CN112764193A

CN112764193A - 光学系统、取像装置及电子装置

Info

Publication number: CN112764193A
Application number: CN201911066482.XA
Authority: CN
Inventors: 杨健; 李明
Original assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Priority date: 2019-11-04
Filing date: 2019-11-04
Publication date: 2021-05-07

Abstract

本申请公开了一种光学系统、取像装置和电子装置。光学系统沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；第一透镜具有正屈折力，其物侧面于光轴处为凸面，其像侧面于光轴处为凹面；第二透镜具有正屈折力，其物侧面于光轴处为凸面；第三透镜具有负屈折力，其物侧面于光轴处为凸面，其像侧面于光轴处为凹面；第五透镜具有正屈折力，其像侧面于光轴处为凸面；第七透镜具有负屈折力，其像侧面于光轴处为凹面；光学系统满足下列关系式：TTL/ImgH＜1.3；其中，TTL为第一透镜物侧面至光学系统的成像面在光轴上的距离，ImgH为光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半。

Description

光学系统、取像装置及电子装置

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别是涉及一种光学系统、取像装置及电子装置。

背景技术

近年来，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，人们对于这些电子产品中镜头拍摄效果的改进创新愈发关注。其中，能够拍摄得到明亮、画质感强、清晰度高的图片的镜头越来越受到用户的青睐。另一方面，光电耦合器CCD及CMOS等感光元件伴随着科技进步像素尺寸越来越小，从而对相配套的光学系统的成像质量要求也越来越高。

然而，传统的小型化镜头，在保证成像清晰度的同时，其暗光拍摄能力较弱，无法满足如夜景、雨天、星空等暗光场景的拍摄需求。

发明内容

基于此，有必要针对传统的小型化镜头在保证成像质量的同时，较难适应暗光场景的问题，提供一种改进的光学系统。

一种光学系统，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，其中，所述第一透镜具有正屈折力，且其物侧面于光轴处为凸面，其像侧面于光轴处为凹面；所述第二透镜具有正屈折力，且其物侧面于光轴处为凸面；所述第三透镜具有负屈折力，且其物侧面于光轴处为凸面，其像侧面于光轴处为凹面；所述第五透镜具有正屈折力，且其像侧面于光轴处为凸面；所述第七透镜具有负屈折力，且其像侧面于光轴处为凹面；所述光学系统满足下列关系式：TTL/ImgH＜1.3；其中，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离，ImgH为所述光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半。

上述光学系统，通过合理分配各透镜的屈折力、面型以及各透镜间的间距，以保证所述光学系统的总长较小同时具有较高的成像质量，从而更好地满足轻薄型电子设备的应用需求；同时，在控制系统总长与有效像素区域的对角距离满足上述关系的条件下，也有利于实现光学系统的小型化。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足下列关系式：1.5＜f/R14＜2.6；其中，f为所述光学系统的有效焦距，R14为所述第七透镜像侧面于光轴处的曲率半径。

通过控制所述光学系统的有效焦距与所述第七透镜像侧面于光轴处的曲率半径满足上述关系，有利于对所述第七透镜像侧面于光轴处曲率半径的取值进行优化，从而可以更好地匹配成像面上感光元件的内视场主光线入射角度，提高画面的中心亮度。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足下列关系式：FNO＜1.9；其中，FNO为所述光学系统的光圈数。

通过控制所述光学系统的光圈数满足上述关系，可以在保证所述光学系统小型化以及有效焦距不变的情况下，使所述光学系统具有较大的有效通光口径，相比于传统的小型化镜头具有更多的进光量，从而可以改善镜头的暗光拍摄性能，并提高成像的清晰度，满足如夜景、星空等暗光场景的拍摄需求；另外，FNO越小，表示所述光学系统还具备更佳的虚化效果，能够给用户带来更好的视觉体验。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足下列关系式：1＜f2/f＜1.7；其中，f2为所述第二透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。

通过控制所述第二透镜的有效焦距与所述光学系统的有效焦距满足上述关系，方便对所述第二透镜的有效焦距进行优化，有利于降低从所述光学系统出射的光线的偏转角，同时也可以降低所述第二透镜在所述光学系统内的敏感度。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足下列关系式：7＜TTL/T34＜12；其中，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离，T34为所述第三透镜像侧面至所述第四透镜物侧面在光轴上的距离。

通过控制所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离与所述第三透镜像侧面至所述第四透镜物侧面在光轴上的距离满足上述关系，方便对所述第三透镜和所述第四透镜之间的间隙距离进行优化，以有效增加所述光学系统边缘视场光线的出射角(即从系统边缘出射的光线与成像面形成的锥角)，从而使成像面的周边变亮，提升图像的相对亮度。

在其中一个实施例中，光学系统满足下列关系式：1＜TTL/f＜1.3；其中，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离，f为所述光学系统的有效焦距。

通过控制所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离与所述光学系统的有效焦距满足上述关系，可以保证所述光学系统的总长较小，并通过优化所述光学系统的有效焦距以实现高清晰的成像性能；同时，若所述光学系统的总长确定，所述光学系统的有效焦距越小，则视场角越大，所述光学系统具备广角特性；所述光学系统的有效焦距越大，则视场角越小，所述光学系统具备远摄特性。另外若上述比值小于等于1，则所述光学系统的尺寸过小，使得系统的敏感度增加，且不利于像差的修正；若上述比值大于等于1.3，则所述光学系统的尺寸过大，使得成像面上的主光线入射角过大，而从系统边缘出射的光线无法成像在有效像素区域内，造成成像信息不全。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足下列关系式：

-50＜(R11+R12)/(R11-R12)＜100；其中，R11为所述第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R12为所述第六透镜像侧面于光轴处的曲率半径。

通过控制所述第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径与所述第六透镜像侧面于光轴处的曲率半径满足上述关系，方便对所述第六透镜物侧面和像侧面于光轴处的曲率半径进行调整，以适当增大成像面上的光线入射区域，满足所述光学系统的像高要求，同时还可以降低所述光学系统的敏感性，提高所述光学系统的组装稳定性。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足下列关系式：8＜TTL/CT7＜15；其中，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离，CT7为所述第七透镜在光轴上的的距离。

通过控制所述所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离与所述第七透镜在光轴上的的距离满足上述关系，可以保证所述第七透镜的可加工性；同时，若上述比值过小，则所述光学系统的尺寸过小，容易增加所述光学系统的敏感性；若上述比值过大，则所述光学系统的尺寸过大，不利于成像，且无法满足轻薄型电子设备的应用需求。

本申请还提供一种取像装置。

一种取像装置，包括如前所述的光学系统；以及感光元件，所述感光元件设于所述光学系统的像侧。

上述取像装置，利用前述光学系统即使在暗光条件下也能拍摄得到清晰明亮的图像，同时该取像装置还具有小型化的特点，方便适配至如轻薄型电子设备等尺寸受限的装置。

本申请还提供一种电子装置。

一种电子装置，包括壳体，以及如前所述的取像装置，所述取像装置安装在所述壳体上。

上述电子装置，具有轻薄化的结构特点，利用如前所述的取像装置可以拍摄得到明亮、虚化效果好且清晰度高的图像，能够满足用户多场景的拍摄需求。

附图说明

图1示出了本申请实施例1的光学系统的结构示意图；

图2A至图2C分别为实施例1的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图3示出了本申请实施例2的光学系统的结构示意图；

图4A至图4C分别为实施例2的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图5示出了本申请实施例3的光学系统的结构示意图；

图6A至图6C分别为实施例3的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图7示出了本申请实施例4的光学系统的结构示意图；

图8A至图8C分别为实施例4的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；

图9示出了本申请实施例5的光学系统的结构示意图；

图10A至图10C分别为实施例5的光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是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。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三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或第三透镜。

需要指出的是，光学系统中各透镜靠近物侧的一面称为物侧面，靠近像侧的一面称为像侧面。为了便于说明，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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

传统的小型化镜头在保证成像质量的同时，光圈较小，因此暗光拍摄能力较弱，无法适应夜景、雨天、星空等暗光环境的拍摄要求。

针对以上方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得到的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应是发明人在本申请过程中对本申请做出的贡献。

以下将对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。

请一并参阅图1、图3、图5、图7和图9，本申请实施例提供一种既能满足小型化的应用需求，又配置有较大光圈且成像质量高的光学系统。该光学系统具体包括七片具有屈折力的透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及位于第七透镜像侧的成像面。该七片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

第一透镜具有正屈折力，从而能与第二透镜共同承担汇聚光线的作用，进而使第一透镜与第二透镜的表面变化较为平缓，避免像差过大。第一透镜物侧面于光轴处为凸面，像侧面于光轴处为凹面，从而有利于使弧矢(Sagittal)方向与子午(Tangential)方向的光线聚合以修正像散。

第二透镜具有正屈折力，从而可提升光学系统的汇聚光线能力，以缩短光学系统的总长，实现小型化。第二透镜物侧面于光轴处为凸面，有利于使第二透镜具备足够的汇聚光线能力，从而进一步缩短光学系统的总长。

第三透镜具有负屈折力，从而可以有效修正色差，避免因不同色光成像位置偏移而产生影像重叠。第三透镜物侧面于光轴处为凸面，像侧面于光轴处为凹面，有利于补偿第二透镜产生的像差，提高成像品质。

第五透镜具有正屈折力，其像侧面于光轴处为凸面，有利于进一步修正光学系统的像差。

第七透镜具有负屈折力，从而能够保证光学系统的后焦距，有利于将光学系统适配至轻薄型的电子装置。第六透镜像侧面于光轴处为凹面，以进一步配置光学系统的后焦距从而保证光学系统的小型化。

具体的，光学系统满足下列关系式：TTL/ImgH＜1.3；其中，TTL为第一透镜物侧面至光学系统的成像面在光轴上的距离(即光学系统的总长)，ImgH为光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半。TTL/ImgH可以是1.20、1.22、1.24、1.26或1.28。通过控制光学系统总长与光学系统成像面的有效像素区域的对角距离满足上述关系，既能保证光学系统的总长较小，满足小型化的应用需求，还可以在系统总长确定时，调整有效像素区域的对角距离，使光学系统具备广角特性或远摄特性。其中，有效像素区域的对角距离越大，光学系统越具备广角特性；有效像素区域的对角距离越小，光学系统越具备远摄特性。

当上述光学系统用于成像时，被摄物体发出或者反射的光线从物侧方向进入光学系统，并依次穿过第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，最终汇聚到成像面上。

上述光学系统通过合理分配各透镜的光焦度、面型以及各透镜间的间距，以保证所述光学系统的总长较小，从而更好地满足轻薄型电子设备的应用需求；同时还可以减小光学系统的像差，保证光学系统的成像质量。

在示例性实施方式中，光学系统的有效焦距为f，第七透镜像侧面于光轴处的曲率半径为R14，光学系统满足下列关系式：1.5＜f/R14＜2.6。f/R14可以是1.65、1.75、1.85、1.95、2.05、2.15、2.25、2.35、2.45或2.55。在满足上述关系的条件下，有利于对第七透镜像侧面于光轴处曲率半径的取值进行优化，从而可以更好地匹配成像面上感光元件的内视场主光线入射角度，提高画面的中心亮度。

在示例性实施方式中，光学系统的光圈数(即F数)为FNO，光学系统满足下列关系式：FNO＜1.9。FNO可以是1.78、1.80、1.82、1.84、1.86或1.88。在满足上述关系的条件下，可以在保证光学系统小型化以及有效焦距不变的情况下，使光学系统具有较大的有效通光口径，相比于传统的小型化镜头具有更多的进光量，从而可以改善镜头的暗光拍摄性能，并提高成像的清晰度，满足如夜景、星空等暗光场景的拍摄需求；另外，FNO越小，表示光学系统还具备更佳的虚化效果，能够给用户带来更好的视觉体验。

在示例性实施方式中，第二透镜的有效焦距为f2，光学系统的有效焦距为f，光学系统满足下列关系式：1＜f2/f＜1.7。f2/f可以是1.15、1.20、1.25、1.30、1.35、1.40、1.45、1.50、1.55、1.60或1.65。在满足上述关系的条件下，方便对第二透镜的有效焦距进行优化，有利于降低从光学系统出射的光线的偏转角，同时也可以降低第二透镜在光学系统内的敏感度。

在示例性实施方式中，第一透镜物侧面至光学系统的成像面在光轴上的距离为TTL，第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离为T34，光学系统满足下列关系式：7＜TTL/T34＜12。TTL/T34可以是7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0或11.5。在满足上述关系的条件下，方便对第三透镜和第四透镜之间的间隙距离进行优化，以有效增加光学系统边缘视场光线的出射角(即从系统边缘出射的光线与成像面形成的锥角)，从而使成像面的周边变亮，提升图像的相对亮度。

在示例性实施方式中，第一透镜物侧面至光学系统的成像面在光轴上的距离为TTL，光学系统的有效焦距为f，光学系统满足下列关系式：1＜TTL/f＜1.3。TTL/f可以是1.05、1.08、1.11、1.14、1.17、1.20或1.23。在满足上述关系的条件下，可以保证光学系统的总长较小，并通过优化光学系统的有效焦距以实现高清晰的成像性能；同时，若光学系统的总长确定，光学系统的有效焦距越小，则视场角越大，光学系统具备广角特性；光学系统的有效焦距越大，则视场角越小，光学系统具备远摄特性。另外若上述比值小于等于1，则光学系统的尺寸过小，会增加系统的敏感度，且不利于像差的修正；若上述比值大于等于1.3，则光学系统的尺寸过大，会使成像面上的主光线入射角过大，使得从系统边缘出射的光线无法成像在有效像素区域内，造成成像信息不全。

在示例性实施方式中，第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径为R11，第六透镜像侧面于光轴处的曲率半径为R12，光学系统满足下列关系式：-50＜(R11+R12)/(R11-R12)＜100。(R11+R12)/(R11-R12)可以是-45、-10、5、6、7、8、10、20、30、40、50、60、70或80。在满足上述关系的条件下，方便对第六透镜物侧面和像侧面于光轴处的曲率半径进行调整，以适当增大成像面上的光线入射区域，满足光学系统的像高要求，同时还可以降低光学系统的敏感性，提高光学系统的组装稳定性。

在示例性实施方式中，第一透镜物侧面至光学系统的成像面在光轴上的距离为TTL，第七透镜在光轴上的的距离为CT7，光学系统满足下列关系式：8＜TTL/CT7＜15。TTL/CT7可以是8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5或13.0。在满足上述关系的条件下，可以保证第七透镜的可加工性；同时，若上述比值过小，则光学系统的尺寸过小，容易增加光学系统的敏感性；若上述比值过大，则光学系统的尺寸过大，不利于成像，且无法满足轻薄型电子设备的应用需求。

在示例性实施方式中，光学系统还包括孔径光阑，孔径光阑可以设于光学系统的物侧与第一透镜之间，或第一透镜与第七透镜之间。在另一些实施例中，孔径光阑也可位于第一透镜至第七透镜中任一透镜的表面上(例如物侧面和像侧面)，与透镜形成作用关系，例如，通过在透镜的表面涂覆阻光涂层以在该表面形成孔径光阑；或通过夹持件固定夹持透镜的表面，位于该表面的夹持件结构能够限制轴上物点成像光束的宽度，从而在该表面上形成孔径光阑。优选的，光阑位于光学系统的物侧与第一透镜之间，以有效抑制主光线入射角过度增大，使得主光线更好地与传统规格的感光芯片匹配。

在示例性实施方式中，第一透镜至第七透镜中，各透镜的透镜表面均为非球面，从而可以提高透镜设计的灵活性，并有效地校正像差，提升光学系统的成像解析度。在另一些实施例中，光学系统的各透镜的物侧面和像侧面也可以均为球面。需要注意的是，上述实施例仅是对本申请的一些实施例的举例，在一些实施例中，光学系统中各透镜的表面可以是非球面或球面的任意组合。

在示例性实施方式中，光学系统中各透镜的材质可以均为玻璃或均为塑料，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，而玻璃材质的透镜可使光学系统具备优良的光学性能以及较高的耐温的特性。需要注意的是，光学系统中各透镜的材质也可以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。

在示例性实施方式中，光学系统还包括用于滤除红外光线的滤光片和/或用于保护感光元件的保护玻璃，其中感光元件位于成像面上。进一步的，成像面可以为感光元件的感光表面。

本申请的上述实施方式的光学系统可采用多片镜片，例如上文所述的七片。通过合理分配各透镜焦距、屈折力、面型、厚度以及各透镜之间的轴上间距等，可以保证上述光学系统的总长较小且具有较大的光圈(FNO可以为1.78)，同时还具有较高的成像质量，以更好地满足手机、平板等轻薄型电子设备的适配需求和暗光拍摄需求。可以理解的是，虽然在实施方式中以七个透镜为例进行了描述，但是该光学系统不限于包括七个透镜，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描述本申请实施例1的光学系统。

图1示出了实施例1的光学系统的结构示意图。如图1所示，光学系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜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、第七透镜L7和成像面S17。

第一透镜L1具有正屈折力，其物侧面S1于光轴处为凸面，于圆周处为凸面，像侧面S2于光轴处为凹面，于圆周处为凹面。

第二透镜L2具有正屈折力，其物侧面S3于光轴处为凸面，于圆周处为凸面，像侧面S4于光轴处为凸面，于圆周处为凸面。

第三透镜L3具有负屈折力，其物侧面S5于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，像侧面S6于光轴处为凹面，于圆周处为凹面。

第四透镜L4具有正屈折力，其物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，像侧面S8于光轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第五透镜L5具有正屈折力，其物侧面S9于光轴处为凹面，于圆周处为凹面，像侧面S10于光轴处为凸面，于圆周处为凸面。

第六透镜L6具有负屈折力，其物侧面S11于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，像侧面S12于光轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第七透镜L7具有负屈折力，其物侧面S13于光轴处为凸面，于圆周处为凸面，像侧面S14于光轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第一透镜L1至第六透镜L7的各透镜的物侧面及像侧面均为非球面，非球面的设计能够解决视界歪曲的问题，也能够使透镜在较小、较薄且较平的情况下实现优良的光学成像效果，进而使光学系统具备小型化特性。

第一透镜L1至第七透镜L7的材质均为塑料，塑料材质的透镜能够减少光学系统的重量，同时还能降低生产成本。

物体OBJ与第一透镜L1之间还设置有光阑STO，以进一步提升光学系统的成像质量。

光学系统还包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片L8。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17上。进一步的，滤光片L8为红外滤光片，用以滤除入射至光学系统的外界光线中的红外光线，避免成像失真。具体的，红外滤光片L8的材质为玻璃。红外滤光片L8可以属于光学系统的一部分，与各透镜一同装配，或者也可在光学系统与感光元件装配时一同安装。

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、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距，其中，曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。参考波长为555nm。

表1

各透镜中的非球面面型由以下公式限定：

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为表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面的第i阶系数。下表2给出了可用于实施例1中透镜非球面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

表2

本实施例光学系统的成像面S17上有效像素区域对角线长的一半ImgH为6.34mm，因此结合表1和表2中的数据可知，实施例1中的光学系统满足：

TTL/ImgH＝1.24，TTL为第一透镜L1物侧面S1至光学系统的成像面S17在光轴上的距离，ImgH为光学系统的成像面S17上有效像素区域对角线长的一半；

f/R14＝2.41，f为光学系统的有效焦距，R14为第七透镜L7像侧面S14于光轴处的曲率半径；

FNO＝1.88，FNO为光学系统的光圈数；

f2/f＝1.62，f2为第二透镜L2的有效焦距，f为光学系统的有效焦距；

TTL/T34＝8.02，TTL为第一透镜L1物侧面S1至光学系统的成像面S17在光轴上的距离，T34为第三透镜L3像侧面S6至第四透镜L4物侧面S7在光轴上的距离；

TTL/f＝1.15，TTL为第一透镜L1物侧面S1至光学系统的成像面S17在光轴上的距离，f为光学系统的有效焦距；

(R11+R12)/(R11-R12)＝5.48，R11为第六透镜L6物侧面S11于光轴处的曲率半径，R12为第六透镜L6像侧面S12于光轴处的曲率半径；

TTL/CT7＝12.57，TTL为第一透镜L1物侧面S1至光学系统的成像面S17在光轴上的距离，CT7为第七透镜L7在光轴上的的距离。

图2A示出了实施例1的光学系统的纵向球差曲线，其分别表示波长为470nm、510nm、555nm、610nm以及650nm的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离；图2B示出了实施例1的光学系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图2C示出了实施例1的光学系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变率。根据图2A至图2C可知，实施例1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描述本申请实施例2的光学系统。在本实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了本申请实施例2的光学系统的结构示意图。

如图3所示，光学系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜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、第七透镜L7和成像面S17。

第三透镜L3具有负屈折力，其物侧面S5于光轴处为凸面，于圆周处为凸面，像侧面S6于光轴处为凹面，于圆周处为凹面。

第四透镜L4具有正屈折力，其物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，像侧面S8于光轴处为凸面，于圆周处为凸面。

第七透镜L7具有负屈折力，其物侧面S13于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，像侧面S14于光轴处为凹面，于圆周处为凸面。

物体OBJ与第一透镜L1之间还设置有光阑STO，以进一步提升光学系统的成像质量。光学系统还包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片L8。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17上。进一步的，滤光片L8为红外滤光片，用以滤除入射至光学系统的外界光线中的红外光线，避免成像失真。

表3示出了实施例2的光学系统各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数及各透镜的有效焦距，其中，曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)；表4示出了可用于实施例2中透镜非球面S1-S14的高次项系数，其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定；表5示出了实施例2中给出的光学系统的相关参数的数值。参考波长为555nm。

表3

表4

表5

f(mm)	6.83	f/R14	1.74
				FNO	1.88	f2/f	1.55
FOV(度)	84.9	TTL/T34	11.19
				ImgH(mm)	6.34	TTL/f	1.15
TTL(mm)	7.83	(R11+R12)/(R11-R12)	7.88
				TTL/ImgH	1.24	TTL/CT7	11.93

图4A示出了实施例2的光学系统的纵向球差曲线，其分别表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离；图4B示出了实施例2的光学系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图4C示出了实施例2的光学系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变率。根据图4A至图4C可知，实施例2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描述本申请实施例3的光学系统。在本实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图5示出了本申请实施例3的光学系统的结构示意图。

如图5所示，光学系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜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、第七透镜L7和成像面S17。

第二透镜L2具有正屈折力，其物侧面S3于光轴处为凸面，于圆周处为凸面，像侧面S4于光轴处为凹面，于圆周处为凸面。

第四透镜L4具有负屈折力，其物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，像侧面S8于光轴处为凹面，于圆周处为凸面。

表6示出了实施例3的光学系统各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数及各透镜的有效焦距，其中，曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)；表7示出了可用于实施例3中透镜非球面S1-S14的高次项系数，其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定；表8示出了实施例3中给出的光学系统的相关参数的数值。参考波长为555nm。

表6

表7

表8

f(mm)	6.79	f/R14	2.42
				FNO	1.88	f2/f	1.18
FOV(度)	84.8	TTL/T34	8.35
				ImgH(mm)	6.34	TTL/f	1.19
TTL(mm)	8.1	(R11+R12)/(R11-R12)	6.88
				TTL/ImgH	1.28	TTL/CT7	9.43

图6A示出了实施例3的光学系统的纵向球差曲线，其分别表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离；图6B示出了实施例3的光学系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图6C示出了实施例3的光学系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变率。根据图6A至图6C可知，实施例3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描述本申请实施例4的光学系统。在本实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图7示出了本申请实施例4的光学系统的结构示意图。

如图7所示，光学系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜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、第七透镜L7和成像面S17。

第四透镜L4具有正屈折力，其物侧面S7于光轴处为凹面，于圆周处为凹面，像侧面S8于光轴处为凸面，于圆周处为凸面。

第五透镜L5具有正屈折力，其物侧面S9于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，像侧面S10于光轴处为凸面，于圆周处为凸面。

第六透镜L6具有正屈折力，其物侧面S11于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，像侧面S12于光轴处为凹面，于圆周处为凸面。

表9示出了实施例4的光学系统各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数及各透镜的有效焦距，其中，曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)；表10示出了可用于实施例4中透镜非球面S1-S14的高次项系数，其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定；表11示出了实施例4中给出的光学系统的相关参数的数值。参考波长为555nm。

表9

表10

表11

f(mm)	6.78	f/R14	2.39
				FNO	1.88	f2/f	1.15
FOV(度)	84.9	TTL/T34	9.73
				ImgH(mm)	6.34	TTL/f	1.19
TTL(mm)	8.1	(R11+R12)/(R11-R12)	80.72
				TTL/ImgH	1.28	TTL/CT7	10.24

图8A示出了实施例4的光学系统的纵向球差曲线，其分别表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离；图8B示出了实施例4的光学系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图8C示出了实施例4的光学系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变率。根据图8A至图8C可知，实施例4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描述本申请实施例5的光学系统。在本实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图9示出了本申请实施例5的光学系统的结构示意图。

如图9所示，光学系统沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜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、第七透镜L7和成像面S17。

第四透镜L4具有负屈折力，其物侧面S7于光轴处为凹面，于圆周处为凹面，像侧面S8于光轴处为凹面，于圆周处为凸面。

表12示出了实施例5的光学系统各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数及各透镜的有效焦距，其中，曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)；表13示出了可用于实施例5中透镜非球面S1-S14的高次项系数，其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定；表14示出了实施例5中给出的光学系统的相关参数的数值。参考波长为555nm。

表12

表13

表14

f(mm)	6.78	f/R14	2.56
				FNO	1.78	f2/f	1.15
FOV(度)	84.9	TTL/T34	10.86
				ImgH(mm)	6.34	TTL/f	1.19
TTL(mm)	8.1	(R11+R12)/(R11-R12)	-43.45
				TTL/ImgH	1.28	TTL/CT7	11.65

图10A示出了实施例5的光学系统的纵向球差曲线，其分别表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离；图10B示出了实施例5的光学系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；图10C示出了实施例5的光学系统的畸变曲线，其表示不同像高情况下的畸变率。根据图10A至图10C可知，实施例5给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

本申请还提供一种取像装置，包括如前文所述的光学系统；以及感光元件，感光元件设于光学系统的像侧，以接收由光学系统形成的携带图像信息的光。具体的，感光元件可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器或者电荷耦合元件(CCD,Charge-coupled Device)图像传感器。

本申请还提供一种电子装置，包括壳体以及如前文所述的取像装置，取像装置安装在所述壳体上，用以获取图像。

具体的，取像装置设置在壳体内并从壳体暴露以获取图像，壳体可以给取像装置提供防尘、防水防摔等保护，壳体上开设有与取像装置对应的孔，以使光线从孔中穿入或穿出壳体。

上述电子装置，具有轻薄化的结构特点，利用如前所述的取像装置可以拍摄得到明亮、虚化效果好且清晰度高的图像，满足如手机、平板等设备的多场景拍摄需求。

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

1.一种光学系统，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，其特征在于，

所述第一透镜具有正屈折力，且其物侧面于光轴处为凸面，其像侧面于光轴处为凹面；

所述第二透镜具有正屈折力，且其物侧面于光轴处为凸面；

所述第三透镜具有负屈折力，且其物侧面于光轴处为凸面，其像侧面于光轴处为凹面；

所述第五透镜具有正屈折力，且其像侧面于光轴处为凸面；

所述第七透镜具有负屈折力，且其像侧面于光轴处为凹面；

所述光学系统满足下列关系式：

TTL/ImgH＜1.3；

其中，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离，ImgH为所述光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足下列关系式：

1.5＜f/R14＜2.6；

其中，f为所述光学系统的有效焦距，R14为所述第七透镜像侧面于光轴处的曲率半径。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足下列关系式：

FNO＜1.9；

其中，FNO为所述光学系统的光圈数。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足下列关系式：

1＜f2/f＜1.7；

其中，f2为所述第二透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足下列关系式：

7＜TTL/T34＜12；

其中，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离，T34为所述第三透镜像侧面至所述第四透镜物侧面在光轴上的距离。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足下列关系式：

1＜TTL/f＜1.3；

其中，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离，f为所述光学系统的有效焦距。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足下列关系式：

-50＜(R11+R12)/(R11-R12)＜100；

其中，R11为所述第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径，R12为所述第六透镜像侧面于光轴处的曲率半径。

8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足下列关系式：

8＜TTL/CT7＜15；

其中，TTL为所述第一透镜物侧面至所述光学系统的成像面在光轴上的距离，CT7为所述第七透镜在光轴上的的距离。

9.一种取像装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的光学系统；以及，

感光元件，所述感光元件设于所述光学系统的像侧。

10.一种电子装置，其特征在于，包括：

壳体；以及，

如权利要求9所述的取像装置，所述取像装置安装在所述壳体上。