光学系统、摄像模组和电子设备的制作方法

1.本发明属于光学成像技术领域，尤其涉及一种光学系统、摄像模组和电子设备。


背景技术：

2.近年来，具备摄影功能的可携带电子产品呈现越来越轻薄化的发展趋势，因此，对光学镜片系统满足高成像品质且小型化的需求也越来越高。但是，具有长焦特性的光学系统的总长会相应变长，进而使其焦距受到电子产品厚度的限制，同时，光学系统在变为长焦时，难以实现高像素，视场角也会大幅度减少。
3.因此，如何在减小镜头尺寸的前提下，实现长焦距、高像素的效果，成为业内必须解决的问题之一。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种光学系统、摄像模组和电子设备，解决现有技术中镜头尺寸较小的前提下，还需要具备长焦距和高像素的问题。
5.为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：
6.第一方面，本发明提供了一种光学系统，沿着光轴由物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有正屈折力；第二透镜，具有屈折力；第三透镜，具有屈折力；第四透镜，具有负屈折力；其中，所述第一透镜为折反射式透镜，包括第一折射面、第一反射面、第二反射面和第二折射面，所述第一折射面和所述第二反射面位于物侧，且所述第一折射面位于所述第二折射面的外周，所述第二反射面于近光轴处为凹面，所述第一反射面和所述第二折射面位于像侧，且所述第一反射面位于所述第二折射面的外周，光线依次经过所述第一折射面、所述第一反射面、所述第二反射面和所述第二折射面。
7.所述光学系统满足关系式：3.5《f/imgh《4.6；其中，f为所述光学系统的有效焦距，imgh为所述光学系统最大视场角对应像高的一半。
8.通过使第一透镜具有正屈折力，有利于控制入射光线和反射光线的走向，以缩短所述光学镜头的光学总长；通过使第二透镜具有屈折力，有利于降低光学系统的球差，进而可以提高所述光学镜头的成像品质；通过使第三透镜具有屈折力，有利于降低入射光线的偏折角度，使得入射光线以合适的角度进入第四透镜；通过使第四透镜具备负屈折力，可以校正入射光线经过前述透镜所产生的畸变、像散及场曲，进而得到高品质成像。因此，满足上述面型，有利于光学系统实现长焦距、小型化的效果，使得入射光线在成像面上的入射角度保持在合理的范围内，进而能够实现成像面边缘相对亮度较高的特点，并可以满足图像传感器小角度匹配角的要求。
9.通过使光学系统满足上述关系式，有利于光学系统的有效焦距和最大视场角对应像高的一半的比值得到合理配置，使光学系统具有较长的有效焦距，具备良好的成像质量，实现超薄化和高像素的效果。低于关系式下限，对光学系统的焦距限制较大，难以满足光学系统具备长焦距的要求；超过关系式上限，光学系统最大视场角对应像高的一半过小，难以
满足光学系统具备高像素的要求。
10.一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1.2《f/epd《1.5；其中，epd为所述光学系统的入瞳直径。通过使光学系统满足上述关系式，可以使光学系统具备大光圈的特点，从而增加光学系统单位时间内的光通量，增强暗环境下的成像效果。同时，可使得靠近光阑位置的第一透镜具有较小的孔径，有利于结构微型化的设计。低于关系式下限，光学系统的入瞳直径变大，导致进入系统的光线增多，边缘光线慧差像差的修正困难，成像不清晰，同时第一透镜的口径增大，厚薄比不均，工艺成型难度增加；超过关系式上限，光学系统的通光量不足，在较暗的环境下或者光线不足的情况下，光学系统难以获取被测物较为清晰的细节信息。
11.一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.4《ttl/f《0.6；其中，ttl为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统成像面于光轴上的距离。通过使光学系统满足上述关系式，可以使光学系统具有长焦镜头的特性，且满足镜头小型化的特点。低于关系式下限，不利于第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的加工制作；超过关系式上限，光学系统的光学总长较长，不利于满足光学系统小型化的要求。
12.一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：-3.0《f/f4《-1.0；其中，f4为所述第四透镜的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，可以合理分配第四透镜与光学系统的有效焦距的比值，以平衡第一透镜、第二透镜和第三透镜产生的球差，进而对光学系统的球差进行微调和控制，获得轴上视场的良好成像品质，有利于提升光学系统的摄远能力。低于关系式下限，第四透镜的屈折力过弱，第四透镜对光学系统中的后剩余球差的修正难以平衡第一透镜、第二透镜和第三透镜产生的球差；超过关系式上限，第四透镜的焦距较小，对光学系统的焦距限制较大，难以满足光学系统具备长焦距的要求。
13.一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0《|f/f3|+|f/f2|《1.2；其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，f2为所述第二透镜的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，可以有效的约束第二透镜和第三透镜球差和慧差的贡献量，平衡之后使得其敏感性处于合理的水平。超过关系式上限，第二透镜和第三透镜较为敏感，加工精度难以保证，使得光学镜头生产良率较低。
14.一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.8《|(f1+f3)/f3|《2.0；其中，f3为所述第三透镜的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，可以贡献合理的正三阶球差和负五阶球差，平衡第一透镜和第二透镜所产生的负三阶球差和正五阶球差，使系统具有较小的球差，保证轴上视场良好的成像质量。超过关系式上限，光学系统的球差较大，轴上视场成像质量较差。
15.一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.3《|f1+f2|/|f1-f2|《1.5；其中，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。通过使光学系统满足上述关系式，可以合理的控制其光焦度的贡献范围，同时合理的控制其负球差的贡献率，使得其能合理的平衡负组元产生的正的光焦度。
16.一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：-2.1《f123/f234《-0.8；其中，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，f234为所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的组合有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，可以较好控制第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距的大小，同时，还可以较好控制第二透镜、第
三透镜和第四透镜的组合焦距的大小，实现光学系统球差的平衡，获得轴上视场的良好成像品质，也保证了光学系统良好的加工性。低于关系式下限，光学系统球差较大，轴上视场成像质量较差；超过关系式上限，不利于镜片的加工。
17.一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.2《|(r2+r3)/r4|《1.3；其中，r2为所述第一透镜的第一反射面于光轴上的曲率半径，r3为所述第一透镜的第二反射面于光轴上的曲率半径，r4为所述第一透镜的第二折射面于光轴上的曲率半径。通过使光学系统满足上述关系式，使得光学系统的光线偏折角度小，且光学系统更容易加工。低于关系式下限，不利于光学系统的加工；超过关系式上限，使得光线在第一透镜的第二折射面处的光线折射角度偏大，造成轴外视场像差较大，进而影响轴外视场的成像质量。
18.一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0《|(r7-r8)/r7|《2.1；其中，r7为所述第三透镜的物侧面于光轴上的曲率半径，r8为所述第三透镜的像侧面于光轴上的曲率半径。通过使光学系统满足上述关系式，第三透镜物侧面的曲率半径和像侧面的曲率半径较为合适，可保证第三透镜形状的可加工性，同时能有效分配镜片承担的光学偏折角，改善轴外视场像散，进而对中间视场和孔径带的像质进行合理的控制。
19.一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1.8《ttl/(ct13+ct2+ct3+ct4)《3.0；其中，ttl为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统成像面于光轴上的距离，ct13为所述第一透镜的第二反射面至第二折射面于光轴上的距离，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，ct4为所述第四透镜于光轴上的厚度。通过使光学系统满足上述关系式，可以合理控制光学系统平衡后剩余畸变的范围，使光学系统具有良好的畸变表现，且保证光学系统具有较好的加工性能，满足光学系统的小型化。低于关系式下限，光学系统的畸变较大，且不利于光学系统的加工；超过关系式上限，光学系统的光学总长较长，不利于满足光学系统的小型化的需求。
20.第二方面，本发明还提供了一种摄像模组，该摄像模组包括感光芯片和第一方面任一项实施方式所述的光学系统，所述感光芯片设置在所述光学系统的像侧。其中，感光芯片的感光面位于光学系统的成像面，穿过透镜入射到感光面上的物的光线可转换成图像的电信号。感光芯片可以为互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)或电荷耦合器件(charge-coupled device，ccd)。该摄像模组可以是集成在电子设备上的成像模块，也可以是独立镜头。通过在摄像模组中加入本发明提供的光学系统，能够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，使得摄像模组具有较小的光学总长、长焦距和高像素的特点。
21.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摄像模组，所述摄像模组设置在所述壳体内。该电子设备包括但不限于智能手机、电脑和智能手表等。通过在电子设备中加入本发明提供的摄像模组，使得电子设备具有较小的光学总长、长焦距和高像素的特点。
附图说明
22.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，显而易见的，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。
23.图1是第一实施例的光学系统的结构示意图；
24.图2示出了第一实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
25.图3是第二实施例的光学系统的结构示意图；
26.图4示出了第二实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
27.图5是第三实施例的光学系统的结构示意图；
28.图6示出了第三实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
29.图7是第四实施例的光学系统的结构示意图；
30.图8示出了第四实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
31.图9是第五实施例的光学系统的结构示意图；
32.图10示出了第五实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
33.图11是第六实施例的光学系统的结构示意图；
34.图12示出了第六实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
35.图13是第七实施例的光学系统的结构示意图；
36.图14示出了第七实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
37.图15是第八实施例的光学系统的结构示意图；
38.图16示出了第八实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。
具体实施方式
39.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。
40.第一方面，本发明提供了一种光学系统，沿着光轴由物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有正屈折力；第二透镜，具有屈折力；第三透镜，具有屈折力；第四透镜，具有负屈折力；其中，第一透镜为折反射式透镜，包括第一折射面、第一反射面、第二反射面和第二折射面，第一折射面和第二反射面位于物侧，且第一折射面位于第二折射面的外周，第二反射面于近光轴处为凹面，第一反射面和第二折射面位于像侧，且第一反射面位于第二折射面的外周，光线依次经过第一折射面、第一反射面、第二反射面和第二折射面。
41.光学系统满足关系式：3.5《f/imgh《4.6；其中，f为光学系统的有效焦距，imgh为光学系统最大视场角对应像高的一半。
42.通过使第一透镜具有正屈折力，有利于控制入射光线和反射光线的走向，以缩短光学镜头的光学总长；通过使第二透镜具有屈折力，有利于降低光学系统的球差，进而可以提高光学镜头的成像品质；通过使第三透镜具有屈折力，有利于降低入射光线的偏折角度，使得入射光线以合适的角度进入第四透镜；通过使第四透镜具备负屈折力，可以校正入射光线经过前述透镜所产生的畸变、像散及场曲，进而得到高品质成像。因此，满足上述面型，有利于光学系统实现长焦距、小型化的效果，使得入射光线在成像面上的入射角度保持在合理的范围内，进而能够实现成像面边缘相对亮度较高的特点，并可以满足图像传感器小角度匹配角的要求。
43.通过使光学系统满足上述关系式，有利于光学系统的有效焦距和最大视场角对应像高的一半的比值得到合理配置，使光学系统具有较长的有效焦距，具备良好的成像质量，实现超薄化和高像素的效果。低于关系式下限，对光学系统的焦距限制较大，难以满足光学系统具备长焦距的要求；超过关系式上限，光学系统最大视场角对应像高的一半过小，难以满足光学系统具备高像素的要求。
44.一种实施方式中，光学系统满足关系式：1.2《f/epd《1.5；其中，epd为光学系统的入瞳直径。通过使光学系统满足上述关系式，可以使光学系统具备大光圈的特点，从而增加光学系统单位时间内的光通量，增强暗环境下的成像效果。同时，可使得靠近光阑位置的第一透镜具有较小的孔径，有利于结构微型化的设计。低于关系式下限，光学系统的入瞳直径变大，导致进入系统的光线增多，边缘光线慧差像差的修正困难，成像不清晰，同时第一透镜的口径增大，厚薄比不均，工艺成型难度增加；超过关系式上限，光学系统的通光量不足，在较暗的环境下或者光线不足的情况下，光学系统难以获取被测物较为清晰的细节信息。
45.一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.4《ttl/f《0.6；其中，ttl为第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离。通过使光学系统满足上述关系式，可以使光学系统具有长焦镜头的特性，且满足镜头小型化的特点。低于关系式下限，不利于第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的加工制作；超过关系式上限，光学系统的光学总长较长，不利于满足光学系统小型化的要求。
46.一种实施方式中，光学系统满足关系式：-3.0《f/f4《-1.0；其中，f4为第四透镜的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，可以合理分配第四透镜与光学系统的有效焦距的比值，以平衡第一透镜、第二透镜和第三透镜产生的球差，进而对光学系统的球差进行微调和控制，获得轴上视场的良好成像品质，有利于提升光学系统的摄远能力。低于关系式下限，第四透镜的屈折力过弱，第四透镜对光学系统中的后剩余球差的修正难以平衡第一透镜、第二透镜和第三透镜产生的球差；超过关系式上限，第四透镜的焦距较小，对光学系统的焦距限制较大，难以满足光学系统具备长焦距的要求。
47.一种实施方式中，光学系统满足关系式：0《|f/f3|+|f/f2|《1.2；其中，f3为第三透镜的有效焦距，f2为第二透镜的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，可以有效的约束第二透镜和第三透镜球差和慧差的贡献量，平衡之后使得其敏感性处于合理的水平。超过关系式上限，第二透镜和第三透镜较为敏感，加工精度难以保证，使得光学镜头生产良率较低。
48.一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.8《|(f1+f3)/f3|《2.0；其中，f3为第三透镜的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，可以贡献合理的正三阶球差和负五阶球差，平衡第一透镜和第二透镜所产生的负三阶球差和正五阶球差，使系统具有较小的球差，保证轴上视场良好的成像质量。超过关系式上限，光学系统的球差较大，轴上视场成像质量较差。
49.一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.3《|f1+f2|/|f1-f2|《1.5；其中，f1为第一透镜的有效焦距，f2为第二透镜的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，可以合理的控制其光焦度的贡献范围，同时合理的控制其负球差的贡献率，使得其能合理的平衡负组元产生的正的光焦度。
50.一种实施方式中，光学系统满足关系式：-2.1《f123/f234《-0.8；其中，f123为第一
透镜、第二透镜和第三透镜的组合有效焦距，f234为第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，可以较好控制第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距的大小，同时，还可以较好控制第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距的大小，实现光学系统球差的平衡，获得轴上视场的良好成像品质，也保证了光学系统良好的加工性。低于关系式下限，光学系统球差较大，轴上视场成像质量较差；超过关系式上限，不利于镜片的加工。
51.一种实施方式中，光学系统满足关系式：0.2《|(r2+r3)/r4|《1.3；其中，r2为第一透镜的第一反射面于光轴上的曲率半径，r3为第一透镜的第二反射面于光轴上的曲率半径，r4为第一透镜的第二折射面于光轴上的曲率半径。通过使光学系统满足上述关系式，使得光学系统的光线偏折角度小，且光学系统更容易加工。低于关系式下限，不利于光学系统的加工；超过关系式上限，使得光线在第一透镜的第二折射面处的光线折射角度偏大，造成轴外视场像差较大，进而影响轴外视场的成像质量。
52.一种实施方式中，光学系统满足关系式：0《|(r7-r8)/r7|《2.1；其中，r7为第三透镜的物侧面于光轴上的曲率半径，r8为第三透镜的像侧面于光轴上的曲率半径。通过使光学系统满足上述关系式，第三透镜物侧面的曲率半径和像侧面的曲率半径较为合适，可保证第三透镜形状的可加工性，同时能有效分配镜片承担的光学偏折角，改善轴外视场像散，进而对中间视场和孔径带的像质进行合理的控制。
53.一种实施方式中，光学系统满足关系式：1.8《ttl/(ct13+ct2+ct3+ct4)《3.0；其中，ttl为第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离，ct13为第一透镜的第二反射面至第二折射面于光轴上的距离，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，ct4为第四透镜于光轴上的厚度。通过使光学系统满足上述关系式，可以合理控制光学系统平衡后剩余畸变的范围，使光学系统具有良好的畸变表现，且保证光学系统具有较好的加工性能，满足光学系统的小型化。低于关系式下限，光学系统的畸变较大，且不利于光学系统的加工；超过关系式上限，光学系统的光学总长较长，不利于满足光学系统的小型化的需求。
54.第一实施例
55.请参考图1和图2，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
56.第一透镜l1，具有正屈折力，第一透镜l1的第一折射面s1于近光轴处和近圆周处均为凹面，第一反射面s2于近光轴处和近圆周处均为凸面，第二反射面s3于近光轴处和近圆周处均为凹面，第二折射面s4于近光轴处和近圆周处均为凸面。
57.第二透镜l2，具有负屈折力，第二透镜l2的物侧面s5于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
58.第三透镜l3，具有正屈折力，第三透镜l3的物侧面s7于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s8于近光轴处为凹面、于近圆周处为凸面。
59.第四透镜l4，具有负屈折力，第四透镜l4的物侧面s9于近光轴处和近圆周处均为凹面，像侧面s10于近光轴处和近圆周处均为凸面。
60.此外，光学系统还包括光阑sto、红外截止滤光片ir和成像面img。本实施例中，光阑sto设置在光学系统的第一透镜的第一反射面上，用于控制进光量。红外截止滤光片ir设置在第四透镜l4和成像面img之间，其包括物侧面s9和像侧面s10，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的光线仅为可见光，可见光的波长为380nm-780nm。红外截止滤光片ir的材质为玻璃(glass)，并可在玻璃上镀膜。第一透镜l1至第四透镜l4的材质为塑料(plastic)。电子感光元件的有效像素区域位于成像面img。
61.表1a示出了本实施例的光学系统的各项参数，其中，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。面序号s1、面序号s2、面序号s3和面序号s4分别为第一透镜l1的第一折射面s1、第一反射面s2、第二反射面s3和第二折射面s4，面序号s5和面序号s6分别为第二透镜l2的物侧面s5和像侧面s6，即除第一透镜以外的其他透镜中，面序号较小的表面为物侧面，面序号较大的表面为像侧面。第二透镜l2的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至像侧方向的后一表面于光轴上的距离。焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为587.56nm的可见光获得，y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。
62.表1a
[0063][0064][0065]
其中，f为光学系统的有效焦距，fno为光学系统的光圈数，hfov为光学系统的最大视场角,ttl为第一透镜物侧面至成像面于光轴上的距离。
[0066]
在本实施例中，第一透镜l1至第四透镜l4的物侧面和像侧面均为非球面，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：
[0067][0068]
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、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8、s9和s10的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18和a20。
[0069]
表1b
[0070][0071]
图2中(a)示出了第一实施例的光学系统在波长为663.7725nm、610.0000nm、555.0000nm、510.0000nm、470.0000nm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，即成像面到光线与光轴交点的距离(单位为mm)，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汇聚焦点偏离。由图2中(a)可以看出，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光学系统，说明本实施例中的光学系统的成像质量较好。
[0072]
图2中(b)还示出了第一实施例的光学系统在波长为555.0000nm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像高，其单位为mm。像散曲线图中的s曲线代表555.0000nm下的弧矢场曲，t曲线代表555.0000nm下的子午场曲。由图2中(b)可以看出，光学系统的场曲较小，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。
[0073]
图2中(c)还示出了第一实施例的光学系统在波长为555.0000nm时的畸变曲线。其中，沿x轴方向的横坐标表示畸变值，单位为％，沿y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。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555.0000nm下，由主光束引起的图像变形较小，系统的成像质量优良。
[0074]
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。
[0075]
第二实施例
[0076]
请参考图3和图4，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
[0077]
第一透镜l1，具有正屈折力，第一透镜l1的第一折射面s1于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，第一反射面s2于近光轴处和近圆周处均为凸面，第二反射面s3于近光轴处和近圆周处均为凹面，第二折射面s4于近光轴处为凹面、于近圆周处为凸面。
[0078]
第二透镜l2，具有负屈折力，第二透镜l2的物侧面s5于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
[0079]
第三透镜l3，具有正屈折力，第三透镜l3的物侧面s7于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s8于近光轴处和近圆周处均为凹面。
[0080]
第四透镜l4，具有负屈折力，第四透镜l4的物侧面s9于近光轴处和近圆周处均为凹面，像侧面s10于近光轴处和近圆周处均为凸面。
[0081]
第二实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。
[0082]
表2a示出了本实施例的光学系统的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为587.56nm的可见光获得，y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
[0083]
表2a
[0084][0085][0086]
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。
[0087]
表2b
[0088][0089]
图4示出了第二实施例的光学系统的纵向球差曲线、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的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；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。
[0090]
第三实施例
[0091]
请参考图5和图6，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
[0092]
第一透镜l1，具有正屈折力，第一透镜l1的第一折射面s1于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，第一反射面s2于近光轴处和近圆周处均为凸面，第二反射面s3于近光轴处和近圆周处均为凹面，第二折射面s4于近光轴处为凹面、于近圆周处为凸面。
[0093]
第二透镜l2，具有正屈折力，第二透镜l2的物侧面s5于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
[0094]
第三透镜l3，具有负屈折力，第三透镜l3的物侧面s7于近光轴处和近圆周处均为凹面，像侧面s8于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面。
[0095]
第四透镜l4，具有负屈折力，第四透镜l4的物侧面s9于近光轴处和近圆周处均为凹面，像侧面s10于近光轴处和近圆周处均为凸面。
[0096]
第三实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。
[0097]
表3a示出了本实施例的光学系统的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为587.56nm的可见光获得，y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
[0098]
表3a
[0099][0100]
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。
[0101]
表3b
[0102][0103]
图6示出了第三实施例的光学系统的纵向球差曲线、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的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；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。
[0104]
第四实施例
[0105]
请参考图7和图8，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
[0106]
第一透镜l1，具有正屈折力，第一透镜l1的第一折射面s1于近光轴处和近圆周处均为凹面，第一反射面s2于近光轴处和近圆周处均为凸面，第二反射面s3于近光轴处和近圆周处均为凹面，第二折射面s4于近光轴处和近圆周处均为凸面。
[0107]
第二透镜l2，具有负屈折力，第二透镜l2的物侧面s5于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s6于近光轴处为凹面、于近圆周处为凸面。
[0108]
第三透镜l3，具有正屈折力，第三透镜l3的物侧面s7于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s8于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面。
[0109]
第四透镜l4，具有负屈折力，第四透镜l4的物侧面s9于近光轴处和近圆周处均为凹面，像侧面s10于近光轴处和近圆周处均为凸面。
[0110]
第四实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。
[0111]
表4a示出了本实施例的光学系统的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为587.56nm的可见光获得，y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
[0112]
表4a
[0113][0114]
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。
[0115]
表4b
[0116][0117][0118]
图8示出了第四实施例的光学系统的纵向球差曲线、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的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；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。
[0119]
第五实施例
[0120]
请参考图9和图10，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
[0121]
第一透镜l1，具有正屈折力，第一透镜l1的第一折射面s1于近光轴处和近圆周处均为凹面，第一反射面s2于近光轴处和近圆周处均为凸面，第二反射面s3于近光轴处和近
圆周处均为凹面，第二折射面s4于近光轴处和近圆周处均为凸面。
[0122]
第二透镜l2，具有正屈折力，第二透镜l2的物侧面s5于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s6于近光轴处为凹面、于近圆周处为凸面。
[0123]
第三透镜l3，具有正屈折力，第三透镜l3的物侧面s7于近光轴处和近圆周处均为凹面，像侧面s8于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面。
[0124]
第四透镜l4，具有负屈折力，第四透镜l4的物侧面s9于近光轴处和近圆周处均为凹面，像侧面s10于近光轴处和近圆周处均为凸面。
[0125]
第五实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。
[0126]
表5a示出了本实施例的光学系统的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为587.56nm的可见光获得，y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
[0127]
表5a
[0128][0129][0130]
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。
[0131]
表5b
[0132][0133]
图10示出了第五实施例的光学系统的纵向球差曲线、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的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；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。
[0134]
第六实施例
[0135]
请参考图11和图12，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
[0136]
第一透镜l1，具有正屈折力，第一透镜l1的第一折射面s1于近光轴处和近圆周处均为凹面，第一反射面s2于近光轴处和近圆周处均为凸面，第二反射面s3于近光轴处和近圆周处均为凹面，第二折射面s4于近光轴处和近圆周处均为凸面。
[0137]
第二透镜l2，具有负屈折力，第二透镜l2的物侧面s3于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s4于近光轴处为凹面、于近圆周处为凸面。
[0138]
第三透镜l3，具有负屈折力，第三透镜l3的物侧面s5于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
[0139]
第四透镜l4，具有正屈折力，第四透镜l4的物侧面s7于近光轴处和近圆周处均为凹面，像侧面s8于近光轴处为凹面、于近圆周处为凸面。
[0140]
第六实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。
[0141]
表6a示出了本实施例的光学系统的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为587.56nm的可见光获得，y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
[0142]
表6a
[0143][0144]
表6b给出了可用于第六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。
[0145]
表6b
[0146][0147]
图12示出了第六实施例的光学系统的纵向球差曲线、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的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图12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。
[0148]
第七实施例
[0149]
请参考图13和图14，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
[0150]
第一透镜l1，具有正屈折力，第一透镜l1的第一折射面s1于近光轴处和近圆周处均为凹面，第一反射面s2于近光轴处和近圆周处均为凸面，第二反射面s3于近光轴处和近
圆周处均为凹面，第二折射面s4于近光轴处和近圆周处均为凸面。
[0151]
第二透镜l2，具有正屈折力，第二透镜l2的物侧面s5于近光轴处和近圆周处为凹面，像侧面s6于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面。
[0152]
第三透镜l3，具有正屈折力，第三透镜l3的物侧面s7于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s8于近光轴处为凹面、于近圆周处为凸面。
[0153]
第四透镜l4，具有负屈折力，第四透镜l4的物侧面s9于近光轴处和近圆周处均为凹面，像侧面s10于近光轴处和近圆周处均为凸面。
[0154]
第七实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。
[0155]
表7a示出了本实施例的光学系统的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为587.56nm的可见光获得，y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
[0156]
表7a
[0157][0158]
表7b给出了可用于第七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。
[0159]
表7b
[0160]
[0161][0162]
图14示出了第七实施例的光学系统的纵向球差曲线、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的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图14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。
[0163]
第八实施例
[0164]
请参考图15和图16，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
[0165]
第一透镜l1，具有正屈折力，第一透镜l1的第一折射面s1于近光轴处和近圆周处均为凹面，第一反射面s2于近光轴处和近圆周处均为凸面，第二反射面s3于近光轴处和近圆周处均为凹面，第二折射面s4于近光轴处和近圆周处均为凸面。
[0166]
第二透镜l2，具有负屈折力，第二透镜l2的物侧面s5于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s6于近光轴处和近圆周处均为凹面。
[0167]
第三透镜l3，具有正屈折力，第三透镜l3的物侧面s7于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s8于近光轴处和近圆周处均为凹面。
[0168]
第四透镜l4，具有负屈折力，第四透镜l4的物侧面s9于近光轴处为凸面、于近圆周处为凹面，像侧面s10于近光轴处为凹面、于近圆周处为凸面。
[0169]
第八实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。
[0170]
表8a示出了本实施例的光学系统的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为587.56nm的可见光获得，y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
[0171]
表8a
[0172]
[0173][0174]
表8b给出了可用于第八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。
[0175]
表8b
[0176][0177]
图16示出了第八实施例的光学系统的纵向球差曲线、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的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图16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。
[0178]
表9示出了第一实施例至第八实施例的光学系统中f/imgh、f/epd、ttl/f、f/f4、|f/f3|+|f/f2|、|(f1+f3)/f3|、|f1+f2|/|f1-f2|、f123/f234、|(r2+r3)/r4|、|(r7-r8)/r7|和ttl/(ct13+ct2+ct3+ct4)的值。
[0179]
表9
[0180]
[0181][0182]
由表9可知，第一实施例至第八实施例的光学系统均满足下列关系式：3.5《f/imgh《4.6、1.2《f/epd《1.5、0.4《ttl/f《0.6、-3.0《f/f4《-1.0、0《|f/f3|+|f/f2|《1.2、0.8《|(f1+f3)/f3|《2.0、0.3《|f1+f2|/|f1-f2|《1.5、-2.1《f123/f234《-0.8、0.2《|(r2+r3)/r4|《1.3、0《|(r7-r8)/r7|《2.1和1.8《ttl/(ct13+ct2+ct3+ct4)《3.0的值。
[0183]
本发明还提供了一种摄像模组，该摄像模组包括感光芯片和第一方面任一项实施方式的光学系统，感光芯片设置在光学系统的像侧。其中，感光芯片的感光面位于光学系统的成像面，穿过透镜入射到感光面上的物的光线可转换成图像的电信号。感光芯片可以为互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)或电荷耦合器件(charge-coupled device，ccd)。该摄像模组可以是集成在电子设备上的成像模块，也可以是独立镜头。通过在摄像模组中加入本发明提供的光学系统，能够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，使得摄像模组具有较小的光学总长、长焦距和高像素的特点。
[0184]
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摄像模组，摄像模组设置在壳体内。该电子设备包括但不限于智能手机、电脑和智能手表等。通过在电子设备中加入本发明提供的摄像模组，使得电子设备具有较小的光学总长、长焦距和高像素的特点。
[0185]
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的权利范围，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。