CN112965223B - 光学系统、摄像模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种光学系统、摄像模组和电子设备，光学系统从物侧至像侧依次包括：具有负屈折力的第一透镜，其物侧面于近光轴处为凹面；第二透镜；具有正屈折力的第三透镜，其物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；具有正屈折力的第四透镜，其像侧面于近光轴处为凸面；具有负屈折力的第五透镜，其物侧面于近光轴处为凹面；第六透镜，其像侧面于近光轴处为凹面；具有正屈折力的第七透镜，其物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；具有负屈折力的第八透镜，其物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面。通过合理配置第一透镜至第八透镜的面型和屈折力，有利于提升光学系统的成像质量。

Description

光学系统、摄像模组和电子设备

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、摄像模组和电子设备。

背景技术

随着摄影取像技术的不断发展，拍照已经成为了消费者衡量电子设备好坏的一个重要指标，大广角光学镜头也变得非常流行。但目前市场上，便携式的广角镜头比如四片式、五片式、六片式镜头拍照成像质量不够好，为了满足消费者对像质的要求，需要更高阶的镜头来提升成像品质。

发明内容

本发明的目的是提供一种高阶的光学系统、摄像模组和电子设备，能够提升成像品质。

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，一种光学系统从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于近光轴处为凹面；具有屈折力的第二透镜；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于近光轴处均为凸面；具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面；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，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面；具有正屈折力的第七透镜，所述第七透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；具有负屈折力的第八透镜，所述第八透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第八透镜的像侧面于近光轴处为凹面。

通过设置第一透镜具有负屈折力，有利于扩大光学系统的视场角而提升摄像范围，同时其物侧面于近光轴处为凹面有利于减小第一透镜产生的轴上色差；第三透镜至第六透镜的屈折力和面型搭配有利于校正第一透镜和第二透镜的像差，使成像质量稳定；第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面有利于减小第六透镜的场曲；第七透镜有正屈折力且其物侧面和像侧面都为凸面，很好地发挥了凸透镜对光线地汇聚作用，有利于减小光学系统的厚度；具有负屈折力的第八透镜有助于校正光学系统的畸变，同时其物侧面于近光轴处为凸面，以及像侧面于近光轴处为凹面有助于使光线较平缓地打在成像面，有助于减小成像面上各视场的主光线入射角，从而提升感光效率，增强成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：FNO/tan(HFOV)<1.2；其中，FNO为所述光学系统的光圈数，HFOV为所述光学系统最大视场角的一半。通过满足FNO/tan(HFOV)的取值低于1.2，光学系统的光圈数和最大视场角都较大，可使光学系统获得较大的进光量，增强弱光拍摄能力和特写拍摄效果，有利于拍摄大范围内的景物，呈现广阔的拍摄视野，更好地实现广角化。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：-2<f12/f<-4；其中，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足f12/f的取值在-2和-4之间，第一透镜和第二透镜总体提供负屈折力，有助于扩大光学系统的视场，容纳更多的拍摄范围，更好地实现广角化。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.5<∣f34/f56∣<0.8；其中，f34为所述第三透镜和所述第四透镜的组合有效焦距，f56为所述第五透镜和所述第六透镜的组合有效焦距。通过满足∣f34/f56∣的取值在0.5和0.8之间，有助于光线在镜头中部平稳传播，降低像散。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.7<∣f7/f8∣<1；其中，f7为所述第七透镜的有效焦距，f8为所述第八透镜的有效焦距。通过满足∣f7/f8∣的取值在0.7和1之间，第七透镜和第八透镜的屈折力相当，可以抵消彼此的像差，从而提升成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统还包括光阑，所述光阑位于的垂直于光轴的平面为光阑面，所述光学系统满足条件式：0.2<DOS/TTL<0.3；其中，DOS为所述第一透镜的物侧面至所述光阑面于光轴上的距离，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。通过满足DOS/TTL的取值在0.2和0.3之间，有利于光学系统结构紧凑，实现小型化，同时有利于大角度光线束射入光学系统，增加了物空间成像范围，从而实现广角化。可以理解的是，由于光学系统的光学总长受到第一透镜物侧面至光阑的距离的影响，一般此距离越长，系统总长也越长，通过满足0.2<DOS/TTL<0.3，可将系统总长控制得较小范围内，从而使得光学系统结构紧凑，并实现小型化。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1.2<TTL/ImgH<1.7；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，ImgH为所述光学系统成像面上有效感光区域对角线长度的一半。通过满足TTL/ImgH的取值在1.2和1.7之间，有助于使光学系统小型化，提升装配可行性，同时具有大像面的特点，以便于匹配高像素的感光芯片，从而提升成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.9<ET1/CT1<1.5；其中，ET1为所述第一透镜光学有效区域边缘的厚度，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。通过满足ET1/CT1的取值在0.9和1.5之间，第一透镜光学有效区域边缘的厚度与中心厚度配置合理，有助于提升第一透镜的注塑成型良率，从而提升第一透镜的加工可行性，同时也有助于扩大光学系统的视场角，能够更好地实现广角化。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.5<SD11/SD82<0.8；其中，SD11为所述第一透镜物侧面的最大通光口径，SD82为所述第八透镜像侧面的最大通光口径。通过满足SD11/SD82的取值在0.5和0.8之间，兼顾了光学系统头尾的相对大小，有利于使光学系统总体体积较小，从而实现小型化，以便于光学系统在手机等小型电子产品中的应用。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：3<SD21/Sag21<7；其中，SD21为所述第二透镜物侧面的最大通光口径，Sag21为所述第二透镜物侧面最大通光口径处的矢高。通过满足SD21/Sag21的取值在3和7之间，可使第二透镜物侧面的整体走势趋于平缓，一方面可在满足超广角的同时能够减少像差的产生，从而提升成像质量；另一方面，还能降低第二透镜的注塑成型难度，提高光学系统的组装良率。

第二方面，本发明还提供了一种摄像模组，摄像模组包括镜筒、感光元件和第一方面任一项实施方式所述的光学系统，所述光学系统的所述第一透镜至所述第八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。通过在摄像模组加入了本发明提供的光学系统，摄像模组能够同时实现小型化和广角化，以及具有较高的成像质量。

第三方面，本发明还提供了一种电子设备，电子设备包括壳体和第二方面的摄像模组，所述摄像模组设于所述壳体内。通过在电子设备中加入本发明提供的摄像模组，电子设备的成像质量较高，电子设备能够进行大范围内的景物拍摄，从而呈现广阔的拍摄视野，而且由于摄像模组的小型化程度较高，有利于电子设备缩小体积，提高便携性。

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。

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。

本发明实施例提供了一种电子设备，电子设备包括壳体和本发明实施例提供的摄像模组，摄像模组设于壳体内。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、行车记录仪和可穿戴装置等。通过在电子设备中加入本发明提供的摄像模组，电子设备的成像质量较高，电子设备能够进行大范围内的景物拍摄，从而呈现广阔的拍摄视野，而且由于摄像模组的小型化程度较高，有利于电子设备缩小体积，提高便携性。

本发明实施例提供了一种摄像模组，摄像模组包括镜筒、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八透镜安装在镜筒内，感光元件设置在光学系统的像侧，用于将穿过第一透镜至第八透镜入射到感光元件上的物的光线转换成图像的电信号。感光元件可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)或电荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)。该摄像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等电子设备上的成像模块。通过在摄像模组加入了本发明提供的光学系统，摄像模组能够同时实现小型化和广角化，以及具有较高的成像质量。

本发明实施例提供了一种光学系统，光学系统包括光阑和从物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜。第一透镜至第八透镜的面型和屈折力具体如下：

第一透镜，具有负屈折力，第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面；

第二透镜，具有屈折力；

第三透镜，具有正屈折力，第三透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；

第四透镜，具有正屈折力，第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面；

第五透镜，具有负屈折力，第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面；

第六透镜，具有屈折力，第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

第七透镜，具有正屈折力，第七透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；

第八透镜，具有负屈折力，第八透镜的物侧面于近光轴处为凸面，第八透镜的像侧面于近光轴处为凹面。

通过设置第一透镜具有负屈折力，有利于扩大光学系统的视场角而提升摄像范围，同时其物侧面于近光轴处为凹面有利于减小第一透镜产生的轴上色差；第三透镜至第六透镜的屈折力和面型搭配有利于校正第一透镜和第二透镜的像差，使成像质量稳定；第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面有利于减小第六透镜的场曲；第七透镜有正屈折力且其物侧面和像侧面都为凸面，很好地发挥了凸透镜对光线地汇聚作用，有利于减小光学系统的厚度；具有负屈折力的第八透镜有助于校正光学系统的畸变，同时其物侧面于近光轴处为凸面，以及像侧面于近光轴处为凹面有助于使光线较平缓地打在成像面，有助于减小成像面上各视场的主光线入射角，从而提升感光效率，增强成像质量。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：FNO/tan(HFOV)<1.2；其中，FNO为光学系统的光圈数，HFOV为光学系统最大视场角的一半。通过满足FNO/tan(HFOV)的取值低于1.2，光学系统的光圈数和最大视场角都较大，可使光学系统获得较大的进光量，增强弱光拍摄能力和特写拍摄效果，有利于拍摄大范围内的景物，呈现广阔的拍摄视野，更好地实现广角化。

具体的，HFOV的单位为度(deg)。FNO/tan(HFOV)的取值可以为0.15、0.2、0.4、0.6、0.9、1.05和1.2等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：-2<f12/f<-4；其中，f12为第一透镜和第二透镜的组合有效焦距，f为光学系统的有效焦距。通过满足f12/f的取值在-2和-4之间，第一透镜和第二透镜总体提供负屈折力，有助于扩大光学系统的视场，容纳更多的拍摄范围，更好地实现广角化。

具体的，f12和f的单位均为毫米(mm)。f12/f的取值可以为-2、-2.6、-2.9、-3.4、-3.8和-4等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.5<∣f34/f56∣<0.8；其中，f34为第三透镜和第四透镜的组合有效焦距，f56为第五透镜和第六透镜的组合有效焦距。通过满足∣f34/f56∣的取值在0.5和0.8之间，有助于光线在镜头中部平稳传播，降低像散。

具体的，f34和f56的单位均为毫米(mm)。∣f34/f56∣的取值可以为0.5、0.58、0.63、0.68、0.76、0.78和0.8等。优选的，f34/f56的取值在-0.8和-0.5之间，其中f34为正值，f56为负值。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.7<∣f7/f8∣<1；其中，f7为第七透镜的有效焦距，f8为第八透镜的有效焦距。通过满足∣f7/f8∣的取值在0.7和1之间，第七透镜和第八透镜的屈折力相当，可以抵消彼此的像差，从而提升成像质量。

具体的，f7和f8的单位均为毫米(mm)。∣f7/f8∣的取值可以为0.7、0.78、0.86、0.94和1等。优选的，f7/f8的取值在-0.7和-1之间，其中，f7为正值，f8为负值。

一种实施方式中，光学系统还包括光阑，光阑位于的垂直于光轴的平面为光阑面，光学系统满足条件式：0.2<DOS/TTL<0.3；其中，DOS为第一透镜的物侧面至光阑面于光轴上的距离，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。通过满足DOS/TTL的取值在0.2和0.3之间，有利于光学系统结构紧凑，实现小型化，同时有利于大角度光线束射入光学系统，增加了物空间成像范围，从而实现广角化。可以理解的是，由于光学系统的光学总长受到第一透镜物侧面至光阑的距离的影响，一般此距离越长，系统总长也越长，通过满足0.2<DOS/TTL<0.3，可将系统总长控制得较小范围内，从而使得光学系统结构紧凑，并实现小型化。

具体的，光阑可设置在第一透镜至第八透镜中的任一透镜的物侧面或者像侧面上，也可设置在任意相邻两片透镜之间。DOS和TTL的单位均为毫米(mm)。DOS/TTL的取值可以为0.2、0.23、0.24、0.26、0.28和0.3等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：1.2<TTL/ImgH<1.7；其中，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，ImgH为光学系统成像面上有效感光区域对角线长度的一半。通过满足TTL/ImgH的取值在1.2和1.7之间，有助于使光学系统小型化，提升装配可行性，同时具有大像面的特点，以便于匹配高像素的感光芯片，从而提升成像质量。

具体的，TTL和ImgH的单位均为毫米(mm)。TTL/ImgH的取值可以为1.2、1.3、1.45、1.56、1.61和1.7等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.9<ET1/CT1<1.5；其中，ET1为第一透镜光学有效区域边缘的厚度，CT1为第一透镜于光轴上的厚度。通过满足ET1/CT1的取值在0.9和1.5之间，第一透镜光学有效区域边缘的厚度与中心厚度配置合理，有助于提升第一透镜的注塑成型良率，从而提升第一透镜的加工可行性，同时也有助于扩大光学系统的视场角，能够更好地实现广角化。

具体的，ET1和CT1的单位均为毫米(mm)。ET1/CT1的取值可以为0.9、1.1、1.3、1.45和1.5等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.5<SD11/SD82<0.8；其中，SD11为第一透镜物侧面的最大通光口径，SD82为第八透镜像侧面的最大通光口径。通过满足SD11/SD82的取值在0.5和0.8之间，兼顾了光学系统头尾的相对大小，有利于使光学系统总体体积较小，从而实现小型化，以便于光学系统在手机等小型电子产品中的应用。

具体的，SD11和SD82的单位均为毫米(mm)。SD11/SD82的取值可以为0.5、0.61、0.67、0.75、0.78和0.8等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：3<SD21/Sag21<7；其中，SD21为第二透镜物侧面的最大通光口径，Sag21为第二透镜物侧面最大通光口径处的矢高。通过满足SD21/Sag21的取值在3和7之间，可使第二透镜物侧面的整体走势趋于平缓，一方面可在满足超广角的同时能够减少像差的产生，从而提升成像质量；另一方面，还能降低第二透镜的注塑成型难度，提高光学系统的组装良率。

具体的，SD21和Sag21的单位均为毫米(mm)。SD21/Sag21的取值可以为3、3.6、4.2、5、6、6.7和7等。

第一实施例

请参考图1a和图1b，本实施例的光学系统包括光阑STO和沿物侧至像侧依次排列的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第一透镜L1至第八透镜L8的面型和屈折力如下：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2于近光轴处均为凹面；

第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5和像侧面S6于近光轴处均为凸面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，像侧面S8于近光轴处为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面；

第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凹面；

第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13和像侧面S14于近光轴处均为凸面；

第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凸面，像侧面S16于近光轴处均为凹面。

上述第一透镜L1至第八透镜L8的材质均为塑料，可助于光学系统实现轻量化设计。

此外，光学系统还包括光阑STO、滤光片IR和成像面IMG。光阑STO设置在第三透镜L3的物侧面S5上，光阑STO用于控制进光量。在其他实施例中，光阑STO也可以设置在其他位置。滤光片IR设置在第八透镜L8的像侧，其包括物侧面S17和像侧面S18，滤光片IR用于过滤特定波长的光线，优选的，滤光片IR为能够过滤红外光线的红外滤光片，使得射入成像面IMG的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm。滤光片IR的材质为玻璃，并可在玻璃上镀膜。成像面IMG为光学系统的像面，其大部分区域与电子感光元件的有效像素区域交叠。

表1a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为587.56nm的光线获得，Y半径、厚度和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，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面IMG的于光轴上的距离，HFOV为光学系统最大视场角的一半。

在本实施例中，第一透镜L1至第八透镜L8的各个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，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最大矢高；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的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

表1b

面序号

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

K

-4.199E+01

8.043E+01

-1.025E+01

1.005E+00

1.786E+00

5.507E+00

4.292E+01

-7.457E-01

A4

5.975E-02

1.209E-01

6.838E-02

5.225E-02

-1.176E-02

-6.126E-03

7.229E-03

-3.104E-02

A6

-2.759E-02

-6.369E-02

-4.620E-02

-5.333E-02

2.600E-01

5.400E-02

-2.976E-02

-4.152E-03

A8

1.202E-02

2.125E-02

7.524E-02

3.179E-01

-1.747E+00

-2.921E-01

1.020E-01

6.933E-03

A10

-3.937E-03

1.671E-02

-5.913E-02

-7.580E-01

6.913E+00

9.396E-01

-2.601E-01

-2.636E-02

A12

9.194E-04

-2.602E-02

2.473E-02

1.205E+00

-1.702E+01

-1.986E+00

3.934E-01

4.496E-02

A14

-1.462E-04

1.596E-02

-3.658E-03

-1.253E+00

2.631E+01

2.678E+00

-3.608E-01

-4.701E-02

A16

1.491E-05

-5.351E-03

-1.983E-04

8.230E-01

-2.490E+01

-2.215E+00

1.958E-01

3.062E-02

A18

-8.753E-07

9.584E-04

-4.544E-04

-3.103E-01

1.318E+01

1.018E+00

-5.729E-02

-1.139E-02

A20

2.233E-08

-7.183E-05

1.723E-04

5.044E-02

-2.993E+00

-1.991E-01

7.009E-03

1.904E-03

面序号

S9

S10

S11

S12

S13

S14

S15

S16

K

1.209E+01

-1.788E+01

6.347E+00

1.985E+00

-9.900E+01

-2.624E+00

-1.991E+00

-1.604E+00

A4

-1.129E-01

-9.164E-02

-9.073E-03

-6.725E-02

5.495E-04

6.915E-02

1.519E-02

-1.173E-01

A6

4.886E-02

3.036E-02

-3.719E-02

6.811E-02

3.972E-02

-6.115E-02

-7.894E-02

3.566E-02

A8

-5.787E-03

2.520E-02

4.149E-02

-6.951E-02

-4.028E-02

4.420E-02

4.591E-02

-6.742E-03

A10

-1.279E-02

-3.969E-02

-2.272E-02

3.525E-02

1.989E-02

-1.737E-02

-1.402E-02

8.152E-04

A12

-7.639E-04

2.677E-02

7.472E-03

-9.895E-03

-5.833E-03

3.967E-03

2.553E-03

-6.361E-05

A14

1.722E-02

-1.058E-02

-1.522E-03

1.566E-03

1.054E-03

-5.513E-04

-2.855E-04

3.138E-06

A16

-1.500E-02

2.480E-03

1.878E-04

-1.264E-04

-1.153E-04

4.614E-05

1.927E-05

-9.317E-08

A18

5.273E-03

-3.174E-04

-1.278E-05

3.380E-06

6.969E-06

-2.143E-06

-7.209E-07

1.513E-09

A20

-6.818E-04

1.703E-05

3.625E-07

7.105E-08

-1.784E-07

4.251E-08

1.150E-08

-1.059E-11

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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm，其中，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；像散曲线子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；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包括光阑STO和沿物侧至像侧依次排列的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第一透镜L1至第八透镜L8的面型和屈折力如下：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凹面，像侧面S2于近光轴处为凸面；

第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5和像侧面S6于近光轴处均为凸面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8于近光轴处均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面；

第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11和像侧面S12于近光轴处均为凹面；

第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13和像侧面S14于近光轴处均为凸面；

第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凸面，像侧面S16于近光轴处均为凹面。

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，其中的数据采用波长为587.56nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表2a

其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面IMG的于光轴上的距离，HFOV为光学系统最大视场角的一半。

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A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm，其中，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；像散曲线子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；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包括光阑STO和沿物侧至像侧依次排列的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第一透镜L1至第八透镜L8的面型和屈折力如下：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2于近光轴处均为凹面；

第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5和像侧面S6于近光轴处均为凸面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8于近光轴处均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面；

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凹面；

第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13和像侧面S14于近光轴处均为凸面；

第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凸面，像侧面S16于近光轴处均为凹面。

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，其中的数据采用波长为587.56nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表3a

其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面IMG的于光轴上的距离，HFOV为光学系统最大视场角的一半。

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A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm，其中，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；像散曲线子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；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包括光阑STO和沿物侧至像侧依次排列的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第一透镜L1至第八透镜L8的面型和屈折力如下：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凹面，像侧面S2于近光轴处为凸面；

第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5和像侧面S6于近光轴处均为凸面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8于近光轴处均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面；

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凹面；

第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13和像侧面S14于近光轴处均为凸面；

第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凸面，像侧面S16于近光轴处均为凹面。

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，其中的数据采用波长为587.56nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表4a

其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面IMG的于光轴上的距离，HFOV为光学系统最大视场角的一半。

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A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm，其中，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；像散曲线子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；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包括光阑STO和沿物侧至像侧依次排列的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第一透镜L1至第八透镜L8的面型和屈折力如下：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凹面，像侧面S2于近光轴处为凸面；

第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凹面，像侧面S4于近光轴处为凸面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5和像侧面S6于近光轴处均为凸面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8于近光轴处均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面；

第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凹面；

第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13和像侧面S14于近光轴处均为凸面；

第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凸面，像侧面S16于近光轴处均为凹面。

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，其中的数据采用波长为587.56nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表5a

其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面IMG的于光轴上的距离，HFOV为光学系统最大视场角的一半。

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A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

表5b

面序号

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

K

-3.136E+01

-9.895E+01

3.242E+01

-9.854E+01

1.408E+01

-1.629E+01

9.900E+01

-2.014E-01

A4

7.572E-02

2.192E-01

7.380E-02

7.044E-02

1.404E-02

-1.287E-02

8.714E-03

-3.856E-02

A6

-3.018E-02

-1.861E-01

-7.556E-02

-3.962E-02

6.789E-02

1.403E-01

-2.153E-02

4.358E-02

A8

8.696E-03

2.294E-01

1.467E-01

2.146E-01

-3.376E-01

-8.452E-01

7.079E-02

-1.853E-01

A10

-9.916E-04

-2.678E-01

-1.616E-01

-4.313E-01

7.934E-01

3.105E+00

-1.550E-01

4.232E-01

A12

-3.928E-04

2.404E-01

1.140E-01

5.509E-01

-8.217E-01

-7.148E+00

2.059E-01

-6.021E-01

A14

2.020E-04

-1.461E-01

-5.727E-02

-4.680E-01

-2.336E-01

1.034E+01

-1.633E-01

5.417E-01

A16

-3.938E-05

5.463E-02

2.038E-02

2.560E-01

1.411E+00

-9.127E+00

6.910E-02

-2.992E-01

A18

3.686E-06

-1.119E-02

-4.535E-03

-8.151E-02

-1.261E+00

4.481E+00

-1.148E-02

9.180E-02

A20

-1.367E-07

9.582E-04

4.577E-04

1.134E-02

3.768E-01

-9.389E-01

-1.925E-04

-1.181E-02

面序号

S9

S10

S11

S12

S13

S14

S15

S16

K

9.502E+00

-9.900E+01

3.058E+01

1.878E-01

-7.280E+01

-3.260E+00

3.349E-01

-1.618E+00

A4

-9.837E-02

-2.406E-02

3.140E-02

-1.282E-01

-6.987E-02

4.451E-02

6.398E-02

-1.421E-01

A6

2.119E-02

-9.862E-02

-1.060E-01

1.669E-01

1.612E-01

-4.026E-02

-1.384E-01

4.966E-02

A8

-1.305E-01

1.457E-01

1.025E-01

-1.933E-01

-1.455E-01

5.212E-02

8.224E-02

-1.114E-02

A10

3.441E-01

-1.138E-01

-5.672E-02

1.224E-01

7.567E-02

-2.840E-02

-2.734E-02

1.682E-03

A12

-4.869E-01

6.090E-02

1.963E-02

-4.626E-02

-2.480E-02

8.125E-03

5.579E-03

-1.735E-04

A14

4.287E-01

-2.226E-02

-4.261E-03

1.088E-02

5.137E-03

-1.359E-03

-7.097E-04

1.205E-05

A16

-2.298E-01

5.305E-03

5.635E-04

-1.555E-03

-6.499E-04

1.348E-04

5.483E-05

-5.389E-07

A18

6.773E-02

-7.451E-04

-4.181E-05

1.232E-04

4.574E-05

-7.379E-06

-2.354E-06

1.400E-08

A20

-8.309E-03

4.656E-05

1.348E-06

-4.130E-06

-1.370E-06

1.724E-07

4.308E-08

-1.603E-10

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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm，其中，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；像散曲线子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；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。

表6示出了第一实施例至第五实施例中光学系统的FNO/tan(HFOV)、f12/f、∣f34/f56∣、∣f7/f8∣、DOS/TTL、TTL/ImgH、ET1/CT1、SD11/SD82、SD21/Sag21的值。

表6

由表6可知，第一实施例至第五实施例中的光学系统均满足以下条件式：

FNO/tan(HFOV)<1.2、-2<f12/f<-4、0.5<∣f34/f56∣<0.8、0.7<∣f7/f8∣<1、0.2<DOS/TTL<0.3、1.2<TTL/ImgH<1.7、0.9<ET1/CT1<1.5、0.5<SD11/SD82<0.8、3<SD21/Sag21<7。

从第一实施例至第五实施例可知，本发明提供的光学系统，最FOV≥120°，能够很好地进行超广角拍摄，同时光学系统的FNO≤1.95，具有大光圈的特点，以及ImgH＝5.1mm，从而具有大像面和高像素的特点，有利于提高成像品质。另外，最小TTL＝7.5mm，光学系统能够满足小型化和超薄化。

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，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统具有屈折力的透镜数量为八片，从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于近光轴处为凹面；

具有屈折力的第二透镜；

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于近光轴处均为凸面；

具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面；

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，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

具有正屈折力的第七透镜，所述第七透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；

具有负屈折力的第八透镜，所述第八透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第八透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述光学系统满足条件式：

0.9<ET1/CT1<1.5；

其中，ET1为所述第一透镜光学有效区域边缘的厚度，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。

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：

FNO/tan(HFOV)<1.2；

其中，FNO为所述光学系统的光圈数，HFOV为所述光学系统最大视场角的一半。

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：

-2<f12/f<-4；

其中，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。

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：

0.5<∣f34/f56∣<0.8；

其中，f34为所述第三透镜和所述第四透镜的组合有效焦距，f56为所述第五透镜和所述第六透镜的组合有效焦距。

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：

0.7<∣f7/f8∣<1；

其中，f7为所述第七透镜的有效焦距，f8为所述第八透镜的有效焦距。

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：

所述光学系统还包括光阑，所述光阑位于的垂直于光轴的平面为光阑面，所述光学系统满足条件式：

0.2<DOS/TTL<0.3；

其中，DOS为所述第一透镜的物侧面至所述光阑面于光轴上的距离，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。

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：

1.2<TTL/ImgH<1.7；

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，ImgH为所述光学系统成像面上有效感光区域对角线长度的一半。

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<SD11/SD82<0.8；

其中，SD11为所述第一透镜物侧面的最大通光口径，SD82为所述第八透镜像侧面的最大通光口径。

9.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：

3<SD21/Sag21<7；

其中，SD21为所述第二透镜物侧面的最大通光口径，Sag21为所述第二透镜物侧面最大通光口径处的矢高。

10.一种摄像模组，其特征在于，包括镜筒、感光元件和如权利要求1至9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八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。

11.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和如权利要求10所述的摄像模组，所述摄像模组设于所述壳体内。

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