CN113687499B - 光学系统、镜头模组和电子设备 - Google Patents

光学系统、镜头模组和电子设备 Download PDF

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Abstract

一种光学系统、镜头模组和电子设备，光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包含：第一透镜至第八透镜，第一、第三和第七透镜具有正屈折力，第二和第八透镜具有负屈折力；第一透镜至第三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；第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面；第七透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；第八透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；光学系统满足关系式：54deg<FOV/FNO<57deg；其中，FOV为光学系统的最大视场角，FNO为光学系统的光圈数。通过对第一透镜至第八透镜的面型和屈折力进行合理设计，并使光学系统满足上述关系式，有利于使光学系统在暗光拍摄条件下实现高质量成像。

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
如今，随着科技的更新换代，消费者对移动电子产品的成像质量要求也越来越高。目前，八片式成像镜头组具有明显优势，能够获得更高的解析力，用于高端移动电子产品，可改善拍摄的画质感、提高分辨率以及清晰度。另一方面，光电耦合器CCD及CMOS等感光元件伴随着科技进步在性能上的改进，为拍摄高质量的像质提供了可能，给人们带来了更高画质感的拍摄体验。因此，光学系统设计的性能提升成为目前摄像头提升拍摄质量的关键因素。
但是，传统的八片式成像镜头组针对暗光拍摄条件（如阴雨天、黄昏、星空）时成像质量不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学系统、镜头模组和电子设备，能够在暗光拍摄条件下实现高质量成像。
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，沿光轴方向由物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有正屈折力，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凹面；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凸面，像侧面于近光轴处为凹面；第三透镜，具有正屈折力，所述第三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；第四透镜，具有屈折力；第五透镜，具有屈折力；第六透镜，具有屈折力，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面；第七透镜，具有正屈折力，所述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，所述第八透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；所述光学系统具有屈折力的部分由所述第一透镜至所述第八透镜组成，所述光学系统还满足关系式：54deg<FOV/FNO<57deg；其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，FNO为所述光学系统的光圈数。进一步的，在其中一个实施方式中，在满足关系式54deg<FOV/FNO<57deg的前提下，所述光学系统还满足以下关系式：FNO<1.5。
其中，通过使光学系统包含具有正屈折力的第一透镜、负屈折力的第二透镜以及正屈折力的第三透镜的组合，利于增大光学系统的孔径，提升光学系统的进光量的同时，获取更好的成像效果。具有屈折力的第四透镜有利于矫正光学系统的像散，具有正屈折力的第七透镜有利于矫正光学系统的慧差；具有负屈折力的第八透镜有助于矫正光学系统的场曲；第一透镜、第二透镜、第三透镜的物侧面于光轴处为凸面、像侧面于光轴处为凹面，均采用弯月形面型，有利于扩大光学系统的视场角，获得更大的视野效果，对光学系统的球差以及像散实现良好的补偿作用，第八透镜的像侧面于光轴处为凹面，有利于确保光学系统具有足够的调焦范围，可以降低光学系统的敏感度，使光学系统利于工程制造。同时，使光学系统满足上述关系时，能够合理控制光学系统的视场角及通光量，改善边缘视场的畸变，并防止光学系统光通量过大。当FOV/FNO ＞57deg时，光学系统的视场角过大，造成边缘视场畸变过大，图像外围会出现扭曲现象，另外也会导致光圈数过小，使得光学系统的通光量过大，导致非有效光线也一并到达成像面，致使成像(特别是边缘视场处)出现如球差、场曲等像差，进而导致光学系统的成像性能下降；当FOV/FNO＜54deg时，造成光学系统的通光量不足，拍摄出的画面清晰度下降。通过控制FNO<1.5，可以保证光学系统具有超大孔径的特性，让光学系统有足够的进光量，使拍摄图像更加清晰，并实现拍摄高质量夜景、星空等光亮度较低的物空间场景。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1.3<TTL/Imgh<1.55；其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到所述光学系统的成像面于光轴上的距离，Imgh为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述关系式，有利于实现光学系统的超薄特性，满足光学系统小型化的要求。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：8.0<|R5+R6|/|R5-R6|<10；其中，R5为所述第三透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R6为所述第三透镜像侧面于光轴处的曲率半径。保证第三透镜的曲率半径满足此条件式，可以有效控制第三透镜的厚薄比走势，有利于降低镜片制造的敏感度，而且可以平衡光学系统的高级彗差，提高光学系统的成像质量。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.25<|f8/(f2+f3)|<0.4；或，0.5<f7/f<0.75；其中，f2为所述第二透镜的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距，f8为所述第八透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距，f7为所述第七透镜的有效焦距。当光学系统满足关系式0.25<|f8/(f2+f3)|<0.4时，通过控制第八透镜与第二透镜和第三透镜之和的比值在一定的范围内，能够合理分配第二透镜、第三透镜以及第八透镜的球差贡献，从而使得光学系统轴上区域具有良好的成像质量；当光学系统满足关系式0.5<f7/f<0.75时，通过控制第七透镜的有效焦距和整个光学系统的有效焦距的比值在一定的范围内，从而相对于整个光学系统的有效焦距来说，第七透镜的光焦度不会过强，能够校正高级球差，使得光学系统具有良好的成像质量。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1.0<|SAG61/CT6|<1.5；其中，SAG61为所述第六透镜物侧面最大有效通光孔径处至所述第六透镜物侧面与所述光轴的交点平行于光轴方向上的距离，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式，有利于降低第六透镜的敏感度，且利于镜片的加工成型，更好地实现工程制造。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.2<D6/CT7<1.0；其中，D6为所述第六透镜像侧面至所述第七透镜物侧面在光轴上的空气间隔，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度。保证第六透镜和第七透镜的空气间隙和第七透镜的厚度比在一定的范围内，可以有效地平衡光学系统产生的高级像差，且利于工程制作中的场曲调整，提高光学系统的成像质量。当高于关系式上限时，第六透镜像侧面至所述第七透镜物侧面在光轴上的空气间隔过大，导致光学系统的主光线角度过小，难以与芯片的主光线角度匹配，易导致成像面相对亮度不足，从而容易出现暗角；当低于关系式下限时，第七透镜于光轴上的厚度过大，不利于平衡光学系统的高级像差。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.1<R12/R13<0.5；或，1.1<TTL/f<1.5；其中，R12为所述第六透镜像侧面于光轴处的曲率半径，R13为所述第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径，TTL为所述第一透镜的物侧面到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。当光学系统满足关系式0.1<R12/R13<0.5时，通过合理控制第六透镜和第七透镜的曲率半径的比值，可以有效地平衡光学系统的像差，降低光学系统的敏感度，提高光学系统的性能。当R12/R13≤0.1时，第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径过小，导致面型过于弯曲，边缘光线经第六透镜像侧面出射角度过大，光学系统的敏感度会增大，不利于工程制造；当R12/R13≥0.5时，第七透镜的像侧面于光轴处的曲率半径过小，导致面型过于弯曲，难以矫正光学系统的场曲像差，易导致边缘光线的出射角度过大，难以正常成像，从而使光学系统的性能不佳；当光学系统满足上述关系式1.1<TTL/f<1.5时，在有利于光学系统的长度的压缩的同时，还能防止光学系统的视场角过大，使光学系统能够在小型化设计以及降低大视场所带来的像差之间取得平衡。当TTL/f≤1.1时，光学系统的光学长度过短，透镜之间排布紧凑，会造成光学系统敏感度加大的问题，导致像差修正困难。或者会导致光学系统的视场角过小，难以满足大视场特性；当TTL/f≥1.5时，光学系统的光学长度过长，不利于小型化设计，且边缘视场的光线难以成像在成像面的有效成像区域上，从而造成成像信息不全。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：15<(SD81+SD82)/(SD82-SD81)<31；其中，SD81为所述第八透镜物侧面的最大有效半径，SD82为所述第八透镜像侧面的最大有效半径。通过控制第八透镜的有效半径在合理的范围内，有利于控制光学系统的组立段差，且利于加工成型以及使外视场获得较高的通光量。
第二方面，本发明还提供了一种镜头模组，该镜头模组包括镜筒、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，所述感光元件设于所述光学系统的像侧。通过在镜头模组中加入本发明提供的光学系统，能够在暗光拍摄条件下实现高质量成像。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体和第二方面所述的镜头模组，所述镜头模组设置在所述壳体内。通过在电子设备中加入本发明提供的镜头模组，能够在暗光拍摄条件下实现高质量成像。
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1示出了第一实施例的光学系统的结构示意图；
图2示出了第一实施例的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图3示出了第二实施例的光学系统的结构示意图；
图4示出了第二实施例的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图5示出了第三实施例的光学系统的结构示意图；
图6示出了第三实施例的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图7示出了第四实施例的光学系统的结构示意图；
图8示出了第四实施例的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图9示出了第五实施例的光学系统的结构示意图；
图10示出了第五实施例的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图11示出了第六实施例的光学系统的结构示意图；
图12示出了第六实施例的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图。
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。
本发明提供了一种光学系统，沿光轴方向由物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有正屈折力，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凹面；第二透镜，具有负屈折力，第二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；第三透镜，具有正屈折力，第三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；第四透镜，具有屈折力；第五透镜，具有屈折力；第六透镜，具有屈折力，第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面；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，第八透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；光学系统具有屈折力的部分由第一透镜至第八透镜组成，光学系统还满足关系式：54deg<FOV/FNO<57deg；其中，FOV为光学系统的最大视场角，FNO为光学系统的光圈数。进一步的，在其中一个实施方式中，在满足关系式54deg<FOV/FNO<57deg的前提下，光学系统还满足以下关系式：FNO<1.5。
其中，通过使光学系统包含具有正屈折力的第一透镜、负屈折力的第二透镜以及正屈折力的第三透镜的组合，利于增大光学系统的孔径，提升光学系统的进光量的同时，获取更好的成像效果。具有屈折力的第四透镜有利于矫正光学系统的像散，具有正屈折力的第七透镜，有利于矫正光学系统的慧差；具有负屈折力的第八透镜有助于矫正光学系统的场曲；第一透镜、第二透镜、第三透镜的物侧面于光轴处为凸面、像侧面于光轴处为凹面，均采用弯月形面型，有利于扩大光学系统的视场角，获得更大的视野效果，对光学系统的球差以及像散实现良好的补偿作用，第八透镜的像侧面于光轴处为凹面，有利于确保光学系统具有足够的调焦范围，可以降低光学系统的敏感度，使光学系统利于工程制造。同时，使光学系统满足上述关系时，能够合理控制光学系统的视场角及通光量，改善边缘视场的畸变，并防止光学系统光通量过大。当FOV/FNO ＞57deg时，光学系统的视场角过大，造成边缘视场畸变过大，图像外围会出现扭曲现象，另外也会导致光圈数过小，使得光学系统的通光量过大，导致非有效光线也一并到达成像面，致使成像(特别是边缘视场处)出现如球差、场曲等像差，进而导致光学系统的成像性能下降；当FOV/FNO＜54deg时，造成光学系统的通光量不足，拍摄出的画面清晰度下降。通过控制FNO<1.5，可以保证光学系统具有超大孔径的特性，让光学系统有足够的进光量，使拍摄图像更加清晰，并实现拍摄高质量夜景、星空等光亮度较低的物空间场景。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：1.3<TTL/Imgh<1.55；其中，TTL为第一透镜的物侧面到光学系统的成像面于光轴上的距离，Imgh为光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述关系式，有利于实现光学系统的超薄特性，满足光学系统小型化的要求。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：8.0<|R5+R6|/|R5-R6|<10；其中，R5为第三透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R6为第三透镜像侧面于光轴处的曲率半径。保证第三透镜的曲率半径满足此条件式，可以有效控制第三透镜的厚薄比走势，有利于降低镜片制造的敏感度，而且可以平衡光学系统的高级彗差，提高光学系统的成像质量。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：光学系统满足关系式：0.25<|f8/(f2+f3)|<0.4；或，0.5<f7/f<0.75；其中，f2为第二透镜的有效焦距，f3为第三透镜的有效焦距，f8为第八透镜的有效焦距，f为光学系统的有效焦距，f7为第七透镜的有效焦距。当光学系统满足关系式0.25<|f8/(f2+f3)|<0.4时，通过控制第八透镜与第二透镜和第三透镜之和的比值在一定的范围内，能够合理分配第二透镜、第三透镜以及第八透镜的球差贡献，从而使得光学系统轴上区域具有良好的成像质量；当光学系统满足关系式0.5<f7/f<0.75时，通过控制第七透镜的有效焦距和整个光学系统的有效焦距的比值在一定的范围内，从而相对于整个光学系统的有效焦距来说，第七透镜的光焦度不会过强，能够校正高级球差，使得光学系统具有良好的成像质量。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：1.0<|SAG61/CT6|<1.5；其中，SAG61为第六透镜物侧面最大有效通光孔径处至第六透镜物侧面与光轴的交点平行于光轴方向上的距离，CT6为第六透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式，有利于降低第六透镜的敏感度，且利于镜片的加工成型，更好地实现工程制造。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.2<D6/CT7<1.0；其中，D6为第六透镜像侧面至第七透镜物侧面在光轴上的空气间隔，CT7为第七透镜于光轴上的厚度。保证第六透镜和第七透镜的空气间隙和第七透镜的厚度比在一定的范围内，可以有效地平衡光学系统产生的高级像差，且利于工程制作中的场曲调整，提高光学系统的成像质量。当高于关系式上限时，第六透镜像侧面至第七透镜物侧面在光轴上的空气间隔过大，导致光学系统的主光线角度过小，难以与芯片的主光线角度匹配，易导致成像面相对亮度不足，从而容易出现暗角；当低于关系式下限时，第七透镜于光轴上的厚度过大，不利于平衡光学系统的高级像差。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.1<R12/R13<0.5；或，1.1<TTL/f<1.5 ；其中，R12为第六透镜像侧面于光轴处的曲率半径，R13为第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径，TTL为第一透镜的物侧面到光学系统的成像面于光轴上的距离，f为光学系统的有效焦距。当光学系统满足关系式0.1<R12/R13<0.5时，通过合理控制第六透镜和第七透镜的曲率半径的比值，可以有效地平衡光学系统的像差，降低光学系统的敏感度，提高光学系统的性能。当R12/R13≤0.1时，第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径过小，导致面型过于弯曲，边缘光线经第六透镜像侧面出射角度过大，光学系统的敏感度会增大，不利于工程制造；当R12/R13≥0.5时，第七透镜的像侧面于光轴处的曲率半径过小，导致面型过于弯曲，难以矫正光学系统的场曲像差，易导致边缘光线的出射角度过大，难以正常成像，从而使光学系统的性能不佳；当光学系统满足上述关系式1.1<TTL/f<1.5时，在有利于光学系统的长度的压缩的同时，还能防止光学系统的视场角过大，使光学系统能够在小型化设计以及降低大视场所带来的像差之间取得平衡。当TTL/f≤1.1时，光学系统的光学长度过短，透镜之间排布紧凑，会造成光学系统敏感度加大的问题，导致像差修正困难。或者会导致光学系统的视场角过小，难以满足大视场特性；当TTL/f≥1.5时，光学系统的光学长度过长，不利于小型化设计，且边缘视场的光线难以成像在成像面的有效成像区域上，从而造成成像信息不全。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：15<(SD81+SD82)/(SD82-SD81)<31；其中，SD81为第八透镜物侧面的最大有效半径，SD82为第八透镜像侧面的最大有效半径。通过控制第八透镜的有效半径在合理的范围内，有利于控制光学系统的组立段差，且利于加工成型以及使外视场获得较高的通光量。
本发明实施例还提供了一种镜头模组，该镜头模组包括镜筒、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，感光元件设于光学系统的像侧。进一步的，感光元件为电子感光元件，电子感光元件的感光面位于光学系统的成像面，穿过透镜入射到电子感光元件的感光面上的物的光线可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 Metal OxideSemiconductor，CMOS）或电荷耦合器件（Charge-coupled Device，CCD）。通过在镜头模组中加入本发明提供的光学系统，能够在在暗光拍摄条件下实现高质量成像。
本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体和本发明实施例提供的镜头模组，镜头模组设置在壳体内。该电子设备可以是自动巡航、行车记录仪、倒车影像等汽车驾驶辅助摄像头，也可以是集成在数码相机、各种视讯装置上的成像模块。通过在电子设备中加入本发明提供的镜头模组，能够在暗光拍摄条件下实现高质量成像。
第一实施例
请参考图1和图2，本实施例的光学系统，沿光轴方向由物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S2于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S4于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S8于近光轴处和近圆周处均为凸面。
第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和近圆周处均为凹面；像侧面S10于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
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，于近圆周处为凹面；像侧面S12于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S14于近光轴处和近圆周处均为凸面。
第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处和近圆周处均为凹面；像侧面S16于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
上述第一透镜L1至第八透镜L8的材质可以为塑料、玻璃或者玻塑混合材料。
此外，光学系统还包括光阑STO，本实施例中光阑STO置于光学系统的物侧，其他实施例中，光阑STO还可设置于任意两片透镜之间或者任意透镜表面。光学系统还包括红外截止滤光片IR和成像面IMG。红外截止滤光片IR设置在第八透镜L8的像侧面S16和成像面IMG之间，其包括物侧面S17和像侧面S18，红外截止滤光片IR用于过滤掉红外光线，使得射入成像面IMG的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm。红外截止滤光片IR的材质为玻璃，并可在玻璃上镀膜，如具有滤光作用的盖板玻璃，或者，还可以为直接用滤光片封装裸片形成的COB（Chips on Board）等。电子感光元件的有效像素区域位于成像面IMG。
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555nm，材料折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm ，Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，透镜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像侧面至后一表面于光轴上的距离，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米（mm），厚度数值的正负仅代表方向。
表1a
Figure 776089DEST_PATH_IMAGE001
其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，FOV为光学系统的最大视场角。
在本实施例中，非球面的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：
Figure 755546DEST_PATH_IMAGE002
其中，x为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，h为非球面上相应点到光轴的距离，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1b给出了可用于第一实施例中的各非球面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表1b
Figure 99065DEST_PATH_IMAGE003
图2中（a）示出了第一实施例的光学系统在波长为650.0000nm、610.0000nm、555nm、510.000nm、470.0000nm的纵向球差曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场，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。由图2中（a）可以看出，第一实施例中的光学系统的球差数值较佳，说明本实施例中的光学系统的成像质量较好。
图2中（b）还示出了第一实施例的光学系统在波长为555nm时的像散曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示视场角，其单位为deg。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S。由图2中（b）可以看出，光学系统的像散得到了很好的补偿。
图2中（c）还示出了第一实施例的光学系统在波长为555nm时的畸变曲线。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示视场角，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图2中（c）可以看出，在波长为555nm下，光学系统的畸变得到了很好的矫正。
由图2中（a）、（b）和（c）可以看出，本实施例的光学系统的像差较小、成像质量较好，具有良好的成像品质。
第二实施例
请参考图3和图4，本实施例的光学系统，沿光轴方向由物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S2于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S4于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S8于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第五透镜L5，具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S10于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
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，于近圆周处为凹面；像侧面S12于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S14于近光轴处和近圆周处均为凸面。
第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面；像侧面S16于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
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555nm，材料折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm ，Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，透镜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像侧面至后一表面于光轴上的距离，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米（mm），厚度数值的正负仅代表方向。
表2a
Figure 618908DEST_PATH_IMAGE004
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
Figure 495597DEST_PATH_IMAGE005
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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图4可知，光学系统的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统拥有良好的成像品质。
第三实施例
请参考图5和图6，本实施例的光学系统，沿光轴方向由物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S2于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S4于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S8于近光轴处和近圆周处均为凸面。
第五透镜L5，具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和近圆周处均为凹面；像侧面S10于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
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，于近圆周处为凹面；像侧面S12于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S14于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面。
第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面；像侧面S16于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
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，焦距的参考波长为555nm，材料折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm ，Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，透镜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像侧面至后一表面于光轴上的距离，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米（mm），厚度数值的正负仅代表方向。
表3a
Figure 884771DEST_PATH_IMAGE006
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
Figure 214121DEST_PATH_IMAGE007
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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图6可知，光学系统的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统拥有良好的成像品质。
第四实施例
请参考图7和图8，本实施例的光学系统，沿光轴方向由物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S2于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S4于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S8于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第五透镜L5，具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和近圆周处均为凹面；像侧面S10于近光轴处和近圆周处均为凸面。
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，于近圆周处为凹面；像侧面S12于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S14于近光轴处和近圆周处均为凸面。
第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处和近圆周处均为凹面；像侧面S16于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
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，焦距的参考波长为555nm，材料折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm ，Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，透镜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像侧面至后一表面于光轴上的距离，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米（mm），厚度数值的正负仅代表方向。
表4a
Figure 475338DEST_PATH_IMAGE008
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
Figure 957267DEST_PATH_IMAGE009
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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图8可知，光学系统的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统拥有良好的成像品质。
第五实施例
请参考图9和图10，本实施例的光学系统，沿光轴方向由物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S2于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S4于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S8于近光轴处和近圆周处均为凸面。
第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和近圆周处均为凹面；像侧面S10于近光轴处和近圆周处均为凸面。
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，于近圆周处为凹面；像侧面S12于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S14于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面。
第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面；像侧面S16于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
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，焦距的参考波长为555nm，材料折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm ，Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，透镜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像侧面至后一表面于光轴上的距离，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米（mm），厚度数值的正负仅代表方向。
表5a
Figure 511482DEST_PATH_IMAGE010
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
Figure 328129DEST_PATH_IMAGE011
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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图10可知，光学系统的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统拥有良好的成像品质。
第六实施例
请参考图11和图12，本实施例的光学系统，沿光轴方向由物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S2于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S4于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；像侧面S8于近光轴处和近圆周处均为凸面。
第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和近圆周处均为凹面；像侧面S10于近光轴处和近圆周处均为凸面。
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，于近圆周处为凹面；像侧面S12于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和近圆周处均为凸面；像侧面S14于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面。
第八透镜L8，具有负屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面；像侧面S16于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面。
第六实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。
表6a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555nm，材料折射率和阿贝数的参考波长为587.56nm ，Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，透镜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像侧面至后一表面于光轴上的距离，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米（mm），厚度数值的正负仅代表方向。
表6a
Figure 127457DEST_PATH_IMAGE012
表6b给出了可用于第六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6b
Figure 650843DEST_PATH_IMAGE013
图12示出了第六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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图12可知，光学系统的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统拥有良好的成像品质。
表7示出了第一实施例至第六实施例的光学系统中FOV/FNO（deg）、TTL/Imgh、|R5+R6|/|R5-R6|、|f8/(f2+f3)|、f7/f、|SAG61/CT6|、D6/CT7、R12/R13、TTL/f、 (SD81+SD82)/(SD82-SD81)。
表7
Figure 143004DEST_PATH_IMAGE014
由表7可知，第一实施例至第六实施例的光学系统均满足下列关系式：54deg<FOV/FNO<57deg、1.3<TTL/Imgh<1.55、8.0<|R5+R6|/|R5-R6|<10、0.25<|f8/(f2+f3)|<0.4、0.5<f7/f<0.75、1.0<|SAG61/CT6|<1.5、0.2<D6/CT7<1.0、0.1<R12/R13<0.5、1.1<TTL/f<1.5、15<(SD81+SD82)/(SD82-SD81)<31。
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 (10)

1.一种光学系统，其特征在于，共有八片具有屈折力的透镜，沿光轴由物侧至像侧依次为：
第一透镜，具有正屈折力，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凹面；
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凸面，像侧面于近光轴处为凹面；
第三透镜，具有正屈折力，所述第三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；
第四透镜，具有屈折力；
第五透镜，具有屈折力；
第六透镜，具有负屈折力，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
第七透镜，具有正屈折力，所述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，所述第八透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；
所述光学系统还满足关系式：
15<(SD81+SD82)/(SD82-SD81)<31；
其中，SD81为所述第八透镜物侧面的最大有效半径，SD82为所述第八透镜像侧面的最大有效半径。
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统中满足关系式：1.3<TTL/Imgh<1.55；
其中，TTL为所述第一透镜物侧面到所述光学系统的成像面于光轴上的距离，Imgh为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。
3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
8.0<|R5+R6|/|R5-R6|<10；
其中，R5为所述第三透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R6为所述第三透镜像侧面于光轴处的曲率半径。
4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
54deg<FOV/FNO<57deg；
其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，FNO为所述光学系统的光圈数。
5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
1.0<|SAG61/CT6|<1.5；
其中，SAG61为所述第六透镜物侧面最大有效通光孔径处至所述第六透镜物侧面与所述光轴的交点平行于光轴方向上的距离，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。
6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
0.2<D6/CT7<1.0；
其中，D6为所述第六透镜像侧面至所述第七透镜物侧面在光轴上的空气间隔，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度。
7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
0.1<R12/R13<0.5；
或，1.1<TTL/f<1.5；其中，R12为所述第六透镜像侧面于光轴处的曲率半径，R13为所述第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径，TTL为所述第一透镜的物侧面到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。
8.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
0.25<|f8/(f2+f3)|<0.4；
或，0.5<f7/f<0.75；
其中，f2为所述第二透镜的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距，f8为所述第八透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距，f7为所述第七透镜的有效焦距。
9.一种镜头模组，其特征在于，包括镜筒、感光元件和如权利要求1至8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，所述感光元件设于所述光学系统的像侧。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体和如权利要求9所述的镜头模组，所述镜头模组设置在所述壳体内。
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