光学成像系统及成像装置、合成曲面设计方法及记录介质与流程

1.本发明涉及一种光学成像系统，具体地涉及使用一个以上由相互不同形状的曲面合成的透镜面而获取更清晰的影像的光学成像系统和包含其的成像装置。


背景技术：

2.一般而言，光学系统包含分散光或聚光的多个透镜，各透镜的透镜面形成为球面、非球面、平面中的一者。并且，以往广泛使用球面透镜，但近来与球面透镜相比，能够多次校正而校正性能优秀的非球面透镜的使用范围显著增加。
3.尤其，近来，在智能手机等小型电子设备普遍使用10兆级以上的高像素图像传感器，因此为了发挥与高像素对应的高分辨率性能，并使总长度最小化，也大量使用将大部分的透镜面以非球面实现的小型光学系统。
4.透镜的非球面形状由数学式表示，透镜设计者可以适当调节表示非球面的基函数(basis function)的系数而获得所需的非球面形状。
5.大部分的透镜设计者使用光学设计软件而设计光学系统，通过变更非球面系数来确定与目标规格匹配的非球面系数组的方式来确定非球面形状。
6.但是，可以通过变更基函数的系数组来设计各种形状的非球面，但事实上是不可能仅使用一个有限的基函数集合无误差地表示所需的所有曲面。
7.尤其，在近来应用的高像素智能手机光学系统的情况下，需要非常精密的透镜设计和制造，频繁发生即使在透镜面内发生1μm以内的微小的误差也无法实现目标程度的光特性的情况。
8.因此，在理论描述并制造透镜面形态时，与由一个非球面系数组表示一个透镜面的现有的方式相比，需要具有更大的自由度且能够表示更多面形状的方法，由此可以在相同的约束条件下提高透镜性能。
9.由此，脱离在一个透镜面形成通过一个有限的基函数集合和系数组而确定的一个非球面或一个球面的现有方式，而需要能够实现更多形状的曲面的新的方法。
10.另外，在专利文献1中介绍了一个透镜面划分为同心圆形状的多个区间，各区间具有相互不同的非球面形状的光拾取装置用物镜。
11.但专利文献1的物镜不是用于成像，而是用于光的拾取，各区间的非球面与相互不同规格的cd或dvd对应而具有相互不同的焦距，而且，因允许相邻区间之间透镜面高度(sag)存在差异，而存在无法用于成像的缺陷。
12.并且，还介绍了各种曲率透镜，其对于各种物体距离，在最终获得良好聚焦影像的装置中，在一个透镜面形成具有相互不同的曲率的多个曲面，使通过各曲面的光的焦点分散，来类似地调整相互不同的物体距离的点扩散函数(point spread function)。但在使用多曲率透镜的情况下，具有增加焦点深度的效果，但与用于获得清晰影像的单一曲率透镜相比，整体影像的清晰度下降。
13.现有技术文献
14.专利文献
15.专利文献1：韩国公开专利第10-2006-0119808号(2006年11月24日公开)


技术实现要素：

16.发明要解决的问题
17.本发明是在这种背景下研发的，其目的在于提供一种使用更多形状的光学透镜来提高光学成像系统的设计自由度，并能够改善影像的mtf特性等光学特性的方法。
18.用于解决问题的手段
19.为了实现该目的，本发明的一方面提供一种光学成像系统，包括一个以上划分为多个区域的透镜面，所述多个区域中的相邻区域为通过相互不同的数学式表示的面，通过所述多个区域中的每一者的光在相同的图像传感器的上表面成像。
20.在本发明的一方面的光学成像系统中，所述多个区域中的相邻区域可以为通过相互不同的数学式表示的非球面或曲面。
21.并且，在本发明的一方面的光学成像系统中，所述多个区域中的相邻区域可以在边界处透镜面的高度(sag height)相同或斜率相同。
22.并且，在本发明的一方面的光学成像系统中，所述多个区域分别可以为旋转对称面、非旋转对称面、自由表面(freeform surface)中的一者。
23.并且，在本发明的一方面的光学成像系统中，在所述光学成像系统的最后一个透镜面可以形成有所述多个区域。
24.并且，在本发明的一方面的光学成像系统中，所述多个区域中的相邻区域可以由选自xn非球面函数、q
con
非球面函数、q
bsf
非球面函数、泽尔尼克函数中的相同的基函数或相互不同的基函数表示。
25.本发明的另一方面提供一种成像装置，包括：图像传感器；以及光学成像系统，包含一个以上划分为多个区域的透镜面，所述多个区域中的相邻区域为通过相互不同的数学式表示的面，通过所述多个区域中的每一者的光在所述图像传感器的上表面成像。
26.在本发明的成像装置中，在光学成像系统的所述多个区域中的相邻区域可以为通过相互不同的数学式表示非球面或曲面。
27.本发明的又一方面提供一种合成曲面设计方法，所述合成曲面适用于光学成像系统的透镜面，所述合成曲面设计方法包括如下步骤：利用输入的基础数据而计算透镜面的基本设计值；以及以对于所述透镜面设定的范围为对象，确定与所述基本设计值相比包含相似度s满足设定条件的构成项的基函数，并确定基函数的系数，以使得在相邻的第一区域和第二区域的边界处基于第一区域的曲面函数的透镜面和基于第二区域的曲面函数的透镜面的高度相同或斜率相同。
28.发明效果
29.根据本发明，在构成光学成像系统的透镜面合成相互不同形状的曲面，形成以往无法实现的合成球面，由此，可提高光学成像系统的设计自由度。
30.并且，根据本发明，可大幅提高影像的清晰度或mtf特性等光学成像系统的光学特性。
31.此外，根据本发明，通过应用这种具有多个表面积的合成曲面，可以在光学成像系
统的多个视场区域中单独优化、合成或调整诸如mtf的光学特性。
附图说明
32.图1a为本发明的第一实施例的光学系统的结构图；
33.图1b为本发明的第一实施例的光学系统的光路图；
34.图2为例示透镜面的区域划分的图；
35.图3a至图3c为示出分别与第一至第三区域对应的非球面曲线的图；
36.图4a及图4b为比较例的光学系统的结构图及光路图；
37.图5a及图5b为比较本发明的第一实施例的光学系统和比较例的光学系统的像差图的图；
38.图6a至图8b为在各种空间频率比较本发明的第一实施例的光学系统和比较例的光学系统的mtf曲线的图；
39.图9a及图9b分别为本发明的第二实施例的光学系统的结构图及像差图；
40.图10a及图10b分别为本发明的第三实施例的光学系统的结构图及像差图；
41.图10c为例示本发明的第三实施例的光学系统中各透镜面的划分位置的图；
42.图11a及图11b分别为本发明的第四实施例的光学系统的结构图及像差图；
43.图12a及图12b分别为本发明的第五实施例的光学系统的结构图及像差图；
44.图13a及图13b分别为本发明的第六实施例的光学系统的结构图及像差图；
45.图14a及图14b分别为本发明的第七实施例的光学系统的结构图及像差图；
46.图15a及图15b分别为本发明的第八实施例的光学系统的结构图及像差图；
47.图16为示出本发明的一实施例的光学系统的设计方法的流程图；
48.图17为例示用于实现本发明的一实施例的光学系统设计方法的计算装置的结构的框图。
49.附图标记说明
50.l1：第一透镜l2：第二透镜l3：第三透镜
51.l4：第四透镜l5：第五透镜l6：第六透镜
52.l7：第七透镜stop：光圈100：计算装置
53.110：处理器120：存储器122：基本设计值计算部
54.124：基函数确定部126：划分位置确定部
55.128：最优化执行部130：显示器140：输入部
56.150：通信部190：数据传输线
具体实施方式
57.需要说明的是，本说明书的附图中，存在以与实际不同的尺寸或比例图示的部分，但这只是用于说明和理解，并不是用于限制本发明的范围。并且，本说明书中，当一个结构要素与另一个结构要素连接、结合或电连接时，不仅包括与另一个结构要素直接连接、结合或电连接的情况，还包括中间设置其它要素并间接连接、结合或电连接的情况。并且，一个结构要素与其它结构要素直接连接或结合的情况是指中间不存在其它要素并连接或结合的情况。并且，某一部分包含任一结构要素是指还可以包括其他结构要素，并不是排除其他
结构要素，除非另有说明。并且，在本说明书中，前、后、左、右、上、下等表述是指根据观察的位置而变化的相对的概念，本发明的范围并非通过相应表述限制。
58.下面，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。并且，为了便于说明，依次描述本发明的实施例的光学系统的构成、设计方法、设计装置。
59.1、包括合成曲面的光学成像系统
60.第一实施例
61.图1a及图1b示出本发明的第一实施例的光学成像系统的结构图及光路图。
62.如图所示，本发明的第一实施例的光学成像系统包括从物体侧向像侧依次配置的第一透镜l1和第二透镜l2。
63.第一透镜l1可以具有折射力，物体侧的面凸出，像侧的面凹陷且两面均为非球面。
64.第二透镜l2可以具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出，像侧的面在近轴区域凹陷，且两面均为非球面。
65.尤其，本发明的第一实施例的特征在于，第一透镜l1的两面和第二透镜l2的物体侧的面分别形成为单一非球面，第二透镜l2的像侧的面通过合成相互不同的多个曲面(非球面或球面)而形成。
66.参照图2和图3a至图3c，在本发明的第一实施例中，将第二透镜l2的像侧的面l2s2以光轴为中心划分为规定半径的第一区域a1、围绕第一区域a1的环形的第二区域a2和围绕第二区域a2的环形的第三区域a3，在各区域a1、a2、a3形成相互不同的非球面。
67.即，图2所示的透镜面l2s2并非为由一个非球面函数表示的曲面，第一区域a1的曲面是在图3a所示的非球面曲面仅采用与相应区域对应的部分来形成的，第二区域a2的曲面是在图3b所示的非球面曲面中仅采用与相应区域对应的部分来形成的，第三区域a3的曲面是在图3c所示的非球面曲面中仅采用与相应区域对应的部分来形成的。
68.另外，如图1b的光路图所示，不管通过第二透镜l2的合成曲面l2s2的光是否通过任意区域a1、a2、a3的曲面，会在图像传感器面成像。因此，根据本发明的实施例，与以往的多焦点透镜或多曲率透镜不同，可以获得清晰的影像。
69.并且，图1a及图1b仅图示了第二透镜l2对光学特性有贡献的有效半径部分，边缘的具体形状可以在光学设计的后期考虑组装性等而确定。
70.在本发明的第一实施例中，使用如下的数学式1等xn非球面(幂级数)基函数而实现各透镜面的非球面。
71.数学式1
[0072][0073]
其中，z(r)为z轴方向的透镜面高度(sag)，r为垂直于z轴的方向上的半径距离，r为曲率半径，k为二次曲线常数(conic constant)，a、b、c、d、...为非球面系数。
[0074]
通过上述数学式1(下面，在本说明书中为方便称为'xn非球面函数')可知，非球面系数a、b、c、d、...改变时，非球面形状改变。
[0075]
本发明的第一实施例的第一透镜l1的两面和第二透镜l2的物体侧的面分别为通
过一个非球面公式表示的单一非球面。
[0076]
因此，代入与适合各个xn非球面函数的非球面系数、曲率半径及二次曲线常数而实现各透镜面的整体形状。
[0077]
然而，第二透镜l2的像侧的面l2s2划分为第一区域a1、第二区域a2、第三区域a3，各区域实现不同形状的曲面并形成合成曲面，因此需要对各区域a1、a2、a3应用不同非球面公式。
[0078]
假设在非球面基函数使用xn函数的情况下，如下面数学式2所示，对各区域a1、a2、...、an应用单独的系数组而计算多个非球面，并对计算的多个非球面进行合成来实现合成曲面。
[0079]
数学式2
[0080][0081]
其中，r为半径距离，re为透镜的有效半径，|r|≤r1为第一区域，r1≤|r|≤r2为第二区域，r
i-1
≤|r|≤ri为第i区域，r
n-1
≤|r|≤re为第n区域。
[0082]
通过上述数学式2，第一区域a1的曲面形状通过第一系数组r1、k1、a1、b1、c1、d1、...确定，第二区域a2的非球面形状通过第二系数组r2、k2、a2、b2、c2、d2、...确定，第i区域ai的非球面形状通过第i系数组ri、ki、ai、bi、ci、di、...确定。
[0083]
由此，对于各区域a1、a2、ai、...、an分别适用不同的系数组而计算与各区域a1、a2、ai、...、an对应的相互不同的非球面的情况下，考虑到光学特性和量产性，优选防止在各区域的边界处发生高度差异。
[0084]
为此，在边界处，应选择相邻区域的z(r)值相同或微分值(斜率)相同的公式和/或系数组。
[0085]
另外，上述数学式2适用于半径距离r的基准位置为光轴的情况，即第一至第n区域a1、a2、ai、...、an以光轴为中心旋转对称的情况。
[0086]
然而，在将透镜面划分为多个区域时，各区域并非必须以光轴为中心划分。因此，表示所划分的第一至第n区域a1、a2、ai、...、an的半径距离r的基准位置分别设定为d1、d2、...、dn，定义各区域a1、a2、ai、...、an的透镜面的高度z(r)，如下面的数学式3所示。
[0087]
数学式3
[0088][0089]
另外，近来，使用其它类型的非球面基函数来代替xn非球面函数的情况越来越多，由此，为了表示复杂的非球面形状并提高设计的效率，可以使用各种非球面基函数。
[0090]
例如，也可以使用q
con
非球面函数、q
bsf
非球面函数、泽尔尼克函数等非球面基函数而实现单一非球面或合成曲面。
[0091]qcon
非球面函数是基于二次曲线项(conic term)而定义使得非球面rms高度误差(rms sag error)最小化的函数，通过下面的数学式4表示。
[0092]
数学式4
[0093][0094][0095]
其中，u＝r/r
max
，r
max
是指最大半径，am是指q
con
非球面系数，q
mcon
(u2)与m次相应的独立项。
[0096]
并且，q
bsf
非球面函数通过下面的数学式5表示。
[0097]
数学式5
[0098][0099][0100]
其中，u＝r/r
max
，r
max
是指最大半径，c
bfs
是指与最佳拟合球面(best fitting sphere)对应的曲率，am是指非球面系数，q
mbfs
(u2)是指与m次相应的独立项。
[0101]
本发明的第一实施例的光学成像系统的具体的设计规格与下面表1相同，适用于各透镜面的非球面系数如表2所示。
[0102]
[表1]本发明的第一实施例的设计规格
[0103][0104]
[表2]本发明的第一实施例的非球面系数
[0105]
透镜面名称l1 s1l1 s2l2 s1l2 s2-1l2 s2-2l2 s2-3面的编号123456r8.429e-011.429e+006.348e+004.194e+004.200e+004.009e-08k-5.899e-015.346e+00-4.895e-03-1.002e+00-2.677e+01-8.091e+01a1.164e-01-1.560e-01-1.995e-01-1.550e-01-1.381e-012.282e+00b8.035e-014.808e+00-7.131e-011.415e-023.695e-02-5.084e+00c-3.270e+00-3.652e+012.766e+00-1.307e+00-2.112e-024.580e+00d9.908e+001.372e+02-4.694e+004.891e+008.507e-04-1.967e+00e-9.627e+00-1.873e+022.786e+00-9.805e+00-1.154e-053.298e-01
[0106]
本发明的第一实施例的光学成像系统的总长度ttl为2.96mm，有效焦距efl为2.82mm，f-no为2.7，图像传感器的对角距离为3.2mm。
[0107]
并且，划分为三个区域的第二透镜l2的像侧的面l2s2的有效半径re为1.262mm，区域划分位置为r1＝0.339mm，r2＝1.000mm。
[0108]
通过上述表1和表2可以确认到，适用于在第二透镜l2的像侧的面l2s2中划分的三个区域l2s2-1、l2s2-2、l2s2-3的系数组r、k、a、b、c、d、e均不同，由此可知，各区域分别形成为相互不同的非球面。
[0109]
下面，将本发明的第一实施例的光学系统的特性与比较例的特性进行比较。
[0110]
首先，比较例的光学系统的结构图及光路图如图4a及图4b所示。
[0111]
此外，下面的表3列出比较例的设计规格，表4列出适用于在比较例使用的第一及第二透镜l1、l2的各透镜面的非球面系数。
[0112]
[表3]比较例的光学系统的设计规格
[0113][0114]
[表4]比较例的光学系统的非球面系数
[0115]
透镜面名称l1 s1l1 s2l2 s1l2 s2面的编号1234r8.431e-011.435e+007.126e+004.695e+00k-5.981e-015.496e+001.856e-01-1.001e+00a1.170e-01-1.679e-01-1.823e-01-1.532e-01b8.084e-014.959e+00-7.607e-01-2.385e-02c-3.246e+00-3.797e+012.967e+001.054e-01d9.783e+001.431e+02-5.111e+00-9.279e-02e-9.618e+00-1.975e+023.096e+002.421e-02
[0116]
比较例的光学系统的总长度ttl为2.97mm，有效焦距efl为2.82mm，f-no为2.7，图像传感器的对角距离为3.2mm。
[0117]
本发明的第一实施例的光学系统总长度为2.96mm，比较例的总长度为2.97mm，图像传感器的对角距离为3.2mm，因此相同。并且，第一实施例和比较例的第一透镜l1和第二透镜l2的厚度和间距极其相似。
[0118]
但在第二透镜l2的像侧的面l2s2的情况下，在本发明的第一实施例中是应用三个非球面的合成曲面，在比较例中是单一的非球面，这一方面存在差异。
[0119]
首先，观察图5a及图5b的像差图的情况下，第一实施例和比较例的球面像差、像散及畸变像差均为正常的允许范围以内。
[0120]
下面，描述针对各视场的离焦mtf(调制传递函数，modulation transfer function)特性的情况下，通过图6a至图8b可以确认到，本发明的第一实施例的光学系统与适用单一非球面的比较例相比，表现出更均匀的特性。
[0121]
通过这种特性可知，本发明的第一实施例的光学系统可以获得从图像传感器的中心到周边区域更加均匀且清晰的影像。
[0122]
并且，观察图6a至图8b可知，本发明的第一实施例的光学系统在空间频率变大的情况下，也发挥更均匀的特性。由此，本发明的光学系统响应于高像素图像传感器，而更适
合发挥高分辨率性能。
[0123]
另外，不能通过一个非球面基函数集合准确表示适用于本发明的第一实施例的合成曲面，但可以通过数学拟合(fitting)而实现相似的形状的曲面。但根据模拟结果，通过这种数学方法而拟合的非球面的mtf等光学性能下降，根据情况，光学性能显著下降，难以适用于实际产品。
[0124]
以上，对将合成曲面适用于由两个透镜构成的光学系统的情况进行了说明，但本发明的实施例并非限定于此，如下面各种实施例所示，在包含更多透镜的光学系统中也可适用上述合成曲面。
[0125]
第二实施例
[0126]
图9a及图9b分别为本发明的第二实施例的光学成像系统的结构图及像差图。
[0127]
如图所示，本发明的第二实施例的光学成像系统包括从物体侧向像侧依次配置的第一透镜l1、第二透镜l2及第三透镜l3。
[0128]
第一透镜l1可以是具有折射力且两面都凸出的透镜。
[0129]
第二透镜l2可以是具有折射力，物体侧的面凹陷且像侧的面凸出的透镜。
[0130]
第三透镜l3可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出、像侧的面在近轴区域凹陷的透镜。
[0131]
第一至第三透镜l1、l2、l3的所有透镜面可以为非球面，或者至少一个透镜面也可以为球面。
[0132]
但是，在本发明的第二实施例的光学成像系统中，将第三透镜l3的像侧的面l3s2形成为划分为三个区域l3s2-1、l3s2-2、l3s2-3的合成曲面。
[0133]
本发明的第二实施例的光学成像系统的具体的设计规格如下面表5所示，适用于各透镜面的非球面系数如表6所示。
[0134]
[表5]本发明的第二实施例的设计规格
[0135][0136]
[表6]本发明的第二实施例的非球面系数
[0137]
透镜面名称l1 s1s2l2 s1s2l3 s1l3 s2-1l3 s2-2l3 s2-3面的编号23456789
r2.557e+00-1.131e+00-3.923e-01-6.444e-019.072e-011.212e+001.052e+001.371e+00k1.043e+011.059e+00-8.040e-01-4.915e-01-3.396e+00-9.225e+00-1.130e+01-1.164e+01a-6.235e-01-7.583e-023.254e+001.135e+00-8.168e-013.157e-019.531e-02-2.598e-01b1.339e+01-1.975e+00-1.847e+01-5.405e+001.476e+00-1.821e+00-1.702e-012.946e+00c-3.235e+022.266e+019.769e+012.502e+01-2.802e+004.447e+00-4.939e-01-9.664e+00d4.051e+03-1.906e+02-2.560e+02-4.504e+014.614e+00-5.742e+001.718e+001.511e+01e-2.916e+041.056e+033.373e+023.674e+01-6.124e+004.288e+00-2.342e+00-1.346e+01f1.195e+05-3.410e+03-1.787e+02-1.028e+015.435e+00-1.921e+001.761e+007.235e+00g-2.590e+055.835e+030.000e+000.000e+00-3.176e+005.096e-01-7.629e-01-2.330e+00h2.312e+05-4.111e+030.000e+000.000e+001.606e+00-7.390e-021.782e-014.149e-01j0.000e+000.000e+000.000e+000.000e+00-6.736e-014.516e-03-1.738e-02-3.148e-02
[0138]
本发明的第二实施例的光学成像系统的总长度ttl为2.92mm，有效焦距efl为1.95mm，f-no为2.5，图像传感器的对角距离为3.63mm。
[0139]
并且，第三透镜l3的像侧的面l3s2的有效半径r。为1.52mm，划分为三个区域的位置为r1＝0.5mm，r2＝1.2mm。
[0140]
通过上述表5和表6可以确认到，适用于在第三透镜l3的像侧的面l3s2中划分的三个区域l3s2-1、l3s2-2、l3s2-3的系数组r、k、a、b、c、d、e、f、g、h、j均不同，由此可知，各区域形成为分别不同的非球面。
[0141]
第三实施例
[0142]
在本发明的第一实施例和第二实施例中分别在最后一个透镜面形成了合成曲面，但合成曲面的形成位置并非限定于此，可以形成于不同的位置。
[0143]
本发明的第三实施例涉及在所有透镜面形成合成曲面的光学系统，图10a及图10b分别为本发明的第三实施例的光学成像系统的结构图和像差图。
[0144]
并且，图10c为在本发明的第三实施例的光学成像系统中例示各透镜面的区域划分位置的图。
[0145]
如图所示，本发明的第三实施例的光学成像系统包括从物体侧向像侧依次配置的第一透镜l1、第二透镜l2及第三透镜l3。
[0146]
第一透镜l1可以是具有折射力且两面都凸出的透镜。
[0147]
第二透镜l2可以是具有折射力，物体侧的面凹陷且像侧的面凸出的透镜。
[0148]
第三透镜l3可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出，像侧的面在近轴区域凹陷的透镜。
[0149]
在本发明的第三实施例中，第一至第三透镜l1、l2、l3的所有的透镜面由包含球面或非球面的合成曲面构成。
[0150]
本发明的第三实施例的光学成像系统的具体设计规格如下面表7所示，适用于各透镜面的非球面系数如表8所示。
[0151]
[表7]本发明的第三实施例的设计规格
[0152][0153]
[表8]本发明的第三实施例的非球面系数
[0154]
透镜面名称l1 s1-1l1 s1-2l1 s2-1l1 s2-2l2 s1-1l2 s1-2l2 s2-1l2 s2-2面的编号23456789r1.995e+002.036e+00-1.243e+00-1.243e+00-3.890e-01-3.874e-01-6.540e-01-6.559e-01k0.000e+007.884e+000.000e+008.194e-01-7.931e-01-8.045e-01-4.417e-01-4.147e-01a0.000e+00-7.430e-010.000e+001.462e-012.784e+002.069e+001.257e+007.292e-01b0.000e+005.681e+010.000e+00-5.554e+001.378e+011.097e+01-6.861e+00-5.419e-01c0.000e+00-2.179e+030.000e+005.628e+01-8.255e+02-2.997e+02-4.039e+00-1.689e+01d0.000e+004.546e+040.000e+00-3.906e+021.250e+042.836e+033.943e+021.586e+02e0.000e+00-5.764e+050.000e+001.936e+03-9.826e+04-1.451e+04-2.616e+03-5.401e+02f0.000e+004.554e+060.000e+00-6.430e+034.465e+054.456e+048.620e+039.034e+02g0.000e+00-2.188e+070.000e+001.348e+04-1.174e+06-8.241e+04-1.579e+04-6.751e+02h0.000e+005.848e+070.000e+00-1.603e+041.658e+068.480e+041.530e+043.834e+01j0.000e+00-6.664e+070.000e+008.182e+03-9.719e+05-3.736e+04-6.112e+031.558e+02
[0155]
透镜面名称l3 s1-1l3 s1-2l3 s2-1l3 s2-2面的编号10111213r9.231e-011.024e+001.317e+002.715e+00k-1.954e+00-1.781e+00-8.812e+00-8.997e+00a-7.673e-01-1.030e-012.415e-012.665e-01b-1.571e+00-6.610e+00-1.318e+00-4.176e-01c2.053e+013.916e+013.037e+00-1.593e-01d-9.985e+01-1.269e+02-4.132e+009.243e-01e2.858e+022.568e+023.368e+00-1.048e+00f-4.941e+02-3.310e+02-1.652e+006.068e-01g5.025e+022.621e+024.771e-01-1.971e-01
h-2.761e+02-1.153e+02-7.482e-023.405e-02j6.319e+012.125e+014.915e-03-2.436e-03
[0156]
首先本发明的第三实施例的光学成像系统的总长度ttl为3.07mm，有效焦距efl为1.98mm，f-no为2.5，图像传感器的对角距离为3.63mm。
[0157]
第一透镜l1的物体侧的面l1s1的有效半径re为0.418mm，基于r1＝0.15mm而划分为第一区域l1s1-1和第二区域l1s1-2。并且，第一区域l1s1-1为球面，第二区域l1s1-2为非球面，因此，第一透镜l1的物体侧的面l1s1形成为包含球面和非球面的合成曲面。
[0158]
第一透镜l1的像侧的面l1s2的有效半径re为0.570mm，基于r1＝0.15mm而划分为第一区域l1s2-1和第二区域l1s2-2。并且，第一区域l1s2-1为球面，第二区域l1s2-2为非球面，因此，第一透镜l1的像侧的面l1s2形成为包含球面和非球面的合成曲面。
[0159]
第二透镜l2的物体侧的面l2s1的有效半径re为0.609mm，基于r1＝0.3mm而划分为第一区域l2s1-1和第二区域l2s1-2。并且，第一区域l2s1-1和第二区域l2s1-2为相互不同的形状的非球面，因此，第二透镜l2的物体侧的面l2s1形成为包含相互不同的非球面的合成曲面。
[0160]
第二透镜l2的像侧的面l2s2的有效半径re为0.715mm，且基于r1＝0.35mm而划分为第一区域l2s2-1和第二区域l2s2-2。并且，第一区域l2s2-1和第二区域l2s2-2为相互不同的形状的非球面，因此，第二透镜l2的像侧的面l2s2形成为包含相互不同的非球面的合成曲面。
[0161]
第三透镜l3的物体侧的面l3s1的有效半径re为0.936mm，基于r1＝0.4mm而划分为第一区域l3s1-1和第二区域l3s1-2。并且，第一区域l3s1-1和第二区域l3s1-2为相互不同的形状的非球面，因此，第三透镜l3的物体侧的面l3s1形成为包含相互不同的非球面的合成曲面。
[0162]
第三透镜l3的像侧的面l3s2的有效半径re为1.571mm，基于r1＝0.7mm而划分为第一区域l3s2-1和第二区域l3s2-2。并且，第一区域l3s2-1和第二区域l3s2-2为相互不同的形状的非球面，因此，第三透镜l3的像侧的面l3s2形成为包含相互不同的非球面的合成曲面。
[0163]
通过上述表7和表8可以确认到，适用于第一至第三透镜l1、l2、l3的所有透镜面中划分的区域l1s1-1，l1s1-2，l1s2-1、l1s2-2、l2s1-1、l2s1-2、l2s2-1、l2s2-2、l3s1-1、l3s1-2、l3s2-1、l3s2-2的系数组r、k、a、b、c、d、e、f、g、h、j均不同，由此可知，各区域形成为不同的球面或非球面。
[0164]
第四实施例
[0165]
图11a及图11b分别为示出本发明的第四实施例的光学成像系统的结构图和像差图。
[0166]
如图所示，本发明的第四实施例的光学成像系统包括从物体侧向像侧依次配置的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4。
[0167]
第一透镜l1可以是具有折射力且两面均凸出的透镜。
[0168]
第二透镜l2可以是具有折射力且两面在近轴区域均凹陷的透镜。
[0169]
第三透镜l3可以是具有折射力，物体侧的面凹陷且像侧的面凸出的透镜。
[0170]
第四透镜l4可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出且像侧的面在近轴区
域凹陷的透镜。
[0171]
第一至第四透镜l1、l2、l3、l4的所有透镜面可以为非球面，或者至少一个透镜面也可以为球面。
[0172]
然而，在本发明的第四实施例的光学成像系统中，将第四透镜l4的像侧的面l4s2形成为划分为三个区域l4s2-1、l4s2-2、l4s2-3的合成曲面。
[0173]
本发明的第四实施例的光学成像系统的具体设计规格如下面表9所示，适用于各透镜面的非球面系数如表10所示。
[0174]
[表9]本发明的第四实施例的设计规格
[0175][0176]
[表10]本发明的第四实施例的非球面系数
[0177]
透镜面名称l1 s1l1 s2l2 s1l2 s2l3 s1l3 s2l4 s1l4 s2-1l4 s2-2l4 s2-3面的编号234567891011r1.612e+00-1.444e+01-5.745e+008.985e+00-2.036e+00-7.192e-011.853e+006.441e-016.011e-01-1.721e+01k2.883e+007.991e+012.571e+01-4.383e+013.506e+00-1.711e+00-2.851e+01-4.683e+00-5.383e+005.784e+01a-9.473e-02-3.171e-01-4.932e-01-1.111e-013.309e-011.682e-01-7.801e-02-1.084e-01-9.437e-02-6.667e-02b-1.056e+001.647e-01-4.024e-01-1.912e-02-1.763e-02-2.598e-01-3.978e-02-7.909e-012.866e-02-1.525e-03d1.661e+01-5.645e+001.877e+00-4.712e-01-5.009e-012.718e-014.211e-029.875e+00-5386e-032.907e-02d-1.697e+025.188e+01-1.070e+012.774e+008.714e-01-8.645e-02-1.260e-02-8.251e+01-7.473e-047.645e-05e1.019e+03-2.731e+024.261e+01-7.439e+00-6.448e-011.396e-021.984e-035.119e+022.499e-04-7.907e-03f-3.714e+038.483e+02-7.472e+011.271e+012.420e-01-1.307e-03-1.837e-04-2.202e+032.832e-051.308e-03g8.026e+03-1.531e+034.238e+01-1.344e+01-4.869e-027.209e-051.003e-056.088e+032.351e-067.002e-04h-9.456e+031.484e+032.935e+017.608e+005.031e-03-2.178e-06-2.987e-07-9.671e+03-1.848e-06-2.490e-04j4.670e+03-5.954e+02-3.337e+01-1.711e+00-2.102e-042.774e-083.741e-096.685e+03-5.494e-072.259e-05
[0178]
本发明的第四实施例的光学成像系统的总长度ttl为3.70mm，有效焦距efl为2.62mm，f-no为2.0，图像传感器的对角距离为4.57mm。
[0179]
并且，第四透镜l4的像侧的面l4s2的有效半径re为1.925mm，划分为三个区域的位置为r1＝0.501mm，r2＝1.550mm。
[0180]
通过上述表9和表10可以确认到，适用于在第四透镜l4的像侧的面l4s2中划分的三个区域l4s2-1、l4s2-2、l4s2-3的系数组r、k、a、b、c、d、e、f、g、h、j均不同，由此可知，各区
域形成为相互不同的非球面。
[0181]
第五实施例
[0182]
图12a及图12b分别为本发明的第五实施例的光学成像系统的结构图和像差图。
[0183]
如图所示，本发明的第五实施例的光学成像系统包括从物体侧向像侧依次配置的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5。
[0184]
第一透镜l1可以是具有折射力，物体侧的面凸出且像侧的面凹陷的透镜。
[0185]
第二透镜l2可以是具有折射力，物体侧的面凸出且像侧的面凹陷的透镜。
[0186]
第三透镜l3可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出且像侧的面在近轴区域凹陷的透镜。并且，第三透镜l3的物体侧的面或像侧的面在近轴区域为平面或具有与平面接近程度的大曲率。
[0187]
第四透镜l4可以是具有折射力，物体侧的面凹陷且像侧的面凸出的透镜。
[0188]
第五透镜l5可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出且像侧的面在近轴区域凹陷的透镜。并且，第五透镜l5的物体侧的面或像侧的面包括至少一个变曲点。
[0189]
第一至第五透镜l1、l2、l3、l4、l5的所有透镜面可以为非球面，或者至少一个透镜面也可以为球面。
[0190]
但是，在本发明的第五实施例的光学成像系统中，将第五透镜l5的像侧的面l5s2形成为划分为五个区域l5s2-1、l5s2-2、l5s2-3、l5s2-4、l5s2-5的合成曲面。
[0191]
本发明的第五实施例的光学成像系统的具体设计规格如下面表11所示，适用于各透镜面的非球面系数如表12所示。
[0192]
[表11]本发明的第五实施例的设计规格
[0193][0194]
[表12]本发明的第五实施例的非球面系数
[0195]
透镜面名称l1 s1l1 s2l2 s1l2 s2l3 s1l3 s2l4 s1l4 s2l5 s1
面的编号123456789r1.885e+007.134e+001.330e+014.726e+006.428e+015.616e+01-2.183e+01-2.400e+003.484e+00k5.812e-011.984e+019.795e+011.449e+01-5.249e+019.900e+012.794e+01-2.612e+00-9.893e+01a-8.027e-03-3.975e-02-5.845e-02-3.685e-02-9.819e-02-7.278e-021.564e-03-2.264e-03-1.537e-01b-9.114e-043.173e-029.254e-027.245e-02-3.094e-02-6.947e-02-1.393e-02-5.965e-034.981e-02c7.115e-03-1.723e-02-6.299e-02-5.192e-021.501e-012.408e-015.460e-04-7.264e-04-7.895e-03d-2.644e-029.611e-032.915e-021.948e-02-4.918e-01-5.136e-015.079e-033.202e-037.427e-04e3.589e-02-3.689e-03-8.314e-03-4.281e-038.704e-016.481e-01-4.111e-03-2.017e-03-4.386e-05f-2.525e-028.114e-041.418e-035.712e-04-9.040e-01-4.927e-011.438e-036.580e-041.639e-06g8.406e-03-9.929e-05-1.502e-04-4.556e-055.366e-012.193e-01-2.484e-04-1.203e-04-3.758e-08h-7.198e-046.333e-069.512e-061.998e-06-1.644e-01-5.135e-022.079e-051.148e-054.816e-10j-1.615e-04-1.647e-07-2.760e-07-3.705e-081.999e-024.829e-03-6.746e-07-4.347e-07-2.639e-12
[0196]
透镜面名称l5 s2-1l5 s2-2l5 s2-3l5 s2-4l5 s2-5面的编号1011121314r1.273e+001.294e+00-9.028e+00-7.899e+00-6.754e+00k-1.695e+00-7.482e+006.003e+00-2.402e-011.155e+00a-4.412e-01-6.331e-021.877e-012.969e-02-1.059e-03b7.195e-011.828e-02-1.452e-01-9.403e-03-3.195e-05c-2.173e-01-3.404e-036.027e-021.442e-033.312e-06d-3.629e+003.453e-04-1.594e-02-1.209e-041.218e-05e1.425e+016.274e-052.819e-035.633e-06-2.376e-06f-3.497e+012.336e-07-3.328e-04-1.358e-071.836e-07g5.882e+01-2.027e-052.526e-051.119e-09-6.389e-09h-5.923e+014.535e-06-1.117e-06-1.762e-128.328e-11j2.666e+01-6.819e-082.194e-086.928e-13-8.350e-15
[0197]
本发明的第五实施例的光学成像系统的总长度ttl为5.83mm，有效焦距efl为4.99mm，f-no为2.0，图像传感器的对角距离为9.27mm。
[0198]
并且，第五透镜l5的像侧的面l5s2的有效半径re为4.029mm，划分为五个区域的位置为r1＝0.603mm，r2＝1.619mm，r3＝2.749mm，r4＝3.760mm。
[0199]
通过上述表11和表12可以确认到，适用于在第五透镜l5的像侧的面l5s2中划分的五个区域l5s2-1、l5s2-2、l5s2-3、l5s2-4、l5s2-5的系数组r、k、a、b、c、d、e、f、g、h、j均不同，由此可知，各区域形成为相互不同的非球面。
[0200]
第六实施例
[0201]
图13a及图13b分别示出本发明的第六实施例的光学成像系统的结构图和像差图。
[0202]
如图所示，本发明的第六实施例的光学成像系统包括在物体侧向像侧依次配置的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6。
[0203]
第一透镜l1可以是具有折射力，物体侧的面凸出且像侧的面凹陷的透镜。
[0204]
第二透镜l2可以是具有折射力，两面在近轴区域均凹陷的透镜。
[0205]
第三透镜l3可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出且像侧的面在近轴区域凹陷的透镜。
[0206]
第四透镜l4可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出且像侧的面在近轴区域凹陷的透镜。并且，第四透镜l4的物体侧的面或像侧的面在近轴区域为平面或具有与平
面接近程度的大曲率。
[0207]
第五透镜l5可以是具有折射力，两面在近轴区域均凸出的透镜。
[0208]
第六透镜l6可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凹陷且像侧的面在近轴区域凹陷的透镜。并且，第六透镜l6的物体侧的面或像侧的面包括至少一个变曲点。
[0209]
第一至第六透镜l1、l2、l3、l4、l5、l6的所有透镜面可以为非球面，或者至少一个透镜面也可以为球面。
[0210]
但是，在本发明的第六实施例的光学成像系统中，将第六透镜l6的物体侧的面l6s1形成为划分为两个区域l6s1-1、l6s1-2的合成曲面，将像侧的面l6s2形成为划分为三个区域l6s2-1、l6s2-2、l6s2-3的合成曲面。
[0211]
本发明的第六实施例的光学成像系统的具体设计规格如下面表13所示，适用于各透镜面的非球面系数如表14所示。
[0212]
[表13]本发明的第六实施例的设计规格
[0213][0214]
[表14]本发明的第六实施例的非球面系数
[0215]
透镜面名称l1 s1l1 s2l2 s1l2 s2l3 s1l3 s2l4 s1l4 s2l5 s1l5 s2面的编号123467891011r1.599e+009.450e+00-1.430e+025.539e+008.280e+008.272e+002.198e+012.744e+011.172e+01-3.126e+00k3.837e-01-9.015e-019.900e+011.257e+010.000e+00-3.773e+00-9.900e+010.000e+000.000e+00-2.564e-01a-1.375e-02-3.283e-02-4.788e-02-2.727e-03-1.244e-01-1.358e-01-1.564e-01-1.599e-01-5.147e-036.048e-02b-2.849e-02-8.330e-022.687e-01-4.681e-023.685e-011.857e-01-1.540e-01-4.321e-02-9.084e-02-6.677e-02c1.302e-015.499e-01-9.326e-011.931e+00-2.368e+00-4.182e-011.179e+003.464e-017.262e-026.191e-02d-4.410e-01-1.735e+003.304e+00-1.060e+019.245e+001.664e-01-3.387e+00-6.455e-01-2.240e-02-3.774e-02e8.256e-013.318e+00-7.673e+003.217e+01-2.234e+011.267e+005.641e+006.678e-01-2.665e-025.174e-03f-9.509e-01-3.971e+001.088e+01-5.831e+013.339e+01-3.249e+00-5.851e+00-3.967e-012.494e-024.403e-03g6.537e-012.883e+00-9.109e+006.264e+01-3.005e+013.609e+003.740e+001.341e-01-7.890e-03-2.121e-03h-2.482e-01-1.158e+004.134e+00-3.674e+011.488e+01-2.000e+00-1.364e+00-2.390e-021.070e-033.624e-04j3.958e-021.976e-01-7.826e-019.084e+00-3.093e+004.538e-012.187e-011.729e-03-5.117e-05-2.240e-05
[0216]
透镜面名称l6 s1-1l6 s1-2l6 s2-1l6 s2-2l6 s2-3面的编号1213141516r9.289e+007.340e+001.412e+001.383e+00-4.624e+00k-8.081e+00-8.081e+00-6.853e+00-7.601e+001.088e+00a-3.106e-01-2.372e-013.351e-02-1.351e-010.000e+00b1.163e-018.749e-021.800e+008.670e-020.000e+00c3.279e-017.966e-03-1.104e+02-4.277e-020.000e+000-8.451e-01-1.692e-021.506e+031.632e-026.984e-04e1.068e+006.278e-03-9.444e+03-4.700e-03-3.287e-04f-8.080e-01-1.205e-032.725e+049.517e-046.306e-05g3.641e-011.309e-04-1.383e+04-1.246e-04-6.165e-06h-8.957e-02-7.561e-06-9.805e+049.332e-063.084e-07j9.185e-031.787e-071.592e+05-3.019e-07-6.340e-09
[0217]
本发明的第六实施例的光学成像系统的总长度ttl为4.86mm，有效焦距efl为4.24mm，f-no为1.9，图像传感器的对角距离为6.56mm。
[0218]
并且，第六透镜l6的物体侧的面l6s1的有效半径re为2.374mm，划分为两个区域的位置为r1＝1.215mm。
[0219]
并且，第六透镜l6的像侧的面l6s2的有效半径re为2.746mm，划分为三个区域的位置为r1＝0.499mm，r2＝2.381mm。
[0220]
通过上述表13和表14可以确认到，适用于在第六透镜l6的物体侧的面l6s1和像侧的面l6s2的所有区域l6s1-1、l6s1-2，l6s2-1、l6s2-2、l6s2-3的系数组r、k、a、b、c、d、e、f、g、h、j均不同，由此可知，各区域形成为相互不同的非球面。
[0221]
第七实施例
[0222]
图14a及图14b分别为示出本发明的第七实施例的光学成像系统的结构图和像差图。
[0223]
如图所示，本发明的第七实施例的光学成像系统包括从物体侧向像侧依次配置的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6。
[0224]
第一透镜l1可以是具有折射力，物体侧的面凸出且像侧的面凹陷的透镜。
[0225]
第二透镜l2可以是具有折射力，物体侧的面凸出且像侧的面凹陷的透镜。
[0226]
第三透镜l3可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出且像侧的面在近轴区域凹陷的透镜。
[0227]
第四透镜l4可以是具有折射力，物体侧的面凹陷且像侧的面凸出的透镜。并且，第四透镜l4的物体侧的面或像侧的面在近轴区域为平面或具有与平面接近程度的大曲率。
[0228]
第五透镜l5可以是具有折射力，两面在近轴区域均凸出的透镜。
[0229]
第六透镜l6可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出，像侧的面在近轴区域凹陷的透镜。并且，第六透镜l6的物体侧的面或像侧的面包含至少一个变曲点。
[0230]
第一至第六透镜l1、l2、l3、l4、l5、l6的所有透镜面可以为非球面，或者至少一个透镜面也可以为球面。
[0231]
但是，在本发明的第七实施例的光学成像系统中，将第六透镜l6的像侧的面l6s2
形成为划分为三个区域l6s2-1、l6s2-2、l6s2-3的合成曲面。
[0232]
本发明的第七实施例的光学成像系统的具体设计规格如下面表15所示，适用于各透镜面的非球面系数如表16所示。
[0233]
[表15]本发明的第七实施例的设计规格
[0234][0235]
[表16]本发明的第七实施例的非球面系数
[0236]
透镜面名称l1 s1l1 s2l2 s1l2 s2l3 s1l3 s2l4 s1l4 s2l5 s1l5 s2面的编号12345678910r1.814e+009.651e+002.096e+015.012e+001.945e+013.118e+01-7.725e+012.645e+012.165e+01-2.846e+00k3.970e-01-4.431e+009.423e+011.672e+011.328e+012.494e+01-5.246e+01-1.174e+01-1.670e+00-9.464e-01a-1.207e-02-1.655e-02-1.603e-02-5.494e-03-5.953e-02-6.956e-02-1.213e-01-1.077e-01-2.160e-02-1.985e-02b3.600e-022.032e-027.111e-022.897e-025.935e-02-1.020e-029.984e-033.181e-02-1.259e-022.902e-02c-1.445e-01-6.477e-02-1.321e-011.210e-01-2.491e-011.506e-017.514e-02-1.676e-02-1.265e-03-3.624e-02d3.209e-011.896e-012.819e-01-6.863e-016.272e-01-5.323e-01-1.526e-014.589e-029.724e-032.577e-02e-4.484e-01-3.434e-01-4.229e-011.833e+00-1.070e+009.501e-011.749e-01-6.619e-02-6.724e-03-1.034e-02f3.900e-013.688e-013.939e-01-2.834e+001.158e+00-1.029e+00-1.490e-014.999e-022.139e-032.447e-03g-2.063e-01-2.327e-01-2.132e-012.561e+00-7.520e-016.758e-019.054e-02-2.026e-02-3.516e-04-3.414e-04h6.046e-027.973e-026.130e-02-1.250e+002.612e-01-2.476e-01-3.201e-024.180e-032.872e-052.611e-05j-7.592e-03-1.147e-02-7.122e-032.551e-01-3.507e-023.900e-024.686e-03-3.463e-04-9.097e-07-8.450e-07
[0237]
透镜面名称l6 s1l6 s2-1l6 s2-2l6 s2-3面的编号11121314r4.507e+001.299e+001.366e+003.611e+00k-9.431e+01-7.988e+00-6.046e+00-1.313e+01a-1.922e-01-1.487e-02-8.054e-02-4.162e-02b8.001e-02-7.620e-023.068e-027.727e-03c-1.801e-027.972e-02-7.450e-037.648e-04
d2.617e-03-3.345e-021.178e-03-3.929e-04e-2.568e-047.226e-03-1.220e-045.030e-05f1.699e-05-8.895e-048.068e-06-3.217e-06g-7.278e-076.368e-05-3.205e-071.128e-07h1.824e-08-2.489e-066.765e-09-2.074e-09j-2.030e-104.131e-08-5.573e-111.565e-11
[0238]
本发明的第七实施例的光学成像系统的总长度ttl为5.83mm，有效焦距efl为4.98mm，f-no为2.0，图像传感器的对角距离为9.27mm。
[0239]
并且，第六透镜l6的像侧的面l6s2的有效半径re为3.999mm，划分为三个区域的位置为r1＝0.663mm，r2＝3.333mm。
[0240]
通过上述表15和表16可以确认到，适用于在第六透镜l6的像侧的面l6s2中划分的三个区域l6s2-1、l6s2-2、l6s2-3的系数组r、k、a、b、c、d、e、f、g、h、j均不同，由此可知，各区域形成为相互不同的非球面。
[0241]
第八实施例
[0242]
图15a及图15b分别为示出本发明的第八实施例的光学成像系统的结构图和像差图。
[0243]
如图所示，本发明的第八实施例的光学成像系统包括从物体侧的面向像侧依次配置的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7。
[0244]
第一透镜l1可以是具有折射力，物体侧的面凸出且像侧的面凹陷的透镜。
[0245]
第二透镜l2可以是具有折射力，物体侧的面凸出且像侧的面凹陷的透镜。
[0246]
第三透镜l3可以是具有折射力，物体侧的面凸出且像侧的面凹陷的透镜。
[0247]
第四透镜l4可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凹陷且像侧的面为平面或为具有与平面接近程度的大曲率半径的凹面。
[0248]
第五透镜l5可以是具有折射力，物体侧的面在近轴区域凸出且像侧的面在近轴区域凹陷的透镜。
[0249]
第六透镜l6可以是具有折射力，两面在近轴区域均凸出的透镜。
[0250]
第七透镜l7可以是具有折射力，两面在近轴区域均凹陷的透镜。并且，第七透镜l7的物体侧的面或像侧的面包含至少一个变曲点。
[0251]
第一至第七透镜l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7的所有透镜面可以为非球面，或者至少一个透镜面也可以为球面。
[0252]
但是，在本发明的第八实施例的光学成像系统中，将第七透镜l7的像侧的面l7s2形成为划分为三个区域l7s2-1、l7s2-2、l7s2-3的合成曲面。
[0253]
本发明的第八实施例的光学成像系统的具体设计规格如下面表17所示，适用于各透镜面的非球面系数如表18所示。
[0254]
[表17]本发明的第八实施例的设计规格
[0255]
[表18]本发明的第八实施例的非球面系数
[0256]
透镜面名称l1 s1l1 s2l2 s1l2 s2l3 s1l3 s2l4 s1l4 s2l5 s1l5 s2面的编号12345678910r1.931e+009.512e+007.336e+003.773e+008.932e+002.423e+01-1.133e+011.009e+027.477e+001.085e+01k-1.554e+000.000e+000.000e+003.006e+00-3.169e+01-1.000e+00-3.362e+022.455e+03-2.177e+020.000e+00a2.174e-02-2.609e-02-3.776e-02-2.960e-02-1.173e-03-1.193e-02-1.001e-01-1.362e-01-1.099e-01-1.255e-01b2.673e-023.116e-022.782e-024.146e-02-9.107e-031.850e-029.782e-022.432e-014.092e-025.468e-02c-7.442e-02-4.511e-022.532e-02-9.617e-02-2.296e-02-9.903e-02-2.136e-01-6.135e-011.000e-02-1.512e-02d1.290e-015.262e-02-1.081e-011.800e-017.363e-022.127e-012.310e-011.092e+00-3.809e-028.121e-03e-1.397e-01-3.747e-021.942e-01-1.928e-01-9.011e-02-2.388e-01-1.444e-01-1.369e+001.638e-02-1.261e-02e9.454e-029.985e-03-2.036e-011.100e-016.192e-021.349e-014.413e-021.121e+00-1.965e-038.933e-03g-3.900e-023.560e-031.260e-01-2.452e-02-1.505e-02-5.075e-03-3.411e-03-5.659e-010.000e+00-2.930e-03h8.879e-03-2.929e-03-4.216e-020.000e+000.000e+00-2.921e-020.000e+001.592e-010.000e+004.569e-04j-8.597e-045.273e-045.852e-030.000e+000.000e+009.980e-030.000e+00-1.895e-020.000e+00-2.749e-05
[0257]
透镜面名称l6 s1l6 s2l7 s1l7 s2-1l7 s2-2l7 s2-3面的编号111213141516r1.240e+01-3.257e+00-7.305e+002.246e+002.446e+00-4.436e+00k1.956e+01-7.017e-02-1.453e+00-9.260e+00-9.685e+00-1.078e+00a1.336e-021.033e-01-4.027e-02-4.587e-02-4.104e-020.000e+00b-4.508e-02-5.361e-026.819e-031.635e-021.372e-020.000e+00c3.009e-021.602e-023.146e-04-5.165e-03-4.356e-030.000e+00d-1.796e-02-3.652e-03-1.765e-041.169e-031.034e-030.000e+00e7.544e-036.188e-041.867e-05-1.710e-04-1.665e-046.825e-06f-2.032e-03-6.422e-05-8.564e-071.574e-051.746e-05-1.916e-06
g3.325e-043.111e-061.477e-08-8.835e-07-1.147e-062.021e-07h-2.960e-05-1.139e-080.000e+002.794e-084.293e-08-9.475e-09j1.083e-06-3.027e-090.000e+00-3.858e-10-6.975e-101.663e-10
[0258]
本发明的第八实施例的光学成像系统的总长度ttl为5.96mm，有效焦距efl为5.24mm，f-no为1.9，图像传感器的对角距离为9.27mm。
[0259]
并且，第七透镜l7的像侧的面l7s2的有效半径re为3.615mm，划分为三个区域的位置为r1＝1.6mm，r2＝3.2mm。
[0260]
通过上述表17和表18可以确认到，适用于在第七透镜l7的像侧的面l7s2中划分的三个区域l7s2-1、l7s2-2、l7s2-3的系数组r、k、a、b、c、d、e、f、g、h、j均不同，由此可知，各区域形成为相互不同的非球面。
[0261]
另外，以上主要说明了在构成光学系统的多个透镜面中在最后一个透镜面适用合成曲面的情况，但是如第三实施例所示，可以在构成光学系统的所有透镜面适用合成曲面，或者也可以在至少两个透镜面适用合成曲面。
[0262]
并且，以上对在划分的各区域形成非球面或球面的情况进行了说明，但并非限定于此。因此，在所划分的区域中，可以在至少一个区域形成平面。并且，不需要一定在所划分的区域形成非球面，因此在所划分的所有区域也可以仅形成曲率不同的球面。
[0263]
并且，以上对划分的多个区域都是不同的形状的曲面进行了说明，但并非限定于此，也可以将相邻的区域形成为不同形状，将不相邻的区域(例如，第一区域和第三区域)形成为通过同一公式表示的非球面、球面或平面。
[0264]
并且，以上主要说明了各区域为旋转对称的情况，但并非限定于此，所划分的各区域可以形成为非旋转对称、自由表面(freeform surface)中的任一者。
[0265]
2.合成曲面的设计方法
[0266]
下面，参照图16的流程图，对设计如上说明的合成曲面的具体方法进行说明。
[0267]
首先利用在现有的光学设计软件(例如，codev、zemax、oslo等)中使用的设计算法，以目标规格为基础，计算透镜面的基本设计值。
[0268]
此时，输入透镜数量、焦距、视角、倍率、入射瞳孔及出射瞳孔的位置和大小等基础数据和限制条件等，并计算透镜面的基本设计值(st11)。
[0269]
在计算透镜面的基本设计值之后，搜索基函数(basis function)候选群，确定在所计算的基本设计值的设定的范围内包含相似度大的构成项(basis element))的基函数。
[0270]
如上所示，基函数候选群可以包含xn非球面函数、q
con
非球面函数、q
bsf
非球面函数、泽尔尼克函数等。
[0271]
另外，透镜面的基本设计值和基函数构成项的相似度可以基于设计者的经验来判断，但更优选地，运用判断相似度的数学算法。
[0272]
例如，在设定范围[a、b]中可以利用如下面的数学式6所示的方法来获得相似度s。
[0273]
数学式6
[0274][0275]
其中，r为半径距离，z(r)为透镜面的高度，zc(r)为透镜面的二次曲线项(conic term)，fi(r)为第i基函数构成项。
[0276]
另外，范围[a、b]可以由设计者通过判断任意输入，或者在程序上符合变曲点等特征点或设定条件的方式自动选择并输入。
[0277]
作为另一例中，在使用标准正交基函数的情况下，可以通过根据下面数学式7所示的方式计算內积值来获得相似度s。
[0278]
数学式7
[0279][0280]
其中，r为半径距离，z(r)为透镜面的高度，zc(r)为透镜面的二次曲线项，fi(r)为第i标准正交基函数构成项，a、b为各区域划分位置，re为透镜面的有效半径。
[0281]
另外，相似度s适用最小二乘法等，使用标准偏差或残差值偏差的平均等而定义，在这种情况下，优选考虑适当的数据数来定义。
[0282]
经过上述过程，存在相似度s满足设定条件的基函数构成项时，判断为与相应区域的形态相似的基函数构成项，并将包含该构成项的基函数确定为适用于该区域的基函数。
[0283]
此时，优选地，通过适用于第一区域的第一基函数表示的第一曲面函数和通过适用于与第一区域相邻的第二区域的第二基函数表示的第二曲面函数在第一区域和第二区域的边界处透镜面的高度确定为相同或斜率相同(st12)。
[0284]
另外，相似度s为将所设定的范围[a、b]作为条件计算，由此，在所设定的范围[a、b]内，在确定包括相似度s满足设定条件的构成项的基函数的情况下，也可以将通过条件设定的范围[a、b]确定为区域的边界。
[0285]
然而，根据情况，基于基函数的构成和透镜面形态，也可以将透镜面的变曲点确定为划分初始位置，并也可以通过其它方式确定区域划分位置(st13)。
[0286]
经过上述过程，在确定与相应透镜面的划分位置和各区域对应的基函数构成项之后，执行考虑量产性等的最优化过程(st14)。
[0287]
3.合成曲面设计用计算装置
[0288]
如图17的框图例示所示，本发明的一实施例的计算装置100可以包括处理器110、存储器120、显示器130、输入部140、通信部150等。
[0289]
处理器110执行存储于存储器120的计算机程序，以执行规定的运算或数据处理。
[0290]
存储器120包括非挥发性存储器(例如：闪存等)和挥发性存储器(例如：随机存取存储器(ram，random access memory))。存储器120包括hdd、ssd、odd等大容量存储器。存储器120存储用于计算装置100工作的计算机程序、各种参数、数据等。计算机程序为由处理器110执行的指令的集合，可以包括操作系统、中间件、应用程序或应用程序编程接口(api：application programming interface)等。计算机程序存储在非挥发性存储器，并加载到挥发性存储器中以被执行。
[0291]
本发明的一实施例的计算装置100中，可以将用于设计透镜面的合成曲面的透镜设计程序存储于存储器120。
[0292]
当按功能分类时，透镜设计程序包括基本设计值计算部122、基函数确定部124、划分位置确定部126、最优化执行部128等。
[0293]
基本设计值计算部122用于提供供用户输入透镜设计所需的目标规格、基础数据、
限制条件等的界面，另外基于所输入的数据而计算各透镜面的基本设计值。在基本设计值计算部122中也可以使用现有的光学设计程序。
[0294]
基函数确定部124搜索存储在存储器120的基函数候选群及基函数构成项，并在所设定的范围内计算与透镜面的基本设计值之间的相似度s，将包含所计算的相似度满足设定条件的构成项的基函数确定为相应区域的基函数。获取相似度的方法如上说明所示。
[0295]
划分位置确定部126将在基函数确定部124确定基函数时所设定的范围确定为划分位置，或者将用户提前设定或满足设定条件的位置确定为划分位置。
[0296]
最优化执行部128根据所设定的条件而执行现有的最优化算法，或向用户提供用于最优化的界面，并根据所输入的数据而调整现有设计值。
[0297]
再次参照图17，显示器130用于显示透镜设计结果或提供数据输入窗口，输入部140提供用于用户操作和指令/数据输入的界面，通信部150提供与外部或远程电子设备的通信接口。并且，数据传输线190为用于将电信号传送至计算装置100的所述各结构要素110、120、130、140、150之间的介质。
[0298]
另外，本发明的实施例的透镜设计方法实现为能够通过各种计算机装置而执行的程序指令形式，并记录在计算机可读记录介质。
[0299]
此时，计算机可读记录介质包括程序指令、数据文件、数据结构等中的一种或它们的组合。在记录介质中记录的程序指令可以是为本发明而专门设计并配置的，或者也可以是由计算机软件相关领域的普通技术人员公知使用的。
[0300]
计算机可读记录介质包括硬盘、软盘及磁带等磁性介质(magnetic media)、cd-rom、dvd等光学介质(optical media)、光磁软盘(floptical disk)等磁光介质(magneto-optical media)、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、闪存等中的至少一者。
[0301]
并且，程序指令不仅可以包括使用编译器生成的机器语言代码，还可以包括可以使用解释器等而由计算器执行的高级语言代码。
[0302]
综上，对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明并非限定于所说明的上述实施例，在具体应用过程中可以进行各种变更或修改，这种变更或修改的实施例也包含权利要求中公开的本发明的技术思想的情况下，也应视为包含于本发明的保护范围。