CN114415332A

CN114415332A - 光学系统、摄像模组及电子设备

Info

Publication number: CN114415332A
Application number: CN202111589483.XA
Authority: CN
Inventors: 谢晗; 李明
Original assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2041-12-23
Also published as: CN114415332B

Abstract

本发明公开了一种光学系统、摄像模组及电子设备。光学系统包括具有正屈折力的第一透镜，第一透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；具有负屈折力的第二透镜，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；具有正屈折力的第三透镜，第三透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；具有屈折力的第四透镜和第五透镜，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，第六透镜的物侧面于近光轴处为凹面；所述光学系统满足关系：SAG1+SAG2≤0.65mm；SAG1、SAG2分别为第一透镜的物侧面和像侧面于最大有效口径处的矢高。根据本发明实施例的光学系统，能够实现轻薄小型化设计的同时兼顾良好的成像品质。

Description

光学系统、摄像模组及电子设备

技术领域

本发明涉及摄影成像技术领域，特别是涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。

背景技术

随着摄像技术的发展，智能手机、智能手表、智能眼镜等便携式电子设备的市场需求大幅增加，镜头能够获取图像信息，是电子设备实现图像拍摄的主要模块。一般镜头的图像传感器可以为CCD传感器(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS传感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等，且随着半导体工艺技术的精进，使得图像传感器的像素尺寸缩小，镜头逐渐往高像素领域发展，因此消费者对于镜头的成像质量、功能等需求也越来越高，不仅要求镜头更加轻薄小型化，同时还要达到更高的成像质量。

其中长焦镜头具有良好的虚化背景突出主体的能力，尤其在双摄以及多摄像模组的发展趋势下需求越来越多。长焦镜头通常尺寸较长，难以搭载在轻薄的电子产品上，且目前为了达到更高的成像质量，会通过给镜头增加透镜数量来校正像差，可以使镜头获得更高的成像质量，即长焦镜头需朝多片式发展。然而透镜数量的增加会增加透镜的设计、加工成型和组装的难度，且多片式设计的摄像模组往往属于电子设备中尺寸较大的结构，增大了镜头的体积；而减少透镜数量缩短摄像模组的尺寸，会导致镜头的画质感较差、分辨率较低，镜头的成像质量不够清晰，从而难以满足电子设备在小型化设计过程中保持良好的成像质量，难以满足消费者对镜头的高清成像需求。

因此，如何在实现摄像模组轻薄小型化设计的同时兼顾良好的成像品质，成为了业界迫切想要解决的问题之一。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请第一方面提出一种光学系统，能够有效解决在实现轻薄小型化设计的同时兼顾良好的成像品质的问题。

本发明第二方面还提出一种摄像模组。

本发明第三方面还提出一种电子设备。

根据本申请的第一方面的实施例的所述光学系统，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凸面；

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；

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凹面；

所述光学系统中，通过所述第一透镜的正屈折力和于近光轴处的双凸面型设计，将有利于大角度的入射光线进入所述光学系统并得到有效汇聚。配合所述第二透镜的负屈折力和于近光轴处的凸凹面型设计，能够平滑传递所述第一透镜汇聚的入射光线，并校正所述第一透镜在汇聚入射光线时所带来的初级像差。同时配合所述第三透镜的正屈折力和于近光轴处的双凸面型设计，可以进一步地使中心和边缘视场光线汇聚，从而压缩所述光学系统的总长，并消除物方透镜(即所述第一透镜和所述第二透镜)所带来的难以校正的像差。搭配所述第四透镜的屈折力、所述第五透镜的屈折力和凹凸面型设计，有利于光线的平滑传递，且能够平衡前方透镜组(即所述第一透镜和所述第四透镜)在汇聚入射光线时所带来的难以校正的像差，降低所述第六透镜的校正压力。所述第六透镜的屈折力配合物侧面的凹面面型设计，可以校正光线经过所述第五透镜时所产生的像差，同时作为最靠近成像面的透镜，对光线的合理偏折还可以减小入射光线在成像面的入射角度，降低了色差的产生，提高了所述光学系统的成像品质。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

SAG1+SAG2≤0.65mm；

SAG1为所述第一透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高，即为所述第一透镜的物侧面于最大有效口径处至所述第一透镜的物侧面和光轴的交点之间于光轴方向上的距离，SAG2为所述第一透镜的像侧面于最大有效口径处的矢高，即为所述第一透镜的像侧面于最大有效口径处至所述第一透镜的像侧面和光轴的交点之间于光轴方向上的距离。

满足上述关系式，可抑制所述第一透镜物侧面和像侧面的矢高不会过度增大，避免边缘视场像差、鬼像等成像不良，减少出现低成像品质的风险；同时有利于合理控制所述第一透镜的厚薄比，从而使得透镜的成型工艺性较佳，便于生产制造。由于所述第一透镜为双凸透镜，在所述光学系统中具有汇聚光线的作用，从而可控制所述光学系统的光学总长，若超过关系式上限，所述第一透镜在光学总长缩短的同时，为确保光线汇聚能力，物侧面和像侧面将会有越来越凸的趋势，使得透镜面型弯曲度越来越大，导致矢高也随之增大，不利于第一透镜的加工成型和生产制造；同时面型过于弯曲还会导致边缘视场像差、鬼像等不良，降低成像品质。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

CT1/ET1≤2.5；

CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，ET1为所述第一透镜的物侧面和像侧面之间于最大有效口径处于光轴方向上的厚度，即所述第一透镜的边缘厚度。

满足上述关系式，通过控制所述第一透镜的中心厚度和边缘厚度，可合理控制所述第一透镜的厚薄比，从而优化所述第一透镜的面型弯曲自由度，从而有利于大角度入射光线的有效汇聚，并且经所述第一透镜的光线具有较小的偏折角度，从而减少了所述光学系统中杂散光的产生，进而可以保证优异的成像性能，同时，合理的面型变化可优化透镜的加工工艺，降低所述第一透镜的设计与组装敏感性。若超过关系式上限，所述第一透镜的厚薄比过大，透镜注塑成型时易产生结合线，影响生产良率，且所述第一透镜的面型变化剧烈，易造成物侧面或像侧面的边缘倾角变大，而较弯的面型易产生鬼像，并造成外视场畸变过大，图像外围出现扭曲现象等，导致成像品质变差。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.05≤CT1/AL≤0.25；

CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，AL为所述第一透镜的物侧面到所述第六透镜的像侧面于光轴上的距离。

满足上述关系式，各透镜得以合理排布，可压缩所述光学系统的光学总长，同时可优化最靠近物侧的所述第一透镜的中心厚度，使所述第一透镜的凸面面型变化平缓，有利于物侧光线的有效传递，且所述第一透镜的厚薄比较小，可降低透镜的加工成型难度。若超过关系式上限，所述第一透镜的中心厚度偏大，其物侧面面型过凸，透镜加工难度高，并使得透镜边缘的倾角过大，造成边缘视场的光线偏折过大，易出现边缘图像扭曲导致成像性能下降；若低于关系式下限，各透镜间的排布空间较大，使得所述光学系统的光学总长压缩不充分，导致所述光学系统不满足小型化设计。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.7≤f1/f≤1；

f1为所述第一透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。

满足上述关系式，可控制所述第一透镜在所述光学系统中的屈折力分配，能够合理分配所述第一透镜的球差贡献量，使得各视场的场曲贡献量控制在合理的范围内；同时，通过优化所述第一透镜的屈折力，可降低所述光学系统的初始像差，有利于降低后方透镜(即所述第二透镜至所述第六透镜)的校正压力，从而提升所述光学系统的成像解像力，进而使得所述光学系统具有良好的成像质量。进一步的，所述第一透镜提供的正屈折力可有效汇聚物侧光线，前方足够的屈折力，可为后方透镜提供充足的屈折力调配空间，从而配合后方透镜组的屈折力，可压缩所述光学系统的光学总长，实现小型化目的。当超过关系式上限时，所述第一透镜的焦距过长，屈折力过小，不能对入射光线有效偏折，从而不利于所述光学系统总长的缩短；当低于关系式下限时，所述第一透镜的焦距过短，屈折力过大，所述第一透镜的面型较凸，而过弯的面型一方面易产生鬼影，另一方面厚薄比过大，不利于透镜的注塑成型。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.7≤<f1/f3≤1.5；

进一步地，所述光学系统满足关系：

0.9≤f1/f3≤1.1

f1为所述第一透镜的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距。

满足上述关系式，通过控制所述第一透镜与所述第三透镜的有效焦距的比值在一定范围内，可控制所述第一透镜和所述第三透镜之间的屈折力分配，使所述第三透镜具有与所述第一透镜相同的正屈折力，降低了所述第一透镜的屈折力压力，从而使得入射光线可平滑传递并有效汇聚，缩短了所述光学系统的光学总长，同时屈折力压力的减小，也保证了所述第一透镜和所述第三透镜具有轻薄平滑且均匀的面型形状。若超出关系式上限或低于关系式下限，所述第一透镜与所述第三透镜的屈折力分配不够均匀，使得透镜失去轻薄平滑且均匀的面型形状，屈折力偏强的透镜面型凸起现象会更加明显，导致边缘倾角变大，光线偏折角度随之增加，从而不利于图像分辨率的提升。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

-1≤R51/f≤0；

R51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，f为所述光学系统的有效焦距。

满足上述关系式，可以有效地控制所述第五透镜的面型变化趋势，进而使所述第五透镜具有合理的面型弯曲度和透镜厚度，降低了所述第五透镜的制造敏感度，有利于所述第五透镜的加工成型，而所述第五透镜的物侧面为凹面，配合像侧面的凸面，将有利于校正所述光学系统的轴外视场畸变与像差，保证所述光学系统具有较高的图像分辨率。当低于关系式下限时，所述第五透镜物侧面的曲率半径过大，面型过于平缓，导致提供的屈折力不足，从而不利于校正像差；当高于关系式上限时，所述第五透镜物侧面将变为凸面，不利于压缩轴外视场畸变，且光线从所述第五透镜过渡至所述第六透镜时，光线的偏折角度过大，光路难以平顺传递至成像面。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.5≤R61/f6≤10；

R61为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，f6为所述第六透镜的有效焦距。

所述第六透镜作为最靠近成像面的透镜，对光线的偏折角度大小将最终影响成像质量。满足上述关系式，所述第六透镜的面型和屈折力得以合理控制，所述第六透镜的面型可与所述第五透镜的面型配合更合理且紧密，使得光线从所述第五透镜过渡至所述第六透镜时，光线的偏折角度不会过大，光路可以较小的偏折角度平滑传递至成像面；此外，通过优化所述第六透镜的有效焦距，可以合理控制所述光学系统的后焦长度，从而压缩所述光学系统的光学总长。当高于关系式上限时，所述第六透镜物侧面的曲率半径的绝对值过大，导致屈折力不足，不利于像差的校正，从而影响成像品质；当低于关系式下限时，所述第六透镜物侧面的曲率半径的绝对值过小，使得面型弯曲度过大，导致易产生鬼影等不良，同样影响成像品质。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

P1/TL≤0.3；

P1为所述第一透镜的物侧面到所述第三透镜的像侧面于光轴上的距离，TL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。

满足上述关系式，使得物方透镜(即所述第一透镜至所述第三透镜)具有足够且紧凑的设计和排布空间，从而可优化物方透镜的屈折力、面型、曲率及厚度等，使透镜间可紧密配合，在保证较高成像分辨率的同时，有利于压缩所述光学系统的光学总长。具体地，物方透镜足够且紧凑的空间排布，可使透镜间的屈折力合理调配、面型合理配合，优先地，设计为“正负正”的屈折力分配，正负屈折力的透镜可以相互抵消彼此产生的像差，因此，所述第二透镜的负屈折力可以抵消光线经过所述第一透镜时所产生的像差，所述第三透镜的正屈折力可以进一步抵消光线经过所述第二透镜时所产生的像差；进一步地，使所述第三透镜分担所述第一透镜的正屈折力，有利于使所述第一透镜物侧面的面型变得平缓，透镜厚薄比变小，注塑成型工艺性较佳，降低生产成本。若高于关系式上限，物方透镜组的厚度压缩不够充分，较厚的透镜易产生结合线，影响成像分辨率。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.15mm^-1≤tan(FOV)/f≤0.21mm^-1；

FOV为所述光学系统的最大视场角，f为所述光学系统的有效焦距。

满足上述关系式，能够对所述光学系统的最大视场角及有效焦距的比值进行合理配置，在提升所述光学系统的有效焦距的同时，也能够扩大所述光学系统的最大视场角，从而在所述光学系统具备长焦特性的同时增大所述光学系统对远距离被摄物的成像范围。超过关系式上限时，所述光学系统的最大视场角过大，会造成边缘视场畸变过大，且图像外围会出现扭曲现象，导致成像性能下降；低于关系式下限时，所述光学系统的有效焦距过大，为实现光线在成像面的有效成像，会相应的增加所述光学系统的光学总长，不利于所述光学系统的小型化设计。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.8≤TL/f≤1；

TL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，f为所述光学系统的有效焦距。

满足上述关系式，所述光学系统具有长焦特性，可对远距离被摄物进行拍摄成像，且具有突出拍摄主体，虚化周边景象的优点，从而可实现摄远清晰成像，并适应人眼视物习惯；同时能够有效缩短所述光学系统的光学总长，实现所述光学系统的小型化、超薄化。

根据本申请第二方面实施例的摄像模组，包括图像传感器及以上任意一项所述的光学系统，所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。通过采用上述光学系统，摄像模组能够在保持小型化设计的同时拥有良好的成像质量。

根据本申请第三方面实施例的电子设备，包括固定件及上述的摄像模组，所述摄像模组设于所述固定件。上述摄像模组能够为电子设备提供良好摄像品质的同时，保持较小的占据体积，从而可减少对电子设备的小型化设计造成的阻碍。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本申请第一实施例提供的光学系统的结构示意图；

图2包括第一实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图；

图3为本申请第二实施例提供的光学系统的结构示意图；

图4包括第二实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图；

图5为本申请第三实施例提供的光学系统的结构示意图；

图6包括第三实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图；

图7为本申请第四实施例提供的光学系统的结构示意图；

图8包括第四实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图；

图9为本申请第五实施例提供的光学系统的结构示意图；

图10包括第五实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图；

图11为本申请一实施例提供的摄像模组的示意图；

图12为本申请一实施例提供的摄像设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面将参考附图描述根据本发明一个具体实施例的光学系统10。

参考图1，本申请的实施例提供一种具有六片透镜设计的光学系统10，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括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、具有正屈折力或负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力或负屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6。光学系统10中的各透镜应同轴设置，各透镜共同的轴线即为光学系统10的光轴101，且各透镜能够安装于镜筒内以形成摄像镜头。

第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8，第五透镜L5具有物侧面S9及像侧面S10，第六透镜L6具有物侧面S11和像侧面S12。同时，光学系统10还存在成像面S15，成像面S15位于第六透镜L6的像侧，相应物距处的轴上物点发出的光线经光学系统10各透镜调节后能够汇聚于成像面S15。

一般地，光学系统10的成像面S15与图像传感器的感光面重合。需要说明的是，在一些实施例中，光学系统10可以匹配具有矩形感光面的图像传感器，光学系统10的成像面S15与图像传感器的矩形感光面重合。此时，光学系统10成像面S15上有效像素区域具有水平方向、垂直方向以及对角线方向，本申请中光学系统10的最大视场角可以理解为光学系统10对角线方向的最大视场角，最大视场角所对应的像高可以理解为光学系统10成像面S15上有效像素区域对角线方向的长度的一半。

在本申请的实施例中，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凸面，像侧面S2于近光轴101处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凸面，像侧面S4于近光轴101处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面，像侧面S6于近光轴101处为凸面；第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面或凹面，像侧面S8于近光轴101处为凸面或凹面；第五透镜L5的物侧面S9于近光轴101处为凹面，像侧面S10于近光轴101处为凸面；第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凹面，像侧面S12于近光轴101处为凸面或凹面。当描述透镜表面于近光轴101处具有某种面型时，即该透镜表面于光轴101附近具有该种面型；当描述透镜表面于近最大有效口径处具有某种面型时，即该透镜表面沿径向且在靠近最大有效通光口径处具有该种面型。

光学系统10中，通过第一透镜L1的正屈折力和于近光轴101处的双凸面型设计，将有利于大角度的入射光线进入光学系统10并得到有效汇聚。配合第二透镜L2的负屈折力和于近光轴101处的凸凹面型设计，能够平滑传递第一透镜L1汇聚的入射光线，并校正第一透镜L1在汇聚入射光线时所带来的初级像差。同时配合第三透镜L3的正屈折力和于近光轴101处的双凸面型设计，可以进一步地使中心和边缘视场光线汇聚，从而压缩光学系统10的总长，并消除物方透镜(即第一透镜L1和第二透镜L2)所带来的难以校正的像差。搭配第四透镜L4的屈折力、第五透镜L5的屈折力和凹凸面型设计，有利于光线的平滑传递，且能够平衡前方透镜组(即第一透镜L1和第四透镜L4)在汇聚入射光线时所带来的难以校正的像差，降低第六透镜L6的校正压力。第六透镜L6的屈折力配合物侧面的凹面面型设计，可以校正光线经过第五透镜L5时所产生的像差，同时作为最靠近成像面S15的透镜，对光线的合理偏折还可以减小入射光线在成像面S15的入射角度，降低了色差的产生，提高了光学系统10的成像品质。

在本申请的实施例中，光学系统10还满足关系：

SAG1+SAG2≤0.65mm；

SAG1为第一透镜L1的物侧面S1于最大有效口径处的矢高，即为第一透镜L1的物侧面S1于最大有效口径处至第一透镜L1的物侧面S1和光轴101的交点之间于光轴101方向上的距离，SAG2为第一透镜L1的像侧面S2于最大有效口径处的矢高，即为第一透镜L1的像侧面S2于最大有效口径处至第一透镜L1的像侧面S2和光轴101的交点之间于光轴101方向上的距离。

满足上述关系式，可抑制第一透镜L1物侧面S1和像侧面S2的矢高不会过度增大，避免边缘视场像差、鬼像等成像不良，减少出现低成像品质的风险；同时有利于合理控制第一透镜L1的厚薄比，从而使得透镜的成型工艺性较佳，便于生产制造。在一些实施例中，光学系统10所满足的该实施例具体可以为0.059、0.118、0.177、0.236、0.295、0.355、0.414、0.473、0.532或0.591，单位为mm。由于第一透镜L1为双凸透镜，在光学系统10中具有汇聚光线的作用，从而可控制光学系统10的光学总长，若超过关系式上限，第一透镜L1在光学总长缩短的同时，为确保光线汇聚能力，物侧面S1和像侧面S2将会有越来越凸的趋势，使得透镜面型弯曲度越来越大，导致矢高也随之增大，不利于第一透镜的加工成型和生产制造；同时面型过于弯曲还会导致边缘视场像差、鬼像等不良，降低成像品质。

在其中一个实施例中，光学系统10还满足关系：

CT1/ET1≤2.5；

CT1为第一透镜L1于光轴101上的厚度，ET1为第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2之间于最大有效口径处于光轴101方向上的厚度，即第一透镜L1的边缘厚度。

满足上述关系式，通过控制第一透镜L1的中心厚度和边缘厚度，可合理控制第一透镜L1的厚薄比，从而优化第一透镜L1的面型弯曲自由度，从而有利于大角度入射光线的有效汇聚，并且经第一透镜L1的光线具有较小的偏折角度，从而减少了光学系统10中杂散光的产生，进而可以保证优异的成像性能，同时，合理的面型变化可优化透镜的加工工艺，降低第一透镜L1的设计与组装敏感性。在一些实施例中，光学系统10所满足的该实施例具体可以为0.682、0.864、1.045、1.227、1.409、1.591、1.773、1.955、2.136或2.318。若超过关系式上限，第一透镜L1的厚薄比过大，透镜注塑成型时易产生结合线，影响生产良率，且第一透镜L1的面型变化剧烈，易造成物侧面S1或像侧面S2的边缘倾角变大，而较弯的面型易产生鬼像，并造成外视场畸变过大，图像外围出现扭曲现象等，导致成像品质变差。

在其中一个实施例中，光学系统10还满足关系：

0.05≤CT1/AL≤0.25；

CT1为第一透镜L1于光轴101上的厚度，AL为第一透镜L1的物侧面S2到第六透镜L6的像侧面S12于光轴101上的距离。

满足上述关系式，各透镜得以合理排布，可压缩光学系统10的光学总长，同时可优化最靠近物侧的第一透镜L1的中心厚度，使第一透镜L1的凸面面型变化平缓，有利于物侧光线的有效传递，且第一透镜L1的厚薄比较小，可降低透镜的加工成型难度。在一些实施例中，光学系统10所满足的该实施例具体可以为0.068、0.086、0.105、0.123、0.141、0.159、0.177、0.195、0.214或0.232。若超过关系式上限，第一透镜L1的中心厚度偏大，其物侧面S1面型过凸，透镜加工难度高，并使得透镜边缘的倾角过大，造成边缘视场的光线偏折过大，易出现边缘图像扭曲导致成像性能下降；若低于关系式下限，各透镜间的排布空间较大，使得光学系统10的光学总长压缩不充分，导致光学系统10不满足小型化设计。

在其中一个实施例中，光学系统10还满足关系：

0.7≤f1/f≤1；

f1为第一透镜L1的有效焦距，f为光学系统10的有效焦距。

满足上述关系式，可控制第一透镜L1在光学系统10中的屈折力分配，能够合理分配第一透镜L1的球差贡献量，使得各视场的场曲贡献量控制在合理的范围内；同时，通过优化第一透镜L1的屈折力，可降低光学系统10的初始像差，有利于降低后方透镜(即第二透镜L2至第六透镜L6)的校正压力，从而提升光学系统10的成像解像力，进而使得光学系统10具有良好的成像质量。进一步的，第一透镜L1提供的正屈折力可有效汇聚物侧光线，前方足够的屈折力，可为后方透镜提供充足的屈折力调配空间，从而配合后方透镜组的屈折力，可压缩光学系统10的光学总长，实现小型化目的。在一些实施例中，光学系统10所满足的该实施例具体可以为0.727、0.755、0.782、0.809、0.836、0.864、0.891、0.918、0.945或0.973。当超过关系式上限时，第一透镜L1的焦距过长，屈折力过小，不能对入射光线有效偏折，从而不利于光学系统10总长的缩短；当低于关系式下限时，第一透镜L1的焦距过短，屈折力过大，第一透镜L1的面型较凸，而过弯的面型一方面易产生鬼影，另一方面厚薄比过大，不利于透镜的注塑成型。

在其中一个实施例中，光学系统10还满足关系：

0.7≤f1/f3≤1.5；

进一步地，光学系统10满足关系：

0.9≤f1/f3≤1.1

f1为第一透镜L1的有效焦距，f3为第三透镜L3的有效焦距。

满足上述关系式，通过控制第一透镜L1与第三透镜L3的有效焦距的比值在一定范围内，可控制第一透镜L1和第三透镜L3之间的屈折力分配，使第三透镜L3具有与第一透镜L1相同的正屈折力，降低了第一透镜L1的屈折力压力，从而使得入射光线可平滑传递并有效汇聚，缩短了光学系统10的光学总长，同时屈折力压力的减小，也保证了第一透镜L1和第三透镜L3具有轻薄平滑且均匀的面型形状。在一些实施例中，光学系统10所满足的该实施例具体可以为0.773、0.845、0.918、0.991、1.064、1.136、1.209、1.282、1.355或1.427。若超出关系式上限或低于关系式下限，第一透镜L1与第三透镜L3的屈折力分配不够均匀，使得透镜失去轻薄平滑且均匀的面型形状，屈折力偏强的透镜面型凸起现象会更加明显，导致边缘倾角变大，光线偏折角度随之增加，从而不利于图像分辨率的提升。

在其中一个实施例中，光学系统10还满足关系：

-1≤R51/f≤0；

R51为第五透镜L5的物侧面S9于光轴101处的曲率半径，f为光学系统10的有效焦距。

满足上述关系式，可以有效地控制第五透镜L5的面型变化趋势，进而使第五透镜L5具有合理的面型弯曲度和透镜厚度，降低了第五透镜L5的制造敏感度，有利于第五透镜L5的加工成型，而第五透镜L5的物侧面S9为凹面，配合像侧面S10的凸面，将有利于校正光学系统10的轴外视场畸变与像差，保证光学系统10具有较高的图像分辨率。在一些实施例中，光学系统10所满足的该实施例具体可以为-0.909、-0.818、-0.727、-0.636、-0.545、-0.455、-0.364、-0.273、-0.182或-0.091。当低于关系式下限时，第五透镜L5物侧面S9的曲率半径过大，面型过于平缓，导致提供的屈折力不足，从而不利于校正像差；当高于关系式上限时，第五透镜L5物侧面S9将变为凸面，不利于压缩轴外视场畸变，且光线从第五透镜L5过渡至第六透镜L6时，光线的偏折角度过大，光路难以平顺传递至成像面S15。

在其中一个实施例中，光学系统10还满足关系：

0.5≤R61/f6≤10；

R61为第六透镜L6的物侧面S11于光轴101处的曲率半径，f6为第六透镜L6的有效焦距。

第六透镜L6作为最靠近成像面S15的透镜，对光线的偏折角度大小将最终影响成像质量。满足上述关系式，第六透镜L6的面型和屈折力得以合理控制，第六透镜L6的面型可与第五透镜L5的面型配合更合理且紧密，使得光线从第五透镜L5过渡至第六透镜L6时，光线的偏折角度不会过大，光路可以较小的偏折角度平滑传递至成像面S15；此外，通过优化第六透镜L6的有效焦距，可以合理控制光学系统10的后焦长度，从而压缩光学系统10的光学总长。在一些实施例中，光学系统10所满足的该实施例具体可以为1.364、2.227、3.091、3.955、4.818、5.682、6.545、7.409、8.273或9.136。当高于关系式上限时，第六透镜L6物侧面S11的曲率半径的绝对值过大，导致屈折力不足，不利于像差的校正，从而影响成像品质；当低于关系式下限时，第六透镜L6物侧面S11的曲率半径的绝对值过小，使得面型弯曲度过大，导致易产生鬼影等不良，同样影响成像品质。

在其中一个实施例中，光学系统10还满足关系：

P1/TL≤0.3；

P1为第一透镜L1的物侧面S1到第三透镜L3的像侧面S6于光轴101上的距离，TL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S15于光轴101上的距离。

满足上述关系式，使得物方透镜(即第一透镜L1至第三透镜L3)具有足够且紧凑的设计和排布空间，从而可优化物方透镜的屈折力、面型、曲率及厚度等，使透镜间可紧密配合，在保证较高成像分辨率的同时，有利于压缩光学系统10的光学总长。具体地，物方透镜足够且紧凑的空间排布，可使透镜间的屈折力合理调配、面型合理配合，优先地，设计为“正负正”的屈折力分配，正负屈折力的透镜可以相互抵消彼此产生的像差，因此，第二透镜L2的负屈折力可以抵消光线经过第一透镜L1时所产生的像差，第三透镜L3的正屈折力可以进一步抵消光线经过第二透镜L2时所产生的像差；进一步地，使第三透镜L3分担第一透镜L1的正屈折力，有利于使第一透镜L1物侧面S1的面型变得平缓，透镜厚薄比变小，注塑成型工艺性较佳，降低生产成本。在一些实施例中，光学系统10所满足的该实施例具体可以为0.027、0.055、0.082、0.109、0.136、0.164、0.191、0.218、0.245或0.273。若高于关系式上限，物方透镜组的厚度压缩不够充分，较厚的透镜易产生结合线，影响成像分辨率。

在其中一个实施例中，光学系统10还满足关系：

0.15mm^-1≤tan(FOV)/f≤0.21mm^-1；

FOV为光学系统10的最大视场角，f为光学系统10的有效焦距。

满足上述关系式，能够对光学系统10的最大视场角及有效焦距的比值进行合理配置，在提升光学系统10的有效焦距的同时，也能够扩大光学系统10的最大视场角，从而在光学系统10具备长焦特性的同时增大光学系统10对远距离被摄物的成像范围。在一些实施例中，光学系统10所满足的该实施例具体可以为0.155、0.161、0.166、0.172、0.177、0.183、0.188、0.194、0.199或0.205，单位为mm^-1。超过关系式上限时，光学系统10的最大视场角过大，会造成边缘视场畸变过大，且图像外围会出现扭曲现象，导致成像性能下降；低于关系式下限时，光学系统10的有效焦距过大，为实现光线在成像面S15的有效成像，会相应的增加光学系统10的光学总长，不利于光学系统10的小型化设计。

在其中一个实施例中，光学系统10还满足关系：

0.8≤TL/f≤1；

TL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S15于光轴101上的距离，f为光学系统10的有效焦距。

满足上述关系式，光学系统10具有长焦特性，可对远距离被摄物进行拍摄成像，且具有突出拍摄主体，虚化周边景象的优点，从而可实现摄远清晰成像，并适应人眼视物习惯；同时能够有效缩短光学系统10的光学总长，实现光学系统10的小型化、超薄化。在一些实施例中，光学系统10所满足的该实施例具体可以为0.818、0.836、0.855、0.873、0.891、0.909、0.927、0.945、0.964或0.982。

以上各关系式条件中的有效焦距的数值参考波长为587.6nm，有效焦距至少是指相应透镜于近光轴101处的数值，透镜的屈折力至少是指于近光轴101处的情况。且以上各关系式条件及其所带来的技术效果针对的是具有上述透镜设计的光学系统10。在无法确保拥有前述光学系统10的透镜设计(透镜数量、屈折力配置、面型配置等)时，将难以确保光学系统10在满足这些关系式时依然能够拥有相应的技术效果，甚至可能会导致摄像性能发生显著下降。

在一些实施例中，光学系统10的至少一个透镜具有非球面面型，当透镜的至少一侧表面(物侧面或像侧面)为非球面时，即可称该透镜具有非球面面型。在一个实施例中，可以将各透镜的物侧面及像侧面均设计为非球面。非球面设计能够帮助光学系统10更为有效地消除像差，改善成像品质。在一些实施例中，光学系统10中的至少一个透镜也可具有球面面型，球面面型的设计可降低透镜的制备难度，降低制备成本。在一些实施例中，为了兼顾制备成本、制备难度、成像品质、组装难度等，光学系统10中的各透镜表面的设计可由非球面及球面面型搭配而成。

非球面的面型计算可参考非球面公式：

其中，Z为非球面上相应点到该面于光轴101处的切平面的距离，r为非球面上相应点到光轴101的距离，c为非球面于光轴101处的曲率，k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的高次项系数。

另外应注意的是，当某个透镜表面为非球面时，该透镜表面可以存在反曲点，此时该面沿径向将发生面型种类的改变，例如一个透镜表面在近光轴101处为凸面，而在靠近最大有效口径处则为凹面。具体地，在一些实施例中，第六透镜L6的物侧面S11和像侧面S12中均设置有至少一个反曲点，此时配合上述第六透镜L6的物侧面S11和像侧面S12于近光轴101处的面型设计，可有效压制离轴视场光线入射于图像传感器上的角度，提升图像传感器的响应效率，同时有助于修正影像周边畸变与改善相对照度，另外也可有效修正像散与离轴视场的像差，从而能够对大视角系统中的边缘视场的场曲、畸变像差实现良好的校正，改善成像质量。

在一些实施例中，光学系统10中至少一个透镜的材质为塑料(PC，Plastic)，塑料材质可以为聚碳酸酯、树胶等。在一些实施例中，光学系统10中至少一个透镜的材质为玻璃(GL，Glass)。具有塑料材质的透镜能够降低光学系统10的生产成本，而具有玻璃材质的透镜能够耐受较高或较低的温度且具有优良的光学效果及较佳的稳定性。在一些实施例中，光学系统10中可设置不同材质的透镜，即可采用玻璃透镜及塑料透镜相结合的设计，但具体配置关系可根据实际需求而确定，此处不加以穷举。

在一些实施例中，光学系统10还包括孔径光阑STO，本申请的光阑也可以为视场光阑，孔径光阑STO用于控制光学系统10的入光量及景深，同时也能对非有效光线实现良好的拦截以改善光学系统10的成像质量，其可设置在光学系统10的物侧与第一透镜L1的物侧面S1之间。可以理解的是，在其他实施例中，该光阑STO也可设置在相邻的两个透镜之间，例如设置在第二透镜L2和第三透镜L3之间，根据实际情况调整设置，本实施例对此不作具体限定。孔径光阑STO也可以由固定透镜的夹持件形成。

以下通过更具体的实施例以对本申请的光学系统10进行说明：

第一实施例

参考图1，在第一实施例中，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑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、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6。光学系统10的各透镜面型如下：

第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凸面，像侧面S2于近光轴101处为凸面；物侧面S1于近最大有效口径处为凸面，像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凸面，像侧面S4于近光轴101处为凹面；物侧面S1于近最大有效口径处为凸面，像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面，像侧面S6于近光轴101处为凸面；物侧面S1于近最大有效口径处为凸面，像侧面S2于近最大有效口径处为凸面。

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凹面，像侧面S8于近光轴101处为凸面；物侧面S1于近最大有效口径处为凹面，像侧面S2于近最大有效口径处为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴101处为凹面，像侧面S10于近光轴101处为凸面；物侧面S1于近最大有效口径处为凹面，像侧面S2于近最大有效口径处为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凹面，像侧面S12于近光轴101处为凹面；物侧面S1于近最大有效口径处为凹面，像侧面S2于近最大有效口径处为凸面。

在第一实施例中，第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜表面均为非球面，且第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜的材质均为塑料(PC)。光学系统10还包括滤光110，滤光片110可作为光学系统10的一部分，也可从光学系统10中去除，但当去除滤光片110后，光学系统10的光学总长TTL保持不变；本实施例中滤光片110为红外截止滤光片，红外截止滤光片设于第六透镜L6的像侧面S12与光学系统10的成像面S15之间，从而可滤除如红外光等不可见波段的光线，而仅让可见光通过，以获得较好的影像效果；可以理解的是，滤光片110也可滤除诸如可见光等其他波段的光线，而仅让红外光通过，光学系统10可作为红外光学镜头使用，即，光学系统10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。

第一实施例中光学系统10的各透镜参数由以下表1所展现。由光学系统10的物侧至像侧的各元件依次按照表1从上至下的顺序排列，其中光阑表征孔径光阑STO。表1中Y半径为透镜相应表面于光轴101处的曲率半径。表1中面序号为S1的表面代表第一透镜L1的物侧面，面序号为S2的表面代表第一透镜L1的像侧面，以此类推。透镜于“厚度”参数列中的第一个数值的绝对值为该透镜于光轴101上的厚度，第二个数值的绝对值为该透镜的像侧面至后一光学面(后一透镜的物侧面或光阑面)于光轴101上的距离，其中光阑的厚度参数表示光阑面至像方相邻透镜的物侧面于光轴101上的距离。表格中各透镜的折射率、阿贝数、焦距(有效焦距)的参考波长为587.6nm，且Y半径、厚度、焦距(有效焦距)的数值单位均为毫米(mm)。以下各实施例中用于关系式计算的参数数据和透镜面型结构以相应实施例中的透镜参数表格中的数据为准。

表1

由表1可知，第一实施例中的光学系统10的有效焦距f为6.300mm，光圈数FNO为2.250，光学总长TTL为6.200mm，以下各实施例中的光学总长TTL数值为面序号S1至S17所对应的厚度值之和，光学系统10的最大视场角的一半HFOV为49.970°，可知该实施例光学系统10拥有较大的视场角。

以下表2展现了表1中相应透镜表面的非球面系数，其中K为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。

表2

面序号

S1

S2

S3

S4

S5

S6

K

2.752E+00

-3.878E+01

-7.827E+00

-4.981E+00

-3.213E+00

9.217E+00

A4

2.691E-02

7.130E-02

-1.314E-01

-1.587E-01

-4.087E-02

5.955E-02

A6

-5.773E-02

-1.035E-01

8.475E-02

1.760E-01

1.753E-01

8.315E-02

A8

4.989E-02

1.230E-01

-6.267E-02

-1.265E-01

-1.037E-01

-1.250E-01

A10

-3.073E-02

-8.758E-02

8.276E-02

8.034E-02

-3.298E-02

3.889E-02

A12

9.582E-03

3.694E-02

-6.547E-02

-3.585E-02

8.200E-02

3.410E-02

A14

-8.446E-04

-7.737E-03

2.585E-02

7.711E-03

-4.480E-02

-3.045E-02

A16

-1.959E-04

4.240E-04

-4.195E-03

-5.144E-04

8.295E-03

6.765E-03

A18

0.000E+00

A20

0.000E+00

面序号

S7

S8

S9

S10

S11

S12

K

8.418E+01

6.098E+01

6.966E-01

-2.514E+00

-5.034E-01

-7.601E+01

A4

2.712E-02

-1.240E-03

3.000E-02

2.447E-02

-9.593E-02

-8.135E-02

A6

1.982E-02

9.327E-03

1.917E-03

3.058E-02

1.049E-01

5.764E-02

A8

-1.314E-01

-6.187E-02

1.228E-02

-1.145E-02

-6.911E-02

-3.096E-02

A10

1.387E-01

7.341E-02

4.189E-03

1.544E-02

3.258E-02

1.060E-02

A12

-6.384E-02

-3.493E-02

-2.982E-02

-1.870E-02

-9.700E-03

-2.215E-03

A14

1.502E-02

9.460E-03

2.051E-02

8.020E-03

1.582E-03

2.542E-04

A16

-1.927E-03

-1.712E-03

-5.160E-03

-1.167E-03

-1.073E-04

-1.230E-05

A18

0.000E+00

A20

0.000E+00

在第一实施例中，光学系统10满足以下各关系：

SAG1+SAG2＝0.413mm；SAG1为第一透镜L1的物侧面S1于最大有效口径处的矢高，即为第一透镜L1的物侧面S1于最大有效口径处至第一透镜L1的物侧面S1和光轴101的交点之间于光轴101方向上的距离，SAG2为第一透镜L1的像侧面S2于最大有效口径处的矢高，即为第一透镜L1的像侧面S2于最大有效口径处至第一透镜L1的像侧面S2和光轴101的交点之间于光轴101方向上的距离。可抑制第一透镜L1物侧面S1和像侧面S2的矢高不会过度增大，避免边缘视场像差、鬼像等成像不良，减少出现低成像品质的风险；同时有利于合理控制第一透镜L1的厚薄比，从而使得透镜的成型工艺性较佳，便于生产制造。

CT1/ET1＝2.065；CT1为第一透镜L1于光轴101上的厚度，ET1为第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2之间于最大有效口径处于光轴101方向上的厚度，即第一透镜L1的边缘厚度。通过控制第一透镜L1的中心厚度和边缘厚度，可合理控制第一透镜L1的厚薄比，从而优化第一透镜L1的面型弯曲自由度，从而有利于大角度入射光线的有效汇聚，并且经第一透镜L1的光线具有较小的偏折角度，从而减少了光学系统10中杂散光的产生，进而可以保证优异的成像性能，同时，合理的面型变化可优化透镜的加工工艺，降低第一透镜L1的设计与组装敏感性。

CT1/AL＝0.111；CT1为第一透镜L1于光轴101上的厚度，AL为第一透镜L1的物侧面S2到第六透镜L6的像侧面S12于光轴101上的距离。各透镜得以合理排布，可压缩光学系统10的光学总长，同时可优化最靠近物侧的第一透镜L1的中心厚度，使第一透镜L1的凸面面型变化平缓，有利于物侧光线的有效传递，且第一透镜L1的厚薄比较小，可降低透镜的加工成型难度。

f1/f＝0.829；f1为第一透镜L1的有效焦距，f为光学系统10的有效焦距。可控制第一透镜L1在光学系统10中的屈折力分配，能够合理分配第一透镜L1的球差贡献量，使得各视场的场曲贡献量控制在合理的范围内；同时，通过优化第一透镜L1的屈折力，可降低光学系统10的初始像差，有利于降低后方透镜(即第二透镜L2至第六透镜L6)的校正压力，从而提升光学系统10的成像解像力，进而使得光学系统10具有良好的成像质量。进一步的，第一透镜L1提供的正屈折力可有效汇聚物侧光线，前方足够的屈折力，可为后方透镜提供充足的屈折力调配空间，从而配合后方透镜组的屈折力，可压缩光学系统10的光学总长，实现小型化目的。

f1/f3＝0.989；f1为第一透镜L1的有效焦距，f3为第三透镜L3的有效焦距。通过控制第一透镜L1与第三透镜L3的有效焦距的比值在一定范围内，可控制第一透镜L1和第三透镜L3之间的屈折力分配，使第三透镜L3具有与第一透镜L1相同的正屈折力，降低了第一透镜L1的屈折力压力，从而使得入射光线可平滑传递并有效汇聚，缩短了光学系统10的光学总长，同时屈折力压力的减小，也保证了第一透镜L1和第三透镜L3具有轻薄平滑且均匀的面型形状。

R51/f＝-0.319；R51为第五透镜L5的物侧面S9于光轴101处的曲率半径，f为光学系统10的有效焦距。可以有效地控制第五透镜L5的面型变化趋势，进而使第五透镜L5具有合理的面型弯曲度和透镜厚度，降低了第五透镜L5的制造敏感度，有利于第五透镜L5的加工成型，而第五透镜L5的物侧面S9为凹面，配合像侧面S10的凸面，将有利于校正光学系统10的轴外视场畸变与像差，保证光学系统10具有较高的图像分辨率。

R61/f6＝1.010；R61为第六透镜L6的物侧面S11于光轴101处的曲率半径，f6为第六透镜L6的有效焦距。由于第六透镜L6作为最靠近成像面S15的透镜，对光线的偏折角度大小将最终影响成像质量。通过使第六透镜L6的面型和屈折力得以合理控制，第六透镜L6的面型可与第五透镜L5的面型配合更合理且紧密，使得光线从第五透镜L5过渡至第六透镜L6时，光线的偏折角度不会过大，光路可以较小的偏折角度平滑传递至成像面S15；此外，通过优化第六透镜L6的有效焦距，可以合理控制光学系统10的后焦长度，从而压缩光学系统10的光学总长。

P1/TL＝0.264；P1为第一透镜L1的物侧面S1到第三透镜L3的像侧面S6于光轴101上的距离，TL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S15于光轴101上的距离。使得物方透镜(即第一透镜L1至第三透镜L3)具有足够且紧凑的设计和排布空间，从而可优化物方透镜的屈折力、面型、曲率及厚度等，使透镜间可紧密配合，在保证较高成像分辨率的同时，有利于压缩光学系统10的光学总长。具体地，物方透镜足够且紧凑的空间排布，可使透镜间的屈折力合理调配、面型合理配合，优先地，设计为“正负正”的屈折力分配，正负屈折力的透镜可以相互抵消彼此产生的像差，因此，第二透镜L2的负屈折力可以抵消光线经过第一透镜L1时所产生的像差，第三透镜L3的正屈折力可以进一步抵消光线经过第二透镜L2时所产生的像差；进一步地，使第三透镜L3分担第一透镜L1的正屈折力，有利于使第一透镜L1物侧面S1的面型变得平缓，透镜厚薄比变小，注塑成型工艺性较佳，降低生产成本。

tan(FOV)/f＝0.189；FOV为光学系统10的最大视场角，f为光学系统10的有效焦距。能够对光学系统10的最大视场角及有效焦距的比值进行合理配置，在提升光学系统10的有效焦距的同时，也能够扩大光学系统10的最大视场角，从而在光学系统10具备长焦特性的同时增大光学系统10对远距离被摄物的成像范围。

TL/f＝0.984；TL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S15于光轴101上的距离，f为光学系统10的有效焦距。光学系统10具有长焦特性，可对远距离被摄物进行拍摄成像，且具有突出拍摄主体，虚化周边景象的优点，从而可实现摄远清晰成像，并适应人眼视物习惯；同时能够有效缩短光学系统10的光学总长，实现光学系统10的小型化、超薄化。

图2包括了第一实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。其中像散图和畸变图的参考波长为587.6nm。纵向球面像差图(Longitudinal Spherical Aberration)展现了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S15到光线与光轴交点的距离(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，各参考波长的最大焦点偏移均被控制在±0.02mm以内，对于大光圈系统而言，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10的场曲像散图(Astigmatic Field Curves)，其中S曲线代表587.6nm下的弧矢场曲，T曲线代表587.6nm下的子午场曲。由图中可知，光学系统10的场曲较小，最大场曲被控制在±0.05mm以内，对于大光圈系统而言，像面弯曲程度得到有效抑制，且各视场下的弧矢场曲及子午场曲趋于一致，各视场的像散得到较佳的控制，因此可知光学系统10的视场中心至边缘均拥有清晰的成像。另外根据畸变图可知，具有大光圈特性的光学系统10的畸变程度也得到了良好的控制。

第二实施例

参考图3，在第二实施例中，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑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、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6。光学系统10的各透镜面型如下：

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面，像侧面S8于近光轴101处为凹面；物侧面S1于近最大有效口径处为凸面，像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。

该实施例中光学系统10的各透镜参数由表3和表4给出，其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。

表3

表4

面序号

S1

S2

S3

S4

S5

S6

K

2.715E+00

8.492E+01

-9.052E+00

-5.397E+00

5.916E-01

1.016E+01

A4

2.244E-02

7.340E-02

-1.221E-01

-1.518E-01

-4.211E-02

5.996E-02

A6

-5.891E-02

-1.140E-01

4.905E-02

1.634E-01

2.162E-01

8.245E-02

A8

6.084E-02

1.657E-01

-1.782E-02

-1.622E-01

-2.358E-01

-1.643E-01

A10

-4.618E-02

-1.557E-01

4.165E-02

1.745E-01

1.761E-01

1.227E-01

A12

1.989E-02

9.081E-02

-3.450E-02

-1.194E-01

-8.939E-02

-4.199E-02

A14

-4.226E-03

-2.855E-02

1.177E-02

4.073E-02

2.626E-02

3.741E-03

A16

2.309E-04

3.522E-03

-1.607E-03

-5.396E-03

-3.344E-03

6.345E-04

A18

0.000E+00

A20

0.000E+00

面序号

S7

S8

S9

S10

S11

S12

K

5.115E+01

7.464E+01

1.725E+00

-1.102E+00

2.695E+00

-9.900E+01

A4

2.674E-02

-5.028E-04

7.609E-03

2.038E-02

-1.276E-01

-6.887E-02

A6

4.273E-02

4.044E-02

-4.807E-02

-2.817E-02

1.201E-01

2.240E-02

A8

-1.974E-01

-1.502E-01

1.139E-01

1.127E-01

-4.660E-02

8.740E-03

A10

2.358E-01

1.964E-01

-1.431E-01

-1.399E-01

-7.135E-04

-1.461E-02

A12

-1.505E-01

-1.387E-01

8.056E-02

8.232E-02

9.706E-03

7.865E-03

A14

5.435E-02

5.600E-02

-1.707E-02

-1.961E-02

-4.704E-03

-2.380E-03

A16

-8.624E-03

-9.647E-03

-3.255E-04

-2.284E-03

1.089E-03

4.279E-04

A18

0.000E+00

2.102E-03

-1.268E-04

-4.292E-05

A20

0.000E+00

-3.033E-04

5.912E-06

1.857E-06

由图4中的各像差图可知，拥有广角特性的光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。

第三实施例

参考图5，在第三施例中，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑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。光学系统10的各透镜面型如下：

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凹面，像侧面S8于近光轴101处为凸面；物侧面S1于近最大有效口径处为凹面，像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。

该实施例中光学系统10的各透镜参数由表5和表6给出，其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。

表5

表6

由图6中的各像差图可知，拥有广角特性的光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。

第四实施例

参考图7，在第四施例中，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑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、具有负屈折力的第六透镜L6。光学系统10的各透镜面型如下：

该实施例中光学系统10的各透镜参数由表7和表8给出，其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。

表7

表8

面序号

S1

S2

S3

S4

S5

S6

K

2.618E+00

9.648E+01

-8.987E+00

-4.699E+00

2.709E+00

1.281E+01

A4

1.293E-02

3.224E-02

-1.747E-01

-1.530E-01

7.591E-03

4.803E-02

A6

-3.954E-02

3.378E-02

1.973E-01

1.762E-01

8.652E-02

6.995E-03

A8

3.819E-02

-9.249E-02

-2.352E-01

-1.220E-01

-3.060E-02

4.268E-02

A10

-3.123E-02

1.159E-01

2.455E-01

9.292E-02

6.514E-03

-1.381E-01

A12

1.588E-02

-7.637E-02

-1.612E-01

-6.715E-02

-2.822E-02

1.649E-01

A14

-4.752E-03

2.490E-02

5.674E-02

2.686E-02

2.675E-02

-9.178E-02

A16

4.849E-04

-3.333E-03

-8.279E-03

-4.048E-03

-8.012E-03

1.854E-02

A18

0.000E+00

A20

0.000E+00

面序号

S7

S8

S9

S10

S11

S12

K

7.181E+01

6.528E+01

1.008E+00

-4.484E+00

-4.701E+01

-2.227E+01

A4

1.253E-02

-1.922E-02

6.515E-03

2.268E-02

-1.078E-01

-1.106E-01

A6

-1.386E-02

-1.065E-02

2.869E-02

7.694E-02

9.411E-02

6.929E-02

A8

1.369E-02

5.958E-02

8.629E-02

3.412E-03

-6.365E-02

-4.676E-02

A10

2.807E-03

-1.167E-01

-1.507E-01

-5.329E-02

3.325E-02

2.247E-02

A12

-6.002E-03

1.795E-01

7.820E-02

2.291E-02

-1.074E-02

-7.197E-03

A14

0.000E+00

-1.329E-01

1.867E-03

-1.090E-03

1.878E-03

1.333E-03

A16

0.000E+00

3.612E-02

-1.646E-02

-6.429E-04

-1.400E-04

-1.058E-04

A18

0.000E+00

A20

0.000E+00

由图8中的各像差图可知，拥有广角特性的光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。

第五实施例

参考图9，在第五施例中，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑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、具有正屈折力的第四透镜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。光学系统10的各透镜面型如下：

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面，像侧面S6于近光轴101处为凹面；物侧面S1于近最大有效口径处为凸面，像侧面S2于近最大有效口径处为凸面。

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凹面，像侧面S8于近光轴101处为凸面；物侧面S1于近最大有效口径处为凸面，像侧面S2于近最大有效口径处为凹面。

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凹面，像侧面S12于近光轴101处为凸面；物侧面S1于近最大有效口径处为凹面，像侧面S2于近最大有效口径处为凸面。

该实施例中光学系统10的各透镜参数由表9和表10给出，其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。

表9

表10

由图10中的各像差图可知，拥有广角特性的光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。

请参阅表11，表11为本申请第一实施例至第五实施例中各关系式的比值汇总。

表11

相较于一般的光学系统，上述各实施例中的光学系统10能够在压缩总长以实现小型化设计的同时保持良好的成像质量，且还能够拥有较大成像范围。

参考图11，本申请的实施例还提供了一种摄像模组20，摄像模组20包括光学系统10及图像传感器210，图像传感器210设置于光学系统10的像侧，两者可通过支架固定。图像传感器210可以为CCD传感器(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS传感器(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)。一般地，在装配时，光学系统10的成像面S15与图像传感器210的感光表面重叠。通过采用上述光学系统10，摄像模组20能够在保持轻薄小型化设计的同时拥有良好的成像质量。

参考图12，本申请的一些实施例还提供了一种电子设备30。电子设备30包括固定件310，摄像模组20安装于固定件310，固定件310可以为显示屏、电路板、中框、后盖等部件。电子设备30可以为但不限于智能手机、智能手表、智能眼镜、电子书阅读器、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)等。上述摄像模组20能够为电子设备30提供良好摄像品质的同时，保持较小的占据体积，从而可减少对设备的轻薄小型化设计造成阻碍。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，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，还可以是通信；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。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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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：

具有屈折力的第四透镜；

所述光学系统满足关系：

SAG1+SAG2≤0.65mm；

SAG1为所述第一透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高，SAG2为所述第一透镜的像侧面于最大有效口径处的矢高。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

CT1/ET1≤2.5；

CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，ET1为所述第一透镜的物侧面和像侧面之间于最大有效口径处于光轴方向上的厚度。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

0.05≤CT1/AL≤0.25；

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

0.7≤f1/f≤1；

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

0.7≤<f1/f3≤1.5；

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

-1≤R51/f≤0；

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

0.5≤R61/f6≤10；

8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

P1/TL≤0.3；

9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

0.15mm^-1≤tan(FOV)/f≤0.21mm^-1；

10.一种摄像模组，其特征在于，包括图像传感器及权利要求1至9任意一项所述的光学系统，所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。

11.一种电子设备，其特征在于，包括固定件及权利要求10所述的摄像模组，所述摄像模组设于所述固定件。