CN115113366B - 光学系统、镜头模组和电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种光学系统、镜头模组和电子设备，光学系统具有屈折力的透镜数量为六片，其中，第一透镜具有正屈折力，第二透镜和第五透镜具有负屈折力，第三透镜、第四透镜和第六透镜具有屈折力；光学系统满足关系式：0.8<|R12/(f*Fno)|<1.8；其中，R12为第一透镜像侧面于光轴处的曲率半径，f为光学系统的有效焦距，Fno为光学系统的光圈数。本发明实施例提供的光学系统、镜头模组及电子设备，能够满足小型化和大光圈的要求。
Description
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
随着科技的发展，各种拍照设备正在迅速发展普及，各种具备拍照功能的便携设备层出不穷，用户对这类设备的拍照性能的要求也越来越高，长焦距、大光圈和多镜片等特点可以实现对远处物体的清晰成像，但是多镜片的设计方式容易造成镜头模组过大过厚，不易得到小型化的镜头模组，所以如何在减少透镜数量的同时还能保持长焦距和大光圈成为了关键问题。
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，该光学系统能够满足长焦距和大光圈的特点。
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，具有屈折力的透镜数量为六片，从物侧到像侧沿光轴依次包括：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；所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；具有屈折力的第三透镜；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凹面；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凸面；具有负屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；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凸面，像侧面于近光轴处为凹面；所述光学系统满足关系式：0.8<|R12/(f*Fno)|<1.8；其中，R12为所述第一透镜像侧面于光轴处的曲率半径，f为所述光学系统的有效焦距，Fno为所述光学系统的光圈数。
通过设置具有正屈折力的第一透镜，有利于缩短光学系统的系统总长从而实现光学系统的小型化设计，进一步地，其物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，有利于增强第一透镜的正屈折力，从而有利于进一步缩短光学系统的系统总长；设置具有负屈折力的第二透镜，并且其像侧面为凹面，可以有效矫正光学系统引入的球差，增大光学系统的光圈；设置具有屈折力的第三透镜和第四透镜，并且第三透镜的物侧面为凸面，第四透镜的像侧面为凹面，可以强化光学系统的控光能力，有利于控制彗差、色差、像散等像差的引入量；设置具有负屈折力的第五透镜和具有屈折力的第六透镜，并且第五透镜和第六透镜的物侧面均为凸面，像侧面均为凹面，有利于避免成像时的光线偏折过大，进一步优化像散、场曲等像差，同时通过合理的分配屈折力和面型，还能够使光学系统的公差敏感性降低。
满足上述关系式时，通过将|R12/(f*Fno)|控制在合理的范围内，可以避免透镜过于弯曲，减少加工难度，既有利于控制光学系统的场曲，还有利于光学系统得到一个合理的大光圈、长焦距的组合效果。当低于关系式下限时，第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径过小，而光学系统的有效焦距或光圈数过大，光圈过小，光学系统的解析力降低，影响成像清晰度；当超过关系式上限时，第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径过大，而光学系统的有效焦距或光圈数过小，光圈过大，会导致光学系统靠近物侧面的口径过大，不利于光学系统的组装制造
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：2.8<TTL/(CT1+CT2+CT3)<3；其中，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，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，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式时，光学系统中第一透镜至第三透镜的厚度和光学系统的总长得到良好的控制，有利于控制镜片厚度与光学系统总长的比值在一个较好的范围，同时，还有利于保持较大的后焦距离，以此减小光学系统在装配感光芯片时的制作难度，使得光学系统结构紧凑以达到小型化的设计需求。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：100mm2<f2*R51/R61<310mm2；其中，R51 为所述第五透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R61为所述第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系式时，不仅可以提升光学系统对信息的传递能力，还可以通过合理的对光线进行调节、汇聚，有效控制光学系统中的像差，提升系统对图像的解析力。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：-5<f22/f5<-0.5和/或0.1<f/f5-f/f2<1.2；其中， f2为所述第二透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距。满足上述关系式时，第二透镜和第五透镜的屈折力得到合理配置，能够避免光线通过光学系统时的偏折过大，同时，还可以平衡第一透镜至第四透镜产生的纵向球差，从而提升光学系统整体的解像力，对光学系统周边的像差进行校正；同时还有助于增大光学系统的光圈，从而增大成像面边缘的相对照度。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：70mm2<EPD*TTL/tan(HFOV)<73.5mm2；其中，EPD为所述光学系统的入瞳直径，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，HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半。满足上述关系式时，光学系统的入瞳直径和光学系统的总长与光学系统的最大视场角的一半的正切值的比例关系处在一个合理的区间，有利于保证光学系统具有较大光圈的同时，还具有较大的拍摄范围。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：7<f5/SAG52<35；其中，SAG52所述第五透镜的像侧面的最大有效口径处至所述第五透镜的像侧面与所述光轴的交点于所述光轴上的距离。满足上述关系式时，第五透镜的屈折力和镜片形状可以得到合理的配置，在一定程度上减小了光学系统不可避免的球差、色差等像差，提高了光学系统的成像质量，同时对第五透镜的屈折力进行合理的配置，还可以控制光线在光学系统中的行进方向，强化光学系统对光线的掌控。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.3<ET6/CT6<1.5；其中，ET6为所述第六透镜的边缘厚度，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式时，第六透镜满足边缘厚度与中心厚度在一个合理的范围之内，第六透镜的面型变化量较小，能够有效控制光学系统中存在的像差，同时还有利于工艺上的加工，提升生产良率。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.9<SAG22/CT2<2，其中，SAG22为所述第二透镜的像侧面的最大有效口径处至所述第二透镜的像侧面与所述光轴的交点于所述光轴上的距离，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式时，有利于将第二透镜的像侧面的矢高与透镜厚度的比值控制在合理的范围内，不会导致第二透镜过于弯曲或者平缓，既强化了光学系统的收光能力，还能够通过合理的面型设置大幅度限制像差的引入量，为后续透镜组的优化方式提供了更多的选择。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.5<SD62/R61<0.8；其中，SD62为所述第六透镜像侧面的最大有效口径的一半，R61为所述第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径。满足以上条件式时，第六透镜像侧面的最大口径值小于其物侧面于光轴处的曲率半径，并且曲率半径的值较大，说明透镜整体的厚薄比变化比较小，呈现平坦且均匀的趋势，工艺性好。当低于关系式下限时，第六透镜像侧面的最大口径值过小，使得光学系统难以匹配大尺寸的感光芯片，光学系统的成像效果下降；当超过关系式上限时，第六透镜像侧面曲率半径过小，会导致第六透镜像侧面过于弯曲，不利于第六透镜像侧面的加工，增加了光学系统的加工工艺难度，并且面型过于弯曲会引入过多的像差，不利于光学系统的像差平衡，进而导致光学系统的成像质量降低。
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，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，能够使镜头模组具有长焦距和大光圈的特点。
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更大光圈以达到更清楚的拍摄效果的同时，长焦距的特点还能够使得用户通过该设备拍摄到更远的景物。
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1是第一实施例的光学系统结构示意图；
图2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3是第二实施例的光学系统结构示意图；
图4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5是第三实施例的光学系统结构示意图；
图6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7是第四实施例的光学系统结构示意图；
图8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9是第五实施例的光学系统结构示意图；
图10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11为本发明一实施例提供的镜头模组的示意图；
图12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，具有屈折力的透镜数量为六片，从物侧到像侧沿光轴依次包括：具有正屈折力的第一透镜；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凸面；具有负屈折力的第二透镜；第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；具有屈折力的第三透镜；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凹面；具有屈折力的第四透镜；第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面；具有负屈折力的第五透镜，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；具有屈折力的第六透镜；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；光学系统满足关系式：0.8<|R12/(f*Fno)|<1.8；其中，R12为第一透镜像侧面于光轴处的曲率半径，f为光学系统的有效焦距，Fno为光学系统的光圈数；具体地，|R12/(f*Fno)|的值可以为：0.734、0.820、0.956、 1.074、1.167、1.322、1.438、1.749、1.754、1.798。
通过设置具有正屈折力的第一透镜，有利于缩短光学系统的系统总长，从而实现光学系统的小型化设计，进一步地，其物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，有利于增强第一透镜的正屈折力，从而有利于进一步缩短光学系统的系统总长；设置具有负屈折力的第二透镜，并且其像侧面为凹面，可以有效矫正光学系统引入的球差，增大光学系统的光圈；设置具有屈折力的第三透镜和第四透镜，并且第三透镜的物侧面为凸面，第四透镜的像侧面为凹面，可以强化光学系统的控光能力，有利于控制彗差、色差、像散等像差的引入量；设置具有负屈折力的第五透镜和具有屈折力的第六透镜，并且第五透镜和第六透镜的物侧面均为凸面，像侧面均为凹面，有利于避免成像时的光线偏折过大，进一步优化像散、场曲等像差，同时通过合理的分配屈折力和面型，还能够使光学系统的公差敏感性降低。
满足上述关系式时，通过将|R12/(f*Fno)|控制在合理的范围内，可以避免透镜过于弯曲，减少加工难度，既有利于控制光学系统的场曲，还有利于光学系统得到一个合理的大光圈、长焦距的组合效果。当低于关系式下限时，第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径过小，而光学系统的有效焦距或光圈数过大，光圈过小，光学系统的解析力降低，影响成像清晰度；当超过关系式上限时，第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径过大，而光学系统的有效焦距或光圈数过小，光圈过大，会导致光学系统靠近物侧面的口径过大，不利于光学系统的组装制造
一种实施方式中，光学系统满足关系式：2.8<TTL/(CT1+CT2+CT3)<3；其中，TTL为第一透镜物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离，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，CT3为第三透镜于光轴上的厚度；具体地，TTL/(CT1+CT2+CT3)的值可以为：2.832、2.841、2.869、2.898、2.915、2.949、2.963、2.987、2.989、2.991。满足上述关系式时，光学系统中第一透镜至第三透镜的厚度和光学系统的总长得到良好的控制，有利于控制镜片厚度与光学系统总长的比值在一个较好的范围，同时，还有利于保持较大的后焦距离，以此减小光学系统在装配感光芯片时的制作难度，使得光学系统结构紧凑以达到小型化的设计需求。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：100mm2<f2*R51/R61<310mm2；其中，R51为第五透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R61为第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径；具体地，f2*R51/R61的值可以为：105.206、119.756、146.353、162.112、190.428、222.955、241.027、 263.913、284.543、303.621。满足上述关系式时，不仅可以提升光学系统对信息的传递能力，还可以通过合理的对光线进行调节、汇聚，有效控制光学系统中的像差，提升系统对图像的解析力。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：-5<f22/f5<-0.5和/或0.1<f/f5-f/f2<1.2；其中，f2 为第二透镜的有效焦距，f5为第五透镜的有效焦距；具体地，f22/f5的值可以为：-4.879、-4.331、 -3.923、-3.563、-3.015、-2.676、-2.622、-2.117、-1.363、-0.866；f/f5-f/f2的值可以为：0.277、 0.315、0.415、0.593、0.667、0.671、0.733、0.842、1.039、1.191。满足上述关系式时，第二透镜和第五透镜的屈折力得到合理配置，能够避免光线通过光学系统时的偏折过大，同时，还可以平衡第一透镜至第四透镜产生的纵向球差，从而提升光学系统整体的解像力，对光学系统周边的像差进行校正；同时还有助于增大光学系统的光圈，从而增大成像面边缘的相对照度。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：70mm2<EPD*TTL/tan(HFOV)<73.5mm2；其中， EPD为光学系统的入瞳直径，TTL为第一透镜物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离， HFOV为光学系统的最大视场角的一半；具体地，EPD*TTL/tan(HFOV)的值可以为：70.031、 70.092、71.111、71.396、71.674、72.039、72.204、72.735、73.114、73.307。满足上述关系式时，光学系统的入瞳直径和光学系统的总长与光学系统的最大视场角的一半的正切值的比例关系处在一个合理的区间，有利于保证光学系统具有较大光圈的同时，还具有较大的拍摄范围。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：7<f5/SAG52<35；其中，SAG52为第五透镜的像侧面的最大有效口径处至第五透镜的像侧面与光轴的交点于光轴上的距离；具体地，f5/SAG52的值可以为：9.175、11.014、13.906、16.547、20.601、23.433、26.175、28.433、32.678、33.439。满足上述关系式时，第五透镜的屈折力和镜片形状可以得到合理的配置，在一定程度上减小了光学系统不可避免的球差、色差等像差，提高了光学系统的成像质量，同时对第五透镜的屈折力进行合理的配置，还可以控制光线在光学系统中的行进方向，强化光学系统对光线的掌控。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.3<ET6/CT6<1.5；其中，ET6为第六透镜的边缘厚度，CT6为第六透镜于光轴上的厚度；具体地，ET6/CT6的值可以为：0.385、0.467、0.548、 0.632、0.772、0.841、0.983、1.142、1.288、13.404。满足上述关系式时，第六透镜满足边缘厚度与中心厚度在一个合理的范围之内，第六透镜的面型变化量较小，能够有效控制光学系统中存在的像差，同时还有利于工艺上的加工，提升生产良率。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.9<SAG22/CT2<2，其中，SAG22第二透镜的像侧面的最大有效口径处至第二透镜的像侧面与光轴的交点于光轴上的距离，CT2为第二透镜于光轴上的厚度；具体地，SAG22/CT2的值可以为：0.930、1.109、1.217、1.371、1.433、 1.523、1.695、1.745、1.853、1.959。满足上述关系式时，有利于将第二透镜的像侧面与光轴的交点至第二透镜的像侧面的最大有效口径处在平行于光轴的方向上的距离与透镜厚度的比值控制在合理的范围内，不会导致第二透镜过于弯曲或者平缓，既强化了光学系统的收光能力，还能够通过合理的面型设置大幅度限制像差的引入量，为后续透镜组的优化方式提供了更多的选择。
一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.5<SD62/R61<0.8；其中，SD62为第六透镜像侧面的最大有效口径的一半，R61为第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径。满足以上条件式时，第六透镜像侧面的最大口径值小于其物侧面于光轴处的曲率半径，并且曲率半径的值较大，说明透镜整体的厚薄比变化比较小，呈现平坦且均匀的趋势，工艺性好。当低于关系式下限时，，第六透镜像侧面的最大口径值过小，使得光学系统难以匹配大尺寸的感光芯片，光学系统的成像效果下降；当超过关系式上限时，第六透镜像侧面曲率半径过小，会导致第六透镜像侧面过于弯曲，不利于第六透镜像侧面的加工，增加了光学系统的加工工艺难度，并且面型过于弯曲会引入过多的像差，不利于光学系统的像差平衡，进而导致光学系统的成像质量降低。
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，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，能够使镜头模组具有长焦距和大光圈的特点。
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更大光圈以达到更清楚的拍摄效果的同时，长焦距的特点还能够使得用户通过该设备拍摄到更远的景物。
第一实施例
请参考图1和图2，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，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处为凸面。
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101处为凹面，像侧面 S4于近光轴101处为凹面。
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101处为凸面，像侧面 S6于近光轴101处为凹面。
第四透镜L4，具有正屈折力，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处为凸面。
第五透镜L5，具有负屈折力，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。
第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面，像侧面S12于近光轴101处为凹面。
此外，光学系统还包括光阑STO、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之间前，用于控制进光量，其他实施例中，光阑STO也可以设在两透镜间，例如设于第一透镜L1和第二透镜L2之间。滤光片IR可以为红外截止滤光片，设置在第六透镜L6和成像面IMG之间，其包括物侧面S13和像侧面S14，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)，并可在透镜上镀膜，当然，其他实施例中，滤光片IR 也可以为红外通过滤光片，用于过滤可见光，仅让红外光通过，可用于红外摄像等。第一透镜L1至第六透镜L6的材质为塑料，其他实施例中，透镜材质也可以均为玻璃，或为玻塑混合，即其中几片为塑料，另外几片为玻璃。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，透镜的有效焦距的参考波长为 555nm，透镜的折射率和阿贝数的参考波长为587.5600nm，表1a中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴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。 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IMG于光轴101上的距离。
在本实施例中，第一透镜L1至第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面，其他实施例中，第一透镜L1至第六透镜L6的物侧面和像侧面也可以均为球面，或者为球面与非球面结合，例如，第一透镜物侧面S1为球面，像侧面S2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至S12的高次项系数A4、 A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表1b
图2中(a)示出了第一实施例的光学系统在波长为656.2700nm、587.5600nm、546.0700nm、 486.1300nm和435.8300nm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2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2中(b)还示出了第一实施例的光学系统在波长为587.5600nm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半像高，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2中(b)可以看出，光学系统的像散得到了很好的补偿。
图2中(c)还示出了第一实施例的光学系统在波长为587.5600nm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半像高，畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图2中(c)可以看出，在波长为587.5600nm下，光学系统的畸变得到了很好的矫正。
由图2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3和图4，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，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处为凸面。
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101处为凹面，像侧面 S4于近光轴101处为凹面。
第三透镜L3，具有负屈折力，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。
第四透镜L4，具有正屈折力，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处为凸面。
第五透镜L5，具有负屈折力，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。
第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面，像侧面S12于近光轴101处为凹面。
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，各参数含义均与第一实施例各参数含义相同，在此不做赘述。
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4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IMG弯曲和弧矢成像面IMG弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图4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5和图6，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，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处为凸面。
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101处为凸面，像侧面 S4于近光轴101处为凹面。
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101处为凸面，像侧面 S6于近光轴101处为凹面。
第四透镜L4，具有负屈折力，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。
第五透镜L5，具有负屈折力，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。
第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面，像侧面S12于近光轴101处为凹面。
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，各参数含义均与第一实施例各参数含义相同，在此不做赘述。
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6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IMG弯曲和弧矢成像面IMG弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图6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7和图8，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，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处为凸面。
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101处为凸面，像侧面 S4于近光轴101处为凹面。
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101处为凸面，像侧面 S6于近光轴101处为凹面。
第四透镜L4，具有负屈折力，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。
第五透镜L5，具有负屈折力，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。
第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面，像侧面S12于近光轴101处为凹面。
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，各参数含义均与第一实施例各参数含义相同，在此不做赘述。
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8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IMG弯曲和弧矢成像面IMG弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图8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9和图10，本实施例的光学系统，物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正屈折力，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处为凸面。
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101处为凹面，像侧面 S4于近光轴101处为凹面。
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101处为凸面，像侧面 S6于近光轴101处为凹面。
第四透镜L4，具有正屈折力，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。
第五透镜L5，具有负屈折力，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。
第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凸面，像侧面S12于近光轴101处为凹面。
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，各参数含义均与第一实施例各参数含义相同，在此不做赘述。
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10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IMG弯曲和弧矢成像面IMG弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图10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0.8<|R12/(f*Fno)|<1.8、 2.8<TTL/(CT1+CT2+CT3)<3、100mm2<f2*R51/R61<310mm2、-5<f22/f5<-0.5、0.1<f/f5-f/f2<1.5、 0.9<SAG22/CT2<2、7<f5/SAG52<35、70<EPD*TTL/tan(HFOV)<73.5、0.3<ET6/CT6<1.5、0.5<SD62/R61<0.8的值。
表6
上述各实施例所提供的光学系统能够在实现长焦距设计的同时具有更大的光圈。
参考图11，本发明实施例还提供了一种镜头模组20，镜头模组20包括前述任一实施例中光学系统及感光芯片，感光芯片设置于光学系统的像侧，两者可通过支架固定。感光芯片可以为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与感光芯片的感光表面重叠。通过采用上述光学系统，镜头模组20能够实现长焦距设计的同时具有更大的光圈。
参考图12，本发明实施例还提供了一种电子设备30。电子设备30包括壳体310和前述实施例中的镜头模组20，镜头模组20安装于壳体310，壳体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(Personal DigitalAssistant，个人数字助理)等。
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 (9)
1.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统具有屈折力的透镜数量为六片，从物侧到像侧沿光轴依次包括：
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；所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
具有屈折力的第三透镜；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凹面；
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凸面；
具有负屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；
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凸面，像侧面于近光轴处为凹面；
所述光学系统满足关系式：0.8<|R12/(f*Fno)|<1.8；0.3<ET6/CT6<1.5；
其中，R12为所述第一透镜像侧面于光轴处的曲率半径，f为所述光学系统的有效焦距，Fno为所述光学系统的光圈数，ET6为所述第六透镜的边缘厚度，CT6为所述第六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：
2.8<TTL/(CT1+CT2+CT3)<3；
其中，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，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，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度。
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：
100mm2<f2*R51/R61<310mm2；
其中，R51为所述第五透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R61为所述第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径。
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：
-5<f22/f5<-0.5和/或0.1<f/f5-f/f2<1.2；
其中，f2为所述第二透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距。
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：
7<f5/SAG52<35；
其中，SAG52为所述第五透镜的像侧面的最大有效口径处至所述第五透镜的像侧面与所述光轴的交点于所述光轴上的距离。
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：
0.9<SAG22/CT2<2；
其中，SAG22为所述第二透镜的像侧面的最大有效口径处至所述第二透镜的像侧面与所述光轴的交点于所述光轴上的距离，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。
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：
0.5<SD62/R61<0.8；
其中，SD62为所述第六透镜像侧面的最大有效口径的一半，R61为所述第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径。
8.一种镜头模组，其特征在于，包括如权利要求1至7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。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体和如权利要求8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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 699, Tianxiang North Avenue, Nanchang high tech Industrial Development Zone, Nanchang, Jiangxi 330224 Applicant after: Jiangxi Oufei Optics Co.,Ltd. Address before: No. 699, Tianxiang North Avenue, Nanchang high tech Industrial Development Zone, Nanchang, Jiangxi 330224 Applicant before: Jiangxi Jingchao optics Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |