CN108388006B

CN108388006B - 光学系统

Info

Publication number: CN108388006B
Application number: CN201810297721.1A
Authority: CN
Inventors: 黄林; 娄琪琪
Original assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: CN109358406B; WO2019184367A1; CN109358406A; CN108388006A

Abstract

本申请公开了一种光学系统，该光学系统沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。其中，第一透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凹面；第二透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凸面；第三透镜具有负光焦度，其近像源侧面为凸面；第四透镜具有光焦度，其近成像侧面为凹面；第五透镜具有光焦度。第二透镜的有效焦距f2与光学系统的总有效焦距f满足0＜f2/f＜1。

Description

光学系统

技术领域

本申请涉及一种光学系统，更具体地，本申请涉及一种包括五片透镜的光学系统。

背景技术

近年来，随着深度识别技术的快速发展，利用三维深度相机便可以获得目标对象的三维位置及尺寸信息，这在增强现实(AR)技术应用中具有重要意义。

编码结构光技术作为深度识别技术的重要分支之一，其技术原理是：利用投影镜头模块将经过特殊编码的图像投射到目标对象上；利用成像接收模块接收反射回来的图像信息；通过后端算法处理得到目标对象的深度信息。其中，投影镜头作为编码结构光深度识别技术的核心元件，直接影响了深度识别的识别范围和精确度。

而传统投影镜头，通常通过采用增加透镜数量的方式来消除各种像差并提高分辨率。但是，增加透镜数量会导致投影镜头的光学总长度增加，不利于镜头的小型化。另外，一般的大视场角投影镜头还会存在畸变量大，成像质量差等诸多问题，无法满足编码结构光深度识别技术对投影镜头的要求。

发明内容

本申请提供了可适用于便携式电子产品的、可至少解决或部分解决现有技术中的上述至少一个缺点的光学系统，例如，投影镜头。

一方面，本申请提供了这样一种光学系统，该光学系统沿着光轴由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其近像源侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其近像源侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度，其近像源侧面可为凸面；第四透镜具有光焦度，其近成像侧面可为凹面；第五透镜具有光焦度。其中，第二透镜的有效焦距f2与光学系统的总有效焦距f可满足0＜f2/f＜1。

在一个实施方式中，第三透镜的近成像侧面至第四透镜的近像源侧面在光轴上的间隔距离Tr5r8与第五透镜于光轴上的中心厚度CT5可满足1.2＜Tr5r8/CT5＜2.3。

在一个实施方式中，第二透镜和第三透镜在光轴上的间隔距离T23与第三透镜和第四透镜在光轴上的间隔距离T34可满足0.2＜T23/T34＜0.7。

在一个实施方式中，第二透镜的近像源侧面的曲率半径R4与第三透镜的近成像侧面的曲率半径R5可满足|R4-R5|/|R4+R5|＜0.5。

在一个实施方式中，第四透镜的近像源侧面的曲率半径R8与光学系统的总有效焦距f可满足-1＜R8/f＜0。

在一个实施方式中，第四透镜的近成像侧面和光轴的交点至第四透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点在光轴上距离SAG41与第四透镜的近像源侧面和光轴的交点至第四透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在光轴上距离SAG42可满足0.45＜SAG41/SAG42＜1。

在一个实施方式中，第五透镜的近成像侧面和光轴的交点至第五透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点在光轴上距离SAG51与第五透镜的近像源侧面和光轴的交点至第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在光轴上距离SAG52可满足0＜SAG51/SAG52＜0.6。

在一个实施方式中，第五透镜的近像源侧面和光轴的交点至第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在光轴上距离SAG52与第五透镜于光轴上的中心厚度CT5可满足-1.5＜SAG52/CT5＜-0.8。

在一个实施方式中，第五透镜的边缘厚度ET5与第五透镜于光轴上的中心厚度CT5可满足0＜ET5/CT5＜0.5。

在一个实施方式中，光学系统的主光线最大入射角度CRA、第一透镜的近成像侧面至光学系统的像源面在光轴上的间隔距离TTL与像源直径对角线长的一半IH可满足2＜(1+TAN(CRA))×TTL/IH＜2.5。

在一个实施方式中，光学系统的物方数值孔径NA可满足NA＜0.19。

在一个实施方式中，光学系统在800nm至1000nm的光波波段中，光线透过率可大于85％。

在一个实施方式中，第一透镜的近像源侧面的有效半口径DT12、第二透镜的近像源侧面的有效半口径DT22、第三透镜的近像源侧面的有效半口径DT32、第四透镜的近像源侧面的有效半口径DT42以及第五透镜的近像源侧面的有效半口径DT52可满足DT12＜DT22＜DT32＜DT42＜DT52。

另一方面，本申请提供了这样一种光学系统，该光学系统沿着光轴由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其近像源侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其近像源侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度，其近像源侧面可为凸面；第四透镜具有光焦度，其近成像侧面可为凹面；第五透镜具有光焦度。其中，第五透镜的边缘厚度ET5与第五透镜于光轴上的中心厚度CT5可满足0＜ET5/CT5＜0.5。

又一方面，本申请提供了这样一种光学系统，该光学系统沿着光轴由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。其中，第一透镜可具有正光焦度，其近像源侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其近像源侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度，其近像源侧面可为凸面；第四透镜具有光焦度，其近成像侧面可为凹面；第五透镜具有光焦度。其中，第五透镜的近像源侧面和光轴的交点至第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在光轴上距离SAG52与第五透镜于光轴上的中心厚度CT5可满足-1.5＜SAG52/CT5＜-0.8。

本申请采用了多片(例如，五片)透镜，通过合理选用透镜材质以及合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，使得上述光学系统具有大视场、小型化、能够满足深度识别投影需求等至少一个有益效果。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示出了根据本申请实施例1的光学系统的结构示意图；

图2A至图2C分别示出了实施例1的光学系统的象散曲线、畸变曲线以及相对照度曲线；

图3示出了根据本申请实施例2的光学系统的结构示意图；

图4A至图4C分别示出了实施例2的光学系统的象散曲线、畸变曲线以及相对照度曲线；

图5示出了根据本申请实施例3的光学系统的结构示意图；

图6A至图6C分别示出了实施例3的光学系统的象散曲线、畸变曲线以及相对照度曲线；

图7示出了根据本申请实施例4的光学系统的结构示意图；

图8A至图8C分别示出了实施例4的光学系统的象散曲线、畸变曲线以及相对照度曲线；

图9示出了根据本申请实施例5的光学系统的结构示意图；

图10A至图10C分别示出了实施例5的光学系统的象散曲线、畸变曲线以及相对照度曲线；

图11示出了根据本申请实施例6的光学系统的结构示意图；

图12A至图12C分别示出了实施例6的光学系统的象散曲线、畸变曲线以及相对照度曲线；

图13示出了根据本申请实施例7的光学系统的结构示意图；

图14A至图14C分别示出了实施例7的光学系统的象散曲线、畸变曲线以及相对照度曲线。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜，第二透镜也可被称作第一透镜。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜中靠近像源侧的表面称为该透镜的近像源侧面，每个透镜中靠近成像侧的表面称为该透镜的近成像侧面。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。

根据本申请示例性实施方式的光学系统可包括例如五片具有光焦度的透镜，即，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。这五片透镜沿着光轴由成像侧至像源侧依序排列。

在示例性实施方式中，第一透镜可具有正光焦度，其近像源侧面为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其近像源侧面可为凸面；第三透镜可具有负光焦度，其近像源侧面可为凸面；第四透镜具有正光焦度或负光焦度，其近成像侧面可为凹面；第五透镜具有正光焦度或负光焦度。

在示例性实施方式中，第一透镜的近成像侧面可为凸面。

在示例性实施方式中，第三透镜的近成像侧面可为凹面。

在示例性实施方式中，第四透镜的近像源侧面可为凸面。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式0＜f2/f＜1，其中，f2为第二透镜的有效焦距，f为光学系统的总有效焦距。更具体地，f2和f进一步可满足0.5＜f2/f＜1，例如，0.63≤f2/f≤0.90。合理的光焦度与面型配置，有利于保证光学系统的结构紧凑，可以有效地系统的象散，保证子午和弧矢两个方向的像质平衡，提升成像品质。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式2＜(1+TAN(CRA))×TTL/IH＜2.5，其中，CRA为光学系统的主光线最大入射角度，TTL为第一透镜的近成像侧面至光学系统的像源面的轴上距离，IH为像源直径对角线长的一半。更具体地，CRA、TTL和IH进一步可满足2.1＜(1+TAN(CRA))×TTL/IH＜2.3，例如，2.12≤(1+TAN(CRA))×TTL/IH≤2.28。满足条件式2＜(1+TAN(CRA))×TTL/IH＜2.5，有利于获得较大的视场角和较短的TTL，从而满足大深度识别范围和投影模块小型化的需求。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式NA＜0.19，其中，NA为光学系统的物方数值孔径。更具体地，NA进一步可满足0.16≤NA≤0.18。满足条件式NA＜0.19，有利于在满足视场和相对照度的条件下，获得较好的成像质量。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式1.2＜Tr5r8/CT5＜2.3，其中，Tr5r8为第三透镜的近成像侧面至第四透镜的近像源侧面的轴上距离，CT5为第五透镜于光轴上的中心厚度。更具体地，Tr5r8和CT5进一步可满足1.24≤Tr5r8/CT5≤2.21。满足条件式1.2＜Tr5r8/CT5＜2.3，有利于降低镜头的厚度敏感性，满足镜头可加工性的要求。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式0.2＜T23/T34＜0.7，其中，T23为第二透镜和第三透镜在光轴上的间隔距离，T34为第三透镜和第四透镜在光轴上的间隔距离。更具体地，T23和T34进一步可满足0.23≤T23/T34≤0.60。满足条件式0.2＜T23/T34＜0.7，有利于降低镜头的厚度敏感性，满足镜头小型化和可加工性的要求。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式|R4-R5|/|R4+R5|＜0.5，其中，R4为第二透镜的近像源侧面的曲率半径，R5为第三透镜的近成像侧面的曲率半径。更具体地，R4和R5进一步可满足0.01≤|R4-R5|/|R4+R5|≤0.48。满足条件式|R4-R5|/|R4+R5|＜0.5，可以有效地矫正彗差，降低镜头的偏心敏感性，提升成像品质。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式-1＜R8/f＜0，其中，R8为第四透镜的近像源侧面的曲率半径，f为光学系统的总有效焦距。更具体地，R8和f进一步可满足-0.8＜R8/f＜-0.3，例如，-0.70≤R8/f≤-0.37。满足条件式-1＜R8/f＜0，可以保证光学系统的主光线角CRA，并有利于矫正系统的场曲。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式0.45＜SAG41/SAG42＜1，其中，SAG41为第四透镜的近成像侧面和光轴的交点至第四透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离，SAG42为第四透镜的近像源侧面和光轴的交点至第四透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离。更具体地，SAG41和SAG42进一步可满足0.46≤SAG41/SAG42≤0.79。满足条件式0.45＜SAG41/SAG42＜1，可以有效地消除系统球差，获得高清晰度的图像。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式0＜ET5/CT5＜0.5，其中，ET5为第五透镜的边缘厚度，CT5为第五透镜于光轴上的中心厚度。更具体地，ET5和CT5进一步可满足0.3＜ET5/CT5＜0.5，例如，0.35≤ET5/CT5≤0.42。满足条件式0＜ET5/CT5＜0.5，可以确保系统主光线角CRA的匹配，并可以有效地消除场曲。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式0＜SAG51/SAG52＜0.6，其中，SAG51为第五透镜的近成像侧面和光轴的交点至第五透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离，SAG52为第五透镜的近像源侧面和光轴的交点至第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离。更具体地，SAG51和SAG52进一步可满足0.2＜SAG51/SAG52＜0.6，例如，0.24≤SAG51/SAG52≤0.58。满足条件式0＜SAG51/SAG52＜0.6，可以有效地消除系统球差，获得高清晰度的图像。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式-1.5＜SAG52/CT5＜-0.8，其中，SAG52为第五透镜的近像源侧面和光轴的交点至第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离，CT5为第五透镜于光轴上的中心厚度。更具体地，SAG52和CT5进一步可满足-1.36≤SAG52/CT5≤-0.82。满足条件式-1.5＜SAG52/CT5＜-0.8，可以确保系统主光线角CRA的匹配，并可以有效地消除球差。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统在约800nm至约1000nm的光波波段中，光线透过率大于85％。这样的设置有利于获得高亮度的投影画面，并降低对接收镜头的光圈要求。

在示例性实施方式中，本申请的光学系统可满足条件式DT12＜DT22＜DT32＜DT42＜DT52，其中，DT12为第一透镜的近像源侧面的有效半口径，DT22为第二透镜的近像源侧面的有效半口径，DT32为第三透镜的近像源侧面的有效半口径，DT42为第四透镜的近像源侧面的有效半口径，DT52为第五透镜的近像源侧面的有效半口径。满足条件式DT12＜DT22＜DT32＜DT42＜DT52，可以更好地保证结构上的可行性，降低组配公差的影响。

在示例性实施方式中，上述光学系统还可包括至少一个光阑，以提升系统的成像质量。可选地，光阑可设置在成像侧与第一透镜之间。

可选地，上述光学系统还可包括其他公知的光学投影元件，例如，棱镜、场镜等。

根据本申请的上述实施方式的光学系统可采用例如五片透镜，通过合理选取透镜的材质并合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，使得光学系统具有大视场、小型化、能够很好地满足深度识别投影需求等有益效果。

在本申请的实施方式中，各透镜多采用非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到透镜周边，曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒定曲率的球面透镜不同，非球面透镜具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面透镜后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而改善成像质量。

然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成光学系统的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，虽然在实施方式中以五个透镜为例进行了描述，但是该光学系统不限于包括五个透镜。如果需要，该光学系统还可包括其它数量的透镜。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学系统的具体实施例。

实施例1

以下参照图1至图2C描述根据本申请实施例1的光学系统。图1示出了根据本申请实施例1的光学系统的结构示意图。

如图1所示，根据本申请示例性实施方式的光学系统沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5。

第一透镜E1具有正光焦度，其近成像侧面S1为凸面，近像源侧面S2为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其近成像侧面S3为凹面，近像源侧面S4为凸面；第三透镜E3具有负光焦度，其近成像侧面S5为凹面，近像源侧面S6为凸面；第四透镜E4具有正光焦度，其近成像侧面S7为凹面，近像源侧面S8为凸面；第五透镜E5具有负光焦度，其近成像侧面S9为凸面，近像源侧面S10为凹面。在约800nm至约1000nm光波波段中，该光学系统的光线透过率大于85％。来自像源面S11的光依序穿过各表面S10至S1并最终投射至空间中的目标物体上(未示出)。

表1示出了实施例1的光学系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表1

由表1可知，第一透镜E1至第五透镜E5中任意一个透镜的近成像侧面和近像源侧面均为非球面。在本实施例中，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数(在表1中已给出)；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表2给出了可用于实施例1中各非球面镜面S1-S10的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄和A₁₆。

表2

表3给出实施例1中光学系统的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f5以及光学系统的物方数值孔径NA。

参数	f(mm)	f1(mm)	f2(mm)	f3(mm)	f4(mm)	f5(mm)	NA
								数值	1.76	3.12	1.10	-2.84	11.36	-4.44	0.18

表3

实施例1中的光学系统满足：

f2/f＝0.63，其中，f2为第二透镜E2的有效焦距，f为光学系统的总有效焦距；

(1+TAN(CRA))×TTL/IH＝2.12，其中，CRA为主光线的最大入射角度，TTL为第一透镜E1的近成像侧面S1至光学系统的像源面S11的轴上距离，IH为像源直径对角线长的一半；

Tr5r8/CT5＝1.77，其中，Tr5r8为第三透镜E3的近成像侧面S5至第四透镜E4的近像源侧面S8的轴上距离，CT5为第五透镜E5于光轴上的中心厚度；

T23/T34＝0.40，其中，T23为第二透镜E2和第三透镜E3在光轴上的间隔距离，T34为第三透镜E3和第四透镜E4在光轴上的间隔距离；

|R4-R5|/|R4+R5|＝0.04，其中，R4为第二透镜E2的近像源侧面S4的曲率半径，R5为第三透镜E3的近成像侧面S5的曲率半径；

R8/f＝-0.45，其中，R8为第四透镜E4的近像源侧面S8的曲率半径，f为光学系统的总有效焦距；

SAG41/SAG42＝0.62，其中，SAG41为第四透镜E4的近成像侧面S7和光轴的交点至第四透镜E4近成像侧面S7的最大有效半口径顶点的轴上距离，SAG42为第四透镜E4的近像源侧面S8和光轴的交点至第四透镜E4近像源侧面S8的最大有效半口径顶点的轴上距离；

ET5/CT5＝0.35，其中，ET5为第五透镜E5的边缘厚度，CT5为第五透镜E5于光轴上的中心厚度；

SAG51/SAG52＝0.37，其中，SAG51为第五透镜E5的近成像侧面S9和光轴的交点至第五透镜E5近成像侧面S9的最大有效半口径顶点的轴上距离，SAG52为第五透镜E5的近像源侧面S10和光轴的交点至第五透镜E5近像源侧面S10的最大有效半口径顶点的轴上距离；

SAG52/CT5＝-1.02，其中，SAG52为第五透镜E5的近像源侧面S10和光轴的交点至第五透镜E5近像源侧面S10的最大有效半口径顶点的轴上距离，CT5为第五透镜E5于光轴上的中心厚度；

DT12＜DT22＜DT32＜DT42＜DT52，其中，DT12为第一透镜E1的近像源侧面S2的有效半口径，DT22为第二透镜E2的近像源侧面S4的有效半口径，DT32为第三透镜E3的近像源侧面S6的有效半口径，DT42为第四透镜E4的近像源侧面S8的有效半口径，DT52为第五透镜E5的近像源侧面S10的有效半口径。

图2A示出了实施例1的光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图2B示出了实施例1的光学系统的畸变曲线，其表示不同像源高度处的畸变大小值。图2C示出了实施例1的光学系统的相对照度曲线，其表示不同像源高度所对应的相对照度。根据图2A和图2C可知，实施例1所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

实施例2

以下参照图3至图4C描述根据本申请实施例2的光学系统。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了根据本申请实施例2的光学系统的结构示意图。

如图3所示，根据本申请示例性实施方式的光学系统沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5。

第一透镜E1具有正光焦度，其近成像侧面S1为凸面，近像源侧面S2为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其近成像侧面S3为凸面，近像源侧面S4为凸面；第三透镜E3具有负光焦度，其近成像侧面S5为凹面，近像源侧面S6为凸面；第四透镜E4具有负光焦度，其近成像侧面S7为凹面，近像源侧面S8为凸面；第五透镜E5具有负光焦度，其近成像侧面S9为凸面，近像源侧面S10为凹面。在约800nm至约1000nm光波波段中，该光学系统的光线透过率大于85％。来自像源面S11的光依序穿过各表面S10至S1并最终投射至空间中的目标物体上(未示出)。

表4示出了实施例2的光学系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表4

由表4可知，在实施例2中，第一透镜E1至第五透镜E5中任意一个透镜的近成像侧面和近像源侧面均为非球面。表5示出了可用于实施例2中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表5

表6给出实施例2中光学系统的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f5以及光学系统的物方数值孔径NA。

参数	f(mm)	f1(mm)	f2(mm)	f3(mm)	f4(mm)	f5(mm)	NA
								数值	2.01	6.32	1.48	-76.24	-1373.97	-6.26	0.16

表6

图4A示出了实施例2的光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4B示出了实施例2的光学系统的畸变曲线，其表示不同像源高度处的畸变大小值。图4C示出了实施例2的光学系统的相对照度曲线，其表示不同像源高度所对应的相对照度。根据图4A和图4C可知，实施例2所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

实施例3

以下参照图5至图6C描述了根据本申请实施例3的光学系统。图5示出了根据本申请实施例3的光学系统的结构示意图。

如图5所示，根据本申请示例性实施方式的光学系统沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5。

第一透镜E1具有正光焦度，其近成像侧面S1为凸面，近像源侧面S2为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其近成像侧面S3为凹面，近像源侧面S4为凸面；第三透镜E3具有负光焦度，其近成像侧面S5为凹面，近像源侧面S6为凸面；第四透镜E4具有正光焦度，其近成像侧面S7为凹面，近像源侧面S8为凸面；第五透镜E5具有负光焦度，其近成像侧面S9为凹面，近像源侧面S10为凹面。在约800nm至约1000nm光波波段中，该光学系统的光线透过率大于85％。来自像源面S11的光依序穿过各表面S10至S1并最终投射至空间中的目标物体上(未示出)。

表7示出了实施例3的光学系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表7

由表7可知，在实施例3中，第一透镜E1至第五透镜E5中任意一个透镜的近成像侧面和近像源侧面均为非球面。表8示出了可用于实施例3中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

1.5450E-01

-1.1909E+00

3.1754E+01

-2.9049E+02

1.4772E+03

-3.4104E+03

3.0018E+03

S2

4.5276E-01

-9.0672E-01

6.6948E+00

-5.3278E+01

3.6300E+02

-1.3315E+03

2.5855E+03

S3

-6.0379E-01

4.3441E+00

-5.8689E+01

-2.2293E+01

1.3345E+03

-6.2788E+03

8.7888E+03

S4

-6.1561E-01

5.6837E+01

-6.2400E+02

3.3817E+03

-1.0640E+04

1.8375E+04

-1.2754E+04

S5

-2.1471E+00

1.1198E+02

-1.0840E+03

5.5943E+03

-1.7398E+04

3.0414E+04

-2.2567E+04

S6

-4.3976E+00

4.3727E+01

-1.8137E+02

3.8952E+02

-4.3996E+02

2.4405E+02

-5.4092E+01

S7

-5.5618E+00

1.9223E+01

-2.8697E+01

2.1970E+01

-7.5878E+00

6.6180E-01

-5.1039E-01

S8

-2.3281E+00

8.0755E+00

-2.0789E+01

3.5628E+01

-3.3029E+01

1.5030E+01

-2.6404E+00

S9

-7.1178E-01

1.5927E+00

-1.9357E+00

1.4417E+00

-6.3172E-01

1.4904E-01

-1.4617E-02

S10

-6.8061E-01

1.1507E+00

-1.6393E+00

1.4731E+00

-7.7443E-01

2.1668E-01

-2.4752E-02

表8

表9给出实施例3中光学系统的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f5以及光学系统的物方数值孔径NA。

参数	f(mm)	f1(mm)	f2(mm)	f3(mm)	f4(mm)	f5(mm)	NA
								数值	1.93	2.11	1.29	-2.17	2.23	-2.12	0.17

表9

图6A示出了实施例3的光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图6B示出了实施例3的光学系统的畸变曲线，其表示不同像源高度处的畸变大小值。图6C示出了实施例3的光学系统的相对照度曲线，其表示不同像源高度所对应的相对照度。根据图6A和图6C可知，实施例3所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

实施例4

以下参照图7至图8C描述了根据本申请实施例4的光学系统。图7示出了根据本申请实施例4的光学系统的结构示意图。

如图7所示，根据本申请示例性实施方式的光学系统沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5。

第一透镜E1具有正光焦度，其近成像侧面S1为凸面，近像源侧面S2为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其近成像侧面S3为凹面，近像源侧面S4为凸面；第三透镜E3具有负光焦度，其近成像侧面S5为凹面，近像源侧面S6为凸面；第四透镜E4具有负光焦度，其近成像侧面S7为凹面，近像源侧面S8为凸面；第五透镜E5具有正光焦度，其近成像侧面S9为凸面，近像源侧面S10为凸面。在约800nm至约1000nm光波波段中，该光学系统的光线透过率大于85％。来自像源面S11的光依序穿过各表面S10至S1并最终投射至空间中的目标物体上(未示出)。

表10示出了实施例4的光学系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表10

由表10可知，在实施例4中，第一透镜E1至第五透镜E5中任意一个透镜的近成像侧面和近像源侧面均为非球面。表11示出了可用于实施例4中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

1.2577E-01

-6.3929E-01

2.3402E+01

-2.5220E+02

1.4751E+03

-3.4301E+03

2.9854E+03

S2

3.9633E-01

-1.3348E+00

1.7632E+01

-1.1230E+02

3.5345E+02

-1.3419E+03

2.4547E+03

S3

-3.8375E-02

-1.5780E+00

-6.1350E+00

1.7530E+01

1.3153E+03

-6.2806E+03

8.7888E+03

S4

-7.7898E-01

5.5541E+01

-6.1963E+02

3.3976E+03

-1.0619E+04

1.8350E+04

-1.3411E+04

S5

-4.0907E+00

1.1677E+02

-1.0910E+03

5.5824E+03

-1.7407E+04

3.0416E+04

-2.2274E+04

S6

-4.3854E+00

4.3057E+01

-1.8136E+02

3.8934E+02

-4.3961E+02

2.4529E+02

-5.2284E+01

S7

-5.3108E+00

1.9240E+01

-2.8723E+01

2.1741E+01

-7.8605E+00

6.8195E-01

1.5065E-01

S8

-2.7833E+00

8.7104E+00

-2.0862E+01

3.5438E+01

-3.3105E+01

1.5052E+01

-2.5608E+00

S9

-8.5221E-01

1.6200E+00

-1.9270E+00

1.4421E+00

-6.3218E-01

1.4898E-01

-1.4657E-02

S10

-4.7748E-01

1.0360E+00

-1.6262E+00

1.4802E+00

-7.7446E-01

2.1637E-01

-2.4730E-02

表11

表12给出实施例4中光学系统的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f5以及光学系统的物方数值孔径NA。

参数	f(mm)	f1(mm)	f2(mm)	f3(mm)	f4(mm)	f5(mm)	NA
								数值	1.90	2.00	1.30	-3.68	-2.40	2.39	0.17

表12

图8A示出了实施例4的光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图8B示出了实施例4的光学系统的畸变曲线，其表示不同像源高度处的畸变大小值。图8C示出了实施例4的光学系统的相对照度曲线，其表示不同像源高度所对应的相对照度。根据图8A和图8C可知，实施例4所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

实施例5

以下参照图9至图10C描述了根据本申请实施例5的光学系统。图9示出了根据本申请实施例5的光学系统的结构示意图。

如图9所示，根据本申请示例性实施方式的光学系统沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5。

第一透镜E1具有正光焦度，其近成像侧面S1为凸面，近像源侧面S2为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其近成像侧面S3为凸面，近像源侧面S4为凸面；第三透镜E3具有负光焦度，其近成像侧面S5为凹面，近像源侧面S6为凸面；第四透镜E4具有正光焦度，其近成像侧面S7为凹面，近像源侧面S8为凸面；第五透镜E5具有负光焦度，其近成像侧面S9为凹面，近像源侧面S10为凹面。在约800nm至约1000nm光波波段中，该光学系统的光线透过率大于85％。来自像源面S11的光依序穿过各表面S10至S1并最终投射至空间中的目标物体上(未示出)。

表13示出了实施例5的光学系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表13

由表13可知，在实施例5中，第一透镜E1至第五透镜E5中任意一个透镜的近成像侧面和近像源侧面均为非球面。表14示出了可用于实施例5中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

-7.9095E-02

-7.9257E-01

2.7958E+01

-2.9281E+02

1.4386E+03

-3.3809E+03

3.0874E+03

S2

6.7312E-02

-1.6523E+00

1.1232E+01

-7.6056E+01

3.5904E+02

-1.4135E+03

2.1145E+03

S3

-4.2363E-01

-8.3369E-01

-2.3858E+01

-5.1200E+01

1.3396E+03

-6.1546E+03

9.1490E+03

S4

-1.2298E+00

5.7261E+01

-6.2525E+02

3.3809E+03

-1.0650E+04

1.8276E+04

-1.2844E+04

S5

-3.0085E+00

1.1570E+02

-1.0863E+03

5.5739E+03

-1.7433E+04

3.0426E+04

-2.2222E+04

S6

-3.8979E+00

4.3139E+01

-1.8165E+02

3.9020E+02

-4.3893E+02

2.4387E+02

-5.6190E+01

S7

-5.6525E+00

1.9444E+01

-2.8566E+01

2.2214E+01

-7.2931E+00

6.8834E-01

-2.5454E+00

S8

-2.0259E+00

7.8858E+00

-2.0795E+01

3.5692E+01

-3.2980E+01

1.5043E+01

-2.6561E+00

S9

-7.6132E-01

1.6002E+00

-1.9315E+00

1.4421E+00

-6.3184E-01

1.4891E-01

-1.4647E-02

S10

-7.0028E-01

1.1526E+00

-1.6386E+00

1.4724E+00

-7.7437E-01

2.1669E-01

-2.4691E-02

表14

表15给出实施例5中光学系统的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f5以及光学系统的物方数值孔径NA。

参数	f(mm)	f1(mm)	f2(mm)	f3(mm)	f4(mm)	f5(mm)	NA
								数值	1.98	3.75	1.78	-25.41	1.90	-1.97	0.16

表15

图10A示出了实施例5的光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图10B示出了实施例5的光学系统的畸变曲线，其表示不同像源高度处的畸变大小值。图10C示出了实施例5的光学系统的相对照度曲线，其表示不同像源高度所对应的相对照度。根据图10A和图10C可知，实施例5所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

实施例6

以下参照图11至图12C描述了根据本申请实施例6的光学系统。图11示出了根据本申请实施例6的光学系统的结构示意图。

如图11所示，根据本申请示例性实施方式的光学系统沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5。

第一透镜E1具有正光焦度，其近成像侧面S1为凸面，近像源侧面S2为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其近成像侧面S3为凸面，近像源侧面S4为凸面；第三透镜E3具有负光焦度，其近成像侧面S5为凹面，近像源侧面S6为凸面；第四透镜E4具有正光焦度，其近成像侧面S7为凹面，近像源侧面S8为凸面；第五透镜E5具有负光焦度，其近成像侧面S9为凹面，近像源侧面S10为凸面。在约800nm至约1000nm光波波段中，该光学系统的光线透过率大于85％。来自像源面S11的光依序穿过各表面S10至S1并最终投射至空间中的目标物体上(未示出)。

表16示出了实施例6的光学系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表16

由表16可知，在实施例6中，第一透镜E1至第五透镜E5中任意一个透镜的近成像侧面和近像源侧面均为非球面。表17示出了可用于实施例6中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

-1.2505E-01

-3.4315E-01

2.8324E+01

-3.0121E+02

1.4235E+03

-3.1363E+03

2.5738E+03

S2

5.5156E-02

-1.5158E+00

1.2922E+01

-7.2277E+01

3.5429E+02

-1.5147E+03

2.5382E+03

S3

-9.8428E-02

-3.1893E+00

-1.8758E+01

-3.9951E+01

1.3186E+03

-6.2798E+03

9.5542E+03

S4

-6.9913E-01

5.7111E+01

-6.2645E+02

3.3743E+03

-1.0658E+04

1.8275E+04

-1.2785E+04

S5

-2.4824E+00

1.1459E+02

-1.0859E+03

5.5768E+03

-1.7444E+04

3.0391E+04

-2.2116E+04

S6

-4.1654E+00

4.4080E+01

-1.8078E+02

3.8954E+02

-4.4142E+02

2.4166E+02

-4.9662E+01

S7

-5.7951E+00

1.8850E+01

-2.8883E+01

2.3094E+01

-5.6934E+00

1.2713E+00

-5.7797E+00

S8

-2.0351E+00

7.6721E+00

-2.0682E+01

3.5721E+01

-3.3005E+01

1.5038E+01

-2.6464E+00

S9

-7.0727E-01

1.5936E+00

-1.9334E+00

1.4419E+00

-6.3190E-01

1.4895E-01

-1.4567E-02

S10

-5.3295E-01

1.0764E+00

-1.6362E+00

1.4766E+00

-7.7336E-01

2.1674E-01

-2.4804E-02

表17

表18给出实施例6中光学系统的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f5以及光学系统的物方数值孔径NA。

参数	f(mm)	f1(mm)	f2(mm)	f3(mm)	f4(mm)	f5(mm)	NA
								数值	2.02	3.82	1.55	-3.22	1.86	-2.58	0.16

表18

图12A示出了实施例6的光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图12B示出了实施例6的光学系统的畸变曲线，其表示不同像源高度处的畸变大小值。图12C示出了实施例6的光学系统的相对照度曲线，其表示不同像源高度所对应的相对照度。根据图12A和图12C可知，实施例6所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

实施例7

以下参照图13至图14C描述了根据本申请实施例7的光学系统。图13示出了根据本申请实施例7的光学系统的结构示意图。

如图13所示，根据本申请示例性实施方式的光学系统沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5。

第一透镜E1具有正光焦度，其近成像侧面S1为凸面，近像源侧面S2为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其近成像侧面S3为凹面，近像源侧面S4为凸面；第三透镜E3具有负光焦度，其近成像侧面S5为凹面，近像源侧面S6为凸面；第四透镜E4具有正光焦度，其近成像侧面S7为凹面，近像源侧面S8为凸面；第五透镜E5具有正光焦度，其近成像侧面S9为凹面，近像源侧面S10为凸面。在约800nm至约1000nm光波波段中，该光学系统的光线透过率大于85％。来自像源面S11的光依序穿过各表面S10至S1并最终投射至空间中的目标物体上(未示出)。

表19示出了实施例7的光学系统的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表19

由表19可知，在实施例7中，第一透镜E1至第五透镜E5中任意一个透镜的近成像侧面和近像源侧面均为非球面。表20示出了可用于实施例7中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

1.5885E-01

-1.1095E+00

2.9188E+01

-2.5757E+02

1.3402E+03

-3.4104E+03

3.0018E+03

S2

4.5647E-01

-9.1291E-01

7.1021E+00

-2.6044E+01

1.7700E+02

-1.3315E+03

2.5855E+03

S3

-3.4479E-01

5.4693E+00

-5.5412E+01

6.0501E+00

1.4744E+03

-6.2788E+03

8.7888E+03

S4

-5.9523E-01

5.6404E+01

-6.1852E+02

3.3757E+03

-1.0664E+04

1.8360E+04

-1.2510E+04

S5

-1.6232E+00

1.1100E+02

-1.0862E+03

5.6049E+03

-1.7373E+04

3.0424E+04

-2.2728E+04

S6

-4.4440E+00

4.3718E+01

-1.8059E+02

3.8959E+02

-4.4055E+02

2.4351E+02

-5.5087E+01

S7

-5.6405E+00

1.9259E+01

-2.8701E+01

2.2040E+01

-7.5889E+00

6.4142E-01

-4.1747E-01

S8

-2.2438E+00

7.8190E+00

-2.0722E+01

3.5707E+01

-3.2999E+01

1.5028E+01

-2.6723E+00

S9

-6.8580E-01

1.5900E+00

-1.9354E+00

1.4418E+00

-6.3175E-01

1.4910E-01

-1.4605E-02

S10

-5.8668E-01

1.1189E+00

-1.6428E+00

1.4748E+00

-7.7379E-01

2.1689E-01

-2.4721E-02

表20

表21给出实施例7中光学系统的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f5以及光学系统的物方数值孔径NA。

参数	f(mm)	f1(mm)	f2(mm)	f3(mm)	f4(mm)	f5(mm)	NA
								数值	1.90	2.14	1.29	-1.89	2.13	1.52	0.17

表21

图14A示出了实施例7的光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图14B示出了实施例7的光学系统的畸变曲线，其表示不同像源高度处的畸变大小值。图14C示出了实施例7的光学系统的相对照度曲线，其表示不同像源高度所对应的相对照度。根据图14A和图14C可知，实施例7所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

综上，实施例1至实施例7分别满足表22中所示的关系。

条件式\实施例	1	2	3	4	5	6	7
								f2/f	0.63	0.74	0.67	0.68	0.90	0.77	0.68
(1+TAN(CRA))×TTL/IH	2.12	2.27	2.12	2.16	2.20	2.28	2.20
								NA	0.18	0.16	0.17	0.17	0.16	0.16	0.17
Tr5r8/CT5	1.77	2.08	2.06	1.24	2.20	2.21	1.98
								T23/T34	0.40	0.50	0.32	0.23	0.56	0.60	0.38
\|R4-R5\|/\|R4+R5\|	0.04	0.37	0.01	0.17	0.44	0.48	0.07
								R8/f	-0.45	-0.50	-0.45	-0.70	-0.37	-0.43	-0.48
SAG41/SAG42	0.62	0.46	0.55	0.79	0.59	0.55	0.54
								ET5/CT5	0.35	0.38	0.38	0.38	0.39	0.40	0.42
SAG51/SAG52	0.37	0.27	0.54	0.24	0.52	0.54	0.58
								SAG52/CT5	-1.02	-0.85	-1.35	-0.82	-1.28	-1.32	-1.36

表22

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.光学系统，沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其特征在于，

所述第一透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凹面；

所述第二透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凸面；

所述第三透镜具有负光焦度，其近像源侧面为凸面；

所述第四透镜具有光焦度，其近成像侧面为凹面；

所述第五透镜具有光焦度；

所述光学系统中具有光焦度的透镜的数量是五；

所述第一透镜至所述第五透镜中的任意一个透镜为非球面透镜；

所述第二透镜的有效焦距f2与所述光学系统的总有效焦距f满足0＜f2/f＜1；以及

所述第二透镜和所述第三透镜在所述光轴上的间隔距离T23与所述第三透镜和所述第四透镜在所述光轴上的间隔距离T34满足0.2＜T23/T34＜0.7。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第三透镜的近成像侧面至所述第四透镜的近像源侧面在所述光轴上的间隔距离Tr5r8与所述第五透镜于所述光轴上的中心厚度CT5满足1.2＜Tr5r8/CT5＜2.3。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第二透镜的近像源侧面的曲率半径R4与所述第三透镜的近成像侧面的曲率半径R5满足|R4-R5|/|R4+R5|＜0.5。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第四透镜的近像源侧面的曲率半径R8与所述光学系统的总有效焦距f满足-1＜R8/f＜0。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第四透镜的近成像侧面和所述光轴的交点至所述第四透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG41与所述第四透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第四透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG42满足0.45＜SAG41/SAG42＜1。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第五透镜的近成像侧面和所述光轴的交点至所述第五透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG51与所述第五透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG52满足0＜SAG51/SAG52＜0.6。

7.根据权利要求6所述的光学系统，其特征在于，所述第五透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG52与所述第五透镜于所述光轴上的中心厚度CT5满足-1.5＜SAG52/CT5＜-0.8。

8.根据权利要求7所述的光学系统，其特征在于，所述第五透镜的边缘厚度ET5与所述第五透镜于所述光轴上的中心厚度CT5满足0＜ET5/CT5＜0.5。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的主光线最大入射角度CRA、所述第一透镜的近成像侧面至所述光学系统的像源面在所述光轴上的间隔距离TTL与所述像源直径对角线长的一半IH满足2＜(1+TAN(CRA))×TTL/IH＜2.5。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的物方数值孔径NA满足NA＜0.19。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的光学系统，其特征在于，在800nm至1000nm的光波波段中，所述光学系统的光线透过率大于85%。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的近像源侧面的有效半口径DT12、所述第二透镜的近像源侧面的有效半口径DT22、所述第三透镜的近像源侧面的有效半口径DT32、所述第四透镜的近像源侧面的有效半口径DT42以及所述第五透镜的近像源侧面的有效半口径DT52满足DT12＜DT22＜DT32＜DT42＜DT52。

13.光学系统，沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其特征在于，

所述第一透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凹面；

所述第二透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凸面；

所述第三透镜具有负光焦度，其近像源侧面为凸面；

所述第四透镜具有光焦度，其近成像侧面为凹面；

所述第五透镜具有光焦度；

所述光学系统中具有光焦度的透镜的数量是五；

所述第五透镜的边缘厚度ET5与所述第五透镜于所述光轴上的中心厚度CT5满足0＜ET5/CT5＜0.5；以及

14.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，所述第三透镜的近成像侧面至所述第四透镜的近像源侧面在所述光轴上的间隔距离Tr5r8与所述第五透镜于所述光轴上的中心厚度CT5满足1.2＜Tr5r8/CT5＜2.3。

15.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，所述第五透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG52与所述第五透镜于所述光轴上的中心厚度CT5满足-1.5＜SAG52/CT5＜-0.8。

16.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，所述第四透镜的近成像侧面和所述光轴的交点至所述第四透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG41与所述第四透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第四透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG42满足0.45＜SAG41/SAG42＜1。

17.根据权利要求13或16所述的光学系统，其特征在于，所述第五透镜的近成像侧面和所述光轴的交点至所述第五透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG51与所述第五透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG52满足0＜SAG51/SAG52＜0.6。

18.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，所述第二透镜的近像源侧面的曲率半径R4与所述第三透镜的近成像侧面的曲率半径R5满足|R4-R5|/|R4+R5|＜0.5。

19.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，所述第四透镜的近像源侧面的曲率半径R8与所述光学系统的总有效焦距f满足-1＜R8/f＜0。

20.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，所述第二透镜的有效焦距f2与所述光学系统的总有效焦距f满足0＜f2/f＜1。

21.根据权利要求13所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的近像源侧面的有效半口径DT12、所述第二透镜的近像源侧面的有效半口径DT22、所述第三透镜的近像源侧面的有效半口径DT32、所述第四透镜的近像源侧面的有效半口径DT42以及所述第五透镜的近像源侧面的有效半口径DT52满足DT12＜DT22＜DT32＜DT42＜DT52。

22.根据权利要求21所述的光学系统，其特征在于，在800nm至1000nm的光波波段中，所述光学系统的光线透过率大于85%。

23.根据权利要求21所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的物方数值孔径NA满足NA＜0.19。

24.根据权利要求21所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的主光线最大入射角度CRA、所述第一透镜的近成像侧面至所述光学系统的像源面在所述光轴上的间隔距离TTL与所述像源直径对角线长的一半IH满足2＜(1+TAN(CRA))×TTL/IH＜2.5。

25.光学系统，沿光轴由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其特征在于，

所述第一透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凹面；

所述第二透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凸面；

所述第三透镜具有负光焦度，其近像源侧面为凸面；

所述第四透镜具有光焦度，其近成像侧面为凹面；

所述第五透镜具有光焦度；

所述光学系统中具有光焦度的透镜的数量是五；所述第一透镜至所述第五透镜中的任意一个透镜为非球面透镜；

所述第五透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG52与所述第五透镜于所述光轴上的中心厚度CT5满足-1.5＜SAG52/CT5＜-0.8；以及

26.根据权利要求25所述的光学系统，其特征在于，所述第三透镜的近成像侧面至所述第四透镜的近像源侧面在所述光轴上的间隔距离Tr5r8与所述第五透镜于所述光轴上的中心厚度CT5满足1.2＜Tr5r8/CT5＜2.3。

27.根据权利要求26所述的光学系统，其特征在于，所述第四透镜的近像源侧面的曲率半径R8与所述光学系统的总有效焦距f满足-1＜R8/f＜0。

28.根据权利要求25所述的光学系统，其特征在于，所述第二透镜的近像源侧面的曲率半径R4与所述第三透镜的近成像侧面的曲率半径R5满足|R4-R5|/|R4+R5|＜0.5。

29.根据权利要求28所述的光学系统，其特征在于，所述第二透镜的有效焦距f2与所述光学系统的总有效焦距f满足0＜f2/f＜1。

30.根据权利要求25所述的光学系统，其特征在于，所述第五透镜的近成像侧面和所述光轴的交点至所述第五透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG51与所述第五透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第五透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG52满足0＜SAG51/SAG52＜0.6。

31.根据权利要求30所述的光学系统，其特征在于，所述第五透镜的边缘厚度ET5与所述第五透镜于所述光轴上的中心厚度CT5满足0＜ET5/CT5＜0.5。

32.根据权利要求25所述的光学系统，其特征在于，所述第四透镜的近成像侧面和所述光轴的交点至所述第四透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG41与所述第四透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第四透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点在所述光轴上距离SAG42满足0.45＜SAG41/SAG42＜1。

33.根据权利要求25至32中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的近像源侧面的有效半口径DT12、所述第二透镜的近像源侧面的有效半口径DT22、所述第三透镜的近像源侧面的有效半口径DT32、所述第四透镜的近像源侧面的有效半口径DT42以及所述第五透镜的近像源侧面的有效半口径DT52满足DT12＜DT22＜DT32＜DT42＜DT52。

34.根据权利要求33所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的主光线最大入射角度CRA、所述第一透镜的近成像侧面至所述光学系统的像源面在所述光轴上的间隔距离TTL与所述像源直径对角线长的一半IH满足2＜(1+TAN(CRA))×TTL/IH＜2.5。

35.根据权利要求33所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的物方数值孔径NA满足NA＜0.19。

36.根据权利要求33所述的光学系统，其特征在于，在800nm至1000nm的光波波段中，所述光学系统的光线透过率大于85%。