CN111273429B - 一种光学成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学成像系统，所述光学成像系统为七片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、红外滤波片和图像传感器，第一镜片具有正屈光度，第二镜片具有负屈光度，第三镜片具有正屈光度，第四镜片具有屈光度，第五镜片具有屈光度，第五镜片物侧表面为反曲形状，中心部位向物面方向凸起，第五镜片的边缘部位，全都往物面方向弯曲，其形状为阿拉伯数字“3”，第六镜片具有屈光度，第七镜片具有屈光度，该光学成像系统可以很好地解决杂光问题、大大降低了摄像头模组对面型误差、偏心、同心度以及倾斜度误差的公差敏感度，提高摄像头模组的良品率。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学成像系统，且特别涉及一种应用于电子产品上的小型化光学成像系统。
背景技术
目前新近推出市场的智能手机，一直在后置拍照摄像头上进行不断升级。手机摄像头在短短的几年时间内正在经历着从6M→8M→13M→16M→24M→48M→64M→108M，后置像素几乎呈现一年一升级趋势。从摄像头行业的供应链渠道得知，一些著名的手机厂家已经计划在未来两年内将216M像素的列入开发议程。各手机厂商通过对摄像头像素的持续升级、以及摄像头功能的增加对来赢得市场。
为了获得手机摄像头像素的不断升级，目前手机摄像头技术的一大变化，是采用了数码相机上使用的更大尺寸的CMOS来提升画质。1/1.7英寸级的CMOS如今成为手机摄像头传感器的新选择。而更多手机也用上了1/2.3英寸级的传感器。这些传统卡片DC相机使用的传感器，已经成为了新一代拍照手机的选择。显然，手机已经开始在从硬件参数上来淘汰传统数码相机了。
由于像素数量及分辨率的要求不断提高，目前所有2千万像素以上的智能手机摄像头的顶级规格一般为六片式非球面镜片的手机摄像头，六片式非球面镜片的手机摄像头己延用多年，但其一般只能用于24M以下的手机摄像头，而更高像素的手机摄像头，由于传感器面板尺寸的以及视场的增大，已经很难满足要求，这就要求采用七片式非球面镜片的手机摄像头或者更多片数的塑料非球面手机摄像头。随着多镜头及七片式非球面镜片的手机摄像头应用的扩大，未来智能手机即将引爆摄像头的新需求。
目前各著名的手机厂家都有三镜头或是多镜头的方案，同时也在讨论引入七片式非球面镜片的手机摄像头。三镜头中，每个单镜头都规格都蛮高，未来三镜头也可能看到一个或是两个七片式非球面镜片的手机摄像头。
就七片式非球面镜片的手机摄像头而言，其规格更高、可以达到更好的成像品质，但同时对光学设计、镜片的超精密加工、装配精度、以及最后组装的良品率都提出了巨大的挑战。首先是七片式非球面镜片的手机摄像头，由于每一片都是塑料非球面，其对镜片的面型误差、同心度、倾斜度、装配误差的要求都非常严格。首先是镜片的面型误差和亚斯，一般要求在1个牛顿环(即面型误差大概为0.3微米)以内，镜片本身和镜片之间的装配误差，一般要求在2微米以内，镜片两个面的同心度以及镜片之间的同心度也要求在1微米以内，这样才能保证传感器上的成像清晰。同时，由于采用了七片的塑料非球面，手机摄像头整体的透过率也降低了很多，一般不超过70％；另外由于手机摄像头的片数更多了，每个表面之间的菲涅尔部分反射也多了起来，杂光或者鬼影问题会比以往六片及五片的摄像头更加严重，这就要求摄像头的每个镜片都必须镀上增透膜，才能改善透过率以及杂光的问题。
近年来，出现了对七片式的手机摄像头的设计，例如中国台湾地区专利TW201403166A，其解决了大视场(视场角大于80度)、大面板传感器的问题，可以得到清晰的成像。但是这些结构也存在一些问题，第六镜片160的第二面162，其中心部位太凸，镜片的中心厚度超过了镜片边缘厚度的两倍，其会导致该面162对面型误差、偏心、同心度、以及倾斜度误差都十分敏感。还有镜片的厚薄不均容易导致镜片在注塑脱模的过程中，产生XY方向面型误差不均衡的亚斯现象，导致摄像头拍照的时候产生模糊及重影，降低了摄像头的良品率，另一个主要的问题是第六镜片160的第二面162中间凸出部位的部分反射会导致杂光和鬼影，迎着强光照射的情况下，像面0.707视场以内的位置容易产生不可消除的杂光，解决的办法只有通过在镜片的表面镀上透过率高的增透膜，才能一定程度上改善杂光的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种光学成像系统可以很好地解决杂光问题、大大降低了摄像头模组对面型误差、偏心、同心度以及倾斜度误差的公差敏感度，提高摄像头模组的良品率。
为实现上述目的，本发明提供了一种光学成像系统，所述光学成像系统为七片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、红外滤波片和图像传感器，所述第一镜片，其具有正屈光度，所述第二镜片，其具有负屈光度，所述第三镜片，其具有正屈光度，所述第四镜片，其具有屈光度，所述第五镜片，其具有屈光度，所述第五镜片具有第五镜片物侧表面和第五镜片像侧表面，所述第五镜片物侧表面为反曲形状，中心部位向物面方向凸起，中心部位与边缘部位之间的区域往像面方向弯曲，所述第五镜片的边缘部位，全都往物面方向弯曲，其形状为阿拉伯数字“3”，所述第六镜片，其具有屈光度，所述第六镜片具有第六镜片物侧表面和第六镜片像侧表面，所述第六镜片物侧表面中心部位向物面方向凸起，所述第六镜片像侧表面中心部位向像面方向凸起，所述第七镜片，其具有屈光度，所述第七镜片具有第七镜片物侧表面和第七镜片像侧表面，所述第七镜片物侧表面中心部位向镜片内部凹下，所述第七镜片像侧表面中心部位向镜片内部凹下。
作为优选的，所述第四镜片、第五镜片和第六镜片的边缘厚度与中心厚度比值为：0.2＜DT/DC＜4。
作为优选的，所述光学成像系统的组合焦距的范围为：3.65mm＜f＜7.5mm，其像面对角线尺寸大于6.4mm。
作为优选的，所述第一镜片具有第一镜片物侧表面和第一镜片像侧表面，所述第一镜片物侧表面和第一镜片像侧表面都往像面方向弯曲，所述第一镜片的焦距f1与光学成像系统的组合焦距f的比值为所述第一镜片为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50。
作为优选的，所述第二镜片的中心厚度比边缘厚度薄，所述第二镜片的焦距f2与光学成像系统的组合焦距f的比值为所述第二镜片为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.6，其色散系数vd＜30。
作为优选的，所述第三镜片的焦距f3与光学成像系统的组合焦距f的比值为所述第三镜片为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50。
作为优选的，所述第四镜片具有第四镜片物侧表面和第四镜片像侧表面，所述第四镜片物侧表面往物面方向弯曲，所述第四镜片的焦距f4与光学成像系统的组合焦距f的比值为所述第四镜片为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.6，其色散系数vd＜30。
作为优选的，所述第五镜片具有第五镜片物侧表面和第五镜片像侧表面，所述第五镜片物侧表面的曲面设计的比较平缓，其矢高与光学净孔径的比值小于0.2，即其曲率半径R251与光学成像系统的组合焦距f的比值为所述第五镜片的焦距f5与光学成像系统的组合焦距f的比值为
作为优选的，所述第六镜片的焦距f6与光学成像系统的组合焦距f的比值为
作为优选的，所述第七镜片中间较薄，从中间到边缘慢慢变厚，然后再变薄，所述第七镜片的最厚与最薄部位的比值小于3，所述第七镜片物侧表面和第七镜片像侧表面都比较平缓、矢高与口径的比值都小于0.2，即和
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明设有光学成像系统，所述光学成像系统为七片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、红外滤波片和图像传感器，所述第一镜片，其具有正屈光度，所述第二镜片，其具有负屈光度，所述第三镜片，其具有正屈光度，所述第四镜片，其具有屈光度，所述第五镜片，其具有屈光度，所述第五镜片具有第五镜片物侧表面和第五镜片像侧表面，所述第五镜片物侧表面为反曲形状，中心部位向物面方向凸起，中心部位与边缘部位之间的区域往像面方向弯曲，所述第五镜片的边缘部位，全都往物面方向弯曲，其形状为阿拉伯数字“3”，所述第六镜片，其具有屈光度，所述第六镜片具有第六镜片物侧表面和第六镜片像侧表面，所述第六镜片物侧表面中心部位向物面方向凸起，所述第六镜片像侧表面中心部位向像面方向凸起，所述第七镜片，其具有屈光度，所述第七镜片具有第七镜片物侧表面和第，七镜片像侧表面，所述第七镜片物侧表面中心部位向镜片内部凹下，所述第七镜片像侧表面中心部位向镜片内部凹下，该光学成像系统将第五镜片设计成反曲形状，可以分担一部分第六镜片的屈光度，从而可以将第六镜片进行减薄，该光学成像系统可以使第四镜片、第五镜片和第六镜片的边缘厚度与中心厚度比值都可以控制到0.5＜DT/DC＜2以内，同时电控制了第七镜片的厚薄比，并可以改善由于大传感器尺寸所造成的像面弯曲问题，该光学成像系统可以很好地解决杂光问题、大大降低了摄像头模组对面型误差、偏心、同心度以及倾斜度误差的公差敏感度，提高摄像头模组的良品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是专利TW201403166A提出的一种七片式光学成像系统的剖面图；
图2是本发明实施例一一种光学成像系统的剖视图；
图3是本发明实施例一一种光学成像系统的第一镜片的剖视图；
图4是本发明实施例一一种光学成像系统的第二镜片的剖视图；
图5是本发明实施例一一种光学成像系统的第三镜片的剖视图；
图6是本发明实施例一一种光学成像系统的第四镜片的剖视图；
图7是本发明实施例一一种光学成像系统的第五镜片的剖视图；
图8是本发明实施例一一种光学成像系统的第六镜片的剖视图；
图9是本发明实施例一一种光学成像系统的第七镜片的剖视图；
图10是本发明实施例一一种光学成像系统的光路图；
图11是本发明实施例一一种光学成像系统的调制传递函数MTF曲线；
图12是本发明实施例一一种光学成像系统的MTF-焦深曲线；
图13是本发明实施例一一种光学成像系统的点列图；
图14是本发明实施例一一种光学成像系统的场曲及F-Tan(θ)畸变；
图15是本发明实施例二一种光学成像系统的剖视图；
图16是本发明实施例二一种光学成像系统的第一镜片的剖视图；
图17是本发明实施例二一种光学成像系统的第二镜片的剖视图；
图18是本发明实施例二一种光学成像系统的第三镜片的剖视图；
图19是本发明实施例二一种光学成像系统的第四镜片的剖视图；
图20是本发明实施例二一种光学成像系统的第五镜片的剖视图；
图21是本发明实施例二一种光学成像系统的第六镜片的剖视图；
图22是本发明实施例二一种光学成像系统的第七镜片的剖视图；
图23是本发明实施例二一种光学成像系统的光路图；
图24是本发明实施例二一种光学成像系统的点列图；
图25是本发明实施例二一种光学成像系统的场曲及F-Tan(θ)畸变；
图26是本发明实施例三一种光学成像系统的剖视图；
图27是本发明实施例三一种光学成像系统的第一镜片的剖视图；
图28是本发明实施例三一种光学成像系统的第二镜片和第三镜片的剖视图；
图29是本发明实施例三一种光学成像系统的第四镜片的剖视图；
图30是本发明实施例三一种光学成像系统的第五镜片的剖视图；
图31是本发明实施例三一种光学成像系统的第六镜片的剖视图；
图32是本发明实施例三一种光学成像系统的第七镜片的剖视图；
图33是本发明实施例三一种光学成像系统的光路图；
图34是本发明实施例三一种光学成像系统的点列图；
图35是本发明实施例三一种光学成像系统的场曲及F-Tan(θ)畸变。
在图中包括有：
2-光学成像系统、21-第一镜片、22-第二镜片、23-第三镜片、24-第四镜片、25-第五镜片、26-第六镜片、27-第七镜片、28-红外滤波片、29-图像传感器、211-第一镜片物侧表面、212-第一镜片像侧表面、221-第二镜片物侧表面、222-第二镜片像侧表面、231-第三镜片物侧表面、232-第三镜片像侧表面、241-第四镜片物侧表面、242-第四镜片像侧表面、251-第五镜片物侧表面、252-第五镜片像侧表面、261-第六镜片物侧表面、262-第六镜片像侧表面、271-第七镜片物侧表面、272-第七镜片像侧表面、281-红外滤波片物侧表面、282-红外滤波片像侧表面、291-像面。
具体实施方式
下面将结合本发明本实施方式中的附图，对本发明本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本实施方式是本发明的一种实施方式，而不是全部的本实施方式。基于本发明中的本实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他本实施方式，部属于本发明保护的范围。
实施例一
请参考图2至图9，本实施例一提供了一种光学成像系统，所述光学成像系统2为七片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片21、第二镜片22、第三镜片23、第四镜片24、第五镜片25、第六镜片26、第七镜片27、红外滤波片28和图像传感器29，其孔径光阑位于第一镜片物侧表面211上。
所述光学成像系统2的组合焦距的范围为：3.65mm＜f＜7.5mm，其像面对角线尺寸大于6.4mm，本实施例一优选该光学成像系统2的组合焦距为：f＝3.827817451978569mm。
所述第一镜片21的剖视图如图3所示，其具有正屈光度，所述第一镜片21具有第一镜片物侧表面211和第一镜片像侧表面212，所述第一镜片物侧表面211和第一镜片像侧表面212都往像面方向弯曲，所述第一镜片21的焦距f1与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第一镜片21为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50。
所述第二镜片22的剖视图如图4所示，其具有负屈光度，所述第二镜片22的中心厚度比边缘厚度薄，所述第二镜片22具有第二镜片物侧表面221和第二镜片像侧表面222，所述第二镜片物侧表面221稍微具有反曲，所述第二镜片物侧表面221的中心部位往像面方向弯曲，而边缘部位则稍微往物侧方向弯曲；所述第二镜片像侧表面222往像面方向弯曲，所述第二镜片22的焦距f2与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第二镜片22为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.6，其色散系数vd＜30。
所述第三镜片23的剖视图如图5所示，其具有正屈光度，所述第三镜片23具有第三镜片物侧表面231和第三镜片像侧表面232，所述第三镜片物侧表面231往像面方向弯曲，第三镜片像侧表面232往物面方向弯曲，所述第三镜片23的焦距f3与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第三镜片23为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50。
所述第四镜片24的剖视图如图6所示，其具有屈光度，所述第四镜片24具有第四镜片物侧表面241和第四镜片像侧表面242，所述第四镜片物侧表面241和第四镜片像侧表面242都往物面方向弯曲，所述第四镜片24的焦距f4与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第四镜片24为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.6，其色散系数vd＜30。
所述第五镜片25的剖视图如图7所示，其具有屈光度，所述第五镜片25具有第五镜片物侧表面251和第五镜片像侧表面252，所述第五镜片物侧表面251为反曲形状，中心部位向物面方向凸起，中心部位与边缘部位之间的区域往像面方向弯曲，所述第五镜片物侧表面251和第五镜片像侧表面252的边缘部位，全都往物面方向弯曲，其形状为阿拉伯数字“3”，通过对第五镜片25的反曲形设计，使其可以分担一部分第六镜片26的屈光度，从而可以将第六镜片26的厚度进行减薄设计，所述第五镜片物侧表面251的曲面设计的比较平缓，其矢高与光学净孔径的比值小于0.2，即所述第五镜片物侧表面251，其曲率半径R251与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第五镜片25的焦距f5与光学成像系统2的组合焦距f的比值为
所述第六镜片26的剖视图如图8所示，其具有屈光度，所述第六镜片26具有第六镜片物侧表面261和第六镜片像侧表面262，所述第六镜片物侧表面261稍微具有反曲形状，其中心部位往像面方向弯曲，向物面方向凸起，而边缘部位则往物面方向弯曲，所述第六镜片像侧表面262往物面方向弯曲，向像面方向凸起，所述第六镜片26的焦距f6与光学成像系统2的组合焦距f的比值为
所述第七镜片27的剖视图如图9所示，其具有屈光度，所述第七镜片27中间较薄，从中间到边缘慢慢变厚，然后再变薄，所述第七镜片27的最厚与最薄部位的比值小于3，所述第七镜片27具有第七镜片物侧表面271和第七镜片像侧表面272，所述第七镜片物侧表面271的中心部位往物面方向弯曲，向镜片内部凹下，边缘部位则往像面方向弯曲，所述第七镜片像侧表面272的中心部位往像面方向弯曲，向镜片内部凹下，边缘部位则往物面方向弯曲，所述第七镜片物侧表面271和第七镜片像侧表面272都比较平缓、矢高与口径的比值都小于0.2，即和
本实施例一提出的七片式非球面结构的光学成像系统2，将第五镜片25设计成反曲形状，可以分担一部分第六镜片26的屈光度，从而可以将第六镜片26进行减薄，该光学成像系统2可以使第四镜片24、第五镜片25和第六镜片26的边缘厚度与中心厚度比值都可以控制到0.2＜DT/DC＜4以内，同时也控制了第七镜片27的厚薄比，并可以改善由于大传感器尺寸所造成的像面弯曲问题，该光学成像系统2可以很好地解决杂光问题、大大降低了摄像头模组对面型误差、偏心、同心度以及倾斜度误差的公差敏感度，提高摄像头模组的良品率。
本实施例一光学成像系统2中的镜片光路参数，包括曲率半径、厚度、折射率nd、阿贝系数Vd、净口径、圆锥系数以及每个镜片的焦距如表格1所示。
所述第一镜片21具有正屈光度，所述第一镜片21为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例一中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为5.6502358mm。
所述第二镜片22具有负屈光度，所述第二镜片22为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.60，其色散系数vd＜30，本实施例一中优选其折射率nd＝1.661319，阿贝系数vd＝20.374576，焦距为-12.584821mm。
所述第三镜片23具有正屈光度，所述第三镜片23为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例一中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为6.4870885mm。
所述第四镜片24具有屈光度，所述第四镜片24为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.60，其色散系数vd＜30，本实施例一中优选其折射率nd＝1.661319，阿贝系数vd＝20.374576，焦距为-5.3258553mm。
所述第五镜片25具有屈光度，所述第五镜片25为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例一中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为3.7967055mm。
所述第六镜片26具有屈光度，所述第六镜片26为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.60，其色散系数vd＜30，本实施例一中优选其折射率nd＝1.661319，阿贝系数vd＝20.374576，焦距为5.3048433mm。
所述第七镜片27具有屈光度，所述第七镜片27为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例一中优选其折射率nd＝1.544919，阿贝系数vd＝55.929938，焦距为-2.4182302mm。
表格1本实施例一光学成像系统2中的镜片光路参数：
本实施例一光学成像系统2中每一个镜面的非球面系数，从二次项系数a1到十六次项系数a8的各项非球面系数，如表格2所示。所述的非球面，其表达式如下式所示：
其中z为矢高(SAG)；c为曲率，其为曲率半径的倒数；r为非球面口径的半径；a1、a2、a3………为各项非球面系数。
表格2本实施例一光学成像系统2中每一个镜面的非球面系数：
本实施例一光学成像系统2的光路图，如图10所示，其MTF曲线如图11所示，在110线对的位置，其中心视场的调制传递函数超过了0.82，边缘1视场的最差的调制传递函数也超过了0.55，其他视场的调制传递函数都在0.6以上。其MTF-焦深曲线如图12所示，其焦点位置的MTF都比较集中，几乎没有由于场曲引起的焦点偏移，其点列图如图13所示，中心视场最小均方根的点列图大小为1微米左右，其场曲及畸变的曲线图如图14所示，其F-Tan(θ)控制在1.5％以内，设计结果达到预期目标，同时由于第四镜片24、第五镜片25和第六镜片26都设计得比较平缓，第六镜片像侧表面262也没有特别凸出的部分，大大改善了镜片的公差敏感度，同时也解决了杂光的问题，提高了摄像头的良品率。
实施例二
请参考图15至图22，本实施例二提供了一种光学成像系统，所述光学成像系统2为七片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片21、第二镜片22、第三镜片23、第四镜片24、第五镜片25、第六镜片26、第七镜片27、红外滤波片28和图像传感器29，其孔径光阑位于第一镜片像侧表面212上。
本实施例二提供的一种光学成像系统2，其剖视图如图15所示，所述光学成像系统2的组合焦距的范围为：3.65mm＜f＜7.5mm，其像面对角线尺寸大于6.4mm，本实施例二优选该光学成像系统2的组合焦距为：f＝4.2878353mm。
所述第一镜片21的剖视图如图16所示，其具有正屈光度，所述第一镜片21具有第一镜片物侧表面211和第一镜片像侧表面212，所述第一镜片物侧表面211和第一镜片像侧表面212都往像面方向弯曲，所述第一镜片21的焦距f1与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第一镜片21为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50。
所述第二镜片22的剖视图如图17所示，其具有负屈光度，所述第二镜片22的中心厚度比边缘厚度薄，所述第二镜片22具有第二镜片物侧表面221和第二镜片像侧表面222，所述第二镜片物侧表面221往像面方向弯曲，所述第二镜片像侧表面222也往像面方向弯曲，所述第二镜片22的焦距f2与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第二镜片22为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.6，其色散系数vd＜30。
所述第三镜片23的剖视图如图18所示，其具有正屈光度，所述第三镜片23具有第三镜片物侧表面231和第三镜片像侧表面232，所述第三镜片物侧表面231稍微具有反曲形状，其中心部位往像面方向弯曲，而边缘部位往物侧方向弯曲，第三镜片像侧表面232往物面方向弯曲，所述第三镜片23的焦距f3与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第三镜片23为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50。
所述第四镜片24的剖视图如图19所示，其具有屈光度，所述第四镜片24具有第四镜片物侧表面241和第四镜片像侧表面242，所述第四镜片物侧表面241和第四镜片像侧表面242都往物面方向弯曲，所述第四镜片24的焦距f4与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第四镜片24为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.6，其色散系数vd＜30。
所述第五镜片25的剖视图如图20所示，其具有屈光度，所述第五镜片25具有第五镜片物侧表面251和第五镜片像侧表面252，所述第五镜片物侧表面251为反曲形状，中心部位向物面方向凸起，中心部位与边缘部位之间的区域往像面方向弯曲，所述第五镜片物侧表面251和第五镜片像侧表面252的边缘部位，全都往物面方向弯曲，其形状为阿拉伯数字“3”，通过对第五镜片25的反曲形设计，使其可以分担一部分第六镜片26的屈光度，从而可以将第六镜片26的厚度进行减薄设计，所述第五镜片物侧表面251的曲面设计的比较平缓，其矢高与光学净孔径的比值小于0.2，即所述第五镜片物侧表面251，其曲率半径R251与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第五镜片25的焦距f5与光学成像系统2的组合焦距f的比值为
所述第六镜片26的剖视图如图21所示，其具有屈光度，所述第六镜片26具有第六镜片物侧表面261和第六镜片像侧表面262，所述第六镜片物侧表面261稍微具有反曲形状，其中心部位往像面方向弯曲，向物面方向凸起，而边缘部位则往物面方向弯曲，所述第六镜片像侧表面262往物面方向弯曲，向像面方向凸起，所述第六镜片26的焦距f6与光学成像系统2的组合焦距f的比值为
所述第七镜片27的剖视图如图22所示，其具有屈光度，所述第七镜片27中间较薄，从中间到边缘慢慢变厚，然后再变薄，所述第七镜片27的最厚与最薄部位的比值小于3，所述第七镜片27具有第，七镜片物侧表面271和第七镜片像侧表面272，所述第七镜片物侧表面271的中心部位往物面方向弯曲，向镜片内部凹下，边缘部位则往像面方向弯曲，所述第七镜片像侧表面272的中心部位往像面方向弯曲，向镜片内部凹下，边缘部位则往物面方向弯曲，所述第七镜片物侧表面271和第七镜片像侧表面272都比较平缓、矢高与口径的比值都小于0.2，即和
本实施例二提出的七片式非球面结构的光学成像系统2，将第五镜片25设计成反曲形状，可以分担一部分第六镜片26的屈光度，从而可以将第六镜片26进行减薄，该光学成像系统2可以使第四镜片24、第五镜片25和第六镜片26的边缘厚度与中心厚度比值都可以控制到0.2＜DT/DC＜4以内，同时也控制了第七镜片27的厚薄比，并可以改善由于大传感器尺寸所造成的像面弯曲问题，该光学成像系统2可以很好地解决杂光问题、大大降低了摄像头模组对面型误差、偏心、同心度以及倾斜度误差的公差敏感度，提高摄像头模组的良品率。
本实施例二光学成像系统2中的镜片光路参数，包括曲率半径、厚度、折射率nd、阿贝系数Vd、净口径、圆锥系数以及每个镜片的焦距如表格3所示。
所述第一镜片21具有正屈光度，所述第一镜片21为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例二中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为5.7430798mm。
所述第二镜片22具有负屈光度，所述第二镜片22为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.60，其色散系数vd＜30，本实施例二中优选其折射率nd＝1.661319，阿贝系数vd＝20.374576，焦距为-17.3394354mm。
所述第三镜片23具有正屈光度，所述第三镜片23为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例二中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为9.1200987mm。
所述第四镜片24具有屈光度，所述第四镜片24为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.60，其色散系数vd＜30，本实施例二中优选其折射率nd＝1.635517，阿贝系数vd＝23.971841，焦距为-10.2106903mm。
所述第五镜片25具有屈光度，所述第五镜片25为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.60，其色散系数vd＜30，本实施例二中优选其折射率nd＝1.671371，阿贝系数vd＝19.244900，焦距为-65.7029839mm。
所述第六镜片26具有屈光度，所述第六镜片26为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例二中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为2.6088521mm。
所述第七镜片27具有屈光度，所述第七镜片27为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例二中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为-2.2351735mm。
表格3本实施例二光学成像系统2中的镜片光路参数：
本实施例二光学成像系统2中每一个镜面的非球面系数，从二次项系数a1到十六次项系数a8的各项非球面系数，如表格4所示。所述的非球面，其表达式如下式所示：
其中z为矢高(SAG)；c为曲率，其为曲率半径的倒数；r为非球面口径的半径；a1、a2、a3………为各项非球面系数。
表格4本实施例二光学成像系统2中每一个镜面的非球面系数：
本实施例二光学成像系统2的光路图，如图23所示，其点列图如图24所示，中心视场最小均方根的点列图大小为1微米左右，其场曲及畸变的曲线图如图25所示，其F-Tan(θ)控制在1.5％以内，设计结果达到预期目标，同时由于第四镜片24、第五镜片25和第六镜片26都设计得比较平缓，第六镜片像侧表面262也没有特别凸出的部分，中心最厚部位比边缘最薄的部位，厚度不超过2倍，大大改善了镜片的公差敏感度，同时也解决了杂光的问题，提高了摄像头的良品率。
实施例三
请参考图26至图32，本实施例三提供了一种光学成像系统，所述光学成像系统2为七片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片21、第二镜片22、第三镜片23、第四镜片24、第五镜片25、第六镜片26、第七镜片27、红外滤波片28和图像传感器29，其中第二镜片22与第三镜片23胶合成一体，通过加拿大胶进行胶合，其孔径光阑位于第一镜片像侧表面212上。
本实施例三提供的一种光学成像系统2，其剖视图如图26所示，所述光学成像系统2的组合焦距的范围为：3.65mm＜f＜7.5mm，其像面对角线尺寸大于6.4mm，本实施例一优选该光学成像系统2的组合焦距为：f＝3.8186254mm。
所述第一镜片21的剖视图如图27所示，其具有正屈光度，所述第一镜片21具有第一镜片物侧表面211和第一镜片像侧表面212，所述第一镜片物侧表面211和第一镜片像侧表面212都往像面方向弯曲，所述第一镜片21的焦距f1与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第一镜片21为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50。
所述第二镜片22与第三镜片23胶合在一起，组合成一组非球面胶合透镜，其剖面图如图28所示，所述第二镜片22具有负屈光度，所述第二镜片22的中心厚度比边缘厚度薄，所述第二镜片22具有第二镜片物侧表面221和第二镜片像侧表面222，所述第二镜片物侧表面221稍微具有反曲，所述第二镜片物侧表面221的中心部位往像面方向弯曲，而边缘部位则稍微往物侧方向弯曲；所述第二镜片像侧表面222往像面方向弯曲，所述第二镜片22的焦距f2与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第二镜片22为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.6，其色散系数vd＜30。
所述第三镜片23具有正屈光度，所述第三镜片23具有第三镜片物侧表面231和第三镜片像侧表面232，所述第三镜片物侧表面231与第二镜片像侧表面222相同，第三镜片物侧表面231与第二镜片像侧表面222具有相同的非球面系数，所述第三镜片物侧表面231往像面方向弯曲，第三镜片物侧表面231与第二镜片像侧表面222通过加拿大胶胶合在一起，第三镜片像侧表面232其往物面方向弯曲，所述第三镜片23的焦距f3与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第三镜片23为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50。
所述第四镜片24的剖视图如图29所示，其具有屈光度，所述第四镜片24具有第四镜片物侧表面241和第四镜片像侧表面242，所述第四镜片物侧表面241和第四镜片像侧表面242都往物面方向弯曲，所述第四镜片24的焦距f4与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第四镜片24为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.6，其色散系数vd＜30。
所述第五镜片25的剖视图如图30所示，其具有屈光度，所述第五镜片25具有第五镜片物侧表面251和第五镜片像侧表面252，所述第五镜片物侧表面251为反曲形状，中心部位向物面方向凸起，中心部位与边缘部位之间的区域往像面方向弯曲，所述第五镜片物侧表面251和第五镜片像侧表面252的边缘部位，全都往物面方向弯曲，其形状为阿拉伯数字“3”，通过对第五镜片25的反曲形设计，使其可以分担一部分第六镜片26的屈光度，从而可以将第六镜片26的厚度进行减薄设计，所述第五镜片物侧表面251的曲面设计的比较平缓，其矢高与光学净孔径的比值小于0.2，即所述第五镜片物侧表面251，其曲率半径R251与光学成像系统2的组合焦距f的比值为所述第五镜片25的焦距f5与光学成像系统2的组合焦距f的比值为
所述第六镜片26的剖视图如图31所示，其具有屈光度，所述第六镜片26具有第六镜片物侧表面261和第六镜片像侧表面262，所述第六镜片物侧表面261稍微具有反曲形状，其中心部位往像面方向弯曲，向物面方向凸起，而边缘部位则往物面方向弯曲，所述第六镜片像侧表面262往物面方向弯曲，向像面方向凸起，所述第六镜片26的焦距f6与光学成像系统2的组合焦距f的比值为
所述第七镜片27的剖视图如图32所示，其具有屈光度，所述第七镜片27中间较薄，从中间到边缘慢慢变厚，然后再变薄，所述第七镜片27的最厚与最薄部位的比值小于3，所述第七镜片27具有第七镜片物侧表面271和第七镜片像侧表面272，所述第七镜片物侧表面271的中心部位往物面方向弯曲，向镜片内部凹下，边缘部位则往像面方向弯曲，所述第七镜片像侧表面272的中心部位往像面方向弯曲，向镜片内部凹下，边缘部位则往物面方向弯曲，所述第七镜片物侧表面271和第，七镜片像侧表面272都比较平缓、矢高与口径的比值都小于0.2，即和
本实施例三提出的七片式非球面结构的光学成像系统2，将第五镜片25设计成反曲形状，可以分担一部分第六镜片26的屈光度，从而可以将第六镜片26进行减薄，该光学成像系统2可以使第四镜片24、第五镜片25和第六镜片26的边缘厚度与中心厚度比值都可以控制到0.2＜DT/DC＜4以内，同时也控制了第七镜片27的厚薄比，并可以改善由于大传感器尺寸所造成的像面弯曲问题，该光学成像系统2可以很好地解决杂光问题、大大降低了摄像头模组对面型误差、偏心、同心度以及倾斜度误差的公差敏感度，提高摄像头模组的良品率。
本实施例三光学成像系统2中的镜片光路参数，包括曲率半径、厚度、折射率nd、阿贝系数Vd、净口径、圆锥系数以及每个镜片的焦距如表格5所示。
所述第一镜片21具有正屈光度，所述第一镜片21为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例三中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为5.3818184mm。
所述第二镜片22具有负屈光度，所述第二镜片22为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.60，其色散系数vd＜30，本实施例三中优选其折射率nd＝1.661319，阿贝系数vd＝20.374576，焦距为-10.7468271mm。
所述第三镜片23具有正屈光度，所述第三镜片23为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例三中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为6.4297160mm。
所述第四镜片24具有屈光度，所述第四镜片24为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.60，其色散系数vd＜30，本实施例三中优选其折射率nd＝1.661319，阿贝系数vd＝20.374576，焦距为-4.7478218mm。
所述第五镜片25具有屈光度，所述第五镜片25为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例三中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为2.9569209mm。
所述第六镜片26具有屈光度，所述第六镜片26为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.60，其色散系数vd＜30，本实施例三中优选其折射率nd＝1.661319，阿贝系数vd＝20.374576，焦距为6.4275854mm。
所述第七镜片27具有屈光度，所述第七镜片27为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50，本实施例三中优选其折射率nd＝1.544502，阿贝系数vd＝55.986991，焦距为-2.3091884mm。
表格5本实施例三光学成像系统2中的镜片光路参数：
本实施例三光学成像系统2中每一个镜面的非球面系数，从二次项系数a1到十六次项系数a8的各项非球面系数，如表格6所示。所述的非球面，其表达式如下式所示：
其中z为矢高(SAG)；c为曲率，其为曲率半径的倒数；r为非球面口径的半径；a1、a2、a3………为各项非球面系数。
表格6本实施例三光学成像系统2中每一个镜面的非球面系数：
本实施例三光学成像系统2的光路图，如图33所示，其点列图如图34所示，中心视场最小均方根的点列图大小为1.5微米左右，其场曲及畸变的曲线图如图35所示，其F-Tan(θ)控制在1.5％以内，设计结果达到预期目标，同时由于第四镜片24、第五镜片25和第六镜片26都设计得比较平缓，第六镜片像侧表面262也没有特别凸出的部分，中心最厚部位比边缘最薄的部位，厚度不超过2倍，大大改善了镜片的公差敏感度，同时电解决了杂光的问题，提高了摄像头的良品率。
Claims (8)
1.一种光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统(2)为七片式非球面结构，包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片(21)、第二镜片(22)、第三镜片(23)、第四镜片(24)、第五镜片(25)、第六镜片(26)、第七镜片(27)、红外滤波片(28)和图像传感器(29)，
第一镜片(21)具有正屈光率；所述第一镜片(21)具有第一镜片物侧表面(211)和第一镜片像侧表面(212)，所述第一镜片物侧表面(211)和第一镜片像侧表面(212)都往像面方向弯曲；第二镜片(22)具有负屈光率；所述第二镜片(22)的中心厚度比边缘厚度薄，所述第二镜片(22)具有第二镜片物侧表面(221)和第二镜片像侧表面(222)，所述第二镜片物侧表面(221)的中心部位往像面方向弯曲，所述第二镜片像侧表面(222)往像面方向弯曲；第三镜片(23)具有正屈光率；所述第三镜片(23)具有第三镜片物侧表面(231)和第三镜片像侧表面(232)，所述第三镜片物侧表面(231)的中心部位往像面方向弯曲，第三镜片像侧表面(232)往物面方向弯曲；第四镜片(24)具有负屈光率；所述第四镜片(24)具有第四镜片物侧表面(241)和第四镜片像侧表面(242)，所述第四镜片物侧表面(241)和第四镜片像侧表面(242)都往物面方向弯曲；所述第五镜片(25)具有屈光度，所述第五镜片(25)具有第五镜片物侧表面(251)和第五镜片像侧表面(252)，所述第五镜片物侧表面(251)为反曲形状，中心部位向物面方向凸起，中心部位与边缘部位之间的区域往像面方向弯曲，所述第五镜片物侧表面(251)和第五镜片像侧表面(252)的边缘部位，全都往物面方向弯曲，其形状为阿拉伯数字“3”；第六镜片(26)具有正屈光率，所述第六镜片(26)具有第六镜片物侧表面(261)和第六镜片像侧表面(262)，所述第六镜片物侧表面(261)具有反曲形状，其中心部位往像面方向弯曲，向物面方向凸起，而边缘部位则往物面方向弯曲，所述第六镜片像侧表面(262)往物面方向弯曲，向像面方向凸起；第七镜片(27)具有负屈光率，所述第七镜片(27)中间较薄，从中间到边缘慢慢变厚，然后再变薄，所述第七镜片(27)的最厚与最薄部位的比值小于3，所述第七镜片(27)具有第七镜片物侧表面(271)和第七镜片像侧表面(272)，所述第七镜片物侧表面(271)的中心部位往物面方向弯曲，向镜片内部凹下，边缘部位则往像面方向弯曲，所述第七镜片像侧表面(272)的中心部位往像面方向弯曲，向镜片内部凹下，边缘部位则往物面方向弯曲；
所述第四镜片(24)、第五镜片(25)和第六镜片(26)的边缘厚度与中心厚度比值为：0.2＜DT/DC＜4；
所述第七镜片物侧表面(271)和第七镜片像侧表面(272)的矢高与口径的比值都小于0.2。
2.根据权利要求1所述的一种光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统(2)的组合焦距的范围为：3.8186254mm＜f＜4.2878353mm，其像面对角线尺寸大于6.4mm。
3.根据权利要求1所述的一种光学成像系统，其特征在于，所述第一镜片(21)具有第一镜片物侧表面(211)和第一镜片像侧表面(212)，所述第一镜片物侧表面(211)和第一镜片像侧表面(212)都往像面方向弯曲，所述第一镜片(21)的焦距f1与光学成像系统(2)的组合焦距f的比值为所述第一镜片(21)为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50。
4.根据权利要求1所述的一种光学成像系统，其特征在于，所述第二镜片(22)的中心厚度比边缘厚度薄，所述第二镜片(22)的焦距f2与光学成像系统(2)的组合焦距f的比值为所述第二镜片(22)为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.6，其色散系数vd＜30。
5.根据权利要求1所述的一种光学成像系统，其特征在于，所述第三镜片(23)的焦距f3与光学成像系统(2)的组合焦距f的比值为所述第三镜片(23)为低折射率、高色散系数的光学材料构件，其折射率nd＜1.58，其色散系数vd＞50。
6.根据权利要求1所述的一种光学成像系统，其特征在于，所述第四镜片(24)具有第四镜片物侧表面(241)和第四镜片像侧表面(242)，所述第四镜片物侧表面(241)往物面方向弯曲，所述第四镜片(24)的焦距f4与光学成像系统(2)的组合焦距f的比值为所述第四镜片(24)为高折射率、低色散系数的光学材料构件，其折射率nd＞1.6，其色散系数vd＜30。
7.根据权利要求1所述的一种光学成像系统，其特征在于，所述第五镜片(25)具有第五镜片物侧表面(251)和第五镜片像侧表面(252)，所述第五镜片物侧表面(251)的矢高与光学净孔径的比值小于0.2，其曲率半径R251与光学成像系统(2)的组合焦距f的比值为所述第五镜片(25)的焦距f5与光学成像系统(2)的组合焦距f的比值为
8.根据权利要求1所述的一种光学成像系统，其特征在于，所述第六镜片(26)的焦距f6与光学成像系统(2)的组合焦距f的比值为
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