CN112526731A - 光学系统、摄像模组及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光学系统、摄像模组及汽车。光学系统由物侧至像侧依次包括：具有负屈折力的第一透镜，第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有负屈折力的第二透镜，第二透镜的像侧面为凹面；具有正屈折力的第三透镜，第三透镜的物侧面和像侧面分别凸面；具有正屈折力的第四透镜，第四透镜的物侧面和像侧面分别凸面；具有屈折力的透镜单元；光阑，设置于第四透镜的物侧；光学系统满足关系：FOV/CRA＞10；FOV为光学系统的成像面对角线方向的视场角，CRA为主光线的入射角。此时，光学系统具备较大的视场角，同时还能够减小光线入射至光学系统的成像面的角度，从而提高成像清晰度。

Description

光学系统、摄像模组及汽车

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、摄像模组及汽车。

背景技术

目前常见的摄像头普遍存在视场角小的问题，因此在作为车载摄像设备时，汽车依然存在较大的视野盲区，驾驶者无法获得足够的车身外围景象，特别是当汽车处于高速行驶状态下进行变道时，将无法及时获得侧后方的车辆信息，从而容易出现安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对如何获取更大的视野范围的问题，提供一种光学系统、摄像模组及汽车。

一种光学系统，由物侧至像侧依次包括：

具有负屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

具有负屈折力的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；

具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面和像侧面分别凸面；

具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面和像侧面分别凸面；

具有屈折力的透镜单元；

光阑，设置于所述第四透镜的物侧；

所述光学系统满足以下关系：

FOV/CRA＞10；

其中，FOV为所述光学系统的成像面对角线方向的视场角，CRA为主光线的入射角。

满足上述关系时，所述光学系统具备较大的视场角，以满足手机、车载设备、监控设备、医疗设备等电子产品对大视角的要求，同时还能够减小光线入射至光学系统的成像面的角度，从而提高成像清晰度。

在其中一个实施例中，所述光学系统包括以下任意一项：

所述透镜单元包括具有屈折力的第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面；

所述透镜单元包括具有屈折力的第五透镜和具有负屈折力的第六透镜，所述第六透镜设置于所述第五透镜的像侧，所述第五透镜的像侧面为凸面，所述第六透镜的物侧面为凹面，所述第六透镜的像侧面为凸面。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

BFL/TTL＞0.2；

其中，BFL为所述光学系统的光学后焦，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。满足上述关系时，所述光学系统具备较大的光学后焦，进而拥有远心效果，同时，还能减小所述光学系统的敏感度以及长度，以使所述光学系统的体积更小。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

(SD S2)/(RDY S2)＜0.95；

其中，SD S2为所述第一透镜的像侧面的Y方向半孔径，RDY S2为所述第一透镜的像侧面的曲率半径。满足上述关系时，可通过控制所述第一透镜的像侧面的曲率半径和Y方向半孔径，以有效控制所述第一透镜的弯曲程度，减小所述第一透镜的加工难度，同时避免由于所述第一透镜由于弯曲程度过大而导致的镀膜不均匀的问题，减小产生鬼影的风险。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

-65≤Dist≤65；

其中，Dist为所述光学系统的光学畸变，单位为％。满足上述关系时，可控制所述光学系统的畸变量，以减弱广角镜头中普遍存在的畸变过大的现象。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

Nd1＜1.8；Vd1＞25；

其中，Nd1为所述第一透镜于d光下的折射率，Vd1为所述第一透镜于d光下的阿贝数。满足上述关系时，有利于校正所述光学系统的轴外色差，从而提高所述光学系统的分辨率。

在其中一个实施例中，所述第一透镜的物侧面镀有保护膜层及/或所述光学系统满足以下关系：

H_K＞500；F_A＞50；

其中，H_K为所述第一透镜的硬度，H_K单位为10⁷Pa，F_A为所述第一透镜的磨耗度，F_A单位为％。满足上述关系时，所述第一透镜拥有较高的硬度和磨耗度，同时，通过设置所述保护膜层以使所述第一透镜具备防水防刮功能，可有效防止所述第一透镜受到划伤，防止因刮痕、水滴粘附等问题影响成像质量，并且提高所述光学系统的使用寿命。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

Nd2＞1.9；Vd2＜25；

其中，Nd2为所述光学系统中最靠近像侧的透镜的d光折射率，Vd2为所述光学系统中最靠近像侧的透镜的d光阿贝数。满足上述关系时，有利于校正所述光学系统的轴外色差，从而提高所述光学系统的分辨率。

在其中一个实施例中，所述透镜单元包括第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面，所述第四透镜与所述第五透镜组成胶合透镜，且所述光学系统满足以下至少一项关系：

|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(map s2))/2|＞0.12；

0＜FH/f＜10；

ET S6＞0.5；

其中，cuy s1为所述第五透镜中物侧面的曲率半径的倒数，map s1为所述第五透镜的物侧面的Y方向半孔径，cuy s2为所述第五透镜中像侧面的曲率半径的倒数，map s2为所述第五透镜的像侧面的Y方向半孔径，FH为所述胶合透镜的焦距，f为所述光学系统的有效焦距，ET S6为所述第四透镜于最大有效半径处的厚度。满足上述第一个关系时，可通过控制所述第五透镜的曲率半径和Y方向半孔径，以降低所述第五透镜的加工难度；满足上述第二个关系时，所述胶合透镜能够为所述光学系统提供正屈折力，使所述光学系统具有广视角、低敏感度及小型化的特性；满足上述第三个关系时，可通过控制所述第四透镜的边缘厚度(最大有效半径处的厚度)来降低所述胶合透镜的加工难度。

在其中一个实施例中，所述透镜单元包括具有屈折力的第五透镜和具有负屈折力的第六透镜，所述第六透镜设置于所述第五透镜的像侧，所述第五透镜的像侧面为凸面，所述第六透镜的物侧面为凹面，所述第六透镜的像侧面为凸面，所述第五透镜与所述第六透镜组成胶合透镜，且所述光学系统满足以下至少一项关系：

|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(map s2))/2|＞0.12；

0＜FH/f＜10；

ET S6＞0.5；

其中，cuy s1为所述第六透镜中物侧面的曲率半径的倒数，map s1为所述第六透镜的物侧面的Y方向半孔径，cuy s2为所述第六透镜中像侧面的曲率半径的倒数，map s2为所述第六透镜的像侧面的Y方向半孔径，FH为所述胶合透镜的焦距，f为所述光学系统的有效焦距，ET S6为所述第五透镜于最大有效半径处的厚度，ET S6的单位为mm。满足上述第一个关系时，可通过控制所述第六透镜的曲率半径和Y方向半孔径，以降低所述第六透镜的加工难度；满足上述第二个关系时，所述胶合透镜能够为所述光学系统提供正屈折力，使所述光学系统具有广视角、低敏感度及小型化的特性；满足上述第三个关系时，可通过控制所述第五透镜的边缘厚度(最大有效半径处的厚度)来降低所述胶合透镜的加工难度。

一种摄像模组，包括感光元件及上述实施例中任意一项所述的光学系统，所述感光元件设置于所述光学系统的像侧。

一种汽车，包括车体及上述实施例所述的摄像模组，所述摄像模组设置于所述车体上，所述摄像模组能够获取所述汽车周围的环境信息。

附图说明

图1为本申请第一实施例提供的光学系统的示意图；

图2为第一实施例中光学系统的球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图3为本申请第二实施例提供的光学系统的示意图；

图4为第二实施例中光学系统的球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图5为本申请第三实施例提供的光学系统的示意图；

图6为第三实施例中光学系统的球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图7为本申请第四实施例提供的光学系统的示意图；

图8为第四实施例中光学系统的球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；

图9为本申请一实施例中应用光学系统的摄像模组的示意图；

图10为本申请一实施例中应用摄像模组的汽车的示意图。

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首选实施例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个原件，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”另一个原件，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。相反，当元件被称作“直接在”另一原件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

目前常见的摄像头普遍存在视场角小的问题，因此在作为车载摄像设备时，汽车依然存在较大的视野盲区，使驾驶者无法获得足够的车身外围景象，例如当汽车处于高速行驶状态下进行变道时，将无法及时获得侧后方的车辆信息，从而容易出现安全隐患。另外，同类的摄像头还存在着所拍图像整体清晰度不高的问题。为此，本申请通过提供一种光学系统、摄像模组及汽车以解决上述问题。

参考图1，本申请一实施例中的光学系统100由物侧至像侧依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及透镜单元110。在一些实施例中的透镜单元110包括第五透镜L5，此时的光学系统100具有五片式结构。在另一些实施例中的透镜单元110包括第五透镜L5及第六透镜L6，此时的光学系统100具六片式结构。

其中的第一透镜L1包括物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2包括物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3包括物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4包括物侧面S7和像侧面S8，第五透镜L5包括物侧面S9和像侧面S10，第六透镜L6包括物侧面S11和像侧面S12。另外，光学系统100还有一成像面S17，成像面S17位于第六透镜L6的像侧，成像面S17可以理解为感光元件的感光表面。但需要注意的是，五片式结构或六片式结构并不意味着光学系统100中只包含了五片透镜或六片透镜，在一些实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜或第六透镜中的至少一个可以是由两片或多片透镜构成的胶合透镜，即，上述五片式结构的光学系统100实际上可包含六片、七片或更多片的透镜，而六片式结构的光学系统100实际上可包含七片、八片或更多片的透镜。

在一些实施例中，光学系统100中设置光阑STO，光阑STO设置于第四透镜L4的物侧。具体的，一些实施例中的光阑STO可设置于第二透镜L2与第三透镜L3之间，或者设置于第三透镜L3与第四透镜L4之间。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6的物侧面和像侧面可以均为球面或均为非球面。在另一些实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5及第六透镜L6的物侧面和像侧面均为球面，而第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面。

透镜的物侧面或像侧面为非球面时，可参考非球面公式：

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。

在一些实施例中，第一透镜L1的材质为玻璃，第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6的材质为塑料，从而，最靠近物侧(外界)的第一透镜L1能够较好地耐受物侧的环境温度影响，且由于其他透镜为塑料材质的关系，从而还能使光学系统100拥有较低的生产成本。

除了上述各透镜的材质关系外，在一些实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6的材质均为塑料，此时，塑料材质的透镜能够减少光学系统100的重量并降低生成成本。在一些实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6的材质均为玻璃，此时，光学系统100能够耐受较高的温度且具有优良的光学性能。

需要注意的是，参考图5，在一些实施例的光学系统100中也可不设置第六透镜L6，此时光学系统100将包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5，即光学系统100具有五片式结构。

对于上述具有五片式结构的光学系统100而言，还可设置光阑STO，光阑STO设置于第四透镜L4的物侧。具体地，光阑STO可设置于第二透镜L2与第三透镜L3之间。

对于上述具有五片式结构的光学系统100而言，在一些实施例中，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的物侧面和像侧面可以均为球面或均为非球面。在另一些实施例中，第一透镜L1、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球面，而第二透镜L2的物侧面S3和像侧面S4均为非球面。

另外，对于上述具有五片式结构的光学系统100而言，第一透镜L1的材质可以为玻璃，第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的材质可以为为塑料，从而，最靠近物侧(外界)的第一透镜L1能够较好地耐受物侧的环境温度影响，且由于其他透镜为塑料材质的关系，从而还能使光学系统100拥有较低的生产成本。

进一步的，在一些实施例中，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，此时，塑料材质的透镜能够减少光学系统100的重量并降低生成成本。在一些实施例中，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的材质均为玻璃，此时，光学系统100能够耐受较高的温度且具有优良的光学性能。在另一些实施例，第一透镜L1、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的材质为玻璃，第二透镜L2的材质为塑料。

在一些实施例中，透镜单元110的像侧设置有玻璃材质的红外滤光片L7。针对五片式结构的光学系统100而言，红外滤光片L7设置于第五透镜L5的像侧；针对六片式结构的光学系统100而言，红外滤光片L7设置于第六透镜L6的像侧。红外滤光片L7包括物侧面S13及像侧面S14。红外滤光片L7用于滤除红外光，防止红外光到达成像面S17，从而防止红外光对正常影像的成像造成影响。红外滤光片L7可与各透镜一同装配以作为光学系统100中的一部分，或者，也可以在光学系统100与感光元件装配成模组时，一并安装至光学系统100与感光元件之间。在一些实施例中，红外滤光片L7也可设置在第一透镜L1的物侧。

在一些实施例中，光学系统100的最后一个透镜的像侧设置有保护玻璃L8，保护玻璃L8设置于红外滤光片L7的像侧，以在组装时能够靠近感光元件，从而保护感光元件。保护玻璃L8包括物侧面S15及像侧面S16。

另外，光学系统100除了包括具有屈折力的透镜外，还可包括光阑STO、滤光片、保护玻璃、感光元件、用于改变入射光路的反射镜等元件。

需要注意的是，以下各涉及关系式的实施例分别包括了光学系统100为五片式结构和六片式结构的情况。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：

FOV/CRA＞10。其中，FOV为光学系统100的成像面对角线方向的视场角，CRA为主光线的入射角。FOV/CRA可以为10.5、10.6、10.7、10.8或10.9。满足上述关系时，光学系统100具备较大的视场角，以满足手机、车载设备、监控设备、医疗设备等电子产品对大视角的要求，同时还能够减小光线入射至光学系统100的成像面S17的角度，从而提高成像清晰度。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(maps2))/2|＞0.12。在五片式结构的实施例中，cuy s1为第五透镜L5中物侧面S9的曲率半径(于光轴处)的倒数，map s1为第五透镜L5的物侧面S9的Y方向半孔径，cuy s2为第五透镜L5中像侧面S10的曲率半径(于光轴处)的倒数，map s2为第五透镜L5的像侧面S10的Y方向半孔径。在六片式结构的实施例中，cuy s1为第六透镜L6中物侧面S11的曲率半径(于光轴处)的倒数，map s1为第六透镜L6的物侧面S11的Y方向半孔径，cuy s2为第六透镜L6中像侧面S12的曲率半径(于光轴处)的倒数，map s2为第六透镜L6的像侧面S12的Y方向半孔径。|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(map s2))/2|可以为0.22、0.24、0.25、0.26、0.27或0.28。满足上述关系时，可通过控制五片式结构中的第五透镜L5的曲率半径和Y方向半孔径，以降低第五透镜L5的加工难度；也可通过控制六片式结构中的第六透镜L6的曲率半径和Y方向半孔径，以降低第六透镜L6的加工难度。

需要注意的是，在本申请涉及胶合透镜111的实施例中，当光学系统100具有五片式结构时，胶合透镜111由第四透镜L4和第五透镜L5构成；当光学系统100具有六片式结构时，胶合透镜111由第五透镜L5和第六透镜L6构成。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：0＜FH/f＜10。其中，FH为胶合透镜111的焦距，f为光学系统100的有效焦距。FH/f可以为4.70、4.75、4.80、5.00、5.30、5.70、5.90、6.10、6.15或6.20。满足上述关系时，胶合透镜111能够为光学系统100提供正屈折力，使光学系统100具有广视角、低敏感度及小型化的特性。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：ET S6＞0.5，ET S6的单位为mm。其中，在五片式结构的实施例中，ET S6为第四透镜L4于最大有效半径处的厚度；在六片式结构的实施例中，ET S6为第五透镜L5于最大有效半径处的厚度。ET S6可以为1.5、1.6、1.7或1.8。满足上述关系时，可通过控制五片式结构中的第五透镜L5或六片式结构中的第六透镜L6的边缘厚度(透镜于最大有效半径处的厚度)来降低胶合透镜111的加工难度。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：BFL/TTL＞0.2。其中，BFL为光学系统100的光学后焦，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面S17于光轴上的距离。BFL/TTL可以为0.24、0.25或0.26。满足上述关系时，光学系统100具备较大的光学后焦，进而拥有远心效果，同时，还能减小光学系统100的敏感度以及长度，以使光学系统100的体积更小。光学后焦为光学系统100中最后一个透镜的像侧面至成像面S17于光轴上的距离，其中的最后一个透镜为光学系统100中最靠近成像面S17的透镜。在五片式结构中，光学系统100的光学后焦为第五透镜L5的像侧面S10至成像面S17于光轴上的距离；在六片式结构中，光学系统100的光学后焦为第六透镜L6的像侧面S12至成像面S17于光轴上的距离。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：(SD S2)/(RDY S2)＜0.95。其中，SD S2为第一透镜L1的像侧面S2的Y方向半孔径，RDY S2为第一透镜L1的像侧面S2于光轴处的曲率半径。(SD S2)/(RDY S2)可以为0.908、0.912、0.915、0.917或0.918。满足上述关系时，可通过控制第一透镜L1的像侧面S2的曲率半径和Y方向半孔径，以有效控制第一透镜L1的弯曲程度，减小第一透镜L1的加工难度，同时避免由于第一透镜L1由于弯曲程度过大而导致的镀膜不均匀的问题，减小产生鬼影的风险。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：-65≤Dist≤65。其中，Dist为光学系统100的光学畸变，单位为％。Dist可以为-64、-63、-62、-61、61、62、63或64。满足上述关系时，可控制光学系统100的畸变量，以减弱广角镜头中普遍存在的畸变过大的现象。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：Nd1＜1.8；Vd1＞25。其中，Nd1为第一透镜L1于d光下的折射率，Vd1为第一透镜L1于d光下的阿贝数。Nd1可以为1.600、1.610、1.630、1.660、1.700、1.730、1.740、1.760或1.765。Vd1可以为50.00、61.00、53.00、57.00、60.00、60.80、61.00或62.00。满足上述关系时，有利于校正光学系统100的轴外色差，从而提高光学系统100的分辨率。

在一些实施例中，光学系统100满足关系：Nd2＞1.9；Vd2＜25。其中，Nd2为光学系统100中最靠近像侧的透镜(在五片式结构的方案中，最靠近像侧的透镜为第五透镜L5；在六片式结构的方案中，最靠近像侧的透镜为第六透镜L6)的d光折射率，Vd2为光学系统100中最靠近像侧的透镜的d光阿贝数，d光的波长为587.56nm。Nd2可以为1.928、1.930、1.935、1.950、1.970、1.980、或1.950。Vd2可以为19.40、19.50、19.70、20.00、20.30、20.60、20.70、20.80或20.85。满足上述关系时，有利于校正光学系统100的轴外色差，从而提高光学系统100的分辨率。

在一些实施例中，第一透镜L1的物侧面S1镀有保护膜层。在一些实施例中，光学系统100满足关系：H_K＞500；F_A＞50。其中，H_K为第一透镜L1的硬度，H_K单位为10⁷Pa，F_A为第一透镜L1的磨耗度，F_A单位为％。H_K可以为600、610、620、650、680或690。F_A可以为70、75、80、90、100、105、110或113。满足上述关系时，第一透镜L1拥有较高的硬度和磨耗度，同时，通过设置保护膜层以使第一透镜L1具备防水防刮功能，可有效防止第一透镜L1受到划伤，防止因刮痕、水滴粘附等问题影响成像质量，并且提高光学系统100的使用寿命。

第一实施例

如图1所示的第一实施例中，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6，从而光学系统100具有六片式结构。另外，第五透镜L5与第六透镜L6胶合以构成胶合透镜111。第六透镜L6的像侧还依次设置有红外滤光片L7以及保护玻璃L8，红外滤光片L7和保护玻璃L8即可属于光学系统100的一部分，或者也可不属于光学系统100。当未设置有红外滤光片L7以及保护玻璃L8时，第六透镜L6的像侧面S12至成像面S17的距离依然为5.499mm。以下各实施例类似，第六透镜L6的像侧面S12至成像面S17的距离与是否设置有红外滤光片L7或保护玻璃L8无关。图2为第一实施例中光学系统100的球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。以下各实施例中的参考波长为587.56nm，另外，以下各实施例中的像散图及畸变图中的纵坐标IMG HT的单位为mm。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，第一透镜L1的像侧面S2为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3为凸面；第二透镜L2的像侧面S4为凹面。

第三透镜L3的物侧面S5为凸面，第三透镜L3的像侧面S6为凸面。

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，第四透镜L4的像侧面S8为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9为凸面，第五透镜L5的像侧面S10为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11为凹面，第六透镜L6的像侧面S12为凸面。

第一透镜L1的、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6的物侧面及像侧面均为球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6的材质均为玻璃。

光学系统100满足以下关系：

FOV/CRA＝10.4。其中，FOV为光学系统100的成像面对角线方向的视场角，CRA为主光线的入射角。满足上述关系时，光学系统100具备较大的视场角，以满足手机、车载设备、监控设备、医疗设备等电子产品对大视角的要求，同时，还能够减小光线入射至位于光学系统100像侧的感光元件的角度，从而提高成像清晰度。

光学系统100满足关系：|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(map s2))/2|＝0.21。其中，cuy s1为第六透镜L6中物侧面S11的曲率半径(于光轴处)的倒数，map s1为第六透镜L6的物侧面S11的Y方向半孔径，cuy s2为第六透镜L6中像侧面S12的曲率半径(于光轴处)的倒数，map s2为第六透镜L6的像侧面S12的Y方向半孔径。满足上述关系时，可通过控制第六透镜L6的曲率半径和Y方向半孔径，以降低第六透镜L6的加工难度。需要注意的是，在本申请涉及胶合透镜111的实施例中，当光学系统100具有五片式结构时，胶合透镜111由第四透镜L4和第五透镜L5构成；当光学系统100具有六片式结构时，胶合透镜111由第五透镜L5和第六透镜L6构成。

光学系统100满足关系：FH/f＝4.63。其中，FH为胶合透镜111的焦距，f为光学系统100的有效焦距。满足上述关系时，胶合透镜111能够为光学系统100提供正屈折力，使光学系统100具有广视角、低敏感度及小型化的特性。

光学系统100满足关系：ET S6＝1.5，ET S6为第五透镜L5于最大有效半径处的厚度，ET S6的单位为mm。满足上述关系时，可通过控制第六透镜L6的边缘厚度(透镜于最大有效半径处的厚度)来降低胶合透镜111的加工难度。

光学系统100满足关系：BFL/TTL＝0.26。其中，BFL为光学系统100的光学后焦，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面S17于光轴上的距离。满足上述关系时，光学系统100具备较大的光学后焦，进而拥有远心效果，同时，还能减小光学系统100的敏感度以及长度，以使光学系统100的体积更小。

光学系统100满足关系：(SD S2)/(RDY S2)＝0.906。其中，SD S2为第一透镜L1的像侧面S2的Y方向半孔径，RDY S2为第一透镜L1的像侧面S2于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，可通过控制第一透镜L1的像侧面S2的曲率半径和Y方向半孔径，以有效控制第一透镜L1的弯曲程度，减小第一透镜L1的加工难度，同时避免由于第一透镜L1由于弯曲程度过大而导致的镀膜不均匀的问题，并减小产生鬼影的风险。

光学系统100满足关系：Dist＝-65。其中，Dist为光学系统100的光学畸变，单位为％。满足上述关系时，可控制光学系统100的畸变量，以减弱广角镜头中普遍存在的畸变过大的现象。

光学系统100满足关系：Nd1＝1.773；Vd1＝49.62。其中，Nd1为第一透镜L1于d光下的折射率，Vd1为第一透镜L1于d光下的阿贝数。满足上述关系时，有利于校正光学系统100的轴外色差，从而提高光学系统100的分辨率。

光学系统100满足关系：Nd2＝2.003；Vd2＝19.32。其中，Nd2为光学系统100中最靠近像侧的透镜(五片式结构的方案中为第五透镜L5，六片式结构的方案中为第六透镜L6)的d光折射率，Vd2为光学系统100中最靠近像侧的透镜的d光阿贝数。满足上述关系时，有利于校正光学系统100的轴外色差，从而提高光学系统100的分辨率。

第一透镜L1的物侧面S1镀有保护膜层且光学系统100满足关系：H_K＝700；F_A＝65。其中，H_K为第一透镜L1的硬度，H_K单位为10⁷Pa，F_A为第一透镜L1的磨耗度，F_A单位为％。满足上述关系时，第一透镜L1拥有较高的硬度和磨耗度，同时，通过设置保护膜层以使第一透镜L1具备防水防刮功能，可有效防止第一透镜L1受到划伤，防止因刮痕、水滴粘附等问题影响成像质量，并且提高光学系统100的使用寿命。

在第一实施例中，光学系统100的焦距f＝2.8923mm，光圈值FNO＝2.1，对角线方向视场角的一半(1/2)FOV＝73度(deg.)。

另外，光学系统100的各参数由表1给出。由物面至成像面S17的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。面序号1和2分别表示第一透镜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。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于近轴处的曲率半径。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后一透镜的物侧面于光轴上的距离。面序号6中的“厚度”参数为第三透镜L3的像侧面S6至光阑STO的距离。光阑STO于“厚度”参数列中的数值为光阑STO至后一透镜的物侧面顶点(顶点指透镜与光轴的交点)于光轴上的距离，我们默认第一透镜L1物侧面到最后一枚镜片像侧面的方向为光轴的正方向，当该值为负时，表明光阑STO设置于透镜的物侧面顶点的右侧，当光阑STO的“厚度”参数为正值时，光阑STO在透镜物侧面顶点的左侧。面序号12中的“厚度”参数值为第六透镜L6的像侧面S12至红外滤光片L7的物侧面S13于光轴上的距离。红外滤光片L7于“厚度”参数中面序号13所对应的数值为红外滤光片L7的像侧面S14至保护玻璃L8的物侧面S15于光轴上的距离。

另外，以下各实施例中，各透镜的折射率、阿贝数和焦距为参考波长下的数值，参考波长为587.56nm。

表1

第二实施例

如图3所示的第二实施例中，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6，从而光学系统100具有六片式结构。另外，第五透镜L5与第六透镜L6胶合以构成胶合透镜111。第六透镜L6的像侧还依次设置有红外滤光片L7以及保护玻璃L8，红外滤光片L7和保护玻璃L8即可属于光学系统100的一部分，或者也可不属于光学系统100。图4为第二实施例中光学系统100的球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，第一透镜L1的像侧面S2为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3为凹面；第二透镜L2的像侧面S4为凹面。

第三透镜L3的物侧面S5为凸面，第三透镜L3的像侧面S6为凸面。

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，第四透镜L4的像侧面S8为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9为凸面，第五透镜L5的像侧面S10为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11为凹面，第六透镜L6的像侧面S12为凸面。

第一透镜L1的、第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5和第六透镜L6的物侧面及像侧面均为球面，第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8为非球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6的材质均为玻璃。

在第二实施例中，光学系统100的有效焦距f＝2.8761mm，光圈值FNO＝2.1，对角线方向视场角的一半(1/2)FOV＝71度(deg.)。

另外，光学系统100的各参数由表3和表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为表3中各透镜的非球面表面的相关参数表，k为圆锥常数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。

表3

表4

根据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：

第三实施例

如图5所示的第三实施例中，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜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，从而光学系统100具有五片式结构。另外，第四透镜L4与第五透镜L5胶合以构成胶合透镜111。第五透镜L5的像侧还依次设置有红外滤光片L7以及保护玻璃L8，红外滤光片L7和保护玻璃L8即可属于光学系统100的一部分，或者也可不属于光学系统100。图6为第三实施例中光学系统100的球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，第一透镜L1的像侧面S2为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3为凹面；第二透镜L2的像侧面S4为凹面。

第三透镜L3的物侧面S5为凸面，第三透镜L3的像侧面S6为凸面。

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，第四透镜L4的像侧面S8为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9为凹面，第五透镜L5的像侧面S10为凸面。

第一透镜L1、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的物侧面及像侧面均为球面，第二透镜L2的物侧面S3和像侧面S4为非球面。

第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的材质均为玻璃。

在第三实施例中，光学系统100的有效焦距f＝3.0mm，光圈值FNO＝2.0，对角线方向视场角的一半(1/2)FOV＝72度(deg.)。

另外，光学系统100的各参数由表5和表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为表5中各透镜的非球面表面的相关参数表，k为圆锥常数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。

表5

表6

根据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：

第四实施例

如图7所示的第四实施例中，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜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，从而光学系统100具有五片式结构。另外，第四透镜L4与第五透镜L5胶合以构成胶合透镜111。第五透镜L5的像侧还依次设置有红外滤光片L7以及保护玻璃L8，红外滤光片L7和保护玻璃L8即可属于光学系统100的一部分，或者也可不属于光学系统100。图8为第四实施例中光学系统100的球差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，第一透镜L1的像侧面S2为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3为凹面；第二透镜L2的像侧面S4为凹面。

第三透镜L3的物侧面S5为凸面，第三透镜L3的像侧面S6为凸面。

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，第四透镜L4的像侧面S8为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9为凹面，第五透镜L5的像侧面S10为凸面。

第一透镜L1、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的物侧面及像侧面均为球面，第二透镜L2的物侧面S3和像侧面S4为非球面。

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

在第四实施例中，光学系统100的有效焦距f＝2.99mm，光圈值FNO＝2.0，对角线方向视场角的一半(1/2)FOV＝71.9度(deg.)。

另外，光学系统100的各参数由表7和表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为表7中各透镜的非球面表面的相关参数表，K为圆锥常数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。

表7

表8

根据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：

参考图9，在一些实施例中，光学系统100可与感光元件210一同装配成摄像模组200，感光元件210设置在光学系统100的像侧。感光元件210可以为CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)。通过采用光学系统100，摄像模组200将具备大视角特性，且能够提高成像清晰度。

在一些实施例中，光学系统100中的透镜与感光元件210相对固定，此时摄像模组200为定焦模组。在另一些实施例中，也可通过配置驱动马达以使感光元件210能够相对光学系统100中的透镜相对移动，以实现对焦功能。

摄像模组200可应用于智能手机、智能手表、汽车、监控、医疗等领域，具体可作为手机摄像模组、车载摄像模组或监控摄像模组。当摄像模组200应用于设备中时，设备将拥有大视角特性，并能够提高成像清晰度。

参考图10，在一些实施例中，当摄像模组200作为车载摄像头应用于汽车30时，摄像模组200可作为汽车30的前视摄像头、后视摄像头或侧视摄像头。具体地，汽车30包括车体310，摄像模组200可安装于车体310的前侧(如进气格栅处)、左前大灯、右前大灯、左后视镜、右后视镜、车尾箱盖板、车顶等任意位置。其次，也可在汽车30内设置显示设备，摄像模组200与显示设备通信连接，从而，车体310上的摄像模组200所获得的影像能够在显示设备上实时显示，让驾驶者能够获得车体310四周更大范围的环境信息，使驾驶者在行车和泊车时更为方便及安全。当设置有多个摄像模组200以获取不同方位的景象时，摄像模组200所获得的影像信息能够被合成，并能够以俯视图的形式呈现在显示设备上。

具体地，汽车30包括至少四个摄像模组200，摄像模组200分别安装在车体310的前侧(如进气格栅处)、左侧(如左后视镜处)、右侧(如右后视镜处)及后侧(如车尾箱盖板处)，以构建汽车环视系统。汽车环视系统包括安装在车体310前后左右的四个(或更多个)摄像模组200，多个摄像模组200可同时采集汽车30四周的景象，随后经摄像模组200采集到图像信息经过图像处理单元进行畸变还原、视角转化、图像拼接、图像增强等步骤，最终形成一幅汽车30四周的无缝隙的360度全景俯视图，并于显示设备上显示。当然，除了显示全景图，也可以显示任何一方位的单侧视图。另外，显示设备上也可配置配制与显示图像对应的标尺线以方便驾驶者准确地确定障碍物的方位和距离。

通过采用上述摄像模组200，可有效减少驾驶者的视野盲区，使驾驶者能够获得更多的车体外围的路况信息，从而能够降低汽车在变道、泊车、转弯等操作时的安全隐患。

在一些实施例中，汽车30中安装有行车记录仪，摄像模组200所获得的影像信息能够存储至行车记录仪中。

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 (12)

1.一种光学系统，其特征在于，由物侧至像侧依次包括：

具有负屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

具有负屈折力的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；

具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面和像侧面分别凸面；

具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面和像侧面分别凸面；

具有屈折力的透镜单元；

光阑，设置于所述第四透镜的物侧；

且所述光学系统满足以下关系：

FOV/CRA＞10；

其中，FOV为所述光学系统的成像面对角线方向的视场角，CRA为主光线的入射角。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，包括以下任意一项：

所述透镜单元包括具有屈折力的第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面；

所述透镜单元包括具有屈折力的第五透镜和具有负屈折力的第六透镜，所述第六透镜设置于所述第五透镜的像侧，所述第五透镜的像侧面为凸面，所述第六透镜的物侧面为凹面，所述第六透镜的像侧面为凸面。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，满足以下关系：

BFL/TTL＞0.2；

其中，BFL为所述光学系统的光学后焦，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。

4.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，满足以下关系：

(SD S2)/(RDY S2)＜0.95；

其中，SD S2为所述第一透镜的像侧面的Y方向半孔径，RDY S2为所述第一透镜的像侧面的曲率半径。

5.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，满足以下关系：

-65≤Dist≤65；

其中，Dist为所述光学系统的光学畸变，单位为％。

6.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，满足以下关系：

Nd1＜1.8；Vd1＞25；

其中，Nd1为所述第一透镜于d光下的折射率，Vd1为所述第一透镜于d光下的阿贝数。

7.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的物侧面镀有保护膜层及/或所述光学系统满足以下关系：

H_K＞500；F_A＞50；

其中，H_K为所述第一透镜的硬度，H_K单位为10⁷Pa，F_A为所述第一透镜的磨耗度，F_A单位为％。

8.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

Nd2＞1.9；Vd2＜25；

其中，Nd2为所述光学系统中最靠近像侧的透镜的d光折射率，Vd2为所述光学系统中最靠近像侧的透镜的d光阿贝数。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述透镜单元包括第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面，所述第四透镜与所述第五透镜组成胶合透镜，且所述光学系统满足以下至少一项关系：

|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(map s2))/2|＞0.12；

0＜FH/f＜10；

ET S6＞0.5；

其中，cuy s1为所述第五透镜中物侧面的曲率半径的倒数，map s1为所述第五透镜的物侧面的Y方向半孔径，cuy s2为所述第五透镜中像侧面的曲率半径的倒数，map s2为所述第五透镜的像侧面的Y方向半孔径，FH为所述胶合透镜的焦距，f为所述光学系统的有效焦距，ET S6为所述第四透镜于最大有效半径处的厚度，ET S6的单位为mm。

10.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述透镜单元包括具有屈折力的第五透镜和具有负屈折力的第六透镜，所述第六透镜设置于所述第五透镜的像侧，所述第五透镜的像侧面为凸面，所述第六透镜的物侧面为凹面，所述第六透镜的像侧面为凸面，所述第五透镜与所述第六透镜组成胶合透镜，且所述光学系统满足以下至少一项关系：

|((cuy s1)*(map s1)-(cuy s2)*(map s2))/2|＞0.12；

0＜FH/f＜10；

ET S6＞0.5；

其中，cuy s1为所述第六透镜中物侧面的曲率半径的倒数，map s1为所述第六透镜的物侧面的Y方向半孔径，cuy s2为所述第六透镜中像侧面的曲率半径的倒数，map s2为所述第六透镜的像侧面的Y方向半孔径，FH为所述胶合透镜的焦距，f为所述光学系统的有效焦距，ET S6为所述第五透镜于最大有效半径处的厚度，ET S6的单位为mm。

11.一种摄像模组，其特征在于，包括感光元件及权利要求1至10任意一项所述的光学系统，所述感光元件设置于所述光学系统的像侧。

12.一种汽车，其特征在于，包括车体及权利要求11所述的摄像模组，所述摄像模组设置于所述车体上，所述摄像模组能够获取所述汽车周围的环境信息。

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