CN114019654B - 光学系统、取像模组及电子设备 - Google Patents

光学系统、取像模组及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种光学系统、取像模组以及电子设备，光学系统包括沿光轴由物侧至像侧依次设置的具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有屈折力的第三透镜、具有屈折力的第四透镜、具有屈折力的第五透镜、具有屈折力的第六透镜以及具有负屈折力的第七透镜，且满足条件式2.2<TTL/(SD11+SD12)<2.4，其中，TTL为第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离，SD11为第一透镜的物侧面的最大通光口径的半径，SD12为第一透镜的像侧面的最大通光口径的半径，进而便于控制第一透镜的最大通光口径，以实现大光圈和较高相对照度的特点，同时增大光学系统的透镜组的视场，确保光学系统的镜头模组的前端具有较小的体积，有助于缩短整个光学成像系统的光学总长。

Description

光学系统、取像模组及电子设备
技术领域
本申请涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。
背景技术
随着科学技术的发展，以及智能电子设备的普及，具有多样化摄像功能的设备得到人们的青睐。移动设备的便携性需求的提升，对光学镜组的尺寸提出了更高的要求，同时人们对摄像镜头的成像质量提升的需求也成为电子设备创新发展的必然趋势。而为使电子设备小型化，通常以减少镜片结构的片数来缩小光学镜组的尺寸，但会导致光学系统的进光量不足、解像力差等成像问题。因此，如何调节光学镜组的尺寸与成像质量之间的平衡，是相关技术人员需要解决的重要问题。
发明内容
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种光学系统、取像模组及电子设备。
第一方面，本申请实施例提供了一种光学系统，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，第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面；
具有负屈折力的第二透镜，第二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；
具有屈折力的第三透镜；
具有屈折力的第四透镜，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，第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面；
具有屈折力的第六透镜，第六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；
具有负屈折力的第七透镜，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。
光学系统满足条件式(1)：2.2<TTL/(SD11+SD12)<2.4，其中，TTL为第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离，即光学系统的光学总长；SD11为第一透镜的物侧面的最大通光口径的半径，SD12为第一透镜的像侧面的最大通光口径的半径。
本申请提供的一种光学系统，第一透镜具有正屈折力，有利于缩短光学系统的光学总长，进而有利于光学系统的小型化设置；第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，有利于增强第一透镜的正屈折力，进而有利于进一步缩短光学系统的光学总长。第二透镜具有负屈折力，且搭配于近光轴处朝物侧面凸出的弯月形面型，有利于平衡第一透镜朝正方向的像差。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，对光学系统产生的球差与像散进行较好地补偿，以保证光学系统的成像质量。第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面，有利于抑制中心视场光线的出射角度，确保光线平滑过渡到第六透镜。第六透镜和第七透镜均采用于近光轴处朝物侧凸出的弯月形面型，有利于光学系统的物方主点向物侧移动，进而缩短第五透镜、第六透镜和第七透镜的组合有效焦距；第七透镜具有负屈折力，有利于提升边缘视场的主光线入射角，进而提升成像面边缘的相对照度，减少暗角的产生。
同时通过控制第一透镜满足上述条件式(1)，便于控制第一透镜的最大的通光口径，以实现大光圈和较高相对照度的特点，同时确保光学系统的镜头模组的前端具有较小的体积，有助于缩短整个光学系统的光学总长。
当TTL/(SD11+SD12)≥2.4时，光学系统的光学总长过长，不利于光学系统的轻薄化以及小型化。当TTL/(SD11+SD12)≤2.2时，第一透镜的物侧面以及像侧面的通光口径过大，难以对视场边缘的光线进行有效调节，不利于校正光学系统的像差。
在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(2)：2.2<TTL*FNO/EFL<2.4，其中，EFL为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数；TTL为第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离，即光学系统的光学总长。
基于上述实施例，通过合理配置光学系统的总长TTL、有效焦距EFL和光圈数FNO，能够实现光学系统小型化设计的同时，一方面有利于光学系统具有较长焦距以满足对远处景物的拍摄，另一方面光学系统具有大孔径特点，具有足够的通光量，可改善暗光拍摄效果。
在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(3)：1<(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7)<1.5，其中，CT1为第一透镜于光轴上的厚度，CT2为第二透镜于光轴上的厚度，CT3为第三透镜于光轴上的厚度，CT4为第四透镜于光轴上的厚度，CT5为第五透镜于光轴上的厚度，CT6为第六透镜于光轴上的厚度，CT7为第七透镜于光轴上的厚度。
基于上述实施例，通过控制CT1、CT2、CT3、CT4、CT5、CT6以及CT7这七个参数满足上述条件式(3)，光学系统各透镜于光轴上的厚度得到合理配置，有利于透镜加工制造的同时，控制光线以合适的偏折角度进入成像面，有利于减小光学系统的畸变。
当(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7)≤1时，第五透镜、第六透镜和第七透镜于光轴上的厚度过大，前四片透镜排布紧凑，增加了光学系统的光学敏感度，增大畸变；；当(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7)≥1.5时，前四片透镜于光轴上得到厚度过大，不利于第一透镜保持较大的口径，进而导致光学系统的通光量降低，光线相对亮度不够，进而造成画面清晰度下降的情况。
在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(4)：2.5<(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/Gmax<3.6；
其中，G1为第一透镜的像侧面到第二透镜的物侧面于光轴上的空气间隔，G2为第二透镜的像侧面到第三透镜的物侧面于光轴上的空气间隔，G3为第三透镜的像侧面到第四透镜的物侧面于光轴上的空气间隔，G4为第四透镜的像侧面到第五透镜的物侧面于光轴上的空气间隔，G5为第五透镜的像侧面到第六透镜的物侧面于光轴上的空气间隔，G6为第六透镜的像侧面到第七透镜物侧面于光轴上的空气间隔，Gmax为第一透镜至第七透镜相邻两透镜之间于光轴上的最大的空气间隔。
基于上述实施例，通过控制G1、G2、G3、G4、G5以及G6这六个参数满足上述条件式(4)，有利于控制光学系统中各透镜之间于光轴上的空气间隔，进而可提高光学系统对成像的解析力。
当(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/Gmax≤2.5时，第一透镜至第七透镜相邻两透镜之间于光轴上的最大的空气间隔过大，不利于光学系统的小型化；(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/Gmax≥3.6时，第一透镜至第七透镜相邻两透镜之间于光轴上的最大的空气间隔过小，边缘光线偏折角度变化过大，导致光学系统光线的敏感性增大，易产生畸变和杂散光。
在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(5)：1<|(R12+R13)/(R12-R13)|<2.5，其中，R12为第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R13为第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
基于上述实施例，通过控制第六透镜满足上述条件式(5)，第六透镜物侧面和像侧面于光轴处的面型得到合理配置，有利于第六透镜保持相对均匀的厚度，可合理地平衡光学系统边缘光线与近轴光线的光程差，从而合理的修正场曲及像散，同时降低光学系统的敏感性，从而提高组装稳定性。
在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(6)：5.5mm<IMGH/tan(HFOV)<6.5mm，其中，IMGH为光学系统的最大视场角所对应的像高的一半，HFOV为光学系统的最大视场角的一半。
基于上述实施例，通过控制IMGH与HFOV这两个参数满足上述条件式(6)，能够对光学系统的像高和最大视场角进行合理配置，有利于光学系统具备大视场角特性，满足光学系统对拍摄范围需求的同时，具有足够大的像高匹配大尺寸感光元件，进而满足高成像质量的要求。
在一些示例性的实施例中，第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，光学系统满足条件式(7)：0.95<CT5/ET5<1.95，其中，CT5为第五透镜于光轴上的厚度，ET5为所述第五透镜物侧面的最大有效口径处到所述第五透镜像侧面的最大有效口径处于光轴方向的距离。
基于上述实施例，通过控制第五透镜满足上述条件式(7)，能够合理控制第五透镜的面型形状，有利于矫正光学系统的像散和畸变。当CT5/ET5≤0.95或是CT5/ET5≥1.95时，第五透镜的边缘厚度相对于光轴上的厚度过厚或过薄，不利于第五透镜的加工成型。
在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(8)：0<SAG4/R4+SAG5/R5<0.2，其中，SAG4为第二透镜物侧面的最大有效口径处的矢高；SAG5为第二透镜像侧面的最大有效口径处的矢高；R4为第二透镜的物侧面的曲率半径，R5为第二透镜的像侧面的曲率半径。
基于上述实施例，通过控制第二透镜满足上述条件式(8)，以便于合理控制第二透镜的面型形状，进而有利于矫正边缘视场色差和畸变。通过限定SAG4/R4+SAG5/R5的范围，可以有效消除光学系统的球差；同时确保光学系统的主光线角CRA以合适的角度进入成像面，以获得高清晰的图像。
在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(9)：0<|f6/f567|<0.9，其中，f6为第六透镜的有效焦距，f567为第五透镜、第六透镜以及第七透镜的组合焦距。
基于上述实施例，通过控制f6与f567满足上述条件式(9)，第六透镜的有效焦距与第五透镜、第六透镜以及第七透镜的组合焦距间的比值处于合适的范围，有利于校正由第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜产生的像差，以获得良好的成像性能。
当|f6/f567|≥0.9时，使第五透镜、第六透镜以及第七透镜间的屈折力分配不均，不利于第五透镜、第六透镜以及第七透镜校正由第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜产生的像差。
第二方面，本申请实施例提供了一种取像模组，取像模组包括感光元件以及如上述的光学系统，感光元件设置在光学系统的成像面内，用于接收穿过光学系统的光线并将光线转化成图像信号。
基于本申请实施例的取像模组，通过采用如上述的光学系统使取像模组具有良好的成像解析能力，以及有利于使取像模组获得大光圈的拍摄性能，同时还可使取像模组具有小型化的结构特点，便于将取像模组安装于较小的安装空间。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，电子设备包括固定件以及如上述的取像模组，取像模组安装在固定件上用以获取图像。
基于本申请实施例的电子设备，通过安装如上述的取像模组能够获得在满足高像素的同时，结构更加紧凑，从而较好地实现镜头大光圈、长焦距与高像素间的均衡，使电子设备具有良好的成像品质。
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1为本申请实施例一提供的光学系统的结构示意图；
图2A为本申请实施例一提供光学系统的球差曲线图；图2B为本申请实施例一提供光学系统的像散曲线图；图2C为本申请实施例一提供光学系统的畸变曲线图；
图3为本申请实施例二提供的光学系统的结构示意图；
图4A为本申请实施例二提供光学系统的球差曲线图；图4B为本申请实施例二提供光学系统的像散曲线图；图4C为本申请实施例二提供光学系统的畸变曲线图；
图5为本申请实施例三提供的光学系统的结构示意图；
图6A为本申请实施例三提供光学系统的球差曲线图；图6B为本申请实施例三提供光学系统的像散曲线图；图6C为本申请实施例三提供光学系统的畸变曲线图；
图7为本申请实施例四提供的光学系统的结构示意图；
图8A为本申请实施例四提供光学系统的球差曲线图；图8B为本申请实施例四提供光学系统的像散曲线图；图8C为本申请实施例四提供光学系统的畸变曲线图；
图9为本申请实施例五提供的光学系统的结构示意图；
图10A为本申请实施例五提供光学系统的球差曲线图；图10B为本申请实施例五提供光学系统的像散曲线图；图10C为本申请实施例五提供光学系统的畸变曲线图；
图11为本申请一种实施例中提供的取像模组的剖视图；
图12为本申请一种实施例中提供的电子设备的主视图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
参见图1、图3、图5、图7以及图9，为本申请实施例提供的光学系统100的结构示意图，该光学系统100沿光轴H由物测到像侧依次包括对光线具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有屈折力的第三透镜L3、具有屈折力的第四透镜L4、具有屈折力的第五透镜L5、具有屈折力的第六透镜L6以及具有负屈折力的第七透镜L7。
当上述光学系统100用于成像时，来自物侧的光线依次穿过第一透镜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后投射至成像面IMG内。成像面IMG内可用于设置感光元件，穿过第七透镜L7后的光线可被成像面IMG内的感光元件接收并转化为图像信号，感光元件再将图像信号传给后端其它系统进行图像解析等处理。
第一透镜L1具有正屈折力，有利于缩短光学系统100的光学总长，进而有利于光学系统100的小型化设置；第一透镜L1的物侧面于近光轴H处为凸面，第一透镜L1的像侧面于近光轴H处可为凸面或是凹面，有利于增强第一透镜L1的正屈折力，进而有利于进一步缩短光学系统100的光学总长。
第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面于近光轴H处为凸面，第二透镜的像侧面与近光轴H处为凹面，有利于进一步缩短光学系统100的光学总长，且可促使光学系统100达到像差平衡。
第三透镜L3可具有正屈折力或是负屈折力，同时第三透镜L3的物侧面与像侧面于近光轴H处可为凸面或是凹面。
第四透镜L4可具有正屈折力或是负屈折力，第四透镜L4设置为凸面朝向物侧的弯月形透镜，第四透镜L4的物侧面于近光轴H处为凸面，第四透镜L4的像侧面于光轴H处为凹面，进而可对光学系统100产生的球差与像散进行较好地补偿，以保证光学系统100的成像质量。
第五透镜L5可具有正屈折力或是负屈折力，第五透镜L5的物侧面于近光轴H处可为凸面或是凹面，第五透镜L5的像侧面于近光轴H处可为凸面，进而可对光学系统100的物侧所产生的像散、畸变等像差进行校正。
第六透镜L6具有正屈折力或是负屈折力，第六透镜L6的物侧面于近光轴H处为凸面，第六透镜L6的像侧面于光轴H处为凹面，通过合理设置第六透镜L6的屈折力以及面型，能够较好地对光学系统100的成像面IMG周边的像面弯曲和畸变进行良好地矫正。
第七透镜L7具有负屈折力，第七透镜L7的物侧面于近光轴H处为凸面，有助于修正位于第七透镜L7的圆周处的像弯曲，以提升位于第七透镜L7的圆周处的影像的品质；第七透镜L7的像侧面于光轴H处为凹面，可使光学系统100的主点向物侧端移动，有助于缩短位于光学系统100的透镜组的后侧的透镜组的组合有效焦距以及光学系统100的光学总长。
光学系统100还满足条件(1)：2.2<TTL/(SD11+SD12)<2.4，其中，TTL为第一透镜的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离，即光学系统的总长，SD11为第一透镜的物侧面的最大通光口径的半径，SD12为第一透镜的像侧面的最大通光口径的半径。
TTL/(SD11+SD12)的值可为2.281、2.281、2.344、2.252或2.304，通过控制第一透镜L1满足上述条件式(1)，便于控制第一透镜的最大的通光口径，以实现大光圈和较高相对照度(相对照度即为成像面边缘的照度相对中心的照度的比值)的特点，同时确保光学系统的镜头模组的前端具有较小的体积，有助于缩短整个光学成像系统的光学总长，以及可增大光学系统的透镜组的视场。
当TTL/(SD11+SD12)≥2.4时，光学系统100的光学总长过长，不利于光学系统100的轻薄化以及小型化。当TTL/(SD11+SD12)≤2.2时，第一透镜L1的通光口径过大，难以对视场边缘的光线进行有效调节，不利于校正光学系统100的像差。
在一些示例性的实施例中，光学系统100满足条件式(2)：2.2<TTL*FNO/EFL<2.4，其中，TTL为第一透镜L1的物侧面至光学系统100的成像面IMG于光轴H上的距离，即光学系统100的光学总长，EFL为光学系统100的有效焦距，FNO为光学系统100的光圈数。
TTL/EFL*FNO的值可为2.293、2.297、2.360、2.280或2.309，通过控制TTL、EFL以及FNO这三个参数满足上述条件式(2)，能够实现光学系统100小型化设计的同时，一方面有利于光学系统100具有较长焦距以满足对远处景物的拍摄，另一方面光学系统100具有大孔径特点，具有足够的通光量，可改善暗光拍摄效果。
在一些示例性的实施例中，光学系统100满足条件式(3)：1<(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7)<1.5，其中，其中，CT1为第一透镜L1于光轴H上的厚度，CT2为第二透镜L2于光轴H上的厚度，CT3为第三透镜L3于光轴H上的厚度，CT4为第四透镜L4于光轴H上的厚度，CT5为第五透镜L5于光轴H上的厚度，CT6为第六透镜L6于光轴H上的厚度，CT7为第七透镜L7于光轴H上的厚度。
(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7)的值可以有1.148、1.160、1.460、1.472或1.117，条件式1<(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7)<1.5的限制，可加强光学系统100的镜头对环境的抵抗力，进而降低光学成像镜头的量产难度，同时也可减小光学系统100的成像畸变。
当(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7)≤1时，增大了光学成像镜头的量产难度；当(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7)≥1.5时，光学系统100成像时容易发生畸变。
在一些示例性的实施例中，光学系统100满足条件式(4)：2.5<(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/Gmax<3.6，其中，G1为第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面于光轴H上的空气间隔，G2为第二透镜L2的像侧面到第三透镜L3的物侧面于光轴H上的空气间隔，G3为第三透镜L3的像侧面到第四透镜L4的物侧面于光轴H上的空气间隔，G4为第四透镜L4的像侧面到第五透镜L5的物侧面于光轴H上的空气间隔，G5为第五透镜L5的像侧面到第六透镜L6的物侧面于光轴H上的空气间隔，G6为第六透镜L6的像侧面到第七透镜L7的物侧面于光轴H上的空气间隔，Gmax为第一透镜L1至第七透镜L7相邻两透镜之间于光轴H上的最大空气间隔。
(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/Gmax的值可以有3.516、2.940、3.001、3.212或2.716，条件式2.5<(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/Gmax<3.6的限制，有利于控制光学系统100中各透镜之间于光轴H上的空气间隔，进而可提高光学系统100对成像的解析力。
当(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/Gmax≤2.5时，容易导致光学系统100中各透镜间于光轴上的空气间隔相差过大，进而产生畸变；(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/Gmax≥3.6时，使光学系统100中各透镜间于光轴H上的总空气间隔过大，进而不利于控制光学系统100的光学总长。
在一些示例性的实施例中，光学系统100满足条件式(5)：1<|(R12+R13)/(R12-R13)|<2.5，其中，R12为第六透镜L6的物侧面于光轴H处的曲率半径，R13为第六透镜L6的像侧面于光轴H处的曲率半径。
|(R12+R13)/(R12-R13)|的值可以有1.42、2.45、1.03、1.40或1.98，通过控制第六透镜L6满足条件式(5)，可使第六透镜L6的镜片厚度相对均匀，进而可降低镜头的敏感度，同时也可保证第六透镜L6的像面中心到边缘的整体成像画质清晰均匀。
当|(R12+R13)/(R12-R13)|≤1时，第六透镜L6产生的像差难以矫正，影响光学系统100的光学性能；当|(R12+R13)/(R12-R13)|≥2.5时，会增加光学系统100中的光学镜头的敏感度，进而影响各透镜组装的稳定性。
在一些示例性的实施例中，光学系统100满足条件式(6)：5.5mm<IMGH/tan(HFOV)<6.5mm，其中，IMGH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半，HFOV为光学系统100的最大视场角的一半。
IMGH/tan(HFOV)的值可以有5.776mm、5.591mm、5.828mm、6.006mm或5.786mm，通过控制IMGH与HFOV这两个参数满足上述条件式(6)，能够对光学系统100的像高和最大视场角进行合理配置，有利于光学系统100具备大视场角特性，满足光学系统100对拍摄范围需求的同时，具有足够大的像高匹配大尺寸感光元件，进而满足高成像质量的要求。
当IMGH/TAN(HFOV)≤5.5时，光学系统100的像高过小，不利于光学系统100匹配大尺寸感光元件实现高像素成像；当IMGH/TAN(HFOV)≥6.5时，光学系统100最大视场角过小，无法满足拍摄视场要求。
在一些示例性的实施例中，光学系统100满足条件式(7)：0.95<CT5/ET5<1.95，其中，CT5为第五透镜L5于光轴H上的厚度，ET5为所述第五透镜L5物侧面的最大有效口径处到所述第五透镜像侧面的最大有效口径处于光轴方向的距离。
CT5/ET5的值可以为1.855、1.629、0.996、1.096或1.789，通过控制第五透镜L5满足条件式(7)，能够合理控制第五透镜L5的面型形状，有利于矫正光学系统100的像散和畸变。当CT5/ET5≤0.95或是CT5/ET5≥1.95时，不利于第五透镜L5的加工成型。
在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(8)：0<SAG4/R4+SAG5/R5<0.2，其中，SAG4为第二透镜L2物侧面的最大有效口径处的矢高(第二透镜L2物侧面的最大有效口径处至第二透镜L2物侧面与光轴H的交点沿平行于光轴方向上的距离)；SAG5为第二透镜L2像侧面的最大有效口径处的矢高(第二透镜L2像侧面的最大有效口径处至第二透镜L2像侧面与光轴H的交点沿平行于光轴方向上的距离)；R4为第二透镜L2的物侧面的曲率半径，R5为第二透镜L2的像侧面的曲率半径。
SAG4/R4+SAG5/R5的值可以为0.101、0.151、0.075、0.088或0.094，通过控制第二透镜L2满足条件式(8)，以便于合理控制第二透镜L2的非球面面型，进而有利于矫正边缘视场色差和畸变。通过限定SAG4/R4+SAG5/R5的范围，可以有效消除光学系统100的球差；同时确保光学系统100的主光线角CRA以合适的角度进入成像面，以获得高清晰的图像。
在一些示例性的实施例中，光学系统满足条件式(9)：0<|f6/f567|<0.9，其中，f6为第六透镜L6的有效焦距，f567为第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7的组合焦距。
|f6/f567|的值可以为0.896、0.213、0.160、0.207或0.700，通过控制f6与f567满足上述条件式(9)，通过控制f6与f567满足上述条件式(9)，第六透镜L6的有效焦距与第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7的组合焦距间的比值处于合适的范围，有利于校正由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4产生的像差，以获得良好的成像性能。
当|f6/f567|≥0.9时，使第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7间的屈折力分配不均，不利于第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7校正由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4产生的像差。本申请实施例中的光学系统100，通过设置各透镜的面型、屈折力以及各透镜间的间距的合理配置，可增强光学系统100的成像解析能力，且有利于光学系统100实现大光圈以及长焦距以及高像素的特性。
在一些示例性的实施例中，第一透镜L1至第七透镜7的物侧面和/或像侧面可为非球面或球面，非球面设计能够使透镜的物侧面及/或像侧面拥有更灵活的设计，使透镜在较小、较薄的情况下便能良好地解决成像不清，视界歪曲、视野狭小等不良现象，无需设置过多的透镜便能使透镜组拥有良好的成像品质，且有助于缩短光学系统100的长度。球面透镜则制作工艺简单，生产成本低以及便于灵活设计各透镜面型，提升各透镜的成像解析能力。通过球面与非球面的配合也可有效消除系统的像差，使光学系统100具有良好的成像品质，且同时提高光学系统内各透镜的设计及组装的灵活性。其中，光学系统100中各透镜的表面也可以是球面和非球面的任意组合，并不一定是均为球面或均为非球面。
光学系统100中各透镜的材质可均为塑料，也可均为玻璃，或者可为玻璃与塑料的组合搭配。塑料材质的透镜能够减少光学系统100的重量并降低制备成本，而玻璃材质的透镜能够耐受较高的温度且具有优良的光学效果。具体地，在本申请的示例性的实施例中，第一透镜L1至第七透镜7的材质均为塑料，便于各透镜的加工。当然，光学系统100中透镜材质配置关系并不限于上述实施例，任意一个透镜的材质可以为塑料，也可以为玻璃，具体配置关系根据实际设计需求而定，此处不加以赘述。
光学系统100还包括光阑ST，通过调节光阑ST的通光孔径可改变来自物侧的光线进入光学系统100的通光量，以满足不同的光亮度需求，进而在扩大视场角的同时维持系统的小型化。光阑ST中心位于光学系统100的光轴H上，在一些示例性的实施例中，光阑ST设置在第一透镜L1的物侧，用于调节通过光线的强弱，进而在扩大视场角的同时维持系统小型化。光阑ST可设置为遮光图层，遮光图层涂覆于光学系统100的透镜的物侧面或像侧面上，并保留通光区域以允许光线穿过。
光学系统100还包括滤光片L8，滤光片L8设置于第七透镜L7的像侧面和成像面IMG之间。滤光片L8为用于滤除红外光的红外截止滤光片L8，防止红外光到达光学系统100的成像面IMG，从而防止红外光干扰正常成像。滤光片L8可与各透镜一同装配以作为光学系统100中的一部分。
例如，在一些实施例中，光学系统100中的各透镜安装于镜筒内，滤光片L8安装于镜筒的像端。在另一些实施例中，滤光片L8并不属于光学系统100的元件，此时滤光片L8可以在光学系统100与感光元件装配成取像模组时，一并安装至光学系统100与感光元件之间。在一些实施例中，滤光片L8也可设置在第一透镜L1的物侧。另外，在一些实施例中也可不设置滤光片L8，而是通过在第一透镜L1至第七透镜L7中的至少一个透镜的物侧面或像侧面上设置红外滤光膜，以实现滤除红外光的作用。
本申请的上述实施方式的光学系统100可采用多片透镜，通过合理分配各透镜焦距、屈折力、面型、厚度以及各透镜之间的轴上间距等，可以保证上述光学系统100获得大光圈、长焦以及高像素的拍摄性能。
以下将参照附图及表格，结合具体数值介绍本技术方案的光学系统100在各具体实施方式中的组装结构以及对应的实施结果。
各实施例中示出的标记意义如下所示：
S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13、S15分别为第一透镜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、第七透镜L7以及滤光片L8物侧面的编号，S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14、S16分别为第一透镜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、第七透镜L7以及滤光片L8像侧面的编号。
“K”表示圆锥常数(Conic Constant)，“A4”、“A6”、“A8”、……、“A20”分别表示4阶、6阶、8阶、……、20阶非球面系数。
另外，在以下示出圆锥常数及非球面系数的各表中，数值的表达采用以10为底的指数表达。例如，“0.12E-05”表示“0.12×(10的负5次方)”，“9.87E+03”表示“9.87×(10的3次方)”。
在各实施方式中使用的光学系统100中，具体地，若将垂直于光轴H的方向上的距离设为“r”，将透镜原点处的近轴曲率设为“c”(近轴曲率c为上透镜曲率半径R的倒数，即c＝1/R)，将圆锥常数设为“K”，将4阶、6阶、8阶、……、i阶的非球面系数分别设为“A4”、“A6”、“A8”、……、“Ai”，则非球面形状x由以下的数学式1定义,其中，Z表示非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的距离矢高。
数学式1：
Figure BDA0003344024300000081
实施例一
本实施例中的光学系统100的结构示意图参见图1所示，光学系统100包括沿光轴H由物侧至像侧依次设置的第一透镜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、第七透镜L7和滤光片L8，光阑ST设于第一透镜L1物侧面，光学系统100的成像面IMG位于滤光片L8远离第七透镜L7的一侧。第一透镜L1至第七透镜L7均为塑料非球面透镜，滤光片L8为玻璃材质的红外截止滤光片。
其中，第一透镜L1具有正屈折力，第一透镜L1物侧面S1于近光轴H处为凸面、像侧面S2于近光轴H处为凹面。
第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2物侧面S3于近光轴H处为凸面、像侧面S4于近光轴H处为凹面。
第三透镜L3具有正屈折力，第三透镜L3物侧面S5于近光轴H处为凹面、像侧面S6于近光轴H处为凸面。
第四透镜L4具有负屈折力，第四透镜L4物侧面S7于近光轴H处为凸面、像侧面S8于近光轴H处为凹面。
第五透镜L5具有正屈折力，第五透镜L5物侧面S9于近光轴H处为凹面、像侧面S10于近光轴H处为凸面。
第六透镜L6具有正屈折力，第六透镜L6物侧面S11于近光轴H处为凸面、像侧面S12于近光轴H处为凹面。
第七透镜L7具有负屈折力，第七透镜L7物侧面S13于近光轴H处为凸面、像侧面S14于近光轴H处为凹面。
实施例一中光学系统100的折射率、阿贝数和焦距均以波长为555.00nm的光线为参考，光学系统100的相关参数如表1所示。其中，EFL为光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，HFOV为光学系统100的最大视场角的一半，TTL为光学系统100的光学总长，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米。其中，表1中的曲率半径为相应表面编号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至后一表面于光轴上的距离。
表1
Figure BDA0003344024300000091
结合表1中的参数以及本实施例中的具体的参数设置得出本实施例中光学系统100中的各透镜相关参数之间的数值关系计算结果如表2所示。
表2
条件式 数值
(1)TTL/(SD11+SD12) 2.281
(2)TTL*FNO/EFL 2.293
(3)(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7) 1.148
(4)(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/GMAX 3.516
(5)|(R12+R13)/(R12-R13)| 1.42
(6)IMGH/TAN(HFOV) 5.776mm
(7)CT5/ET5 1.855
(8)SAG4/R4+SAG5/R5 0.101
(9)|f6/f567| 0.896
根据表2中结果可知，本实施例中光学系统100中的各透镜相关参数之间的数值关系计算结果分别一一对应满足条件式(1)至条件式(9)。
实施例一中各透镜的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表3所示。
表3
Figure BDA0003344024300000101
图2A、图2B以及图2C分别为实施例一中球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
球差曲线图的横坐标表示焦点偏移量、纵坐标表示归一化视场，图2A中给出的波长分别在650.00nm、555.00nm以及470.00nm时，不同视场的焦点偏移均在±0.02mm以内，说明本实施例中光学系统100的球差较小、成像质量较好。
像散曲线图横坐标表示焦点偏移，纵坐标表示像高，图2B给出的像散曲线表示波长在555.00nm时，子午像面和弧矢像面的焦点偏移量均在±0.2mm以内，说明本实施例中光学系统100的像散较小、成像质量较好。
畸变曲线图横坐标表示畸变率，纵坐标表示像高，图2C给出的畸变曲线表示波长在555.00nm时的畸变在±8.0％以内，说明本实施例中光学系统100的畸变得到了较好的矫正、成像质量较好。
根据图2A、图2B和图2C可知，实施例一中给出的光学系统100能够实现良好的成像效果。
实施例二
本实施例中的光学系统100的结构示意图参见图3所示，光学系统100包括沿光轴H由物侧至像侧依次设置的第一透镜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、第七透镜L7和滤光片L8，光阑ST设于第一透镜L1物侧面，光学系统100的成像面IMG位于滤光片L8远离第七透镜L7的一侧。第一透镜L1至第七透镜L7均为塑料非球面透镜，滤光片L8为玻璃材质的红外截止滤光片。
其中，第一透镜L1具有正屈折力，第一透镜L1物侧面S1于近光轴H处为凸面、像侧面S2于近光轴H处为凹面。
第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2物侧面S3于近光轴H处为凸面、像侧面S4于近光轴H处为凹面。
第三透镜L3具有正屈折力，第三透镜L3物侧面S5于近光轴H处为凹面、像侧面S6于近光轴H处为凸面。
第四透镜L4具有负屈折力，第四透镜L4物侧面S7于近光轴H处为凸面、像侧面S8于近光轴H处为凹面。
第五透镜L5具有正屈折力，第五透镜L5物侧面S9于近光轴H处为凹面、像侧面S10于近光轴H处为凸面，。
第六透镜L6具有负屈折力，第六透镜L6物侧面S11于近光轴H处为凸面、像侧面S12于近光轴H处为凹面。
第七透镜L7具有负屈折力，第七透镜L7物侧面S13于近光轴H处为凸面、像侧面S14于近光轴H处为凹面。
实施例二中光学系统100的折射率、阿贝数和焦距均以波长为555.00nm的光线为参考，光学系统100的相关参数如表4所示。其中，EFL为光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，HFOV为光学系统100的最大视场角的一半，TTL为光学系统100的光学总长，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米。其中，表4中的曲率半径为相应表面编号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至后一表面于光轴上的距离。
表4
Figure BDA0003344024300000111
Figure BDA0003344024300000121
结合表4中的参数以及本实施例中的具体的参数设置得出本实施例中光学系统100中的各透镜相关参数之间的数值关系计算结果如表5所示。
表5
条件式 数值
(1)TTL/(SD11+SD12) 2.281
(2)TTL*FNO/EFL 2.297
(3)(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7) 1.160
(4)(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/GMAX 2.940
(5)|(R12+R13)/(R12-R13)| 2.45
(6)IMGH/TAN(HFOV) 5.591mm
(7)CT5/ET5 1.629
(8)SAG4/R4+SAG5/R5 0.151
(9)|f6/f567| 0.213
根据表5中结果可知，本实施例中光学系统100中的各透镜相关参数之间的数值关系计算结果分别一一对应满足条件式(1)至条件式(9)。
实施例二中各透镜的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表6所示。
表6
Figure BDA0003344024300000122
Figure BDA0003344024300000131
图4A、图4B以及图4C分别为实施例二中球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
球差曲线图的横坐标表示焦点偏移、纵坐标表示归一化视场，图4A中给出的波长分别在650.00nm、555.00nm以及470.00nm时，不同视场的焦点偏移均在±0.02mm以内，说明本实施例中光学系统100的球差较小、成像质量较好。
像散曲线图横坐标表示焦点偏移，纵坐标表示像高，图4B给出的像散曲线表示波长在555.00nm时，子午像面和弧矢像面的焦点偏移量均在±0.2mm以内，说明本实施例中光学系统100的像散较小、成像质量较好。
畸变曲线图横坐标表示畸变率，纵坐标表示像高，图4C给出的畸变曲线表示波长在555.00nm时的畸变在±5.0％以内，说明本实施例中光学系统100的畸变得到了较好的矫正、成像质量较好。
根据图4A、图4B和图4C可知，实施例二中给出的光学系统100能够实现良好的成像效果。
实施例三
本实施例中的光学系统100的结构示意图参见图5所示，光学系统100包括沿光轴H由物侧至像侧依次设置的第一透镜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、第七透镜L7和滤光片L8，光阑ST设于第一透镜L1物侧面，光学系统100的成像面IMG位于滤光片L8远离第七透镜L7的一侧。第一透镜L1至第七透镜L7均为塑料非球面透镜，滤光片L8为玻璃材质的红外截止滤光片。
其中，第一透镜L1具有正屈折力，第一透镜L1物侧面S1于近光轴H处为凸面、像侧面S2于近光轴H处为凸面。
第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2物侧面S3于近光轴H处为凸面、像侧面S4于近光轴H处为凹面。
第三透镜L3具有正屈折力，第三透镜L3物侧面S5于近光轴H处为凹面、像侧面S6于近光轴H处为凸面。
第四透镜L4具有负屈折力，第四透镜L4物侧面S7于近光轴H处为凸面、像侧面S8于近光轴H处为凹面。
第五透镜L5具有负屈折力，第五透镜L5物侧面S9于近光轴H处为凹面、像侧面S10于近光轴H处为凸面，。
第六透镜L6具有正屈折力，第六透镜L6物侧面S11于近光轴H处为凸面、像侧面S12于近光轴H处为凹面。
第七透镜L7具有负屈折力，第七透镜L7物侧面S13于近光轴H处为凸面、像侧面S14于近光轴H处为凹面。
实施例三中光学系统100的折射率、阿贝数和焦距均以波长为555.00nm的光线为参考，光学系统100的相关参数如表7所示。其中，EFL为光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，HFOV为光学系统100的最大视场角的一半，TTL为光学系统100的光学总长，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米。其中，表7中的曲率半径为相应表面编号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至后一表面于光轴上的距离。
表7
Figure BDA0003344024300000141
结合表7中的参数以及本实施例中的具体的参数设置得出本实施例中光学系统100中的各透镜相关参数之间的数值关系计算结果如表8所示。
表8
条件式 数值
(1)TTL/(SD11+SD12) 2.344
(2)TTL*FNO/EFL 2.360
(3)(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7) 1.460
(4)(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/GMAX 3.001
(5)|(R12+R13)/(R12-R13)| 1.03
(6)IMGH/TAN(HFOV) 5.828mm
(7)CT5/ET5 0.996
(8)SAG4/R4+SAG5/R5 0.075
(9)|f6/f567| 0.160
根据表8中结果可知，本实施例中光学系统100中的各透镜相关参数之间的数值关系计算结果分别一一对应满足条件式(1)至条件式(9)。
实施例三中各透镜的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表9所示。
表9
Figure BDA0003344024300000142
Figure BDA0003344024300000151
图6A、图6B以及图6C分别为实施例三中球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
球差曲线图的横坐标表示焦点偏移、纵坐标表示归一化视场，图6A中给出的波长分别在650.00nm、555.00nm以及470.00nm时，不同视场的焦点偏移均在±0.008mm以内，说明本实施例中光学系统100的球差较小、成像质量较好。
像散曲线图横坐标表示焦点偏移，纵坐标表示像高，图6B给出的像散曲线表示波长在555.00nm时，弧矢像面和子午像面的焦点偏移均在±0.10mm以内，说明本实施例中光学系统100的像散较小、成像质量较好。
畸变曲线图横坐标表示畸变率，纵坐标表示像高，图6C给出的畸变曲线表示波长在555.00nm时的畸变在±5.0％以内，说明本实施例中光学系统100的畸变得到了较好的矫正、成像质量较好。
根据图6A、图6B和图6C可知，实施例三中给出的光学系统100能够实现良好的成像效果。
实施例四
本实施例中的光学系统100的结构示意图参见图7所示，光学系统100包括沿光轴H由物侧至像侧依次设置的第一透镜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、第七透镜L7和滤光片L8，光阑ST设于第一透镜L1物侧面，光学系统100的成像面IMG位于滤光片L8远离第七透镜L7的一侧。第一透镜L1至第七透镜L7均为塑料非球面透镜，滤光片L8为玻璃材质的红外截止滤光片。
其中，第一透镜L1具有正屈折力，第一透镜L1物侧面S1于近光轴H处为凸面、像侧面S2于近光轴H处为凸面。
第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2物侧面S3于近光轴H处为凸面、像侧面S4于近光轴H处为凹面。
第三透镜L3具有正屈折力，第三透镜L3物侧面S5于近光轴H处为凸面、像侧面S6于近光轴H处为凸面。
第四透镜L4具有正屈折力，第四透镜L4物侧面S7于近光轴H处为凸面、像侧面S8于近光轴H处为凹面。
第五透镜L5具有负屈折力，第五透镜L5物侧面S9于近光轴H处为凹面、像侧面S10于近光轴H处为凸面。
第六透镜L6具有正屈折力，第六透镜L6物侧面S11于近光轴H处为凸面、像侧面S12于近光轴H处为凹面。
第七透镜L7具有负屈折力，第七透镜L7物侧面S13于近光轴H处为凸面、像侧面S14于近光轴H处为凹面。
实施例四中光学系统100的折射率、阿贝数和焦距均以波长为555.00nm的光线为参考，光学系统100的相关参数如表1所示。其中，EFL为光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，HFOV为光学系统100的最大视场角的一半，TTL为光学系统100的光学总长，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米。其中，表10中的曲率半径为相应表面编号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至后一表面于光轴上的距离。
表10
Figure BDA0003344024300000161
结合表10中的参数以及本实施例中的具体的参数设置得出本实施例中光学系统100中的各透镜相关参数之间的数值关系计算结果如表11所示。
表11
条件式 数值
(1)TTL/(SD11+SD12) 2.252
(2)TTL*FNO/EFL 2.280
(3)(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7) 1.472
(4)(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/GMAX 3.212
(5)|(R12+R13)/(R12-R13)| 1.40
(6)IMGH/TAN(HFOV) 6.006mm
(7)CT5/ET5 1.096
(8)SAG4/R4+SAG5/R5 0.088
(9)|f6/f567| 0.207
根据表11中结果可知，本实施例中光学系统100中的各透镜相关参数之间的数值关系计算结果分别一一对应满足条件式(1)至条件式(9)。
实施例四中各透镜的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表12所示。
表12
Figure BDA0003344024300000171
图8A、图8B以及图8C分别为实施例四中球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
球差曲线图的横坐标表示焦点偏移、纵坐标表示归一化视场，图8A中给出的波长分别在650.00nm、555.00nm以及470.00nm时，不同视场的焦点偏移均在±0.02mm以内，说明本实施例中光学系统100的球差较小、成像质量较好。
像散曲线图横坐标表示焦点偏移，纵坐标表示像高，图8B给出的像散曲线表示波长在555.00nm时，弧矢像面和子午像面的焦点偏移均在±0.2mm以内，说明本实施例中光学系统100的像散较小、成像质量较好。
畸变曲线图横坐标表示畸变率，纵坐标表示像高，图8C给出的畸变曲线表示波长在555.00nm时的畸变在±8.0％以内，说明本实施例中光学系统100的畸变得到了较好的矫正、成像质量较好。
根据图8A、图8B和图8C可知，实施例四中给出的光学系统100能够实现良好的成像效果。
实施例五
本实施例中的光学系统100的结构示意图参见图9所示，光学系统100包括沿光轴H由物侧至像侧依次设置的第一透镜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、第七透镜L7和滤光片L8，光阑ST设于第一透镜L1物侧面，光学系统100的成像面IMG位于滤光片L8远离第七透镜L7的一侧。第一透镜L1至第七透镜L7均为塑料非球面透镜，滤光片L8为玻璃材质的红外截止滤光片。
其中，第一透镜L1具有正屈折力，第一透镜L1物侧面S1于近光轴H处为凸面、像侧面S2于近光轴H处为凹面。
第二透镜L2具有负屈折力，第二透镜L2物侧面S3于近光轴H处为凸面、像侧面S4于近光轴H处为凹面。
第三透镜L3具有负屈折力，第三透镜L3物侧面S5于近光轴H处为凸面、像侧面S6于近光轴H处为凹面。
第四透镜L4具有负屈折力，第四透镜L4物侧面S7于近光轴H处为凸面、像侧面S8于近光轴H处为凹面。
第五透镜L5具有正屈折力，第五透镜L5物侧面S9于近光轴H处为凸面、像侧面S10于近光轴H处为凸面。
第六透镜L6具有正屈折力，第六透镜L6物侧面S11于近光轴H处为凸面、像侧面S12于近光轴H处为凹面。
第七透镜L7具有负屈折力，第七透镜L7物侧面S13于近光轴H处为凸面、像侧面S14于近光轴H处为凹面。
实施例五中光学系统100的折射率、阿贝数和焦距均以波长为555.00nm的光线为参考，光学系统100的相关参数如表13所示。其中，EFL为光学系统100的有效焦距，FNO表示光圈值，HFOV为光学系统100的最大视场角的一半，TTL为光学系统100的光学总长，曲率半径、厚度、焦距的单位均为毫米。其中，表13中的曲率半径为相应表面编号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至后一表面于光轴上的距离。
表13
Figure BDA0003344024300000181
Figure BDA0003344024300000191
结合表13中的参数以及本实施例中的具体的参数设置得出本实施例中光学系统100中的各透镜相关参数之间的数值关系计算结果如表14所示。
表14
条件式 数值
(1)TTL/(SD11+SD12) 2.304
(2)TTL*FNO/EFL 2.309
(3)(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7) 1.117
(4)(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/GMAX 2.716
(5)|(R12+R13)/(R12-R13)| 1.98
(6)IMGH/TAN(HFOV) 5.786mm
(7)CT5/ET5 1.789
(8)SAG4/R4+SAG5/R5 0.094
(9)|f6/f567| 0.700
根据表14中结果可知，本实施例中光学系统100中的各透镜相关参数之间的数值关系计算结果分别一一对应满足条件式(1)至条件式(9)。
实施例五中各透镜的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表15所示。
表15
Figure BDA0003344024300000192
Figure BDA0003344024300000201
图10A、图10B以及图10C分别为实施例五中球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
球差曲线图的横坐标表示焦点偏移、纵坐标表示归一化视场，图10A中给出的波长分别在650.00nm、555.00nm以及470.00nm时，不同视场的焦点偏移均在±0.008mm以内，说明本实施例中光学系统100的球差较小、成像质量较好。
像散曲线图横坐标表示焦点偏移，纵坐标表示像高，图10B给出的像散曲线表示波长在555.00nm时，弧矢像面和子午像面的焦点偏移均在±0.10mm以内，说明本实施例中光学系统100的像散较小、成像质量较好。
畸变曲线图横坐标表示畸变率，纵坐标表示像高，图10C给出的畸变曲线表示波长在555.00nm时的畸变在±8.0％以内，说明本实施例中光学系统100的畸变得到了较好的矫正、成像质量较好。
根据图10A、图10B和图10C可知，实施例四中给出的光学系统100能够实现良好的成像效果。
如图11所示，本申请的一些实施例中还提供了一种取像模组200，取像模组200包括感光元件210以及如上所述的光学系统100。感光元件210具有感光面，感光面位于光学系统100的像侧，以接收由所述光学系统100形成的图像的光线。感光元件210可以为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)。在装配时，光学系统100的成像面与感光元件210的感光表面211重叠。
通过采用如上述的光学系统100使取像模组200具有良好的成像解析能力，以及有利于使取像模组200获得大光圈的拍摄性能，同时还可使取像模组200具有小型化的结构特点，便于将取像模组200安装于较小的安装空间。
如图12所示，本申请的一些实施例中还提供了一种电子设备300，取像模组200应用于电子设备300以使电子设备300具备摄像功能。具体地，电子设备300包括固定件310以及如上所述的取像模组200，取像模组200安装在固定件310上用以获取图像。固定件310可以为电路板、中框、保护壳体等部件。电子设备300可以为但不限于便携式的智能手机、电话机、视频电话、电子书籍阅读器、行车记录仪、可穿戴装置等。以电子设备300为智能手机为例，取像模组200可安装智能手机的壳体内，如图12所示，为取像模组200安装于智能手机壳体的主视图。
通过安装如上述的取像模组200能够获得在满足高像素的同时，结构更加紧凑，从而较好地实现镜头大光圈、长焦距与高像素间的均衡，使电子设备300具有良好的成像品质。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

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；
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凸面、像侧面于近光轴处为凹面；
具有屈折力的第三透镜；
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，所述第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面；
具有屈折力的第六透镜，所述第六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；
所述光学系统满足条件式：
2.2<TTL/(SD11+SD12)<2.4；
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，SD11为所述第一透镜的物侧面的最大的通光口径的半径，SD12为所述第一透镜的像侧面的最大的通光口径的半径。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还满足条件式：
1<(CT1+CT2+CT3+CT4)/(CT5+CT6+CT7)<1.5；
其中，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度，CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度，CT7为所述第七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，所述光学系统还满足条件式：
1<|(R12+R13)/(R12-R13)|<2.5；
其中，R12为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R13为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还满足条件式：
5.5mm<IMGH/tan(HFOV)<6.5mm；
其中，IMGH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半，HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半。
5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还满足条件式：
0.95<CT5/ET5<1.95；
其中，CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度，ET5为所述第五透镜物侧面的最大有效口径处到所述第五透镜像侧面的最大有效口径处于光轴方向的距离。
6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还满足条件式：
0<SAG4/R4+SAG5/R5<0.2；
其中，SAG4为所述第二透镜物侧面的最大有效口径处的矢高；SAG5为所述第二透镜像侧面的最大有效口径处的矢高；R4为所述第二透镜的物侧面的曲率半径，R5为所述第二透镜的像侧面的曲率半径。
7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还满足条件式：
0<|f6/f567|<0.9；
其中，f6为所述第六透镜的有效焦距，f567为所述第五透镜、所述第六透镜以及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，所述光学系统还满足条件式：
2.5<(G1+G2+G3+G4+G5+G6)/Gmax<3.6以及2.2<TTL*FNO/EFL<2.4；
其中，G1为所述第一透镜的像侧面到所述第二透镜的物侧面于光轴上的空气间隔，G2为所述第二透镜的像侧面到所述第三透镜的物侧面于光轴上的空气间隔，G3为所述第三透镜的像侧面到所述第四透镜的物侧面于光轴上的空气间隔，G4为所述第四透镜的像侧面到所述第五透镜的物侧面于光轴上的空气间隔，G5为所述第五透镜的像侧面到所述第六透镜的物侧面于光轴上的空气间隔，G6为所述第六透镜的像侧面到所述第七透镜物侧面于光轴上的空气间隔，Gmax为所述第一透镜至所述第七透镜相邻两透镜之间于光轴上的最大的空气间隔，EFL为所述光学系统的有效焦距，FNO为所述光学系统的光圈数。
9.一种取像模组，其特征在于，包括：
如权利要求1-8中任一项所述光学系统，及
感光元件，所述感光元件设置在所述光学系统的像侧。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
如权利要求9所述的取像模组；及
固定件，所述取像模组安装于所述固定件上。
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