CN113296233B - 光学系统、摄像头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了光学系统、摄像头模组及电子设备。光学系统包括具有正屈折力的第一、四、六透镜，具有负屈折力的第二、五、七透镜和具有屈折力的第三透镜，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；第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面；第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面；光学系统满足条件式：0.2<SD11/Imgh<0.3。本申请通过合理配置第一透镜至第七透镜的屈折力，及第一、二、四、五、六、七透镜的面型，及限定0.2<SD11/Imgh<0.3的范围，使得光学系统具有小型化、小头部的特征。

Description

光学系统、摄像头模组及电子设备

技术领域

本申请属于光学成像技术领域，尤其涉及一种光学系统、摄像头模组及电子设备。

背景技术

近年来，随着智能手机、平板、摄像机等电子产品制造技术的飞速发展和用户需求愈加多样化发展趋势的出现，市场对光学系统的规格要求也越来越高。

随着摄像技术的发展，电子设备中已经开发出将光学系统置于显示屏下以实现屏下摄像功能的设计。由于市场对高屏占比的电子设备需求增加，光学系统的尺寸在市场趋势下趋于小型化、轻薄化发展，但是光学系统的头部尺寸较大，不利于光学系统的屏下封装，且使得电子设备的屏幕开孔较大，影响电子设备的屏占比，无法达到全面屏的视觉体验效果。

因此，如何使光学系统具有小头部的特征应为业界的研发方向。

发明内容

本申请实施例提供一种光学系统、摄像头模组及电子设备，该光学系统具有小头部的特征，以提高电子设备的屏占比。

第一方面，本申请实施例提供了一种光学系统，光学系统包括多个透镜，所述多个透镜包括从物侧(物侧是指光线射入的一侧)至像侧(像侧是指光线射出的一侧)依次排布的第一透镜，具有正屈折力，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；第二透镜，具有负屈折力，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第三透镜，具有屈折力，可以理解地，第三透镜可以具有正屈折力也可以具有负屈折力；第四透镜，具有正屈折力，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面；第五透镜，具有负屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的像侧面于近光轴处为凹面；所述光学系统满足以下条件式：0.2<SD11/Imgh<0.3，SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径的一半，Imgh为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。

其中，屈折力即为光焦度，表示光学系统偏折光线的能力，正屈折力表示透镜对光束起汇聚作用，负屈折力表示透镜对光束起发散作用。当透镜不具有屈折力时，即光焦度为零的情况下，即为平面折射，这时，沿轴平行光束经折射后仍是沿轴平行光束，不出现屈折现象。

本申请通过合理配置光学系统中第一透镜至第七透镜的屈折力，及第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜、六透镜和第七透镜的面型，及限定0.2<SD11/Imgh<0.3的范围，使得光学系统具有小型化、小头部的特征，有利于提高电子设备的屏占比。

具体地，通过限定SD11/Imgh的范围，能够使第一透镜的物侧面的口径与光学系统的成像面大小得到合理配置，有利于缩小第一透镜的径向尺寸，使得光学系统实现小头部设计，以缩小电子设备屏幕上的开孔尺寸而提高电子设备的屏占比。

需要说明的是，本申请的光学系统具有较大的成像面，有利于提高像素，提高拍摄的清晰度，提升成像品质。此外，本申请的光学系统还具有广角、大光圈的特性。

一种实施方式中，所述光学系统中至少一个所述透镜的物侧面和/或像侧面设有反曲点。通过设置反曲点可以使光线具有合适的偏折角度，这样光线将以合适的角度入射至成像面上，如果不设置反曲点，光线的偏折角度易于过大或者过小，影响成像品质。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.15<CT1/TTL<0.18，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离。通过限定CT1/TTL的合适范围，使得光学系统具有较厚的第一透镜，从而有利于使第一透镜的机械承靠位置充分地朝像侧方向移动，以加深光学系统的嵌入深度，此外也有利于缩小光学系统的头部直径，优化光学系统的外型结构，提升电子设备全面屏的设计效果。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：3<f12/f<6，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距，f为所述光学系统的焦距。通过限定f12/f的合适范围，有利于增强光学系统对光线的聚焦能力。本申请的第一透镜具有正屈折力且第二透镜具有负屈折力，有利于平衡光学系统的球差，实现良好的成像品质，且有利于缩短光学系统总长，也有利于获得较大的视场角。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.04<|(R51+R52)/(R51-R52)|<0.6，R51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R52为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。通过限定|(R51+R52)/(R51-R52)|的合适范围，可以合理配置第五透镜物侧面的曲率半径和第五透镜像侧面的曲率半径，使得第五透镜的形状不会过于弯曲，有利于矫正光学系统的像差，还能够降低光学系统的敏感度，有利于提升产品良率。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.15<|CT7/SAG71|<0.32，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度，SAG71为所述第七透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高。其中，第七透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高是指第七透镜的物侧面与光轴的交点与第七透镜的物侧面在最大有效半径处向光轴作垂线所得的交点之间的距离。通过限定|CT7/SAG71|的范围，第七透镜的形状能够得到良好的控制，从而有利于透镜的制造及成型，减少透镜成型不良的缺陷。此外，通过合理配置|CT7/SAG71|的范围能够修正第一透镜至第六透镜产生的场曲，保证光学系统场曲的平衡，即不同视场的场曲大小趋于平衡，以使整个光学系统画面的画质均匀，提高光学系统的成像质量。当|CT7/SAG71|＜0.15时，第七透镜的物侧面于圆周处的面型过度弯曲，会导致成型不良，影响制造良率。当|CT7/SAG71|＞0.32时，第七透镜的物侧面于圆周处的面型过于平滑，对轴外视场光线的偏折能力不足，不利于畸变和场曲像差的矫正。

一种实施方式中，所述光学系统还包括滤光片，所述光学系统满足条件式：1.3<FFL/ET72<1.9，FFL为所述第七透镜的像侧面至成像面在光轴方向的最小距离，ET72为所述第七透镜的像侧面的最大有效半径处到所述滤光片的物侧面于光轴方向上的距离。通过将FFL/ET72的值控制在合理范围内，可使后焦保持在0.8mm左右，可确保光学系统与感光芯片具有良好的匹配性。第七透镜的像侧面边缘到滤光片的距离的合理控制也有利于光线更加合理的向成像面会聚，有助于控制像差和提升解像力，提高成像品质。当FFL/ET72≤1.3或FFL/ET72≥1.9时，FFL和ET72配置不合理，会导致光线偏转角度过大，光线会聚效果差，不利于校正像差，影响成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：5mm<TTL/tan(HFOV)<8mm，TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，tan(HFOV)为所述光学系统的最大视场角一半的正切值。通过限定TTL/tan(HFOV)的合适范围，可以减小光学系统的总长，有利于光学系统的小型化，此外，有利于实现光学系统的广角特性，也有利于增大光学系统的进光量，从而提升在光照较弱环境下的成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.4mm^-1<FNO/Imgh<0.55mm^-1，FNO为所述光学系统的光圈数，Imgh为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。通过限定FNO/ImgH的合理范围，可以使得光学系统具有大光圈的特性，提高光学系统的成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：2<TTL/etal<2.5，TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，etal为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径一半处至所述第七透镜的像侧面的最大有效口径一半处于光轴方向的距离的总和。通过限定TTL/etal的合理范围，有利于缩短光学系统的总长，压缩光学系统的整体长度，使得透镜结构更紧凑。通过合理配置透镜的尺寸与屈折力，可在满足高像素和高成像质量的情况下，实现光学系统的小型化、轻薄化。

第二方面，本申请提供一种摄像头模组，包括感光元件和前述任意一种实施方式所述的光学系统，所述感光元件位于所述光学系统的像侧。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括所述的摄像头模组。

通过合理配置光学系统中第一透镜至第七透镜的屈折力，及第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜、六透镜和第七透镜的面型，及限定0.2<SD11/Imgh<0.3的范围，使得光学系统具有小型化、小头部的特征，有利于提高电子设备的屏占比。此外，的光学系统具有较大的成像面，有利于提高像素，提高拍摄的清晰度，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背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1是本申请第一实施例提供的光学系统的结构示意图；

图2是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；

图3是本申请第二实施例提供的光学系统的结构示意图；

图4是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；

图5是本申请第三实施例提供的光学系统的结构示意图；

图6是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；

图7是本申请第四实施例提供的光学系统的结构示意图；

图8是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；

图9是本申请第五实施例提供的光学系统的结构示意图；

图10是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；

图11是本申请提供的光学系统应用在电子设备中的示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。

本申请提供的一种光学系统包括七个透镜，七个透镜从物侧至像侧依序分布分别为第一透镜、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。

具体的，七片透镜的面型及屈折力如下：

第一透镜，具有正屈折力，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；第二透镜，具有负屈折力，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第三透镜，具有屈折力，可以理解地，第三透镜可以具有正屈折力也可以具有负屈折力；第四透镜，具有正屈折力，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面；第五透镜，具有负屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的像侧面于近光轴处为凹面。

所述光学系统满足以下条件式：0.2<SD11/Imgh<0.3，SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径的一半，Imgh为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。

本申请通过合理配置光学系统中第一透镜至第七透镜的屈折力，及第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜、六透镜和第七透镜的面型，及限定0.2<SD11/Imgh<0.3的范围，使得光学系统具有小型化、小头部的特征，有利于提高电子设备的屏占比。

具体地，通过限定SD11/Imgh的范围，能够使第一透镜的物侧面的口径与光学系统的成像面大小得到合理配置，有利于缩小第一透镜的径向尺寸，使得光学系统实现小头部设计，以缩小电子设备屏幕上的开孔尺寸而提高电子设备的屏占比。

需要说明的是，本申请的光学系统具有较大的成像面，有利于提高像素，提高拍摄的清晰度，提升成像品质。此外，本申请的光学系统还具有广角、大光圈的特性。

一种实施方式中，所述光学系统中至少一个所述透镜的物侧面和/或像侧面设有反曲点。通过设置反曲点可以使光线具有合适的偏折角度，这样光线将以合适的角度入射至成像面上，如果不设置反曲点，光线的偏折角度易于过大或者过小，影响成像品质。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.15<CT1/TTL<0.18，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离。通过限定CT1/TTL的合适范围，使得光学系统具有较厚的第一透镜，从而有利于使第一透镜的机械承靠位置充分地朝像侧方向移动，以加深光学系统的嵌入深度，此外也有利于缩小光学系统的头部直径，优化光学系统的外型结构，提升电子设备全面屏的设计效果。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：3<f12/f<6，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距，f为所述光学系统的焦距。通过限定f12/f的合适范围，有利于增强光学系统对光线的聚焦能力。本申请的第一透镜具有正屈折力且第二透镜具有负屈折力，有利于平衡光学系统的球差，实现良好的成像品质，且有利于缩短光学系统总长，也有利于获得较大的视场角。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.04<|(R51+R52)/(R51-R52)|<0.6，R51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R52为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。通过限定|(R51+R52)/(R51-R52)|的合适范围，可以合理配置第五透镜物侧面的曲率半径和第五透镜像侧面的曲率半径，使得第五透镜的形状不会过于弯曲，有利于矫正光学系统的像差，还能够降低光学系统的敏感度，有利于提升产品良率。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.15<|CT7/SAG71|<0.32，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度，SAG71为所述第七透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高。其中，第七透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高是指第七透镜的物侧面与光轴的交点与第七透镜的物侧面在最大有效半径处向光轴作垂线所得的交点之间的距离。通过限定|CT7/SAG71|的范围，第七透镜的形状能够得到良好的控制，从而有利于透镜的制造及成型，减少透镜成型不良的缺陷。此外，通过合理配置|CT7/SAG71|的范围能够修正第一透镜至第六透镜产生的场曲，保证光学系统场曲的平衡，即不同视场的场曲大小趋于平衡，以使整个光学系统画面的画质均匀，提高光学系统的成像质量。当|CT7/SAG71|＜0.15时，第七透镜的物侧面于圆周处的面型过度弯曲，会导致成型不良，影响制造良率。当|CT7/SAG71|＞0.32时，第七透镜的物侧面于圆周处的面型过于平滑，对轴外视场光线的偏折能力不足，不利于畸变和场曲像差的矫正。

一种实施方式中，所述光学系统还包括滤光片，所述光学系统满足条件式：1.3<FFL/ET72<1.9，FFL为所述第七透镜的像侧面至成像面在光轴方向的最小距离，ET72为所述第七透镜的像侧面的最大有效半径处到所述滤光片的物侧面于光轴方向上的距离。通过将FFL/ET72的值控制在合理范围内，可使后焦保持在0.8mm左右，可确保光学系统与感光芯片具有良好的匹配性。第七透镜的像侧面边缘到滤光片的距离的合理控制也有利于光线更加合理的向成像面会聚，有助于控制像差和提升解像力，提高成像品质。当FFL/ET72≤1.3或FFL/ET72≥1.9时，FFL和ET72配置不合理，会导致光线偏转角度过大，光线会聚效果差，不利于校正像差，影响成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：5mm<TTL/tan(HFOV)<8mm，TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，tan(HFOV)为所述光学系统的最大视场角一半的正切值。通过限定TTL/tan(HFOV)的合适范围，可以减小光学系统的总长，有利于光学系统的小型化，此外，有利于实现光学系统的广角特性，也有利于增大光学系统的进光量，从而提升在光照较弱环境下的成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.4mm^-1<FNO/Imgh<0.55mm^-1，FNO为所述光学系统的光圈数，Imgh为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。通过限定FNO/ImgH的合理范围，可以使得光学系统具有大光圈的特性，提高光学系统的成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：2<TTL/etal<2.5，TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，etal为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径一半处至所述第七透镜的像侧面的最大有效口径一半处于光轴方向的距离的总和。通过限定TTL/etal的合理范围，有利于缩短光学系统的总长，压缩光学系统的整体长度，使得透镜结构更紧凑。通过合理配置透镜的尺寸与屈折力，可在满足高像素和高成像质量的情况下，实现光学系统的小型化、轻薄化。

以下通过五个具体的实施例对本申请进行详细的说明。

实施例一

如图1所示，直线11表示光轴，第一个透镜L1远离第二透镜L2的一侧为物侧12，第七透镜L7远离第六透镜L6的一侧为像侧13。本实施例提供的光学系统中，从物侧12到像侧13依次为光阑STO、第一个透镜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、红外滤光片IRCF。

第一透镜L1具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S1于近光轴处为凸面，其像侧面S2于近光轴处凹面，并皆为非球面。

第二透镜L2具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S3于近光轴处为凸面，其像侧面S4于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第三透镜L3具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S5于近光轴处为凸面，其像侧面S6于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第四透镜L4具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S7于近光轴处为凹面，其像侧面S8于近光轴处为凸面，且皆为非球面。

第五透镜L5具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

第六透镜L6具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S11于近光轴处为凸面，其像侧面S12于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第七透镜L7具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S13和像侧面S14于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧或任意两个相邻的透镜之间，本实施例中的光阑STO设置在第一透镜L1的物侧。

红外滤光片IRCF设置在第七透镜L7之后，包括物侧面S15和像侧面S16，红外滤光片IRCF用于过滤掉红外光线，使得射入成像面的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm，红外滤光片IRCF的材质为玻璃。

成像面S17为被摄物体的光通过光学系统后形成的像所在的面。

表1a示出了本实施例的光学系统的特性表格，其中，本实施例中的曲率半径是各透镜于光轴处的曲率半径，折射率和阿贝数的参考波长为587.6nm。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，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，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。

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，各非球面透镜的面型可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，Z是非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，r是非球面上相应点到光轴的距离，c是非球面顶点的曲率，k是圆锥常数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。

表1b给出了可用于第一实施例中各非球面镜面S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、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、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焦点偏离，纵向球差曲线的参考波长为656.2725nm、587.5618nm、486.1327nm；像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，S表示弧矢方向，T表示子午方向，像散曲线的参考波长为587.5618nm；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，畸变曲线的参考波长为587.5618nm。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。

实施例二

如图3所示，直线11表示光轴，第一个透镜L1远离第二透镜L2的一侧为物侧12，第七透镜L7远离第六透镜L6的一侧为像侧13。本实施例提供的光学系统中，从物侧12到像侧13依次为光阑STO、第一个透镜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、红外滤光片IRCF。

第一透镜L1具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S1于近光轴处为凸面，其像侧面S2于近光轴处凹面，并皆为非球面。

第二透镜L2具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S3和像侧面S4于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

第三透镜L3具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S5于近光轴处为凸面，其像侧面S6于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第四透镜L4具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S7于近光轴处为凹面，其像侧面S8于近光轴处为凸面，且皆为非球面。

第五透镜L5具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

第六透镜L6具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S11于近光轴处为凸面，其像侧面S12于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第七透镜L7具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S13于近光轴处为凸面，其像侧面S14于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧或任意两个相邻的透镜之间，本实施例中的光阑STO设置在第一透镜L1的物侧。

红外滤光片IRCF设置在第七透镜L7之后，包括物侧面S15和像侧面S16，红外滤光片IRCF用于过滤掉红外光线，使得射入成像面的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm，红外滤光片IRCF的材质为玻璃。

成像面S17为被摄物体的光通过光学系统后形成的像所在的面。

表2a示出了本实施例的光学系统的特性表格，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。其中，本实施例中的曲率半径是各透镜于光轴处的曲率半径，折射率和阿贝数的参考波长为587.6nm。

表2a

其中，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，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。

表2b给出了可用于第二实施例中各非球面镜面S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20，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、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焦点偏离，纵向球差曲线的参考波长为656.2725nm、587.5618nm、486.1327nm；像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，S表示弧矢方向，T表示子午方向，像散曲线的参考波长为587.5618nm；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，畸变曲线的参考波长为587.5618nm。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。

实施例三

如图5所示，直线11表示光轴，第一个透镜L1远离第二透镜L2的一侧为物侧12，第七透镜L7远离第六透镜L6的一侧为像侧13。本实施例提供的光学系统中，从物侧12到像侧13依次为光阑STO、第一个透镜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、红外滤光片IRCF。

第一透镜L1具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S1于近光轴处为凸面，其像侧面S2于近光轴处凹面，并皆为非球面。

第二透镜L2具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S3和像侧面S4于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

第三透镜L3具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S5于近光轴处为凹面，其像侧面S6于近光轴处为凸面，并皆为非球面。

第四透镜L4具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S7于近光轴处为凹面，其像侧面S8于近光轴处为凸面，且皆为非球面。

第五透镜L5具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

第六透镜L6具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S11于近光轴处为凸面，其像侧面S12于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第七透镜L7具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S13和像侧面S14于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧或任意两个相邻的透镜之间，本实施例中的光阑STO设置在第一透镜L1的物侧。

红外滤光片IRCF设置在第七透镜L7之后，包括物侧面S15和像侧面S16，红外滤光片IRCF用于过滤掉红外光线，使得射入成像面的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm，红外滤光片IRCF的材质为玻璃。

成像面S17为被摄物体的光通过光学系统后形成的像所在的面。

表3a示出了本实施例的光学系统的特性表格，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。其中，本实施例中的曲率半径是各透镜于光轴处的曲率半径，折射率和阿贝数的参考波长为587.6nm。

表3a

其中，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，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。

表3b给出了可用于第三实施例中各非球面镜面S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20，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、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焦点偏离，纵向球差曲线的参考波长为656.2725nm、587.5618nm、486.1327nm；像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，S表示弧矢方向，T表示子午方向，像散曲线的参考波长为587.5618nm；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，畸变曲线的参考波长为587.5618nm。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。

实施例四

如图7所示，直线11表示光轴，第一个透镜L1远离第二透镜L2的一侧为物侧12，第七透镜L7远离第六透镜L6的一侧为像侧13。本实施例提供的光学系统中，从物侧12到像侧13依次为光阑STO、第一个透镜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、红外滤光片IRCF。

第一透镜L1具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S1于近光轴处为凸面，其像侧面S2于近光轴处凹面，并皆为非球面。

第二透镜L2具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S3于近光轴处为凸面，其像侧面S4于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第三透镜L3具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S5于近光轴处为凸面，其像侧面S6于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第四透镜L4具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S7于近光轴处为凹面，其像侧面S8于近光轴处为凸面，且皆为非球面。

第五透镜L5具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

第六透镜L6具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S11于近光轴处为凸面，其像侧面S12于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第七透镜L7具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S13和像侧面S14于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧或任意两个相邻的透镜之间，本实施例中的光阑STO设置在第一透镜L1的物侧。

红外滤光片IRCF设置在第七透镜L7之后，包括物侧面S15和像侧面S16，红外滤光片IRCF用于过滤掉红外光线，使得射入成像面的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm，红外滤光片IRCF的材质为玻璃。

成像面S17为被摄物体的光通过光学系统后形成的像所在的面。

表4a示出了本实施例的光学系统的特性表格，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。其中，本实施例中的曲率半径是各透镜于光轴处的曲率半径，折射率和阿贝数的参考波长为587.6nm。

表4a

其中，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，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。

表4b给出了可用于第四实施例中各非球面镜面S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20，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、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焦点偏离，纵向球差曲线的参考波长为656.2725nm、587.5618nm、486.1327nm；像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，S表示弧矢方向，T表示子午方向，像散曲线的参考波长为587.5618nm；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，畸变曲线的参考波长为587.5618nm。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。

实施例五

如图9所示，直线11表示光轴，第一个透镜L1远离第二透镜L2的一侧为物侧12，第七透镜L7远离第六透镜L6的一侧为像侧13。本实施例提供的光学系统中，从物侧12到像侧13依次为光阑STO、第一个透镜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、红外滤光片IRCF。

第一透镜L1具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S1于近光轴处为凸面，其像侧面S2于近光轴处凹面，并皆为非球面。

第二透镜L2具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S3和像侧面S4于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

第三透镜L3具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S5于近光轴处为凸面，其像侧面S6于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第四透镜L4具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S7和像侧面S8于近光轴处均为凸面，且皆为非球面。

第五透镜L5具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

第六透镜L6具有正屈折力，且为塑料材质，其物侧面S11于近光轴处为凸面，其像侧面S12于近光轴处为凹面，并皆为非球面。

第七透镜L7具有负屈折力，且为塑料材质，其物侧面S13和像侧面S14于近光轴处均为凹面，并皆为非球面。

光阑STO可以位于第一透镜L1的物侧或任意两个相邻的透镜之间，本实施例中的光阑STO设置在第一透镜L1的物侧。

红外滤光片IRCF设置在第七透镜L7之后，包括物侧面S15和像侧面S16，红外滤光片IRCF用于过滤掉红外光线，使得射入成像面的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm，红外滤光片IRCF的材质为玻璃。

成像面S17为被摄物体的光通过光学系统后形成的像所在的面。

表5a示出了本实施例的光学系统的特性表格，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。其中，本实施例中的曲率半径是各透镜于光轴处的曲率半径，折射率和阿贝数的参考波长为587.6nm。

表5a

其中，f为光学系统的焦距，FNO为光学系统的光圈数，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。

表5b给出了可用于第五实施例中各非球面镜面S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20，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、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焦点偏离，纵向球差曲线的参考波长为656.2725nm、587.5618nm、486.1327nm；像散曲线表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中，S表示弧矢方向，T表示子午方向，像散曲线的参考波长为587.5618nm；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值，畸变曲线的参考波长为587.5618nm。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。

需要说明的是，本申请的五个实施例中以七个透镜为例进行了描述，但是本申请提供的光学系统中的多个透镜包括但不限于第一透镜至第七透镜，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可以改变光学系统中透镜的数量，来获得本申请说明书中描述的效果。示例性的，本申请的光学系统还可以包括第八透镜、第九透镜等。

表6为第一实施例至第五实施例的光学系统的SD11/Imgh、CT1/TTL、|CT7/SAG71|、FFL/ET72、TTL/tan(HFOV)、TTL/etal、f12/f、FNO/Imgh、|(R51+R52)/(R51-R52)|的值。

表6

由表6可见，各实施例均能满足：0.2<SD11/Imgh<0.3，0.15<CT1/TTL<0.18，0.15<|CT7/SAG71|<0.32，1.3<FFL/ET72<1.9，5mm<TTL/tan(HFOV)<8mm，2<TTL/etal<2.5，3<f12/f<6，0.4mm^-1<FNO/Imgh<0.55mm^-1，0.04<|(R51+R52)/(R51-R52)|<0.6。

参阅图11，本申请涉及的光学系统应用在电子设备30中的摄像头模组20。电子设备30可以为手机、平板电脑、无人机、计算机等设备。摄像头模组20的感光元件位于光学系统的像侧，摄像头模组20组装在电子设备30内部。

本申请提供一种摄像头模组，包括感光元件和本申请实施例提供的光学系统，感光元件位于光学系统的像侧，用于将穿过第一透镜至第七透镜且入射到电子感光元件上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(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)或电荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)。通过在摄像头模组内安装该光学系统，使摄像头模组具有小型化、小头部的特征，有利于提高电子设备的屏占比。

本申请还提供一种电子设备，该电子设备包括本申请实施例提供的摄像头模组。该电子设备可以为手机、平板电脑、无人机、计算机等。通过在电子设备内安装该摄像头模组，有利于提高电子设备的屏占比。

以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学系统，其特征在于，包括多个透镜，所述多个透镜由从物侧至像侧依次排布的第一透镜、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组成：

所述第一透镜，具有正屈折力，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；

所述第二透镜，具有负屈折力，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述第三透镜，具有屈折力；

所述第四透镜，具有正屈折力，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面；

所述第五透镜，具有负屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；

所述第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的像侧面于近光轴处为凹面；

所述光学系统满足以下条件式：

0.2<SD11/Imgh<0.3，

3<f12/f<6，

SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径的一半，Imgh为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距，f为所述光学系统的焦距。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

0.15<CT1/TTL<0.18，

CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

0.04<|(R51+R52)/(R51-R52)|<0.6，

R51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R52为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

0.15<|CT7/SAG71|<0.32，

CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度，SAG71为所述第七透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括滤光片，所述光学系统满足条件式：

1.3<FFL/ET72<1.9，

FFL为所述第七透镜的像侧面至成像面在光轴方向的最小距离，ET72为所述第七透镜的像侧面的最大有效半径处到所述滤光片的物侧面于光轴方向上的距离。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

5mm<TTL/tan(HFOV)<8mm，

TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，tan(HFOV)为所述光学系统的最大视场角一半的正切值。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

0.4mm^-1<FNO/Imgh<0.55mm^-1，

FNO为所述光学系统的光圈数，Imgh为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。

8.根据权利要求1-7任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

2<TTL/etal<2.5，

TTL为所述光学系统中所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，etal为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径一半处至所述第七透镜的像侧面的最大有效口径一半处于光轴方向的距离的总和。

9.一种摄像头模组，其特征在于，包括感光元件和如权利要求1至8任一项所述的光学系统，所述感光元件位于所述光学系统的像侧。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的摄像头模组。

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