CN117518404A - 光学成像系统、摄像头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光学成像系统、摄像头模组及电子设备。本申请的光学成像系统包括透镜组，所述透镜组包括由物侧到像侧依次排布的：具有光焦度的第一透镜，所述第一透镜具有第一物侧面；具有光焦度的第二透镜；具有光焦度的第三透镜；以及其中，所述光学成像系统还具有成像面，所述光学成像系统满足以下条件式：0.7≤BFL/TTL≤0.9；其中，BFL为所述光学成像系统的后焦距，TTL为所述第一透镜的第一物侧面至所述光学成像系统的成像面于光轴上距离。本申请的光学成像系统具有较小体积。

Description

光学成像系统、摄像头模组及电子设备

技术领域

本申请涉及光学领域，具体涉及一种光学成像系统、摄像头模组及电子设备。

背景技术

随着摄像技术的发展，人们对于摄像头模组的成像品质要求越来越高，然而，现有的光学成像系统仍不能很好的满足消费者的需求。

发明内容

第一方面，本申请提供了一种光学成像系统，所述光学成像系统包括透镜组，所述透镜组包括由物侧到像侧依次排布的：

具有光焦度的第一透镜，所述第一透镜具有第一物侧面；

具有光焦度的第二透镜；

具有光焦度的第三透镜；以及

其中，所述光学成像系统还具有成像面，所述光学成像系统满足以下条件式：

0.7≤BFL/TTL≤0.9；

其中，BFL为所述光学成像系统的后焦距，TTL为所述第一透镜的第一物侧面至所述光学成像系统的成像面于光轴上距离。

第二方面，本申请提供了一种摄像头模组，其包括：

镜筒；

本申请实施例所述的光学成像系统，所述光学成像系统收容于所述镜筒内；及

感光元件，所述感光元件位于所述光学成像系统的像侧。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，其包括：

本申请实施例所述的摄像头模组；以及

处理器，所述处理器与所述摄像头模组的所述感光元件电连接，用于控制所述感光元件将所述光学成像系统投影的图像信号转换成电信号。

本申请实施例的光学成像系统包括沿光轴依次排布的第一透镜、第二透镜及第三透镜，且满足0.7≤BFL/TTL≤0.9，这使得本申请的光学成像系统具有足够的后焦距，可以在光学成像系统的最后一片透镜与成像面之间设置棱镜，对光线进行转折与折叠，可以使得采用该光学成像系统的摄像头模组具有更小的体积，同时具有较高的成像品质。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请一实施例的光学成像系统的结构示意图。

图2是本申请又一实施例的光学成像系统的结构示意图。

图3是本申请又一实施例的光学成像系统的结构示意图。

图4是本申请又一实施例的光学成像系统的结构示意图。

图5是本申请一实施例的光学成像系统的光路示意图，图中虚线为光线路径。

图6是本申请实施例1的光学成像系统的结构示意图，其中，测试时，光学成像系统中的第四透镜与保护片之间设置的平板玻璃。

图7是本申请实施例1的光学成像系统的光斑图。

图8是本申请实施例1的光学成像系统的像散以及畸变曲线图。

图9是本申请实施例2的光学成像系统的结构示意图，其中，测试时，光学成像系统中棱镜部分采用光程等同的平板玻璃进行测试。

图10是本申请实施例2的光学成像系统的光斑图。

图11是本申请实施例2的光学成像系统的像散以及畸变曲线图。

图12是本申请实施例3的光学成像系统的结构示意图，其中，测试时，光学成像系统中棱镜部分采用光程等同的平板玻璃进行测试。

图13是本申请实施例3的光学成像系统的光斑图。

图14是本申请实施例3的光学成像系统的像散以及畸变曲线图。

图15是本申请一实施例提供的摄像头模组的结构示意图。

图16是本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。

图17是本申请一实施例提供的电子设备的爆炸结构示意图。

图18是本申请一实施例提供的电子设备的电路框图。

附图标记说明：

100-光学成像系统，L0-光阑，L10-透镜组，10-第一透镜，11-第一物侧面，12-第一像侧面，20-第二透镜，21-第二物侧面，22-第二像侧面，30-第三透镜，31-第三物侧面，32-第三像侧面，40-第四透镜，41-第四物侧面，42-第四像侧面，50-棱镜，50a-平板玻璃，51-第一反射面，52-第一光面，521-入射区，522-出射区，53-第二反射面，54-第二光面，60-保护片，61-第五物侧面，62-第五像侧面，70-成像面，200-摄像头模组，210-镜筒，220-感光元件，300-电子设备，310-处理器，320-存储器，330-显示屏，340-中框，350-壳体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

需要说明的是，为便于说明，在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。

手机等便携式电子设备的超长焦镜头基本都是潜望式结构。潜望式镜头的体积较大，在手机有限的空间内，很难做到大光圈。搭配大像面使用时，由于镜片沿着手机的厚度方向设置，镜片的尺寸受限于手机的厚度，因此，镜头通常会使用镜片切边方案，镜头的可靠性和杂光表现变差。

请参见图1，本申请实施例提供一种光学成像系统100，所述光学成像系统100包括透镜组L10，所述透镜组L10包括由物侧到像侧依次排布的：具有光焦度的第一透镜10、具有光焦度的第二透镜20以及具有光焦度的第三透镜30；所述第一透镜10具有背离第二透镜20的第一物侧面11，其中，所述光学成像系统100还具有成像面70，所述光学成像系统100满足以下条件式：0.7≤BFL/TTL≤0.9；其中，BFL为所述光学成像系统100的后焦距，TTL为所述第一透镜10的第一物侧面11至所述光学成像系统100的成像面70于光轴上距离，即TTL为所述光学成像系统100的光学总长。

本申请术语“光焦度(focal power)”表征光学系统偏折光线的能力。

需要说明的是，所述光学成像系统100具有光轴，由物侧至像侧，所述第一透镜10、所述第二透镜20、及所述第三透镜30依次层叠设置。

需要说明的是，“物侧”指沿着光轴方向靠近待拍摄或带成像物体的一侧，“像侧”指沿着光轴方向靠近成像面70的一侧。可以理解地，本申请的“物侧面”指某一透镜沿光轴方向靠近或面向物侧的表面。

需要说明的是，所述光学成像系统100使用时，光线自物侧入射(即第一透镜10背离第二透镜20的一侧)，依次经第一透镜10、第二透镜20及第三透镜30对光线进行折射后，在成像面70进行成像。

具体地，所述光学成像系统100的后焦距BFL与所述第一透镜10的第一物侧面11至所述光学成像系统100的成像面70于光轴上距离TTL的比值BFL/TTL可以为但不限于为0.7、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.9等。BFL/TTL太小，则光学成像系统100的后焦距BFL过小，难以在光学成像系统100的最后一片透镜与成像面70之间设置棱镜50，不利于使用该光学成像镜头的摄像头模组的小型化；BFL/TTL太大，则留给光学成像系统100的透镜组L10的体积过小，容易使得相邻的透镜发生碰撞，难以保证光学成像系统100的性能。

本申请的光学成像系统100可以应用于手机、平板电脑、智能手环、智能手表、智能眼镜、笔记本电脑、相机、电子书籍阅读器等具有摄像功能的电子设备的摄像头模组。

本申请实施例的光学成像系统100包括沿光轴依次排布的第一透镜10、第二透镜20及第三透镜30，且满足0.7≤BFL/TTL≤0.9，这使得本申请的光学成像系统100具有足够的后焦距，可以在光学成像系统100的最后一片透镜与成像面70之间设置棱镜50，对光线进行转折与折叠，可以使得采用该光学成像系统100的摄像头模组具有更小的体积，同时具有较高的成像品质。

请一并参见图2，在一些实施例中，所述透镜组L10还包括具有光焦度的第四透镜40，所述第四透镜40设置于所述第三透镜30与所述成像面70之间。光学成像系统100包括的透镜数量越多，成像效果越好，相较于具有三片透镜的光学成像系统100，本实施例采用四片透镜的光学成像系统100具有更好的成像品质。

可以理解地，在本实施例中，光学成像系统100包括物侧到像侧依次排布的具有光焦度的第一透镜10、具有光焦度的第二透镜20、具有光焦度的第三透镜30、具有光焦度的第四透镜40。可以理解地，在本实施例中，透镜组L10包括第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30及第四透镜40。

可选地，所述第一透镜10可以为玻璃透镜或塑料透镜。

可选地，所述第一透镜10具有正光焦度。所述第一透镜10还具有第一像侧面12，所述第一像侧面12面向所述第二透镜20。所述第一透镜10可以为球面透镜，也可以为非球面透镜。换言之，第一物侧面11可以为球面，也可以为非球面，第一像侧面12也可以为球面或非球面。第一物侧面11于光轴处可以为凸面，第一像侧面12于光轴处可以为凸面，也可以为凹面。第一透镜10采用具有正光焦度的透镜，这样更有利于光学成像系统100的小型化。

可以理解地，本申请的“像侧面”指某一透镜沿光轴方向靠近或面向像侧的表面。

可选地，所述第二透镜20可以为玻璃透镜或塑料透镜。

可选地，所述第二透镜20具有正光焦度。所述第二透镜20具有第二物侧面21及第二像侧面22，所述第二物侧面21面向所述第一透镜10，所述第二像侧面22面向所述第三透镜30。所述第二透镜20为非球面透镜。换言之，第二物侧面21及第二像侧面22均为非球面。第二物侧面21于光轴处可以为凸面，也可以为凹面，第二像侧面22于光轴处可以为凸面，也可以为凹面。第二透镜20采用具有正光焦度的透镜，这样更有利于光学成像系统100的小型化。

可选地，所述第三透镜30可以为玻璃透镜或塑料透镜。

可选地，所述第三透镜30具有负光焦度。所述第三透镜30具有第三物侧面31及第三像侧面32，所述第三物侧面31面向所述第二透镜20，所述第三像侧面32背离所述第二透镜20。所述第三透镜30为非球面透镜。换言之，第三物侧面31及第三像侧面32均为非球面。第三物侧面31于光轴处可以为凸面，也可以为凹面，第三像侧面32于光轴处可以为凸面，也可以为凹面。第三透镜30采用具有负光焦度的透镜，这样有利于矫正光学成像系统100的像差。

可选地，所述第四透镜40可以为玻璃透镜或塑料透镜。

可选地，所述第四透镜40具有负光焦度。所述第四透镜40具有第四物侧面41及第四像侧面42，所述第四物侧面41面向所述第三透镜30，所述第四像侧面42背离所述第三透镜30。所述第四透镜40为非球面透镜。换言之，第四物侧面41及第四像侧面42均为非球面。第四物侧面41于光轴处可以为凸面，也可以为凹面，第四像侧面42于光轴处可以为凸面，也可以为凹面。第四透镜40采用具有负光焦度的透镜，这样有利于矫正光学成像系统100的像差。

可选地，非球面可以满足但不限于满足以下关系式：

其中，z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点(顶点指非球面与光轴的交点)的距离矢高，r为非球面上的点到非球面的顶点的距离，c为非球面的曲率，k为圆锥系数，A为非球面的第4阶修正系数，B为非球面的第6阶修正系数，C为非球面的第8阶修正系数，D为非球面的第10阶修正系数，E为非球面的第12阶修正系数，F为非球面的第14阶修正系数，G为非球面的第16阶修正系数，H为非球面的第18阶修正系数，J为非球面的第20阶修正系数。

请参见图3至图5，在一些实施例中，所述光学成像系统100还包括棱镜50，所述棱镜50设置于所述光学成像系统100的透镜组L10与所述成像面70之间。

可以理解地，所述棱镜50设置于所述光学成像系统100的透镜组L10与成像面70之间。

还可以理解地，当所述光学成像系统100包括第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30及棱镜50时，第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30及棱镜50沿光轴方向依次排布，即棱镜50位于第三透镜30与成像面70之间。当所述光学成像系统100包括第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40及棱镜50时，第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40及棱镜50沿光轴方向依次排布，即棱镜50位于第四透镜40与成像面70之间。

在本实施例中，通过在所述光学成像系统100的最后一片透镜与所述成像面70之间设置棱镜50，棱镜50可以对光线进行转折与折叠，从而减小光学成像系统100的尺寸，有利于缩短光学成像系统100的长度，使得使用该光学成像系统100的摄像头模组具有更短的长度。此外，增加棱镜50光学成像系统100具有更好的成像品质。

在一具体实施例中，所述光学成像系统100由三片透镜及一个棱镜50组成，即透镜组L10由三片透镜组成。换言之，本实施例中，所述光学成像系统100包括由物侧至像侧的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30及棱镜50。所述第一透镜10的第一物侧面11及第一像侧面12均为球面，所述第二物侧面21、第二像侧面22、第三物侧面31及第三像侧面32均为非球面。

在又一具体实施例中，所述光学成像系统100由四片透镜及一个棱镜50组成，即透镜组L10由四片透镜组成。换言之，本实施例中，所述光学成像系统100包括由物侧至像侧的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40及棱镜50。所述第一透镜10的第一物侧面11及第一像侧面12均为球面，所述第二物侧面21、第二像侧面22、第三物侧面31、第三像侧面32、第四物侧面41及第四像侧面42均为非球面。

在一些实施例中，所述光学成像系统100还满足以下条件式：

0.7≤L/TTL≤0.78；

其中，L为光线在所述棱镜50中的光程长度。

具体地，L/TTL可以为但不限于为0.7、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78等。光线在所述棱镜50中的光程长度L与光学成像系统100的光学总长TTL的比值太小，则入射至棱镜50的光线容易超出棱镜50的反射区域，影响光学成像系统100的成像，光线在所述棱镜50中的光程长度L与光学成像系统100的光学总长TTL的比值太大，则增加了光学成像系统100的尺寸，不利于光学成像系统100的小型化。当L/TTL为0.7至0.78时，可以使得光学成像系统100具有更好的成像效果，同时又可以使得光学成像系统100更加小型化。

在本实施例中，通过在第三透镜30的像侧设置棱镜50，棱镜50可以把对入射至棱镜50的光线进行折叠，将光线折叠在较小的区域内，从而可以缩小光学成像系统100的体积，使得光学成像系统100更加小型化。此外，还可以使得光学成像系统100具有更好的成像品质。此外，本申请通过在透镜组L10与成像面70之间设置棱镜50，从而使得光学成像镜头应用于手机等具有较窄厚度电子设备时，光学成像镜头的透镜可以垂直于电子设备的厚度方向设置，不会受限于电子设备的厚度，从而可以更好的做到大光圈且透镜不需要切边。

在一些实施例中，所述棱镜50包括依次相连第一反射面51、第一光面52及第二反射面53，所述第一光面52面向所述透镜组L10，所述第一反射面51及所述第二反射面53均设置于所述第一光面52背离所述透镜组L10的一侧，所述透镜组L10出射后进入所述棱镜50的光线依次穿过所述第一光面52、经所述第一反射面51反射、所述第一光面52全反射、所述第二反射面53反射后，由所述第一光面52出射并进行成像。

在本实施例中，从透镜组L10的像侧出射的光线经棱镜50的第一光面52射入棱镜50，接着所述光线经第一反射面51反射至第一光面52并被所述第一光面52全反射至第二反射面53，再被第二反射面53反射回第一光面52，由第一光面52出射，最终在成像面70进行成像。

可以理解地，光线可以透射第一光面52，只有当第一反射面51反射至第一光面52的光线，在第一光面52的入射角达到全反射角后，才会被第一光面52全反射至第二反射面53。为了增加第一光面52的透光率，提高棱镜50的出光效率，可以在第一光面52镀一层增透膜，以降低第一光面52对光线的反射，提高光线在第一光面52的透过率。

需要说明的是，第一光面52包括入射区521及出射区522，光线由入射区521进入所述棱镜50，自出射区522射出所述棱镜50。所述透镜组L10层叠对应于所述棱镜50的出射区522设置，成像面70对应所述棱镜50的出射区522，光线由出射区522出射后，在成像面70进行成像。

可选地，所述第一反射面51及所述第二反射面53可以通过在棱镜50的表面镀反光镀膜形成。

在实施例中，通过对棱镜50结构及反射面的设置，从而使得光线在棱镜50内发生多次的反射，从而可以将光线折叠在较小的区域内，更好的缩小光学成像系统100的体积，使得光学成像系统100更加小型化。此外，光线从第一光面52的入射区521射入棱镜50，从第一光面52的出射区522射出棱镜50，这使得透镜组L10与成像面70位于棱镜50的同一侧，从而使得该光学成像系统100的摄像头模组的感光元件(又称为感光芯片)与透镜组L10可以设置在棱镜50的同一侧，可以更好降低使用该光学成像系统100的摄像头模组的厚度，更有利于光学成像系统100的小型化。

在一些实施例中，所述棱镜50为三棱镜50(图未示)或四棱镜50；当所述棱镜50为三棱镜50时，所述第一反射面51背离所述第一光面52的一侧与所述第二反射面53背离所述第一光面52的一侧相连；当所述棱镜50为四棱镜50时，所述棱镜50还包括与所述第一光面52相背设置的第二光面54，所述第二光面54位于所述第一反射面51与所述第二反射面53之间且分别连接所述第一反射面51及所述第二反射面53。

在本实施例中，采用三棱镜50或四棱镜50可以简化光路的设计，可以使得光学成像系统100的成像面70与透镜组L10位于四棱镜50的第一光面52侧，从而使得光学成像系统100应用于较小厚度的电子设备时，透镜组L10的尺寸不会受限于电子设备的厚度。相较于为棱镜50为三棱镜50的情况，当棱镜50为四棱镜50时，可以更好减小棱镜50的厚度，更有利于光学成像系统100的小型化及轻薄化。

需要说明的是，本申请实施例的棱镜50除了可以为三棱镜或四棱镜外，还可以为其它棱镜，只要光线在棱镜内的光程L可以满足0.7≤L/TTL≤0.78即可，本申请附图示意中，棱镜以四棱镜为例进行示意，不应理解为对本申请的棱镜的限定。

在一些实施例中，所述第一反射面51与所述第一光面52之间的角度α的范围为：27°≤α≤35°。具体地，所述第一反射面51与所述第一光面52之间的角度α可以为但不限于为27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°等。所述第一反射面51与所述第一光面52之间的角度α太大，则使得光学成像系统100的尺寸过大，不利于光学成像系统100的小型化，此外，还容易使得透镜组L10入射至棱镜50的光线超出棱镜50的第一反射面51的区域，影响光学成像系统100的成像；所述第一反射面51与所述第一光面52之间的角度α太小，则容易使得透镜组L10与成像面70之间的距离太小，当光学成像系统100应用于摄像头模组时，透镜组L10与感光元件之间的太小，结构容易产生干涉。

可选地，所述第二反射面53与所述第一光面52之间的角度β的范围为：27°≤β≤35°。具体地，所述第二反射面53与所述第一光面52之间的角度β可以为但不限于为27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°等。所述第二反射面53与所述第一光面52之间的角度β太大，则使得光学成像系统100的尺寸过大，不利于光学成像系统100的小型化，此外，还容易使得透镜组L10入射至棱镜50的光线超出棱镜50的第二反射面53的区域，影响光学成像系统100的成像；所述第二反射面53与所述第一光面52之间的角度β太小，则容易使得透镜组L10与成像面70之间的距离太小，当光学成像系统100应用于摄像头模组时，透镜组L10与感光元件之间的太小，结构容易产生干涉。

在一具体实施例中，所述第二反射面53与所述第一光面52之间的角度α与所述第二反射面53与所述第一光面52之间的角度β相等。换言之，所述棱镜50为等腰梯形棱镜50(即横截面为等腰梯形的棱镜50)或等腰三角形棱镜50(即横截面为等腰三角形的棱镜50)。这样可以使得更好的简化光路的设计，可以使得光学成像系统100的成像面70与透镜组L10位于四棱镜50的第一光面52侧，从而使得光学成像系统100应用于较小厚度的电子设备时，透镜组L10的尺寸不会受限于电子设备的厚度。

在一些实施例中，所述光学成像系统100还满足以下条件式：

TTL/IMGH≤7.5；

其中，IMGH为所述光学成像系统100的成像面70上有效像素区域的对角线长的一半。

具体地，TTL/IMGH可以为但不限于为7.5、7.3、7.1、7.0、6.8、6.6、6.4、6.2、6.0、5.8、

5.5、5.4、5.2、5.0等。TTL/IMGH太大，则使得光学成像系统100的体积过大，不利于光学成像系统100的小型化。

在一些实施例中，所述光学成像系统100还满足以下条件式：

6.0≤TTL/IMGH≤7.5；

其中，IMGH为所述光学成像系统100的成像面70上有效像素区域的对角线长的一半。

在本实施例中，TTL/IMGH太小，则使得光学成像系统100的焦距变小，做不了超长焦。当TTL/IMGH为6.0至7.5之间时，可以使得光学成像系统100具有更大的有效焦距，有利于得到具有超长焦的光学成像系统100，同时又有利于光学成像系统100的小型化。

在一些实施例中，所述光学成像系统100还满足以下条件式：

10°≤FOV≤30°；

其中，FOV为所述光学成像系统100的最大视场角。

具体地，所述光学成像系统100的最大视场角FOV可以为但不限于为10°、12°、14°、16°、18°、20°、22°、24°、26°、28°、30°等。所述光学成像系统100的最大视场角FOV太小，则光学成像系统100的成像区域很小，使得光学成像系统100的使用场景及拍摄的物体受限，不利于光学成像系统100的使用；所述光学成像系统100的最大视场角FOV太大，则会降低光学成像系统100的有效焦距，甚至使得所需的棱镜50的厚度放不进去。当所述光学成像系统100的最大视场角FOV处于10°至30°之间时，则可以使得光学成像系统100具有较为适合的成像区域，且具有较大的有效焦距。

进一步地，所述光学成像系统100的最大视场角FOV的范围为15°≤FOV≤25°。这样可以使得尺寸更为合适的成像区域又具有较大的有效焦距。

在一些实施例中，所述光学成像系统100还满足以下条件式：

2.2≤EFL/EPD≤4.0；

其中，EFL为光学成像系统100的有效焦距，EPD为光学成像系统100的入瞳直径。

本申请术语“有效焦距”指光学成像系统100的实际焦距，即光学成像系统100的物理长度。

具体地，光学成像系统100的有效焦距EFL与光学成像系统100的入瞳直径EPD的比值EFL/EPD可以为但不限于为2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0等。光学成像系统100的有效焦距EFL与光学成像系统100的入瞳直径EPD的比值太小，则可能光学成像系统100的入瞳直径EPD太大，使得光线没办法聚拢，降低光学成像系统100的成像画质，或者可能光学成像系统100的有效焦距过小，不利于得到超长焦光学成像镜头；光学成像系统100的有效焦距EFL与光学成像系统100的入瞳直径EPD的比值太大，则可能光学成像系统100的入瞳直径EPD太小，难以实现大光圈。当光学成像系统100的有效焦距EFL与光学成像系统100的入瞳直径EPD的比值EFL/EPD处于2.2至4.0之间时，则可以使得光学成像系统100具有较大的光圈(即大光圈)，又可以使得光学成像系统100具有较长的焦距。

进一步地，光学成像系统100的有效焦距EFL与光学成像系统100的入瞳直径EPD的比值EFL/EPD的范围为2.5≤EFL/EPD≤3.5。这样既可以使得光学成像系统100具有较大的光圈(即大光圈)，又可以使得光学成像系统100具有较长的焦距。

又进一步地，光学成像系统100的有效焦距EFL与光学成像系统100的入瞳直径EPD的比值EFL/EPD的范围为2.7≤EFL/EPD≤3.3。这样既可以使得光学成像系统100具有较大的光圈(即大光圈)，又可以使得光学成像系统100具有较长的焦距。

在一些实施例中，所述光学成像系统100还满足以下条件式：

0.6≤F1/EFL≤1.2；

其中，F1为所述第一透镜10的有效焦距，EFL为光学成像系统100的有效焦距。

具体地，所述第一透镜10的有效焦距F1与光学成像系统100的有效焦距EFL之间的比值F1/EFL可以为但不限于为0.6、0.62、0.64、0.66、0.68、0.7、0.72、0.74、0.76、0.78、0.80、0.82、0.84、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2等。所述第一透镜10的有效焦距F1与光学成像系统100的有效焦距EFL之间的比值F1/EFL太小，则第一透镜10的有效焦距较小，后面透镜(即第二透镜20、第三透镜30或第二透镜20、第三透镜30及第四透镜40)的有效焦距较大，使得光线无法聚拢，难以实现光学成像系统100的大光圈；所述第一透镜10的有效焦距F1与光学成像系统100的有效焦距EFL之间的比值F1/EFL太大，则第一透镜10对光线的汇聚太厉害，影响光学成像系统100的有效焦距，难以实现超长焦。合理配置所述第一透镜10的有效焦距F1与光学成像系统100的有效焦距EFL之间的比值，并合理配置第一透镜10的有效焦距，既可以实现光学成像系统100的较大视场的成像光线的有效偏折，还可以避免光学成像系统100的光焦度集中在第一透镜10，降低第一透镜10的敏感性，为光学成像系统100的实际成形和组装工艺提供更宽松的公差条件，即可以降低光学成像系统100的组装公差的要求，从而降低光学成像系统100的组装成本。

进一步地，所述第一透镜10的有效焦距F1与光学成像系统100的有效焦距EFL之间的比值F1/EFL的范围为0.7≤F1/EFL≤1.1。这样可以更好的实现光学成像系统100的较大视场的成像光线的有效偏折，还可以更好的避免光学成像系统100的光焦度集中在第一透镜10，降低第一透镜10的敏感性，为光学成像系统100的实际成形和组装工艺提供更宽松的公差条件，即可以降低光学成像系统100的组装公差的要求，从而降低光学成像系统100的组装成本。

在一些实施例中，所述光学成像系统100还满足以下条件式：

0.3≤R1/F1≤0.7；

其中，R1为所述第一透镜10的第一物侧面11的曲率半径，F1为所述第一透镜10的有效焦距。

具体地，所述第一透镜10的第一物侧面11的曲率半径与所述第一透镜10的有效焦距的比值R1/F1可以为但不限于为0.3、0.33、0.35、0.38、0.4、0.43、0.45、0.48、0.5、0.53、0.55、0.58、0.6、0.63、0.65、0.68、0.7等。当所述第一透镜10的第一物侧面11的曲率半径与所述第一透镜10的有效焦距的比值R1/F1太小，则会增加第一透镜10的敏感度，提高了对光学成像系统100的组装公差的要求，且使得光学成像系统100容易产生鬼影，且使得光学成像系统100容易产生球差和色差；当所述第一透镜10的第一物侧面11的曲率半径与所述第一透镜10的有效焦距的比值R1/F1太大，则使得光线的汇聚不够，降低了光学成像系统100的光圈值，难以实现大光圈，且使得光学成像系统100容易产生球差和色差。当所述第一透镜10的第一物侧面11的曲率半径与所述第一透镜10的有效焦距的比值R1/F1为0.3至0.7之间的任意数值时，既可以减小第一透镜10产生的球差和色差，还可以避免光线在第一透镜10中因偏折角度过大产生较强的全反射鬼影。

本申请术语“鬼影”指光学成像系统100中，像点附近有一个或者多个与像点相似的像的存在，这个除了像点之外的其它的像点统称为“鬼影”。

进一步地，所述第一透镜10的第一物侧面11的曲率半径与所述第一透镜10的有效焦距的比值R1/F1的范围为0.4≤R1/F1≤0.6。这样可以更好的减小第一透镜10产生的球差和色差，还可以更好的避免光线在第一透镜10中因偏折角度过大产生较强的全反射鬼影。

进一步地，所述第一透镜10的第一物侧面11的曲率半径与所述第一透镜10的有效焦距的比值R1/F1的范围为0.4≤R1/F1≤0.5。这样可以更好的减小第一透镜10产生的球差和色差，还可以更好的避免光线在第一透镜10中因偏折角度过大产生较强的全反射鬼影。

在一些实施例中，所述光学成像系统100的等效焦距的范围为90mm至150mm。进一步地，所述光学成像系统100的等效焦距的范围为100mm至150mm。又进一步地，所述光学成像系统100的等效焦距的范围为110mm至150mm。又进一步地，所述光学成像系统100的等效焦距的范围为120mm至145mm。具体地，所述光学成像系统100的等效焦距可以为但不限于为90mm、95mm、100mm、105mm、110mm、115mm、120mm、125mm、130mm、135mm、140mm、145mm、150mm等。所述述光学成像系统100的等效焦距太小，则无法得到长焦距的光学成像系统100。

本申请术语“等效焦距”指不同的相机或传感器上，使用相同的光学成像系统100所得到的视角大小。等效焦距等于光学成像系统100的实际焦距乘以相机或传感器的裁减系数。

在一些实施例中，本申请实施例的光学成像系统100还包括光阑L0，所述光阑L0设置于所述第一透镜10的物侧至所述第二透镜20的第二物侧面21之间。具体地，光阑L0可以位于第一透镜10的物侧、或位于第一物侧面11、或位于第一像侧面12、或位于第一像侧面12与第二物侧面21之间、或位于第二像侧面22。

在一具体示例中，光阑L0位于第一透镜10的第一物侧面11的上面。在另一具体示例中，光阑L0物侧与第一透镜10的第一物侧面11之间，即光阑L0不与第一透镜10的第一物侧面11直接接触。

可以理解地，在本实施例中，光学成像系统100沿光轴方向包括由物侧至像侧依次排布的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、棱镜50、保护片60及成像面70；或者，光学成像系统100沿光轴方向包括由物侧至像侧依次排布的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、棱镜50、保护片60及成像面70。

在一些实施例中，本申请的光学成像系统100还包括保护片60，保护片60设置于棱镜50的出射区522与成像面70之间，用于保护成像面70上的感光元件，以达到防尘的效果。

可选地，所述保护片60具有第五物侧面61及第五像侧面62，所述第五物侧面61面向所述棱镜50的第一光面52的出射区522，所述第五像侧面62面向所述成像面70。

可选地，保护片60可以为玻璃保护片60，也可以为塑料保护片60。

在一些实施例中，所述保护片60对可见光及红外光均没有阻挡作用，换言之，可见光及红外光均可以很好的透过保护片60。

在另一些实施例中，所述保护片60为红外截止滤光片，即红外光或红外波段被过滤，可见光可以透过的滤光片。

以下通过具体实施例对本申请的光学成像系统100做更进一步的说明。

实施例1

请参见图6，本实施例的光学成像系统100的由四片透镜组成，该光学成像系统100包括由物侧到像侧依次排布的：光阑L0、具有正光焦度的第一透镜10、具有正光焦度的第二透镜20、具有负光焦度的第三透镜30、具有负光焦度的第四透镜40、保护片60及成像面70。

在本实施例中，所述第一物侧面11及所述第一像侧面12均为球面，所述第二物侧面21、第二像侧面22、第三物侧面31、第三像侧面32、第四物侧面41及第四像侧面42均为非球面。

在本实施例中，进行光学成像系统100的性能参数测试时，在第四透镜40与保护片60设置了平板玻璃50a。本实施例的光学成像系统100当需要设置棱镜50时，光线在棱镜50中的光程L等于平板玻璃50a的厚度。

在本实施例中，BFL/TTL为0.797；L/TTL为0.747，TTL/IMGH为6.936；FOV为18.4；EFL/EPD为3.08；F1/EFL为0.737；R1/F1为0.480。

本实施例的光学成像系统100的各个部件的参数如下表1所示。

表1光学成像系统100的各部分的参数

本实施例的光学成像系统100的各个透镜的非球面的修正系数如下表2所示。

表2光学成像系统100的各个透镜的非球面的修正系数

图7是本申请实施例1的光学成像系统100的光斑图。由图7可知，本申请的光学成像系统100具有较小的光斑，成像具有较好的清晰度。图8是本申请实施例1的光学成像系统100的像散以及畸变曲线图。由图8可知，本实施例的光学成像系统100具有较小的光学畸变，由此，本实施例的光学成像系统100具有较好的成像品质。

实施例2

请参见图9，本实施例的光学成像系统100的透镜组L10由四片透镜组成，该光学成像系统100包括由物侧到像侧依次排布的：光阑L0、具有正光焦度的第一透镜10、具有正光焦度的第二透镜20、具有负光焦度的第三透镜30、具有负光焦度的第四透镜40、保护片60及成像面70。

在本实施例中，所述第一物侧面11及所述第一像侧面12均为球面，所述第二物侧面21、第二像侧面22、第三物侧面31、第三像侧面32、第四物侧面41及第四像侧面42均为非球面。

在本实施例中，BFL/TTL为0.796，L/TTL为0.733；TTL/IMGH为6.960；FOV为18.3；EFL/EPD为3.08；F1/EFL为0.740；R1/F1为0.481。

本实施例的光学成像系统100的各个部件的参数如下表3所示。

表3光学成像系统100的各部分的参数

本实施例的光学成像系统100的各个透镜的非球面的修正系数如下表4所示。

表4光学成像系统100的各个透镜的非球面的修正系数

图10是本申请实施例2的光学成像系统100的光斑图。由图10可知，本申请的光学成像系统100具有较小的光斑，成像具有较好的清晰度。图11是本申请实施例2的光学成像系统100的像散以及畸变曲线图。由图11可知，本实施例的光学成像系统100具有较小的光学畸变，由此，本实施例的光学成像系统100具有较好的成像品质。

实施例3

请参见图12，本实施例的光学成像系统100的透镜组L10由四片透镜组成，该光学成像系统100包括由物侧到像侧依次排布的：光阑L0、具有正光焦度的第一透镜10、具有正光焦度的第二透镜20、具有负光焦度的第三透镜30、保护片60及成像面70。

在本实施例中，所述第一物侧面11及所述第一像侧面12均为球面，所述第二物侧面21、第二像侧面22、第三物侧面31及第三像侧面32均为非球面。

在本实施例中，BFL/TTL为0.812，L/TTL为0.761；TTL/IMGH为7.397；FOV为18.5；EFL/EPD为3.09；F1/EFL为1.017；R1/F1为0.454。

本实施例的光学成像系统100的各个部件的参数如下表5所示。

表5光学成像系统100的各部分的参数

本实施例的光学成像系统100的各个透镜的非球面的修正系数如下表6所示。

表6光学成像系统100的各个透镜的非球面的修正系数

图13是本申请实施例3的光学成像系统100的光斑图。由图13可知，本申请的光学成像系统100具有较小的光斑，成像具有较好的清晰度。图14是本申请实施例3的光学成像系统100的像散以及畸变曲线图。由图14可知，本实施例的光学成像系统100具有较小的光学畸变，由此，本实施例的光学成像系统100具有较好的成像品质。

由图10及图13还可以知晓，相较于具有三片透镜的光学成像系统100，当光学成像系统100的透镜组L10包括四片透镜时，具有较小的光斑，具有较好的成像清晰度。

请参见图15，本申请实施例还提供一种摄像头模组200，其包括：镜筒210、本申请实施例所述的光学成像系统100及感光元件220，所述光学成像系统100收容于所述镜筒210内；所述感光元件220位于所述光学成像系统100的像侧。

可选地，所述镜筒210为中空筒状结构，镜筒210具有通光孔，光学成像系统100安装于镜筒210的通光孔内。可选地，所述光学成像系统100的每一片透镜及棱镜50可以分别固定于镜筒210内，也可以分别可拆卸安装于镜筒210内。

具体地，感光元件220设置于所述光学成像系统100的成像面70，用于将光学成像系统100投影于感光元件220的成像面70的图像转换成相应比例关系的电信号，即将光信号转换成电信号。可以理解地，感光元件220的感光面与成像面70重合。

在一些实施例中，光学成像系统100的所述透镜组L10与感光元件220并排设置于棱镜50的第一光面52侧。所述透镜组L10对应第一光面52的入射区521设置，感光元件220对应第一光面52的出射区522设置。

本申请的感光元件220可以为感光耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor，CMOSsensor)。

请参见图16至图18，本申请实施例还提供一种电子设备300，其包括本申请实施例所述的摄像头模组200以及处理器310，所述处理器310与所述摄像头模组200的所述感光元件220电连接，用于控制所述感光元件220将所述光学成像系统100投影的图像信号转换成电信号。

本申请的电子设备300可以包括但不限于包括手机、平板电脑、智能手环、智能手表、智能眼镜、笔记本电脑、相机、电子书籍阅读器等具有摄像功能的电子设备300。

关于摄像头模组200及光学成像系统100的其它技术特征的详细描述，请参见上述实施例对应部分的描述，在此不再赘述。

可选地，处理器310包括一个或者多个通用处理器，其中，通用处理器可以是能够处理电子指令的任何类型的设备，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、微处理器、微控制器、主处理器、控制器以及ASIC等等。处理器310用于执行各种类型的数字存储指令，例如存储在存储器中的软件或者固件程序，它能使计算设备提供较宽的多种服务。

在一些实施例中，本申请的电子设备300还包括存储器320，存储器320与处理器310电连接，所述存储器320用于存储所述处理器310运行所需的程序代码，控制摄像头模组200所需要的程序代码以及摄像头模组200拍摄的图像等。

可选地，存储器320可以包括易失性存储器(Volatile Memory)，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)；存储器320也可以包括非易失性存储器(Non-VolatileMemory，NVM)，例如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、快闪存储器(Flash Memory，FM)、硬盘(Hard Disk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)。存储器320还可以包括上述种类的存储器320的组合。

在一些实施例中，本申请的电子设备300还包括显示屏330，所述显示屏330与处理器310电连接，在处理器310的控制下，用于对摄像头模组200的光学成像系统100的成像以及存储器320存储的图像进行显示。

可选地，所述显示屏330可以为但不限于为液晶显示屏、发光二极管显示屏(LED显示屏)、微发光二极管显示屏(Micro LED显示屏)、次毫米发光二极管显示屏(Mini LED显示屏)、有机发光二极管显示屏330(OLED显示屏330)等中的一种或多种。

在一些实施例中，本申请的电子设备300还包括中框340及壳体350，所述中框340设置于显示屏330与壳体350之间，且中框340的侧面显露于所述显示屏330，壳体350与中框340围合成收容空间，用于收容所述处理器310、存储器320及摄像头模组200等电子设备300的元器件。

在本文中提及“实施例”“实施方式”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现所述短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (18)

1.一种光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统包括透镜组，所述透镜组包括由物侧到像侧依次排布的：

具有光焦度的第一透镜，所述第一透镜具有第一物侧面；

具有光焦度的第二透镜；

具有光焦度的第三透镜；以及

其中，所述光学成像系统还具有成像面，所述光学成像系统满足以下条件式：

0.7≤BFL/TTL≤0.9；

其中，BFL为所述光学成像系统的后焦距，TTL为所述第一透镜的第一物侧面至所述光学成像系统的成像面于光轴上距离。

2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述透镜组还包括具有光焦度的第四透镜，所述第四透镜设置于所述第三透镜与所述成像面之间。

3.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有正光焦度，所述第三透镜具有负光焦度。

4.根据权利要求2所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有正光焦度，所述第三透镜具有负光焦度，所述第四透镜具有负光焦度。

5.根据权利要求1-4任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还满足以下条件式：

TTL/IMGH≤7.5；

其中，IMGH为所述光学成像系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半。

6.根据权利要求1-4任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还满足以下条件式：

6.0≤TTL/IMGH≤7.5；

其中，IMGH为所述光学成像系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半。

7.根据权利要求1-4任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还满足以下条件式：

10°≤FOV≤30°；

其中，FOV为所述光学成像系统的最大视场角。

8.根据权利要求1-4任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还满足以下条件式：

2.2≤EFL/EPD≤4.0；

其中，EFL为光学成像系统的有效焦距，EPD为光学成像系统的入瞳直径。

9.根据权利要求1-4任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还满足以下条件式：

0.6≤F1/EFL≤1.2；

其中，F1为所述第一透镜的有效焦距，EFL为光学成像系统的有效焦距。

10.根据权利要求1-4任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还满足以下条件式：

0.3≤R1/F1≤0.7；

其中，R1为所述第一透镜的第一物侧面的曲率半径，F1为所述第一透镜的有效焦距。

11.根据权利要求1-4任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统的等效焦距的范围为90mm至150mm。

12.根据权利要求1-4任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还包括棱镜，所述棱镜设置于所述透镜组与所述成像面之间。

13.根据权利要求12所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还满足以下条件式：

0.7≤L/TTL≤0.78；

其中，L为光线在所述棱镜中的光程长度。

14.根据权利要求12所述的光学成像系统，其特征在于，所述棱镜包括依次相连的第一反射面、第一光面及第二反射面，所述第一光面面向所述透镜组，所述第一反射面及所述第二反射面均设置于所述第一光面背离所述透镜组的一侧，所述透镜组出射后进入所述棱镜的光线依次穿过所述第一光面、经所述第一反射面反射、所述第一光面全反射、所述第二反射面反射后，由所述第一光面出射并进行成像。

15.根据权利要求14所述的光学成像系统，其特征在于，所述棱镜为三棱镜或四棱镜；当所述棱镜为三棱镜时，所述第一反射面背离所述第一光面的一侧与所述第二反射面背离所述第一光面的一侧相连；当所述棱镜为四棱镜时，所述棱镜还包括与所述第一光面相背设置的第二光面，所述第二光面位于所述第一反射面与所述第二反射面之间且分别连接所述第一反射面及所述第二反射面。

16.根据权利要求14所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一反射面与所述第一光面之间的角度α的范围为：27°≤α≤35°；所述第二反射面与所述第一光面之间的角度β的范围为：27°≤β≤35°。

17.一种摄像头模组，其特征在于，包括：

镜筒；

权利要求1-16任意一项所述的光学成像系统，所述光学成像系统收容于所述镜筒内；及

感光元件，所述感光元件位于所述光学成像系统的像侧。

18.一种电子设备，其特征在于，包括：

权利要求17所述的摄像头模组；以及

处理器，所述处理器与所述摄像头模组的所述感光元件电连接，用于控制所述感光元件将所述光学成像系统投影的图像信号转换成电信号。