CN214122552U

CN214122552U - 光学系统、摄像模组及电子设备

Info

Publication number: CN214122552U
Application number: CN202023028318.0U
Authority: CN
Inventors: 乐宇明; 蔡雄宇; 周宝; 赵迪
Original assignee: Tianjin OFilm Opto Electronics Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Oufei Optics Co ltd
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2021-09-03
Anticipated expiration: 2030-12-16

Abstract

本实用新型涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。光学系统由物侧至像侧依次包括：具有负屈折力的第一透镜，其像侧面于近轴处为凹面；具有正屈折力的第二透镜；具有负屈折力的第三透镜，其物侧面于近轴处为凹面；具有正屈折力的第四透镜，其物侧面和像侧面均于近轴处为凸面；具有正屈折力的第五透镜，其物侧面和像侧面均于近轴处为凸面；具有负屈折力的第六透镜，其物侧面于近轴处为凹面；光学系统满足关系：2＜CT3/SAGs5＜5；CT3为第三透镜于光轴上的厚度，SAGs5为第三透镜的物侧面于最大有效直径处的矢高。上述光学系统可抑制边缘像差的产生，同时也能防止第三透镜的物侧面因过于平缓而无法良好地校正像差。

Description

光学系统、摄像模组及电子设备

技术领域

本实用新型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

随着车载行业的发展，驾驶的安全性愈加被重视，因而市场对行车记录仪、倒车影像设备等车载摄影设备的摄影性能要求越来越高。特别地，对于ADAS(Advanced DriverAssistant System，高级驾驶辅助系统)而言，由于驾驶系统需要通过摄像头获得影像来识别汽车周边的物体，从而其识别准确度受摄像头的摄像清晰度影响较大。但是，无论是驾驶员或驾驶系统通过所拍摄的影像进行危险因素的判断，都需要尽可能地提高摄像头的摄像清晰度以提高判断准确度，进而提升驾驶安全性。

实用新型内容

基于此，有必要针对如何提高摄像头的摄像清晰度的问题，提供一种光学系统、摄像模组及电子设备。

一种光学系统，由物侧至像侧依次包括：

具有负屈折力的第一透镜，所述第一透镜的像侧面于近轴处为凹面；

具有正屈折力的第二透镜；

具有负屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面于近轴处为凹面；

具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面和像侧面均于近轴处为凸面；

具有正屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面和像侧面均于近轴处为凸面；

具有负屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面于近轴处为凹面；

所述光学系统满足关系：

2＜CT3/|SAGs5|＜5；

CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度，SAGs5为所述第三透镜的物侧面于最大有效直径处的矢高。

具有上述设计的六片式光学系统，通过满足上述关于CT3/SAGs5的关系式，可使所述第三透镜的中心厚度与物侧面的最大有效直径处的矢高值得到合理配置，避免所述第三透镜在满足较高屈折力的同时导致中心厚度过大或物侧面过于弯曲而增加透镜的制造难度，从而降低生产成本，提高良率。另外，满足上述关系时也能够防止所述第三透镜的物侧面过于弯曲，以抑制边缘像差的产生，同时也能防止所述第三透镜的物侧面因过于平缓而无法良好地校正像差。当低于关系式的下限时，所述第三透镜的物侧面过于弯曲，透镜加工难度增大，增加透镜的生产成本；另外，表面过于弯曲时易产生边缘像差，不利于所述光学系统像质的提升。超过关系式的上限时，会导致所述第三透镜的厚度值过大，且由于透镜密度过大，从而会增加所述光学系统的重量，不利于轻量化和小型化的设计。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

-8＜f1/CT1＜-4；

f1为所述第一透镜的有效焦距，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。低于关系式下限时，所述第一透镜的焦距过大，屈折力不足，不利于抑制高阶像差，从而容易出现高阶球差、彗差等现象，进而影响所述光学系统的分辨率和成像品质。超过关系式上限时，所述第一透镜的屈折力过强，导致扩散的光束收缩过大，从而不利于使大角度光线经第一透镜折射后充满光瞳并充分传递至高像素成像面上，不利于实现系统高像素的特点。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

1＜f2/CT2＜5；

f2为所述第二透镜的有效焦距，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。满足上述关系时，能够合理的搭配所述第二透镜的中心厚度和所述第二透镜的有效焦距，从而可以降低所述第二透镜的中心厚度的公差敏感度，降低单透镜的加工工艺难度，从而有利于提升光学系统中透镜组的组装良率，以此降低生产成本。另外，通过满足上述关系式，可避免所述第二透镜的焦距过大，避免系统产生较难校正的像散而降低成像质量，同时也可避免所述第二透镜的中心厚度过大或过小，而当中心厚度越大时，透镜的重量越大，不利于系统的轻量化设计，而当透镜的中心厚度越小，则透镜加工工艺难度越大。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

-18mm＜f1*f2/f＜-4mm；

f1为所述第一透镜的有效焦距，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。所述第一透镜为负透镜，能够为系统提供负的屈折力，有利于扩宽大角度入射的光线宽度；再通过设置具有正屈折力的所述第二透镜以收缩光线以抑制折转角度，使得光束充满光瞳。通过进一步满足关系式，则有利于校正光线经所述第一透镜和所述第二透镜折射所产生的像差，提升成像解析力。若超过关系式范围，则不利所述光学系统的像差校正，从而降低成像品质。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.1＜(CT4+d45)/f＜1；

CT4为所述第四透镜于光轴上的有效焦距，d45为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于光轴上的距离，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足关系式上限，可避免所述第四透镜的厚度和/或第四透镜与第五透镜于光轴上的空气间隔过大，从而有利于实现系统的小型化设计。而通过满足关系式下限，在满足系统光学性能的前提下，可增加所述第四透镜的中心厚度和/或第四透镜与第五透镜于光轴上的空气间隔的距离，从而有利于系统像差的修正，进而提高系统的成像品质。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

-15mm＜f5*f6/f＜-6mm；

f5为所述第五透镜的有效焦距，f6为所述第六透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系时，所述第五透镜和第六透镜的一正一负的屈折力强度能够得到合理的搭配，从而能够进行像差的相互校正，有利于所述第五透镜与第六透镜为所述光学系统提供最小的像差贡献比。超出关系式的范围时，所述第五透镜与第六透镜的组合焦距过大，导致所述光学系统易产生较严重的像散现象，不利于成像品质的提升。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

f/EPD＜1.7；

f为所述光学系统的有效焦距，EPD为所述光学系统的入瞳直径。通过上述参数的设定控制系统的进光量和入瞳直径，能够使系统具有大光圈的效果以及较大的景深范围，从而在实现无限远清晰成像的同时，对近处景物依然具有清晰的解像力。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

3.5＜TTL/f＜4.5；

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。通过限定所述光学系统的光学总长与所述光学系统的焦距的关系，在满足所述光学系统视场角范围的同时，还能控制所述光学系统的光学总长，以满足所述光学系统的小型化的特征。超过关系式上限，所述光学系统总长过长，不利于小型化；超过条件式下限，所述光学系统焦距过长，则不利于满足所述光学系统的视场角范围，无法获得足够的物空间信息。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

1＜R7/f＜23.5；

R7为所述第四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。满足上述关系时，所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径与系统的有效焦距之间能够得到合理控制，可降低加工过程中的偏心风险，降低加工难度。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.6＜f456/f＜1.3；

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，f为所述光学系统的有效焦距。通过合理控制系统中所述第四透镜至所述第六透镜所构成的透镜组的屈折力分配，一方面有利于减小所述光学系统的高级像差，另一方面也可校正物方透镜组(由所述第一透镜至所述第三透镜所构成)产生的场曲对解像力的影响。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

-5＜f123/f＜-0.5；

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，f为所述光学系统的有效焦距。通过合理控制系统中所述第一透镜至所述第三透镜所构成的前透镜组的屈折力分配，以及通过前透镜组中正负透镜搭配的设计，从而可前透镜组中的透镜互相校正像差，且抑制前透镜组整体产生的像差，提升解像力，进而有利于获得高品质的成像系统。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.05＜CT2/CT3＜1；

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。满足上述关系时，所述第二透镜与所述第三透镜于光轴上的厚度关系能够得到合理配置，从而可有效的调节所述第二透镜与所述第三透镜之间的屈折力关系，以此有利于所述光学系统在实现广角化和小型化的同时提高光学性能。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

3.5＜f56/(CT5-CT6)＜37.2；

f56为所述第五透镜和所述第六透镜的组合焦距，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度， CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。在满足上述关系的条件下，系统能够控制所述第五透镜和所述第六透镜的组合焦距以及两个透镜之间厚度关系的搭配，使所述第五透镜与所述第六透镜之间的厚度关系能够得到合理配置，使具有一正一负的两个透镜(即所述第五透镜和所述第六透镜)的屈折力也能得到合理的搭配，从而使两个透镜之间能够相互校正像差。低于条件式的下限时，所述第五透镜与所述第六透镜的中心厚度差异过大，不利于胶合工艺，另外在高低温环境变化较大的环境下，因上述厚度差异而产生的冷热变形量差异较大，易产生胶裂或脱胶等现象；超过条件式的上限时，又会使所述第五透镜与所述第六透镜的组合焦距过大，易产生较严重的像散现象，从而不利于成像品质的提升。

一种摄像模组，包括图像传感器及上述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，所述摄像模组能够较好地抑制边缘像差，以此提高拍摄清晰度。

一种电子设备，包括上述摄像模组。通过采用上述摄像模组，有利于提高所述电子设备的拍摄清晰度。

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为本申请一实施例提供的摄像模组的示意图；

图10为本申请一实施例提供的电子设备的示意图；

图11为本申请一实施例提供的汽车的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参考图1，在本申请的实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜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及具有负屈折力的第六透镜L6。光学系统10中各透镜同轴设置，即各透镜的光轴均位于同一直线上，该直线可称为光学系统10的光轴。

第一透镜L1包括物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2包括物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3包括物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4包括物侧面S7和像侧面S8，第五透镜L5 包括物侧面S9及像侧面S10，第六透镜L6包括物侧面S11和像侧面S12。在本申请的实施例中，第一透镜L1的像侧面S2于近轴处为凹面，第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8均于近轴处为凸面，第五透镜L5的物侧面S9和像侧面 S10均于近轴处为凸面，第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面。

另外，光学系统10还有一成像面S13，成像面S13位于第六透镜L6的像侧。一般地，光学系统10的成像面S13与图像传感器的感光面重合，为方便理解，可将成像面S13视为感光元件的感光表面。

在一些实施例中，当光学系统10应用于车载摄像设备、露天监控设备中时，光学系统 10中各透镜的材质均为玻璃，以此可有效防止温度过高而导致的透镜老化等问题。或者在一些实施例中，第一透镜L1的材质为玻璃，而第二透镜L2至第六透镜L6的材质均为塑料，此时，由于光学系统10中位于物方的透镜的材质为玻璃，因此这些位于物方的玻璃透镜对极端环境具有很好耐受效果，不易受物方环境的影响而出现老化等情况，从而当光学系统10处于暴晒高温等极端环境下时，这种结构能够较好地平衡系统的光学性能与成本。当然，光学系统10中透镜材质配置关系并不限于上述实施例，任一透镜的材质可以为塑料，也可以为玻璃，具体设计可根据实际需求而确定。

在一些实施例中，光学系统10包括红外截止滤光片110，红外截止滤光片110设置于第六透镜L6的像侧，并与光学系统10中的各透镜相对固定设置。红外截止滤光片110用于滤除红外光，防止红外光到达系统的成像面S13，从而防止红外光干扰正常成像。红外截止滤光片110可与各透镜一同装配以作为光学系统10中的一部分。在另一些实施例中，红外截止滤光片110并不属于光学系统10的元件，此时红外截止滤光片110可以在光学系统10与感光元件装配成摄像模组时，一并安装至光学系统10与感光元件之间。在一些实施例中，红外截止滤光片110也可设置在第一透镜L1的物侧。另外，在一些实施例中也可通过在第一透镜L1至第六透镜L6中的至少一个透镜上设置滤光镀层以实现滤除红外光的作用。除了滤除红外光外，当设备用于红外成像时，光学系统10中也可设置红外带通滤光片，以允许特定波段范围内的红外光到达成像面S13。

另外，在本申请的实施例中，光学系统10满足关系：

2＜CT3/|SAGs5|＜5；

CT3为第三透镜L3于光轴上的厚度，SAGs5为第三透镜L3的物侧面于最大有效直径处的矢高。一些实施例中的CT3/SAGs5具体可以为2.3、2.5、2.7、3、3.1、3.2、3.5、3.9、4、4.1、4.2或4.3。

具有上述设计的六片式光学系统10，通过满足上述关于CT3/SAGs5的关系式，可使第三透镜L3的中心厚度与物侧面S5的最大有效直径处的矢高值得到合理配置，避免第三透镜L3 在满足较高屈折力的同时导致中心厚度过大或物侧面S5过于弯曲而增加透镜的制造难度，从而降低生产成本，提高良率。另外，满足上述关系时也能够防止第三透镜L3的物侧面S5过于弯曲，以抑制边缘像差的产生，同时也能防止第三透镜L3的物侧面S5因过于平缓而无法良好地校正像差。当低于关系式的下限时，第三透镜L3的物侧面S5过于弯曲，透镜加工难度增大，增加透镜的生产成本；另外，表面过于弯曲时易产生边缘像差，不利于光学系统10 像质的提升。超过关系式的上限时，会导致第三透镜L3的厚度值过大，且由于透镜密度过大，从而会增加光学系统10的重量，不利于轻量化和小型化的设计。

应注意的是，上述矢高为第三透镜L3的物侧面S5中心(即物侧面S5与光轴的交点)至该面的最大有效通光口径处(即该面最大有效直径处)于平行光轴方向上的距离。当矢高值为正值时，在平行于系统的光轴的方向上，该面的最大有效通光口径处相较于该面的中心处更靠近系统的像侧；当该值为负值时，在平行于系统的光轴的方向上，该面的最大有效通光口径处相较于该面的中心处更靠近系统的物侧。

此外，在一些实施例中，光学系统10还满足以下至少一个关系，且当满足任一关系式时均能带来相应的效果：

-8＜f1/CT1＜-4；f1为第一透镜L1的有效焦距，CT1为第一透镜L1于光轴上的厚度。一些实施例中的f1/CT1可以为-7.5、-7.3、-7、-6.5、-6、-5.5、-5.2、-5或-4.8。低于关系式下限时，第一透镜L1的焦距过大，屈折力不足，不利于抑制高阶像差，从而容易出现高阶球差、彗差等现象，进而影响光学系统10的分辨率和成像品质。超过关系式上限时，第一透镜L1的屈折力过强，导致扩散的光束收缩过大，从而不利于使大角度入射的光线经第一透镜L1折射后充满光瞳并充分传递至高像素成像面上，不利于实现系统高像素的特点。

1＜f2/CT2＜5；f2为第二透镜L2的有效焦距，CT2为第二透镜L2于光轴上的厚度。一些实施例中的f2/CT2可以为1.9、2、2.5、3、3.2、3.5、4、4.2、4.5、4.7或4.9。满足上述关系时，能够合理的搭配第二透镜L2的中心厚度和第二透镜L2的有效焦距，从而可以降低第二透镜L2的中心厚度的公差敏感度，降低单透镜的加工工艺难度，从而有利于提升光学系统10中透镜组的组装良率，以此降低生产成本。另外，通过满足上述关系式，可避免第二透镜L2的焦距过大，避免系统产生较难校正的像散而降低成像质量，同时也可避免第二透镜L2的中心厚度过大或过小，而当中心厚度越大时，透镜的重量越大，不利于系统的轻量化设计，而当透镜的中心厚度越小，则透镜加工工艺难度越大。

-18mm＜f1*f2/f＜-4mm；f1为第一透镜L1的有效焦距，f2为第二透镜L2的有效焦距， f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的f1*f2/f可以为-17.3mm、-17mm、-16.5mm、-15mm、-13mm、-10mm、-9.5mm、-7mm、-5.5mm、-5mm、-4.8mm、-4.6mm或-4.4mm。第一透镜L1为负透镜，能够为系统提供负的屈折力，有利于扩宽大角度入射的光线宽度；再通过设置具有正屈折力的第二透镜L2以收缩光线以抑制折转角度，使得光束充满光瞳。通过进一步满足关系式，则有利于校正光线经第一透镜L1和第二透镜L2折射所产生的像差，提升成像解析力。若超过关系式范围，则不利光学系统10的像差校正，从而降低成像品质。

0.1＜(CT4+d45)/f＜1；CT4为第四透镜L4于光轴上的有效焦距，d45为第四透镜L4的像侧面S8至第五透镜L5的物侧面S9于光轴上的距离，f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的(CT4+d45)/f可以为0.32、0.35、0.37、0.4、0.5、0.6、0.65、0.7、0.72、0.74 或0.75。通过满足关系式上限，可避免第四透镜L4的厚度和/或第四透镜L4与第五透镜L5 于光轴上的空气间隔过大，从而有利于实现系统的小型化设计。而通过满足关系式下限，在满足系统光学性能的前提下，可增加第四透镜L4的中心厚度和/或第四透镜L4与第五透镜 L5于光轴上的空气间隔的距离，从而有利于系统像差的修正，进而提高系统的成像品质。

-15mm＜f5*f6/f＜-6mm；f5为第五透镜L5的有效焦距，f6为第六透镜L6的有效焦距， f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的f5*f6/f可以为-14mm、-13.8mm、-13.5mm、-13mm、-12mm、-10mm、-8mm、-7.5mm、-7.3mm、-7mm、-6.8mm或-6.6mm。满足上述关系时，第五透镜L5和第六透镜L6的一正一负的屈折力强度能够得到合理的搭配，从而能够进行像差的相互校正，有利于第五透镜L5与第六透镜L6为光学系统10提供最小的像差贡献比。超出关系式的范围时，第五透镜L5与第六透镜L6的组合焦距过大，导致光学系统10易产生较严重的像散现象，不利于成像品质的提升。

f/EPD＜1.7；f为光学系统10的有效焦距，EPD为光学系统10的入瞳直径。通过上述参数的设定控制系统的进光量和入瞳直径，能够使系统具有大光圈的效果以及较大的景深范围，从而在实现无限远清晰成像的同时，对近处景物依然具有清晰的解像力。

3.5＜TTL/f＜4.5；TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S13于光轴上的距离，f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的TTL/f可以为3.75、3.8、3.85、3.9、3.95或4。通过限定光学系统10的光学总长与光学系统10的焦距的关系，在满足光学系统10视场角范围的同时，还能控制光学系统10的光学总长，以满足光学系统10的小型化的特征。超过关系式上限时，光学系统10总长过长，不利于小型化；低于关系式下限时，光学系统10焦距过长，则不利于满足光学系统10的视场角范围，无法获得足够的物空间信息。

1＜R7/f＜23.5；R7为第四透镜L4的物侧面S7于光轴处的曲率半径，f为光学系统10 的有效焦距。一些实施例中的R7/f可以为1.1、1.5、2、2.5、5、8、12、16、20、22、22.5、 23或23.4。满足上述关系时，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处的曲率半径与系统的有效焦距之间能够得到合理控制，可降低加工过程中的偏心风险，降低加工难度。

0.6＜f456/f＜1.3；f456为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距，f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的f456/f可以为0.75、0.8、0.85、0.9、1、1.1、1.15或1.2。通过合理控制系统中第四透镜L4至第六透镜L6所构成的透镜组的屈折力分配，一方面有利于减小光学系统10的高级像差，另一方面也可校正物方透镜组(由第一透镜L1至第三透镜L3所构成)产生的场曲对解像力的影响。

-5＜f123/f＜-0.5；f123为第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距，f为光学系统10的有效焦距。一些实施例中的f123/f可以为-4.7、-4.5、-4、-3.5、-3、-2、 -1.5、-1、-0.9或-0.8。通过合理控制系统中第一透镜L1至第三透镜L3所构成的前透镜组的屈折力分配，以及通过前透镜组中正负透镜搭配的设计，从而可前透镜组中的透镜互相校正像差，且抑制前透镜组整体产生的像差，提升解像力，进而有利于获得高品质的成像系统。

0.05＜CT2/CT3＜1；CT2为第二透镜L2于光轴上的厚度，CT3为第三透镜L3于光轴上的厚度。一些实施例中的CT2/CT3可以为0.1、0.15、0.2、0.4、0.5、0.7、0.8、0.9、0.95 或0.98。满足上述关系时，第二透镜L2与第三透镜L3于光轴上的厚度关系能够得到合理配置，从而可有效的调节第二透镜L2与第三透镜L3之间的屈折力关系，以此有利于光学系统 10在实现广角化和小型化的同时提高光学性能。

3.5＜f56/(CT5-CT6)＜37.2；f56为第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距，CT5为第五透镜L5于光轴上的厚度，CT6为第六透镜L6于光轴上的厚度。一些实施例中的f56/(CT5-CT6) 可以为4、4.5、5、6、6.5、7、7.5、10、15、20、25、30、35、36或37。在满足上述关系的条件下，系统能够控制第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距以及两个透镜之间厚度关系的搭配，使第五透镜L5与第六透镜L6之间的厚度关系能够得到合理配置，使具有一正一负的两个透镜(即第五透镜L5和第六透镜L6)的屈折力也能得到合理的搭配，从而使两个透镜之间能够相互校正像差。低于条件式的下限时，第五透镜L5与第六透镜L6的中心厚度差异过大，不利于胶合工艺，另外在高低温环境变化较大的环境下，因上述厚度差异而产生的冷热变形量差异较大，易产生胶裂或脱胶等现象；超过条件式的上限时，又会使第五透镜L5 与第六透镜L6的组合焦距过大，易产生较严重的像散现象，从而不利于成像品质的提升。

接下来以更为具体详细的实施例来对本申请的光学系统10进行说明：

第一实施例

参考图1和图2，在第一实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、孔径光阑STO、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜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及具有负屈折力的第六透镜L6。图 2包括第一实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为550nm。

第一透镜L1的物侧面S1为凹面，像侧面S2为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面。

第三透镜L3的物侧面S5为凹面，像侧面S6为凹面。

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面。

第一透镜L1至第六透镜L6中各透镜的物侧面和像侧面均为球面。球面透镜的设计能够极大的降低制备难度，以此降低生产成本。另外，第一透镜L1至第六透镜L6中各透镜的材质均为玻璃，玻璃材质不易受温度影响，从而使透镜在高温或低温环境下能够依然保持良好的光学特性。

光学系统10的各透镜参数由以下的表1给出。由物面至像面(成像面S13，也可理解为后期装配时感光元件的感光表面)的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。面序号1和2所对应的表面分别表示第一透镜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。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。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元件的物侧面于光轴上的距离。下表中的IR即为红外截止滤光片110。

在第一实施例中，光学系统10的有效焦距f＝5.51mm，光圈数FNO＝1.6，最大视场角(即对角线方向最大视角)FOV＝69.4°，光学总长TTL＝20.417mm。当装配有图像传感器时，光学系统10的对角线方向平行于图像传感器的有效像素区域的对角线方向。

另外，在以下各实施例(第一实施例至第四实施例)的参数表格中，各透镜的折射率的参考波长为550nm，阿贝数和焦距的参考波长为587.56nm。另外，各实施例的关系式计算和透镜结构以透镜参数(如表1、表2、表3、表4等)为准。

表1

第一实施例中的光学系统满足以下各关系：

CT3/|SAGs5|＝2.268；CT3为第三透镜L3于光轴上的厚度，SAGs5为第三透镜L3的物侧面于最大有效直径处的矢高。具有上述设计的六片式光学系统10，通过满足该关系式，可使第三透镜L3的中心厚度与物侧面S5的最大有效直径处的矢高值得到合理配置，避免第三透镜L3在满足较高屈折力的同时导致中心厚度过大或物侧面S5过于弯曲而增加透镜的制造难度，从而降低生产成本，提高良率。另外，满足上述关系时也能够防止第三透镜L3的物侧面 S5过于弯曲，以抑制边缘像差的产生，同时也能防止第三透镜L3的物侧面S5因过于平缓而无法良好地校正像差。

f1/CT1＝-4.776；f1为第一透镜L1的有效焦距，CT1为第一透镜L1于光轴上的厚度。满足该关系时，有利于抑制系统的高阶球差、慧差等像差，进而提升系统的分辨率和成像品质。另外也能使第一透镜L1的屈折力被控制在合理的范围内，使得光束宽度不会过大收缩，从而使大角度入射的光线经第一透镜L1折射后能够充满光瞳并充分传递至高像素成像面上，从而有利于系统拥有高像素特性。

f2/CT2＝3.158；f2为第二透镜L2的有效焦距，CT2为第二透镜L2于光轴上的厚度。满足上述关系时，能够合理的搭配第二透镜L2的中心厚度和第二透镜L2的有效焦距，从而可以降低第二透镜L2的中心厚度的公差敏感度，降低单透镜的加工工艺难度，从而有利于提升光学系统10中透镜组的组装良率，以此降低生产成本。另外，通过满足上述关系式，可避免第二透镜L2的焦距过大，避免系统产生较难校正的像散而降低成像质量，同时也可避免第二透镜L2的中心厚度过大或过小，而当中心厚度越大时，透镜的重量越大，不利于系统的轻量化设计，而当透镜的中心厚度越小，则透镜加工工艺难度越大。

f1*f2/f＝-5.387mm；f1为第一透镜L1的有效焦距，f2为第二透镜L2的有效焦距，f为光学系统10的有效焦距。本申请该实施例中的第一透镜L1为负透镜，能够为系统提供负的屈折力，有利于扩宽大角度入射的光线宽度；再通过设置具有正屈折力的第二透镜L2以收缩光线以抑制折转角度，使得光束充满光瞳。且通过进一步满足关系式，则有利于校正光线经第一透镜L1和第二透镜L2折射所产生的像差，提升成像解析力。

(CT4+d45)/f＝0.739；CT4为第四透镜L4于光轴上的有效焦距，d45为第四透镜L4的像侧面S8至第五透镜L5的物侧面S9于光轴上的距离，f为光学系统10的有效焦距。通过满足关系式上限，可避免第四透镜L4的厚度和/或第四透镜L4与第五透镜L5于光轴上的空气间隔过大，从而有利于实现系统的小型化设计。而通过满足关系式下限，在满足系统光学性能的前提下，可增加第四透镜L4的中心厚度和/或第四透镜L4与第五透镜L5于光轴上的空气间隔的距离，从而有利于系统像差的修正，进而提高系统的成像品质。

f5*f6/f＝-7.639mm；f5为第五透镜L5的有效焦距，f6为第六透镜L6的有效焦距，f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系时，第五透镜L5和第六透镜L6的一正一负的屈折力强度能够得到合理的搭配，从而能够进行像差的相互校正，有利于第五透镜L5与第六透镜 L6为光学系统10提供最小的像差贡献比。

f/EPD＝1.6；f为光学系统10的有效焦距，EPD为光学系统10的入瞳直径。通过上述参数的设定控制系统的进光量和入瞳直径，能够使系统具有大光圈的效果以及较大的景深范围，从而在实现无限远清晰成像的同时，对近处景物依然具有清晰的解像力。

TTL/f＝3.705；TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S13于光轴上的距离，f为光学系统10的有效焦距。通过限定光学系统10的光学总长与光学系统10的焦距的关系，在满足光学系统10视场角范围的同时，还能控制光学系统10的光学总长，以满足光学系统10的小型化的特征。

R7/f＝1.679；R7为第四透镜L4的物侧面S7于光轴处的曲率半径，f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系时，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处的曲率半径与系统的有效焦距之间能够得到合理控制，可降低加工过程中的偏心风险，降低加工难度。

f456/f＝0.782；f456为第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距，f为光学系统10的有效焦距。通过合理控制系统中第四透镜L4至第六透镜L6所构成的透镜组的屈折力分配，一方面有利于减小光学系统10的高级像差，另一方面也可校正物方透镜组(由第一透镜L1至第三透镜L3所构成)产生的场曲对解像力的影响。

f123/f＝-0.809；f123为第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距，f为光学系统10的有效焦距。通过合理控制系统中第一透镜L1至第三透镜L3所构成的前透镜组的屈折力分配，以及通过前透镜组中正负透镜搭配的设计，从而可前透镜组中的透镜互相校正像差，且抑制前透镜组整体产生的像差，提升解像力，进而有利于获得高品质的成像系统。

CT2/CT3＝0.989；CT2为第二透镜L2于光轴上的厚度，CT3为第三透镜L3于光轴上的厚度。满足上述关系时，第二透镜L2与第三透镜L3于光轴上的厚度关系能够得到合理配置，从而可有效的调节第二透镜L2与第三透镜L3之间的屈折力关系，以此有利于光学系统10在实现广角化和小型化的同时提高光学性能。

f56/(CT5-CT6)＝7.188；f56为第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距，CT5为第五透镜 L5于光轴上的厚度，CT6为第六透镜L6于光轴上的厚度。在满足上述关系的条件下，系统能够控制第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距以及两个透镜之间厚度关系的搭配，使第五透镜L5与第六透镜L6之间的厚度关系能够得到合理配置，使具有一正一负的两个透镜(即第五透镜L5和第六透镜L6)的屈折力也能得到合理的搭配，从而使两个透镜之间能够相互校正像差。低于条件式的下限时，第五透镜L5与第六透镜L6的中心厚度差异过大，不利于胶合工艺，另外在高低温环境变化较大的环境下，因上述厚度差异而产生的冷热变形量差异较大，易产生胶裂或脱胶等现象；超过条件式的上限时，又会使第五透镜L5与第六透镜L6的组合焦距过大，易产生较严重的像散现象，从而不利于成像品质的提升。

另外，图2包括光学系统10的纵向球面像差图(Longitudinal SphericalAberration)，其表示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S13 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，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的场曲图(ASTIGMATIC FIELD CURVES)，其中S曲线代表550nm下的弧矢场曲，T 曲线代表550nm下的子午场曲。由图中可知，系统的场曲较小，各视场的场曲和像散均得到了良好的校正，视场中心和边缘均拥有清晰的成像。

第二实施例

参考图3和图4，在第二实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、孔径光阑STO、具有负屈折力的第三透镜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及具有负屈折力的第六透镜L6。图 4包括第二实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为550nm。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面。

第三透镜L3的物侧面S5为凹面，像侧面S6为凹面。

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面。

另外，第二实施例中光学系统10的各透镜参数由表2给出，其中各结构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

该实施例中的摄像模组10满足以下关系：

CT3/\|SAGs5\|	3.948	f/EPD	1.6
				f1/CT1	-6.581	TTL/f	4.069
f2/CT2	4.207	(CT4+d45)/f	0.766
				f1*f2/f	-9.798	f5*f6/f	-6.511
R7/f	2.351	CT2/CT3	0.478
				f456/f	0.738	f56/(CT5-CT6)	6.79
f123/f	-0.786

由图4中的像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲和像散均得到良好的控制，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

参考图5和图6，在第三实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、孔径光阑STO、具有负屈折力的第三透镜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及具有负屈折力的第六透镜L6。图 6包括第三实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为550nm。

第一透镜L1的物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。

第三透镜L3的物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面。

另外，第三实施例中光学系统10的各透镜参数由表3给出，其中各结构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

该实施例中的摄像模组10满足以下关系：

CT3/\|SAGs5\|	4.357	f/EPD	1.6
				f1/CT1	-7.742	TTL/f	3.859
f2/CT2	4.926	(CT4+d45)/f	0.312
				f1*f2/f	-17.406	f5*f6/f	-7.045
R7/f	23.454	CT2/CT3	0.09
				f456/f	1.231	f56/(CT5-CT6)	37.165
f123/f	-4.831

由图6中的像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲和像散均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统10拥有良好的成像品质。

第四实施例

参考图7和图8，在第四实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、孔径光阑STO、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜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及具有负屈折力的第六透镜L6。图8包括第四实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为550nm。

第一透镜L1的物侧面S1为凹面，像侧面S2为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面。

第三透镜L3的物侧面S5为凹面，像侧面S6为凹面。

第四透镜L4的物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面。

另外，第四实施例中光学系统10的各透镜参数由表4给出，其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。

表4

该实施例中的摄像模组10满足以下关系：

CT3/\|SAGs5\|	3.134	f/EPD	1.6
				f1/CT1	-6.670	TTL/f	3.992
f2/CT2	1.875	(CT4+d45)/f	0.605
				f1*f2/f	-4.370	f5*f6/f	-14.108
R7/f	1.014	CT2/CT3	0.979
				f456/f	0.752	f56/(CT5-CT6)	3.79
f123/f	-0.721

由图8中的像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲和像散均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统10拥有良好的成像品质。

参考图9，本申请的一些实施例还提供了一种摄像模组20，光学系统10与感光元件210 组装以形成摄像模组20，感光元件210设置于光学系统10的像侧。感光元件210可以为CCD (Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，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S13 与感光元件210的感光表面重叠。

在一些实施例中，摄像模组20包括设于第六透镜L6与感光元件210之间的滤光片110，滤光片110用于滤除红外光。在一些实施例中，滤光片110能够安装至镜头的像端。在一些实施例中，摄像模组20还包括保护玻璃120，保护玻璃120设于滤光片110与感光元件210之间，保护玻璃120用于保护感光元件210。通过采用上述光学系统10，摄像模组20能够较好地抑制边缘像差，以此提高拍摄清晰度。

参考图10，本申请的一些实施例还提供了一种电子设备30，摄像模组20应用于电子设备30。具体地，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可以为电路板、外壳等部件。电子设备30可以为但不限于智能手机、智能手表、电子书阅读器、车载摄像设备、监控摄像设备、医疗设备(如内窥镜)、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 Digital Assistant，个人数字助理)、无人机等。具体地，在一些实施例中，电子设备30为车载摄像设备(具体结构可参考图10)，摄像模组20设置于车载摄像设备的外壳内，该外壳即为固定件310。通过采用上述摄像模组 20，将有利于提高电子设备30的拍摄清晰度。

参考图10和图11，本申请的一些实施例还提供了一种汽车40。当电子设备30为车载摄像设备时，电子设备30可作为汽车40的前视摄像设备、后视摄像设备或侧视摄像设备。具体地，汽车40包括安装部410，电子设备30的固定件310安装于安装部410上，安装部410可以是车体的一部分，如进气格栅、侧视镜、后视镜、后尾箱盖板、车顶、中控台。当电子设备30设有可转动的安装板320时，电子设备30通过安装板320安装至汽车40的安装部 410上。电子设备30可安装于车体的前侧(如进气格栅处)、左前大灯、右前大灯、左后视镜、右后视镜、车尾箱盖板、车顶等任意位置。其次，电子设备30也可在汽车40内设置显示设备，电子设备30与显示设备通信连接，从而，安装部410上的电子设备30所获得的影像能够在显示设备上实时显示，让驾驶者能够获得安装部410四周更大范围的环境信息，使驾驶者在驾驶时更为方便及安全。通过采用上述电子设备30，能够有效减小边缘像差对所获得的成像画面的清晰度的影响，从而使汽车40在行驶时依然能够获得高质量的成像画面，进而有利于提升驾驶的安全性。特别地，对于自动驾驶等需要对成像画面进行自动分析处理的驾驶系统而言，像差的减少能够有效地提高系统分析的准确性，为汽车40做出更准确的引导，以此有效提升自动驾驶等驾驶方式的安全系数。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种光学系统，其特征在于，由物侧至像侧依次包括：

具有正屈折力的第二透镜；

所述光学系统满足关系：

2＜CT3/|SAGs5|＜5；

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

-8＜f1/CT1＜-4；

f1为所述第一透镜的有效焦距，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

1＜R7/f＜23.5；

R7为所述第四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。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

0.6＜f456/f＜1.3；

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，f为所述光学系统的有效焦距。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

-5＜f123/f＜-0.5；

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，f为所述光学系统的有效焦距。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

0.05＜CT2/CT3＜1；

CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足关系：

3.5＜f56/(CT5-CT6)＜37.2；

f56为所述第五透镜和所述第六透镜的组合焦距，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度，CT6为所述第六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，满足关系：

3.5＜TTL/f＜4.5；

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。

9.一种摄像模组，其特征在于，包括图像传感器及权利要求1至8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。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求9所述的摄像模组。