CN112327460A - 光学系统、摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。光学系统由物侧至像侧依次包括：正的第一透镜，其物侧面及像侧面于近轴处均为凸面；负的第二透镜，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；第三透镜；第四透镜；第五透镜，第五透镜的物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；第六透镜；第七透镜；系统满足关系：20°＜HFOV＜26°；0.9＜TTL/f＜1.2；HFOV为光学系统的最大视场角的一半，TTL为第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离，f为光学系统的有效焦距。上述光学系统具有小视场及远摄性能，且具有更短的轴向长度。在实现远摄的条件下，还有利于进一步平衡远摄时的色差、球差等像差。
Description
技术领域
本发明涉及摄影成像技术领域，特别是涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。
背景技术
随着电子产品对便携性要求逐渐提高的趋势，电子产品对内部各零部件要求具有更轻薄化的特性。一般地，如智能手机、平板电脑等电子产品在超薄化设计过程中常受到摄像模组的轴向尺寸影响而难以减小厚度。
发明内容
基于此，有必要针对如何缩小模组的轴向尺寸的问题，提供一种光学系统、摄像模组及电子设备。
一种光学系统，由物侧至像侧依次包括：
具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；
具有负屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；
具有屈折力的第三透镜；
具有屈折力的第四透镜；
具有屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；
具有屈折力的第六透镜；
具有屈折力的第七透镜；
且所述光学系统满足关系：
20°＜HFOV＜26°；
0.9＜TTL/f＜1.2；
HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半，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，f为所述光学系统的有效焦距。
上述光学系统具有七片式结构，其中所述第一透镜具有正屈折力，且其物侧面和像侧面于近轴处均为凸面，从而可为所述光学系统提供较为强大的会聚光线的能力，可有助于缩短系统于轴向的总长度。而具有负屈折力的所述第二透镜能够用于良好地校正所述第一透镜带来的轴上色差和球面像差。特别地，由于所述第二透镜的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面，可有助于防止对所述第一透镜的球面像差和轴上色差校正过度。
另外，当所述光学系统满足上述HFOV的关系时，可具有小视场及远摄性能。而当进一步满足上述TTL/f的关系时，所述光学系统在HFOV＜26°的条件下将具有更短的轴向长度，从而能够更好地应用于具有超薄化设计及要求具有远摄性能的电子产品中。同时，在实现远摄的条件下，满足上述关系的所述光学系统的光学总长和有效焦距之间具有良好的配置。当TTL/f高于下限时，有利于所述光学系统进一步平衡远摄时的色差、球差等像差，进而提高远摄时的成像品质；而当TTL/f低于上限时，可防止系统的轴向长度过长。因此通过满足上述TTL/f的关系范围，可在平衡系统像差的同时保持系统的小型化设计。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：
0.6＜Y11/Y72＜1；
Y11为所述第一透镜的物侧面的最大有效孔径，Y72为所述第七透镜的像侧面的最大有效孔径。满足上述关系时，可合理控制位于系统最物侧及最像侧的透镜表面之间的孔径比值，以此抑制所述光学系统的整体径向尺寸，进而减小所述光学系统的体积。当该关系低于下限时，透镜组的第一个表面相较最后一个表面而言过小，导致系统的入光量不足，成像质量较差；而当该关系高于上限时，会导致系统视场角过大，不利于实现远摄效果。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：
(n1+n2)/f＜0.5mm-1；
n1为所述第一透镜的折射率，n2为所述第二透镜的折射率。满足上述关系时，所述第一透镜与所述第二透镜的组合屈折力与整体系统的有效屈折力之间的占比能够得到合理分配，有利于增强系统的收光能力，同时利于压缩系统的整体尺寸。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：
1.0＜TTL/(ImgH*2)＜1.5；
ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述关系时，所述光学系统的轴向尺寸与系统的成像面尺寸之间将得到合理配置，有利于缩短所述光学系统的轴向尺寸，从而使具有远摄性能的所述光学系统进一步实现小型化设计。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：
0.8＜DL/TTL＜1；
DL为所述第一透镜的物侧面至所述第七透镜的像侧面于光轴上的距离。满足上述关系时，所述光学系统中的结构能够得到合理布局，在实现小型化的基础上，还能够减小透镜组的占据空间，使所述光学系统的结构趋于紧凑，有利于模组结构端的布局。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：
(|T34|+|T45|)/CT4＞1；
T34为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于光轴上的距离，T45为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于光轴上的距离，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度。所光学系统具有七片式结构，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜为设在该系统中部的光学元件，当边缘视场的光线在这三个透镜之间传播时，一般会从几乎通过所述第三透镜的大部分有效通光区域到只通过所述第五透镜的部分区域，即轴外像点的光线会往所述第五透镜的边缘发生整体偏移折转。当满足上述关系时，可使所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜之间的距离得到合理增大，从而减缓光线在所述第三透镜至所述第五透镜之间传播时的方向变化，抑制各视场的边缘光线在所述光学系统中的偏转方向，进而有助于减小像散的产生。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：
0.4＜|f1/f2|＜1；
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。满足上述关系时，合理配置第一透镜、第二透镜的尺寸与屈折力，可平衡所述第一透镜产生的较大球差，提升光学镜头整体的解像力，控制系统后端曲折力配置，强化系统周边像差校正，同时，利于尺寸压缩，有助于形成小尺寸光学镜头。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：
|V2-V1|＞30；
V1为所述第一透镜的阿贝数，V2为所述第二透镜的阿贝数。满足上述关系时，有利于修正系统的色差以提升成像质量。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：
(|f2|+|f3|)/|R71|＜20；
f2为所述第二透镜的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距，R71为所述第七透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，所述第二透镜和所述第三透镜之间的屈折力将得到合理分配，有助于抑制系统前三个透镜的综合球差、色差和畸变，减小所述第四透镜至第七透镜的设计难度。同时，通过与所述第二透镜和第三透镜的屈折力进行合理配置，所述第七透镜的物侧面的曲率分配适当，可避免面型过度弯曲，从而有助于透镜的成型与制造。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：
(f1+|f2|+|f3|)/f＜10；
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，f3为所述第三透镜的有效焦距。满足上述关系时，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的有效焦距与系统的有效焦距之间能够得到合适的配比，可防止系统前三个透镜的屈折力过强，避免前透镜组产生较大球差，从而提升所述光学系统的整体解像力；同时，满足上述关系时也利于压缩系统前三个透镜的尺寸，有助于系统的小尺寸设计。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：
2＜T23/T12＜3.2；
T12为所述第一透镜的像侧面至所述第二透镜的物侧面于光轴上的距离，T23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于光轴上的距离。满足上述关系时，可合理控制所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜之间的间隔距离，使透镜之间的空间排布更为均匀，进而降低组装难度。
一种摄像模组，包括图像传感器及上述任意一项所述的光学系统，所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。上述摄像模组通过采用所述光学系统，不仅可具有远摄性能，且能够拥有较小的轴向尺寸及良好的成像质量。
一种电子设备，包括上述的摄像模组。通过采用所述摄像模组，可有效避免对所述电子设备的超薄化设计造成限制。
附图说明
图1为本申请第一实施例提供的光学系统的结构示意图；
图2包括第一实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图；
图3为本申请第二实施例提供的光学系统的结构示意图；
图4包括第二实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图；
图5为本申请第三实施例提供的光学系统的结构示意图；
图6包括第三实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图；
图7为本申请第四实施例提供的光学系统的结构示意图；
图8包括第四实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图；
图9为本申请第五实施例提供的光学系统的结构示意图；
图10包括第五实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图；
图11为本申请一实施例提供的摄像模组的示意图；
图12为本申请一实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参考图1，在本申请的实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括第一透镜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，其中第一透镜L1具有正屈折力，第二透镜L2具有负屈折力。光学系统10中各透镜同轴设置，即各透镜的光轴均位于同一直线上，该直线可称为光学系统10的光轴。
第一透镜L1包括物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2包括物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3包括物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4包括物侧面S7和像侧面S8，第五透镜L5包括物侧面S9及像侧面S10，第六透镜L6包括物侧面S11和像侧面S12，第七透镜L7包括物侧面S13和像侧面S14。另外，光学系统10还有一成像面S15，成像面S15位于第七透镜L7的像侧。一般地，光学系统10的成像面S15与图像传感器的感光面重合，为方便理解，可将成像面S15视为图像传感器的感光表面。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，像侧面S2于近轴处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面，像侧面S4于近轴处为凹面；第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凹面，像侧面S10于近轴处为凸面。
本申请的光学系统具有七片式结构，其中第一透镜L1具有正屈折力，且其物侧面S1和像侧面S2于近轴处均为凸面，从而可为光学系统10提供较为强大的会聚光线的能力，可有助于缩短系统于轴向的总长度。而具有负屈折力的第二透镜L2能够用于良好地校正第一透镜L1带来的轴上色差和球面像差。特别地，由于第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面，像侧面S4于近轴处为凹面，可有助于防止对第一透镜L1的球面像差和轴上色差校正过度。
在一些实施例中，第一透镜L1至第七透镜L7的各物侧面及像侧面中的至少一个表面为非球面。例如可以将第一透镜L1至第七透镜L7的物侧面及像侧面均设计为非球面。非球面的面型设置能够进一步帮助光学系统10消除像差，解决视界歪曲的问题，同时还有利于光学系统10的小型化设计，使光学系统10能够在保持小型化设计的前提下同时具备优良的光学效果。当然，在另一些实施例中，第一透镜L1至第七透镜L7中任意一个的物侧面可以是球面，也可以是非球面；第一透镜L1至第七透镜L7中任意一个的像侧面可以是球面，也可以是非球面，通过球面与非球面的配合也可有效消除像差问题，使光学系统10具有优良的成像效果，同时提高镜片设计及组装的灵活性。特别地，当第七透镜L7为非球面透镜时将有利于对前方各透镜所产生的像差进行最终校正，从而有利于改善成像品质。需注意的是，球面或非球面的形状并不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例参考而非严格按比例绘制。
非球面的面型计算可参考非球面公式：
其中，Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，r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。
另一方面，在一些实施例中，当某个透镜的物侧面或像侧面为非球面时，该面可以是整体凸面或整体呈现凹面的结构。或者，该面也可设计成存在反曲点的结构，此时该面由中心至边缘的面型将发生改变，例如该面于中心处呈凸面而于边缘处呈凹面。需要注意的是，当本申请的实施例在描述透镜的一个侧面于光轴处(该侧面的中心区域)为凸面时，可理解为该透镜的该侧面于光轴附近的区域为凸面，因此也可认为该侧面于近轴处为凸面；当描述透镜的一个侧面于圆周处为凹面时，可理解为该侧面在靠近最大有效孔径处的区域为凹面。举例而言，当该侧面于近轴处为凸面，且于圆周处也为凸面时，该侧面由中心(光轴)至边缘方向的形状可以为纯粹的凸面；或者是先由中心的凸面形状过渡到凹面形状，随后在靠近最大有效孔径处时变为凸面。此处仅为说明光轴处与圆周处的关系而做出的示例，侧面的多种形状结构(凹凸关系)并未完全体现，但其他情况可根据以上示例推导得出，也应视为是本申请所记载的内容。
在一些实施例中，光学系统10中各透镜的材质均为塑料。当然，一些实施例中的各透镜的材质也可均为玻璃。塑料材质的透镜能够减少光学系统10的重量并降低生产成本，而玻璃材质的透镜能够耐受较高的温度且具有优良的光学效果。在另一些实施例中，第一透镜L1的材质为玻璃，而第二透镜L2至第七透镜L7的材质均为塑料，此时，由于光学系统10中位于物方的透镜的材质为玻璃，因此这些位于物方的玻璃透镜对极端环境具有很好耐受效果，不易受物方环境的影响而出现老化等情况，从而当光学系统10处于暴晒高温等极端环境下时，这种结构能够较好地平衡系统的光学性能与成本。当然，光学系统10中透镜材质配置关系并不限于上述实施例，任一透镜的材质可以为塑料，也可以为玻璃，具体设计可根据实际需求而确定。
在一些实施例中，光学系统10包括红外截止滤光片110，红外截止滤光片110设置于第七透镜L7的像侧，并与光学系统10中的各透镜相对固定设置。红外截止滤光片110用于滤除红外光，防止红外光到达系统的成像面S15，从而防止红外光干扰正常成像。红外截止滤光片110可与各透镜一同装配以作为光学系统10中的一部分。在另一些实施例中，红外截止滤光片110并不属于光学系统10的元件，此时红外截止滤光片110可以在光学系统10与图像传感器装配成摄像模组时，一并安装至光学系统10与图像传感器之间。在一些实施例中，红外截止滤光片110也可设置在第一透镜L1的物侧。另外，在一些实施例中也可通过在第一透镜L1至第七透镜L7中的至少一个透镜上设置滤光镀层以实现滤除红外光的作用。
在一些实施例中，光学系统10还包括设于第一透镜L1物侧的光路折转元件P1，光路折转元件P1用于将入射光线反射至第一透镜L1。光路折转元件P1可以为三棱镜等能够对光学系统10的入射光路进行折转的元件。通过设置光路折转元件P1，光学系统10在应用至电子设备中时能够形成潜望式光学成像系统，以此有效减小系统于入光方向的尺寸，从而有利于设备的超薄化设计。
在本申请的实施例中，光学系统10满足关系：
20°＜HFOV＜26°；
0.9＜TTL/f＜1.2；
HFOV为光学系统10的最大视场角的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S15于光轴上的距离，f为光学系统10的有效焦距。一些具有小视场及远摄性能的光学系统10的HFOV可以为22.3°、22.5°、22.7°、23°、23.5°、24°、24.5°、24.7°或25°。一些实施例中的TTL/f可以为0.95、0.96、0.98、1、1.03、1.05、1.07或1.1。当光学系统10满足上述HFOV的关系时，可具有小视场及远摄性能。而当进一步满足上述TTL/f的关系时，光学系统10在HFOV＜26°的条件下将具有更短的轴向长度，从而能够更好地应用于具有超薄化设计及要求具有远摄性能的电子产品中。同时，在实现远摄的条件下，满足上述关系的光学系统10的光学总长和有效焦距之间具有良好的配置。当TTL/f高于下限时，有利于光学系统10进一步平衡远摄时的色差、球差等像差，进而提高远摄时的成像品质。而当TTL/f低于上限时，可防止系统的轴向长度过长。因此通过满足上述TTL/f的关系范围，可在平衡系统像差的同时保持系统的小型化设计。
此外，在一些实施例中，光学系统10还满足以下至少一个关系，且当满足任一关系式时均能带来相应的效果：
0.6＜Y11/Y72＜1；Y11为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效孔径，Y72为第七透镜L7的像侧面S14的最大有效孔径。一些实施例中的Y11/Y72可以为0.63、0.65、0.7、0.75、0.8、0.82或0.85。满足上述关系时，可合理控制位于系统最物侧及最像侧的透镜表面之间的孔径比值，以此抑制光学系统10的整体径向尺寸，进而减小光学系统10的体积。当该关系低于下限时，透镜组的第一个表面(第一透镜L1的物侧面S1)相较最后一个表面(第七透镜L7的像侧面S14)而言过小，导致系统的入光量不足，成像质量较差；而当该关系高于上限时，会导致系统视场角过大，不利于实现远摄效果。
(n1+n2)/f＜0.5mm-1；n1为第一透镜L1的折射率，n2为第二透镜L2的折射率。一些实施例中的(n1+n2)/f可以为0.41、0.42、0.43、0.44、0.45或0.46，数值单位为mm-1。满足上述关系时，第一透镜L1与第二透镜L2的组合屈折力与整体系统的有效屈折力之间的占比能够得到合理分配，有利于增强系统的收光能力，同时利于压缩系统的整体尺寸。
1.0＜TTL/(ImgH*2)＜1.5；ImgH为光学系统10的最大视场角所对应的像高的一半。一些实施例中的TTL/(ImgH*2)可以为1.1、1.12、1.15、1.2、1.25、1.3或1.32。在装配图像传感器后，ImgH也可理解为图像传感器的有效成像区域的中心至对角线边缘的距离。满足上述关系时，光学系统10的轴向尺寸与系统的成像面S15尺寸之间将得到合理配置，有利于缩短光学系统10的轴向尺寸，从而使具有远摄性能的光学系统10进一步实现小型化设计。
0.8＜DL/TTL＜1；DL为第一透镜L1的物侧面S1至第七透镜L7的像侧面S14于光轴上的距离。一些实施例中的DL/TTL可以为0.82、0.83、0.85、0.87、0.88或0.89。满足上述关系时，光学系统10中的结构能够得到合理布局，在实现小型化的基础上，还能够减小透镜组的占据空间，使光学系统10的结构趋于紧凑，有利于模组结构端的布局。
(|T34|+|T45|)/CT4＞1；T34为第三透镜L3的像侧面S6至第四透镜L4的物侧面S7于光轴上的距离，T45为第四透镜L4的像侧面S8至第五透镜L5的物侧面S9于光轴上的距离，CT4为第四透镜L4于光轴上的厚度。一些实施例中的(|T34|+|T45|)/CT4可以为2、2.1、2.2、2.3、2.5、2.6、2.7或2.8。光学系统10具有七片式结构，第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5为设在该系统中部的光学元件，当边缘视场的光线在这三个透镜之间传播时，一般会从几乎通过第三透镜L3的大部分有效通光区域到只通过第五透镜L5的部分区域，即轴外像点的光线会往第五透镜L5的边缘发生整体偏移折转。当满足上述关系时，可使第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5之间的距离得到合理增大，从而减缓光线在第三透镜L3至第五透镜L5之间传播时的方向变化，抑制各视场的边缘光线在所述光学系统中的偏转方向，进而有助于减小像散的产生。
0.4＜|f1/f2|＜1；f1为第一透镜L1的有效焦距，f2为第二透镜L2的有效焦距。一些实施例中的|f1/f2|可以为0.42、0.45、0.48、0.5、0.6、0.65、0.7、0.75、0.77或0.79。满足上述关系时，合理配置第一透镜L1、第二透镜L2的尺寸与屈折力，可平衡第一透镜L1产生的较大球差，提升系统整体的解像力，控制系统后端曲折力配置，强化系统周边像差校正，同时，利于尺寸压缩，有助于形成小尺寸光学镜头。
|V2-V1|＞30；V1为第一透镜L1的阿贝数，V2为第二透镜L2的阿贝数。一些实施例中的|V2-V1|可以为35.7、35.8、36、36.2、36.4或36.5。满足上述关系时，有利于修正系统的色差以提升成像质量。
(|f2|+|f3|)/|R71|＜20；f2为第二透镜L2的有效焦距，f3为第三透镜L3的有效焦距，R71为第七透镜L7的物侧面S13于光轴处的曲率半径。一些实施例中的(|f2|+|f3|)/|R71|可以为0.5、0.7、1、2、5、10、12、14、16、17、17.2或17.5。满足上述关系时，第二透镜L2和第三透镜L3之间的屈折力将得到合理分配，有助于抑制系统前三个透镜的综合球差、色差和畸变，减小第四透镜L4至第七透镜L7的设计难度。同时，通过与第二透镜L2和第三透镜L3的屈折力进行合理配置，第七透镜L7的物侧面S13的曲率分配适当，可避免面型过度弯曲，从而有助于透镜的成型与制造。
(f1+|f2|+|f3|)/f＜10；f1为第一透镜L1的有效焦距，f2为第二透镜L2的有效焦距，f3为第三透镜L3的有效焦距。一些实施例中的(f1+|f2|+|f3|)/f可以为3、3.1、3.2、3.5、4、4.5、5、8、9、9.3或9.5。满足上述关系时，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3的有效焦距与系统的有效焦距之间能够得到合适的配比，可防止系统前三个透镜的屈折力过强，避免前透镜组产生较大球差，从而提升光学系统10的整体解像力；同时，满足上述关系时也利于压缩系统前三个透镜的尺寸，有助于系统的小尺寸设计。
2＜T23/T12＜3.2；T12为第一透镜L1的像侧面S2至第二透镜L2的物侧面S3于光轴上的距离，T23为第二透镜L2的像侧面S4至第三透镜L3的物侧面S5于光轴上的距离。一些实施例中的T23/T12可以为2.1、2.2、2.3、2.4、2.6、2.8、2.9、3或3.1。满足上述关系时，可合理控制第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3之间的间隔距离，使透镜之间的空间排布更为均匀，进而降低组装难度。
应注意的是，以上光线系统10所满足的各关系式的范围及所对应的效果针对的是前述的七片式镜头结构。
接下来以更为具体详细的实施例来对本申请的光学系统10进行说明：
第一实施例
参考图1和图2，在第一实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。图2包括第一实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，像侧面S2于近轴处为凸面；物侧面S1于圆周处为凸面，像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面，像侧面S4于近轴处为凹面；物侧面S3于圆周处为凸面，像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面，像侧面S6于近轴处为凹面；物侧面S5于圆周处为凸面，像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面，像侧面S8于近轴处为凸面；物侧面S7于圆周处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凹面，像侧面S10于近轴处为凸面；物侧面S9于圆周处为凹面，像侧面S10于圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面，像侧面S12于近轴处为凸面；物侧面S11于圆周处为凹面，像侧面S12于圆周处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近轴处为凹面，像侧面S14于近轴处为凸面；物侧面S13于圆周处为凹面，像侧面S14于圆周处为凸面。
第一透镜L1至第七透镜L7中各透镜的物侧面和像侧面均为非球面。通过配合光学系统10中各透镜的非球面面型，从而能够有效解决光学系统10视界歪曲的问题，也能够使透镜在较小、较薄的情况下实现优良的光学效果，进而使光学系统10具有更小的体积，有利于光学系统10实现小型化设计。
另外，光学系统10中各透镜的材质均为塑料。塑料透镜的采用能够降低光学系统10的制造成本。
光学系统10的各透镜参数由以下的表1和表2给出。表2为表1中各透镜相应表面的非球面系数，其中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。由物面至像面(成像面S15，也可理解为后期装配时图像传感器的感光表面)的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。面序号1和2所对应的表面分别表示第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2，即同一透镜中，面序号较小的表面为物侧面，面序号较大的表面为像侧面。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴上的曲率半径。透镜于“厚度”参数列中的第一个数值的绝对值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值的绝对值为该透镜的像侧面至后一光学元件的物侧面于光轴上的距离。本申请实施例中的各透镜的光轴处于同一直线上，该直线作为光学系统10的光轴。需注意的是，以下各实施例中，红外截止滤光片110(即表格中的红外滤光片)可以作为光学系统10中的元件，也可以不作为光学系统10中的元件，但无论何种情况，第七透镜L7的像侧面S14至成像面S15的距离均应算入表格中红外截止滤光片110所对应的厚度参数的数值。
在第一实施例中，光学系统10的有效焦距f＝7.41mm，光圈数FNO＝2.2，最大视场角(即对角线方向最大视角)FOV＝46.8°，光学总长TTL＝7mm，成像面S15有效成像区域的对角线长度的一半ImgH＝3.466mm，最大成像圆直径MIC＝6.932mm。
另外，在以下各实施例(第一实施例至第五实施例)的参数表格中，各透镜的折射率、阿贝数和焦距的参考波长均为555nm。另外，各实施例的关系式计算和透镜结构以透镜参数(如表1、表2、表3、表4等)为准。
表1
各透镜的焦距(mm)如下：
| f1 | f2 | f3 | f4 | f5 | f6 | f7 |
| 3.317339 | -8.06182 | -11.8773 | -39.0656 | 151.735 | -10.199 | 39.055397 |
表2
| 表面 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 |
| K | -2.141E+00 | 3.162E+01 | 9.900E+01 | 2.335E+00 | 6.716E+01 | -5.078E+01 | -6.428E+00 |
| A4 | 2.840E-02 | -2.504E-02 | -8.590E-02 | -8.861E-02 | -2.727E-02 | 1.014E-01 | -5.322E-02 |
| A6 | -2.793E-03 | 1.330E-01 | 2.742E-01 | 2.336E-01 | 1.473E-01 | -6.070E-02 | 1.052E-03 |
| A8 | 2.920E-03 | -2.157E-01 | -3.965E-01 | -2.237E-01 | 2.429E-02 | 1.893E-01 | -3.153E-01 |
| A10 | -3.139E-03 | 2.249E-01 | 4.044E-01 | 1.081E-01 | -4.609E-01 | -2.804E-01 | 1.273E+00 |
| A12 | 2.206E-03 | -1.603E-01 | -2.889E-01 | 8.724E-02 | 1.073E+00 | -5.033E-03 | -3.151E+00 |
| A14 | -1.036E-03 | 7.656E-02 | 1.346E-01 | -2.071E-01 | -1.379E+00 | 7.512E-01 | 4.850E+00 |
| A16 | 3.098E-04 | -2.321E-02 | -3.751E-02 | 1.538E-01 | 1.040E+00 | -1.243E+00 | -4.585E+00 |
| A18 | -5.567E-05 | 4.016E-03 | 5.324E-03 | -5.378E-02 | -4.329E-01 | 8.803E-01 | 2.442E+00 |
| A20 | 4.600E-06 | -3.004E-04 | -2.415E-04 | 7.632E-03 | 7.723E-02 | -2.465E-01 | -5.678E-01 |
| 表面 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| K | -1.017E+01 | -2.452E+01 | 5.640E+00 | -3.525E+01 | 9.900E+01 | 3.348E+01 | -1.123E+01 |
| A4 | -9.837E-03 | 2.300E-04 | 2.464E-05 | 6.089E-02 | 1.972E-01 | 5.828E-02 | -2.262E-02 |
| A6 | 9.276E-03 | 3.733E-05 | 1.358E-04 | -1.584E-01 | -2.673E-01 | -5.124E-02 | 4.286E-03 |
| A8 | -1.856E-01 | -5.896E-06 | 4.133E-05 | 1.427E-01 | 1.898E-01 | 4.492E-03 | -5.049E-03 |
| A10 | 5.672E-01 | -1.368E-05 | 4.458E-06 | -7.770E-02 | -8.989E-02 | 9.916E-03 | 2.197E-03 |
| A12 | -9.822E-01 | -9.631E-06 | -2.753E-06 | 2.503E-02 | 2.880E-02 | -5.153E-03 | -2.979E-04 |
| A14 | 1.047E+00 | -4.300E-03 | -6.069E-03 | 1.225E-03 | -1.501E-05 | ||
| A16 | -6.706E-01 | 2.717E-04 | 7.951E-04 | -1.618E-04 | 7.739E-06 | ||
| A18 | 2.363E-01 | 1.777E-05 | -5.796E-05 | 1.156E-05 | -7.276E-07 | ||
| A20 | -3.498E-02 | -2.504E-06 | 1.773E-06 | -3.503E-07 | 2.313E-08 |
在第一实施例中，光学系统10满足以下各关系：
HFOV＝23.4°；
TTL/f＝0.945；
HFOV为光学系统10的最大视场角的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S15于光轴上的距离，f为光学系统10的有效焦距。当光学系统10满足上述HFOV的关系时，可具有小视场及远摄性能。而当进一步满足上述TTL/f的关系时，光学系统10在HFOV＜26°的条件下将具有更短的轴向长度，从而能够更好地应用于具有超薄化设计及要求具有远摄性能的电子产品中。同时，在实现远摄的条件下，满足上述关系的光学系统10的光学总长和有效焦距之间具有良好的配置，从而有利于光学系统10进一步平衡远摄时的色差、球差等像差，进而提高远摄时的成像品质，另外也能够在平衡系统像差的同时保持系统的小型化设计。
Y11/Y72＝0.628；Y11为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效孔径，Y72为第七透镜L7的像侧面S14的最大有效孔径。满足上述关系时，可合理控制位于系统最物侧及最像侧的透镜表面之间的孔径比值，以此抑制光学系统10的整体径向尺寸，进而减小光学系统10的体积。
(n1+n2)/f＝0.433mm-1；n1为第一透镜L1的折射率，n2为第二透镜L2的折射率。满足上述关系时，第一透镜L1与第二透镜L2的组合屈折力与整体系统的有效屈折力之间的占比能够得到合理分配，有利于增强系统的收光能力，同时利于压缩系统的整体尺寸。
TTL/(ImgH*2)＝1.072；ImgH为光学系统10的最大视场角所对应的像高的一半。在装配图像传感器后，ImgH也可理解为图像传感器的有效成像区域的中心至对角线边缘的距离。满足上述关系时，光学系统10的轴向尺寸与系统的成像面S15尺寸之间将得到合理配置，有利于缩短光学系统10的轴向尺寸，从而使具有远摄性能的光学系统10进一步实现小型化设计。
DL/TTL＝0.821；DL为第一透镜L1的物侧面S1至第七透镜L7的像侧面S14于光轴上的距离。满足上述关系时，光学系统10中的结构能够得到合理布局，在实现小型化的基础上，还能够减小透镜组的占据空间，使光学系统10的结构趋于紧凑，有利于模组结构端的布局。
(|T34|+|T45|)/CT4＝2.819；T34为第三透镜L3的像侧面S6至第四透镜L4的物侧面S7于光轴上的距离，T45为第四透镜L4的像侧面S8至第五透镜L5的物侧面S9于光轴上的距离，CT4为第四透镜L4于光轴上的厚度。满足上述关系时，可使第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5之间的距离得到合理增大，从而减缓光线在第三透镜L3至第五透镜L5之间传播时的方向变化，抑制各视场的边缘光线在所述光学系统中的偏转方向，进而有助于减小像散的产生。
|f1/f2|＝0.411；f1为第一透镜L1的有效焦距，f2为第二透镜L2的有效焦距。满足上述关系时，合理配置第一透镜L1、第二透镜L2的尺寸与屈折力，可平衡第一透镜L1产生的较大球差，提升光学镜头整体的解像力，控制系统后端曲折力配置，强化系统周边像差校正，同时，利于尺寸压缩，有助于形成小尺寸光学镜头。
|V2-V1|＝36.5；V1为第一透镜L1的阿贝数，V2为第二透镜L2的阿贝数。满足上述关系时，有利于修正系统的色差以提升成像质量。
(|f2|+|f3|)/|R71|＝0.843；f2为第二透镜L2的有效焦距，f3为第三透镜L3的有效焦距，R71为第七透镜L7的物侧面S13于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，第二透镜L2和第三透镜L3之间的屈折力将得到合理分配，有助于抑制系统前三个透镜的综合球差、色差和畸变，减小第四透镜L4至第七透镜L7的设计难度。同时，通过与第二透镜L2和第三透镜L3的屈折力进行合理配置，第七透镜L7的物侧面S13的曲率分配适当，可避免面型过度弯曲，从而有助于透镜的成型与制造。
(f1+|f2|+|f3|)/f＝3.139；f1为第一透镜L1的有效焦距，f2为第二透镜L2的有效焦距，f3为第三透镜L3的有效焦距。满足上述关系时，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3的有效焦距与系统的有效焦距之间能够得到合适的配比，可防止系统前三个透镜的屈折力过强，避免前透镜组产生较大球差，从而提升光学系统10的整体解像力；同时，满足上述关系时也利于压缩系统前三个透镜的尺寸，有助于系统的小尺寸设计形成小尺寸光学镜头。
T23/T12＝3.14，T12为第一透镜L1的像侧面S2至第二透镜L2的物侧面S3于光轴上的距离，T23为第二透镜L2的像侧面S4至第三透镜L3的物侧面S5于光轴上的距离。满足上述关系时，可合理控制第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3之间的间隔距离，使透镜之间的空间排布更为均匀，进而降低组装难度。
另外，图2包括光学系统10的纵向球面像差图(Longitudinal SphericalAberration)，其表示不同波长的光线经由镜头后的汇聚焦点偏离。纵向球面像差图的纵坐标表示归一化的由光瞳中心至光瞳边缘的光瞳坐标(Normalized Pupil Coordinator)，横坐标表示成像面到光线与光轴交点的距离(单位为mm)。由纵向球面像差图可知，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。图2还包括光学系统10的场曲图(ASTIGMATIC FIELD CURVES)，其中S曲线代表555nm下的弧矢场曲，T曲线代表555nm下的子午场曲。由图中可知，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。图2还包括光学系统10的畸变图(DISTORTION)，由图中可知，由主光束引起的图像变形较小，系统的成像质量优良。
第二实施例
参考图3和图4，在第二实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。图4包括第二实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，像侧面S2于近轴处为凸面；物侧面S1于圆周处为凸面，像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面，像侧面S4于近轴处为凹面；物侧面S3于圆周处为凸面，像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面，像侧面S6于近轴处为凹面；物侧面S5于圆周处为凸面，像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面，像侧面S8于近轴处为凸面；物侧面S7于圆周处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凹面，像侧面S10于近轴处为凸面；物侧面S9于圆周处为凹面，像侧面S10于圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面，像侧面S12于近轴处为凸面；物侧面S11于圆周处为凹面，像侧面S12于圆周处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近轴处为凹面，像侧面S14于近轴处为凸面；物侧面S13于圆周处为凹面，像侧面S14于圆周处为凸面。
另外，第二实施例中光学系统10的各透镜参数由表3和表4给出，其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。
表3
各透镜的焦距(mm)如下：
| f1 | f2 | f3 | f4 | f5 | f6 | f7 |
| 3.319978 | -7.50268 | -11.8972 | 47.54521 | -15.2008 | -20.5422 | 250.001838 |
表4
| 表面 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 |
| K | -2.099E+00 | 3.140E+01 | 9.900E+01 | 3.275E+00 | 5.325E+01 | -5.441E+01 | 2.321E-02 |
| A4 | 2.748E-02 | -2.442E-02 | -9.179E-02 | -9.381E-02 | -3.185E-02 | 9.312E-02 | -6.634E-02 |
| A6 | -3.809E-04 | 1.067E-01 | 2.740E-01 | 2.634E-01 | 1.456E-01 | -3.270E-02 | 3.493E-02 |
| A8 | -1.867E-03 | -1.357E-01 | -3.535E-01 | -2.900E-01 | 9.694E-02 | 1.146E-01 | -2.864E-01 |
| A10 | 2.589E-03 | 1.042E-01 | 3.165E-01 | 2.506E-01 | -6.880E-01 | -1.613E-01 | 7.090E-01 |
| A12 | -1.770E-03 | -5.207E-02 | -2.085E-01 | -1.605E-01 | 1.376E+00 | 5.031E-02 | -1.152E+00 |
| A14 | 6.532E-04 | 1.663E-02 | 9.674E-02 | 5.750E-02 | -1.572E+00 | 1.055E-01 | 1.150E+00 |
| A16 | -1.233E-04 | -3.110E-03 | -2.934E-02 | -8.515E-03 | 1.067E+00 | -1.075E-01 | -6.699E-01 |
| A18 | 7.143E-06 | 2.748E-04 | 5.204E-03 | 4.218E-05 | -4.036E-01 | 1.333E-02 | 1.861E-01 |
| A20 | 4.586E-07 | -4.297E-06 | -4.103E-04 | 2.700E-05 | 6.624E-02 | 1.126E-02 | -1.234E-02 |
| 表面 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| K | -6.524E+00 | -2.210E+01 | 1.189E+00 | -4.382E+01 | 2.899E+01 | 6.005E+01 | 5.160E+01 |
| A4 | -9.479E-03 | 1.889E-03 | 8.906E-04 | 4.859E-02 | 1.707E-01 | 6.577E-02 | -1.519E-02 |
| A6 | 1.339E-02 | 1.050E-03 | 6.232E-04 | -1.240E-01 | -2.245E-01 | -6.644E-02 | -5.986E-04 |
| A8 | -1.468E-01 | 3.415E-04 | 2.694E-04 | 1.076E-01 | 1.466E-01 | 2.151E-02 | 2.923E-05 |
| A10 | 3.577E-01 | 1.030E-04 | 4.658E-05 | -5.444E-02 | -6.092E-02 | -5.824E-04 | -2.068E-04 |
| A12 | -5.503E-01 | 2.933E-05 | -1.281E-05 | 1.569E-02 | 1.642E-02 | -1.441E-03 | 2.175E-04 |
| A14 | 5.585E-01 | -2.375E-03 | -2.784E-03 | 4.388E-04 | -6.638E-05 | ||
| A16 | -3.569E-01 | 1.402E-04 | 2.737E-04 | -6.183E-05 | 9.633E-06 | ||
| A18 | 1.303E-01 | 4.788E-06 | -1.276E-05 | 4.446E-06 | -7.072E-07 | ||
| A20 | -2.048E-02 | -7.162E-07 | 1.323E-07 | -1.315E-07 | 2.140E-08 |
该实施例中的摄像模组10满足以下关系：
| TTL/(ImgH*2) | 1.133 | Y11/Y72 | 0.689 |
| HFOV | 22.100 | |V2-V1| | 36.500 |
| DL/TTL | 0.818 | (n1+n2)/f | 0.408 |
| TTL/f | 0.943 | (|f2|+|f3|)/|R71| | 0.824 |
| |f1/f2| | 0.443 | (f1+|f2|+|f3|)/f | 2.894 |
| (|T34|+|T45|)/CT4 | 2.406 | T23/T12 | 2.96 |
由图4中的像差图可知，光学系统10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10拥有良好的成像品质。
第三实施例
参考图5和图6，在第三实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。图6包括第三实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，像侧面S2于近轴处为凸面；物侧面S1于圆周处为凸面，像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面，像侧面S4于近轴处为凹面；物侧面S3于圆周处为凸面，像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凹面，像侧面S6于近轴处为凸面；物侧面S5于圆周处为凸面，像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凸面，像侧面S8于近轴处为凹面；物侧面S7于圆周处为凸面，像侧面S8于圆周处为凹面。
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凹面，像侧面S10于近轴处为凸面；物侧面S9于圆周处为凹面，像侧面S10于圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面，像侧面S12于近轴处为凹面；物侧面S11于圆周处为凹面，像侧面S12于圆周处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近轴处为凹面，像侧面S14于近轴处为凸面；物侧面S13于圆周处为凹面，像侧面S14于圆周处为凸面。
另外，第三实施例中光学系统10的各透镜参数由表5和表6给出，其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。
表5
各透镜的焦距(mm)如下：
| f1 | f2 | f3 | f4 | f5 | f6 | f7 |
| 3.510199 | -4.53251 | 14.7037 | -19.9192 | 101.4276 | -8.34073 | 26.484288 |
表6
| 表面 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 |
| K | -1.763E+00 | -7.037E+01 | -4.492E+01 | -5.775E+00 | -9.900E+01 | -5.760E+01 | 4.376E+00 |
| A4 | 2.677E-02 | 3.831E-02 | -1.875E-02 | -5.668E-03 | 8.545E-02 | 8.955E-02 | -7.169E-02 |
| A6 | 8.067E-04 | -5.953E-03 | 2.347E-02 | 6.418E-03 | 2.125E-02 | 9.356E-02 | 1.277E-01 |
| A8 | -7.679E-04 | -3.140E-02 | -8.684E-02 | 4.343E-02 | -3.640E-02 | -4.774E-02 | -5.152E-02 |
| A10 | 3.091E-03 | 5.761E-02 | 1.617E-01 | -3.631E-01 | -1.741E-01 | -3.334E-01 | -2.258E-01 |
| A12 | -3.635E-03 | -5.445E-02 | -1.639E-01 | 9.441E-01 | 5.086E-01 | 1.086E+00 | 7.494E-01 |
| A14 | 2.429E-03 | 3.112E-02 | 1.026E-01 | -1.279E+00 | -6.920E-01 | -1.516E+00 | -9.526E-01 |
| A16 | -9.361E-04 | -1.086E-02 | -3.954E-02 | 9.825E-01 | 4.874E-01 | 1.072E+00 | 6.112E-01 |
| A18 | 1.963E-04 | 2.132E-03 | 8.643E-03 | -4.061E-01 | -1.694E-01 | -3.756E-01 | -1.989E-01 |
| A20 | -1.759E-05 | -1.803E-04 | -8.137E-04 | 7.077E-02 | 2.302E-02 | 5.154E-02 | 2.619E-02 |
| 表面 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| K | -8.317E+01 | 1.476E+00 | -1.132E-01 | -1.177E+00 | 2.664E+01 | 9.900E+01 | -9.900E+01 |
| A4 | -1.565E-02 | -9.698E-04 | 2.091E-04 | -2.163E-02 | -3.215E-03 | -8.349E-03 | -2.625E-02 |
| A6 | -1.916E-02 | 1.115E-03 | -7.230E-04 | -1.487E-02 | -1.844E-02 | 5.085E-03 | 4.317E-03 |
| A8 | 1.834E-01 | 3.643E-04 | -1.426E-04 | 7.066E-03 | 9.140E-03 | -4.939E-03 | -1.103E-03 |
| A10 | -4.276E-01 | 6.884E-05 | -6.572E-06 | -1.036E-04 | -4.022E-03 | 1.541E-03 | 6.283E-04 |
| A12 | 6.364E-01 | 1.041E-06 | 4.166E-06 | -7.333E-04 | 1.536E-03 | -1.765E-05 | -3.007E-04 |
| A14 | -5.843E-01 | 1.738E-04 | -3.959E-04 | -9.547E-05 | 8.445E-05 | ||
| A16 | 3.232E-01 | 7.261E-06 | 5.895E-05 | 2.235E-05 | -1.345E-05 | ||
| A18 | -9.868E-02 | -6.001E-06 | -4.465E-06 | -2.077E-06 | 1.127E-06 | ||
| A20 | 1.267E-02 | 4.847E-07 | 1.300E-07 | 7.065E-08 | -3.835E-08 |
该实施例中的摄像模组10满足以下关系：
| TTL/(ImgH*2) | 1.079 | Y11/Y72 | 0.632 |
| HFOV | 23.800 | |V2-V1| | 35.700 |
| DL/TTL | 0.851 | (n1+n2)/f | 0.441 |
| TTL/f | 0.971 | (|f2|+|f3|)/|R71| | 0.263 |
| |f1/f2| | 0.774 | (f1+|f2|+|f3|)/f | 3.133 |
| (|T34|+|T45|)/CT4 | 2.090 | T23/T12 | 2.47 |
由图6中的像差图可知，光学系统10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10拥有良好的成像品质。
第四实施例
参考图7和图8，在第四实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。图8包括第四实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，像侧面S2于近轴处为凸面；物侧面S1于圆周处为凸面，像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面，像侧面S4于近轴处为凹面；物侧面S3于圆周处为凸面，像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面，像侧面S6于近轴处为凸面；物侧面S5于圆周处为凸面，像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凸面，像侧面S8于近轴处为凹面；物侧面S7于圆周处为凸面，像侧面S8于圆周处为凹面。
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凹面，像侧面S10于近轴处为凸面；物侧面S9于圆周处为凹面，像侧面S10于圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面，像侧面S12于近轴处为凹面；物侧面S11于圆周处为凹面，像侧面S12于圆周处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近轴处为凸面，像侧面S14于近轴处为凹面；物侧面S13于圆周处为凹面，像侧面S14于圆周处为凸面。
另外，第四实施例中光学系统10的各透镜参数由表7和表8给出，其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。
表7
各透镜的焦距(mm)如下：
| f1 | f2 | f3 | f4 | f5 | f6 | f7 |
| 3.511764 | -4.40058 | 23.6221 | 187.1399 | -203.173 | -8.52818 | 32.41513 |
表8
该实施例中的摄像模组10满足以下关系：
| TTL/(ImgH*2) | 1.049 | Y11/Y72 | 0.625 |
| HFOV | 25.000 | |V2-V1| | 35.700 |
| DL/TTL | 0.854 | (n1+n2)/f | 0.464 |
| TTL/f | 0.993 | (|f2|+|f3|)/|R71| | 1.495 |
| |f1/f2| | 0.798 | (f1+|f2|+|f3|)/f | 4.570 |
| (|T34|+|T45|)/CT4 | 1.959 | T23/T12 | 2.43 |
由图8中的像差图可知，光学系统10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10拥有良好的成像品质。
第五实施例
参考图9和图10，在第五实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6及具有负屈折力的第七透镜L7。图10包括第五实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。
第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，像侧面S2于近轴处为凸面；物侧面S1于圆周处为凸面，像侧面S2于圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面，像侧面S4于近轴处为凹面；物侧面S3于圆周处为凸面，像侧面S4于圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面，像侧面S6于近轴处为凹面；物侧面S5于圆周处为凸面，像侧面S6于圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凸面，像侧面S8于近轴处为凹面；物侧面S7于圆周处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凹面，像侧面S10于近轴处为凸面；物侧面S9于圆周处为凹面，像侧面S10于圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凸面，像侧面S12于近轴处为凸面；物侧面S11于圆周处为凹面，像侧面S12于圆周处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近轴处为凹面，像侧面S14于近轴处为凸面；物侧面S13于圆周处为凹面，像侧面S14于圆周处为凸面。
另外，第四实施例中光学系统10的各透镜参数由表9和表10给出，其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。
表9
各透镜的焦距(mm)如下：
| f1 | f2 | f3 | f4 | f5 | f6 | f7 |
| 5.661014 | -8.24034 | 61.81833 | 29.1797 | 38.4318 | 64.50972 | -8.716148 |
表10
该实施例中的摄像模组10满足以下关系：
| TTL/(ImgH*2) | 1.324 | Y11/Y72 | 0.851 |
| HFOV | 22.300 | |V2-V1| | 36.500 |
| DL/TTL | 0.896 | (n1+n2)/f | 0.410 |
| TTL/f | 1.106 | (|f2|+|f3|)/|R71| | 17.546 |
| |f1/f2| | 0.687 | (f1+|f2|+|f3|)/f | 9.683 |
| (|T34|+|T45|)/CT4 | 2.35 | T23/T12 | 2.02 |
由图10中的像差图可知，光学系统10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10拥有良好的成像品质。
参考图11，本申请的一些实施例还提供了一种摄像模组20，摄像模组20可包括上述任意一个实施例的光学系统10及图像传感器210，图像传感器210设置于光学系统10的像侧。图像传感器210可以为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)。一般地，在装配时，光学系统10的成像面S15与图像传感器210的感光表面重叠。
在一些实施例中，摄像模组20包括设于第七透镜L7与图像传感器210之间的红外截止滤光片110，红外截止滤光片110用于滤除红外光。在一些实施例中，红外截止滤光片110可安装至镜头的像端。在一些实施例中，摄像模组20还包括保护玻璃，保护玻璃设于红外截止滤光片与图像传感器210之间，保护玻璃用于保护图像传感器210。
通过采用上述光学系统10，摄像模组20不仅可具有远摄性能，且能够拥有较小的轴向尺寸及良好的成像质量。
参考图12，本申请的一些实施例还提供了一种电子设备30，摄像模组20应用于电子设备30以使其具备优良的远摄性能。具体地，电子设备30包括固定件310，摄像模组20安装于固定件310，固定件310可以为电路板、中框、后盖等部件。电子设备30可以为但不限于智能手机、智能手表、智能眼镜、电子书阅读器、车载摄像设备、监控设备、无人机、医疗设备(如内窥镜)、平板电脑、生物识别设备(如指纹识别设备或瞳孔识别设备等)、PDA(PersonalDigital Assistant，个人数字助理)、无人机等。通过采用上述摄像模组20，电子设备30将具有优良的远摄性能，从而能够对远景实现良好的拍摄，且同时还可防止模组的轴向尺寸对设备的厚度减小造成较大的限制，从而有利于实现超薄化设计。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种光学系统，其特征在于，由物侧至像侧依次包括：
具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；
具有负屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；
具有屈折力的第三透镜；
具有屈折力的第四透镜；
具有屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；
具有屈折力的第六透镜；
具有屈折力的第七透镜；
且所述光学系统满足关系：
20°＜HFOV＜26°；
0.9＜TTL/f＜1.2；
HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半，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，f为所述光学系统的有效焦距。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：
0.6＜Y11/Y72＜1；
Y11为所述第一透镜的物侧面的最大有效孔径，Y72为所述第七透镜的像侧面的最大有效孔径。
3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：
(n1+n2)/f＜0.5mm-1；
n1为所述第一透镜的折射率，n2为所述第二透镜的折射率。
4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：
1.0＜TTL/(ImgH*2)＜1.5；
ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。
5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：
0.8＜DL/TTL＜1；
DL为所述第一透镜的物侧面至所述第七透镜的像侧面于光轴上的距离。
6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：
(|T34|+|T45|)/CT4＞1；
T34为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于光轴上的距离，T45为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于光轴上的距离，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度。
7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：
0.4＜|f1/f2|＜1；
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。
8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：
|V2-V1|＞30；
V1为所述第一透镜的阿贝数，V2为所述第二透镜的阿贝数。
9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：
(|f2|+|f3|)/|R71|＜20；
f2为所述第二透镜的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距，R71为所述第七透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。
10.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：
(f1+|f2|+|f3|)/f＜10；
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，f3为所述第三透镜的有效焦距。
11.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：
2＜T23/T12＜3.2；
T12为所述第一透镜的像侧面至所述第二透镜的物侧面于光轴上的距离，T23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于光轴上的距离。
12.一种摄像模组，其特征在于，包括图像传感器及权利要求1至11任意一项所述的光学系统，所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。
13.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求12所述的摄像模组。
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