CN112596210A - 光学系统、摄像模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种光学系统、摄像模组及电子设备，光学系统包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的：具有负光焦度的第一透镜，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；具有光焦度的第二透镜；具有光焦度的第三透镜；具有正光焦度的第四透镜，第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面；具有负光焦度的第五透镜；具有正光焦度的第六透镜，第六透镜的像侧面于近光轴处为凸面；第七透镜。本发明实施例提供的光学系统、摄像模组及电子设备中，光学系统采用七片式透镜，并限定各个透镜的光焦度与面型，使得光学镜头在满足微型化要求的同时，也能实现望远拍摄功能及高清成像。

Description

光学系统、摄像模组及电子设备

技术领域

本申请涉及光学系统技术领域，特别是涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。

背景技术

近年来，随着智能手机相关技术的不断发展，手机镜头小型化以及高质量的成像品质的需求日渐提高，且随着半导体制程技术的精进，感光元件的像素尺寸的缩小，轻薄短小的外型且功能优异的电子产品必然成为一种发展趋势。摄像模组应用越来越广泛，将摄像模组装置于各种智能电子产品、车载装置、识别系统、娱乐运动装备也会成为未来科技发展的一大趋势。像如今，手机搭载多颗不同取像功能的镜头已经成为了手机市场的主流，迫切需要占用较少体积且能够提供成像清晰且多功能的镜头系统。

发明内容

本申请实施例提供了一种光学系统、摄像模组及电子设备，通过对七个透镜屈折力以及面型的合理组合设计，提供的镜头能同时满足望远功能、微型化，且具有高清成像品质。

第一方面，本申请实施例提供了一种光学系统，沿光轴由物侧至像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜，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；具有光焦度的第二透镜；具有光焦度的第三透镜；具有正光焦度的第四透镜，第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面；具有负光焦度的第五透镜；具有正光焦度的第六透镜，第六透镜的像侧面于近光轴处为凸面；第七透镜；光学系统满足以下关系式：0.5<SD11/ImgH<1.7；其中，SD11为第一透镜物侧面的最大有效孔径的一半，ImgH为光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。

基于本申请实施例的光学系统，通过对七个透镜屈折力以及面型的合理组合设计，可使光学系统拥有较大的视场角，且可加强光学系统的聚光能力以满足望远的功能。同时，满足上述关系式，可有效控制光学系统的尺寸大小，且合理分配第一透镜物侧面的有效半孔径与成像面尺寸的比值，可有效增加光学系统的光通量，另外，ImgH决定了光学系统的成像尺寸，满足上式，可使光学系统具备足够的成像尺寸以匹配大尺寸的感光元件，从而可增加影像亮度，进而提升成像品质。

在其中一些实施例中，光学系统满足以下关系式：-4.0<f1/f<-1.0；其中，f1为第一透镜的有效焦距，f为光学系统的有效焦距。

基于上述实施例：第一透镜具有负的光焦度，可使光学系统拥有更大的视场角，且满足上述关系式，限定第一透镜物侧面的面型，可以增强光学系统的像差修正能力，并为光学系统提供足够的光线收集能力，从而使光学系统的聚光能力加强以达到望远的功能。

在其中一些实施例中，光学系统满足以下关系式：2.0<TT/f<5.0；其中，TT为第一透镜物侧表面至第七透镜像侧面于光轴上的距离,f为光学系统的有效焦距。

基于上述实施例：可以使光学系统具有远距离拍摄功能的同时，也可有效控制光学系统的长度，从而实现光学系统小型化的需求。

在其中一些实施例中，光学系统满足以下关系式：2<FNO/tan(HFOV)<5；其中，FNO为光学系统的光圈数，HFOV为光学系统最大视场角的一半。

基于上述实施例：在光学系统展现更大的视场角的同时，也能够获得更多的通光量，在较暗的环境下或者光线不足的情况下，也能使光学系统获取被测物清晰的细节信息，从而提升成像品质。

在其中一些实施例中，光学系统满足以下关系式：-1.5<f123/f456<-0.1；其中，f123为第一透镜、第二透镜与第三透镜的组合焦距，f456为第四透镜、第五透镜与第六透镜的组合焦距。

基于上述实施例：通过合理分配前、后两部分透镜组的屈折力，可使两部分透镜组产生的正负球差相互抵消，从而可实现光学系统的球差平衡。

在其中一些实施例中，光学系统满足以下关系式：0.5<f4/R7<3.0；其中，f4为第四透镜的有效焦距，R7为第四透镜物侧面于光轴处的曲率半径。

基于上述实施例：第四透镜提供的正屈折力，进一步加强光线聚焦能力，同时可有效减小边缘视场光线进入后面光学元件的偏折角，改善光轴以外视场的像散，从而减小系统像差，提升光学系统的成像品质。

在其中一些实施例中，所述光学系统还包括光阑，所述光学系统满足以下关系式：0.4<SL/TTL<0.7；其中，SL为光学系统的光阑表面至光学系统的成像面于光轴上的距离，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。

基于上述实施例：当光阑位置满足上述配置关系时，通过调节光阑位置，能够有效控制边缘视场光线进入光学系统的角度，从而调节系统的进光量，提升成像面的相对亮度。

在其中一些实施例中，光学系统满足以下关系式：-30mm²<f6*R13<-5mm²；其中，f6为第六透镜的有效焦距，R13为第六透镜像侧面于光轴处的曲率半径。

基于上述实施例：满足上述关系式时，第六透镜像侧面的曲率半径能够得到合理的配置，且可以控制第六透镜的屈折力不会过度增大，从而在矫正系统像散像差的同时，能够降低系统敏感度，有利于提升产品良率。

在其中一些实施例中，光学系统满足以下关系式：1.5<nd2<1.7，1.5<nd4<1.7；其中，Nd2为第二透镜的折射率，Nd4为第四透镜的折射率。

基于上述实施例：通过合理选择透镜材料，可以有效控制透镜的厚度，从而降低透镜的加工难度，提高产品生产良率，并且满足上式，可以有效修正光学系统色差，提高光学系统的成像清晰度，从而提升光学系统的成像品质。

在其中一些实施例中，光学系统满足以下关系式：1.3<BFL/f<2.0；其中，BFL为第七透镜像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。

基于上述实施例：满足上述条件时，光学系统具有较短的有效焦距，可满足广角的特性，同时光学系统具有较长的光学后焦距，可实现较强的摄远功能。

在其中一些实施例中，光学系统满足以下关系式：0.05<(CT5+CT6+CT7)/TTL<0.150；其中，CT5为第五透镜于光轴上的厚度，CT6为第六透镜于光轴上的厚度，CT7为第七透镜于光轴上的厚度，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。

基于上述实施例：通过配置第五透镜、第六透镜以及第七透镜的厚度，有利于缩短光学系统后透镜组的排布空间，从而保持光学系统的小型化。

第二方面，本申请实施例提供了一种摄像模组，包括光学系统及图像处理装置，图像处理装置设置在光学系统的像侧。

基于本申请实施例的设备，通过图像处理装置完成光信号与电信号的转换；通过对七个透镜屈折力以及面型的合理组合设计，可使光学系统拥有较大的视场角，且可加强光学系统的聚光能力以满足望远的功能；同时，可有效控制光学系统的尺寸大小，且合理分配第一透镜物侧面的有效半孔径与成像面尺寸的比值，可有效增加光学系统的光通量，另外，光学系统具备足够的成像尺寸以匹配大尺寸的感光元件，从而可增加影像亮度，进而提升成像品质。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括壳体以及摄像模组，摄像模组安装于壳体。

基于本申请实施例的设备，通过对七个透镜屈折力以及面型的合理组合设计，可使光学系统拥有较大的视场角，且可加强光学系统的聚光能力以满足望远的功能；同时，可有效控制光学系统的尺寸大小，且合理分配第一透镜物侧面的有效半孔径与成像面尺寸的比值，可有效增加光学系统的光通量，另外，光学系统具备足够的成像尺寸以匹配大尺寸的感光元件，从而可增加影像亮度，进而提升成像品质。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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1是第一实施例的光学系统的结构示意图；

图2是第一实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线图，由左往右依次为纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图3是第二实施例的光学系统的结构示意图；

图4是第二实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线图，由左往右依次为纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图5是第三实施例的光学系统的结构示意图；

图6是第三实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线图，由左往右依次为纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图7是第四实施例的光学系统的结构示意图；

图8是第四实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线图，由左往右依次为纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图9是第五实施例的光学系统的结构示意图；

图10是第五实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线图，由左往右依次为纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图11是第六实施例的光学系统的结构示意图；

图12是第六实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线图，由左往右依次为纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图13是本申请一实施例中的摄像模组的示意图；

图14是本申请一实施例中的电子设备的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

近年来，随着智能手机相关技术的不断发展，手机镜头小型化以及高质量的成像品质的需求日渐提高，且随着半导体制程技术的精进，感光元件的像素尺寸的缩小，轻薄短小的外型且功能优异的电子产品必然成为一种发展趋势。摄像模组应用越来越广泛，将摄像模组装置于各种智能电子产品、车载装置、识别系统、娱乐运动装备也会成为未来科技发展的一大趋势。像如今，手机搭载多颗不同取像功能的镜头已经成为了手机市场的主流，迫切需要占用较少体积且能够提供成像清晰且多功能的镜头系统。为此，本申请实施例提供了一种光学系统、摄像模组及电子设备，旨在解决上述问题。

第一方面，如图1所示，本发明提供了一种光学系统。光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜L1，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；具有光焦度的第二透镜L2；具有光焦度的第三透镜L3；具有正光焦度的第四透镜L4，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面；具有负光焦度的第五透镜L5；具有正光焦度的第六透镜L6，第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处为凸面；第七透镜L7；光学系统满足以下关系式：0.5<SD11/ImgH<1.7；其中，SD11为第一透镜L1物侧面S1的最大有效孔径的一半，ImgH为光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。

通过对七个透镜屈折力以及面型的合理组合设计，可使光学系统拥有较大的视场角，且可加强光学系统的聚光能力以满足望远的功能；同时，可有效控制光学系统的尺寸大小，且合理分配第一透镜L1物侧面S1的有效半孔径与成像面尺寸的比值，可有效增加光学系统的光通量，另外，光学系统具备足够的成像尺寸以匹配大尺寸的感光元件，从而可增加影像亮度，进而提升成像品质。

光学系统中还可以设置有光阑ST0，以更好地控制入射光束的大小，提升光学系统的成像质量。进一步的，光阑ST0设于第四透镜L4的像侧面S8。

需要注意的是，第一透镜L1并不意味着只存在一片透镜，在一些实施例中，第一透镜L1也可以存在两片或多片透镜，两片或多片透镜能够形成胶合透镜，胶合透镜最靠近物侧的表面可视为物侧面，最靠近像侧的表面可视为像侧面。或者，第一透镜L1中的各透镜之间并不形成胶合透镜，但各透镜之间的距离相对固定，此时最靠近物侧的透镜的物侧面为物侧面，最靠近像侧的透镜的像侧面为像侧面。另外，一些实施例中的第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6或第七透镜L7中的透镜数量也可大于或等于两片，且任意相邻透镜之间可以形成胶合透镜，也可以为非胶合透镜。

一种实施例中，光学系统满足以下关系式：-4.0<f1/f<-1.0；其中，f1为第一透镜L1的有效焦距，f为光学系统的有效焦距。满足上述关系式，同时第一透镜L1具有负的光焦度，可使光学系统拥有更大的视场角，限定第一透镜L1物侧面S1的面型，可以增强光学系统的像差修正能力，并为光学系统提供足够的光线收集能力，从而使光学系统的聚光能力加强以达到望远的功能。

一种实施例中，光学系统满足以下关系式：2.0<TT/f<5.0；其中，TT为第一透镜L1物侧面S1至第七透镜L7像侧面S14于光轴上的距离，f为光学系统的有效焦距。满足上述关系式，可以使光学系统具有远距离拍摄功能的同时，也可有效控制光学系统的长度，从而实现光学系统小型化的需求。当TT/f≤2.0时，光学系统虽能满足小型化的要求，但是透镜之间的间隔过于紧凑，对透镜的组装公差要求较严格，从而影响光学系统的成像品质。当TT/f≥5.0时，系统总长过大，光学系统不能满足小型化的要求。

一种实施例中，光学系统满足以下关系式：2<FNO/tan(HFOV)<5；其中，FNO为光学系统的光圈数，HFOV为光学系统最大视场角的一半。满足上述关系式，在光学系统展现更大的视场角的同时，也能够获得更多的通光量，在较暗的环境下或者光线不足的情况下，也能使光学系统获取被测物清晰的细节信息，从而提升成像品质。

一种实施例中，光学系统满足以下关系式：-1.5<f123/f456<-0.1；其中，f123为第一透镜L1、第二透镜L2与第三透镜L3的组合焦距，f456为第四透镜L4、第五透镜L5与第六透镜L6的组合焦距。满足上述关系式，通过合理分配前、后两部分透镜组合的屈折力，可使两部分透镜组产生的正负球差相互抵消，从而可实现光学系统的球差平衡。当f123/f456≥-0.1时，前透镜组提供的负屈折力不足，不利于光学系统视场角的增大。当f123/f456≤-1.5时，后透镜组提供的正屈折力过强，导致光学系统的轴上球差难以矫正，从而影响光学系统的成像质量。

一种实施例中，光学系统满足以下关系式：0.5<f4/R7<3.0；其中，f4为第四透镜L4的有效焦距，R7为第四透镜L4物侧面S7于近光轴处的曲率半径。满足上述关系式，第四透镜L4提供的正屈折力，进一步加强光线聚焦能力，同时可有效减小边缘视场光线进入后面光学元件的偏折角，改善光轴以外视场的像散，从而减小系统像差，提升光学系统的成像品质。当f4/R7≤0.5时，第四透镜L4物侧面的弯曲度过大，容易造成边缘视场光线汇聚困难，从而导致边缘视场成像模糊。当f4/R7≥3时，第四透镜L4提供的正屈折力太强，使得光学系统的像差矫正过度，导致成像品质降低。

一种实施例中，所述光学系统满足以下关系式：0.4<SL/TTL<0.7；其中，SL为光学系统的光阑表面至光学系统的成像面IMG于光轴的距离。TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统的成像面IMG于光轴上的距离。满足上述关系式，当光阑位置满足上述配置关系时，通过调节光阑位置，能够有效控制边缘视场光线进入光学系统的角度，调节系统进光量，提升成像面的相对亮度。

一种实施例中，光学系统满足以下关系式：-30mm²<f6*R13<-5mm²；其中，f6为第六透镜L6的有效焦距，R13为第六透镜L6像侧面S12于光轴处的曲率半径。满足上述关系式时，第六透镜L6的像侧面S12于光轴处的曲率半径能够得到合理的配置，且可以控制第六透镜L6的屈折力不会过度增大，从而在矫正光学系统像散像差的同时，能够降低光学系统的敏感度，有利于提升产品良率。

一种实施例中，光学系统满足以下关系式：1.5<nd2<1.7，1.5<nd4<1.7；其中，Nd2为第二透镜L2的折射率，Nd4为第四透镜L4的折射率。满足上述关系式，通过合理选择透镜材料，可以有效控制透镜的厚度，从而降低透镜的加工难度，提高产品生产良率，并且满足上式，可以有效修正光学系统色差，提高光学系统的成像清晰度，从而提升光学系统的成像品质。

一种实施例中，光学系统满足以下关系式：1.3<BFL/f<2.0；其中，BFL为第七透镜L7像侧面S14至光学系统的成像面IMG于光轴上的距离，f为光学系统的有效焦距。满足上述条件式，光学系统具有较短的有效焦距，可满足广角的特性，同时光学系统具有较长的光学后焦距，可实现较强的摄远功能。

一种实施例中，光学系统满足以下关系式：0.05<(CT5+CT6+CT7)/TTL<0.150；其中，CT5为第五透镜L5于光轴上的厚度，CT6为第六透镜L6于光轴上的厚度，CT7为第七透镜L7于光轴上的厚度，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统的成像面IMG于光轴上的距离。由第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7的厚度配置，有利于缩短光学系统后透镜组合的排布空间，从而保持光学系统的小型化。当(CT5+CT6+CT7)/TTL≤0.05时，后透镜组的排布空间太小，造成光学系统的公差敏感度加大，导致像差矫正困难。当(CT5+CT6+CT7)/TTL≥0.15时，后透镜组的排布空间过大，不利于光学系统总长的缩短以及结构的排布。通过配置第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7的厚度，有利于缩短光学系统后透镜组的排布空间，从而保持光学系统的小型化。

以下将结合具体参数对光学系统进行详细说明。

第一实施例

请参考图1和图2，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

上述第一透镜L1至第七透镜L7的材质可以均为玻璃或塑料。采用塑料材质的透镜能够减少光学系统的重量并降低生产成本。而采用玻璃材质的透镜使光学系统具有优良的光学性能以及较高的耐温性能。需要注意的是，光学系统中各透镜的材质也可以为玻璃和塑料的任意组合，并不一定要是均为玻璃或均为塑料。

光学系统中还可以设置有光阑ST0，以更好地控制入射光束的大小，提升光学系统的成像质量。需要注意的是，光阑ST0的位置可以是任意的，本实施例中，光阑ST0设于第四透镜L4的像侧面S8。

此外，光学系统还包括红外滤光片IR。红外滤光片IR设置在第七透镜L7的像侧面S14和成像面IMG之间，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(Glass)，并可在玻璃上镀膜。光学系统的有效像素区域位于成像面IMG。

表1a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)，有效焦距、折射率和阿贝数的参考波长均为587.6nm，且本实施例中的Y半径是透镜于近光轴处的曲率半径。另外，透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜在光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至像侧方向的后一表面在光轴上的距离；光阑ST0于“厚度”参数列中的数值为光阑ST0至后一表面顶点(顶点指表面与光轴的交点)在光轴上的距离，我们默认第一透镜L1物侧面到最后一枚透镜像侧面的方向为光轴的正方向，当该值为负时，表明光阑ST0设置于图1中该表面顶点的右侧，若光阑STO厚度为正值时，光阑在该表面顶点的左侧。

表1a

其中，EFL为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数,HFOV为光学系统最大视场角的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1到成像面IMG于光轴上的距离。

在本实施例中，第一透镜L1至第七透镜L7的物侧面和像侧面均为非球面，非球面的面型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1a中Y半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai为非球面第i-th阶的修正系数。

表1b给出了可用于第一实施例中的非球面镜面S1-S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

表1b

图2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。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集点偏离；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场对应的畸变大小值。根据图2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3和图4，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第二实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表2a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表2a

其中，表2a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表2b给出了可用于第二实施例中各分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

图4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。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集点偏离；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场对应的畸变大小值。根据图4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5和图6，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，于近圆周处为凹面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，于近圆周处为凸面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第三实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表3a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表3a

其中，表3a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表3b给出了可用于第三实施例中各分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

图6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。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集点偏离；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场对应的畸变大小值。根据图6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7和图8，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第四实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表4a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表4a

其中，表4a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表4b给出了可用于第四实施例中各分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

图8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。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集点偏离；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场对应的畸变大小值。根据图8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9和图10，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和近圆周处均为凸面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第五实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表5a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表5a

其中，表5a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表5b给出了可用于第五实施例中各分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

图10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。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集点偏离；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场对应的畸变大小值。根据图10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。

第六实施例

请参考图11和图12，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处和于近圆周处均为凹面；

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于近圆周处均为凹面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第七透镜L7，具有正屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和于近圆周处均为凸面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处和于近圆周处均为凸面；

第六实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表6a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米(mm)。

表6a

其中，表6a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表6b给出了可用于第六实施例中各分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6b

图12示出了第六实施例的光学系统的纵向球差曲线、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系统的各透镜后的会聚集点偏离；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；畸变曲线表示不同视场对应的畸变大小值。根据图12可知，第六实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

表7示出了第一实施例至第六实施例的光学系统中f1/f、SD11/ImgH、TT/f、FNO/tan(HFOV)、f123/f456、f4/R7、SL/TTL、f6*R13、nd2、nd4、BFL/f、(CT5+CT6+CT7)/TTL的值。

表7

由表7可知，第一实施例至第六实施例的光学系统均满足下列条件式：-4.0<f1/f<-1.0、0.5<SD11/ImgH<1.7、2.0<TT/f<5.0、2<FNO/tan(HFOV)<5、-1.5<f123/f456<-0.1、0.5<f4/R7<3.0、0.4<SL/TTL<0.7、-30<f6*R13<-5、1.5<nd2<1.7、1.5<nd4<1.7、1.3<BFL/f<2.0、0.05<(CT5+CT6+CT7)/TTL<0.150。

第二方面，如图13所示，本申请实施例提供了一种摄像模组200，该摄像模组200包括图像处理装置210和本发明实施例提供的光学系统，图像处理装置210位于光学系统的成像侧IMG，将穿过第一透镜L1至第七透镜L7入射到图像处理装置上的物的光线可转换成图像的电信号。图像处理装置210可以为互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMPS)或电荷耦合器件(Charge-coupledDevice，CCD)。通过在摄像模组200中加入本发明提供的光学系统，该光学系统拥有较大的视场角，且可以增强像差修正能力和光线收集能力，同时，可有效控制光学系统的尺寸大小，有效增加光线的光通量，并且系统具备足够的成像尺寸以增加影像亮度，从而提升成像品质。

第三方面，如图14所示，本申请实施例提供了一种电子设备300，该电子设备300包括壳体310和前文所述的的摄像模组200，摄像模组200安装于壳体310，具体的，摄像模组200可以安装在壳体310内部并从壳体310暴露以获取图像，壳体310可以给摄像模组200提供防尘、防水防摔等保护，壳体310上开设有与摄像模组200对应的孔，以使光线从孔中穿入或穿出壳体310。通过在电子设备300中加入本发明提供的摄像模组200，使得电子设备300可以增强像差修正能力和光线收集能力，增加光线的光通量和影像亮度，具备高质量成像的功能。

上述电子设备300，具有轻量化的特点，且利用前述的摄像模组200能够实现高清晰的长焦拍摄，有利用提升用户的拍摄体验。在另一些实施方式中，上述电子设备还设置有对应的处理系统，电子设备300在拍摄物体图像后可及时地将图像传送至对应的处理系统，以便系统做出准确的分析和判断。

进一步的，在一些实施方式中，该电子设备300可包括，但不限于被设置成经由有限线路连接和/或无线接口接收或发送通信信号的设备。被设置成通过无线接口通信的电子设备300可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的实例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(person communication system，PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器，记事簿、日历以及和/或全球定位系统(globalpositioning system，GPS)接收器的个人数字助理(person digital assistant，PDA)；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子设备。

除此之外，电子设备300还可包括三维影像撷取装置、数码相机、平板计算机、智能电视、网络监控设备、倒车显影装置、多镜头装置、辨识系统、体感游戏机、穿戴式装置、智能手表、无人机、电子书籍阅读器、行车记录仪等。上述电子设备仅是示范性地说明本发明的实际运用例子，并非限制本申请的摄像模组的运用范围。

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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种光学系统，其特征在于，沿光轴由物侧至像侧依次包括：

具有负光焦度的第一透镜，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；

具有光焦度的第二透镜；

具有光焦度的第三透镜；

具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面；

具有负光焦度的第五透镜；

具有正光焦度的第六透镜，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凸面；

第七透镜；所述光学系统满足以下关系式：

0.5<SD11/ImgH<1.7；

其中，SD11为所述第一透镜物侧面的最大有效孔径的一半，ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：

-4.0<f1/f<-1.0；

其中，f1为所述第一透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：

2.0<TT/f<5.0；

其中，TT为所述第一透镜物侧面至所述第七透镜像侧面于光轴上的距离，f为所述光学系统的有效焦距。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：

2<FNO/tan(HFOV)<5；

其中，FNO为所述光学系统的光圈数，HFOV为所述光学系统最大视场角的一半。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：

-1.5<f123/f456<-0.1；

其中，f123为所述第一透镜、所述第二透镜与所述第三透镜的组合焦距，f456为所述第四透镜、所述第五透镜与所述第六透镜的组合焦距。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：

0.5<f4/R7<3.0；

其中，f4为所述第四透镜的有效焦距，R7为所述第四透镜物侧面于光轴处的曲率半径。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括光阑，所述光学系统满足以下关系式：

0.4<SL/TTL<0.7；

其中，SL为所述光学系统的光阑表面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离，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。

8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：

-30mm²<f6*R13<-5mm²；

其中，f6为所述第六透镜的有效焦距，R13为所述第六透镜像侧面于光轴处的曲率半径。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：

1.5<nd2<1.7，1.5<nd4<1.7；

其中，Nd2为所述第二透镜的折射率，Nd4为所述第四透镜的折射率。

10.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：

1.3<BFL/f<2.0；

其中，BFL为所述第七透镜像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。

11.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系式：

0.05<(CT5+CT6+CT7)/TTL<0.150；

其中，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度，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。

12.一种摄像模组，其特征在于，所述摄像模组包括如权利要求1-11任一项所述的光学系统；及图像处理装置，所述图像处理装置设置在所述光学系统的像侧。

13.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体；以及如权利要求12所述的摄像模组，所述摄像模组安装于所述壳体。

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