CN211826689U - 光学系统、镜头模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种光学系统、镜头模组和电子设备，光学系统沿光轴方向从物侧至像侧依次包括：第一透镜，具有正屈折力，第一透镜的物侧面为凸面，其近光轴区域的像侧面为凹面；第二透镜；第三透镜，具有正屈折力，第三透镜的物侧面为凸面；第四透镜；第五透镜，第五透镜近圆周区域的物侧面和像侧面为凸面；第六透镜；第七透镜，具有负屈折力，第七透镜近光轴区域的物侧面为凸面，近光轴区域的像侧面为凹面；且第五透镜和第七透镜的物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点。通过上述设置，平衡前部透镜组产生的畸变、像散和球差，有利于提升解像力；同时，设置多反曲点，便于减小透镜的弯曲程度，从而降低透镜的轴向厚度，有助于缩小尺寸。

Description

光学系统、镜头模组和电子设备

技术领域

本实用新型属于光学成像领域，尤其涉及一种光学系统、具有该光学系统的镜头模组和电子设备。

背景技术

随着科学技术的发展和智能手机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广泛青睐。光学系统是具有多样化摄像功能的设备的主要核心部件，光学系统的解像力直接影响设备的拍摄效果，光学系统的尺寸决定设备的尺寸。

以往七片式的光学系统，由于透镜数目较多，难以将透镜组的轴向厚度控制在一个合适的范围内。因此，在保证七片式的光学系统具有高解像力的前提下，缩小光学系统的轴向厚度成为了当前研究的重点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光学系统，能够解决上述问题。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种光学系统，光学系统沿光轴方向从物侧至像侧依次包括：第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面为凸面，所述第一透镜近光轴区域的像侧面为凹面；第二透镜，具有屈折力；第三透镜，具有正屈折力，所述第三透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面为凸面；第四透镜，具有屈折力；第五透镜，具有屈折力，所述第五透镜近圆周区域的物侧面和像侧面为凸面，所述第五透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且所述第五透镜的物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点；第六透镜，具有屈折力；第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜近光轴区域的物侧面为凸面，所述第七透镜近光轴区域的像侧面为凹面，所述第七透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且所述第七透镜的物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点。第五透镜和第七透镜设置有多个反曲点，有利于修正前透镜组产生的畸变和场曲，使靠近成像面的屈折力配置较为均匀，降低光学系统的敏感性。通过合理配置第一透镜至第七透镜的各透镜的屈折力和面型，以平衡前部透镜组产生的畸变、像散和球差，尤其对于大视场的畸变有较大的补偿，从而让各视场的像差与解像力得到良好平衡，有利于提升光学系统的解像力；同时，设置多反曲点，便于减小透镜的弯曲程度，从而降低透镜的轴向厚度，有助于缩小光学系统的尺寸。

一种实施方式中，所述第二透镜具有负屈折力，所述第二透镜近光轴区域的物侧面为凸面，所述第二透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面为凹面；所述第四透镜近光轴区域的物侧面为凹面，所述第四透镜近光轴区域的像侧面为凸面；所述第六透镜近圆周区域的物侧面为凹面，所述第六透镜近圆周区域的像侧面为凸面，所述第六透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且所述第六透镜的物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点。通过优化配置第二透镜、第四透镜和第六透镜的屈折力和面型，便于平衡前部透镜组产生的畸变、像散和球差，提高了光学系统对于大视场的畸变的补偿程度，进一步提高光学系统的解像力；同时，增设反曲点，进一步减小透镜的弯曲程度，从而缩小透镜的轴向厚度，以进一步缩小光学系统的尺寸。

一种实施方式中，所述第一透镜为玻璃透镜，且所述第一透镜的物侧面与像侧面均为非球面，所述第一透镜满足条件式：n12＞1.7；其中，n12为所述第一透镜对波长为546nm的光线的折射率。通过设置玻璃材质的第一透镜，使得第一透镜具有较高的折射率，使得第一透镜的屈折力易于分配，降低了第一透镜的厚度，提升整体的紧凑性，且因玻璃的特性，使得组装的光学镜头系统在高低温环境中形变量小，成像性能更加稳定；合理设置n12的值，使得第一透镜具有高屈折力，可较好地平衡球差和色差，有利于后部透镜的像差平衡，同时可快速降低大视场角的入射光线角度，减小系统的公差敏感性。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1.35≤f/EPD≤2；其中，f为所述光学系统的有效焦距，EPD为光学系统的入瞳直径。通过合理设置f/EPD 的值，光学系统具有充足的进光量，避免电子感光元件出现暗角，进一步提升暗环境下的拍摄效果；此外，光圈数的提升会缩小艾利斑尺寸，与艾利斑尺寸成反比的解像力极限可进一步提升，通过镜片解像力的合理配置，可满足高像素设计需求。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.6＜TTL/(ImgH*2)＜0.8；其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离， ImgH为所述光学系统有效感光区域对角线长度的一半。可以理解的是，ImgH 决定了电子感光元件的大小，ImgH越大，可支持的最大电子感光元件尺寸越大， ImgH≥3.4mm，可满足大多数手机镜头高像素和高画质的需求；TTL越小，光学系统的整体长度压缩效果越好，镜片结构更为紧凑。合理设置TTL/(ImgH*2) 的值，光学系统可在满足高像素和高成像质量下，实现小型化和轻薄化。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1.6＜ (|SAG71|+CT7+SAG72)/CT7＜3.3；其中，SAG71为所述第七透镜的物侧面的最大矢高，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度，SAG72为所述第七透镜的像侧面的最大矢高。通过合理设置(|SAG71|+CT7+SAG72)/CT7的值，可合理控制镜片在垂直光轴方向的屈折力与厚度，避免镜片过薄与过厚，降低镜片的成型难度，有利于光学系统的制造。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.2＜n12/R12≤0.4；其中， n12为所述第一透镜对波长为546nm的光线的折射率，R12为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。通过合理设置n12/R12的值，较高的折射率便于第一透镜降低物理尺寸，有利于轻薄镜头的设计；同时，避免屈折力过度集中而使像差增加。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式： (ET1+ET2+ET3)/(CT1+CT2+CT3)＜1；其中，ET1为所述第一透镜的光学有效区域边缘的厚度，ET2为所述第二透镜的光学有效区域边缘的厚度，ET3为所述第三透镜的光学有效区域边缘的厚度，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。通过合理设置(ET1+ET2+ET3)/(CT1+CT2+CT3)的值，优化第一透镜、第二透镜和第三透镜的尺寸与屈折力，可避免前部透镜组产生的球差过大，从而提升光学镜头整体的解像力，降低透镜组的敏感度。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1.75≤|f45/f3|＜41；其中，f45 为所述第四透镜和所述第五透镜的组合有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距。可以理解的是，第四透镜物面侧为凹面，为垂直光轴方向提供良好的屈折力分配。通过合理设置|f45/f3|的值，有利于降低光线偏转角过大引起的场曲与畸变，从而提升像质，降低光学系统的组装敏感度。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：|f6/R61|＜22；其中，f6为所述第六透镜的有效焦距，R61为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。通过合理设置|f6/R61|的值，可保持第六透镜的轻薄性，有助于降低光学系统的厚度，提升像质。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：70°≤FOV≤85°；其中， FOV为所述光学系统对角线方向的最大视场角。通过上述设置，在少光圈数下，提供超过70°的最大拍摄范围，使得充分利用光圈数少的优势，增强电子感光元件的单位面积进光量，提升物体低频细节的捕捉能力；少光圈数配合大视场角，可减小拍摄物体景深，更加突出主体，从而提高像质。

一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.8＜f13/f＜1.1；其中，f13 为所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。合理设置f13/f的值，从而优化配置第一透镜、第二透镜和第三透镜的屈折力，可降低镜头的头部尺寸，减小大视场入射光线的偏转角度，降低系统的敏感度。

第二方面，本实用新型还提供了一种镜头模组，镜头模组包括镜筒、电子感光元件和第一方面任一项实施方式所述的光学系统，所述光学系统的所述第一透镜至所述第七透镜安装在所述镜筒内，所述电子感光元件设置在所述光学系统的像侧。通过在镜头模组内安装该光学系统的第一透镜至第七透镜，让各视场的像差与解像力得到良好平衡，有利于提升镜头模组的解像力，有助于缩小镜头模组的尺寸。

第三方面，本实用新型还提供了一种电子设备，电子设备包括壳体和第二方面的镜头模组，所述镜头模组设于所述壳体内。通过在电子设备中设置第二方面的镜头模组，让各视场的像差与解像力得到良好平衡，有利于提升电子设备的解像力，有助于缩小电子设备的尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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实用新型的一些实施方式，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1a是第一实施例的光学系统的结构示意图；

图1b是第一实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图2a是第二实施例的光学系统的结构示意图；

图2b是第二实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图3a是第三实施例的光学系统的结构示意图；

图3b是第三实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图4a是第四实施例的光学系统的结构示意图；

图4b是第四实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图5a是第五实施例的光学系统的结构示意图；

图5b是第五实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；

图6a是第六实施例的光学系统的结构示意图；

图6b是第六实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。

图7a是第七实施例的光学系统的结构示意图；

图7b是第七实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型还提供了一种镜头模组，镜头模组包括镜筒、电子感光元件和本实用新型实施例提供的光学系统，光学系统的第一透镜至第七透镜安装在镜筒内，电子感光元件设置在光学系统的像侧，用于将穿过第一透镜至第七透镜入射到电子感光元件上的物的光线转换成图像的电信号。电子感光元件可以为互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)或电荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)。该镜头模组可以是数码相机的独立的镜头，也可以是集成在如智能手机等电子设备上的成像模块。通过在镜头模组内安装本实用新型实施例提供的光学系统的第一透镜至第七透镜，让各视场的像差与解像力得到良好平衡，有利于提升镜头模组的解像力，有助于缩小镜头模组的尺寸。

本实用新型还提供了一种电子设备，电子设备包括壳体和本实用新型实施例提供的镜头模组，镜头模组设于壳体内。该电子设备可以为智能手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑、智能手表、无人机、电子书籍阅读器、行车记录仪、可穿戴装置等。通过在电子设备中设置本实用新型提供的镜头模组，让各视场的像差与解像力得到良好平衡，有利于提升电子设备的解像力，有助于缩小电子设备的尺寸。

本实用新型提供了一种光学系统，光学系统沿光轴方向从物侧至像侧依次包括第一透镜、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。在第一透镜至第七透镜中，任意相邻两片透镜之间均可具有空气间隔。

具体的，七片透镜的具体形态和结构如下：

第一透镜，具有正屈折力，第一透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面为凸面，第一透镜近光轴区域的像侧面为凹面；

第二透镜，具有屈折力；

第三透镜，具有正屈折力，第三透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面为凸面；

第四透镜，具有屈折力；

第五透镜，具有屈折力，第五透镜近圆周区域的物侧面和像侧面为凸面，第五透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且第五透镜的物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点；

第六透镜，具有屈折力；

第七透镜，具有负屈折力，第七透镜近光轴区域的物侧面为凸面，第七透镜近光轴区域的像侧面为凹面，第七透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且第七透镜的物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点。

具体的，该光学系统还包括光阑，光阑可设置在第一透镜至第七透镜之间的任一位置，如设置于第一透镜上。

可以理解的是，第五透镜和第七透镜设置有多个反曲点，有利于修正前透镜组产生的畸变和场曲，使靠近成像面的屈折力配置较为均匀，降低光学系统的敏感性。通过合理配置第一透镜至第七透镜的各透镜的屈折力和面型，以平衡前部透镜组产生的畸变、像散和球差，尤其对于大视场的畸变有较大的补偿，从而让各视场的像差与解像力得到良好平衡，有利于提升光学系统的解像力；同时，设置多反曲点，便于减小透镜的弯曲程度，从而降低透镜的轴向厚度，有助于缩小光学系统的尺寸。

一种实施方式中，第二透镜具有负屈折力，第二透镜近光轴区域的物侧面为凸面，第二透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面为凹面；第四透镜近光轴区域的物侧面为凹面，第四透镜近光轴区域的像侧面为凸面；第六透镜近圆周区域的物侧面为凹面，第六透镜近圆周区域的像侧面为凸面，第六透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且第六透镜的物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点。具体的，在第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜上也可以设置多个反曲点。通过优化配置第二透镜、第四透镜和第六透镜的屈折力和面型，便于平衡前部透镜组产生的畸变、像散和球差，提高了光学系统对于大视场的畸变的补偿程度，进一步提高光学系统的解像力；同时，增设反曲点，进一步减小透镜的弯曲程度，从而缩小透镜的轴向厚度，以进一步缩小光学系统的尺寸。

一种实施方式中，第一透镜为玻璃透镜，且第一透镜的物侧面与像侧面均为非球面，第一透镜满足条件式：n12＞1.7；其中，n12为第一透镜对波长为546nm 的光线的折射率。具体的，优选第二透镜至第七透镜均采用塑料材质，可以为聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯基二甘醇碳酸酯和丙烯基二甘醇碳酸酯等树脂。n12的值可以为1.7、1.9、2.5、3.5和5等。可以理解的是，玻璃材质的第一透镜和塑料材质的第二透镜至第七透镜，形成的1G6P非球面光学系统，能够兼顾轻薄特性和高解像力，应用场景更为多元化。玻璃相较于塑料壳提供更高的折射率，通过设置玻璃材质的第一透镜，使得第一透镜具有较高的折射率，使得第一透镜的屈折力易于分配，降低了第一透镜的厚度，提升整体的紧凑性，且因玻璃的特性，使得组装的光学镜头系统在高低温环境中形变量小，成像性能更加稳定；合理设置n12的值，使得第一透镜具有高屈折力，可较好地平衡球差和色差，有利于后部透镜的像差平衡，同时可快速降低大视场角的入射光线角度，减小系统的公差敏感性。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：1.35≤f/EPD≤2；其中，f为光学系统的有效焦距，EPD为光学系统的入瞳直径。具体的，f/EPD的值可以为1.35、 1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.7、1.8、1.9和2.0等。通过合理设置f/EPD的值，光学系统具有充足的进光量，避免电子感光元件出现暗角，进一步提升暗环境下的拍摄效果；此外，光圈数的提升会缩小艾利斑尺寸，与艾利斑尺寸成反比的解像力极限可进一步提升，通过镜片解像力的合理配置，可满足高像素设计需求。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.6＜TTL/(ImgH*2)＜0.8；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，ImgH为所述光学系统有效感光区域对角线长度的一半。具体的，TTL/(ImgH*2)的值可以为0.6、 0.65、0.68、0.7、0.72、0.75和0.8等。可以理解的是，ImgH决定了电子感光元件的大小，ImgH越大，可支持的最大电子感光元件尺寸越大，ImgH≥3.4mm，可满足大多数手机镜头高像素和高画质的需求；TTL越小，光学系统的整体长度压缩效果越好，镜片结构更为紧凑。合理设置TTL/(ImgH*2)的值，光学系统可在满足高像素和高成像质量下，实现小型化和轻薄化。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：1.6＜(|SAG71|+CT7+SAG72)/CT7 ＜3.3；其中，SAG71为第七透镜的物侧面的最大矢高，CT7为第七透镜于光轴上的厚度，SAG72为第七透镜的像侧面的最大矢高。具体的， (|SAG71|+CT7+SAG72)/CT7的值可以为1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3 和3.3等。通过合理设置(|SAG71|+CT7+SAG72)/CT7的值，可合理控制镜片在垂直光轴方向的屈折力与厚度，避免镜片过薄与过厚，降低镜片的成型难度，有利于光学系统的制造。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.2＜n12/R12≤0.4；其中，n12为第一透镜对波长为546nm的光线的折射率，R12为第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。具体的，n12/R12的值可以为0.2、0.25、0.3、0.35和0.4等。通过合理设置n12/R12的值，较高的折射率便于第一透镜降低物理尺寸，有利于轻薄镜头的设计；同时，避免屈折力过度集中而使像差增加。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：(ET1+ET2+ET3)/(CT1+CT2+CT3) ＜1；其中，ET1为第一透镜的光学有效区域边缘的厚度，ET2为第二透镜的光学有效区域边缘的厚度，ET3为第三透镜的光学有效区域边缘的厚度，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。具体的，(ET1+ET2+ET3)/(CT1+CT2+CT3)的值可以为0.3、0.5、 0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.9和1等。通过合理设置(ET1+ET2+ET3)/(CT1+CT2+CT3) 的值，优化第一透镜、第二透镜和第三透镜的尺寸与屈折力，可避免前部透镜组产生的球差过大，从而提升光学镜头整体的解像力，降低透镜组的敏感度。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：1.75≤|f45/f3|＜41；其中，f45为第四透镜和第五透镜的组合有效焦距，f3为第三透镜的有效焦距。具体的，|f45/f3| 的值可以为1.75、16、23、30、37、40和41等。可以理解的是，第四透镜物面侧为凹面，为垂直光轴方向提供良好的屈折力分配。通过合理设置|f45/f3|的值，有利于降低光线偏转角过大引起的场曲与畸变，从而提升像质，降低光学系统的组装敏感度。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：|f6/R61|＜22；其中，f6为第六透镜的有效焦距，R61为第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。具体的，|f6/R61| 的值可以为0.1、0.5、1、5、10、15和22等。通过合理设置|f6/R61|的值，可保持第六透镜的轻薄性，有助于降低光学系统的厚度，提升像质。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：70°≤FOV≤85°；其中，FOV 为所述光学系统对角线方向的最大视场角。具体的，FOV的值可以为70°、73°、 75°、78°、80°、83°和85°等。通过上述设置，在少光圈数下，提供超过 70°的最大拍摄范围，使得充分利用光圈数少的优势，增强电子感光元件的单位面积进光量，提升物体低频细节的捕捉能力；少光圈数配合大视场角，可减小拍摄物体景深，更加突出主体，从而提高像质。

一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.8＜f13/f＜1.1；其中，f13为第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合有效焦距，f为光学系统的有效焦距。具体的，f13/f的值可以为0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.05和1.1等。合理设置f13/f 的值，从而优化配置第一透镜、第二透镜和第三透镜的屈折力，可降低镜头的头部尺寸，减小大视场入射光线的偏转角度，降低系统的敏感度。

第一实施例

请参考图1a和图1b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1为凸面；第一透镜L1近光轴区域的像侧面S2为凹面，近圆周区域的像侧面S2为凸面；

第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3为凸面，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3近光轴区域的物侧面S5为凸面，近圆周区域的物侧面S5为凹面；第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6为凹面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7为凹面，第四透镜L4近光轴区域和近圆周区域的像侧面S8为凸面；

第五透镜L5，具有正屈折力，第五透镜L5近光轴区域的物侧面S9为凸面，近圆周区域的物侧面S9为凹面；第五透镜L5近光轴区域的像侧面S10为凹面，近圆周区域的像侧面S10为凸面。

第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的物侧面S11为凹面；第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的像侧面S12为凸面。

第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7近光轴区域和近圆周区域的物侧面S13为凸面；第七透镜L7近光轴区域的像侧面S14为凹面，近圆周区域的像侧面S14为凸面。

上述第一透镜L1的材质为玻璃(Glass)，第二透镜L2至第七透镜L7的材质均为塑料(Plastic)。

此外，光学系统还包括光阑STO、红外截止滤光片L8和成像面S17。光阑 STO设置在第一透镜L1远离第二透镜L2的一侧，用于控制进光量。其他实施例中，光阑STO还可以设置在相邻两透镜之间，或者是其他透镜上。红外截止滤光片L8设置在第七透镜L7的像方侧，其包括物侧面S15和像侧面S16，红外截止滤光片L8用于过滤掉红外光线，使得射入成像面S17的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm。红外截止滤光片L8的材质为玻璃(Glass)，并可在玻璃上镀膜。成像面S17为电子感光元件的有效像素区域。

表1a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为 546nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表1a

其中，f为光学系统的有效焦距，FNO为光学系统的光圈数，FOV为光学系统对角线方向的最大视场角，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。

在本实施例中，第一透镜L1至第七透镜L7的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离最大矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1a中Y半径R 的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。表1b给出了可用于第一实施例中各非球面镜面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、 A14、A16、A18和A20。

表1b

图1b示出了第一实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为546nm，其中，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统的各透镜后的会聚焦点偏离；像散曲线子午像面弯曲和弧矢像面弯曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。根据图1b可知，第一实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第二实施例

请参考图2a和图2b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1为凸面；第一透镜L1近光轴区域的像侧面S2为凹面，近圆周区域的像侧面S2为凸面；

第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3为凸面，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5为凸面；第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6为凸面；

第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7为凹面，第四透镜L4近光轴区域的像侧面S8为凸面，近圆周区域的像侧面S8为凹面；

第五透镜L5，具有正屈折力，第五透镜L5近光轴区域的物侧面S9为凸面，近圆周区域的物侧面S9为凹面；第五透镜L5近光轴区域的像侧面S10为凹面，近圆周区域的像侧面S10为凸面。

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6近光轴区域的物侧面S11为凸面，近圆周区域的物侧面S11为凹面；第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的像侧面S12为凸面。

第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7近光轴区域的物侧面S13为凸面，近圆周区域的物侧面S13为凹面；第七透镜L7近光轴区域的像侧面S14为凹面，近圆周区域的像侧面S14为凸面。

第二实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表2a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为 546nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表2a

其中，表2a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表2b给出了可用于第二实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表2b

图2b示出了第二实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。其中，像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为546nm。根据图2b可知，第二实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第三实施例

请参考图3a和图3b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1为凸面；第一透镜L1近光轴区域的像侧面S2为凹面，近圆周区域的像侧面S2为凸面；

第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3为凸面，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3近光轴区域的物侧面S5为凸面，近圆周区域的物侧面S5为凹面；第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6为凸面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7为凹面，第四透镜L4近光轴区域的像侧面S8为凸面，近圆周区域的像侧面S8为凹面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5近光轴区域的物侧面S9为凸面，近圆周区域的物侧面S9为凹面；第五透镜L5近光轴区域的像侧面S10为凹面，近圆周区域的像侧面S10为凸面。

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的物侧面S11为凹面；第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的像侧面S12为凸面。

第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7近光轴区域和近圆周区域的物侧面S13为凸面；第七透镜L7近光轴区域的像侧面S14为凹面，近圆周区域的像侧面S14为凸面。

第三实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表3a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为 546nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表3a

其中，表3a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表3b给出了可用于第三实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表3b

图3b示出了第三实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。其中，像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为546nm。根据图3b可知，第三实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第四实施例

请参考图4a和图4b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1为凸面；第一透镜L1近光轴区域的像侧面S2为凹面，近圆周区域的像侧面S2为凸面；

第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2近光轴区域的物侧面S3为凸面，近圆周区域的物侧面S3为凹面，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3近光轴区域的物侧面S5为凸面，近圆周区域的物侧面S5为凹面；第三透镜L3近光轴区域的像侧面S6为凹面，近圆周区域的像侧面S6为凸面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7为凹面，第四透镜L4近光轴区域的像侧面S8为凸面，近圆周区域的像侧面S8为凹面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5近光轴区域的物侧面S9为凸面，近圆周区域的物侧面S9为凹面；第五透镜L5近光轴区域的像侧面S10为凹面，近圆周区域的像侧面S10为凸面。

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6近光轴区域的物侧面S11为凸面，近圆周区域的物侧面S11为凹面；第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的像侧面S12为凸面。

第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7近光轴区域的物侧面S13为凸面，近圆周区域的物侧面S13为凹面；第七透镜L7近光轴区域的像侧面S14为凹面，近圆周区域的像侧面S14为凸面。

第四实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表4a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为 546nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表4a

其中，表4a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表4b给出了可用于第四实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表4b

图4b示出了第四实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。根据图4b可知，第四实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第五实施例

请参考图5a和图5b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1为凸面；第一透镜L1近光轴区域的像侧面S2为凹面，近圆周区域的像侧面S2为凸面；

第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3为凸面，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5为凸面；第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6为凸面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7为凹面，第四透镜L4近光轴区域的像侧面S8为凸面，近圆周区域的像侧面S8为凹面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的物侧面S9为凹面；第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的像侧面S10为凸面。

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6近光轴区域的物侧面S11为凸面，近圆周区域的物侧面S11为凹面；第六透镜L6近光轴区域的像侧面S12为凹面，近圆周区域的像侧面S12为凸面。

第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7近光轴区域的物侧面S13为凸面，近圆周区域的物侧面S13为凹面；第七透镜L7近光轴区域的像侧面S14为凹面，近圆周区域的像侧面S14为凸面。

第五实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表5a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为 546nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表5a

其中，表5a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表5b给出了可用于第五实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表5b

图5b示出了第五实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。其中，像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为546nm。根据图5b可知，第五实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第六实施例

请参考图6a和图6b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1为凸面；第一透镜L1近光轴区域的像侧面S2为凹面，近圆周区域的像侧面S2为凸面；

第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3为凸面，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5为凸面；第三透镜L3近光轴区域的像侧面S6为凹面，近圆周区域的像侧面S6为凸面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7为凹面，第四透镜L4近光轴区域的像侧面S8为凸面，近圆周区域的像侧面S8为凹面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5近光轴区域的物侧面S9为凸面，近圆周区域的物侧面S9为凹面；第五透镜L5近光轴区域的像侧面S10为凹面，近圆周区域的像侧面S10为凸面。

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6近光轴区域的物侧面S11为凸面，近圆周区域的物侧面S11为凹面；第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的像侧面S12为凸面。

第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7近光轴区域的物侧面S13为凸面，近圆周区域的物侧面S13为凹面；第七透镜L7近光轴区域的像侧面S14为凹面，近圆周区域的像侧面S14为凸面。

第六实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表6a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为 546nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表6a

其中，表6a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表6b给出了可用于第六实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表6b

图6b示出了第六实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。其中，像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为546nm。根据图6b可知，第六实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

第七实施例

请参考图7a和图7b，本实施例的光学系统，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：

第一透镜L1，具有正屈折力，第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1为凸面；第一透镜L1近光轴区域的像侧面S2为凹面，近圆周区域的像侧面S2为凸面；

第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的物侧面S3为凸面，第二透镜L2近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4为凹面；

第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5为凸面；第三透镜L3近光轴区域的像侧面S6为凹面，近圆周区域的像侧面S6为凸面；

第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7为凹面，第四透镜L4近光轴区域的像侧面S8为凸面，近圆周区域的像侧面S8为凹面；

第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5近光轴区域的物侧面S9为凸面，近圆周区域的物侧面S9为凹面；第五透镜L5近光轴区域的像侧面S10为凹面，近圆周区域的像侧面S10为凸面。

第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的物侧面S11为凹面；第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的像侧面S12为凸面。

第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7近光轴区域和近圆周区域的物侧面S13为凸面；第七透镜L7近光轴区域的像侧面S14为凹面，近圆周区域的像侧面S14为凸面。

第七实施例的其他结构与第一实施例相同，参照即可。

表7a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，其中的数据采用波长为 546nm的光线获得，Y半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表7a

其中，表7a的各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。

表7b给出了可用于第七实施例中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表7b

图7b示出了第七实施例的光学系统的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线。其中，像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为546nm。根据图7b可知，第七实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。

表8示出了第一实施例至第七实施例中的光学系统的f/EPD、 TTL/(ImgH*2)、f13/f、(|SAG71|+CT7+SAG72)/CT7、n12/R12、 (ET1+ET2+ET3)/(CT1+CT2+CT3)、|f45/f3|、|f6/R61|的值。

表8

由表8可知，第一实施例至第七实施例的光学系统均满足以下条件式：1.35 ＜f/EPD≤1.75、0.6＜TTL/(ImgH*2)＜0.8、0.8＜f13/f＜1.1、1.6＜ (|SAG71|+CT7+SAG72)/CT7＜3.3、0.2＜n12/R12≤0.4、0.63≤ (ET1+ET2+ET3)/(CT1+CT2+CT3)≤0.75、1.75≤|f45/f3|＜41、|f6/R61|＜22。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (14)

1.一种光学系统，其特征在于，沿光轴方向从物侧至像侧依次包括：

第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面为凸面，所述第一透镜近光轴区域的像侧面为凹面；

第二透镜，具有屈折力；

第三透镜，具有正屈折力，所述第三透镜近光轴区域和近圆周区域的物侧面为凸面；

第四透镜，具有屈折力；

第五透镜，具有屈折力，所述第五透镜近圆周区域的物侧面和像侧面为凸面，所述第五透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且所述第五透镜的物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点；

第六透镜，具有屈折力；

第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜近光轴区域的物侧面为凸面，所述第七透镜近光轴区域的像侧面为凹面，所述第七透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且所述第七透镜的物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第二透镜具有负屈折力，所述第二透镜近光轴区域的物侧面为凸面，所述第二透镜近光轴区域和近圆周区域的像侧面为凹面；

所述第四透镜近光轴区域的物侧面为凹面，所述第四透镜近光轴区域的像侧面为凸面；

所述第六透镜近圆周区域的物侧面为凹面，所述第六透镜近圆周区域的像侧面为凸面，所述第六透镜的物侧面与像侧面均为非球面，且所述第六透镜的物侧面与像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点。

3.如权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜为玻璃透镜，且所述第一透镜的物侧面与像侧面均为非球面，所述第一透镜满足条件式：

n12＞1.7；

其中，n12为所述第一透镜对波长为546nm的光线的折射率。

4.如权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

1.35≤f/EPD≤2；

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。

5.如权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

0.6＜TTL/(ImgH*2)＜0.8；

其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离，ImgH为所述光学系统有效感光区域对角线长度的一半。

6.如权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

1.6＜(|SAG71|+CT7+SAG72)/CT7＜3.3；

其中，SAG71为所述第七透镜的物侧面的最大矢高，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度，SAG72为所述第七透镜的像侧面的最大矢高。

7.如权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

0.2＜n12/R12≤0.4；

其中，n12为所述第一透镜对波长为546nm的光线的折射率，R12为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

8.如权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

(ET1+ET2+ET3)/(CT1+CT2+CT3)＜1；

其中，ET1为所述第一透镜的光学有效区域边缘的厚度，ET2为所述第二透镜的光学有效区域边缘的厚度，ET3为所述第三透镜的光学有效区域边缘的厚度，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。

9.如权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

1.75≤|f45/f3|＜41；

其中，f45为所述第四透镜和所述第五透镜的组合有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距。

10.如权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

|f6/R61|＜22；

其中，f6为所述第六透镜的有效焦距，R61为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。

11.如权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

70°≤FOV≤85°；

其中，FOV为所述光学系统对角线方向的最大视场角。

12.如权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：

0.8＜f13/f＜1.1；

其中，f13为所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的组合有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。

13.一种镜头模组，其特征在于，包括镜筒、电子感光元件和如权利要求1至12任一项所述的光学系统，所述光学系统的所述第一透镜至所述第七透镜安装在所述镜筒内，所述电子感光元件设置在所述光学系统的像侧。

14.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和如权利要求13所述的镜头模组，所述镜头模组设于所述壳体内。

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