WO2022226827A1

WO2022226827A1 - 光学系统、摄像模组及电子设备

Info

Publication number: WO2022226827A1
Application number: PCT/CN2021/090482
Authority: WO
Inventors: 党绪文; 刘彬彬; 李明
Original assignee: 欧菲光集团股份有限公司; 江西晶超光学有限公司
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2022-11-03

Abstract

一种光学系统（10），包括：第一透镜（L1），其物侧面（S1）于近光轴处为凹面；具有正屈折力的第二透镜（L2）；第三透镜（L3）；第四透镜（L4），其物侧面（S7）和像侧面（S8）均为非球面；第五透镜（L5），其物侧面（S9）于近光轴处为凸面，且其物侧面（S9）和像侧面（S10）中的至少一者具有非旋转对称面型，第五透镜（L5）的非旋转对称面型关于X轴及Y轴对称；且光学系统（10）满足关系：|（fx5+fy5）|/（fx+fy）＜22；fx5为第五透镜（L5）于X方向的有效焦距，fy5为第五透镜（L5）于Y方向的有效焦距，fx为光学系统（10）于X方向的有效焦距，fy为光学系统（10）于Y方向的有效焦距。

Description

光学系统、摄像模组及电子设备

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、摄像模组及电子设备。

背景技术

在传统的摄像设备中，光学系统常常存在设计不良的问题而导致像差过大，从而对成像品质造成不良影响。而在光学系统的各种成像像差中，畸变像差是较为明显且容易被人眼察觉的。畸变是光学系统对物体所成的像相对于物体本身而言的失真程度，会引起像的变形，例如直线扭曲为曲线。特别地，当畸变大于5％时，人眼能够明显察觉出成像画面的变形，从而能够依此判断出成像质量的优劣。

一般地，抑制畸变的方法主要是通过调整光学系统中的镜片结构、排列方式、片数等以尽可能抑制畸变的产生，但这种方法的效果并不明显，畸变情况往往难以得到较好的抑制。

发明内容

根据本申请的各种实施例，提供一种光学系统、摄像模组及电子设备。

一种光学系统，沿光轴由物侧至像侧依次包括：

具有屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面；

具有正屈折力的第二透镜；

具有屈折力的第三透镜；

具有屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为非球面；

具有屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面，且第五透镜的物侧面和像侧面中的至少一者具有非旋转对称面型，所述第五透镜的非旋转对称面型关于X轴及Y轴对称；

且所述光学系统满足关系：

|(fx5+fy5)|/(fx+fy)＜22；

fx5为所述第五透镜于X方向的有效焦距，fy5为所述第五透镜于Y方向的有效焦距，fx为所述光学系统于X方向的有效焦距，fy为所述光学系统于Y方向的有效焦距。

一种摄像模组，包括图像传感器及上述光学系统，所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。

一种电子设备，包括固定件及上述的摄像模组，所述摄像模组设置于所述固定件。

本发明的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本发明的其它特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。

附图说明

为了更好地描述和说明这里公开的那些发明的实施例和/或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的发明、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些发明的最佳模式中的任何一者的范围的限制。

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、场曲像散图和畸变图；

图3包括第一实施例中光学系统的RMS光斑直径相对参考图；

图4为本申请第二实施例提供的光学系统的结构示意图；

图5包括第二实施例中光学系统的纵向球差图、场曲像散图和畸变图；

图6包括第二实施例中光学系统的RMS光斑直径相对参考图；

图7为本申请第三实施例提供的光学系统的结构示意图；

图8包括第三实施例中光学系统的纵向球差图、场曲像散图和畸变图；

图9包括第三实施例中光学系统的RMS光斑直径相对参考图；

图10为本申请第四实施例提供的光学系统的结构示意图；

图11包括第四实施例中光学系统的纵向球差图、场曲像散图和畸变图；

图12包括第四实施例中光学系统的RMS光斑直径相对参考图；

图13为本申请第五实施例提供的光学系统的结构示意图；

图14包括第五实施例中光学系统的纵向球差图、场曲像散图和畸变图；

图15包括第五实施例中光学系统的RMS光斑直径相对参考图；

图16为本申请第六实施例提供的光学系统的结构示意图；

图17包括第六实施例中光学系统的纵向球差图、场曲像散图和畸变图；

图18包括第六实施例中光学系统的RMS光斑直径相对参考图；

图19为本申请一实施例提供的摄像模组的结构示意图；

图20为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

参考图1，在本申请的实施例中，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5。其中第二透镜L2具有正屈折力。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，该直线可作为光学系统10的光轴101。光学系统10中的各透镜安装于镜筒内以装配成摄像镜头。

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及像侧面S10。光学系统10还具有成像面S11，成像面S11位于第五透镜L5的像侧，光学系统10的中心视场对对应的位于物面处的物体，来自光学系统10物面的物体的光线经光学系统10各透镜调节后能够会聚于成像面S11。一般地，光学系统10的成像面S11与图像传感器的感光面重合。

在本申请的实施例中，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凹面；第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8均为非球面；第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面。当描述透镜表面于近光轴处具有某种面型时，即该透镜表面于光轴101附近具有该种面型，而该透镜表面于靠近最大有效通光孔径处的区域可以拥有与之相同的面型或相反的面型。进一步地，第五透镜L5的物侧面S9和像侧面S10中的至少一者具有非旋转对称面型，且非旋转面型关于第五透镜L5的X轴和Y轴对称，光学系统10的X轴、Y轴及光轴101中的任意两者之间相互垂直。另外，第五透镜L5的X轴平行于X方向且与光轴101相交，Y轴平行于Y方向且与光轴101相交。在一个实施例中，当光学系统10与图像传感器装配时，光学系统10的X方向对应图像传感器矩形有效像素区域的长度方向，Y方向对应矩形有效像素区域宽度方向。

通过上述透镜设计，将有利于光学系统10实现大视角及大像面设计，且通过使光学系统10最后一片透镜拥有非旋转对称面型，即提升第五透镜L5的折射表面的设计自由度，从而有利于对光学系统10的子午场曲及弧矢场曲实现最终校正，以此可有效地抑制光学系统10的场曲、像散、畸变等像差，从而提高成像质量。且不同于完全的自由曲面，第五透镜L5的非旋转对称面型关于X轴和Y轴对称，仅提供低阶的非旋转对称参量，从而可对光学畸变起到较好的校正效果。

在本申请的实施例中，光学系统10还满足关系式条件：

|(fx5+fy5)|/(fx+fy)＜22；fx5为第五透镜L5于X方向的有效焦距，fy5为第五透镜L5于Y方向的有效焦距，fx为光学系统10于X方向的有效焦距，fy为光学系统10于Y方向的有效焦距。满足上述关系式条件时，第五透镜L5于X方向和Y方向的有效焦距与光学系统10于X方向和Y方向的有效焦距相比不会过大，可很好符合目前前沿的加工水平，具有良好的实用性；另外，满足该关系式条件也可使光学系统10在拥有大视角特性时的光学畸变得到进一步的合理抑制，从而可利于提升成像质量，降低后期图像处理对算力的要求。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为1.0、1.05、1.1、1.2、3.0、4.0、10.0、11.0、15.0、18.0或20.0。

此外，在一些实施例中，光学系统10还满足以下至少一条关系，且当满足任一关系时均可拥有相应的技术效果：

-1＜SD11/f3＜1.1；SD11为第一透镜L1的物侧面S1最大有效口径的一半，f3为第三透镜L3的有效焦距。满足该关系时，光学系统10的物端口径能够得到合理的缩小，有利于实现小头部设计。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为-0.85、-0.8、-0.7、-0.5、-0.4、0.1、0.8、0.9或1.0。

在满足上述-1＜SD11/f3＜1.1的条件时，光学系统10还进一步满足关系：SD11＜2.3mm；满足该关系时，光学系统10的前段口径小于后端口径，可改善光学系统10中的透镜组的结构布局以更好的与镜筒装配，另外也可减少进入光学系统10的杂光，改善成像质量，同时也能通过小头部设计以较好地保护镜片。在一些实施例中，SD11具体可以为1.33、1.41、1.5、1.63、1.72、1.85、2.0、2.1或2.2。

在满足上述0＜SD11/|f3|＜1.1的条件时，光学系统10还进一步满足关系：1.2mm＜SD11＜1.8mm；满足该关系时，可进一步使光学系统10的前端拥有小口径结构，以满足如显示设备的显示面板对小开孔的需求，从而可提升屏占比及外观美化效果。当低于关系式下限时，第一透镜L1的有效通光口径过小，无法提供合理的像差校正量，且在设计与制造上的难度大，成本过高。

3.0＜IMGH/FFL＜8.0；IMGH为光学系统10的最大视场角所对应的像高，FFL为第五透镜L5的像侧面至光学系统10的成像面S11于光轴101方向上的最短距离。满足该关系时，光学系统10的像面尺寸能够得到提升，使得光学系统10在拥有大视角特性时依然能够匹配高像素的图像传感器，同时也能够为光学系统10提供较大的后焦距，从而便于工艺优化与调整。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为3.2、3.35、4.6、5.8、6.5、7.0、7.3或7.5。

IMGH＞6.3mm；IMGH为光学系统10的最大视场角所对应的像高。IMGH也可称为光学系统10的最大成像圆直径，且当装配图像传感器时，图像传感器的矩形有效像素区域的对角线长度等于或大致等于IMGH。满足该关系时，光学系统10可支持与1/2.7英寸左右的图像传感器装配，符合主流芯片大小，拥有多种像素可选。在一些实施例中，IMGH具体可以为6.3、6.35、6.4、6.46、6.5、6.54或6.6，数值单位为mm。

FFL＞0.8mm；FFL为第五透镜L5的像侧面至光学系统10的成像面S11于光轴101方向上的最短距离。满足该关系时，可为光学系统10提供较长的后焦，长后焦可让机构部分具有更好的灵活性，方便对机构内部进行布局，同时在与图像传感器装配时能够提供足够的调整空间，便与组装调试。在一些实施例中，FFL具体可以为0.85、0.9、0.93、0.96、1.0、1.1、1.2、1.53、1.76、2.0、2.05或2.1，数值单位为mm。

|R22|/|f4|＜3.2；R22为第二透镜L2的像侧面于光轴101处的曲率半径，f4为第四透镜L4的有效焦距，此时光学系统10包括孔径光阑STO，孔径光阑STO设于第一透镜L1与第二透镜L2之间，或者设于第二透镜L2与第三透镜L3之间。以上提供的两种孔径光阑STO的设置方案，即孔径光阑STO位于第一透镜L1和第二透镜L2之间，或者孔径光阑STO位于第二第三透镜L3之间，能够配合第一透镜L1对大角度光线的偏折，以及第二透镜L2的屈折力配置，能够缩小入射光线在孔径光阑STO附近的偏折角度，有助于缩小孔径光阑STO附近的透镜的高公差敏感性，利于组装加工与工艺稳定。满足该关系时，第二透镜L2的像侧面的面型及第四透镜L4的屈折力强度将得到合理的约束，从而可配合上述孔径光阑STO的设置位置以提供良好的像差校正的能力。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为0.2、0.24、0.36、0.5、0.6、1.3、1.8、2.6、2.8或3.0。

1.8mm＜|R42|+R51＜9.0mm；R42为第四透镜L4的像侧面于光轴101处的曲率半径，R51为第五透镜L5的物侧面S9于光轴101处的曲率半径。大视角系统易带来较严重的鬼像风险，其中位于光学系统10像端且厚度较大的第四透镜L4和第五透镜L5往往是产生鬼影的主要风险项。满足该关系时，可有效控制第四透镜L4的像侧面及第五透镜L5的物侧面S9于光轴101处的曲率半径，从而可避免两者的面型过于弯曲，使两个透镜表面具有合理的弯曲程度以减少光线在两者之间反射，进而能够有效地抑制由光学系统10内部反射引起的鬼像，提升成像画面纯净度和解像力。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为2.0、2.2、2.3、2.45、2.7、2.9、4.5、6.7、7.2、7.8、8.3或8.5，数值单位为mm。

当满足上述1.8mm＜|R42|+R51＜9.0mm的关系时，光学系统10进一步满足关系：|R42|＞0.87mm；满足该关系时，可以进一步抑制光轴附近的低角度鬼像，同时配合第四透镜L4像侧面外侧倾角的控制，可有效抑制第四透镜L4的内部多次反射鬼像。在一些实施例中，|R42|具体可以为0.9、0.94、1.0、1.13、1.25、1.4、1.6、1.87、1.96或2.0，数值单位为mm。

当满足上述1.8mm＜|R42|+R51＜9.0mm的关系时，光学系统10进一步满足关系：R51＞0.81mm；满足该关系时，也可进一步降低于第五透镜L5光轴附近反射的低角度鬼像，从而有助于提升成像画面的纯净度。在一些实施例中，R51具体可以为0.85、0.9、1.0、1.3、1.5、3.2、4.6、5.9、6.5、7.0或7.3，数值单位为mm。

(CT23+CT34+CT45)/CT3＜4.1；CT23为第二透镜L2的像侧面S4至第三透镜L3的物侧面S5于光轴101上的距离，CT34为第三透镜L3的像侧面S6至第四透镜L4的物侧面S7于光轴101上的距离，CT45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101上的距离，CT3为第三透镜L3于光轴101上的厚度。第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5之间的间隙能够反映光学系统10的紧凑性。满足该关系时，可使得第二透镜L2到第五透镜L5的结构布局具有良好的紧凑性，从而有助于压缩光学系统10的光学总长，同时通过配合约束第三透镜L3的厚度变化，可降低第三透镜L3的公差敏感度并使光学系统10获得良好的解像力性能。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为0.5、0.65、0.7、0.86、1.04、1.5、2.7、2.95、3.43或3.82。

|SLP11/SLP42|＜8.1；SLP11为第一透镜L1的物侧面S1于最大有效口径处的切面与垂直光轴101的平面之间的锐角夹角，SLP42为第四透镜L4的像侧面S8于最大有效口径处的切面与垂直光轴101的平面之间的锐角夹角，SLP11和SLP42可参考图1中的示意。满足该关系时，第一透镜L1的物侧面S1和第四透镜L4的像侧面S8分别在最大有效径处的切面倾角能够得到合理约束，从而可避免两者于有效径边缘处的面型发生过大的扭曲，使有效径处的角度变化合理，同时也有助于使两者的面型变化趋于平坦，从而可有效避免光学系统10在边缘视场处出现明显的漏光问题，进而提升系统的稳定性。超过关系式范围时，第一透镜L1与第四透镜L4在最大有效径处的切面倾角差异过大，易在边缘视场附近出现较为严重的漏光现象。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为1.35、1.46、1.55、1.64、2.7、3.8、5.37、5.76、7.52或7.8。

15deg/％＜FOV/|DIST|＜83deg/％；FOV为光学系统10的最大视场角，DIST为光学系统10于Y方向的最大光学畸变。满足该关系时，光学系统10能够在提供合适的拍摄视场角下，依旧可获得低水平畸变图像。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为20、27、32、39、48、55、63、72或79，数值单位为deg/％。

100°＜FOV＜125°；满足该关系时，对于拥有上述设计的光学系统10而言，光学系统10的视场角能够保持在一个光学畸变可被有效控制的范围内，此范围可提供足够的被摄角度，即光学系统10将拥有良好的系统畸变控制和广角特性，同时也能避免因视场角过大而带来的镜面弯曲程度过大的问题，避免厚度口径激增而不利于生产的问题。另外，第五透镜L5的非旋转对称面型的引入也可有效抑制广角系统下的畸变突出的问题，且通过配合上述透镜设计，从而可以将光学畸变控制在合理的范围以内。即上述光学系统10能够在提供广角拍摄性能的前提下，依旧可获得低水平畸变图像，极大的降低了广角拍摄后期通过算法校正畸变的难度。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为103°、105°、108°、110°、115°、118°、120°。

应注意的是，以上各关系式条件中的折射率、阿贝数、有效焦距的数值参考波长均为587.56nm，有效焦距至少是指相应透镜或透镜组于近光轴处的数值。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六片式光学系统10。在无法确保前述光学系统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中的至少一个透镜具有非球面面型，当透镜的至少一侧表面(物侧面或像侧面)为非球面时，即可称该透镜具有非球面面型。具体地，可以将各透镜的物侧面及像侧面均设计为非球面。非球面的面型设置能够进一步帮助光学系统10更为有效地消除像差，改善成像质量，同时还有利于光学系统10的小型化设计，使光学系统10能够在保持小型化设计的前提下同时具备优良的光学效果。当然，在另一些实施例中，光学系统10中至少一个透镜可具有球面面型，球面面型的设计可降低透镜的制备难度，降低制备成本。应注意的是，附图中的各透镜厚度、表面曲率等尺寸的比例可能存在一定的偏差。另外还应注意的是，当某个透镜的物侧面或像侧面为非球面时，该面可以存在反曲结构，此时该面由中心至边缘的面型将发生改变。

在一些实施例中，光学系统10中至少一个透镜的材质为塑料(PC，Plastic)，塑料材质可以为聚碳酸酯、树胶等。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)。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中可设置至少两种不同材质的透镜，例如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。

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

参考图1，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及具有正屈折力的第五透镜L5。光学系统10中各透镜表面的面型如下：

第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凹面，像侧面S2于近光轴处为凹面；物侧面S1于圆周处为凸面，像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面；物侧面S3于圆周处为凸面，像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面；物侧面S5于圆周处为凹面，像侧面S6于圆周处为凹面。

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，像侧面S8于近光轴处为凸面；物侧面S7于圆周处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，像侧面S10于近光轴处为凹面；物侧面S9于圆周处为凹面，像侧面S10于圆周处为凸面。

在本申请的实施例中，当描述透镜表面于近光轴处具有某种面型时，则表示该透镜表面于光轴101附近具有该种面型；当描述透镜表面于圆周处具有某种面型时，则表示该透镜表面于有效通光区域靠近最大有效口径处的位置具有该种面型。

在第一实施例中，第一透镜L1至第五透镜L5中各透镜的物侧面及像侧面均为非球面，且各透镜的材质均为塑料，特别地，第五透镜L5的像侧面S10具有旋转非对称面型。

该实施例中光学系统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。滤光片110可以为光学系统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110的光学总长保持不变。滤光片110可以为红外截止滤光片。表1中Y半径为透镜相应表面于光轴101处且沿Y方向的曲率半径，其中第五透镜L5像侧面S10的Y半径为该表面于光轴101处且沿Y方向的曲率半径，Y孔径为相应透镜表面于Y方向的最大有效口径的一半。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元件(透镜或光阑)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SPH(Spherical surface)表示球面，ASP(Aspheric surface)表示非球面，AAS(Anamorphic aspheric surface)表示非旋转对称面。表格中各透镜的折射率、阿贝数、焦距(有效焦距)的参考波长为587.56nm，且Y半径、厚度、焦距(有效焦距)、Y孔径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于Y方向的有效焦距f为2.01mm，光圈数FNO为2.29，最大视场角FOV为118.39°，光学总长TTL为4.973mm光学系统10拥有广角特性。当装配图像传感器后，FOV也可理解为光学系统10于对应图像传感器的矩形有效像素区域的对角线方向的最大视场角。

以下表2展现了表1中相应透镜表面的非球面系数，其中K为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。

表2

面序号	1	2	4	5	6
K	9.1658E+01	-1.7307E+01	3.0382E+00	-2.2561E+00	1.4138E+01
A4	2.5009E-01	6.4735E-01	4.4902E-02	6.3634E-01	3.8041E-01
A6	-2.3457E-01	-4.6064E-01	-8.4437E-01	-1.4766E+01	-1.2413E+01
A8	3.8115E-01	3.7701E+00	1.3271E+01	1.2314E+02	1.0022E+02
A10	-6.2218E-01	-3.6750E+01	-1.5540E+02	-6.2495E+02	-4.7031E+02
A12	7.9357E-01	2.4241E+02	1.0507E+03	2.0180E+03	1.4141E+03
A14	-6.8554E-01	-9.2832E+02	-4.2934E+03	-4.1970E+03	-2.7717E+03
A16	3.6912E-01	2.0685E+03	9.9001E+03	5.4446E+03	3.4406E+03
A18	-1.1160E-01	-2.4990E+03	-1.0994E+04	-4.0066E+03	-2.4611E+03
A20	1.4375E-02	1.2454E+03	3.3001E+03	1.2728E+03	7.7596E+02
面序号	7	8	9	10
K	-7.6754E+01	-1.5124E+01	1.4867E-01	-2.4788E+00
A4	4.1269E-02	4.0053E-01	-1.9488E-01	-1.2697E-01
A6	-2.7554E+00	-1.1553E+00	5.3595E-01	1.0109E-01
A8	1.5093E+01	2.3298E+00	-6.7851E-01	-2.0320E-01

A10	-4.7611E+01	-3.3602E+00	3.4322E-01	1.9310E-01
A12	9.6867E+01	3.6233E+00	3.1869E-01	-9.8539E-02
A14	-1.2932E+02	-2.8370E+00	-5.2682E-01	2.9090E-02
A16	1.0998E+02	1.4884E+00	2.8520E-01	-4.9453E-03
A18	-5.4156E+01	-4.6088E-01	-7.0919E-02	4.4641E-04
A20	1.1807E+01	6.2797E-02	6.8549E-03	-1.6431E-05

非球面的面型计算可参考非球面公式：

其中，Z为透镜表面相应位置的矢高，r为透镜表面相应位置到光轴的距离，c为透镜表面于光轴101处的曲率，k为圆锥系数，Ai为与第i阶高次项对应的系数。应注意的是，透镜的实际面型形状并不限于附图中示出的形状，附图并非按严格按比例绘制，其与透镜的实际面型结构可能存在一定差异。

以下表3给出了表1中相应透镜表面的非旋转曲面系数：

表3

面序号	Y半径	KY	AR	BR	CR	DR
11	0.768807342	-1.663457174	-0.191976082	0.057116896	-0.009015528	0.00053673
面序号	X半径	KX	AP	BP	CP	DP
11	0.766844273	-1.697501225	0.00697792	0.007104647	0.006969101	0.006622243

Y半径为相应透镜表面于光轴101处且沿Y方向的曲率半径，X半径为相应透镜表面于光轴101处且沿X方向的曲率半径，单位均为mm。Z为透镜表面平行于Z轴方向(光轴方向)的面的矢高，CUX、CUY分别为透镜表面于X、Y轴方向的顶点曲率，KX、KY分别为X、Y轴方向的圆锥系数，AR、BR、CR、DR分别为非旋转对称分量中的4阶、6阶、8阶、10阶系数，AP、BP、CP、DP分别为非旋转对称分量中的4阶、6阶、8阶、10阶的系数。

非旋转对称曲面可利用但不限于以下公式进行限定：

在第一实施例中，光学系统10满足以下各关系：

|(fx5+fy5)|/(fx+fy)＝3.89。满足该关系式条件时，第五透镜L5于X方向和Y方向的有效焦距与光学系统10于X方向和Y方向的有效焦距相比不会过大，可很好符合目前前沿的加工水平，具有良好的实用性；另外，满足该关系式条件也可使光学系统10在拥有大视角特性时的光学畸变得到进一步的合理抑制，从而可利于提升成像质量，降低后期图像处理对算力的要求。

SD11/|f3|＝0.53。满足该关系时，光学系统10的物端口径能够得到合理缩小，有利于实现小头部设计。

其中SD11＝1.207mm；满足该关系时，光学系统10的前段口径小于后端口径，可进一步使光学系统10的前端拥有小口径结构，改善光学系统10中的透镜组的结构布局以更好的与镜筒装配，以满足如显示设备的显示面板对小开孔的需求，提升屏占比及外观美化效果，另外也可减少进入光学系统10的杂光，改善成像质量，同时也能通过小头部设计以较好地保护镜片。

IMGH/FFL＝7.43。满足该关系时，光学系统10的像面尺寸能够得到提升，使得光学系统10在拥有大视角特性时依然能够匹配高像素的图像传感器，同时也能够为光学系统10提供较大的后焦距，从而便于工艺优化与调整。

IMGH＝6.56mm。满足该关系时，光学系统10可支持与1/2.7英寸左右的图像传感器装配，符合主流芯片大小，拥有多种像素可选。

FFL＝0.883mm。满足该关系时，可为光学系统10提供较长的后焦，长后焦可让机构部分具有更好的灵活性，方便对机构内部进行布局，同时在与图像传感器装配时能够提供足够的调整空间，便与组装调试。

|R22|/|f4|＝0.18。孔径光阑STO能够配合第一透镜L1对大角度光线的偏折，以及第二透镜L2的屈折力配置，能够缩小入射光线在孔径光阑STO附近的偏折角度，有助于缩小孔径光阑STO附近的透镜的高公差敏感性，利于组装加工与工艺稳定。满足该关系时，第二透镜L2的像侧面的面型及第四透镜L4的屈折力强度将得到合理的约束，从而可配合上述孔径光阑STO的设置位置以提供良好的像差校正的能力。

|R42|+R51＝2.84mm。大视角系统易带来较严重的鬼像风险，其中位于光学系统10像端且厚度较大的第四透镜L4和第五透镜L5往往是产生鬼影的主要风险项。满足该关系时，可有效控制第四透镜L4的像侧面及第五透镜L5的物侧面S9于光轴101处的曲率半径，从而可避免两者的面型过于弯曲，使两个透镜表面具有合理的弯曲程度以减少光线在两者之间反射，进而能够有效地抑制由光学系统10内部反射引起的鬼像，提升成像画面纯净度和解像力。

|R42|＝2.017mm。满足该关系时，可以进一步抑制光轴附近的低角度鬼像，同时配合第四透镜L4像侧面外侧倾角的控制，可有效抑制第四透镜L4的内部多次反射鬼像。

R51＝0.819mm；满足该关系时，也可进一步降低于第五透镜L5光轴附近反射的低角度鬼像，从而有助于提升成像画面的纯净度。

(CT23+CT34+CT45)/CT3＝2.86。满足该关系时，可使得第二透镜L2到第五透镜L5的结构布局具有良好的紧凑性，从而有助于压缩光学系统10的光学总长，同时通过配合约束第三透镜L3的厚度变化，可降低第三透镜L3的公差敏感度并使光学系统10获得良好的解像力性能。

|SLP11/SLP42|＝1.56。满足该关系时，第一透镜L1的物侧面S1和第四透镜L4的像侧面S8分别在最大有效径处的切面倾角能够得到合理约束，从而可避免两者于有效径边缘处的面型发生过大的扭曲，使有效径处的角度变化合理，同时也有助于使两者的面型变化趋于平坦，从而可有效避免光学系统10在边缘视场处出现明显的漏光问题，进而提升系统的稳定性。

FOV/|DIST|＝35.87deg/％。满足该关系时，光学系统10能够在提供合适的拍摄视场角下，依旧可获得低水平畸变图像。

FOV＝118.39°。满足该关系时，对于拥有上述设计的光学系统10而言，光学系统10的视场角能够保持在一个光学畸变可被有效控制的范围内，此范围可提供足够的被摄角度，即光学系统10将拥有良好的系统畸变控制和广角特性，同时也能避免因视场角过大而带来的镜面弯曲程度过大的问题，避免厚度口径激增而不利于生产的问题。另外，第五透镜L5的非旋转对称面型的引入也可有效抑制广角系统下的畸变突出的问题，且通过配合上述透镜设计，从而可以将光学畸变控制在合理的范围以内。即上述光学系统10能够在提供广角拍摄性能的前提下，依旧可获得低水平畸变图像，极大的降低了广角拍摄后期通过算法校正畸变的难度。

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587.56nm。纵向球面像差图(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的场曲像散图(Astigmatic Field Curves)，其中S曲线代表587.56nm下的弧矢场曲，T曲线代表587.56nm下的子午场曲。由图中可知，光学系统的场曲较小，大部分视场的场曲被控制在0.05mm以内，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相差较小，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，根据畸变图可知，具有广角特性的光学系统10的最大畸变被控制在2.5％左右，畸变程度得到了良好的控制。

图3示出了第一实施例中光学系统10的RMS光斑在成像面一象限内不同位置的相对大小情况，以此反映出成像面上不同区域的RMS光斑的相对弥散情况，图中坐标(0，0)处对应光学系统10的中心视场。图3体现了RMS光斑直径与真实光线像高的关系，横坐标表示X方向的真实光线像高，纵坐标表示Y方向的真实光线像高。图中的横纵坐标的尺度(每格0.5mm)反映的是成像面有效成像区域的真实尺度，而图中各光斑的尺寸为放大后的情况。各光斑的真实尺寸应参考图中右上方的标尺(每格0.033mm)，通过图中的光斑大小与该标尺的比例关系便可得出成像面上相应位置的光斑的实际大小。由图3可知，最小的RMS光斑直径为0.0021389mm，最大的RMS光斑直径为0.010905mm，RMS光斑直径的均值为0.0053341mm，RMS光斑直径的标准差为0.0013872mm。可知，大部分视场的光线均能在成像面S11处实现良好的会聚，且外视场的弥散情况也受到了较好的抑制，因此光学系统10拥有优良的成像清晰度。

第二实施例

参考图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、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及具有负屈折力的第五透镜L5。光学系统10中各透镜表面的面型如下：

第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凹面，像侧面S2于近光轴处为凸面；物侧面S1于圆周处为凸面，像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面；物侧面S3于圆周处为凹面，像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凸面；物侧面S5于圆周处为凹面，像侧面S6于圆周处为凸面。

另外，第二实施例中光学系统10的各透镜参数由表4、表5和表6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

表5

面序号	1	2	4	5	6
K	3.7997E+00	-5.9056E+01	9.9000E+01	-2.8096E+00	3.2088E+00
A4	1.5683E-01	1.6068E-01	-1.4345E-01	2.5296E-01	4.6965E-01
A6	-1.3517E-01	-2.8922E-01	2.4989E+00	-6.4290E+00	-6.1259E+00
A8	1.1613E-01	4.8743E-01	-4.4506E+01	4.5845E+01	4.0549E+01
A10	-7.2663E-02	-5.8598E-01	3.6147E+02	-2.6681E+02	-2.1505E+02
A12	3.1422E-02	4.7744E-01	-1.1189E+03	1.2497E+03	8.9201E+02
A14	-8.9698E-03	-2.5395E-01	-2.9918E+03	-4.1425E+03	-2.5571E+03
A16	1.6055E-03	8.3878E-02	3.2107E+04	8.5692E+03	4.5660E+03
A18	-1.6261E-04	-1.5521E-02	-8.4663E+04	-9.7887E+03	-4.5184E+03
A20	7.1449E-06	1.2234E-03	7.4133E+04	4.6893E+03	1.8880E+03
面序号	7	8	9	11
K	-5.9864E+01	-1.0658E+01	-7.2971E-01	-1.2658E+00
A4	1.9786E-01	3.5868E-01	-4.0498E-02	-2.8632E-01
A6	-1.4090E+00	-2.1731E+00	-9.3302E-02	1.1432E-01
A8	5.2070E+00	8.4514E+00	5.3096E-01	-1.6335E-02
A10	-1.4255E+01	-2.1601E+01	-1.0910E+00	-7.1203E-03
A12	2.7016E+01	3.5863E+01	1.4094E+00	4.4020E-03
A14	-3.3719E+01	-3.8200E+01	-1.2256E+00	-1.1006E-03
A16	2.6089E+01	2.5112E+01	6.9791E-01	1.5137E-04
A18	-1.1254E+01	-9.2462E+00	-2.2631E-01	-1.1212E-05
A20	2.0587E+00	1.4540E+00	3.0757E-02	3.5120E-07

表6

面序号	Y半径	KY	AR	BR	CR	DR
10	0.926172293	-1.381540072	-0.224543064	0.078299817	-0.015872958	0.001244776
面序号	X半径	KX	AP	BP	CP	DP
10	0.928414026	-1.294901282	-0.012484578	-0.006720197	-0.004190306	-0.003060553

该实施例中的光学系统10满足如下关系：

\|(fx5+fy5)\|/(fx+fy)	20.298	\|R22\|/\|f4\|	0.402
SD11/\|f3\|	0.756	\|R42\|+R51(mm)	1.916
SD11(mm)	2.013	(CT23+CT34+CT45)/CT3	0.635
IMGH/FFL	7.109	\|SLP11/SLP42\|	1.293
IMGH(mm)	6.54	FOV/\|DIST\|(deg/％)	59.301
FFL(mm)	0.92	\|R42\|(mm)	0.99
		R51(mm)	0.926

由图5中的各像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，其中各波长下的纵向球差所对应的焦点偏移较小，且各视场下的子午场曲和弧矢场曲均被控制在0.05mm以内，像面弯曲程度受到较好的抑制，同时像散也得到合理调节，最大畸变被控制在2.5％左右，对于广角系统而言，畸变得到了十分有效的抑制。图6则反映了光学系统10的RMS光斑直径在成像面S11相应区域的相对大小情况，RMS光斑的具体参数可参考图中给出的数据，由图中可知，光学系统10各视场区域的RMS光斑的弥散程度得到有效控制。综上，可判断该实施例的光学系统10能够拥有高质量成像。

第三实施例

参考图7，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、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4及具有正屈折力的第五透镜L5。光学系统10中各透镜表面的面型如下：

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凹面；物侧面S3于圆周处为凸面，像侧面S4于圆周处为凹面。

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凸面；物侧面S5于圆周处为凸面，像侧面S6于圆周处为凸面。

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凹面；物侧面S7于圆周处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，像侧面S10于近光轴处为凸面；物侧面S9于圆周处为凸面，像侧面S10于圆周处为凹面。

另外，第三实施例中光学系统10的各透镜参数由表7、表8和表9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7

表8

面序号	1	2	3	4	6
K	-7.6935E+01	2.0686E+00	-2.8389E-01	8.3575E-01	9.3571E+01
A4	3.5445E-01	4.9748E-01	-7.4397E-02	5.8236E-02	-1.8775E-03

A6	-4.1147E-01	-6.1514E-01	1.6535E-01	-7.0611E-01	-2.1215E-01
A8	4.1931E-01	8.6232E-01	-5.9195E+00	2.5272E+00	-1.1716E-01
A10	-3.1714E-01	-8.2695E-01	3.9111E+01	1.4517E+01	3.1858E+00
A12	1.6958E-01	3.6266E-01	-1.6242E+02	-2.5837E+02	-1.3193E+01
A14	-6.1718E-02	9.2832E-02	3.8964E+02	1.3437E+03	2.5477E+01
A16	1.4497E-02	-2.2927E-01	-4.8632E+02	-3.0894E+03	-2.2540E+01
A18	-1.9785E-03	1.2075E-01	2.4507E+02	2.7278E+03	6.9667E+00
A20	1.1919E-04	-2.1996E-02	0.0000E+00	0.0000E+00	6.3194E-01
面序号	7	8	9	10
K	-3.3731E+00	9.0774E+00	-1.3272E+01	-2.2676E+01
A4	3.2407E-01	-2.2266E-01	1.2274E-03	-1.4765E-02
A6	-5.7824E+00	-1.0079E+00	-4.0886E-01	-1.4924E-01
A8	2.9177E+01	4.2518E+00	1.0031E+00	4.2210E-01
A10	-9.8940E+01	-9.6899E+00	-1.3567E+00	-7.6864E-01
A12	2.2962E+02	1.4228E+01	1.1177E+00	9.1234E-01
A14	-3.5941E+02	-1.4246E+01	-5.7978E-01	-6.9551E-01
A16	3.6082E+02	9.4010E+00	1.8357E-01	3.2067E-01
A18	-2.0915E+02	-3.5969E+00	-3.0682E-02	-7.9932E-02
A20	5.3133E+01	5.9159E-01	1.7496E-03	8.2055E-03

表9

面序号	Y半径	KY	AR	BR	CR	DR
11	-4.002159302	2.576126444	0.014938538	0.022580133	-0.030247364	0.009167679
面序号	X半径	KX	AP	BP	CP	DP
11	-4.040442175	2.717071659	0.015475643	-0.002382754	0.000167779	0.000209404

该实施例中的光学系统10满足如下关系：

\|(fx5+fy5)\|/(fx+fy)	1.218	\|R22\|/\|f4\|	0.594
SD11/\|f3\|	1.072	\|R42\|+R51(mm)	2.431
SD11(mm)	1.847	(CT23+CT34+CT45)/CT3	0.689
IMGH/FFL	3.037	\|SLP11/SLP42\|	7.974
IMGH(mm)	6.6	FOV/\|DIST\|(deg/％)	17.53314
FFL(mm)	2.173	\|R42\|(mm)	0.966
		R51(mm)	1.465

在第三实施例中，由于|R22|/|f4|＜3.2，且第二透镜L2与第三透镜L3的面型关于孔径光阑STO近似呈对称的设计，因此可利于进一步减小畸变。

由图8中的各像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，其中各波长下的纵向球差所对应的焦点偏移较小，且各视场下的子午场曲和弧矢场曲均被控制在0.08mm以内，像面弯曲程度受到较好的抑制，同时像散也得到合理调节，最大畸变被控制在7％以内，对于广角系统而言，畸变得到了有效的抑制。图9则反映了光学系统10的RMS光斑直径在成像面S11相应区域的相对大小情况，RMS光斑的具体参数可参考图中给出的数据，由图中可知，光学系统10各视场区域的RMS光斑的弥散程度得到有效控制。综上，可判断该实施例的光学系统10能够拥有高质量成像。

第四实施例

参考图10，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及具有负屈折力的第五透镜L5。光学系统10中各透镜表面的面型如下：

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凹面；物侧面S5于圆周处为凹面，像侧面S6于圆周处为凹面。

另外，第四实施例中光学系统10的各透镜参数由表10、表11和表12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10

表11

面序号	1	2	4	5	6
K	6.0646E+00	-9.9000E+01	-9.0630E+01	-4.1309E+00	-9.9000E+01
A4	1.8877E-01	2.5269E-01	-5.8147E-02	4.0555E-02	1.1331E-01
A6	-1.2737E-01	-5.9444E-02	4.2901E-01	-1.5793E+00	-1.4583E+00
A8	8.8271E-02	-4.6145E-01	-6.7896E+00	6.1114E+00	5.3363E+00
A10	-4.3631E-02	1.6191E+00	4.5860E+01	-1.3471E+01	-1.1544E+01
A12	1.4271E-02	-2.6819E+00	-1.7587E+02	1.5632E+01	1.5984E+01
A14	-2.4611E-03	2.6273E+00	3.3957E+02	-5.5774E+00	-1.4266E+01
A16	-2.5113E-06	-1.5323E+00	-1.7295E+02	-7.8978E+00	7.8579E+00

A18	8.0207E-05	4.9514E-01	-3.8833E+02	9.8183E+00	-2.3978E+00
A20	-1.0352E-05	-7.0417E-02	4.5631E+02	-3.3536E+00	3.0401E-01
面序号	7	8	9	11
K	-1.7421E+00	-8.1252E+01	-1.4361E+00	-2.6483E+00
A4	-7.0568E-02	-5.6628E-12	5.1074E-02	-1.4646E-01
A6	-3.0327E-01	1.3909E-13	-7.4362E-02	7.6288E-02
A8	1.0624E+00	-6.3190E-13	8.1431E-02	-3.3438E-02
A10	-1.8126E+00	1.5094E-12	-4.7541E-02	1.1604E-02
A12	1.9354E+00	-2.1158E-12	8.4950E-03	-3.0521E-03
A14	-1.3349E+00	1.8077E-12	2.0699E-02	5.7285E-04
A16	5.7415E-01	-9.2859E-13	-2.0251E-02	-7.1226E-05
A18	-1.3937E-01	2.6412E-13	7.1105E-03	5.2014E-06
A20	1.4451E-02	-3.2009E-14	-8.5631E-04	-1.6846E-07

表12

面序号	Y半径	KY	AR	BR	CR	DR
10	1.007411558	-3.333338175	-0.153975284	0.041452388	-0.005394826	0.000140173
面序号	X半径	KX	AP	BP	CP	DP
10	1.008804567	-3.290880954	-0.003015313	-0.004460421	-0.006946802	-0.022167795

该实施例中的光学系统10满足如下关系：

\|(fx5+fy5)\|/(fx+fy)	2.656	\|R22\|/\|f4\|	0.45
SD11/\|f3\|	0.448	\|R42\|+R51(mm)	2.069
SD11(mm)	1.702	(CT23+CT34+CT45)/CT3	1.427
IMGH/FFL	6.926	\|SLP11/SLP42\|	5.517
IMGH(mm)	6.6	FOV/\|DIST\|(deg/％)	58.481
FFL(mm)	0.953	\|R42\|(mm)	1.062
		R51(mm)	1.007

由图11中的各像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，其中各波长下的纵向球差所对应的焦点偏移较小，且各视场下的子午场曲和弧矢场曲均被控制在0.04mm以内，像面弯曲程度受到极好的抑制，同时像散也得到合理调节，最大畸变被控制在2％以内，对于广角系统而言，畸变得到了十分有效的抑制。图12则反映了光学系统10的RMS光斑直径在成像面S11相应区域的相对大小情况，RMS光斑的具体参数可参考图中给出的数据，由图中可知，光学系统10各视场区域的RMS光斑的弥散程度得到有效控制。综上，可判断该实施例的光学系统10能够拥有高质量成像。

第五实施例

参考图13，在第五实施例中，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及具有负屈折力的第五透镜L5。光学系统10中各透镜表面的面型如下：

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凹面，像侧面S4于近光轴处为凸面；物侧面S3于圆周处为凹面，像侧面S4于圆周处为凸面。

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面；物侧面S5于圆周处为凹面，像侧面S6于圆周处为凸面。

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，像侧面S8于近光轴处为凸面；物侧面S7于圆周处为凸面，像侧面S8于圆周处为凹面。

另外，第五实施例中光学系统10的各透镜参数由表13、表14和表15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13

表14

面序号	1	2	4	5	6
K	6.3343E+00	9.9000E+01	-9.9000E+01	-2.8753E+00	-1.5248E+01
A4	3.1986E-01	4.4824E-01	-1.5156E-01	-1.4618E-01	-3.4685E-01
A6	-3.4938E-01	-5.3088E-01	-1.1190E+00	-5.0134E-01	-3.3000E-02
A8	4.0802E-01	5.0762E-01	3.0955E+01	-5.2196E+00	1.4337E+00
A10	-3.7386E-01	-6.0232E-01	-5.9202E+02	6.3928E+01	-5.4230E+00
A12	2.5353E-01	2.8016E+00	6.3498E+03	-3.2955E+02	2.1591E+01
A14	-1.1797E-01	-6.8005E+00	-4.0269E+04	9.8169E+02	-5.6462E+01
A16	3.5271E-02	7.9630E+00	1.4886E+05	-1.7629E+03	7.9672E+01
A18	-6.0700E-03	-4.4907E+00	-2.9623E+05	1.7573E+03	-5.6785E+01
A20	4.6374E-04	9.6999E-01	2.4465E+05	-7.4682E+02	1.6237E+01
面序号	7	8	9	11
K	-1.1359E+01	-1.2985E+01	-1.3889E+00	-3.4605E+00
A4	-2.8182E-01	8.3768E-02	4.5131E-02	-1.4005E-01
A6	7.2643E-01	-3.0825E-01	-4.2462E-01	1.4407E-01
A8	-1.7983E+00	1.4569E+00	1.5052E+00	-1.0515E-01

A10	3.3194E+00	-3.2291E+00	-3.2672E+00	5.2864E-02
A12	-4.3064E+00	4.0512E+00	4.3732E+00	-1.7426E-02
A14	3.7793E+00	-3.0522E+00	-3.4467E+00	3.6453E-03
A16	-2.0987E+00	1.3716E+00	1.5639E+00	-4.6571E-04
A18	6.5625E-01	-3.3955E-01	-3.7927E-01	3.3161E-05
A20	-8.7384E-02	3.5701E-02	3.8176E-02	-1.0091E-06

表15

面序号	Y半径	KY	AR	BR	CR	DR
10	1.376902741	-3.13114525	-0.087867597	0.037378507	-0.006781034	0.000304981
面序号	X半径	KX	AP	BP	CP	DP
10	1.386199268	-2.717081215	-0.036240955	-0.024148734	-0.020788786	-0.028787567

该实施例中的光学系统10满足如下关系：

\|(fx5+fy5)\|/(fx+fy)	10.663	\|R22\|/\|f4\|	0.295
SD11/\|f3\|	0.895	\|R42\|+R51(mm)	2.253
SD11(mm)	1.594	(CT23+CT34+CT45)/CT3	0.493
IMGH/FFL	5.722	\|SLP11/SLP42\|	7.746
IMGH(mm)	6.58	FOV/\|DIST\|(deg/％)	81.32933
FFL(mm)	1.15	\|R42\|(mm)	0.877
		R51(mm)	1.377

在第五实施例中，由于|R22|/|f4|＜3.2，且第二透镜L2与第三透镜L3的面型关于孔径光阑STO近似呈对称的设计，因此可利于进一步减小畸变。

由图14中的各像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，其中各波长下的纵向球差所对应的焦点偏移较小，且各视场下的子午场曲和弧矢场曲均被控制在0.1mm左右，像面弯曲程度受到较好的抑制，同时像散也得到合理调节，最大畸变被控制在1.3％以内，对于广角系统而言，畸变得到了十分有效的抑制。图15则反映了光学系统10的RMS光斑直径在成像面S11相应区域的相对大小情况，RMS光斑的具体参数可参考图中给出的数据，由图中可知，光学系统10各视场区域的RMS光斑的弥散程度得到有效控制。综上，可判断该实施例的光学系统10能够拥有高质量成像。

第六实施例

参考图16，在第六实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、孔径光阑STO、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4及具有负屈折力的第五透镜L5。光学系统10中各透镜表面的面型如下：

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，像侧面S8于近光轴处为凸面；物侧面S7于圆周处为凸面，像侧面S8于圆周处为凸面。

另外，第六实施例中光学系统10的各透镜参数由表16、表17和表18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16

表17

面序号	1	2	3	4	6
K	-1.1247E+01	-1.5349E+01	3.6090E+00	3.8032E+01	9.9000E+01
A4	4.0981E-02	8.1007E-02	1.6458E-01	5.3621E-02	4.2420E-03
A6	4.4620E-02	4.0753E-02	-2.8076E-01	-1.6240E-01	-6.1536E-01
A8	-5.6909E-02	2.9202E-03	3.4059E-01	4.2475E-01	1.4193E+01
A10	3.6469E-02	-1.0737E-01	2.8645E-01	1.8302E-01	-1.6313E+02
A12	-1.4410E-02	1.5617E-01	-1.8664E+00	-3.7258E+00	1.0667E+03
A14	3.6293E-03	-1.0920E-01	3.2864E+00	9.0803E+00	-4.0880E+03
A16	-5.6627E-04	4.2264E-02	-2.9895E+00	-1.0744E+01	9.0017E+03
A18	4.9881E-05	-8.6230E-03	1.4213E+00	6.4933E+00	-1.0426E+04
A20	-1.9014E-06	7.1766E-04	-2.8263E-01	-1.6262E+00	4.8471E+03
面序号	7	8	9	11
K	-3.4807E+00	-9.9000E+01	-8.7452E-01	-3.3086E+00
A4	2.1947E-02	-5.3412E-03	-6.2361E-04	-2.1441E-01
A6	-5.4137E-02	-1.4436E-01	-7.0010E-02	1.6315E-01
A8	-1.2628E-01	3.2049E-01	2.3950E-01	-9.4404E-02
A10	6.5622E+00	-2.7866E-01	-5.9022E-01	3.8946E-02
A12	-4.1760E+01	-6.9540E-02	9.1073E-01	-1.1096E-02
A14	1.3074E+02	3.5877E-01	-8.6784E-01	2.1042E-03
A16	-2.2895E+02	-3.0879E-01	4.9693E-01	-2.5187E-04
A18	2.1610E+02	1.1948E-01	-1.5703E-01	1.7188E-05

A20

-8.6209E+01

-1.8247E-02

2.1052E-02

-5.1026E-07

表18

面序号	Y半径	KY	AR	BR	CR	DR
10	7.498867366	16.04394676	-0.301220702	0.106507462	-0.017724494	0.000979526
面序号	X半径	KX	AP	BP	CP	DP
10	7.581688627	16.5630949	0.001252639	0.001986438	0.004600191	0.012936083

该实施例中的光学系统10满足如下关系：

\|(fx5+fy5)\|/(fx+fy)	0.956	\|R22\|/\|f4\|	3.066
SD11/\|f3\|	0.069	\|R42\|+R51(mm)	8.617
SD11(mm)	2.231	(CT23+CT34+CT45)/CT3	3.92
IMGH/FFL	7.59	\|SLP11/SLP42\|	1.61
IMGH(mm)	6.3	FOV/\|DIST\|(deg/％)	45.56818
FFL(mm)	0.83	\|R42\|(mm)	1.118
		R51(mm)	7.499

由图17中的各像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，其中各波长下的纵向球差所对应的焦点偏移较小，且各视场下的子午场曲和弧矢场曲均被控制在0.03mm左右，像面弯曲程度受到十分好的抑制，同时像散也得到合理调节，最大畸变被控制在2％左右，对于广角系统而言，畸变得到了十分有效的抑制。图18则反映了光学系统10的RMS光斑直径在成像面S11相应区域的相对大小情况，RMS光斑的具体参数可参考图中给出的数据，由图中可知，光学系统10各视场区域的RMS光斑的弥散程度得到有效控制。综上，可判断该实施例的光学系统10能够拥有高质量成像。

以上第一实施例至第六实施例中，光学系统10通过相应的屈折力、物理参数、面型设计(特别是使最后一片透镜具有非旋转对称面型)，不仅拥有广角特性，同时还能够对光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变像差实现有效抑制，从而可拥有高质量成像效果。

另外，参考图19，本申请的一些实施例还提供了一种摄像模组20，摄像模组20可包括上述任意一个实施例所述的光学系统10及图像传感器210，图像传感器210设置于光学系统10的像侧。图像传感器210可以为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(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与图像传感器210的感光表面重叠。通过采用上述光学系统10，摄像模组20的光学畸变能够得到有效抑制，从而可提升成像质量。

参考图20，本申请的一些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，摄像模组20安装于固定件310，固定件310可以为显示屏、触控显示屏、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、车载摄像设备、监控设备、无人机、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。在一些实施例中，当电子设备30为智能手机时，摄像模组20可作为设备的后置摄像模组。当利用电子设备30拍摄景象时，影像画面的扭曲程度能够得到有效的控制，拍摄品质可得到较好的提升。

本发明实施例中所使用到的“电子设备”可包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(public switched telephone network，PSTN)、数字用户线路(digital subscriber line，DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(wireless local area network，WLAN)、诸如手持数字视频广播(digital video broadcasting handheld，DVB-H)网络的数字电视网络、卫星网络、调幅-调频(amplitude modulation-frequency modulation，AM-FM)广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的设备。被设置成通过无线接口通信的电子设备可以被称为“无线通信终端”、“无线终端” 以及/或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(personal communication system，PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(global positioning system，GPS)接收器的个人数字助理(personal digital assistant，PDA)；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子设备。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。

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。在本发明的描述中，“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；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发明中的具体含义。

在本发明中，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。

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。

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发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

一种光学系统，沿光轴由物侧至像侧依次包括：

具有屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面；

具有正屈折力的第二透镜；

具有屈折力的第三透镜；

具有屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为非球面；

具有屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面，且第五透镜的物侧面和像侧面中的至少一者具有非旋转对称面型，所述第五透镜的非旋转对称面型关于X轴及Y轴对称；

且所述光学系统满足关系：

|(fx5+fy5)|/(fx+fy)＜22；

fx5为所述第五透镜于X方向的有效焦距，fy5为所述第五透镜于Y方向的有效焦距，fx为所述光学系统于X方向的有效焦距，fy为所述光学系统于Y方向的有效焦距。
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：

|SLP11/SLP42|＜8.1；

SLP11为所述第一透镜的物侧面于最大有效口径处的切面与垂直光轴的平面之间的锐角夹角，SLP42为所述第四透镜的像侧面于最大有效口径处的切面与垂直光轴的平面之间的锐角夹角。
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＜SD11/|f3|＜1.1；

SD11为所述第一透镜的物侧面最大有效口径的一半，f3为所述第三透镜的有效焦距。
根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

SD11＜2.3mm。
根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

1.2mm＜SD11＜1.8mm。
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：

3.0＜IMGH/FFL＜8.0；

IMGH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高，FFL为所述第五透镜的像侧面至所述光学系统的成像面于光轴方向的最短距离。
根据权利要求1或6所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

IMGH＞6.3mm。
根据权利要求1或6所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

FFL＞0.8mm。
根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括孔径光阑，所述孔径光阑设于所述第一透镜与所述第二透镜之间，或者设于所述第二透镜与所述第三透镜之间，且所述光学系统满足关系：

|R22|/|f4|＜3.2；

R22为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f4为所述第四透镜的有效焦距。
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：

1.8mm＜|R42|+R51＜9.0mm；

R42为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，R51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。
根据权利要求10所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

|R42|＞0.87mm。
根据权利要求10所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

R51＞0.81mm。
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：

(CT23+CT34+CT45)/CT3＜4.1；

CT23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于光轴上的距离，CT34为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于光轴上的距离，CT45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，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度。
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：

100°＜FOV＜125°；

FOV为所述光学系统的最大视场角。
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：

15 deg/％＜FOV/|DIST|＜83 deg/％；

FOV为所述光学系统的最大视场角，DIST为所述光学系统于Y方向的最大光学畸变。
根据权利要求1至15任意一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统中的至少一个透镜具有非球面面型。
根据权利要求16所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统中的各透镜表面均为非球面。
根据权利要求1至17任意一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括孔径光阑，所述孔径光阑设于所述第一透镜与所述第二透镜之间，或者设于所述第二透镜与所述第三透镜之间。
一种摄像模组，包括图像传感器及权利要求1至18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。
一种电子设备，包括固定件及权利要求19所述的摄像模组，所述摄像模组设置于所述固定件。