的镜片，分别是第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片。这五片镜片沿着光轴从物侧至像侧依序排列。第一镜片至第五镜片中的任意相邻两镜片之间均可具有间隔距离。镜筒内部可具有多个呈台阶状的内壁面用于承靠各间隔元件和各镜片。
42.根据本技术示例性实施方式，第一镜片至第五镜片均可具有用于光学成像的光学区域和从光学区域的外周向外延伸的非光学区域。通常来说，光学区域是指镜片的用于光学成像的区域，非光学区域是镜片的结构区。在光学成像系统的组装过程中，可在各个镜片的非光学区域处设置间隔元件并将各个镜片分别承靠至镜筒内。在光学成像系统的成像过程中，各个镜片的光学区域可透射来自物体的光而形成光学通路，形成最终的光学影像。应注意，为便于描述，本技术将各个镜片划分成光学区域和非光学区域两部分进行描述，但应理解，镜片的光学区域和非光学区域二者在制造过程中成型为一个整体，而非成形为单独的两部分。
43.根据本技术示例性实施方式的光学成像系统可包括四个分别位于第一镜片至第五镜片之间的间隔元件，分别是第一间隔元件、第二间隔元件、第三间隔元件和第四间隔元件。具体地，光学成像系统可包括位于第一镜片和第二镜片之间的第一间隔元件，其可抵靠
15.0＜fx/(dxs-dxs)＜15.0，可通过控制内外径之差较大的间隔元件位置处的镜片与该间隔元件部分相关参数的关系，使得该镜片的有效进光量适中。例如，可以在保证系统的光圈值在规格范围内的情况下，通过该间隔元件遮挡拦截轴外视场多余光线，从而可以减小杂散光反射至像面的能量强度，此外，通过该间隔元件设置的渐晕可以降低轴外慧差、畸变以及垂轴色差，进而提升系统成像质量。
48.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：fi＞0mm和0＜(fi-fj)/dis＜20.0，其中，fi是第i镜片的有效焦距，fj是第j镜片的有效焦距，dis是第i间隔元件的物侧面的内径，i选自1、2、3、4，j＝i+1。满足fi＞0mm和0＜(fi-fj)/dis＜20.0，有利于使第i镜片具有正光焦度，进而有利于保证具有正光焦度的第i镜片进光量的均匀性，合理限制入射至第i镜片的光线范围，剔除边缘质量较差光线，减小轴外像差。在本技术中，通过控制具有正光焦度的镜片的位置和数量排布，有助于使系统中各镜片相互补偿以降低不同波段波长产生的色球差，同时通过将第i镜片位置处的间隔元件口径控制在合适的尺寸，可以降低轴外视场像散，拦截余量视场光线，使得镜片内反杂光风险降低。
49.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：td＜3.0mm和l/td＞1.0，其中，td是第一镜片的物侧面至第五镜片的像侧面在光轴上的距离，l是镜筒的物侧端面至镜筒的像侧端面在光轴上的距离。满足td＜3.0mm和l/td＞1.0，既有利于控制镜片组的总体长度，又有利于控制镜筒总长与镜片组总长的比值，使得镜筒前后表面将第一镜片物侧面至第五镜片像侧面包裹住，防止镜片球面表明和/或非球面表面凸出，以降低制成过程中镜片表面擦伤的风险。
50.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：0＜(r4+r5)/d2s+(r4+r5)/d2s＜20.0，其中，r4是第二镜片的像侧面的曲率半径，r5是第三镜片的物侧面的曲率半径，d2s是第二间隔元件的物侧面的内径，d2s是第二间隔元件的物侧面的外径。满足0＜(r4+r5)/d2s+(r4+r5)/d2s＜20.0，可以有效约束第二间隔元件物侧面内径遮挡第二镜片像侧面与第三镜片物侧面间反射产生的杂散光光路，进而可在保证系统相对照度外视场满足需要的同时提升系统的成像质量。
51.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：ct1＞t12+ct2，0＜(f1-f2)/(ep01+cp1)＜10.0，其中，ct1是第一镜片在光轴上的中心厚度，t12是第一镜片和第二镜片在光轴上的空气间隔，ct2是第二镜片在光轴上的中心厚度，f1是第一镜片的有效焦距，f2是第二镜片的有效焦距，ep01是镜筒的物侧端面至第一间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离，cp1是第一间隔元件的最大厚度。满足ct1＞t12+ct2，0＜(f1-f2)/(ep01+cp1)＜10.0，可以在提高成像视场清晰度的同时，使得光学成像系统的轴向总体长度较短。
52.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：f＜3.0mm，0＜f/ep01+f/(ct1+t12)＜10.0，其中，f是成像系统的总有效焦距，ep01是镜筒的物侧端面至第一间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离，ct1是第一镜片在光轴上的中心厚度，t12是第一镜片和第二镜片在光轴上的空气间隔。满足f＜3.0mm，0＜f/ep01+f/(ct1+t12)＜10.0，既有利于控制第一镜片的光线汇聚能力，又有利于通过将成像系统的总有效焦距压缩至较小范围，同时将系统前端面结构的中间厚度保持在合适范围内，可以提升系统的组立稳定性。
53.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：3.0＜ep12/t12+ep23/t23＜30.0，其中，t12是第一镜片和第二镜片在光轴上的空气间隔，t23是第二镜片和第三镜片在光轴上的空气间隔，ep12是第一间隔元件的像侧面至第二间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离，ep23是第二间隔元件的像侧面至第三间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离。更具体地，ep12、t12、ep23和t23进一步可满足5.0＜ep12/t12+ep23/t23＜20.0。满足3.0＜ep12/t12+ep23/t23＜30.0，有助于合理分配第一镜片、第二镜片以及第三镜片的边缘距离以及空气间隙，使得用于堆叠支撑的第二间隔元件和第三间隔元件具有更好的加工性，提升部件精度，更有利于提高光学成像系统制程。
54.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：|f5|＜2.0mm和-10.0＜d4s/f5+(r9-r8)/f5＜0，其中，f5是第五镜片的有效焦距，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，d4s是第四间隔元件的物侧面的外径。满足|f5|＜2.0mm和-10.0＜d4s/f5+(r9-r8)/f5＜0，可以合理限制通过光学成像系统出瞳的光路范围，剔除边缘质量较差的光线，避免余量视场非成像光线在系统内部反射至像面，提升系统的成像质量。
55.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：r6/r7＞0.05或r7/r6＞0.05，其中，r6是第三镜片的像侧面的曲率半径，r7是第四镜片的物侧面的曲率半径。满足r6/r7＞0.05或r7/r6＞0.05，既可以使r6和r7的符号相同，又可以通过合理分配r6和r7来降低第三镜片和第四镜片中的光线过于陡升或者陡降，使光线高度平稳上升，还可以降低光线在第三镜片和第四镜片边缘的全反射概率，降低光线能量传递损失，提升边缘视场的相对照度。在本技术中，通过控制r6和r7的比值，有助于控制第三镜片和第四镜片的面型变化情况，使得光学成像系统在具有较小尺寸的同时兼具超薄特性，有助于该光学成像系统可以更好地满足手机超薄需求。
56.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：r4＜3.0mm，r4/r5＜1.0，|r6/r4|＞1.0，其中，r4是第二镜片的像侧面的曲率半径，r5是第三镜片的物侧面的曲率半径，r6是第三镜片的像侧面的曲率半径。满足r4＜3.0mm，r4/r5＜1.0，|r6/r4|＞1.0，可以通过控制相邻的第二镜片和第三镜片的曲率半径的比值，来有效约束光线汇聚能力，平衡系统的初级球差量以及进一步矫正系统的光学畸变。
57.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：|f3/f2|＞2.0，|f2/f1|＜2.0，其中，f1是第一镜片的有效焦距，f2是第二镜片的有效焦距，f3是第三镜片的有效焦距。满足|f3/f2|＞2.0，|f2/f1|＜2.0，有利于合理分配第一镜片、第二镜片和第三镜片的光焦度，使系统在具有大孔径的同时还具有较小的高阶球差量及轴外视场彗差。
58.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：0＜(td+l)/(d0m-d0m)＜20.0，其中，d0m是镜筒的像侧端面的外径，l是镜筒的物侧端面至镜筒的像侧端面在光轴上的距离，td是第一镜片的物侧面至第五镜片的像侧面在光轴上的距离，d0m是镜筒的像侧端面的内径。满足0＜(td+l)/(d0m-d0m)＜20.0，既可以通过限制镜片组和镜筒的总长度来减小系统的总长度，减小系统体积，以利于实现在光学成像系统具有高设计性能参数下，还可以满足手机超薄化的发展趋势，还可以通过调整镜筒的像侧端面的内外径来促进系统小型化。
59.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：|f3/f2|＞5.0、|r7/r8
|＞1.0以及|r8/r9|＜1.0，其中，f2是第二镜片的有效焦距，f3是第三镜片的有效焦距，r7是第四镜片的物侧面的曲率半径，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。满足|f3/f2|＞5.0、|r7/r8|＞1.0以及|r8/r9|＜1.0，可以减小系统外视场光线像差，使系统在满足mtf要求的同时，还可以有效控制各镜片的聚光能力，减小像散。
60.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：0＜d3s/f4-d4s/f5＜10.0，其中，f4是第四镜片的有效焦距，f5是第五镜片的有效焦距，d3s是第三间隔元件的物侧面的内径，d4s是第四间隔元件的物侧面的内径。满足0＜d3s/f4-d4s/f5＜10.0，既可以有效控制对像方孔径角贡献度较高的第四镜片和第五镜片的成像视场，又可以减小第三间隔元件和第四间隔元件对轴外光线的过度拦截，还可以提高系统的相对亮度。
61.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统可满足：|f2/ep12-f3/ep23|＜100.0，其中，f2是第二镜片的有效焦距，f3是第三镜片的有效焦距，ep12是第一间隔元件的像侧面至第二间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离，ep23是第二间隔元件的像侧面至第三间隔元件的物侧面在沿光轴的方向上的间隔距离。满足|f2/ep12-f3/ep23|＜100.0，可通过控制镜片间的空气间隔来降低场曲的敏感性，同时还可以提升对镜片的厚度控制，有利于提升镜片的成型性。各镜片的中心厚度管控与镜片间间隔的调整，可以保证光学成像系统的稳定性，以获得良好的成像效果。
62.在示例性实施方式中，根据本技术的光学成像系统还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。本技术提出了一种具有小型化、小体积、受力均匀、良品率高、组立稳定性好以及高成像质量等特性的光学成像系统。根据本技术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光焦度、面型、材质、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。
63.在本技术的实施方式中，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、第四镜片和第五镜片中的每个镜片的物侧面和像侧面中的至少一个为非球面镜面。可选地，第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和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。
64.然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本技术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镜片数量，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镜片为例进行了描述，但是该光学成像系统不限于包括五个镜片。如果需要，该光学成像系统还可包括其它数量的镜片。任意相邻两镜片之间可包含至少一个间隔片。
65.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。
66.实施例1
67.以下参照图1a至图2d描述根据本技术实施例1的光学成像系统。图1a至图1c分别
示出了实施例1的光学成像系统中的三种实施方式下的镜筒、镜片组以及各间隔元件的结构示意图。
68.如图1a至图1c所示，光学成像系统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、第五镜片e5、滤光片(未示出)和成像面(未示出)。
69.第一镜片e1具有正光焦度，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凸面。第二镜片e2具有负光焦度，其物侧面s3为凸面，像侧面s4为凹面。第三镜片e3具有负光焦度，其物侧面s5为凸面，像侧面s6为凹面。第四镜片e4具有正光焦度，其物侧面s7为凸面，像侧面s8为凸面。第五镜片e5具有负光焦度，其物侧面s9为凸面，像侧面s10为凹面。滤光片具有物侧面s11和像侧面s12。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上。
70.表1示出了实施例1的光学成像系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。
[0071][0072][0073]
表1
[0074]
如图1a至图1c所示，光学成像系统可包括容纳第一镜片至第五镜片的镜筒以及四个分别位于第一镜片至第五镜片的之间的间隔元件。四个间隔元件分别是第一间隔元件p1、第二间隔元件p2、第三间隔元件p3和第四间隔元件p4。
[0075]
表2-1和表2-2示出了实施例1的光学成像系统中的三种实施方式下的镜筒和各间隔元件的基本参数表，其中，表2-1和表2-2中各参数的单位均为毫米(mm)。
[0076]
结构参数d1sd1sd2sd2sd3sd3sd4sd4s实施方式11.43704.10001.71544.40002.10734.70002.57235.5000实施方式21.45773.60001.77903.90002.14354.40003.00325.0000实施方式31.61772.90001.83903.20002.17534.00003.06324.8000
[0077]
表2-1
[0078]
结构参数d0sd0md0mep01cp1ep12ep23l实施方式14.90005.73226.34000.75000.02200.58000.35003.4300实施方式22.94635.48425.94000.94000.02200.61000.38003.5800实施方式33.37574.95785.44000.92000.02200.53000.33003.4800
[0079]
表2-2
[0080]
应理解，在本示例中，仅示例性地列举了三种实施方式下的镜筒和各间隔元件的结构和参数，并未明确限定镜筒和各间隔元件的具体结构和实际参数。在实际生产中可通过任意合适的方式设置镜筒和各间隔元件的具体结构和实际参数。
[0081]
在本示例中，光学成像系统的总有效焦距f为2.50mm。
[0082]
在实施例1中，第一镜片e1至第五镜片e5中的任意一个镜片的物侧面和像侧面均为非球面，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：
[0083][0084]
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3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、a
10
、a
12
、a
14
、a
16
、a
18
和a
20
。
[0085][0086][0087]
表3
[0088]
图2a示出了实施例1的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图2b示出了实施例1的光学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2c示出了实施例1的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图2d示出了实施例1的光学成像系统的倍率色差曲线，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2a至图2d可知，实施例1所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
[0089]
实施例2
[0090]
以下参照图3a至图4d描述根据本技术实施例2的光学成像系统。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3a至图3c分别示出了实施例2的光学成像系统中的三种实施方式下的镜筒、镜片组以及各间隔元件的结构示意图。
[0091]
如图3a至图3c所示，光学成像系统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、第五镜片e5、滤光片(未示出)和成像面(未示出)。
[0092]
第一镜片e1具有正光焦度，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凸面。第二镜片e2具有负光焦度，其物侧面s3为凸面，像侧面s4为凹面。第三镜片e3具有正光焦度，其物侧面s5为凸面，像侧面s6为凸面。第四镜片e4具有正光焦度，其物侧面s7为凹面，像侧面s8为凸面。第
五镜片e5具有负光焦度，其物侧面s9为凸面，像侧面s10为凹面。滤光片具有物侧面s11和像侧面s12。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上。
[0093]
如图3a至图3c所示，光学成像系统可包括容纳第一镜片至第五镜片的镜筒以及四个分别位于第一镜片至第五镜片的之间的间隔元件。四个间隔元件分别是第一间隔元件p1、第二间隔元件p2、第三间隔元件p3和第四间隔元件p4。
[0094]
应理解，在本示例中，仅示例性地列举了三种实施方式下的镜筒和各间隔元件的结构和参数，并未明确限定镜筒和各间隔元件的具体结构和实际参数。在实际生产中可通过任意合适的方式设置镜筒和各间隔元件的具体结构和实际参数。
[0095]
在本示例中，光学成像系统的总有效焦距f为2.59mm。
[0096]
表4示出了实施例2的光学成像系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。表5-1和表5-2示出了实施例2的光学成像系统中的三种实施方式下的镜筒和各间隔元件的基本参数表，其中，表5-1和表5-2中各参数的单位均为毫米(mm)。表6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。
[0097][0098]
表4
[0099]
结构参数d1sd1sd2sd2sd3sd3sd4sd4s实施方式11.46203.70001.72954.40002.03285.10002.77556.0000实施方式21.48813.70001.64284.46002.15733.50003.21035.9400实施方式31.50903.30001.59264.00002.09733.10003.42775.2000
[0100]
表5-1
[0101]
结构参数d0sd0md0mep01cp1ep12ep23l实施方式14.60006.78877.40000.95000.01800.59000.35003.6000实施方式24.14556.24697.00000.92000.01800.45000.39003.4700实施方式33.70335.61096.30000.83000.01800.40000.40003.3000
[0102]
表5-2
[0103][0104][0105]
表6
[0106]
图4a示出了实施例2的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图4b示出了实施例2的光学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4c示出了实施例2的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图4d示出了实施例2的光学成像系统的倍率色差曲线，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4a至图4d可知，实施例2所给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质。
[0107]
实施例3
[0108]
以下参照图5a至图6d描述了根据本技术实施例3的光学成像系统。图5a至图5c分别示出了实施例3的光学成像系统中的三种实施方式下的镜筒、镜片组以及各间隔元件的结构示意图。
[0109]
如图5a至图5c所示，光学成像系统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、第五镜片e5、滤光片(未示出)和成像面(未示出)。
[0110]
第一镜片e1具有正光焦度，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凸面。第二镜片e2具有负光焦度，其物侧面s3为凸面，像侧面s4为凹面。第三镜片e3具有负光焦度，其物侧面s5为凸面，像侧面s6为凹面。第四镜片e4具有正光焦度，其物侧面s7为凸面，像侧面s8为凸面。第五镜片e5具有负光焦度，其物侧面s9为凸面，像侧面s10为凹面。滤光片具有物侧面s11和像侧面s12。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上。
[0111]
如图5a至图5c所示，光学成像系统可包括容纳第一镜片至第五镜片的镜筒以及四个分别位于第一镜片至第五镜片的之间的间隔元件。四个间隔元件分别是第一间隔元件p1、第二间隔元件p2、第三间隔元件p3和第四间隔元件p4。
[0112]
应理解，在本示例中，仅示例性地列举了三种实施方式下的镜筒和各间隔元件的结构和参数，并未明确限定镜筒和各间隔元件的具体结构和实际参数。在实际生产中可通过任意合适的方式设置镜筒和各间隔元件的具体结构和实际参数。
[0113]
在本示例中，光学成像系统的总有效焦距f为2.62mm。
[0114]
表7示出了实施例3的光学成像系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。表8-1和表8-2示出了实施例3的光学成像系统中的三种实施方式下的镜筒和各间隔元件的基本参数表，其中，表8-1和表8-2中各参数的单位均为毫米(mm)。表9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。
[0115][0116][0117]
表7
[0118]
结构参数d1sd1sd2sd2sd3sd3sd4sd4s实施方式11.49383.60001.65933.80002.08544.50002.76725.3000实施方式21.46383.30001.59933.50002.18544.20002.89515.0000实施方式31.56152.79681.54902.66222.01283.06063.02315.6000
[0119]
表8-1
[0120]
结构参数d0sd0md0mep01cp1ep12ep23l实施方式14.40005.56226.00000.85000.01800.66000.29403.4500实施方式23.97875.26225.60001.00000.01800.56000.34403.5000实施方式34.68515.86226.20000.70000.01800.60400.33003.2500
[0121]
表8-2
[0122]
面号a4a6a8a10a12a14a16a18a20s1-3.0259e-02-2.6311e-03-2.1503e-049.1497e-06-7.9862e-061.3284e-05-3.3244e-070.0000e+000.0000e+00s26.9286e-03-9.4624e-045.7225e-044.7618e-06-2.5618e-057.6288e-06-4.0058e-060.0000e+000.0000e+00s33.4599e-039.1083e-044.3635e-041.9844e-05-7.0223e-057.4517e-06-1.6505e-060.0000e+000.0000e+00s4-1.0047e-033.8954e-03-3.4878e-045.1750e-04-4.3937e-053.5462e-05-2.3443e-060.0000e+000.0000e+00s5-7.1237e-02-4.1881e-03-1.1332e-039.8986e-047.1806e-044.1624e-041.4882e-046.7705e-05-2.1180e-06s6-2.8006e-01-2.4586e-02-6.6221e-033.0884e-031.7873e-039.9163e-042.6768e-041.7451e-045.0974e-05s7-1.6651e-01-1.3543e-025.4396e-031.3117e-03-2.6363e-04-9.2132e-04-9.4422e-04-2.0555e-041.0143e-04s8-4.0740e-021.0233e-01-3.6809e-03-1.5388e-02-1.3104e-032.0990e-035.8196e-05-1.8387e-043.8538e-05s9-6.7997e-011.8785e-017.8838e-03-1.3882e-022.9091e-04-2.3227e-031.6252e-035.8510e-04-5.9481e-04s10-1.0322e+009.7794e-02-2.7713e-021.2637e-023.9139e-043.3155e-049.8796e-041.4154e-09-1.5078e-10
[0123]
表9
[0124]
图6a示出了实施例3的光学成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图6b示出了实施例3的光学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6c示出了实施例3的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图6d示出了实施例3的光学成像系统的倍率色差曲线，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6a至图6d可知，实施例3所给出的光学成像
系统能够实现良好的成像品质。
[0125]
综上，实施例1至实施例3分别满足表10-1、10-2和10-3中所示的关系。
[0126][0127]
表10-1
[0128][0129]
表10-2
[0130]
[0131][0132]
表10-3
[0133]
本技术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。
[0134]
以上描述仅为本技术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，本技术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。例如上述特征与本技术中公开的(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。