CN113176654A

CN113176654A - 光学系统、镜头模组和电子设备

Info

Publication number: CN113176654A
Application number: CN202110470693.0A
Authority: CN
Inventors: 乐宇明; 蔡雄宇; 董勇兵; 赵迪
Original assignee: Tianjin OFilm Opto Electronics Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Oufei Optics Co ltd
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2041-04-28
Also published as: CN113176654B

Abstract

本发明提供光学系统、镜头模组和电子设备。光学系统沿光轴方向的物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有负屈折力；第二透镜，具有正屈折力，所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜，具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜，具有负屈折力，所述第四透镜的像侧面为凹面；第五透镜，具有正屈折力，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述光学系统满足条件式：－5＜f12/f345＜－1，其中，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的合成焦距，f345为所述第三透镜、所述第四透镜以及所述第五透镜的合成焦距。本申请的光学系统同时满足较大视场角、高清晰度与小型化的要求。

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

随着社会的发展，各个领域对安全及监控的要求越来越高，特别是交通领域及车载监控领域。现在市场上主流的镜头都存在视角小的问题，如车辆在行驶的过程中很难记录车辆边缘的状况，而且同类镜头的体积较大，分辨率较低，在夜间所拍图像整体的清晰度较低。即，现有的镜头无法同时满足较大视场角、高清晰度与小型化的要求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种光学系统、镜头模组和电子设备，用于解决上述技术问题。

本发明提供一种光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有负屈折力；第二透镜，具有正屈折力，所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜，具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜，具有负屈折力，所述第四透镜的像侧面为凹面；第五透镜，具有正屈折力，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述光学系统满足条件式：－5＜f12/f345＜－1，其中，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的合成焦距，f345为所述第三透镜、所述第四透镜以及所述第五透镜的合成焦距。本申请通过合理配置第一透镜至第五透镜的各透镜的面型和屈折力，使得五片式的光学系统能够满足高像素及良好像质的要求，有利于提升夜间拍摄清晰度。第一透镜具有负屈折力，有利于扩大光学系统的视场范围；第二透镜具有正屈折力，有利于平衡第一透镜朝负方向的像差，搭配朝物侧凹陷的弯月形面型设计，有利于光学系统的小型化；第三透镜具有正屈折力，搭配双凸面型，产生强正屈折力，进一步平衡第一透镜朝负方向的像差；第四透镜具有负屈折力，搭配像侧面为凹面，有利于光线的发散；第五透镜具有正屈折力，搭配双凸面型，有利于光线的汇聚，可轻松抑制从第五透镜射出光线角度较小。当光学系统满足上述条件式，第一透镜和第二透镜为光学系统提供负曲折力，有利于大角度光线束透过，实现光学系统的广角化，并确保大角度视场像面亮度的提升。当f12/f345≥－1时，则所述第一透镜的焦距过大，屈折力过强，产生朝向负方向巨大球面像差；当f12/f345≤－5时，第一透镜的厚度过大，以致透镜的重量大，不利于所述成像透镜组的轻量化设计。

在某些实施例中，所述光学系统满足条件式：－6＜f1/CT1＜－3，其中，f1为所述第一透镜的焦距，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。合理的搭配第一透镜的中心厚度与第一透镜焦距的关系，可以降低第一透镜的厚度的公差敏感度，降低单透镜的加工工艺难度，有利于提升镜头组的组装良率，实现光学系统小型化，进一步的降低生产成本。另第一透镜具有负屈折力，有利于大角度光线进入光学系统，扩大光学系统视场范围。当f1/CT1≥－3时，则所述第一透镜的焦距过大，屈折力过强，产生朝向负方向巨大球面像差；当f1/CT1≤－6，第一透镜的厚度过大，以致透镜的重量大，不利于所述成像透镜组的轻量化设计。

在某些实施例中，所述光学系统满足条件式：9.5＜SDs1/SAGs1＜20，其中，SDs1为所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径，SAGs1为所述第一透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高。当光学系统满足上述条件式，有利于大角度光线入射至光学系统，光学系统成像质量较高，避免了第一透镜物侧面面型过弯，减小了第一透镜的加工难度，避免了第一透镜太弯所导致镀膜不均匀的问题，也避免了第一透镜物侧面过平，减小了产生鬼影的风险。

在某些实施例中，所述光学系统满足条件式：4＜f2/f＜11，其中，f2为所述第二透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。当光学系统满足上述条件式，由于光线从具有负曲折力的第一透镜射出，边缘光线射入像面易产生较大的场曲，具有正曲折力的第二透镜，有利于校正边缘像差，提升成像解析度。当f2/f≤4，或者f2/f≥11时，均不利所述光学系统像差的校正，从而降低成像品质。

在某些实施例中，所述光学系统满足条件式：4＜TTL/f＜6，其中，TTL为所述第一透镜物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离，f为所述光学系统的焦距。当光学系统满足上述条件式，光学系统满足视场角范围，且光学系统的光学总长较小，光学系统满足小型化。当TTL/f≥6，所述光学系统总长过长，不利于小型化；当TTL/f≤4，光学系统焦距过长，则不利于所述光学系统满足视场角范围，无法获得足够的物空间信息。

在某些实施例中，所述光学系统满足条件式：1.4＜(R3+R4)/(R3－R4)＜12.4，其中，R3为所述第二透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R4为所述第二透镜像侧面于光轴处的曲率半径。当光学系统满足上述条件式，可以校正所述光学系统的边缘像差，抑制像散的产生，减小周边视角的主光线入射像面的角度。当(R3+R4)/(R3－R4)≥12.4，或者(R3+R4)/(R3－R4)≤1.4，不利于所述光学系统像差的校正。

在某些实施例中，所述光学系统满足条件式：4.5＜2＊Imgh/epd＜6，其中，ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半，epd所述光学系统的入瞳直径。当光学系统满足上述条件式，光学系统入瞳直径合适，所述光学系统射入的光线束宽度合适，有利于像面亮度的提升，所述光学系统像面面积合适，所述光学系统的视场范围合适。当2＊Imgh/epd≥6，则所述光学系统入瞳直径较小，缩小了所述光学系统射入的光线束宽度，不利于像面亮度的提升；当2＊Imgh/epd≤4.5，光学系统像面面积较小，缩小了所述光学系统的视场范围。

在某些实施例中，所述光学系统满足条件式：1＜(D12+CT2)/(CT3+D34)＜2.5，其中，D12为第一透镜的像侧面至第二透镜的物侧面于光轴上的距离，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，D34为第三透镜的像侧面至第四透镜的物侧面于光轴上的距离。当光学系统满足上述条件式，有利于校正系统像差，提升成像解析度，同时保证系统结构紧凑，满足小型化的要求。当(D12+CT2)/(CT3+D34)≤1，或者(D12+CT2)/(CT3+D34)≥2.5，不利所述光学系统像差的校正，从而降低成像品质，同时过大的空气间隔与镜片厚度的设置会增加所述光学系统的总长，不利于光学系统小型化。

在某些实施例中，所述光学系统满足条件式：3.5＜CT5/SAGs10＜5.1，其中，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度，SAGs10为所述第五透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高。当光学系统满足上述条件式，避免所述第五透镜在满足曲折力的同时其中心厚度过大或物侧面过于弯曲而增加了镜片制造难度，从而实现降低生产成本。当CT5/SAGs10≤3.5，所述第五透镜物侧面过于弯曲，镜片加工难度增大，增加镜片的生产成本；同时，表面过于弯曲，易产生边缘像差，不利于所述光学系统像质的提升；当CT5/SAGs10≥5.1，所述第五透镜厚度值过大，不利于所述成像镜头的轻量化和小型化。

本发明提供一种镜头模组，包括镜筒、电子感光元件和上述的光学系统，所述光学系统设置在所述镜筒内，所述电子感光元件设置于所述光学系统像侧。所述电子感光元件设置在所述光学系统的像侧，用于将穿过所述第一透镜至所述第五透镜入射到所述电子感光元件上的物的光线转换成图像的电信号。本申请通过在镜头模组内安装该光学系统的第一透镜至第五透镜，合理配置第一透镜至第五透镜的各透镜的面型和屈折力，可以使得五片式的光学系统可以同时满足较大视场角与小型化的要求。

本发明提供一种电子设备，包括壳体和上述的镜头模组，所述镜头模组设于所述壳体内。本申请通过在电子设备中设置上述镜头模组，可以使得电子设备同时满足较大视场角与小型化的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，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例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种镜头模组，该镜头模组包括镜筒、电子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，所述电子感光元件设置在所述光学系统的像侧，用于将穿过所述第一透镜至所述第五透镜入射到所述电子感光元件上的物的光线转换成图像的电信号。电子感光元件可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Meta lOxide Semiconductor，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等电子设备上的成像模块。本申请通过在镜头模组内安装该光学系统的第一透镜至第五透镜，合理配置第一透镜至第五透镜的各透镜的面型和屈折力，可以使得五片式透镜的光学系统同时满足较大视场角与小型化的要求。

本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体和本申请实施例提供的镜头模组。镜头模组和电子感光元件设置在壳体内。该电子设备可以为智能手机、智能家电、机器人、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。本申请通过在电子设备中设置镜头模组，可以使得电子设备同时满足较大视场角与小型化的要求。

本申请实施例提供了一种光学系统，该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、第四透镜以及第五透镜。在第一透镜至第五透镜中，任意相邻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，具有负屈折力；第二透镜，具有正屈折力，所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜，具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜，具有负屈折力，所述第四透镜的像侧面为凹面；第五透镜，具有正屈折力，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述光学系统满足条件式：－5＜f12/f345＜－1，其中，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的合成焦距，f345为所述第三透镜、所述第四透镜以及所述第五透镜的合成焦距。本申请通过合理配置第一透镜至第五透镜的各透镜的面型和屈折力，使得五片式的光学系统能够满足高像素及良好像质的要求，有利于提升夜间拍摄清晰度。第一透镜具有负屈折力，有利于扩大光学系统的视场范围；第二透镜具有正屈折力，有利于平衡第一透镜朝负方向的像差，搭配朝物侧凹陷的弯月形面型设计，有利于光学系统的小型化；第三透镜具有正屈折力，搭配双凸面型，产生强正屈折力，进一步平衡第一透镜朝负方向的像差；第四透镜具有负屈折力，搭配像侧面为凹面，有利于光线的发散；第五透镜具有正屈折力，搭配双凸面型，有利于光线的汇聚，可轻松抑制从第五透镜射出光线角度较小。当光学系统满足上述条件式，第一透镜和第二透镜为光学系统提供负曲折力，有利于大角度光线束透过，实现光学系统的广角化，并确保大角度视场像面亮度的提升。当f12/f345≥－1时，则所述第一透镜的焦距过大，屈折力过强，产生朝向负方向巨大球面像差；当f12/f345≤－5时，第一透镜的厚度过大，以致透镜的重量大，不利于所述成像透镜组的轻量化设计。

在一个具体的实施例中，所述光学系统满足条件式：－6＜f1/CT1＜－3，其中，f1为所述第一透镜的焦距，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。合理的搭配第一透镜的中心厚度与第一透镜焦距的关系，可以降低第一透镜的厚度的公差敏感度，降低单透镜的加工工艺难度，有利于提升镜头组的组装良率，实现光学系统小型化，进一步的降低生产成本。另第一透镜具有负屈折力，有利于大角度光线进入光学系统，扩大光学系统视场范围。当f1/CT1≥－3时，则所述第一透镜的焦距过大，屈折力过强，产生朝向负方向巨大球面像差；当f1/CT1≤－6，第一透镜的厚度过大，以致透镜的重量大，不利于所述成像透镜组的轻量化设计。

在一个具体的实施例中，所述光学系统满足条件式：9.5＜SDs1/SAGs1＜20，其中，SDs1为所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径，SAGs1为所述第一透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高。当光学系统满足上述条件式，有利于大角度光线入射至光学系统，光学系统成像质量较高，避免了第一透镜物侧面面型过弯，减小了第一透镜的加工难度，避免了第一透镜太弯所导致镀膜不均匀的问题，也避免了第一透镜物侧面过平，减小了产生鬼影的风险。

在一个具体的实施例中，所述光学系统满足条件式：4＜f2/f＜11，其中，f2为所述第二透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。当光学系统满足上述条件式，由于光线从具有负曲折力的第一透镜射出，边缘光线射入像面易产生较大的场曲，具有正曲折力的第二透镜，有利于校正边缘像差，提升成像解析度。当f2/f≤4，或者f2/f≥11时，均不利所述光学系统像差的校正，从而降低成像品质。

在一个具体的实施例中，所述光学系统满足条件式：4＜TTL/f＜6，其中，TTL为所述第一透镜物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离，f为所述光学系统的焦距。当光学系统满足上述条件式，光学系统满足视场角范围，且光学系统的光学总长较小，光学系统满足小型化。当TTL/f≥6，所述光学系统总长过长，不利于小型化；当TTL/f≤4，光学系统焦距过长，则不利于所述光学系统满足视场角范围，无法获得足够的物空间信息。

在一个具体的实施例中，所述光学系统满足条件式：1.44＜(R3+R4)/(R3－R4)＜12.4，其中，R3为所述第二透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R4为所述第二透镜像侧面于光轴处的曲率半径。可以理解的是，所述第二透镜的曲率半径，影响所述第二透镜的弯曲程度。当光学系统满足上述条件式，可以校正所述光学系统的边缘像差，抑制像散的产生，减小周边视角的主光线入射像面的角度。当(R3+R4)/(R3－R4)≥12.4，或者(R3+R4)/(R3－R4)≤1.4，不利于所述光学系统像差的校正。

在一个具体的实施例中，所述光学系统满足条件式：4.5＜2＊Imgh/epd＜6，其中，ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半，epd所述光学系统的入瞳直径。当光学系统满足上述条件式，光学系统入瞳直径合适，所述光学系统射入的光线束宽度合适，有利于像面亮度的提升，所述光学系统像面面积合适，所述光学系统的视场范围合适。当2＊Imgh/epd≥6，则所述光学系统入瞳直径较小，缩小了所述光学系统射入的光线束宽度，不利于像面亮度的提升；当2＊Imgh/epd≤4.5，光学系统像面面积较小，缩小了所述光学系统的视场范围。

在一个具体的实施例中，所述光学系统满足条件式：1＜(D12+CT2)/(CT3+D34)＜2.5，其中，D12为第一透镜的像侧面至第二透镜的物侧面于光轴上的距离，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，D34为第三透镜的像侧面至第四透镜的物侧面于光轴上的距离。当光学系统满足上述条件式，有利于校正系统像差，提升成像解析度，同时保证系统结构紧凑，满足小型化的要求。当(D12+CT2)/(CT3+D34)≤1，或者(D12+CT2)/(CT3+D34)≥2.5，不利所述光学系统像差的校正，从而降低成像品质，同时过大的空气间隔与镜片厚度的设置会增加所述光学系统的总长，不利于光学系统小型化。

在一个具体的实施例中，所述光学系统满足条件式：3.5＜CT5/SAGs10＜5.1，其中，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度，SAGs10为所述第五透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高。当光学系统满足上述条件式，避免所述第五透镜在满足曲折力的同时其中心厚度过大或物侧面过于弯曲而增加了镜片制造难度，从而实现降低生产成本。当CT5/SAGs10≤3.5，所述第五透镜物侧面过于弯曲，镜片加工难度增大，增加镜片的生产成本；同时，表面过于弯曲，易产生边缘像差，不利于所述光学系统像质的提升；当CT5/SAGs10≥5.1，所述第五透镜厚度值过大，不利于所述成像镜头的轻量化和小型化。

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，具有负曲折力，第一透镜L1的物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。

第二透镜L2，具有正曲折力，第二透镜L2的物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。

第三透镜L3，具有正曲折力，第三透镜L3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。

第四透镜L4，具有负曲折力，第四透镜L4的物侧面S7为凹面，像侧面S8为凹面。

第五透镜L5，具有正曲折力，第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面。

此外，光学系统还包括光阑STO、红外滤光片L6、保护玻璃L7和像面S15。光阑STO设置在第一透镜L2与第二透镜L3之间，用于控制进光量。其他实施例中，光阑STO还可以设置在其他透镜上，或者其他两个透镜之间。红外滤光片L6设置在第五透镜L5的像方侧，其包括物侧面S11和像侧面S12，红外滤光片L6用于过滤掉红外光线，使得射入像面S15的光线为可见光，可见光的波长为380nm－780nm。红外滤光片L6的材质为玻璃，并可在玻璃上镀膜。像面S15为被摄物体的光通过所述光学系统后形成的像所在的面。

表1a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中焦距的参考波长为656.2752nm，折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表1a

其中，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，FOV为光学系统的视场角。

在本实施例中，第二透镜L2、第四透镜L4、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－S14高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

表1b

面序号

S3

S4

S7

S8

S9

S10

K

－1.99E+00

－9.02E－01

6.65E+00

－2.23E+00

－6.72E－01

－9.66E+00

A4

－5.69E－01

8.29E－03

－9.82E－01

－8.35E－02

－1.17E－02

7.52E－03

A6

4.46E－05

－7.91E－02

2.56E－02

9.61E－02

5.06E－05

－7.64E－03

A8

－9.18E－04

7.74E－02

－7.07E－02

－2.25E－02

－5.47E－03

7.68E－03

A10

9.77E－04

－2.69E－02

6.97E－02

7.94E－03

6.32E－04

－7.02E－04

A12

－9.03E－04

8.31E－02

－1.86E－03

－6.12E－04

－2.07E－06

5.75E－05

A14

6.33E－05

－2.51E－03

7.81E－03

8.98E－04

9.27E+00

－8.53E－06

A16

－8.10E－05

1.22E－05

－6.51E－04

－2.42E－06

－3.03E－07

8.06E－07

A18

0.00E+00

A20

0.00E+00

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；像散曲线表示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纵向球差图可知，光学系统对波长为488.0000nm、550.0000nm、588.0000nm、650.0000nm、656.2725nm的光线所产生的纵向球差介于－0.05mm至0.1mm之间；根据图1b像散图可知，光学系统对波长656.2725nm的光线于子午方向和弧矢方向的像散介于－0.05mm至0.05mm之间；根据图1b畸变图可知，光学系统对656.2725nm的光线所产生的畸变介于－60.0％至0％之间。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：

第四透镜L4，具有负曲折力，第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8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，其中焦距的参考波长为656.2752nm，折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm，Y半径、厚度和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

面序号

S3

S4

S7

S8

S9

S10

K

4.02E+00

3.60E+00

－7.89E+01

－3.09E+00

－9.04E－02

－3.35E+00

A4

－9.55E－02

－8.63E－02

－7.28E－01

－6.51E－02

－2.36E－02

8.08E－03

A6

－3.17E－03

9.35E－03

2.29E－02

9.80E－02

－1.71E－03

－2.05E－03

A8

7.39E－02

6.51E－03

－7.54E－02

－6.42E－02

8.52E－03

2.95E－03

A10

－9.79E－02

－2.20E－02

5.67E－03

9.77E－03

－3.96E－03

－7.21E－03

A12

5.86E－02

9.34E－02

－1.19E－04

－1.55E－04

4.02E－04

8.14E－04

A14

－1.41E－03

－4.41E－02

－5.95E－04

3.29E－05

－8.62E－05

－8.78E－05

A16

3.30E－04

7.73E－03

8.77E－05

－2.14E－06

－7.84E－07

3.40E－06

A18

0.00E+00

A20

0.00E+00

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；像散曲线表示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纵向球差图可知，光学系统对波长为488.0000nm、550.0000nm、588.0000nm、650.0000nm、656.2725nm的光线所产生的纵向球差介于－0.05mm至0.05mm之间；根据图2b像散图可知，光学系统对波长656.2725nm的光线于子午方向和弧矢方向的像散介于－0.05mm至0.05mm之间；根据图2b畸变图可知，光学系统对656.2725nm的光线所产生的畸变介于－60.0％至0％之间。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，其中焦距的参考波长为656.2752nm，折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm，Y半径、厚度和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

面序号

S3

S4

S7

S8

S9

S10

K

4.30E+01

1.12E+11

9.00E+00

－4.08E－01

－1.33E－03

－9.14E+00

A4

－9.30E－03

－1.35E－03

－5.67E－01

－4.80E－02

－2.49E－02

－2.04E－04

A6

－1.28E－02

－8.00E－02

2.64E－01

4.44E－02

1.58E－02

－3.84E－03

A8

3.42E－02

1.17E－02

－3.11E－01

－6.30E－02

－6.26E－02

1.90E－03

A10

－3.26E－01

－9.96E－02

8.39E－02

9.95E－02

6.46E－03

－7.67E－03

A12

6.27E－02

2.31E－02

－5.28E－02

－4.53E－03

－6.30E－04

3.80E－04

A14

－9.81E－02

－8.48E－02

2.26E－03

3.22E－04

4.65E－05

－2.91E－05

A16

9.67E－03

2.50E－03

－9.18E－04

－3.52E－05

－7.40E－06

3.09E－07

A18

0.00E+00

A20

0.00E+00

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；像散曲线表示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纵向球差图可知，光学系统对波长为488.0000nm、550.0000nm、588.0000nm、650.0000nm、656.2725nm的光线所产生的纵向球差介于0mm至0.05mm之间；根据图3b像散图可知，光学系统对波长656.2725nm的光线于子午方向和弧矢方向的像散介于0mm至0.1mm之间；根据图3b畸变图可知，光学系统对656.2725nm的光线所产生的畸变介于－30.0％至0％之间。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，其中焦距的参考波长为656.2752nm，折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm，Y半径、厚度和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

面序号

S3

S4

S7

S8

S9

S10

K

6.24E+00

1.57E－01

－8.76E－01

－2.24E－01

－9.84E－01

－8.09E+00

A4

－7.03E－02

4.71E－04

－9.65E－01

－3.47E－02

－4.52E－02

－6.88E－03

A6

－3.53E－02

－8.95E－02

9.54E－01

4.12E－02

7.79E－02

－5.95E－03

A8

5.41E－02

4.75E－02

－6.78E－01

－9.79E－02

－7.30E－03

4.03E－03

A10

－5.70E－03

－7.17E－01

5.51E－02

8.94E－02

8.87E－03

－5.52E－03

A12

2.41E－02

8.67E－01

－9.23E－02

－7.42E－03

－8.93E－04

1.60E－04

A14

－8.22E－02

－7.01E－01

6.06E－03

7.80E－04

3.01E－05

－8.29E－05

A16

1.10E－02

3.98E－02

－9.96E－04

－9.94E－05

－1.70E－06

2.64E－06

A18

0.00E+00

A20

0.00E+00

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；像散曲线表示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纵向球差图可知，光学系统对波长为488.0000nm、550.0000nm、588.0000nm、650.0000nm、656.2725nm的光线所产生的纵向球差介于0mm至0.05mm之间；根据图4b像散图可知，光学系统对波长656.2725nm的光线于子午方向和弧矢方向的像散介于－0.05mm至0.1mm之间；根据图4b畸变图可知，光学系统对656.2725nm的光线所产生的畸变介于－30.0％至0％之间。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，其中焦距的参考波长为656.2752nm，折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm，Y半径、厚度和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

面序号

S3

S4

S7

S8

S9

S10

K

8.39E+00

4.46E+00

1.31E+00

－2.62E+10

－8.94E－01

－8.35E+00

A4

－6.89E－02

－9.89E－04

－5.31E－02

－2.53E－02

－1.64E－03

8.58E－03

A6

－7.49E－03

－8.36E－02

5.09E－01

7.42E－02

4.10E－03

－2.74E－03

A8

6.92E－02

6.60E－01

－7.17E－01

－9.31E－02

－2.60E－03

5.24E－02

A10

－8.86E－02

－8.87E－01

2.94E－02

8.11E－02

8.21E－03

－7.57E－03

A12

3.26E－02

7.16E－01

－8.52E－02

－9.87E－03

－2.53E－05

9.79E－04

A14

－1.98E－02

－5.26E－01

6.87E－02

6.77E－04

3.75E－05

－4.13E－05

A16

1.34E－03

9.91E－02

－8.70E－03

－2.03E－05

－3.10E－06

9.79E－06

A18

0.00E+00

A20

0.00E+00

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；像散曲线表示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纵向球差图可知，光学系统对波长为488.0000nm、550.0000nm、588.0000nm、650.0000nm、656.2725nm的光线所产生的纵向球差介于0mm至0.1mm之间；根据图5b像散图可知，光学系统对波长656.2725nm的光线于子午方向和弧矢方向的像散介于－0.05mm至0.1mm之间；根据图5b畸变图可知，光学系统对656.2725nm的光线所产生的畸变介于－60.0％至0％之间。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为第一实施例至第五实施例的光学系统的f12/f345、f1/CT1、SDs1/SAGs1、f2/f、TTL/f、(R3+R4)/(R3－R4)、2＊Imgh/epd、(D12+CT2)/(CT3+D34)、CT5/SAGs10的值。

表6

	f12/f345	f1/CT1	SDs1/SAGs1	f2/f	TTL/f
						第一实施例	－4.928	－5.952	13.475	4.104	5.819
第二实施例	－1.245	－3.331	19.992	4.331	4.633
						第三实施例	－1.243	－4.150	11.854	7.686	4.317
第四实施例	－1.376	－4.344	10.642	6.728	4.301
						第五实施例	－1.235	－4.413	9.742	10.597	4.240
	(R3+R4)/(R3－R4)	2＊Imgh/epd	(D12+CT2)/(CT3+D34)	CT5/SAGs10
						第一实施例	2.991	5.744	2.405	5.015
第二实施例	1.499	5.249	1.155	4.189
						第三实施例	5.788	4.877	1.044	3.631
第四实施例	7.771	5.302	1.009	4.062
						第五实施例	12.221	5.227	1.025	3.772

由表6可见，各实施例均满足以下条件式－5＜f12/f345＜－1、－6＜f1/CT1＜－3、9.5＜SDs1/SAGs1＜20、4＜f2/f＜11、4＜TTL/f＜6、1.4＜(R3+R4)/(R3－R4)＜12.4、4.5＜2＊Imgh/epd＜6、1＜(D12+CT2)/(CT3+D34)＜2.5、3.5＜CT5/SAGs10＜5.1。

本发明在一些实施例中还提供了一种镜头模组，包括上述的光学系统。镜头模组可以应用在交通领域及车载监控领域，如应用在车辆。安装有该镜头模组的车辆能够满足高像素及良好像质的要求，有利于提升夜间拍摄清晰度。

本发明在一些实施例中还提供了一种电子设备，包括上述的镜头模组。电子设备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、无人机、行车记录仪等车载摄像设备或者智能手表等可穿戴装置。如下将以电子设备为车辆的行车记录仪为例。电子设备包括上述的镜头模组。第一透镜具有负屈折力，有利于扩大光学系统的视场范围；第二透镜具有正屈折力，有利于平衡第一透镜朝负方向的像差，搭配朝物侧凹陷的弯月形面型设计，有利于光学系统的小型化；第三透镜具有正屈折力，搭配双凸面型，产生强正屈折力，进一步平衡第一透镜朝负方向的像差；第四透镜具有负屈折力，搭配像侧面为凹面，有利于光线的发散；第五透镜具有正屈折力，搭配双凸面型，有利于光线的汇聚，可轻松抑制从第五透镜射出光线角度较小。第一透镜和第二透镜为光学系统提供负曲折力，有利于大角度光线束透过，实现光学系统的广角化，并确保大角度视场像面亮度的提升。车辆能够满足高像素及良好像质的要求，有利于提升夜间拍摄清晰度。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简介，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，应当认为是本说明书记载的范围。

以上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本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，沿光轴方向的物侧至像侧依次包含：

第一透镜，具有负屈折力；

第二透镜，具有正屈折力，所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；

第三透镜，具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

第四透镜，具有负屈折力，所述第四透镜的像侧面为凹面；

第五透镜，具有正屈折力，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述光学系统满足条件式：－5＜f12/f345＜－1，其中，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的合成焦距，f345为所述第三透镜、所述第四透镜以及所述第五透镜的合成焦距。

2.根据权利要求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＜f1/CT1＜－3，其中，f1为所述第一透镜的焦距，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：9.5＜SDs1/SAGs1＜20，其中，SDs1为所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径，SAGs1为所述第一透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：4＜f2/f＜11，其中，f2为所述第二透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：4＜TTL/f＜6，其中，TTL为所述第一透镜物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离，f为所述光学系统的焦距。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：1.4＜(R3+R4)/(R3－R4)＜12.4，其中，R3为所述第二透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R4为所述第二透镜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，所述光学系统满足条件式：4.5＜2＊Imgh/epd＜6，其中，ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半，epd所述光学系统的入瞳直径。

8.根据权利要求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＜(D12+CT2)/(CT3+D34)＜2.5，其中，D12为第一透镜的像侧面至第二透镜的物侧面于光轴上的距离，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，D34为第三透镜的像侧面至第四透镜的物侧面于光轴上的距离。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：3.5＜CT5/SAGs10＜5.1，其中，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度，SAGs10为所述第五透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高。

10.一种镜头模组，其特征在于，包括镜筒、电子感光元件和如权利要求1至9任一项所述的光学系统，所述光学系统设置在所述镜筒内，所述电子感光元件设置于所述光学系统像侧。

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