CN113805310A - 光学系统、取像模组及电子设备 - Google Patents

光学系统、取像模组及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。光学系统包括：具有正屈折力的第一透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有负屈折力的第二透镜；具有正屈折力的第三透镜，像侧面为凸面；具有屈折力的第四透镜，物侧面为凹面；具有屈折力的第五透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；具有屈折力的第六透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有屈折力的第七透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有正屈折力的第八透镜；具有负屈折力的第九透镜，物侧面为凹面，像侧面为凹面；光学系统满足：TTL*FNO/ImgH≤3。上述光学系统，能够兼顾小型化与高通光量的实现。

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
随着智能手机、平板电脑、计算机等电子设备在工作和生活中的广泛应用，各种科技改进推陈出新。其中，电子设备中摄像镜头拍摄效果的改进成为人们关注的重心之一，能否使用微型摄像镜头在弱光条件下拍摄出画质清晰的图像成为现代人选择何种电子设备的关键因素。然而，目前的摄像镜头难以兼顾小型化与高通光量的实现，在弱光环境下的拍摄效果不足。
发明内容
基于此，有必要针对目前的摄像镜头难以兼顾小型化与高通光量的实现的问题，提供一种光学系统、取像模组及电子设备。
一种光学系统，沿光轴由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凹面；
具有负屈折力的第二透镜；
具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面；
具有屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凹面；
具有屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面；
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；
具有屈折力的第七透镜，所述第七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；
具有正屈折力的第八透镜；
具有负屈折力的第九透镜，所述第九透镜的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凹面；
且所述光学系统满足以下条件式：
TTL*FNO/ImgH≤3；
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，即所述光学系统的光学总长，ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半，FNO为所述光学系统的光圈数。
上述光学系统，第一至第三透镜正负正的屈折力分布能有效的消除光线大角度入射产生的色差，使收纳的光线平缓向后过渡。第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，有助于加强第一透镜的屈折力，提高光线汇聚能力，以便大角度光线可进入光学系统，第二透镜具有负屈折力，有利于校正第一透镜产生的像差，提升光学系统的成像质量。第三透镜具有正屈折力，第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面，能够配合第一透镜的正屈折力，进一步缩短光学系统的总长；同时也能够避免单一透镜的屈折力过强，有利于减小透镜的敏感度。第三透镜像侧面于近光轴处为凸面与第二透镜相配合，使光线从收拢到扩张过程中产生的高阶像差显著降低。第四透镜物侧面于近光轴处为凹面，与第三透镜像侧面面型匹配，能降低光线在第四透镜物侧面的入射角度，从而有效的修正场曲，提高成像质量。第四透镜物侧面的凹面面型也有利于良好地校正球面像差和轴上色差。第五透镜于近光轴处为凹凸面型有利于进一步的将光线向后方平缓过渡。第六透镜与第七透镜于近光轴处均为凸凹面型则有利于将光线的入射角度进行矫正，从而避免球差进一步扩大，两者面型相适应避免产生轴外色差。第七透镜的像侧面于近光轴处为凹面，也有利于良好地校正像面弯曲。第八透镜与第九透镜为正负屈折力分布，对扩束后的光线进行最后的色差修正，从而提升光学系统的成像质量。
满足上述条件式时，有利于缩短光学系统的总长并提高光学系统的通光量，从而兼顾小型化和高通光量的实现，从而有利于光学系统在便携式电子设备中的应用，也使得光学系统在弱光环境下具备良好的成像质量；另外，还有利于光学系统具备大像面特性，从而能够匹配大尺寸的感光元件，以获得高分辨率，进而提升光学系统的成像质量。超过上述条件式的上限，光学系统的总长过长，不利于小型化设计的实现，从而不利于光学系统在便携式电子设备中的应用；同时，光学系统的光圈数过大，不利于高通光量的实现，难以满足弱光条件下的拍摄需求通光量。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
60≤(|R22|+|R31|)/AT23≤130；
其中，R22为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，R31为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，AT23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于光轴上的距离。满足上述条件式时，能够对第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面的面型以及第二透镜与第三透镜的空气间隔进行合理配置，有利于避免第二透镜与第三透镜本身引入严重的球差和垂轴色差，同时也有利于第二透镜和第三透镜校正光学系统的轴上球差和色差；另外，还有利于光线在第二透镜与第三透镜的平滑过渡，从而有利于初级像差在各透镜上的合理分配，降低光学系统的公差敏感性。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
0.5≤(|f2|+|f3|)/|R31|≤2.1；
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，R31为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。满足上述条件式时，能够对第二透镜、第三透镜的有效焦距以及第三透镜物侧面的曲率半径进行合理配置，有利于第二透镜和第三透镜校正第一透镜产生的畸变和慧差，同时有利于避免第二透镜与第三透镜本身引入严重的球差和垂轴色差，从而有利于初级像差在各透镜上的合理分配，有利于降低光学系统的公差敏感度。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
1.2≤TTL/ImgH≤1.31。满足上述条件式时，有利于缩短光学系统的总长并提升光学系统的成像质量，从而兼顾小型化设计与高成像质量的实现。超过上述条件式的上限，光学系统的总长过长，不利于小型化设计的实现，从而难以满足光学系统在便携式电子设备中的应用；低于上述条件式的下限，成像面上最外围的视场对应的主光线入射角过大，难以与感光芯片进行匹配，同时还会导致高阶像差极具增加，不利于成像质量的提升。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
0.18≤|SAG91/SD91|≤0.33；
其中，SAG91为所述第九透镜的物侧面与光轴的交点至所述第九透镜的物侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离，即所述第九透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高，SD91为所述第九透镜的物侧面的最大有效口径的一半。满足上述条件式时，能够合理配置第九透镜物侧面的矢高与最大有效半口径的比值，从而合理配置第九透镜的面型，使得第九透镜能够有效平衡光学系统的像差，提升光学系统的成像质量，同时也利于提升第九透镜的成型质量。高于上述条件式的上限，第九透镜的物侧面面型过于弯曲，不利于第九透镜的注塑成型；低于上述条件式的下限，第九透镜的物侧面面型过于平缓，不利于第九透镜平衡物侧各透镜产生的像差。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
1.13≤TTL/f≤1.19；
其中，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述条件式时，能够合理配置光学系统的光学总长与有效焦距的比值，使得TTL与f相适应，有利于平衡光学系统的色差、球差与畸变等像差，从而获得良好的成像品质。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
5≤(|f7|+|f8|+|f9|)/f≤20；
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，f9为所述第九透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述条件式时，能够合理配置第七透镜、第八透镜、第九透镜的有效焦距之和与光学系统的有效焦距的比值，有利于第七透镜、第八透镜与第九透镜在光学系统中屈折力的合理分配，从而避免光学系统中各透镜屈折力分布不均匀，进而避免光学系统中其他透镜的面型过于弯曲或平坦而产生严重的高阶像差，有利于提升光学系统的解像力。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
5≤TTL/(AT23+AT89)≤10；
其中，AT23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于光轴上的距离，AT89为所述第八透镜的像侧面至所述第九透镜的物侧面于光轴上的距离。满足上述条件式时，第二透镜、第三透镜和第八透镜、第九透镜均为光学系统中球差和色差的主要平衡位置，合理配置光学系统的光学总长与第二透镜、第三透镜以及第八透镜、第九透镜的空气间隔之和的比值，有助于消除光学系统的像差，进而提高光学系统的成像质量，同时也有利于光线在光学系统中的折转、过渡更加平滑，从而有利于降低光学系统的敏感性。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
1.4≤ATmax59/ATmin59≤4；
其中，ATmax59为所述第五透镜至所述第九透镜中各相邻两透镜于光轴上的空气间隔的最大值，即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、所述第六透镜的像侧面至所述第七透镜的物侧面于光轴上的距离、所述第七透镜的像侧面至所述第八透镜的物侧面于光轴上的距离以及所述第八透镜的像侧面至所述第九透镜的物侧面于光轴上的距离中的最大值，ATmin59为所述第五透镜至所述第九透镜中各相邻两透镜于光轴上的空气间隔的最小值，即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、所述第六透镜的像侧面至所述第七透镜的物侧面于光轴上的距离、所述第七透镜的像侧面至所述第八透镜的物侧面于光轴上的距离以及所述第八透镜的像侧面至所述第九透镜的物侧面于光轴上的距离中的最大值。满足上述条件式时，有利于使得第五透镜至第九透镜中各相邻透镜之间的间距更加均匀，使光线在第五透镜至第九透镜中的过渡能够保持较低的跨度，光线过渡更加平滑，从而有利于减小第五透镜至第九透镜中各透镜之间的径向段差，进而有利于抑制T方向场曲、畸变的增加，提升光学系统的成像质量，同时也有利于降低第五透镜至第九透镜中各透镜的成型难度。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
0.38≤tan(HFOV)/FNO≤0.52；
其中，HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半。满足上述条件式时，在提供大像面的同时有利于增大光学系统的进光量，从而使得光学系统组装至取像模组内部后能够为感光元件提供足够的光强，避免在成像过程中出现暗角或大量噪点等情况，从而使得光学系统在弱光环境下也能够具备良好的成像质量。
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，能够兼顾小型化和高通光量的实现，有利于取像模组在便携式电子设备中的应用，也有利于在弱光环境下具备良好的成像质量。
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，能够兼顾小型化和高通光量的实现，有利于电子设备的便携式设计，也有利于在弱光环境下具备良好的成像质量。
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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9。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，第七透镜L7包括物侧面S13及像侧面S14，第八透镜L8包括物侧面S15及像侧面S16，第九透镜L9包括物侧面S17及像侧面S18。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、第八透镜L8以及第九透镜L9同轴设置，光学系统100中各透镜共同的轴线即为光学系统100的光轴110。
其中，第一透镜L1、第二透镜L2与第三透镜L3正负正的屈折力分布能有效的消除光线大角度入射产生的色差，使收纳的光线平缓向后过渡。第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凸面，有助于加强第一透镜L1的屈折力，提高光线汇聚能力，以便大角度光线可进入光学系统100。第二透镜L2具有负屈折力，有利于校正第一透镜L1产生的像差，提升光学系统100的成像质量。第三透镜L3具有正屈折力，第三透镜L3的像侧面S6于近光轴110处为凸面，能够配合第一透镜L1的正屈折力，进一步缩短光学系统100的总长；同时也能够避免单一透镜的屈折力过强，有利于减小透镜的敏感度。第三透镜L3像侧面S6于近光轴110处为凸面与第二透镜L2相配合，使光线从收拢到扩张过程中产生的高阶像差显著降低。第四透镜L4具有屈折力，第四透镜L4物侧面S7于近光轴110处为凹面，与第三透镜L3像侧面S6面型匹配，能降低光线在第四透镜L4物侧面S7的入射角度，从而有效的修正场曲，提高成像质量。第四透镜L4物侧面S7的凹面面型也有利于良好地校正球面像差和轴上色差。第五透镜L5具有屈折力，第五透镜于近光轴处为凹凸面型有利于进一步的将光线向后方平缓过渡第六透镜L6与第七透镜L7具有屈折力，第六透镜L6与第七透镜L7于近光轴110处均为凸凹面型则有利于将光线的入射角度进行矫正，从而避免球差进一步扩大，两者面型相适应避免产生轴外色差。第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面，也有利于良好地校正像面弯曲。第八透镜L8与第九透镜L9为正负屈折力分布，对扩束后的光线进行最后的色差修正，从而提升光学系统100的成像质量。第九透镜L9的物侧面S17于近光轴110处为凹面，像侧面S18于近光轴110处为凹面。
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，或设置于第一透镜L1的物侧面S1上。在一些实施例中，光学系统100还包括设置于第九透镜L9像侧的红外滤光片L10。红外滤光片L10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的成像面而影响正常成像。进一步地，光学系统100还包括位于第九透镜L9像侧的像面S21，像面S21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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9调节后能够成像于像面S21。
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100的小尺寸以实现光学系统100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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8或第九透镜L9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：TTL*FNO/ImgH≤3；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，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半，FNO为光学系统100的光圈数。具体地，TTL*FNO/ImgH可以为：2.259、2.317、2.384、2.402、2.451、2.569、2.632、2.745、2.788或2.824。满足上述条件式时，有利于缩短光学系统100的总长并提高光学系统100的通光量，从而兼顾小型化和高通光量的实现，从而有利于光学系统100在便携式电子设备中的应用，也使得光学系统100在弱光环境下具备良好的成像质量；另外，还有利于光学系统100具备大像面特性，从而能够匹配大尺寸的感光元件，以获得高分辨率，进而提升光学系统100的成像质量。超过上述条件式的上限，光学系统100的总长过长，不利于小型化设计的实现，从而不利于光学系统100在便携式电子设备中的应用；同时，光学系统100的光圈数过大，不利于高通光量的实现，难以满足弱光条件下的拍摄需求通光量。
需要说明的是，在一些实施例中，光学系统100可以匹配具有矩形感光面的感光元件，光学系统100的成像面与感光元件的感光面重合。此时，光学系统100成像面上有效像素区域具有水平方向以及对角线方向，则光学系统的最大视场角可以理解为光学系统100对角线方向的最大视场角，ImgH可以理解为光学系统100成像面上有效像素区域对角线方向的长度的一半。
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：60≤(|R22|+|R31|)/AT23≤130；其中，R22为第二透镜L2的像侧面S4于光轴110处的曲率半径，R31为第三透镜L3的物侧面S5于光轴110处的曲率半径，AT23为第二透镜L2的像侧面S4至第三透镜L3的物侧面S5于光轴110上的距离。具体地，(|R22|+|R31|)/AT23可以为：62.627、75.841、82.636、91.021、95.687、102.547、116.365、119.254、121.140或125.560。满足上述条件式时，能够对第二透镜L2的像侧面S4与第三透镜L3的物侧面S5的面型以及第二透镜L2与第三透镜L3的空气间隔进行合理配置，有利于避免第二透镜L2与第三透镜L3本身引入严重的球差和垂轴色差，同时也有利于第二透镜L2和第三透镜L3校正光学系统100的轴上球差和色差；另外，还有利于光线在第二透镜L2与第三透镜L3的平滑过渡，从而有利于初级像差在各透镜上的合理分配，降低光学系统100的公差敏感性。
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.5≤(|f2|+|f3|)/|R31|≤2.1；其中，f2为第二透镜L2的有效焦距，f3为第三透镜L3的有效焦距，R31为第三透镜L3的物侧面S5于光轴110处的曲率半径。具体地，(|f2|+|f3|)/|R31|可以为：0.704、0.811、0.954、1.112、1.238、1.497、1.632、1.778、1.958或2.050。满足上述条件式时，能够对第二透镜L2、第三透镜L3的有效焦距以及第三透镜L3物侧面S5的曲率半径进行合理配置，有利于第二透镜L2和第三透镜L3校正第一透镜L1产生的畸变和慧差，同时有利于避免第二透镜L2与第三透镜L3本身引入严重的球差和垂轴色差，从而有利于初级像差在各透镜上的合理分配，有利于降低光学系统100的公差敏感度。
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：1.2≤TTL/ImgH≤1.31。具体地，TTL/ImgH可以为：1.208、1.213、1.225、1.234、1.247、1.250、1.269、1.275、1.284或1.305。满足上述条件式时，有利于缩短光学系统100的总长并提升光学系统100的成像质量，从而兼顾小型化设计与高成像质量的实现。超过上述条件式的上限，光学系统100的总长过长，不利于小型化设计的实现，从而难以满足光学系统100在便携式电子设备中的应用；低于上述条件式的下限，成像面上最外围的视场对应的主光线入射角过大，难以与感光芯片进行匹配，同时还会导致高阶像差极具增加，不利于成像质量的提升。
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.18≤|SAG91/SD91|≤0.33；其中，SAG91为第九透镜L9的物侧面S17与光轴110的交点至第九透镜L9的物侧面S17最大有效口径处于光轴110方向上的距离，SD91为第九透镜L9的物侧面S17的最大有效口径的一半。具体地，|SAG91/SD91|可以为：0.189、0.194、0.213、0.228、0.251、0.264、0.278、0.293、0.311或0.320。满足上述条件式时，能够合理配置第九透镜L9物侧面S17的矢高与最大有效半口径的比值，从而合理配置第九透镜L9的面型，使得第九透镜L9能够有效平衡光学系统100的像差，提升光学系统100的成像质量，同时也利于提升第九透镜L9的成型质量。高于上述条件式的上限，第九透镜L9的物侧面S17面型过于弯曲，不利于第九透镜L9的注塑成型；低于上述条件式的下限，第九透镜L9的物侧面S17面型过于平缓，不利于第九透镜L9平衡物侧各透镜产生的像差。
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：1.13≤TTL/f≤1.19；其中，f为光学系统100的有效焦距。具体地，TTL/f可以为：1.137、1.144、1.152、1.157、1.160、1.163、1.169、1.175、1.182或1.189。满足上述条件式时，能够合理配置光学系统100的光学总长与有效焦距的比值，使得TTL与f相适应，有利于平衡光学系统100的色差、球差与畸变等像差，从而获得良好的成像品质。
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：5≤(|f7|+|f8|+|f9|)/f≤20；其中，f7为第七透镜L7的有效焦距，f8为第八透镜L8的有效焦距，f9为第九透镜L9的有效焦距，f为光学系统100的有效焦距。具体地，(|f7|+|f8|+|f9|)/f可以为：5.377、6.574、7.952、10.214、11.364、13.521、15.221、17.320、18.897或19.133。满足上述条件式时，能够合理配置第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9的有效焦距之和与光学系统100的有效焦距的比值，有利于第七透镜L7、第八透镜L8与第九透镜L9在光学系统100中屈折力的合理分配，从而避免光学系统100中各透镜屈折力分布不均匀，进而避免光学系统100中其他透镜的面型过于弯曲或平坦而产生严重的高阶像差，有利于提升光学系统100的解像力。
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：5≤TTL/(AT23+AT89)≤10；其中，AT23为第二透镜L2的像侧面S4至第三透镜L3的物侧面S5于光轴110上的距离，AT89为第八透镜L8的像侧面S16至第九透镜L9的物侧面S17于光轴110上的距离。具体地，TTL/(AT23+AT89)可以为：5.157、5.654、5.974、6.338、6.955、7.325、8.150、8.758、9.110或9.713。满足上述条件式时，第二透镜L2、第三透镜L30和第八透镜L8、第九透镜L9均为光学系统100中球差和色差的主要平衡位置，合理配置光学系统100的光学总长与第二透镜L2、第三透镜L3以及第八透镜L8、第九透镜L9的空气间隔之和的比值，有助于消除光学系统100的像差，进而提高光学系统100的成像质量，同时也有利于光线在光学系统100中的折转、过渡更加平滑，从而有利于降低光学系统100的敏感性。
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：1.4≤ATmax59/ATmin59≤4；其中，ATmax59为第五透镜L5至第九透镜L9中各相邻两透镜于光轴110上的空气间隔的最大值，ATmin59为第五透镜L5至第九透镜L9中各相邻两透镜于光轴110上的空气间隔的最小值。具体地，ATmax59/ATmin59可以为：1.456、1.625、1.936、2.025、2.447、2.638、3.059、3.435、3.677或3.938。满足上述条件式时，有利于使得第五透镜L5至第九透镜L9中各相邻透镜之间的间距更加均匀，使光线在第五透镜L5至第九透镜L9中的过渡能够保持较低的跨度，光线过渡更加平滑，从而有利于减小第五透镜L5至第九透镜L9中各透镜之间的径向段差，进而有利于抑制T方向场曲、畸变的增加，提升光学系统100的成像质量，同时也有利于降低第五透镜L5至第九透镜L9中各透镜的成型难度。
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.38≤tan(HFOV)/FNO≤0.52；其中，HFOV为光学系统100的最大视场角的一半。具体地，tan(HFOV)/FNO可以为：0.397、0.405、0.411、0.423、0.437、0.465、0.498、0.503、0.509或0.514。满足上述条件式时，在提供大像面的同时有利于增大光学系统100的进光量，从而使得光学系统100组装至取像模组内部后能够为感光元件提供足够的光强，避免在成像过程中出现暗角或大量噪点等情况，从而使得光学系统100在弱光环境下也能够具备良好的成像质量。
以上的有效焦距数值的参考波长均为587.5618nm。
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、具有负屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6、具有负屈折力的第七透镜L7、具有正屈折力的第八透镜L8以及具有负屈折力的第九透镜L9。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587.5618nm，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处为凹面；
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处为凹面，像侧面S6于近光轴110处为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凹面，像侧面S8于近光轴110处为凸面；
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；
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面，像侧面S14于近光轴110处为凹面；
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴110处为凸面，像侧面S16于近光轴110处为凹面；
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴110处为凹面，像侧面S18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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9的物侧面和像侧面均为非球面。
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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9的材质均为塑料。
进一步地，光学系统100满足条件式：TTL*FNO/ImgH＝2.824；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，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半，FNO为光学系统100的光圈数。满足上述条件式时，有利于缩短光学系统100的总长并提高光学系统100的通光量，从而兼顾小型化和高通光量的实现，从而有利于光学系统100在便携式电子设备中的应用，也使得光学系统100在弱光环境下具备良好的成像质量；另外，还有利于光学系统100具备大像面特性，从而能够匹配大尺寸的感光元件，以获得高分辨率，进而提升光学系统100的成像质量。
光学系统100满足条件式：(|R22|+|R31|)/AT23＝125.560；其中，R22为第二透镜L2的像侧面S4于光轴110处的曲率半径，R31为第三透镜L3的物侧面S5于光轴110处的曲率半径，AT23为第二透镜L2的像侧面S4至第三透镜L3的物侧面S5于光轴110上的距离。满足上述条件式时，能够对第二透镜L2的像侧面S4与第三透镜L3的物侧面S5的面型以及第二透镜L2与第三透镜L3的空气间隔进行合理配置，有利于避免第二透镜L2与第三透镜L3本身引入严重的球差和垂轴色差，同时也有利于第二透镜L2和第三透镜L3校正光学系统100的轴上球差和色差；另外，还有利于光线在第二透镜L2与第三透镜L3的平滑过渡，从而有利于初级像差在各透镜上的合理分配，降低光学系统100的公差敏感性。
光学系统100满足条件式：(|f2|+|f3|)/|R31|＝0.704；其中，f2为第二透镜L2的有效焦距，f3为第三透镜L3的有效焦距，R31为第三透镜L3的物侧面S5于光轴110处的曲率半径。满足上述条件式时，能够对第二透镜L2、第三透镜L3的有效焦距以及第三透镜L3物侧面S5的曲率半径进行合理配置，有利于第二透镜L2和第三透镜L3校正第一透镜L1产生的畸变和慧差，同时有利于避免第二透镜L2与第三透镜L3本身引入严重的球差和垂轴色差，从而有利于初级像差在各透镜上的合理分配，有利于降低光学系统100的公差敏感度。
光学系统100满足条件式：TTL/ImgH＝1.262。满足上述条件式时，有利于缩短光学系统100的总长并提升光学系统100的成像质量，从而兼顾小型化设计与高成像质量的实现。
光学系统100满足条件式：|SAG91/SD91|＝0.213；其中，SAG91为第九透镜L9的物侧面S17与光轴110的交点至第九透镜L9的物侧面S17最大有效口径处于光轴110方向上的距离，SD91为第九透镜L9的物侧面S17的最大有效口径的一半。满足上述条件式时，能够合理配置第九透镜L9物侧面S17的矢高与最大有效半口径的比值，从而合理配置第九透镜L9的面型，使得第九透镜L9能够有效平衡光学系统100的像差，提升光学系统100的成像质量，同时也利于提升第九透镜L9的成型质量。
光学系统100满足条件式：TTL/f＝1.137；其中，f为光学系统100的有效焦距。满足上述条件式时，能够合理配置光学系统100的光学总长与有效焦距的比值，使得TTL与f相适应，有利于平衡光学系统100的色差、球差与畸变等像差，从而获得良好的成像品质。
光学系统100满足条件式：(|f7|+|f8|+|f9|)/f＝16.231；其中，f7为第七透镜L7的有效焦距，f8为第八透镜L8的有效焦距，f9为第九透镜L9的有效焦距，f为光学系统100的有效焦距。满足上述条件式时，能够合理配置第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9的有效焦距之和与光学系统100的有效焦距的比值，有利于第七透镜L7、第八透镜L8与第九透镜L9在光学系统100中屈折力的合理分配，从而避免光学系统100中各透镜屈折力分布不均匀，进而避免光学系统100中其他透镜的面型过于弯曲或平坦而产生严重的高阶像差，有利于提升光学系统100的解像力。
光学系统100满足条件式：TTL/(AT23+AT89)＝8.016；其中，AT23为第二透镜L2的像侧面S4至第三透镜L3的物侧面S5于光轴110上的距离，AT89为第八透镜L8的像侧面S16至第九透镜L9的物侧面S17于光轴110上的距离。满足上述条件式时，第二透镜L2、第三透镜L30和第八透镜L8、第九透镜L9均为光学系统100中球差和色差的主要平衡位置，合理配置光学系统100的光学总长与第二透镜L2、第三透镜L3以及第八透镜L8、第九透镜L9的空气间隔之和的比值，有助于消除光学系统100的像差，进而提高光学系统100的成像质量，同时也有利于光线在光学系统100中的折转、过渡更加平滑，从而有利于降低光学系统100的敏感性。
光学系统100满足条件式：ATmax59/ATmin59＝1.456；其中，ATmax59为第五透镜L5至第九透镜L9中各相邻两透镜于光轴110上的空气间隔的最大值，ATmin59为第五透镜L5至第九透镜L9中各相邻两透镜于光轴110上的空气间隔的最小值。满足上述条件式时，有利于使得第五透镜L5至第九透镜L9中各相邻透镜之间的间距更加均匀，使光线在第五透镜L5至第九透镜L9中的过渡能够保持较低的跨度，光线过渡更加平滑，从而有利于减小第五透镜L5至第九透镜L9中各透镜之间的径向段差，进而有利于抑制T方向场曲、畸变的增加，提升光学系统100的成像质量，同时也有利于降低第五透镜L5至第九透镜L9中各透镜的成型难度。
光学系统100满足条件式：tan(HFOV)/FNO＝0.397；其中，HFOV为光学系统100的最大视场角的一半。满足上述条件式时，在提供大像面的同时有利于增大光学系统100的进光量，从而使得光学系统100组装至取像模组内部后能够为感光元件提供足够的光强，避免在成像过程中出现暗角或大量噪点等情况，从而使得光学系统100在弱光环境下也能够具备良好的成像质量。
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S21可理解为光学系统100的成像面。由物面(图未示出)至像面S21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L10，但此时第九透镜L9的像侧面S18至像面S21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＝7.829mm，光圈数FNO＝2.237，最大视场角的一半HFOV＝41.578deg，光学总长TTL＝8.9mm，最大视场角所对应的像高的一半ImgH＝7.05mm。可知光学系统100具有小型化、大像面、大光圈的特性，能够应用于便携式电子设备中，也能够匹配大尺寸的感光元件从而获得良好的成像质量，在弱光环境下也具备良好的成像质量。
且各透镜的焦距、折射率和阿贝数的参考波长均为587.5618nm(d光)，其他实施例也相同。
表1
Figure BDA0003256934370000101
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-S14分别表示像侧面或物侧面S1-S18。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：
Figure BDA0003256934370000102
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
Figure BDA0003256934370000103
Figure BDA0003256934370000111
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的像散场曲图(ASTIGMATIC FIELD CURVES)，其中S曲线代表587.5618nm下的弧矢场曲，T曲线代表587.5618nm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、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7、具有正屈折力的第八透镜L8以及具有负屈折力的第九透镜L9。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处为凹面；
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处为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凹面，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；
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面，像侧面S14于近光轴110处为凹面；
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴110处为凸面，像侧面S16于近光轴110处为凹面；
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴110处为凹面，像侧面S18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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9的物侧面和像侧面均为非球面。
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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9的材质均为塑料。
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
Figure BDA0003256934370000121
Figure BDA0003256934370000131
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
Figure BDA0003256934370000132
根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：
Figure BDA0003256934370000133
Figure BDA0003256934370000141
另外，由图4中的像差图可知，光学系统100的纵向球差、像散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、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7、具有正屈折力的第八透镜L8以及具有负屈折力的第九透镜L9。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处为凹面；
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处为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凹面，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；
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面，像侧面S14于近光轴110处为凹面；
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴110处为凸面，像侧面S16于近光轴110处为凸面；
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴110处为凹面，像侧面S18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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9的物侧面和像侧面均为非球面。
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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9的材质均为塑料。
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
Figure BDA0003256934370000142
Figure BDA0003256934370000151
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
Figure BDA0003256934370000152
Figure BDA0003256934370000161
并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：
TTL*FNO/ImgH 2.286 TTL/f 1.181
(|R22|+|R31|)/AT23 62.627 (|f7|+|f8|+|f9|)/f 5.377
(|f2|+|f3|)/|R31| 2.050 TTL/(AT23+AT89) 9.713
TTL/ImgH 1.211 ATmax59/ATmin59 1.581
|SAG91/SD91| 0.189 tan(HFOV)/FNO 0.505
另外，由图6中的像差图可知，光学系统100的纵向球差、像散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、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7、具有正屈折力的第八透镜L8以及具有负屈折力的第九透镜L9。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。
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处为凹面；
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处为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凹面，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；
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面，像侧面S14于近光轴110处为凹面；
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴110处为凸面，像侧面S16于近光轴110处为凹面；
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴110处为凹面，像侧面S18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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9的物侧面和像侧面均为非球面。
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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9的材质均为塑料。
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
Figure BDA0003256934370000162
Figure BDA0003256934370000171
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
Figure BDA0003256934370000172
Figure BDA0003256934370000181
并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：
TTL*FNO/ImgH 2.747 TTL/f 1.172
(|R22|+|R31|)/AT23 74.326 (|f7|+|f8|+|f9|)/f 9.718
(|f2|+|f3|)/|R31| 1.256 TTL/(AT23+AT89) 5.157
TTL/ImgH 1.228 ATmax59/ATmin59 3.317
|SAG91/SD91| 0.320 tan(HFOV)/FNO 0.417
另外，由图8中的像差图可知，光学系统100的纵向球差、像散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、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7、具有正屈折力的第八透镜L8以及具有负屈折力的第九透镜L9。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处为凹面；
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处为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凹面，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；
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面，像侧面S14于近光轴110处为凹面；
第八透镜L8的物侧面S15于近光轴110处为凸面，像侧面S16于近光轴110处为凹面；
第九透镜L9的物侧面S17于近光轴110处为凹面，像侧面S18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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9的物侧面和像侧面均为非球面。
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、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜L9的材质均为塑料。
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
Figure BDA0003256934370000182
Figure BDA0003256934370000191
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
Figure BDA0003256934370000192
Figure BDA0003256934370000201
并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：
TTL*FNO/ImgH 2.259 TTL/f 1.189
(|R22|+|R31|)/AT23 69.829 (|f7|+|f8|+|f9|)/f 8.889
(|f2|+|f3|)/|R31| 1.161 TTL/(AT23+AT89) 5.339
TTL/ImgH 1.305 ATmax59/ATmin59 3.938
|SAG91/SD91| 0.299 tan(HFOV)/FNO 0.514
另外，由图10中的像差图可知，光学系统100的纵向球差、像散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S21。取像模组200还可设置有红外滤光片L10，红外滤光片L10设置于第九透镜L9的像侧面S18与像面S21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，能够兼顾小型化和高通光量的实现，有利于取像模组200在便携式电子设备中的应用，也有利于在弱光环境下具备良好的成像质量。
请参见图11和图12，在一些实施例中，取像模组200可应用于电子设备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中采用上述取像模组200，能够兼顾小型化和高通光量的实现，有利于电子设备300的便携式设计，也有利于在弱光环境下具备良好的成像质量。
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 (12)

1.一种光学系统，其特征在于，沿光轴由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凹面；
具有负屈折力的第二透镜；
具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面；
具有屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凹面；
具有屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面；
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；
具有屈折力的第七透镜，所述第七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；
具有正屈折力的第八透镜；
具有负屈折力的第九透镜，所述第九透镜的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凹面；
且所述光学系统满足以下条件式：
TTL*FNO/ImgH≤3；
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为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半，FNO为所述光学系统的光圈数。
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：
60≤(|R22|+|R31|)/AT23≤130；
其中，R22为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，R31为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，AT23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于光轴上的距离。
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：
0.5≤(|f2|+|f3|)/|R31|≤2.1；
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，R31为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。
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：
1.2≤TTL/ImgH≤1.31。
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：
0.18≤|SAG91/SD91|≤0.33；
其中，SAG91为所述第九透镜的物侧面与光轴的交点至所述第九透镜的物侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离，SD91为所述第九透镜的物侧面的最大有效口径的一半。
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：
1.13≤TTL/f≤1.19；
其中，f为所述光学系统的有效焦距。
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：
5≤(|f7|+|f8|+|f9|)/f≤20；
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，f9为所述第九透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。
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：
5≤TTL/(AT23+AT89)≤10；
其中，AT23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于光轴上的距离，AT89为所述第八透镜的像侧面至所述第九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，满足以下条件式：
1.4≤ATmax59/ATmin59≤4；
其中，ATmax59为所述第五透镜至所述第九透镜中各相邻两透镜于光轴上的空气间隔的最大值，ATmin59为所述第五透镜至所述第九透镜中各相邻两透镜于光轴上的空气间隔的最小值。
10.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：
0.38≤tan(HFOV)/FNO≤0.52；
其中，HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半。
11.一种取像模组，其特征在于，包括感光元件以及权利要求1-10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。
12.一种电子设备，其特征在于，包括壳体以及权利要求11所述的取像模组，所述取像模组设置于所述壳体。
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