CN111897098A - 光学系统、摄像模组和电子设备 - Google Patents

光学系统、摄像模组和电子设备 Download PDF

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刘秀
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Abstract

一种光学系统、摄像模组和电子设备，光学系统从物侧至像侧依次包括：第一透镜，具有正曲折力，物侧面于近光轴处为凸面；第二透镜，具有曲折力；第三透镜，具有曲折力，像侧面于近光轴处为凹面；第四透镜，具有负曲折力，物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；第五透镜，具有曲折力，物侧面于近光轴处为凹面；第六透镜，具有曲折力，像侧面于近光轴处为凸面；第七透镜，具有负曲折力，像侧面于近光轴处为凹面，物侧面与像侧面均为非球面，且其至少一者设置有至少一个反曲点。通过合理配置第一透镜至第七透镜的曲折力以及面型，且设置反曲点，光学系统能够兼顾有效焦距和系统总长，从而具有足够长的有效焦距以及较短的系统总长。

Description

光学系统、摄像模组和电子设备
技术领域
本发明属于光学成像领域，尤其涉及一种光学系统、摄像模组和电子设备。
背景技术
随着手机、相机等各种拍照设备的制造技术不断发展，为了满足广大用户的拍照需求，其摄像头也在同步快速发展着。如最近几年出现了通过同时搭载多个具有不同功能的摄像头以适应多种场景的拍摄要求，譬如同时搭载广角摄像头和长焦摄像头。
目前的拍照设备具有小型化的发展趋势，使得其上的长焦摄像头难以兼顾有效焦距和系统总长，要不就是有效焦距过短，难以进行长焦拍摄，要不就是系统总长过长，不能适配手机等小型拍照设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学系统、摄像模组和电子设备，能够兼顾有效焦距和系统总长，从而具有足够长的有效焦距以及较短的系统总长，能够同时满足小型化和长焦摄像要求。
为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：
第一方面，本发明提供了一种光学系统，光学系统从物侧至像侧依次包括：第一透镜，具有正曲折力，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面；第二透镜，具有曲折力；第三透镜，具有曲折力，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第四透镜，具有负曲折力，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第五透镜，具有曲折力，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面；第六透镜，具有曲折力，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凸面；第七透镜，具有负曲折力，所述第七透镜的像侧面于近光轴处为凹面，所述第七透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且所述第七透镜的物侧面与像侧面中的至少一者设置有至少一个反曲点。
通过合理配置第一透镜至第七透镜的曲折力以及面型，且在第七透镜上设置反曲点，光学系统能够兼顾有效焦距和系统总长，从而具有足够长的有效焦距以及较短的系统总长，能够同时满足小型化和长焦摄像的要求。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：f/TTL>1；其中，f为所述光学系统的有效焦距，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。通过满足f/TTL的取值高于1，光学系统的有效焦距较长，从而具有长焦特性。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0mm-1＜FNO/(ImgH*2)＜5mm-1；其中，FNO为所述光学系统的光圈数，Imgh为所述光学系统成像面上有效感光区域对角线长度的一半。可以理解的是，Imgh决定了电子感光芯片的大小，Imgh越大，光学系统可支持的最大电子感光芯片的尺寸便越大。通过满足FNO/(ImgH*2)的取值在0mm-1和5mm-1之间，可让光学系统支持高像素电子感光芯片；同时，提供了较大的光圈数，可获得更高的进光量，光学系统在长焦拍摄下可更容易突出被摄主体，虚化背景。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：Y11/Y72<0.6；其中，Y11为所述第一透镜物侧面的有效半口径，Y72为所述第七透镜像侧面的有效半口径。通过满足Y11/Y72的取值低于0.6，第一透镜物侧面的有效口径较小，光学系统具有小头部尺寸的特点，有利于实现小型化设计。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1＜BF/CT67＜3；其中，BF为所述第七透镜像侧面至成像面的最短距离，CT67为所述第六透镜的像侧面和所述第七透镜的物侧面于光轴上的间距。通过满足BF/CT67的取值在1和3之间，可确保与电子感光芯片具有良好的匹配性，同时第六透镜和第七透镜具有合理的间距，有助于减少像差和提升解像力。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：6<(Y72*TTL)/(ET7*f)<13；其中，Y72为所述第七透镜像侧面的有效半口径，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，ET7为所述第七透镜的光学有效区域边缘的厚度，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足(Y72*TTL)/(ET7*f)的取值在6和13之间，可平衡光学系统长焦特性与系统总长，在保证第七透镜成型良率同时减小光学系统的最大直径。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0<f123/R32＜10；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，R32为所述第三透镜像侧面于光轴处的曲率半径。通过满足f123/R32的取值在0和10之间，第三透镜曲率的变化，迅速压缩了光线在光学系统中的口径，利于后面透镜对光线的进一步控制；同时提供了较大的第一透镜至第三透镜的组合有效焦距，为光学系统有效焦距的提升提供一定帮助。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：2.5<TTL/∑AT<4；其中，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，∑AT为所述第一透镜至所述第七透镜中相邻的任意两个透镜于光轴上的空气间隔的总和。通过满足TTL/∑AT的取值在2.5和4之间，有利于在可加工范围内减小相邻镜片于光轴的间距，进而减小系统总长，实现光学系统的超薄特性。可以理解的是，当TTL/∑AT>4时，相邻透镜于光轴的间距过小，增加公差敏感度，不利于镜片组装，增加加工难度。当TTL/∑AT＜2.5时，系统总长过短，不利于实现长焦特性。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：TTL/EPD<3；其中，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，EPD为所述光学系统的入瞳直径。通过满足TTL/EPD的取值低于3，可使系统总长较小，并增加进光量。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.5<|f4567/f|<2；其中，f4567为所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的组合有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足|f4567/f|的取值在0.5和2之间，有利于校正光学系统的色差和场曲，以及减缓光线偏折角度，降低敏感度，降低镜头成型难度。可以理解的是，当|f4567/f|<0.5时，第四透镜至第七透镜一同贡献给整个系统的组合有效焦距过小，引起光线偏折过大，也不利于像差校正，最后导致成像质量降低。当|f4567/f|＞2时，第四透镜至第七透镜的总长占系统总长的比重过高，不利于系统小型化；而且第四透镜至第七透镜的整体曲折力不足，难以有效平衡第一透镜和第二透镜整体的像差。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：Y11/f<0.3；其中，Y11为所述第一透镜物侧面的有效半口径，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足Y11/f的取值低于0.3，在光学系统的有效焦距一定的情况下，能保证第一透镜的口径尽可能小，从而满足小头部要求，有利于实现小型化。
第二方面，本发明还提供了一种摄像模组，摄像模组包括镜筒、感光元件和第一方面任一项实施方式所述的光学系统，所述光学系统的第一透镜至第七透镜均安装在所述镜筒内，所述感光元件设置在所述光学系统的像侧。通过在摄像模组中加入本发明提供的光学系统，摄像模组能够同时实现小型化和长焦摄像的设计要求，有利于摄像模组应用于各类小体积及对长焦摄像要求较高的拍照设备。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，电子设备包括壳体和第二方面所述的摄像模组，所述摄像模组设于所述壳体内。通过在电子设备中加入本发明提供的摄像模组，电子设备可完成机身较薄、体积较小的设计要求，同时还能进行远景的高清成像。
附图说明
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，显而易见地，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。
图1a是第一实施例的光学系统的结构示意图；
图1b是第一实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
图2a是第二实施例的光学系统的结构示意图；
图2b是第二实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
图3a是第三实施例的光学系统的结构示意图；
图3b是第三实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
图4a是第四实施例的光学系统的结构示意图；
图4b是第四实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
图5a是第五实施例的光学系统的结构示意图；
图5b是第五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
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。
本发明实施例提供了一种电子设备，电子设备包括壳体和本发明实施例提供的摄像模组，摄像模组设于壳体内。该电子设备可以为智能手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑、智能手表、无人机、电子书籍阅读器、行车记录仪、可穿戴装置、监控设备、各种驾驶辅助系统等。通过在电子设备中加入本发明提供的摄像模组，电子设备可完成机身较薄、体积较小的设计要求，同时还能进行远景的高清成像。
本发明实施例提供了一种摄像模组，摄像模组包括镜筒、电子感光元件和本发明实施例提供的光学系统，光学系统的第一透镜至第七透镜安装在镜筒内，电子感光元件设置在光学系统的像侧，用于将穿过第一透镜至第七透镜入射到电子感光元件上的物的光线转换成图像的电信号。电子感光元件可以为互补金属氧化物半导体(Complementary MetalOxide Semiconductor，CMOS)或电荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)。该摄像模组可以是数码相机的独立的镜头，也可以是集成在如智能手机等电子设备上的成像模块。通过在摄像模组中加入本发明提供的光学系统，摄像模组能够同时实现小型化和长焦摄像的设计要求，有利于摄像模组应用于各类小体积及对长焦摄像要求较高的拍照设备。
本发明提供了一种光学系统，光学系统从物侧至像侧依次包括：
第一透镜，具有正曲折力，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
第二透镜，具有曲折力；
第三透镜，具有曲折力，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
第四透镜，具有负曲折力，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
第五透镜，具有曲折力，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面；
第六透镜，具有曲折力，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凸面；
第七透镜，具有负曲折力，所述第七透镜的像侧面于近光轴处为凹面，所述第七透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且所述第七透镜的物侧面与像侧面中的至少一者设置有至少一个反曲点。
通过合理配置第一透镜至第七透镜的曲折力以及面型，同时在第七透镜上设置反曲点，便于减小透镜的弯曲程度，从而降低透镜的轴向厚度，有助于缩小系统总长，光学系统能够兼顾有效焦距和系统总长，从而具有足够长的有效焦距以及较短的系统总长，能够同时满足小型化和长焦摄像的要求。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：f/TTL>1；其中，f为所述光学系统的有效焦距，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。通过满足f/TTL的取值高于1，光学系统的有效焦距较长，从而具有长焦特性。具体的，f/TTL的值可以为1、1.05、1.1、1.26、2、5等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0mm-1＜FNO/(ImgH*2)＜5mm-1；其中，FNO为所述光学系统的光圈数，Imgh为所述光学系统成像面上有效感光区域对角线长度的一半。可以理解的是，Imgh决定了电子感光芯片的大小，Imgh越大，光学系统可支持的最大电子感光芯片的尺寸便越大。通过满足FNO/(ImgH*2)的取值在0mm-1和5mm-1之间，可让光学系统支持高像素电子感光芯片；同时，提供了较大的光圈数，可获得更高的进光量，光学系统在长焦拍摄下可更容易突出被摄主体，虚化背景。具体的，FNO/(ImgH*2)的值可以为0mm-1、0.7mm-1、1.35mm-1、2.4mm-1、3.2mm-1、4.8mm-1、5mm-1等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：Y11/Y72<0.6；其中，Y11为所述第一透镜物侧面的有效半口径，Y72为所述第七透镜像侧面的有效半口径。通过满足Y11/Y72的取值低于0.6，第一透镜物侧面的有效口径较小，光学系统具有小头部尺寸的特点，有利于实现小型化设计。具体的，Y11/Y72的值可以为0.6、0.58、0.54、0.4、0.3等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1＜BF/CT67＜3；其中，BF为所述第七透镜像侧面至成像面的最短距离，CT67为所述第六透镜的像侧面和所述第七透镜的物侧面于光轴上的间距。通过满足BF/CT67的取值在1和3之间，可确保与电子感光芯片具有良好的匹配性，同时第六透镜和第七透镜具有合理的间距，有助于减少像差和提升解像力。具体的，BF/CT67的值可以为1、1.2、1.5、1.9、2.4、2.8、3等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：6<(Y72*TTL)/(ET7*f)<13；其中，Y72为所述第七透镜像侧面的有效半口径，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，ET7为所述第七透镜的光学有效区域边缘的厚度，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足(Y72*TTL)/(ET7*f)的取值在6和13之间，可平衡光学系统长焦特性与系统总长，在保证第七透镜成型良率同时减小光学系统的最大直径。具体的，(Y72*TTL)/(ET7*f)的值可以为6、7.5、8.5、9.2、11、12.2、13等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0<f123/R32＜10；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，R32为所述第三透镜像侧面于光轴处的曲率半径。通过满足f123/R32的取值在0和10之间，第三透镜曲率的变化，迅速压缩了光线在光学系统中的口径，利于后面透镜对光线的进一步控制；同时提供了较大的第一透镜至第三透镜的组合有效焦距，为光学系统有效焦距的提升提供一定帮助。具体的，f123/R32的值可以为0、1、3、5、8、10等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：2.5<TTL/∑AT<4；其中，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，∑AT为所述第一透镜至所述第七透镜中相邻的任意两个透镜于光轴上的空气间隔的总和。通过满足TTL/∑AT的取值在2.5和4之间，有利于在可加工范围内减小相邻镜片于光轴的间距，进而减小系统总长，实现光学系统的超薄特性。可以理解的是，当TTL/∑AT>4时，相邻透镜于光轴的间距过小，增加公差敏感度，不利于镜片组装，增加加工难度。当TTL/∑AT＜2.5时，系统总长过短，不利于实现长焦特性。具体的，TTL/∑AT的值可以为2.5、2.78、3.15、3.54、3.8、4等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：TTL/EPD<3；其中，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，EPD为所述光学系统的入瞳直径。通过满足TTL/EPD的取值低于3，可使系统总长较小，并增加进光量。具体的，TTL/EPD的值可以为3、2.5、2.1、1.8、1.5、1、0.2等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.5<|f4567/f|<2；其中，f4567为所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的组合有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足|f4567/f|的取值在0.5和2之间，有利于校正光学系统的色差和场曲，以及减缓光线偏折角度，降低敏感度，降低镜头成型难度。可以理解的是，当|f4567/f|<0.5时，第四透镜至第七透镜一同贡献给整个系统的组合有效焦距过小，引起光线偏折过大，也不利于像差校正，最后导致成像质量降低。当|f4567/f|＞2时，第四透镜至第七透镜的总长占系统总长的比重过高，不利于系统小型化；而且第四透镜至第七透镜的整体曲折力不足，难以有效平衡第一透镜和第二透镜整体的像差。具体的，|f4567/f|的值可以为0.5、0.8、1.2、1.5、1.8、2等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：Y11/f<0.3；其中，Y11为所述第一透镜物侧面的有效半口径，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足Y11/f的取值低于0.3，在光学系统的有效焦距一定的情况下，能保证第一透镜的口径尽可能小，从而满足小头部要求，有利于实现小型化。具体的，Y11/f的值可以为0.3、0.28、0.21、0.15、0.04等。
第一实施例
请参考图1a和图1b，本实施例的光学系统，沿物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；
第二透镜L2，具有正曲折力，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；
第三透镜L3，具有负曲折力，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；
第四透镜L4，具有负曲折力，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；
第五透镜L5，具有负曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凹面。
第六透镜L6，具有正曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凸面。
第七透镜L7，具有负曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凹面，像侧面S14于近光轴处为凹面。
上述第一透镜L1至第七透镜L7的材质均为塑料，可助于光学系统实现轻量化设计。
此外，光学系统还包括光阑ST0、红外滤光片IR和成像面IMG。光阑ST0设置在第一透镜L1的物侧，可设于第一透镜L1的圆周处，也可设于第一透镜L1的物侧面S1上，或者设置于与第一透镜L1的物侧面S1具有间隔距离的位置上，光阑STO用于控制进光量。其他实施例中，光阑ST0还可以设置在其他透镜的物侧面和像侧面上。红外滤光片IR设置在第七透镜L7的像侧，其包括物侧面S15和像侧面S16，红外滤光片IR用于过滤掉红外光线，使得射入成像面IMG的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm。红外滤光片IR的材质为玻璃，并可在玻璃上镀膜。成像面IMG为光学系统的像面，其大部分区域与电子感光元件的有效像素区域交叠。
表1a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为587.5618nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表1a
Figure BDA0002653232950000091
其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，Semi-FOV为光学系统在电子感光元件对角线方向的最大视场角的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面IMG的于光轴上的距离。
在本实施例中，第一透镜L1至第七透镜L7的各个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，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：
Figure BDA0002653232950000101
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最大矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1a中Y半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。
表1b给出了可用于第一实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表1b
Figure BDA0002653232950000102
图1b示出了第一实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm，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会聚焦点偏离；像散曲线子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图1b可知，第一实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
第二实施例
请参考图2a和图2b，本实施例的光学系统，沿物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；
第二透镜L2，具有正曲折力，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；
第三透镜L3，具有负曲折力，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；
第四透镜L4，具有负曲折力，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；
第五透镜L5，具有正曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面。
第六透镜L6，具有负曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凸面。
第七透镜L7，具有负曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面。
表2a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为587.5618nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表2a
Figure BDA0002653232950000111
Figure BDA0002653232950000121
其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，Semi-FOV为光学系统在电子感光元件对角线方向的最大视场角的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面IMG的于光轴上的距离。
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。
表2b
Figure BDA0002653232950000122
图2b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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm。根据图2b可知，第二实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
第三实施例
请参考图3a和图3b，本实施例的光学系统，沿物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；
第二透镜L2，具有正曲折力，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；
第三透镜L3，具有正曲折力，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；
第四透镜L4，具有负曲折力，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；
第五透镜L5，具有正曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面。
第六透镜L6，具有负曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凸面。
第七透镜L7，具有负曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面。
表3a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为587.5618nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表3a
Figure BDA0002653232950000131
其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，Semi-FOV为光学系统在电子感光元件对角线方向的最大视场角的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面IMG的于光轴上的距离。
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。
表3b
Figure BDA0002653232950000141
图3b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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm。根据图3b可知，第三实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
第四实施例
请参考图4a和图4b，本实施例的光学系统，沿物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凸面；
第二透镜L2，具有负曲折力，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；
第三透镜L3，具有负曲折力，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；
第四透镜L4，具有负曲折力，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；
第五透镜L5，具有正曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面。
第六透镜L6，具有负曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凸面。
第七透镜L7，具有负曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面。
表4a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为587.5618nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表4a
Figure BDA0002653232950000151
其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，Semi-FOV为光学系统在电子感光元件对角线方向的最大视场角的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面IMG的于光轴上的距离。
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。
表4b
Figure BDA0002653232950000161
图4b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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm。根据图4b可知，第四实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
第五实施例
请参考图5a和图5b，本实施例的光学系统，沿物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有正曲折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；
第二透镜L2，具有正曲折力，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；
第三透镜L3，具有负曲折力，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；
第四透镜L4，具有负曲折力，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；
第五透镜L5，具有正曲折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凸面。
第六透镜L6，具有负曲折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凸面。
第七透镜L7，具有负曲折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面。
表5a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为587.5618nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表5a
Figure BDA0002653232950000171
其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，Semi-FOV为光学系统在电子感光元件对角线方向的最大视场角的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面IMG的于光轴上的距离。
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。
表5b
Figure BDA0002653232950000172
Figure BDA0002653232950000181
图5b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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm。根据图5b可知，第五实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
表6示出了第一实施例至第五实施例中光学系统的f/TTL、FNO/(ImgH*2)、Y11/Y72、BF/CT67、(Y72*TTL)/(ET7*f)、f123/R32、TTL/∑AT、TTL/EPD、|f4567/f|、Y11/f的值。其中，FNO/(ImgH*2)的单位是毫米-1(mm-1)
表6
f/TTL FNO/(ImgH*2) Y11/Y72 BF/CT67 (Y72*TTL)/(ET7*f)
第一实施例 1.04 0.38 0.55 2.32 6.75
第二实施例 1.01 0.36 0.50 2.86 7.40
第三实施例 1.02 0.32 0.51 1.23 11.31
第四实施例 1.04 0.32 0.55 1.13 10.55
第五实施例 1.02 0.30 0.57 2.11 12.75
f123/R32 TTL/∑AT TTL/EPD |f4567/f| Y11/f
第一实施例 1.28 3.61 2.65 1.14 0.18
第二实施例 9.68 3.35 2.56 1.36 0.19
第三实施例 0.37 2.88 2.30 0.52 0.21
第四实施例 0.62 2.90 2.22 0.66 0.22
第五实施例 1.83 3.20 2.15 1.76 0.23
由表6可知，第一实施例至第五实施例中的光学系统均满足以下条件式：f/TTL>1、0mm-1＜FNO/(ImgH*2)＜5mm-1、Y11/Y72<0.6、1＜BF/CT67＜3、6<(Y72*TTL)/(ET7*f)<13、0<f123/R32＜10、2.5<TTL/∑AT<4、TTL/EPD<3、0.5<|f4567/f|<2、Y11/f<0.3。
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之权利范围，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，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种光学系统，其特征在于，从物侧至像侧依次包括：
第一透镜，具有正曲折力，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
第二透镜，具有曲折力；
第三透镜，具有曲折力，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
第四透镜，具有负曲折力，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
第五透镜，具有曲折力，所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凹面；
第六透镜，具有曲折力，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凸面；
第七透镜，具有负曲折力，所述第七透镜的像侧面于近光轴处为凹面，所述第七透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且所述第七透镜的物侧面与像侧面中的至少一者设置有至少一个反曲点。
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
f/TTL>1；
其中，f为所述光学系统的有效焦距，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。
3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
0mm-1＜FNO/(Imgh*2)＜5mm-1；
其中，FNO为所述光学系统的光圈数，Imgh为所述光学系统成像面上有效感光区域对角线长度的一半。
4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
Y11/Y72<0.6；
其中，Y11为所述第一透镜物侧面的有效半口径，Y72为所述第七透镜像侧面的有效半口径。
5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
1＜BF/CT67＜3；
其中，BF为所述第七透镜像侧面至成像面的最短距离，CT67为所述第六透镜的像侧面和所述第七透镜的物侧面于光轴上的间距。
6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
6<(Y72*TTL)/(ET7*f)<13；
其中，Y72为所述第七透镜像侧面的有效半口径，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，ET7为所述第七透镜的光学有效区域边缘的厚度，f为所述光学系统的有效焦距。
7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
0<f123/R32＜10；
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，R32为所述第三透镜像侧面于光轴处的曲率半径。
8.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
2.5<TTL/∑AT<4；
其中，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，∑AT为所述第一透镜至所述第七透镜中相邻的任意两个透镜于光轴上的空气间隔的总和。
9.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
TTL/EPD<3；
其中，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，EPD为所述光学系统的入瞳直径。
10.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
0.5<|f4567/f|<2；
其中，f4567为所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的组合有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。
11.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
Y11/f<0.3；
其中，Y11为所述第一透镜物侧面的有效半口径，f为所述光学系统的有效焦距。
12.一种摄像模组，其特征在于，包括镜筒、感光元件和如权利要求1至11任一项所述的光学系统，所述光学系统的第一透镜至第七透镜均安装在所述镜筒内，所述感光元件设置在所述光学系统的像侧。
13.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和如权利要求12所述的摄像模组，所述摄像模组设于所述壳体内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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