CN113900233B - 光学系统、摄像模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学系统、摄像模组及电子设备，光学系统包括从物侧到像侧依次设置的第一透镜、第二透镜及第三透镜，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，第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，第二透镜具有屈折力，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，第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；其中，第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离为TTL，光学系统的最大视场角所对应的像高的一半为IMgH，且TTL与IMgH满足条件式：1.15＜TTL/IMgH＜1.30。该设计能够实现摄像镜头轻薄化的同时提高摄像镜头的成像品质。

Description

光学系统、摄像模组及电子设备

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。

背景技术

近年来，各种搭载摄像镜头的电子设备(如数码相机、智能手机、笔记本电脑或平板电脑等)已成为潮流趋势。如何实现摄像镜头轻薄化的同时提升摄像镜头的成像品质已成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种光学系统、摄像模组及电子设备，能够实现摄像镜头轻薄化的同时提高摄像镜头的成像品质。

第一方面，本申请实施例提供了一种光学系统；该光学系统包括从物侧到像侧依次设置的第一透镜、第二透镜及第三透镜，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，第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，第二透镜具有屈折力，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，第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；其中，第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离为TTL，光学系统的最大视场角所对应的像高的一半为IMgH，且TTL与IMgH满足条件式：

1.15＜TTL/IMgH＜1.30。

基于本申请实施例的光学系统，通过设计第一透镜具有正屈折力，有助于缩短光学系统的光学总长，压缩各视场的光线走向，降低球差，以满足该光学系统的小型化的设计需求，同时提升该光学系统的成像品质；通过将第二透镜的物侧面设计成于近光轴处为凹面，有利于光线的发散，进而减小边缘光线经过第一透镜后的出射角，平衡第一透镜朝正方向的像差，同时有利于增强第一透镜的曲折力，以利于大角度光线进入光学系统，满足光学系统对拍摄范围的需求；通过将第三透镜设计成具有正屈折力，能够提升透镜之间的紧凑性，可降低透镜的公差敏感性和杂散光的风险，同时将像侧面设计成于近光轴处为凹面，有利于轻松确保光学系统的后焦，保证足够的调焦范围，更好地与图像传感器匹配；当1.15＜TTL/IMgH＜1.30时，TTL与IMgH的比值得到合理配置，能够有效压缩光学系统的光学总长，以满足该光学系统的超薄化特性以及小型化的设计需求；当TTL/IMgH≤1.15时，光学系统的最大视场角所对应的像高的一半IMgH的取值较大，各透镜的面型容易发生多起扭曲，各透镜的面型难以得到完全的降敏感度优化，造成该光学系统的设计难度较大且工艺性差；当TTL/IMgH≥1.30时，第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL的取值较大，该光学系统的超薄化特性不佳，不利于该光学系统实现大像面和小型化的设计。

在其中一些实施例中，第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径为R21，其中，R21与IMgH满足条件式：

0.70＜|R21/IMgH|＜4.50。

基于上述实施例，通过合理调控第二透镜的曲率半径，都可以更好的汇聚物侧光线，降低光学系统的垂轴色差；当0.70＜|R21/IMgH|＜4.50时，R21与IMgH的比值得到合理配置，合理调控第二透镜的焦距，来平均分担第二透镜的物侧面的曲率半径和第二透镜的像侧面的曲率半径，以避免第二透镜的物侧面的曲率半径(或第二透镜的像侧面的曲率半径)过大或过小而引起的第二透镜的公差敏感度的增大，有利于增大该光学系统的入瞳直径以及缩小该光学系统的光圈数；当|R21/IMgH|≤0.70时，第二透镜的物侧面的曲率半径(或第二透镜的像侧面的曲率半径)过大，导致第二透镜的公差敏感度过大，从而不利于增大该光学系统的入瞳直径以及缩小该光学系统的光圈数；当|R21/IMgH|≥4.50时，第二透镜的物侧面的曲率半径(或第二透镜的像侧面的曲率半径)过小，导致第二透镜的公差敏感度过小，从而不利于增大该光学系统的入瞳直径以及缩小该光学系统的光圈数。

在其中一些实施例中，光学系统的光圈数为FNO，其中，FNO满足条件式：

1.90＜FNO＜2.55。

基于上述实施例，当1.9＜FNO＜2.55时，FNO的取值得到合理配置，使得光学系统具有良好的进光量，满足光学系统的基本成像需求。

在其中一些实施例中，第一透镜的物侧面至光学系统的成像面在光轴上的距离为TTL，其中，TTL满足条件式：

1.00mm＜TTL＜2.20mm。

基于上述实施例，当1.00mm＜TTL＜2.20mm时，TTL的取值得到合理配置，使得光学系统具有极佳的轻薄性，适用于更多的使用场景；当TTL≤1.00mm时，各透镜的厚度较小，导致透镜的成型风险极高，组装难度极高，不具有良好的可行性；当TTL≥2.20mm时，各透镜的厚度较大，不利于光学系统的小型化和轻薄化设计。

在其中一些实施例中，第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径为R22，其中，R22满足条件式：

R22>0.00mm。

基于上述实施例，当R22>0.00mm时，R22的取值得到合理配置，通过将第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径设计为正数，使得第二透镜的像侧面的面型变化平缓，避免第二透镜的有效径附近面型倾角过大，从而有效减弱或避免在第二透镜内产生鬼影，以提升光学系统的成像品质。

在其中一些实施例中，第二透镜于光轴处的中心厚度为CT2，第二透镜的物侧面的最大有效口径处至第二透镜的像侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET2，其中，CT2与ET2满足条件式：

1.05＜CT2/ET2＜1.50。

基于上述实施例，第二透镜可以为正透镜，也可以为负透镜，当将第二透镜设计成正透镜时，第二透镜为该光学系统提供正屈折力，可聚焦光束，从而有利于将更多的光束有效地传递至光学系统的成像面，从而提升该光学系统的成像品质；当将第二透镜设计成负透镜时，第二透镜为该光学系统提供负屈折力，从而有利于该光学系统获取更多的物方空间信息，即有利于增大光学系统的视场角；当1.05＜CT2/ET2＜1.50时，CT2与ET2的比值得到合理配置，一方面保障了第二透镜的总体厚度合适，满足第二透镜的加工技术要求，具备生产可行性，另一方面能够有效减小边缘光线的偏折角度，从而有效降低球差场曲；当CT2/ET2≤1.05时，第二透镜的边缘厚度过大，导致该光学系统的解析力与大像面匹配产生矛盾，难以平衡；当CT2/ET2≥1.50时，第二透镜的中心厚度过大，当第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL较小时，容易造成第二透镜的像侧面过度弯曲，引起光线在第二透镜内部反射产生鬼影，从而降低了该光学系统的成像品质。

在其中一些实施例中，第一透镜与第二透镜于光轴上的空气间隙为CT12，第二透镜与第三透镜于光轴上的空气间隙为CT23，其中，CT12、CT23与TTL满足条件式：

0.160＜(CT12+CT23)/TTL＜0.265。

基于上述实施例，当0.160＜(CT12+CT23)/TTL＜0.265时，(CT12+CT23)与TTL的比值得到合理配置，可有效避免第一透镜与第二透镜于光轴上的空气间隙过大、第二透镜与第三透镜于光轴上的空气间隙过大，从而有利于实现该光学系统的轻薄化以及小型化设计，且合理的设计相邻两透镜之间的间隙，一方面有利于该光学系统像差的校正，从而提高该光学系统的成像品质，另一方面为透镜的非有效径的结构及成型合理性提供空间，且保障在小尺寸镜筒中整体的可行性；当(CT12+CT23)/TTL≤0.160时，第一透镜与第二透镜于光轴上的空气间隙过小、第二透镜与第三透镜于光轴上的空气间隙过小，一方面不利于该光学系统像差的校正，另一方面给透镜的组装工艺调整带来极大的障碍，影响产品的良率；当(CT12+CT23)/TTL≥0.265时，若第一透镜与第二透镜于光轴上的空气间隙过大、第二透镜与第三透镜于光轴上的空气间隙过大，则不利于该光学系统的轻薄化以及小型化的设计。

在其中一些实施例中，第一透镜的物侧面的最大有效口径处至第一透镜的像侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET1，第二透镜的物侧面的最大有效口径处至第二透镜的像侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET2，第三透镜的物侧面的最大有效口径处至第三透镜的像侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET3，第一透镜的像侧面的最大有效口径处至第二透镜的物侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET12，第二透镜的像侧面的最大有效口径处至第三透镜的物侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET23，其中，ET1、ET2、ET3、ET12、ET23与TTL满足条件式：

0.45＜(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL＜0.55。

基于上述实施例，当0.45＜(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL＜0.55时，(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)与TTL的比值得到合理配置，保障了透镜的厚度及透镜的有效径间隙的合理性，在透镜的成型组装及各生产工序中避免不可因厚度过薄或过厚而引起的不可改善性不良；当(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL≤0.45时，该光学系统的透镜的边厚及有效径间隙不足，导致该光学系统的可行性降低，且增加生产管控难度；当(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL≥0.55时，该光学系统的透镜的边厚及有效径间隙较大，则不利于实现该光学系统的轻薄化和小型化的设计。

在其中一些实施例中，第一透镜的有效焦距为f1，光学系统的有效焦距为f，其中，f1与f满足条件式：

0.70＜f1/f＜1.39。

基于上述实施例，当0.70＜f1/f＜1.39时，f1与f的比值得到合理配置，一方面可使第一透镜更好地对由物方空间入射的光线实现汇聚，以提升光学系统的视场范围以及缩短光学系统的总长，另一方面可防止第一透镜产生过大的像差，从而使得光学系统具有良好的成像品质；当f1/f≤0.70时，第一透镜的有效焦距过小导致第一透镜的屈折力不足，由大角度入射的光线难以良好地汇聚至光学系统的成像面，不利于扩大光学系统的视场角；当f1/f≥1.39时，第一透镜提供的屈折力过强，导致入射光束的转折角度过大，从而不易于光学系统产生较强的像散和色差，故不利于光学系统的高分辨成像特性。

在其中一些实施例中，第三透镜的像侧面至光学系统的成像面于光轴上的最小轴向距离为FFL，其中，FFL与TTL满足条件式：

0.25＜FFL/TTL＜0.35。

基于上述实施例，当0.25＜FFL/TTL＜0.35时，FFL与TTL的比值得到合理配置，让第三透镜与图像传感器之间保留足够的安全距离，以提供给用于安装透镜的镜筒及底座一个合理的间隙，从而满足工艺需求和可行性；当FFL/TTL≤0.25时，第三透镜的像侧面至光学系统的成像面于光轴上的最小轴向距离FFL的取值较小，导致光学系统与图像传感器的配对工艺难度极大；当FFL/TTL≥0.35时，第三透镜的像侧面至光学系统的成像面于光轴上的最小轴向距离FFL的取值较大，导致第三透镜的厚度和间隙过度压缩，不利于第三透镜的组装。

在其中一些实施例中，边缘光束与第三透镜的物侧面形成两个交点，两个交点在垂直光轴方向上的最大距离为SP31，光学系统的入瞳直径为EPD，其中，SP31与EPD满足条件式：0.15＜SP31/EPD＜0.40；和/或

光学系统的最大放大倍率为red，且red满足条件式：0.001＜red＜0.045。

基于上述实施例，当0.15＜SP31/EPD＜0.40时，SP31与EPD的比值得到合理配置，可保障边缘视场拥有合理的渐晕值，且通光量足够，从而具有足够的相对照度，降低在图像传感器上形成暗角的风险；当SP31/EPD≤0.15时，两个交点在垂直光轴方向上的最大距离SP31的取值较小，边缘视场的渐晕值较大，边缘视场的通光量不足，从而使得边缘视场的相对照度较低，存在在图像传感器上形成暗角的风险；当SP31/EPD≥0.40时，两个交点在垂直光轴方向上的最大距离SP31的取值较大，边缘视场角的渐晕值较小，导致该光学系统难以对边缘视场进行像差的合理矫正，造成该光学系统的解析力不足。当0.001＜red＜0.045时，red的取值得到合理配置，使得该光学系统满足一定的微距放大拍摄和常规物距的正常拍摄，保证该光学系统在不同倍率下的性能得以兼顾，从而满足光学系统的实际设计需求。

第二方面，本申请实施例提供了一种摄像模组，该摄像模组包括图像传感器及上述的光学系统，图像传感器设置于光学系统的像侧。

基于本申请实施例中的摄像模组，具有上述光学系统的摄像模组，在满足轻薄化和小型化的同时具有良好的成像品质。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括固定件及上述的摄像模组，摄像模组设置于固定件。

基于本申请实施例中的电子设备，具有上述摄像模组的电子设备，在满足轻薄化和小型化的同时具有良好的成像品质。

基于本申请实施例的光学系统、摄像模组及电子设备，通过设计第一透镜具有正屈折力，有助于缩短光学系统的光学总长，压缩各视场的光线走向，降低球差，以满足该光学系统的小型化的设计需求，同时提升该光学系统的成像品质；通过将第二透镜的物侧面设计成于近光轴处为凹面，有利于光线的发散，进而减小边缘光线经过第一透镜后的出射角，平衡第一透镜朝正方向的像差，同时有利于增强第一透镜的曲折力，以利于大角度光线进入光学系统，满足光学系统对拍摄范围的需求；通过将第三透镜设计成具有正屈折力，能够提升透镜之间的紧凑性，并通过合理的约束第三透镜的物侧面的曲率半径，可降低透镜的公差敏感性和杂散光的风险，同时将像侧面设计成于近光轴处为凹面，有利于轻松确保光学系统的后焦，保证足够的调焦范围，更好地与图像传感器匹配；当1.15＜TTL/IMgH＜1.30时，TTL与IMgH的比值得到合理配置，能够有效压缩光学系统的光学总长，以满足该光学系统的超薄化特性以及小型化的设计需求；当TTL/IMgH≤1.15时，光学系统的最大视场角所对应的像高的一半IMgH的取值较大，各透镜的面型容易发生多起扭曲，各透镜的面型难以得到完全的降敏感度优化，造成该光学系统的设计难度较大且工艺性差；当TTL/IMgH≥1.30时，第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL的取值较大，该光学系统的超薄化特性不佳，不利于该光学系统实现大像面和小型化的设计。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例一提供的光学系统的结构示意图；

图2A至2C分别示意为本申请实施例一提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图3为本申请实施例二提供的光学系统的结构示意图；

图4A至4C分别示意为本申请实施例二提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图5为本申请实施例三提供的光学系统的结构示意图；

图6A至6C分别示意为本申请实施例三提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图7为本申请实施例四提供的光学系统的结构示意图；

图8A至8C分别示意为本申请实施例四提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图9为本申请实施例五提供的光学系统的结构示意图；

图10A至10C分别示意为本申请实施例五提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图11为本申请实施例六提供的光学系统的结构示意图；

图12A至12C分别示意为本申请实施例六提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图13为本申请实施例七提供的光学系统的结构示意图；

图14A至14C分别示意为本申请实施例七提供的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图15为本申请一种实施例中的摄像模组的结构示意图；

图16为本申请一种实施例中的电子设备为车载摄像头时的结构示意图。

附图标记：100、光学系统；110、第一透镜；120、第二透镜；130、第三透镜；131、交点；STO、光阑；140、滤光片；S1、第一透镜的物侧面；S2、第一透镜的像侧面；S3、第二透镜的物侧面；S4、第二透镜的像侧面；S5、第三透镜的物侧面；S6、第三透镜的像侧面；S7、第一表面；S8、第二表面；S9、成像面；200、摄像模组；210、图像传感器；300、电子设备；310、固定件；400、载具。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

近年来，各种搭载摄像镜头的电子设备(如数码相机、智能手机、笔记本电脑或平板电脑等)已成为潮流趋势。如何实现摄像镜头轻薄化的同时提升摄像镜头的成像品质已成为亟待解决的问题。

为了解决上述技术问题，请参照图1-图14C所示，本申请的第一方面提出了一种光学系统100，能够实现摄像镜头轻薄化的同时提高摄像镜头的成像品质。

如图1所示，该光学系统100包括沿光轴，从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130。

第一透镜110具有正屈折力，第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像面于近光轴处为凹面，第一透镜110的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜120具有屈折力，第二透镜120可以具有正屈折力也可以具有负屈折力。当第二透镜120具有正屈折力时，第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凸面，第二透镜120的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于圆周处为凸面。当第二透镜120具有负屈折力时，第二透镜120的物侧面S3于近光轴处可以为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处可以为凸面，第二透镜120的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜130具有正屈折力，第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凹面，第三透镜130的物侧面S5于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面S6于圆周处为凸面。

进一步地，第一透镜110的物侧面S1至光学系统100的成像面S9于光轴上的距离为TTL，光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半为IMgH，且TTL与IMgH满足条件式：1.15＜TTL/IMgH＜1.30。具体地，TTL/IMgH的取值可以为1.270、1.242、1.195、1.288、1.267、1.206或1.259。

综上，通过设计第一透镜110具有正屈折力，有助于缩短光学系统100的光学总长，压缩各视场的光线走向，降低球差，以满足该光学系统100的小型化的设计需求，同时提升该光学系统100的成像品质；通过将第二透镜120的物侧面S3设计成于近光轴处为凹面，有利于光线的发散，进而减小边缘光线经过第一透镜110后的出射角，平衡第一透镜110朝正方向的像差，同时有利于增强第一透镜110的曲折力，以利于大角度光线进入光学系统100，满足光学系统100对拍摄范围的需求；通过将第三透镜130设计成具有正屈折力，能够提升透镜之间的紧凑性，并通过合理的约束第三透镜130的物侧面S5的曲率半径，可降低透镜的公差敏感性和杂散光的风险，同时将像侧面设计成于近光轴处为凹面，有利于轻松确保光学系统100的后焦，保证足够的调焦范围，更好地与图像传感器匹配；当1.15＜TTL/IMgH＜1.30时，TTL与IMgH的比值得到合理配置，能够有效压缩光学系统100的光学总长，以满足该光学系统100的超薄化特性以及小型化的设计需求；当TTL/IMgH≤1.15时，光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半IMgH的取值较大，各透镜的面型容易发生多起扭曲，各透镜的面型难以得到完全的降敏感度优化，造成该光学系统100的设计难度较大且工艺性差；当TTL/IMgH≥1.30时，第一透镜110的物侧面S1至光学系统100的成像面S9于光轴上的距离TTL的取值较大，该光学系统100的超薄化特性不佳，不利于该光学系统100实现大像面和小型化的设计。

进一步地，在一些实施例中，第二透镜120的物侧面S3于光轴处的曲率半径为R21，其中，R21与IMgH满足条件式：0.70＜|R21/IMgH|＜4.50。具体地，|R21/IMgH|的取值可以为0.916、1.283、2.487、4.408、0.722、0.852或1.551。该设计中，通过合理调控第二透镜120的曲率半径，都可以更好的汇聚物侧光线，降低光学系统100的垂轴色差；当0.70＜|R21/IMgH|＜4.50时，R21与IMgH的比值得到合理配置，通过合理调控第二透镜120的焦距，来平均分担第二透镜120的物侧面S3的曲率半径和第二透镜120的像侧面S4的曲率半径，以避免第二透镜120的物侧面S3的曲率半径(或第二透镜120的像侧面S4的曲率半径)过大或过小而引起的第二透镜120的公差敏感度的增大，有利于增大该光学系统100的入瞳直径以及缩小该光学系统100的光圈数；当|R21/IMgH|≤0.70时，第二透镜120的物侧面S3的曲率半径(或第二透镜120的像侧面S4的曲率半径)过大，导致第二透镜120的公差敏感度过大，从而不利于增大该光学系统100的入瞳直径以及缩小该光学系统100的光圈数；当R21/IMgH|≥4.50时，第二透镜120的物侧面S3的曲率半径(或第二透镜120的像侧面S4的曲率半径)过小，导致第二透镜120的公差敏感度过小，从而不利于增大该光学系统100的入瞳直径以及缩小该光学系统100的光圈数。

进一步地，在一些实施例中，光学系统100的光圈数为FNO，其中，FNO满足条件式：1.90＜FNO＜2.55。该设计中，当1.9＜FNO＜2.55时，FNO的取值得到合理配置，使得光学系统100具有良好的进光量，满足光学系统100的基本成像需求；当FNO≤1.90或FNO≥2.55时，光学系统100难以完成边缘像差的矫正，导致光学系统100的成像品质较差。

进一步地，在一些实施例中，第一透镜110的物侧面S1至光学系统100的成像面S9在光轴上的距离为TTL，其中，TTL满足条件式：1.00mm＜TTL＜2.20mm。该设计中，当1.00mm＜TTL＜2.20mm时，TTL的取值得到合理配置，使得光学系统100具有极佳的轻薄性，适用于更多的使用场景；当TTL≤1.00mm时，各透镜的厚度较小，导致透镜的成型风险极高，组装难度极高，不具有良好的可行性；当TTL≥2.20mm时，各透镜的厚度较大，不利于光学系统100的小型化和轻薄化设计。

进一步地，在一些实施例中，第二透镜120的像侧面S4于光轴处的曲率半径为R22，其中，R22满足条件式：R22>0.00mm。该设计中，当R22>0.00mm时，R22的取值得到合理配置，通过将第二透镜120的像侧面S4于光轴处的曲率半径设计为正数，使得第二透镜120的像侧面S4的面型变化平缓，避免第二透镜120的有效径附近面型倾角过大，从而有效减弱或避免在第二透镜120内产生鬼影，以提升光学系统100的成像品质。

进一步地，在一些实施例中，第二透镜120于光轴处的中心厚度为CT2，第二透镜120的物侧面的S3最大有效口径处至第二透镜120的像侧面S4的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET2，其中，CT2与ET2满足条件式：1.05＜CT2/ET2＜1.50。具体地，CT2/ET2的取值可以为1.308、1.103、1.148、1.251、1.460、1.255或1.360。该设计中，第二透镜120可以为正透镜，也可以为负透镜，当将第二透镜120设计成正透镜时，第二透镜120为该光学系统100提供正屈折力，可聚焦光束，从而有利于将更多的光束有效地传递至光学系统100的成像面S9，从而提升该光学系统100的成像品质；当将第二透镜120设计成负透镜时，第二透镜120为该光学系统100提供负屈折力，从而有利于该光学系统100获取更多的物方空间信息，即有利于增大光学系统100的视场角；当1.05＜CT2/ET2＜1.50时，CT2与ET2的比值得到合理配置，一方面保障了第二透镜120的总体厚度合适，满足第二透镜120的加工技术要求，具备生产可行性，另一方面能够有效减小边缘光线的偏折角度，从而有效降低球差场曲；当CT2/ET2≤1.05时，第二透镜120的边缘厚度过大，导致该光学系统100的解析力与大像面匹配产生矛盾，难以平衡；当CT2/ET2≥1.50时，第二透镜120的中心厚度过大，当第一透镜110的物侧面S1至光学系统100的成像面S9于光轴上的距离TTL较小时，容易造成第二透镜120的像侧面S4过度弯曲，引起光线在第二透镜120内部反射产生鬼影，从而降低了该光学系统100的成像品质。

进一步地，在一些实施例中，第一透镜110与第二透镜120于光轴上的空气间隙为CT12，第二透镜120与第三透镜130于光轴上的空气间隙为CT23，其中，CT12、CT23与TTL满足条件式：0.160＜(CT12+CT23)/TTL＜0.265。具体地，(CT12+CT23)/TTL的取值可以为0.224、0.248、0.235、0.195、0.213、0.259或0.178。该设计中，当0.160＜(CT12+CT23)/TTL＜0.265时，(CT12+CT23)与TTL的比值得到合理配置，可有效避免第一透镜110与第二透镜120于光轴上的空气间隙过大、第二透镜120与第三透镜130于光轴上的空气间隙过大，从而有利于实现该光学系统100的轻薄化以及小型化设计，且合理的设计相邻两透镜之间的间隙，一方面有利于该光学系统100像差的校正，从而提高该光学系统100的成像品质，另一方面为透镜的非有效径的结构及成型合理性提供空间，且保障在小尺寸镜筒中整体的可行性；当(CT12+CT23)/TTL≤0.160时，第一透镜110与第二透镜120于光轴上的空气间隙过小、第二透镜120与第三透镜130于光轴上的空气间隙过小，一方面不利于该光学系统100像差的校正，另一方面给透镜的组装工艺调整带来极大的障碍，影响产品的良率；当(CT12+CT23)/TTL≥0.265时，若第一透镜110与第二透镜120于光轴上的空气间隙过大、第二透镜120与第三透镜130于光轴上的空气间隙过大，则不利于该光学系统100的轻薄化以及小型化的设计。

进一步地，在一些实施例中，第一透镜110的物侧面S1的最大有效口径处至第一透镜110的像侧面S2的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET1，第二透镜120的物侧面S3的最大有效口径处至第二透镜120的像侧面S4的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET2，第三透镜130的物侧面S5的最大有效口径处至第三透镜130的像侧面S6的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET3，第一透镜110的像侧面S2的最大有效口径处至第二透镜120的物侧面S3的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET12，第二透镜120的像侧面S4的最大有效口径处至第三透镜130的物侧面S5的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET23，其中，ET1、ET2、ET3、ET12、ET23与TTL满足条件式：0.45＜(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL＜0.55。具体地，(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL的取值可以为0.528、0.492、0.531、0.528、0.483、0.518或0.516。该设计中，当0.45＜(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL＜0.55时，(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)与TTL的比值得到合理配置，保障了透镜的厚度及透镜的有效径间隙的合理性，在透镜的成型组装及各生产工序中避免不可因厚度过薄或过厚而引起的不可改善性不良；当(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL≤0.45时，该光学系统100的透镜的边厚及有效径间隙不足，导致该光学系统100的可行性降低，且增加生产管控难度；当(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL≥0.55时，该光学系统100的透镜的边厚及有效径间隙较大，则不利于实现该光学系统100的轻薄化和小型化的设计。

进一步地，在一些实施例中，第一透镜110的有效焦距为f1，光学系统100的有效焦距为f，其中，f1与f满足条件式：0.70＜f1/f＜1.39。具体地，f1/f的取值可以为1.328、1.234、1.369、0.798、0.703、1.252或0.722。该设计中，当0.70＜f1/f＜1.39时，f1与f的比值得到合理配置，一方面可使第一透镜110更好地对由物方空间入射的光线实现汇聚，以提升光学系统100的视场范围以及缩短光学系统100的总长，另一方面可防止第一透镜110产生过大的像差，从而使得光学系统100具有良好的成像品质；当f1/f≤0.70时，第一透镜110的有效焦距过小导致第一透镜110的屈折力不足，由大角度入射的光线难以良好地汇聚至光学系统100的成像面S9，不利于扩大光学系统100的视场角；当f1/f≥1.39时，第一透镜110提供的屈折力过强，导致入射光束的转折角度过大，从而不易于光学系统100产生较强的像散和色差，故不利于光学系统100的高分辨成像特性。

进一步地，在一些实施例中，第三透镜130的像侧面S6至光学系统100的成像面S9于光轴上的最小轴向距离为FFL，其中，FFL与TTL满足条件式：0.25＜FFL/TTL＜0.35。具体地，FFL/TTL的取值可以是0.336、0.332、0.267、0.323、0.336、0.288或0.311。该设计中，当0.25＜FFL/TTL＜0.35时，FFL与TTL的比值得到合理配置，让第三透镜130与图像传感器之间保留足够的安全距离，以提供给用于安装透镜的镜筒及底座一个合理的间隙，从而满足工艺需求和可行性；当FFL/TTL≤0.25时，第三透镜130的像侧面S6至光学系统100的成像面S9于光轴上的最小轴向距离FFL的取值较小，导致光学系统100与图像传感器的配对工艺难度极大；当FFL/TTL≥0.35时，第三透镜130的像侧面S6至光学系统100的成像面S9于光轴上的最小轴向距离FFL的取值较大，导致第三透镜130的厚度和间隙过度压缩，不利于第三透镜130的组装。

进一步地，在一些实施例中，边缘光束与第三透镜130的物侧面S5形成两个交点131，两个交点131在垂直光轴方向上的最大距离为SP31，光学系统100的入瞳直径为EPD，其中，SP31与EPD满足条件式：0.15＜SP31/EPD＜0.40。其中，边缘光束为入射至光学系统100的成像面S9且离光学系统100的光轴最远的光束。具体地，SP31/EPD的取值可以为0.327、0.293、0.394、0.238、0.189、0.385或0.242。该设计中，当0.15＜SP31/EPD＜0.40时，SP31与EPD的比值得到合理配置，可保障边缘视场拥有合理的渐晕值，且通光量足够，从而具有足够的相对照度，降低在图像传感器上形成暗角的风险；当SP31/EPD≤0.15时，两个交点131在垂直光轴方向上的最大距离SP31的取值较小，边缘视场的渐晕值较大，边缘视场的通光量不足，从而使得边缘视场的相对照度较低，存在在图像传感器上形成暗角的风险；当SP31/EPD≥0.40时，两个交点131在垂直光轴方向上的最大距离SP31的取值较大，边缘视场的渐晕值较小，导致该光学系统100难以对边缘视场进行像差的合理矫正，造成该光学系统100的解析力不足。

光学系统100的最大放大倍率为red，且red满足条件式：0.001＜red＜0.045。其中，光学系统100的最大视场角所对应的像高和最大被摄物的物高的比值为最大放大倍率。具体地，red的取值可以为0.043、0.043、0.004、0.002、0.001、0.004或0.002。该设计中，当0.001＜red＜0.045时，通过参数的设计控制red并使red得到合理配置，使得该光学系统100满足一定的微距放大拍摄和常规物距的正常拍摄，保证该光学系统100在不同倍率下的性能得以兼顾，从而满足光学系统100的实际设计需求。

进一步地，为减少该光学系统100中的杂光以提升该光学系统100的成像品质，该光学系统100还包括光阑STO，光阑STO可以是孔径光阑STO，也可以是视场光阑STO。光阑STO位于该光学系统100的物面与成像面S9之间，例如，可以在光学系统100的物面与第一透镜110的物侧面S1之间、第一透镜110的像侧面S2与第二透镜120的物侧面S3之间、第二透镜120的像侧面S4与第三透镜130的物侧面S5之间、以及第三透镜130的像侧面S6与光学系统100的成像面S9之间的任意位置设置光阑STO，为节约成本，也可以在第一透镜110的物侧面S1、第一透镜110的像侧面S2、第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第三透镜130的物侧面S5、以及第三透镜130的像侧面S6中的任意一个表面上设置光阑STO。该设计中，通过光阑STO中置设计，可有效地减少鬼影产生的风险，以提升该光学系统100的成像品质。

需要指出的是，透镜的物侧面指代透镜的朝向物面一侧的表面，透镜的像侧面指代透镜的朝向像面一侧的表面，例如，第一透镜110的物侧面S1指代第一透镜110的朝向(靠近)物侧一侧的表面，第一透镜110的像侧面S2指代第一透镜110的朝向(靠近)像侧一侧的表面。以上各透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径为正表示该透镜的物侧面或像侧面朝向物面凸设，各透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径为负表示该透镜的物侧面或像侧面朝向像面凸设。

为校正该光学系统100的像差以提高该光学系统100的成像品质，在第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的多个物侧面中，以及在第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的多个像侧面中，至少有一个面为非球面，例如，第一透镜110的物侧面S1可以为非球面，第二透镜120的物侧面S3也可以为非球面。需要注意的是，以上表面为非球面可以是透镜的整个表面为非球面，也可以是透镜的表面的部分为非球面，例如，第一透镜110于近光轴处的部分为非球面。

为提高光学系统100的成像品质，第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130可以部分或全部采用玻璃材质制成。为节约该光学系统100的成本，第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130中的至少一个可以采用塑料材质制成。

被拍摄的物体所发射或者反射的光束由物侧依次穿过光学系统100的第一透镜110、第二透镜120以及第三透镜130后到达成像面S9，并在成像面S9成像，为保证被拍摄物体在成像面S9的成像清晰度，光学系统100还可以包括滤光片140，滤光片140可以设置在第三透镜130的像侧面S6与光学系统100的成像面S9之间，其中，滤光片140包括靠近物侧的第一表面S7以及靠近像侧的第二表面S8。通过滤光片140的设置，光束经第三透镜130后穿过滤光片140能够有效地对光束中的非工作波段光束进行过滤，即可以过滤可见光而只允许红外光通过，或者可以过滤红外光而只允许可见光通过，进而保证了被拍摄物体在成像面S9上的成像清晰度。

被拍摄物体所发射的光线由物侧依次穿过光学系统100的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及滤光片140后到达光学系统100的成像面S9，并在光学系统100的成像面S9成像，为实现对图像传感器的保护，光学系统100还可以包括保护玻璃(图中未示出)，保护玻璃设置于第三透镜130的像侧面S6与光学系统100的成像面S9之间。

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说明。

实施例一

请参照图1至图2C所示，光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑STO、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、滤光片以及成像面S9。

光阑STO为孔径光阑STO，光阑STO设置于第一透镜110的物侧面S1。

第一透镜110具有正屈折力，第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜110的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜120具有负屈折力，第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凸面；第二透镜120的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜130具有正屈折力，第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜130的物侧面S5于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面S6于圆周处为凸面。

第一透镜110的物侧面S1、第一透镜110的像侧面S2、第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第三透镜130的物侧面S5及第三透镜130的像侧面S6均为非球面，且第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的材质均为塑料。

实施例一中，各透镜的焦距的参考波长为555.000nm，阿贝数和折射率的参考波长均为587.560nm。光学系统100的相关参数如表1所示，其中，表1中f表示该光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统100的最大视场角，曲率半径为透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，“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的像侧面至像侧方向的后一表面于光轴上的距离。需要注意的是，焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。

表1

光学系统100的透镜的表面是非球面，非球面表面的非球面公式为：

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，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。各透镜非球面的表面所对应的圆锥常数K和非球面系数如表2所示：

表2

图2A为本申请实施例一中在波长为470.0000nm、510.0000nm、555.0000nm、610.0000nm以及650.0000nm的光学系统的纵向球差曲线图，纵向球差曲线表示不同波长的光束经由光学系统的各透镜后的汇聚焦点的偏离，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场角。由图2A可以看出470.0000nm、510.0000nm、555.0000nm、610.0000nm以及650.0000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内，说明本申请实施例一中的光学系统的成像质量较好。

图2B为本申请实施例一中的光学系统的像散曲线图，像散曲线子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移量，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，其单位为mm。图2B中的S曲线代表参考波长为555.0000nm的弧矢像面弯曲，T曲线代表参考波长为555.0000nm的子午像面弯曲。在参考波长为555.0000nm的情况下，由图2B可以看出像高位于1.72mm以内，得到了较好的补偿。

图2C为本申请实施例一中的光学系统的畸变曲线图，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变，沿Y轴方向的纵坐标表示视场角。在参考波长为555.0000nm的情况下，由图2C可以看出畸变得到了很好的校正。

实施例二

请参照图3至图4C所示，光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑STO、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、红外滤光片140以及成像面S9。

光阑STO为孔径光阑STO，光阑STO设置于第一透镜110的物侧面S1。

第一透镜110具有正屈折力，第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜110的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜120具有负屈折力，第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凸面；第二透镜120的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜130具有正屈折力，第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜130的物侧面S5于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面S6于圆周处为凸面。

第一透镜110的物侧面S1、第一透镜110的像侧面S2、第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第三透镜130的物侧面S5及第三透镜130的像侧面S6均为非球面，且第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的材质均为塑料。

实施例二中，各透镜的焦距的参考波长为555.000nm，阿贝数和折射率的参考波长均为587.560nm。光学系统100的相关参数如表3所示，其中，表3中f表示该光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统100的最大视场角，曲率半径为透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，“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的像侧面至像侧方向的后一表面于光轴上的距离。需要注意的是，焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。

表3

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光学系统100的透镜的表面是非球面，非球面表面的非球面公式为：

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，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。各透镜非球面的表面所对应的圆锥常数K和非球面系数如表4所示：

表4

面序号

2

3

4

5

6

7

K

-1.208E+01

1.409E+01

2.274E+01

4.913E+01

-6.114E+00

-8.784E-01

A4

3.256E+00

-6.422E-01

-2.475E+00

-5.353E+00

2.076E-01

-2.182E+00

A6

1.148E+02

3.517E+01

-1.143E+01

6.669E+01

-1.310E+01

9.847E-01

A8

-8.108E+03

-1.769E+03

1.803E+03

-8.841E+02

6.777E+01

8.006E+00

A10

2.676E+05

4.704E+04

-5.554E+04

9.451E+03

-2.071E+02

-3.042E+01

A12

-5.290E+06

-7.440E+05

9.143E+05

-7.149E+04

3.872E+02

5.436E+01

A14

6.501E+07

7.052E+06

-8.949E+06

3.601E+05

-4.218E+02

-5.631E+01

A16

-4.857E+08

-3.874E+07

5.198E+07

-1.128E+06

2.460E+02

3.418E+01

A18

2.020E+09

1.098E+08

-1.649E+08

1.987E+06

-6.059E+01

-1.117E+01

A20

-3.587E+09

-1.168E+08

2.190E+08

-1.506E+06

9.145E-01

1.499E+00

由图4A可以看出470.0000nm、510.0000nm、555.0000nm、610.0000nm以及650.0000nm的波长对应的球差均在0.050mm以内，说明本申请实施例二中的光学系统的成像质量较好。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图4B可以看出像高位于1.70mm以内，得到了较好的补偿。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图4C可以看出畸变得到了很好的校正。

实施例三

请参照图5至图6C所示，光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑STO、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、红外滤光片140以及成像面S9。

光阑STO为孔径光阑STO，光阑STO设置于第一透镜110的物侧面S1。

第一透镜110具有正屈折力，第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜110的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜120具有正屈折力，第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凸面；第二透镜120的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜130具有正屈折力，第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜130的物侧面S5于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面S6于圆周处为凸面。

第一透镜110的物侧面S1、第一透镜110的像侧面S2、第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第三透镜130的物侧面S5及第三透镜130的像侧面S6均为非球面，且第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的材质均为塑料。

实施例三中，各透镜的焦距的参考波长为555.000nm，阿贝数和折射率的参考波长均为587.560nm。光学系统100的相关参数如表5所示，其中，表5中f表示该光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统100的最大视场角，曲率半径为透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，“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的像侧面至像侧方向的后一表面于光轴上的距离。需要注意的是，焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。

表5

光学系统100的透镜的表面是非球面，非球面表面的非球面公式为：

/>

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，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。各透镜非球面的表面所对应的圆锥常数K和非球面系数如表6所示：

表6

由图6A可以看出470.0000nm、510.0000nm、555.0000nm、610.0000nm以及650.0000nm的波长对应的球差均在0.050mm以内，说明本申请实施例三中的光学系统的成像质量较好。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图6B可以看出像高位于1.75mm以内，得到了较好的补偿。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图6C可以看出畸变得到了很好的校正。

实施例四

请参照图7至图8C所示，光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑STO、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、红外滤光片140以及成像面S9。

光阑STO为孔径光阑STO，光阑STO设置于第一透镜110的物侧面S1。

第一透镜110具有正屈折力，第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜110的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜120具有负屈折力，第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凹面；第二透镜120的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜130具有正屈折力，第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜130的物侧面S5于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面S6于圆周处为凸面。

第一透镜110的物侧面S1、第一透镜110的像侧面S2、第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第三透镜130的物侧面S5及第三透镜130的像侧面S6均为非球面，且第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的材质均为塑料。

实施例四中，各透镜的焦距的参考波长为555.000nm，阿贝数和折射率的参考波长均为587.560nm。光学系统100的相关参数如表7所示，其中，表7中f表示该光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统100的最大视场角，曲率半径为透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，“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的像侧面至像侧方向的后一表面于光轴上的距离。需要注意的是，焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。

表7

光学系统100的透镜的表面是非球面，非球面表面的非球面公式为：

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，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。各透镜非球面的表面所对应的圆锥常数K和非球面系数如表8所示：

表8

面序号

2

3

4

5

6

7

K

-7.059E+01

5.572E+00

9.835E+01

-9.238E+01

-2.463E+00

-7.915E-01

A4

7.731E+01

-4.049E+00

-1.625E+01

-3.911E+01

-2.276E+01

-1.388E+01

A6

-7.075E+03

9.621E+02

1.304E+03

1.287E+03

5.508E+02

5.192E+01

A8

5.141E+05

-1.072E+05

-8.168E+04

-3.542E+04

-1.422E+04

-1.133E+02

A10

-2.602E+07

6.888E+06

3.302E+06

6.845E+05

2.320E+05

2.530E+02

A12

8.885E+08

-2.706E+08

-8.593E+07

-8.678E+06

-2.339E+06

-4.028E+03

A14

-1.997E+10

6.576E+09

1.408E+09

6.770E+07

1.448E+07

2.791E+04

A16

2.822E+11

-9.605E+10

-1.383E+10

-2.881E+08

-5.313E+07

-8.867E+04

A18

-2.269E+12

7.689E+11

7.324E+10

5.023E+08

1.059E+08

1.385E+05

A20

7.905E+12

-2.577E+12

-1.586E+11

1.488E+07

-8.816E+07

-8.673E+04

由图8A可以看出470.0000nm、510.0000nm、555.0000nm、610.0000nm以及650.0000nm的波长对应的球差均在0.050mm以内，说明本申请实施例四中的光学系统的成像质量较好。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图8B可以看出像高位于0.92mm以内，得到了较好的补偿。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图8C可以看出畸变得到了很好的校正。

实施例五

请参照图9至图10C所示，光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑STO、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、红外滤光片140以及成像面S9。

光阑STO为孔径光阑STO，光阑STO设置于第一透镜110的物侧面S1。

第一透镜110具有正屈折力，第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜110的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜120具有负屈折力，第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凸面；第二透镜120的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜130具有正屈折力，第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜130的物侧面S5于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面S6于圆周处为凸面。

第一透镜110的物侧面S1、第一透镜110的像侧面S2、第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第三透镜130的物侧面S5及第三透镜130的像侧面S6均为非球面，且第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的材质均为塑料。

实施例五中，各透镜的焦距的参考波长为555.000nm，阿贝数和折射率的参考波长均为587.560nm。光学系统100的相关参数如表9所示，其中，表9中f表示该光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统100的最大视场角，曲率半径为透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，“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的像侧面至像侧方向的后一表面于光轴上的距离。需要注意的是，焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。

表9

光学系统100的透镜的表面是非球面，非球面表面的非球面公式为：

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，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。各透镜非球面的表面所对应的圆锥常数K和非球面系数如表10所示：

表10

由图10A可以看出470.0000nm、510.0000nm、555.0000nm、610.0000nm以及650.0000nm的波长对应的球差均在0.050mm以内，说明本申请实施例五中的光学系统的成像质量较好。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图10B可以看出像高位于0.92mm以内，得到了较好的补偿。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图10C可以看出畸变得到了很好的校正。

实施例六

请参照图11至图12C所示，光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑STO、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、红外滤光片140以及成像面S9。

光阑STO为孔径光阑STO，光阑STO设置于第一透镜110的物侧面S1。

第一透镜110具有正屈折力，第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜110的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜120具有负屈折力，第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凸面；第二透镜120的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜130具有正屈折力，第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜130的物侧面S5于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面S6于圆周处为凸面。

第一透镜110的物侧面S1、第一透镜110的像侧面S2、第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第三透镜130的物侧面S5及第三透镜130的像侧面S6均为非球面，且第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的材质均为塑料。

实施例六中，各透镜的焦距的参考波长为555.000nm，阿贝数和折射率的参考波长均为587.560nm。光学系统100的相关参数如表11所示，其中，表11中f表示该光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统100的最大视场角，曲率半径为透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，“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的像侧面至像侧方向的后一表面于光轴上的距离。需要注意的是，焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。

表11

/>

光学系统100的透镜的表面是非球面，非球面表面的非球面公式为：

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，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。各透镜非球面的表面所对应的圆锥常数K和非球面系数如表12所示：

表12

面序号

2

3

4

5

6

7

K

-1.515E+01

1.181E+01

7.843E+00

5.483E+00

-6.052E+00

-9.476E-01

A4

4.392E+00

-9.582E-01

-1.542E+00

-5.028E+00

-5.919E-01

-3.354E+00

A6

3.798E+01

9.483E+01

-3.285E+01

6.558E+01

-8.014E+00

6.723E+00

A8

-3.775E+03

-4.380E+03

2.095E+03

-8.482E+02

4.442E+01

-9.052E+00

A10

1.161E+05

1.143E+05

-5.164E+04

8.280E+03

-1.245E+02

4.060E+00

A12

-2.044E+06

-1.791E+06

7.162E+05

-5.449E+04

2.137E+02

7.916E+00

A14

2.218E+07

1.718E+07

-5.962E+06

2.312E+05

-2.271E+02

-1.558E+01

A16

-1.461E+08

-9.851E+07

2.956E+07

-5.955E+05

1.447E+02

1.198E+01

A18

5.358E+08

3.087E+08

-8.018E+07

8.432E+05

-5.066E+01

-4.427E+00

A20

-8.393E+08

-4.052E+08

9.105E+07

-5.042E+05

7.482E+00

6.442E-01

由图12A可以看出470.0000nm、510.0000nm、555.0000nm、610.0000nm以及650.0000nm的波长对应的球差均在0.050mm以内，说明本申请实施例六中的光学系统的成像质量较好。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图12B可以看出像高位于1.72mm以内，得到了较好的补偿。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图12C可以看出畸变得到了很好的校正。

实施例七

请参照图13至图14C所示，光学系统100包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑STO、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、红外滤光片140以及成像面S9。

光阑STO为孔径光阑STO，光阑STO设置于第一透镜110的物侧面S1。

第一透镜110具有正屈折力，第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜110的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜120具有负屈折力，第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凸面；第二透镜120的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜130具有正屈折力，第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜130的物侧面S5于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面S6于圆周处为凸面。

第一透镜110的物侧面S1、第一透镜110的像侧面S2、第二透镜120的物侧面S3、第二透镜120的像侧面S4、第三透镜130的物侧面S5及第三透镜130的像侧面S6均为非球面，且第一透镜110、第二透镜120及第三透镜130的材质均为塑料。

实施例七中，各透镜的焦距的参考波长为555.000nm，阿贝数和折射率的参考波长均为587.560nm。光学系统100的相关参数如表13所示，其中，表13中f表示该光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，FOV表示光学系统100的最大视场角，曲率半径为透镜的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，“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的像侧面至像侧方向的后一表面于光轴上的距离。需要注意的是，焦距、曲率半径以及厚度均以毫米为单位。

表13

光学系统100的透镜的表面是非球面，非球面表面的非球面公式为：

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，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。各透镜非球面的表面所对应的圆锥常数K和非球面系数如表14所示：

表14

/>

由图14A可以看出470.0000nm、510.0000nm、555.0000nm、610.0000nm以及650.0000nm的波长对应的球差均在0.050mm以内，说明本申请实施例七中的光学系统的成像质量较好。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图14B可以看出像高位于0.92mm以内，得到了较好的补偿。

在参考波长为555.0000nm的情况下，由图14C可以看出畸变得到了很好的校正。

针对上述实施例一至实施例七的具体取值如表15所示，且满足1.15<TTL/IMgH<1.3、0.70＜|R21/IMgH|＜4.50、1.05＜CT2/ET2＜1.50、0.160＜(CT12+CT23)/TTL＜0.265、0.45＜(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL＜0.55、0.70＜f1/f＜1.39、0.25＜FFL/TTL＜0.35、0.15＜SP31/EPD＜0.40以及0.001＜red＜0.045。

表15

	TTL/IMgH	|R21/IMgH|	CT2/ET2	(CT12+CT23)/TTL	red
						实施例一	1.270	0.916	1.308	0.224	0.043
实施例二	1.242	1.283	1.103	0.248	0.043
						实施例三	1.195	2.487	1.148	0.235	0.004
实施例四	1.288	4.408	1.251	0.195	0.002
						实施例五	1.267	0.722	1.460	0.213	0.001
实施例六	1.206	0.852	1.255	0.259	0.004
						实施例七	1.259	1.551	1.360	0.178	0.002
	(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL	f1/f	FFL/TTL	SP31/EPD
						实施例一	0.528	1.328	0.336	0.327
实施例二	0.492	1.234	0.332	0.293
						实施例三	0.531	1.369	0.267	0.394
实施例四	0.528	0.798	0.323	0.238
						实施例五	0.483	0.703	0.336	0.189
实施例六	0.518	1.252	0.288	0.385
						实施例七	0.516	0.722	0.311	0.242

本申请实施例的第二方面提供了一种摄像模组200，如图15所示，该摄像模组200包括图像传感器210以及上述的光学系统100，图像传感器210设于光学系统100的成像面S9，其中，光学系统100用于接收被拍摄物体所发射的光束并投射至图像传感器210上，图像传感器210用于将光束的光信号转化成图像信号。具有上述光学系统100的摄像模组200，在满足轻薄化和小型化的同时具有良好的成像品质。

本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备300，如图16所示，该电子设备300包括固定件310以及上述的摄像模组200，摄像模组200设于固定件310上，其中，固定件310用于承载摄像模组200，固定件310可以直接是电子设备300的外壳，也可以是将摄像模组200固定在电子设备300的外壳上的一个中间连接结构，这里对该中间连接结构的具体结构不做赘述，设计人员可根据实际需要进行合理设计。电子设备300可以但不仅限于手机、摄像机、电脑等具有摄像功能的设备。如图16所示，电子设备300为车载摄像头。具有上述摄像模组200的电子设备300，在满足轻薄化和小型化的同时具有良好的成像品质。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光学系统，其特征在于，包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜、第二透镜及第三透镜；其中，

所述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，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述第二透镜具有屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面；

所述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，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

其中，所述光学系统中具有光焦度的透镜为三片；

其中，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为TTL，所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半为IMgH，所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径为R21；其中，TTL与IMgH，以及R21与IMgH满足条件式：

1.15＜TTL/IMgH＜1.30；

0.70＜|R21/IMgH|＜4.50。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

所述第二透镜于光轴处的中心厚度为CT2，所述第二透镜的物侧面的最大有效口径处至所述第二透镜的像侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET2，其中，CT2与ET2满足条件式：

1.05＜CT2/ET2＜1.50。

3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

所述第一透镜与所述第二透镜于光轴上的空气间隙为CT12，所述第二透镜与所述第三透镜于光轴上的空气间隙为CT23，其中，CT12、CT23与TTL满足条件式：

0.160＜(CT12+CT23)/TTL＜0.265。

4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

所述第一透镜的物侧面的最大有效口径处至所述第一透镜的像侧面的最大有效口径处于平行光轴方向上的距离为ET1，所述第二透镜的物侧面的最大有效口径处至所述第二透镜的像侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET2，所述第三透镜的物侧面的最大有效口径处至所述第三透镜的像侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET3，所述第一透镜的像侧面的最大有效口径处至所述第二透镜的物侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET12，所述第二透镜的像侧面的最大有效口径处至所述第三透镜的物侧面的最大有效口径处沿平行于光轴方向上的距离为ET23，其中，ET1、ET2、ET3、ET12、ET23与TTL满足条件式：

0.45＜(ET1+ET2+ET3+ET12+ET23)/TTL＜0.55。

5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

所述第一透镜的有效焦距为f1，所述光学系统的有效焦距为f，其中，f1与f满足条件式：

0.70＜f1/f＜1.39。

6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

所述第三透镜的像侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的最小轴向距离为FFL，其中，FFL与TTL满足条件式：

0.25＜FFL/TTL＜0.35。

7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

边缘光束与所述第三透镜的物侧面形成两个交点，所述两个交点在垂直光轴方向上的最大距离为SP31，所述光学系统的入瞳直径为EPD，其中，SP31与EPD满足条件式：0.15＜SP31/EPD＜0.40；和/或

所述光学系统的最大放大倍率为red，且red满足条件式：0.001＜red＜0.045。

8.一种摄像模组，其特征在于，包括：

图像传感器；

权利要求1-7中任一项所述的光学系统，所述图像传感器设置于所述光学系统的像侧。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

固定件；

权利要求8所述的摄像模组，所述摄像模组设置于所述固定件。

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