CN114019659A

CN114019659A - 光学系统、取像模组及电子设备

Info

Publication number: CN114019659A
Application number: CN202111440007.1A
Authority: CN
Inventors: 张文燕; 李明
Original assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-02-08

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：具有负屈折力的第一透镜，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，物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；具有正屈折力的第三透镜，物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凸面；具有屈折力的第四透镜，物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面；具有屈折力的第五透镜，物侧面于近光轴处为凸面；具有正屈折力的第六透镜，物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；光学系统满足：3.5mm≤SD1/FNO≤5.5mm。上述光学系统，具备广角特性，能够实现小型化设计，且能够满足高成像质量的需求。

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

随着摄像镜头在智能手机、平板电脑、无人机、计算机等电子设备中的广泛应用，电子设备中摄像镜头拍摄效果的优劣成为业界关注的重心之一，极大影响电子设备的行业竞争力。特别地，红外光摄像镜头，例如基于飞行时间法(TOF)探测技术的红外探测摄像镜头，因其能直接记录深度信息，还能够对不同深度的景物和人进行不同程度的虚化，对于拍摄效果有很大的改观。然而，目前的红外摄像镜头还难以满足高成像质量的需求。

发明内容

基于此，有必要针对目前的红外摄像镜头还难以满足高成像质量的需求的问题，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：

具有负屈折力的第一透镜，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，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；

具有正屈折力的第三透镜，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，像侧面于近光轴处为凸面；

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凸面；

具有正屈折力的第六透镜，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；

且所述光学系统满足以下条件式：

3.5mm≤SD1/FNO≤5.5mm；

其中，SD1为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径，FNO为所述光学系统的光圈数。

上述光学系统，第一透镜具有负屈折力，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，有利于扩大光学系统的视场范围，使呈大角度的入射光线进入光学系统，从而有利于物空间光线的收集。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，有利于平衡第一透镜所产生的畸变，从而提升光学系统的成像质量。第三透镜具有正屈折力，第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凸面，有利于配合第二透镜进一步校正第一透镜产生的畸变。第四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，有利于校正第四透镜物侧各透镜产生的光程差，使得成像画面均匀，提升光学系统的成像质量。第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面，能够配合第四透镜进一步校正前三片透镜产生的光程差。第六透镜具有正屈折力，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，有利于平衡物侧各透镜所产生的像散、场曲等像差，校正歪曲像，从而进一步提升光学系统的成像质量。

满足上述条件式时，能够合理配置第一透镜的物侧面的最大有效口径与光学系统的光圈数之间的比值，有利于合理配置光学系统的景深，从而使得光学系统拍摄的画面更加清晰形象，同时也有利于光学系统实现大光圈特性，增大光学系统的光通量，提升光学系统的像面亮度，改善成像清晰度，从而可提高感光元件的感光性能，抑制暗角现象，使拍摄的画面更加生动形象，提升光学系统的成像质量。超过上述条件式的上限，第一透镜的物侧面最大有效口径过大，导致机构组装外形时出现遮光现象，不利于生产加工，且会导致光学系统的体积增大，难以满足小型化设计的需求；低于上述条件式的下限，光学系统的景深过小，导致成像画面感不清晰，难以满足高成像质量的需求。

具备上述屈折力和面型特征并满足上述条件式，光学系统能够实现广角特性，满足大范围拍摄的需求，也能够实现大光圈特性，满足高成像质量的需求，同时还具备小体积，能够满足小型化设计的需求。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

0.08≤f/TTL≤0.25；

其中，f为所述光学系统的有效焦距，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。满足上述条件式时，能够合理配置光学系统的有效焦距与光学总长的比值，既有利于缩短光学系统的总长，实现小型化设计，同时也有利于光线更好地汇聚于成像面上，从而提升光学系统的成像质量。超过上述条件式的上限，光学系统的总长相对于有效焦距而言过短，导致光学系统的设计敏感度增大，同时也不利于光线在成像面上有效汇聚，从而导致成像质量下降。低于上述条件式的下限，光学系统的总长相对于有效焦距而言过长，导致光线入射成像面的主光线角度过大，影响拍摄功能，且边缘视场光线无法汇聚在成像面上，造成成像信息不全，导致暗角和偏色等问题，同时过长的光学总长也不利于光学系统的小型化设计。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

0.4≤FBL/f≤0.9；

其中，FBL为所述第六透镜的像侧面至所述光学系统的成像面于光轴方向上的最短距离，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述条件式时，既有利于缩短光学系统的总长，实现小型化设计，同时也使得光学系统有足够的调焦范围，从而提升光学系统的组装良率，另外还能够增大光学系统的焦深，从而使得光学系统能够获取物方更多的深度信息。超过上述条件式的上限，光学系统的后焦过长，不利于光学总长的压缩，不满足光学系统的小型化设计。低于上述条件式的下限，光学系统的调焦范围过小，容易导致组装良率过低，增大光学系统生产工艺的难度，同时光学系统的景深过小，导致成像质量不佳。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

-0.5≤f/f1≤-0.2；

其中，f为所述光学系统的有效焦距，f1为所述第一透镜的有效焦距。满足上述条件式时，在第一透镜能够有效收集物空间光信息以实现广角特性的同时，还有利于增大光学系统的景深，从而满足近景远景清晰拍摄的要求。低于上述条件式的下限，光学系统的景深过小，导致远景物体拍摄模糊，且第一透镜的屈折力过强，由第一透镜产生的像差修正难度加大，难以满足高质量拍摄需求。超过上述条件式的上限，第一透镜与光学系统的有效焦距配比不平衡，难以校正由第一透镜所产生的像差，且会导致光学系统的视场角变小，难以实现广角特性。

在其中一个实施例中，还包括光阑，所述光阑设置在所述第一透镜的物侧，或者设置在任意两片相邻的透镜之间，且所述光学系统满足以下条件式：

0.2≤DL/ImgH≤0.6；

其中，DL为所述光阑的有效孔径的一半，ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述条件式时，能够对光学系统的光阑孔径以及半像高进行合理配置，既有利于实现大光圈特性，从而使得光学系统能够获得充足的通光量，提升成像质量，也有利于光学系统匹配更大尺寸的感光元件而获得更高像素。超过上述条件式的上限，光学系统的曝光过大，光亮度过高，影响画面质量。低于上述条件式的下限，光学系统的通光量不足，光线相对亮度不够，导致画面感光度下降，影响成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

1.2≤ImgH/f≤2.7；

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，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述条件式时，既能够实现广角特性，从而满足大范围拍摄需求，也能够实现大像面特性，从而提升光学系统的成像质量，同时还有利于增大光学系统的景深，实现远景近景高清晰的拍摄体验。低于上述条件式的下限，光学系统的有效焦距过大，导致光学系统结构加大，难以满足小型化设计要求，同时也导致景深过小，从而导致远景物体拍摄模糊。超过上述条件式的上限，光学系统的焦距过短，导致光学系统设计与组装敏感度增大，不利于组装工艺的提升。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

0.4mm^-1≤FNO/ImgH≤0.9mm^-1；

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。满足上述条件式时，既有利于实现长焦特性，也能够实现大像面特性，从而实现更高清晰度的拍摄体验，另外在实现长焦大像面拍摄的同时还有利于扩大光学系统的光圈，使得光学系统能够获得充足的通光量，保证拍摄图像清晰度。低于上述条件式的下限，光学系统的曝光过大，光亮度过高，影响画面质量。超过上述条件式的上限，光学系统的通光量不足，光线相对亮度不够，导致画面感光度下降。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

2mm≤∑ET*EPD/f≤3mm；

其中，∑ET为所述第一透镜至所述第六透镜中各透镜的边缘厚度之和，即所述光学系统中各透镜的物侧面最大有效口径处至像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离之和，EPD为所述光学系统的入瞳直径，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述条件式时，有利于增大光学系统的景深，同时有利于增大光学系统的通光量，从而提升成像画面清晰度，另外配合各透镜边缘厚度之和的合理设计，还能够有效校正光学系统的场曲，使得拍摄的画面清晰度高且图像不扭曲。超过上述条件式的上限，边缘视场图像过于扭曲，影响成像质量。低于上述条件式的下限，光学系统的景深过小，导致边缘视场图像模糊。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

1.3≤ETL1/CTL1≤2；

其中，ETL1为所述第一透镜的物侧面最大有效口径处至所述第一透镜的像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离，即所述第一透镜的边缘厚度，CTL1为所述第一透镜于光轴上的厚度，即所述第一透镜的中心厚度。满足上述条件式时，能够合理配置第一透镜的面型弯曲度，有利于第一透镜有效收集物空间的光信息，从而扩大光学系统的视场角，实现广角特性；同时也有利于使得第一透镜的面型不会过度弯曲，边缘处相对于中心处厚度不会过薄，从而降低光学系统的设计与制作敏感性，提升成型工艺良率，同时保证成像稳定性。超过上述条件式的上限，第一透镜的面型弯曲度过小，屈折力不足，不利于物空间光信息的收集，导致视场范围减小；低于上述条件式的下限，第一透镜的面型过于弯曲，导致第一透镜生产加工及成型难度加大，难以保证成型良率。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

0.8≤∑ET/∑CT≤1.2；

其中，∑ET为所述第一透镜至所述第六透镜中各透镜的边缘厚度之和，即所述光学系统中各透镜的物侧面最大有效口径处至像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离之和，∑CT为所述第一透镜至所述第六透镜中各透镜于光轴上的厚度之和，即所述光学系统中各透镜的中心厚度之和。满足上述条件式时，能够合理配置各透镜的中心厚度之和与边缘厚度之和，有利于平衡中心视场与边缘视场光程差，从而有效改善场曲，减小畸变，提升光学系统的成像质量。超过上述条件式的上限，边缘视场光程相对于中心光线光程而言过大，导致场曲过大，引起边缘视场图像模糊。低于上述条件式的下限，边缘视场光程相对于中心视场光程而言过小，同样导致场曲过大，引起边缘视场图像模糊。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

-4mm≤(R7*R8)/(R7+R8)≤-1mm；

其中，R7为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R8为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述条件式时，能够合理配置第四透镜物侧面和像侧面的曲率半径，使第四透镜的面型合理且具有足够的弯曲自由度，便于光线的平滑传递，有利于平衡光学系统边缘视场光线与近轴视场光线的光程差，从而合理的修正场曲及像散，同时有利于降低光学系统的设计与组装敏感性，提高组装稳定性。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

0.2≤|SAG11+SAG12|/CTL6≤0.8；

其中，SAG11为所述第六透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高，即所述第六透镜的物侧面与光轴的交点至所述第六透镜的物侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离，SAG12为所述第六透镜的像侧面于最大有效口径处的矢高，CTL6为所述第六透镜于光轴上的厚度，即所述第六透镜的中心厚度。满足上述条件式时，能够合理配置第六透镜物侧面与像侧面的矢高以及第六透镜的中心厚度，有利于减小边缘视场光线入射到成像面的角度，从而使光学系统能够更好的匹配感光芯片，获得高成像质量；同时也有利于合理配置第六透镜的面型，从而降低光学系统的设计与组装敏感性，提升组装良率。低于上述条件式的下限，边缘视场光线入射到成像面的角度过大，不能很好的与感光元件匹配。超过上述条件式的上限，会导致光线入射到成像面的角度过小，也不能很好的与感光元件匹配，同时会减小第六透镜的有效口径，从而增加光学系统的组装敏感性，降低组装良率。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

2≤(SD9+SD11)/ImgH≤4；

其中，SD9为所述第五透镜的物侧面的最大有效口径，SD11为所述第六透镜的物侧面的最大有效口径，ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述条件式时，有利于光线经第五透镜与第六透镜平滑过渡至成像面，减小光线的偏折程度，同时也有利于减小光线入射成像面的角度，从而有利于提升光学系统的成像质量。超过上述条件式的上限，光线经过第五透镜或第六透镜时偏折程度过大，难以平滑过渡到成像面。低于上述条件式的下限，光线经第五透镜或第六透镜平滑过渡至成像面时入射成像面的角度过大，难以与感光元件匹配，导致成像信息差。

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，能够实现广角特性、大光圈特性以及小型化设计，能够满足大范围拍摄以及高成像质量的需求。

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，取像模组能够实现广角特性、大光圈特性以及小型化设计，使得电子设备能够满足大范围拍摄以及高成像质量的需求，同时还能够实现便携式设计。

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为本申请第六实施例中的光学系统的结构示意图；

图12为本申请第六实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图；

图13为本申请一实施例中的取像模组的示意图；

图14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以及第六透镜L6。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。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6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具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110为凸面，像侧面S2于近光轴110处为凹面，有利于扩大光学系统100的视场范围，使呈大角度的入射光线进入光学系统100，从而有利于物空间光线的收集。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110处为凸面，像侧面S4于近光轴110处为凹面，有利于平衡第一透镜L1所产生的畸变，从而提升光学系统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，有利于配合第二透镜L2进一步校正第一透镜L1产生的畸变。第四透镜L4具有屈折力，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，有利于校正第四透镜L4物侧各透镜产生的光程差，使得成像画面均匀，提升光学系统100的成像质量。第五透镜L5具有屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凸面，能够配合第四透镜L4进一步校正前三片透镜产生的光程差。第六透镜L6具有正屈折力，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，有利于平衡物侧各透镜所产生的像散、场曲等像差，校正歪曲像，从而进一步提升光学系统100的成像质量。

另外，在一些实施例中，光学系统100还包括位于第六透镜L6像侧的成像面S15，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以及第六透镜L6调节后能够成像于成像面S15。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，或设置于任意两片相邻透镜之间，例如，在一些实施例中，光阑设置于第二透镜L2和第三透镜L3之间。在一些实施例中，光学系统100还包括设置于第六透镜L6像侧的红外带通滤光片L7。红外带通滤光片L7包括物侧面S13及像侧面S14，用于滤除干扰光而透过红外光，例如红外带通滤光片L7能够透过波长在930nm-950nm的红外光，防止干扰光到达光学系统100的成像面S15而影响正常成像，因此光学系统100可作为红外光学镜头使用，即，光学系统100在昏暗的环境及其他特殊的应用场景下也能成像并能获得较好的影像效果。

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或第六透镜L6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：3.5mm≤SD1/FNO≤5.5mm；其中，SD1为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径，FNO为光学系统100的光圈数。具体地，SD1/FNO可以为：4.163、4.177、4.238、4.374、4.562、4.789、4.902、5.012、5.133或5.172。满足上述条件式时，能够合理配置第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径与光学系统100的光圈数之间的比值，有利于合理配置光学系统100的景深，从而使得光学系统100拍摄的画面更加清晰形象，同时也有利于光学系统100实现大光圈特性，增大光学系统100的光通量，提升光学系统100的像面亮度，改善成像清晰度，从而可提高感光元件的感光性能，抑制暗角现象，使拍摄的画面更加生动形象，提升光学系统100的成像质量。超过上述条件式的上限，第一透镜L1的物侧面S1最大有效口径过大，导致机构组装外形时出现遮光现象，不利于生产加工，且会导致光学系统100的体积增大，难以满足小型化设计的需求；低于上述条件式的下限，光学系统100的景深过小，导致成像画面感不清晰，难以满足高成像质量的需求。

具备上述屈折力和面型特征并满足上述条件式，光学系统100能够实现广角特性，满足大范围拍摄的需求，也能够实现大光圈特性，满足高成像质量的需求，同时还具备小体积，能够满足小型化设计的需求。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.08≤f/TTL≤0.25；其中，f为光学系统100的有效焦距，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面S15于光轴110上的距离。具体地，f/TTL可以为：0.098、0.101、0.109、0.115、0.123、0.135、0.149、0.152、0.163或0.178。满足上述条件式时，能够合理配置光学系统100的有效焦距与光学总长的比值，既有利于缩短光学系统100的总长，实现小型化设计，同时也有利于光线更好地汇聚于成像面S15上，从而提升光学系统100的成像质量。超过上述条件式的上限，光学系统100的总长相对于有效焦距而言过短，导致光学系统100的设计敏感度增大，同时也不利于光线在成像面S15上有效汇聚，从而导致成像质量下降。低于上述条件式的下限，光学系统100的总长相对于有效焦距而言过长，导致光线入射成像面S15的主光线角度过大，影响拍摄功能，且边缘视场光线无法汇聚在成像面S15上，造成成像信息不全，导致暗角和偏色等问题，同时过长的光学总长也不利于光学系统100的小型化设计。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.4≤FBL/f≤0.9；其中，FBL为第六透镜L6的像侧面S12至光学系统100的成像面S15于光轴110方向上的最短距离，f为光学系统100的有效焦距。具体地，FBL/f可以为：0.542、0.558、0.573、0.601、0.625、0.696、0.714、0.753、0.778或0.835。满足上述条件式时，既有利于缩短光学系统100的总长，实现小型化设计，同时也使得光学系统100有足够的调焦范围，从而提升光学系统100的组装良率，另外还能够增大光学系统100的焦深，从而使得光学系统100能够获取物方更多的深度信息。超过上述条件式的上限，光学系统100的后焦过长，不利于光学总长的压缩，不满足光学系统100的小型化设计。低于上述条件式的下限，光学系统100的调焦范围过小，容易导致组装良率过低，增大光学系统100生产工艺的难度，同时光学系统100的景深过小，导致成像质量不佳。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：-0.5≤f/f1≤-0.2；其中，f为光学系统100的有效焦距，f1为第一透镜L1的有效焦距。具体地，f/f1可以为：-0.409、-0.395、-0.388、-0.372、-0.365、-0.332、-0.317、-0.301、-0.299或-0.293。满足上述条件式时，在第一透镜L1能够有效收集物空间光信息以实现广角特性的同时，还有利于增大光学系统100的景深，从而满足近景远景清晰拍摄的要求。低于上述条件式的下限，光学系统100的景深过小，导致远景物体拍摄模糊，且第一透镜L1的屈折力过强，由第一透镜L1产生的像差修正难度加大，难以满足高质量拍摄需求。超过上述条件式的上限，第一透镜L1与光学系统100的有效焦距配比不平衡，难以校正由第一透镜L1所产生的像差，且会导致光学系统100的视场角变小，难以实现广角特性。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.2≤DL/ImgH≤0.6；其中，DL为光阑STO的有效孔径的一半，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半。具体地，DL/ImgH可以为：0.351、0.367、0.389、0.401、0.421、0.435、0.449、0.453、0.468或0.480。满足上述条件式时，能够对光学系统100的光阑孔径以及半像高进行合理配置，既有利于实现大光圈特性，从而使得光学系统100能够获得充足的通光量，提升成像质量，也有利于光学系统100匹配更大尺寸的感光元件而获得更高像素。超过上述条件式的上限，光学系统100的曝光过大，光亮度过高，影响画面质量。低于上述条件式的下限，光学系统100的通光量不足，光线相对亮度不够，导致画面感光度下降，影响成像质量。

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S15与感光元件的感光面重合。此时，光学系统100成像面S15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100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S15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：1.2≤ImgH/f≤2.7；其中，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半，f为光学系统100的有效焦距。具体地，ImgH/f可以为：1.499、1.525、1.735、1.842、1.963、2.014、2.154、2.237、2.334或2.471。满足上述条件式时，既能够实现广角特性，从而满足大范围拍摄需求，也能够实现大像面特性，从而提升光学系统100的成像质量，同时还有利于增大光学系统100的景深，实现远景近景高清晰的拍摄体验。低于上述条件式的下限，光学系统100的有效焦距过大，导致光学系统100结构加大，难以满足小型化设计要求，同时也导致景深过小，从而导致远景物体拍摄模糊。超过上述条件式的上限，光学系统100的焦距过短，导致光学系统100设计与组装敏感度增大，不利于组装工艺的提升。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.4mm^-1≤FNO/ImgH≤0.9mm^-1；其中，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半。具体地，FNO/ImgH可以为：0.610、0.623、0.638、0.647、0.655、0.663、0.674、0.682、0.695或0.704，数值单位为mm^-1。满足上述条件式时，既有利于实现长焦特性，也能够实现大像面特性，从而实现更高清晰度的拍摄体验，另外在实现长焦大像面拍摄的同时还有利于扩大光学系统100的光圈，使得光学系统100能够获得充足的通光量，保证拍摄图像清晰度。低于上述条件式的下限，光学系统100的曝光过大，光亮度过高，影响画面质量。超过上述条件式的上限，光学系统100的通光量不足，光线100相对亮度不够，导致画面感光度下降。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：2mm≤∑ET*EPD/f≤3mm；其中，∑ET为第一透镜L1至第六透镜L6中各透镜的边缘厚度之和，EPD为光学系统100的入瞳直径，f为光学系统100的有效焦距。具体地，∑ET*EPD/f可以为：2.301、2.355、2.371、2.423、2.457、2.551、2.573、2.601、2.633或2.742，数值单位为mm。满足上述条件式时，有利于增大光学系统100的景深，同时有利于增大光学系统100的通光量，从而提升成像画面清晰度，另外配合各透镜边缘厚度之和的合理设计，还能够有效校正光学系统100的场曲，使得拍摄的画面清晰度高且图像不扭曲。超过上述条件式的上限，边缘视场图像过于扭曲，影响成像质量。低于上述条件式的下限，光学系统100的景深过小，导致边缘视场图像模糊。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：1.3≤ETL1/CTL1≤2；其中，ETL1为第一透镜L1的物侧面S1最大有效口径处至第一透镜L1的像侧面S2最大有效口径处于光轴110方向上的距离，CTL1为第一透镜L1于光轴110上的厚度。具体地，ETL1/CTL1可以为：1.556、1.577、1.589、1.613、1.628、1.674、1.711、1.736、1.767或1.811。满足上述条件式时，能够合理配置第一透镜L1的面型弯曲度，有利于第一透镜L1有效收集物空间的光信息，从而扩大光学系统100的视场角，实现广角特性；同时也有利于使得第一透镜L1的面型不会过度弯曲，边缘处相对于中心处厚度不会过薄，从而降低光学系统100的设计与制作敏感性，提升成型工艺良率，同时保证成像稳定性。超过上述条件式的上限，第一透镜L1的面型弯曲度过小，屈折力不足，不利于物空间光信息的收集，导致视场范围减小；低于上述条件式的下限，第一透镜L1的面型过于弯曲，导致第一透镜L1生产加工及成型难度加大，难以保证成型良率。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.8≤∑ET/∑CT≤1.2；其中，∑ET为第一透镜L1至第六透镜L6中各透镜的边缘厚度之和，∑CT为第一透镜L1至第六透镜L6中各透镜于光轴110上的厚度之和。具体地，∑ET/∑CT可以为：0.860、0.875、0.892、0.905、0.923、0.948、0.955、0.974、0.988或0.993。满足上述条件式时，能够合理配置各透镜的中心厚度之和与边缘厚度之和，有利于平衡中心视场与边缘视场光程差，从而有效改善场曲，减小畸变，提升光学系统100的成像质量。超过上述条件式的上限，边缘视场光程相对于中心光线光程而言过大，导致场曲过大，引起边缘视场图像模糊。低于上述条件式的下限，边缘视场光程相对于中心视场光程而言过小，同样导致场曲过大，引起边缘视场图像模糊。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：-4mm≤(R7*R8)/(R7+R8)≤-1mm；其中，R7为第四透镜L4的物侧面S7于光轴110处的曲率半径，R8为第四透镜L4的像侧面S8于光轴110处的曲率半径。具体地，(R7*R8)/(R7+R8)可以为：-3.714、-3.635、-3.571、-3.525、-3.321、-2.998、-2.554、-2.241、-1.834或-1.566，数值单位为mm。满足上述条件式时，能够合理配置第四透镜L4物侧面S7和像侧面S8的曲率半径，使第四透镜L4的面型合理且具有足够的弯曲自由度，便于光线的平滑传递，有利于平衡光学系统100边缘视场光线与近轴视场光线的光程差，从而合理的修正场曲及像散，同时有利于降低光学系统100的设计与组装敏感性，提高组装稳定性。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：0.2≤|SAG11+SAG12|/CTL6≤0.8；其中，SAG11为第六透镜L6的物侧面S11于最大有效口径处的矢高，SAG12为第六透镜L6的像侧面S12于最大有效口径处的矢高，CTL6为第六透镜L6于光轴110上的厚度。具体地，(SAG11+SAG12)/CTL6可以为：0.270、0.294、0.315、0.367、0.389、0.442、0.538、0.571、0.625或0.715。满足上述条件式时，能够合理配置第六透镜L6物侧面S11与像侧面S12的矢高以及第六透镜L6的中心厚度，有利于减小边缘视场光线入射到成像面S15的角度，从而使光学系统100能够更好的匹配感光芯片，获得高成像质量；同时也有利于合理配置第六透镜L6的面型，从而降低光学系统100的设计与组装敏感性，提升组装良率。低于上述条件式的下限，外视场光线入射到成像面S15的角度过大，不能很好的与感光元件匹配。超过上述条件式的上限，会导致光线入射到成像面S15的角度过小，也不能很好的与感光元件匹配，同时会减小第六透镜L6的有效口径，从而增加光学系统100的敏感性，降低组装良率。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：2≤(SD9+SD11)/ImgH≤4；其中，SD9为第五透镜L5的物侧面S9的最大有效口径，SD11为第六透镜L6的物侧面S11的最大有效口径，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半。具体地，(SD9+SD11)/ImgH可以为：2.971、2.982、2.993、3.022、3.085、3.123、3.147、3.169、3.187或3.219。满足上述条件式时，有利于光线经第五透镜L5与第六透镜L6平滑过渡至成像面S15，减小光线的偏折程度，同时也有利于减小光线入射成像面S15的角度，从而有利于提升光学系统100的成像质量。超过上述条件式的上限，光线经过第五透镜L5或第六透镜L6时偏折程度过大，难以平滑过渡到成像面S15。低于上述条件式的下限，光线经第五透镜L5或第六透镜L6平滑过渡至成像面S15时入射成像面S15的角度过大，难以与感光元件匹配，导致成像信息差。

以上的有效焦距数值的参考波长均为940nm。

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具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有正屈折力的第六透镜L6。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940nm，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，于圆周处为凸面；

第一透镜L1的像侧面S2于近光轴110处为凹面，于圆周处为凸面；

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凸面，于圆周处为凹面；

第二透镜L2的像侧面S4于近光轴110处为凹面，于圆周处为凹面；

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴110处为凸面，于圆周处为凸面；

第三透镜L3的像侧面S6于近光轴110处为凸面，于圆周处为凸面；

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凹面，于圆周处为凹面；

第四透镜L4的像侧面S8于近光轴110处为凸面，于圆周处为凹面；

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凸面，于圆周处为凸面；

第五透镜L5的像侧面S10于近光轴110处为凸面，于圆周处为凹面；

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凸面，于圆周处为凸面；

第六透镜L6的像侧面S12于近光轴110处为凹面，于圆周处为凹面。

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以及第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面。

需要注意的是，在本申请中，当描述透镜的一个表面于近光轴110处(该表面的中心区域)为凸面时，可理解为该透镜的该表面于光轴110附近的区域为凸面。当描述透镜的一个表面于圆周处为凹面时，可理解为该表面在靠近最大有效半径处的区域为凹面。举例而言，当该表面于近光轴110处为凸面，且于圆周处也为凸面时，该表面由中心(该表面与光轴110的交点)至边缘方向的形状可以为纯粹的凸面；或者是先由中心的凸面形状过渡到凹面形状，随后在靠近最大有效半径处时变为凸面。此处仅为说明光轴110处与圆周处的关系而做出的示例，表面的多种形状结构(凹凸关系)并未完全体现，但其他情况可根据以上示例推导得出。

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以及第六透镜L6的材质均为塑料。

进一步地，光学系统100满足条件式：SD1/FNO＝4.286mm；其中，SD1为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径，FNO为光学系统100的光圈数。满足上述条件式时，能够合理配置第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径与光学系统100的光圈数之间的比值，有利于合理配置光学系统100的景深，从而使得光学系统100拍摄的画面更加清晰形象，同时也有利于光学系统100实现大光圈特性，增大光学系统100的光通量，提升光学系统100的像面亮度，改善成像清晰度，从而可提高感光元件的感光性能，抑制暗角现象，使拍摄的画面更加生动形象，提升光学系统100的成像质量。

光学系统100满足条件式：f/TTL＝0.143；其中，f为光学系统100的有效焦距，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面S15于光轴110上的距离。满足上述条件式时，能够合理配置光学系统100的有效焦距与光学总长的比值，既有利于缩短光学系统100的总长，实现小型化设计，同时也有利于光线更好地汇聚于成像面S15上，从而提升光学系统100的成像质量。

光学系统100满足条件式：FBL/f＝0.588；其中，FBL为第六透镜L6的像侧面S12至光学系统100的成像面S15于光轴110方向上的最短距离，f为光学系统100的有效焦距。满足上述条件式时，既有利于缩短光学系统100的总长，实现小型化设计，同时也使得光学系统100有足够的调焦范围，从而提升光学系统100的组装良率，另外还能够增大光学系统100的焦深，从而使得光学系统100能够获取物方更多的深度信息。

光学系统100满足条件式：f/f1＝-0.374；其中，f为光学系统100的有效焦距，f1为第一透镜L1的有效焦距。满足上述条件式时，在第一透镜L1能够有效收集物空间光信息以实现广角特性的同时，还有利于增大光学系统100的景深，从而满足近景远景清晰拍摄的要求。

光学系统100满足条件式：DL/ImgH＝0.480；其中，DL为光阑STO的有效孔径的一半，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述条件式时，能够对光学系统100的光阑孔径以及半像高进行合理配置，既有利于实现大光圈特性，从而使得光学系统100能够获得充足的通光量，提升成像质量，也有利于光学系统100匹配更大尺寸的感光元件而获得更高像素。

光学系统100满足条件式：ImgH/f＝1.626；其中，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半，f为光学系统100的有效焦距。满足上述条件式时，既能够实现广角特性，从而满足大范围拍摄需求，也能够实现大像面特性，从而提升光学系统100的成像质量，同时还有利于增大光学系统100的景深，实现远景近景高清晰的拍摄体验。

光学系统100满足条件式：FNO/ImgH＝0.657mm^-1；其中，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述条件式时，既有利于实现长焦特性，也能够实现大像面特性，从而实现更高清晰度的拍摄体验，另外在实现长焦大像面拍摄的同时还有利于扩大光学系统100的光圈，使得光学系统100能够获得充足的通光量，保证拍摄图像清晰度。

光学系统100满足条件式：∑ET*EPD/f＝2.682mm；其中，∑ET为第一透镜L1至第六透镜L6中各透镜的边缘厚度之和，EPD为光学系统100的入瞳直径，f为光学系统100的有效焦距。满足上述条件式时，有利于增大光学系统100的景深，同时有利于增大光学系统100的通光量，从而提升成像画面清晰度，另外配合各透镜边缘厚度之和的合理设计，还能够有效校正光学系统100的场曲，使得拍摄的画面清晰度高且图像不扭曲。

光学系统100满足条件式：ETL1/CTL1＝1.556；其中，ETL1为第一透镜L1的物侧面S1最大有效口径处至第一透镜L1的像侧面S2最大有效口径处于光轴110方向上的距离，CTL1为第一透镜L1于光轴110上的厚度。满足上述条件式时，能够合理配置第一透镜L1的面型弯曲度，有利于第一透镜L1有效收集物空间的光信息，从而扩大光学系统100的视场角，实现广角特性；同时也有利于使得第一透镜L1的面型不会过度弯曲，边缘处相对于中心处厚度不会过薄，从而降低光学系统100的设计与制作敏感性，提升成型工艺良率，同时保证成像稳定性。

光学系统100满足条件式：∑ET/∑CT＝0.927；其中，∑ET为第一透镜L1至第六透镜L6中各透镜的边缘厚度之和，∑CT为第一透镜L1至第六透镜L6中各透镜于光轴110上的厚度之和。满足上述条件式时，能够合理配置各透镜的中心厚度之和与边缘厚度之和，有利于平衡中心视场与边缘视场光程差，从而有效改善场曲，减小畸变，提升光学系统100的成像质量。

光学系统100满足条件式：(R7*R8)/(R7+R8)＝-3.625mm；其中，R7为第四透镜L4的物侧面S7于光轴110处的曲率半径，R8为第四透镜L4的像侧面S8于光轴110处的曲率半径。满足上述条件式时，能够合理配置第四透镜L4物侧面S7和像侧面S8的曲率半径，使第四透镜L4的面型合理且具有足够的弯曲自由度，便于光线的平滑传递，有利于平衡光学系统100边缘视场光线与近轴视场光线的光程差，从而合理的修正场曲及像散，同时有利于降低光学系统100的设计与组装敏感性，提高组装稳定性。

光学系统100满足条件式：|SAG11+SAG12|/CTL6＝0.541；其中，SAG11为第六透镜L6的物侧面S11于最大有效口径处的矢高，SAG12为第六透镜L6的像侧面S12于最大有效口径处的矢高，CTL6为第六透镜L6于光轴110上的厚度。满足上述条件式时，能够合理配置第六透镜L6物侧面S11与像侧面S12的矢高以及第六透镜L6的中心厚度，有利于减小边缘视场光线入射到成像面S15的角度，从而使光学系统100能够更好的匹配感光芯片，获得高成像质量；同时也有利于合理配置第六透镜L6的面型，从而降低光学系统100的设计与组装敏感性，提升组装良率。

光学系统100满足条件式：(SD9+SD11)/ImgH＝3.192；其中，SD9为第五透镜L5的物侧面S9的最大有效口径，SD11为第六透镜L6的物侧面S11的最大有效口径，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述条件式时，有利于光线经第五透镜L5与第六透镜L6平滑过渡至成像面S15，减小光线的偏折程度，同时也有利于减小光线入射成像面S15的角度，从而有利于提升光学系统100的成像质量。

另外，光学系统100的各项参数由表1给出。其中，由物面(图未示出)至成像面S15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。透镜的“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也可不设置红外带通滤光片L7，但此时第六透镜L6的像侧面S12至成像面S15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＝1.31mm，光学总长TTL＝9.13mm，最大视场角FOV＝106.57deg，光圈数FNO＝1.4。光学系统100能够实现广角特性，满足大范围拍摄的需求，也能够实现大光圈特性，满足高成像质量的需求，同时还具备小体积，能够满足小型化设计的需求。

各透镜的焦距的参考波长为940nm，各透镜的折射率和阿贝数的参考波长均为587.56nm，其他实施例也相同。

表1

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-S12分别表示像侧面或物侧面S1-S12。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：

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

面序号

S1

S2

S3

S4

S5

S6

K

1.599E-01

-7.502E-01

2.102E+00

1.967E+00

-3.745E+00

2.053E+01

A4

-2.641E-02

-4.348E-02

-3.259E-02

1.356E-02

3.127E-02

5.330E+02

A6

1.097E-02

-1.201E-02

3.569E-04

-7.814E-02

1.348E-02

-1.080E+02

A8

-2.983E-03

2.644E-02

5.002E-02

5.454E-01

-5.562E-02

3.657E+01

A10

5.008E-04

-1.781E-02

-9.362E-02

-1.531E+00

2.531E-01

-1.597E+01

A12

-5.021E-05

5.803E-03

9.072E-02

2.648E+00

-6.113E-01

8.131E+00

A14

2.748E-06

-9.434E-04

-5.271E-02

-2.867E+00

9.001E-01

-4.679E+00

A16

-6.268E-08

5.974E-05

1.829E-02

1.899E+00

-7.967E-01

2.887E+00

A18

0.000E+00

-3.522E-03

-6.976E-01

3.896E-01

0.000E+00

A20

0.000E+00

2.913E-04

1.078E-01

-8.047E-02

0.000E+00

面序号

S7

S8

S9

S10

S11

S12

K

9.382E+01

-2.564E+01

5.523E+00

7.235E+00

-3.471E+00

1.686E-01

A4

-5.636E+00

-1.599E-01

-1.923E-01

-5.711E-02

9.388E-03

6.978E-02

A6

1.195E+00

1.737E-01

1.030E-01

-3.587E-02

-8.309E-02

-1.327E-01

A8

-4.315E-01

-2.667E-01

-1.322E-01

1.204E-01

5.764E-02

2.995E-02

A10

2.042E-01

5.099E-01

1.387E-01

-1.855E-01

-7.639E-02

2.685E-02

A12

-1.154E-01

-8.009E-01

-1.140E-01

1.830E-01

7.515E-02

-2.484E-02

A14

7.385E-02

8.750E-01

7.207E-02

-1.148E-01

-3.846E-02

1.063E-02

A16

-3.839E+04

-5.968E-01

-3.311E-02

4.432E-02

1.049E-02

-2.737E-03

A18

0.000E+00

2.274E-01

9.927E-03

-9.571E-03

-1.461E-03

3.964E-04

A20

0.000E+00

-3.676E-02

-1.403E-03

8.882E-04

8.190E-05

-2.424E-05

另外，图2包括光学系统100的纵向球差曲线图(Longitudinal SphericalAberration)，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由镜头后的汇聚焦点偏离，其中，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)，横坐标表示焦点偏移，即成像面S15到光线与光轴110交点的距离(单位为mm)。由纵向球差图可知，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的像散曲线图(ASTIGMATIC FIELD CURVES)，其中，横坐标表示焦点偏移，纵坐标表示像高，单位为mm，且像散曲线图中的S曲线代表940nm下的弧矢场曲，T曲线代表940nm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的畸变曲线图(DISTORTION)，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，其中，横坐标表示畸变值，单位为％，纵坐标表示像高，单位为mm。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具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有正屈折力的第六透镜L6。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。

第四透镜L4的像侧面S8于近光轴110处为凸面，于圆周处为凸面；

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凸面，于圆周处为凹面；

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

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

面序号

S1

S2

S3

S4

S5

S6

K

1.608E-01

-7.499E-01

1.975E+00

3.784E+00

-5.649E+00

1.709E+01

A4

-4.145E-02

-4.957E-02

3.335E-03

6.326E-02

3.903E-02

-3.600E+03

A6

1.797E-02

-2.525E-02

-8.384E-02

-2.017E-01

-5.858E-02

7.202E+02

A8

-5.188E-03

4.692E-02

2.014E-01

8.412E-01

4.979E-01

-2.401E+02

A10

9.441E-04

-3.192E-02

-2.895E-01

-1.967E+00

-1.943E+00

1.029E+02

A12

-1.041E-04

1.084E-02

2.531E-01

2.932E+00

4.222E+00

-5.147E+01

A14

6.364E-06

-1.859E-03

-1.400E-01

-2.839E+00

-5.381E+00

2.860E+01

A16

-1.649E-07

1.262E-04

4.791E-02

1.750E+00

3.989E+00

-1.716E+01

A18

0.000E+00

-9.315E-03

-6.267E-01

-1.587E+00

0.000E+00

A20

0.000E+00

7.916E-04

9.876E-02

2.612E-01

0.000E+00

面序号

S7

S8

S9

S10

S11

S12

K

9.284E+01

-1.013E+01

5.434E+00

6.309E+00

-8.819E-01

-2.678E-01

A4

-1.429E-02

-1.351E-01

-2.220E-01

-4.935E-02

-1.828E-01

-5.661E-02

A6

1.470E-01

5.229E-02

1.147E-01

-1.380E-01

2.689E-01

-1.418E-02

A8

-5.388E-01

2.717E-01

-7.864E-02

4.608E-01

-7.645E-01

-1.140E-01

A10

1.005E+00

-8.224E-01

5.690E-02

-8.460E-01

1.146E+00

1.964E-01

A12

-1.032E+00

1.112E+00

-2.077E-01

9.745E-01

-1.031E+00

-1.550E-01

A14

5.487E-01

-7.959E-01

4.000E-01

-7.076E-01

5.832E-01

7.039E-02

A16

-1.180E-01

2.744E-01

-3.579E-01

3.158E-01

-2.020E-01

-1.877E-02

A18

0.000E+00

-2.280E-02

1.532E-01

-7.939E-02

3.888E-02

2.716E-03

A20

0.000E+00

-6.061E-03

-2.529E-02

8.669E-03

-3.166E-03

-1.641E-04

根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：

SD1/FNO(mm)	4.163	FNO/ImgH(mm<sup>-1</sup>)	0.657
				f/TTL	0.178	∑ET*EPD/f(mm)	2.317
FBL/f	0.542	ETL1/CTL1	1.556
				f/f1	-0.409	∑ET/∑CT	0.925
DL/ImgH	0.453	(R7*R8)/(R7+R8)(mm)	-3.513
				ImgH/f	1.499	\|SAG11+SAG12\|/CTL6	0.489
(SD9+SD11)/ImgH	3.073

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具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、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以及具有正屈折力的第六透镜L6。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。

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凸面，于圆周处为凸面；

第六透镜L6的像侧面S12于近光轴110处为凹面，于圆周处为凸面。

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

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

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：

SD1/FNO(mm)	5.000	FNO/ImgH(mm<sup>-1</sup>)	0.657
				f/TTL	0.098	∑ET*EPD/f(mm)	2.517
FBL/f	0.835	ETL1/CTL1	1.482
				f/f1	-0.293	∑ET/∑CT	0.813
DL/ImgH	0.351	(R7*R8)/(R7+R8)(mm)	-3.714
				ImgH/f	2.471	\|SAG11+SAG12\|/CTL6	0.361
(SD9+SD11)/ImgH	3.219

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具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5以及具有正屈折力的第六透镜L6。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。

第五透镜L5的像侧面S10于近光轴110处为凹面，于圆周处为凹面；

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

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

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：

SD1/FNO(mm)	4.997	FNO/ImgH(mm<sup>-1</sup>)	0.657
				f/TTL	0.122	∑ET*EPD/f(mm)	2.593
FBL/f	0.765	ETL1/CTL1	1.811
				f/f1	-0.316	∑ET/∑CT	0.993
DL/ImgH	0.398	(R7*R8)/(R7+R8)(mm)	-1.566
				ImgH/f	2.036	\|SAG11+SAG12\|/CTL6	0.715
(SD9+SD11)/ImgH	2.971

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具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有正屈折力的第六透镜L6。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。

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

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

面序号

S1

S2

S3

S4

S5

S6

K

-4.823E-02

-7.570E-01

2.346E+00

1.341E+00

-3.493E+00

3.534E+01

A4

-1.579E-02

-3.320E-02

-3.665E-02

1.462E-02

3.244E-02

5.330E+02

A6

5.162E-03

-1.190E-02

4.551E-02

-5.053E-03

1.877E-03

-1.080E+02

A8

-1.277E-03

1.735E-02

-1.406E-02

3.770E-01

7.584E-02

3.657E+01

A10

1.864E-04

-1.050E-02

-2.243E-02

-1.098E+00

-3.339E-01

-1.597E+01

A12

-1.552E-05

2.968E-03

3.013E-02

1.808E+00

8.075E-01

8.131E+00

A14

6.858E-07

-3.976E-04

-1.775E-02

-1.834E+00

-1.076E+00

-4.679E+00

A16

-1.239E-08

1.942E-05

5.762E-03

1.143E+00

7.786E-01

2.887E+00

A18

0.000E+00

-1.021E-03

-3.997E-01

-2.723E-01

0.000E+00

A20

0.000E+00

7.833E-05

5.936E-02

3.223E-02

0.000E+00

面序号

S7

S8

S9

S10

S11

S12

K

9.187E+01

-7.173E+01

5.325E+00

9.830E+00

-6.848E+00

-7.211E-02

A4

-5.636E+00

-2.384E-01

-2.575E-01

-9.018E-02

1.209E-01

1.056E-01

A6

1.195E+00

3.973E-01

2.940E-01

1.621E-02

-1.356E-01

-6.794E-02

A8

-4.315E-01

-5.611E-01

-4.469E-01

1.223E-03

3.805E-02

-1.052E-01

A10

2.042E-01

7.167E-01

5.613E-01

1.946E-02

-2.614E-03

1.483E-01

A12

-1.154E-01

-7.781E-01

-5.533E-01

-5.038E-02

-2.864E-03

-8.936E-02

A14

7.385E-02

7.126E-01

4.022E-01

5.305E-02

3.835E-03

3.185E-02

A16

-3.839E+04

-4.853E-01

-2.006E-01

-2.921E-02

-2.030E-03

-6.969E-03

A18

0.000E+00

2.050E-01

6.154E-02

8.273E-03

4.481E-04

8.617E-04

A20

0.000E+00

-3.864E-02

-8.752E-03

-9.395E-04

-3.507E-05

-4.580E-05

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：

SD1/FNO(mm)	5.172	FNO/ImgH(mm<sup>-1</sup>)	0.610
				f/TTL	0.117	∑ET*EPD/f(mm)	2.742
FBL/f	0.645	ETL1/CTL1	1.731
				f/f1	-0.320	∑ET/∑CT	0.926
DL/ImgH	0.449	(R7*R8)/(R7+R8)(mm)	-3.575
				ImgH/f	2.021	\|SAG11+SAG12\|/CTL6	0.538
(SD9+SD11)/ImgH	3.173

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。

第六实施例

请参见图11和图12，图11为第六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具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、光阑STO、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5以及具有正屈折力的第六透镜L6。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。

另外，光学系统100的各项参数由表11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11

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12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12

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：

SD1/FNO(mm)	4.498	FNO/ImgH(mm<sup>-1</sup>)	0.704
				f/TTL	0.121	∑ET*EPD/f(mm)	2.301
FBL/f	0.696	ETL1/CTL1	1.744
				f/f1	-0.324	∑ET/∑CT	0.910
DL/ImgH	0.373	(R7*R8)/(R7+R8)(mm)	-3.507
				ImgH/f	2.004	\|SAG11+SAG12\|/CTL6	0.314
(SD9+SD11)/ImgH	3.128

另外，由图12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13，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的成像面S15。取像模组200还可设置有红外带通滤光片L7，红外带通滤光片L7设置于第六透镜L6的像侧面S12与成像面S15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，能够实现广角特性、大光圈特性以及小型化设计，能够满足大范围拍摄以及高成像质量的需求。

请参见图13和图14，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，取像模组200能够实现广角特性、大光圈特性以及小型化设计，使得电子设备300能够满足大范围拍摄以及高成像质量的需求，同时还能够实现便携式设计。

进一步地，在一些实施例中，电子设备300可应用于TOF探测领域中，则电子设备300可以为基于飞行时间法(TOF)的红外探测设备或配置有红外探测功能的装置。电子设备300还包括投射模组320，投射模组320用于向被测物体发射红外光，投射模组320发射的红外光经被测物体反射后被取像模组200接收，从而获取被测物体的三维深度信息，实现三维探测功能。

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

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：

且所述光学系统满足以下条件式：

3.5mm≤SD1/FNO≤5.5mm；

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

所述光学系统满足以下条件式：

0.08≤f/TTL≤0.25；

和/或，所述光学系统满足以下条件式：

0.4≤FBL/f≤0.9；

和/或，所述光学系统满足以下条件式：

-0.5≤f/f1≤-0.2；

其中，f为所述光学系统的有效焦距，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，FBL为所述第六透镜的像侧面至所述光学系统的成像面于光轴方向上的最短距离，f1为所述第一透镜的有效焦距。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

所述光学系统还包括光阑，所述光阑设置在所述第一透镜的物侧，或者设置在任意两片相邻的透镜之间，且所述光学系统满足以下条件式：

0.2≤DL/ImgH≤0.6；

和/或，所述光学系统满足以下条件式：

1.2≤ImgH/f≤2.7；

和/或，所述光学系统满足以下条件式：

0.4mm^-1≤FNO/ImgH≤0.9mm^-1；

其中，DL为所述光阑的有效孔径的一半，ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半，f为所述光学系统的有效焦距。

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：

2mm≤∑ET*EPD/f≤3mm；

其中，∑ET为所述第一透镜至所述第六透镜中各透镜的边缘厚度之和，EPD为所述光学系统的入瞳直径，f为所述光学系统的有效焦距。

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：

1.3≤ETL1/CTL1≤2；

其中，ETL1为所述第一透镜的物侧面最大有效口径处至所述第一透镜的像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离，CTL1为所述第一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，满足以下条件式：

0.8≤∑ET/∑CT≤1.2；

其中，∑ET为所述第一透镜至所述第六透镜中各透镜的边缘厚度之和，∑CT为所述第一透镜至所述第六透镜中各透镜于光轴上的厚度之和。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

所述光学系统满足以下条件式：

-4mm≤(R7*R8)/(R7+R8)≤-1mm；

和/或，所述光学系统满足以下条件式：

0.2≤|SAG11+SAG12|/CTL6≤0.8；

其中，R7为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R8为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，SAG11为所述第六透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高，SAG12为所述第六透镜的像侧面于最大有效口径处的矢高，CTL6为所述第六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，满足以下条件式：

2≤(SD9+SD11)/ImgH≤4；

其中，SD9为所述第五透镜的物侧面的最大有效口径，SD11为所述第六透镜的物侧面的最大有效口径，ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。

9.一种取像模组，其特征在于，包括感光元件以及权利要求1-13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。

10.一种电子设备，其特征在于，包括壳体以及权利要求14所述的取像模组，所述取像模组设置于所述壳体。