CN112925086A

CN112925086A - 光学系统、取像模组及电子设备

Info

Publication number: CN112925086A
Application number: CN202110110206.XA
Authority: CN
Inventors: 曾晗; 谭怡翔; 李明
Original assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2041-01-26
Also published as: CN112925086B

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，沿光轴从物侧至像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜，第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凸面；具有负屈折力的第二透镜，第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；具有屈折力的第三透镜；具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；具有负屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面；具有屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；光学系统满足以下条件式：0.9≤TTL/f≤1.1；‑1≤f1/f2≤‑0.2。上述光学系统，能够满足小型化设计的需求。

Description

光学系统、取像模组及电子设备

技术领域

本发明涉及摄像领域，特别是涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。

背景技术

随着摄像技术的发展，光学系统在智能手机、平板电脑、视频电话机等电子设备上的运用也越来越广泛，以助于电子设备获得拍照、摄影或视频通话等功能。市场对电子设备体积及成像质量的要求也越来越高，迫切需求具有优秀的光学特征、超薄且色像差充分补正的长焦距的光学系统。然而，目前的光学系统还难以满足电子设备小型化设计及高成像质量的需求。

发明内容

基于此，有必要针对目前的光学系统难以满足电子设备小型化设计及高成像质量的需求的问题，提供一种光学系统、取像模组及电子设备。

一种光学系统，沿光轴从物侧至像侧依次包括：

具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凸面；

具有负屈折力的第二透镜，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

具有屈折力的第三透镜；

具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；

具有负屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面；

具有屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面，所述第六透镜的物侧面和像侧面均为非球面；

且所述光学系统满足以下条件式：

0.9≤TTL/f≤1.1；

-1≤f1/f2≤-0.2；

其中，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，f为所述光学系统的有效焦距，f1为所述第一透镜的有效焦距，f2为所述第二透镜的有效焦距。

上述光学系统，第一透镜具有正屈折力，有利于缩短光学系统的系统总长，从而有利于光学系统的小型化设计。第一透镜的物侧面及像侧面于近光轴处都为凸面，有利于增强第一透镜的正屈折力，以进一步缩短光学系统的系统总长。第二透镜具有负屈折力，且第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面，有利于修正第一透镜产生的像差，提升光学系统的成像质量。第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，有利于修正光学系统的像差，提升光学系统的成像质量。第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面，有利于缩短光学系统的光学后焦，从而有利于光学系统的小型化设计。另外，光学系统中各透镜的屈折力及面型得到合理配置，有利于增长光学系统的有效焦距，从而有利于实现光学系统的长焦特性。

满足0.9≤TTL/f≤1.1，能够对光学系统的光学总长及有效焦距的比值进行合理配置，有利于光学系统长焦特性的实现，从而有助于光学系统更好的处理远距离景象细节，以提升对远距离被摄物的成像质量，进而提升用户的拍摄体验；同时，也有利于减小光学系统的系统总长，使光学系统具有相对紧凑的结构，从而实现光学系统的小型化及便携性。另外，第一透镜的正屈折力有利于物空间光线的汇聚，第二透镜的负屈折力有利于修正第一透镜带来的位置色差，且满足-1≤f1/f2≤-0.2，能够对第一透镜及第二透镜的有效焦距的比值进行合理配置，使得具有正屈折力的第一透镜及具有负屈折力的第二透镜的组合，能够有效修正位置色差并提高光学系统的成像清晰度。

在其中一个实施例中，光学系统满足以下条件式：

0.3≤FBL/TTL≤0.4；

其中，FBL为所述第六透镜的像侧面与光轴的交点至所述光学系统的成像面于光轴上的距离。满足上述条件式，能够对光学系统的后焦距以及光学总长进行合理配置，在满足光学系统的小型化设计的同时也能够保证光学系统的各透镜在组装时有足够的组装和调试空间，从而提升光学系统的组装良率；另外，也有利于提升光学系统的焦深，以使光学系统能够获取更多物方的深度信息。

在其中一个实施例中，光学系统满足以下条件式：

5.7deg/mm≤FOV/f≤6.1deg/mm；

其中，FOV为所述光学系统的最大视场角。满足上述条件式，能够对光学系统的最大视场角及有效焦距的比值进行合理配置，在提升光学系统的有效焦距的同时，也能够扩大光学系统的最大视场角，从而在光学系统具备长焦特性的同时增大光学系统对远距离被摄物的成像范围。

在其中一个实施例中，光学系统满足以下条件式：

0.5≤(CT1+CT2+CT3)/FBL≤0.8；

其中，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度，FBL为所述第六透镜的像侧面与光轴的交点至所述光学系统的成像面于光轴上的距离。满足上述条件式，能够对第一透镜、第二透镜及第三透镜于光轴上的厚度之和以及光学系统的光学后焦的比值进行合理配置，有利于减少第一透镜、第二透镜以及第三透镜整体产生的像差，从而有利于降低第三透镜像侧各透镜平衡第一透镜、第二透镜及第三透镜所产生的像差的难度。

在其中一个实施例中，光学系统满足以下条件式：

0.3≤ET3/CT3≤0.8；

其中，ET3为所述第三透镜的物侧面的最大有效口径处至所述第三透镜的像侧面的最大有效口径处于光轴方向上的距离，即所述第三透镜的边缘厚度，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度。满足上述条件式，能够有效控制第三透镜的形状和第三透镜中心与边缘的厚薄比，使第三透镜的面型不会过度弯曲或过于平缓，且有利于平衡校正光学系统的畸变，从而提升光学系统的成像质量。当低于上述条件式的下限，第三透镜中心与边缘的厚薄比不均匀，导致第三透镜成型困难。当超过上述条件式的上限，第三透镜的边缘厚度过大，导致光学系统畸变像差的校正空间不足，从而降低光学系统的成像质量。

在其中一个实施例中，光学系统满足以下条件式：

1≤f4/R42≤10；

其中，f4为所述第四透镜的有效焦距，R42为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述条件式，能够对第四透镜的有效焦距及像侧面于光轴处的曲率半径的比值进行合理配置，从而有效控制光线入射感光元件的入射角，改善光学系统的畸变像差，减小光学系统的TV畸变，进而提升光学系统的成像质量。

在其中一个实施例中，光学系统满足以下条件式：

-40≤R51/CT56≤-5；

其中，R51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT56为所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于光轴上的距离，即所述第五透镜与所述第六透镜于光轴上的空气间隔。满足上述条件式，能够对第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径及第五透镜与第六透镜于光轴上的空气间隔进行合理配置，有利于使得第五透镜的物侧面面型不会过度弯曲或过于平缓，也有利于使得第五透镜及第六透镜之间的间隙不会过大或者过小，从而有效降低第五透镜的成型难度和光学系统的组装难度。

在其中一个实施例中，光学系统满足以下条件式：

-20≤(R41+R42)/(R41-R42)≤0；

其中，R41为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R42为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述条件式，能够对第四透镜的物侧面及像侧面于光轴处的曲率半径进行合理配置，从而合理增大光学系统的入射角，以满足提升光学系统的像高的要求；同时，也有利于使得第四透镜的物侧面及像侧面的面型不会过度弯曲或过于平缓，从而降低组装过程中产生的公差对系统组装带来的影响，进而有利于降低光学系统的组装敏感性，提高光学系统的组装稳定性。

在其中一个实施例中，光学系统满足以下条件式：

7≤TTL/CT34≤10；

其中，CT34为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于光轴上的距离。满足上述条件式，能够对光学系统的光学总长以及第三透镜与第四透镜之间的距离进行合理配置，有利于合理控制系统总长，从而有利于增大主光线的出射角，进而提升光学系统的相对亮度。

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，所述感光元件设置于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，有利于实现取像模组的小型化设计以及长焦特性，也有助于提升取像模组的成像质量。

一种电子设备，包括壳体以及上述的取像模组，所述取像模组设置于所述壳体。在所述电子设备中采用上述取像模组，有利于实现电子设备的小型化设计以及长焦特性，也有助于提升电子设备的成像质量。

附图说明

图1为本申请第一实施例中的光学系统的结构示意图；

图2为本申请第一实施例中的光学系统的纵向球差图、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结构示意图；

图4为本申请第二实施例中的光学系统的纵向球差图、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结构示意图；

图6为本申请第三实施例中的光学系统的纵向球差图、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结构示意图；

图8为本申请第四实施例中的光学系统的纵向球差图、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结构示意图；

图10为本申请第五实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图；

图11为本申请一实施例中的取像模组的示意图；

图12为本申请一实施例中的电子设备的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“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沿光轴110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、第五透镜L5以及第六透镜L6。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，第六透镜L6包括物侧面S11及像侧面S12。

其中，第一透镜L1具有正屈折力，有助于缩短光学系统100的系统总长，从而有利于光学系统100的小型化设计。第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凸面，像侧面S2于近光轴110处为凸面，有利于增强第一透镜L1的正屈折力，以进一步缩短光学系统100的系统总长。第二透镜L2具有负屈折力，且第二透镜L2的像侧面S4于近光轴110处为凹面，有利于修正第一透镜L1产生的像差，提升光学系统100的成像质量。第三透镜L3具有屈折力，第四透镜L4具有正屈折力，且第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凸面，像侧面L8于近光轴110处为凹面。第五透镜L5具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凹面。第六透镜具有屈折力。第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凸面，有利于修正光学系统100的像差，提升光学系统100的成像质量。第六透镜L6的像侧面S12于近光轴110处为凹面，有利于缩短光学系统100的光学后焦，从而有利于光学系统100的小型化设计。另外，光学系统100中各透镜的屈折力及面型得到合理配置，有利于增长光学系统100的有效焦距，从而有利于实现光学系统100的长焦特性。

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的物侧。在一些实施例中，光学系统100还包括设置于第六透镜L6像侧的红外滤光片L7，红外滤光片L7包括物侧面S13及像侧面S14。进一步地，光学系统100还包括位于第六透镜L6像侧的像面S15，像面S15即为光学系统100的成像面，入射光经第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6调节后能够成像于像面S15。值得注意的是，红外滤光片L7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S15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薄化设计。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、第五透镜L5或第六透镜L6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：0.9≤TTL/f≤1.1；其中，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110上的距离，即光学系统100的光学总长，f为光学系统100的有效焦距。具体地，TTL/f可以为：0.914、0.925、0.963、0.974、0.982、0.990、0.998、1.002、1.009或1.014。满足上述条件式，能够对光学系统100的光学总长及有效焦距的比值进行合理配置，有利于光学系统100长焦特性的实现，从而有助于光学系统100更好的处理远距离景象细节，以提升对远距离被摄物的成像质量，进而提升用户的拍摄体验；同时，也有利于减小光学系统100的系统总长，使光学系统100具有相对紧凑的结构，从而实现光学系统100的小型化及便携性。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：-1≤f1/f2≤-0.2；其中，f1为第一透镜L1的有效焦距，f2为第二透镜L2的有效焦距。具体地，f1/f2可以为：-0.956、-0.902、-0.852、-0.732、-0.665、-0.541、-0.432、-0.338、-0.299或-0.231。第一透镜L1的正屈折力有利于物空间光线的汇聚，第二透镜L2的负屈折力有利于修正第一透镜L1带来的位置色差，且满足上述条件式，能够对第一透镜L1及第二透镜L2的有效焦距的比值进行合理配置，使得具有正屈折力的第一透镜L1及具有负屈折力的第二透镜L2的组合，能够有效修正位置色差并提高光学系统100的成像清晰度。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.3≤FBL/TTL≤0.4；其中，FBL为第六透镜L6的像侧面S12与光轴110的交点至光学系统100的成像面于光轴110上的距离，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110上的距离。具体地，FBL/TTL可以为：0.309、0.312、0.325、0.336、0.347、0.358、0.362、0.371、0.386或0.397。满足上述条件式，能够对光学系统100的后焦距以及光学总长进行合理配置，在满足光学系统100的小型化设计的同时也能够保证光学系统100有足够的调焦范围，从而提升光学系统100的组装良率；另外，也有利于提升光学系统100的焦深，以使光学系统100能够获取更多物方的深度信息。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：5.7deg/mm≤FOV/f≤6.1deg/mm；其中，FOV为光学系统100的最大视场角，f为光学系统100的有效焦距。具体地，FOV/f可以为：5.773、5.779、5.791、5.805、5.821、5.902、5.965、5.976、5.991或6.005，数值单位为deg/mm。满足上述条件式，能够对光学系统100的最大视场角及有效焦距的比值进行合理配置，在提升光学系统100的有效焦距的同时，也能够扩大光学系统100的最大视场角，从而在光学系统100具备长焦特性的同时增大光学系统100对远距离被摄物的成像范围。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.5≤(CT1+CT2+CT3)/FBL≤0.8；其中，CT1为第一透镜L1于光轴110上的厚度，CT2为第二透镜L2于光轴110上的厚度，CT3为第三透镜L3于光轴110上的厚度，FBL为第六透镜L6的像侧面S12与光轴110的交点至光学系统100的成像面于光轴110上的距离。具体地，(CT1+CT2+CT3)/FBL可以为：0.539、0.542、0.557、0.562、0.599、0.625、0.652、0.702、0.724或0.760。满足上述条件式，能够对第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3于光轴110上的厚度之和以及光学系统100的光学后焦的比值进行合理配置，有利于减少第一透镜L1、第二透镜L2以及第三透镜L3整体产生的像差，从而有利于降低第三透镜L3像侧各透镜平衡第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3所产生的像差的难度。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.3≤ET3/CT3≤0.8；其中，ET3为第三透镜L3的物侧面S5的最大有效口径处至第三透镜L3的像侧面S6的最大有效口径处于光轴110方向上的距离，即第三透镜L3的边缘厚度，CT3为第三透镜L3于光轴110上的厚度。具体地，ET3/CT3可以为：0.385、0.399、0.425、0.477、0.565、0.617、0.635、0.682、0.703或0.767。满足上述条件式，能够有效控制第三透镜L3的形状和第三透镜L3中心与边缘的厚薄比，使第三透镜L3的面型不会过度弯曲或过于平缓，且有利于平衡校正光学系统100的畸变，从而提升光学系统100的成像质量。当低于上述条件式的下限，第三透镜L3各部分的厚薄比不均匀，导致第三透镜L3成型困难。当超过上述条件式的上限，第三透镜L3的边缘厚度过大，导致光学系统100畸变像差的校正空间不足，从而降低光学系统100的成像质量。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：1≤f4/R42≤10；其中，f4为第四透镜L4的有效焦距，R42为第四透镜L4的像侧面S8于光轴110处的曲率半径。具体地，f4/R42可以为：1.036、2.524、3.634、4.154、5.875、6.368、7.115、8.342、9.052或9.853。满足上述条件式，能够对第四透镜L4的有效焦距及像侧面S8于光轴110处的曲率半径的比值进行合理配置，从而有效控制光线入射感光元件的入射角，改善光学系统100的畸变像差，减小光学系统的TV畸变，进而提升光学系统100的成像质量。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：-40≤R51/CT56≤-5；其中，R51为第五透镜L5的物侧面S9于光轴110处的曲率半径，CT56为第五透镜L5的像侧面S9至第六透镜L6的物侧面S11于光轴110上的距离，即第五透镜L5与第六透镜L6于光轴110上的空气间隔。具体地，R51/CT56可以为：-38.524、-35.662、-29.563、-27.325、-25.369、-23.027、-22.331、-16.741、-10.332或-9.780。满足上述条件式，能够对第五透镜L5的物侧面S9于光轴110处的曲率半径及第五透镜L5与第六透镜L6于光轴110上的空气间隔进行合理配置，有利于使得第五透镜L5的物侧面S9面型不会过度弯曲或过于平缓，也有利于使得第五透镜L5及第六透镜L6之间的间隙不会过大或者过小，从而有效降低第五透镜L5的成型难度和光学系统100的组装难度。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：-20≤(R41+R42)/(R41-R42)≤0；其中，R41为第四透镜L4的物侧面S7于光轴110处的曲率半径，R42为第四透镜L4的像侧面S8于光轴110处的曲率半径。具体地，(R41+R42)/(R41-R42)可以为：-15.014、-14.556、-13.634、-11.027、-10.564、-9.336、-8.220、-5.364、-3.687或-2.128。满足上述条件式，能够对第四透镜L4的物侧面S7及像侧面S8于光轴110处的曲率半径进行合理配置，从而合理增大光学系统100的入射角，以满足提升光学系统100的像高的要求；同时，也有利于使得第四透镜L4的物侧面S7及像侧面S8的面型不会过度弯曲或过于平缓，从而降低组装过程中产生的公差对系统组装带来的影响，进而有利于降低光学系统100的敏感性，提高光学系统100的组装稳定性。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：7≤TTL/CT34≤10；其中，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110上的距离，CT34为第三透镜L3的像侧面S6至第四透镜L4的物侧面S7于光轴110上的距离。具体地，TTL/CT34可以为：7.000、7.256、7.527、7.885、7.998、8.213、8.420、8.639、8.877或9.333。满足上述条件式，能够对光学系统100的光学总长以及第三透镜L3与第四透镜L4之间的距离进行合理配置，有利于合理控制系统总长，从而有利于增大主光线的出射角，进而提升光学系统100的相对亮度。

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的结构示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜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、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图2由左至右依次为第一实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图，其中像散图和畸变图的参考波长为546.0740nm，其他实施例相同。

第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凸面，像侧面S2于近光轴110处为凸面；

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凸面，像侧面S4于近光轴110处为凹面；

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴110处为凸面，像侧面S6于近光轴110处为凹面；

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凸面，像侧面S8于近光轴110处为凹面；

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凹面，像侧面S10于近光轴110处为凸面；

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凸面，像侧面S12于近光轴110处为凹面。

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以及第六透镜L6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光轴110处(该表面的中心区域)为凸面时，可理解为该透镜的该表面于光轴110附近的区域为凸面。

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以及第六透镜L6的材质均为塑料。

进一步地，光学系统100满足条件式：TTL/f＝1.000；其中，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110上的距离，即光学系统100的光学总长，f为光学系统100的有效焦距。满足上述条件式，能够对光学系统100的光学总长及有效焦距的比值进行合理配置，有利于光学系统100长焦特性的实现，从而有助于光学系统100更好的处理远距离景象细节，以提升对远距离被摄物的成像质量，进而提升用户的拍摄体验；同时，也有利于减小光学系统100的系统总长，使光学系统100具有相对紧凑的结构，从而实现光学系统100的小型化及便携性。

光学系统100满足条件式：f1/f2＝-0.956；其中，f1为第一透镜L1的有效焦距，f2为第二透镜L2的有效焦距。第一透镜L1的正屈折力有利于物空间光线的汇聚，第二透镜L2的负屈折力有利于修正第一透镜L1带来的位置色差，且满足上述条件式，能够对第一透镜L1及第二透镜L2的有效焦距的比值进行合理配置，使得具有正屈折力的第一透镜L1及具有负屈折力的第二透镜L2的组合，能够有效修正位置色差并提高光学系统100的成像清晰度。

光学系统100满足条件式：FBL/TTL＝0.358；其中，FBL为第六透镜L6的像侧面S12与光轴110的交点至光学系统100的成像面于光轴110上的距离，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110上的距离。满足上述条件式，能够对光学系统100的后焦距以及光学总长进行合理配置，在满足光学系统100的小型化设计的同时也能够保证光学系统100有足够的调焦范围，从而提升光学系统100的组装良率；另外，也有利于提升光学系统100的焦深，以使光学系统100能够获取更多物方的深度信息。

光学系统100满足条件式：FOV/f＝6.005deg/mm；其中，FOV为光学系统100的最大视场角，f为光学系统100的有效焦距。满足上述条件式，能够对光学系统100的最大视场角及有效焦距的比值进行合理配置，在提升光学系统100的有效焦距的同时，也能够扩大光学系统100的最大视场角，从而在光学系统100具备长焦特性的同时增大光学系统100对远距离被摄物的成像范围。

光学系统100满足条件式：(CT1+CT2+CT3)/FBL＝0.640；其中，CT1为第一透镜L1于光轴110上的厚度，CT2为第二透镜L2于光轴110上的厚度，CT3为第三透镜L3于光轴110上的厚度，FBL为第六透镜L6的像侧面S12与光轴110的交点至光学系统100的成像面于光轴110上的距离。满足上述条件式，能够对第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3于光轴110上的厚度之和以及光学系统100的光学后焦的比值进行合理配置，有利于减少第一透镜L1、第二透镜L2以及第三透镜L3整体产生的像差，从而有利于降低第三透镜L3像侧各透镜平衡第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3所产生的像差的难度。

光学系统100满足条件式：ET3/CT3＝0.385；其中，ET3为第三透镜L3的物侧面S5的最大有效口径处至第三透镜L3的像侧面S6的最大有效口径处于光轴110方向上的距离，即第三透镜L3的边缘厚度，CT3为第三透镜L3于光轴110上的厚度。满足上述条件式，能够有效控制第三透镜L3的形状和第三透镜L3中心与边缘的厚薄比，使第三透镜L3的面型不会过度弯曲或过于平缓，且有利于平衡校正光学系统100的畸变，从而提升光学系统100的成像质量。当低于上述条件式的下限，第三透镜L3各部分的厚薄比不均匀，导致第三透镜L3成型困难。当超过上述条件式的上限，第三透镜L3的边缘厚度过大，导致光学系统100畸变像差的校正空间不足，从而降低光学系统100的成像质量。

光学系统100满足条件式：f4/R42＝1.036；其中，f4为第四透镜L4的有效焦距，R42为第四透镜L4的像侧面S8于光轴110处的曲率半径。满足上述条件式，能够对第四透镜L4的有效焦距及像侧面S8于光轴110处的曲率半径的比值进行合理配置，从而有效控制光线入射感光元件的入射角，改善光学系统100的畸变像差，减小光学系统的TV畸变，进而提升光学系统100的成像质量。

光学系统100满足条件式：R51/CT56＝-18.001；其中，R51为第五透镜L5的物侧面S9于光轴110处的曲率半径，CT56为第五透镜L5的像侧面S9至第六透镜L6的物侧面S11于光轴110上的距离，即第五透镜L5与第六透镜L6于光轴110上的空气间隔。满足上述条件式，能够对第五透镜L5的物侧面S9于光轴110处的曲率半径及第五透镜L5与第六透镜L6于光轴110上的空气间隔进行合理配置，有利于使得第五透镜L5的物侧面S9面型不会过度弯曲或过于平缓，也有利于使得第五透镜L5及第六透镜L6之间的间隙不会过大或者过小，从而有效降低第五透镜L5的成型难度和光学系统100的组装难度。

光学系统100满足条件式：(R41+R42)/(R41-R42)＝-2.128；其中，R41为第四透镜L4的物侧面S7于光轴110处的曲率半径，R42为第四透镜L4的像侧面S8于光轴110处的曲率半径。满足上述条件式，能够对第四透镜L4的物侧面S7及像侧面S8于光轴110处的曲率半径进行合理配置，从而合理增大光学系统100的入射角，以满足提升光学系统100的像高的要求；同时，也有利于使得第四透镜L4的物侧面S7及像侧面S8的面型不会过度弯曲或过于平缓，从而降低组装过程中产生的公差对系统组装带来的影响，进而有利于降低光学系统100的敏感性，提高光学系统100的组装稳定性。

光学系统100满足条件式：TTL/CT34＝7.000；其中，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110上的距离，CT34为第三透镜L3的像侧面S6至第四透镜L4的物侧面S7于光轴110上的距离。满足上述条件式，能够对光学系统100的光学总长以及第三透镜L3与第四透镜L4之间的距离进行合理配置，有利于合理控制系统总长，从而有利于增大主光线的出射角，进而提升光学系统100的相对亮度。

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S15可理解为光学系统100的成像面。由物面(图未示出)至像面S15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110处的曲率半径。面序号S1和面序号S2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110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表面于光轴110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L7，但此时第六透镜L6的像侧面S12至像面S15的距离保持不变。

在第一实施例中，光学系统100的有效焦距f＝7mm，光学系统100具备长焦特性，有利于拍摄远距离的被摄物；光圈数FNO＝2.6，最大视场角的一半HFOV＝21.019°，光学总长TTL＝7mm，能够满足小型化设计的需求。

且各透镜的焦距的参考波长为546.0740nm，各透镜的折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm，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S1-S12分别表示像侧面或物侧面S1-S12。而从上到下的K-A20分别表示非球面系数的类型，其中，K表示圆锥系数，A4表示四次非球面系数，A6表示六次非球面系数，A8表示八次非球面系数，以此类推。另外，非球面系数公式如下：

其中，Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，r为非球面上相应点到光轴110的距离，c为非球面顶点的曲率，k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。

表2

另外，图2包括光学系统100的纵向球面像差图(Longitudinal SphericalAberration)，其表示不同波长的光线经由镜头后的汇聚焦点偏离。纵向球面像差图的纵坐标表示归一化的由光瞳中心至光瞳边缘的光瞳坐标(Normalized Pupil Coordinator)，横坐标表示成像面到光线与光轴110交点的距离(单位为mm)。由纵向球面像差图可知，第一实施例中的各波长光线的汇聚焦点偏离程度趋于一致，成像画面中的弥散斑或色晕得到有效抑制。图2还包括光学系统100的场曲图(ASTIGMATIC FIELD CURVES)，其中S曲线代表546.0740nm下的弧矢场曲，T曲线代表546.0740nm下的子午场曲。由图中可知，光学系统100的场曲较小，各视场的场曲和像散均得到了良好的校正，视场中心和边缘均拥有清晰的成像。图2还包括光学系统100的畸变图(DISTORTION)，由图中可知，由主光束引起的图像变形较小，系统的成像质量优良。

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的结构示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、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、具有负屈折力的第五透镜L5以及具有正屈折力的第六透镜L6。图4由左至右依次为第二实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凹面，像侧面S10于近光轴110处为凹面；

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，可推得以下数据：

另外，由图4中的像差图可知，光学系统100的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。

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的结构示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、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、具有负屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图6由左至右依次为第三实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凹面，像侧面S4于近光轴110处为凹面；

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，可推得以下数据：

TTL/f	0.914	ET3/CT3	0.644
				f1/f2	-0.403	f4/R42	9.853
FBL/TTL	0.309	R51/CT56	-9.780
				FOV/f	5.794deg/mm	(R41+R42)/(R41-R42)	-15.014
(CT1+CT2+CT3)/FBL	0.760	TTL/CT34	7.855

另外，由图6中的像差图可知，光学系统100的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。

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的结构示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、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、具有负屈折力的第五透镜L5以及具有正屈折力的第六透镜L6。图8由左至右依次为第四实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。

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，可推得以下数据：

TTL/f	1.014	ET3/CT3	0.575
				f1/f2	-0.231	f4/R42	1.135
FBL/TTL	0.397	R51/CT56	-22.425
				FOV/f	5.773deg/mm	(R41+R42)/(R41-R42)	-2.239
(CT1+CT2+CT3)/FBL	0.600	TTL/CT34	9.160

另外，由图8中的像差图可知，光学系统100的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。

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的结构示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、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、具有负屈折力的第五透镜L5以及具有负屈折力的第六透镜L6。图10由左至右依次为第五实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴110处为凹面，像侧面S6于近光轴110处为凸面；

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，可推得以下数据：

TTL/f	1.000	ET3/CT3	0.767
				f1/f2	-0.453	f4/R42	1.220
FBL/TTL	0.351	R51/CT56	-12.532
				FOV/f	5.778deg/mm	(R41+R42)/(R41-R42)	-2.333
(CT1+CT2+CT3)/FBL	0.590	TTL/CT34	9.333

另外，由图10中的像差图可知，光学系统100的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。

请参见图11，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，感光元件210的感光面可视为光学系统100的像面S15。取像模组200还可设置有红外滤光片L7，红外滤光片L7设置于第六透镜L6的像侧面S12与像面S15之间。具体地，感光元件210可以为电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体器件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor，CMOS Sensor)。在取像模组200中采用上述光学系统100，有利于实现取像模组200的小型化设计以及长焦特性，也有助于提升取像模组200的成像质量。

请参见图11和图12，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设置于壳体310。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。当电子设备300为智能手机时，壳体310可以为电子设备300的中框。在电子设备300中采用取像模组200，有利于实现电子设备300的小型化设计以及长焦特性。可以理解的是，光学系统100具有长焦特性，具备良好的远摄能力，因而在一些实施例中，光学系统100可运用于电子设备300的后置摄像头中，以使电子设备300的后置摄像头能够拍摄更远距离的被摄物；另外，光学系统100位置色差校正充分，也有助于提升电子设备300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

1.一种光学系统，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧依次包括：

具有屈折力的第三透镜；

且所述光学系统满足以下条件式：

0.9≤TTL/f≤1.1；

-1≤f1/f2≤-0.2；

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：

0.3≤FBL/TTL≤0.4；

其中，FBL为所述第六透镜的像侧面与光轴的交点至所述光学系统的成像面于光轴上的距离。

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：

5.7deg/mm≤FOV/f≤6.1deg/mm；

其中，FOV为所述光学系统的最大视场角。

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：

0.5≤(CT1+CT2+CT3)/FBL≤0.8；

其中，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度，FBL为所述第六透镜的像侧面与光轴的交点至所述光学系统的成像面于光轴上的距离。

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：

0.3≤ET3/CT3≤0.8；

其中，ET3为所述第三透镜的物侧面的最大有效口径处至所述第三透镜的像侧面的最大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上的厚度。

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：

1≤f4/R42≤10；

其中，f4为所述第四透镜的有效焦距，R42为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

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：

-40≤R51/CT56≤-5；

其中，R51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT56为所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于光轴上的距离。

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：

-20≤(R41+R42)/(R41-R42)≤0；

其中，R41为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R42为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

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≤TTL/CT34≤10；

其中，CT34为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于光轴上的距离。

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，所述感光元件设置于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，所述取像模组设置于所述壳体。