CN116819722A - 光学系统、摄像模组及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学系统、摄像模组及终端设备。光学系统包括：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凹面，像侧面于近光轴处为凹面；具有负屈折力的第二透镜；具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的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，所述第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面；具有屈折力的第六透镜；光学系统满足关系：6.8＜TTL/f＜7.7；本发明实施例的光学系统能够满足高成像质量的需求的同时具有大视场角和小型化的特性。

Description

光学系统、摄像模组及终端设备

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、摄像模组及终端设备。

背景技术

目前，随着国家对于道路交通安全和汽车安全的要求不断提高，伴随着环视摄像头、ADAS和无人驾驶市场的兴起，车载镜头越来越多的应用于汽车辅助驾驶系统中，可以用来准确、实时地抓取路面的信息(探测物体、探测光源、探测道路标识等)供给系统影像分析，减小交通事故的发生。同时在监控方面也可以有效的将细节信息清晰记录下来等，在实际应用各方面提供了相应的技术支撑与应用保障，大大保证了汽车行驶的安全性以及财产安全。

但是，目前现有汽车辅助驾驶系统中的摄像镜头难以同时满足大视场角的拍摄及高像素的清晰成像，从而难以实时准确地做出预警，进而导致驾驶风险的存在。

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，本发明第一方面提出一种光学系统，能够满足高成像质量的需求的同时具有大视场角和小型化的特性。

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终端设备。

根据本发明第一方面所述的光学系统，沿光轴由物侧至像侧依次包括：具有负屈折力的第一透镜，第一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；具有负屈折力的第二透镜；具有正屈折力的第三透镜，第三透镜的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，第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面；具有屈折力的第六透镜。

光学系统中，第一透镜具有负屈折力，搭配物侧面、像侧面于近光轴处均为凹面的面型设计，可以有利于增强第一透镜的负屈折力，有利于抓住射入第一透镜的大角度光线，从而实现大视场角摄像的效果，通过具有负屈折力的第二透镜，有利于分担第一透镜的负屈折力压力，使得第一透镜的大角度光线以合理的角度平滑地射入第二透镜，具有正屈折力的第三透镜，搭配像侧面于近光轴处的凸面的面型设计，能使得光线得到平缓过渡，同时还使得光线得到一定的汇聚，有利于缩短光学系统的系统总长；第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面的面型设计，有利于矫正光学系统的慧差。

在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

6.8＜TTL/f＜7.7；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，即光学系统光学总长，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系式，通过合理配置所述光学系统光学总长与所述光学系统的焦距，可以在满足所述光学系统视场角范围的同时，能合理控制所述光学系统的光学总长，还能满足所述光学系统小型化的特征。超过关系式上限，所述光学系统光学总长过长，不利于光学系统的小型化设计；超过条件式下限，所述光学系统的有效焦距过长，不利于满足所述光学系统的视场角范围，从而使得光学系统无法获得足够的物空间信息。

在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

5＜|f2/f|＜9.3；f2为所述第二透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系式，可合理分配第二透镜在光学系统中的屈折力占比，避免单个透镜屈折力过强或过弱，搭配具有负屈折力的第二透镜，有效分担第一透镜的负屈折力压力，有利于校正所述光学系统的像差，提高成像质量。

在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

-6.9＜R11/SD11＜-5.5；R11为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，SD11为所述第一透镜物侧面的最大有效口径的一半。满足上述关系式，通过控制第一透镜物侧面的曲率半径和最大有效口径的一半的比例关系，搭配具有负屈折力的第一透镜，能有效抓住大角度的光线，有利于光学系统的广角化设计，同时还有利于使得光学系统的头部口径得到减小，进而实现光学系统小头部的设计；低于关系式的下限，容易使得第一透镜物侧面的最大有效口径相对较小，不利于光学系统的头部口径及边缘光线的管控，还容易增大场曲，从而影响成像质量；超过关系式上限，则所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径的绝对值相对较小，面型过于弯曲，容易增加第一透镜的光学敏感度，从而容易产生较大的像差。

在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

6.9＜TTL/CT2＜41；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，即光学系统的光学总长，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度，即第二透镜中心厚度。满足上述关系式，通过控制光学系统的光学总长与第二透镜中心厚度的比值关系，有利于提升透镜结构紧凑性，可使得光学系统长度得到合理控制，从而有利于透镜成型和组装，降低偏心敏感度，超过公式上限，光学系统的光学总长较长，不利于小型化设计，低于公式下限，第二透镜中心厚度较大，不利于透镜成型组装。

在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

0.27＜|(R61-R62)/(R61+R62)|＜3.9；R61为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R62为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系式，第六透镜的面型得以合理设计，而第六透镜作为最靠近成像面的透镜，合理的面型变化容易减小边缘光线的主光线入射至成像面的角度，可以有效抑制像散，从而保证光学系统的成像质量。

在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

0.5＜|f123/f456|＜6.5；f123为所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距，f456为所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的组合焦距。满足上述关系式，前透镜组(即第一透镜、第二透镜和第三透镜)整体为光学系统提供可正可负的屈折力，有利于光学系统采集的图像信息有效的传递至成像面；后透镜组(即第四透镜、第五透镜和第六透镜)整体为光学系统提供正屈折力，一方面有利于控制光线束射出光学系统的入射光线高度，减小光学系统高级像差，另一方面可以有效校正前透镜组(即第一透镜、第二透镜和第三透镜)产生的场曲。

在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

1.5＜|R21/CT2|＜8；R21为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。满足上述关系式，通过控制R21与CT2的比值，有利于光学系统分辨率的提升，从而有利于光学系统实现高像素，超过关系式上限，第二透镜物侧面于光轴处的曲率半径较大，容易使得第二透镜物侧面的面型过于平整，容易增加鬼像的风险，低于关系式下限，第二透镜中心厚度较大，不利于光学系统分辨率的提升。

在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

2.1＜|f6/CT6|＜15.4；CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度，f6为所述第六透镜的有效焦距。满足上述关系式，一方面，可以避免所述第六透镜有效焦距过大而产生较难校正的像散，从而能提升光学系统的成像质量；另一方面，还可以较好地将所述第六透镜的中心厚度控制在合理的范围内，既有利于光线系统的轻量化设计，又有利于第六透镜的成型和加工。

在其中一个实施例中，光学系统满足关系：

0.24＜f/ΣCT＜0.35；ΣCT为所述光学系统第一透镜到第六透镜各透镜于光轴上的中心厚度之和，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系式，通过合理控制各透镜(即第一透镜至第六透镜)的中心厚度和所述光学系统的有效焦距，可以在保证所述光学系统的具有较大的视场角范围以及小型化特性的同时，还能使光学系统的结构较为紧凑，有利于降低各透镜之间的空气间隔，从而有利于提高光学系统的稳定性。低于关系式下限，容易使得ΣCT过大，容易造成各透镜的重量增加，不利于所述光学系统的轻量化；超过关系式上限，光学系统的有效焦距拉长，而ΣCT较小，容易增加空气间隔的比例，从而容易增加光学系统的敏感度，不利于光学系统的成像稳定性。

根据本发明第二方面的摄像模组，包括感光芯片及以上任意一项所述的光学系统，所述感光芯片设于所述光学系统的像侧。通过采用上述光学系统，摄像模组能够具有较大视场角的同时满足小型化设计，同时能够满足高成像质量的需求。

根据本发明第三方面的终端设备，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。上述摄像模组能够具有较大视场角的同时满足小型化设计，同时能够满足高成像质量的需求。

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为本发明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为本发明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为本发明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为本发明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为本发明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为本发明一实施例提供的摄像模组的示意图；

图12为本发明一实施例提供的终端设备的结构示意图。

附图标记：

光学系统10，摄像模组20，

光轴101，感光芯片210，光阑STO，

第一透镜L1：物侧面S1，像侧面S2，

第二透镜L2：物侧面S3，像侧面S4，

第三透镜L3：物侧面S5，像侧面S6，

第四透镜L4：物侧面S7，像侧面S8，

第五透镜L5：物侧面S9，像侧面S10，

第六透镜L6：物侧面S11，像侧面S12，

滤光片物侧面S13，滤光片像侧面S14，

透明玻璃物侧面S15，透明玻璃物侧面S16，

滤光片110，透明玻璃120，成像面S17，终端设备30，

固定件310。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，本发明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、具有正屈折力的第三透镜L3、具有屈折力的第四透镜L4、具有屈折力的第五透镜L5和具有屈折力的第六透镜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和像侧面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S17，成像面S17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各透镜调节后能够会聚于成像面S17。

一般地，光学系统10的成像面S17与感光芯片210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S17与图像传感器的矩形感光面重合。此时，光学系统10成像面S17上有效像素区域具有水平方向、垂直方向以及对角线方向，本发明中光学系统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S17上有效像素区域对角线方向的长度的一半。

在本发明的实施例中，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凹面，像侧面S2于近光轴101处为凹面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴101处为凸面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴101处为凸面。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，第一透镜L1具有负屈折力，搭配物侧面S1、像侧面S2于近光轴101处均为凹面的面型设计，可以有利于增强第一透镜L1的负屈折力，有利于抓住射入第一透镜L1的大角度光线，从而实现大视场角摄像的效果，通过具有负屈折力的第二透镜L2，有利于分担第一透镜L1的负屈折力压力，使得第一透镜L1的大角度光线以合理的角度平滑地射入第二透镜L2，具有正屈折力的第三透镜L3，搭配像侧面S6于近光轴101处的凸面的面型设计，能使得光线得到平缓过渡，同时还使得光线得到一定的汇聚，有利于缩短光学系统10的系统总长；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴101处为凸面的面型设计，有利于矫正光学系统10的慧差。

在其中一个实施例中，光学系统10满足关系：6.8＜TTL/f＜7.7；TTL为第一透镜L1的物侧面至光学系统10的成像面S17于光轴101上的距离，即光学系统10光学总长，f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系式，通过合理配置光学系统10光学总长与光学系统10的焦距关系，可以在满足光学系统10视场角范围的同时，能合理控制光学系统10的光学总长，还能满足光学系统10小型化的特征。超过关系式上限，光学系统10的光学总长过长，不利于实现光学系统10的小型化设计；超过条件式下限，光学系统10的有效焦距过长，则不利于满足光学系统10的视场角范围，从而使得光学系统10无法获得足够的物空间信息。

在其中一个实施例中，光学系统10满足关系：5＜|f2/f|＜9.3；f2为第二透镜L2的有效焦距，f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系式，可合理分配第二透镜L2在光学系统10中的屈折力占比，避免单个透镜屈折力过强或过弱，搭配具有负屈折力的第二透镜L2，有效分担第一透镜L1的负屈折力压力，有利于校正光学系统10的像差，提高成像质量。

在其中一个实施例中，光学系统10满足关系：-6.9＜R11/SD11＜-5.5；R11为第一透镜L1的物侧面S1于光轴101处的曲率半径，SD11为第一透镜L1物侧面S1的最大有效口径的一半。满足上述关系式，通过控制第一透镜L1物侧面S1的曲率半径和最大有效口径的一半的比例关系，搭配具有负屈折力的第一透镜L1，能有效抓住大角度的光线，有利于光学系统10的广角化设计，同时还有利于使得光学系统10的头部口径得到减小，进而实现光学系统10小头部的设计；低于关系式的下限，容易使得第一透镜L1物侧面S1的最大有效口径相对较小，不利于光学系统10的头部口径及边缘光线的管控，还容易增大场曲，从而影响成像质量；超过关系式上限，则第一透镜L1的物侧面S1于光轴101处的曲率半径的绝对值相对较小，面型过于弯曲，容易增加第一透镜L1的光学敏感度，从而容易产生较大的像差。

在其中一个实施例中，光学系统10满足关系：6.9＜TTL/CT2＜41；TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S17于光轴101上的距离，即光学系统10的光学总长，CT2为第二透镜L2于光轴101上的厚度，即第二透镜L2中心厚度。满足上述关系式，通过控制光学系统10的光学总长与第二透镜L2中心厚度的比值关系，有利于提升透镜结构紧凑性，可使得光学系统10长度得到合理控制，从而有利于透镜成型和组装，降低偏心敏感度，超过公式上限，光学系统10的光学总长较长，不利于降低小型化设计，低于公式下限，第二透镜L2中心厚度较大，不利于透镜成型组装。

在其中一个实施例中，光学系统10满足关系：0.27＜|(R61-R62)/(R61+R62)|＜3.9；R61为第六透镜L6的物侧面S11于光轴101处的曲率半径，R62为第六透镜L6的像侧面S12于光轴101处的曲率半径。满足上述关系式，第六透镜L6的面型得以合理设计，而第六透镜L6作为最靠近成像面S17的透镜，合理的面型变化容易减小边缘光线的主光线入射至成像面S17的角度，可以有效抑制像散，从而保证光学系统10的成像质量。

在其中一个实施例中，光学系统10满足关系：0.5＜|f123/f456|＜6.5；f123为第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距，f456为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距。满足上述关系式，前透镜组(即第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3)整体为光学系统10提供可正可负的屈折力，有利于光学系统10采集的图像信息有效的传递至成像面S17；后透镜组(即第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6)整体为光学系统10提供正屈折力，一方面有利于控制光线束射出光学系统10的入射光线高度，减小光学系统10高级像差，另一方面可以有效校正前透镜组(即第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3)产生的场曲。

在其中一个实施例中，光学系统10满足关系：1.5＜|R21/CT2|＜8；R21为第二透镜L2的物侧面S3于光轴101处的曲率半径，CT2为第二透镜L2于光轴101上的厚度。满足上述关系式，通过控制R21与CT2的比值，有利于光学系统10分辨率的提升，从而有利于光学系统10实现高像素，超过关系式上限，第二透镜L2物侧面S3于光轴处的曲率半径较大，容易使得第二透镜L2物侧面S3的面型过于平整，容易增加鬼像的风险，低于关系式下限，第二透镜L2中心厚度较大，不利于光学系统10分辨率的提升。

在其中一个实施例中，光学系统10满足关系：2.1＜|f6/CT6|＜15.3；CT6为第六透镜L6于光轴101上的厚度，f6为第六透镜L6的有效焦距。满足上述关系式，一方面，可以避免第六透镜L6有效焦距过大而产生较难校正的像散，从而能提升光学系统10的成像质量；另一方面，还可以较好地将第六透镜L6的中心厚度控制在合理的范围内，既有利于光线系统10的轻量化设计，又有利于第六透镜的成型和加工。

在其中一个实施例中，光学系统10满足关系：0.24＜f/ΣCT＜0.35；ΣCT为光学系统10第一透镜L1到第六透镜L6各透镜于光轴101上的中心厚度之和，f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系式，通过合理控制各透镜(即第一透镜L1至第六透镜L6)的中心厚度和光学系统10的有效焦距，可以在保证光学系统10的具有较大的视场角范围以及小型化特性的同时，还能使光学系统10的结构较为紧凑，有利于降低各透镜之间的空气间隔，从而有利于提高光学系统10的稳定性。低于关系式下限，容易使得ΣCT过大，容易造成各透镜的重量增加，不利于光学系统10的轻量化；超过关系式上限，光学系统10的有效焦距拉长，而CT较小，容易增加空气间隔的比例，从而容易增加光学系统10的敏感度，不利于光学系统10的成像稳定性。

以上各关系式条件中的有效焦距的数值参考波长为546nm，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中的至少一个透镜可以具有球面面型，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，光学系统10中至少一个透镜的材质为玻璃(GL，Glass)。例如，可使最靠近物侧的第一透镜L1采用玻璃材质，利用第一透镜L1玻璃材料的消温飘效果，可以有效减小环境温度变化对光学系统10的影响，进而维持较好较稳定的成像品质。在一些实施例中，光学系统10中至少一个透镜的材质也可为塑料(PC，Plastic)，塑料材质可以为聚碳酸酯、树胶等。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。

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和第六透镜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。

在一些实施例中，光学系统10还包括光阑STO，本发明的光阑ST0可以为孔径光阑，也可以为视场光阑，孔径光阑用于控制光学系统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，或设置在第三透镜L3和第四透镜L4之间，或设置在第四透镜L4和第五透镜L5之间，或设置在第五透镜L5和第六透镜L6之间，根据实际情况调整设置，本发明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发明的光学系统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具有负屈折力的第一透镜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、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5和具有正屈折力的第六透镜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处为凹面，像侧面S2于近光轴101处为凹面；

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处为凸面；

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，像侧面S8于近光轴101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；

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；

进一步地，本实施例中，光阑STO为孔径光阑，位于第三透镜L3的像侧面S6与第四透镜L4的物侧面S7之间。第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9相胶合，第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜表面均为球面。

光学系统10还包括滤光片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S17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。

光学系统10还包括透明玻璃120，透明玻璃120位于滤光片110的像侧面S14和成像面S17之间，该透明玻璃120可用于保护成像面S17的感光芯片210，以达到防尘的效果。

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、阿贝数的参考波长均为587.6nm，焦距(有效焦距)的参考波长为546nm，且曲率半径、厚度、焦距(有效焦距)的数值单位均为毫米(mm)。另外，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3.646mm，光圈数FNO为2.0，光学系统10的最大视场角FOV为120°，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。

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546nm。纵向球差图(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S17到光线与光轴101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，各参考波长的最大焦点偏移均被控制在±0.08mm以内，对于光学系统10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的像散图(Astigmatic Field Curves)，横坐标表示成像面S17到光线与光轴101交点的距离(单位为mm)，纵坐标表示视场角(单位deg)，其中S曲线代表546nm下的弧矢场曲，T曲线代表546nm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±0.1mm以内，对于光学系统10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。

另外图2还包括光学系统10的畸变图，横坐标表示畸变(单位为％)，纵坐标表示视场角(单位deg)，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具有负屈折力的第一透镜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、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5和具有正屈折力的第六透镜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处为凹面，像侧面S2于近光轴101处为凹面；

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处为凸面；

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，像侧面S8于近光轴101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；

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。

进一步地，本实施例中，光阑STO为孔径光阑，位于第三透镜L3的像侧面S6与第四透镜L4的物侧面S7之间。第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9相胶合。

在第二实施例中，第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜表面均为球面，且第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜的材质均为玻璃(GL，Glass)。

本光学系统10的各透镜参数由表3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2

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具有负屈折力的第一透镜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、光阑STO、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5和具有正屈折力的第六透镜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处为凹面，像侧面S2于近光轴101处为凹面；

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处为凸面；

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的物侧面S9与近光轴101处为凸面，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处为凸面，像侧面S12于近光轴101处为凸面。

进一步地，本实施例中，光阑STO为孔径光阑，位于第三透镜L3的像侧面S6与第四透镜L4的物侧面S7之间。第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9相胶合。

在第三实施例中，第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜表面均为球面，且第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜的材质均为玻璃(GL，Glass)。

本实施例中光学系统10的各透镜参数由表5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

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具有负屈折力的第一透镜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、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5和具有正屈折力的第六透镜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处为凹面，像侧面S2于近光轴101处为凹面；

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处为凸面；

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，像侧面S8于近光轴101处为凸面；

第五透镜L5的物侧面S9与近光轴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处为凸面，像侧面S12于近光轴101处为凹面。

进一步地，本实施例中，光阑STO为孔径光阑，位于第三透镜L3的像侧面S6与第四透镜L4的物侧面S7之间。第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9相胶合。

在第四实施例中，第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜表面均为球面，且第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜的材质均为玻璃(GL，Glass)。

本实施例中光学系统10的各透镜参数由表7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。

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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具有负屈折力的第一透镜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、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5和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处为凹面，像侧面S2于近光轴101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；

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处为凹面，像侧面S8于近光轴101处为凸面；

第五透镜L5的物侧面S9与近光轴101处为凸面，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。

进一步地，本实施例中，光阑STO为孔径光阑，位于第三透镜L3的像侧面S6与第四透镜L4的物侧面S7之间。第五透镜L5的像侧面S10与第六透镜L6的物侧面S11相胶合。

在第五实施例中，第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜表面均为球面，且第一透镜L1至第六透镜L6中的各透镜的材质均为玻璃(GL，Glass)。

本实施例中光学系统10的各透镜参数由表9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

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请参阅表6，表6为本发明第一实施例至第五实施例中各关系式的比值汇总。

表6

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，且还能够拥有大视场角特性。

参考图11，本发明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及感光芯片210，感光芯片210设置于光学系统10的像侧，两者可通过支架固定。感光芯片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S11与感光芯片210的感光表面重叠。通过采用上述光学系统10，摄像模组20在具有较大视场角的同时满足小型化设计，同时能够满足高成像质量的需求。

参考图12，本发明的一些实施例还提供了一种终端设备30。终端设备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。终端设备30可以为但不限于汽车、无人机、电子后视镜、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)、内窥镜设备等。上述摄像模组20能够为终端设备30在具有较大视场角的同时满足小型化设计，同时能够满足高成像质量的需求。

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 (10)

1.一种光学系统，其特征在于，具有屈折力的透镜为六片，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凹面，像侧面于近光轴处为凹面；

具有负屈折力的第二透镜；

具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的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，所述第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面；

具有屈折力的第六透镜；

所述光学系统满足关系：

6.8＜TTL/f＜7.7；

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，f为所述光学系统的有效焦距。

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：

5＜|f2/f|＜9.3；

f2为所述第二透镜的有效焦距。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

-6.9＜R11/SD11＜-5.5；

R11为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，SD11为所述第一透镜物侧面的最大有效口径的一半。

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：

6.9＜TTL/CT2＜41；

CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。

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：

0.27＜|(R61-R62)/(R61+R62)|＜3.9；

R61为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R62为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

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：

0.5＜|f123/f456|＜6.5；

f123为所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合有效焦距，f456为所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的组合有效焦距。

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：

1.5＜|R21/CT2|＜8；

R21为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT2为所述第二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，所述光学系统满足关系：

2.1＜|f6/CT6|＜15.4；0.24＜f/ΣCT＜0.35；

CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度，f6为所述第六透镜的有效焦距,ΣCT为所述光学系统第一透镜到第六透镜各透镜于光轴上的中心厚度之和。

9.一种摄像模组，其特征在于，包括感光芯片及权利要求1至8任意一项所述的光学系统，所述感光芯片设于所述光学系统的像侧。

10.一种终端设备，其特征在于，包括固定件及权利要求9所述的摄像模组，所述摄像模组设于所述固定件。