成像系统的制作方法

1.本技术涉及光学元件领域，具体地，涉及一种成像系统。


背景技术：

2.随着ar/vr技术的逐步成熟，ar眼镜和vr眼镜等智能眼镜的市场逐渐兴起，从而对上述智能眼镜搭载的成像镜头及其配合组件(例如，镜筒)提出了小型化和高成像性能的要求。
3.广角镜头由于具有拍摄视角更宽广的特点，在例如环境感知、空间定位、手势操控等ar或vr应用场景中得到广泛的应用。但市场上的广角镜头的尺寸通常较大。另外，成像镜头通常还包括多个透镜和用于耦合相邻透镜的间隔元件，而透镜之间的大段差造成的组立稳定性问题时有发生。并且，随着像面的增大，透镜的边缘容易出现杂光现象。上述杂光和组立稳定性问题严重影响了成像镜头的成像品质。
4.因此，如何合理设置成像镜头和镜筒的光学参数以及透镜和间隔元件的结构和尺寸关系，从而能够在实现广角和小型化的前提下改善杂光问题和保证成像镜头的组立稳定性是本领域内亟待解决的问题。
5.应当理解，该背景技术部分旨在部分地为理解该技术提供有用的背景，然而，这些内容并不一定属于在本技术的申请日之前本领域技术人员已知或理解的内容。


技术实现要素：

6.本技术提供了一种成像系统，包括透镜组、多个间隔元件以及用于容纳所述透镜组和所述多个间隔元件的镜筒，所述透镜组沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，其中，所述透镜组中具有光焦度的透镜的数量为六，所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜具有正光焦度，所述第三透镜具有负光焦度；所述多个间隔元件包括：第一间隔元件，与所述第一透镜的像侧面部分接触；第二间隔元件，与所述第二透镜的像侧面部分接触；第三间隔元件，与所述第三透镜的像侧面部分接触；第四间隔元件，与所述第四透镜的像侧面部分接触；以及第五间隔元件，与所述第五透镜的像侧面部分接触；其中，所述镜筒沿所述光轴方向的尺寸小于5.0mm，并且所述成像系统满足：634.0《(l+td)*tan(semi-fov)/cpmin《722.5；其中，l为所述镜筒沿所述光轴方向的尺寸，td为所述第一透镜的物侧面至所述第六透镜的像侧面沿所述光轴的距离，semi-fov为所述成像系统的最大半视场角，cpmin为所述第一间隔元件至所述第五间隔元件中的各间隔元件的最大厚度中的最小值。
7.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：r3/r4《0，其中，r3为所述第二透镜的物侧面的曲率半径，r4为所述第二透镜的像侧面的曲率半径。在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：f4/f5《0，以及r8/r11《0；其中，f4为所述第四透镜的光焦度，f5为所述第五透镜的光焦度，r8为所述第四透镜的像侧面的曲率半径，r11为所述第六透镜的物侧面的曲率半径。
8.在本技术的一个实施方式中，所述第四透镜的材质为玻璃。
9.在本技术的一个实施方式中，所述第一间隔元件至所述第五间隔元件包括的至少两个间隔元件中的任一间隔元件的物侧面的外径与像侧面的外径相等，并且所述任一间隔元件的物侧面的内径与像侧面的内径相等。
10.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：-24.5《(f3+f2)/(ep23-cp2)《-3.0，其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，f2为所述第二透镜的有效焦距，ep23为所述第二间隔元件的像侧面与所述第三间隔元件的物侧面沿所述光轴的距离，cp2为所述第二间隔元件的最大厚度。
11.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：5.0《(d4s-cp4)*n4/ct4《12.5，其中，d4s为所述第四间隔元件的物侧面的外径，cp4为所述第四间隔元件的最大厚度，n4为所述第四透镜的折射率，ct4为所述第四透镜的中心厚度。
12.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：0《(d1m-d1m)/r2/(cp1/t12)《20.5，其中，d1m为所述第一间隔元件的像侧面的外径，d1m为所述第一间隔元件的像侧面的内径，r2为所述第一透镜的像侧面的曲率半径，cp1为所述第一间隔元件的最大厚度，t12为所述第一透镜与所述第二透镜在所述光轴上的空气间隙。
13.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：4.0《(r2+r3)/(ct2-ep12+cp1)《27.5，其中，r2为所述第一透镜的像侧面的曲率半径，r3为所述第二透镜的物侧面的曲率半径，ct2为所述第二透镜的中心厚度，ep12为所述第一间隔元件的物侧面与所述第二间隔元件的像侧面沿所述光轴的距离，cp1为所述第一间隔元件的最大厚度。
14.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：3.5《(d2s-d2s+d2m)/(t23+ct2)《9.5，其中，d2s为所述第二间隔元件的物侧面的外径，d2s为所述第二间隔元件的物侧面的内径，d2m为所述第二间隔元件的像侧面的外径，t23为所述第二透镜与所述第三透镜在所述光轴上的空气间隙，ct2为所述第二透镜的中心厚度。
15.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：-13.0《(d3m*d3s)/(t34*r7)《7.5，其中，d3m为所述第三间隔元件的像侧面的外径，d3s为所述第三间隔元件的物侧面的内径，t34为所述第三透镜与所述第四透镜在所述光轴上的空气间隙，r7为所述第四透镜的物侧面的曲率半径。
16.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：4.5《r8/f+d4s/ep34《8.5，其中，r8为所述第四透镜的像侧面的曲率半径，f为所述成像系统的总有效焦距，d4s为所述第四间隔元件的物侧面的内径，ep34为所述第三间隔元件的物侧面与所述第四间隔元件的像侧面沿所述光轴的距离。
17.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：0《(d4s+d4s)/(r7-r8)《19.5，其中，d4s为所述第四间隔元件的物侧面的外径，d4s为所述第四间隔元件的物侧面的内径，r7为所述第四透镜的物侧面的曲率半径，r8为所述第四透镜的像侧面的曲率半径。
18.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：53.0《d5m/t56+d4m/t45《74.0，其中，d5m为所述第五间隔元件的像侧面的外径，t56为所述第五透镜与所述第六透镜在所述光轴上的空气间隙，d4m为所述第四透镜的像侧面内径，t45为所述第四透镜与所述第五透镜在所述光轴上的空气间隙。
19.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：6.5《(l-ep15)/(t23+ct3+t34)*
fno《9.5，其中，l为所述镜筒沿所述光轴方向的尺寸，ep15为所述第一间隔元件的物侧面与所述第五间隔元件的像侧面沿所述光轴的距离，t23为所述第二透镜与所述第三透镜在所述光轴上的空气间隙，ct3为所述第三透镜的中心厚度，t34为所述第三透镜与所述第四透镜在所述光轴上的空气间隙，fno为所述成像系统的光圈值。
20.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：-11.5《(d5s+d1s)/(r11-r2)《-6.0，其中，d5s为所述第五间隔元件的物侧面的外径，d1s为所述第一间隔元件的物侧面的外径，r11为所述第六透镜的物侧面的曲率半径，r2为所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
21.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：-8.0《(ct3-ct2)/(ep23-ep12)《12.0，其中，ct3为所述第三透镜的中心厚度，ct2为所述第二透镜的中心厚度，ep23为所述第二间隔元件的物侧面与所述第三间隔元件的像侧面沿所述光轴的距离，ep12为所述第一间隔元件的物侧面与所述第二间隔元件的像侧面沿所述光轴的距离。
22.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：7.5《|(r9+r10)/(cp5+cp4)|《93.5。其中，r9为所述第五透镜的物侧面的曲率半径，r10为所述第五透镜的像侧面的曲率半径，cp5为所述第五间隔元件的最大厚度，cp4为所述第四间隔元件的最大厚度。
23.在本技术的一个实施方式中，所述成像系统满足：0《(r3+r4)/(d2s-d1s)《16.5，其中，r3为所述第二透镜的物侧面的曲率半径，r4为所述第二透镜的像侧面的曲率半径，d2s为所述第二间隔元件的物侧面的外径，d1s为所述第一间隔元件的物侧面的外径。
24.本技术的成像系统包括透镜组、多个间隔元件以及用于容纳透镜组和多个间隔元件的镜筒，通过控制第一透镜、第二透镜和第三透镜的光焦度将成像系统的相对照度和畸变等性能指标控制在合理范围内；同时通过在各透镜之间合理设置间隔元件，能够提高成像系统的组立稳定性。进一步地，通过合理控制镜筒沿光轴方向的尺寸与第一透镜的物侧面至第六透镜的像侧面沿光轴的距离之差、成像系统的视场角和多个间隔元件各自厚度中的最小值之间的关系，能够使得成像系统具备大视场角的同时约束透镜组的轴向长度，通过进一步约束镜筒在光轴方向的尺寸，实现了成像系统的小型化。
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，在附图中：
26.图1示出了根据本技术的成像系统的参数标注示意图；
27.图2示出了根据本技术实施例1的一种成像系统的剖面示意图；
28.图3示出了根据本技术实施例1的另一种成像系统的剖面示意图；
29.图4示出了根据本技术实施例1的再一种成像系统的剖面示意图；
30.图5a至图5c分别示出了根据本技术实施例1的成像系统的轴上色差曲线、倍率色差曲线以及象散曲线；
31.图6示出了根据本技术实施例2的一种成像系统的剖面示意图；
32.图7示出了根据本技术实施例2的另一种成像系统的剖面示意图；
33.图8示出了根据本技术实施例2的再一种成像系统的剖面示意图；
34.图9a至图9c分别示出了根据本技术实施例2的成像系统的轴上色差曲线、倍率色差曲线以及象散曲线；
35.图10示出了根据本技术实施例3的一种成像系统的剖面示意图；
36.图11示出了根据本技术实施例3的另一种成像系统的剖面示意图；
37.图12示出了根据本技术实施例3的再一种成像系统的剖面示意图；以及
38.图13a至图13c分别示出了根据本技术实施例3的成像系统的轴上色差曲线、倍率色差曲线以及象散曲线。
具体实施方式
39.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。
40.在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、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。
41.在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若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于近轴区域为凸面；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于近轴区域为凹面。每个透镜最靠近被摄物体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。
42.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，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。
43.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。
44.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。
45.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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围，例如，本技术的各实施例中的透镜组、镜筒及间隔元件之间可以任意组合，不限于一个实施例中的透镜组只能与该实施例的镜筒、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。
46.以下对本技术的特征、原理和其他方面进行详细描述。
47.根据本技术示例性实施方式的成像系统可包括透镜组、多个间隔元件以及用于容纳该透镜组和多个间隔元件的镜筒，其中，该透镜组沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜。
48.在示例性实施方式中，第一透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凸面或凹面，像侧面可为凸面或凹面，第二透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面或凹面；第四透镜可具有正光焦度或负光焦度，其物侧面可为凸面或凹面，像侧面可为凸面；第五透镜可具有正光焦度或负光焦度，其物侧面可为凹面或凸面，像侧面可为凸面或凹面；第六透镜可具有正光焦度或负光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。通过合理的分配成像系统的各个透镜的面型和光焦度，可有效地提升摄像的效果。另外，通过合理控制各透镜的面型能够通过调整光线在光学系统中的路径，有效提升成像系统的解像以及平衡成像系统的像差。
49.在示例性实施方式中，多个间隔元件包括位于任意相邻的两个透镜之间的至少一个间隔元件，所述至少一个间隔元件与邻近的透镜的至少一部分接触。具体地，多个间隔元件例如包括位于第一透镜和第二透镜之间的第一间隔元件，位于第二透镜和第三透镜之间的第二间隔元件，位于第三透镜和第四透镜之间的第三间隔元件、位于第四透镜和第五透镜之间的第四间隔元件以及位于第五透镜和第六透镜之间的第五间隔元件。可选地，第一间隔元件可与第一透镜的像侧面部分接触，第二间隔元件可与第二透镜的像侧面部分接触，第三间隔元件可与第三透镜的像侧面部分接触，第四间隔元件可与第四透镜的像侧面部分接触，第五间隔元件可与第五透镜的像侧面部分接触。可选地，上述第一间隔元件至第五间隔元件中的任一间隔元件与邻近的透镜的像侧面所接触的部分可包括非有效光学部分(例如，透镜的边缘区域)。通过设置多个间隔元件并使得各间隔元件与邻近的透镜接触，有助于拦截多余反射光路，提升成像系统的成像清洁度，减少杂光、鬼影的产生，并且能够保证多个间隔元件顺次与镜筒、透镜进行装配，并保证装配后的稳定性。
50.在示例性实施方式中，第一间隔元件至第五间隔元件包括的至少两个间隔元件中的任一间隔元件的物侧面的外径与像侧面的外径相等，并且任一间隔元件的物侧面的内径与像侧面的内径相等。具有如上设置的至少两个间隔元件可具有相对较薄的厚度，从而能够有效阻拦多余光线，起到减少杂光的作用。
51.在示例性实施方式中，参考图1的尺寸标注，成像系统满足：镜筒p0沿光轴方向的尺寸小于5.0mm，通过约束镜筒的p0的尺寸，有利于实现成像系统的小型化。
52.在示例性实施方式中，参考图1的尺寸标注，成像系统满足：634.0《(l+td)*tan(semi-fov)/cpmin《722.5；其中，l为镜筒沿光轴方向的尺寸，td为第一透镜的物侧面至第六透镜的像侧面沿光轴的距离，semi-fov为成像系统的最大半视场角，cpmin为第一间隔元件至第五间隔元件中的各个间隔元件的最大厚度中的最小值。更进一步地，成像系统满足：634.5《(l+td)*tan(semi-fov)/cpmin《722.0。另外，通过合理控制镜筒沿光轴方向的尺寸与第一透镜的物侧面至第六透镜的像侧面沿光轴的距离之差、成像系统的视场角和多个间隔元件各自厚度中的最小值之间的关系，能够使得成像系统具有大视场角的同时约束透镜组的轴向长度，通过进一步约束镜筒在光轴方向的尺寸，实现了成像系统的小型化。
53.可以理解的是，为了使得附图的结构和标注更为清晰，图1中对各部件尺寸的标记做了简化处理，仅仅以对第一间隔元件的一组尺寸以及第一间隔元件与第三间隔元件沿光
轴的距离以及第三间隔元件的最大厚度标注作为示例，对于其余间隔元件的相关尺寸限定可参考示例性的标注，本技术在此不做赘述。
54.在示例性实施方式中，参考图1的尺寸标注，成像系统满足：-24.5《(f3+f2)/(ep23-cp2)《-3.0，其中，f3为第三透镜的有效焦距，f2为第二透镜的有效焦距，ep23为第二间隔元件的像侧面与第三间隔元件的物侧面沿光轴的距离，cp2为第二间隔元件的最大厚度。通过合理控制第二透镜与第三透镜的有效焦距之和、第二间隔元件至第三间隔元件沿光轴的距离与第二间隔元件的最大厚度之差的比值关系，能够使得成像系统在保证外视场的相对照度大小的同时约束成像系统的中间段长度。
55.在示例性实施方式中，成像系统满足：r3/r4《0，其中，r3为第二透镜的物侧面的曲率半径，r4为第二透镜的像侧面的曲率半径。更进一步地，成像系统满足：-2.5《r3/r4《0。通过合理控制第二透镜物侧面和像侧面的曲率半径的范围，即对第二透镜物侧面和像侧面的弯曲方向和弯曲大小进行合理控制，能够使得第二透镜具有良好的平衡轴向色差的能力，从而使得光学成像系统在一定的成像波段带宽范围内获得良好的成像质量。在示例性实施方式中，成像系统满足：f4/f5《0，以及r8/r11《0；其中，f4为第四透镜的光焦度，f5为第五透镜的光焦度，r8为所述第四透镜的像侧面的曲率半径，r11为所述第六透镜的物侧面的曲率半径。更进一步地，成像系统满足：-4.0《f4/f5《0，以及-4.5《r8/r11《0。通过合理控制第四透镜像侧面的曲率半径和第六透镜物侧面的曲率半径的比值在合理范围内，有助于提升成像系统对边缘视场的像差的矫正能力，增加系统的成像面高度，使系统的成像范围更广以及改善第四透镜和第六透镜的加工工艺性；另外，通过对第四透镜和第五透镜的光焦度的比值进行合理地限定，能够使得第四透镜具有良好的平衡成像系统的象散的能力。在示例性实施方式中，成像系统满足：5.0《(d4s-cp4)*n4/ct4《12.5，其中，d4s为第四间隔元件的物侧面的外径，cp4为第四间隔元件的最大厚度，n4为第四透镜的折射率，ct4为第四透镜的中心厚度。更进一步地，成像系统满足：5.5《(d4s-cp4)*n4/ct4《12.0。通过合理控制第四间隔元件的物侧面的外径与其厚度之差、第四透镜的中心厚度以及第四透镜的折射率之间的关系，可以有效吸收第四透镜的内部光学结构反射出的杂光，同时有助于减小组装承靠面的干涉影响，提升镜片承靠紧密度，从而提高成像系统的结构稳定性和成像质量。
56.在示例性实施方式中，成像系统满足：0《(d1m-d1m)/r2/(cp1/t12)《20.5，其中，d1m为第一间隔元件的像侧面的外径，d1m为第一间隔元件的像侧面的内径，r2为第一透镜的像侧面的曲率半径，cp1为第一间隔元件的最大厚度，t12为第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隙。更进一步地，成像系统满足：0.5《(d1m-d1m)/r2/(cp1/t12)《20.0。通过约束第一间隔元件的像侧面的外径和内径之差、第一透镜的像侧面的曲率半径、第一间隔元件的最大厚度以及第一透镜和第二透镜在光轴上的空气间隙之间的关系，能够合理设置第一间隔元件的轮廓形状，并且在保证成像系统的加工性和组装承靠的可靠性同时减少杂光。
57.在示例性实施方式中，成像系统满足：4.0《(r2+r3)/(ct2-ep12+cp1)《27.5，其中，r2为第一透镜的像侧面的曲率半径，r3为第二透镜的物侧面的曲率半径，ct2为第二透镜的中心厚度，ep12为第一间隔元件的物侧面与第二间隔元件的像侧面沿光轴的距离，cp1为第一间隔元件的最大厚度。更进一步地，成像系统满足：4.5《(r2+r3)/(ct2-ep12+cp1)《27.0。通过合理控制第一透镜的像侧面与第二透镜的物侧面的曲率半径之和、第二透镜的中心厚度与第一间隔元件和第二间隔元件的距离之差与第一间隔元件的最大厚度之和之间的比
值关系，有助于平衡系统像差，提高前两枚镜片对进入光线的汇聚度，从而提高视场角，并有助于控制镜头整体长度，保证镜头小尺寸的特点。
58.在示例性实施方式中，成像系统满足：3.5《(d2s-d2s+d2m)/(t23+ct2)《9.5，其中，d2s为第二间隔元件的物侧面的外径，d2s为第二间隔元件的物侧面的内径，d2m为第二间隔元件的像侧面的外径，t23为第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隙，ct2为第二透镜的中心厚度。更进一步地，成像系统满足：4.0《(d2s-d2s+d2m)/(t23+ct2)《9.0。通过合理控制第二间隔元件的物侧面的外径和第二间隔元件的物侧面的内径的差值与第二间隔元件的像侧面的外径之和、第二透镜中心厚度与第二透镜和第三透镜在光轴上的空气间隙之和之间的比值关系，可使得第二间隔元件与镜筒内径更好地匹配；另外可合理布局第二间隔元件的轴向放置空间，有助于提高成像质量。
59.在示例性实施方式中，成像系统满足：-13.0《(d3m*d3s)/(t34*r7)《7.5，其中，d3m为第三间隔元件的像侧面的外径，d3s为第三间隔元件的物侧面的内径，t34为第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隙，r7为第四透镜的物侧面的曲率半径。更进一步地，成像系统满足：-12.5《(d3m*d3s)/(t34*r7)《7.0。通过合理设置第三间隔元件的物侧面的内径和像侧面的外径的乘积、第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隙与第四透镜物的物侧面的曲率半径的乘积的比值关系，可阻拦第三透镜出射的光线，有效减少多余光线进入第四透镜，并且能够有效控制光线到达成像面的分布均匀性，从而有效控制成像系统的调制传递函数(modulation transfer function，mtf)曲线的离散度，获得良好的成像质量。
60.在示例性实施方式中，成像系统满足：4.5《r8/f+d4s/ep34《8.5，其中，r8为第四透镜的像侧面的曲率半径，f为成像系统的总有效焦距，d4s为第四间隔元件的物侧面的内径，ep34为第三间隔元件的物侧面与第四间隔元件的像侧面沿光轴的距离。更进一步地，成像系统满足：5.0《r8/f+d4s/ep34《8.0。通过合理控制第四透镜的像侧面的曲率半径与成像系统的总有效焦距的比值、第四间隔元件的物侧面的内径与第三间隔元件和第四间隔元件的距离的比值之间的加和关系，有助于降低系统敏感性，并减少第四透镜边缘漏光产生的鬼影杂光。
61.在示例性实施方式中，成像系统满足：0《(d4s+d4s)/(r7-r8)《19.5，其中，d4s为第四间隔元件的物侧面的外径，d4s为第四间隔元件的物侧面的内径，r7为第四透镜的物侧面的曲率半径，r8为第四透镜的像侧面的曲率半径。进一步地，成像系统满足：0《(d4s+d4s)/(r7-r8)《19.0。通过合理设置第四间隔元件的物侧面的内外径之和与第四透镜的物侧面和像侧面的曲率半径之差的比值，能够控制第四透镜的形状，有利于镜片成型；同时使得第四间隔元件与第四透镜具有较好的承靠关系，提高组装良率。
62.在示例性实施方式中，成像系统满足：53.0《d5m/t56+d4m/t45《74.0，其中，d5m为第五间隔元件的像侧面的外径，t56为第五透镜与第六透镜在光轴上的空气间隙，d4m为第四透镜的像侧面内径，t45为第四透镜与第五透镜在光轴上的空气间隙。更进一步地，成像系统满足：53.5《d5m/t56+d4m/t45《73.5。通过合理设置第五间隔元件的像侧面的外径与第五透镜和第六透镜在光轴上的空气间隙的比值、第四间隔元件的像侧面的内径与第四透镜和第五透镜在光轴上的空气间隙的比值之间的加和关系，能够合理设置第四间隔元和第五间隔元件在成像系统中的位置，有利于获得大视场角以及保证成像系统的小型化。
63.在示例性实施方式中，成像系统满足：6.5《(l-ep15)/(t23+ct3+t34)*fno《9.5，其
中，l为镜筒沿所述光轴方向的尺寸，ep15为第一间隔元件的物侧面与第五间隔元件的像侧面沿光轴的距离，t23为第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隙，ct3为第三透镜的中心厚度，t34为第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隙，fno为成像系统的光圈值。更进一步地，成像系统满足：7.0《(l-ep15)/(t23+ct3+t34)*fno《9.0。通过控制镜筒在光轴上的尺寸与第一间隔元件至第五间隔元件沿光轴的距离的差值与第二透镜的像侧面到第四透的镜物侧面沿光轴的距离的比值、成像系统的光圈值之间的乘积，有助于实现成像系统的小型化并获得较佳的成像质量。
64.在示例性实施方式中，成像系统满足：-11.5《(d5s+d1s)/(r11-r2)《-6.0，其中，d5s为第五间隔元件的物侧面的外径，d1s为第一间隔元件的物侧面的外径，r11为第六透镜的物侧面的曲率半径，r2为第一透镜的像侧面的曲率半径。更进一步地，成像系统满足：-11.0《(d5s+d1s)/(r11-r2)《-6.5。通过合理设置第五间隔元件的物侧面的外径与第一透镜的物侧面的外径之和、第六透镜的物侧面的曲率半径与第一透镜的像侧面的曲率半径之差的比值关系，有利于改善成像系统的色差与畸变，提高成像质量，同时可有效避免成像系统的前端与后端产生大段差，提升镜头稳定性。
65.在示例性实施方式中，成像系统满足：-8.0《(ct3-ct2)/(ep23-ep12)《12.0，其中，ct3为第三透镜的中心厚度，ct2为第二透镜的中心厚度，ep23为第二间隔元件的物侧面与第三间隔元件的像侧面沿光轴的距离，ep12为第一间隔元件的物侧面与第二间隔元件的像侧面沿光轴的距离。更进一步地，成像系统满足：-8.0《(ct3-ct2)/(ep23-ep12)《11.5。通过合理控制第三透镜和第二透镜的中心厚度之差、第二间隔元件和第三间隔元件在光轴上的距离与第一间隔元件和第二间隔元件沿光轴的距离之和，能够在合理分布成像系统的内部空间的同时，通过调整第一间隔元件至第三间隔元件中相邻间隔元件的距离来改善场曲，提高成像性能。
66.在示例性实施方式中，成像系统满足：7.5《|(r9+r10)/(cp5+cp4)|《93.5，其中，r9为第五透镜的物侧面的曲率半径，r10为第五透镜的像侧面的曲率半径，cp5为第五间隔元件的最大厚度，cp4为第四间隔元件的最大厚度。更进一步地，成像系统满足：8.0《|(r9+r10)/(cp5+cp4)|《93.0。通过控制第五透镜的物侧面和像侧面的曲率半径之和与第四间隔元件和第五间隔元件的最大厚度之和的比值关系，可有效控制第五透镜的形状，从而有利于该透镜的加工成型，另外还可改善杂光。
67.在示例性实施方式中，成像系统满足：0《(r3+r4)/(d2s-d1s)《16.5，其中，r3为第二透镜的物侧面的曲率半径，r4为第二透镜的像侧面的曲率半径，d2s为第二间隔元件的物侧面的外径，d1s为第一间隔元件的物侧面的外径。更进一步地，成像系统满足：0.5《(r3+r4)/(d2s-d1s)《16.0。通过控制第二透镜的物侧面和像侧面的曲率半径之和与第二间隔元件的物侧面的外径和第一间隔元件的物侧面的外径之差的比值，可有效减小第二透镜的弯曲度，减小镜片的成型风险与外观风险，同时避免第二透镜处的组立大段差，提高镜头稳定性。
68.在示例性实施方式中，第四透镜的材质为玻璃，第一透镜至第三透镜以及第五透镜和第六透镜中的任一透镜的材质为塑料。第四透镜选用玻璃材质使得该透镜具有较高的高阿贝数和较高的折射率，能够降低透镜组的尺寸；第一透镜至第三透镜以及第五透镜和第六透镜中的任一透镜选用塑料材质，有利于节省透镜组的成本，从而减少成像系统的成
本，并有利于在获得高成像品质的同时降低透镜的加工难度。在示例性实施方式中，根据本技术的透镜组还可以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。
69.在本技术的实施方式中，第一透镜至第六透镜中各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到透镜周边，曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒定曲率的球面透镜不同，非球面透镜具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善象散像差的优点。采用非球面透镜后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，进而改善成像质量。可选地，第一透镜至第六透镜中的每个透镜的物侧面和像侧面均为非球面镜面。
70.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，可改变构成成像系统的透镜数量，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片透镜为例进行了描述，但是该成像系统不限于包括六片透镜。如果需要，该成像系统还可包括其它数量的透镜。
71.下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的成像系统的具体实施例。
72.实施例1
73.以下参照图2至图5c描述根据本技术实施例1的成像系统。图2至图4分别示出了根据本技术实施例1的成像系统110、成像系统120和成像系统130的剖视示意图。
74.如图2至图4所示，成像系统110、成像系统120和成像系统130分别包括透镜组，透镜组沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜e1、光阑sto、第二透镜e2、第三透镜e3、第四透镜e4、第五透镜e5、第六透镜e6、滤光片e7以及成像面s15。
75.第一透镜e1具有负光焦度，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凹面。第二透镜e2具有正光焦度，其物侧面s3为凸面，像侧面s4为凸面。第三透镜e3具有负光焦度，其物侧面s5为凹面，像侧面s6为凸面。第四透镜e4具有正光焦度，其物侧面s7为凸面，像侧面s8为凸面。第五透镜e5具有负光焦度，其物侧面s9为凹面或凸面，像侧面s10为凸面，第六透镜e6具有负光焦度，其物侧面s11为凸面，像侧面s12为凹面。滤光片e7具有物侧面s13和像侧面s14。来自物体的光依序穿过各表面s1至s14并最终成像在成像面s15上。
76.表1示出了实施例1的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)。
[0077][0078]
表1
[0079]
在本实施例中，成像系统的总有效焦距f为2.17mm，第一透镜e1的物侧面s1至成像面s15在光轴上的距离ttl为4.91mm，成像系统的最大半视场角semi-fov为55.30
°
，成像系统的光圈值fno为2.21。
[0080]
在本实施例中，第一透镜e1至第六透镜e6中的透镜的物侧面和像侧面中包含的非球面的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：
[0081][0082]
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2给出了可用于实施例1中非球面镜面s1至s12中各镜面的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18、a20、a22、a24、a26、a28和a30。
[0083]
[0084][0085]
表2
[0086]
如图2至图4所示，成像系统110、成像系统120和成像系统130还分别包括多个间隔元件以及用于容纳透镜组和多个间隔元件的镜筒p0。该多个间隔元件例如包括间隔元件p1～p5。可选地，p1～p5以及用于容纳透镜组和隔元件p1～p5的镜筒p0。第一间隔元件p1位于第一透镜e1和第二透镜e2之间，并且第一间隔元件p1和第一透镜e1的像侧面s2部分接触；第二间隔元件p2位于第一透镜e2和第二透镜e3之间，并且第二间隔元件p2和第二透镜e2的像侧面s4部分接触；第三间隔元件p3位于第三透镜e3和第四透镜e4之间，并且第三间隔元件p3和第三透镜e3的像侧面s6部分接触；第四间隔元件p4位于第四透镜e4和第五透镜e5之间，并且第四间隔元件p4和第四透镜e4的像侧面s8部分接触；第五间隔元件p5位于第五透镜e5和第六透镜e6之间，并且第五间隔元件p5和第五透镜e5的像侧面s10部分接触。
[0087]
在如图2至图4所示的成像系统中，第一间隔元件p1至第五间隔元件p5可以阻拦外部多余的光线进入，使透镜与镜筒更好地承靠，并且增强成像系统的结构稳定性。
[0088]
表3示出了实施例1的三种成像系统的镜筒和间隔元件的基本参数表，表3中各参数的单位均为毫米(mm)。
[0089][0090][0091]
表3
[0092]
图5a示出了实施例1的成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由成像系统后的汇聚焦点偏离。图5b示出了实施例1的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。图5c示出了实施例1的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。根据图5a至图5c可知，实施例1所给出的成像系统能够实现良好的成像品质。
[0093]
实施例2
[0094]
以下参照图6至图9c描述根据本技术实施例2的成像系统。图6至图8分别示出了根据本技术实施例2的成像系统210、成像系统220和成像系统230的剖视示意图。
[0095]
如图6至图8所示，成像系统110、成像系统120和成像系统130分别包括透镜组，透镜组沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜e1、光阑sto、第二透镜e2、第三透镜e3、第四透镜e4、第五透镜e5、第六透镜e6、滤光片e7以及成像面s15。
[0096]
第一透镜e1具有负光焦度，其物侧面s1为凹面，像侧面s2为凹面。第二透镜e2具有正光焦度，其物侧面s3为凸面，像侧面s4为凸面。第三透镜e3具有负光焦度，其物侧面s5为凹面，像侧面s6为凹面。第四透镜e4具有正光焦度，其物侧面s7为凸面，像侧面s8为凸面。第五透镜e5具有负光焦度，其物侧面s9为凸面，像侧面s10为凹面，第六透镜e6具有负光焦度，其物侧面s11为凸面，像侧面s12为凹面。滤光片e7具有物侧面s13和像侧面s14。来自物体的光依序穿过各表面s1至s14并最终成像在成像面s15上。
[0097]
表4示出了实施例2的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)。
[0098][0099][0100]
表4
[0101]
在本实施例中，成像系统的总有效焦距f为2.27mm，第一透镜e1的物侧面s1至成像面s15在光轴上的距离ttl为4.89mm，成像系统的最大半视场角semi-fov为53.52
°
，成像系统的光圈值fno为2.22。
[0102]
表5示出了可用于实施例2中非球面s1至s12中各镜面的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18、a20、a22、a24、a26、a28和a30，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。
[0103]
面号a4a6a8a10a12a14a16s12.88e-01-4.28e-016.23e-01-7.49e-015.76e-01-2.32e-013.53e-02s24.14e-01-2.36e-016.11e-01-1.04e+001.80e+00-2.49e+003.99e+00s3-3.16e-03-7.49e-02-1.27e+006.91e+00-2.03e+012.54e+01-1.16e+01s4-3.97e-011.31e-01-1.48e-01-4.28e-018.52e-01-7.50e-01-2.56e-01s5-1.69e-03-3.54e-014.73e-013.43e-02-8.44e-011.10e+00-4.48e-01s6-1.02e-012.86e-01-7.79e-011.69e+00-2.10e+001.46e+00-4.53e-01s7-7.25e-028.80e-024.65e-01-2.21e+005.17e+00-7.09e+005.73e+00s8-2.34e-018.39e-01-1.95e+003.32e+00-4.32e+004.27e+00-2.90e+00s9-2.92e-016.67e-01-1.38e+001.51e+00-9.39e-013.25e-01-5.84e-02s10-1.18e-012.24e-01-4.46e-014.51e-01-2.42e-016.75e-02-7.78e-03s11-2.28e-01-2.93e-017.66e-01-7.68e-013.89e-01-9.65e-029.33e-03s12-3.48e-012.72e-01-1.34e-013.18e-02-8.21e-04-1.15e-031.65e-04面号a18a20a22a24a26a28a30s10.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s20.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s30.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s40.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s50.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s60.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s7-2.51e+004.57e-010.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s81.15e+00-1.92e-010.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s90.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s100.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s110.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00s120.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+000.00e+00
[0104]
表5
[0105]
如图6至图8所示，成像系统210、成像系统220和成像系统230分别还包括多个间隔元件，以及用于容纳透镜组和多个间隔元件的镜筒p0。该多个间隔元件例如包括间隔元件p1～p5。可选地，第一间隔元件p1位于第一透镜e1和第二透镜e2之间，并且第一间隔元件p1和第一透镜e1的像侧面s2部分接触；第二间隔元件p2位于第一透镜e2和第二透镜e3之间，并且第二间隔元件p2和第二透镜e2的像侧面s4部分接触；第三间隔元件p3位于第三透镜e3和第四透镜e4之间，并且第三间隔元件p3和第三透镜e3的像侧面s6部分接触；第四间隔元件p4位于第四透镜e4和第五透镜e5之间，并且第四间隔元件p4和第四透镜e4的像侧面s8部分接触；第五间隔元件p5位于第五透镜e5和第六透镜e6之间，并且第五间隔元件p5和第五透镜e5的像侧面s10部分接触。
[0106]
示例性地，多个间隔元件例如还包括位于第二间隔元件p2和第三透镜e3之间的间隔元件p2'以及位于第四间隔元件p4和第五透镜e5之间的间隔元件p4'。作为一个选择，间隔元件p2'可分别与第二间隔元件p2和第三透镜e3部分接触，间隔元件p4'可分别与第四间
隔元件p4和第五透镜e5部分接触。
[0107]
在如图6至图8所示的成像系统中，第一间隔元件p1至第五间隔元件p5可以阻拦外部多余的光线进入，使透镜与镜筒更好地承靠，并且增强成像系统的结构稳定性。
[0108]
表6示出了实施例2的三种成像系统的镜筒和间隔元件的基本参数表，表6中各参数的单位均为毫米(mm)。
[0109]
系统编号/参数d1md1sd1md2sd2sd2md3sd3md4sd4md4sd5s2101.1613.1803.1801.6133.2803.2802.2173.4802.3022.3023.5804.6382201.1612.2232.2231.6133.2803.2802.3813.4802.3022.3023.5804.6382301.1612.2232.2232.0863.1023.1892.3203.4802.3022.3023.6404.638系统编号/参数d5mcp1ep12cp2ep23ep34cp4cp5lep15cpmin 2104.6380.0220.3380.0180.8450.3430.0180.0184.3502.5840.018 2204.6380.0160.3440.0180.8450.3430.0180.0184.3502.5900.016 2304.6380.0160.3440.2770.5860.3430.0180.0184.3502.5900.016 [0110]
表6
[0111]
图9a示出了实施例2的成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由成像系统后的汇聚焦点偏离。图9b示出了实施例2的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。图9c示出了实施例2的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。根据图9a至图9c可知，实施例2所给出的成像系统能够实现良好的成像品质。
[0112]
实施例3
[0113]
以下参照图10至图13c描述根据本技术实施例3的成像系统。图10至图12分别示出了根据本技术实施例3的成像系统310、成像系统320以及成像系统330的剖视示意图。
[0114]
如图10至图12所示，成像系统310、成像系统320和成像系统330分别包括透镜组，透镜组沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜e1、光阑sto、第二透镜e2、第三透镜e3、第四透镜e4、第五透镜e5、第六透镜e6、滤光片e7以及成像面s15。
[0115]
第一透镜e1具有负光焦度，其物侧面s1为凹面，像侧面s2为凹面。第二透镜e2具有正光焦度，其物侧面s3为凸面，像侧面s4为凸面。第三透镜e3具有负光焦度，其物侧面s5为凹面，像侧面s6为凹面。第四透镜e4具有负光焦度，其物侧面s7为凹面，像侧面s8为凸面。第五透镜e5具有正光焦度，其物侧面s9为凸面，像侧面s10为凹面，第六透镜e6具有负光焦度，其物侧面s11为凸面，像侧面s12为凹面。滤光片e7具有物侧面s13和像侧面s14。来自物体的光依序穿过各表面s1至s14并最终成像在成像面s15上。
[0116]
表7示出了实施例3的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)。
[0117][0118]
表7
[0119]
在本实施例中，成像系统的总有效焦距f为2.17mm，第一透镜e1的物侧面s1至成像面s15在光轴上的距离ttl为4.97mm，成像系统的最大半视场角semi-fov为53.53
°
，成像系统的光圈值fno为2.22。
[0120]
表8示出了可用于实施例3中非球面s1至s12中各镜面的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18、a20、a22、a24、a26、a28和a30，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。
[0121]
[0122][0123]
表8
[0124]
如图10至图12所示，成像系统310、成像系统320和成像系统330分别还包括多个间隔元件，以及用于容纳透镜组和多个间隔元件的镜筒p0。该多个间隔元件例如包括间隔元件p1～p5。可选地，第一间隔元件p1位于第一透镜e1和第二透镜e2之间，并且第一间隔元件p1和第一透镜e1的像侧面s2部分接触；第二间隔元件p2位于第一透镜e2和第二透镜e3之间，并且第二间隔元件p2和第二透镜e2的像侧面s4部分接触；第三间隔元件p3位于第三透镜e3和第四透镜e4之间，并且第三间隔元件p3和第三透镜e3的像侧面s6部分接触；第四间隔元件p4位于第四透镜e4和第五透镜e5之间，并且第四间隔元件p4和第四透镜e4的像侧面s8部分接触；第五间隔元件p5位于第五透镜e5和第六透镜e6之间，并且第五间隔元件p5和第五透镜e5的像侧面s10部分接触。
[0125]
示例性地，多个间隔元件例如还包括位于第一间隔元件p1和第二透镜e2之间的间隔元件p1'。作为一个选择，间隔元件p1'可分别与第一间隔元件p1和第二透镜e2部分接触。
[0126]
在如图10至图12所示的成像系统中，第一间隔元件p1至第五间隔元件p5可以阻拦外部多余的光线进入，使透镜与镜筒更好地承靠，并且增强成像系统的结构稳定性。
[0127]
表9示出了实施例3的三种成像系统的镜筒和间隔元件的基本参数表，表9中各参数的单位均为毫米(mm)。
[0128]
系统编号/参数d1md1sd1md2sd2sd2md3sd3md4sd4md4sd5s3102.0043.0893.1542.1363.3073.3542.2123.6862.4362.5033.6754.5243202.0043.0893.1541.7443.4863.4862.2123.6862.4362.5033.6754.5243301.4893.0893.1541.9283.3083.3952.2123.6862.4362.5033.9564.524系统编号/参数d5mcp1ep12cp2ep23ep34cp4cp5lep15cpmin 3104.5240.2790.4710.2810.5570.3280.2290.0184.5282.5850.018 3204.5240.2790.4710.0180.8210.3280.2290.0184.5282.5850.018 3304.5240.2790.4710.2630.5750.3280.2290.0184.5282.5850.018 [0129]
表9
[0130]
图13a示出了实施例3的成像系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由成像系统后的汇聚焦点偏离。图13b示出了实施例3的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。图13c示出了实施例3的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。根据图13a至图13c可知，实施例3所给出的成像
系统能够实现良好的成像品质。
[0131]
综上，实施例1至实施例3中分别满足表10中所示的关系，其中，表10中给出了实施例1至实施例3中各成像系统的系统编号。
[0132][0133]
表10
[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，本技术中所涉及的保护范围，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本实用新型构思的情况下，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。