CN112346211A - 光学系统、镜头模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学系统、镜头模组和电子设备，光学系统沿光轴方向由物侧至像侧依次包含具有屈折力的第一透镜至第五透镜，其中，第一透镜和第四透镜具有正屈折力，第五透镜具有负屈折力；第一透镜至第四透镜的物侧面和第四透镜的像侧面近光轴区域为凸面，第一透镜至第三透镜的像侧面近光轴区域为凹面；第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，且其物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点，光学系统满足条件式：0.2≤IMGH/OBJH≤0.8。通过设置五片式透镜结构，对五片光学透镜的屈折力和近光轴区域的面型合理配置，并使光学系统满足上述关系式，使光学系统具有更广的成像范围和更高的放大倍率，且易于小型化。

Description

光学系统、镜头模组和电子设备

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，尤其涉及一种光学系统、镜头模组和电子设备。

背景技术

微距成像镜头通过缩减拍摄距离让微小物体在像面上成放大像，突显了人眼难以捕捉的细节轮廓，这让微距成像镜头在多摄电子设备中的地位越来越重。目前微距成像镜头多采用小面积感光芯片、超2.2的光圈数，拍摄范围较小，进光量有限，从而导致成像质量不够理想，为了获得高像质，会增加镜头的总长，制约了镜头的轻薄化。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学系统、镜头模组和电子设备，能够具有更广的成像范围和更高的放大倍率，且易于小型化。

为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第一透镜的像侧面近光轴区域为凹面；第二透镜，具有屈折力，所述第二透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第二透镜的像侧面近光轴区域为凹面；第三透镜，具有屈折力，所述第三透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第三透镜的像侧面近光轴区域为凹面；第四透镜，具有正屈折力，所述第四透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第四透镜的像侧面近光轴区域为凸面；第五透镜，具有负屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，且其物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点；所述光学系统满足条件式：0.2≤IMGH/OBJH≤0.8；其中，IMGH为所述光学系统的最大视场角的一半所对应的像高，OBJH为所述光学系统的最大视场角的一半所对应的物高。所述IMGH的大小决定了光学系统支持的最大感光芯片的大小，本实施方式中最大成像圆直径4.9mm，可支持较多高像素感光芯片；IMGH/OBJH表示所述光学系统的放大倍率，数值越大，对微小物体的放大效果越好；当IMGH/OBJH＞0.8时物距超小，虽然可以带来较高的放大倍率，但由于物距小而导致拍摄设备对光线进行了遮挡，大幅度减小了光学系统的进光量，影响成像质量；当IMGH/OBJH＜0.2时，放大倍率较小；满足上述关系式，可使光学系统保持足够的进光量，提供较佳的放大倍率。

通过设置五片式透镜结构，对五片光学透镜的屈折力和近光轴区域的面型合理配置，并使所述光学系统满足上述关系式，使光学系统具有更广的成像范围和更高的放大倍率，且易于小型化。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1.0＜OBJ/TTL＜3.5；其中，OBJ为所述光学系统的物面到所述第一透镜的物侧面于光轴上的距离，TTL为所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离。本实施例提供15mm-5mm的拍摄物距，拍摄微距较小，提供了较佳的放大倍率；同时设置5片式光学系统结构使得光学总长TTL保持在5mm以内，提供了良好的轻薄特性；满足上述关系式，通过合理的屈折力配置，易于实现超小微距拍摄，满足光学系统轻薄化和高像质的需求。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：f1234/R22＜1.8；其中，f1234为所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的组合有效焦距，R22为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的组合的正有效焦距f1234配合所述第五透镜的负有效焦距，形成的正负结构使得所述光学系统色差、球差与焦距的缩小更为容易；R22的大幅变化，可引起所述第一透镜至所述第四透镜各面型的适应性调整，为所述光学系统提供合理的光线偏折状态以及面型与间距的合理配比；满足上述关系式，有利于成型组装，降低光学系统的敏感性。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：39.0deg＜FOV/FNO≤55.0deg；其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，FNO为所述光学系统的光圈数。微距成像系统中，FOV越小越容易实现高放大倍率，但同时会大幅度缩减物空间的大小，不利于微距拍摄；微距成像系统受限于由于物距小，较容易产生进光量不足而影响像质的情况；满足上述关系式，可提供超60°的拍摄范围，同时提供小于1.65的大光圈，在微距和高快门下，可提升微距拍摄体验和成像质量，拥有较佳的放大倍率。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：6.0＜BF/AT12＜43.5；其中，BF为所述第五透镜的像侧面到成像面的于光轴方向上的最小距离，AT12为所述第一透镜与所述第二透镜在光轴上的间距。BF越长可提供给感光芯片装配的余量越大，利于镜头模组的设计与制造；本实施方式的BF均大于0.45，可满足实际匹配需求。此外，较小的AT12使得所述第一透镜与所述第二透镜形成密接镜组，所述第一透镜与所述第二透镜之间光线偏折角度小，对场曲、色差有不错的改善效果。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：ET4/CT3≤3.2；其中，ET4为所述第四透镜的物侧面有效口径处至所述第四透镜的像侧面有效口径处于光轴方向上的距离，CT3为所述第三透镜于光轴方向上的厚度。ET4的变化会引起所述第四透镜有效径大小随之改变，使得所述第三透镜扩散的光线可以以较小的角度入射到所述第五透镜；满足上述关系式，所述第三透镜和所述第四透镜的有效径大小相差较小，避免光线弯折角度过大而限制性能的提升，有助于降低面型的复杂度，易于成型制造。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：66.0＜f3/AT23＜3105.0；其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，AT23为所述第二透镜与所述第三透镜在光轴上的间距。通过所述第三透镜有效焦距的大范围变化，与所述第二透镜的位置相配合，可增强所述光学系统灵活性，满足小头部大光圈设计需求；满足上述关系式，所述第二透镜和所述第三透镜可让边缘光线角度缩小的幅度更缓；通过设置密接型结构，能够让所述第二透镜和所述第三透镜不会引入过大的初级像差，利于进一步控制整体像差，提升成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.5≤ET5/(AT45+CT5)＜1.1；其中，ET5为所述第五透镜物侧面有效口径处至所述第五透镜的像侧面有效口径处于光轴方向上的距离，AT45为所述第四透镜和所述第五透镜于光轴上的间距，CT5为所述第五透镜于光轴方向上的厚度。满足上述关系式，可以使所述第四透镜和所述第五透镜中厚与边厚尺寸合理，拥有良好的工艺性；同时，所述第四透镜和所述第五透镜面型复杂度降低，引入的初级像差也可得到良好控制，配合屈折力的合理分配，可满足微距下的高像质需求。

第二方面，本发明还提供了一种镜头模组，该镜头模组包括第一方面任一项实施方式所述的光学系统。通过在镜头模组中加入本发明提供的光学系统，使镜头模组具有更广的成像范围和更高的放大倍率，且易于小型化。

第三方面，本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体和第二方面所述的镜头模组，所述镜头模组设置在壳体内。通过在电子设备中加入本发明提供的镜头模组，使得电子设备具有更高的微距拍摄性能和竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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发明的一些实施方式，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1a是第一实施例的光学系统的结构示意图；

图1b是第一实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图2a是第二实施例的光学系统的结构示意图；

图2b是第二实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图3a是第三实施例的光学系统的结构示意图；

图3b是第三实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图4a是第四实施例的光学系统的结构示意图；

图4b是第四实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图5a是第五实施例的光学系统的结构示意图；

图5b是第五实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。

图6a是第六实施例的光学系统的结构示意图；

图6b是第六实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图7a是第七实施例的光学系统的结构示意图；

图7b是第七实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的光学系统沿光轴方向的物侧至像侧依次包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。在第一透镜至第五透镜中，任意相邻的两片透镜之间均可具有空气间隔。

具体的，五片透镜的具体形状和结构如下：第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面近光轴区域和近圆周区域均为凸面，所述第一透镜的像侧面近光轴区域为凹面；第二透镜，具有屈折力，所述第二透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第二透镜的像侧面近光轴区域为凹面；第三透镜，具有屈折力，所述第三透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第三透镜的像侧面近光轴区域；第四透镜，具有正屈折力，所述第四透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第四透镜的像侧面近光轴区域为凸面；第五透镜，具有负屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，且其物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点；光学系统满足条件式：0.2≤IMGH/OBJH≤0.8；其中，IMGH为光学系统的最大视场角的一半所对应的像高，OBJH为光学系统的最大视场角的一半所对应的物高。IMGH的大小决定了光学系统支持的最大感光芯片的大小，本实施方式中最大成像圆直径4.9mm，可支持较多高像素感光芯片；IMGH/OBJH表示光学系统的放大倍率，数值越大，对微小物体的放大效果越好；当IMGH/OBJH＞0.8时物距超小，虽然可以带来较高的放大倍率，但由于物距小而导致拍摄设备对光线进行了遮挡，大幅度减小了光学系统的进光量，影响成像质量；当IMGH/OBJH＜0.2时，放大倍率较小；满足上述关系式，可使光学系统保持足够的进光量，提供较佳的放大倍率。

光学系统还包括光阑，光阑可设置于物面至第五透镜之间的任一位置以及任一透镜的物侧面或像侧面上，如设置在第一透镜与第二透镜之间。本实施例中，光阑设置在第一透镜的物侧面上。

通过设置五片式透镜结构，对五片光学透镜的屈折力和近光轴区域的面型合理配置，并使光学系统满足上述关系式，使光学系统具有更广的成像范围和更高的放大倍率，且易于小型化。

在第五透镜与成像面之间还可设红外截止滤光片，用于透过可见光波段，截止红外光波段，避免非工作波段光波的干扰而产生伪色或波纹的现象，同时可以提高有效分辨率和色彩还原性。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：1.0＜OBJ/TTL＜3.5；其中，OBJ为光学系统的物面到第一透镜的物侧面于光轴上的距离，TTL为第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离。本实施例提供15mm-5mm的拍摄物距，拍摄微距较小，提供了较佳的放大倍率；同时设置5片式光学系统结构使得光学总长TTL保持在5mm以内，提供了良好的轻薄特性；满足上述关系式，通过合理的屈折力配置，易于实现超小微距拍摄，满足光学系统轻薄化和高像质的需求。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：f1234/R22＜1.8；其中，f1234为第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合有效焦距，R22为第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合的正有效焦距f1234配合第五透镜的负有效焦距，形成的正负结构使得光学系统色差、球差与焦距的缩小更为容易；R22的大幅变化，可引起第一透镜至第四透镜各面型的适应性调整，为光学系统提供合理的光线偏折状态以及面型与间距的合理配比；满足上述关系式，有利于成型组装，降低光学系统的敏感性。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：39.0deg＜FOV/FNO≤55.0deg；其中，FOV为光学系统的最大视场角，FNO为光学系统的光圈数。微距成像系统中，FOV越小越容易实现高放大倍率，但同时会大幅缩减物空间的大小，不利于微距拍摄；微距成像系统受限于由于物距小，较容易产生进光量不足而影响像质的情况；满足上述关系式，可提供超60°的拍摄范围，同时提供小于1.65的大光圈，在微距和高快门下，可提升微距拍摄体验和成像质量，拥有较佳的放大倍率。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：6.0＜BF/AT12＜43.5；其中，BF为第五透镜的像侧面到成像面的于光轴方向上的最小距离，AT12为第一透镜与第二透镜在光轴上的间距。BF越长可提供给感光芯片装配的余量越大，利于镜头模组的设计与制造；本实施方式的BF均大于0.45，可满足实际匹配需求。此外，较小的AT12使得第一透镜与第二透镜形成密接镜组，第一透镜与第二透镜之间光线偏折角度小，对场曲、色差有不错的改善效果。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：ET4/CT3≤3.2；其中，ET4为第四透镜的物侧面有效口径处至第四透镜的像侧面有效口径处于光轴方向上的距离，CT3为第三透镜于光轴方向上的厚度。ET4的变化会引起第四透镜有效径大小随之改变，使得第三透镜扩散的光线可以以较小的角度入射到第五透镜；满足上述关系式，第三透镜和第四透镜的有效径大小相差较小，避免光线弯折角度过大而限制性能的提升，有助于降低面型的复杂度，易于成型制造。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：66.0＜f3/AT23＜3105.0；其中，f3为第三透镜的有效焦距，AT23为第二透镜与第三透镜在光轴上的间距。通过第三透镜有效焦距的大范围变化，与第二透镜的位置相配合，可增强光学系统灵活性，满足小头部大光圈设计需求；满足上述关系式，第二透镜和第三透镜可让边缘光线角度缩小的幅度更缓；通过设置密接型结构，能够让第二透镜和第三透镜不会引入过大的初级像差，利于进一步控制整体像差，提升成像质量。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.5≤ET5/(AT45+CT5)＜1.1；其中，ET5为第五透镜的物侧面有效口径处至第五透镜的像侧面有效口径处于光轴方向上的距离，AT45为第四透镜和第五透镜于光轴上的间距，CT5为第五透镜于光轴方向上的厚度。满足上述关系式，可以使第四透镜和第五透镜中厚与边厚尺寸合理，拥有良好的工艺性；同时，第四透镜和第五透镜面型复杂度降低，引入的初级像差也可得到良好控制，配合屈折力的合理分配，可满足微距下的高像质需求。

本发明实施例提供了一种镜头模组，该镜头模组包括镜筒、感光元件和本发明实施例提供的光学系统，光学系统的第一透镜至第五透镜安装在镜筒内，电子感光元件的感光面位于光学系统的成像面，穿过第一透镜至第五透镜入射到电子感光元件的感光面上的物的光线可转换成图像的电信号，电子感光元件可以为CMOS或电荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)。该镜头模组可以是数码相机的独立的镜头，也可以是集成在如智能手机、平板电脑等电子设备上的成像模块。通过在镜头模组中加入本发明提供的光学系统，使得镜头模组具有微距拍摄时成像范围更广，成像质量更高，尺寸更小的特点。

本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体和本发明实施例提供的镜头模组，镜头模组设置在壳体内。该电子设备可以为智能手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑、智能手表、无人机、电子书籍阅读器、行车记录仪、可穿戴装置等。通过在电子设备中加入本发明提供的镜头模组，使得电子设备具有更高的微距拍摄性能和竞争力。

第一实施例

请参考图1a和图1b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第一透镜L1的像侧面S2近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第二透镜L2，具有屈折力，第二透镜L2的物侧面S3近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第二透镜L2的像侧面S4近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第三透镜L3，具有屈折力，第三透镜L3的物侧面S5近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第三透镜L3的像侧面S6近光轴区域和近圆周区域为均凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7近光轴区域和近圆周区域均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8近光轴区域为凸面，近圆周区域均为凹面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9近光轴区域和近圆周区域均为凹面，第五透镜的像侧面S10近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，且其物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点。

上述第一透镜L1至第五透镜L5的材质均为塑料(Plastic)。

此外，光学系统还包括光阑STO、红外截止滤光片IR和成像面IMG。光阑STO设置在第一透镜L1的物侧面上，用于控制进光量。其他实施例中，光阑STO还可以设置在物面和第五透镜之间的任一位置。红外截止滤光片IR设置在第五透镜L5的像侧面S10与成像面IMG之间，其包括物侧面S11和像侧面S12，红外截止滤光片IR用于过滤掉红外光线，使得射入成像面IMG的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm。红外截止滤光片的材质为玻璃(Glass)，并可在玻璃上镀膜。电子感光元件的有效像素区域位于成像面IMG。

表1a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，各数据采用波长587nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表1a

其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，FOV为光学系统的最大视场角，TTL为第一透镜L1的物侧面S1到成像面IMG于光轴上的距离。

在本实施例中，第一透镜L1至第五透镜L5的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

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1a中Y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。表1b给出了可用于第一实施例中各非球面镜面S1-S12的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

表1b

图1b示出了第一实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。其中，纵向球差曲线以焦点值为横坐标，纵向球差值为纵坐标绘制得到，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线以焦点值为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线以畸变的百分比为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图1b可知，第一实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第二实施例

请参考图2a和图2b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第一透镜L1的像侧面S2近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第二透镜L2，具有屈折力，第二透镜L2的物侧面S3近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第二透镜L2的像侧面S4近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面；

第三透镜L3，具有屈折力，第三透镜L3的物侧面S5近光轴区域为凸面，近圆周区域均为凹面，第三透镜L3的像侧面S6近光轴区域和近圆周区域为均凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第四透镜的L4的像侧面S8近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9近光轴区域和近圆周区域均为凹面，第五透镜L5的像侧面S10近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面。

第二实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表2a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，各数据采用波长587nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表2a

其中，表2a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表2b给出了可用于第二实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表2b

图2b示出了第二实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线，其中，纵向球差曲线以焦点值为横坐标，纵向球差值为纵坐标绘制得到，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线以焦点值为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线以畸变的百分比为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图2b可知，第二实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第三实施例

请参考图3a和图3b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1近光轴区域和近圆周区域为凸面，第一透镜L1的像侧面S2近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第二透镜L2，具有屈折力，第二透镜L2的物侧面S3近光轴区域为凸面，近圆周区域均为凹面，第二透镜L2的像侧面S4近光轴区域为凹面，近圆周区域均为凸面；

第三透镜L3，具有屈折力，第三透镜L3的物侧面S5近光轴区域为凸面，近圆周区域均为凹面，第三透镜L3的像侧面S6近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第四透镜的L4的像侧面S8近光轴区域和近圆周区域均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第五透镜L5的像侧面S10近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面。

第三实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表3a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，各数据采用波长587nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表3a

其中，表3a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表3b给出了可用于第三实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表3b

图3b示出了第三实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线，其中，纵向球差曲线以焦点值为横坐标，纵向球差值为纵坐标绘制得到，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线以焦点值为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线以畸变的百分比为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图3b可知，第三实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第四实施例

请参考图4a和图4b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第一透镜L1的像侧面S2近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面；

第二透镜L2，具有屈折力，第二透镜L2的物侧面S3近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第二透镜L2的像侧面S4近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第三透镜L3，具有屈折力，第三透镜L3的物侧面S5近圆周区域和近光轴区域均为凸面，第三透镜L3的像侧面S6近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第四透镜L4的像侧面S8近光轴区域和近圆周区域也均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9近光轴区域为凸面，近圆周区域均为凹面，第五透镜的像侧面S10近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面。

第四实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表4a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，各数据采用波长587nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表4a

其中，表4a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表4b给出了可用于第四实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表4b

图4b示出了第四实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线，其中，纵向球差曲线以焦点值为横坐标，纵向球差值为纵坐标绘制得到，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线以焦点值为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线以畸变的百分比为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图4b可知，第四实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第五实施例

请参考图5a和图5b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第一透镜L1的像侧面S2近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面；

第二透镜L2，具有屈折力，第二透镜L2的物侧面S3近光轴区域为凸面，近圆周区域均为凹面，第二透镜L2的像侧面S4近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面；

第三透镜L3，具有屈折力，第三透镜L3的物侧面S5近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第三透镜L3的像侧面S6近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7近光轴区域为凸面，近圆周区域均为凹面，第四透镜L4的像侧面S8近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第五透镜的像侧面S10近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面。

第五实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表5a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，各数据采用波长587nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表5a

其中，表5a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表5b给出了可用于第五实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表5b

图5b示出了第五实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线，其中，纵向球差曲线以焦点值为横坐标，纵向球差值为纵坐标绘制得到，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线以焦点值为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线以畸变的百分比为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图5b可知，第五实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第六实施例

请参考图6a和图6b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第一透镜L1的像侧面S2近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面；

第二透镜L2，具有屈折力，第二透镜L2的物侧面S3近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第二透镜L2的像侧面S4近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第三透镜L3，具有屈折力，第三透镜L3的物侧面S5近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第三透镜L3的像侧面S6近近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第四透镜L4的像侧面S8近光轴区域和近圆周区域均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9近近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面，第五透镜的像侧面S10近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面。

第六实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表6a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，各数据采用波长587.6nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表6a

其中，表6a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表6b给出了可用于第六实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表6b

图6b示出了第六实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线，其中，纵向球差曲线以焦点值为横坐标，纵向球差值为纵坐标绘制得到，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线以焦点值为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线以畸变的百分比为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图6b可知，第六实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第七实施例

请参考图7a和图7b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第一透镜L1的像侧面S2近光轴区域和近圆周区域均为凹面；

第二透镜L2，具有屈折力，第二透镜L2的物侧面S3近光轴区域为凸面，近圆周为凹面，第二透镜L2的像侧面S4近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面；

第三透镜L3，具有屈折力，第三透镜L3的物侧面S5近光轴区域为凸面，近圆周为凹面，第三透镜L3的像侧面S6近光轴区域和近圆周区域均为凹面。

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7近光轴区域和近圆周区域均为凸面，第四透镜L4的像侧面S8近光轴区域为凸面，近圆周区域为凹面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9近光轴区域为凹面，近圆周为凸面，第五透镜的像侧面S10近光轴区域为凹面，近圆周区域为凸面。

第七实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表7a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，各数据采用波长587nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表7a

其中，表7a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表7b给出了可用于第七实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表7b

图7b示出了第七实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线，其中，纵向球差曲线以焦点值为横坐标，纵向球差值为纵坐标绘制得到，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线以焦点值为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线以畸变的百分比为横坐标，像高为纵坐标绘制得到，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图7b可知，第七实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

表8示出了第一实施例至第七实施例的光学系统中IMGH/OBJH、OBJ/TTL、f1234/R22、FOV/FNO、BF/AT12、ET4/CT3、f3/AT23、ET5/(AT45+CT5)的值。

表8

由表8可知，第一实施例至第七实施例的光学系统均满足下列条件式：0.2≤IMGH/OBJH≤0.8、1.0＜OBJ/TTL＜3.5、f1234/R22＜1.8、39.0deg＜FOV/FNO≤55.0deg、6.0＜BF/AT12＜43.5、ET4/CT3≤3.2、66.0＜f3/AT23＜3105.0、0.5≤ET5/(AT45+CT5)＜1.1。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种光学系统，其特征在于，沿光轴方向由物侧至像侧依次包含：

第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第一透镜的像侧面近光轴区域为凹面；

第二透镜，具有屈折力，所述第二透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第二透镜的像侧面近光轴区域为凹面；

第三透镜，具有屈折力，所述第三透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第三透镜的像侧面近光轴区域为凹面；

第四透镜，具有正屈折力，所述第四透镜的物侧面近光轴区域为凸面，所述第四透镜的像侧面近光轴区域为凸面；

第五透镜，具有负屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，且其物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点；

所述光学系统满足条件式：0.2≤IMGH/OBJH≤0.8；

其中，IMGH为所述光学系统的最大视场角的一半所对应的像高，OBJH为所述光学系统的最大视场角的一半所对应的物高。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

1.0＜OBJ/TTL＜3.5；

其中，OBJ为所述光学系统的物面到所述第一透镜的物侧面于光轴上的距离，TTL为所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离。

3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

f1234/R22＜1.8；

其中，f1234为所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的组合有效焦距，R22为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

39.0deg＜FOV/FNO≤55.0deg；

其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，FNO为所述光学系统的光圈数。

5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

6.0＜BF/AT12＜43.5；

其中，BF为所述第五透镜的像侧面到成像面的于光轴方向上的最小距离，AT12为所述第一透镜与所述第二透镜在光轴上的间距。

6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

ET4/CT3≤3.2；

其中，ET4为所述第四透镜的物侧面有效口径处至所述第四透镜的像侧面有效口径处于光轴方向上的距离，CT3为所述第三透镜于光轴方向上的厚度。

7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

66.0＜f3/AT23＜3105.0；

其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，AT23为所述第二透镜与所述第三透镜在光轴上的间距。

8.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

0.5≤ET5/(AT45+CT5)＜1.1；

其中，ET5为所述第五透镜的物侧面有效口径处至所述第五透镜的像侧面有效口径处于光轴方向上的距离，AT45为所述第四透镜和所述第五透镜于光轴上的间距，CT5为所述第五透镜于光轴方向上的厚度。

9.一种镜头模组，其特征在于，包括镜筒、感光元件和如权利要求1至8任一项所述的光学系统，所述光学系统的所述第一透镜至所述第五透镜安装在所述镜筒内，所述感光元件设置在所述光学系统的像侧。

10.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和如权利要求9所述的镜头模组，所述镜头模组设置在所述壳体内。

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