光学成像系统、成像模组以及手机的制作方法

1.本发明涉及光学成像技术领域，特别是涉及一种光学成像系统、成像模组以及手机。


背景技术：

2.随着人工智能技术的发展，人们的日常生活以及工作学习的场所中，越来越多的智能机器在协助完成，提高了完成各类事务任务的效率，其中，智能安全设备也成为主要智能安防发展的方向，使得人们的人身以及财产得以保证安全，对于进入家中或者工作场所的身份识别，采用屏下指纹镜头的身份安全识别器越来越受到用户的青睐，尤其是在手机屏下指纹使用方面，已然成为手机屏幕身份识别的主流趋势。
3.然而，传统的屏下指纹镜头的内部结构复杂，使得屏下指纹镜头的整体体积较大，而且，还会导致图像色彩失真较为严重，直接影响成像品质。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种提高成像的相对照度的光学成像系统、成像模组以及手机。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种光学成像系统，沿光轴从物侧至像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的像侧面于光轴处为凹面；光阑；具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面于光轴处为凸面；以及成像面；所述光学成像系统满足以下关系式：5《(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)《17；其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。
7.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：0《f
×
ag23min《0.1；其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，ag23min表示所述第二透镜与所述第三透镜之间的最小间距。
8.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：0.8《dm22/dm31《1.1；其中，dm22表示所述第二透镜像侧面的有效半径；dm31表示所述第三透镜物侧面的有效半径。
9.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：-0.5《f/r12《0；其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，r12所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
10.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：-60.6《r12《-0.19。
11.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：1.0《σct/σag《1.7；其中，σct表示所述光学成像系统中所有透镜的中心厚度总和，σag表示所述光学成像系统中所有透镜之间的空气间隔厚度总和。
12.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：0.13《ct3/ttl《0.25；其中，ct3表示所述第三透镜的中心厚度，ttl表示所述光学成像系统的总长。
13.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：1.998mm《ttl《2.299mm。
14.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：0.5《sag12
×
n2《0.8；其中，sag12表示所述第一透镜的像侧面在光轴上的交点与所述第一透镜的最大有效半径位置在光轴上的垂直投影点之间的距离，n2表示所述第二透镜的折射率。
15.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：-7《tan(hfov)《-2；其中，hfov表示所述光学系统的成像面上的图像的水平视场角。
16.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还包括红外截止滤光片，所述红外截止滤光片位于所述第三透镜与所述成像面之间。
17.一种成像模组，包括感光件以及上述任一实施例所述的光学成像系统，所述感光件位于所述光学系统的像侧。
18.一种手机，包括上述实施例所述的成像模组。
19.与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
20.通过对第二透镜的像侧面以及第三透镜的物侧面的形状进行限定，即第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
22.图1为本技术实施例1的光学成像系统的示意图；
23.图2a至图2c分别为实施例1的光学成像系统的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图；
24.图3为本技术实施例2的光学成像系统的示意图；
25.图4a至图4c分别为实施例2的光学成像系统的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图；
26.图5为本技术实施例3的光学成像系统的示意图；
27.图6a至图6c分别为实施例3的光学成像系统的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图；
28.图7为本技术实施例4的光学成像系统的示意图；
29.图8a至图8c分别为实施例4的光学成像系统的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图；
30.图9为本技术实施例5的光学成像系统的示意图；
31.图10a至图10c分别为实施例5的光学成像系统的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图；
32.图11为本技术实施例6的光学成像系统的示意图；
33.图12a至图12c分别为实施例6的光学成像系统的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图；
34.图13为本技术实施例7的光学成像系统的示意图；
35.图14a至图14c分别为实施例7的光学成像系统的像散曲线图、畸变曲线图以及倍率色差曲线图。
具体实施方式
36.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
37.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
39.在本说明书中，物体相对于光学元件所处的一侧空间称为该光学元件的物侧，对应的，物体所成的像相对于光学元件所处的一侧空间称为该光学元件的像侧。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面，每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。并定义物侧至像侧为距离的正向。
40.另外，在下文的描述中，若出现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近光轴处为凸面；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近光轴处为凹面。此处近光轴处是指光轴附近的区域。
41.以下将对本技术的特征、原理和其他方面进行详细描述。
42.请参阅图1，其为本发明实施例的光学成像系统的结构示意图，所述光学成像系统包括四片透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜以及滤光片，四片透镜沿光轴从物侧至像侧依次设置。其中，虚线为光轴所在直线。
43.第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度，有效地减少了渐晕现象。而且，通过设置的四片透镜即形成了光学成像系统的主要成像结构，使得光学成像系统的结构紧凑，减小了光学成像系统的体积，从而降低了光学成像系统的制造成本。
44.在本实施例中，所述光学成像系统满足以下关系式：5《(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)《17；其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)可以是5.331、6.843、8.237、9.421、9.641、
12.284或者16.999。通过对第二透镜的像侧面以及第三透镜的物侧面的形状进行限定，即第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度。而且，光学成像系统用于对指纹的成像，当指部按压在手机屏幕上时，背光模组的光线照射与指部的纹路上，反射后的光线被光学系统接收，并在成像面上形成倾斜的指纹图像，反射光线依次透过第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜以及滤光片，最终使得指部的纹路图像形成于成像面上，通过调整(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的比值，使得在成像面上的图像边缘的清晰度提高，从而提高了成像面上的图像的相对照度，有效地减少了渐晕现象。
45.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：0《f
×
ag23min《0.1；其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，ag23min表示所述第二透镜与所述第三透镜之间的最小间距。在本实施例中，f
×
ag23min可以是0.011、0.032、0.035、0.043、0.045、或者0.099。通过与(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的比值共同作用，即同时满足0《f
×
ag23min《0.1以及5《(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)《17的情况下，借助于第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，进一步提高了成像面上的图像的相对照度，有效地减少了渐晕现象。
46.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：0.8《dm22/dm31《1.1；其中，dm22表示所述第二透镜像侧面的有效半径；dm31表示所述第三透镜物侧面的有效半径。在本实施例中，dm22/dm31可以是0.803、0.904、0.959、0.967、0.994、0.998或者1.098。所述第二透镜像侧面为微凹面，所述第三透镜物侧面为微凸面，即所述第二透镜像侧面的曲率半径以及所述第三透镜物侧面的曲率半径不是为无穷大，而是有一定的弯曲程度，其中，对于所述第二透镜像侧面的有效半径采用dm22进行测量并记录，对于所述第三透镜像侧面的有效半径采用dm31进行测量并记录，并通过对上述两个测量参数进行调整，以便于求取上述两个有效半径的比值。这样，在光阑后置的情况下，通过调整dm22/dm31的比值，使得从所述第二透镜出来的光线经过所述光阑后有更多的光线通过，从而使得所述第三透镜透过的光线能更多地向成像面上的图像边缘靠近，进而使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，进一步提高了成像面上的图像的相对照度，有效地减少了渐晕现象。
47.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：-0.5《f/r12《0；其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，r12所述第一透镜的像侧面的曲率半径。在本实施例中，f/r12可以是-0.363、-0.289、-0.223、-0.212、-0.196、-0.133或者-0.008。通过对第二透镜的像侧面以及第三透镜的物侧面的形状进行限定，即第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度。其中，通过调整f/r12的数值，便于将(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)调整以接近标准值。在另一实施例中，光学成像系统还满足以下关系式：-60.6《r12《-0.19，在第二透镜的规格确定之后，即第二透镜的曲率半径固定，只需通过调整光学成像系统的有效焦距，即调整光学成像系统的光圈，以便于调整f/r12，从而便于调整(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)，进而便于提升成像面上的图像的相对照度，有效地
减少了渐晕现象。
48.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：1.0《σct/σag《1.7；其中，σct表示所述光学成像系统中所有透镜的中心厚度总和，σag表示所述光学成像系统中所有透镜之间的空气间隔厚度总和。在本实施例中，σct/σag可以是1.010、1.203、1.255、1.498、1.499、1.672以及1.758。通过对第二透镜的像侧面以及第三透镜的物侧面的形状进行限定，即第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度。其中，通过调整σct/σag的数值大小，以便于确定光阑在所述第二透镜以及所述第三透镜之间的位置，即在所述第二透镜以及所述第三透镜的规格确定后，即可确定所述光阑后置的具体位置，从而便于通过调整所述第二透镜以及所述第三透镜之间的空气间距以调整所述光学成像系统中所有透镜之间的空气间隔厚度总和，进而便于调整成像面上的图像的相对照度，有助于提高所述光学成像系统所成像的相对照度，有效地减少了渐晕现象。
49.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：0.13《ct3/ttl《0.25；其中，ct3表示所述第三透镜的中心厚度，ttl表示所述光学成像系统的总长。在本实施例中，ct3/ttl可以是0.139、0.179、0.189、0.192、0.195、0.213或者0.249。通过对第二透镜的像侧面以及第三透镜的物侧面的形状进行限定，即第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度。其中，通过调整ct3/ttl的数值，便于将(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)调整以接近标准值，即通过调整所述第三透镜相对于所述光学成像系统的总长的比值，以调整所述光阑在所述第二透镜和所述第三透镜之间的位置，从而便于进一步提高在成像面上的图像的相对照度。在另一实施例中，光学成像系统还满足以下关系式：1.998mm《ttl《2.299mm，在光学成像系统的规格确定之后，即光学成像系统的总长度固定，只需选择对应的第三透镜，即调整第三透镜的中心厚度，以便于调整ct3/ttl，从而便于调整(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)，进而便于提升成像面上的图像的相对照度，有效地减少了渐晕现象。
50.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：0.5《sag12
×
n2《0.8；其中，sag12表示所述第一透镜的像侧面在光轴上的交点与所述第一透镜的最大有效半径位置在光轴上的垂直投影点之间的距离，n2表示所述第二透镜的折射率。在本实施例中，sag12
×
n2可以是0.532、0.568、0.611、0.618、0.703、0.737或者0.797。通过对第二透镜的像侧面以及第三透镜的物侧面的形状进行限定，即第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度。其中，sag12表示所述第一透镜的像侧面在光轴上的交点与所述第一透镜的最大有效半径位置在光轴上的垂直投影点之间的距离，即所述第一透镜的像侧面的沉陷量，使得光线在经过所述第一透镜之后，达到所述第一透镜的像侧面的焦点靠近光轴，便于光线在经过所述第一透镜之后聚集在所述第一透
镜的像侧面，从而便于光线在所述第二透镜的高折射率的作用下，进一步朝向光轴聚集，使得(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)趋近于标准值，其中，(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的标准值对应于成像面上形成的图像边缘的清晰度最高，即此时成像面上的图像的相对照度达到最大，有效地减少了渐晕现象。
51.在其中一个实施例中，所述光学成像系统还满足以下关系式：-7《tan(hfov)《-2；其中，hfov表示所述光学系统的成像面上的图像的水平视场角。在本实施例中，tan(hfov)可以是-6.784、-4.726、-4.151、-3.425、-3.387、-2.550或者-2.142。通过对第二透镜的像侧面以及第三透镜的物侧面的形状进行限定，即第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度。其中，由于所述光阑设置于所述第二透镜和所述第三透镜之间，即所述光阑的位置后置，通过调整所述光阑在其中的位置，即调整所述光阑相对于所述第二透镜和所述第三透镜的间距，也即调整(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的数值大小，便于控制成像面上的图像的水平视场角，而水平视场角对成像面上的图像的边缘亮度较为敏感，使得通过对hfov求取正切值，便于确定成像面上的图像的边缘亮度，从而提升成像面上的图像的相对照度，有效地减少了渐晕现象。
52.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。
53.实施例1
54.以下参照图1至图2c描述本技术实施例1的光学成像系统。
55.图1示出了实施例1的光学成像系统的结构示意图。如图1所示，光学成像系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜l1、第二透镜l2、光阑sto、第三透镜l3、红外截止滤光片l4以及成像面s9，光阑位于第二透镜与第三透镜之间，红外截止滤光片位于第三透镜与成像面之间。
56.第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1和像侧面s2于光轴处均为非球面，而且，第一透镜l1的物侧面s1于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，第一透镜l1的像侧面s2于光轴处为凹面，于圆周处为凹面；
57.第二透镜l2具有负光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为非球面，而且，第二透镜l2的物侧面s3于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为微凹面，即第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为曲率半径接近无穷大的凹面，于圆周处为凹面；
58.第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5和像侧面s6均为非球面，而且，第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为微凸面，即第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为曲率半径接近无穷大的凸面，于圆周处为凹面，第三透镜l3的像侧面s6为凸面，于圆周处为凸面；
59.第二透镜l2的像侧面s4与第三透镜l3的物侧面s5之间设置有光阑sto，以进一步提高光学成像系统的图像边缘的亮度，从而提高光学成像系统的成像相对照度。
60.光学成像系统还包括具有物侧面s7和像侧面s8的红外截止滤光片l4，第三透镜l3的像侧设置有红外截止滤光片l4，即红外截止滤光片l4位于第三透镜l3与成像面s9之间，以便于对光线进行过滤，即红外截止滤光片l4用于将红外光滤除，确保指定波长的光线透过。其中，红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8均为球面，即红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8的曲率半径均为无穷大。
61.表1示出了实施例1的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、折射率以及圆锥系数，其中，第一透镜l1的物侧面至光学成像系统的成像面s9在光轴上的距离、曲率半径以及厚度的单位均为毫米(mm)。
62.表1
[0063][0064]
由表1可知，在本实施例中，第一透镜l1至第三透镜l3均采用塑料非球面透镜，各非球面面型x由以下公式限定：
[0065][0066]
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为表1中曲率半径r的倒数)；k为圆锥系数；ai是非球面的第i阶系数。下表2给出了可用于实施例1中透镜非球面s1至s6的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14以及a16。
[0067]
表2
[0068][0069]
结合表1和表2中的数据可知，实施例1中的微距显微光学成像系统满足：
[0070]
(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)＝12.284，其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。
[0071]f×
ag23min＝0.043，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，ag23min表示所述第二透镜与所述第三透镜之间的最小间距。
[0072]
dm22/dm31＝0.959，其中，dm22表示所述第二透镜像侧面的有效半径；dm31表示所述第三透镜物侧面的有效半径。
[0073]
f/r12＝-0.223，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，r12所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
[0074]
σct/σag＝1.203，其中，σct表示所述光学成像系统中所有透镜的中心厚度总和，σag表示所述光学成像系统中所有透镜之间的空气间隔厚度总和。
[0075]
ct3/ttl＝0.179，其中，ct3表示所述第三透镜的中心厚度，ttl表示所述光学成像系统的总长。
[0076]
sag12
×
n2＝0.568，其中，sag12表示所述第一透镜的像侧面在光轴上的交点与所述第一透镜的最大有效半径位置在光轴上的垂直投影点之间的距离，n2表示所述第二透镜的折射率。
[0077]
tan(hfov)＝-3.387，其中，hfov表示所述光学系统的成像面上的图像的水平视场角。
[0078]
图2a示出了实施例1的光学成像系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图2b示出了实施例1的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变百分比；图2c示出了实施例1的光学成像系统的倍率色差，其分别表示波长为506nm、587nm以及646nm的光线由光学成像系统的放大倍率。根据图2a至图2c可知，对光学成像系统的光阑的位置进行调整，即对(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的数值进行了调整，便于提升在成像面上的图像边缘的亮度，从而提高成像面上的图像的相对照度。
[0079]
实施例2
[0080]
以下参照图3至图4c描述本技术实施例2的光学成像系统。
[0081]
图3示出了实施例2的光学成像系统的结构示意图。如图3所示，光学成像系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜l1、第二透镜l2、光阑sto、第三透镜l3、红外截止滤光片l4以及成像面s9，光阑位于第二透镜与第三透镜之间，红外截止滤光片位于第三透镜与成像面之间。
[0082]
第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1和像侧面s2于光轴处均为非球面，而且，第一透镜l1的物侧面s1于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，第一透镜l1的像侧面s2于光轴处为凹面，于圆周处为凹面；
[0083]
第二透镜l2具有负光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为非球面，而且，第二透镜l2的物侧面s3于光轴处为凸面，于圆周处为凸面，第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为微凹面，即第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为曲率半径接近无穷大的凹面，于圆周处为凹面；
[0084]
第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5和像侧面s6均为非球面，而且，第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为微凸面，即第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为曲率半径接近无穷大的凸面，于圆周处为凹面，第三透镜l3的像侧面s6为凸面，于圆周处为凸面；
[0085]
第二透镜l2的像侧面s4与第三透镜l3的物侧面s5之间设置有光阑sto，以进一步提高光学成像系统的图像边缘的亮度，从而提高光学成像系统的成像相对照度。
[0086]
光学成像系统还包括具有物侧面s7和像侧面s8的红外截止滤光片l4，第三透镜l3的像侧设置有红外截止滤光片l4，即红外截止滤光片l4位于第三透镜l3与成像面s9之间，以便于对光线进行过滤，即红外截止滤光片l4用于将红外光滤除，确保指定波长的光线透过。其中，红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8均为球面，即红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8的曲率半径均为无穷大。
[0087]
表3示出了实施例2的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、折射率以及圆锥系数，其中，第一透镜l1的物侧面至光学成像系统的成像面s9在光轴上的距离、曲
率半径以及厚度的单位均为毫米(mm)。
[0088]
表3
[0089][0090]
由表3可知，在本实施例中，第一透镜l1至第三透镜l3均采用塑料非球面透镜，各非球面面型x由以下公式限定：
[0091][0092]
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为表3中曲率半径r的倒数)；k为圆锥系数；ai是非球面的第i阶系数。下表4给出了可用于实施例2中透镜非球面s1至s6的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14以及a16。
[0093]
表4
[0094][0095]
结合表3和表4中的数据可知，实施例2中的微距显微光学成像系统满足：
[0096]
(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)＝8.237，其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。
[0097]f×
ag23min＝0.099，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，ag23min表示所述第二透镜与所述第三透镜之间的最小间距。
[0098]
dm22/dm31＝0.998，其中，dm22表示所述第二透镜像侧面的有效半径；dm31表示所述第三透镜物侧面的有效半径。
[0099]
f/r12＝-0.00828，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，r12所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
[0100]
σct/σag＝1.01，其中，σct表示所述光学成像系统中所有透镜的中心厚度总和，σag表示所述光学成像系统中所有透镜之间的空气间隔厚度总和。
[0101]
ct3/ttl＝0.139，其中，ct3表示所述第三透镜的中心厚度，ttl表示所述光学成像系统的总长。
[0102]
sag12
×
n2＝0.737，其中，sag12表示所述第一透镜的像侧面在光轴上的交点与所述第一透镜的最大有效半径位置在光轴上的垂直投影点之间的距离，n2表示所述第二透镜的折射率。
[0103]
tan(hfov)＝-6.784，其中，hfov表示所述光学系统的成像面上的图像的水平视场角。
[0104]
图4a示出了实施例2的光学成像系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图4b示出了实施例2的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变百分比；图4c示出了实施例2的光学成像系统的倍率色差，其分别表示波长为506nm、587nm以及646nm的光线由光学成像系统的放大倍率。根据图4a至图4c可知，对光学成像系统的光阑的位置进行调整，即对(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的数值进行了调整，便于提升在成像面上的图像边缘的亮度，从而提高成像面上的图像的相对照度。
[0105]
实施例3
[0106]
以下参照图5至图6c描述本技术实施例3的光学成像系统。
[0107]
图5示出了实施例3的光学成像系统的结构示意图。如图5所示，光学成像系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜l1、第二透镜l2、光阑sto、第三透镜l3、红外截止滤光片l4以及成像面s9，光阑位于第二透镜与第三透镜之间，红外截止滤光片位于第三透镜与成像面之间。
[0108]
第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1和像侧面s2于光轴处均为非球面，而且，第一透镜l1的物侧面s1于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，第一透镜l1的像侧面s2于光轴处为凹面，于圆周处为凹面；
[0109]
第二透镜l2具有负光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为非球面，而且，第二透镜l2的物侧面s3于光轴处为凸面，于圆周处为凸面，第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为微凹面，即第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为曲率半径接近无穷大的凹面，于圆周处为凹面；
[0110]
第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5和像侧面s6均为非球面，而且，第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为微凸面，即第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为曲率半径接近无穷大的凸面，于圆周处为凸面，第三透镜l3的像侧面s6为凸面，于圆周处为凸面；
[0111]
第二透镜l2的像侧面s4与第三透镜l3的物侧面s5之间设置有光阑sto，以进一步提高光学成像系统的图像边缘的亮度，从而提高光学成像系统的成像相对照度。
[0112]
光学成像系统还包括具有物侧面s7和像侧面s8的红外截止滤光片l4，第三透镜l3的像侧设置有红外截止滤光片l4，即红外截止滤光片l4位于第三透镜l3与成像面s9之间，以便于对光线进行过滤，即红外截止滤光片l4用于将红外光滤除，确保指定波长的光线透过。其中，红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8均为球面，即红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8的曲率半径均为无穷大。
[0113]
表5示出了实施例3的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、折射率以及圆锥系数，其中，第一透镜l1的物侧面至光学成像系统的成像面s9在光轴上的距离、曲率半径以及厚度的单位均为毫米(mm)。
[0114]
表5
[0115][0116]
由表5可知，在本实施例中，第一透镜l1至第三透镜l3均采用塑料非球面透镜，各非球面面型x由以下公式限定：
[0117][0118]
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为表5中曲率半径r的倒数)；k为圆锥系数；ai是非球面的第i阶系数。下表6给出了可用于实施例3中透镜非球面s1至s6的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14以及a16。
[0119]
表6
[0120][0121][0122]
结合表5和表6中的数据可知，实施例3中的微距显微光学成像系统满足：
[0123]
(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)＝9.641，其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。
[0124]f×
ag23min＝0.032，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，ag23min表示所
述第二透镜与所述第三透镜之间的最小间距。
[0125]
dm22/dm31＝0.803，其中，dm22表示所述第二透镜像侧面的有效半径；dm31表示所述第三透镜物侧面的有效半径。
[0126]
f/r12＝-0.363，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，r12所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
[0127]
σct/σag＝1.499，其中，σct表示所述光学成像系统中所有透镜的中心厚度总和，σag表示所述光学成像系统中所有透镜之间的空气间隔厚度总和。
[0128]
ct3/ttl＝0.195，其中，ct3表示所述第三透镜的中心厚度，ttl表示所述光学成像系统的总长。
[0129]
sag12
×
n2＝0.611，其中，sag12表示所述第一透镜的像侧面在光轴上的交点与所述第一透镜的最大有效半径位置在光轴上的垂直投影点之间的距离，n2表示所述第二透镜的折射率。
[0130]
tan(hfov)＝-4.151，其中，hfov表示所述光学系统的成像面上的图像的水平视场角。
[0131]
图6a示出了实施例3的光学成像系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图6b示出了实施例3的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变百分比；图6c示出了实施例3的光学成像系统的倍率色差，其分别表示波长为506nm、587nm以及646nm的光线由光学成像系统的放大倍率。根据图6a至图6c可知，对光学成像系统的光阑的位置进行调整，即对(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的数值进行了调整，便于提升在成像面上的图像边缘的亮度，从而提高成像面上的图像的相对照度。
[0132]
实施例4
[0133]
以下参照图7至图8c描述本技术实施例4的光学成像系统。
[0134]
图7示出了实施例4的光学成像系统的结构示意图。如图7所示，光学成像系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜l1、第二透镜l2、光阑sto、第三透镜l3、红外截止滤光片l4以及成像面s9，光阑位于第二透镜与第三透镜之间，红外截止滤光片位于第三透镜与成像面之间。
[0135]
第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1和像侧面s2于光轴处均为非球面，而且，第一透镜l1的物侧面s1于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，第一透镜l1的像侧面s2于光轴处为凹面，于圆周处为凹面；
[0136]
第二透镜l2具有负光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为非球面，而且，第二透镜l2的物侧面s3于光轴处为凸面，于圆周处为凸面，第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为微凹面，即第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为曲率半径接近无穷大的凹面，于圆周处为凹面；
[0137]
第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5和像侧面s6均为非球面，而且，第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为微凸面，即第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为曲率半径接近无穷大的凸面，于圆周处为凸面，第三透镜l3的像侧面s6为凸面，于圆周处为凸面；
[0138]
第二透镜l2的像侧面s4与第三透镜l3的物侧面s5之间设置有光阑sto，以进一步提高光学成像系统的图像边缘的亮度，从而提高光学成像系统的成像相对照度。
[0139]
光学成像系统还包括具有物侧面s7和像侧面s8的红外截止滤光片l4，第三透镜l3的像侧设置有红外截止滤光片l4，即红外截止滤光片l4位于第三透镜l3与成像面s9之间，
以便于对光线进行过滤，即红外截止滤光片l4用于将红外光滤除，确保指定波长的光线透过。其中，红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8均为球面，即红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8的曲率半径均为无穷大。
[0140]
表7示出了实施例4的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、折射率以及圆锥系数，其中，第一透镜l1的物侧面至光学成像系统的成像面s9在光轴上的距离、曲率半径以及厚度的单位均为毫米(mm)。
[0141]
表7
[0142][0143][0144]
由表7可知，在本实施例中，第一透镜l1至第三透镜l3均采用塑料非球面透镜，各非球面面型x由以下公式限定：
[0145][0146]
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为表7中曲率半径r的倒数)；k为圆锥系数；ai是非球面的第i阶系数。下表8给出了可用于实施例4中透镜非球面s1至s6的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14以及a16。
[0147]
表8
[0148][0149]
结合表7和表8中的数据可知，实施例4中的微距显微光学成像系统满足：
[0150]
(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)＝5.331，其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。
[0151]f×
ag23min＝0.011，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，ag23min表示所述第二透镜与所述第三透镜之间的最小间距。
[0152]
dm22/dm31＝0.904，其中，dm22表示所述第二透镜像侧面的有效半径；dm31表示所述第三透镜物侧面的有效半径。
[0153]
f/r12＝-0.133，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，r12所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
[0154]
σct/σag＝1.498，其中，σct表示所述光学成像系统中所有透镜的中心厚度总和，σag表示所述光学成像系统中所有透镜之间的空气间隔厚度总和。
[0155]
ct3/ttl＝0.192，其中，ct3表示所述第三透镜的中心厚度，ttl表示所述光学成像系统的总长。
[0156]
sag12
×
n2＝0.703，其中，sag12表示所述第一透镜的像侧面在光轴上的交点与所述第一透镜的最大有效半径位置在光轴上的垂直投影点之间的距离，n2表示所述第二透镜的折射率。
[0157]
tan(hfov)＝-3.425，其中，hfov表示所述光学系统的成像面上的图像的水平视场角。
[0158]
图8a示出了实施例4的光学成像系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图8b示出了实施例4的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变百分比；图8c示出了实施例4的光学成像系统的倍率色差，其分别表示波长为506nm、587nm以及646nm的光线由光学成像系统的放大倍率。根据图8a至图8c可知，对光学成像系统的光阑的位置进行调整，即对(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的数值进行了调整，便于提升在成像面上的图像边缘的亮度，从而提高成像面上的图像的相对照度。
[0159]
实施例5
[0160]
以下参照图9至图10c描述本技术实施例5的光学成像系统。
[0161]
图9示出了实施例5的光学成像系统的结构示意图。如图9所示，光学成像系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜l1、第二透镜l2、光阑sto、第三透镜l3、红外截止滤光片l4以及成像面s9，光阑位于第二透镜与第三透镜之间，红外截止滤光片位于第三透镜与成像面之间。
[0162]
第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1和像侧面s2于光轴处均为非球面，而且，第一透镜l1的物侧面s1于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，第一透镜l1的像侧面s2于光轴处为凹面，于圆周处为凹面；
[0163]
第二透镜l2具有负光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为非球面，而且，第二透镜l2的物侧面s3于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为微凹面，即第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为曲率半径接近无穷大的凹面，于圆周处为凸面；
[0164]
第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5和像侧面s6均为非球面，而且，第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为微凸面，即第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为曲率半径接近无穷大的凸面，于圆周处为凹面，第三透镜l3的像侧面s6为凸面，于圆周处为凸面；
[0165]
第二透镜l2的像侧面s4与第三透镜l3的物侧面s5之间设置有光阑sto，以进一步
提高光学成像系统的图像边缘的亮度，从而提高光学成像系统的成像相对照度。
[0166]
光学成像系统还包括具有物侧面s7和像侧面s8的红外截止滤光片l4，第三透镜l3的像侧设置有红外截止滤光片l4，即红外截止滤光片l4位于第三透镜l3与成像面s9之间，以便于对光线进行过滤，即红外截止滤光片l4用于将红外光滤除，确保指定波长的光线透过。其中，红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8均为球面，即红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8的曲率半径均为无穷大。
[0167]
表9示出了实施例5的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、折射率以及圆锥系数，其中，第一透镜l1的物侧面至光学成像系统的成像面s9在光轴上的距离、曲率半径以及厚度的单位均为毫米(mm)。
[0168]
表9
[0169][0170]
由表9可知，在本实施例中，第一透镜l1至第三透镜l3均采用塑料非球面透镜，各非球面面型x由以下公式限定:
[0171][0172]
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为表9中曲率半径r的倒数)；k为圆锥系数；ai是非球面的第i阶系数。下表10给出了可用于实施例5中透镜非球面s1至s6的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14以及a16。
[0173]
表10
[0174][0175]
结合表9和表10中的数据可知，实施例5中的微距显微光学成像系统满足：
[0176]
(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)＝16.999，其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。
[0177]f×
ag23min＝0.045，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，ag23min表示所述第二透镜与所述第三透镜之间的最小间距。
[0178]
dm22/dm31＝1.098，其中，dm22表示所述第二透镜像侧面的有效半径；dm31表示所述第三透镜物侧面的有效半径。
[0179]
f/r12＝-0.212，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，r12所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
[0180]
σct/σag＝1.672，其中，σct表示所述光学成像系统中所有透镜的中心厚度总和，σag表示所述光学成像系统中所有透镜之间的空气间隔厚度总和。
[0181]
ct3/ttl＝0.189，其中，ct3表示所述第三透镜的中心厚度，ttl表示所述光学成像系统的总长。
[0182]
sag12
×
n2＝0.618，其中，sag12表示所述第一透镜的像侧面在光轴上的交点与所述第一透镜的最大有效半径位置在光轴上的垂直投影点之间的距离，n2表示所述第二透镜的折射率。
[0183]
tan(hfov)＝-4.726，其中，hfov表示所述光学系统的成像面上的图像的水平视场角。
[0184]
图10a示出了实施例5的光学成像系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图10b示出了实施例5的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变百分比；图10c示出了实施例5的光学成像系统的倍率色差，其分别表示波长为506nm、587nm以及646nm的光线由光学成像系统的放大倍率。根据图10a至图10c可知，对光学成像系统的光阑的位置进行调整，即对(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的数值进行了调整，便于提升在成像面上的图像边缘的亮度，从而提高成像面上的图像的相对照度。
[0185]
实施例6
[0186]
以下参照图11至图12c描述本技术实施例6的光学成像系统。
[0187]
图11示出了实施例6的光学成像系统的结构示意图。如图11所示，光学成像系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜l1、第二透镜l2、光阑sto、第三透镜l3、红外截止滤光片l4以及成像面s9，光阑位于第二透镜与第三透镜之间，红外截止滤光片位于第三透镜与成像面之间。
[0188]
第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1和像侧面s2于光轴处均为非球面，而且，第一透镜l1的物侧面s1于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，第一透镜l1的像侧面s2于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；
[0189]
第二透镜l2具有负光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为非球面，而且，第二透镜l2的物侧面s3于光轴处为凸面，于圆周处为凸面，第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为微凹面，即第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为曲率半径接近无穷大的凹面，于圆周处为凸面；
[0190]
第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5和像侧面s6均为非球面，而且，第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为微凸面，即第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为曲率半径接近无穷大的凸面，于圆周处为凹面，第三透镜l3的像侧面s6为凸面，于圆周处为凹面；
[0191]
第二透镜l2的像侧面s4与第三透镜l3的物侧面s5之间设置有光阑sto，以进一步提高光学成像系统的图像边缘的亮度，从而提高光学成像系统的成像相对照度。
[0192]
光学成像系统还包括具有物侧面s7和像侧面s8的红外截止滤光片l4，第三透镜l3的像侧设置有红外截止滤光片l4，即红外截止滤光片l4位于第三透镜l3与成像面s9之间，以便于对光线进行过滤，即红外截止滤光片l4用于将红外光滤除，确保指定波长的光线透过。其中，红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8均为球面，即红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8的曲率半径均为无穷大。
[0193]
表11示出了实施例6的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、折射率以及圆锥系数，其中，第一透镜l1的物侧面至光学成像系统的成像面s9在光轴上的距离、曲率半径以及厚度的单位均为毫米(mm)。
[0194]
表11
[0195][0196]
由表11可知，在本实施例中，第一透镜l1至第三透镜l3均采用塑料非球面透镜，各非球面面型x由以下公式限定：
[0197][0198]
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为表11中曲率半径r的倒数)；k为圆锥系数；ai是非球面的第i阶系数。下表12给出了可用于实施例6中透镜非球面s1至s6的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14以及a16。
[0199]
表12
[0200][0201]
结合表11和表12中的数据可知，实施例6中的微距显微光学成像系统满足：
[0202]
(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)＝9.421，其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。
[0203]f×
ag23min＝0.032，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，ag23min表示所述第二透镜与所述第三透镜之间的最小间距。
[0204]
dm22/dm31＝0.967，其中，dm22表示所述第二透镜像侧面的有效半径；dm31表示所述第三透镜物侧面的有效半径。
[0205]
f/r12＝-0.196，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，r12所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
[0206]
σct/σag＝1.255，其中，σct表示所述光学成像系统中所有透镜的中心厚度总和，σag表示所述光学成像系统中所有透镜之间的空气间隔厚度总和。
[0207]
ct3/ttl＝0.213，其中，ct3表示所述第三透镜的中心厚度，ttl表示所述光学成像系统的总长。
[0208]
sag12
×
n2＝0.797，其中，sag12表示所述第一透镜的像侧面在光轴上的交点与所述第一透镜的最大有效半径位置在光轴上的垂直投影点之间的距离，n2表示所述第二透镜的折射率。
[0209]
tan(hfov)＝-2.142，其中，hfov表示所述光学系统的成像面上的图像的水平视场角。
[0210]
图12a示出了实施例6的光学成像系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图12b示出了实施例6的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变百分比；图12c示出了实施例6的光学成像系统的倍率色差，其分别表示波长为506nm、587nm以及646nm的光线由光学成像系统的放大倍率。根据图12a至图12c可知，对光学成像系统的光阑的位置进行调整，即对(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的数值进行了调整，便于提升在成像面上的图像边缘的亮度，从而提高成像面上的图像的相对照度。
[0211]
实施例7
[0212]
以下参照图13至图14c描述本技术实施例7的光学成像系统。
[0213]
图13示出了实施例7的光学成像系统的结构示意图。如图13所示，光学成像系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜l1、第二透镜l2、光阑sto、第三透镜l3、红外截止滤光片l4以及成像面s9，光阑位于第二透镜与第三透镜之间，红外截止滤光片位于第三透镜与成像面之间。
[0214]
第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1和像侧面s2于光轴处均为非球面，而且，第一透镜l1的物侧面s1于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，第一透镜l1的像侧面s2于光轴处为凹面，于圆周处为凹面；
[0215]
第二透镜l2具有负光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为非球面，而且，第二透镜l2的物侧面s3于光轴处为凸面，于圆周处为凸面，第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为微凹面，即第二透镜l2的像侧面s4于光轴处为曲率半径接近无穷大的凹面，于圆周处为凸面；
[0216]
第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5和像侧面s6均为非球面，而且，第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为微凸面，即第三透镜l3的物侧面s5于光轴处为曲率半径接近无穷大的凸面，于圆周处为凹面，第三透镜l3的像侧面s6为凸面，于圆周处为凹面；
[0217]
第二透镜l2的像侧面s4与第三透镜l3的物侧面s5之间设置有光阑sto，以进一步提高光学成像系统的图像边缘的亮度，从而提高光学成像系统的成像相对照度。
[0218]
光学成像系统还包括具有物侧面s7和像侧面s8的红外截止滤光片l4，第三透镜l3的像侧设置有红外截止滤光片l4，即红外截止滤光片l4位于第三透镜l3与成像面s9之间，以便于对光线进行过滤，即红外截止滤光片l4用于将红外光滤除，确保指定波长的光线透过。其中，红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8均为球面，即红外截止滤光片l4的物侧面s7和像侧面s8的曲率半径均为无穷大。
[0219]
表13示出了实施例7的光学成像系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、折射率以及圆锥系数，其中，第一透镜l1的物侧面至光学成像系统的成像面s9在光轴上的距离、曲率半径以及厚度的单位均为毫米(mm)。
[0220]
表13
[0221][0222]
由表13可知，在本实施例中，第一透镜l1至第三透镜l3均采用塑料非球面透镜，各非球面面型x由以下公式限定：
[0223][0224]
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为表13中曲率半径r的倒数)；k为圆锥系数；ai是非球面的第i阶系数。下表14给出了可用于实施例7中透镜非球面s1至s6的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14以及a16。
[0225]
表14
[0226][0227]
结合表13和表14中的数据可知，实施例7中的微距显微光学成像系统满足：
[0228]
(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)＝6.843，其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。
[0229]f×
ag23min＝0.035，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，ag23min表示所述第二透镜与所述第三透镜之间的最小间距。
[0230]
dm22/dm31＝0.994，其中，dm22表示所述第二透镜像侧面的有效半径；dm31表示所述第三透镜物侧面的有效半径。
[0231]
f/r12＝-0.289，其中，f表示所述光学成像系统的有效焦距，r12所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
[0232]
σct/σag＝1.758，其中，σct表示所述光学成像系统中所有透镜的中心厚度总和，σag表示所述光学成像系统中所有透镜之间的空气间隔厚度总和。
[0233]
ct3/ttl＝0.249，其中，ct3表示所述第三透镜的中心厚度，ttl表示所述光学成像系统的总长。
[0234]
sag12
×
n2＝0.532，其中，sag12表示所述第一透镜的像侧面在光轴上的交点与所述第一透镜的最大有效半径位置在光轴上的垂直投影点之间的距离，n2表示所述第二透镜的折射率。
[0235]
tan(hfov)＝-2.55，其中，hfov表示所述光学系统的成像面上的图像的水平视场角。
[0236]
图14a示出了实施例7的光学成像系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图14b示出了实施例7的光学成像系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变百分比；图14c示出了实施例7的光学成像系统的倍率色差，其分别表示波长为506nm、587nm以及646nm的光线由光学成像系统的放大倍率。根据图14a至图14c可知，对光学成像系统的光阑的位置进行调整，即对(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的数值进行了调整，便于提升在成像面上的图像边缘的亮度，从而提高成像面上的图像的相对照度。
[0237]
本技术还提供一种成像模组，所述成像模组包括感光件以及上述任一实施例所述的光学成像系统，所述感光件位于所述光学成像系统的像侧。在本实施例中，所述光学成像系统包括四片透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜以及滤光片，四片透镜沿光轴从物侧至像侧依次设置。其中，虚线为光轴所在直线。第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘
的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度，有效地减少了渐晕现象。而且，通过设置的四片透镜即形成了光学成像系统的主要成像结构，使得光学成像系统的结构紧凑，减小了成像模组的体积，从而降低了成像模组的制造成本。
[0238]
而且，所述光学成像系统满足以下关系式：5《(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)《17；其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)可以是5.331、6.843、8.237、9.421、9.641、12.284或者16.999。通过对第二透镜的像侧面以及第三透镜的物侧面的形状进行限定，即第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度。而且，光学成像系统用于对指纹的成像，当指部按压在手机屏幕上时，背光模组的光线照射与指部的纹路上，反射后的光线被光学系统接收，并在成像面上形成倾斜的指纹图像，反射光线依次透过第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜以及滤光片，最终使得指部的纹路图像形成于成像面上，通过调整(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的比值，使得成像模组在成像面上的图像边缘的清晰度提高，从而提高了成像模组的成像面上的图像的相对照度，有效地减少了成像模组呈现的图像的渐晕现象。
[0239]
在其中一个实施例中，本技术还提供一种手机，所述手机包括上述实施例的成像模组。在本实施例中，所述成像模组包括感光件以及上述任一实施例所述的光学成像系统，所述感光件位于所述光学成像系统的像侧。在本实施例中，所述光学成像系统包括四片透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜以及滤光片，四片透镜沿光轴从物侧至像侧依次设置。其中，虚线为光轴所在直线。第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度，有效地减少了渐晕现象。而且，通过设置的四片透镜即形成了光学成像系统的主要成像结构，使得光学成像系统的结构紧凑，减小了手机的体积，从而降低了手机的制造成本。而且，所述光学成像系统满足以下关系式：5《(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)《17；其中，ag
2s
表示所述第二透镜与所述光阑之间的空气间隙，ag
s3
表示所述光阑与所述第三透镜之间的空气间隙。(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)可以是5.331、6.843、8.237、9.421、9.641、12.284或者16.999。通过对第二透镜的像侧面以及第三透镜的物侧面的形状进行限定，即第二透镜的像侧面于光轴处为凹面，第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，再将光阑设置在第二透镜和第三透镜之间，即光阑的位置后置，并根据第二透镜和第三透镜分别与光阑之间的间距关系，使得在成像面上的图像边缘的亮度提升，提高了成像面上的图像的相对照度。而且，光学成像系统用于对指纹的成像，当指部按压在手机上时，背光模组的光线照射与指部的纹路上，反射后的光线被光学系统接收，并在成像面上形成倾斜的指纹图像，反射光线依次透过第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜以及滤光片，最终使得指部的纹路图像形成于成像面上，通过调整(ag
s3-ag
2s
)/(ag
s3
ag
2s
)的比值，使得手机在成像面上的图像边缘的清晰度提高，从而提高了手机的成像面上的图像的相对照度，有效地减少了手机呈现的图像的渐晕现象。
[0240]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。