本发明公开光学成像系统及成像装置、合成曲面设计方法及记录介质。本发明的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。根据本发明，在构成光学成像系统的透镜面合成相互不同的形状的曲面，而可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。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。此外，通过应用这种具有多个表面区域的合成曲面，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。