CN114114617A - 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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CN114114617A CN202111350779.6A CN202111350779A CN114114617A CN 114114617 A CN114114617 A CN 114114617A CN 202111350779 A CN202111350779 A CN 202111350779A CN 114114617 A CN114114617 A CN 114114617A
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    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles

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：具有曲折力的第一透镜至第九透镜，且第一透镜和第八透镜具有正曲折力，第二透镜和第九透镜具有负曲折力。第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的物侧面以及第四透镜的像侧面于近光轴处均为凸面，第一透镜、第二透镜和第九透镜的像侧面以及第八透镜的物侧面于近光轴处均为凹面。光学系统满足关系式：Fno*TTL/Imgh<2.3；其中，Fno为光学系统的光圈数，TTL为第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离，Imgh为光学系统最大视场角对应像高的一半。上述光学系统能具有更大的进光量，从而获取更多的场景内容和丰富的成像信息。

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
随着科技的更新换代，消费者们对如手机、平板电脑等电子设备的成像质量要求也越来越高。目前，五片式成像镜头做的比较成熟，但分辨率愈来愈不能满足消费者的需求。相较于五片，九片式成像镜头组具有明显优势，能够获得更大的进光量和解析力；但是九片式成像镜头的透镜数量变多，从而导致整个光学镜头的尺寸过大。因此，如何在使光学镜头能拥有大进光量以确保成像质量的同时，还保持光学镜头具有较小的总尺寸成为了关键问题。
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，该光学系统具有大进光量和小尺寸的特点。
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，从物侧到像侧沿光轴依次包括：具有正曲折力的第一透镜，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；具有负曲折力的第二透镜，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；具有曲折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面；具有曲折力的第四透镜，所述第四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；第五透镜；第六透镜；第七透镜；具有正曲折力的第八透镜，所述第八透镜的物侧面于近光轴处为凹面；具有负曲折力的第九透镜，所述第九透镜的像侧面于近光轴处为凹面；所述光学系统满足关系式：Fno*TTL/Imgh<2.3；其中，Fno为所述光学系统的光圈数，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离，Imgh为所述光学系统最大视场角对应像高的一半。
其中，一种成像光学系统包含具有正曲折力的第一透镜以及负曲折力的第二透镜组合，利于矫正系统的轴上球差，具有正负的第三透镜和第四透镜，利于矫正系统的像散，具有负曲折力的第八透镜和具有负曲折力的第九透镜，有助于矫正系统的场曲；第一、二透镜于近光轴处物侧面为凸面以及像侧面为凹面，有利于光学系统光线的汇聚，提高系统的光学性能，第三透镜于近光轴处为凸面，产生较强正折光力，有利于缩短总长，第四透镜物侧面和像侧面均为凸面，可良好地校正球面像差、像散、场曲，第八透镜于近光轴处物侧面为凹面，利于系统矫正畸变，第九透镜于近光轴处像侧面为凹面，可以降低系统的敏感度，使光学系统利于工程制造。满足上述关系式，可以使系统获得更大的相对孔径和更大的像面，从而使光学系统能具有更大的进光量，在暗光的拍摄条件下，获取更多的场景内容和丰富成像信息，同时光学成像系统能保持较小的总尺寸的特点。当高于上述关系式的上限时，第一透镜物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离过长，不利于小尺寸的设计。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1.0<CT3/ET3<2.0；其中，CT3为所述第三透镜于光轴上的中心厚度，ET3为所述第三透镜的边缘厚度。边缘厚度为第三透镜物侧面的最大有效口径处至像侧面的最大有效口径处于光轴方向的距离。满足上述关系式，利于镜片的加工成型，利于降低组装的难度，且可以有效的矫正系统的场曲。当低于上述关系式的下限时，第三透镜于光轴上的中心厚度过小，不利于镜片的加工成型；当高于上述关系式的上限时，第三透镜于光轴上的中心厚度过大，会导致光学系统于近光轴处的长度过大，不利于小尺寸的设计。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1.2<|R6+R7|/|R6-R7|<2.0；其中，R7为所述第四透镜的物侧面于近光轴处的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧面于近光轴处的曲率半径。满足上述关系式，可以有效的控制第三透镜和四透镜的弯曲度，有利于降低制造的敏感度，且可以平衡系统的高级彗差，提高系统的成像质量。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.3<|f9/(f2+f1)|<1.1；其中，f1为所述第一透镜的有效焦距，f2为所述第二透镜的有效焦距，f9为所述第九透镜的有效焦距。通过控制第九透镜与第一透镜和第二透镜之和的比值在一定的范围，能够合理分配第一透镜、第二透镜以及第九透镜的光焦度，有利于减小系统的球差，从而使得成像系统轴上区域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：0.7<f8/f<1.0；其中，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。满足上述关系式，通过控制第八透镜的有效焦距和整个系统的有效焦距比值在一定的范围，从而第八透镜的光焦度在合理的范围，能够校正高级球差，使得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：0.2<|SAG61/CT6|<0.8；其中，SAG61为所述第六透镜的物侧面和光轴的交点至所述第六透镜的物侧面的最大有效口径处于光轴上的距离，CT6为所述第六透镜于光轴上的中心厚度。满足上述关系式，通过控制此条件式在一定的范围，可有效控制第六透镜的弯曲度，有利于降低第六透镜制造的敏感度，且利于镜片的加工成型，更好的实现工程制造。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.3<D6/CT7<0.8；其中，D6为所述第六透镜和所述第七透镜在光轴上的空气间隙，CT7为所述第七透镜在光轴上的中心厚度。满足上述关系式，保证第六七透镜的空气间隙和第七透镜的厚度比在一定的范围，可以有效的平衡系统产生的高级像差，且利于工程制作中的场曲调整，提高系统的成像质量。当低于条件式的比值时，第六透镜和第七透镜在光轴上的空气间隙过小，光学系统的高级像差难以平衡，当高于条件式的比值时，第七透镜在光轴上的中心厚度过小，光学系统的主光线角度过大难以与芯片的主光线角度匹配。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：2.1<R3/R4<3.7；其中，R4为所述第二透镜的像侧面于近光轴处的曲率半径，R3为所述第二透镜的物侧面于近光轴处的曲率半径。满足上述关系式，合理控制第二透镜的曲率半径比值，可以有效的平衡系统的像差，降低系统的敏感度，提高成像系统的性能。当低于上述条件式比值的下限时，第二透镜物侧面于近光轴处的曲率半径过小导致面型过度弯曲，系统的敏感度会增大，不利于工程制造，当高于上述条件式比值的上限时，第二透镜物侧面于近光轴处的曲率半径过大导致面型过于平整，难以矫正系统的场曲像差，从而使系统的性能不佳。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1.1<TTL/f<1.4；其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统成像面于光轴上的距离，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系式，可利于光学系统的长度的压缩，同时防止系统的视场角过大，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。当低于上述关系式的下限时，光学系统的光学长度过短，镜片排布紧凑，会造成系统敏感度加大的问题，导致像差修正困难。当高于上述关系式的上限时，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：3.6<MAX10/MIN10<6；其中，MAX10为所述第六透镜的像侧面到所述第七透镜的物侧面于平行光轴方向的最大距离，MIN10为所述第六透镜的像侧面到所述第七透镜的物侧面于平行光轴方向的最小距离。满足上述关系式，合理控制第六透镜像侧面到第七透镜物侧面的最大距离与最小距离的比值，使第七透镜不会过于弯曲，可以有效的减小局部象散，且可以降低系统的整体敏感度，利于工程的制造。
第二方面，本发明还提供了一种镜头模组，该镜头模组包括第一方面任一项实施方式所述的光学系统和感光芯片，所述感光芯片设置在光学系统的像侧。通过在镜头模组中加入本发明提供的光学系统，能够通过对光学系统中各透镜的面型和屈折力进行合理的设计，使得镜头模组具有大进光量和小尺寸的特点。
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，使得电子设备在具有大的进光量效果同时，还容易实现小尺寸的设计。
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1a是第一实施例的光学系统结构示意图；
图1b包括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2a是第二实施例的光学系统结构示意图；
图2b包括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3a是第三实施例的光学系统结构示意图；
图3b包括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4a是第四实施例的光学系统结构示意图；
图4b包括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5a是第五实施例的光学系统结构示意图；
图5b包括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6a是第六实施例的光学系统结构示意图；
图6b包括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。
第一方面，本发明提供了一种光学系统，从物侧到像侧沿光轴依次包括：具有正曲折力的第一透镜，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；具有负曲折力的第二透镜，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；具有曲折力的第三透镜，第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面；具有曲折力的第四透镜，第四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；第五透镜；第六透镜；第七透镜；具有正曲折力的第八透镜，第八透镜的物侧面于近光轴处为凹面；具有负曲折力的第九透镜，第九透镜的像侧面于近光轴处为凹面；光学系统满足关系式：Fno*TTL/Imgh<2.3；其中，Fno为光学系统的光圈数，TTL为第一透镜物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离，Imgh为光学系统最大视场角对应像高的一半。
其中，一种成像光学系统包含具有正曲折力的第一透镜以及负曲折力的第二透镜组合，利于矫正系统的轴上球差，具有正负的第三透镜和第四透镜，利于矫正系统的象散，具有负曲折力的第八透镜和具有负曲折力的第九透镜，有助于矫正系统的场曲；第一、二透镜于近光轴处物侧面为凸面以及像侧面为凹面，有利于光学系统光线的汇聚，提高系统的光学性能，第三透镜于近光轴处为凸面，产生较强正折光力，有利于缩短总长，第四透镜物侧面和像侧面均为凸面，可良好地校正球面像差、像散、场曲，第八透镜于近光轴处物侧面为凹面，利于系统矫正畸变，第九透镜于近光轴处像侧面为凹面，可以降低系统的敏感度，使光学系统利于工程制造。满足上述关系式，可以使系统获得更大的相对孔径和更大的像面，从而使光学系统能具有更大的进光量，在暗光的拍摄条件下，获取更多的场景内容和丰富成像信息，同时光学成像系统能保持较小的总尺寸的特点。当高于上述关系式的上限时，第一透镜物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离过长，不利于小尺寸的设计。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：1.0<CT3/ET3<2.0；其中，CT3为第三透镜于光轴上的中心厚度，ET3为第三透镜的边缘厚度。边缘厚度为第三透镜物侧面的最大有效口径处至像侧面的最大有效口径处于光轴方向的距离。满足上述关系式，利于镜片的加工成型，利于降低组装的难度，且可以有效的矫正系统的场曲。当低于上述关系式的下限时，第三透镜于光轴上的中心厚度过小，不利于镜片的加工成型；当高于上述关系式的上限时，第三透镜于光轴上的中心厚度过大，会导致光学系统于近光轴处的长度过大，不利于小尺寸的设计。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：1.2<|R6+R7|/|R6-R7|<2.0；其中，R7为第四透镜的物侧面的曲率半径，R6为第三透镜的像侧面的曲率半径。满足上述关系式，可以有效的控制第三透镜和四透镜的弯曲度，有利于降低制造的敏感度，且可以平衡系统的高级彗差，提高系统的成像质量。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.3<|f9/(f2+f1)|<1.1；其中，f1为第一透镜的有效焦距，f2为第二透镜的有效焦距，f9为第九透镜的有效焦距。通过控制第九透镜与第一透镜和第二透镜之和的比值在一定的范围，能够合理分配第一透镜、第二透镜以及第九透镜的光焦度，有利于减小系统的球差，从而使得成像系统轴上区域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：0.7<f8/f<1.0；其中，f8为第八透镜的有效焦距，f为光学系统的有效焦距。满足上述关系式，通过控制第八透镜的有效焦距和整个系统的有效焦距比值在一定的范围，从而第八透镜的光焦度在合理的范围，能够校正高级球差，使得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：0.2<|SAG61/CT6|<0.8；其中，SAG61为第六透镜的物侧面和光轴的交点至第六透镜的物侧面的最大有效口径处于光轴上的距离，CT6为第六透镜于光轴上的中心厚度。满足上述关系式，通过控制此条件式在一定的范围，可有效控制第六透镜的弯曲度，有利于降低第六透镜制造的敏感度，且利于镜片的加工成型，更好的实现工程制造。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.3<D6/CT7<0.8；其中，D6为第六透镜和第七透镜在光轴上的空气间隙，CT7为第七透镜在光轴上的中心厚度。满足上述关系式，保证第六七透镜的空气间隙和第七透镜的厚度比在一定的范围，可以有效的平衡系统产生的高级像差，且利于工程制作中的场曲调整，提高系统的成像质量。当低于条件式的比值时，第六透镜和第七透镜在光轴上的空气间隙过小，光学系统的高级像差难以平衡，当高于条件式的比值时，第七透镜在光轴上的中心厚度过小，光学系统的主光线角度过大难以与芯片的主光线角度匹配。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：2.1<R3/R4<3.7；其中，R4为第二透镜的像侧面的曲率半径，R3为第二透镜的物侧面的曲率半径。满足上述关系式，合理控制第二透镜的曲率半径比值，可以有效的平衡系统的像差，降低系统的敏感度，提高成像系统的性能。当低于上述条件式比值的下限时，第二透镜物侧面于近光轴处的曲率半径过小导致面型过度弯曲，系统的敏感度会增大，不利于工程制造，当高于上述条件式比值的上限时，第二透镜物侧面于近光轴处的曲率半径过大导致面型过于平整，难以矫正系统的场曲像差，从而使系统的性能不佳。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：1.1<TTL/f<1.4；其中，TTL为第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离，f为光学系统的有效焦距。满足上述关系式，可利于光学系统的长度的压缩，同时防止系统的视场角过大，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。当低于上述关系式的下限时，光学系统的光学长度过短，镜片排布紧凑，会造成系统敏感度加大的问题，导致像差修正困难。当高于上述关系式的上限时，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：3.6<MAX10/MIN10<6；其中，MAX10为第六透镜的像侧面到第七透镜的物侧面于平行光轴方向的最大距离，MIN10为第六透镜的像侧面到第七透镜的物侧面于平行光轴方向的最小距离。满足上述关系式，合理控制第六透镜像侧面到第七透镜物侧面的最大距离与最小距离的比值，使第七透镜不会过于弯曲，可以有效的减小局部象散，且可以降低系统的整体敏感度，利于工程的制造。
第二方面，本发明还提供了一种镜头模组，该镜头模组包括第一方面任一项实施方式的光学系统和感光芯片，感光芯片设置在光学系统的像侧。通过在镜头模组中加入本发明提供的光学系统，能够通过对光学系统中各透镜的面型和屈折力进行合理的设计，使得镜头模组具有大进光量和小尺寸的特点。
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的镜头模组，镜头模组设置在壳体内。通过在电子设备中加入本发明提供的镜头模组，使得电子设备在具有大的进光量效果同时，还容易实现小尺寸的设计。
第一实施例
请参考图1a和图1b，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凸面，像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负曲折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3，具有正曲折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凸面，像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4，具有正曲折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5，具有正曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面；第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，像侧面S10于近圆周处为凸面。
第六透镜L6，具有负曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凸面；第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，像侧面S12于近圆周处为凹面。
第七透镜L7，具有负曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面；第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凹面，像侧面S14于近圆周处为凸面。
第八透镜L8，具有正曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面，像侧面S16于近光轴处为凸面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凹面，像侧面S16于近圆周处为凸面。
第九透镜L9，具有负曲折力，第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面，像侧面S18于近光轴处为凹面；第九透镜L9的物侧面S17于近圆周处为凹面，像侧面S18于近圆周处为凸面。
此外，光学系统还包括光阑STO、红外截止滤光片IR和成像面IMG。本实施例中，光阑STO设置在光学系统的物侧，用于控制进光量。红外截止滤光片IR设置在第九透镜L9和成像面IMG之间，其包括物侧面S19和像侧面S20，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(GLASS)，并可在镜片上镀膜。第一透镜L1至第九透镜L9的材质为塑料。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，透镜焦距、透镜的折射率和阿贝数的参考波长为555nm，表1a中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于近光轴处的曲率半径。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。Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。
表1a
Figure BDA0003355665040000061
Figure BDA0003355665040000071
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，TTL为第一透镜的物侧面至所述光学系统成像面于光轴上的距离。
在本实施例中，第一透镜L1至第九透镜L9的物侧面和像侧面均为非球面，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 BDA0003355665040000072
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非球面镜面S1和S2的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表1b
Figure BDA0003355665040000073
Figure BDA0003355665040000081
图1b中(a)示出了第一实施例的光学系统在波长为650nm、610nm、555nm、510nm和470nm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1b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1b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像高，其单位为mm。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1b中(b)可以看出，光学系统的像散得到了很好的补偿。
图1b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像高，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图1b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1b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2a和图2b，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凸面，像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负曲折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3，具有正曲折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凸面，像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4，具有正曲折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5，具有负曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面；第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，像侧面S10于近圆周处为凸面。
第六透镜L6，具有负曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凸面；第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，像侧面S12于近圆周处为凹面。
第七透镜L7，具有负曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面；第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凹面，像侧面S14于近圆周处为凸面。
第八透镜L8，具有正曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面，像侧面S16于近光轴处为凸面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凹面，像侧面S16于近圆周处为凹面。
第九透镜L9，具有负曲折力，第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面，像侧面S18于近光轴处为凹面；第九透镜L9的物侧面S17于近圆周处为凸面，像侧面S18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，透镜焦距、透镜的折射率和阿贝数的参考波长为555nm，表2a中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于近光轴处的曲率半径。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。Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表2a
Figure BDA0003355665040000091
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 BDA0003355665040000101
图2b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2b中的像差图可知，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3a和图3b，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凸面，像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负曲折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3，具有正曲折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凸面，像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4，具有正曲折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5，具有负曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面；第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，像侧面S10于近圆周处为凸面。
第六透镜L6，具有正曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凸面；第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，像侧面S12于近圆周处为凹面。
第七透镜L7，具有负曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面；第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凹面，像侧面S14于近圆周处为凸面。
第八透镜L8，具有正曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面，像侧面S16于近光轴处为凸面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凹面，像侧面S16于近圆周处为凹面。
第九透镜L9，具有负曲折力，第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面，像侧面S18于近光轴处为凹面；第九透镜L9的物侧面S17于近圆周处为凹面，像侧面S18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，透镜焦距、透镜的折射率和阿贝数的参考波长为555nm，表3a中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于近光轴处的曲率半径。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。Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表3a
Figure BDA0003355665040000111
Figure BDA0003355665040000121
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 BDA0003355665040000122
Figure BDA0003355665040000131
图3b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3b中的像差图可知，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4a和图4b，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凸面，像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负曲折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3，具有正曲折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凸面，像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4，具有正曲折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5，具有正曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面；第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，像侧面S10于近圆周处为凸面。
第六透镜L6，具有负曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凹面；第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，像侧面S12于近圆周处为凹面。
第七透镜L7，具有正曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面；第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凹面，像侧面S14于近圆周处为凸面。
第八透镜L8，具有正曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面，像侧面S16于近光轴处为凸面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凹面，像侧面S16于近圆周处为凹面。
第九透镜L9，具有负曲折力，第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面，像侧面S18于近光轴处为凹面；第九透镜L9的物侧面S17于近圆周处为凹面，像侧面S18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，透镜焦距、透镜的折射率和阿贝数的参考波长555nm，表4a中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于近光轴处的曲率半径。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。Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表4a
Figure BDA0003355665040000132
Figure BDA0003355665040000141
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 BDA0003355665040000142
Figure BDA0003355665040000151
图4b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4b中的像差图可知，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5a和图5b，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凸面，像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负曲折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3，具有负曲折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凸面，像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4，具有正曲折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5，具有负曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面；第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，像侧面S10于近圆周处为凸面。
第六透镜L6，具有负曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凹面；第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，像侧面S12于近圆周处为凹面。
第七透镜L7，具有负曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面；第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凹面，像侧面S14于近圆周处为凸面。
第八透镜L8，具有正曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面，像侧面S16于近光轴处为凸面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凹面，像侧面S16于近圆周处为凹面。
第九透镜L9，具有负曲折力，第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面，像侧面S18于近光轴处为凹面；第九透镜L9的物侧面S17于近圆周处为凸面，像侧面S18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，透镜焦距、透镜的折射率和阿贝数的参考波长为555nm，表5a中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于近光轴处的曲率半径。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。Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其中，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表5a
Figure BDA0003355665040000161
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 BDA0003355665040000162
Figure BDA0003355665040000171
图5b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5b中的像差图可知，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6a和图6b，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凸面，像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2，具有负曲折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3，具有正曲折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凸面，像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4，具有正曲折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5，具有负曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面；第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，像侧面S10于近圆周处为凸面。
第六透镜L6，具有负曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凸面；第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，像侧面S12于近圆周处为凹面。
第七透镜L7，具有负曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面；第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凹面，像侧面S14于近圆周处为凸面。
第八透镜L8，具有正曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴处为凹面，像侧面S16于近光轴处为凸面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凹面，像侧面S16于近圆周处为凹面。
第九透镜L9，具有负曲折力，第九透镜L9的物侧面S17于近光轴处为凸面，像侧面S18于近光轴处为凹面；第九透镜L9的物侧面S17于近圆周处为凹面，像侧面S18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，透镜焦距、透镜的折射率和阿贝数的参考波长555nm，表6a中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于近光轴处的曲率半径。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。Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其中，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表6a
Figure BDA0003355665040000181
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 BDA0003355665040000191
图6b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6b中的像差图可知，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镜头中Fno*TTL/Imgh、CT3/ET3、|R6+R7|/|R6-R7|、|f9/(f2+f1)|、f8/f、|SAG61/CT6|、D6/CT7、R3/R4、TTL/f、MAX10/MIN10的值。
表7
Figure BDA0003355665040000192
Figure BDA0003355665040000201
以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例而已，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 (12)

1.一种光学系统，其特征在于，从物侧到像侧沿光轴依次包括：
具有正曲折力的第一透镜，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；
具有负曲折力的第二透镜，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；
具有曲折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
具有曲折力的第四透镜，所述第四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；
第五透镜；
第六透镜；
第七透镜；
具有正曲折力的第八透镜，所述第八透镜的物侧面于近光轴处为凹面；
具有负曲折力的第九透镜，所述第九透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
所述光学系统满足关系式：Fno*TTL/Imgh<2.3；
其中，Fno为所述光学系统的光圈数，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为所述光学系统最大视场角对应像高的一半。
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
1.0<CT3/ET3<2.0；
其中，CT3为所述第三透镜于光轴上的中心厚度，ET3为所述第三透镜的边缘厚度。
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：
1.2<|R6+R7|/|R6-R7|<2.0；
其中，R7为所述第四透镜的物侧面于近光轴处的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧面于近光轴处的曲率半径。
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：
0.3<|f9/(f2+f1)|<1.1；
其中，f1为所述第一透镜的有效焦距，f2为所述第二透镜的有效焦距，f9为所述第九透镜的有效焦距。
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：
0.7<f8/f<1.0；
其中，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。
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<|SAG61/CT6|<0.8；
其中，SAG61为所述第六透镜的物侧面和光轴的交点至所述第六透镜的物侧面的最大有效口径处于光轴上的距离，CT6为所述第六透镜于光轴上的中心厚度。
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：
0.3<D6/CT7<0.8；
其中，D6为所述第六透镜和所述第七透镜在光轴上的空气间隙，CT7为所述第七透镜在光轴上的中心厚度。
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：
2.1<R3/R4<3.7；
其中，R4为所述第二透镜的像侧面于近光轴处的曲率半径，R3为所述第二透镜的物侧面于近光轴处的曲率半径。
9.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：
1.1<TTL/f<1.4；
其中，f为所述光学系统的有效焦距。
10.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：
3.6<MAX10/MIN10<6；
其中，MAX10为所述第六透镜的像侧面到所述第七透镜的物侧面于平行光轴方向的最大距离，MIN10为所述第六透镜的像侧面到所述第七透镜的物侧面于平行光轴方向的最小距离。
11.一种镜头模组，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的光学系统和感光芯片，所述感光芯片设置在光学系统的像侧。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体和如权利要求11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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