CN116710825A - 光学系统和包括该光学系统的相机模块 - Google Patents

光学系统和包括该光学系统的相机模块 Download PDF

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CN116710825A CN202180090074.7A CN202180090074A CN116710825A CN 116710825 A CN116710825 A CN 116710825A CN 202180090074 A CN202180090074 A CN 202180090074A CN 116710825 A CN116710825 A CN 116710825A
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Abstract

实施例公开的光学系统包括沿着光轴从物侧到像侧依次布置的第一透镜至第七透镜，其中，第一透镜具有正折光率，第二透镜具有负折光率，第一透镜的物侧表面可以是凸面，第二透镜的像侧表面可以是凹面，并且第一透镜可以满足式1：0.5＜f1/F＜1.1，在式1中，F表示光学系统的有效焦距，并且f1表示第一透镜的焦距。

Description

光学系统和包括该光学系统的相机模块
技术领域
实施例涉及用于提高光学效率的光学系统以及包括该光学系统的相机模块。
背景技术
相机模块拍摄物体并将其存储为图像或视频，相机模块安装在各种应用中。特别地，相机模块以非常小的尺寸生产，不仅应用于诸如智能手机、平板电脑和笔记本电脑的便携设备，还应用于无人机和车辆，以提供各种功能。例如，相机模块的光学系统可以包括用于形成图像的成像透镜，以及用于将所形成的图像转换成电信号的图像传感器。在这种情况下，相机模块可以通过自动调整图像传感器与成像透镜之间的距离来执行调整透镜焦距的自动对焦(AF)功能，并且可以通过变焦透镜增加或减少远程物体的放大倍率来执行放大或缩小的缩放功能。此外，相机模块采用图像稳定(IS)技术来校正或防止由于不稳定的固定装置或由用户的移动引起的相机移动而导致的图像稳定问题。这种相机模块获得图像的最重要的元件是形成像侧的成像透镜。近来，对诸如高图像质量和高分辨率的高效率的兴趣正在增加，并且正在进行对包括多个透镜的光学系统的研究以实现这一点。例如，正在进行对使用具有正(+)和/或负(-)折光率的多个成像透镜来实现高效率光学系统的研究。
然而，当包括多个透镜时，存在的问题在于难以获得优异的光学特性和像差特性。此外，当包括多个透镜时，整体的长度、高度等可能会因多个透镜的厚度、间隔、尺寸等而增加，从而增加包括该多个透镜的模块的整体尺寸。因此，需要一种能够解决上述问题的新的光学系统。
发明内容
技术问题
实施例提供了一种具有改进的光学性能的光学系统。实施例提供了一种能够减小尺寸的光学系统。
技术方案
根据本发明的实施例的光学系统包括沿着光轴从物侧到像侧依次布置的第一透镜至第七透镜，其中，第一透镜具有正折光率，第二透镜具有负折光率，第一透镜的物侧表面可以是凸面，第二透镜的像侧表面可以是凹面，并且第一透镜可以满足下式1：
[式1]0.5＜f1/F＜1.1
在式1中，F表示光学系统的有效焦距，并且f1表示第一透镜的焦距。
根据本发明的实施例，第一透镜和第三透镜可以满足下式2：
[式2]0.6＜(SD L3S1)/(SD L1S1)＜0.95
在式2中，SD L1S1表示第一透镜的物侧表面的有效半径(半孔径)，SD L3S1表示第三透镜的物侧表面的有效半径(半孔径)。
根据本发明的实施例，第三透镜可以具有正折光率，并且第三透镜的像侧表面可以是凸面。
根据本发明的实施例，第六透镜和第七透镜可以满足下式3：
[式3]0.75＜(SD L6S2)/(SD L7S1)＜0.95
在式3中，SD L6S2表示第六透镜的像侧表面的有效半径，SD L7S1表示第七透镜的物侧表面的有效半径。
根据本发明的实施例，第六透镜可以具有正折光率，并且第六透镜的物侧表面可为凸面。第七透镜可以具有负折光率，并且第七透镜的像侧表面可为凹面。
根据本发明的实施例的光学系统包括沿着光轴从物侧到像侧依次布置的第一透镜至第七透镜，其中，第一透镜具有正折光率，第二透镜具有负折光率，第六透镜具有正折光率，第一透镜的物侧表面为凸面，第二透镜的像侧表面为凹面，并且第六透镜具有朝向物侧凸出的弯月形状，第六透镜可以包括设置在物侧表面上的第一拐点和设置在像侧表面上的第二拐点。
根据本发明的实施例，第一拐点可以设置在当以光轴为起点且以第六透镜的物侧表面的末端为终点时相对于垂直于光轴的方向的35％至65％的位置处。第二拐点可以设置在当以光轴为起点且以第六透镜的像侧表面的末端为终点时相对于垂直于光轴的方向的33％至63％的位置处。
根据本发明的实施例，第五透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一个可以包括拐点。第七透镜可以包括设置在物侧表面上的第三拐点和设置在像侧表面上的第四拐点。
以光轴的垂直方向为基准，光轴与第四拐点之间的距离可以大于光轴与第三拐点之间的距离。
有益效果
根据实施例的光学系统和相机模块可以具有改进的光学性能。详细地，光学系统和相机模块可以满足多个公式中的至少一个，从而阻挡不必要的光线进入光学系统。因此，光学系统和相机模块可以改善像差特性。
此外，根据实施例的光学系统可以具有细长结构。因此，包括光学系统的装置，例如相机模块，可以以更薄和更紧凑的形式提供。
附图说明
图1是根据第一实施例的光学系统的框图。
图2是示出根据图1的光学系统的像差特性的图。
图3是根据第二实施例的光学系统的框图。
图4是示出根据图3的光学系统的像差特性的图。
图5是根据第三实施例的光学系统的框图。
图6是示出根据图5的光学系统的像差特性的图。
图7是示出将根据实施例的相机模块应用于移动终端的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。本发明的技术精神不限于所要描述的一些实施例，并且可以以各种其他形式实施，一个或多个部件可以在本发明的技术精神的范围内选择性地组合和替代使用。此外，在本发明的实施例中使用的术语(包括技术术语和科学术语)，除非特别定义和明确描述，否则可以以本发明所属领域普通技术人员可以普遍理解的含义来解释，诸如字典中定义的术语的通用术语应该能够在考虑相关技术的上下文含义的情况下解释它们的含义。此外，在本发明的实施例中使用的术语用于解释实施例，而不用于限制本发明。在本说明书中，单数形式也可以包括复数形式，除非在短语中另有特别说明。并且，在陈述A、(和)B、C中的至少一个(或一个或多个)的情况下，可以包括A、B、C可组合的所有组合中的一种或多种。
在描述本发明的实施例的部件时，可使用诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语。这样的术语仅用于将该部件与其他部件区分开，并且相应构成元件可以不由该术语的性质、顺序或程序等来确定。并且当描述为一个部件“连接”、“结合”或“联接”到另一个部件时，该描述不仅可以包括直接连接、结合或联接到另一个部件的情况，而且包括通过该部件与该另一个部件之间的又一部件“连接”、“结合”或“联接”的情况。此外，在被描述为形成或设置在各部件“上(上方)”或“下(下方)”的情况下，该描述不仅包括两个部件彼此直接接触的情况，而且包括一个或多个其他部件形成或设置在两个部件之间的情况。此外，当表述为“上(上方)”或“下(下方)”时，可以指相对于一个元件的向下方向以及向上方向。
透镜的凸面可以指对应于光轴的区域的透镜表面具有凸形状，凹透镜表面是指对应于光轴的区域的透镜表面具有凹形状。此外，“物侧”可以指透镜相对于光轴朝向物侧的表面，“像侧”可以指透镜相对于光轴朝向成像表面的表面。此外，垂直方向可以指垂直于光轴的方向，透镜的端部或透镜表面可以指入射光通过的透镜的有效区域的端部。
根据实施例的光学系统1000可以包括多个透镜100和图像传感器300。例如，根据实施例的光学系统1000可以包括五个以上透镜。详细地，光学系统1000可以包括七个透镜。也就是说，光学系统1000包括从物侧到像侧或传感器侧依次布置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和图像传感器300。第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170可以沿着光学系统1000的光轴OA依次设置。
对应于物体的信息的光可以通过第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160和第七透镜170入射到图像传感器300上。
多个透镜100中的每一个可以包括有效区域和无效区域。有效区域可以是入射到第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170中的每一个上的光通过的区域。也就是说，有效区域可以是入射光被折射以实现光学特性的区域。无效区域可以设置在有效区域周围。无效区域可以是光未入射到的区域。也就是说，无效区域可以是与光学特性无关的区域。另外，无效区域可以是固定到用于容纳透镜的镜筒(未示出)的区域。
图像传感器300可以检测光。详细地，图像传感器300检测依次通过多个透镜100(具体地，第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170)的光。图像传感器300可以包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。根据实施例的光学系统1000可进一步包括滤光器500。滤光器500可以设置在多个透镜100和图像传感器300之间。滤光器500可设置在多个透镜100之中最靠近图像传感器300的最后一个透镜(第七透镜170)与图像传感器300之间。滤光器500可以包括红外滤光器和诸如盖玻璃的光学滤光器中的至少一者。滤光器500可以通过设定波长带的光并过滤不同波长带的光。当滤光器500包括红外滤光器时，从外部光发射的辐射热可被阻挡传输到图像传感器300。另外，滤光器500可以透射可见光并反射红外光。
另外，根据实施例的光学系统1000可以包括孔径光阑(未示出)。孔径光阑可以控制入射到光学系统1000上的光量。孔径光阑可以位于第一透镜110的前面或者设置在从第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170之中选择的两个透镜之间。例如，孔径光阑可以设置在第二透镜120与第三透镜130之间。另外，第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170中的至少一个可以起到孔径光阑的作用。例如，从第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170之中选择的一个透镜的物侧表面或像侧表面作为用于控制光量的孔径光阑。例如，第二透镜120的物侧表面(第五表面S5)可以作为孔径光阑。
根据实施例的光学系统1000可进一步包括光路改变构件(未示出)。光路改变构件可以通过反射从外部入射的光来改变光的路径。光路改变构件可以包括反射器和棱镜。例如，光路改变构件可以包括直角棱镜。当光路改变构件包括直角棱镜时，光路改变构件可以通过以90度角反射入射光的路径来改变光的路径。光路改变构件可以设置成相比第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170更靠近物侧。也就是说，当光学系统1000包括光路改变构件时，光路改变构件、第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170、滤光器500和图像传感器300可以从物侧到像侧方向按顺序设置。光路改变构件可以反射从外部入射的光，以在设定方向上改变光的路径。光路改变构件可以反射入射到光路改变构件上的光，以改变朝向第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170的光的路径。当光学系统1000包括光路改变构件时，光学系统可以应用于能够减小相机厚度的折叠相机。详细地，当光学系统1000包括光路改变构件时，在垂直于所应用的装置的表面的方向上入射的光可以在平行于装置的表面的方向上改变。因此，包括多个透镜的光学系统1000在装置中可具有较薄的厚度，并且因此该装置可被设置得较薄。更详细地，当光学系统1000不包括光路改变构件时，多个透镜可被设置成在装置中沿垂直于装置的表面的方向延伸。因此，包括多个透镜的光学系统1000可以在垂直于装置的表面的方向上具有高的高度，并且可能难以形成厚度薄的装置。然而，当光学系统1000包括光路改变构件时，其可应用于折叠相机，并且多个透镜可被布置成在平行于装置的表面的方向上延伸。也就是说，光学系统1000可以设置成使得光轴OA平行于装置的表面。因此，包括多个透镜的光学系统1000可以在垂直于装置的表面的方向上具有低的高度。因此，包括光学系统1000的折叠相机可以在装置中具有薄的厚度，并且装置的厚度也可以减小。
在下文中，将更详细地描述多个透镜100。
第一透镜110可以具有正(+)折光率。第一透镜110可以包括塑料或玻璃材料。例如，第一透镜110可以由塑料材料制成。第一透镜110可以包括定义为物侧表面的第一表面S1和定义为像侧表面的第二表面S2。第一表面S1可以是凸面，并且第二表面S2可以是凹面。也就是说，第一透镜110可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。或者，第一表面S1可以是凸面，第二表面S2可以是凸面。也就是说，第一透镜110可以具有两个表面都是凸面的形状。以下，像侧或像侧表面可以是传感器侧或传感器侧表面。第一表面S1和第二表面S2中的至少一个可以是非球面。例如，第一表面S1和第二表面S2两者可以是非球面的。
第二透镜120可以具有负(-)折光率。第二透镜120可以包括塑料或玻璃材料。例如，第二透镜120可以由塑料材料制成。第二透镜120可以包括定义为物侧表面的第三表面S3和定义为像侧表面的第四表面S4。第三表面S3可以是凸面，并且第四表面S4可以是凹面。也就是说，第二透镜120可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。或者，第三表面S3可以是凹面，并且第四表面S4可以是凹面。也就是说，第二透镜120可以具有两个表面都是凹面的形状。第三表面S3和第四表面S4中的至少一个可以是非球面。例如，第三表面S3和第四表面S4两者都可以是非球面的。
第三透镜130可以具有正(+)折光率或负(-)折光率。第三透镜130可以包括塑料或玻璃材料。例如，第三透镜130可以由塑料材料制成。第三透镜130可以包括定义为物侧表面的第五表面S5和定义为像侧表面的第六表面S6。第五表面S5可以是凸面，并且第六表面S6可以是凸面。也就是说，第三透镜130可以具有两个表面都是凸面的形状。另外，第五表面S5可以是凹面，第六表面S6可以是凸面。也就是说，第三透镜130可以具有朝向像侧凸出的弯月形状。第五表面S5和第六表面S6中的至少一个可以是非球面。例如，第五表面S5和第六表面S6两者都可以是非球面的。
第四透镜140可以具有正(+)折光率或负(-)折光率。第四透镜140可以包括塑料或玻璃材料。例如，第四透镜140可以由塑料材料制成。第四透镜140可以包括定义为物侧表面的第七表面S7和定义为像侧表面的第八表面S8。第七表面S7可以是凹面，并且第八表面S8可以是凸面。也就是说，第四透镜140可以具有朝向像侧凸出的弯月形状。第七表面S7和第八表面S8中的至少一个可以是非球面。例如，第七表面S7和第八表面S8两者都可以是非球面的。
第五透镜150可以具有正(+)折光率或负(-)折光率。第五透镜150可以包括塑料或玻璃材料。例如，第五透镜150可以由塑料材料制成。第五透镜150可以包括定义为物侧表面的第九表面S9和定义为像侧表面的第十表面S10。第九表面S9可以是凸面，并且第十表面S10可以是凹面。也就是说，第五透镜150可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。或者，第九表面S9可以是凸面，并且第十表面S10可以是凸面。也就是说，第五透镜150可以具有两个表面都是凸面的形状。或者，第九表面S9可以是凹面，并且第十表面S10可以是凸面。也就是说，第五透镜150可以具有朝向像侧凸出的弯月形状。或者，第九表面S9可以是凹面，并且第十表面S10可以是凹面。也就是说，第五透镜150可以具有两个表面都是凹面的形状。第九表面S9和第十表面S10中的至少一个可以是非球面。例如，第九表面S9和第十表面S10两者都可以是非球面的。第五透镜150可以包括至少一个拐点。详细地，第九表面S9和第十表面S10中的至少一个可以包括拐点。例如，第九表面S9可以包括定义为拐点的第一拐点(未示出)。第一拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第五透镜150的第九表面S9的末端为终点时的小于或等于约60％的位置处。详细地，第一拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第五透镜150的第九表面S9的末端为终点时的约30％至60％的位置处。更详细地，第一拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第五透镜150的第九表面S9的末端为终点时的约35％至约55％的位置处。这里，第九表面S9的末端可以指第五透镜150的第九表面S9的有效区域的末端，并且第一拐点的位置可以是相对于光轴OA的垂直方向设置的位置。
第六透镜160可以具有正(+)折光率。第六透镜160可以包括塑料或玻璃材料。例如，第六透镜160可以由塑料材料制成。第六透镜160可以包括定义为物侧表面的第十一表面S11和定义为像侧表面的第十二表面S12。第十一表面S11可以是凸面，并且第十二表面S12可以是凹面。也就是说，第六透镜160可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第十一表面S11和第十二表面S12中的至少一个可以是非球面。例如，第十一表面S11和第十二表面S12两者都可以是非球面的。
第六透镜160可以包括至少一个拐点。详细地，第十一表面S11和第十二表面S12中的至少一个可以包括拐点。例如，第十一表面S11可以包括定义为拐点的第二拐点(未示出)。第二拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第六透镜160的第十一表面S11的末端为终点时的小于或等于约65％的位置处。详细地，第二拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第六透镜160的第十一表面S11的末端为终点时的约35％至约65％的位置处。更详细地，第二拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第六透镜160的第十一表面S11的末端为终点时的约40％至约60％的位置处。这里，第十一表面S11的末端可以指第六透镜160的第十一表面S11的有效区域的末端，并且第二拐点的位置可以是相对于光轴OA的垂直方向设置的位置。第十二表面S12可以包括定义为拐点的第三拐点(未示出)。第三拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第六透镜160的第十二表面S12的末端为终点时的小于或等于约63％的位置处。详细地，第三拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第六透镜160的第十二表面S12的末端为终点时的约33％至约63％的位置处。更详细地，第三拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第六透镜160的第十二表面S12的末端为终点时的约38％至约58％的位置处。这里，第十二表面S12的末端可以指第六透镜160的第十二表面S12的有效区域的末端，并且第三拐点的位置可以是相对于光轴OA的垂直方向设置的位置。在这种情况下，第三拐点可以位于比第二拐点相对于光轴OA具有更大距离的位置处。详细地，以光轴OA的垂直方向为基准，光轴OA与第三拐点之间的距离可以大于光轴OA与第二拐点之间的距离。
第七透镜170可以具有负(-)折光率。第七透镜170可以包括塑料或玻璃材料。例如，第七透镜170可以由塑料材料制成。第七透镜170可以包括定义为物侧表面的第十三表面S13和定义为像侧表面的第十四表面S14。第十三表面S13可以是凸面，并且第十四表面S14可以是凹面。也就是说，第七透镜170可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。或者，第十三表面S13可以是凹面，并且第十四表面S14可以是凹面。也就是说，第七透镜170可以具有两个表面都是凹面的形状。第十三表面S13和第十四表面S14中的至少一个可以是非球面。例如，第十三表面S13和第十四表面S14两者都可以是非球面的。
第七透镜170可以包括至少一个拐点。详细地，第十三表面S13和第十四表面S14中的至少一个可以包括拐点。例如，第十三表面S13可以包括定义为拐点的第四拐点(未示出)。第四拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第七透镜170的第十三表面S13的末端为终点时的小于或等于约30％的位置处。详细地，第四拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第七透镜170的第十三表面S13的末端为终点时的约5％至约30％的位置处。更详细地，第四拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第七透镜170的第十三表面S13的末端为终点时的约5％至约25％的位置处。这里，第十三表面S13的末端可以指第七透镜170的第十三表面S13的有效区域的末端，并且第四拐点的位置可以是相对于光轴OA的垂直方向设置的位置。第十四表面S14可以包括定义为拐点的第五拐点(未示出)。第五拐点可以设置在当以光轴OA为起点且以第七透镜170的第十四表面S14的末端为终点时的小于或等于约45％的位置处。详细地，第五拐点设置在当以光轴OA为起点且以第七透镜170的第十四表面S14的末端为终点时的约15％至约45％的位置处。更详细地，第五拐点位于当以光轴OA为起点且以第七透镜170的第十四表面S14的末端为终点时的约20％至约40％的位置处。这里，第十四表面S14的末端可以指第七透镜170的第十四表面S14的有效区域的末端，并且第五拐点的位置可以是相对于光轴OA的垂直方向设置的位置。第五拐点可以位于比第四拐点相对于光轴OA具有更大距离的位置处。详细地，光轴OA与第五拐点之间在光轴OA的垂直方向上的距离可以大于光轴OA与第四拐点之间的距离。
根据实施例的光学系统1000可以满足以下公式中的至少一个。因此，根据实施例的光学系统1000可以具有光学改进的效果并且可以具有更薄的结构。
[式1]
0.5＜f1/F＜1.1
在式1中，F表示光学系统1000的有效焦距，并且f1表示第一透镜110的焦距。
[式2]
0.6＜(SD L3S1)/(SD L1 S1)＜0.95
在式2中，SD L1S1表示第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的有效半径(半孔径)，SD L3S1表示第三透镜130的物侧表面S5的有效半径(半孔径)。
[式3]
0.75＜(SD L6S2)/(SD L7S1)＜0.95
在式3中，SD L6S2表示第六透镜160的像侧表面(第十二表面S12)的有效半径(半孔径)，SD L7S1表示第七透镜170的物侧表面S13的有效半径(半孔径)。
[式4]
0.65＜(SD L3S2)/(SD L4S2)＜0.95
在式4中，SD L3S2表示第三透镜130的像侧表面(第六表面S6)的有效半径(半孔径)，SD L4S2表示第四透镜140的像侧表面S8的有效半径(半孔径)。
[式5]
1.7＜(SD L1S1)/L1_CT＜1.95
在式5中，SD L1S1表示第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的有效半径(半孔径)，L1_CT表示第一透镜110的中心厚度。
[式6]
3＜L1_CT/L2_CT＜4.5
在式6中，L1_CT表示第一透镜110的中心厚度，L2_CT表示第二透镜120的中心厚度。
[式7]
2＜L1_CT/L4_CT＜2.8
在式7中，L1_CT表示第一透镜110的中心厚度，L4_CT表示第四透镜140的中心厚度。
[式8]
4＜L1_CT/d12＜6.3
在式8中，L1_CT表示第一透镜110的中心厚度，d12表示第一透镜110和第二透镜120之间的中心间隔。
[式9]
0.75＜d67/L6_CT＜0.95
在式9中，d67表示第六透镜160和第七透镜170之间的中心间隔，L6_CT表示第六透镜160的中心厚度。
[式10]
0.9＜d67/L7_CT＜1.3
在式10中，d67表示第六透镜160和第七透镜170之间的中心间隔，L7_CT表示第七透镜170的中心厚度。
[式11]
2.8＜L1R2/L1R1＜4
在式11中，L1R1表示第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的曲率半径，并且L1R2表示第一透镜110的像侧表面(第二表面S2)的曲率半径。
[式12]
0.4＜L1R1/L6R1＜0.65
在式12中，L1R1表示第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的曲率半径，并且L6R1表示第六透镜160的物侧表面(第十一表面S11)的曲率半径。
[式13]
1.1＜L1R1/(SD L1S1)＜1.45
在式13中，L1R1表示第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的曲率半径，并且SDL1S1表示第一透镜的物侧表面(第一表面S1)的有效半径(半孔径)。
[式14]
2.2＜L1R1/L1_CT＜2.7
在式14中，L1R1表示第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的曲率半径，并且L1_CT表示第一透镜110的中心厚度。
[式15]
1.9＜L6R1/L7R2＜2.3
在式15中，L6R1表示第六透镜160的物侧表面(第十一表面S11)的曲率半径，并且L7R2表示第七透镜170的像侧表面(第十四表面S14)的曲率半径。
[式16]
3＜L6R2/L7R2＜4.3
在式16中，L6R2表示第六透镜160的像侧表面(第十二表面S12)的曲率半径，并且L7R2表示第七透镜170的像侧表面(第十四表面S14)的曲率半径。
[式17]
0.2＜|f1/f2|＜0.4
在式17中，f1表示第一透镜110的焦距，f2表示第二透镜120的焦距。
[式18]
0.5＜|f1/f7|＜1.4
在式18中，f1表示第一透镜110的焦距，f7表示第七透镜170的焦距。
[式19]
-3＜f6/f7＜-2
在式19中，f6表示第六透镜160的焦距，f7表示第七透镜170的焦距。
[式20]
1.4＜n1d＜1.6
在式20中，n1d表示第一透镜110的折射率。详细地，n1d表示第一透镜110在d线处的折射率。
[式21]
10＜V2d＜30
在式21中，V2d表示第二透镜120的阿贝数。
[式22]
0.5＜TTL/ImgH＜0.8
在式22中，TTL(总轨迹长度)表示从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的顶点到图像传感器300的上表面的光轴(OA)方向上的距离，ImgH表示从0场区域(与光轴OA重叠的图像传感器300的上表面的中心)到图像传感器300的1.0场区域的垂直距离。也就是说，ImgH表示图像传感器300的有效区域的对角线方向上的长度的1/2的值。
[式23]
0.09＜BFL/ImgH＜0.12
在式23中，BFL(后焦距)表示从第七透镜170的像侧表面(第十四表面S14)的顶点到图像传感器300的上表面的光轴OA方向上的距离，ImgH表示从0场区域(与光轴OA重叠的图像传感器300的上表面的中心)到图像传感器300的1.0场区域的垂直距离。也就是说，ImgH表示图像传感器300的有效区域的对角线方向上的长度的1/2的值。
[式24]
6＜TTL/BFL＜7.5
在式24中，TTL(总轨迹长度)表示从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的顶点到图像传感器300的上表面的光轴(OA)方向上的距离，并且BFL(后焦距)表示从第七透镜170的像侧表面(第十四表面S14)的顶点到图像传感器300的上表面的光轴OA方向上的距离。
[式25]
0.7＜F/TIL＜0.95
在式25中，F表示光学系统1000的有效焦距，并且TTL表示从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的顶点到图像传感器300的上表面的光轴(OA)方向上的距离。
[式26]
4.5＜F/BFL＜7
在式26中，F表示光学系统1000的有效焦距，并且BFL(后焦距)表示从第七透镜170的像侧表面(第十四表面S14)的顶点到图像传感器300的上表面的光轴OA方向上的距离。
[式27]
1＜F/EPD＜2
在式27中，F表示光学系统1000的有效焦距，并且EPD表示光学系统1000的入瞳直径。
[式28]
在式28中，Z是垂度(Sag)，其可以指从非球面上的任意位置到非球面的顶点的光轴方向上的距离。
此外，Y可以指从非球面上的任意位置到光轴的在垂直于光轴的方向上的距离。
另外，c可以表示透镜的曲率，K可以表示圆锥常数。
此外，A、B、C、D、E和F可以指非球面常数。
根据实施例的光学系统1000可以满足式1至式27中的至少一个。在这种情况下，光学系统1000可以具有改进的光学性能。详细地，光学系统1000可以阻挡不必要的光线进入光学系统1000以改善像差特性。此外，当光学系统1000满足式1至式27中的至少一个时，光学系统1000可以具有更薄的结构，从而提供包括光学系统1000的更薄且更紧凑的装置或设备。
将参照图1和图2更详细地描述根据第一实施例的光学系统1000。图1是根据第一实施例的光学系统的配置图，图2是示出根据第一实施例的光学系统的像差特性的图。
参照图1和图2，根据第一实施例的光学系统1000可以包括从物侧到像侧依次布置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和图像传感器300。第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170可以沿着光学系统1000的光轴OA依次设置。
在根据第一实施例的光学系统1000中，孔径光阑(未示出)可以设置在第二透镜120与第三透镜130之间。另外，滤光器500可以设置在多个透镜100和图像传感器300之间。详细地，滤光器500可以设置在第七透镜170与图像传感器300之间。
【表1】
表1示出了根据第一实施例的第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170的曲率半径、每个透镜的厚度、各透镜之间的间隔、折射率、阿贝数和有效半径(半孔径)。参照图1、图2和表1，根据第一实施例的光学系统1000的第一透镜110可以具有正折光率。第一透镜110的第一表面S1可以是凸面，并且第二表面S2可以是凹面。第一透镜110可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第一表面S1可以是非球面，并且第二表面S2可以是非球面。第二透镜120可以具有负(-)折光率。第二透镜120的第三表面S3可为凸面，第四表面S4可为凹面。第二透镜120可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第三表面S3可以是非球面，并且第四表面S4可以是非球面。第三透镜130可以具有正(+)折光率。第三透镜130的第五表面S5可为凹面，第六表面S6可为凸面。第三透镜130可以具有朝向像侧凸出的弯月形状。第五表面S5可以是非球面，第六表面S6可以是非球面。
第四透镜140可以具有负(-)折光率。第四透镜140的第七表面S7可为凹面，第八表面S8可为凸面。第四透镜140可以具有朝向像侧凸出的弯月形状。第七表面S7可以是非球面，并且第八表面S8可以是非球面。第五透镜150可以具有正(+)折光率。第五透镜150的第九表面S9可以是凸面，并且第十表面S10可以是凹面。第五透镜150可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第九表面S9可以是非球面，并且第十表面S10可以是非球面。第六透镜160可以具有正(+)折光率。第六透镜160的第十一表面S11可为凸面，第十二表面S12可为凹面。第六透镜160可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第十一表面S11可以是非球面，第十二表面S12可以是非球面。第七透镜170可以具有负(-)折光率。第七透镜170的第十三表面S13可为凸面，第十四表面S14可为凹面。第七透镜170可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第十三表面S13可以是非球面，并且第十四表面S14可以是非球面。
在根据第一实施例的光学系统1000中，各透镜面的非球面系数的值示于下表2。
【表2】
【表3】
第一实施例
TTL 7.78mm
F 6.745mm
f1 5.81mm
f2 -16.97mm
f3 21.44mm
f4 -20.71mm
f5 49.23mm
f6 19.03mm
f7 -6.87mm
BFL 1.12mm
ImgH 10.93mm
EPD 3.58mm
【表4】
表3涉及根据第一实施例的光学系统1000中的上述各项公式，并且涉及TTL(总轨迹长度)、BFL(后焦距)、F值、ImgH以及第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170中的每一个的焦距f1、f2、f3、f4、f5、f6和f7以及入瞳直径(EPD)等。表4示出了根据第一实施例的光学系统1000中的上述的式1至式27的结果值。参照表4，可以看出，根据第一实施例的光学系统1000满足式1至式27中的至少一个。详细地，可以看出，根据第一实施例的光学系统1000满足以上式1至式27所有。
因此，根据第一实施例的光学系统1000可以以更薄的结构设置。此外，光学系统1000可以如图2所示具有改进的光学特性和像差特性。详细地，图2是根据第一实施例的光学系统1000的像差特性的图，并且该图是从左到右测量纵向球面像差、散光场曲线和畸变像差的曲线图。在图2中，X轴可以指示焦距(mm)和畸变(％)，Y轴可以指示像侧的高度。此外，球面像差的曲线图是在约470nm、约510nm、约555nm、约610nm和约650nm的波长带中的光的曲线图，并且散光和畸变像差的曲线图是在约555nm的波长带中的光的曲线图。
将参照图3和图4更详细地描述根据第二实施例的光学系统1000。图3是根据第二实施例的光学系统的配置图，图4是示出根据第二实施例的光学系统的像差特性的图。
参照图3和图4，根据第二实施例的光学系统1000中可以包括从物侧到像侧沿着光学系统1000的光轴OA依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和图像传感器300。第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170可以沿着光学系统1000的光轴OA依次设置。
在根据第二实施例的光学系统1000中，孔径光阑(未示出)可以设置在第二透镜120与第三透镜130之间。滤光器500可以设置在多个透镜100和图像传感器300之间。详细地，滤光器500可以设置在第七透镜170与图像传感器300之间。
【表5】
表5示出了根据第二实施例的第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170的曲率半径、每个透镜的厚度、各透镜之间的间隔、折射率、阿贝数和有效半径(半孔径)。参照图3、图4和表5，根据第二实施例的光学系统1000的第一透镜110可以具有正折光率。第一透镜110的第一表面S1可以是凸面，并且第二表面S2可以是凹面。第一透镜110可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第一表面S1可以是非球面，第二表面S2可以是非球面。第二透镜120可以具有负(-)折光率。第二透镜120的第三表面S3可为凸面，第四表面S4可为凹面。第二透镜120可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第三表面S3可以是非球面，第四表面S4可以是非球面。第三透镜130可以具有正(+)折光率。第三透镜130的第五表面S5可为凹面，第六表面S6可为凸面。第三透镜130可以具有朝向像侧凸出的弯月形状。第五表面S5可以是非球面，第六表面S6可以是非球面。
第四透镜140可以具有负(-)折光率。第四透镜140的第七表面S7可为凹面，第八表面S8可为凸面。第四透镜140可以具有朝向像侧凸出的弯月形状。第七表面S7可以是非球面，第八表面S8可以是非球面。第五透镜150可以具有正(+)折光率。第五透镜150的第九表面S9可以是凸面，并且第十表面S10可以是凹面。第五透镜150可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第九表面S9可以是非球面，并且第十表面S10可以是非球面。第六透镜160可以具有正(+)折光率。第六透镜160的第十一表面S11可为凸面，第十二表面S12可为凹面。第六透镜160可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第十一表面S11可以是非球面，第十二表面S12可以是非球面。第七透镜170可以具有负(-)折光率。第七透镜170的第十三表面S13可为凸面，第十四表面S14可为凹面。第七透镜170可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第十三表面S13可以是非球面，并且第十四表面S14可以是非球面。
在根据第二实施例的光学系统1000中，各透镜面的非球面系数的值示于下表6。
【表6】
【表7】
第二实施例
TTL 7.30mm
F 6.215mm
f1 5.80mm
f2 -17.02mm
f3 16.54mm
f4 -16.32mm
f5 35.86mm
f6 14.98mm
f7 -6.57mm
BFL 1.16mm
ImgH 10.93mm
EPD 3.3mm
【表8】
表7涉及根据第二实施例的光学系统1000中的上述各项公式，并且涉及TTL(总轨迹长度)、BFL(后焦距)、F值、ImgH以及第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170中的每一个的焦距f1、f2、f3、f4、f5、f6和f7以及入瞳直径(EPD)等。表8示出了根据第二实施例的光学系统1000中的上述的式1至式27的结果值。参照表8，可以看出，根据第二实施例的光学系统1000满足式1至式27中的至少一个。详细地，可以看出，根据第二实施例的光学系统1000满足以上式1至式27所有。
因此，根据第二实施例的光学系统1000可以以更薄的结构设置。此外，光学系统1000可以如图4所示具有改进的光学特性和像差特性。详细地，图4是根据第二实施例的光学系统1000的像差特性的图，并且该图是从左到右测量纵向球面像差、散光场曲线和畸变像差的曲线图。在图4中，X轴可以指示焦距(mm)和畸变(％)，Y轴可以指示像侧的高度。此外，球面像差的曲线图是在约470nm、约510nm、约555nm、约610nm和约650nm的波长带中的光的曲线图，并且散光和畸变像差的曲线图是在约555nm的波长带中的光的曲线图。
将参照图5和图6更详细地描述根据第三实施例的光学系统1000。图5是根据第三实施例的光学系统的框图，图6是示出根据第三实施例的光学系统的像差特性的图。
参照图5和图6，根据第三实施例的光学系统1000可以包括从物侧到像侧沿着光学系统1000的光轴OA依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和图像传感器300。
在根据第三实施例的光学系统1000中，孔径光阑(未示出)可以设置在第二透镜120与第三透镜130之间。另外，滤光器500可以设置在多个透镜100与图像传感器300之间。详细地，滤光器500可以设置在第七透镜170与图像传感器300之间。
【表9】
表9示出了根据第三实施例的第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170的曲率半径、每个透镜的厚度、各透镜之间的间隔、折射率、阿贝数和有效半径(半孔径)。参照图5、图6和表9，根据第三实施例的光学系统1000的第一透镜110可以具有正折光率。第一透镜110的第一表面S1可以是凸面，并且第二表面S2可以是凹面。第一透镜110可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第一表面S1可以是非球面，第二表面S2可以是非球面。第二透镜120可以具有负(-)折光率。第二透镜120的第三表面S3可为凸面，第四表面S4可为凹面。第二透镜120可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第三表面S3可以是非球面，并且第四表面S4可以是非球面。第三透镜130可以具有正(+)折光率。第三透镜130的第五表面S5可为凹面，第六表面S6可为凸面。第三透镜130可以具有朝向像侧凸出的弯月形状。第五表面S5可以是非球面，并且第六表面S6可以是非球面。
第四透镜140可以具有负(-)折光率。第四透镜140的第七表面S7可为凹面，第八表面S8可为凸面。第四透镜140可以具有朝向像侧凸出的弯月形状。第七表面S7可以是非球面，并且第八表面S8可以是非球面。第五透镜150可以具有正(+)折光率。第五透镜150的第九表面S9可以是凸面，并且第十表面S10可以是凹面。第五透镜150可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第九表面S9可以是非球面，并且第十表面S10可以是非球面。第六透镜160可以具有正(+)折光率。第六透镜160的第十一表面S11可为凸面，第十二表面S12可为凹面。第六透镜160可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第十一表面S11可以是非球面，并且第十二表面S12可以是非球面。第七透镜170可以具有负(-)折光率。第七透镜170的第十三表面S13可为凸面，第十四表面S14可为凹面。第七透镜170可以具有朝向物侧凸出的弯月形状。第十三表面S13可以是非球面，并且第十四表面S14可以是非球面。
在根据第三实施例的光学系统1000中，各透镜面的非球面系数的值示于下表10。
【表10】
【表11】
第三实施例
TTL 7.00mm
F 5.961mm
f1 5.90mm
f2 -20.96mm
f3 15.32mm
f4 -15.31mm
f5 29.00mm
f6 14.93mm
f7 -6.14mm
BFL 1.14mm
ImgH 10.93mm
EPD 3.11mm
【表12】
表11用于根据第三实施例的光学系统1000中的上述各项公式，并且涉及TTL(总轨迹长度)、BFL(后焦距)、F值、ImgH以及第一至第七透镜110、120、130、140、150、160和170中的每一个的焦距f1、f2、f3、f4、f5、f6和f7以及入瞳直径(EPD)等。表12示出了根据第三实施例的光学系统1000中的上述的式1至式27的结果值。参照表12，可以看出，根据第三实施例的光学系统1000满足式1至式27中的至少一个。详细地，可以看出，根据第三实施例的光学系统1000满足以上式1至式27所有。
因此，根据第三实施例的光学系统1000可以以更薄的结构设置。此外，光学系统1000可以如图6所示具有改进的光学特性和像差特性。详细地，图6是根据第三实施例的光学系统1000的像差特性的图，并且该图是从左到右测量纵向球面像差、散光场曲线和畸变像差的曲线图。在图6中，X轴可以指示焦距(mm)和畸变(％)，Y轴可以指示像侧的高度。此外，球面像差的曲线图是在约470nm、约510nm、约555nm、约610nm和约650nm的波长带中的光的曲线图，并且散光和畸变像差的曲线图是在约555nm的波长带中的光的曲线图。
根据实施例的光学系统1000可以满足上述公式中的至少一个。因此，光学系统1000可以阻挡不必要的光线进入光学系统1000以改善像差特性。因此，光学系统1000可以具有改进的光学特性并且可以具有更薄的结构。
图7是示出将根据实施例的相机模块应用于移动终端的图。参照图7，移动终端1可以包括设置在后侧的相机模块10。
相机模块10可以包括图像捕获功能。另外，相机模块10可以包括自动对焦功能、变焦功能和OIS功能中的至少一个。相机模块10可以在拍摄模式或视频通话模式下处理由图像传感器300获得的静止视频图像或运动图像的图像帧。处理后的图像帧可以显示在移动终端1的显示单元(未示出)上并且可以存储在存储器(未示出)中。此外，尽管在附图中未示出，相机模块可以进一步设置在移动终端1的正面。例如，相机模块10可以包括第一相机模块10A和第二相机模块10B。在这种情况下，第一相机模块10A和第二相机模块10B中的至少一个可以包括上述光学系统1000。因此，相机模块10可以具有改进的像差特性并且可以具有纤薄结构。此外，移动终端1可以进一步包括自动对焦装置31。自动对焦装置31可以包括使用激光的自动对焦功能。自动对焦装置31可以主要用于使用相机模块10的图像的自动对焦功能较差的状况下，例如，接近10m以下或在黑暗环境中。自动对焦装置31可以包括包含VCSEL(垂直腔面发射激光器)半导体器件的光发射单元和将诸如光电二极管的光能转换成电能的光接收单元。另外，移动终端1可以进一步包括闪光(flash)模块33。闪光模块33可以包括其中发射光的发光装置。闪光模块33可以通过移动终端的相机操作或用户的控制来操作。
在上述实施例中描述的特征、结构、效果等包括在本发明的至少一个实施例中，但不必仅限于一个实施例。此外，在各个实施例中示出的特征、结构、效果等可以由所属技术领域的普通技术人员针对其他实施例进行组合或修改。因此，与这种组合和修改有关的内容应被解释为包括在本发明的范围内。此外，尽管上面已经描述了实施例，但其仅是示例而不限制本发明，并且以上在不背离本实施例的本质特征的范围内向本发明所属领域的普通技术人员举例说明了本发明。可以看出，可以做出尚未作出的多种修改和应用。例如，实施例中具体示出的各部件可以通过修改来实现。并且与这些修改和应用有关的差异应被解释为包括在所附权利要求书所限定的本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种光学系统，包括：
沿着光轴从物侧到像侧依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，
其中，所述第一透镜具有正折光率，
其中，所述第二透镜具有负折光率，
其中，所述第一透镜的物侧表面是凸面，
其中，所述第二透镜的像侧表面是凹面，并且
其中，所述第一透镜满足下式1：
[式1]
0.5＜f1/F＜1.1
在式1中，F表示所述光学系统的有效焦距，并且f1表示所述第一透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜和所述第三透镜满足下式2：
[式2]
0.6＜(SD L3S1)/(SD L1S1)＜0.95
在式2中，SD L1S1表示所述第一透镜的物侧表面的有效半径，即半孔径，SD L3S1表示所述第三透镜的物侧表面的有效半径。
3.根据权利要求2所述的光学系统，其中，所述第三透镜具有正折光率，
其中，所述第三透镜的像侧表面是凸面。
4.根据权利要求2所述的光学系统，其中，所述第六透镜和所述第七透镜满足下式3：
[式3]
0.75＜(SD L6S2)/(SD L7S1)＜0.95
在式3中，SD L6S2表示所述第六透镜的像侧表面的有效半径，SD L7S1表示所述第七透镜的物侧表面的有效半径。
5.根据权利要求4所述的光学系统，其中，所述第六透镜具有正折光率，
其中，所述第六透镜的物侧表面为凸面。
6.根据权利要求4所述的光学系统，其中，所述第七透镜具有负折光率，
其中，所述第七透镜的像侧表面为凹面。
7.一种光学系统，包括：
沿着光轴从物侧到像侧依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，
其中，所述第一透镜具有正折光率，
其中，所述第二透镜具有负折光率，
其中，所述第六透镜具有正折光率，
其中，所述第一透镜的物侧表面为凸面，
其中，所述第二透镜的像侧表面为凹面，
其中，所述第六透镜具有朝向物侧凸出的弯月形状，并且
其中，所述第六透镜包括设置在物侧表面上的第一拐点和设置在像侧表面上的第二拐点。
8.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述第一拐点设置在当以所述光轴为起点且以所述第六透镜的物侧表面的末端为终点时相对于垂直于所述光轴的方向的35％至65％的位置处。
9.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述第二拐点设置在当以所述光轴为起点且以所述第六透镜的像侧表面的末端为终点时相对于垂直于所述光轴的方向的33％至63％的位置处。
10.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述第五透镜的物侧表面和像侧表面中的至少一个包括拐点。
11.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述第七透镜包括设置在物侧表面上的第三拐点和设置在像侧表面上的第四拐点。
12.根据权利要求11所述的光学系统，其中，以所述光轴的垂直方向为基准，所述光轴与所述第四拐点之间的距离大于所述光轴与所述第三拐点之间的距离。
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