CN105652411A

CN105652411A - 光学系统

Info

Publication number: CN105652411A
Application number: CN201510847683.9A
Authority: CN
Inventors: 朴容�; 朴一容; 赵镛主
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: US20160154212A1; CN105652411B; KR20160064642A; KR101701008B1; US10067317B2

Abstract

公开了一种光学系统，所述光学系统包括：第一透镜，包括负屈光力；第二透镜；第三透镜；第四透镜；第五透镜，包括正屈光力和像方表面，所述像方表面在近轴区域凹入。第一透镜至第五透镜从物方到像方依次设置。

Description

光学系统

本申请要求于2014年11月28日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0168479号韩国专利申请的优先权的权益，该申请的公开内容通过引用包含于此。

技术领域

下面的描述涉及一种光学系统。

背景技术

移动通信终端通常包括捕获图像并记录视频通话的相机模块。此外，随着这种移动通信终端中的相机的功能水平已经逐渐增加，移动通信终端中的相机模块需要具有更高水平的分辨率和性能。

然而，因为存在移动通信终端小型化和轻量化的趋势，所以在获得具有高水平的分辨率和高等级的性能的相机模块方面受到限制。

为了解决这样的问题，相机模块中的相机透镜已经由塑料形成，该塑料是比玻璃轻的材料，且相机透镜的数量已经被构造成包括五个或更多个透镜以实现高水平的分辨率。

发明内容

提供本发明内容是为了以简洁的方式介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的发明构思选择。本发明内容并不意在确定所要求保护的主体的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主体的范围。

根据实施例，提供了一种光学系统，包括：第一透镜，包括负屈光力；第二透镜；第三透镜；第四透镜；第五透镜，包括正屈光力和在近轴区域中凹入的像方表面，其中，第一透镜至第五透镜从物方到像方依次设置。

第一透镜的焦距f1和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f可满足-3.0<f1/f<-1.0。

第一透镜的阿贝数v1、第二透镜的阿贝数v2、第三透镜的阿贝数v3和第五透镜的阿贝数v5可满足20<v2-v3<40、20<v1-v3<40和20<v1-v5<40中的至少一个。

第二透镜的焦距f2和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f可满足0<f2/f<1.2。

第三透镜的焦距f3和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f可满足0<|f3/f|<2.0。

第四透镜的焦距f4、第五透镜的焦距f5和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f可满足f4/f>2.0和f5/f>0中的至少一个。

所述光学系统还可包括：图像传感器，被配置为将目标的通过第一透镜至第五透镜入射的图像转换成电信号，其中，从第一透镜的物方表面至图像传感器的成像表面之间的距离OAL和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f可满足OAL/f<2.2。

第一透镜的焦距f1和第二透镜的焦距f2可满足1.0<|f1/f2|<5.0。

第二透镜的焦距f2和第三透镜的焦距f3可满足0.0<|f2/f3|<1.4。

所述光学系统还可包括：图像传感器，被配置为将目标的通过第一透镜至第五透镜入射的图像转换成电信号，其中，从第五透镜的像方表面至图像传感器的成像表面之间的距离BFL和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f可满足BFL/f<0.55。

从第一透镜的像方表面至第二透镜的物方表面之间的距离D1和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f可满足D1/f<0.5。

第二透镜的物方表面的曲率半径r3和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f可满足r3/f>0.4。

第四透镜的像方表面的曲率半径r8和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f可满足|r8/f|>0.3。

光学系统的视场角FOV可满足FOV>80。

光学系统的孔径比的倒数FNO可满足FNO<2.2。

在第五透镜的第一表面和第二表面中的至少一个上可形成有至少一个拐点，第五透镜的第二表面在近轴区域中的曲率半径的绝对值小于第五透镜的第一表面在近轴区域中的曲率半径的绝对值。

根据实施例，提供了一种光学系统，包括：第一透镜，包括负屈光力；第二透镜；第三透镜；第四透镜，包括正屈光力；第五透镜，包括正屈光力和在近轴区域凹入的像方表面，其中，第一透镜至第五透镜从物方到像方依次设置。

通过下面的具体实施方式、附图和权利要求书，其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其他方面将会变得明显并更易于理解，在附图中：

图1是根据第一实施例的光学系统的视图；

图2是示出具有图1中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图，；

图3是示出图1中所示的光学系统中的透镜的各自的特性的表格；

图4是示出图1中所示的光学系统中的透镜的各自的非球面表面系数的表格；

图5是根据第二实施例的光学系统的视图；

图6是示出具有图5中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图7是示出图5中所示的光学系统中的透镜的各自的特性的表格；

图8是示出图5中所示的光学系统中的透镜的各自的非球面表面系数的表格；

图9是根据第三实施例的光学系统的视图；

图10是示出具有图9中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图11是示出图9中所示的光学系统中的透镜的各自的特性的表格；

图12是示出图9中所示的光学系统中的透镜的各自的非球面表面系数的表格；

图13是根据第四实施例的光学系统的视图；

图14是示出具有图13中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图15是示出图13中所示的光学系统中的透镜的各自的特性的表格；

图16是示出图13中所示的光学系统中的透镜的各自的非球面表面系数的表格；

图17是根据第五实施例的光学系统的视图；

图18是示出具有图17中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图19是示出图17中所示的光学系统中的透镜的各自的特性的表格；

图20是示出图17中所示的光学系统中的透镜的各自的非球面表面系数的表格；

图21是根据第六实施例的光学系统的视图；

图22是示出具有图21中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图23是示出图21中所示的光学系统中的透镜的各自的特性的表格；

图24是示出图21中所示的光学系统中的透镜的各自的非球面表面系数的表格；

图25是根据第七实施例的光学系统的视图；

图26是示出具有图25中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图27是示出图25中所示的光学系统中的透镜的各自的特性的表格；

图28是示出图25中所示的光学系统中的透镜的各自的非球面表面系数的表格；

图29是根据第八实施例的光学系统的视图；

图30是示出具有图29中所示的光学系统的像差特性的曲线的曲线图；

图31是示出图29中所示的光学系统中的透镜的各自的特性的表格；

图32是示出图29中所示的光学系统中的透镜的各自的非球面表面系数的表格。

在附图和具体实施例方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不必按比例绘制，出于清楚、示出和简洁的目的，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

下面提供具体的描述，以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此描述的方法、设备和/或系统的各个改变、变形和等同物对本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。在此描述的操作的顺序仅是示例，且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须按特定顺序进行的操作以外，可以如对本领域普通技术人员来说显而易见的那样改变。同时，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域普通技术人员公知的功能和构造的描述。

在此描述的特征可以以不同的形式实施，且其构造不限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例以使本公开将是彻底的完全的，并将本公开的全部范围传递给本领域的普通技术人员。

应该理解，虽然在此使用的术语第一、第二、第三等可描述各个透镜，但是这些透镜不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个透镜与另一透镜区分开。这些术语不一定意指透镜的特定顺序或布置。因此，在不脱离各个实施例的描述教导的情况下，下面描述的第一透镜可被称为第二透镜。

在附图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸，且相同的标号将始终用于指示相同或相似的元件，这里，为了描述的方便，已经稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。在附图中示出的球面或非球面的形状以示例的形式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的这些。

此外，应注意，第一透镜是最靠近将要捕获的对象的透镜，而第五透镜是最靠近图像传感器的成像表面的透镜。

此外，应注意，在光学系统中，术语“前”指的是朝向对象的方法，而光学系统中的术语“后”指的是朝向图像传感器的方向。此外，每个透镜的第一表面指的是透镜的最靠近对象的表面或物方表面，而每个透镜的第二表面指的是透镜的最靠近图像传感器的成像表面的表面或像方表面。在下面的描述中，当指代两个表面时，意思是正描述第一表面或物方表面以及第二表面或像方表面。此外，透镜的曲率半径、厚度和其他参数的所有数值均以毫米(mm)为单位。然而，本领域的普通技术人员将理解可使用其他的测量单位。

此外，近轴区指的是邻近光轴的非常窄的区域。靠近轴线的空间区域或近轴区是这样的地方：光轴与射线之间的角α非常小，从而sinα和tanα可被角α替代并具有足够精度。

根据是示出性示例，描述的光学系统的实施例可包括五个透镜。然而，本领域技术人员将理解，光学系统中的透镜的数量可在例如两个至六个透镜之间变化，同时实现下面描述的各个效果和优点。

如下面所示出和描述的，在一个示出性示例中，光学系统包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。然而，光学系统并不限于仅包括五个透镜，而是如若必要可进一步包括其他组件。例如，光学系统还可包括控制入射到光学系统中的光量的光阑(stop)。

此外，光学系统还可包括过滤红外光的红外截止滤光器。此外，光学系统还可包括图像传感器，该图像传感器将入射在图像传感器上的目标图像转换成电信号。此外，光学系统还可包括间隙保持构件，以调节透镜之间的间隙。

在一些构造中，包括在镜头模块中的透镜由塑料或聚碳酸酯(比玻璃轻的材料)形成。在其他构造中，包括在镜头模块中的其中一些透镜由塑料或聚碳酸酯形成，而其他透镜可由玻璃形成。根据一些构造，镜头模块可包括五个或更多个透镜，以在捕获的图像中实现高水平分辨率。

此外，第一透镜至第五透镜中的至少一个具有非球面的物方表面或像方表面。此外，第一透镜至第五透镜中的每个均可具有至少一个非球面的物方表面或像方表面。

即，第一透镜至第五透镜的第一表面和第二表面中的至少一个可以是非球面的。在一个示例中，第一透镜至第五透镜的非球面表面可由下面的等式1表示。

【等式1】

Z = \frac{{cY}^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + K) c^{2} Y^{2}}} + {AY}^{4} + {BY}^{6} + {CY}^{8} + {DY}^{10} + {EY}^{12} + {FY}^{14} + ...

在该等式中，c是透镜的顶点处的曲率(曲率半径的倒数)，K是圆锥曲线常数，Y是从透镜的非球面表面上的某点沿与光轴垂直的方向到光轴的距离。此外，常数A到F是非球面表面系数。此外，Z是非球面表面上处在距离Y处的某点与切平面(所述切平面与透镜的所述非球面表面的顶点相交)之间的距离。

第一透镜至第六透镜中的每个均具有正屈光力或负屈光力。例如，在一个构造中，从物方朝向像方，第一透镜具有正屈光力，第二透镜具有正屈光力，第三透镜具有负屈光力，第四透镜具有正屈光力，第五透镜具有负屈光力，且第六透镜具有负屈光力。本领域技术人员将理解，第一透镜至第六透镜中的每个均可按照与上述构造相反的屈光力构造。例如，在可选的构造中，第一透镜具有正屈光力，第二透镜具有正屈光力，第三透镜具有负屈光力，第四透镜具有负屈光力，且第五透镜具有正屈光力。

如上所述构造的光学系统通过像差的改进而提高了光学性能。

根据实施例的光学系统满足条件等式1。

【条件表达式1】

-3.0<f1/f<-1.0

在该表达式中，f1是第一透镜的焦距，且f是光学系统的总焦距。

根据实施例的光学系统满足条件表达式2。

【条件表达式2】

20<v2-v3<40

在该表达式中，v2是第二透镜的阿贝数，且v3是第三透镜的阿贝数。根据示例性实施例的光学系统满足条件表达式3。

【条件表达式3】

20<v1-v3<40

在该表达式中，v1是第一透镜的阿贝数，且v3是第三透镜的阿贝数。根据实施例的光学系统满足条件表达式4。

【条件表达式4】

20<v1-v5<40

在该表达式中，v1是第一透镜的阿贝数，且v5是第五透镜的阿贝数。根据实施例的光学系统满足条件等式5。

【条件表达式5】

0<f2/f<1.2

在该表达式中，f2是第二透镜的焦距，且f是光学系统的总焦距。

根据示例性实施例的光学系统可满足条件表达式6。

【条件表达式6】

0<|f3/f|<2.0

在本等式中，f3是第三透镜的焦距，且f是光学系统的总焦距。

根据实施例的光学系统满足条件表达式7。

【条件表达式7】

f4/f>2.0

在该表达式中，f4是第四透镜的焦距，且f是光学系统的总焦距。

根据实施例的光学系统满足条件表达式8。

【条件8】

f5/f>0

在该中，f5是第五透镜的焦距，且f是光学系统的总焦距。

根据实施例的光学系统满足条件等式9。

【条件表达式9】

OAL/f<2.2

在该表达式中，OAL是从第一透镜的物方表面到图像传感器的成像表面的距离，且f是光学系统的总焦距。

根据实施例的光学系统满足条件表达式10。

【条件表达式10】

1.0<|f1/f2|<5.0

在该表达式中，f1是第一透镜的焦距，且f2是第二透镜的焦距。

根据实施例的光学系统满足条件表达式11。

【条件表达式11】

0.0<|f2/f3|<1.4

在该表达式中，f2是第二透镜的焦距，且f3是第三透镜的焦距。

根据实施例的光学系统满足条件表达式12。

【条件表达式12】

BFL/f<0.55

在该表达式中，BFL是从第五透镜的像方表面到图像传感器的成像表面之间的距离，且f是光学系统的总焦距。

根据实施例的光学系统满足条件表达式13。

【条件表达式13】

D1/f<0.5

在该表达式中，D1是从第一透镜的像方表面到第二透镜的物方表面之间的距离，且f是光学系统的总焦距。

根据实施例的光学系统满足条件表达式14。

【条件表达式14】

r3/f>0.4

在该表达式中，r3是第二透镜的物方表面的曲率半径，且f是光学系统的总焦距。

根据实施例的光学系统满足条件表达式15。

【条件表达式15】

|r8/f|>0.3

在该表达式中，r8是第四透镜的像方表面的曲率半径，且f是光学系统的总焦距。

根据实施例的光学系统满足条件表达式16。

【条件表达式16】

FOV>80

在该表达式中，FOV是光学系统的视场角。在一个示出性示例中，光学系统的视场角以度为单位。

根据实施例的光学系统满足条件表达式17。

【条件表达式17】

FNO<2.2

在该表达式中，FNO是光学系统的孔径比的倒数。光学系统的孔径比是“光阑的直径/光学系统的总焦距”。

FNO越小，光学系统的图像越明亮。

下面，将描述根据实施例的构成光学系统的第一透镜至第五透镜。

第一透镜具有负屈光力。此外，第一透镜具有弯月形状，且物方表面凸出。例如，第一透镜的第一表面在近轴区域凸出，且第一透镜的第二表面在近轴区域凹入。

第一透镜的第一表面和第二表面中的至少一个是非球面。例如，第一透镜的两个表面是非球面。

第二透镜具有正屈光力。此外，第二透镜的第一表面和第二表面中的至少一个凸出。例如，第二透镜的第一表面和第二表面在近轴区域均凸出。

第二透镜的第一表面和第二表面中的至少一个是非球面。例如，第二透镜的第一表面和第二表面是非球面的。

第三透镜具有负屈光力。此外，第三透镜的第一表面和第二表面中的至少一个凹入。例如，第三透镜的第一表面和第二表面在近轴区域均凹入。

第三透镜的第一表面和第二表面中的至少一个是非球面。例如，第三透镜的第一表面和第二表面是非球面。在可选的构造中，第三透镜的第一表面大体上是平的。

第四透镜具有正屈光力。此外，第四透镜具有弯月形状，其像方表面凸出。例如，第四透镜的第一表面在近轴区域凹入，且第四透镜的第二表面在近轴区域凸出。在一个示例中，第四透镜的第一表面的端部大体上是平的。

第四透镜的第一表面和第二表面中的至少一个是非球面。例如，第四透镜的第一表面和第二表面均为非球面。

第五透镜具有正屈光力。此外，第五透镜具有弯月形状，其物方表面凸出。例如，第五透镜的第一表面在近轴区域凸出，且第五透镜的第二表面在近轴区域凹入。

第五透镜的第一表面和第二表面中的至少一个是非球面。例如，第五透镜的两个表面可以是非球面。

此外，至少一个拐点(inflectionpoint)形成在第五透镜的第一表面和第二表面中的至少一个上。例如，第五透镜的第一表面在近轴区域凸出，并在其边缘变为凹入。此外，第五透镜的第二表面在近轴区域凹入，并在其边缘变为凸出。

在一个示例中，光阑设置在第一透镜的物方表面的前方。

此外，如上所述构造的光学系统具有宽的视场角，并产生较明亮的图像。

此外，在一个实施例中，第一透镜至第五透镜中的每个均可以是如上所述构造的单独的透镜。透镜之间的距离可变化。在另一实施例中，第一透镜至第五透镜中的至少一个可与第一透镜至第五透镜中的另一个操作性地连接或接触。

在又一可选的实施例中，第一透镜至第五透镜中的两个或更多个透镜可被构造为一组，并且可与其他透镜彼此操作地连接或接触。例如，第一透镜、第二透镜和第三透镜可作为第一组透镜彼此接触，而第四透镜和第五透镜可彼此单独构造并与第一组透镜单独构造。可选地，第一透镜、第二透镜和第三透镜可作为第一组透镜彼此接触，第四透镜和第五透镜可作为第二组透镜彼此接触。

将参照图1至图4描述根据第一实施例的光学系统。

根据第一实施例的光学系统包括第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150。光学系统还包括光阑(未示出)、红外截止滤光器160和图像传感器170。

如表1中所示，第一透镜110的焦距(f1)是-4.463mm，第二透镜120的焦距(f2)是1.37668mm，第三透镜130的焦距(f3)是-2.6092mm，第四透镜140的焦距(f4)是7.52432mm，第五透镜150的焦距(f5)是75.3369mm，光学系统的总焦距(f)是2.3999mm。

此外，从第一透镜110的物方表面到图像传感器170的成像表面之间的距离(OAL)是4.970mm，且从第五透镜150的像方表面到图像传感器170的成像表面之间的距离(BFL)是0.931mm。

【表1】

f	2.3999
		f1	-4.463
f2	1.376677
		f3	-2.6092
f4	7.524322
		f5	75.33687
v1	56.1
		v2	56.1
v3	23.5
		v4	56.1
v5	23.5
		OAL	4.970
BFL	0.931

在本示例中，在图3中示出透镜的各个特征，例如，曲率半径、透镜的厚度和透镜之间的距离、折射率和阿贝数。

在第一实施例中，第一透镜110具有负屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第一透镜110的第一表面至少在近轴区域凸出，且第一透镜110的第二表面至少在近轴区域凹入。

第二透镜120具有正屈光力，且其两个表面均凸出。例如，第二透镜120的第一表面和第二表面至少在近轴区域凸出。

第三透镜130具有负屈光力，且可具有两个凹入的表面。例如，第三透镜130的第一表面和第二表面至少在近轴区域凹入。

第四透镜140具有正屈光力，且具有其像方表面凸出的弯月形状。例如，第四透镜140的第一表面至少在近轴区域中凹入，且第四透镜140的第二表面至少在近轴区域中凸出。

第五透镜150具有正屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第五透镜150的第一表面至少在近轴区域凸出，且第五透镜150的第二表面至少在近轴区域凹入。此外，第五透镜150具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。第五透镜150的第二表面在近轴区域的曲率半径的绝对值小于第五透镜150的第一表面在近轴区域的曲率半径的绝对值。

此外，第一透镜110至第五透镜150的各个表面具有如图4所示的非球面表面系数。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在非球面表面系数方面可存在一些变化。

在一个示例中，光阑设置在第一透镜110的物方表面的前方。

此外，如上所述构造的光学系统具有如图2所示的像差特性。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在像差特性方面可存在一些变化。

将参照图5至图8描述根据第二实施例的光学系统。

根据第二实施例的光学系统包括第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240和第五透镜250。光学系统还包括光阑(未示出)、红外截止滤光器260和图像传感器270。

如表2中所示，第一透镜210的焦距(f1)是-4.524mm，第二透镜220的焦距(f2)是1.37888mm，第三透镜230的焦距(f3)是-2.6047mm，第四透镜240的焦距(f4)是7.57749mm，第五透镜250的焦距(f5)是1878.49mm，光学系统的总焦距(f)是2.4mm。

此外，从第一透镜210的物方表面到图像传感器270的成像表面之间的距离(OAL)是4.970mm，且从第五透镜250的像方表面到图像传感器270的成像表面之间的距离(BFL)是0.915mm。

【表2】

f	2.4
		f1	-4.524
f2	1.378883
		f3	-2.6047
f4	7.577489
		f5	1878.492
v1	56.1
		v2	56.1
v3	23.5
		v4	56.1
v5	23.5
		OAL	4.970
BFL	0.915

在本示例中，在图7中示出透镜的各个特征(曲率半径、透镜的厚度和透镜之间的距离、折射率和阿贝数)。

在第二实施例中，第一透镜210具有负屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第一透镜210的第一表面至少在近轴区域凸出，且第一透镜210的第二表面至少在近轴区域凹入。

第二透镜220具有正屈光力，且其两个表面均凸出。例如，第二透镜220的第一表面和第二表面至少在近轴区域凸出。

第三透镜230具有负屈光力，且具有两个凹入的表面。例如，第三透镜230的第一表面和第二表面至少在近轴区域凹入。

第四透镜240具有正屈光力，且具有其像方表面凸出的弯月形状。例如，第四透镜240的第一表面至少在近轴区域凹入，且第四透镜240的第二表面至少在近轴区域凸出。

第五透镜250具有正屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第五透镜250的第一表面至少在近轴区域凸出，且第五透镜250的第二表面至少在近轴区域凹入。此外，第五透镜250具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。第五透镜250的第二表面在近轴区域的曲率半径的绝对值小于第五透镜250的第一表面在近轴区域的曲率半径的绝对值。

此外，第一透镜210至第五透镜250的各个表面具有如图8所示的非球面表面系数。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在非球面表面系数方面可存在一些变化。

在一个示例中，光阑设置在第一透镜210的物方表面的前方。

此外，如上所述构造的光学系统可具有如图6所示的像差特性。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在像差特性方面可存在一些变化。

将参照图9至图12描述根据第三实施例的光学系统。

根据第三实施例的光学系统可包括第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340和第五透镜350。光学系统还包括光阑、红外截止滤光器360和图像传感器370。

如表3中所示，第一透镜310的焦距(f1)是-4.3907mm，第二透镜320的焦距(f2)是1.35421mm，第三透镜330的焦距(f3)是-2.5297mm，第四透镜340的焦距(f4)是7.20756mm，第五透镜350的焦距(f5)是5493.18mm，光学系统的总焦距(f)是2.3685mm。

此外，从第一透镜310的物方表面到图像传感器370的成像表面之间的距离(OAL)是4.925mm，且从第五透镜350的像方表面到图像传感器370的成像表面之间的距离(BFL)是0.915mm。

【表3】

f	2.3685
		f1	-4.3907
f2	1.354205
		f3	-2.5297
f4	7.207562
		f5	5493.179
v1	56.1
		v2	56.1
v3	23.5
		v4	56.1
v5	23.5
		OAL	4.925
BFL	0.915

在本示例中，在图11中示出透镜的各个特征，例如，曲率半径、透镜的厚度和透镜之间的距离、折射率和阿贝数。

在第三实施例中，第一透镜310具有负屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第一透镜310的第一表面至少在近轴区域凸出，且第一透镜310的第二表面至少在近轴区域凹入。

第二透镜320具有正屈光力，且其两个表面均凸出。例如，第二透镜320的第一表面和第二表面至少在近轴区域凸出。

第三透镜330具有负屈光力，且可具有两个凹入的表面。例如，第三透镜330的第一表面和第二表面至少在近轴区域凹入。

第四透镜340具有正屈光力，且具有其像方表面凸出的弯月形状。例如，第四透镜340的第一表面至少在近轴区域凹入，且第四透镜340的第二表面至少在近轴区域凸出。

第五透镜350具有正屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第五透镜350的第一表面至少在近轴区域凸出，且第五透镜350的第二表面至少在近轴区域凹入。此外，第五透镜350具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。第五透镜350的第二表面在近轴区域的曲率半径的绝对值小于第五透镜350的第一表面在近轴区域的曲率半径的绝对值。

此外，第一透镜310至第五透镜350的各个表面具有如图12所示的非球面表面系数。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在非球面表面系数方面可存在一些变化。

此外，光阑设置在第一透镜310的物方表面的前方。

此外，如上所述构造的光学系统具有如图10所示的像差特性。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在像差特性方面可存在一些变化。

将参照图13至图16描述根据第四实施例的光学系统。

根据第四实施例的光学系统包括第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440和第五透镜450。光学系统还包括光阑、红外截止滤光器460和图像传感器470。

如表4中所示，第一透镜410的焦距(f1)是-4.4528mm，第二透镜420的焦距(f2)是1.37069mm，第三透镜430的焦距(f3)是-2.5788mm，第四透镜440的焦距(f4)是7.28033mm，第五透镜450的焦距(f5)是509.557mm，光学系统的总焦距(f)是2.4mm。

此外，从第一透镜410的物方表面到图像传感器470的成像表面之间的距离(OAL)是4.971mm，且从第五透镜450的像方表面到图像传感器470的成像表面之间的距离(BFL)是0.924mm。

【表4】

f	2.4
		f1	-4.4528
f2	1.370692
		f3	-2.5788
f4	7.28033
		f5	509.5573
v1	56.1
		v2	56.1
v3	23.5
		v4	56.1
v5	23.5
		OAL	4.971
BFL	0.924

在本示例中，在图15中示出透镜的各个特征，例如，曲率半径、透镜的厚度和透镜之间的距离、折射率和阿贝数。

在第四实施例中，第一透镜410具有负屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第一透镜410的第一表面至少在近轴区域凸出，且第一透镜410的第二表面至少在近轴区域凹入。

第二透镜420具有正屈光力，且其两个表面均凸出。例如，第二透镜420的第一表面和第二表面至少在近轴区域凸出。

第三透镜430具有负屈光力，且具有两个凹入的表面。例如，第三透镜430的第一表面和第二表面至少在近轴区域凹入。

第四透镜440具有正屈光力，且具有其像方表面凸出的弯月形状。例如，第四透镜440的第一表面至少在近轴区域凹入，且第四透镜440的第二表面至少在近轴区域凸出。

第五透镜450具有正屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第五透镜450的第一表面至少在近轴区域凸出，且第五透镜450的第二表面至少在近轴区域凹入。此外，第五透镜450具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。第五透镜450的第二表面在近轴区域的曲率半径的绝对值小于第五透镜450的第一表面在近轴区域的曲率半径的绝对值。

此外，第一透镜410至第五透镜450的各个表面具有如图16所示的非球面表面系数。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在非球面表面系数方面可存在一些变化。

此外，光阑布置在第一透镜410的物方表面的前方。

此外，如上所述构造的光学系统具有如图14所示的像差特性。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在像差特性方面可存在一些变化。

将参照图17至图20描述根据第五实施例的光学系统。

根据第五实施例的光学系统包括第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540和第五透镜550。光学系统还包括光阑、红外截止滤光器560和图像传感器570。

如表5中所示，第一透镜510的焦距(f1)是-4.5045mm，第二透镜520的焦距(f2)是1.36938mm，第三透镜530的焦距(f3)是-2.5479mm，第四透镜540的焦距(f4)是7.29404mm，第五透镜550的焦距(f5)是115.841mm，光学系统的总焦距(f)是2.4mm。

此外，从第一透镜510的物方表面到图像传感器570的成像表面之间的距离(OAL)是4.971mm，且从第五透镜550的像方表面到图像传感器570的成像表面之间的距离(BFL)是0.925mm。

【表5】

f	2.4
		f1	-4.5045
f2	1.369378
		f3	-2.5479
f4	7.294039
		f5	115.8407
v1	56.1
		v2	56.1
v3	23.5
		v4	56.1
v5	23.5
		OAL	4.971
BFL	0.925

在本示例中，在图19中示出透镜的各个特征，例如，曲率半径、透镜的厚度和透镜之间的距离、折射率和阿贝数。

在第五实施例中，第一透镜510具有负屈光力，且具有其物方表面是凸出的弯月形状。例如，第一透镜510的第一表面至少在近轴区域凸出，且第一透镜510的第二表面至少在近轴区域凹入。

第二透镜520具有正屈光力，且其两个表面均凸出。例如，第二透镜520的第一表面和第二表面至少在近轴区域凸出。

第三透镜530具有负屈光力，且具有两个凹入的表面。例如，第三透镜530的第一表面和第二表面至少在近轴区域凹入。

第四透镜540具有正屈光力，且具有其像方表面凸出的弯月形状。例如，第四透镜540的第一表面至少在近轴区域凹入，且第四透镜540的第二表面至少在近轴区域凸出。

第五透镜550具有正屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第五透镜550的第一表面至少在近轴区域凸出，且第五透镜550的第二表面至少在近轴区域凹入。此外，第五透镜550具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。第五透镜550的第二表面在近轴区域的曲率半径的绝对值小于第五透镜550的第一表面在近轴区域的曲率半径的绝对值。

此外，第一透镜510至第五透镜550的各个表面具有如图20所示的非球面表面系数。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在非球面表面系数方面可存在一些变化。

此外，光阑设置在第一透镜510的物方表面的前方。

此外，如上所述构造的光学系统具有如图18所示的像差特性。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在像差特性方面可存在一些变化。

将参照图21至图24描述根据第六实施例的光学系统。

根据第六实施例的光学系统包括第一透镜610、第二透镜620、第三透镜630、第四透镜640和第五透镜650。光学系统还包括光阑、红外截止滤光器660和图像传感器670。

如表6中所示，第一透镜610的焦距(f1)是-4.539mm，第二透镜620的焦距(f2)是1.36576mm，第三透镜630的焦距(f3)是-2.5133mm，第四透镜640的焦距(f4)是7.18089mm，第五透镜650的焦距(f5)是70.5881mm，光学系统的总焦距(f)是2.4mm。

此外，从第一透镜610的物方表面到图像传感器670的成像表面之间的距离(OAL)是4.971mm，且从第五透镜650的像方表面到图像传感器670的成像表面之间的距离(BFL)是0.936mm。

【表6】

f	2.4
		f1	-4.539
f2	1.36576
		f3	-2.5133
f4	7.180889
		f5	70.58813
v1	56.1
		v2	56.1
v3	23.5
		v4	56.1
v5	23.5
		OAL	4.971
BFL	0.936

在本示例中，在图23中示出透镜的各个特征，例如，曲率半径、透镜的厚度和透镜之间的距离、折射率和阿贝数。

在第六实施例中，第一透镜610具有负屈光力，且具有其物方表面是凸出的弯月形状。例如，第一透镜610的第一表面至少在近轴区域凸出，且第一透镜610的第二表面至少在近轴区域凹入。

第二透镜620具有正屈光力，且其两个表面均凸出。例如，第二透镜620的第一表面和第二表面至少在近轴区域凸出。

第三透镜630具有负屈光力，且可具有两个凹入的表面。例如，第三透镜630的第一表面和第二表面至少在近轴区域凹入。

第四透镜640具有正屈光力，且具有其像方表面凸出的弯月形状。例如，第四透镜640的第一表面至少在近轴区域凹入，且第四透镜640的第二表面至少在近轴区域凸出。

第五透镜650具有正屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第五透镜650的第一表面至少在近轴区域凸出，且第五透镜650的第二表面至少在近轴区域中凹入。此外，第五透镜650具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。第五透镜650的第二表面在近轴区域的曲率半径的绝对值小于第五透镜650的第一表面在近轴区域的曲率半径的绝对值。

此外，第一透镜610至第五透镜650的各个表面具有如图24所示的非球面表面系数。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在非球面表面系数方面可存在一些变化。

此外，光阑布置在第一透镜610的物方表面的前方。

此外，如上所述构造的光学系统具有如图22所示的像差特性。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在像差特性方面可存在一些变化。

将参照图25至图28描述根据第七实施例的光学系统。

根据第七实施例的光学系统包括第一透镜710、第二透镜720、第三透镜730、第四透镜740和第五透镜750。光学系统还包括光阑、红外截止滤光器760和图像传感器770。

如表7中所示，第一透镜710的焦距(f1)是-4.6117mm，第二透镜720的焦距(f2)是1.3626mm，第三透镜730的焦距(f3)是-2.4673mm，第四透镜740的焦距(f4)是6.6595mm，第五透镜750的焦距(f5)是51.8561mm，光学系统的总焦距(f)是2.4mm。

此外，从第一透镜710的物方表面到图像传感器770的成像表面之间的距离(OAL)是4.971mm，且从第五透镜750的像方表面到图像传感器770的成像表面之间的距离(BFL)是0.916mm。

【表7】

f	2.4
		f1	-4.6117
f2	1.362602
		f3	-2.4673
f4	6.659498
		f5	51.85608
v1	56.1
		v2	56.1
v3	23.5
		v4	56.1
v5	23.5
		OAL	4.971
BFL	0.916

在本示例中，在图27中示出透镜的各个特征，例如，曲率半径、透镜的厚度和透镜之间的距离、折射率和阿贝数。

在第七实施例中，第一透镜710具有负屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第一透镜710的第一表面至少在近轴区域凸出，且第一透镜710的第二表面至少在近轴区域凹入。

第二透镜720具有正屈光力，且其两个表面均凸出。例如，第二透镜720的第一表面和第二表面至少在近轴区域凸出。

第三透镜730具有负屈光力，且具有两个凹入的表面。例如，第三透镜730的第一表面和第二表面至少在近轴区域凹入。

第四透镜740具有正屈光力，且具有其像方表面凸出的弯月形状。例如，第四透镜740的第一表面至少在近轴区域凹入，且第四透镜740的第二表面至少在近轴区域凸出。

第五透镜750具有正屈光力，且具有其物方表面出凸的弯月形状。例如，第五透镜750的第一表面至少在近轴区域凸出，且第五透镜750的第二表面至少在近轴区域中凹入。此外，第五透镜750具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。第五透镜750的第二表面在近轴区域的曲率半径的绝对值小于第五透镜750的第一表面在近轴区域的曲率半径的绝对值。

同时，第一透镜710至第五透镜750的各个表面具有如图24所示的非球面表面系数。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在非球面表面系数方面可存在一些变化。

此外，光阑布置在第一透镜710的物方表面的前方。

此外，如上所述构造的光学系统具有如图26所示的像差特性。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在像差特性方面可存在一些变化。

将参照图29至图32描述根据第八实施例的光学系统。

根据第八实施例的光学系统包括第一透镜810、第二透镜820、第三透镜830、第四透镜840和第五透镜850。光学系统还包括光阑、红外截止滤光器860和图像传感器870。

如表8中所示，第一透镜810的焦距(f1)是-4.5835mm，第二透镜820的焦距(f2)是1.36287mm，第三透镜830的焦距(f3)是-2.465mm，第四透镜840的焦距(f4)是6.12052mm，第五透镜850的焦距(f5)是70.0162mm，光学系统的总焦距(f)是2.4mm。

此外，从第一透镜810的物方表面到图像传感器870的成像表面之间的距离(OAL)是4.971mm，且从第五透镜850的像方表面到图像传感器870的成像表面之间的距离(BFL)是0.962mm。

【表8】

f	2.4
		f1	-4.5835
f2	1.362868
		f3	-2.465
f4	6.120523
		f5	70.0162
v1	56.1
		v2	56.1
v3	23.5
		v4	56.1
v5	23.5
		OAL	4.971
BFL	0.962

在本示例中，在图31中示出透镜的各个特征(曲率半径、透镜的厚度和透镜之间的距离、折射率和阿贝数)。

在第八实施例中，第一透镜810具有负屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第一透镜810的第一表面至少在近轴区域凸出，且第一透镜810的第二表面至少在近轴区域凹入。

第二透镜820具有正屈光力，且其两个表面均凸出。例如，第二透镜820的第一表面和第二表面至少在近轴区域凸出。

第三透镜830具有负屈光力，且具有两个凹入的表面。例如，第三透镜830的第一表面和第二表面至少在近轴区域凹入。

第四透镜840具有正屈光力，且具有其像方表面凸出的弯月形状。例如，第四透镜840的第一表面至少在近轴区域凹入，且第四透镜840的第二表面至少在近轴区域凸出。

第五透镜850具有正屈光力，且具有其物方表面凸出的弯月形状。例如，第五透镜850的第一表面至少在近轴区域凸出，且第五透镜850的第二表面至少在近轴区域凹入。此外，第五透镜850具有形成在其第一表面和第二表面中的至少一个上的至少一个拐点。第五透镜850的第二表面在近轴区域的曲率半径的绝对值小于第五透镜850的第一表面在近轴区域的曲率半径的绝对值。

此外，第一透镜810至第五透镜850的各个表面具有如图32所示的非球面表面系数。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在非球面表面系数方面可存在一些变化。

此外，光阑设置在第一透镜810的物方表面的前方。

此外，如上所述构造的光学系统具有如图30所示的像差特性。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离实施例的效果和优点的情况下，在像差特性方面可存在一些变化。

同时，如表9所示，根据第一实施例至第八实施例的光学系统满足上述条件表达式1至条件表达式17，从而提高了透镜的光学性能，实现了宽的视场角和更明亮的图像。

【表9】

条件表达式	示例1	示例2	示例3	示例4	示例5	示例6	示例7	示例8
									-3.0＜f1/f＜-1.0	-1.86	-1.89	-1.85	-1.86	-1.88	-1.89	-1.92	-1.91
20＜v2-v3＜40	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60
									20＜v1-v3＜40	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60
20＜v1-v5＜40	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60	32.60
									0＜f2/f＜1.2	0.57	0.57	0.57	0.57	0.57	0.57	0.57	0.57
0＜\|f3/f\|＜2.0	1.09	1.09	1.07	1.07	1.06	1.05	1.03	1.03
									f4/f＞2.0	3.14	3.16	3.04	3.03	3.04	2.99	2.77	2.55
f5/f＞0.0	31.39	782.70	2319.26	212.32	48.27	29.41	21.61	29.17
									OAL/f＜2.2	2.07	2.07	2.08	2.07	2.07	2.07	2.07	2.07
1.0＜\|f1/f2\|＜5.0	3.24	3.28	3.24	3.25	3.29	3.32	3.38	3.36
									0.0＜\|f2/f3\|＜1.4	0.53	0.53	0.54	0.53	-0.54	0.54	0.55	0.55
BFL/f＜0.55	0.39	0.38	0.39	0.38	0.39	0.39	0.38	0.40
									D1/f＜0.5	0.26	0.27	0.27	0.27	0.27	0.27	0.28	0.28
r3/f＞0.4	0.53	0.53	0.53	0.53	0.53	0.53	0.53	0.53
									\|r8/f\|＞0.3	0.49	0.48	0.48	0.47	0.48	0.47	0.47	0.45
FOV	84.9	84.9	85.6	84.9	84.9	84.9	84.9	84.9
									FNO	2.14	2.16	2.17	2.17	2.17	2.16	2.15	2.16

如上所述，在根据实施例的光学系统中，提高了像差改善效果，同时产生了宽的视场角和高水平的分辨率。

此外，利用光学系统捕获了更明亮的图像。

虽然在如上参照图1至图32描述的实施例中，第五透镜可与红外截止滤光器接触，第五透镜可放置在距红外截止滤光器一定距离处。在可选的实施例中，红外截止滤光器的形状可与第五透镜的像方表面或第二表面成镜像，因而形成第五透镜的一部分。

此外，在一个实施例中，第一透镜至第五透镜中的每个均可以是如上所述地构造的单独的透镜。透镜之间的距离可变化。在另一实施例中，第一透镜至第五透镜中的至少一个可与第一透镜至第五透镜中的另一个操作地连接或接触。

在又一可选的实施例中，第一透镜至第五透镜中的两个或更多个透镜可被构造为一组，并且可与另一透镜彼此操作地连接或接触。例如，第一透镜、第二透镜和第三透镜可作为第一组透镜彼此接触，而第四透镜和第五透镜可彼此单独构造并与第一组透镜单独构造。可选地，第一透镜、第二透镜和第三透镜可作为第一组透镜彼此接触，第四透镜和第五透镜可作为第二组透镜彼此接触。

虽然本公开包括特定的示例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求书及其等同物的精神和范围的情况下，可对这些示例在形式和细节上进行各种改变。在此描述的示例仅被认为是描述含义，而不是限制性的目的。每个示例中的特征或方面的描述应被理解为能够应用到其他示例中的类似特征或方面。如果按照不同的顺序来执行所描述的技术，和/或如果按照不同的方式组合、和/或通过其他的组件或他们的等同物替换或增添所描述的系统中的组件、构造、装置或电路，则可获得合适的结果。。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而由权利要求书及其等同物限定，权利要求书及其等同物范围内的所有变型应被理解为被包括在本公开中。

Claims

1.一种光学系统，包括：

第一透镜，包括负屈光力；

第二透镜；

第三透镜；

第四透镜；

第五透镜，包括正屈光力和像方表面，所述像方表面在近轴区域凹入，

其中，第一透镜至第五透镜从物方到像方依次设置。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第一透镜的焦距f1和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f满足-3.0<f1/f<-1.0。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第一透镜的阿贝数v1、第二透镜的阿贝数v2、第三透镜的阿贝数v3和第五透镜的阿贝数v5满足20<v2-v3<40、20<v1-v3<40和20<v1-v5<40中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第二透镜的焦距f2和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f满足0<f2/f<1.2。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第三透镜的焦距f3和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f满足0<|f3/f|<2.0。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第四透镜的焦距f4、第五透镜的焦距f5和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f满足f4/f>2.0和f5/f>0中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的光学系统，还包括：

图像传感器，被配置为将目标的通过第一透镜至第五透镜入射的图像转换成电信号，

其中，从第一透镜的物方表面至图像传感器的成像表面之间的距离OAL和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f满足OAL/f<2.2。

8.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第一透镜的焦距f1和第二透镜的焦距f2满足1.0<|f1/f2|<5.0。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第二透镜的焦距f2和第三透镜的焦距f3满足0.0<|f2/f3|<1.4。

10.根据权利要求1所述的光学系统，还包括：

其中，从第五透镜的像方表面至图像传感器的成像表面之间的距离BFL和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f满足BFL/f<0.55。

11.根据权利要求1所述的光学系统，其中，从第一透镜的像方表面至第二透镜的物方表面之间的距离D1和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f满足D1/f<0.5。

12.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第二透镜的物方表面的曲率半径r3和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f满足r3/f>0.4。

13.根据权利要求1所述的光学系统，其中，第四透镜的像方表面的曲率半径r8和包括第一透镜至第五透镜的光学系统的总焦距f满足|r8/f|>0.3。

14.根据权利要求1所述的光学系统，其中，光学系统的视场角FOV满足FOV>80。

15.根据权利要求1所述的光学系统，其中，光学系统的孔径比的倒数FNO满足FNO<2.2。

16.根据权利要求1所述的光学系统，其中，在第五透镜的第一表面和第二表面中的至少一个上形成有至少一个拐点，第五透镜的第二表面在近轴区域的曲率半径的绝对值小于第五透镜的第一表面在近轴区域的曲率半径的绝对值。

17.一种光学系统，包括：

第一透镜，包括负屈光力；

第二透镜；

第三透镜；

第四透镜，包括正屈光力；

其中，第一透镜至第五透镜从物方到像方依次设置。