CN112034593A - 光学成像系统、取像模组及电子装置 - Google Patents

光学成像系统、取像模组及电子装置 Download PDF

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CN112034593A CN202010997431.5A CN202010997431A CN112034593A CN 112034593 A CN112034593 A CN 112034593A CN 202010997431 A CN202010997431 A CN 202010997431A CN 112034593 A CN112034593 A CN 112034593A
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杨健
李明
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Abstract

本发明公开了一种光学成像系统、取像模组及电子装置。所述光学成像系统由物侧到像侧依次包括：具有正曲折力的第一透镜，第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面、像侧面于近光轴处为凹面；具有正曲折力的第二透镜，第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面；具有负曲折力的第三透镜，第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；具有曲折力的第四透镜；具有曲折力的第五透镜；具有曲折力的第六透镜；及具有负曲折力的第七透镜；光学成像系统满足以下条件式：0.5<(L72p1‑L72p2)/L72c。上述光学成像系统在满足微型设计的同时，增大了焦距，提升了相对亮度，在较暗环境下拍摄也能达到清晰的成像效果，且可用于拍摄远景，提升了放大倍率，并具有虚化背景及突出被摄物体等功能。

Description

光学成像系统、取像模组及电子装置
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，具体涉及一种光学成像系统、取像模组及电子装置。
背景技术
随着手机、平板电脑、无人机、计算机等电子产品在生活中的广泛应用，各种科技产品逐渐改进并推陈出新，其中，电子产品中取像模组拍摄效果的改进创新成为人们关注的重心之一，也成为了科技改进的一项重要内容。
在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：伴随着光电耦合器(CCD，Charge-coupled Device)及互补金属氧化物半导体(CMOS，ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)影像感测器等感光元件在性能上的改进，对光学成像系统提出了更高的要求，能否使用光学成像系统拍摄出高画质感、高分辨率、高清晰度的图片，甚至暗光条件下能否拍摄出画质清晰的图片成为现代人选择何种电子产品的关键因素。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种光学成像系统、取像模组及电子装置，以解决上述问题。
本申请的一实施例提供了一种光学成像系统，由物侧到像侧依次包括：
具有正曲折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面、像侧面于近光轴处为凹面；
具有正曲折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
具有负曲折力的第三透镜，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
具有曲折力的第四透镜；
具有曲折力的第五透镜；
具有曲折力的第六透镜；及
具有负曲折力的第七透镜；
所述光学成像系统满足以下条件式：
0.5<(L72p1-L72p2)/L72c；
其中，L72c表示中心光束经过所述第七透镜的像侧面时在垂直于光轴方向上的最大有效口径，所述中心光束为入射至所述光学成像系统的成像面中心的光束；
L72p1表示边缘光束与所述第七透镜像侧面的交点距光轴的最大垂直距离，L72p2表示边缘光束与所述第七透镜的像侧面的交点距光轴的最小垂直距离，所述边缘光束为入射至所述光学成像系统的成像面的离光轴最远点的光束。
上述光学成像系统在满足微型设计的同时，增大了焦距，视场角小于常规光学成像系统，提升了相对亮度，在较暗环境下拍摄也能达到清晰的成像效果，且可用于拍摄远景，提升了放大倍率，并具有虚化背景及突出被摄物体等功能。
在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜及所述第七透镜均为非球面。
如此，通过调节各透镜表面的曲率半径和非球面系数，有效减小光学成像系统的总长度，且可以有效地校正光学成像系统的像差，提高成像质量。
在一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：
TTL/Imgh<2.7；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学成像系统的像面于光轴上的距离，Imgh为所述光学成像系统的最大视场角的一半所对应的像高。
如此，在像面固定的情况下能保证光学成像系统的总长较小，实现光学成像系统的小型化。
在一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：
TTL/f<1.2；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学成像系统的像面于光轴上的距离，f为所述光学成像系统的有效焦距。
如此，在TTL固定且满足小型化的情况下，有效焦距会有一个下限值，能够保证光学成像系统的长焦距特性，实现大的放大倍率及景深虚化等功能。
在一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：
-1.7<f1_2/f3_7<-0.5；
其中，f1_2为所述第一透镜至所述第二透镜的组合焦距；f3_7为所述第三透镜至所述第七透镜的组合焦距。
如此，有助于光学成像系统两个部分的曲折力合理分配，能更好的矫正光学成像系统色差，提升光学成像系统的性能。
在一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：
FNO<1.9；
其中，FNO为所述光学成像系统的光圈数。
如此，可以在维持光学成像系统长焦性的前提下，实现光学成像系统的大通光量，光学成像系统单位时间内的光通量大时，即使在较暗环境下拍摄，也能达到清晰的成像效果。
在一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：
Imgh/tan(HFOV)>6mm；
其中，Imgh为所述光学成像系统的最大视场角的一半所对应的像高，HFOV为所述光学成像系统的最大视场角的一半。
如此，可以保持光学成像系统的长焦特性，增大成像的放大倍率。
在一些实施例中，所述光学成像系统满足以下条件式：
ct1/et1<3.5；
其中，ct1为所述第一透镜于光轴上的厚度，et1为所述第一透镜于光轴方向上的边缘厚度。
如此，从透镜工艺性方面考虑，易于成型，成本较低。
本申请的一实施例提供了一种取像模组，包括：
上述的光学成像系统；及
感光元件，所述感光元件设置在所述光学成像系统的像侧。
上述取像模组中的光学成像系统在满足微型设计的同时，增大了焦距，视场角小于常规光学成像系统，提升了相对亮度，在较暗环境下拍摄也能达到清晰的成像效果，且可用于拍摄远景，提升了放大倍率，并具有虚化背景及突出被摄物体等功能。
本申请的一实施例提供了一种电子装置，包括：
壳体；及
上述的取像模组，所述取像模组安装在所述壳体上。
上述电子装置中的光学成像系统在满足微型设计的同时，增大了焦距，视场角小于常规光学成像系统，提升了相对亮度，在较暗环境下拍摄也能达到清晰的成像效果，且可用于拍摄远景，提升了放大倍率，并具有虚化背景及突出被摄物体等功能。
本发明实施例的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施例的描述中变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明其中一个实施例的光学成像系统的光路示意图。
图2是本发明第一实施例的光学成像系统的结构示意图。
图3是本发明第一实施例的球差、像散及畸变示意图。
图4是本发明第二实施例的光学成像系统的结构示意图。
图5是本发明第二实施例的球差、像散及畸变示意图。
图6是本发明第三实施例的光学成像系统的结构示意图。
图7是本发明第三实施例的球差、像散及畸变示意图。
图8是本发明第四实施例的光学成像系统的结构示意图。
图9是本发明第四实施例的球差、像散及畸变示意图。
图10是本发明第五实施例的光学成像系统的结构示意图。
图11是本发明第五实施例的球差、像散及畸变示意图。
图12是本发明第六实施例的光学成像系统的结构示意图。
图13是本发明第六实施例的球差、像散及畸变示意图。
图14是本发明实施例的电子装置的结构示意图。
主要元件符号说明
电子装置 1000
取像模组 100
光学成像系统 10
第一透镜 L1
第二透镜 L2
第三透镜 L3
第四透镜 L4
第五透镜 L5
第六透镜 L6
第七透镜 L7
红外截止滤光片 L8
光阑 STO
物侧面 S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13、S15
像侧面 S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14、S16
像面 S17
感光元件 20
壳体 200
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参见图1，以下为对本申请实施例所涉及术语的说明：
视场(Field of view，FOV)：在光学仪器中，以光学仪器的镜头为顶点，以被摄物的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角，称为视场。视场的大小决定了光学仪器的视野范围，视场越大，视野就越大。也就是说，在视场内的物体可以通过镜头被拍摄，在视场外的物体不可视。整个可视范围与光学仪器的成像面一一对应，在成像面上自光轴处向外均匀分布为N个部分，中心视场(中心光束)的光线汇聚于光轴处且记为0视场，边缘视场(边缘光束)的光线汇聚于离轴最远点且记为1.0视场，0～0.5为内视场，0.6～1.0为外视场。
请参见图2，本发明的实施例提出了一种光学成像系统10，从物侧至像侧依次包括具有正曲折力的第一透镜L1、具有正曲折力的第二透镜L2、具有负曲折力的第三透镜L3、具有曲折力的第四透镜L4、具有曲折力的第五透镜L5、具有曲折力的第六透镜L6、具有负曲折力的第七透镜L7。
第一透镜L1具有物侧面S1及像侧面S2，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具有物侧面S3及像侧面S4，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面；第三透镜L3具有物侧面S5及像侧面S6，第三透镜L3的像侧面于近光轴处S6为凹面；第四透镜L4具有物侧面S7及像侧面S8；第五透镜L5具有物侧面S9及像侧面S10；第六透镜L6具有物侧面S11和像侧面S12；第七透镜L7具有物侧面S13和像侧面S14。
该光学成像系统10满足以下条件式：
0.5<(L72p1-L72p2)/L72c；
其中，如图1所示，L72c表示中心光束经过所述第七透镜L7的像侧面S14时在垂直于光轴方向上的最大有效口径，所述中心光束为入射至所述光学成像系统10的成像面中心的光束；
L72p1表示边缘光束与所述第七透镜L7像侧面S14的交点距光轴的最大垂直距离，L72p2表示边缘光束与所述第七透镜L7的像侧面S14的交点距光轴的最小垂直距离，所述边缘光束为入射至所述光学成像系统10的成像面的离光轴最远点的光束。
上述光学成像系统10在满足微型设计的同时，增大了焦距，视场角小于常规光学成像系统，提升了相对亮度，在较暗环境下拍摄也能达到清晰的成像效果，且可用于拍摄远景，提升了放大倍率，并具有虚化背景及突出被摄物体等功能。然而，当(L72p1-L72p2)/L72c不满足上述条件式时，光学成像系统10的边缘亮度不足，易出现暗角。
在一些实施例中，光学成像系统10还包括光阑STO。光阑STO可以设置在任意一个透镜的表面上，或设置在第一透镜L1之前，或设置在任意两个透镜之间，或设置在第七透镜L7的像侧面S14。例如，在图2中，光阑STO设置在第一透镜L1的物侧面S1上。
在一些实施例中，光学成像系统10还包括红外截止滤光片L8，红外截止滤光片L8具有物侧面S15及像侧面S16。红外截止滤光片L8设置在第七透镜L7的像侧，以滤除例如可见光等其他波段的光线，而仅让红外光通过，以使光学成像系统10能够在昏暗的环境及其他特殊的应用场景下也能成像。
在一些实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6及第七透镜L7均为非球面。
如此，通过调节各透镜表面的曲率半径和非球面系数，有效减小光学成像系统10的总长度，且可以有效地校正光学成像系统10的像差，提高成像质量。
在一些实施例中，光学成像系统10满足以下条件式：
TTL/Imgh<2.7；
其中，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学成像系统10的像面S17于光轴上的距离，Imgh为光学成像系统10的最大视场角的一半所对应的像高。
如此，在像面S17固定的情况下能保证光学成像系统10的总长较小，实现光学成像系统10的小型化。
在一些实施例中，光学成像系统10满足以下条件式：
TTL/f<1.2；
其中，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学成像系统10的像面S17于光轴上的距离，f为光学成像系统10的有效焦距。
如此，在TTL固定且满足小型化的情况下，有效焦距会有一个下限值，能够保证光学成像系统10的长焦距特性，实现大的放大倍率及景深虚化等功能。然而，当TTL/f不满足上述条件式时，光学成像系统10的长焦特性无法满足。
在一些实施例中，光学成像系统10满足以下条件式：
-1.7<f1_2/f3_7<-0.5；
其中，f1_2为第一透镜L1至第二透镜L2的组合焦距；f3_7为第三透镜L3至第七透镜L7的组合焦距。
如此，有助于光学成像系统10两个部分的曲折力合理分配，能更好的矫正光学成像系统10色差，提升光学成像系统10的性能，其中第一部分包括第一透镜L1至第二透镜L2，而第二部分包括第三透镜L3至第七透镜L7。然而，当f1_2/f3_7不满足上述条件式时，两个部分的曲折力不能合理搭配，导致某一方的MTF(调制传递函数)敏感性增加，不利于实际生产加工。
在一些实施例中，光学成像系统10满足以下条件式：
FNO<1.9；
其中，FNO为光学成像系统10的光圈数。
如此，可以在维持光学成像系统10长焦性的前提下，实现光学成像系统10的大通光量，光学成像系统10单位时间内的光通量大时，即使在较暗环境下拍摄，也能达到清晰的成像效果。然而，当FNO不满足上述条件式时，在较暗环境中拍摄效果不佳。
在一些实施例中，光学成像系统10满足以下条件式：
Imgh/tan(HFOV)>6mm；
其中，Imgh为光学成像系统10的最大视场角的一半所对应的像高，HFOV为光学成像系统10的最大视场角的一半。
如此，可以保持光学成像系统10的长焦特性，增大成像的放大倍率。然而，当Imgh/tan(HFOV)不满足上述条件式时，光学成像系统10的长焦特性无法保证。
在一些实施例中，光学成像系统10满足以下条件式：
ct1/et1<3.5；
其中，ct1为第一透镜L1于光轴上的厚度，et1为第一透镜L1于光轴方向上的边缘厚度。
如此，从透镜工艺性方面考虑，易于成型，成本较低。然而，当ct1/et1不满足上述条件式时，透镜在实际生产中会成型困难，不易加工量产。
第一实施例
请参见图2和图3，本实施例中的光学成像系统10中，从物侧至像侧包括光阑STO、具有正曲折力的第一透镜L1、具有正曲折力的第二透镜L2、具有负曲折力的第三透镜L3、具有负曲折力的第四透镜L4、具有正曲折力的第五透镜L5、具有正曲折力的第六透镜L6、具有负曲折力的第七透镜L7及红外截止滤光片L8。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处为凹面，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凹面，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处为凹面，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面。
第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于近圆周处为凸面，第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凹面，第二透镜L2的像侧面S4于近圆周处为凸面，第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于近圆周处为凸面，第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，第四透镜L4的像侧面S8于近圆周处为凸面，第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，第五透镜L5的像侧面S10于近圆周处为凸面，第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，第六透镜L6的像侧面S12于近圆周处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于近圆周处为凹面。
当光学成像系统10用于成像时，被摄物发出或反射的光线从物侧方向进入光学成像系统10，并依次穿过光阑STO、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7及红外截止滤光片L8，最终汇聚到像面S17上
表格1示出了本实施例的光学成像系统的特性的表格，其中，焦距的参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长均为587.56nm，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表格1
Figure BDA0002693077410000071
Figure BDA0002693077410000081
其中，f为光学成像系统10的有效焦距，FNO为光学成像系统10的光圈数，FOV为光学成像系统10的最大视场角，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学成像系统10的像面S17于光轴上的距离。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6及第七透镜L7均为非球面，各球面透镜的面型Z可利用但不限于以下非球面公式进行限定。
Figure BDA0002693077410000082
其中，Z是非球面上任意一点与表面顶点的纵向距离，r是非球面上任意一点到光轴的距离，c的顶点曲率(曲率半径的倒数)，k是圆锥常数，Ai是非球面第i-th阶的修正系数，表格2给出了可用于第一实施例中各球面镜面S1-S14的高次项系数K、A4、A6、A8、A10……。
表格2
Figure BDA0002693077410000083
Figure BDA0002693077410000091
表格2示出了第一实施例的光学成像系统10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成像系统10的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线表示了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。根据表格2可知，第一实施例所给出的光学成像系统10能够实现良好的成像品质。
第二实施例
请参见图4和图5，本实施例中的光学成像系统10中，从物侧至像侧包括光阑STO、具有正曲折力的第一透镜L1、具有正曲折力的第二透镜L2、具有负曲折力的第三透镜L3、具有正曲折力的第四透镜L4、具有正曲折力的第五透镜L5、具有正曲折力的第六透镜L6、具有负曲折力的第七透镜L7及红外截止滤光片L8。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处为凸面，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凸面，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处为凹面，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凹面，第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面。
第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于近圆周处为凸面，第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凹面，第二透镜L2的像侧面S4于近圆周处为凸面，第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于近圆周处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，第四透镜L4的像侧面S8于近圆周处为凹面，第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，第五透镜L5的像侧面S10于近圆周处为凸面，第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，第六透镜L6的像侧面S12于近圆周处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于近圆周处为凹面。
当光学成像系统10用于成像时，被摄物发出或反射的光线从物侧方向进入光学成像系统10，并依次穿过光阑STO、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7及红外截止滤光片L8，最终汇聚到像面S17上。
表格3示出了本实施例的光学成像系统10的特性的表格，其中，焦距的参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长均为587.56nm，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表格3
Figure BDA0002693077410000101
其中，f为光学成像系统10的有效焦距，FNO为光学成像系统10的光圈数，FOV为光学成像系统10的最大视场角，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学成像系统10的像面S17于光轴上的距离。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6及第七透镜L7均为非球面，各球面透镜的面型Z可利用但不限于以下非球面公式进行限定。
Figure BDA0002693077410000111
其中，Z是非球面上任意一点与表面顶点的纵向距离，r是非球面上任意一点到光轴的距离，c的顶点曲率(曲率半径的倒数)，k是圆锥常数，Ai是非球面第i-th阶的修正系数，表格4给出了可用于第二实施例中各球面镜面S1-S14的高次项系数K、A4、A6、A8、A10……。
表格4
Figure BDA0002693077410000112
Figure BDA0002693077410000121
表格4示出了第二实施例的光学成像系统10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成像系统10的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线表示了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。根据表格4可知，第二实施例所给出的光学成像系统10能够实现良好的成像品质。
第三实施例
请参阅图6和图7，本实施例中的光学成像系统10中，从物侧至像侧包括光阑STO、具有正曲折力的第一透镜L1、具有正曲折力的第二透镜L2、具有负曲折力的第三透镜L3、具有负曲折力的第四透镜L4、具有正曲折力的第五透镜L5、具有负曲折力的第六透镜L6、具有负曲折力的第七透镜L7及红外截止滤光片L8。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处为凹面，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凹面，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处为凸面，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处为凸面，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面。
第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于近圆周处为凸面，第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于近圆周处为凹面，第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于近圆周处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，第四透镜L4的像侧面S8于近圆周处为凸面，第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，第五透镜L5的像侧面S10于近圆周处为凸面，第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，第六透镜L6的像侧面S12于近圆周处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于近圆周处为凹面。
当光学成像系统10用于成像时，被摄物发出或反射的光线从物侧方向进入光学成像系统10，并依次穿过光阑STO、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7及红外截止滤光片L8，最终汇聚到像面S17上。
表格5示出了本实施例的光学成像系统10的特性的表格，其中，焦距的参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长均为587.56nm，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表格5
Figure BDA0002693077410000131
其中，f为光学成像系统10的有效焦距，FNO为光学成像系统10的光圈数，FOV为光学成像系统10的最大视场角，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学成像系统10的像面S17于光轴上的距离。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6及第七透镜L7均为非球面，各球面透镜的面型Z可利用但不限于以下非球面公式进行限定。
Figure BDA0002693077410000132
其中，Z是非球面上任意一点与表面顶点的纵向距离，r是非球面上任意一点到光轴的距离，c的顶点曲率(曲率半径的倒数)，k是圆锥常数，Ai是非球面第i-th阶的修正系数，表格6给出了可用于第三实施例中各球面镜面S1-S14的高次项系数K、A4、A6、A8、A10……。
表格6
面序号 K A4 A6 A8 A10
S1 -0.7263 0.0016 0.0000 0.0001 -0.0001
S2 -5.0303 -0.0170 0.0172 -0.0105 0.0043
S3 0.5112 -0.0213 0.0179 -0.0106 0.0041
S4 -18.0000 -0.0448 0.0458 -0.0323 0.0165
S5 19.4127 -0.0449 0.0443 -0.0339 0.0193
S6 0.9450 -0.0050 0.0072 -0.0094 0.0080
S7 -38.0000 -0.0108 -0.0017 -0.0013 0.0010
S8 0.0000 -0.0223 -0.0001 0.0018 -0.0045
S9 -38.0000 -0.0115 -0.0036 0.0030 -0.0046
S10 -3.4610 -0.0159 0.0002 -0.0003 -0.0003
S11 1.0730 -0.0126 -0.0029 -0.0022 0.0028
S12 -38.0000 -0.0014 -0.0023 -0.0027 0.0025
S13 1.2080 -0.0558 0.0243 -0.0139 0.0063
S14 -17.5480 -0.0129 -0.0032 0.0021 -0.0006
面序号 A12 A14 A16 A18 A20
S1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
S2 -0.0012 0.0002 0.0000 0.0000 0.0000
S3 -0.0010 0.0002 0.0000 0.0000 0.0000
S4 -0.0060 0.0015 -0.0002 0.0000 0.0000
S5 -0.0078 0.0021 -0.0004 0.0000 0.0000
S6 -0.0044 0.0017 -0.0004 0.0001 0.0000
S7 -0.0005 0.0002 -0.0001 0.0000 0.0000
S8 0.0043 -0.0022 0.0007 -0.0001 0.0000
S9 0.0033 -0.0016 0.0005 -0.0001 0.0000
S10 0.0001 -0.0001 0.0000 0.0000 0.0000
S11 -0.0015 0.0004 -0.0001 0.0000 0.0000
S12 -0.0010 0.0003 0.0000 0.0000 0.0000
S13 -0.0020 0.0004 -0.0001 0.0000 0.0000
S14 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
表格6示出了第三实施例的光学成像系统10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成像系统10的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线表示了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。根据表格6可知，第三实施例所给出的光学成像系统10能够实现良好的成像品质。
第四实施例
请参阅图8和图9，本实施例中的光学成像系统10中，从物侧至像侧包括光阑STO、具有正曲折力的第一透镜L1、具有正曲折力的第二透镜L2、具有负曲折力的第三透镜L3、具有正曲折力的第四透镜L4、具有负曲折力的第五透镜L5、具有正曲折力的第六透镜L6、具有负曲折力的第七透镜L7及红外截止滤光片L8。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处为凸面，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凹面，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处为凸面，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凹面，第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凸面。
第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于近圆周处为凸面，第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于近圆周处为凹面，第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凹面，第三透镜L3的像侧面S6于近圆周处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，第四透镜L4的像侧面S8于近圆周处为凸面，第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，第五透镜L5的像侧面S10于近圆周处为凸面，第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，第六透镜L6的像侧面S12于近圆周处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于近圆周处为凸面。
当光学成像系统10用于成像时，被摄物发出或反射的光线从物侧方向进入光学成像系统10，并依次穿过光阑STO、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7及红外截止滤光片L8，最终汇聚到像面S17上。
表格7示出了本实施例的光学成像系统10的特性的表格，其中，焦距的参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长均为587.56nm，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表格7
Figure BDA0002693077410000151
Figure BDA0002693077410000161
其中，f为光学成像系统10的有效焦距，FNO为光学成像系统10的光圈数，FOV为光学成像系统10的最大视场角，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学成像系统10的像面S17于光轴上的距离。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6及第七透镜L7均为非球面，各球面透镜的面型Z可利用但不限于以下非球面公式进行限定。
Figure BDA0002693077410000162
其中，Z是非球面上任意一点与表面顶点的纵向距离，r是非球面上任意一点到光轴的距离，c的顶点曲率(曲率半径的倒数)，k是圆锥常数，Ai是非球面第i-th阶的修正系数，表格8给出了可用于第四实施例中各球面镜面S1-S14的高次项系数K、A4、A6、A8、A10……。
表格8
Figure BDA0002693077410000163
Figure BDA0002693077410000171
表格8示出了第四实施例的光学成像系统10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成像系统10的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线表示了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。根据表格8可知，第四实施例所给出的光学成像系统10能够实现良好的成像品质。
第五实施例
请参阅图10和图11，本实施例中的光学成像系统10中，从物侧至像侧包括光阑STO、具有正曲折力的第一透镜L1、具有正曲折力的第二透镜L2、具有负曲折力的第三透镜L3、具有负曲折力的第四透镜L4、具有正曲折力的第五透镜L5、具有正曲折力的第六透镜L6、具有负曲折力的第七透镜L7及红外截止滤光片L8。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处为凸面，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凸面，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处为凸面，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面。
第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于近圆周处为凸面，第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于近圆周处为凹面，第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凹面，第三透镜L3的像侧面S6于近圆周处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，第四透镜L4的像侧面S8于近圆周处为凸面，第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，第五透镜L5的像侧面S10于近圆周处为凸面，第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，第六透镜L6的像侧面S12于近圆周处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于近圆周处为凸面。
当光学成像系统10用于成像时，被摄物发出或反射的光线从物侧方向进入光学成像系统10，并依次穿过光阑STO、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7及红外截止滤光片L8，最终汇聚到像面S17上。
表格9示出了本实施例的光学成像系统10的特性的表格，其中，焦距的参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长均为587.56nm，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表格9
Figure BDA0002693077410000181
Figure BDA0002693077410000191
其中，f为光学成像系统10的有效焦距，FNO为光学成像系统10的光圈数，FOV为光学成像系统10的最大视场角，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学成像系统10的像面S17于光轴上的距离。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6及第七透镜L7均为非球面，各球面透镜的面型Z可利用但不限于以下非球面公式进行限定。
Figure BDA0002693077410000192
其中，Z是非球面上任意一点与表面顶点的纵向距离，r是非球面上任意一点到光轴的距离，c的顶点曲率(曲率半径的倒数)，k是圆锥常数，Ai是非球面第i-th阶的修正系数，表格10给出了可用于第五实施例中各球面镜面S1-S14的高次项系数K、A4、A6、A8、A10……。
表格10
Figure BDA0002693077410000193
Figure BDA0002693077410000201
表格10示出了第五实施例的光学成像系统10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成像系统10的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线表示了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。根据表格10可知，第五实施例所给出的光学成像系统10能够实现良好的成像品质。
第六实施例
请参阅图12和图13，本实施例中的光学成像系统10中，从物侧至像侧包括光阑STO、具有正曲折力的第一透镜L1、具有正曲折力的第二透镜L2、具有负曲折力的第三透镜L3、具有负曲折力的第四透镜L4、具有正曲折力的第五透镜L5、具有正曲折力的第六透镜L6、具有负曲折力的第七透镜L7及红外截止滤光片L8。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处为凹面，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凹面，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处为凹面，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面。
第一透镜L1的物侧面S1于近圆周处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于近圆周处为凸面，第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凹面，第二透镜L2的像侧面S4于近圆周处为凸面，第三透镜L3的物侧面S5于近圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于近圆周处为凹面，第四透镜L4的物侧面S7于近圆周处为凹面，第四透镜L4的像侧面S8于近圆周处为凸面，第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面，第五透镜L5的像侧面S10于近圆周处为凸面，第六透镜L6的物侧面S11于近圆周处为凹面，第六透镜L6的像侧面S12于近圆周处为凹面，第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凸面，第七透镜L7的像侧面S14于近圆周处为凹面。
当光学成像系统10用于成像时，被摄物发出或反射的光线从物侧方向进入光学成像系统10，并依次穿过光阑STO、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7及红外截止滤光片L8，最终汇聚到像面S17上。
表格11示出了本实施例的光学成像系统10的特性的表格，其中，焦距的参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长均为587.56nm，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。
表格11
Figure BDA0002693077410000211
其中，f为光学成像系统10的有效焦距，FNO为光学成像系统10的光圈数，FOV为光学成像系统10的最大视场角，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学成像系统10的像面S17于光轴上的距离。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6及第七透镜L7均为非球面，各球面透镜的面型Z可利用但不限于以下非球面公式进行限定。
Figure BDA0002693077410000221
其中，Z是非球面上任意一点与表面顶点的纵向距离，r是非球面上任意一点到光轴的距离，c的顶点曲率(曲率半径的倒数)，k是圆锥常数，Ai是非球面第i-th阶的修正系数，表格12给出了可用于第六实施例中各球面镜面S1-S14的高次项系数K、A4、A6、A8、A10……。
表格12
Figure BDA0002693077410000222
Figure BDA0002693077410000231
表格12示出了第六实施例的光学成像系统10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成像系统10的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线表示了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。根据表格12可知，第六实施例所给出的光学成像系统10能够实现良好的成像品质。
表格13示出了第一实施例至第六实施例的光学成像系统中TTL/Imgh、f12/f、TTL/f、f1_2/f3_7、FNO、(L72p1-L72p2)/L72c、Imgh/tan(HFOV)和ct1/et1的值。
表格13
TTL/Imgh TTL/f f1_2/f3_7 FNO
第一实施例 2.51 1.12 -1.05 1.36
第二实施例 2.51 1.13 -1.12 1.42
第三实施例 2.51 1.13 -1.09 1.52
第四实施例 2.51 1.13 -1.22 1.62
第五实施例 2.47 1.11 -1.20 1.72
第六实施例 2.48 1.12 -1.15 1.55
(L72p1-L72p2)/L72c Imgh/tan(HFOV)(mm) ct1/et1
第一实施例 0.71 8.11 2.98
第二实施例 1.81 8.01 2.32
第三实施例 0.65 8.03 2.09
第四实施例 0.86 8.03 1.83
第五实施例 0.61 8.03 1.71
第六实施例 0.65 8.02 2.01
请参见图14，本发明实施例的光学成像系统10可应用于本发明实施例的取像模组100。取像模组100包括感光元件20及上述任一实施例的光学成像系统10。感光元件20设置在光学成像系统10的像侧。
感光元件20可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal OxideSemiconductor)影像感测器或者电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)。
上述取像模组100中的光学成像系统10在满足微型设计的同时，增大了焦距，视场角小于常规光学成像系统，提升了相对亮度，在较暗环境下拍摄也能达到清晰的成像效果，且可用于拍摄远景，提升了放大倍率，并具有虚化背景及突出被摄物体等功能。
请继续参见图14，本发明实施例的取像模组100可应用于本发明实施例的电子装置1000。电子装置1000包括壳体200及取像模组100，取像模组100安装在壳体200上。
本发明实施例的电子装置1000可应用于车载、自动驾驶及监控装置，其中电子装置1000包括但不限于为行车记录仪、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电子书籍阅读器、便携多媒体播放器(PMP)、便携电话机、视频电话机、数码静物相机、移动医疗装置、可穿戴式设备等支持成像的电子装置。
上述电子装置1000中的光学成像系统10在满足微型设计的同时，增大了焦距，视场角小于常规光学成像系统，提升了相对亮度，在较暗环境下拍摄也能达到清晰的成像效果，且可用于拍摄远景，提升了放大倍率，并具有虚化背景及突出被摄物体等功能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光学成像系统，其特征在于，由物侧到像侧依次包括：
具有正曲折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面、像侧面于近光轴处为凹面；
具有正曲折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
具有负曲折力的第三透镜，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
具有曲折力的第四透镜；
具有曲折力的第五透镜；
具有曲折力的第六透镜；及
具有负曲折力的第七透镜；
所述光学成像系统满足以下条件式：
0.5<(L72p1-L72p2)/L72c；
其中，L72c表示中心光束经过所述第七透镜的像侧面时在垂直于光轴方向上的最大有效口径，所述中心光束为入射至所述光学成像系统的成像面中心的光束；
L72p1表示边缘光束与所述第七透镜像侧面的交点距光轴的最大垂直距离，L72p2表示边缘光束与所述第七透镜的像侧面的交点距光轴的最小垂直距离，所述边缘光束为入射至所述光学成像系统的成像面的离光轴最远点的光束。
2.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜及所述第七透镜均为非球面。
3.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：
TTL/Imgh<2.7；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学成像系统的像面于光轴上的距离，Imgh为所述光学成像系统的最大视场角的一半所对应的像高。
4.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：
TTL/f<1.2；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学成像系统的像面于光轴上的距离，f为所述光学成像系统的有效焦距。
5.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：
-1.7<f1_2/f3_7<-0.5；
其中，f1_2为所述第一透镜至所述第二透镜的组合焦距；f3_7为所述第三透镜至所述第七透镜的组合焦距。
6.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：
FNO<1.9；
其中，FNO为所述光学成像系统的光圈数。
7.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：
Imgh/tan(HFOV)>6mm；
其中，Imgh为所述光学成像系统的最大视场角的一半所对应的像高，HFOV为所述光学成像系统的最大视场角的一半。
8.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统满足以下条件式：
ct1/et1<3.5；
其中，ct1为所述第一透镜于光轴上的厚度，et1为所述第一透镜于光轴方向上的边缘厚度。
9.一种取像模组，其特征在于，包括：
权利要求1至8任意一项所述的光学成像系统；及
感光元件，所述感光元件设置在所述光学成像系统的像侧。
10.一种电子装置，其特征在于，包括：
壳体；及
如权利要求9所述的取像模组，所述取像模组安装在所述壳体上。
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