CN113552695B - 一种光学变焦系统、镜头模组及电子设备 - Google Patents

一种光学变焦系统、镜头模组及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种光学变焦系统、镜头模组及电子设备，成像系统沿光轴从物侧到像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜。光学变焦系统满足以下条件式：fcj/fdj＞2.36，其中，fcj为光学变焦系统长焦状态下的有效焦距，fdj为光学变焦系统短焦状态下的有效焦距。这样设计使光学变焦系统保证大范围变焦的前提下，还能够具备小型化的特质。

Description

一种光学变焦系统、镜头模组及电子设备
技术领域
本申请涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学变焦系统、镜头模组及电子设备。
背景技术
近些年来，各种搭载摄像镜头的移动电子装置(包括数码相机、智能手机、笔记本电脑、平板电脑等各种便携式信息终端)迅速发展普及。光学变焦系统原多用于数码照相机或者摄像机中，具有高品质的成像效果和高变焦比率等特点，现如今在其他的被广泛使用的电子设备中，也越来越多的运用具有小型化取像单元的微型照相单元。
为适应像素数量逐渐增加、变焦范围逐渐扩大以及光学取像镜头小型化的潮流。如何在实现大范围变焦的基础上进一步缩短光学变焦系统的总长，实现光学变焦系统的小型化成为目前业界待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种光学变焦系统、镜头模组及电子设备，保证大范围变焦的前提下，还能够具备小型化的特质。所述技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种光学变焦系统，所述光学变焦系统沿光轴从物侧到像侧依次包括：
第一透镜组，所述第一透镜组包括第一透镜和第二透镜，其中，所述第一透镜具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面于近所述光轴处为凸面；所述第二透镜具有负屈折力，所述第二透镜的物侧面于近所述光轴处为凹面，所述第二透镜的像侧面于近所述光轴处为凹面；
第二透镜组，所述第二透镜组包括第三透镜、第四透镜和第五透镜，其中，所述第三透镜具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面于近所述光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面于近所述光轴处为凸面；所述第四透镜具有屈折力；所述第五透镜具有正屈折力，所述第五透镜的像侧面于近所述光轴处为凸面；
第三透镜组，所述第三透镜组包括第六透镜和第七透镜，其中，所述第六透镜具有负屈折力，所述第六透镜的物侧面于近所述光轴处为凹面；所述第七透镜具有屈折力，所述第七透镜的物侧面于近所述光轴处为凸面，所述第七透镜的像侧面于近所述光轴处为凹面；
所述第一透镜组，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间于光轴上的距离可调节；
其中，所述光学变焦系统满足以下条件式：fcj/fdj＞2.36；其中，fcj为所述光学变焦系统处于长焦状态下的有效焦距，fdj为所述光学变焦系统处于短焦状态下的有效焦距。
本申请实施例的光学变焦系统，通过对第一透镜至第七透镜的屈折力以及面型的合理设计，第一透镜具有正曲折力，且于光轴处物侧面为凸面，有利于光线汇聚，保证有足够的光通量，可以在光线较昏暗、环境较恶劣的情景下也能实现较好的成像效果；第二透镜具有负曲折力，且于光轴处物侧面为凹面，于光轴处像侧面为凹面，有利于矫正慧差球差，为光学变焦系统贡献合适的光焦度，提高光学变焦系统解像力；第三透镜具有正曲折力，且于光轴处物侧面为凸面，于光轴处像侧面为凸面，为光学变焦系统贡献了合理的光焦度，有利于增大像面、缩短光学变焦系统的总长，另外其合理的厚薄比和面型弯曲度减小了镜片成型加工组装的难度和系统敏感度；第五透镜具有正曲折力，且于光轴处像侧面为凸面，有利于矫正前后透镜组产生的畸变场曲，促进整体像差平衡，提高成像质量；第六透镜具有负曲折力，且于光轴处物侧面为凹面，有利于缩短光学变焦系统总长，提高镜片的加工工艺性；第七透镜具有曲折力，且于光轴处物侧面为凸面，于光轴处像侧面为凹面，有利于边缘光线获得较小的光线偏转角，入射到像面时具有较高的相对亮度和合理的主光线角从而更好的匹配芯片。通过对光学变焦系统长焦状态下的有效焦距和光学变焦系统短焦状态下的有效焦距的合理限定，光学变焦系统长焦状态下的焦距与短焦状态下的焦距的比值大于2.36，保证光学变焦系统获得大变焦比，使搭载光学变焦系统的电子设备具有大变焦范围，有效提升了用户体验。
在其中一些实施例中，所述光学变焦系统还满足以下条件式：1.95＜fdj/EPDdj＜2.65；其中，fdj为所述光学变焦系统处于短焦状态下的有效焦距，EPDdj为所述光学变焦系统处于短焦状态下的入瞳直径。
基于上述实施例，通过对光学变焦系统处于短焦状态下的有效焦距和光学变焦系统处于短焦状态下的入瞳直径的合理限定，有利于缩短光学变焦系统的总长，实现光学变焦系统的小型化，同时有助于增大光学变焦系统的光圈，使其在昏暗环境下也能获得足够的通光量，进而提高光学变焦系统的成像品质。
在其中一些实施例中，所述光学变焦系统还满足以下条件式：0.6＜f6/f67＜1.25；其中，f6为所述第六透镜的有效焦距，f67为所述第六透镜和所述第七透镜的组合有效焦距。
基于上述实施例，通过对第六透镜的有效焦距以及第六透镜和第七透镜的组合有效焦距的合理限定，能够合理分配第六透镜的屈折力，一方面有利于减小第三透镜组的总长，实现整个镜头的小型化；另一方面有利于第三透镜组为整个镜头提供足够的光焦度贡献量以实现长焦特性和高变焦比，同时能够校正轴外像差，提升成像品质。
在其中一些实施例中，所述光学变焦系统还满足以下条件式：fcj/f345＞3.4；其中，f345为所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的组合有效焦距。
基于上述实施例，通过对光学变焦系统处于长焦状态下的有效焦距以及第三透镜、第四透镜和第五透镜的组合有效焦距的合理限定，能够合理分配第二透镜组各透镜的屈折力，有利于缩短第二透镜组的总长，平衡前后透镜组产生的像差，使光学变焦系统同时具备长焦特性和高成像质量，其中，第二透镜组包括第三透镜、第四透镜和第五透镜。
在其中一些实施例中，所述光学变焦系统还满足以下条件式：-3.9＜f5/RS10＜-0.9；其中，f5为所述第五透镜的有效焦距，RS10为所述第五透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径。
基于上述实施例，通过对第五透镜的有效焦距和第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径的合理限定，有利于控制第五透镜的形状，使第五透镜具有合适的偏折程度，以合理的光焦度与前透镜形状配合能够缩短光学变焦系统的总长，同时能够补正轴外像差，提升成像质量。
在其中一些实施例中，所述光学变焦系统还满足以下条件式：1.2＜SDS1dj/SDmindj＜1.65；其中，SDS1dj为所述光学变焦系统处于短焦状态下的所述第一透镜的物侧面的最大有效通光半口径，SDmindj为所述光学变焦系统处于短焦状态下所有透镜的物侧面和像侧面中最小的一个最大有效通光半口径。
基于上述实施例，通过对光学变焦系统处于短焦状态下的第一透镜的物侧面的最大有效通光半口径和光学变焦系统处于短焦状态下所有透镜的物侧面和像侧面中最小的一个最大有效通光半口径的合理限定，有利于保证各镜片口径具有较高的均匀性，进而提高镜头的稳定性、降低镜片成型的组装难度。
在其中一些实施例中，所述光学变焦系统还满足以下条件式：5＜RS14/(10*|SagS14dj|)＜28；其中，RS14为所述第七透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径，SagS14dj为所述光学变焦系统处于短焦状态下的所述第七透镜的像侧面于最大有效半径处的矢高。
基于上述实施例，通过对第七透镜的像侧面于光轴处的曲率半径和光学变焦系统处于短焦状态下的第七透镜的像侧面于最大有效半径处的矢高的合理限定，能够合理约束第七透镜的形状，有利于矫正像差，提升透镜加工的可行性。当RS14/(10*|SagS14dj|)≥28时，第七透镜的像侧面的矢高过小，不利于像差矫正；当RS14/(10*|SagS14dj|)≤5时，第七透镜的像侧面的面型过于复杂，不利于镜片加工成型。
在其中一些实施例中，所述光学变焦系统还包括滤光片，所述光学变焦系统还满足以下条件式：TTL/(D1cj+D2cj+D3cj)＜2.5；其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学变焦系统的像面于所述光轴上的距离，D1cj为所述光学变焦系统处于长焦状态下所述第一透镜组中最靠近所述像侧的一个透镜的像侧面到所述第二透镜组中最靠近所述物侧的一个透镜的物侧面于所述光轴上的距离，D2cj为所述光学变焦系统处于长焦状态下所述第二透镜组中最靠近所述像侧的一个透镜的像侧面到所述第三透镜组中最靠近所述物侧的一个透镜的物侧面于所述光轴上的距离，D3cj为所述光学变焦系统处于长焦状态下所述第三透镜组中最靠近所述像侧的一个透镜的像侧面到所述滤光片的物侧面于所述光轴上的距离。
基于上述实施例，通过对第一透镜的物侧面至光学变焦系统的像面于光轴上的距离、光学变焦系统处于长焦状态下第一透镜组中最靠近像侧的一个透镜的像侧面到第二透镜组最靠近物侧的一个透镜的物侧面于光轴上的距离、光学变焦系统处于长焦状态下第二透镜组中最靠近像侧的一个透镜的像侧面到第三透镜组中最靠近物侧的一个透镜的物侧面于光轴上的距离以及光学变焦系统处于长焦状态下第三透镜组中最靠近像侧的一个透镜的像侧面到滤光片的物侧面于光轴上的距离的合理限定，能够合理配置各透镜组之间的距离，有利于在保证大变焦范围的前提下，缩短光学变焦系统的总长，使光学变焦系统具备小型化的特点。
第二方面，本申请实施例提供了一种镜头模组，包括镜筒，如上述任意的光学变焦系统，所述光学变焦系统设置于所述镜筒内；以及感光元件，所述感光元件设置于所述光学变焦系统的像侧。
基于本申请实施例中的镜头模组，通过对第一透镜至第七透镜的屈折力以及面型的合理设计，第一透镜具有正曲折力，且于光轴处物侧面为凸面，有利于光线汇聚，保证有足够的光通量，可以在光线较昏暗、环境较恶劣的情景下也能实现较好的成像效果；第二透镜具有负曲折力，且于光轴处物侧面为凹面，于光轴处像侧面为凹面，有利于矫正慧差球差，为光学变焦系统贡献合适的光焦度，提高光学变焦系统解像力；第三透镜具有正曲折力，且于光轴处物侧面为凸面，于光轴处像侧面为凸面，为光学变焦系统贡献了合理的光焦度，有利于增大像面、缩短光学变焦系统的总长，另外其合理的厚薄比和面型弯曲度减小了镜片成型加工组装的难度和系统敏感度；第五透镜具有正曲折力，且于光轴处像侧面为凸面，有利于矫正前后透镜组产生的畸变场曲，促进整体像差平衡，提高成像质量；第六透镜具有负曲折力，且于光轴处物侧面为凹面，有利于缩短光学变焦系统总长，提高镜片的加工工艺性；第七透镜具有曲折力，且于光轴处物侧面为凸面，于光轴处像侧面为凹面，有利于边缘光线获得较小的光线偏转角，入射到像面时具有较高的相对亮度和合理的主光线角从而更好的匹配芯片。通过对光学变焦系统处于长焦状态下的有效焦距和光学变焦系统处于短焦状态下的有效焦距的合理限定，光学变焦系统处于长焦状态下的焦距与处于短焦状态下的焦距的比值大于2.36，可以保证光学变焦系统获得大变焦比，进而使搭载光学变焦系统的电子设备具有大变焦范围，能够有效提升用户体验；且透镜间合理的面型限定，有助于提升光学变焦系统的组装良率，降低镜头模组的组装难度。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括壳体及上述的镜头模组，所述镜头模组设置于所述壳体内。
基于本申请实施例中的电子设备，通过对第一透镜至第七透镜的屈折力以及面型的合理设计，第一透镜具有正曲折力，且于光轴处物侧面为凸面，有利于光线汇聚，保证有足够的光通量，可以在光线较昏暗、环境较恶劣的情景下也能实现较好的成像效果；第二透镜具有负曲折力，且于光轴处物侧面为凹面，于光轴处像侧面为凹面，有利于矫正慧差球差，为光学变焦系统贡献合适的光焦度，提高光学变焦系统解像力；第三透镜具有正曲折力，且于光轴处物侧面为凸面，于光轴处像侧面为凸面，为光学变焦系统贡献了合理的光焦度，有利于增大像面、缩短光学变焦系统的总长，另外其合理的厚薄比和面型弯曲度减小了镜片成型加工组装的难度和系统敏感度；第五透镜具有正曲折力，且于光轴处像侧面为凸面，有利于矫正前后透镜组产生的畸变场曲，促进整体像差平衡，提高成像质量；第六透镜具有负曲折力，且于光轴处物侧面为凹面，有利于缩短光学变焦系统总长，提高镜片的加工工艺性；第七透镜具有曲折力，且于光轴处物侧面为凸面，于光轴处像侧面为凹面，有利于边缘光线获得较小的光线偏转角，入射到像面时具有较高的相对亮度和合理的主光线角从而更好的匹配芯片。通过对光学变焦系统处于长焦状态下的有效焦距和光学变焦系统处于短焦状态下的有效焦距的合理限定，光学变焦系统处于长焦状态下的焦距与处于短焦状态下的焦距的比值大于2.36，可以保证光学变焦系统获得大变焦比，进而使搭载光学变焦系统的电子设备具有大变焦范围，能够有效提升用户体验。
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是本申请实施例一提供的光学变焦系统处于短焦状态时的结构示意图；
图2是本申请实施例一提供的光学变焦系统处于中焦状态时的结构示意图；
图3是本申请实施例一提供的光学变焦系统处于长焦状态时的结构示意图；
图4是本申请实施例一提供的光学变焦系统处于短焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图5是本申请实施例一提供的光学变焦系统处于中焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图6是本申请实施例一提供的光学变焦系统处于长焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图7是本申请实施例二提供的光学变焦系统处于短焦状态时的结构示意图；
图8是本申请实施例二提供的光学变焦系统处于中焦状态时的结构示意图；
图9是本申请实施例二提供的光学变焦系统处于长焦状态时的结构示意图；
图10是本申请实施例二提供的光学变焦系统处于短焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图11是本申请实施例二提供的光学变焦系统处于中焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图12是本申请实施例二提供的光学变焦系统处于长焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图13是本申请实施例三提供的光学变焦系统处于短焦状态时的结构示意图；
图14是本申请实施例三提供的光学变焦系统处于中焦状态时的结构示意图；
图15是本申请实施例三提供的光学变焦系统处于长焦状态时的结构示意图；
图16是本申请实施例三提供的光学变焦系统处于短焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图17是本申请实施例三提供的光学变焦系统处于中焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图18是本申请实施例三提供的光学变焦系统处于长焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图19是本申请实施例四提供的光学变焦系统处于短焦状态时的结构示意图；
图20是本申请实施例四提供的光学变焦系统处于中焦状态时的结构示意图；
图21是本申请实施例四提供的光学变焦系统处于长焦状态时的结构示意图；
图22是本申请实施例四提供的光学变焦系统处于短焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图23是本申请实施例四提供的光学变焦系统处于中焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图24是本申请实施例四提供的光学变焦系统处于长焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图25是本申请实施例五提供的光学变焦系统处于短焦状态时的结构示意图；
图26是本申请实施例五提供的光学变焦系统处于中焦状态时的结构示意图；
图27是本申请实施例五提供的光学变焦系统处于长焦状态时的结构示意图；
图28是本申请实施例五提供的光学变焦系统处于短焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图29是本申请实施例五提供的光学变焦系统处于中焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图30是本申请实施例五提供的光学变焦系统处于长焦状态时的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图31是本申请实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
近些年来，各种搭载摄像镜头的移动电子装置(包括数码相机、智能手机、笔记本电脑、平板电脑等各种便携式信息终端)迅速发展普及。光学变焦系统原多用于数码照相机或者摄像机中，具有高品质的成像效果和高变焦比率等特点，现如今在其他的被广泛使用的电子设备中，也越来越多的运用具有小型化取像单元的微型照相单元。
为适应像素数量逐渐增加、变焦范围逐渐扩大以及光学取像镜头小型化的潮流。如何在实现大范围变焦的基础上进一步缩短光学变焦系统的总长，实现光学变焦系统的小型化成为目前业界待解决的问题。基于此，本申请实施例提供了一种光学变焦系统、镜头模组及电子设备，旨在解决上述技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种光学变焦系统10。请参考图1至图30，光学变焦系统10沿光轴从物侧到像侧依次包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组。
第一透镜组包括第一透镜110和第二透镜120，其中，第一透镜110具有正屈折力，第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面。第二透镜120具有负屈折力，第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凹面。第二透镜组包括第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150，其中，第三透镜130具有正屈折力，第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凸面。第四透镜140具有屈折力。第五透镜150具有正屈折力，第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凸面。第三透镜组包括第六透镜160和第七透镜170，其中，第六透镜160具有负屈折力，第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凹面。第七透镜170具有屈折力，第七透镜170的物侧面S13于近光轴处为凸面，第七透镜170的像侧面S14于近光轴处为凹面。其中，第一透镜组，第二透镜组和第三透镜组之间于光轴上的距离可调节，以实现光学变焦系统10的焦距变化。光学变焦系统10满足以下条件式：fcj/fdj＞2.36,其中，fcj为光学变焦系统10处于长焦状态下的有效焦距，fdj为光学变焦系统10处于短焦状态下的有效焦距。
本申请实施例的光学变焦系统10，通过对第一透镜110至第七透镜170的屈折力以及面型的合理设计，第一透镜110具有正曲折力，且于光轴处物侧面S1为凸面，有利于光线汇聚，保证有足够的光通量，可以在光线较昏暗、环境较恶劣的情景下也能实现较好的成像效果；第二透镜120具有负曲折力，且于光轴处物侧面S3为凹面，于光轴处像侧面S4为凹面，有利于矫正慧差球差，为光学变焦系统10贡献合适的光焦度，提高光学变焦系统10解像力；第三透镜130具有正曲折力，且于光轴处物侧面S5为凸面，于光轴处像侧面S6为凸面，为光学变焦系统10贡献了合理的光焦度，有利于增大像面、缩短光学变焦系统10的总长，另外其合理的厚薄比和面型弯曲度减小了镜片成型加工组装的难度和系统敏感度；第五透镜150具有正曲折力，且于光轴处像侧面S10为凸面，有利于矫正前后透镜组产生的畸变场曲，促进整体像差平衡，提高成像质量；第六透镜160具有负曲折力，且于光轴处物侧面S11为凹面，有利于缩短光学变焦系统10总长，提高镜片的加工工艺性；第七透镜170具有曲折力，且于光轴处物侧面S13为凸面，于光轴处像侧面S14为凹面，有利于边缘光线获得较小的光线偏转角，入射到像面S17时具有较高的相对亮度和合理的主光线角从而更好的匹配芯片。通过对光学变焦系统10处于长焦状态下的有效焦距和光学变焦系统10处于短焦状态下的有效焦距的合理限定，光学变焦系统10处于长焦状态下的焦距与处于短焦状态下的焦距的比值大于2.36，可以保证光学变焦系统10获得大变焦比，进而使搭载光学变焦系统10的电子设备30具有大变焦范围，能够有效提升用户体验。
光学变焦系统10还满足以下条件式：1.95＜fdj/EPDdj＜2.65，其中，fdj为光学变焦系统10处于短焦状态下的有效焦距，EPDdj为光学变焦系统10处于短焦状态下的入瞳直径。基于上述实施例，通过对光学变焦系统10处于短焦状态下的有效焦距和光学变焦系统10处于短焦状态下的入瞳直径的合理限定，有利于缩短光学变焦系统10的总长，实现光学变焦系统10的小型化，同时有助于增大光学变焦系统10的光圈，使其在昏暗环境下也能获得足够的通光量，进而提高光学变焦系统10的成像品质。
光学变焦系统10还满足以下条件式：0.6＜f6/f67＜1.25，其中，f6为第六透镜160的有效焦距，f67为第六透镜160和第七透镜170的组合有效焦距。通过对第六透镜160的有效焦距以及第六透镜160和第七透镜170的组合有效焦距的合理限定，能够合理分配第六透镜160的屈折力，一方面有利于减小第三透镜组的总长，实现整个镜头的小型化；另一方面有利于第三透镜组为整个镜头提供足够的光焦度贡献量以实现长焦特性和高变焦比，同时能够校正轴外像差，提升成像品质。
光学变焦系统10还满足以下条件式：fcj/f345＞3.4，其中，fcj为光学变焦系统10处于长焦状态下的有效焦距，f345为第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150的组合有效焦距。通过对光学变焦系统10处于长焦状态下的有效焦距以及第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150的组合有效焦距的合理限定，能够合理分配第二透镜组各透镜的屈折力，有利于缩短第二透镜组的总长，平衡前后透镜组产生的像差，使光学变焦系统10同时具备长焦特性和高成像质量，其中，第二透镜组包括第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150。
光学变焦系统10还满足以下条件式：-3.9＜f5/RS10＜-0.9，其中，f5为第五透镜150的有效焦距，RS10为第五透镜150的像侧面S10于光轴处的曲率半径。通过对第五透镜150的有效焦距和第五透镜150的像侧面S10于光轴处的曲率半径的合理限定，有利于控制第五透镜150的形状，使第五透镜150具有合适的偏折程度，以合理的光焦度与前透镜形状配合能够缩短光学变焦系统10的总长，同时能够补正轴外像差，提升成像质量。
光学变焦系统10还满足以下条件式：1.2＜SDS1dj/SDmindj＜1.65，其中，DS1dj为光学变焦系统10处于短焦状态下的第一透镜110的物侧面S1的最大有效通光半口径，SDmindj为光学变焦系统10处于短焦状态下所有透镜的物侧面和像侧面中最小的一个最大有效通光半口径。通过对光学变焦系统10处于短焦状态下的第一透镜110的物侧面S1的最大有效通光半口径和光学变焦系统10处于短焦状态下所有透镜的物侧面和像侧面中最小的一个最大有效通光半口径的合理限定，有利于保证各镜片口径具有较高的均匀性，提高镜头的稳定性、降低镜片成型的组装难度。
光学变焦系统10还满足以下条件式：5＜RS14/(10*|SagS14dj|)＜28，其中，RS14为第七透镜170的像侧面S14于光轴处的曲率半径，SagS14dj为光学变焦系统10处于短焦状态下的第七透镜170的像侧面S14于最大有效半径处的矢高。其中，应注意的是，上述SagS14dj中的矢高为第七透镜170的像侧面S14与光轴的交点至该面的最大有效通光口径处(即该面最大有效半径处)于平行光轴方向上的距离；当该值为正值时，在平行于光学变焦系统10的光轴的方向上，该面的最大有效通光口径处相较于该面的中心处更靠近光学变焦系统10的像侧；当该值为负值时，在平行于光学变焦系统10的光轴的方向上，该面的最大有效通光口径处相较于该面的中心处更靠近光学变焦系统10的物侧。
通过对第七透镜170的像侧面S14于光轴处的曲率半径和光学变焦系统10处于短焦状态下的第七透镜170的像侧面S14于最大有效半径处的矢高的合理限定，能够合理约束第七透镜170的形状，有利于矫正像差，提升透镜加工的可行性。当RS14/(10*|SagS14dj|)≥28时，第七透镜170的像侧面S14的矢高过小，不利于像差矫正；当RS14/(10*|SagS14dj|)≤5时，第七透镜170的像侧面S14的面型过于复杂，不利于镜片加工成型。
光学变焦系统10还包括滤光片180，光学变焦系统10还满足以下条件式：TTL/(D1cj+D2cj+D3cj)＜2.5，其中，TTL为第一透镜110的物侧面S1至光学变焦系统10的像面S17于光轴上的距离，D1cj为光学变焦系统10处于长焦状态下第一透镜组中最靠近像侧的一个透镜的像侧面到第二透镜组最靠近物侧的一个透镜的物侧面于光轴上的距离，D2cj为光学变焦系统10处于长焦状态下第二透镜组中最靠近像侧的一个透镜的像侧面到第三透镜组中最靠近物侧的一个透镜的物侧面于光轴上的距离，D3cj为光学变焦系统10处于长焦状态下第三透镜组中最靠近像侧的一个透镜的像侧面到滤光片180的物侧面S15于光轴上的距离。
通过对第一透镜110的物侧面S1至光学变焦系统10的像面S17于光轴上的距离、光学变焦系统10处于长焦状态下第一透镜组中最靠近像侧的一个透镜的像侧面到第二透镜组最靠近物侧的一个透镜的物侧面于光轴上的距离、光学变焦系统10处于长焦状态下第二透镜组中最靠近像侧的一个透镜的像侧面到第三透镜组中最靠近物侧的一个透镜的物侧面于光轴上的距离以及光学变焦系统10处于长焦状态下第三透镜组中最靠近像侧的一个透镜的像侧面到滤光片180的物侧面S15于光轴上的距离的合理限定，能够合理配置各透镜组之间的距离，有利于在保证大变焦范围的前提下，缩短光学变焦系统10的总长，使光学变焦系统10具备小型化的特点。
为减少杂散光以提升成像效果，光学变焦系统10还可以包括光阑STO。光阑STO可以是孔径光阑STO和/或视场光阑STO。光阑STO可以位于第一透镜110的物侧与成像面S17之前任意两个相邻透镜之间。如，光阑STO可以位于：第一透镜110的物侧、第一透镜110的像侧面S2与第二透镜120的物侧面S3之间、第二透镜120的像侧面S4与第三透镜130的物侧面S5之间、第三透镜130的像侧面S6与第四透镜140的物侧面S7之间、第四透镜140的像侧面S8与第五透镜150的物侧面S9之间、第五透镜150的像侧面S10和第六透镜160的物侧面S11之间、第六透镜160的像侧面S12和第七透镜170的物侧面S13之间、第七透镜170的像侧面S16与成像面S17之间。为降低加工成本，也可以在第一透镜110的物侧面S1、第二透镜120的物侧面S3、第三透镜130的物侧面S5、第四透镜140的物侧面S7、第五透镜150的物侧面S9、第一透镜110的像侧面S2、第二透镜120的像侧面S4、第三透镜130的像侧面S6、第四透镜140的像侧面S7、第五透镜150的像侧面S10、第六透镜160的物侧面S11、第六透镜160的像侧面S12、第七透镜170的物侧面S13和第七透镜170的像侧面S14中的任意一个表面上设置光阑STO。优选的，光阑STO可以位于第三透镜130的物侧面S5。
为实现对非工作波段的过滤，光学变焦系统10还可以包括滤光片180。优选的，滤光片180可以位于第七透镜170的像侧面S14和成像面S17之间。滤光片180可用于滤除可见光，使红外波段光到达光学变焦系统10的成像面S17，从而可以在夜晚等光线不足的环境下拍摄更清晰立体的画面，进而有利于光学变焦系统10的高分辨率成像；滤光片180也用于滤除红外光，防止红外光到达光学变焦系统10的成像面S17，从而防止红外光干扰正常成像。滤光片180可与各透镜一同装配以作为光学变焦系统10中的一部分。在另一些实施例中，滤光片180并不属于光学变焦系统10的元件，此时滤光片180可以在光学变焦系统10与感光元件装配成镜头模组20时，一并安装至光学变焦系统10与感光元件之间。在一些实施例中，滤光片180也可设置在第一透镜110的物侧。另外，在一些实施例中也可通过在第一透镜110至第七透镜170中的至少一个透镜上设置滤光镀层以实现滤除非工作波段光的作用。
第一透镜110至第七透镜170的材质可以为塑料或者玻璃。在一些实施例中，光学变焦系统10中至少一个透镜的材质可为塑料(PC，Plastic)，塑料材质可以为聚碳酸酯、树胶等。在一些实施例中，光学变焦系统10中至少一个透镜的材质可为玻璃(GL，Glass)。具有塑料材质的透镜能够降低光学变焦系统10的生产成本，而具有玻璃材质的透镜能够耐受较高或较低的温度且具有优良的光学效果及较佳的稳定性。在一些实施例中，光学变焦系统10中可设置不同材质的透镜，即可采用玻璃透镜及塑料透镜相结合的设计，但具体配置关系可根据实际需求而确定，此处不加以穷举。
在一些实施例中，光学变焦系统10的至少一个透镜具有非球面面型，当透镜的至少一侧表面(物侧面或像侧面)为非球面时，即可称该透镜具有非球面面型。在一个实施例中，可以将各透镜的物侧面及像侧面均设计为非球面。非球面设计能够帮助光学变焦系统10更为有效地消除像差，改善成像品质。在一些实施例中，光学变焦系统10中的至少一个透镜也可具有球面面型，球面面型的设计可降低透镜的制备难度，降低制备成本。在一些实施例中，为了兼顾制备成本、制备难度、成像品质、组装难度等，光学变焦系统10中的各透镜表面的设计可由非球面及球面面型搭配而成。另外应注意的是，当某个透镜表面为非球面时，该透镜表面可以存在反曲结构，此时该面沿径向将发生面型种类的改变，例如一个透镜表面在近光轴处为凸面，而在靠近最大有效口径处则为凹面。具体地，在一些实施例中，第七透镜170的物侧面S13和像侧面S14中的至少一者存在反曲结构，此时配合上述第七透镜170的物侧面S13及像侧面S14于近光轴处的面型设计，从而能够对大视角系统中的边缘视场的场曲、畸变像差实现良好的校正，改善成像质量。
第二方面，本申请实施例提供了一种镜头模组20。请参见图31，镜头模组20包括镜筒(图中未示出)、上述任意的光学变焦系统10以及感光元件(图中未示出)。光学变焦系统10设置于镜筒内，感光元件设置于光学变焦系统10的像侧。
基于本申请实施例中的镜头模组20，通过对第一透镜110至第七透镜170的屈折力以及面型的合理设计，第一透镜110具有正曲折力，且于光轴处物侧面S1为凸面，有利于光线汇聚，保证有足够的光通量，可以在光线较昏暗、环境较恶劣的情景下也能实现较好的成像效果；第二透镜120具有负曲折力，且于光轴处物侧面S3为凹面，于光轴处像侧面S4为凹面，有利于矫正慧差球差，为光学变焦系统10贡献合适的光焦度，提高光学变焦系统10解像力；第三透镜130具有正曲折力，且于光轴处物侧面S5为凸面，于光轴处像侧面S6为凸面，为光学变焦系统10贡献了合理的光焦度，有利于增大像面、缩短光学变焦系统10的总长，另外其合理的厚薄比和面型弯曲度减小了镜片成型加工组装的难度和系统敏感度；第五透镜150具有正曲折力，且于光轴处像侧面S10为凸面，有利于矫正前后透镜组产生的畸变场曲，促进整体像差平衡，提高成像质量；第六透镜160具有负曲折力，且于光轴处物侧面S11为凹面，有利于缩短光学变焦系统10总长，提高镜片的加工工艺性；第七透镜170具有曲折力，且于光轴处物侧面S13为凸面，于光轴处像侧面S14为凹面，有利于边缘光线获得较小的光线偏转角，入射到像面S17时具有较高的相对亮度和合理的主光线角从而更好的匹配芯片。通过对光学变焦系统10处于长焦状态下的有效焦距和光学变焦系统10处于短焦状态下的有效焦距的合理限定，光学变焦系统10处于长焦状态下的焦距与处于短焦状态下的焦距的比值大于2.36，可以保证光学变焦系统10获得大变焦比，进而使搭载光学变焦系统10的电子设备30具有大变焦范围，能够有效提升用户体验；且透镜间合理的面型限定，有助于提升光学变焦系统10的组装良率，降低镜头模组20的组装难度。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备30。请参见图31，电子设备30包括壳体(图中未示出)及上述的镜头模组20，镜头模组20设置于壳体内。电子设备30可以为手机、照相机、无人机、汽车等。
基于本申请实施例中的电子设备30，通过对第一透镜110至第七透镜170的屈折力以及面型的合理设计，第一透镜110具有正曲折力，且于光轴处物侧面S1为凸面，有利于光线汇聚，保证有足够的光通量，可以在光线较昏暗、环境较恶劣的情景下也能实现较好的成像效果；第二透镜120具有负曲折力，且于光轴处物侧面S3为凹面，于光轴处像侧面S4为凹面，有利于矫正慧差球差，为光学变焦系统10贡献合适的光焦度，提高光学变焦系统10解像力；第三透镜130具有正曲折力，且于光轴处物侧面S5为凸面，于光轴处像侧面S6为凸面，为光学变焦系统10贡献了合理的光焦度，有利于增大像面、缩短光学变焦系统10的总长，另外其合理的厚薄比和面型弯曲度减小了镜片成型加工组装的难度和系统敏感度；第五透镜150具有正曲折力，且于光轴处像侧面S10为凸面，有利于矫正前后透镜组产生的畸变场曲，促进整体像差平衡，提高成像质量；第六透镜160具有负曲折力，且于光轴处物侧面S11为凹面，有利于缩短光学变焦系统10总长，提高镜片的加工工艺性；第七透镜170具有曲折力，且于光轴处物侧面S13为凸面，于光轴处像侧面S14为凹面，有利于边缘光线获得较小的光线偏转角，入射到像面S17时具有较高的相对亮度和合理的主光线角从而更好的匹配芯片。通过对光学变焦系统10处于长焦状态下的有效焦距和光学变焦系统10处于短焦状态下的有效焦距的合理限定，光学变焦系统10处于长焦状态下的焦距与处于短焦状态下的焦距的比值大于2.36，可以保证光学变焦系统10获得大变焦比，进而使搭载光学变焦系统10的电子设备30具有大变焦范围，能够有效提升用户体验；且透镜间合理的面型限定，有助于提升光学变焦系统10的组装良率，降低镜头模组20的组装难度，同时使电子设备30更加轻薄化。
以下将结合具体参数对光学变焦系统10进行详细说明。
具体实施例一
本申请实施例的光学变焦系统10的结构示意图请参见图1至图3，图1体现了光学变焦系统10于短焦状态时的结构示意图，图2体现了光学变焦系统10于中焦状态时的结构示意图，图3体现了光学变焦系统10于长焦状态时的结构示意图。应注意的是，图1至图3给出了系统在变焦过程中各镜组之间的相对移动关系，并不意味各系统只能在这三个状态之间调节，对于以下各实施例也是如此。
光学变焦系统10包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、光阑STO、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和滤光片180。第一透镜110具有正屈折力，第二透镜120具有负屈折力，第三透镜130具有正屈折力，第四透镜140具有负屈折力，第五透镜150具有正屈折力，第六透镜160具有负屈折力，第七透镜170具有正屈折力。第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凸面。第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凹面。第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凸面。第四透镜140的物侧面S7于近光轴处为凸面，第四透镜140的像侧面S8于近光轴处为凹面。第五透镜150的物侧面S9于近光轴处为凸面，第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凸面。第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凹面，第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凹面。第七透镜170的物侧面S13于近光轴处为凸面，第七透镜170的像侧面S14于近光轴处为凹面。
本申请实施例中，各透镜的焦距参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm，光学变焦系统10的相关参数如表1所示，表1中EFL为光学变焦系统10的焦距，FNO表示光圈数，FOV表示光学变焦系统10的最大视场角，TTL表示第一透镜110的物侧面S1至像面S17于光轴上的距离；焦距、曲率半径及距离的单位均为毫米。表1
Figure BDA0003151094720000081
Figure BDA0003151094720000091
另外，表1中的D1代表第二透镜120的像侧面S4至第三透镜130的物侧面S5于光轴上的距离，也即代表了第一透镜组与第二透镜组之间于光轴上的距离。D2代表第五透镜150的像侧面S10至第六透镜160的物侧面S11于光轴上的距离，也即代表了第二透镜组与第三透镜组之间于光轴上的距离。D3代表第七透镜170的像侧面S14至滤光片180的物侧面S15于光轴上的距离，也即代表了第三透镜组与滤光片180之间于光轴上的距离。D1、D2及D3在不同变焦状态下的数值可参考下表，数值单位为毫米(mm)：
D1 D2 D3
短焦状态 7.922868531 2.480110222 1.094648935
长焦状态 0.485080876 1.342445362 9.67510145
中焦状态 2.978901024 1.329051 7.184675664
另外，在表1中，光学变焦系统10的有效焦距EFL、光圈数FNO及最大视场角FOV均给出了三个参数值，其中由左至右分别表示光学变焦系统10在短焦状态、中焦状态及长焦状态下的参数值。例如，根据表1的这些参数值可得出，在短焦状态时，光学变焦系统10的有效焦距EFLd＝10.804mm，光圈数FNOd＝2.436°，最大视场角FOVd＝34.011°。在中焦状态时，光学变焦系统10的有效焦距EFLz＝19.66mm，光圈数FNOz＝3.672°，最大视场角FOVz＝19.012°。在长焦状态时，光学变焦系统10的有效焦距EFLc＝25.617mm，光圈数FNOc＝4.285°，最大视场角FOVc＝14.588°。另外，该实施例中的光学变焦系统10在变焦过程中的光学总长保持不变，即第一镜组相较成像面S17静止，TTL＝27mm。
光学变焦系统10的透镜的表面可能是非球面，对于这些非球面的表面，非球面表面的非球面方程为：
Figure BDA0003151094720000092
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表示顶点处表面的曲率，K表示圆锥常数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶、18阶、20阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例中，非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表2所示：表2
Figure BDA0003151094720000093
Figure BDA0003151094720000101
另外，图4体现了该实施例中的光学变焦系统处于短焦状态时的纵向球差图(a)、像散图(b)和畸变图(c)，图5体现了该实施例中的光学变焦系统10处于中焦状态时的纵向球差图(a)、像散图(b)和畸变图(c)，图6体现了该实施例中的光学变焦系统10处于长焦状态时的纵向球差图(a)、像散图(b)和畸变图(c)。图4至图6中的像散图(b)和畸变图(c)的参考波长为587.6nm。图4至图6均包括光学变焦系统10的纵向球面像差图(a)，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，横坐标表示成像面到光线与光轴交点的距离(单位为mm)。由各纵向球面像差图可知，在短焦状态、中焦状态及长焦状态三种变焦状态下，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4至图6分别还包括光学变焦系统10的场曲图，其中S曲线代表587.56nm下的弧矢场曲，T曲线代表587.56nm下的子午场曲。由图中可知，在短焦状态、中焦状态及长焦状态三种变焦状态下，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4至图6分别还包括光学变焦系统10的畸变图(c)，由图中可知，在短焦状态、中焦状态及长焦状态三种变焦状态下，由主光束引起的图像变形较小，变焦性能优良。
具体实施例二
本申请实施例的光学变焦系统10的结构示意图请参见图7至图9，光学变焦系统10包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、光阑STO、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和滤光片180。第一透镜110具有正屈折力，第二透镜120具有负屈折力，第三透镜130具有正屈折力，第四透镜140具有负屈折力，第五透镜150具有正屈折力，第六透镜160具有负屈折力，第七透镜170具有正屈折力。第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凸面。第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凹面。第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凸面。第四透镜140的物侧面S7于近光轴处为凸面，第四透镜140的像侧面S8于近光轴处为凹面。第五透镜150的物侧面S9于近光轴处为凸面，第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凸面。第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凹面，第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凹面。第七透镜170的物侧面S13于近光轴处为凸面，第七透镜170的像侧面S14于近光轴处为凹面。
本申请实施例中，各透镜的焦距参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm，光学变焦系统10的相关参数如表1所示，表1中EFL为光学变焦系统10的焦距，FNO表示光圈数，FOV表示光学变焦系统10的最大视场角，TTL表示第一透镜110的物侧面S1至像面S17于光轴上的距离；焦距、曲率半径及距离的单位均为毫米。表3
Figure BDA0003151094720000102
Figure BDA0003151094720000111
另外，在表3中，光学变焦系统10的有效焦距EFL、光圈数FNO及最大视场角FOV均给出了三个参数值，其中由左至右分别表示光学变焦系统10在短焦状态、中焦状态及长焦状态下的参数值。
D1、D2及D3在不同变焦状态下的数值可参考下表，数值单位为毫米(mm)：
D1 D2 D3
短焦状态 7.48894183 2.450369724 1.032938825
长焦状态 0.03 1.1336823 9.813568079
中焦状态 2.595190852 1.16844118 7.203618346
本申请实施例中，非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表4所示：表4
表面编号 K A4 A6 A8
S1 -9.023E+00 5.329E-04 -2.685E-05 1.815E-06
S2 -1.136E-01 -1.866E-04 -2.227E-05 2.439E-06
S7 -2.923E+01 -2.858E-03 -4.325E-05 -2.895E-06
S8 -1.169E+01 -1.889E-03 -1.439E-04 7.375E-06
S9 -3.310E+01 4.610E-04 1.392E-05 3.968E-06
S10 -1.912E+00 3.903E-04 1.341E-04 -3.940E-06
S11 -1.028E+00 1.866E-02 -2.613E-03 2.869E-04
S12 -1.690E+01 1.094E-02 1.135E-03 -7.764E-04
S13 -1.125E+01 -5.509E-03 7.992E-04 -3.320E-04
S14 -2.168E+01 -5.699E-03 4.603E-05 -1.760E-05
表面编号 A10 A12 A14 A16
S1 -9.418E-08 1.258E-09 0.000E+00 0.000E+00
S2 -1.647E-07 3.603E-09 0.000E+00 0.000E+00
S7 2.495E-07 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
S8 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
S9 -2.800E-07 1.264E-08 0.000E+00 0.000E+00
S10 1.122E-07 9.340E-09 0.000E+00 0.000E+00
S11 -1.988E-05 6.572E-07 0.000E+00 0.000E+00
S12 1.680E-04 -1.786E-05 7.402E-07 0.000E+00
S13 5.043E-05 -3.695E-06 0.000E+00 0.000E+00
S14 3.689E-07 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
由图10至图12中的像差图可知，光学变焦系统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变焦系统10拥有良好的成像品质。
具体实施例三
本申请实施例的光学变焦系统10的结构示意图请参见图13至图15，光学变焦系统10包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、光阑STO、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和滤光片180。第一透镜110具有正屈折力，第二透镜120具有负屈折力，第三透镜130具有正屈折力，第四透镜140具有负屈折力，第五透镜150具有正屈折力，第六透镜160具有负屈折力，第七透镜170具有正屈折力。第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凸面。第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凹面。第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凸面。第四透镜140的物侧面S7于近光轴处为凸面，第四透镜140的像侧面S8于近光轴处为凹面。第五透镜150的物侧面S9于近光轴处为凸面，第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凸面。第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凹面，第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凸面。第七透镜170的物侧面S13于近光轴处为凸面，第七透镜170的像侧面S14于近光轴处为凹面。
本申请实施例中，各透镜的焦距参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm，光学变焦系统10的相关参数如表1所示，表1中EFL为光学变焦系统10的焦距，FNO表示光圈数，FOV表示光学变焦系统10的最大视场角，TTL表示第一透镜110的物侧面S1至像面S17于光轴上的距离；焦距、曲率半径及距离的单位均为毫米。表5
Figure BDA0003151094720000121
另外，在表5中，光学变焦系统10的有效焦距EFL、光圈数FNO及最大视场角FOV均给出了三个参数值，其中由左至右分别表示光学变焦系统10在短焦状态、中焦状态及长焦状态下的参数值。
D1、D2及D3在不同变焦状态下的数值可参考下表，数值单位为毫米(mm)：
D1 D2 D3
短焦状态 9.699298677 2.067099469 0.672862833
长焦状态 0.030138979 0.308444254 12.10566404
中焦状态 3.283319648 0.392128056 8.758813275
本申请实施例中，非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表6所示：表6
表面编号 K A4 A6 A8
S1 -5.609E+00 5.284E-04 -2.453E-06 1.297E-06
S2 1.980E+01 1.798E-05 1.099E-05 -3.494E-07
S7 -3.392E+01 -3.527E-03 3.942E-05 -1.028E-05
S8 -1.549E+01 -1.894E-03 -4.768E-04 4.467E-05
S9 -3.310E+01 5.030E-04 -2.324E-04 3.536E-05
S10 -1.168E+01 1.224E-04 3.772E-04 -1.686E-05
S11 -2.344E+00 2.096E-02 -3.991E-03 5.788E-04
S12 -1.690E+01 1.994E-02 -1.805E-03 -1.456E-04
S13 -1.023E+01 -3.246E-03 -9.512E-04 2.552E-05
S14 -2.661E+01 -7.806E-03 1.703E-04 -4.457E-05
表面编号 A10 A12 A14 A16
S1 -9.418E-08 1.258E-09 0.000E+00 0.000E+00
S2 -1.647E-07 3.603E-09 0.000E+00 0.000E+00
S7 2.495E-07 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
S8 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
S9 -2.800E-07 1.264E-08 0.000E+00 0.000E+00
S10 1.122E-07 9.340E-09 0.000E+00 0.000E+00
S11 -1.988E-05 6.572E-07 0.000E+00 0.000E+00
S12 1.680E-04 -1.786E-05 7.402E-07 0.000E+00
S13 5.043E-05 -3.695E-06 0.000E+00 0.000E+00
S14 3.689E-07 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
由图16至图18中的像差图可知，光学变焦系统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变焦系统10拥有良好的成像品质。
具体实施例四
本申请实施例的光学变焦系统10的结构示意图请参见图19至图21，光学变焦系统10包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、光阑STO、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和滤光片180。第一透镜110具有正屈折力，第二透镜120具有负屈折力，第三透镜130具有正屈折力，第四透镜140具有负屈折力，第五透镜150具有正屈折力，第六透镜160具有负屈折力，第七透镜170具有正屈折力。第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凹面。第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凹面。第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凸面。第四透镜140的物侧面S7于近光轴处为凹面，第四透镜140的像侧面S8于近光轴处为凹面。第五透镜150的物侧面S9于近光轴处为凹面，第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凸面。第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凹面，第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凹面。第七透镜170的物侧面S13于近光轴处为凸面，第七透镜170的像侧面S14于近光轴处为凹面。
本申请实施例中，各透镜的焦距参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm，光学变焦系统10的相关参数如表1所示，表1中EFL为光学变焦系统10的焦距，FNO表示光圈数，FOV表示光学变焦系统10的最大视场角，TTL表示第一透镜110的物侧面S1至像面S17于光轴上的距离；焦距、曲率半径及距离的单位均为毫米。表7
Figure BDA0003151094720000131
另外，在表7中，光学变焦系统10的有效焦距EFL、光圈数FNO及最大视场角FOV均给出了三个参数值，其中由左至右分别表示光学变焦系统10在短焦状态、中焦状态及长焦状态下的参数值。
D1、D2及D3在不同变焦状态下的数值可参考下表，数值单位为毫米(mm)：
D1 D2 D3
短焦状态 7.455008907 2.980294496 1.002657434
长焦状态 0.082468961 1.475393205 9.875098671
中焦状态 2.597083446 1.496047672 7.339829718
本申请实施例中，非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表8所示：表8
Figure BDA0003151094720000132
Figure BDA0003151094720000141
由图22至图24中的像差图可知，光学变焦系统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变焦系统10拥有良好的成像品质。
具体实施例五
本申请实施例的光学变焦系统10的结构示意图请参见图25至图27，光学变焦系统10包括沿光轴从物侧到像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、光阑STO、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和滤光片180。第一透镜110具有正屈折力，第二透镜120具有负屈折力，第三透镜130具有正屈折力，第四透镜140具有正屈折力，第五透镜150具有正屈折力，第六透镜160具有负屈折力，第七透镜170具有负屈折力。第一透镜110的物侧面S1于近光轴处为凸面，第一透镜110的像侧面S2于近光轴处为凸面。第二透镜120的物侧面S3于近光轴处为凹面，第二透镜120的像侧面S4于近光轴处为凹面。第三透镜130的物侧面S5于近光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面S6于近光轴处为凸面。第四透镜140的物侧面S7于近光轴处为凹面，第四透镜140的像侧面S8于近光轴处为凸面。第五透镜150的物侧面S9于近光轴处为凹面，第五透镜150的像侧面S10于近光轴处为凸面。第六透镜160的物侧面S11于近光轴处为凹面，第六透镜160的像侧面S12于近光轴处为凹面。第七透镜170的物侧面S13于近光轴处为凸面，第七透镜170的像侧面S14于近光轴处为凹面。
本申请实施例中，各透镜的焦距参考波长为555nm，折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm，光学变焦系统10的相关参数如表1所示，表1中EFL为光学变焦系统10的焦距，FNO表示光圈数，FOV表示光学变焦系统10的最大视场角，TTL表示第一透镜110的物侧面S1至像面S17于光轴上的距离；焦距、曲率半径及距离的单位均为毫米。表9
Figure BDA0003151094720000142
Figure BDA0003151094720000151
另外，在表9中，光学变焦系统10的有效焦距EFL、光圈数FNO及最大视场角FOV均给出了三个参数值，其中由左至右分别表示光学变焦系统10在短焦状态、中焦状态及长焦状态下的参数值。
D1、D2及D3在不同变焦状态下的数值可参考下表，数值单位为毫米(mm)：
D1 D2 D3
短焦状态 7.608457904 2.309955081 1.029669465
长焦状态 0.134781392 1.106795532 9.711505526
中焦状态 2.697856802 1.162953085 7.082272562
本申请实施例中，非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表10所示：表10
表面编号 K A4 A6 A8
S1 -3.973E+00 5.946E-04 -5.836E-06 5.709E-06
S2 -2.050E-01 1.486E-04 -1.295E-05 1.055E-05
S7 -3.392E+01 -2.907E-03 -2.339E-05 -4.723E-08
S8 -2.475E+01 2.278E-03 -6.221E-04 2.723E-05
S9 -4.913E+01 2.248E-03 3.111E-05 -5.761E-05
S10 -5.970E+00 -5.743E-05 1.173E-04 1.382E-05
S11 -6.214E-01 7.581E-03 -4.982E-04 2.354E-05
S12 -1.690E+01 3.787E-03 3.056E-04 -1.033E-04
S13 -3.013E+01 -7.870E-03 1.944E-04 -1.668E-05
S14 -1.154E+01 -7.669E-03 4.403E-04 -4.164E-05
表面编号 A10 A12 A14 A16
S1 -5.224E-07 2.476E-08 0.000E+00 0.000E+00
S2 -1.236E-06 6.661E-08 0.000E+00 0.000E+00
S7 2.068E-07 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
S8 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
S9 7.651E-06 -3.225E-07 0.000E+00 0.000E+00
S10 -1.695E-08 -8.296E-08 0.000E+00 0.000E+00
S11 3.528E-07 -3.637E-08 0.000E+00 0.000E+00
S12 8.642E-06 -2.982E-07 3.653E-09 0.000E+00
S13 -7.166E-06 4.183E-07 0.000E+00 0.000E+00
S14 1.728E-06 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
由图28至图30中的像差图可知，光学变焦系统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变焦系统10拥有良好的成像品质。
上述五组实施例的数据如下表11中的数据：表11
条件式 具体实施例一 具体实施例二 具体实施例三 具体实施例四 具体实施例五
f<sub>cj</sub>/f<sub>dj</sub>＞2.36 2.371 2.371 2.767 2.371 2.369
1.95＜f<sub>dj</sub>/EPD<sub>dj</sub>＜2.65 2.436 1.984 2.436 2.436 2.636
0.6＜f<sub>6</sub>/f<sub>67</sub>＜1.25 0.69 0.73 0.73 0.67 1.21
f<sub>cj</sub>/f<sub>345</sub>＞3.4 3.52 3.46 3.88 3.47 3.55
-3.9＜f<sub>5</sub>/R<sub>S10</sub>＜-0.9 -1.11 -1.01 -0.96 -1.86 -3.84
1.2＜SD<sub>S1dj</sub>/SD<sub>mindj</sub>＜1.65 1.28 1.37 1.62 1.44 1.25
5＜R<sub>S14</sub>/(10*|Sag<sub>S14dj</sub>|)＜28 7.257 8.230 5.399 9.482 27.079
TTL/(D<sub>1cj</sub>+D<sub>2cj</sub>+D<sub>3cj</sub>)＜2.5 2.35 2.46 2.25 2.36 2.45
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学变焦系统，其特征在于，所述光学变焦系统具有七片具有光焦度的透镜，所述光学变焦系统的七片所述透镜沿光轴从物侧到像侧依次包括：
第一透镜组，所述第一透镜组由具有光焦度的两片所述透镜组成，包括第一透镜和第二透镜，其中，所述第一透镜具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面于近所述光轴处为凸面；所述第二透镜具有负屈折力，所述第二透镜的物侧面于近所述光轴处为凹面，所述第二透镜的像侧面于近所述光轴处为凹面；
第二透镜组，所述第二透镜组由具有光焦度的三片所述透镜组成，包括第三透镜、第四透镜和第五透镜，其中，所述第三透镜具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面于近所述光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面于近所述光轴处为凸面；所述第四透镜具有屈折力；所述第五透镜具有正屈折力，所述第五透镜的像侧面于近所述光轴处为凸面；
第三透镜组，所述第三透镜组由具有光焦度的两片所述透镜组成，包括第六透镜和第七透镜，其中，所述第六透镜具有负屈折力，所述第六透镜的物侧面于近所述光轴处为凹面；所述第七透镜具有屈折力，所述第七透镜的物侧面于近所述光轴处为凸面，所述第七透镜的像侧面于近所述光轴处为凹面；
所述第一透镜组，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间于光轴上的距离可调节；
其中，所述光学变焦系统满足以下条件式：
fcj/fdj＞2.36；
其中，fcj为所述光学变焦系统处于长焦状态下的有效焦距，fdj为所述光学变焦系统处于短焦状态下的有效焦距。
2.如权利要求1所述的一种光学变焦系统，其特征在于，所述光学变焦系统还满足以下条件式：
1.95＜fdj/EPDdj＜2.65；
其中，fdj为所述光学变焦系统处于短焦状态下的有效焦距，EPDdj为所述光学变焦系统处于短焦状态下的入瞳直径。
3.如权利要求1所述的一种光学变焦系统，其特征在于，所述光学变焦系统还满足以下条件式：
0.6＜f6/f67＜1.25；
其中，f6为所述第六透镜的有效焦距，f67为所述第六透镜和所述第七透镜的组合有效焦距。
4.如权利要求1所述的一种光学变焦系统，其特征在于，所述光学变焦系统还满足以下条件式：
fcj/f345＞3.4；
其中，f345为所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的组合有效焦距。
5.如权利要求1所述的一种光学变焦系统，其特征在于，所述光学变焦系统还满足以下条件式：
-3.9＜f5/RS10＜-0.9；
其中，f5为所述第五透镜的有效焦距，RS10为所述第五透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径。
6.如权利要求1所述的一种光学变焦系统，其特征在于，所述光学变焦系统还满足以下条件式：
1.2＜SDS1dj/SDmindj＜1.65；
其中，SDS1dj为所述光学变焦系统处于短焦状态下的所述第一透镜的物侧面的最大有效通光半口径；SDmindj为所述光学变焦系统处于短焦状态下所有透镜的物侧面和像侧面中，最小的一个最大有效通光半口径。
7.如权利要求1所述的一种光学变焦系统，其特征在于，所述光学变焦系统还满足以下条件式：
5＜RS14/(10*|SagS14dj|)＜28；
其中，RS14为所述第七透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径，SagS14dj为所述光学变焦系统处于短焦状态下的所述第七透镜的像侧面于最大有效半径处的矢高。
8.如权利要求1所述的一种光学变焦系统，其特征在于，所述光学变焦系统还包括滤光片，所述光学变焦系统还满足以下条件式：
TTL/(D1cj+D2cj+D3cj)＜2.5；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学变焦系统的像面于所述光轴上的距离，D1cj为所述光学变焦系统处于长焦状态下所述第一透镜组中最靠近所述像侧的一个透镜的像侧面到所述第二透镜组中最靠近所述物侧的一个透镜的物侧面于所述光轴上的距离，D2cj为所述光学变焦系统处于长焦状态下所述第二透镜组中最靠近所述像侧的一个透镜的像侧面到所述第三透镜组中最靠近所述物侧的一个透镜的物侧面于所述光轴上的距离，D3cj为所述光学变焦系统处于长焦状态下所述第三透镜组中最靠近所述像侧的一个透镜的像侧面到所述滤光片的物侧面于所述光轴上的距离。
9.一种镜头模组，其特征在于，包括：
镜筒；
权利要求1至8中任一项所述光学变焦系统，所述光学变焦系统设置于所述镜筒内；以及
感光元件，所述感光元件设置于所述光学变焦系统的像侧。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
壳体；及
权利要求9所述的镜头模组，所述镜头模组设置于所述壳体内。
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