CN113376798A - 光学系统、摄像模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学系统、摄像模组和电子设备，光学系统从物侧至像侧依次包含：具有正屈折力的第一透镜，其物侧面于光轴处为凸面；第二透镜，其物侧面于光轴处为凸面，其像侧面为凹面；具有正屈折力的第三透镜，其的物侧面于光轴处为凹面，其像侧面为凸面；具有负屈折力的第四透镜，其物侧面于光轴处为凸面，其像侧面为凹面；具有负屈折力的第五透镜，其物侧面和像侧面于光轴处均为凹面；具有正屈折力的第六透镜，其物侧面于光轴处为凸面；具有负屈折力的第七透镜，其物侧面于光轴处为凸面，其像侧面于光轴处为凹面；光学系统满足条件式：0.5<CDL1/Imgh<0.8。通过上述设置，光学系统具有合适的通光量，从而保证了拍摄图像的清晰度。

Description

光学系统、摄像模组和电子设备

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，尤其涉及一种光学系统、摄像模组和电子设备。

背景技术

随着手机、平板电脑、无人机、计算机、相机等电子产品在生活中的广泛应用，各种科技改进推陈出新。其中，对电子产品拍摄效果的改进创新成为了人们关注的重点。

通光量是光学系统中的一个重要参数，指单位时间内的进光量，其直接影响电子产品的拍摄效果，通光量过高或不足都会对拍摄画面产生不利的影响。通光量与光学系统的孔径和感光面尺寸相关，光学系统的孔径越大，通光量越高；同时感光面尺寸越大，对于通光量的需求越高。

以往七片式的光学系统的各透镜的面型、透镜的孔径和感光元件有效像素区域的大小难以同时兼顾，导致其拍摄效果欠佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学系统，具有相匹配的孔径和感光面尺寸，有较佳的拍摄效果。

为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种光学系统，该光学系统从物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面于光轴处为凸面；第二透镜，具有屈折力，所述第二透镜的物侧面于光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凹面；第三透镜，具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面于光轴处为凹面，所述第三透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面；第四透镜，具有负屈折力，所述第四透镜的物侧面于光轴处为凸面，所述第四透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凹面；第五透镜，具有负屈折力，所述第五透镜的物侧面于光轴处为凹面，所述第五透镜的像侧面于光轴处为凹面；第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面于光轴处为凸面；第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的物侧面于光轴处为凸面，所述第七透镜的像侧面于光轴处为凹面；所述光学系统满足条件式：0.5<CDL1/Imgh<0.8；其中，CDL1为所述第一透镜的光学有效区直径，Imgh为所述光学系统成像面上有效像素区域对角线长的一半。通过七片式透镜的合理配置，同时满足CDL1/Imgh的取值在0.5和0.8之间，光学系统具有相匹配的孔径和感光面尺寸，进而获得合适的通光量，从而保证了拍摄图像的清晰度。当CDL1/Imgh<0.5时，则会造成光学系统的通光量不足，光线相对亮度不够，从而造成画面清晰度下降；当CDL1/Imgh>0.8时，则会造成光学系统的通光量过多，曝光过大，光亮度太高，影响画面质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.1<GTL7/ITL7<0.3；其中，GTL7为所述第七透镜的物侧面至像侧面在平行于光轴方向上的最短距离，ITL7为所述第七透镜的物侧面至像侧面在平行于光轴方向上的最长距离。通过满足GTL7/ITL7的取值在0.1和0.3之间，从而保证了光学系统的可加工型及成型良率，同时还有利于光学系统的超薄化。当GTL7/ITL7＜0.1时，光学系统的中心厚度过小，无法满足生产加工要求，难以保证成型良率；当GTL7/ITL7＞0.3时，光学系统的中心厚度过大，无法实现超薄设计。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：Fno/TTL<0.4；其中，Fno为所述光学系统的光圈数，TTL为所述第一透镜物侧面至所述成像面在光轴上的距离。通过满足Fno/TTL的取值在0.4以内，光学系统可同时兼顾镜头系统大光圈及小型化的设计要求，为摄像拍摄提供足够的通光量，满足高画质高清晰拍摄需要。当Fno/TTL＞0.4时，小型化的同时无法兼顾光学系统通光量，导致通光量不足，拍摄出的画面清晰度下降。

一种实施方式中，所述光学系统还包括光阑，所述光学系统满足条件式：1.5<TTL/DL<3.0；其中，DL为所述光阑的光学有效区直径。通过满足TTL/DL的取值在1.5和3.0之间，光学系统能够同时兼顾光学性能和结构，使得光学性能最优化和结构小型化。当TTL/DL<1.5时，满足小型化设计时通光口径会过大，造成边缘光线进入成像系统，降低成像质量；当TTL/DL>3时，满足小型化的同时，会造成光阑通光口径过小，无法满足系统通光量，实现不了暗光场景高清晰拍摄要求。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：TTL/Imgh<1.5；其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述成像面在光轴上的距离。通过满足TTL/Imgh的取值在1.5以内，使得光学系统在实现小型化的同时，还能具有高清晰的成像效果。当TTL/Imgh>1.5时,则实现小型化的同时无法保证高清晰成像效果。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1.0<TTL/f<2.0；其中，f为所述光学系统的有效焦距，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述在光轴上成像面的距离。通过满足TTL/f的取值在1.0和2.0之间，从而合理控制焦距以及光学镜头总长度，不仅能实现光学镜头小型化，同时能保证光线更好的汇聚于成像面上。当TTL/f≤1.0时，透镜组光学长度太短，会造成系统敏感度过大，不利于光线在成像面上的汇聚。当TTL/f≥2时，透镜组光学长度太长，会造成光线进入成像面主光线角度过大，系统成像面边缘光线无法成像在感光面上，造成成像信息不全。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1<f1/f<2；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。通过满足f1/f的取值在1.0和2.0之间，使得光学系统能够矫正第一透镜所产生的像差，同时具有较优的系统敏感性，提高组装稳定性。第一透镜提供透镜组由物空间到像空间全部光学信息，第一透镜的口径大小及焦距决定了光学系统对物空间光信息的获取，因此当f1/f≥2时，会造成系统敏感度加大，加工工艺困难，并且由第一透镜产生的像差修正难度加大，难以满足拍摄需求。f1/f≤1时，第一透镜与光学系统焦距配比不合适，无法校正由第一透镜所产生的像差。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：-0.2<(R1+R2)/f1<0.05；其中，R1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f1为所述第一透镜的有效焦距。通过满足(R1+R2)/f1的取值在-0.2和0.05之间，第一透镜能够兼顾大口径和可加工性，使得光学系统具有较优的敏感性，提高组装稳定性，同时对物空间的光信息的获取能力较强。当(R1+R2)/f1≥0.05时，光学系统敏感度过高，不利于加工；当(R1+R2)/f1≤-0.2时，不利于光学系统对物空间光信息获取，成像效果无法达到设计预想要求。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：5<R5/R6<10；其中，R5为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足R5/R6的取值在5.0和10.0之间，第三透镜物侧面曲率半径和像侧面曲率半径较为合适，可修正光学系统的球差，改善歪曲像差，像散，同时降低系统敏感性，提高组装稳定性。当R5/R6<5，则会导致成像畸变太大，出现像面弯曲的情况；当R5/R6>10，则会导致光学系统性能下降，成像清晰度低，无法很好的改善像散，增加了系统敏感性。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1<f3/f<3；f3为所述第三透镜的有效焦距。通过满足f3/f的取值在1.0和3.0之间，优化第三透镜的焦距与系统的焦距配比，可有效的降低系统总长，有利于光线在成像面上的汇聚。当f3/f≤1时，致使系统总长过大，组装敏感性过高。当f3/f≥3时，可导致镜头杂散光增多，影响成像质量。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：-0.3<(R9+R10)/(R9-R10)<0.1；其中，R9为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R10为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。通过满足(R9+R10)/(R9-R10)的取值在-0.3和0.1之间，第五透镜的物侧面曲率半径和像侧面曲率半径较为合适，可合理地增大入射角以满足光学系统的像高要求，同时降低系统敏感性，提高组装稳定性。若(R9+R10)/(R9-R10)<-0.3，则会增加系统敏感性，降低组装良率；若(R9+R10)/(R9-R10)>0.1，则会造成入射到像面的角度变小，无法满足像高要求。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.1<FBL/TTL<0.25；其中，FBL为所述第七透镜的像侧面到所述成像面平行于光轴的最短距离，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述成像面在光轴上的距离。通过满足FBL/TTL的取值在0.1和0.25之间，光学系统能够在小型化的同时，保证所述光学系统在摄像模组的安装过程中有足够的对焦空间，从而提升摄像模组的组装良率，同时，还能使所述光学系统的焦深变宽以获取物方更多的深度信息。若FBL/TTL<0.1，则会造成对焦空间变短，使得模组组装良率降低，不利于生产加工。

第二方面，本发明还提供了一种摄像模组，该摄像模组包括感光元件和第一方面任一项实施方式所述的光学系统，所述感光元件设置在所述光学系统的像侧，用于将穿过所述第一透镜至所述第七透镜入射到所述感光元件上的物的光线转换成图像的电信号。通过在摄像模组中加入本发明提供的光学系统，使得摄像模组具有相匹配的孔径和感光面尺寸，进而获得合适的通光量，从而保证了拍摄图像的清晰度。

第三方面，本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体和第二方面所述的摄像模组，所述摄像模组设置在所述壳体内。通过在电子设备中加入本发明提供的摄像模组，使得摄像模组具有相匹配的孔径和感光面尺寸，进而获得合适的通光量，从而保证了拍摄图像的清晰度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，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1a是第一实施例的光学系统的结构示意图；

图1b是第一实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图2a是第二实施例的光学系统的结构示意图；

图2b是第二实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图3a是第三实施例的光学系统的结构示意图；

图3b是第三实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图4a是第四实施例的光学系统的结构示意图；

图4b是第四实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图5a是第五实施例的光学系统的结构示意图；

图5b是第五实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图6a是第六实施例的光学系统的结构示意图；

图6b是第六实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体和本发明实施例提供的摄像模组，摄像模组设置在壳体内。该电子设备可以为智能手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑、智能手表、无人机、电子书籍阅读器、行车记录仪、可穿戴装置等。通过在电子设备中加入本发明提供的摄像模组，使得摄像模组具有相匹配的孔径和感光面尺寸，进而获得合适的通光量，从而保证了拍摄图像的清晰度。

本发明实施例提供了一种摄像模组，该摄像模组包括感光元件和本发明实施例提供的光学系统，感光元件设置在光学系统的像侧，用于将穿过第一透镜至第七透镜入射到感光元件上的物的光线转换成图像的电信号。感光元件可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)或电荷耦合器件(Charge-coupledDevice，CCD)。该摄像模组可以是数码相机的独立的镜头，也可以是集成在如智能手机等电子设备上的成像模块。通过在摄像模组中加入本发明提供的光学系统，使得摄像模组具有相匹配的孔径和感光面尺寸，进而获得合适的通光量，从而保证了拍摄图像的清晰度。

本发明实施例提供了一种光学系统，该光学系统从物侧至像侧依次包含第一透镜、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。在第一透镜至第七透镜中，任意相邻的两片透镜之间均可具有空气间隔。

具体的，七片透镜的具体形状和结构如下：

第一透镜，具有正屈折力，第一透镜的物侧面于光轴处为凸面；第二透镜，具有屈折力，第二透镜的物侧面于光轴处为凸面，第二透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凹面；第三透镜，具有正屈折力，第三透镜的物侧面于光轴处为凹面，第三透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面；第四透镜，具有负屈折力，第四透镜的物侧面于光轴处为凸面，第四透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凹面；第五透镜，具有负屈折力，第五透镜的物侧面于光轴处为凹面，第五透镜的像侧面于光轴处为凹面；第六透镜，具有正屈折力，第六透镜的物侧面于光轴处为凸面；第七透镜，具有负屈折力，第七透镜的物侧面于光轴处为凸面，第七透镜的像侧面于光轴处为凹面；

光学系统还包括光阑，光阑可设置于第一透镜至第七透镜之间的任一位置，如设置在第一透镜的物侧面或像侧面上。

光学系统满足条件式：0.5<CDL1/Imgh<0.8；

其中，CDL1为第一透镜的光学有效区直径，Imgh为光学系统成像面上有效像素区域对角线长的一半。

通过七片式透镜的合理配置，同时满足CDL1/Imgh的取值在0.5和0.8之间，光学系统具有相匹配的孔径和感光面尺寸，进而获得合适的通光量，从而保证了拍摄图像的清晰度。可以理解的是，当CDL1/Imgh<0.5时，则会造成光学系统的通光量不足，光线相对亮度不够，从而造成画面清晰度下降；当CDL1/Imgh>0.8时，则会造成光学系统的通光量过多，曝光过大，光亮度太高，影响画面质量。具体的，CDL1/Imgh的值可以为0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75和0.80等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.1<GTL7/ITL7<0.3；其中，GTL7为第七透镜的物侧面至像侧面在平行于光轴方向上的最短距离，ITL7为第七透镜的物侧面至像侧面在平行于光轴方向上的最长距离。通过满足GTL7/ITL7的取值在0.1和0.3之间，从而保证了光学系统的可加工型及成型良率，同时还有利于光学系统的超薄化。可以理解的是，当GTL7/ITL7＜0.1时，光学系统的中心厚度过小，无法满足生产加工要求，难以保证成型良率；当GTL7/ITL7＞0.3时，光学系统的中心厚度过大，无法实现超薄设计。具体的，GTL7/ITL7的值可以为0.10、0.15、0.20、0.25和0.30。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：Fno/TTL<0.4；其中，Fno为光学系统的光圈数，TTL为第一透镜物侧面至成像面在光轴上的距离。通过满足Fno/TTL的取值在0.4以内，满足光学系统可同时兼顾镜头系统大光圈及小型化的设计要求，为摄像拍摄提供足够的通光量，满足高画质高清晰拍摄需要。可以理解的是，当Fno/TTL＞0.4时，小型化的同时无法兼顾光学系统通光量，导致通光量不足，拍摄出的画面清晰度下降。具体的，Fno/TTL的值可以为0.10、0.20、0.25、0.30、0.35和0.40等。

一种实施方式中，光学系统还包括光阑，光学系统满足条件式：1.5<TTL/DL<3.0；其中，TTL为第一透镜物侧面至成像面在光轴上的距离，DL为光阑的光学有效区直径。通过满足TTL/DL的取值在1.5和3.0之间，保证光学系统小型化设计，并达到拍摄所需的通光量，实现高画质高清晰的拍摄效果。可以理解的是，当TTL/DL<1.5时，满足小型化设计时通光口径会过大，造成边缘光线进入成像系统，降低成像质量；当TTL/DL>3时，满足小型化的同时，会造成光阑通光口径过小，无法满足系统通光量，实现不了暗光场景高清晰拍摄要求。具体的，TTL/DL的值可以为1.5、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5和3.0等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：TTL/Imgh<1.5；其中，TTL为第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离，Imgh为光学系统成像面上有效像素区域对角线长的一半。通过满足TTL/Imgh的取值在1.5以内，使得光学系统在实现小型化的同时，还能具有高清晰的成像效果。可以理解的是，当TTL/Imgh>1.5时,则实现小型化的同时无法保证高清晰成像效果。具体的，TTL/Imgh的值可以为1.50、1.49、1.48、1.47、1.46、1.45、1.44、1.43、1.42、1.30、1.00和0.50等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：1.0<TTL/f<2.0；其中，f为光学系统的有效焦距，TTL为第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离。通过满足TTL/f的取值在1.0和2.0之间，从而合理控制焦距以及光学镜头总长度，不仅能实现光学镜头小型化，同时能保证光线更好的汇聚于成像面上。可以理解的是，当TTL/f≤1.0时，透镜组光学长度太短，会造成系统敏感度过大，不利于光线在成像面上的汇聚。当TTL/f≥2时，透镜组光学长度太长，会造成光线进入成像面主光线角度过大，系统成像面边缘光线无法成像在感光面上，造成成像信息不全。具体的，TTL/f的值可以为1.10、1.20、1.30、1.35、1.40、1.50、1.60、1.70、1.80、1.90和2.00等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：1<f1/f<2；其中，f1为第一透镜的有效焦距，f为光学系统的有效焦距。通过满足f1/f的取值在1.0和2.0之间，使得光学系统能够矫正第一透镜所产生的像差，同时具有较优的系统敏感性，提高组装稳定性。可以理解的是，第一透镜提供透镜组由物空间到像空间全部光学信息，第一透镜的口径大小及焦距决定了光学系统对物空间光信息的获取，因此当f1/f≥2时，会造成系统敏感度加大，加工工艺困难，并且由第一透镜产生的像差修正难度加大，难以满足拍摄需求。f1/f≤1时，第一透镜与光学系统焦距配比不合适，无法校正由第一透镜所产生的像差。具体的，f1/f的值可以为1.0、1.2、1.3、1.4、1.5、1.7、1.9和2.0等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：-0.2<(R1+R2)/f1<0.05；其中，R1为第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R2为第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f1为第一透镜的有效焦距。通过满足(R1+R2)/f1的取值在-0.2和0.05之间，第一透镜能够兼顾大口径和可加工性，使得光学系统具有较优的敏感性，提高组装稳定性，同时对物空间的光信息的获取能力较强。可以理解的是，当(R1+R2)/f1≥0.05时，光学系统敏感度过高，不利于加工；当(R1+R2)/f1≤-0.2时，不利于光学系统对物空间光信息获取，成像效果无法达到设计预想要求。具体的，(R1+R2)/f1的值可以为-0.20、-0.15、-0.10、-0.05和0.05等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：5<R5/R6<10；其中，R5为第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R6为第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。通过满足R5/R6的取值在5.0和10.0之间，第三透镜物侧面曲率半径和像侧面曲率半径较为合适，可修正光学系统的球差，改善歪曲像差，像散，同时降低系统敏感性，提高组装稳定性。可以理解的是，当R5/R6<5，则会导致成像畸变太大，出现像面弯曲的情况；当R5/R6>10，则会导致光学系统性能下降，成像清晰度低，无法很好的改善像散，增加了系统敏感性。具体的，R5/R6的值可以为5、6、7、8、9和10等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：1<f3/f<3；f3为第三透镜的有效焦距，f为光学系统的有效焦距。通过满足f3/f的取值在1.0和3.0之间，优化第三透镜的焦距与系统的焦距配比，可有效的降低系统总长，有利于光线在成像面上的汇聚。可以理解的是，当f3/f≤1时，致使系统总长过大，组装敏感性过高；当f3/f≥3时，可导致镜头杂散光增多，影响成像质量。具体的，f3/f的值可以为1.0、1.5、2.0、2.5和3.0等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：-0.3<(R9+R10)/(R9-R10)<0.1；其中，R9为第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R10为第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。通过满足(R9+R10)/(R9-R10)的取值在-0.3和0.1之间，第五透镜的物侧面曲率半径和像侧面曲率半径较为合适，可合理地增大入射角以满足光学系统的像高要求，同时降低系统敏感性，提高组装稳定性。可以理解的是，若(R9+R10)/(R9-R10)<-0.3，则会增加系统敏感性，降低组装良率；若(R9+R10)/(R9-R10)>0.1，则会造成入射到像面的角度变小，无法满足像高要求。具体的，(R9+R10)/(R9-R10)的值可以为-0.30、-0.20、-0.10、-0.05、0.05和0.10等。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.1<FBL/TTL<0.25；其中，FBL为第七透镜的像侧面到成像面平行于光轴的最短距离，TTL为第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离。通过满足FBL/TTL的取值在0.1和0.25之间，光学系统能够在小型化的同时，保证光学系统在摄像模组的安装过程中有足够的对焦空间，从而提升摄像模组的组装良率，同时，还能使光学系统的焦深变宽以获取物方更多的深度信息。可以理解的是，若FBL/TTL<0.1，则会造成对焦空间变短，使得模组组装良率降低，不利于生产加工。具体的，FBL/TTL的值可以为0.10、0.13、0.15、0.20和0.25等。

第一实施例

请参考图1a和图1b，本实施例的光学系统，从物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面，于圆周为凹面；第一透镜L1的像侧面S2于光轴处和于圆周处均为凸面；

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

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S15于光轴处为凹面，于圆周处为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于光轴处和于圆周处均为凸面；

第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第四透镜L4的像侧面S8于光轴处和于圆周处均为凹面；

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

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

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

上述第一透镜L1至第七透镜L7的材质均为塑料(Plastic)。

此外，光学系统还包括光阑ST0、红外截止滤光片L8和成像面S17。光阑STO设置在第一透镜L1的物侧面，用于控制进光量。其他实施例中，光阑STO还可以设置在相邻两透镜之间，或者是其他透镜的物侧面或者像侧面上。红外截止滤光片L8设置在第七透镜L7的像侧，其包括物侧面S15和像侧面S16，红外截止滤光片L8用于过滤掉红外光线，使得射入成像面S17的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm。红外截止滤光片L8的材质为玻璃(Glass)，并可在玻璃上镀膜。成像面S17为感光元件的有效像素区域。

表1a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为555nm的光线获得，曲率半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表1a

其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，FOV为光学系统的视场角，TTL为第一透镜L1的物侧面至光学系统的成像面S17于光轴上的距离。

在本实施例中，第一透镜L1至第七透镜L7的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型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中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。表1b给出了可用于第一实施例中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

表1b

图1b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焦点偏离；像散曲线表示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，其中，像散曲线和畸变曲线的采样光线的参考波长为630mm。根据图1b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2a和图2b，本实施例的光学系统，从物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第一透镜L1的像侧面S2于光轴处和于圆周处均为凸面；

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

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

第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第四透镜L4的像侧面S8于光轴处和于圆周处均为凹面；

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

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

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

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，其中的数据采用波长为555nm的光线获得，曲率半径、厚度和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非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2b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，像散曲线和畸变曲线的采样光线的参考波长为630mm。根据图2b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3a和图3b，本实施例的光学系统，从物侧至像侧依次包括：

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

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

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

第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第四透镜L4的像侧面S8于光轴处和于圆周处均为凹面；

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

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

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

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，其中的数据采用波长为555nm的光线获得，曲率半径、厚度和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非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3b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，像散曲线和畸变曲线的采样光线的参考波长为630mm。根据图3b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4a和图4b，本实施例的光学系统，从物侧至像侧依次包括：

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

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

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

第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，第四透镜L4的像侧面S8于光轴处和于圆周处均为凹面；

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

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第六透镜L6的像侧面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，第七透镜L7的物侧面S13于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第七透镜L7的像侧面S14于光轴处为凹面，于圆周处为凸面。

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，其中的数据采用波长为555nm的光线获得，曲率半径、厚度和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非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4b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，像散曲线和畸变曲线的采样光线的参考波长为630mm。根据图4b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5a和图5b，本实施例的光学系统，从物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第一透镜L1的像侧面S2于光轴处和于圆周处均为凸面；

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

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

第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第四透镜L4的像侧面S8于光轴处和于圆周处均为凹面；

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

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第六透镜L6的像侧面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，第七透镜L7的物侧面S13于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第七透镜L7的像侧面S14于光轴处为凹面，于圆周处为凸面。

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，其中的数据采用波长为555nm的光线获得，曲率半径、厚度和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非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5b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，像散曲线和畸变曲线的采样光线的参考波长为630mm。根据图5b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6a和图6b，本实施例的光学系统，从物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第一透镜L1的像侧面S2于光轴处和于圆周处均为凸面；

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

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

第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第四透镜L4的像侧面S8于光轴处和于圆周处均为凹面；

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

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

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

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，其中的数据采用波长为555nm的光线获得，曲率半径、厚度和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非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6b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，像散曲线和畸变曲线的采样光线的参考波长为630mm。根据图6b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GTL7/ITL7、CDL1/Imgh、Fno/TTL、<TTL/DL、TTL/Imgh、TTL/f、f1/f、(R1+R2)/f1、R5/R6、f3/f、(R9+R10)/(R9-R10)和FBL/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：0.1<GTL7/ITL7<0.3、0.5<CDL1/Imgh<0.8、Fno/TTL<0.4、1.5<TTL/DL<3.0、TTL/Imgh<1.5、1.0<TTL/f<2.0、1<f1/f<2、-0.2<(R1+R2)/f1<0.05、5<R5/R6<10、1<f3/f<3、-0.3<(R9+R10)/(R9-R10)<0.1、0.1<FBL/TTL<0.25。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (14)

1.一种光学系统，其特征在于，从物侧至像侧依次包含：

第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面于光轴处为凸面；

第二透镜，具有屈折力，所述第二透镜的物侧面于光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凹面；

第三透镜，具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面于光轴处为凹面，所述第三透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凸面；

第四透镜，具有负屈折力，所述第四透镜的物侧面于光轴处为凸面，所述第四透镜的像侧面于光轴处和于圆周处均为凹面；

第五透镜，具有负屈折力，所述第五透镜的物侧面于光轴处为凹面，所述第五透镜的像侧面于光轴处为凹面；

第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面于光轴处为凸面；

第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的物侧面于光轴处为凸面，所述第七透镜的像侧面于光轴处为凹面；

所述光学系统满足条件式：

0.5<CDL1/Imgh<0.8；

其中，CDL1为所述第一透镜的光学有效区直径，Imgh为所述光学系统成像面上有效像素区域对角线长的一半。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

0.1<GTL7/ITL7<0.3；

其中，GTL7为所述第七透镜的物侧面至像侧面在平行于光轴方向上的最短距离，ITL7为所述第七透镜的物侧面至像侧面在平行于光轴方向上的最长距离。

3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

Fno/TTL<0.4；

其中，Fno为所述光学系统的光圈数，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述成像面的在光轴上的距离。

4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括光阑，所述光学系统满足条件式：

1.5<TTL/DL<3.0；

其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述成像面在光轴上的距离，DL为所述光阑的光学有效区直径。

5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

TTL/Imgh<1.5；

其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述成像面在光轴方向上的距离。

6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

1.0<TTL/f<2.0；

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

7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

1<f1/f<2；

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。

8.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

-0.2<(R1+R2)/f1<0.05；

其中，R1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f1为所述第一透镜的有效焦距。

9.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

5<R5/R6<10；

其中，R5为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

10.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

1<f3/f<3；

f3为所述第三透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。

11.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

-0.3<(R9+R10)/(R9-R10)<0.1；

其中，R9为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R10为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

12.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

0.1<FBL/TTL<0.25；

其中，FBL为所述第七透镜的像侧面到所述成像面在平行于光轴方向的最短距离，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述成像面在光轴上的距离。

13.一种摄像模组，其特征在于，包括感光元件和如权利要求1至12任一项所述的光学系统，所述感光元件设置在所述光学系统的像侧，用于将穿过所述第一透镜至所述第七透镜入射到所述感光元件上的物的光线转换成图像的电信号。

14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体和如权利要求13所述的摄像模组，所述摄像模组设置在所述壳体内。

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