CN111221106A - 光学系统、取像模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。光学系统由物侧到像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜，第一透镜的物侧面于近轴处为凸面。具有屈折力的第二透镜，第二透镜的像侧面为凸面。具有负屈折力的第三透镜，第三透镜的像侧面于近轴处为凹面。具有正屈折力的第四透镜。具有负屈折力的第五透镜，第五透镜的像侧面于圆周处为凸面，第五透镜的物侧面和像侧面中的至少一个存在反曲点。且光学系统满足以下条件式：0.4＜ImgH/TTL＜0.8；其中，ImgH为光学系统成像面上有效像素区域对角线长度的一半，TTL为第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离。上述光学系统，能够同时兼顾小型化设计以及成像质量的提高。

Description

光学系统、取像模组及电子设备

技术领域

本发明涉及光学成像领域，特别是涉及一种光学系统、取像模组和电子设备。

背景技术

近年来，随着智能电子设备的快速发展，人们对电子设备的要求越来越高。对于具有取像功能的电子设备，既要求电子设备中光学系统的成像效果好，同时也要求光学系统的尺寸较小，以满足电子设备的小型化设计。但是，目前的电子设备，在进行小型化设计的同时，分辨率难以提升，即难以同时兼顾小型化设计以及成像质量的提高。

发明内容

基于此，有必要针对目前的电子设备难以同时兼顾小型化设计以及成像质量的提高的问题，提供一种光学系统、取像模组和电子设备。

一种光学系统，由物侧到像侧依次包括：

具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面；

具有屈折力的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凸面；

具有负屈折力的第三透镜，所述第三透镜的像侧面于近轴处为凹面；

具有正屈折力的第四透镜；

具有负屈折力的第五透镜，所述第五透镜的像侧面于圆周处为凸面，所述第五透镜的物侧面和像侧面中的至少一个存在反曲点；

且所述光学系统满足以下条件式：

0.4＜ImgH/TTL＜0.8；

其中，ImgH为所述光学系统成像面上有效像素区域对角线长度的一半，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离。

上述光学系统，所述第一透镜具有正屈折力，有助于缩短所述光学系统的总长，而所述第一透镜的物侧面为凸面，可进一步加强所述第一透镜的正屈折力，使所述光学系统于光轴方向的尺寸变得更短，进一步满足小型化设计的需求。另外，所述第五透镜的物侧面和像侧面中的至少一个存在反曲点，可以修正离轴视场的像差，进一步提高成像质量。满足上述透镜的屈折力和面型设计时，当光学系统满足0.4＜ImgH/TTL＜0.8时，可以在匹配高像素感光芯片时能够获得更好的成像质量，同时能够实现光学系统的小型化设计。由此，通过合理搭配ImgH与TTL的比值，光学系统能够同时兼顾小型化设计以及成像质量的提高。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

1＜|f1/f5|＜2.3；

其中，f1为所述第一透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距。所述第一透镜为所述光学系统提供正屈折力，所述第五透镜为所述光学系统提供负屈折力，满足上述条件式时，所述光学系统的正负屈折力能够得到合理分配，以有效平衡所述光学系统的球差，实现相互补偿，进而降低所述光学系统的敏感度，提高所述光学系统的成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

0.2＜R10/f＜0.6；

其中，R10为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f为所述光学系统的总有效焦距。所述第五透镜的像侧面于圆周处为凹面，且为所述光学系统提供负屈折力，满足上述条件式时，R10与f的比值能够得到合理配置，以调节所述光学系统的后焦距，进而有效修正所述光学系统的场曲，提高所述光学系统的成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

0.01＜|f4/R7|＜0.7；

其中，f4为所述第四透镜的有效焦距，R7为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。满足上述条件式时，第四透镜能够得到合理设置，以平衡所述光学系统产生的像差，同时能够修正所述第四透镜所产生的高阶像差，以提高所述光学系统的成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

0.6＜(R5+R6)(R5-R6)＜1.2；

其中，R5为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述条件式时，所述第三透镜的物侧面与像侧面之间的关系能够得到合理配置，以有效分配所述光学系统的光学偏折角，同时改善所述光学系统的轴外视场的像散。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

(CT3+CT4)/TTL＜0.3；

其中，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度。满足上述条件式时，所述第三透镜及所述第四透镜于光轴上的中心厚度能够得到合理配置，以减缓光线进入所述光学系统后方向的变化，进而降低所述光学系统的敏感度，提高所述光学系统的成像质量，同时所述光学系统的尺寸结构能够得到合理布局，以兼顾所述光学系统的小型化设计。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

CT1/ImgH＜0.18；

其中，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。满足上述条件式时，在匹配相同尺寸的感光芯片时，所述第一透镜的厚度能够得到合理配置，以满足所述光学系统的小型化设计。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

35°＜FOV/2＜50°；

其中，FOV为所述光学系统的最大视场角。满足上述条件式时，所述光学系统具备足够大的视场角，能够提升所述光学系统的取像效果。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

7＜f/CT5＜12；

其中，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度，f为所述光学系统的总有效焦距。满足上述条件式时，所述第五透镜于光轴上的中心厚度以及所述光学系统的总有效焦距能够得到合理配置，以合理控制所述光学系统的像散，进而保证所述光学系统在轴外视场的成像质量。

一种取像模组，包括感光元件以及上述任一实施例所述的光学系统，所述感光元件设置在所述光学系统的像侧。在所述取像模组中采用上述光学系统，使所述取像模组在进行小型化设计的同时具有良好的成像质量。

一种电子设备，包括壳体以及上述的取像模组，所述取像模组安装在所述壳体上。在所述电子设备中采用上述取像模组，使所述电子设备在进行小型化设计的同时具有良好的成像质量。

附图说明

图1为本申请第一实施例中的光学系统的示意图；

图2为本申请第一实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图3为本申请第二实施例中的光学系统的示意图；

图4为本申请第二实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图5为本申请第三实施例中的光学系统的示意图；

图6为本申请第三实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图7为本申请第四实施例中的光学系统的示意图；

图8为本申请第四实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图9为本申请第五实施例中的光学系统的示意图；

图10为本申请第五实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图11为本申请第六实施例中的光学系统的示意图；

图12为本申请第六实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图13为本申请第七实施例中的光学系统的示意图；

图14为本申请第七实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图15为本申请一实施例中的取像模组的示意图；

图16为本申请一实施例中的电子设备的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参见图1，在本申请的一些实施例中，光学系统100由物侧到像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4以及第五透镜L5。具体地，第一透镜L1包括物侧面S1及像侧面S2，第二透镜L2包括物侧面S3及像侧面S4，第三透镜L3包括物侧面S5及像侧面S6，第四透镜L4包括物侧面S7及像侧面S8，第五透镜L5包括物侧面S9及像侧面S10。

其中，第一透镜L1具有正屈折力，有助于缩短光学系统100的总长，且第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，可进一步加强第一透镜L1的正屈折力，使光学系统100于光轴方向的尺寸变得更短，有利于光学系统100的小型化设计。第二透镜L2具有屈折力，且第二透镜L2的像侧面S4为凸面。第三透镜L3具有负屈折力，且第三透镜L3的像侧面S6于近轴处为凹面。第四透镜L4具有正屈折力。第五透镜L5具有负屈折力，且第五透镜L5的像侧面S10于圆周处为凸面。第五透镜L5的物侧面S9和像侧面S10中的至少一个存在反曲点，以修正离轴视场的像差，提高成像质量。

另外，在一些实施例中，光学系统100设置有光阑STO，光阑STO可设置于第一透镜L1与第二透镜L2之间。在一些实施例中，光学系统100还包括设置于第五透镜L5像侧的红外滤光片L6,红外滤光片L6包括物侧面S11及像侧面S12。进一步地，光学系统100还包括位于第五透镜L5像侧的像面S13，入射光经第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5调节后能够成像于像面S13。值得注意的是，红外滤光片L6可为红外截止滤光片，用于滤除干扰光，防止干扰光到达光学系统100的像面S13而影响正常成像。

在一些实施例中，光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面均为非球面。非球面结构的采用能够提高透镜设计的灵活性，并有效地校正球差，改善成像质量。在另一些实施例中，光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面也可以均为球面。需要注意的是，上述实施例仅是对本申请的一些实施例的举例，在一些实施例中，光学系统100中各透镜的表面可以是非球面或球面的任意组合。

在一些实施例中，光学系统100中的各透镜的材质可以均为玻璃或均为塑料。采用塑料材质的透镜能够减少光学系统100的重量并降低生产成本，配合光学系统的较小尺寸以实现光学系统的轻小型化设计。而采用玻璃材质的透镜使光学系统100具备优良的光学性能以及较高的耐温性能。需要注意的是，光学系统100中各透镜的材质也可以为玻璃和塑料的任意组合，并不一定要是均为玻璃或均为塑料。

需要注意的是，第一透镜L1并不意味着只存在一片透镜，在一些实施例中，第一透镜L1中也可以存在两片或多片透镜，两片或多片透镜能够形成胶合透镜，胶合透镜最靠近物侧的表面可视为物侧面S1，最靠近像侧的表面可视为像侧面S2。或者，第一透镜L1中的各透镜之间并不形成胶合透镜，但各透镜之间的距离相对固定，此时最靠近物侧的透镜的物侧面为物侧面S1，最靠近像侧的透镜的像侧面为像侧面S2。另外，一些实施例中的第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4或第五透镜L5中的透镜数量也可大于或等于两片，且任意相邻透镜之间可以形成胶合透镜，也可以为非胶合透镜。

进一步地，在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.4＜ImgH/TTL＜0.8；其中，ImgH为光学系统100成像面上有效像素区域对角线长度的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至所述光学系统100的成像面于光轴上的距离。具体地，ImgH/TTL可以为：0.491、0.512、0.558、0.593、0.601、0.632、0.649、0.695、0.732或0.778。满足上述条件式时，可以在匹配高像素感光芯片时能够获得更好的成像质量，同时能够实现光学系统100的小型化设计。由此，通过合理搭配ImgH与TTL的比值，光学系统100能够同时兼顾小型化设计以及成像质量的提高。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：1＜|f1/f5|＜2.3；其中，f1为第一透镜L1的有效焦距，f5为第五透镜L5的有效焦距。具体地，|f1/f5|可以为1.086、1.225、1.283、1.351、1.486、1.571、1.736、1.922、2.186或2.230。第一透镜L1为光学系统100提供正屈折力，第五透镜L5为光学系统100提供负屈折力，满足上述条件式时，光学系统100的正负屈折力能够得到合理分配，以有效平衡光学系统100的球差，实现相互补偿，进而降低光学系统100的敏感度，提高光学系统100的成像质量。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.2＜R10/f＜0.6；其中，R10为第五透镜L5的像侧面S10于光轴处的曲率半径，f为光学系统100的总有效焦距。具体地，R10/f可以为0.248、0.285、0.311、0.356、0.379、0.411、0.430、0.463、0.515或0.575。第五透镜L5的像侧面S10于圆周处为凹面，且为光学系统100提供负屈折力，满足上述条件式时，R10与f的比值能够得到合理配置，以调节光学系统100的后焦距，进而有效修正光学系统100的场曲，提高光学系统100的成像质量。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.01＜|f4/R7|＜0.7；其中，f4为第四透镜L4的有效焦距，R7为第四透镜L4的物侧面S7于光轴处的曲率半径。具体地，|f4/R7|可以为0.020、0.095、0.132、0.222、0.256、0.363、0.412、0.502、0.595或0.668。满足上述条件式时，第四透镜L4能够得到合理设置，以平衡光学系统100产生的像差，同时能够修正第四透镜L4所产生的高阶像差，进而提高光学系统100的成像质量。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.6＜(R5+R6)(R5-R6)＜1.2；其中，R5为第三透镜L3的物侧面S5于光轴处的曲率半径，R6为第三透镜L3的像侧面S6于光轴处的曲率半径。具体地，(R5+R6)(R5-R6)可以为0.660、0.732、0.798、0.825、0.863、0.912、0.945、0.987、1.025或1.130。满足上述条件式时，第三透镜L3的物侧面S5与像侧面S6之间的关系能够得到合理配置，以有效分配光学系统100的光学偏折角，同时改善光学系统100的轴外视场的像散。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：(CT3+CT4)/TTL＜0.3；其中，CT3为第三透镜L3于光轴上的厚度，CT4为第四透镜L4于光轴上的厚度，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面于光轴上的距离。具体地，(CT3+CT4)/TTL可以为0.198、0.213、0.215、0.219、0.222、0.228、0.231、0.239、0.241或0.245。满足上述条件式时，第三透镜L3及第四透镜L4于光轴上的中心厚度能够得到合理配置，以减缓光线进入光学系统100后方向的变化，进而降低光学系统100的敏感度，提高光学系统100的成像质量，同时光学系统100的尺寸结构能够得到合理布局，以兼顾光学系统100的小型化设计。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：CT1/ImgH＜0.18；其中，CT1为第一透镜L1于光轴上的厚度，ImgH为光学系统100成像面上有效像素区域对角线长度的一半。具体地，CT1/ImgH可以为0.125、0.128、0.135、0.139、0.148、0.151、0.157、0.163、0.169或0.175。满足上述条件式时，在匹配相同尺寸的感光芯片时，第一透镜L1的厚度能够得到合理配置，以满足光学系统100的小型化设计。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：35°＜FOV/2＜50°；其中，FOV为光学系统100的最大视场角，即可理解为FOV为光学系统100的对角线视角。具体地，FOV/2可以为39°、40°、41°、42°、43°、44°或45°。满足上述条件式时，光学系统100具备足够大的视场角，能够提升光学系统100的取像效果。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：7＜f/CT5＜12；其中，f为光学系统100的总有效焦距，CT5为第五透镜L5于光轴上的厚度。具体地，f/CT5可以为7.325、7.632、7.915、8.255、8.765、9.113、9.415、10.335、10.868或11.470。满足上述条件式时，第五透镜L5于光轴上的中心厚度以及光学系统100的总有效焦距能够得到合理配置，以合理控制光学系统100的像散，进而保证光学系统100在轴外视场的成像质量。

根据上述各实施例的描述，以下提出更为具体的实施例及附图予以详细说明。

第一实施例

请参见图1和图2，图1为第一实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4以及具有负屈折力的第五透镜L5。图2由左至右依次为第一实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图，其中像散图和畸变图均为546nm下的曲线图，其他实施例相同。

第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第一透镜L1的像侧面S2于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的像侧面S4于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第三透镜L3的像侧面S6于近轴处为凹面，于圆周处为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第四透镜L4的像侧面S8于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第五透镜L5的像侧面S10于近轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面。

需要注意的是，在本申请中，当描述透镜的一个表面于近轴处(该侧面的中心区域)为凸面时，可理解为该透镜的该表面于光轴附近的区域为凸面。当描述透镜的一个表面于圆周处为凹面时，可理解为该表面在靠近最大有效半径处的区域为凹面。举例而言，当该表面于光轴处为凸面，且于圆周处也为凸面时，该表面由中心(光轴)至边缘方向的形状可以为纯粹的凸面；或者是先由中心的凸面形状过渡到凹面形状，随后在靠近最大有效半径处时变为凸面。此处仅为说明光轴处与圆周处的关系而做出的示例，表面的多种形状结构(凹凸关系)并未完全体现，但其他情况可根据以上示例推导得出。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的材质均为塑料。

进一步地，光学系统100满足条件式：ImgH/TTL＝0.490；其中，ImgH为光学系统100成像面上有效像素区域对角线长度的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面于光轴上的距离。满足上述条件式时，可以在匹配高像素感光芯片时能够获得更好的成像质量，同时能够实现光学系统100的小型化设计。由此，通过合理搭配ImgH与TTL的比值，光学系统100能够同时兼顾小型化设计以及成像质量的提高。

光学系统100满足条件式：|f1/f5|＝1.940；其中，f1为第一透镜L1的有效焦距，f5为第五透镜L5的有效焦距。第一透镜L1为光学系统100提供正屈折力，第五透镜L5为光学系统100提供负屈折力，满足上述条件式时，光学系统100的正负屈折力能够得到合理分配，以有效平衡光学系统100的球差，实现相互补偿，进而降低光学系统100的敏感度，提高光学系统100的成像质量。

光学系统100满足条件式：R10/f＝0.263；其中，R10为第五透镜L5的像侧面S10于光轴处的曲率半径，f为光学系统100的总有效焦距。第五透镜L5的像侧面S10于圆周处为凹面，且为光学系统100提供负屈折力，满足上述条件式时，R10与f的比值能够得到合理配置，以调节光学系统100的后焦距，进而有效修正光学系统100的场曲，提高光学系统100的成像质量。

光学系统100满足条件式：|f4/R7|＝0.517；其中，f4为第四透镜L4的有效焦距，R7为第四透镜L4的物侧面S7于光轴处的曲率半径。满足上述条件式时，第四透镜L4能够得到合理设置，以平衡光学系统100产生的像差，同时能够修正第四透镜L4所产生的高阶像差，以提高光学系统100的成像质量。

光学系统100满足条件式：(R5+R6)(R5-R6)＝1.132；其中，R5为第三透镜L3的物侧面S5于光轴处的曲率半径，R6为第三透镜L3的像侧面S6于光轴处的曲率半径。满足上述条件式时，第三透镜L3的物侧面S5与像侧面S6之间的关系能够得到合理配置，以有效分配光学系统100的光学偏折角，同时改善光学系统100的轴外视场的像散。

光学系统100满足条件式：(CT3+CT4)/TTL＝0.231；其中，CT3为第三透镜L3于光轴上的厚度，CT4为第四透镜L4于光轴上的厚度，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面于光轴上的距离。满足上述条件式时，第三透镜L3及第四透镜L4于光轴上的中心厚度能够得到合理配置，以减缓光线进入光学系统100后方向的变化，进而降低光学系统100的敏感度，提高光学系统100的成像质量，同时光学系统100的尺寸结构能够得到合理布局，以兼顾光学系统100的小型化设计。

光学系统100满足条件式：CT1/ImgH＝0.122；其中，CT1为第一透镜L1于光轴上的厚度，ImgH为光学系统100成像面上有效像素区域对角线长度的一半。满足上述条件式时，在匹配相同尺寸的感光芯片时，第一透镜L1的厚度能够得到合理配置，以满足光学系统100的小型化设计。

光学系统100满足条件式：FOV/2＝43°；其中，FOV为光学系统100的最大视场角，即可理解为FOV为光学系统100的对角线视角。满足上述条件式时，光学系统100具备足够大的视场角，能够提升光学系统100的取像效果。

光学系统100满足条件式：f/CT5＝7.323；其中，f为光学系统100的总有效焦距，CT5为第五透镜L5于光轴上的厚度。满足上述条件式时，第五透镜L5于光轴上的中心厚度以及光学系统100的总有效焦距能够得到合理配置，以合理控制光学系统100的像散，进而保证光学系统100在轴外视场的成像质量。

另外，光学系统100的各项参数由表1给出。其中，表1中的像面S13可理解为光学系统100的成像面。由物面(图未示出)至像面S13的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。面序号1和面序号2分别为第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2，即同一透镜中，面序号较小的表面为物侧面，面序号较大的表面为像侧面。第一透镜L1的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至像侧方向的后一透镜的物侧面于光轴上的距离。

需要注意的是，在该实施例及以下各实施例中，光学系统100也可不设置红外滤光片L6，但此时第五透镜L5的像侧面S10至像面S13的距离保持不变。

在第一实施例中，光学系统100的总有效焦距f＝3.493mm，光圈数FNO＝2.15，最大视场角FOV＝86°，第一透镜L1的物侧面S1至像面S13于光轴上的距离TTL＝5.2mm。

且各透镜的焦距、折射率和阿贝数为波长＝546nm下的数值，其他实施例也相同。

表1

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表2给出。其中，面序号从1-10分别表示像侧面或物侧面S1-S10。而从上到下的K-A20分别表示非球面系数的类型，其中，K表示圆锥常数，A4表示四次非球面系数，A6表示六次非球面系数，A8为八次非球面系数，以此类推。另外，非球面系数公式如下：

其中，Z是非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，r是非球面上相应点到光轴的距离，c是非球面顶点的曲率，k是圆锥常数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数，如A4、A6或A8。

表2

第二实施例

请参见图3和图4，图3为第二实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4以及具有负屈折力的第五透镜L5。图4由左至右依次为第二实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第一透镜L1的像侧面S2于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的像侧面S4于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第三透镜L3的像侧面S6于近轴处为凹面，于圆周处为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第四透镜L4的像侧面S8于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第五透镜L5的像侧面S10于近轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的材质均为塑料。

另外，光学系统100的各项参数由表3给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表3

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表4给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表4

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下关系：

ImgH/TTL＝0.710；|f1/f5|＝1.478；R10/f＝0.246；|f4/R7|＝0.655；(R5+R6)(R5-R6)＝0.657；(CT3+CT4)/TTL＝0.201；CT1/ImgH＝0.136；FOV/2＝41°；f/CT5＝11.481。

第三实施例

请参见图5和图6，图5为第三实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4以及具有负屈折力的第五透镜L5。图6由左至右依次为第三实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第一透镜L1的像侧面S2于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的像侧面S4于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第三透镜L3的像侧面S6于近轴处为凹面，于圆周处为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第四透镜L4的像侧面S8于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第五透镜L5的像侧面S10于近轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的材质均为塑料。

另外，光学系统100的各项参数由表5给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表5

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表6给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表6

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下关系：

ImgH/TTL＝0.780；|f1/f5|＝1.319；R10/f＝0.294；|f4/R7|＝0.672；(R5+R6)(R5-R6)＝0.914；(CT3+CT4)/TTL＝0.215；CT1/ImgH＝0.149；FOV/2＝41°；f/CT5＝8.206。

第四实施例

请参见图7和图8，图7为第四实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4以及具有负屈折力的第五透镜L5。图8由左至右依次为第四实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第一透镜L1的像侧面S2于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的像侧面S4于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第三透镜L3的像侧面S6于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第四透镜L4的像侧面S8于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第五透镜L5的像侧面S10于近轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的材质均为塑料。

另外，光学系统100的各项参数由表7给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表7

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表8给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表8

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下关系：

ImgH/TTL＝0.752；|f1/f5|＝1.332；R10/f＝0.406；|f4/R7|＝0.190；(R5+R6)(R5-R6)＝1.127；(CT3+CT4)/TTL＝0.246；CT1/ImgH＝0.157；FOV/2＝41°；f/CT5＝7.488。

第五实施例

请参见图9和图10，图9为第五实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4以及具有负屈折力的第五透镜L5。图10由左至右依次为第五实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第一透镜L1的像侧面S2于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的像侧面S4于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第三透镜L3的像侧面S6于近轴处为凹面，于圆周处为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第四透镜L4的像侧面S8于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第五透镜L5的像侧面S10于近轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的材质均为塑料。

另外，光学系统100的各项参数由表9给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表9

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表10给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表10

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下关系：

ImgH/TTL＝0.724；|f1/f5|＝2.234；R10/f＝0.289；|f4/R7|＝0.010；(R5+R6)(R5-R6)＝0.836；(CT3+CT4)/TTL＝0.198；CT1/ImgH＝0.136；FOV/2＝40°；f/CT5＝10.372。

第六实施例

请参见图11和图12，图11为第六实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4以及具有负屈折力的第五透镜L5。图12由左至右依次为第六实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第一透镜L1的像侧面S2于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凹面，于圆周处为凸面；

第二透镜L2的像侧面S4于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第三透镜L3的像侧面S6于近轴处为凹面，于圆周处为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第四透镜L4的像侧面S8于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第五透镜L5的像侧面S10于近轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的材质均为塑料。

另外，光学系统100的各项参数由表11给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表11

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表12给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表12

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下关系：

ImgH/TTL＝0.739；|f1/f5|＝1.161；R10/f＝0.579；|f4/R7|＝0.073；(R5+R6)(R5-R6)＝0.731；(CT3+CT4)/TTL＝0.195；CT1/ImgH＝0.178；FOV/2＝39°；f/CT5＝7.904。

第七实施例

请参见图13和图14，图13为第七实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4以及具有负屈折力的第五透镜L5。图14由左至右依次为第七实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第一透镜L1的像侧面S2于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的像侧面S4于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第三透镜L3的像侧面S6于近轴处为凹面，于圆周处为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面，于圆周处为凹面；

第四透镜L4的像侧面S8于近轴处为凸面，于圆周处为凸面；

第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凸面，于圆周处为凹面；

第五透镜L5的像侧面S10于近轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的物侧面和像侧面均为非球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的材质均为塑料。

另外，光学系统100的各项参数由表13给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表13

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表14给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表14

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下关系：

ImgH/TTL＝0.724；|f1/f5|＝1.084；R10/f＝0.360；|f4/R7|＝0.021；(R5+R6)(R5-R6)＝0.885；(CT3+CT4)/TTL＝0.237；CT1/ImgH＝0.175；FOV/2＝45°；f/CT5＝8.145。

请参见图15，在一些实施例中，光学系统100可与感光元件210组装形成取像模组200。此时，光学系统100的像面S13可视为感光元件210的感光面。取像模组200还可设置有红外滤光片L6，红外滤光片L6设置于第五透镜L5的像侧面S10与像面S13之间。具体地，感光元件210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，CMOS Sensor)。在取像模组200中采用光学系统100，能够使取像模组200在进行小型化设计的同时具备良好的成像质量。

请参见图16，在一些实施例中，取像模组200可运用于电子设备300中，电子设备包括壳体310，取像模组200安装在壳体310上。具体地，电子设备300可以为但不限于便携电话机、视频电话、智能手机、电子书籍阅读器、行车记录仪等车载摄像设备或智能手表等可穿戴装置。在电子设备300中采用取像模组200，能够使电子设备300在进行小型化设计的同时具有良好的成像质量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种光学系统，其特征在于，由物侧到像侧依次包括：

具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面；

具有屈折力的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凸面；

具有负屈折力的第三透镜，所述第三透镜的像侧面于近轴处为凹面；

具有正屈折力的第四透镜；

具有负屈折力的第五透镜，所述第五透镜的像侧面于圆周处为凸面，所述第五透镜的物侧面和像侧面中的至少一个存在反曲点；

且所述光学系统满足以下条件式：

0.4＜ImgH/TTL＜0.8；

其中，ImgH为所述光学系统成像面上有效像素区域对角线长度的一半，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

1＜|f1/f5|＜2.3；

其中，f1为所述第一透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

0.2＜R10/f＜0.6；

其中，R10为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f为所述光学系统的总有效焦距。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

0.01＜|f4/R7|＜0.7；

其中，f4为所述第四透镜的有效焦距，R7为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

0.6＜(R5+R6)(R5-R6)＜1.2；

其中，R5为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

(CT3+CT4)/TTL＜0.3；

其中，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

CT1/ImgH＜0.18；

其中，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。

8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

35°＜FOV/2＜50°；

其中，FOV为所述光学系统的最大视场角。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

7＜f/CT5＜12；

其中，f为所述光学系统的总有效焦距，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度。

10.一种取像模组，其特征在于，包括感光元件以及权利要求1-9任一项所述的光学系统，所述感光元件设置在所述光学系统的像侧。

11.一种电子设备，其特征在于，包括壳体以及权利要求10所述的取像模组，所述取像模组安装在所述壳体上。

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