光学系统、摄像模组和电子设备的制作方法

本技术属于光学成像，尤其涉及一种光学系统、摄像模组和电子设备。

背景技术：

1、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，对光学系统满足高成像品质且小型化的需求也越来越高，譬如更大的视场角。然而，能够满足不同环境的摄像需求通常意味着光学系统的结构更为复杂，最终导致摄像模组的尺寸增大、总长增加，难以适用于轻薄的电子产品。

2、因此，如何在保证光学系统具备较大视场角的前提下，实现小型化和良好的成像效果，成为业内必须解决的问题之一。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种光学系统、摄像模组和电子设备，解决光学系统满足较大视场角、小型化且具备良好的成像效果的需求。

2、为实现本技术的目的，本技术提供了如下的技术方案：

3、第一方面，本技术提供了一种光学系统，共六片具有屈折力的透镜，沿着光轴由物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有负屈折力，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；第二透镜，具有正屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凸面；第三透镜，具有正屈折力，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凸面；第四透镜，具有正屈折力，所述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，具有负屈折力，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面；第六透镜，具有正屈折力，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。

4、所述光学系统满足关系式：47deg/mm＜fov/f＜50deg/mm；其中，fov为所述光学系统的最大视场角，f为所述光学系统的有效焦距。

5、通过使第一透镜具有负屈折力，且第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，有利于增大光线的入射角度，扩大光学系统的视场角；通过使第二透镜具有正屈折力，且第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面，第二透镜的像侧面于近光轴处为凸面，有利于矫正光学系统的像差，从而提高光学系统的成像质量；通过使第三透镜具有正屈折力，且第三透镜的物侧面于近光轴处为凹面，第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面，有利于增强第三透镜的正屈折力，进一步为边缘光线的引入提供合理的光线入射角，使得第三透镜配合第二透镜进一步矫正光学系统的像差；通过使第四透镜具有正屈折力，且第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，有利于可以收缩入射光线，降低边缘光线的像差，同时可以减小所述光学系统产生鬼影的风险；通过使第五透镜具有负屈折力，且第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面，第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面，有利于矫正光学系统的像差，合理分配光学系统的屈折力，提升透镜间的紧凑性，实现小型化的特性；通过使第六透镜具有正屈折力，且第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面，有利于平衡物侧各透镜所产生的像散、场曲等像差，校正歪曲像，从而进一步提升光学系统的成像质量。

6、通过使光学系统满足关系式：47deg/mm＜fov/f＜50deg/mm，有利于光学系统的最大视场角和光学系统的有效焦距的比值得到合理配置，可有效地提升光学系统的取景面积，有利于光学系统向广角化的方向发展，并使得光学系统的有效焦距控制在合理范围内，使得光学系统在容纳更多的摄像画面的取景面积的同时，还能保证有效焦距的长度。低于关系式下限，光学系统的视场角达不到需求，使摄像画面的取景面积受限，抑制了光学系统向广角化的方向发展；超过关系式上限，光学系统的有效焦距太短，导致光学系统过于敏感，不利于光学系统的生产。

7、一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：2.0＜f6/f＜3.5；其中，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。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第六透镜的有效焦距和光学系统的有效焦距的比值得到合理配置，校正光线经过第六透镜之前的透镜所产生的像差，提升光学系统的解像力，同时，还有利于减小光线经光学系统折转后的出射角度，以较小的角度进入位于摄像模组像侧的感光元件，从而提升感光元件的感光性能，并提高摄像模组的成像品质。

8、一种实施方式中，所述光学系统还包括光阑，所述光学系统满足关系式：0.85＜f6/rl＜1.5；其中，f6为所述第六透镜的有效焦距，rl为光阑至所述第六透镜的像侧面于光轴上的距离。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第六透镜的有效焦距和光阑至所述第六透镜的像侧面于光轴上的距离的比值得到合理配置，有效控制第六透镜的焦距与光学系统总长之间的关系，使光学系统对光线具备足够折射能力的基础上，保证良好的轻薄特性。低于关系式下限，光学系统中光阑与第六透镜之间的间距过大，不利于满足光学系统小型化的需求；超过关系式上限，光学系统中光阑与第六透镜之间的间距过小，光阑与第六透镜之间的各透镜之间的间隔空间太小，空间余量太小，导致光学系统敏感度加大，工艺性较差。

9、一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1.0＜f4/f＜2.0；其中，f4为所述第四透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第四透镜的有效焦距和光学系统的有效焦距的比值得到合理配置，通过控制第四透镜对光学系统总体的屈折力的贡献量，来提高光学系统的像差矫正能力，第四透镜还可以配合前后透镜达到更好的像差矫正效果，以保证获得良好的成像质量，同时，还有利于缩短光学系统的总长。低于关系式下限，容易造成第四透镜的屈折力过度集中，破坏光学系统总体的像差平衡，降低成像质量；超过关系式上限，第四透镜提供的正屈折力不足，会导致光学系统中后透镜组(即第五透镜和第六透镜)平衡像差较为困难，增大光学系统的敏感度，导致成像品质不佳。

10、一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1.2＜|f4/f5|＜2.0；其中，f4为所述第四透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第四透镜的有效焦距和第五透镜的有效焦距的比值的绝对值得到合理配置，正负屈折力的透镜相互配合可抵消彼此产生的像差，从而使得第四透镜和第五透镜产生的像差进行互相矫正，进而强化光学系统像差校正，降低第四透镜和第五透镜对光学系统的像差的影响，提高光学系统的成像品质，同时，还有利于尺寸压缩，使光学系统实现小型化。

11、一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：1.0＜|f3/f5|＜2.0；其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第三透镜的有效焦距和第五透镜的有效焦距的比值的绝对值得到合理配置，使透镜的正负屈折力得以平衡，从而相互配合抵消光学系统内产生的像差，使得第三透镜和第五透镜产生的像差进行互相矫正，进而强化光学系统像差校正，降低第三透镜和第五透镜对光学系统的像差的影响，提高光学系统的成像品质，同时，还有利于尺寸压缩，使光学系统实现小型化。

12、一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.8＜f3/f4＜1.2；其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，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，有利于第三透镜的有效焦距和第四透镜的有效焦距的比值得到合理配置，进一步平衡透镜之间的正屈折力分配，从而使得第三透镜和第四透镜产生的像差进行互相矫正，强化光学系统像差校正，此外，满足上述关系式，还便于控制第三透镜和第四透镜的材质选择，从而可以通过调整第三透镜和第四透镜的材质对温度引起的散焦进行矫正，如使得第三透镜和第四透镜至少一者的材质为玻璃，同时，还有利于尺寸压缩，使光学系统实现小型化。

13、一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：5＜|f2/f|＜16；其中，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。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第二透镜的有效焦距和光学系统的有效焦距的比值得到合理配置，校正光学系统的边缘视场像差，提高光学系统的成像解析度，进而提高光学系统的成像质量。

14、一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：-1.5＜f1/f3＜-0.6；其中，f1为所述第一透镜的有效焦距，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，有利于第一透镜的有效焦距和第三透镜的有效焦距的比值得到合理配置，使得第一透镜和第三透镜产生的像差进行互相矫正，强化光学系统像差校正，此外，满足上述关系式，还便于第一透镜和第三透镜具有不同的材质选择，从而可以通过调整第一透镜和第三透镜的材质对温度引起的散焦进行矫正，如使得第一透镜和第三透镜至少一者的材质为玻璃，同时，还有利于尺寸压缩，使光学系统实现小型化。

15、一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.8＜r51/r52＜1.0；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。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径和第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径的比值得到合理配置，进而控制第五透镜的弯曲程度，减小第五透镜的加工难度，同时，还有利于校正光学系统的边缘像差，抑制像散的产生，有利于提高光学系统的成像效果。

16、一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.5＜r61/r62＜0.9；其中，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。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径和第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径的比值得到合理配置，进而控制第六透镜的弯曲程度，减小第六透镜的加工难度，同时，还有利于校正光学系统的边缘像差，抑制像散的产生，有利于提高光学系统的成像效果。

17、一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.8＜sd11/ih＜1.3；其中，sd11为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径，ih为所述光学系统的最大视场角所对应的像高。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第一透镜的物侧面的最大有效口径与光学系统的最大视场角所对应的像高的比值被控制在合理范围内，保障第一透镜的有效口径保持在合理的范围，使得各透镜口径大小得当，有利于小型化镜筒的设计与制作，保障小型化的可行性，进而提升光学系统结构的紧凑性，同时，还有利于提升第一透镜对光线的折射能力，进而减小畸变和像差。低于关系式下限，第一透镜的口径相对于光学系统的最大视场角所对应的像高过小，不利于光学系统成像品质的提升和畸变的矫正；超过关系式上限，第一透镜的口径相对于光学系统的最大视场角所对应的像高过大，不利于光学系统整体的小型化，并增加光学系统的光学总长。

18、第二方面，本技术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 oxidesemiconductor，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技术提供的光学系统，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，使得摄像模组满足较大视场角、小型化且具备良好的成像效果。

19、第三方面，本技术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汽车、监控、智能手机、电脑和智能手表等。通过在电子设备中加入本技术提供的摄像模组，使得电子设备满足较大视场角、小型化且具备良好的成像效果。