CN116990938A

CN116990938A - 光学系统、镜头模组及电子设备

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Publication number: CN116990938A
Application number: CN202310890136.3A
Authority: CN
Inventors: 雷娇; 王玉荣; 关雷; 占发程
Original assignee: Jiangxi Oufei Optics Co ltd
Current assignee: Jiangxi Oufei Optics Co ltd
Priority date: 2023-07-19
Filing date: 2023-07-19
Publication date: 2023-11-03

Abstract

一种光学系统、镜头模组及电子设备。光学系统从物侧至像侧依序由第一透镜至第八透镜组成，第一透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第二透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第三透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第七透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；第八透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；光学系统满足以下条件式：3.5<R52/R51<4.5。上述的光学系统通过对八枚透镜的合理设计，能够校正光学系统的像差，提升光学系统的成像质量。

Description

光学系统、镜头模组及电子设备

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，具体涉及一种光学系统、镜头模组及电子设备。

背景技术

近年来，随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起，光学系统的需求日渐提高，尤其是应用于运动相机的光学系统。对于传统搭载于运动相机上的光学系统，多采用八片式透镜结构为主。然而，此种光学系统由于透镜数量较多，透镜的面型配置不合理时容易使得像差较大，从而使得成像质量较差。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提出一种光学系统、镜头模组及电子设备，以解决多枚透镜的面型配置不合理时像差较大和成像质量较差的技术问题。

本申请的一实施例提供了一种光学系统，从物侧至像侧依序由具有负屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有正屈折力的第五透镜、具有屈折力的第六透镜、具有正屈折力的第七透镜及具有正屈折力的第八透镜组成；所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面；所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第五透镜的像侧面于近光轴处为凹面；所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面；所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第七透镜的像侧面于近光轴处为凸面；所述第八透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第八透镜的像侧面于近光轴处为凹面；所述光学系统满足以下条件式：3.5<R52/R51<4.5；其中，R51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R52为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

上述的光学系统，通过将第一透镜设置为具有负屈折力以及第一透镜的物侧面于近光轴处设置为凸面，能够使尽可能多的将光线耦合入光学系统中，同时可最大化的增加光学系统的视场角，通过第一透镜的像侧面于近光轴处设置为凹面，能够减缓光线进入光学系统，使光线更加顺滑的过渡到第二透镜，减小光学系统的敏感度；通过将第二透镜设置为具有负屈折力以及第二透镜的物侧面于近光轴处设置为凸面并配合第一透镜，进一步减缓了光线进入光学系统，同时使光线向成像面移动，保证从第一透镜出来的光线以及进入第三透镜的光线有一个较好的过渡，降低光学系统的敏感度，提升光学系统的装配良率；通过将第三透镜设置为具有负屈折力，能够搭配具有正负屈折力的第四透镜使光线向成像面移动，从而减小光学系统的色差，提升光学系统的性能；通过将第五透镜设置为具有正屈折力以及第五透镜的物侧面于近光轴处设置为凸面、第五透镜的像侧面于近光轴处设置为凹面，能够使更多的光线通过，提升光学系统的相对照度；通过将第六透镜的像侧面于近光轴处设置为凹面以及搭配具有正屈折力的第七透镜，能够进一步矫正光学系统的色差，提升光学系统的整体性能；通过将第七透镜的像侧面于近光轴处设置为凸面以及搭配具有正屈折力的第八透镜，能够有效地增加光学系统的像高，并保证边缘视场的成像质量；通过将第八透镜的像侧面于近光轴处设置为凹面，可以有效地增加入射到感光元件例如感光芯片表面的主光线入射角度；进一步地，通过使第五透镜满足上述的关系式，能够使得第五透镜的面型不会过于平缓或过度弯曲，从而有利于第五透镜校正光学系统的像差，提升光学系统的成像质量。

在一些实施例中，所述光学系统满足以下条件式：1.6mm<(R12*SD11)/R1<1.9mm；其中，R11为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R12为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，SD1为所述第一透镜的物侧面的光学有效径的一半。

如此，第一透镜的面型和口径得到合理配置，有利于提升第一透镜的中心厚度，进而为大角度入射光线提供了足够的光路偏折空间，便于大角度入射至第一透镜的光线在第一透镜内部平缓汇聚，从而可以有效控制球差的产生。进一步地，当第一透镜的中心厚度大于1.5mm时，光学系统在跌落实验、冲击实验或其他测试中能符合产品判定标准的同时，具有良好的成像质量。

在一些实施例中，所述光学系统满足以下条件式：1.1mm<(R61*R81)/R52<1.5mm，8mm<(F8*R82)/R81<20mm；其中，R61为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R81为所述第八透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R82为所述第八透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，F8为所述第八透镜的焦距。

如此，能够有效地控制此三个面分别与感光元件之间产生的鬼像，保证光学系统在具有良好的成像质量的同时，降低鬼影风险；并且能够有效地控制边缘光线入射到感光元件表面的角度在合理范围，从而使得光学系统与感光元件具有良好匹配度，避免成像出现偏色的风险。

在一些实施例中，所述光学系统满足以下条件式：1.2<(V7-V6)/(V3-V4)<1.7；其中，V3为所述第三透镜的阿贝数，V4为所述第四透镜的阿贝数，V6为所述第六透镜的阿贝数，V7为所述第七透镜的阿贝数。

如此，能够有效地控制光学系统的色差，提升光学系统成像质量。

在一些实施例中，所述光学系统满足以下条件式：12mm^-1＜R21/(CT2*ET2)＜14mm^-1；其中，R21为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT2为所述第二透镜的中心厚度，ET2为所述第二透镜的物侧面的最大有效口径处到所述第二透镜的像侧面的最大有效口径处于光轴方向的距离。

如此，不仅可以减小边缘视场的场曲，而且可以有效地控制光学系统的畸变。

在一些实施例中，所述光学系统满足以下条件式：-5mm<F3/N3<-4mm；其中，N3为所述第三透镜的折射率，F3为所述第三透镜的焦距。

如此，能够有效地控制第三透镜的高低温的离焦量，保证光学系统高低温环境下的成像质量。

在一些实施例中，所述光学系统满足以下关系式：0.3<(CT3+CT4+CT5+CT6+CT7)/TTL＜0.4；其中，CT3为所述第三透镜的物侧面到所述第三透镜的像侧面于光轴上的距离，CT4为所述第四透镜的物侧面到所述第四透镜的像侧面于光轴上的距离，CT5为所述第五透镜的物侧面到所述第五透镜的像侧面于光轴上的距离，CT6为所述第六透镜的物侧面到所述第六透镜的像侧面于光轴上的距离，CT7为所述第七透镜的物侧面到所述第七透镜的像侧面于光轴上的距离，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。

如此，能够有效地控制光学系统的总长以及透镜厚度之间的关系，并保证光学系统厚度公差具有较低的敏感度，提升装配良率。超过关系式上限时，光学系统的光学总长过小，透镜的厚度及间距过于紧凑，不利于透镜的组装，降低光学系统的装配良率；低于关系式下限时，光学系统光学总长过大，不利于光学系统的小型化。

在一些实施例中，所述光学系统满足以下条件式：-1.5<F/(F2+F3+F4+F5)<-1；其中，F2为所述第二透镜的焦距，F3为所述第三透镜的焦距，F4为所述第四透镜的焦距，F5为所述第五透镜的焦距，F为所述光学系统的焦距。

如此，能够有效地控制光学系统的景深，不仅可以保证光学系统在物距大于10m能成清晰的像，而且可以保证光学系统在物距小于0.6m也能成清晰的像。

本申请的一实施例还提供了一种镜头模组，包括如上所述的光学系统及感光元件，，所述感光元件设于所述光学系统的像侧。具有上述光学系统的镜头模组具有良好的成像质量。

本申请的一实施例还提供了一种电子设备，包括如上所述的镜头模组和壳体，所述镜头模组设置在所述壳体内。具有上述镜头模组的电子设备具有良好的成像质量。

附图说明

图1是本申请第一实施例的光学系统的结构示意图。

图2是本申请第一实施例的光学系统的球差、像散及畸变曲线示意图。

图3是本申请第二实施例的光学系统的结构示意图。

图4是本申请第二实施例的光学系统的球差、像散及畸变曲线示意图。

图5是本申请第三实施例的光学系统的结构示意图。

图6是本申请第三实施例的光学系统的球差、像散及畸变曲线示意图。

图7是本申请第四实施例的光学系统的结构示意图。

图8是本申请第四实施例的光学系统的球差、像散及畸变曲线示意图。

图9是本申请第五实施例的光学系统的结构图。

图10是本申请第五实施例的光学系统的球差、像散及畸变曲线示意图。

图11是本申请一实施例的镜头模组的结构示意图。

图12是本申请一实施例的电子设备的立体结构示意图。

主要元件符号说明

光学系统 10

第一透镜 L1

第二透镜 L2

第三透镜 L3

第四透镜 L4

第五透镜 L5

第六透镜 L6

第七透镜 L7

第八透镜 L8

滤光片 L9

光阑 STO

物侧面 S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13、S15、

S17

像侧面 S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14、S16、

S18

成像面 S19

镜筒 20

感光元件 30

镜头模组 100

壳体 200

电子设备 1000

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

请参见图1，本申请的一实施例提出了一种光学系统10，沿光轴方向从物侧至像侧依序由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7及第八透镜L8组成。

第一透镜L1具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面。第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凹面。第三透镜L3具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凹面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凹面；第四透镜L4具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面，第四透镜L4的像侧面S8于光轴处为凸面；第五透镜L5具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面，第五透镜L5的像侧面S10于光轴处为凹面；第六透镜L6具有正屈折力或负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凸面，第六透镜L6的像侧面S12于光轴处为凹面；第七透镜L7具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于光轴处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于光轴处为凸面；第八透镜L8具有正屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于光轴处为凸面，第八透镜L8的像侧面S16于光轴处为凹面。

上述的光学系统10，通过将第一透镜L1设置为具有负屈折力以及第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处设置为凸面，能够尽可能多的将光线耦合入光学系统10中，同时可最大化的增加光学系统10的视场角，通过第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处设置为凹面，能够减缓光线进入光学系统10，使光线更加顺滑的过渡到第二透镜L2，减小光学系统10的敏感度；通过将第二透镜L2设置为具有负屈折力以及第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处设置为凸面并配合第一透镜L1，进一步减缓了光线进入光学系统10，同时使光线向成像面S19移动，保证从第一透镜L1出来的光线以及进入第三透镜L3的光线有一个较好的过渡，降低光学系统10的敏感度，提升光学系统10的装配良率；通过将第三透镜L3设置为具有负屈折力，能够搭配具有正负屈折力的第四透镜L4使光线向成像面S19移动，从而减小光学系统10的色差，提升光学系统10的性能；通过将第五透镜L5设置为具有正屈折力以及第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处设置为凸面、第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处设置为凹面，能够使更多的光线通过，提升光学系统10的相对照度；通过将第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处设置为凹面以及搭配具有正屈折力的第七透镜L7，能够进一步矫正光学系统10的色差，提升光学系统10的整体性能；通过将第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处设置为凸面以及搭配具有正屈折力的第八透镜L8，能够有效地增加光学系统10的像高，并保证边缘视场的成像质量；通过将第八透镜L8的像侧面S16于近光轴处设置为凹面，可以有效地增加入射到感光元件例如感光芯片表面的主光线入射角度。

光学系统10满足以下条件式：3.5<R52/R51<4.5；其中，R51为第五透镜L5的物侧面S9于光轴处的曲率半径，R52为第五透镜L5的像侧面S10于光轴处的曲率半径。

通过使第五透镜L5满足上述的关系式，能够使得第五透镜L5的面型不会过于平缓或过度弯曲，从而有利于第五透镜L5校正光学系统10的像差，提升光学系统10的成像质量。

在一些实施例中，光学系统10满足以下条件式：

1.6mm<(R12*SD11)/R1<1.9mm；

其中，R11为第一透镜L1的物侧面S1于光轴处的曲率半径，R12为第一透镜L1的像侧面S2于光轴处的曲率半径，SD1为第一透镜L1的物侧面S1的光学有效径的一半。

如此，第一透镜L1的面型和口径得到合理配置，有利于提升第一透镜L1的中心厚度，进而为大角度入射光线提供了足够的光路偏折空间，便于大角度入射至第一透镜L1的光线在第一透镜L1内部平缓汇聚，从而可以有效控制球差的产生。进一步地，当第一透镜L1的中心厚度大于1.5mm时，光学系统10在跌落实验、冲击实验或其他测试中能符合产品判定标准的同时，具有良好的成像质量。

在一些实施例中，光学系统10满足以下条件式：

1.1mm<(R61*R81)/R52<1.5mm；

其中，R61为第六透镜L6的物侧面S11于光轴处的曲率半径，R81为第八透镜L8的物侧面S15于光轴处的曲率半径。

如此，能够有效地控制此三个面(第五透镜L5的像侧面S10、第六透镜L6的物侧面S11及第八透镜L8的物侧面S15)分别与感光元件之间产生的鬼像，保证光学系统10在具有良好的成像质量的同时，降低鬼影风险。

在一些实施例中，光学系统10满足以下条件式：

8mm<(F8*R82)/R81<20mm；

其中，R82为第八透镜L8的像侧面S16于光轴处的曲率半径，F8为第八透镜L8的焦距。

如此，能够有效地控制边缘光线入射到感光元件表面的角度在合理范围，从而使得光学系统10与感光元件具有良好匹配度，避免成像出现偏色的风险。

在一些实施例中，光学系统10满足以下条件式：

1.2<(V7-V6)/(V3-V4)<1.7；

其中，V3为第三透镜L3的阿贝数，V4为第四透镜L4的阿贝数，V6为第六透镜L6的阿贝数，V7为第七透镜L7的阿贝数。

如此，能够有效地控制光学系统10的色差，提升光学系统10成像质量。

在一些实施例中，光学系统10满足以下条件式：

12mm^-1＜R21/(CT2*ET2)＜14mm^-1；

其中，R21为第二透镜L2的物侧面S3于光轴处的曲率半径，CT2为第二透镜L2的中心厚度，ET2为第二透镜L2的物侧面S3的最大有效口径处到第二透镜L2的像侧面S4的最大有效口径处于光轴方向的距离。

如此，不仅可以减小高低温边缘视场的场曲，而且可以有效地控制光学系统10的畸变。

在一些实施例中，光学系统10满足以下条件式：

-5mm<F3/N3<-4mm；

其中，N3为第三透镜L3的折射率，F3为第三透镜L3的焦距。

如此，能够有效地控制第三透镜L3的高低温的离焦量，保证光学系统10高低温环境下的成像质量。

在一些实施例中，光学系统10满足以下关系式：

0.3<(CT3+CT4+CT5+CT6+CT7)/TTL＜0.4；

其中，CT3为第三透镜L3的物侧面S5到第三透镜L3的像侧面S6于光轴上的距离，CT4为第四透镜L4的物侧面S7到第四透镜L4的像侧面S8于光轴上的距离，CT5为第五透镜L5的物侧面S9到第五透镜L5的像侧面S10于光轴上的距离，CT6为第六透镜L6的物侧面S11到第六透镜L6的像侧面S12于光轴上的距离，CT7为第七透镜L7的物侧面S13到第七透镜L7的像侧面S14于光轴上的距离，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S19于光轴上的距离。

如此，能够有效地控制光学系统10的总长以及透镜厚度之间的关系，并保证光学系统10厚度公差具有较低的敏感度，提升装配良率。超过关系式上限时，光学系统10的光学总长过小，透镜的厚度及间距过于紧凑，不利于透镜的组装，降低光学系统10的装配良率；低于关系式下限时，光学系统10光学总长过大，不利于光学系统10的小型化。

在一些实施例中，光学系统10满足以下条件式：

-1.5<F/(F2+F3+F4+F5)<-1；

其中，F2为第二透镜L2的焦距，F3为第三透镜L3的焦距，F4为第四透镜L4的焦距，F5为第五透镜L5的焦距，F为光学系统10的焦距。

如此，能够有效地控制光学系统10的景深，不仅可以保证光学系统10在物距大于10m能成清晰的像，而且可以保证光学系统10在物距小于0.6m也成清晰的像。

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。在一个实施例中，可以将各透镜的投影侧或像源侧均设计为非球面。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O处的切平面的距离，r为非球面上相应点到光轴O的距离，c为非球面于光轴O处的屈率，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。

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

请参见图1和图2，本实施例的光学系统10中，沿光轴方向从物侧至像侧依序由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7及第八透镜L8组成。

第一透镜L1具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面。第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凹面。第三透镜L3具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凹面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凹面；第四透镜L4具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面，第四透镜L4的像侧面S8于光轴处为凸面；第五透镜L5具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面，第五透镜L5的像侧面S10于光轴处为凹面；第六透镜L6具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凸面，第六透镜L6的像侧面S12于光轴处为凹面；第七透镜L7具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于光轴处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于光轴处为凸面；第八透镜L8具有正屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于光轴处为凸面，第八透镜L8的像侧面S16于光轴处为凹面。

本实施例中，第三透镜L3和第四透镜L4胶合，因此第三透镜L3的像侧面S6与第四透镜L4的物侧面S7重合；第六透镜L6和第七透镜L7胶合，因此第六透镜L6的像侧面S12与第七透镜L7的物侧面S13重合。

此外，光学系统10还包括光阑STO，本实施例中光阑STO置于第五透镜L5和第六透镜L6之间，其他实施例中，光阑STO还可设置于任意两片透镜之间或者任意透镜表面。光学系统10还包括滤光片L9和成像面S19。滤光片L9设置在第八透镜L8的像侧面S16和成像面S19之间，滤光片L9包括物侧面S17和像侧面S18，滤光片L9用于过滤掉红外光线。滤光片L9的材质为玻璃，并可在玻璃上镀膜。感光元件30的有效像素区域位于成像面S19。

表1a示出了本实施例的光学系统10的特性的表格，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均由参考波长为555nm的可见光获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)，数值的正负仅代表方向。

表1a

其中，F为光学系统10的焦距，FNO为光学系统10的光圈数，Semi-FOV为光学系统10的最大视场角的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S19于光轴上的距离。

以下表1b展现了表1a中相应透镜表面的非球面系数。

表1b

K

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S9

6.8133E-01

-1.3519E-03

5.3434E-04

-4.7729E-05

1.4350E-04

0.0000E+00

S10

-1.1397E+00

3.7190E-02

9.9839E-03

1.3254E-04

5.8136E-04

0.0000E+00

S14

2.0662E+01

-6.7431E-02

4.3022E-02

-9.9995E-03

4.5123E-03

-6.3195E-04

8.4258E-05

1.8943E-05

S15

2.6156E-01

-9.3854E-02

2.0859E-02

-7.4319E-03

1.3860E-04

3.0982E-04

-2.0687E-06

0.0000E+00

S16

-8.8806E+00

3.5482E-02

-3.9212E-02

1.8269E-02

-5.3323E-03

7.0707E-04

1.3273E-05

-7.3289E-06

请参阅图2，图2中(a)示出了第一实施例的光学系统10在波长为435nm、470nm、510nm、555nm、610nm、656nm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10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10的球差数值较佳，说明本实施例中的光学系统10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10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视场角，其单位为度。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10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10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视场角，其单位为度，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555nm下，光学系统10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10的像差较小、成像质量较好，具有良好的成像品质。

请参见图3和图4，第二实施例的光学系统10的结构与第一实施例的光学系统10的相同，参照即可。

表2a示出了本实施例的光学系统10的特性的表格，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均由参考波长为555nm的可见光获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)，数值的正负仅代表方向，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表2a

表2b

K

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S9

6.9162E-01

-1.2782E-03

5.9476E-04

-3.1057E-05

1.3808E-04

0.0000E+00

S10

7.5103E-01

3.6688E-02

9.3052E-04

1.5879E-03

4.5774E-03

0.0000E+00

S14

7.8940E-01

-5.5610E-02

2.8289E-02

-1.1055E-02

1.7306E-03

-2.0993E-04

-1.4631E-05

8.6940E-06

S15

6.2174E-01

-8.1387E-02

1.2016E-02

-2.8206E-04

-8.1243E-04

3.1551E-04

0.0000E+00

S16

-1.2907E+01

3.7823E-02

-4.0476E-02

1.8986E-02

-5.4596E-03

7.1385E-04

9.9833E-06

-6.9995E-06

图4示出了第二实施例的光学系统10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10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4中的像差图可知，光学系统10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10拥有良好的成像品质。

第三实施例

请参阅图5和图6，本实施例的光学系统10中，沿光轴方向从物侧至像侧依序由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7及第八透镜L8组成。

第一透镜L1具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面。第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凹面。第三透镜L3具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凹面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凹面；第四透镜L4具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面，第四透镜L4的像侧面S8于光轴处为凸面；第五透镜L5具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于光轴处为凸面，第五透镜L5的像侧面S10于光轴处为凹面；第六透镜L6具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凸面，第六透镜L6的像侧面S12于光轴处为凹面；第七透镜L7具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于光轴处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于光轴处为凸面；第八透镜L8具有正屈折力，第八透镜L8的物侧面S15于光轴处为凸面，第八透镜L8的像侧面S16于光轴处为凹面。

本实施例中，第三透镜L3和第四透镜L4胶合，因此第三透镜L3的像侧面S6与第四透镜L4的物侧面S7重合，第六透镜L6和第七透镜L7胶合，因此第六透镜L6的像侧面S12与第七透镜L7的物侧面S13重合。

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10的特性的表格，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均由参考波长为555nm的可见光获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)，数值的正负仅代表方向，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

K

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S9

6.9185E-01

-4.6759E-04

1.7527E-04

1.5203E-04

-4.3048E-05

0.0000E+00

S10

-7.2906E+00

3.2701E-02

7.1146E-03

1.9894E-03

1.8390E-03

0.0000E+00

S14

4.8844E+00

-4.3080E-02

2.4457E-02

-8.4832E-03

6.9258E-04

0.0000E+00

S15

8.3024E-01

-7.9165E-02

9.1476E-03

-2.4286E-03

-1.9780E-04

3.0095E-04

0.0000E+00

S16

-1.2696E+01

3.5606E-02

-3.8539E-02

1.8333E-02

-5.4260E-03

7.1388E-04

1.4466E-05

-7.4803E-06

图6示出了第三实施例的光学系统10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10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6中的像差图可知，光学系统10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10拥有良好的成像品质。

请参见图7和图8，第四实施例的光学系统10的结构与第一实施例的光学系统10的相同，参照即可。

表4a示出了本实施例的光学系统10的特性的表格，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均由参考波长为555nm的可见光获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)，数值的正负仅代表方向，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

K

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S9

6.8069E-01

-8.8195E-04

7.0833E-04

-7.3506E-05

1.7328E-04

0.0000E+00

S10

-2.3370E-01

3.6438E-02

8.4814E-03

2.1423E-03

4.0113E-04

0.0000E+00

S14

1.7508E+00

-6.3714E-02

3.3997E-02

-1.4569E-02

3.1403E-03

-6.3031E-04

8.2965E-05

1.3394E-05

S15

7.1057E-01

-8.8608E-02

1.3335E-02

-3.8867E-04

-7.3000E-04

3.0641E-04

-3.1189E-06

0.0000E+00

S16

-9.2186E+00

3.3376E-02

-3.8596E-02

1.8414E-02

-5.3863E-03

7.0656E-04

1.3134E-05

-7.3121E-06

图8示出了第四实施例的光学系统10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10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8中的像差图可知，光学系统10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10拥有良好的成像品质。

请参见图9和图10，第五实施例的光学系统10的结构与第一实施例的光学系统10的相同，参照即可。

表5a示出了本实施例的光学系统10的特性的表格，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均由参考波长为555nm的可见光获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)，数值的正负仅代表方向，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

K

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S9

6.8069E-01

-8.8195E-04

7.0833E-04

-7.3506E-05

1.7328E-04

0.0000E+00

S10

-2.3370E-01

3.6438E-02

8.4814E-03

2.1423E-03

4.0113E-04

0.0000E+00

S14

1.7508E+00

-6.3714E-02

3.3997E-02

-1.4569E-02

3.1403E-03

-6.3031E-04

8.2965E-05

1.3394E-05

S15

7.1057E-01

-8.8608E-02

1.3335E-02

-3.8867E-04

-7.3000E-04

3.0641E-04

-3.1189E-06

0.0000E+00

S16

-9.2186E+00

3.3376E-02

-3.8596E-02

1.8414E-02

-5.3863E-03

7.0656E-04

1.3134E-05

-7.3121E-06

图10示出了第五实施例的光学系统10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10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10中的像差图可知，光学系统10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10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系统10中R52/R51、(R12*SD1)/R11、(R61*R81)/R52、(CT3+CT4+CT5+CT6+CT7)/TTL、(F8*R82)/R81、(V7-V6)/(V3-V4)、R3/(CT2*ET2)、F3/N3和F/(F2+F3+F4+F5)的值。

表6

在一些实施例中，第一透镜L1至第八透镜L8的焦距满足公式：-5<F1/F<-4、-4<F2/F<-3、-6<F3/F<-5、4.5<F4/F<6、2<F5/F<3、30<|F6/F|<200、5.5<F7/F<10、3<F8/F<10，其中，F1为第一透镜L1的焦距，F2为第二透镜L2的焦距，F3为第三透镜L3的焦距，F4为第四透镜L4的焦距，F5为第五透镜L5的焦距，F6为第六透镜L6的焦距，F7为第七透镜L7的焦距，F8为第八透镜L8的焦距，F为光学系统10的焦距。通过满足上述公式，能够使得光焦度分配均匀合理，像差易矫正，像质表现良好。

表7示出了第一实施例至第五实施例的光学系统10中-5<F1/F<-4、-4<F2/F<-3、-6<F3/F<-5、4.5<F4/F<6、2<F5/F<3、30<|F6/F|<200、5.5<F7/F<10、3<F8/F<10的值。

关系式/实施例	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
						-5<F1/F<-4	-4.759	-4.692	-4.399	-4.731	-4.759
-4<F2/F<-3	-3.416	-3.440	-3.246	-3.434	-3.334
						-6<F3/F<-5	-5.167	-5.176	-5.114	-5.314	-5.685
4.5<F4/F<6	5.338	5.395	4.909	5.339	5.639
						2<F5/F<3	2.525	2.511	2.669	2.557	2.505
30<\|F6/F\|<200	41.342	32.171	195.735	55.313	43.445
						5.5<F7/F<10	5.910	8.798	9.404	6.841	7.061
3<F8/F<10	6.891	9.790	9.662	3.727	7.931

在本实施例中，通过合理配置第一透镜L1至第八透镜L8的面型及满足上述公式，能够使得光学系统10的工作温度为-40℃至80℃，光圈数在1.8至2之间，最大视场角的一半大于等于200度，实现总长小于等于13.5m。

请参见图11，本申请的一实施例还提供了一种镜头模组100，包括如上所述的光学系统10、镜筒20及感光元件30，光学系统10的第一透镜L1至第八透镜L8安装在镜筒20内，感光元件30设于光学系统10的像侧。

请参见图12，本申请的一实施例还提供了一种电子设备1000，包括如上所述的镜头模组100和壳体200，镜头模组100设置在壳体200内。可选地，电子设备1000包括但不局限于运动相机、手机等。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种光学系统，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧依序由具有负屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有正屈折力的第五透镜、具有屈折力的第六透镜、具有正屈折力的第七透镜及具有正屈折力的第八透镜组成；

所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面；

所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第五透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第七透镜的像侧面于近光轴处为凸面；

所述第八透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第八透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述光学系统满足以下条件式：

3.5<R52/R51<4.5；

其中，R51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R52为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下条件式：

1.6mm<(R12*SD1)/R11<1.9mm；

其中，R11为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R12为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，SD1为所述第一透镜的物侧面的光学有效径的一半。

3.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下条件式：

1.1mm<(R61*R81)/R52<1.5mm，8mm<(F8*R82)/R81<20mm；

其中，R61为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R81为所述第八透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R82为所述第八透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，F8为所述第八透镜的焦距。

4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下条件式：

1.2<(V7-V6)/(V3-V4)<1.7；

其中，V3为所述第三透镜的阿贝数，V4为所述第四透镜的阿贝数，V6为所述第六透镜的阿贝数，V7为所述第七透镜的阿贝数。

5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下条件式：

12mm^-1＜R21/(CT2*ET2)＜14mm^-1；

其中，R21为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT2为所述第二透镜的中心厚度，ET2为所述第二透镜的物侧面的最大有效口径处到所述第二透镜的像侧面的最大有效口径处于光轴方向的距离。

6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下条件式：

-5mm<F3/N3<-4mm；

其中，N3为所述第三透镜的折射率，F3为所述第三透镜的焦距。

7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：

0.3<(CT3+CT4+CT5+CT6+CT7)/TTL＜0.4；

其中，CT3为所述第三透镜的物侧面到所述第三透镜的像侧面于光轴上的距离，CT4为所述第四透镜的物侧面到所述第四透镜的像侧面于光轴上的距离，CT5为所述第五透镜的物侧面到所述第五透镜的像侧面于光轴上的距离，CT6为所述第六透镜的物侧面到所述第六透镜的像侧面于光轴上的距离，CT7为所述第七透镜的物侧面到所述第七透镜的像侧面于光轴上的距离，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。

8.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下条件式：

-1.5<F/(F2+F3+F4+F5)<-1；

其中，F2为所述第二透镜的焦距，F3为所述第三透镜的焦距，F4为所述第四透镜的焦距，F5为所述第五透镜的焦距，F为所述光学系统的焦距。

9.一种镜头模组，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的光学系统及感光元件，所述感光元件设于所述光学系统的像侧。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的镜头模组和壳体，所述镜头模组设置在所述壳体内。