CN113866941B - 光学系统、摄像模组及电子设备 - Google Patents

光学系统、摄像模组及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113866941B
CN113866941B CN202111080353.3A CN202111080353A CN113866941B CN 113866941 B CN113866941 B CN 113866941B CN 202111080353 A CN202111080353 A CN 202111080353A CN 113866941 B CN113866941 B CN 113866941B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical system
lens
lens element
image
refractive power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111080353.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113866941A (zh
Inventor
乐宇明
请求不公布姓名
朱志鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Original Assignee
Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd filed Critical Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Priority to CN202111080353.3A priority Critical patent/CN113866941B/zh
Publication of CN113866941A publication Critical patent/CN113866941A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113866941B publication Critical patent/CN113866941B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。光学系统，沿光轴由物侧至像侧依次包括：负屈折力的第一透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；负屈折力的第二透镜，物侧面和像侧面均为凹面；正屈折力的第三透镜，物侧面为凸面；正屈折力的第四透镜，物侧面和像侧面均为凸面；负屈折力的第五透镜，物侧面和像侧面均为凸面；正屈折力的第六透镜，物侧面和像侧面均为凹面；负屈折力的第七透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；且满足条件式：6.00＜ΣCT/BFL＜13.00；其中，ΣCT为第一透镜至第七透镜于光轴上的厚度之和，BFL为第七透镜的像侧面与光学系统的成像面之间于光轴方向上的最小距离。上述的光学设计同时实现小型化、大光圈、高成像质量。

Description

光学系统、摄像模组及电子设备
技术领域
本发明涉及摄影成像技术领域，特别是涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。
背景技术
近年来，随着车辆行业的发展，ADAS(Advanced Driving Assistance System，即高级驾驶辅助系统)技术被广泛应用于车辆驾驶中。而由于ADAS技术的实现依赖于摄影成像技术，使得车载摄像镜头在自动驾驶中被广泛应用。车载摄像镜头对道路交通识别、车道偏离报警、驾驶状态监测等技术要求越来越高，新车装配率也将快速上升。所以市场对车载摄像镜头的需求逐渐升高。
但是，目前运用于前视电子设备中的摄像镜头，由于摄像镜头的尺寸较大，且光圈较小，难以满足小型化、大光圈设计的需求，同时摄像镜头对像差的校正能力不足，容易导致成像质量的下降，难以满足电子设备高成像质量的要求。
发明内容
基于此，有必要针对如何同时实现小型化、大光圈、高成像质量的问题，提供一种光学系统、摄像模组及电子设备。
一种光学系统，沿光轴由物侧至像侧依次包括：
具有负屈折力的第一透镜，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和像侧面于近光轴处均为凹面；
具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；
具有正屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；
具有负屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；
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。
上述的光学系统中，将第一透镜的屈折力设置为负，可以有效减小第一透镜的尺寸，且将第四透镜屈折力设置为正，可以减小光学系统的光学总长，有利于光学系统的小型化发展；而第一透镜至第三透镜共同构成的前镜组，前镜组的组合焦距为负屈折力，可使得光线在前镜组中透射时的走向趋于平滑，有效地降低了前镜组的公差灵敏度；将第四透镜的像侧面设置为凸面，有利于将从前镜组透射至第四透镜的光线进行充分的汇聚，使得大角度入射的光线从第一透镜至第四透镜依次透射时逐渐趋于平缓，光线的折射角度逐渐减小，有效地增强了光学系统的光学稳定性，而且还有利于对入射的光线进行收缩以实现大光圈的效果；将第六透镜的像侧面设置为凹面，有利于校正光学系统的边缘像差，抑制像散的产生，而且，将第七透镜的像侧面设置为凹面，有利于使光学系统获得大像面，为光学系统搭配更高像素的图像传感器提供了条件，从而有效地提高成像质量。
且所述光学系统满足条件式：
6.00＜ΣCT/BFL＜13.00；
其中，ΣCT为所述第一透镜至所述第七透镜于光轴上的厚度之和，BFL为所述第七透镜的像侧面与所述光学系统的成像面之间于光轴方向上的最小距离(即光学系统的后焦长)。
当满足上述条件式时，通过合理配置上述厚度之和与后焦长之间的比值，能够将所述第一透镜至所述第七透镜于光轴上的厚度之和控制在合理范围，有利于缩短光学系统的光学总长，同时又合理地配置了第七透镜的像侧面与光学系统的成像面之间于光轴方向上的最小距离，当将光学系统与图像传感器搭配使用时，不仅有利于确保光学系统的成像面与图像传感器之间的匹配性，而且有效地提升光学系统的结构紧凑性，使得光学系统的光学总长降低，从而有利于光学系统中各透镜的成型和组装。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足条件式：
1.00＜|Rs9/f5|＜3.00；
其中，Rs9为所述第五透镜的物侧面于近光轴上的曲率半径，f5为所述第五透镜的有效焦距。
当满足上述条件式时，能够对第五透镜的屈折力进行合理配置，有效地控制了光学系统中光线的偏转角，有利于降低光学系统的敏感度，提高拍摄分辨率，更好地改善成像质量。若|R5/f5≥3.00，则导致第五透镜为光学系统提供的正屈折力过大，导致光学系统中光线的偏转角过大；若|R5/f5|≤1.00时，导致光学系统中光线的偏转角过小，不利于校正光学系统的像差，进而降低光学系统的成像质量。
在其中一个实施例中，更优的，第五透镜与第六透镜设置为胶合透镜；该设置有利于减小光学系统的色差和校正球差，有利于提高光学系统的拍摄分辨率，实现了高像素拍摄的功能，从而改善成像质量，另外，有利于缩短光学系统的光学总长，同时使第五透镜和第六透镜的安装在光学系统的过程更加简单，降低安装难度，且有利于降低第五透镜和第六透镜之间的公差敏感度。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足条件式：
2.00<f2/f<4.00；
其中，f为所述光学系统的有效焦距，f2为所述第二透镜的有效焦距。
当满足上述条件式时，
通过合理配置第二透镜焦距，从而满足条件式的下限，负屈折力不会变的太小，因此第二透镜的物侧和像侧的各面的法线与入射光线的夹角不会变的过大，容易抑制高阶像差的发生。若f2/f≤2.00或f2/f≥2.00，则不利光线进入第三透镜，从而影响光学系统像差的校正，降低了成像品质。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足条件式：
0.30＜Imgh*2/TTL＜0.50；
其中，Imgh为所述光学系统最大视场角所对应的像高的一半，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。
当满足上述条件式时，能够保证光学系统的像高，从而使得光学系统具有大像面的光学特性，而且还保证光学系统的拍摄分辨率，实现光学系统的高像素拍摄功能，以改善成像质量，还可控制光学系统的光学总长，有利于光学系统的小型化的发展。
在其中一个实施例中，所述光学系统还包括设置于所述第三透镜与所述第四透镜之间的光阑；上述设置中，第一透镜至第三透镜共同形成的前镜组位于光阑的物侧，而第四透镜至第七透镜共同形成的后镜组位于光阑的像侧，此处，第四透镜位于靠近光阑的位置，将第四透镜的像侧面设置为凸面且，有利于对上述的前镜组所出射的光线进行充分汇聚，而由于第四透镜靠近光阑的一侧的物侧面的面型较平，能够一定程度地降低公差灵敏度，有利于
更优的，在其中一个实施例中，所述第三透镜的物侧面与像侧面均为非球面；上述设置，将第三透镜的面型设置为非球面，且将第三透镜设置于光阑的物侧，可以有效地校正光学系统的像散。
在其中一个实施例中，在光学系统设置光阑的前提下，所述光学系统满足条件式：
1.00<|F1/F2|<5.00；
其中，F1为所述第一透镜至所述第三透镜的组合焦距，即为第一透镜至第三透镜共同构成的前镜组的焦距，F2为所述第四透镜至所述第七透镜的组合焦距，即为第四透镜至第七透镜共同构成的后镜组的焦距。
当满足上述条件式时，通过合理控制前镜组的焦距和后镜组的焦距之间的比值，有利于实现光学系统的小型化，并且使上述的前镜组拥有合适的屈折力，以将光线充分收缩入光阑，从而有利于提升光学系统的成像质量。
在一个实施例中，在满足条件式1.00<|F1/F2|<5.00的前提下，光学系统10还满足：
8.00mm＜f3＜11.50mm；其中，f3为所述第三透镜的有效焦距。
当满足上述条件式时，在光阑之前，通过所述第三透镜提供合理的正屈折力，能够有效地保证将光线充分收缩入光阑，进一步地提升光学系统的成像质量。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足条件式：
7.00＜FOV/CRA＜10.00；
其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，CRA为所述光学系统于最大视场处的主光线入射角。
当满足上述条件式时，能够为光学系统提供大视场角，使得光学系统具有广角化的光学特性，同时减小光线射入光学系统的成像面的角度，而当光学系统与图像传感器进行搭配设置时，光学系统的成像面与图像传感器重合，为减小光线入射图像传感器的角度提供了条件，有利于提高图像传感器的感光性能，从而更好改善地拍摄图像的成像效果，从而实现高像素拍摄的功能。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足条件式：
1.00＜SDs1/CT12＜3.00；
其中，SDs1为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径的一半，CT12为所述第一透镜与所述第二透镜之间于光轴上的距离。
当满足上述条件式时，通过合理配置第一透镜的物侧面的最大有效口径的一半与第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离的比值，有效地压缩了第一透镜的物侧面的最大有效半口径，降低第一透镜的尺寸大小，从而缩小了光学系统在与光轴垂直的方向上的宽度，同时了减小第一透镜与第二透镜之间于光轴上的距离，更大程度地压缩了光学系统的整体体积，减小光学系统的光学总长，降低鬼像风险。
在其中一个实施例中，所述第七透镜的物侧面与像侧面均为非球面；上述设置，能够有效地控制光学系统的轴外畸变，有利于增加边缘照度，从而提高成像质量，以及主光线角度。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足条件式：
2.00＜|Rs14/ET14|＜3.50；
其中，Rs14为所述第七透镜的像侧面于光轴上的曲率半径，ET14为所述第七透镜的物侧面最大有效口径的一半处与所述第七透镜的像侧面最大有效口径的一半处之间于光轴方向的距离，即为第七透镜的边缘厚度；
当满足上述条件式2.00＜|Rs14/ET14|＜3.50时，由于第七透镜设计为非球面，通过合理控制第七透镜的像侧面的曲率半径与边缘厚度的比值，能够合理地控制光线从第七透镜投射至光学系统的成像面上，使得第七透镜具有合理的屈折力，有利于提升光学系统的成像质量，有利于实现高像素拍摄的功能。若|Rs14/ET14|≤2.00，则不利于光线到达光学系统的成像面，无法达不到设计的像高，使得光学系统无法提供大像面拍摄的功能；若|Rs14/ET14|≥3.50，则导致第七透镜的外形过于弯曲，使得第七透镜难以安装，同时还容易引起光学系统的敏感性增加。
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式中的至少一个：
f/EPD<1.48，以及20.0<|nd1-nd2|*100<40.0；
其中，f为所述光学系统的有效焦距，EPD为所述光学系统的入瞳直径；nd1为所述第一透镜的折射率，nd2为所述第二透镜的折射率。
当满足上述条件式f/EPD<1.48时，通过合理控制光学系统的有效焦距与入瞳直径的比值，可提升光学系统的光圈数，以实现大光圈的光学特性，从而加大了光学系统的进光量，有利于增加光学系统的画面感，增强细节的呈现能力，获得清晰的拍摄图像，进一步提高成像质量。
当满足上述条件式20.0<|nd1-nd2|*100<40.0时，
通过合理配置第一透镜的折射率与第二透镜的折射率之间的比值，保证了第一透镜和第二透镜的屈折力，使得经过第一透镜的光线后射入第二透镜更加平缓，利于校正光学系统的轴外像差，提升光学系统的成像解像力，进一步改善成像质量。
一种摄像模组，包括图像传感器及上述任意一项的光学系统，所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。通过采用上述光学系统，摄像模组具有小型化、大光圈、高成像质量。
一种电子设备，包括固定件及上述的摄像模组，所述摄像模组设置于所述固定件。当利用电子设备拍摄景象时，具有小型化、大光圈、高成像质量。
附图说明
图1为本申请第一实施例提供的光学系统的结构示意图；
图2包括第一实施例中光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图3为本申请第二实施例提供的光学系统的结构示意图；
图4包括第二实施例中光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图5为本申请第三实施例提供的光学系统的结构示意图；
图6包括第三实施例中光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图7为本申请第四实施例提供的光学系统的结构示意图；
图8包括第四实施例中光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图9为本申请第五实施例提供的光学系统的结构示意图；
图10包括第五实施例中光学系统的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图；
图11为本申请一实施例提供的摄像模组的结构示意图；
图12为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。
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”、“厚度”、“上”、“前”、“后”、“轴向”、“径向”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。
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。
参考图1，在本申请的实施例中，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括光阑STO、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及第七透镜L7。光学系统10中各透镜同轴设置，即各透镜的光轴均位于同一直线上，该直线可作为光学系统10的光轴101。光学系统10中的各透镜安装于镜筒内以装配成摄像镜头。
其中，第一透镜L1具有负屈折力，第二透镜L2具有负屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有正屈折力，第五透镜L5具有正屈折力，第六透镜L6具有负屈折力，第七透镜L7具有负屈折力。
第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8，第五透镜L5具有物侧面S9及像侧面S10，第六透镜L6具有物侧面S11和像侧面S12，第七透镜L7具有物侧面S13和像侧面S14。光学系统10还具有成像面Si，成像面Si位于第七透镜L7的像侧，来自光学系统10物面的物体的光线经光学系统10各透镜调节后能够会聚于成像面Si。一般地，光学系统10的成像面Si与图像传感器的感光面重合。
在本申请的实施例中，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凸面，像侧面于近光轴101处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3和像侧面S4于近光轴101处均为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面；第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8于近光轴101处均为凸面；第五透镜L5的物侧面S9和像侧面S10于近光轴101处均为凸面；第六透镜L6的物侧面S11和像侧面S12于近光轴101处均为凹面；第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凸面，像侧面S14于近光轴101处为凹面；需要说明的是，第三透镜L3的像侧面S6的面型设置可以根据实际光学系统的设计需求而定。当描述透镜表面于近光轴处具有某种面型时，即该透镜表面于光轴101附近具有该种面型，而该透镜表面于靠近最大有效口径处的区域可以拥有与之相同的面型或相反的面型。
进一步地，第六透镜L6的物侧面S11与像侧面S12中至少一个面设置有反曲结构，第七透镜L7的物侧面S13与像侧面S14中至少一个面设置有反曲结构，反曲结构为透镜的镜面上的反曲点，即第六透镜L6至少一个面设置有一个反曲点，和第七透镜L7中至少一个面设置有一个反曲点，需要说明的是，第六透镜L6和第七透镜L7上的反曲点具体设置的位置及数量是不限的，其可以根据实际光学系统10的设计需求而定。
通过上述透镜设计，将第一透镜L1的屈折力设置为负，可以有效减小第一透镜L1的尺寸，且将第四透镜L4屈折力设置为正，可以减小光学系统10的光学总长，有利于光学系统10的小型化发展；而第一透镜L1至第三透镜L3共同构成的前镜组，前镜组的组合焦距为负屈折力，可使得光线在前镜组中透射时的走向趋于平滑，有效地降低了前镜组的公差灵敏度；将第四透镜L4的像侧面S8设置为凸面，有利于将从前镜组透射至第四透镜L4的光线进行充分的汇聚，使得大角度入射的光线从第一透镜L1至第四透镜L4依次透射时逐渐趋于平缓，光线的折射角度逐渐减小，有效地增强了光学系统10的光学稳定性，而且还有有利于对入射的光线进行收缩以实现大光圈效果，；将第六透镜L6的像侧面S12设置为凹面，有利于校正光学系统10的边缘像差，抑制像散的产生，而且，将第七透镜L7的像侧面S14设置为凹面，有利于使光学系统10获得大像面，为光学系统10搭配更高像素的图像传感器提供了条件，从而有效地提高成像质量。
在本申请的实施例中，光学系统10还满足条件式：
6.00＜ΣCT/BFL＜13.00；其中，ΣCT为第一透镜L1至第七透镜L7于光轴101上的厚度之和，BFL为第七透镜L7的像侧面S14与光学系统10的成像面Si之间于光轴101方向上的最小距离(即光学系统10的后焦长)。比如，在一些实施例中，上述条件式的数值具体为：7.565、7.650、8.107、9.890、10.341或12.070。
当满足上述条件式时，通过合理配置上述厚度之和与后焦长之间的比值，能够将第一透镜L1至第七透镜L7于光轴101上的厚度之和控制在合理范围，有利于缩短光学系统10的光学总长，同时又合理地配置了第七透镜L7的像侧面S14与光学系统10的成像面Si之间于光轴101方向上的最小距离，当将光学系统10与图像传感器搭配使用时，不仅有利于确保光学系统10的成像面Si与图像传感器之间的匹配性，而且有效地提升光学系统10的结构紧凑性，使得光学系统10的光学总长降低，从而有利于光学系统10中各透镜的成型和组装。
优选的，在一些实施例中，光学变焦系统10还包括设置于第三透镜L3与第四透镜L4之间的光阑STO，光阑STO为孔径光阑，其用于限制系统的入光量，且同时也可对像差及杂散光实现一定的抑制。光阑可以为装配在透镜之间的单独一种拦光件，或者也可以由固定透镜的某个夹持件形成。在一些实施例中，变焦过程中的光阑STO位于物侧且相对系统的成像面Si保持固定。
通过光阑STO的设置，第一透镜L1至第三透镜L3共同形成的前镜组位于光阑STO的物侧，而第四透镜L4至第七透镜L7共同形成的后镜组位于光阑STO的像侧，此处，第四透镜L4位于靠近光阑STO的位置，将第四透镜L4的像侧面S8设置为凸面且，有利于对上述的前镜组所出射的光线进行充分汇聚，而由于第四透镜L4靠近光阑STO的一侧的物侧面的面型较平，能够一定程度地降低公差灵敏度。
值得一提的是，在一些实施例中，光学系统10中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。具体地，可以将各透镜的物侧面及像侧面均设计为非球面。非球面的面型设置能够进一步帮助光学系统10更为有效地消除像差，改善成像质量，同时还有利于光学系统10的小型化设计，使光学系统10能够在保持小型化设计的前提下同时具备优良的光学效果。当然，在另一些实施例中，光学系统10中至少一个透镜可具有球面面型，球面面型的设计可降低透镜的制备难度，降低制备成本。应注意的是，附图中的各透镜厚度、表面曲率等尺寸的比例可能存在一定的偏差。另外还应注意的是，当某个透镜的物侧面或像侧面为非球面时，该面可以存在反曲结构，此时该面由中心至边缘的面型将发生改变。
优选的，在其中一个实施例中，第三透镜L3的物侧面与像侧面均为非球面；上述设置，将第三透镜L3的面型设置为非球面，且将第三透镜L3设置于光阑STO的物侧，可以有效地校正光学系统10的像散。
优选的，在其中一个实施例中，第七透镜L7的物侧面与像侧面均为非球面；上述设置，能够有效地控制光学系统10的轴外畸变，有利于增加边缘照度，从而提高成像质量，以及主光线角度。
优选的，在其中一个实施例中，第五透镜L5与第六透镜L6设置为胶合透镜。
通过上述胶合透镜的设置，有利于减小光学系统10的色差和校正球差，有利于提高光学系统10的拍摄分辨率，实现了高像素拍摄的功能，从而改善成像质量，另外，有利于缩短光学系统10的光学总长，同时使第五透镜L5和第六透镜L6的安装在光学系统10的过程更加简单，降低安装难度，且有利于降低第五透镜L5和第六透镜L6之间的公差敏感度。当然，在其他实施方式中，第五透镜L5和第六透镜L6也可以相对间隔设置。
此外，在一些实施例中，光学系统10还满足以下至少一个关系，且当满足任一条件式时均能带来相应的技术效果：
在其中一个实施例中，光学系统10满足条件式：
1.00＜|Rs9/f5|＜3.00；其中，Rs9为第五透镜L5的物侧面S9于近光轴101上的曲率半径，f5为第五透镜L5的有效焦距。比如，在一些实施例中，上述条件式的数值具体为：1.610、1.780、1.869、1.940、2.020或2.270。
当满足上述条件式时，能够对第五透镜L5的屈折力进行合理配置，有效地控制了光学系统10中光线的偏转角，有利于降低光学系统10的敏感度，提高拍摄分辨率，更好地改善成像质量。若|R5/f5≥3.00，则导致第五透镜L5为光学系统10提供的正屈折力过大，导致光学系统10中光线的偏转角过大；若|R5/f5|≤1.00时，导致光学系统10中光线的偏转角过小，不利于校正光学系统10的像差，进而降低光学系统10的成像质量。
2.00<f2/f<4.00；其中，f为光学系统10的有效焦距，f2为第二透镜L2的有效焦距。比如，在一些实施例中，上述条件式的数值具体为：2.397、2.402、2.461、2.778、2.924或3.210。
当满足上述条件式时，通过合理配置第二透镜L2焦距，从而满足条件式的下限，负屈折力不会变的太小，因此第二透镜L2的物侧和像侧的各面的法线与入射光线的夹角不会变的过大，容易抑制高阶像差的发生。若f2/f≤2.00或f2/f≥2.00，则不利光线进入第三透镜L3，从而影响光学系统10像差的校正，降低了成像品质。
0.30＜Imgh*2/TTL＜0.50；其中，Imgh为光学系统10最大视场角所对应的像高的一半，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面Si于光轴101上的距离。比如，在一些实施例中，上述条件式的数值具体为：0.340、0.386、0.412、0.453、0.472或0.497。
当满足上述条件式时，能够保证光学系统10的像高，从而使得光学系统10具有大像面的光学特性，而且还保证光学系统10的拍摄分辨率，实现光学系统10的高像素拍摄功能，以改善成像质量，还可控制光学系统10的光学总长，有利于光学系统10的小型化的发展。
1.00<|F1/F2|<5.00；其中，F1为第一透镜L1至第三透镜L3的组合焦距，即为第一透镜L1至第三透镜L3共同构成的前镜组的焦距，F2为第四透镜L4至第七透镜L7的组合焦距，即为第四透镜L4至第七透镜L7共同构成的后镜组的焦距。比如，在一些实施例中，上述条件式的数值具体为：1.709、1.746、1.765、2.578、3.065或4.242。
当满足上述条件式时，通过合理控制前镜组的焦距和后镜组的焦距之间的比值，有利于实现光学系统10的小型化，并且使前镜组拥有合适的屈折力，以将光线充分收缩入光阑STO，从而有利于提升光学系统10的成像质量。
在一个实施例中，在满足条件式1.00<|F1/F2|<5.00的前提下，光学系统10还满足：
8.00mm＜f3＜11.50mm；其中，f3为第三透镜L3的有效焦距。
当满足上述条件式时，在光阑STO之前，通过第三透镜L3提供合理的正屈折力，能够有效地保证将光线充分收缩入光阑STO，进一步地提升光学系统10的成像质量。
7.00＜FOV/CRA＜10.00；其中，FOV为光学系统10的最大视场角，CRA为光学系统10于最大视场处的主光线入射角。比如，在一些实施例中，上述条件式的数值具体为：7.937、8.140、8.275、8.547、9.049或9.264。
当满足上述条件式时，能够为光学系统10提供大视场角，使得光学系统10具有广角化的光学特性，同时减小光线射入光学系统10的成像面Si的角度，而当光学系统10与图像传感器进行搭配设置时，光学系统10的成像面Si与图像传感器重合，为减小光线入射图像传感器的角度提供了条件，有利于提高图像传感器的感光性能，从而更好改善地拍摄图像的成像效果，从而实现高像素拍摄的功能。
1.00＜SDs1/CT12＜3.00；其中，SDs1为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径的一半，CT12为第一透镜L1与第二透镜L2之间于光轴101上的距离。比如，在一些实施例中，上述条件式的数值具体为：1.692、1.739、1.752、1.845、1.887或1.935。
当满足上述条件式时，通过合理配置第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径的一半与第一透镜L1与第二透镜L2之间于光轴101上的距离的比值，有效地压缩了第一透镜L1的物侧面S1的最大有效半口径，降低第一透镜L1的尺寸大小，从而缩小了光学系统10在与光轴101垂直的方向上的宽度，同时了减小第一透镜L1与第二透镜L2之间于光轴101上的距离，更大程度地压缩了光学系统10的整体体积，减小光学系统10的光学总长，降低鬼像风险。
2.00＜|Rs14/ET14|＜3.50；其中，Rs14为第七透镜L7的像侧面S14于光轴101上的曲率半径，ET14为第七透镜L7的物侧面最大有效口径的一半处与第七透镜L7的像侧面S14最大有效口径的一半处之间于光轴101方向的距离，即为第七透镜L7的边缘厚度。比如，在一些实施例中，上述条件式的数值具体为：2.327、2.419、2.437、2.548、2.991或3.062。
当满足上述条件式时，由于第七透镜L7设计为非球面，通过合理控制第七透镜的像侧面的曲率半径与边缘厚度的比值，能够合理地控制光线从第七透镜L7投射至光学系统10的成像面Si上，使得第七透镜L7具有合理的屈折力，有利于提升光学系统10的成像质量，有利于实现高像素拍摄的功能。若|Rs14/ET14|≤2.00，则不利于光线到达光学系统10的成像面Si，无法达不到设计的像高，使得光学系统10无法提供大像面拍摄的功能；若|Rs14/ET14|≥3.50，则导致第七透镜L7的外形过于弯曲，使得第七透镜L7难以安装，同时还容易引起光学系统10的敏感性增加。
f/EPD<1.48；其中，f为光学系统10的有效焦距，EPD为光学系统10的入瞳直径。比如，在一些实施例中，上述条件式的数值具体为：1.459、1.461、1.462、1.430、1.358或1.245。
当满足上述条件式时，通过合理控制光学系统10的有效焦距与入瞳直径的比值，可提升光学系统10的光圈数，以实现大光圈的光学特性，从而加大了光学系统10的进光量，有利于增加光学系统10的画面感，增强细节的呈现能力，获得清晰的拍摄图像，进一步提高成像质量。
20.0<|nd1-nd2|*100<40.0；其中，nd1为第一透镜L1的折射率，nd2为第二透镜L2的折射率。比如，在一些实施例中，上述条件式的数值具体为：21.1、21.5、22.3、30.7、35.4或37.8。
当满足上述条件式时，通过合理配置第一透镜L1的折射率与第二透镜L2的折射率之间的比值，保证了第一透镜L1和第二透镜L2的屈折力，使得经过第一透镜L1的光线后射入第二透镜L2更加平缓，利于校正光学系统10的轴外像差，提升光学系统10的成像解像力，进一步改善成像质量。
应注意的是，以上各关系式条件中的有效焦距的数值参考波长均为587.6nm，有效焦距至少是指相应透镜或透镜组于近光轴处的数值。且以上各关系式条件及其所带来的技术效果针对的是具有上述透镜设计的六片式光学系统10。在无法确保前述光学系统10的透镜设计(透镜数量、屈折力配置、面型配置等)时，将难以确保光学系统10在满足这些关系依然能够拥有相应的技术效果，甚至可能会导致摄像性能发生显著下降。
在一些实施例中，光学系统10中至少一个透镜的材质为塑料(PC，Plastic)，塑料材质可以为聚碳酸酯、树胶等。在一些实施例中，光学系统10中至少一个透镜的材质为玻璃(GL，Glass)。具有塑料材质的透镜能够降低光学系统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，光学系统10中可设置至少两种不同材质的透镜，例如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包括滤光片110，滤光片110设置于第五透镜L5与系统的成像面Si的像侧。具体的，滤光片110为红外截止滤光片，其用于滤除红外光，防止红外光到达系统的成像面Si，从而防止红外光干扰正常成像。滤光片110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110并不属于光学变焦系统10的元件，此时滤光片110可以在光学变焦系统10与图像传感器装配成摄像模组时，一并安装至光学变焦系统10与图像传感器之间。在另一些实施例中，也可通过在第一透镜L1至第五透镜L5中的至少一个透镜上设置滤光镀层以实现滤除红外光的作用。
以下通过更具体的实施例以对本申请的光学系统10进行说明：
第一实施例
参考图1，在第一实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。
光学系统10中各透镜表面的面型如下：
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凹面，像侧面S4于近光轴处为凹面；
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，像侧面S10于近光轴处为凸面；
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凹面；
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面。
在本申请的实施例中，当描述透镜表面于近光轴处具有某种面型时，则表示该透镜表面于光轴101附近具有该种面型。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6中各透镜的物侧面及像侧面均为球面，第三透镜L3及第七透镜L7中各透镜的物侧面及像侧面均为非球面，且各透镜的材质均为玻璃。
另外，第五透镜L5和第六透镜L6共同形成胶合透镜。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由以下表1所展现。由光学系统10的物侧至像侧的各元件依次按照表1从上至下的顺序排列，其中光阑表征孔径光阑STO。滤光片110可以为光学系统10的一部分，也可从光学系统10中去除，但当去除滤光片110后，光学系统110的光学总长保持不变。红外滤光片110用于滤除红外光。表1中Y半径为透镜相应表面于光轴101处且沿Y方向的曲率半径。透镜于“厚度”参数列中的第一个数值的绝对值为该透镜于光轴101上的厚度，第二个数值的绝对值为该透镜的像侧面至后一光学元件(透镜或光阑)于光轴101上的距离，其中光阑的厚度参数表示光阑面至像方相邻透镜的物侧面于光轴101上的距离。表格中各透镜的折射率、阿贝数、焦距(有效焦距)的参考波长为587.6nm，且Y半径、厚度、焦距(有效焦距)的数值单位均为毫米(mm)。另外，以下各实施例中用于关系式计算的参数数据和透镜面型结构以相应实施例中的透镜参数表格中的数据为准。
表1
由表1可知，第一实施例中的光学系统10的有效焦距f为3.98mm，光圈数FNO为1.46，最大视场角FOV为145.4°，光学总长TTL为7.37mm，光学系统10具有大像面的光学特性，而且成像效果好。当装配图像传感器后，FOV也可理解为光学系统10于对应图像传感器的矩形有效像素区域的对角线方向的最大视场角。
以下表2展现了表1中相应透镜表面的非球面系数，其中K为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。
表2
面序号 S5 S6 S13 S14
K 3.215E-01 6.004E+00 -6.120E-01 4.129E+01
A4 -1.661E-04 8.295E-04 1.416E-04 9.346E-04
A6 2.449E-05 -1.261E-05 2.371E-06 -1.305E-04
A8 -4.991E-06 1.306E-05 1.793E-06 3.909E-05
A10 8.686E-07 -3.593E-06 -1.482E-07 -6.357E-06
A12 -7.322E-08 6.916E-07 6.682E-09 6.580E-07
A14 1.947E-09 -8.359E-08 -1.404E-10 -4.279E-08
A16 1.334E-10 9.118E-09 8.483E-12 1.682E-09
A18 -1.102E-11 -2.464E-10 -7.740E-15 -3.621E-11
A20 2.277E-13 4.192E-12 1.597E-17 3.258E-13
非球面的面型计算可参考非球面公式：
其中，Z为透镜表面相应位置的矢高，r为透镜表面相应位置到光轴的距离，c为透镜表面于光轴101处的曲率，k为圆锥系数，Ai为与第i阶高次项对应的系数。应注意的是，透镜的实际面型形状并不限于附图中示出的形状，附图并非按严格按比例绘制，其与透镜的实际面型结构可能存在一定差异。
在第一实施例中，光学系统10满足以下各关系：
ΣCT/BFL＝9.89；合理控制了光学系统10各透镜的厚度之和与光学系统10的后焦长之间的比值，以将第一透镜L1至第七透镜L7于光轴101上的厚度之和控制在合理范围，有利于缩短了光学系统10的光学总长，同时又合理地配置了第七透镜L7的像侧面S14与光学系统10的成像面Si之间于光轴101方向上的最小距离，当将光学系统10与图像传感器搭配使用时，不仅有利于确保光学系统10的成像面Si与图像传感器之间的匹配性，而且有效地提升光学系统10的结构紧凑性，使得光学系统10的光学总长降低，从而有利于光学系统10中各透镜的成型和组装。
|Rs9/f5|＝2.27；实现了对第五透镜L5的屈折力的合理配置，有效地控制了光学系统10中光线的偏转角，有利于降低光学系统10的敏感度，提高拍摄分辨率，更好地改善成像质量。
f2/f＝2.40；实现了对第二透镜L2焦距的合理配置，保证第二透镜L2具有足够的负屈折力，同时合理第二透镜L2的物侧面L3和像侧面L4中各面的法线与入射光线的夹角，抑制了高阶像差的发生。
Imgh*2/TTL＝0.34；有效地保证了光学系统10的像高，从而使得光学系统10具有大像面的光学特性，而且还保证光学系统10的拍摄分辨率，实现光学系统10的高像素拍摄功能，以改善成像质量，还可控制光学系统10的光学总长，有利于光学系统10的小型化的发展。
|F1/F2|＝3.07；通过合理控制前镜组的焦距和后镜组的焦距之间的比值，有利于实现光学系统10的小型化，并且使前镜组拥有合适的屈折力，以将光线充分收缩入光阑STO，从而有利于提升光学系统10的成像质量。
f3＝8.51mm，使得第三透镜L3具有合理的正屈折力，有效地保证将光线充分收缩入光阑STO，进一步地提升光学系统10的成像质量。
FOV/CRA＝9.26；为光学系统10提供大视场角，使得光学系统10具有广角化的光学特性，同时减小光线射入光学系统10的成像面Si的角度，而当光学系统10与图像传感器进行搭配设置时，光学系统10的成像面Si与图像传感器重合，为减小光线入射图像传感器的角度提供了条件，有利于提高图像传感器的感光性能，从而更好改善地拍摄图像的成像效果，从而实现高像素拍摄的功能。
SDs1/CT12＝1.69；合理配置了第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径的一半与第一透镜L1与第二透镜L2之间于光轴101上的距离的比值，有效地压缩了第一透镜L1的物侧面S1的最大有效半口径，降低第一透镜L1的尺寸大小，从而缩小了光学系统10在与光轴101垂直的方向上的宽度，同时了减小第一透镜L1与第二透镜L2之间于光轴101上的距离，更大程度地压缩了光学系统10的整体体积，减小光学系统10的光学总长，降低鬼像风险。
|Rs14/ET14|＝2.44；由于第七透镜L7设计为非球面，通过合理控制第七透镜的像侧面的曲率半径与边缘厚度的比值，能够合理地控制光线从第七透镜L7投射至光学系统10的成像面Si上，使得第七透镜L7具有合理的屈折力，有利于提升光学系统10的成像质量，有利于实现高像素拍摄的功能。
f/EPD＝1.46；合理控制了光学系统10的有效焦距与入瞳直径的比值，可提升光学系统10的光圈数，以实现大光圈的光学特性，从而加大了光学系统10的进光量，有利于增加光学系统10的画面感，增强细节的呈现能力，获得清晰的拍摄图像，进一步提高成像质量。
|nd1-nd2|*100＝30.7；合理配置了第一透镜L1的折射率与第二透镜L2的折射率之间的比值，保证了第一透镜L1和第二透镜L2的屈折力，使得经过第一透镜L1的光线后射入第二透镜L2更加平缓，利于校正光学系统10的轴外像差，提升光学系统10的成像解像力，进一步改善成像质量。
图2包括了第一实施例中光学系统10的纵向球差曲线图、像散曲线图和畸变曲线图，其中像散曲线图和畸变曲线图的参考波长为587.6nm。
纵向球差曲线图(Longitudinal Spherical Aberration)展现了不同波长的光线经由镜头后的汇聚焦点偏离。纵向球差曲线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交点的距离(单位为mm)。由纵向球差曲线图可知，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。
像散曲线图(Astigmatic Field Curves)，其中S曲线代表587.6nm下的弧矢场曲，T曲线代表587.6nm下的子午场曲。由图中可知，光学系统的场曲较小，像面弯曲程度得到有效抑制，且各视场下的弧矢场曲及子午场曲相差较小，各视场的像散得到较佳的控制，因此可知光学系统10的视场中心至边缘均拥有清晰的成像。
另外，根据畸变曲线图可知，具有广角特性的光学系统10在不同的角度范围内的畸变程度是不同的，畸变随着视场角的增大而增大，而在小于50°的角度范围内，畸变程度相对较小，而在50°至100°的角度范围内，畸变程度相对较大。
第二实施例
参考图3，在第二实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。
光学系统10中各透镜表面的面型如下：
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凹面，像侧面S4于近光轴处为凹面；
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凹面；
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，像侧面S10于近光轴处为凸面；
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凹面；
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面。
在本申请的实施例中，当描述透镜表面于近光轴处具有某种面型时，则表示该透镜表面于光轴101附近具有该种面型。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6中各透镜的物侧面及像侧面均为球面，第三透镜L3及第七透镜L7中各透镜的物侧面及像侧面均为非球面，且各透镜的材质均为玻璃。
另外，第五透镜L5和第六透镜L6共同形成胶合透镜。
另外，第二实施例中光学系统10的各透镜参数由表3和表4给出，其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。
表3
表4
面序号 S5 S6 S13 S14
K 9.328E+00 -8.992E+00 -5.925E+00 5.707E+01
A4 -4.521E-04 1.026E-03 5.540E-04 1.095E-03
A6 9.134E-05 2.924E-05 2.468E-05 -1.339E-04
A8 -3.924E-05 -1.128E-05 -1.229E-06 4.825E-05
A10 9.134E-06 4.181E-06 7.194E-08 -2.684E-06
A12 -1.320E-06 -6.411E-07 -1.574E-09 9.802E-07
A14 8.170E-07 3.930E-08 6.099E-11 -6.979E-08
A16 -6.198E-09 8.012E-10 -1.518E-13 3.045E-09
A18 1.786E-10 -6.126E-10 5.711E-16 -7.390E-11
A20 -2.141E-12 7.299E-12 -8.739E-19 7.610E-13
该实施例中的光学系统10满足如下关系：
由图4中的各像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，其中各波长下的纵向球差所对应的焦点偏移较小，像面弯曲程度受到较好的抑制，同时像散也得到合理调节，畸变得到了十分有效的抑制。
第三实施例
参考图5，在第三实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。
光学系统10中各透镜表面的面型如下：
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凹面，像侧面S4于近光轴处为凹面；
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，像侧面S10于近光轴处为凸面；
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凹面；
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面。
在本申请的实施例中，当描述透镜表面于近光轴处具有某种面型时，则表示该透镜表面于光轴101附近具有该种面型。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6中各透镜的物侧面及像侧面均为球面，第三透镜L3及第七透镜L7中各透镜的物侧面及像侧面均为非球面，且各透镜的材质均为玻璃。
另外，第五透镜L5和第六透镜L6共同形成胶合透镜。
另外，第三实施例中光学系统10的各透镜参数由表5和表6给出，其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。
表5
表6
面序号 S5 S6 S13 S14
K -5.138E+00 3.189E+01 -5.042E+00 5.900E+01
A4 -1.196E-04 8.698E-04 9.127E-04 9.688E-04
A6 5.959E-05 -9.093E-05 -1.384E-06 -1.294E-04
A8 -7.405E-06 4.274E-05 8.685E-07 4.173E-05
A10 1.571E-06 -1.029E-05 -5.713E-08 -7.206E-06
A12 -2.212E-07 9.575E-06 3.772E-09 7.893E-07
A14 1.987E-08 -1.531E-07 -8.981E-11 -5.450E-08
A16 -1.119E-09 9.215E-09 1.026E-12 5.291E-09
A18 3.586E-11 -3.143E-10 -5.675E-15 -5.312E-11
A20 -5.046E-13 4.668E-12 1.229E-17 5.186E-13
该实施例中的光学系统10满足如下关系：
由图6中的各像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，其中各波长下的纵向球差所对应的焦点偏移较小，像面弯曲程度受到较好的抑制，同时像散也得到合理调节，畸变得到了十分有效的抑制。
第四实施例
参考图7，在第四实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。
光学系统10中各透镜表面的面型如下：
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凹面，像侧面S4于近光轴处为凹面；
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，像侧面S10于近光轴处为凸面；
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凹面；
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面。
在本申请的实施例中，当描述透镜表面于近光轴处具有某种面型时，则表示该透镜表面于光轴101附近具有该种面型。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6中各透镜的物侧面及像侧面均为球面，第三透镜L3及第七透镜L7中各透镜的物侧面及像侧面均为非球面，且各透镜的材质均为玻璃。
另外，第五透镜L5和第六透镜L6共同形成胶合透镜。
另外，第四实施例中光学系统10的各透镜参数由表7和表8给出，其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。
表7
表8
面序号 S5 S6 S13 S14
K -8.057E+00 2.084E+00 8.642E-01 9.899E+01
A4 -2.328E-04 7.571E-04 -2.012E-04 8.406E-04
A6 6.521E-07 -2.164E-05 5.049E-06 -1.266E-04
A8 -1.114E-07 1.113E-05 1.205E-06 3.560E-05
A10 -1.050E-07 -5.378E-06 -1.219E-07 -5.403E-06
A12 3.412E-08 3.710E-07 5.662E-09 9.245E-07
A14 -5.477E-09 -3.855E-08 -1.164E-10 -3.217E-08
A16 2.964E-10 2.529E-09 1.190E-12 1.190E-09
A18 -1.001E-11 -9.387E-11 -5.996E-15 -2.382E-11
A20 1.369E-13 1.501E-12 1.192E-17 1.960E-13
该实施例中的光学系统10满足如下关系：
由图8中的各像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，其中各波长下的纵向球差所对应的焦点偏移较小，像面弯曲程度受到较好的抑制，同时像散也得到合理调节，畸变得到了十分有效的抑制。
第五实施例
参考图9，在第五实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。
光学系统10中各透镜表面的面型如下：
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面；
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凹面，像侧面S4于近光轴处为凹面；
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，像侧面S6于近光轴处为凸面；
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凸面；
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，像侧面S10于近光轴处为凸面；
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凹面，像侧面S12于近光轴处为凹面；
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凸面，像侧面S14于近光轴处为凹面。
在本申请的实施例中，当描述透镜表面于近光轴处具有某种面型时，则表示该透镜表面于光轴101附近具有该种面型。
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6中各透镜的物侧面及像侧面均为球面，第三透镜L3及第七透镜L7中各透镜的物侧面及像侧面均为非球面，且各透镜的材质均为玻璃。
另外，第五透镜L5和第六透镜L6共同形成胶合透镜。
另外，第五实施例中光学系统10的各透镜参数由表9和表10给出，其中各结构和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。
表9
表10
面序号 S5 S6 S13 S14
K 4.225E-02 5.619E+00 4.109E+00 5.475E+01
A4 -1.842E-04 9.293E-04 -5.147E-04 1.109E-03
A6 5.582E-05 -1.364E-04 5.884E-06 -2.338E-04
A8 -2.342E-05 7.070E-05 -7.824E-07 8.048E-05
A10 5.583E-06 -5.915E-05 1.024E-08 -1.576E-05
A12 -8.067E-07 3.304E-06 -5.110E-11 1.940E-06
A14 5.148E-08 -3.625E-07 2.010E-13 -1.509E-07
A16 -3.818E-09 2.465E-08 -3.773E-16 4.190E-09
A18 1.125E-10 -9.508E-10 3.795E-19 -1.915E-10
A20 -1.409E-12 1.596E-11 -1.603E-22 2.188E-12
该实施例中的光学系统10满足如下关系：
由图10中的各像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变均得到良好的控制，其中各波长下的纵向球差所对应的焦点偏移较小，像面弯曲程度受到较好的抑制，同时像散也得到合理调节，畸变得到了十分有效的抑制。
以上第一实施例至第五实施例中，光学系统10通过相应的屈折力、物理参数、面型设计，不仅满足小型化的设计要求，还具有大光圈的光学特性，同时还能够对光学系统10的纵向球差、场曲、像散、畸变像差实现有效抑制，从而可拥有高质量成像效果。
另外，参考图11，本申请的一些实施例还提供了一种摄像模组20，摄像模组20可包括上述任意一个实施例所述的光学系统10及图像传感器210，图像传感器210设置于光学系统10的像侧。图像传感器210可以为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)。一般地，在装配时，光学系统10的成像面Si与图像传感器210的感光表面重叠。通过采用上述光学系统10，使得摄像模组20具有较大的像面，同时成像效果好。
参考图12，本申请的一些实施例还提供了一种电子设备30。电子设备30包括固定件310，摄像模组20安装于固定件310，固定件310可以为显示屏、触控显示屏、电路板、中框、后盖等部件。电子设备30可以为但不限于智能手机、智能手表、智能眼镜、电子书阅读器、车载摄像设备、监控设备、无人机、医疗设备(如内窥镜)、平板电脑、生物识别设备(如指纹识别设备或瞳孔识别设备等)、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、无人机等。在一些实施例中，当电子设备30为车载摄像设备时，摄像模组20可作为设备的车载环视镜头，固定件310用于将电子设备30安装于车辆上。由于摄像模组20的尺寸较小，释放了电子设备30的尺寸设置的限制，为电子设备向小型化发展提供了条件，当利用电子设备30拍摄景象时，使得拍摄的范围广，同时成像效果好，拍摄品质可得到较好的提升。
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：
具有负屈折力的第一透镜，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和像侧面于近光轴处均为凹面；
具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；
具有正屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；
具有负屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；
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；
具有屈折力的透镜为七片；
且所述光学系统满足条件式：
6.00＜ΣCT/BFL＜13.00；
其中，ΣCT为所述第一透镜至所述第七透镜于光轴上的厚度之和，BFL为所述第七透镜的像侧面与所述光学系统的成像面之间于光轴方向上的最小距离。
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：
1.00＜|Rs9/f5|＜3.00；
其中，Rs9为所述第五透镜的物侧面于近光轴上的曲率半径，f5为所述第五透镜的有效焦距。
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：
2.00<f2/f<4.00；
其中，f为所述光学系统的有效焦距，f2为所述第二透镜的有效焦距。
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：
0.30＜Imgh*2/TTL＜0.50；
其中，Imgh为所述光学系统最大视场角所对应的像高的一半，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。
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设置于所述第三透镜与所述第四透镜之间的光阑，所述光学系统满足条件式：
1.00<|F1/F2|<5.00；
其中，F1为所述第一透镜至所述第三透镜的组合焦距，F2为所述第四透镜至所述第七透镜的组合焦距。
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：
7.00＜FOV/CRA＜10.00；
其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，CRA为所述光学系统于最大视场处的主光线入射角。
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：
1.00＜SDs1/CT12＜3.00；
其中，SDs1为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径的一半，CT12为所述第一透镜与所述第二透镜之间于光轴上的距离。
8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下条件式中的至少一个：
2.00＜|Rs14/ET14|＜3.50，f/EPD<1.48，以及20.0<|nd1-nd2|*100<40.0；
其中，Rs14为所述第七透镜的像侧面于光轴上的曲率半径，ET14为所述第七透镜的物侧面最大有效口径的一半处与所述第七透镜的像侧面最大有效口径的一半处之间于光轴方向上的距离；f为所述光学系统的有效焦距，EPD为所述光学系统的入瞳直径；nd1为所述第一透镜的折射率，nd2为所述第二透镜的折射率。
9.一种摄像模组，其特征在于，包括图像传感器及权利要求1至8任意一项所述的光学系统，所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。
10.一种电子设备，其特征在于，包括固定件及权利要求9所述的摄像模组，所述摄像模组设置于所述固定件。
CN202111080353.3A 2021-09-15 2021-09-15 光学系统、摄像模组及电子设备 Active CN113866941B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111080353.3A CN113866941B (zh) 2021-09-15 2021-09-15 光学系统、摄像模组及电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111080353.3A CN113866941B (zh) 2021-09-15 2021-09-15 光学系统、摄像模组及电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113866941A CN113866941A (zh) 2021-12-31
CN113866941B true CN113866941B (zh) 2023-09-05

Family

ID=78995963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111080353.3A Active CN113866941B (zh) 2021-09-15 2021-09-15 光学系统、摄像模组及电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113866941B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112882204A (zh) * 2021-03-30 2021-06-01 天津欧菲光电有限公司 光学系统、摄像模组、摄像设备及汽车
CN214041846U (zh) * 2021-01-19 2021-08-24 中山联合光电科技股份有限公司 光学镜头
CN113376802A (zh) * 2021-06-16 2021-09-10 嘉兴中润光学科技股份有限公司 一种dv镜头和图像拾取装置
CN214201899U (zh) * 2020-12-29 2021-09-14 深圳市大疆创新科技有限公司 光学系统、拍摄装置、云台及可移动平台

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN214201899U (zh) * 2020-12-29 2021-09-14 深圳市大疆创新科技有限公司 光学系统、拍摄装置、云台及可移动平台
CN214041846U (zh) * 2021-01-19 2021-08-24 中山联合光电科技股份有限公司 光学镜头
CN112882204A (zh) * 2021-03-30 2021-06-01 天津欧菲光电有限公司 光学系统、摄像模组、摄像设备及汽车
CN113376802A (zh) * 2021-06-16 2021-09-10 嘉兴中润光学科技股份有限公司 一种dv镜头和图像拾取装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113866941A (zh) 2021-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111308659A (zh) 光学系统、摄像模组及电子装置
CN111443461A (zh) 光学系统、镜头模组和电子设备
CN113552694B (zh) 光学系统、取像模组及电子设备
CN113341539B (zh) 光学系统、镜头模组和电子设备
CN113552697A (zh) 光学镜头、摄像模组及电子设备
CN114002818B (zh) 光学系统、摄像模组及电子设备
CN212111955U (zh) 光学系统、镜头模组和电子设备
CN113391430A (zh) 光学系统、镜头模组和电子设备
CN111812806A (zh) 光学系统、摄像模组及电子设备
CN112987256A (zh) 光学系统、摄像模组及电子设备
CN113866939B (zh) 光学系统、镜头模组以及电子设备
CN113534408B (zh) 光学系统、摄像模组及电子设备
CN113156612B (zh) 光学系统、取像模组及电子设备
CN211786318U (zh) 光学系统、摄像模组及电子装置
CN115166949B (zh) 光学镜头、摄像模组及智能终端
CN114721126B (zh) 光学镜头、摄像模组及电子设备
CN114740599B (zh) 光学系统、摄像模组和电子设备
CN114153050B (zh) 光学系统和具有其的取像模组、电子装置
CN113866940B (zh) 光学系统、摄像模组及电子设备
CN114442271B (zh) 光学系统、摄像模组及电子设备
CN215416070U (zh) 光学系统、取像模组及电子设备
CN214151207U (zh) 光学系统、摄像模组及电子设备
CN114675408A (zh) 光学系统、取像模组及电子设备
CN114637094A (zh) 光学镜头、摄像模组及电子设备
CN114509862A (zh) 光学系统、摄像模组和电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant