CN114488475B - 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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Abstract

一种光学系统、镜头模组和电子设备，光学系统包括八片具有曲折力的镜片，且满足关系式：光学系统满足关系式：0.75<DL/TTL<1；其中，DL为第一透镜物侧面与第八透镜像侧面于光轴上的距离，TTL为第一透镜物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离。本发明实施例提供的光学系统、镜头模组及电子设备，能够满足小型化和高成像质量的要求。

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
随着电子产品在生活中的广泛应用，各种科技改进推陈出新，人们对电子设备的小型化有了更高的要求。现在相关的技术中，手机和电脑等设备中光学系统的透镜数量越来越多，组装难度增加，在为了满足小型化的设计下，导致光学系统的成像画质较差、分辨率较低。
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，该光学系统能够满足小型化和高成像质量的特点。
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；光阑；具有正曲折力的第二透镜，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凸面；具有正曲折力的第三透镜，所述第三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；具有负曲折力的第四透镜，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凹面；具有正曲折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；具有负曲折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凹面；具有正曲折力的第七透镜，所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凸面；具有负曲折力的第八透镜，所述第八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；所述第一透镜至所述第八透镜中至少包含一个非球面；所述光学系统满足关系式：0.75<DL/TTL<1；其中，DL为所述第一透镜物侧面与所述第八透镜像侧面于光轴上的距离，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统成像面于光轴上的距离。
通过设置具有正曲折力的第一透镜，且其物侧面于光轴处为凸面，像侧面为凹面，有利于大视场范围光线的入射汇集，同时保证小的镜片口径；第二透镜和第三透镜具有正曲折力，有助于补偿配置于系统前端的曲折力较弱的第一透镜，以避免第一透镜为了实现大屈析力形状过度扭曲而导致加工困难；第四透镜具有负曲折力，有利于从前端镜头汇聚入射进入系统的光线，扩散进入后端系统，实现大靶面光线成像；第五透镜正曲折力，可适当配置光学系统的光焦度分配，有利于校正像差；第六透镜具有负曲折力，可适当配置光学系统的光焦度分配，有利于校正像差并扩大视场角；第七透镜具有正曲折力，有利于校正像散及色差；第八透镜具有负曲折力，其像侧面于光轴处为凹面，其物侧面及像侧面至少有一个反曲点，可缩短总长及校正像差，同是可压制光线出射角度，增加影像感光元件的接收效率，进一步修正像差。满足上述关系式，通过合理的结构布局，在实现小型化的基础上，增大系统第八透镜像侧面与感光元件的空间，有利于模组结构端的布局。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：TTL/(ImgH*2)/f<0.2；其中，ImgH为所述光学系统最大视场角对应像高的一半，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系式，镜头高度与成像面比值在一个较小范围，通过合理的结构布局，实现小型化。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：4<|f8|/SAG81<8；其中，f8为所述第八透镜的有效焦距，SAG81为所述第八透镜物侧面在光轴上的交点至所述第八透镜物侧面的最大有效半径位置的水平位移量。满足上述公式时，第八透镜屈光率与镜片形状的合理设置，可最大限度减小色差与球差，提高像质，通过合理的光焦度分配，强化系统收光能力，同时，有利于压缩尺寸。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：3<|f8|/|SAG82|<8；其中，f8为所述第八透镜的有效焦距，SAG82为所述第八透镜像侧面在光轴上的交点至所述第八透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量。满足上述公式时，第八透镜屈光率与镜片形状的合理设置，可最大限度减小色差与球差，提高像质，通过合理的光焦度分配，强化系统收光能力，同时，有利于压缩尺寸。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：|SAG11/SAG82|<1；其中，SAG11为所述第一透镜物侧面在光轴上的交点至所述第一透镜物侧面的最大有效半径位置的水平位移量，SAG82为所述第八透镜像侧面在光轴上的交点至所述第八透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量。满足上述关系式，第一透镜与第八透镜存在反曲，且第八透镜反曲位置较第一透镜反曲位置更加突出，有利于校正修正前透镜组产生的球差、场曲，同时使镜片曲折力配置较为均匀；同时，可合理控制镜片在垂直方向的曲折力与厚度，避免镜片过薄与过厚，减小光线在像面上的入射角，降低光学系统的敏感性。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：6<|f7/SAG72|<9；其中，f7为所述第八透镜的有效焦距，SAG72为所述第七透镜像侧面在光轴上的交点至所述第七透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量。满足上述关系式，第七透镜屈光率与镜片形状的合理设置，可最大限度减小色差与球差，提高像质，通过合理的光焦度分配，强化系统收光能力，同时，有利于压缩尺寸。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1<(|SAG81|+SAG82)/CT8<2；其中，SAG81为所述第八透镜物侧面在光轴上的交点至所述第八透镜物侧面的最大有效半径位置的水平位移量，SAG82为所述第八透镜像侧面在光轴上的交点至所述第八透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量，CT8为所述第八透镜于光轴上的厚度。第八透镜设置有多个反曲点，有利于修正前透镜组产生的畸变、场曲，使靠近成像面的曲折力配置较为均匀；满足上述关系式，可合理控制镜片在垂直方向的曲折力与厚度，避免镜片过薄与过厚，减小光线在像面上的入射角，降低光学系统的敏感性。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0<Yc82/SD82<1；其中，Yc82为所述第八透镜像侧面最凸出位置于光轴上的垂轴高度，SD82为所述第八透镜像侧面的最大有效半口径。第八透镜设置有多个反曲点，有利于修正前透镜组产生的畸变、场曲，使靠近成像面的曲折力配置较为均匀；满足上述关系式，可合理控制镜片在垂直方向的曲折力与厚度，避免镜片过薄与过厚，减小光线在像面上的入射角，降低光学系统的敏感性。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：f1/f<5；其中，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。本发明光阑位于第一透镜与第二透镜之间，且提供较宽的视角，不同于光阑前置的方案，本方案第一透镜避免了宽视角和前置光阑带来的第一透镜面型不佳的现象，同时兼顾宽视角光线的在入瞳位置的角度收缩，避免引入较大的畸变、球差。满足上述关系式，第一透镜在镜组中曲折力分配得当，面型变化灵活，可支持较大视场角，像差引入量少，易于整体镜组的像差校正和像质平衡。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：40<FOV/Fno<50；其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，Fno为所述光学系统的光圈数。满足上述关系式，光学系统提供一个合理的视场角与光圈数的比值，兼顾设计难度与视场角的需求，提供一种宽视角和大光圈的组合效果。当低于上述关系式的下限时，宽视角与大光圈关系存在矛盾，小视角配大光圈，会增大设计难度，镜片口径进一步扩大，不利于公差敏感性的降低与良率的提升；大视角配小光圈，会使得周边视场相对照度不足，解像力不足；当高于上述关系式的上限时，宽视角和超大光圈的同时组合，对设计要求非常高，镜片的公差敏感性难以确保，在8片式系统中不利于良率的控制。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：(ET1+ET2)/(CT1+CT2)<1；其中，ET1为所述第一透镜有效径处的边厚，ET2为所述第二透镜有效径处的边厚，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式，第一透镜和第二透镜的边厚之和小于中厚之和，说明第一透镜和第二透镜的组合可类似于中厚大于边厚的正透镜，起着一定的正曲折力作用，将大角度入射光线平顺下来，再由第四透镜向外延伸；前透镜组面型简单，变化量小，像差引入量可控，不会给第七透镜和第八透镜带来像差校正的压力；面型简单在工艺性和公差敏感性方面也有较好的帮助。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.1<|R61/R62|<0.2；其中，R61为所述第六透镜物侧面于光轴附近的曲率半径，R62为所述第六透镜像侧面于光轴附近的曲率半径。满足上述关系式，曲率半径的大小即呈现了透镜中心附近的面型变化趋势；第六透镜满足上式，提供了较合理的物侧面与像侧面的曲率半径差异，即物侧面曲率半径小于像侧面曲率半径，使得第六透镜呈类“D”的形状，此形状具有较小的像差引入，对于全视场光线均能以较小的角度偏折，公差敏感好的特点。
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所述光学系统的像侧。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曲折力进行合理的设计，还能够使镜头模组具有小型化和高成像质量的特点。
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，使得电子设备在拥有高成像质量的同时，能具备小型化的镜头模组，可以节约更多的空间用于安装其他器件。
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6为本发明一实施例提供的镜头模组的示意图；
图7为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
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；光阑；具有正曲折力的第二透镜，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凸面；具有正曲折力的第三透镜，第三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；具有负曲折力的第四透镜，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凹面；具有正曲折力的第五透镜，第五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；具有负曲折力的第六透镜，第六透镜的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凹面；具有正曲折力的第七透镜，第七透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凸面；具有负曲折力的第八透镜，第八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；第一透镜至第八透镜中至少包含一个非球面；光学系统满足关系式：0.75<DL/TTL<1；其中，DL为第一透镜物侧面与第八透镜像侧面于光轴上的距离，TTL为第一透镜物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离。
通过设置具有正曲折力的第一透镜，且其物侧面于光轴处为凸面，像侧面为凹面，有利于大视场范围光线的入射汇集，同时保证小的镜片口径；第二透镜和第三透镜具有正曲折力，有助于补偿配置于系统前端的曲折力较弱的第一透镜，以避免第一透镜为了实现大屈析力形状过度扭曲而导致加工困难；第四透镜具有负曲折力，有利于从前端镜头汇聚入射进入系统的光线，扩散进入后端系统，实现大靶面光线成像；第五透镜正曲折力，可适当配置光学系统的光焦度分配，有利于校正像差；第六透镜具有负曲折力，可适当配置光学系统的光焦度分配，有利于校正像差并扩大视场角；第七透镜具有正曲折力，有利于校正像散及色差；第八透镜具有负曲折力，其像侧面于光轴处为凹面，其物侧面及像侧面至少有一个反曲点，可缩短总长及校正像差，同是可压制光线出射角度，增加影像感光元件的接收效率，进一步修正像差。满足上述关系式，通过合理的结构布局，在实现小型化的基础上，增大系统第八透镜像侧面与感光元件的空间，有利于模组结构端的布局。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：TTL/(ImgH*2)/f<0.2；其中，ImgH为光学系统最大视场角对应像高的一半，f为光学系统的有效焦距。满足上述关系式，镜头高度与成像面比值在一个较小范围，通过合理的结构布局，实现小型化。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：4<|f8|/SAG81<8；其中，f8为第八透镜的有效焦距，SAG81为第八透镜物侧面在光轴上的交点至第八透镜物侧面的最大有效半径位置的水平位移量。满足上述公式时，第八透镜屈光率与镜片形状的合理设置，可最大限度减小色差与球差，提高像质，通过合理的光焦度分配，强化系统收光能力，同时，有利于压缩尺寸。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：3<|f8|/|SAG82|<8；其中，f8为第八透镜的有效焦距，SAG82为第八透镜像侧面在光轴上的交点至第八透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量。满足上述公式时，第八透镜屈光率与镜片形状的合理设置，可最大限度减小色差与球差，提高像质，通过合理的光焦度分配，强化系统收光能力，同时，有利于压缩尺寸。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：|SAG11/SAG82|<1；其中，SAG11为第一透镜物侧面在光轴上的交点至第一透镜物侧面的最大有效半径位置的水平位移量，SAG82为第八透镜像侧面在光轴上的交点至第八透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量。满足上述关系式，第一透镜与第八透镜存在反曲，且第八透镜反曲位置较第一透镜反曲位置更加突出，有利于校正修正前透镜组产生的球差、场曲，同时使镜片曲折力配置较为均匀；同时，可合理控制镜片在垂直方向的曲折力与厚度，避免镜片过薄与过厚，减小光线在像面上的入射角，降低光学系统的敏感性。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：6<|f7/SAG72|<9；其中，f7为第八透镜的有效焦距，SAG72为第七透镜像侧面在光轴上的交点至第七透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量。满足上述关系式，第七透镜屈光率与镜片形状的合理设置，可最大限度减小色差与球差，提高像质，通过合理的光焦度分配，强化系统收光能力，同时，有利于压缩尺寸。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：1<(|SAG81|+SAG82)/CT8<2；其中，SAG81为第八透镜物侧面在光轴上的交点至第八透镜物侧面的最大有效半径位置的水平位移量，SAG82为第八透镜像侧面在光轴上的交点至第八透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量，CT8为第八透镜于光轴上的厚度。第八透镜设置有多个反曲点，有利于修正前透镜组产生的畸变、场曲，使靠近成像面的曲折力配置较为均匀；满足上述关系式，可合理控制镜片在垂直方向的曲折力与厚度，避免镜片过薄与过厚，减小光线在像面上的入射角，降低光学系统的敏感性。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：0<Yc82/SD82<1；其中，Yc82为第八透镜像侧面最凸出位置于光轴上的垂轴高度，SD82为第八透镜像侧面的最大有效半口径。第八透镜设置有多个反曲点，有利于修正前透镜组产生的畸变、场曲，使靠近成像面的曲折力配置较为均匀；满足上述关系式，可合理控制镜片在垂直方向的曲折力与厚度，避免镜片过薄与过厚，减小光线在像面上的入射角，降低光学系统的敏感性。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：f1/f<5；其中，f1为第一透镜的有效焦距，f为光学系统的有效焦距。本发明光阑位于第一透镜与第二透镜之间，且提供较宽的视角，不同于光阑前置的方案，本方案第一透镜避免了宽视角和前置光阑带来的第一透镜面型不佳的现象，同时兼顾宽视角光线的在入瞳位置的角度收缩，避免引入较大的畸变、球差。满足上述关系式，第一透镜在镜组中曲折力分配得当，面型变化灵活，可支持较大视场角，像差引入量少，易于整体镜组的像差校正和像质平衡。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：40<FOV/Fno<50；其中，FOV为光学系统的最大视场角，Fno为光学系统的光圈数。满足上述关系式，光学系统提供一个合理的视场角与光圈数的比值，兼顾设计难度与视场角的需求，提供一种宽视角和大光圈的组合效果。当低于上述关系式的下限时，宽视角与大光圈关系存在矛盾，小视角配大光圈，会增大设计难度，镜片口径进一步扩大，不利于公差敏感性的降低与良率的提升；大视角配小光圈，会使得周边视场相对照度不足，解像力不足；当高于上述关系式的上限时，宽视角和超大光圈的同时组合，对设计要求非常高，镜片的公差敏感性难以确保，在8片式系统中不利于良率的控制。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：(ET1+ET2)/(CT1+CT2)<1；其中，ET1为第一透镜有效径处的边厚，ET2为第二透镜有效径处的边厚，CT1为第一透镜于光轴上的厚度，CT2为第二透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式，第一透镜和第二透镜的边厚之和小于中厚之和，说明第一透镜和第二透镜的组合可类似于中厚大于边厚的正透镜，起着一定的正曲折力作用，将大角度入射光线平顺下来，再由第四透镜向外延伸；前透镜组面型简单，变化量小，像差引入量可控，不会给第七透镜和第八透镜带来像差校正的压力；面型简单在工艺性和公差敏感性方面也有较好的帮助。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.1<|R61/R62|<0.2；其中，R61为第六透镜物侧面于光轴附近的曲率半径，R62为第六透镜像侧面于光轴附近的曲率半径。满足上述关系式，曲率半径的大小即呈现了透镜中心附近的面型变化趋势；第六透镜满足上式，提供了较合理的物侧面与像侧面的曲率半径差异，即物侧面曲率半径小于像侧面曲率半径，使得第六透镜呈类“D”的形状，此形状具有较小的像差引入，对于全视场光线均能以较小的角度偏折，公差敏感好的特点。
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曲折力进行合理的设计，还能够使镜头模组具有小型化和高成像质量的特点。
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，使得电子设备在拥有高成像质量的同时，能具备小型化的镜头模组，可以节约更多的空间用于安装其他器件。
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101处为凸面，像侧面S2于近光轴101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于近圆周处为凹面。
第二透镜L2，具有正曲折力，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处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凸面。
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101处为凹面，像侧面S6于近光轴101处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凹面，像侧面S6于近圆周处为凸面。
第四透镜L4，具有负曲折力，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；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凸面，像侧面S8于近圆周处为凹面。
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101处为凸面，像侧面S10于近光轴101处为凹面；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101处为凹面，像侧面S12于近光轴101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于近圆周处为凸面。
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101处为凸面，像侧面S14于近光轴101处为凸面；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，具有负曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴101处为凸面，像侧面S16于近光轴101处为凹面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凸面，像侧面S16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设置在第一透镜L1和第二透镜L2之间，用于控制进光量。红外截止滤光片IR设置在第八透镜L8和成像面IMG之间，其包括物侧面S17和像侧面S18，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至第四透镜L4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101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101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101上的距离。Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。
表1a
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光学系统成像面于近光轴101上的距离，ImgH为光学系统最大视场角对应像高的一半，DL为第一透镜物侧面与第八透镜像侧面于光轴101上的距离。
在本实施例中，第一透镜L1至第八透镜L8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：
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101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
图1b中(a)示出了第一实施例的光学系统在波长为650.0000nm、610.0000nm、555.0000nm、510.0000nm和470.0000nm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555.0000nm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555.0000nm时的畸变曲线图。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，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555.0000nm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101处为凸面，像侧面S2于近光轴101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于近圆周处为凹面。
第二透镜L2，具有正曲折力，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处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凸面。
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101处为凹面，像侧面S6于近光轴101处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凹面，像侧面S6于近圆周处为凸面。
第四透镜L4，具有负曲折力，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；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凸面，像侧面S8于近圆周处为凹面。
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101处为凸面，像侧面S10于近光轴101处为凹面；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101处为凹面，像侧面S12于近光轴101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于近圆周处为凸面。
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101处为凸面，像侧面S14于近光轴101处为凸面；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，具有负曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴101处为凸面，像侧面S16于近光轴101处为凹面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凸面，像侧面S16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101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101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101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
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
/>
图2b示出了第二实施例的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图，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101处为凸面，像侧面S2于近光轴101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于近圆周处为凹面。
第二透镜L2，具有正曲折力，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处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凸面。
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101处为凹面，像侧面S6于近光轴101处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凹面，像侧面S6于近圆周处为凸面。
第四透镜L4，具有负曲折力，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；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凸面，像侧面S8于近圆周处为凹面。
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101处为凸面，像侧面S10于近光轴101处为凹面；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101处为凹面，像侧面S12于近光轴101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于近圆周处为凸面。
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101处为凸面，像侧面S14于近光轴101处为凸面；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，具有负曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴101处为凸面，像侧面S16于近光轴101处为凹面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凸面，像侧面S16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101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101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101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
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
图3b示出了第三实施例的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图，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101处为凸面，像侧面S2于近光轴101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于近圆周处为凹面。
第二透镜L2，具有正曲折力，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处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凸面。
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101处为凹面，像侧面S6于近光轴101处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凹面，像侧面S6于近圆周处为凸面。
第四透镜L4，具有负曲折力，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；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凸面，像侧面S8于近圆周处为凹面。
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101处为凸面，像侧面S10于近光轴101处为凹面；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101处为凹面，像侧面S12于近光轴101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于近圆周处为凸面。
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101处为凸面，像侧面S14于近光轴101处为凸面；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，具有负曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴101处为凸面，像侧面S16于近光轴101处为凹面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凸面，像侧面S16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101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101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101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
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
图4b示出了第四实施例的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图，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101处为凸面，像侧面S2于近光轴101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于近圆周处为凹面。
第二透镜L2，具有正曲折力，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处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凸面。
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101处为凹面，像侧面S6于近光轴101处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凹面，像侧面S6于近圆周处为凸面。
第四透镜L4，具有负曲折力，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；第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凸面，像侧面S8于近圆周处为凹面。
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101处为凸面，像侧面S10于近光轴101处为凹面；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101处为凹面，像侧面S12于近光轴101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于近圆周处为凸面。
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101处为凸面，像侧面S14于近光轴101处为凸面；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，具有负曲折力，第八透镜L8的物侧面S15于近光轴101处为凸面，像侧面S16于近光轴101处为凹面；第八透镜L8的物侧面S15于近圆周处为凸面，像侧面S16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101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101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101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
/>
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
图5b示出了第五实施例的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图，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。
表6示出了第一实施例至第五实施例的光学镜头中TTL/(ImgH*2)/f、DL/TTL、|f8|/|SAG81|、|f8/SAG82|、|SAG11/SAG82|、|f7/SAG71|、(|SAG81|+|SAG82|)/CT8、Yc82/SD82、f1/f、FOV/Fno、(ET1+ET2)/(CT1+CT2)、|R61/R62|的值。
表6
关系式 第一实施例 第二实施例 第三实施例 第四实施例 第五实施例
TTL/(ImgH*2)/f 0.145 0.150 0.148 0.147 0.151
DL/TTL 0.774 0.773 0.781 0.785 0.796
|f8|/|SAG81| 4.154 4.931 4.543 4.533 5.677
|f8/SAG82| 4.565 5.282 4.331 4.158 3.686
|SAG11/SAG82| 0.601 0.595 0.595 0.541 0.458
|f7/SAG71| 7.671 7.228 7.673 7.811 7.805
(|SAG81|+|SAG82|)/CT8 1.712 1.595 1.640 1.627 1.562
Yc82/SD82 0.622 0.587 0.593 0.678 0.818
f1/f 3.319 3.535 3.403 3.385 3.529
FOV/Fno 45.421 47.368 48.722 47.500 49.118
(ET1+ET2)/(CT1+CT2) 0.602 0.646 0.598 0.620 0.604
|R61/R62| 0.137 0.140 0.130 0.131 0.142
上述各实施例所提供的光学系统能够在实现结构小型化设计的同时保持良好的成像质量。
参考图6，本发明实施例还提供了一种摄像模组20，摄像模组20包括前述任一实施例中光学系统及图像传感器210，图像传感器210设置于光学系统的像侧，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，光学系统的成像面IMG与图像传感器210的感光表面重叠。通过采用上述光学系统，摄像模组20能够实现结构小型化设计的同时保持良好的成像质量。
参考图7，本发明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和前述实施例重点摄像模组20，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、生物识别设备(如指纹识别设备或瞳孔识别设备等)、PDA(PersonalDigital Assistant，个人数字助理)等。由于上述摄像模组20能够在总长得到压缩的同时维持良好的成像质量，从而当采用上述摄像模组20时，电子设备30可用更小的空间装配上述摄像模组20，从而使得设备的厚度能够得到压缩，同时也能保持良好的摄像性能。
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 (13)

1.一种光学系统，其特征在于，共有八片具有曲折力的透镜，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；
光阑；
具有正曲折力的第二透镜，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凸面；
具有正曲折力的第三透镜，所述第三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；
具有负曲折力的第四透镜，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凹面；
具有正曲折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；
具有负曲折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凹面；
具有正曲折力的第七透镜，所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凸面；
具有负曲折力的第八透镜，所述第八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；
所述第一透镜至所述第八透镜中至少包含一个非球面；
所述光学系统满足关系式：0.75<DL/TTL<1；1<(|SAG81|+SAG82)/CT8<2；
其中，DL为所述第一透镜物侧面与所述第八透镜像侧面于光轴上的距离，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统成像面于光轴上的距离；SAG81为所述第八透镜物侧面在光轴上的交点至所述第八透镜物侧面的最大有效半径位置的水平位移量，SAG82为所述第八透镜像侧面在光轴上的交点至所述第八透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量，CT8为所述第八透镜于光轴上的厚度。
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：
TTL/(ImgH*2)/f<0.2；
其中，ImgH为所述光学系统最大视场角对应像高的一半，f为所述光学系统的有效焦距。
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：
4<|f8|/SAG81<8；
其中，f8为所述第八透镜的有效焦距，SAG81为所述第八透镜物侧面在光轴上的交点至所述第八透镜物侧面的最大有效半径位置的水平位移量。
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：
3<|f8|/|SAG82|<8；
其中，f8为所述第八透镜的有效焦距，SAG82为所述第八透镜像侧面在光轴上的交点至所述第八透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量。
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：
|SAG11/SAG82|<1；
其中，SAG11为所述第一透镜物侧面在光轴上的交点至所述第一透镜物侧面的最大有效半径位置的水平位移量；SAG82为所述第八透镜像侧面在光轴上的交点至所述第八透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量。
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：
6<|f7/SAG72|<9；
其中，f7为所述第八透镜的有效焦距，SAG72为所述第七透镜像侧面在光轴上的交点至所述第七透镜像侧面的最大有效半径位置的水平位移量。
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<Yc82/SD82<1；
其中，Yc82为所述第八透镜像侧面最凸出位置于光轴上的垂轴高度，SD82为所述第八透镜像侧面的最大有效半口径。
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：
f1/f<5；
其中，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。
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：
40<FOV/Fno<50；
其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，Fno为所述光学系统的光圈数。
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：
(ET1+ET2)/(CT1+CT2)<1；
其中，ET1为所述第一透镜有效径处的边厚，ET2为所述第二透镜有效径处的边厚，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。
11.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：
0.1<|R61/R62|<0.2；
其中，R61为所述第六透镜物侧面于光轴附近的曲率半径，R62为所述第六透镜像侧面于光轴附近的曲率半径。
12.一种镜头模组，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的光学系统和感光芯片，所述感光芯片设置在所述光学系统的像侧。
13.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体和如权利要求12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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