CN113741008A - 光学系统、取像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。光学系统包括:具有正屈折力的第一透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;具有负屈折力的第二透镜,物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凸面;具有负屈折力的第三透镜,像侧面于近光轴处为凹面;具有屈折力的第四透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;具有屈折力的第五透镜;具有正屈折力的第六透镜,像侧面于近光轴处为凸面;具有负屈折力的第七透镜,物侧面于近光轴处为凸面,像侧面于近光轴处为凹面;光学系统满足:2.9≤f/SD11≤3.5。上述光学系统,能够兼顾大光圈特性和小头部设计的实现。
Description
技术领域
本发明涉及摄像领域,特别是涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。
背景技术
随着智能手机、平板电脑、电子阅读器等电子设备的迅速发展,越来越多的电子设备配置有摄像镜头以具备拍摄功能,屏下开孔设计以安装摄像镜头的方式能够提升电子设备的屏占比。同时,具有大光圈特性的摄像镜头在弱光环境下也能够具备良好的成像质量,能够适用于屏下开孔设计等多种应用场景。具有小头部设计的摄像镜头应用于屏下开孔设计时有利于减小开孔尺寸,从而有利于提升电子设备的屏占比。然而,目前的摄像镜头难以兼顾大光圈特性和小头部设计的实现,不利于摄像镜头应用在具有屏下开孔设计的电子设备中。
发明内容
基于此,有必要针对目前的摄像镜头难以兼顾大光圈特性和小头部设计的实现的问题,提供一种光学系统、取像模组及电子设备。
一种光学系统,沿光轴由物侧至像侧依次包括:
具有正屈折力的第一透镜,所述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;
具有负屈折力的第二透镜,所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有负屈折力的第三透镜,所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
具有屈折力的第四透镜,所述第四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;
具有屈折力的第五透镜;
具有正屈折力的第六透镜,所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
具有负屈折力的第七透镜,所述第七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;
且所述光学系统满足以下条件式:
2.9≤f/SD11≤3.5;
其中,f为所述光学系统的有效焦距,SD11为所述第一透镜的物侧面最大有效口径的一半。
上述光学系统,第一透镜具有正屈折力并满足上述面型设计,有利于使第一透镜的像方焦点位置更靠近物侧,从而有利于压缩光学系统的总长。第二透镜具有负屈折力并拥有与第一透镜相反的面型配置,从而能够合理地配合第一透镜扩展进入镜头的光线,有利于增大光学系统的视场角。第三透镜具有负屈折力并且像侧面于近光轴处为凹面,从而能够配合第二透镜进一步扩展光束,并进一步修正第一透镜产生的像差。第四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,有利于增强中间光线追迹的稳定性。第六透镜与第七透镜交替的屈折力设计以及面型设计,能够最终调节即将会聚于成像面上的光线,进一步抑制由大角度入射的光线在到达成像面前的偏折程度,从而可有效抑制场曲、像散、畸变等轴外像差。通过以上配置有助于扩大光学系统的视场角,实现广角特性,并且使光学系统更加紧凑,满足小型化设计的需要。
上述条件式反映了光学系统的相对进光量,满足上述条件式时,光学系统的相对进光量保持在合理范围,既有利于减小第一透镜物侧面的有效口径,从而满足小头部设计的需求,同时也有利于增大光学系统的入瞳口径,以提升光学系统的进光量和成像质量,从而使得光学系统在弱光环境下也能够具备良好的成像质量,进而使得光学系统适用于屏下开孔设计等场景。当f/SD11>3.5,第一透镜的有效口径过小,在实现小头部设计时不利于提升光学系统的进光量,难以满足弱光环境下的应用需求;当f/SD11<2.9,在提升光学系统进光量时,第一透镜的有效口径过大,不利于实现小头部设计。
在其中一个实施例中,所述光学系统还包括光阑,所述光阑设置于所述第一透镜与所述第二透镜之间。光阑中置的设计,为广角特性的实现提供了可能,同时也有利于提升光学系统的进光量。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
0.28≤ET1/CT1≤0.4;
其中,ET1为所述第一透镜的物侧面最大有效口径处至像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离,即所述第一透镜的边缘厚度,CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度,即所述第一透镜的中心厚度。上述条件式反映了第一透镜在垂直于光轴方向上的厚度和屈折力分布,满足上述条件式时,第一透镜厚度呈较均匀的中间厚两边薄的凸透镜,屈折力为正,有助于收缩光线,从而缩小光学系统的光学总长;同时合理配置第一透镜的边缘厚度占比,也有利于为屏下开孔设计提供足够的头部深度。当ET1/CT1>0.4,第一透镜的屈折力不足,难以提供良好的光线偏折条件;当ET1/CT1<0.28,第一透镜的边缘厚度占比小,头部深度无法做大,难以满足特定的头部深度,不利于光学系统在屏下开孔设计中的应用。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
0.6mm≤CT1≤0.9mm。满足上述条件式时,配合关系式0.28≤ET1/CT1≤0.4,有利于增大第一透镜的边缘厚度,从而在实现小头部设计的同时有利于大头部深度的设计,进而有利于光学系统在屏下开孔设计中的组装应用。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
0.6≤TTL/(ImgH*2)≤0.9;
其中,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,即所述光学系统的光学总长,ImgH为所述光学系统的最大成像圆的半径。满足上述条件式时,有利于缩短光学系统的总长,实现小型化设计,同时有利于光学系统具备大像面特性,从而使得光学系统能够匹配大尺寸的感光元件,有利于提升光学系统的分辨率。满足上述条件式,配合上述屈折力和面型配置,有利于实现光学系统的小型化设计,同时获得良好的像差平衡与成像质量的提升。当TTL/(ImgH*2)>0.9,在增大光学系统的像面以提升光学系统的成像质量的同时,光学系统的光学总长过长,不利于光学系统的小型化设计;当TTL/(IMGH*2)<0.6,光学系统的总长过短,不利于像差的平衡,也不利于光学系统与感光元件的匹配以及解像力的优化。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
-4≤f23/f≤-1.4;
其中,f23为所述第二透镜与所述第三透镜的组合焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第二透镜与第三透镜在光学系统中的屈折力,有利于校正光学系统的像差,提升光学系统的成像质量,同时也有利于合理配置第二透镜与第三透镜的面型,使得第二透镜与第三透镜的工艺性良好,从而有利于满足小头部设计与大头部深度设计的需求。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
0.7≤CT6/|SAG61|≤3.5;
其中,CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度,SAG61为所述第六透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高,即所述第六透镜的物侧面与光轴的交点至第六透镜的物侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离。满足上述条件式时,能够合理设计第六透镜的形状,从而有利于第六透镜的制造及成型,减少成型不良的缺陷,同时,也有利于第六透镜有效校正物方各透镜所产生的场曲,从而平衡光学系统的场曲,使得不同视场的场曲大小趋于平衡,进而使得光学系统成像的画质均匀,提高光学系统的成像质量。当CT6/|SAG61|<0.7时,第六透镜的物侧面于圆周处的面型过度弯曲,容易导致成型不良,影响制造良率。当CT6/|SAG61|>3.5时,第六透镜的物侧面于圆周处的面型过于平滑,导致第六透镜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。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
5.5°/mm≤HFOV/f≤9.5°/mm;
其中,HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半。满足上述条件式时,有利于扩大光学系统的视场角,从而有利于提升成像画面的取景面积,同时能够使得光学系统的有效焦距不至于太小,在容纳更多取像面积的同时,有利于对远距离的物体成像;另外,合理的焦距设计也有利于提升光学系统对低频细节的捕捉能力,满足高像质设计需求。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
2≤|f67/f|≤18;
其中,f67为所述第六透镜与所述第七透镜的组合焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第六透镜与第七透镜在光学系统的屈折力,使得第六透镜与第七透镜的面型更加合理,有利于减小光学系统的偏心敏感度,并降低光学系统的组装敏感度,且有利于降低第六透镜与第七透镜的制作和组装难度,提高制作和组装良率;另外,也有利于第六透镜和第七透镜之间的像差相互校正,从而有利于提升光学系统的成像解析度。超过关系式范围,不利于第六透镜与第七透镜校正光学系统的像差,从而导致成像品质下降。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足以下条件式:
5.5/mm≤FNO/ET2≤12/mm;
其中,FNO为所述光学系统的光圈数,ET2为所述第二透镜的物侧面最大有效口径处至像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离,即所述第二透镜的边缘厚度。满足上述条件式时,有利于光学系统具备大光圈特性,从而提升光学系统的进光量,在实现广角特性的同时有助于抑制边缘视场相对照度下降过快的情况;另外,大光圈特性也能够为光学系统提供更高的衍射极限,配合各透镜合理的屈折力配置,有利于提高光学系统的成像解像力,从而增强光学系统的成像质量;再者,能够合理配置第二透镜的形状,为光学系统提供一定的畸变与场曲补偿值,有利于第二透镜平衡第一透镜产生的像差;同时也有利于减小第二透镜对各视场光线偏折程度的影响,从而减小像方透镜光线的入射角度,有助于降低光学系统与感光元件的匹配难度及敏感度。
一种取像模组,包括感光元件以及上述任一实施例所述的光学系统,所述感光元件设置于所述光学系统的像侧。在所述取像模组中采用上述光学系统,能够实现广角特性及小型化设计,同时也能够兼顾大光圈特性和小头部设计的实现,有利于取像模组在屏下开孔设计中的应用。
一种电子设备,包括壳体以及上述的取像模组,所述取像模组设置于所述壳体。在所述电子设备中采用上述取像模组,取像模组能够实现广角特性及小型化设计,同时也能够兼顾大光圈特性和小头部设计的实现,从而有利于电子设备进行屏下开孔设计。
附图说明
图1为本申请第一实施例中的光学系统的结构示意图;
图2为本申请第一实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
图3为本申请第二实施例中的光学系统的结构示意图;
图4为本申请第二实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
图5为本申请第三实施例中的光学系统的结构示意图;
图6为本申请第三实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
图7为本申请第四实施例中的光学系统的结构示意图;
图8为本申请第四实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
图9为本申请第五实施例中的光学系统的结构示意图;
图10为本申请第五实施例中的光学系统的纵向球差图、像散图及畸变图;
图11为本申请一实施例中的取像模组的示意图;
图12为本申请一实施例中的电子设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”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”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
请参见图1,在本申请的一些实施例中,光学系统100沿光轴110由物侧到像侧依次包括第一透镜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以及第七透镜L7。具体地,第一透镜L1包括物侧面S1及像侧面S2,第二透镜L2包括物侧面S3及像侧面S4,第三透镜L3包括物侧面S5及像侧面S6,第四透镜L4包括物侧面S7及像侧面S8,第五透镜L5包括物侧面S9及像侧面S10,第六透镜L6包括物侧面S11及像侧面S12,第七透镜L7包括物侧面S13及像侧面S14。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以及第七透镜L7同轴设置,光学系统100中各透镜共同的轴线即为光学系统100的光轴110。
其中,第一透镜L1具有正屈折力,第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凸面,像侧面S2于近光轴110处为凹面,有利于使第一透镜L1的像方焦点位置更靠近物侧,从而有利于压缩光学系统100的总长。第二透镜L2具有负屈折力并拥有与第一透镜L1相反的面型配置,即第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凹面,像侧面S4于近光轴处为凸面,从而能够合理地配合第一透镜L1扩展进入镜头的光线,有利于增大光学系统100的视场角。第三透镜L3具有负屈折力,第三透镜L3的像侧面S6于近光轴110处为凹面,从而能够配合第二透镜L2进一步扩展光束,并进一步修正第一透镜L1产生的像差。第四透镜L4具有屈折力。第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凸面,像侧面S8于近光轴110处为凹面,有利于增强中间光线追迹的稳定性。第五透镜L5具有屈折力。第六透镜L6具有正屈折力,第六透镜L6的像侧面S12于近光轴110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于近光轴110处为凸面,像侧面S14于近光轴110处为凹面。第六透镜L6与第七透镜L7交替的屈折力设计以及面型设计,能够最终调节即将会聚于成像面上的光线,进一步抑制由大角度入射的光线在到达成像面前的偏折程度,从而可有效抑制场曲、像散、畸变等轴外像差。具有上述屈折力及面型特征,有助于扩大光学系统100的视场角,实现广角特性,并且使光学系统100更加紧凑,满足小型化设计的需要。
另外,在一些实施例中,光学系统100设置有光阑STO,光阑STO可设置于第一透镜L1和第二透镜L2之间。光阑STO中置的设计,为广角特性的实现提供了可能,同时也有利于提升光学系统100的进光量。在一些实施例中,光学系统100还包括设置于第七透镜L7像侧的红外滤光片L8。红外滤光片L8可为红外截止滤光片,用于滤除干扰光,防止干扰光到达光学系统100的成像面而影响正常成像。进一步地,光学系统100还包括位于第七透镜L7像侧的像面S17,像面S17即为光学系统100的成像面,入射光经第一透镜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以及第七透镜L7调节后能够成像于像面S17。
在一些实施例中,光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面均为非球面。非球面结构的采用能够提高透镜设计的灵活性,并有效地校正球差,改善成像质量。在另一些实施例中,光学系统100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100中各透镜的表面可以是非球面或球面的任意组合。
在一些实施例中,光学系统100中的各透镜的材质可以均为玻璃或均为塑料。采用塑料材质的透镜能够减少光学系统100的重量并降低生产成本,配合光学系统100的小尺寸以实现光学系统100的轻薄化设计。而采用玻璃材质的透镜使光学系统100具备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100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。
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中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S1,最靠近像侧的表面可视为像侧面S2。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S1,最靠近像侧的透镜的像侧面为像侧面S2。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。
进一步地,在一些实施例中,光学系统100满足条件式:2.9≤f/SD11≤3.5;其中,f为光学系统100的有效焦距,SD11为第一透镜L1的物侧面S1最大有效口径的一半。具体地,f/SD11可以为:2.994、3.012、3.038、3.125、3.167、3.226、3.297、3.315、3.374或3.432。上述条件式反映了光学系统100的相对进光量,满足上述条件式时,光学系统100的相对进光量保持在合理范围,既有利于减小第一透镜L1物侧面S1的有效口径,从而满足小头部设计的需求,同时也有利于增大光学系统100的入瞳口径,以提升光学系统100的进光量和成像质量,从而使得光学系统100在弱光环境下也能够具备良好的成像质量,进而使得光学系统100适用于屏下开孔设计等场景。当f/SD11>3.5,第一透镜L1的有效口径过小,在实现小头部设计时不利于提升光学系统100的进光量,难以满足弱光环境下的应用需求;当f/SD11<2.9,在提升光学系统100进光量时,第一透镜L1的有效口径过大,不利于实现小头部设计。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:0.28≤ET1/CT1≤0.4;其中,ET1为第一透镜L1的物侧面S1最大有效口径处至像侧面S2最大有效口径处于光轴110方向上的距离,CT1为第一透镜L1于光轴110上的厚度。具体地,ET1/CT1可以为:0.294、0.301、0.328、0.334、0.356、0.367、0.371、0.381、0.384或0.393。上述条件式反映了第一透镜L1在垂直于光轴110方向上的厚度和屈折力分布,满足上述条件式时,第一透镜L1厚度呈较均匀的中间厚两边薄的凸透镜,屈折力为正,有助于收缩光线,从而缩小光学系统100的光学总长;同时合理配置第一透镜L1的边缘厚度占比,也有利于为屏下开孔设计提供足够的头部深度。当ET1/CT1>0.4,第一透镜L1的屈折力不足,难以提供良好的光线偏折条件;当ET1/CT1<0.28,第一透镜L1的边缘厚度占比小,头部深度无法做大,难以满足特定的头部深度,不利于光学系统100在屏下开孔设计中的应用。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:0.6mm≤CT1≤0.9mm。具体地,CT1可以为:0.641、0.657、0.672、0.693、0.725、0.743、0.759、0.784、0.811或0.842,数值单位为mm。满足上述条件式时,配合关系式0.28≤ET1/CT1≤0.4,有利于增大第一透镜L1的边缘厚度,从而在实现小头部设计的同时有利于大头部深度的设计,进而有利于光学系统100在屏下开孔设计中的组装应用。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:0.6≤TTL/(ImgH*2)≤0.9;其中,TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面于光轴110上的距离,ImgH为光学系统100的最大成像圆的半径。具体地,TTL/(ImgH*2)可以为:0.658、0.674、0.694、0.731、0.742、0.789、0.802、0.834、0.855或0.889。满足上述条件式时,有利于缩短光学系统100的总长,实现小型化设计,同时有利于光学系统100具备大像面特性,从而使得光学系统100能够匹配大尺寸的感光元件,有利于提升光学系统100的分辨率。满足上述条件式,配合上述屈折力和面型配置,有利于实现光学系统100的小型化设计,同时获得良好的像差平衡与成像质量的提升。当TTL/(ImgH*2)>0.9,在增大光学系统100的像面以提升光学系统100的成像质量的同时,光学系统100的光学总长过长,不利于光学系统100的小型化设计;当TTL/(IMGH*2)<0.6,光学系统100的总长过短,不利于像差的平衡,也不利于光学系统100与感光元件的匹配以及解像力的优化。
需要说明的是,在一些实施例中,光学系统100可以匹配具有矩形感光面的感光元件,光学系统100的成像面与感光元件的感光面重合。此时,光学系统100成像面上有效像素区域具有水平方向以及对角线方向,则光学系统100的最大视场角可以理解为光学系统100对角线方向的最大视场角,ImgH可以理解为光学系统100成像面上有效像素区域对角线方向的长度的一半。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:-4≤f23/f≤-1.4;其中,f23为第二透镜L2与第三透镜L3的组合焦距。具体地,f23/f可以为:-3.934、-3.756、-3.554、-3.102、-2.841、-2.551、-2.329、-1.987、-1.741或-1.441。满足上述条件式时,能够合理配置第二透镜L2与第三透镜L3在光学系统100中的屈折力,有利于校正光学系统100的像差,提升光学系统的100成像质量,同时也有利于合理配置第二透镜L2与第三透镜L3的面型,使得第二透镜L2与第三透镜L3的工艺性良好,从而有利于满足小头部设计与大头部深度设计的需求。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:0.7≤CT6/|SAG61|≤3.5;其中,CT6为第六透镜L6于光轴110上的厚度,SAG61为第六透镜L6的物侧面S11于最大有效口径处的矢高。具体地,CT6/|SAG61|可以为:0.781、1.102、1.559、1.748、2.224、2.571、2.893、3.025、3.226或3.485。满足上述条件式时,能够合理设计第六透镜L6的形状,从而有利于第六透镜L6的制造及成型,减少成型不良的缺陷,同时,也有利于第六透镜L6有效校正物方各透镜所产生的场曲,从而平衡光学系统100的场曲,使得不同视场的场曲大小趋于平衡,进而使得光学系统100成像的画质均匀,提高光学系统100的成像质量。当CT6/|SAG61|<0.7时,第六透镜L6的物侧面S11于圆周处的面型过度弯曲,容易导致成型不良,影响制造良率。当CT6/|SAG61|>3.5时,第六透镜L6的物侧面S11于圆周处的面型过于平滑,导致第六透镜L6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。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:5.5°/mm≤HFOV/f≤9.5°/mm;其中,HFOV为光学系统100的最大视场角的一半。具体地,HFOV/f可以为:5.699、5.814、6.125、6.671、6.955、7.524、7.863、8.241、8.436或9.423。满足上述条件式时,有利于扩大光学系统100的视场角,从而有利于提升成像画面的取景面积,同时能够使得光学系统100的有效焦距不至于太小,在容纳更多取像面积的同时,有利于对远距离的物体成像;另外,合理的焦距设计也有利于提升光学系统100对低频细节的捕捉能力,满足高像质设计需求。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:2≤|f67/f|≤18;其中,f67为第六透镜L6与第七透镜L7的组合焦距。具体地,|f67/f|可以为:2.337、2.631、2.815、3.021、3.551、4.129、5.674、10.338、13.258或17.965。满足上述条件式时,能够合理配置第六透镜L6与第七透镜L7在光学系统100的屈折力,使得第六透镜L6与第七透镜L7的面型更加合理,有利于减小光学系统100的偏心敏感度,并降低光学系统100的组装敏感度,且有利于降低第六透镜L6与第七透镜L7的制作和组装难度,提高制作和组装良率;另外,也有利于第六透镜L6和第七透镜L7之间的像差相互校正,从而有利于提升光学系统100的成像解析度。超过关系式范围,不利于第六透镜L6与第七透镜L7校正光学系统100的像差,从而导致成像品质下降。
在一些实施例中,光学系统100满足条件式:5.5/mm≤FNO/ET2≤12/mm;其中,FNO为光学系统100的光圈数,ET2为第二透镜L2的物侧面S3最大有效口径处至像侧面S4最大有效口径处于光轴110方向上的距离。具体地,FNO/ET2可以为:5.888、6.102、6.347、7.225、7.867、8.641、8.789、9.367、10.556或11.595,数值单位为/mm。满足上述条件式时,有利于光学系统100具备大光圈特性,从而提升光学系统100的进光量,在实现广角特性的同时有助于抑制边缘视场相对照度下降过快的情况;另外,大光圈特性也能够为光学系统100提供更高的衍射极限,配合各透镜合理的屈折力配置,有利于提高光学系统100的成像解像力,从而增强光学系统100的成像质量;再者,能够合理配置第二透镜L2的形状,为光学系统100提供一定的畸变与场曲补偿值,有利于第二透镜L2平衡第一透镜L1产生的像差;同时也有利于减小第二透镜L2对各视场光线偏折程度的影响,从而减小像方透镜光线的入射角度,有助于降低光学系统100与感光元件的匹配难度及敏感度。
以上的有效焦距和组合焦距数值的参考波长均为587.5618nm(d光)。
根据上述各实施例的描述,以下提出更为具体的实施例及附图予以详细说明。
第一实施例
请参见图1和图2,图1为第一实施例中的光学系统100的结构示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6以及具有负屈折力的第七透镜L7。图2由左至右依次为第一实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图,其中像散图和畸变图的参考波长为587.5618nm,其他实施例相同。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凸面,像侧面S2于近光轴110处为凹面;
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凹面,像侧面S4于近光轴110处为凸面;
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴110处为凸面,像侧面S6于近光轴110处为凹面;
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凸面,像侧面S8于近光轴110处为凹面;
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凸面,像侧面S10于近光轴110处为凸面;
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凸面,像侧面S12于近光轴110处为凸面;
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面,像侧面S14于近光轴110处为凹面。
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以及第七透镜L7的物侧面和像侧面均为非球面。
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以及第七透镜L7的材质均为塑料。
进一步地,光学系统100满足条件式:f/SD11=2.994;其中,f为光学系统100的有效焦距,SD11为第一透镜L1的物侧面S1最大有效口径的一半。上述条件式反映了光学系统100的相对进光量,满足上述条件式时,光学系统100的相对进光量保持在合理范围,既有利于减小第一透镜L1物侧面S1的有效口径,从而满足小头部设计的需求,同时也有利于增大光学系统100的入瞳口径,以提升光学系统100的进光量和成像质量,从而使得光学系统100在弱光环境下也能够具备良好的成像质量,进而使得光学系统100适用于屏下开孔设计等场景。
光学系统100满足条件式:ET1/CT1=0.393;其中,ET1为第一透镜L1的物侧面S1最大有效口径处至像侧面S2最大有效口径处于光轴110方向上的距离,CT1为第一透镜L1于光轴110上的厚度。上述条件式反映了第一透镜L1在垂直于光轴110方向上的厚度和屈折力分布,满足上述条件式时,第一透镜L1厚度呈较均匀的中间厚两边薄的凸透镜,屈折力为正,有助于收缩光线,从而缩小光学系统100的光学总长;同时合理配置第一透镜L1的边缘厚度占比,也有利于为屏下开孔设计提供足够的头部深度。
光学系统100满足条件式:CT1=0.641mm。满足上述条件式时,配合关系式0.28≤ET1/CT1≤0.4,有利于增大第一透镜L1的边缘厚度,从而在实现小头部设计的同时有利于大头部深度的设计,进而有利于光学系统100在屏下开孔设计中的组装应用。
光学系统100满足条件式:TTL/(ImgH*2)=0.658;其中,TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面于光轴110上的距离,ImgH为光学系统100的最大成像圆的半径。满足上述条件式时,有利于缩短光学系统100的总长,实现小型化设计,同时有利于光学系统100具备大像面特性,从而使得光学系统100能够匹配大尺寸的感光元件,有利于提升光学系统100的分辨率。满足上述条件式,配合上述屈折力和面型配置,有利于实现光学系统100的小型化设计,同时获得良好的像差平衡与成像质量的提升。
光学系统100满足条件式:f23/f=-3.934;其中,f23为第二透镜L2与第三透镜L3的组合焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第二透镜L2与第三透镜L3在光学系统100中的屈折力,有利于校正光学系统100的像差,提升光学系统的100成像质量,同时也有利于合理配置第二透镜L2与第三透镜L3的面型,使得第二透镜L2与第三透镜L3的工艺性良好,从而有利于满足小头部设计与大头部深度设计的需求。
光学系统100满足条件式:CT6/|SAG61|=1.085;其中,CT6为第六透镜L6于光轴110上的厚度,SAG61为第六透镜L6的物侧面S11于最大有效口径处的矢高。满足上述条件式时,能够合理设计第六透镜L6的形状,从而有利于第六透镜L6的制造及成型,减少成型不良的缺陷,同时,也有利于第六透镜L6有效校正物方各透镜所产生的场曲,从而平衡光学系统100的场曲,使得不同视场的场曲大小趋于平衡,进而使得光学系统100成像的画质均匀,提高光学系统100的成像质量。
光学系统100满足条件式:HFOV/f=9.423°/mm;其中,HFOV为光学系统100的最大视场角的一半。满足上述条件式时,有利于扩大光学系统100的视场角,从而有利于提升成像画面的取景面积,同时能够使得光学系统100的有效焦距不至于太小,在容纳更多取像面积的同时,有利于对远距离的物体成像;另外,合理的焦距设计也有利于提升光学系统100对低频细节的捕捉能力,满足高像质设计需求。
光学系统100满足条件式:|f67/f|=17.965;其中,f67为第六透镜L6与第七透镜L7的组合焦距。满足上述条件式时,能够合理配置第六透镜L6与第七透镜L7在光学系统100的屈折力,使得第六透镜L6与第七透镜L7的面型更加合理,有利于减小光学系统100的偏心敏感度,并降低光学系统100的组装敏感度,且有利于降低第六透镜L6与第七透镜L7的制作和组装难度,提高制作和组装良率;另外,也有利于第六透镜L6和第七透镜L7之间的像差相互校正,从而有利于提升光学系统100的成像解析度。
光学系统100满足条件式:FNO/ET2=8.217/mm;其中,FNO为光学系统100的光圈数,ET2为第二透镜L2的物侧面S3最大有效口径处至像侧面S4最大有效口径处于光轴110方向上的距离。满足上述条件式时,有利于光学系统100具备大光圈特性,从而提升光学系统100的进光量,在实现广角特性的同时有助于抑制边缘视场相对照度下降过快的情况;另外,大光圈特性也能够为光学系统100提供更高的衍射极限,配合各透镜合理的屈折力配置,有利于提高光学系统100的成像解像力,从而增强光学系统100的成像质量;再者,能够合理配置第二透镜L2的形状,为光学系统100提供一定的畸变与场曲补偿值,有利于第二透镜L2平衡第一透镜L1产生的像差;同时也有利于减小第二透镜L2对各视场光线偏折程度的影响,从而减小像方透镜光线的入射角度,有助于降低光学系统100与感光元件的匹配难度及敏感度。
另外,光学系统100的各项参数由表1给出。其中,表1中的像面S17可理解为光学系统100的成像面。由物面(图未示出)至像面S17的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴110处的曲率半径。面序号S1和面序号S2分别为第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2,即同一透镜中,面序号较小的表面为物侧面,面序号较大的表面为像侧面。第一透镜L1的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴110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于光轴110上的距离。
需要注意的是,在该实施例及以下各实施例中,光学系统100也可不设置红外滤光片L8,但此时第七透镜L7的像侧面S14至像面S17的距离保持不变。
在第一实施例中,光学系统100的有效焦距f=4.776mm,光圈数FNO=1.89,最大视场角的一半HFOV=45.004°,光学总长TTL=6.641mm,最大视场角所对应的像高的一半ImgH=5.05mm。可知光学系统100具备大像面特性,能够匹配大尺寸的感光元件,从而提升光学系统100的分辨率;光学系统100具备大光圈特性,在弱光环境下也能够具备良好的成像质量;光学系统100具备广角特性,能够满足大范围拍摄的需求;光学系统100还能够实现小型化设计,有利于光学系统100在便携式电子设备中的应用。
各透镜的焦距、折射率和阿贝数的参考波长均为587.5618nm,其他实施例也相同。
表1
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表2给出。其中,面序号从S1-S14分别表示像侧面或物侧面S1-S14。而从上到下的K-A20分别表示非球面系数的类型,其中,K表示圆锥系数,A4表示四次非球面系数,A6表示六次非球面系数,A8表示八次非球面系数,以此类推。另外,非球面系数公式如下:
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110的距离,c为非球面顶点的曲率,k为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。
表2
面序号 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S7 |
K | -1.521E+01 | -9.900E+01 | -7.084E+00 | -6.480E+01 | -9.900E+01 | -9.900E+01 | -9.352E+01 |
A4 | 6.833E-02 | -5.934E-03 | -2.698E-02 | -1.458E-01 | -1.469E-01 | -3.203E-02 | -5.732E-02 |
A6 | -4.576E-02 | 4.274E-04 | 9.285E-02 | 2.366E-01 | 1.896E-01 | 4.384E-02 | 1.197E-01 |
A8 | 1.887E-02 | 1.119E-03 | -3.188E-01 | -3.406E-01 | -1.363E-01 | 7.438E-03 | -2.021E-01 |
A10 | 1.583E-02 | 8.482E-03 | 7.849E-01 | 4.405E-01 | -1.810E-02 | -1.139E-01 | 2.222E-01 |
A12 | -3.736E-02 | -3.055E-02 | -1.267E+00 | -5.051E-01 | 1.355E-01 | 1.648E-01 | -1.846E-01 |
A14 | 3.142E-02 | 4.090E-02 | 1.299E+00 | 4.428E-01 | -1.260E-01 | -1.211E-01 | 1.081E-01 |
A16 | -1.398E-02 | -2.747E-02 | -8.122E-01 | -2.558E-01 | 5.607E-02 | 5.033E-02 | -4.090E-02 |
A18 | 3.224E-03 | 9.193E-03 | 2.819E-01 | 8.395E-02 | -1.216E-02 | -1.132E-02 | 8.828E-03 |
A20 | -3.023E-04 | -1.216E-03 | -4.158E-02 | -1.172E-02 | 9.850E-04 | 1.079E-03 | -8.150E-04 |
面序号 | S8 | S9 | S10 | S11 | S12 | S13 | S14 |
K | -7.070E+01 | -5.087E+01 | 4.602E+01 | 2.427E+01 | -1.106E+01 | -9.350E+01 | -5.214E+00 |
A4 | -7.314E-02 | -4.808E-02 | -2.441E-02 | 6.919E-04 | -1.031E-02 | -1.026E-01 | -4.458E-02 |
A6 | 1.142E-01 | 4.235E-02 | -2.766E-03 | -1.581E-03 | 1.167E-02 | 2.451E-02 | 1.407E-02 |
A8 | -1.296E-01 | -2.619E-02 | 4.219E-03 | -2.987E-03 | -7.534E-03 | -2.640E-03 | -3.029E-03 |
A10 | 9.935E-02 | 1.166E-02 | -4.115E-03 | 2.466E-03 | 3.225E-03 | -1.790E-04 | 4.541E-04 |
A12 | -5.779E-02 | -3.896E-03 | 3.143E-03 | -1.116E-03 | -9.255E-04 | 1.052E-04 | -4.727E-05 |
A14 | 2.495E-02 | 1.097E-03 | -1.497E-03 | 3.025E-04 | 1.681E-04 | -1.509E-05 | 3.323E-06 |
A16 | -7.229E-03 | -2.486E-04 | 4.209E-04 | -4.941E-05 | -1.808E-05 | 1.077E-06 | -1.501E-07 |
A18 | 1.235E-03 | 3.436E-05 | -6.419E-05 | 4.470E-06 | 1.045E-06 | -3.914E-08 | 3.903E-09 |
A20 | -9.336E-05 | -1.936E-06 | 4.072E-06 | -1.696E-07 | -2.498E-08 | 5.783E-10 | -4.402E-11 |
另外,图2包括光学系统100的纵向球面像差图(Longitudinal SphericalAberration),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(Normalized Pupil Coordinator),横坐标表示成像面到光线与光轴110交点的距离(单位为mm)。由纵向球面像差图可知,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2还包括光学系统100的像散场曲图(ASTIGMATIC FIELD CURVES),其中S曲线代表587.5618nm下的弧矢场曲,T曲线代表587.5618nm下的子午场曲。由图中可知,光学系统100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2还包括光学系统100的畸变图(DISTORTION),由图中可知,由主光束引起的图像变形较小,系统的成像质量优良。
第二实施例
请参见图3和图4,图3为第二实施例中的光学系统100的结构示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6以及具有负屈折力的第七透镜L7。图4由左至右依次为第二实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凸面,像侧面S2于近光轴110处为凹面;
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凹面,像侧面S4于近光轴110处为凸面;
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴110处为凹面,像侧面S6于近光轴110处为凹面;
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凸面,像侧面S8于近光轴110处为凹面;
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凸面,像侧面S10于近光轴110处为凸面;
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凹面,像侧面S12于近光轴110处为凸面;
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面,像侧面S14于近光轴110处为凹面。
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以及第七透镜L7的物侧面和像侧面均为非球面。
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以及第七透镜L7的材质均为塑料。
另外,光学系统100的各项参数由表3给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表3
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表4给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表4
根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
f/SD11 | 3.181 | CT6/|SAG61| | 0.781 |
ET1/CT1 | 0.294 | HFOV/f(°/mm) | 7.434 |
TTL/(ImgH*2) | 0.718 | |f67/f| | 2.727 |
f23/f | -2.162 | FNO/ET2(/mm) | 7.810 |
另外,由图4中的像差图可知,光学系统100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。
第三实施例
请参见图5和图6,图5为第三实施例中的光学系统100的结构示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6以及具有负屈折力的第七透镜L7。图6由左至右依次为第三实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凸面,像侧面S2于近光轴110处为凹面;
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凹面,像侧面S4于近光轴110处为凸面;
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴110处为凸面,像侧面S6于近光轴110处为凹面;
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凸面,像侧面S8于近光轴110处为凹面;
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凸面,像侧面S10于近光轴110处为凹面;
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凸面,像侧面S12于近光轴110处为凸面;
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面,像侧面S14于近光轴110处为凹面。
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以及第七透镜L7的物侧面和像侧面均为非球面。
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以及第七透镜L7的材质均为塑料。
另外,光学系统100的各项参数由表5给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表5
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表6给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表6
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
f/SD11 | 3.432 | CT6/|SAG61| | 3.485 |
ET1/CT1 | 0.302 | HFOV/f(°/mm) | 5.699 |
TTL/(ImgH*2) | 0.851 | |f67/f| | 2.337 |
f23/f | -1.656 | FNO/ET2(/mm) | 11.595 |
另外,由图6中的像差图可知,光学系统100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。
第四实施例
请参见图7和图8,图7为第四实施例中的光学系统100的结构示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6以及具有负屈折力的第七透镜L7。图8由左至右依次为第四实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凸面,像侧面S2于近光轴110处为凹面;
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凹面,像侧面S4于近光轴110处为凸面;
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴110处为凸面,像侧面S6于近光轴110处为凹面;
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凸面,像侧面S8于近光轴110处为凹面;
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凹面,像侧面S10于近光轴110处为凸面;
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凹面,像侧面S12于近光轴110处为凸面;
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面,像侧面S14于近光轴110处为凹面。
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以及第七透镜L7的物侧面和像侧面均为非球面。
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以及第七透镜L7的材质均为塑料。
另外,光学系统100的各项参数由表7给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表7
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表8给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表8
面序号 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S7 |
K | -1.222E+01 | -8.182E+01 | -8.908E+00 | -6.790E+01 | 9.900E+01 | -1.761E+01 | -5.959E+01 |
A4 | 5.413E-02 | 1.237E-03 | -2.534E-02 | -2.017E-01 | -1.943E-01 | -7.263E-02 | -6.210E-03 |
A6 | -3.193E-02 | 8.890E-03 | 1.381E-02 | 3.625E-01 | 4.460E-01 | 2.138E-01 | -3.742E-02 |
A8 | 3.143E-02 | -1.617E-02 | 1.030E-02 | -4.485E-01 | -6.162E-01 | -2.887E-01 | 7.180E-02 |
A10 | -2.764E-02 | 1.904E-02 | -2.271E-02 | 3.843E-01 | 5.330E-01 | 2.247E-01 | -7.349E-02 |
A12 | 1.777E-02 | -1.380E-02 | 1.567E-02 | -2.306E-01 | -3.071E-01 | -1.110E-01 | 4.532E-02 |
A14 | -7.557E-03 | 6.035E-03 | -4.625E-03 | 9.592E-02 | 1.194E-01 | 3.558E-02 | -1.721E-02 |
A16 | 1.989E-03 | -1.525E-03 | 6.760E-05 | -2.640E-02 | -3.046E-02 | -7.235E-03 | 3.933E-03 |
A18 | -2.910E-04 | 1.965E-04 | 2.691E-04 | 4.314E-03 | 4.625E-03 | 8.528E-04 | -4.974E-04 |
A20 | 1.789E-05 | -9.219E-06 | -4.366E-05 | -3.148E-04 | -3.166E-04 | -4.443E-05 | 2.684E-05 |
面序号 | S8 | S9 | S10 | S11 | S12 | S13 | S14 |
K | -7.711E+01 | 9.900E+01 | 3.463E+01 | 8.914E+01 | -5.986E+00 | -3.021E+01 | -4.023E+00 |
A4 | -7.303E-03 | 9.731E-03 | 7.233E-05 | 3.223E-03 | -2.801E-02 | -4.560E-02 | -2.795E-02 |
A6 | -5.784E-02 | -3.396E-02 | -4.344E-03 | -5.648E-03 | 1.274E-02 | 7.212E-03 | 6.721E-03 |
A8 | 8.207E-02 | 3.329E-02 | 8.641E-04 | 2.559E-03 | -5.959E-03 | -2.036E-04 | -1.163E-03 |
A10 | -6.795E-02 | -2.321E-02 | -1.664E-04 | -1.287E-03 | 2.098E-03 | -1.712E-04 | 1.394E-04 |
A12 | 3.730E-02 | 1.184E-02 | 6.452E-05 | 4.619E-04 | -5.011E-04 | 4.348E-05 | -1.144E-05 |
A14 | -1.328E-02 | -4.007E-03 | -2.604E-05 | -1.087E-04 | 7.704E-05 | -5.644E-06 | 6.197E-07 |
A16 | 2.904E-03 | 8.176E-04 | 6.240E-06 | 1.587E-05 | -7.102E-06 | 4.377E-07 | -2.100E-08 |
A18 | -3.525E-04 | -8.982E-05 | -8.259E-07 | -1.282E-06 | 3.536E-07 | -1.892E-08 | 4.019E-10 |
A20 | 1.810E-05 | 4.060E-06 | 4.885E-08 | 4.343E-08 | -7.298E-09 | 3.464E-10 | -3.325E-12 |
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
f/SD11 | 3.423 | CT6/|SAG61| | 2.157 |
ET1/CT1 | 0.303 | HFOV/f(°/mm) | 5.721 |
TTL/(ImgH*2) | 0.871 | |f67/f| | 4.407 |
f23/f | -1.441 | FNO/ET2(/mm) | 6.136 |
另外,由图8中的像差图可知,光学系统100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。
第五实施例
请参见图9和图10,图9为第五实施例中的光学系统100的结构示意图,光学系统100由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、光阑STO、具有负屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力的第六透镜L6以及具有负屈折力的第七透镜L7。图10由左至右依次为第五实施例中光学系统100的纵向球差、像散及畸变的曲线图。
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凸面,像侧面S2于近光轴110处为凹面;
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凹面,像侧面S4于近光轴110处为凸面;
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴110处为凸面,像侧面S6于近光轴110处为凹面;
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凸面,像侧面S8于近光轴110处为凹面;
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凸面,像侧面S10于近光轴110处为凸面;
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凹面,像侧面S12于近光轴110处为凸面;
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面,像侧面S14于近光轴110处为凹面。
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以及第七透镜L7的物侧面和像侧面均为非球面。
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以及第七透镜L7的材质均为塑料。
另外,光学系统100的各项参数由表9给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表9
进一步地,光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表10给出,且其中各参数的定义可由第一实施例得出,此处不加以赘述。
表10
并且,根据上述所提供的各参数信息,可推得以下数据:
f/SD11 | 3.358 | CT6/|SAG61| | 2.606 |
ET1/CT1 | 0.302 | HFOV/f(°/mm) | 5.778 |
TTL/(ImgH*2) | 0.889 | |f67/f| | 3.834 |
f23/f | -1.847 | FNO/ET2(/mm) | 5.888 |
另外,由图10中的像差图可知,光学系统100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学系统100拥有良好的成像品质。
请参见图11,在一些实施例中,光学系统100可与感光元件210组装形成取像模组200。此时,感光元件210的感光面可视为光学系统100的像面S17。取像模组200还可设置有红外滤光片L8,红外滤光片L8设置于第七透镜L7的像侧面S14与像面S17之间。具体地,感光元件210可以为电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互补金属氧化物半导体器件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)。在取像模组200中采用上述光学系统100,能够实现广角特性及小型化设计,同时也能够兼顾大光圈特性和小头部设计的实现,有利于取像模组200在屏下开孔设计中的应用。
请参见图11和图12,在一些实施例中,取像模组200可应用于电子设备300中,电子设备包括壳体310,取像模组200设置于壳体310。具体地,电子设备300可以为但不限于便携电话机、视频电话、智能手机、电子书籍阅读器、行车记录仪等车载摄像设备或智能手表等可穿戴装置。当电子设备300为智能手机时,壳体310可以为电子设备300的中框。在电子设备300中采用上述取像模组200,取像模组200能够实现广角特性及小型化设计,同时也能够兼顾大光圈特性和小头部设计的实现,从而有利于电子设备300进行屏下开孔设计,进而有利于提升电子设备300的屏占比。
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 (10)
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:
具有正屈折力的第一透镜,所述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;
具有负屈折力的第二透镜,所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面,像侧面于近光轴处为凸面;
具有负屈折力的第三透镜,所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
具有屈折力的第四透镜,所述第四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;
具有屈折力的第五透镜;
具有正屈折力的第六透镜,所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
具有负屈折力的第七透镜,所述第七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;
且所述光学系统满足以下条件式:
2.9≤f/SD11≤3.5;
其中,f为所述光学系统的有效焦距,SD11为所述第一透镜的物侧面最大有效口径的一半。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
0.28≤ET1/CT1≤0.4;
其中,ET1为所述第一透镜的物侧面最大有效口径处至像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离,CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度。
3.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
0.6≤TTL/(ImgH*2)≤0.9;
其中,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,ImgH为所述光学系统的最大成像圆的半径。
4.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
-4≤f23/f≤-1.4;
其中,f23为所述第二透镜与所述第三透镜的组合焦距。
5.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
0.7≤CT6/|SAG61|≤3.5;
其中,CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度,SAG61为所述第六透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高。
6.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
5.5°/mm≤HFOV/f≤9.5°/mm;
其中,HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半。
7.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
2≤|f67/f|≤18;
其中,f67为所述第六透镜与所述第七透镜的组合焦距。
8.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,满足以下条件式:
5.5/mm≤FNO/ET2≤12/mm;
其中,FNO为所述光学系统的光圈数,ET2为所述第二透镜的物侧面最大有效口径处至像侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离。
9.一种取像模组,其特征在于,包括感光元件以及权利要求1-8任一项所述的光学系统,所述感光元件设置于所述光学系统的像侧。
10.一种电子设备,其特征在于,包括壳体以及权利要求9所述的取像模组,所述取像模组设置于所述壳体。
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