CN113484989B - 光学系统、摄像头模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了光学系统、摄像头模组及电子设备。光学系统包括具有负屈折力的第一、二透镜，具体正屈折力的第三、六透镜和具有屈折力的第四、五透镜。第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面，第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面。光学系统满足以下条件式：84.5°/mm<FOV/EPD<99°/mm，FOV为光学系统的最大视场角，EPD为光学系统的入瞳直径。本申请通过合理配置第一透镜至第六透镜的屈折力，及第二、四、六透镜的面型，及限定FOV/EPD的范围，使得光学系统具有超广角、大光圈的特征且具有良好的成像质量。
Description
技术领域
本申请属于光学成像技术领域，尤其涉及一种光学系统、摄像头模组及电子设备。
背景技术
随着车载行业的发展，市场上对前视、先进驾驶辅助系统、行车记录仪、倒车影像等车载摄像头模组的技术要求越来越高。前视摄像头模组装在车辆前方，提供车道偏离警告、自动车道保持辅助、远光灯/近光灯控制和交通标志识别等功能。
前视摄像头模组用在停车入位时，可以很直观的看到车辆前面的障碍物使得停车入位更方便。此外，前视摄像头模组能够实现车辆在通过特殊地方(如路障，停车场等)时随时打开前视摄像头，对驾驶环境做出判断，并反馈到车辆中央系统做出正确的指令避免驾驶事故的发生。但现有的前视摄像头模组中光学系统的分辨率较低，不能实时准确的判断远距离拍摄的细节而做出预警，而且现有的前视摄像头模组中光学系统的视角窄，难以将宽范围的驾驶环境更清晰的传输到系统加以识别。
因此，如何使光学系统具有超广角的特征且具有良好的成像质量应为业界的发展方向。
发明内容
本申请实施例提供一种光学系统、摄像头模组及电子设备，该光学系统具有超广角的特征且具有良好的成像质量。
第一方面，本申请实施例提供了一种光学系统，光学系统包括多个透镜，所述多个透镜包括从物侧(物侧是指光线射入的一侧)至像侧(像侧是指光线射出的一侧)依次排布的第一透镜，具有负屈折力；第二透镜，具有负屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面；第三透镜，具有正屈折力；第四透镜，具有屈折力，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，可以理解地，第四透镜可以为正屈折力，也可以为负屈折力；第五透镜，具有屈折力，可以理解地，第五透镜可以为正屈折力，也可以为负屈折力；第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；所述光学系统满足以下条件式：84.5°/mm<FOV/EPD<99°/mm，FOV为所述光学系统的最大视场角，EPD为所述光学系统的入瞳直径。
其中，屈折力即为光焦度，表示光学系统偏折光线的能力，正屈折力表示透镜对光束起汇聚作用，负屈折力表示透镜对光束起发散作用。当透镜不具有屈折力时，即光焦度为零的情况下，即为平面折射，这时，沿轴平行光束经折射后仍是沿轴平行光束，不出现屈折现象。
本申请通过合理配置光学系统中第一透镜至第六透镜的屈折力，及第二透镜、第四透镜和第六透镜的面型，及限定FOV/EPD的范围，使得光学系统具有超广角、大光圈的特征且具有良好的成像质量。
具体地，通过限定FOV/EPD的范围可以合理控制光学系统的进光量和入瞳直径，使光学系统具有较大的视场角范围以实现超广角的特性，此外，还能体现出大光圈的效果以及较大的景深范围，即实现无限远、大角度清晰成像的情况下，也能够清晰的识别近处景物。
一种实施方式中，所述第四透镜的像侧面和所述第五透镜的物侧面胶合。本申请通过设置第四透镜和第五透镜胶合有利于校正像差。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：15.5<SDs1/Sags1<16.5，SDs1为所述第一透镜的物侧面的最大通光口径，Sags1为所述第一透镜的物侧面的最大通光口径处至第一透镜的中心点于光轴上的距离。通过限定SDs1/Sags1＞15.5的范围，避免第一透镜的物侧面面型过弯，减小第一透镜的加工难度，避免第一透镜太弯导致的镀膜不均匀的问题，而且第一透镜的物侧面面型过弯也不利于大角度光线入射至成像面，从而影响光学系统的成像质量，通过限定SDs1/Sags1<16.5，避免第一透镜物侧面过平，有利于减小鬼影产生的风险。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：13mm<f1*f2/f<23mm，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。如果f1*f2/f≥23mm，则第一透镜和第二透镜的屈折力不足，大角度光线难以入射至光学系统，不利于扩大光学系统的视场角范围；如果f1*f2/f≤13mm，则第一透镜和第二透镜的屈折力过强，易于产生较强的像散和色差，光学系统难以具备高分辨率的成像特性。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：-20<Rs3/CT2<-2.8，Rs3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。通过限定Rs3/CT2的合理范围，有利于增加入射光线的角度，以使入射光线的角度经第一透镜折射后增大，从而充满光瞳，并充分入射至高像素的成像面，获得更宽的视场范围，此外，光学系统还能具有高像素的特点。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：2<f3/f<3.1，f3为所述第三透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。通过限定f3/f的合理范围，有利于校正光学系统的像差。光线由具有较强负屈折力的第一透镜和第二透镜射出，边缘光线射入成像面时易产生较大的场曲，因此，通过设置具有正屈折力的第三透镜，有利于校正边缘像差，提升成像解析度。如果f3/f≤2或者f3/f≥3.1则不利校正光学系统的像差，从而降低成像品质。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.1<CT4/CT5<3.1，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度，CT5所述第五透镜于光轴上的厚度。通过限定CT4/CT5的合理范围对第四透镜和第五透镜的厚度进行合理配置，有利于保证光学系统的紧凑结构，实现光学系统的小型化。此外，第四透镜与第五透镜厚度差异过大时则不利于胶合工艺，具体而言，第四透镜与第五透镜厚度差异过大会导致高低温环境变化较大的情况下，因厚度差异而产生的冷热变形量差异较大，易产生胶裂或脱胶等现象，本实施方式中通过限定CT4/CT5的合理范围能够避免第四透镜与第五透镜厚度差异过大，有利于第四透镜和第五透镜的胶合。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：-19.5mm<f4*f5/f<-4.5mm，f4为所述第四透镜的焦距，f5为所述第五透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。通过限定f4*f5/f的范围，对四透镜和第五透镜的屈折力进行合理配置，有利于校正光线经过第一透镜至第三透镜的折射而产生的像差，有利于提升系统解像力。如果f4*f5/f≥-4.5mm，则不利于抑制因成像区域周边的光束造成的高阶像差，如果f4*f5/f≤19.5mm，则不利于抑制消色差，难以得到高分辨性能。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：8<TTL/f<9.5，TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，f为所述光学系统的焦距。通过限定TTL/f的范围，可以满足光学系统的大视场角需求，有利于控制光学系统的光学总长。如果TTL/f≥9.5，光学系统总长过长，不利于小型化；如果TTL/f≤8，光学系统的焦距过长，不利于满足光学系统的视场角范围，无法获得足够的物空间信息。
第二方面，本申请提供一种摄像头模组，包括感光元件和前述任意一种实施方式所述的光学系统，所述感光元件位于所述光学系统的像侧。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括所述的摄像头模组。
本申请通过合理配置光学系统中第一透镜至第六透镜的屈折力，及第二透镜、第四透镜和第六透镜的面型，及限定FOV/EPD的范围，使得光学系统具有超广角、大光圈的特征且具有良好的成像质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请第一实施例提供的光学系统的结构示意图；
图2是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；
图3是本申请第二实施例提供的光学系统的结构示意图；
图4是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；
图5是本申请第三实施例提供的光学系统的结构示意图；
图6是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；
图7是本申请第四实施例提供的光学系统的结构示意图；
图8是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；
图9是本申请第五实施例提供的光学系统的结构示意图；
图10是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；
图11是本申请提供的光学系统应用在电子设备中的示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
本申请提供的一种光学系统包括六个透镜，六个透镜从物侧至像侧依序分布分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。
具体的，六片透镜的面型及屈折力如下：
第一透镜，具有负屈折力；第二透镜，具有负屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面；第三透镜，具有正屈折力；第四透镜，具有屈折力，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，可以理解地，第四透镜可以为正屈折力，也可以为负屈折力；第五透镜，具有屈折力，可以理解地，第五透镜可以为正屈折力，也可以为负屈折力；第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面。
所述光学系统满足以下条件式：84.5°/mm<FOV/EPD<99°/mm，FOV为所述光学系统的最大视场角，EPD为所述光学系统的入瞳直径。
本申请通过合理配置光学系统中第一透镜至第六透镜的屈折力，及第二透镜、第四透镜和第六透镜的面型，及限定FOV/EPD的范围，使得光学系统具有超广角、大光圈的特征且具有良好的成像质量。
具体地，通过限定FOV/EPD的范围可以合理控制光学系统的进光量和入瞳直径，使光学系统具有较大的视场角范围以实现超广角的特性，此外，还能体现出大光圈的效果以及较大的景深范围，即实现无限远、大角度清晰成像的情况下，也能够清晰的识别近处景物。
一种实施方式中，所述第四透镜的像侧面和所述第五透镜的物侧面胶合。本申请通过设置第四透镜和第五透镜胶合有利于校正像差。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：15.5<SDs1/Sags1<16.5，SDs1为所述第一透镜的物侧面的最大通光口径，Sags1为所述第一透镜的物侧面的最大通光口径处至第一透镜的中心点于光轴上的距离。通过限定SDs1/Sags1＞15.5的范围，避免第一透镜的物侧面面型过弯，减小第一透镜的加工难度，避免第一透镜太弯导致的镀膜不均匀的问题，而且第一透镜的物侧面面型过弯也不利于大角度光线入射至成像面，从而影响光学系统的成像质量，通过限定SDs1/Sags1<16.5，避免第一透镜物侧面过平，有利于减小鬼影产生的风险。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：13mm<f1*f2/f<23mm，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。如果f1*f2/f≥23mm，则第一透镜和第二透镜的屈折力不足，大角度光线难以入射至光学系统，不利于扩大光学系统的视场角范围；如果f1*f2/f≤13mm，则第一透镜和第二透镜的屈折力过强，易于产生较强的像散和色差，光学系统难以具备高分辨率的成像特性。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：-20<Rs3/CT2<-2.8，Rs3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。通过限定Rs3/CT2的合理范围，有利于增加入射光线的角度，以使入射光线的角度经第一透镜折射后增大，从而充满光瞳，并充分入射至高像素的成像面，获得更宽的视场范围，此外，光学系统还能具有高像素的特点。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：2<f3/f<3.1，f3为所述第三透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。通过限定f3/f的合理范围，有利于校正光学系统的像差。光线由具有较强负屈折力的第一透镜和第二透镜射出，边缘光线射入成像面时易产生较大的场曲，因此，通过设置具有正屈折力的第三透镜，有利于校正边缘像差，提升成像解析度。如果f3/f≤2或者f3/f≥3.1则不利校正光学系统的像差，从而降低成像品质。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.1<CT4/CT5<3.1，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度，CT5所述第五透镜于光轴上的厚度。通过限定CT4/CT5的合理范围对第四透镜和第五透镜的厚度进行合理配置，有利于保证光学系统的紧凑结构，实现光学系统的小型化。此外，第四透镜与第五透镜厚度差异过大时则不利于胶合工艺，具体而言，第四透镜与第五透镜厚度差异过大会导致高低温环境变化较大的情况下，因厚度差异而产生的冷热变形量差异较大，易产生胶裂或脱胶等现象，本实施方式中通过限定CT4/CT5的合理范围能够避免第四透镜与第五透镜厚度差异过大，有利于第四透镜和第五透镜的胶合。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：-19.5mm<f4*f5/f<-4.5mm，f4为所述第四透镜的焦距，f5为所述第五透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。通过限定f4*f5/f的范围，对四透镜和第五透镜的屈折力进行合理配置，有利于校正光线经过第一透镜至第三透镜的折射而产生的像差，有利于提升系统解像力。如果f4*f5/f≥-4.5mm，则不利于抑制因成像区域周边的光束造成的高阶像差，如果f4*f5/f≤19.5mm，则不利于抑制消色差，难以得到高分辨性能。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：8<TTL/f<9.5，TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，f为所述光学系统的焦距。通过限定TTL/f的范围，可以满足光学系统的大视场角需求，有利于控制光学系统的光学总长。如果TTL/f≥9.5，光学系统总长过长，不利于小型化；如果TTL/f≤8，光学系统的焦距过长，不利于满足光学系统的视场角范围，无法获得足够的物空间信息。
以下通过五个具体的实施例对本申请进行详细的说明。
实施例一
如图1所示，直线11表示光轴，第一个透镜L1远离第二透镜L2的一侧为物侧12，第六透镜L6远离第五透镜L5的一侧为像侧13。本实施例提供的光学系统中，从物侧12到像侧13依次为第一个透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、红外滤光片IRCF、保护玻璃CG。
第一透镜L1具有负屈折力，且为玻璃材质，其物侧面S1于近光轴处为凸面，其像侧面S2于近光轴处为凹面，并皆为球面。
第二透镜L2具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S3和像侧面S4于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。
第三透镜L3具有正屈折力，且为玻璃材质，其物侧面S5于近光轴处为凹面，其像侧面S6于近光轴处为凸面，并皆为球面。
第四透镜L4具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S7于近光轴处为凸面，其像侧面S8于近光轴处为凹面，且皆为非球面。
第五透镜L5具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凸面，并皆为非球面。
第六透镜L6具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S11和像侧面S12于近光轴处均为凸面，并皆为非球面。
光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧或任意两个相邻的透镜之间，本实施例中的光阑STO设置在第三透镜L3和第四透镜L4之间。
红外滤光片IRCF设置在第六透镜L6之后，包括物侧面S13和像侧面S14，红外滤光片IRCF用于过滤掉红外光线，使得射入成像面的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm，红外滤光片IRCF的材质为玻璃。
保护玻璃CG位于红外滤光片IRCF之后，包括物侧面S15和像侧面S16，保护玻璃CG用于保护感光元件，避免感光元件裸露在外面，使感光元件不受灰尘等的影响，保证成像质量。
成像面S17为被摄物体的光通过光学系统后形成的像所在的面。
本实施例的第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9胶合，有利于校正像差。
表1a示出了本实施例的光学系统的特性表格，其中，本实施例中的曲率半径是各透镜于光轴处的曲率半径，折射率和阿贝数的参考波长为587.6nm。另外，透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜在光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至像侧方向的后一表面在光轴上的距离；光阑ST0于“厚度”参数列中的数值为光阑ST0至后一表面顶点(顶点指表面与光轴的交点)在光轴上的距离，我们默认第一透镜L1物侧面到最后一枚透镜像侧面的方向为光轴的正方向，当该值为负时，表明光阑ST0设置于该表面顶点的右侧，若光阑STO厚度为正值时，光阑在该表面顶点的左侧。本实施例光学系统的参考波长为546.07nm。
表1a
其中，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，FOV为光学系统的最大视场角。
S8/S9是指第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9，第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9胶合在一起，因此，在数据上体现为一个面。
在本实施例中，第一透镜L1至第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型可利用但不限于以下非球面公式进行限定：
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。
表1b给出了可用于第一实施例中各非球面镜面S3、S4、S7、S8/S9、S10、S11、S12的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表1b
图2示出了第一实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线、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，纵向球差曲线的参考波长为656.2700nm、587.5600nm、546.0700nm、486.1300nm、435.8400nm；像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，S表示弧矢方向，T表示子午方向，像散曲线的参考波长为546.0700nm；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，畸变曲线的参考波长为546.0700nm。根据图2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。
实施例二
如图3所示，直线11表示光轴，第一个透镜L1远离第二透镜L2的一侧为物侧12，第六透镜L6远离第五透镜L5的一侧为像侧13。本实施例提供的光学系统中，从物侧12到像侧13依次为第一个透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、红外滤光片IRCF、保护玻璃CG。
第一透镜L1具有负屈折力，且为玻璃材质，其物侧面S1于近光轴处为凸面，其像侧面S2于近光轴处为凹面，并皆为球面。
第二透镜L2具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S3和像侧面S4于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。
第三透镜L3具有正屈折力，且为玻璃材质，其物侧面S5于近光轴处为凹面，其像侧面S6于近光轴处为凸面，并皆为球面。
第四透镜L4具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S7于近光轴处为凸面，其像侧面S8于近光轴处为凹面，且皆为非球面。
第五透镜L5具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凸面，并皆为非球面。
第六透镜L6具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S11和像侧面S12于近光轴处均为凸面，并皆为非球面。
光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧或任意两个相邻的透镜之间，本实施例中的光阑STO设置在第三透镜L3和第四透镜L4之间。
红外滤光片IRCF设置在第六透镜L6之后，包括物侧面S13和像侧面S14，红外滤光片IRCF用于过滤掉红外光线，使得射入成像面的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm，红外滤光片IRCF的材质为玻璃。
保护玻璃CG位于红外滤光片IRCF之后，包括物侧面S15和像侧面S16，保护玻璃CG用于保护感光元件，避免感光元件裸露在外面，使感光元件不受灰尘等的影响，保证成像质量。
成像面S17为被摄物体的光通过光学系统后形成的像所在的面。
本实施例的第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9胶合，有利于校正像差。
表2a示出了本实施例的光学系统的特性表格，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。其中，本实施例中的曲率半径是各透镜于光轴处的曲率半径，折射率和阿贝数的参考波长为587.6nm。本实施例光学系统的参考波长为546.07nm。
表2a
其中，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，FOV为光学系统的最大视场角。
S8/S9是指第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9，第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9胶合在一起，因此，在数据上体现为一个面。
表2b给出了可用于第二实施例中各非球面镜面S3、S4、S7、S8/S9、S10、S11、S12的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20，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 | S11 | S12 |
| K | -3.75E+00 | 5.32E+00 | 5.06E+00 | -7.87E+00 | -9.59E+09 | 1.90E+00 | -8.96E+00 |
| A4 | 1.41E-03 | 8.03E-02 | -3.16E-03 | -1.42E-03 | 1.26E-03 | 3.87E-03 | -7.20E-03 |
| A6 | -6.13E-04 | -9.49E-03 | 6.63E-03 | 1.02E-03 | -6.26E-03 | -1.13E-03 | -6.18E-04 |
| A8 | -1.50E-05 | 2.50E-04 | -8.92E-04 | -6.34E-03 | 8.72E-03 | 5.73E-03 | -1.57E-05 |
| A10 | 2.07E-05 | -9.03E-04 | 1.82E-05 | 1.57E-04 | -7.26E-04 | -6.55E-04 | 9.08E-05 |
| A12 | -1.08E-06 | 7.42E-05 | -6.02E-05 | -9.62E-04 | 2.58E-05 | 5.34E-05 | -2.04E-06 |
| A14 | 8.96E-07 | -8.71E-06 | 8.93E-06 | 5.16E-05 | -7.01E+06 | -2.71E-07 | 9.58E-07 |
| A16 | -9.97E-09 | 8.97E-08 | -1.66E-08 | -7.38E-05 | 1.38E-08 | 8.52E-08 | -9.94E-08 |
| A18 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
| A20 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
图4示出了第二实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线、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，纵向球差曲线的参考波长为656.2700nm、587.5600nm、546.0700nm、486.1300nm、435.8400nm；像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，S表示弧矢方向，T表示子午方向，像散曲线的参考波长为546.0700nm；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，畸变曲线的参考波长为546.0700nm。根据图4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。
实施例三
如图5所示，直线11表示光轴，第一个透镜L1远离第二透镜L2的一侧为物侧12，第六透镜L6远离第五透镜L5的一侧为像侧13。本实施例提供的光学系统中，从物侧12到像侧13依次为第一个透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、红外滤光片IRCF、保护玻璃CG。
第一透镜L1具有负屈折力，且为玻璃材质，其物侧面S1于近光轴处为凸面，其像侧面S2于近光轴处为凹面，并皆为球面。
第二透镜L2具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S3和像侧面S4于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。
第三透镜L3具有正屈折力，且为玻璃材质，其物侧面S5和像侧面S6于近光轴处均为凸面，并皆为球面。
第四透镜L4具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S7和像侧面S8于近光轴处均为凸面，且皆为非球面。
第五透镜L5具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。
第六透镜L6具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S11和像侧面S12于近光轴处均为凸面，并皆为非球面。
光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧或任意两个相邻的透镜之间，本实施例中的光阑STO设置在第三透镜L3和第四透镜L4之间。
红外滤光片IRCF设置在第六透镜L6之后，包括物侧面S13和像侧面S14，红外滤光片IRCF用于过滤掉红外光线，使得射入成像面的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm，红外滤光片IRCF的材质为玻璃。
保护玻璃CG位于红外滤光片IRCF之后，包括物侧面S15和像侧面S16，保护玻璃CG用于保护感光元件，避免感光元件裸露在外面，使感光元件不受灰尘等的影响，保证成像质量。
成像面S17为被摄物体的光通过光学系统后形成的像所在的面。
本实施例的第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9胶合，有利于校正像差。
表3a示出了本实施例的光学系统的特性表格，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。其中，本实施例中的曲率半径是各透镜于光轴处的曲率半径，折射率和阿贝数的参考波长为587.6nm。本实施例光学系统的参考波长为546.07nm。
表3a
其中，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，FOV为光学系统的最大视场角。
S8/S9是指第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9，第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9胶合在一起，因此，在数据上体现为一个面。
表3b给出了可用于第三实施例中各非球面镜面S3、S4、S7、S8/S9、S10、S11、S12的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20，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 | S11 | S12 |
| K | -2.20E+00 | -8.48E+00 | 1.60E+00 | 9.79E-03 | -8.35E+00 | -2.94E+00 | -8.91E+00 |
| A4 | 2.12E-03 | 9.52E-01 | 3.11E-03 | -1.72E-02 | -1.23E-02 | -6.42E-02 | -1.61E-04 |
| A6 | -1.28E-04 | -6.04E-03 | -8.77E-04 | 4.50E-02 | 7.65E-02 | 3.71E-03 | -3.77E-04 |
| A8 | 2.44E-05 | 8.96E-04 | 1.66E-05 | -9.55E-02 | -6.49E-04 | -7.74E-04 | 4.56E-05 |
| A10 | -1.12E-07 | -9.42E-05 | 1.28E-06 | 4.89E-04 | 5.51E-04 | 1.99E-05 | -1.11E-05 |
| A12 | -7.36E-08 | 1.57E-07 | -6.37E-06 | -9.37E-05 | -5.03E+05 | -7.44E-06 | 2.08E-07 |
| A14 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
| A16 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
| A18 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
| A20 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
图6示出了第三实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线、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，纵向球差曲线的参考波长为656.2700nm、587.5600nm、546.0700nm、535.0000nm、435.8400nm；像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，S表示弧矢方向，T表示子午方向，像散曲线的参考波长为546.0700nm；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，畸变曲线的参考波长为546.0700nm。根据图6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。
实施例四
如图7所示，直线11表示光轴，第一个透镜L1远离第二透镜L2的一侧为物侧12，第六透镜L6远离第五透镜L5的一侧为像侧13。本实施例提供的光学系统中，从物侧12到像侧13依次为第一个透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、红外滤光片IRCF、保护玻璃CG。
第一透镜L1具有负屈折力，且为玻璃材质，其物侧面S1于近光轴处为凸面，其像侧面S2于近光轴处为凹面，并皆为球面。
第二透镜L2具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S3和像侧面S4于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。
第三透镜L3具有正屈折力，且为玻璃材质，其物侧面S5和像侧面S6于近光轴处均为凸面，并皆为球面。
第四透镜L4具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S7和像侧面S8于近光轴处为凸面，且皆为非球面。
第五透镜L5具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。
第六透镜L6具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S11和像侧面S12于近光轴处均为凸面，并皆为非球面。
光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧或任意两个相邻的透镜之间，本实施例中的光阑STO设置在第三透镜L3和第四透镜L4之间。
红外滤光片IRCF设置在第六透镜L6之后，包括物侧面S13和像侧面S14，红外滤光片IRCF用于过滤掉红外光线，使得射入成像面的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm，红外滤光片IRCF的材质为玻璃。
保护玻璃CG位于红外滤光片IRCF之后，包括物侧面S15和像侧面S16，保护玻璃CG用于保护感光元件，避免感光元件裸露在外面，使感光元件不受灰尘等的影响，保证成像质量。
成像面S17为被摄物体的光通过光学系统后形成的像所在的面。
本实施例的第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9胶合，有利于校正像差。
表4a示出了本实施例的光学系统的特性表格，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。其中，本实施例中的曲率半径是各透镜于光轴处的曲率半径，折射率和阿贝数的参考波长为587.6nm。本实施例光学系统的参考波长为546.07nm。
表4a
其中，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，FOV为光学系统的最大视场角。
S8/S9是指第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9，第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9胶合在一起，因此，在数据上体现为一个面。
表4b给出了可用于第四实施例中各非球面镜面S3、S4、S7、S8/S9、S10、S11、S12的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20，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 | S11 | S12 |
| K | -3.85E+00 | -2.89E+00 | 1.04E+00 | 7.07E+00 | -2.07E+00 | -1.36E+00 | -8.32E+00 |
| A4 | 3.94E-03 | 9.66E-02 | 8.39E-03 | -9.27E-01 | -1.94E-02 | -8.70E-02 | -2.78E-05 |
| A6 | -4.87E-04 | -7.49E-03 | -7.47E-04 | 2.49E-02 | 9.86E-02 | 2.13E-03 | -8.10E-03 |
| A8 | 3.57E-05 | 5.35E-04 | 3.09E-05 | -5.20E-03 | -7.06E-03 | -2.00E-04 | 7.60E-04 |
| A10 | -8.46E-06 | -7.65E-06 | -2.03E-06 | 5.75E-04 | 9.46E-04 | 2.63E-05 | -9.27E-05 |
| A12 | 9.40E-08 | 8.04E-07 | -8.21E+04 | -7.53E-05 | -1.83E-06 | -1.41E-06 | 5.88E-06 |
| A14 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
| A16 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
| A18 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
| A20 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
图8示出了第四实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线、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，纵向球差曲线的参考波长为656.2700nm、587.5600nm、546.0700nm、535.0000nm、435.8400nm；像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，S表示弧矢方向，T表示子午方向，像散曲线的参考波长为546.0700nm；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，畸变曲线的参考波长为546.0700nm。根据图8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。
实施例五
如图9所示，直线11表示光轴，第一个透镜L1远离第二透镜L2的一侧为物侧12，第六透镜L6远离第五透镜L5的一侧为像侧13。本实施例提供的光学系统中，从物侧12到像侧13依次为第一个透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、红外滤光片IRCF、保护玻璃CG。
第一透镜L1具有负屈折力，且为玻璃材质，其物侧面S1于近光轴处为凸面，其像侧面S2于近光轴处为凹面，并皆为球面。
第二透镜L2具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S3和像侧面S4于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。
第三透镜L3具有正屈折力，且为玻璃材质，其物侧面S5和像侧面S6于近光轴处均为凸面，并皆为球面。
第四透镜L4具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S7和像侧面S8于近光轴处均为凸面，且皆为非球面。
第五透镜L5具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。
第六透镜L6具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S11和像侧面S12于近光轴处均为凸面，并皆为非球面。
光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧或任意两个相邻的透镜之间，本实施例中的光阑STO设置在第三透镜L3和第四透镜L4之间。
红外滤光片IRCF设置在第六透镜L6之后，包括物侧面S13和像侧面S14，红外滤光片IRCF用于过滤掉红外光线，使得射入成像面的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm，红外滤光片IRCF的材质为玻璃。
保护玻璃CG位于红外滤光片IRCF之后，包括物侧面S15和像侧面S16，保护玻璃CG用于保护感光元件，避免感光元件裸露在外面，使感光元件不受灰尘等的影响，保证成像质量。
成像面S17为被摄物体的光通过光学系统后形成的像所在的面。
本实施例的第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9胶合，有利于校正像差。
表5a示出了本实施例的光学系统的特性表格，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。其中，本实施例中的曲率半径是各透镜于光轴处的曲率半径，折射率和阿贝数的参考波长为587.6nm。本实施例光学系统的参考波长为546.07nm。
表5a
其中，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，FOV为光学系统的最大视场角。
S8/S9是指第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9，第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S9胶合在一起，因此，在数据上体现为一个面。
表5b给出了可用于第五实施例中各非球面镜面S3、S4、S7、S8/S9、S10、S11、S12的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20，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 | S11 | S12 |
| K | -1.50E+01 | -5.11E+00 | 9.68E+00 | 1.08E+00 | -7.11E+00 | -1.55E+00 | -9.30E+00 |
| A4 | 9.12E-02 | 6.36E-02 | 7.99E-03 | -8.85E-01 | -5.07E-02 | -9.94E-02 | 6.77E-03 |
| A6 | -1.20E-03 | -1.61E-03 | -7.20E-04 | 9.40E-02 | 9.46E-02 | 8.31E-03 | -7.98E-04 |
| A8 | 2.72E-04 | 3.59E-04 | 6.00E-04 | -4.50E-02 | -7.43E-03 | -2.87E-04 | -9.66E-05 |
| A10 | -2.85E-05 | -1.85E-05 | -9.67E-05 | 8.57E-03 | 8.41E-03 | 3.58E-06 | -5.57E-06 |
| A12 | 1.45E-06 | 8.19E-07 | 4.52E-06 | -9.96E-04 | -9.24E-04 | 7.03E-05 | 8.03E-07 |
| A14 | -8.40E-07 | 9.16E-07 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 9.08E-05 | -9.05E-06 | 0.00E+00 |
| A16 | 3.64E-09 | -6.74E-08 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | -1.36E-07 | 1.75E-08 | 0.00E+00 |
| A18 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
| A20 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
图10示出了第五实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线、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，纵向球差曲线的参考波长为656.2700nm、587.5600nm、546.0700nm、535.0000nm、435.8400nm；像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，S表示弧矢方向，T表示子午方向，像散曲线的参考波长为546.0700nm；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，畸变曲线的参考波长为546.0700nm。根据图10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。
需要说明的是，本申请的五个实施例中以六个透镜为例进行了描述，但是本申请提供的光学系统中的多个透镜包括但不限于第一透镜至第六透镜，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可以改变光学系统中透镜的数量，来获得本申请说明书中描述的效果。示例性的，本申请的光学系统还可以包括第七透镜、第八透镜等。
表6为第一实施例至第五实施例的光学系统的FOV/EPD、SDs1/Sags1、f1*f2/f、Rs3/CT2、f3/f、CT4/CT5、f4*f5/f、TTL/f的值。
表6
由表6可见，各实施例均能满足：84.5°/mm<FOV/EPD<99°/mm，15.5<SDs1/Sags1<16.5，13mm<f1*f2/f<23mm，-20<Rs3/CT2<-2.8，2<f3/f<3.1，0.1<CT4/CT5<3.1，8<TTL/f<9.5，-19.5mm<f4*f5/f<-4.5mm。
参阅图11，本申请涉及的光学系统应用在电子设备30中的摄像头模组20。电子设备30可以为手机、平板电脑、无人机、计算机、车辆等设备。摄像头模组20的感光元件位于光学系统的像侧，摄像头模组20组装在电子设备30内部。
本申请提供一种摄像头模组，包括感光元件和本申请实施例提供的光学系统，感光元件位于光学系统的像侧，用于将穿过第一透镜至第六透镜且入射到电子感光元件上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(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)或电荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)。通过在摄像头模组内安装该光学系统，使摄像头模组具有超广角的特征且具有良好的成像质量。
本申请还提供一种电子设备，该电子设备包括本申请实施例提供的摄像头模组。该电子设备可以为手机、平板电脑、无人机、计算机、车辆等。通过在电子设备内安装该摄像头模组，使电子设备具有超广角的特征且具有良好的成像质量。
以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (11)
1.一种光学系统，其特征在于，包括多个透镜，所述多个透镜包括从物侧至像侧依次排布的：
第一透镜，具有负屈折力；
第二透镜，具有负屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面；
第三透镜，具有正屈折力；
第四透镜，具有屈折力，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
第五透镜，具有屈折力；
第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；
所述光学系统满足以下条件式：
84.5°/mm<FOV/EPD<99°/mm，
FOV为所述光学系统的最大视场角，EPD为所述光学系统的入瞳直径。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第四透镜的像侧面和所述第五透镜的物侧面胶合。
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：
15.5<SDs1/Sags1<16.5，
SDs1为所述第一透镜的物侧面的最大通光口径，Sags1为所述第一透镜的物侧面的最大通光口径处至第一透镜的中心点于光轴上的距离。
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：
13mm<f1*f2/f<23mm，
f1为所述第一透镜的焦距，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：
-20<Rs3/CT2<-2.8，
Rs3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT2为所述第二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，所述光学系统满足条件式：
2<f3/f<3.1，
f3为所述第三透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。
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：
0.1<CT4/CT5<3.1，
CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度，CT5所述第五透镜于光轴上的厚度。
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：
-19.5mm<f4*f5/f<-4.5mm，
f4为所述第四透镜的焦距，f5为所述第五透镜的焦距，f为所述光学系统的焦距。
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：
8<TTL/f<9.5，
TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，f为所述光学系统的焦距。
10.一种摄像头模组，其特征在于，包括感光元件和如权利要求1至9任一项所述的光学系统，所述感光元件位于所述光学系统的像侧。
11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的摄像头模组。
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