CN114415353B - 光学系统、摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学系统、摄像模组及电子设备。光学系统包括:具有正屈折力的第一透镜,其物侧面于近光轴处为凸面;具有负屈折力的第二透镜,其物侧面和像侧面于近圆周处分别为凸面和凹面,具有正屈折力的第三透镜,其物侧面于近光轴处为凸面、像侧面于近圆周处为凹面;具有屈折力的第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜,第五透镜的物侧面于近圆周处为凹面;第六透镜的物侧面于近光轴处为凹面;第七透镜的物侧面和像侧面于近圆周处分别为凹面和凸面;光学系统满足关系:0.242mm‑1<(TTL/ImgH)/f<0.261mm‑1。根据本发明实施例的光学系统,能够实现小型化设计的同时兼顾良好的成像品质。
Description
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)正在迅速发展普及。其中移动设备的便携性提升,对摄像装置的厚度提出了更高的要求,同时像质提升需求已成为了必然趋势;目前为实现摄像装置厚度减薄,可使用低片数结构的摄像系统,但如此成像像质便会下降,无法满足预期需求;所以提升摄像系统轻薄性和保持良好性能的问题亟待解决。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请第一方面提出一种光学系统,能够有效解决在实现小型化设计的同时兼顾良好的成像品质的问题。
本发明第二方面还提出一种摄像模组。
本发明第三方面还提出一种电子设备。
根据本申请第一方面的实施例所述的光学系统,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;具有负屈折力的第二透镜,所述第二透镜的物侧面于近圆周处为凸面,像侧面于近圆周处为凹面;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,像侧面于近圆周处为凹面;具有屈折力的第四透镜;具有屈折力的第五透镜,所述第五透镜的物侧面于近圆周处为凹面;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凹面;具有屈折力的第七透镜,所述第七透镜的物侧面于近圆周处为凹面,像侧面于近圆周处为凸面。
所述光学系统中,通过第一透镜的正屈折力和物侧面于近光轴处的凸面面型设计,有利于增强第一透镜的正屈折力,可以使得大角度光线较好的汇聚,从而有利于压缩光学系统的总长;通过具有负屈折力的第二透镜,能够较好地校正第一透镜带来的轴上色差和球面像差,另外,第二透镜搭配于近圆周处的凸凹面型设计,可有助防止对第一透镜带来的轴上色差和球面像差校正过度;通过具有正屈折力第三透镜,可以抵消负屈折力的物方透镜(即第二透镜)所产生的像差,同时具有正屈折力的第三透镜搭配物侧面于近光轴处的凸面、像侧面于近圆周处的凹面设计,可以进一步地使中心视场和边缘视场光线汇聚,为光学系统各视场光线提供汇聚能力,有利于收缩光线,从而有利于压缩光学系统总长;具有屈折力的第四透镜和第五透镜可以有效校正光线经过物方透镜(即第一透镜至第三透镜)所产生的像差,降低后方透镜组(即第六透镜和第七透镜)的校正压力,配合第五透镜物侧面于近圆周处的凹面设计,可合理偏折边缘视场光线,避免产生暗角。通过具有屈折力的第六透镜和第七透镜,搭配第六透镜的物侧面于近光轴处的凹面设计,以及第七透镜的物侧面和像侧面于近圆周处的凹凸面型设计,可以校正光线经过第五透镜时所产生的像差,还可以使中心视场和边缘视场光线合理折转,减小入射光线在成像面的入射角度,降低了色差的产生,提高了光学系统的成像品质。
在其中一个实施例中,所述光学系统满足关系:0.242mm-1<(TTL/ImgH)/f<0.261mm-1;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,ImgH为光学系统的最大视场角所对应的像高的一半,f为光学系统的有效焦距。满足上述关系式,可较好平衡光学系统的总长与光学系统的有效焦距以及光学系统的最大视场角所对应的像高之间的关系,在满足光学系统具有长焦特点的同时,能够使得光学系统的总长得到缩减,从而有利于实现光学系统的轻薄小型化设计,同时光学系统还具有大像面,可实现高像素摄像与高品质成像。当(TTL/ImgH)/f≥0.261mm-1时,在满足光学系统长焦特性及高像素成像效果的前提下,不利于缩减光学系统的总长,从而影响光学系统的轻薄小型化;当(TTL/ImgH)/f≤0.242mm-1时,在满足光学系统长焦特点的前提下,光学系统的总长被过度缩减,同时,各视场光线难以与大尺寸的成像面匹配,容易影响光学系统的色差、球差等像差,光学敏感度也受到影响,从而容易降低光学系统的成像效果。
在其中一个实施例中,1.46<(CT1+CT2+CT3)/(ET1+ET2+ET3)<1.73;CT1为第一透镜于光轴上的厚度,即第一透镜的中厚,CT2为第二透镜于光轴上的厚度,即第二透镜的中厚,CT3为第三透镜于光轴上的厚度,即第三透镜的中厚;ET1为第一透镜的物侧面最大有效通光口径处至像侧面最大有效通光口径处于光轴方向上的距离,即第一透镜的边厚,ET2为第二透镜的物侧面最大有效通光口径处至像侧面最大有效通光口径处于光轴方向上的距离,即第二透镜的边厚,ET3为第三透镜的物侧面最大有效通光口径处至像侧面最大有效通光口径处于光轴方向上的距离,即第三透镜的边厚。满足上述关系式,通过约束第一透镜至第三透镜的中厚及透镜最大有效通光口径处的厚度,使各透镜的厚度及面型变化合理,可以优化第一透镜至第三透镜的可加工性,同时使得第一透镜至第三透镜的布局较为紧凑,有利于缩减光学系统的总长,以实现光学系统小型化设计。当(CT1+CT2+CT3)/(ET1+ET2+ET3)≥1.73时,第一透镜至第三透镜的中厚与透镜最大有效通光口径处的厚度的比值偏大,透镜的可加工性降低,尤其是第一透镜易产生较大的厚薄比,存在产生拉模等加工问题,从而降低加工良率;当(CT1+CT2+CT3)/(ET1+ET2+ET3)≤1.46时,第一透镜至第三透镜的排布不够紧凑,不利于实现光学系统的轻薄小型化。
12<|R42/(SAG41+SAG52)|<74;R42为第四透镜像侧面于光轴处的曲率半径,SAG41为第四透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高,SAG52为第五透镜的像侧面于最大有效口径处的矢高。满足上述关系式,通过将第四透镜的像侧面的曲率半径及第四透镜的物侧面、第五透镜的像侧面于最大有效口径处的矢高约束在合理的范围,可利于在调控第四透镜及第五透镜的光焦度的同时有助于控制透镜的体积,从而有利于提高透镜排布的空间利用率,保证满足光学系统的轻薄化需求;同时,第四透镜和第五透镜在光轴方向上位于光学系统的中部,具有较为重要的光线偏折作用,合理的控制第四透镜和第五透镜于最大有效口径处的矢高,有助于大角度入射光线平稳过渡,使经过第四透镜和第五透镜的光线平滑偏折,使得光学系统的边缘视场的像差控制在合理范围,进而对边缘视场的综合像质有较大帮助,从而有利于保证光学系统的成像品质。
0.62<f123/f<0.78;f123为第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距,f为光学系统有效焦距。满足上述关系式,通过调控第一透镜至第三透镜的组合焦距与光学系统有效焦距的比值,可使第二透镜和第三透镜分担第一透镜的光焦度,避免第一透镜的光焦度过大或者过小,导致第一透镜不易成型,同时,第一透镜、第二透镜以及第三透镜组成的前透镜组为光学系统提供正屈折力,有利于光线的快速汇聚,使近轴光线以较低的偏折角度折射,便于光学系统的小型化设计;同时,前透镜组为光学系统提供充足的屈折力,使边缘视场的大角度光线可顺利进入光学系统,避免通过设置小口径的渐晕光阑等来压制进光量,且较大进光量还可较好地降低球差与色差,提高各视场的成像品质;低于上述条件式的下限,所述前透镜组的屈折力过强,导致光学系统边缘视场的大角度光线无法有效汇聚,容易产生严重的像散,降低边缘视场的成像解析能力。超过上述条件式的上限,所述前透镜组的屈折力不足,大角度光线无法有效偏折,不利于实现光学系统的小型化。
0.34<(SD72/Fno)/ImgH<0.4;SD72为第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半;Fno为光学系统的光圈数,ImgH为光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述关系式,通过合理配置第七透镜像侧面孔径、光学系统光圈数与光学系统的成像面大小之间的关系,可以使得光学系统具有较大的像面尺寸,从而可以匹配较大尺寸的感光芯片,进而容易实现高像素的成像效果,同时,还使得光学系统能够获得较小的光圈数,有利于提高光学系统的进光量,从而在满足长焦特征下拍摄时,光学系统容易获取较大的景深,进而提高了光学系统的取像效果。当(SD72/Fno)/ImgH≥0.4时,匹配相同尺寸的感光芯片时,光圈数Fno偏大,光学系统的进光量不足,不利于光学系统适应夜晚、雨天等暗光环境,从而不利于在不同照度环境下的使用,同时第七透镜的口径偏大,不利于光学系统的体积缩小;当(SD72/Fno)/ImgH≤0.34时,第七透镜的口径与感光芯片的尺寸匹配时,光圈数Fno偏大,使得光学系统的入瞳直径较大,从而增加了镜筒的体积,同样也使光学系统的综合性能难以保障,影响产品良率,不利于量产。
0.66<SD61/SD72<0.8;SD61为第六透镜物侧面最大有效口径的一半,SD72为第七透镜像侧面最大有效口径的一半。满足上述关系式,通过约束第六透镜物侧面与第七透镜像侧面最大有效口径的比值,可合理调整边缘视场光线通过第六透镜与第七透镜时的离轴高度,由此更精准的控制边缘视场的进光量,有助于平衡边缘视场像差与光学系统整体的成像解像力;同时,合理控制该比值,可让边缘视场获得较高的相对亮度,避免第六透镜和第七透镜过度引入渐晕而造成相对亮度低,从而避免产生暗角。另外,也可保障第六透镜和第七透镜最大有效口径保持在一定范围,有助于缩小光学系统的体积,提升整个光学系统的小型化特性。
1.1<|SAG72/CT7|<2.1;SAG72为第七透镜像侧面最大有效口径处的矢高,CT7为第七透镜于光轴上的厚度,即第七透镜的中厚。满足上述关系式,通过约束第七透镜矢高与中厚的比值,可合理约束第七透镜从中心到边缘的面型弯曲程度,从而保持第七透镜生产成型的可靠性,同时,第七透镜可对光线具有较小的偏折,有利于各视场光线的平滑传递,有助于汇聚光线与感光芯片的垂直匹配。当|SAG72/CT7|≥2.1时,第七透镜的矢高与中厚比值过大,即第七透镜的面型弯曲程度过大,不利于各视场光线的平滑偏折,且中厚过薄,不利于提高透镜成型的稳定性,甚至难以加工;当|SAG72/CT7|≤1.1时,第七透镜的矢高与中厚比值过小,第七透镜的中厚太厚,同样不利于提高透镜成型的稳定性,同时第七透镜的面型过于平缓,无法对各视场光线进行有效偏折,进而影响成像品质。
13.2<|f34/BF|<29.5;f34为第三透镜和第四透镜的组合焦距,BF为第七透镜的像侧面到光学系统的成像面沿光轴方向的最小距离。满足上述关系式,通过调整第三透镜和第四透镜的组合焦距与第七透镜到成像面沿光轴方向的最小距离的比值,使光学系统的物侧透镜组(即第一透镜至第二透镜)和像侧透镜组(即第五透镜至第七透镜)之间的屈折力得以平衡,从而可以合理地平衡光学系统的像差,同时光学系统具有合理的后焦距离,可以有效控制光学系统的总长,保障光学系统具有较佳的轻薄性,提升了光学系统的紧凑性,且足够的后焦距离还可保障光学系统与感光芯片之间具有合理间隙,降低了光学系统与感光芯片的匹配工艺难度。
根据本申请第二方面实施例的摄像模组,包括感光芯片及以上任意一项所述的光学系统,所述感光芯片设于所述光学系统的像侧。通过采用上述光学系统,摄像模组能够在保持小型化设计的同时拥有良好的成像质量。
根据本申请第三方面实施例的电子设备,包括固定件及上述的摄像模组,所述摄像模组设于所述固定件。上述摄像模组能够为电子设备提供良好摄像品质的同时,保持较小的占据体积,从而可减少对电子设备的小型化设计造成的阻碍。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
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图、像散图和畸变图;
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图、像散图和畸变图;
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图、像散图和畸变图;
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图、像散图和畸变图;
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图、像散图和畸变图;
图11为本申请第六实施例提供的光学系统的结构示意图;
图12包括第六实施例中光学系统的纵向球差图、像散图和畸变图;
图13为本申请一实施例提供的摄像模组的示意图;
图14为本申请一实施例提供的摄像设备的结构示意图。
附图标记:
光学系统10,摄像模组20,电子设备30,
光轴101,滤光片110,感光芯片210,固定件310,
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,第七透镜L7,
第一透镜物侧面S1,第一透镜像侧面S2,第二透镜物侧面S3,第二透镜像侧面S4,第三透镜物侧面S5,第三透镜像侧面S6,第四透镜物侧面S7,第四透镜像侧面S8,第五透镜物侧面S9,第五透镜像侧面S10,第六透镜物侧面S11,第六透镜像侧面S12,第七透镜物侧面S13,第七透镜像侧面S14,滤光片物侧面S15,滤光片像侧面S16,成像面S17。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面将参考附图描述根据本发明一个具体实施例的光学系统10。
参考图1,本申请的实施例提供一种具有七片透镜设计的光学系统10,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有正屈折力或负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力或负屈折力的第五透镜L5、具有正屈折力或负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力或负屈折力的第七透镜L7。光学系统10中的各透镜应同轴设置,且各透镜能够安装于镜筒内以形成摄像镜头。
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。同时,光学系统10还存在成像面S17,成像面S17位于第七透镜L7的像侧,相应物距处的轴上物点发出的光线经光学系统10各透镜调节后能够于成像面S17成像。
一般地,光学系统10的成像面S17与感光芯片的感光面重合。需要说明的是,在一些实施例中,光学系统10可以匹配具有矩形感光面的感光芯片,光学系统10的成像面S17与感光芯片的矩形感光面重合。此时,光学系统10成像面S17上有效像素区域具有水平方向、垂直方向以及对角线方向,本申请中光学系统10的最大视场角可以理解为光学系统10对角线方向的最大视场角,ImgH可以理解为光学系统10成像面S17上有效像素区域对角线方向的长度的一半。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;第二透镜L2的物侧面S3于近圆周处为凸面,像侧面S4于近圆周处为凹面;第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近圆周处为凹面;第五透镜L5的物侧面S9于近圆周处为凹面;第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凹面;第七透镜L7的物侧面S13于近圆周处为凹面,像侧面S14于近圆周处为凸面。当描述透镜表面于近光轴101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;当描述透镜表面于近圆周处或近最大有效口径处具有某种面型时,即该透镜表面沿径向且在靠近最大有效通光口径处具有该种面型。
上述光学系统10中,通过第一透镜L1的正屈折力和物侧面S1于近光轴101处的凸面面型设计,有利于增强第一透镜L1的正屈折力,可以使得大角度光线较好的汇聚,从而有利于压缩光学系统10的总长;通过具有负屈折力的第二透镜L2,能够较好地校正第一透镜L1带来的轴上色差和球面像差,另外,第二透镜L2搭配于近圆周处的凸凹面型设计,可有助防止对第一透镜L1带来的轴上色差和球面像差校正过度;通过具有正屈折力第三透镜L3,可以抵消负屈折力的物方透镜(即第二透镜L2)所产生的像差,同时具有正屈折力的第三透镜L3搭配物侧面S5于近光轴101处的凸面、像侧面S6于近圆周处的凹面设计,可以进一步地使中心视场和边缘视场光线汇聚,为光学系统10各视场光线提供汇聚能力,有利于收缩光线,从而有利于压缩光学系统10总长;具有屈折力的第四透镜L4和第五透镜L5可以有效校正光线经过物方透镜(即第一透镜L1至第三透镜L3)所产生的像差,降低后方透镜组(即第六透镜L6和第七透镜L7)的校正压力,配合第五透镜L5物侧面S9于近圆周处的凹面设计,可合理偏折边缘视场光线,避免产生暗角。通过具有屈折力的第六透镜L6和第七透镜L7,搭配第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处的凹面设计,以及第七透镜L7的物侧面S13和像侧面S14于近圆周处的凹凸面型设计,可以校正光线经过第五透镜L5时所产生的像差,还可以使中心视场和边缘视场光线合理折转,减小入射光线在成像面S17的入射角度,降低了色差的产生,提高了光学系统10的成像品质。
在本申请的实施例中,光学系统10还满足关系式条件:0.242mm-1<(TTL/ImgH)/f<0.261mm-1;TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S17于光轴101上的距离,ImgH为光学系统10的最大视场角所对应的像高的一半,f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系式,可较好平衡光学系统10的总长与光学系统10的有效焦距以及光学系统10的最大视场角所对应的像高之间的关系,在满足光学系统10具有长焦特点的同时,能够使得光学系统10的总长得到缩减,从而有利于实现光学系统10的轻薄小型化设计,同时光学系统10还具有大像面,可实现高像素摄像与高品质成像。当(TTL/ImgH)/f≥0.261mm-1时,在满足光学系统10长焦特性及高像素成像效果的前提下,不利于缩减光学系统10的总长,从而影响光学系统10的轻薄小型化;当(TTL/ImgH)/f≤0.242mm-1时,在满足光学系统10长焦特点的前提下,光学系统10的总长被过度缩减,同时,各视场光线难以与大尺寸的成像面匹配,容易影响光学系统10的色差、球差等像差,光学敏感度也受到影响,从而容易降低光学系统10的成像效果。
此外,在一些实施例中,光学系统10还满足以下至少一条关系,且当满足任一关系时均可拥有相应的技术效果:
1.46<(CT1+CT2+CT3)/(ET1+ET2+ET3)<1.73;CT1为第一透镜L1于光轴101上的厚度,即第一透镜L1的中厚,CT2为第二透镜L2于光轴101上的厚度,即第二透镜L2的中厚,CT3为第三透镜L3于光轴101上的厚度,即第三透镜L3的中厚;ET1为第一透镜L1的物侧面S1最大有效通光口径处至像侧面S2最大有效通光口径处于光轴方向上的距离,即第一透镜L1的边厚,ET2为为第二透镜L2的物侧面S3最大有效通光口径处至像侧面S4最大有效通光口径处于光轴方向上的距离,即第二透镜L2的边厚,ET3为第三透镜L3的物侧面S5最大有效通光口径处至像侧面S6最大有效通光口径处于光轴方向上的距离,即第三透镜L3的边厚。满足上述关系式,通过约束第一透镜L1至第三透镜L3的中厚及透镜最大有效通光口径处的厚度,使各透镜的厚度即面型变化合理,可以优化第一透镜L1至第三透镜L3的可加工性,同时使得第一透镜L1至第三透镜L3的布局较为紧凑,有利于缩减光学系统10的总长,以实现光学系统10小型化设计。当(CT1+CT2+CT3)/(ET1+ET2+ET3)≥1.73时,第一透镜L1至第三透镜L3的中厚与透镜最大有效通光口径处的厚度的比值偏大,透镜的可加工性降低,尤其是第一透镜L1易产生较大的厚薄比,存在产生拉模等加工问题,从而降低加工良率;当(CT1+CT2+CT3)/(ET1+ET2+ET3)≤1.46时,第一透镜L1至第三透镜L3的排布不够紧凑,不利于实现光学系统10的轻薄小型化。
12<|R42/(SAG41+SAG52)|<74;R42为第四透镜L4像侧面S8于光轴101处的曲率半径,SAG41为第四透镜L4的物侧面S7于最大有效口径处的矢高,SAG52为第五透镜L5的像侧面S10于最大有效口径处的矢高。满足上述关系式,通过将第四透镜L4的像侧面S8的曲率半径及第四透镜L4的物侧面S7、第五透镜L5的像侧面S10于最大有效口径处的矢高约束在合理的范围,可有利于在调控第四透镜L4及第五透镜L5的光焦度的同时有助于控制透镜的体积,从而有利于提高透镜排布的空间利用率,保证满足光学系统10的轻薄化需求;同时,第四透镜L4和第五透镜L5在光轴方向上位于光学系统10的中部,具有较为重要的光线偏折作用,合理的控制第四透镜L4和第五透镜L5于最大有效口径处的矢高,有助于大角度入射光线平稳过渡,使经过第四透镜L4和第五透镜L5的光线平滑偏折,使得光学系统10的边缘视场的像差控制在合理范围,进而对边缘视场的综合像质有较大帮助,从而有利于保证光学系统10的成像品质。
0.62<f123/f<0.78;f123为第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距,f为光学系统10有效焦距。满足上述关系式,通过调控第一透镜L1至第三透镜L3的组合焦距与光学系统10有效焦距的比值,可使第二透镜L2和第三透镜L3分担第一透镜L1的光焦度,避免第一透镜L1的光焦度过大或者过小,导致第一透镜L1不易成型,同时,第一透镜L1、第二透镜L2以及第三透镜L3组成的前透镜组为光学系统10提供正屈折力,有利于光线的快速汇聚,使近轴光线以较低的偏折角度折射,便于光学系统10的小型化设计;同时,前透镜组为光学系统10提供充足的屈折力,使边缘视场的大角度光线可顺利进入光学系统10,避免通过设置小口径的渐晕光阑等来压制进光量,且较大进光量还可较好地降低球差与色差,提高各视场的成像品质;低于上述条件式的下限,所述前透镜组的屈折力过强,导致光学系统10边缘视场的大角度光线无法有效汇聚,容易产生严重的像散,降低边缘视场的成像解析能力。超过上述条件式的上限,前透镜组的屈折力不足,大角度光线无法有效偏折,不利于实现光学系统10的小型化。
0.34<(SD72/Fno)/ImgH<0.4;SD72为第七透镜L7的像侧面S14的最大有效口径的一半;Fno为光学系统10的光圈数,ImgH为光学系统10的最大视场角所对应的像高的一半。满足上述关系式,通过合理配置第七透镜L7像侧面S14孔径、光学系统10光圈数与光学系统10的成像面大小之间的关系,可以使得光学系统10具有较大的像面尺寸,从而可以匹配较大尺寸的感光芯片,进而可以容易实现高像素的成像效果,同时,还使得光学系统10能够获得较小的光圈数,有利于提高光学系统10的进光量,从而在满足长焦特征下拍摄时,光学系统10容易获得较大的景深,进而提高了光学系统10的取像效果。当(SD72/Fno)/ImgH≥0.4时,匹配相同尺寸的感光芯片时,光圈数Fno偏大,光学系统10的进光量不足,不利于光学系统10适应夜晚、雨天等暗光环境,从而不利于在不同照度环境下的使用,同时第七透镜L7的口径偏大,不利于光学系统10的体积缩小;当(SD72/Fno)/ImgH≤0.34时,第七透镜L7的口径与感光芯片的尺寸匹配时,光圈数Fno偏大,使得光学系统10的入瞳直径较大,从而增加了镜筒的体积,同时也使光学系统10的综合性能难以保障,影响产品良率,不利于量产。
0.66<SD61/SD72<0.8;SD61为第六透镜L6物侧面S11最大有效口径的一半,SD72为第七透镜L7像侧面S14最大有效口径的一半。满足上述关系式,通过约束第六透镜L6物侧面S11与第七透镜L7像侧面S14最大有效口径的比值,可合理调整边缘视场光线通过第六透镜L6与第七透镜L7时的离轴高度,由此更精准的控制边缘视场的进光量,有助于平衡边缘视场像差与光学系统10整体的成像解像力;同时,合理控制该比值,可让边缘视场获得较高的相对亮度,避免第六透镜L6和第七透镜L7过度引入渐晕而造成相对亮度低,从而避免产生暗角。另外,也可保障第六透镜L6和第七透镜L7最大有效口径保持在一定范围,有助于缩小光学系统10的体积,提升整个光学系统10的小型化特性。
1.1<|SAG72/CT7|<2.1;SAG72为第七透镜L7像侧面S14最大有效口径处的矢高,CT7为第七透镜L7于光轴101上的厚度,即第七透镜L7的中厚。满足上述关系式,通过约束第七透镜L7矢高与中厚的比值,可合理约束第七透镜L7从中心到边缘的面型弯曲程度,从而保持第七透镜L7生产成型的可靠性,同时第七透镜L7可对光线具有较小的偏折,有利于各视场光线的平滑传递,有助于汇聚光线与感光芯片的垂直匹配。当|SAG72/CT7|≥2.1时,第七透镜L7的矢高与中厚比值过大,即第七透镜L7的面型弯曲程度过大,且中厚过薄,不利于提高透镜成型的稳定性,甚至难以加工;当|SAG72/CT7|≤1.1时,第七透镜L7的矢高与中厚比值过小,第七透镜L7的中厚太厚,同样不利于提高透镜成型的稳定性,同时第七透镜L7的面型过于平缓,无法对各视场光线进行有效偏折,进而影响成像品质。
13.2<|f34/BF|<29.5;f34为第三透镜L3和第四透镜L4的组合焦距,BF为第七透镜L7的像侧面S14到光学系统10的成像面S17沿光轴方向的最小距离。满足上述关系式,通过调整第三透镜L3和第四透镜L4的组合焦距与第七透镜L7到成像面S17沿光轴方向的最小距离的比值,使光学系统10的物侧透镜组(即第一透镜L1至第二透镜L2)和像侧透镜组(即第五透镜L5至第七透镜L7)之间的屈折力得以平衡,从而可以合理地平衡光学系统10的像差,同时光学系统10具有合理的后焦距离,可以有效控制光学系统10的总长,保障光学系统10具有较佳的轻薄性,提升了光学系统10的紧凑性,且足够的后焦距离还可保障光学系统10与感光芯片之间具有合理间隙,降低了光学系统10与感光芯片的匹配工艺难度。
以上各关系式条件中的有效焦距的数值参考波长为587nm,有效焦距至少是指相应透镜于光轴101处的数值,透镜的屈折力至少是指于光轴101处的情况。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光学系统10。在无法确保拥有前述光学系统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在满足这些关系式时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。
非球面的面型计算可参考非球面公式:
其中,Z为非球面上相应点到该面于光轴101处的切平面的距离,r为非球面上相应点到光轴101的距离,c为非球面于光轴101处的曲率,k为圆锥系数,Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的高次项系数。
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点,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光轴101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L7的物侧面S13和像侧面S14中均设置有至少一个反曲点,此时配合上述第七透镜L7的物侧面S13及像侧面S14于光轴101处的面型设计,从而能够对大视角系统中的边缘视场的像散、畸变像差实现良好的校正,改善成像质量。
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,光学系统10还包括孔径光阑STO,本申请的光阑也可以为视场光阑,孔径光阑STO用于控制光学系统10的入光量及景深,同时也能对非有效光线实现良好的拦截以改善光学系统10的成像质量,其可设置在光学系统10的物侧与第一透镜L1的物侧面S1之间。可以理解的是,在其他实施例中,该光阑STO也可设置在相邻的两个透镜之间,例如设置在第二透镜L2和第三透镜L3之间,根据实际情况调整设置,本实施例对此不作具体限定。孔径光阑STO也可以由固定透镜的夹持件形成。
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沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜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、具有负屈折力的第六透镜L6及具有负屈折力的第七透镜L7。光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凸面,像侧面S2于近光轴101处为凹面;物侧面S1于近圆周处为凸面,像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凸面,像侧面S4于近光轴101处为凹面;物侧面S3于近圆周处为凸面,像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凹面;物侧面S5于近圆周处为凸面,像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面,像侧面S8于近光轴101处为凹面;物侧面S7于近圆周处为凸面,像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴101处为凸面,像侧面S10于近光轴101处为凹面;物侧面S9于近圆周处为凹面,像侧面S10于近圆周处为凹面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凹面,像侧面S12于近光轴101处为凸面;物侧面S11于近圆周处为凹面,像侧面S12于近圆周处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凹面,像侧面S14于近光轴101处为凸面;物侧面S13于近圆周处为凹面,像侧面S14于近圆周处为凸面。
在第一实施例中,第一透镜L1至第七透镜L7中的各透镜表面均为非球面,且第七透镜L7的物侧面S13和像侧面S14均存在反曲点,第一透镜L1至第七透镜L7中的各透镜的材质均为塑料(PC)。光学系统10还包括滤光片110,滤光片110可作为光学系统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10的光学总长TTL保持不变;本实施例中滤光片110为红外截止滤光片,红外截止滤光片设于第七透镜L7的像侧面S14与光学系统10的成像面S17之间,从而可滤除如红外光等不可见波段的光线,而仅让可见光通过,以获得较好的影像效果;可以理解的是,滤光片110也可滤除诸如可见光等其他波段的光线,而仅让红外光通过,光学系统10可作为红外光学镜头使用,即,光学系统10在昏暗的环境及其他特殊的应用场景下也能成像并能获得较好的影像效果。
第一实施例中光学系统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。表1中Y半径为透镜相应表面于光轴101处的曲率半径。表1中面序号为S1的表面代表第一透镜L1的物侧面,面序号为S2的表面代表第一透镜L1的像侧面,以此类推。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面(后一透镜的物侧面或光阑面)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、阿贝数的参考波长均为587nm,焦距(有效焦距)的参考波长为587nm,且Y半径、厚度、焦距(有效焦距)的数值单位均为毫米(mm)。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8.75mm,光圈数FNO为2.16,光学总长TTL为7.90mm,以下各实施例中的光学总长TTL数值为面序号S1至S17所对应的厚度值之和,光学系统10的最大视场角FOV为45.34°,可知该实施例光学系统10拥有较大的视场角。
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
图2包括了第一实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图。其中像散图和畸变图的参考波长为587nm。纵向球差图(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S17到光线与光轴交点的距离(单位为mm)。由纵向球差图可知,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,各参考波长的最大焦点偏移均被控制在±0.08mm以内,对于小型化光学系统10而言,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10的像散图(Astigmatic Field Curves),其中S曲线代表587nm下的弧矢场曲,T曲线代表587nm下的子午场曲。由图中可知,光学系统10的场曲较小,最大场曲被控制在±0.10mm以内,对于大光圈系统而言,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趋于一致,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。另外根据畸变图可知,具有小型化特性的光学系统10的畸变程度也得到了良好的控制。
第二实施例
参考图3,在第二实施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6及具有负屈折力的第七透镜L7。光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凸面,像侧面S2于近光轴101处为凸面;物侧面S1于近圆周处为凸面,像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凹面,像侧面S4于近光轴101处为凹面;物侧面S3于近圆周处为凸面,像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凸面;物侧面S5于近圆周处为凸面,像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面,像侧面S8于近光轴101处为凹面;物侧面S7于近圆周处为凸面,像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴101处为凹面,像侧面S10于近光轴101处为凸面;物侧面S9于近圆周处为凹面,像侧面S10于近圆周处为凹面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凹面,像侧面S12于近光轴101处为凸面;物侧面S11于近圆周处为凹面,像侧面S12于近圆周处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凹面,像侧面S14于近光轴101处为凸面;物侧面S13于近圆周处为凹面,像侧面S14于近圆周处为凸面。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由表3和表4给出,其中各元件名称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
由图4中的各像差图可知,拥有广角特性的光学系统10的纵向球差、像散、畸变均得到良好的控制,该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。
第三实施例
参考图5,在第三施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜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及具有负屈折力的第七透镜L7。光学系统10的各透镜面型如下:
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凸面,像侧面S2于近光轴101处为凹面;物侧面S1于近圆周处为凸面,像侧面S2于近圆周处为凹面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凸面,像侧面S4于近光轴101处为凹面;物侧面S3于近圆周处为凸面,像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凹面;物侧面S5于近圆周处为凸面,像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面,像侧面S8于近光轴101处为凹面;物侧面S7于近圆周处为凸面,像侧面S8于近圆周处为凹面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴101处为凹面,像侧面S10于近光轴101处为凸面;物侧面S9于近圆周处为凹面,像侧面S10于近圆周处为凹面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凹面,像侧面S12于近光轴101处为凸面;物侧面S11于近圆周处为凸面,像侧面S12于近圆周处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凹面,像侧面S14于近光轴101处为凹面;物侧面S13于近圆周处为凹面,像侧面S14于近圆周处为凸面。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由表5和表6给出,其中各元件名称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
由图6中的各像差图可知,拥有广角特性的光学系统10的纵向球差、像散、畸变均得到良好的控制,该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。
第四实施例
参考图7,在第四施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜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、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。在第四实施例中,
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凸面,像侧面S2于近光轴101处为凹面;物侧面S1于近圆周处为凸面,像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凸面,像侧面S4于近光轴101处为凹面;物侧面S3于近圆周处为凸面,像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凸面;物侧面S5于近圆周处为凸面,像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凸面,像侧面S8于近光轴101处为凹面;物侧面S7于近圆周处为凹面,像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴101处为凸面,像侧面S10于近光轴101处为凹面;物侧面S9于近圆周处为凹面,像侧面S10于近圆周处为凹面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凹面,像侧面S12于近光轴101处为凹面;物侧面S11于近圆周处为凹面,像侧面S12于近圆周处为凸面。
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;物侧面S13于近圆周处为凹面,像侧面S14于近圆周处为凸面。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由表7和表8给出,其中各元件名称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
由图8中的各像差图可知,拥有广角特性的光学系统10的纵向球差、像散、畸变均得到良好的控制,该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。
第五实施例
参考图9,在第五施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜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、具有负屈折力的第六透镜L6及具有正屈折力的第七透镜L7。在第五实施例中,
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凸面,像侧面S2于近光轴101处为凹面;物侧面S1于近圆周处为凸面,像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凸面,像侧面S4于近光轴101处为凹面;物侧面S3于近圆周处为凸面,像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凹面;物侧面S5于近圆周处为凸面,像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凹面,像侧面S8于近光轴101处为凹面;物侧面S7于近圆周处为凹面,像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴101处为凹面,像侧面S10于近光轴101处为凸面;物侧面S9于近圆周处为凹面,像侧面S10于近圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凹面,像侧面S12于近光轴101处为凹面;物侧面S11于近圆周处为凹面,像侧面S12于近圆周处为凸面。
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处为凸面;物侧面S13于近圆周处为凹面,像侧面S14于近圆周处为凸面。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由表9和表10给出,其中各元件名称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
由图10中的各像差图可知,拥有广角特性的光学系统10的纵向球差、像散、畸变均得到良好的控制,该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。
第六实施例
参考图11,在第六施例中,光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括孔径光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜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及具有负屈折力的第七透镜L7。在第六实施例中,
第一透镜L1的物侧面S1于近光轴101处为凸面,像侧面S2于近光轴101处为凸面;物侧面S1于近圆周处为凸面,像侧面S2于近圆周处为凸面。
第二透镜L2的物侧面S3于近光轴101处为凸面,像侧面S4于近光轴101处为凹面;物侧面S3于近圆周处为凸面,像侧面S4于近圆周处为凹面。
第三透镜L3的物侧面S5于近光轴101处为凸面,像侧面S6于近光轴101处为凹面;物侧面S5于近圆周处为凹面,像侧面S6于近圆周处为凹面。
第四透镜L4的物侧面S7于近光轴101处为凹面,像侧面S8于近光轴101处为凸面;物侧面S7于近圆周处为凸面,像侧面S8于近圆周处为凸面。
第五透镜L5的物侧面S9于近光轴101处为凸面,像侧面S10于近光轴101处为凹面;物侧面S9于近圆周处为凹面,像侧面S10于近圆周处为凸面。
第六透镜L6的物侧面S11于近光轴101处为凹面,像侧面S12于近光轴101处为凸面;物侧面S11于近圆周处为凹面,像侧面S12于近圆周处为凸面。
第七透镜L7的物侧面S13于近光轴101处为凹面,像侧面S14于近光轴101处为凸面;物侧面S13于近圆周处为凹面,像侧面S14于近圆周处为凸面。
该实施例中光学系统10的各透镜参数由表11和表12给出,其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出,此处不加以赘述。
表11
表12
由图12中的各像差图可知,拥有广角特性的光学系统10的纵向球差、像散、畸变均得到良好的控制,该实施例的光学系统10可拥有良好的成像品质。
请参阅表13,表13为本申请第一实施例至第六实施例中各关系式的比值汇总。
表13
相较于一般的光学系统,上述各实施例中的光学系统10能够在压缩总长以实现小型化设计的同时保持良好的成像质量。
参考图13,本申请的实施例还提供了一种摄像模组20,摄像模组20包括光学系统10及感光芯片210,感光芯片210设置于光学系统10的像侧,两者可通过支架固定。感光芯片210可以为CCD传感器(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)或CMOS传感器(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S17与感光芯片210的感光表面重叠。通过采用上述光学系统10,摄像模组20能够在保持小型化设计的同时拥有良好的成像质量。
参考图14,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、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、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)等。上述摄像模组20能够为电子设备30提供良好摄像品质的同时,保持较小的占据体积,从而可减少对设备的小型化设计造成阻碍。
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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,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,还可以是通信;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。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。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种光学系统,其特征在于,具有屈折力的透镜为七片,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圆周处为凸面,像侧面于近圆周处为凹面;
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,像侧面于近圆周处为凹面;
具有屈折力的第四透镜;
具有屈折力的第五透镜,所述第五透镜的物侧面于近圆周处为凹面;
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凹面;
具有屈折力的第七透镜,所述第七透镜的物侧面于近圆周处为凹面,像侧面于近圆周处为凸面;
所述光学系统满足关系:
0.242mm-1<(TTL/ImgH)/f<0.261mm-1;12<|R42/(SAG41+SAG52)|<74;
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视场角所对应的像高的一半,f为所述光学系统的有效焦距,R42为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径,SAG41为所述第四透镜的物侧面于最大有效口径处的矢高,SAG52为所述第五透镜的像侧面于最大有效口径处的矢高。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
1.46<(CT1+CT2+CT3)/(ET1+ET2+ET3)<1.73;
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,ET1为所述第一透镜的物侧面最大有效通光口径处至像侧面最大有效通光口径处于光轴方向上的距离,ET2为所述第二透镜的物侧面最大有效通光口径处至像侧面最大有效通光口径处于光轴方向上的距离,ET3为所述第三透镜的物侧面最大有效通光口径处至像侧面最大有效通光口径处于光轴方向上的距离。
3.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
0.62<f123/f<0.78;
f123为所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距。
4.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
0.34<(SD72/Fno)/ImgH<0.4;
SD72为所述第七透镜像侧面的最大有效口径的一半;Fno为所述光学系统的光圈数。
5.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
0.66<SD61/SD72<0.8;
SD61为所述第六透镜物侧面的最大有效口径的一半,SD72为所述第七透镜像侧面的最大有效口径的一半。
6.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
1.1<|SAG72/CT7|<2.1;
SAG72为所述第七透镜的像侧面于最大有效口径处的矢高,CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度。
7.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统满足关系:
13.2<|f34/BF|<29.5;
f34为所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距,BF为所述第七透镜的像侧面到所述光学系统的成像面沿光轴方向的最小距离。
8.一种摄像模组,其特征在于,包括感光芯片及权利要求1至7任意一项所述的光学系统,所述感光芯片设于所述光学系统的像侧。
9.一种电子设备,其特征在于,包括固定件及权利要求8所述的摄像模组,所述摄像模组设于所述固定件。
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