CN214151207U

CN214151207U - 光学系统、摄像模组及电子设备

Info

Publication number: CN214151207U
Application number: CN202120013878.4U
Authority: CN
Inventors: 徐标; 李明
Original assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Priority date: 2021-01-05
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2031-01-05

Abstract

本实用新型涉及一种光学系统、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：具有正屈折力的第一透镜，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；第二透镜，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；第三透镜；第四透镜；第五透镜；第六透镜；及具有负屈折力的第七透镜，其像侧面于近轴处为凹面；光学系统还满足关系：90°＜FOV＜100°；FOV为光学系统的最大视场角。上述光学系统能够拥有广角特性，以此可拥有较大的拍摄范围，另外也能使系统中的像差得到良好的校正，使得所述光学系统在具有广角特性的同时还能够拥有良好的成像清晰度。

Description

光学系统、摄像模组及电子设备

技术领域

本实用新型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

随着摄影成像技术的逐渐发展，消费者对电子产品的摄像性能的要求也越来越高。目前，五片式成像镜头的应用率较高，但其难以满足消费者对高分辨率的需求。相较于五片式成像镜头而言，七片式成像镜头能够获得相对更高的解析力，且设计灵活度更大，从而可更多地应用于高端电子产品中，以此获得更高的拍摄分辨率以及清晰度。

另一方面，由于摄影成像技术的发展，消费者对各种拍摄需求也逐渐提高。特别地，拍摄合影、大范围景象等拍摄需求在日常生活中变得越来越明显，因此，如何提高成像镜头的拍摄范围已然成为了市场的关注重点之一。

实用新型内容

基于此，有必要针对如何提高成像镜头的拍摄范围的问题，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：

具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

具有屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

具有屈折力的第三透镜；

具有屈折力的第四透镜；

具有屈折力的第五透镜；

具有屈折力的第六透镜；及

具有负屈折力的第七透镜，所述第七透镜的像侧面于近轴处为凹面；

所述光学系统还满足关系：

90°＜FOV＜100°；

FOV为所述光学系统的最大视场角。

在上述光学系统中，所述第一透镜具有正屈折力，且其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面，这种设计可利于使所述第一透镜的像侧主点更靠近物侧，从而能够有效缩短所述光学系统的轴向尺寸，实现轴向上的小型化。另外，所述第二透镜可用于对所述第一透镜实现像差的校正，且通过上述第二透镜的面型设计，可较好地防止对球面像差校正过度。而所述第七透镜作为系统中的最后一个透镜，其具有负屈折力及像侧面于近轴处为凹面的设计可良好地校正像面弯曲的问题，并有利于进一步地缩短所述光学系统于轴向上的长度。在拥有上述设计的基础下，所述光学系统还满足上述关于视场角的关系，使得所述光学系统能够拥有广角特性，以此可拥有较大的拍摄范围，另外也能使系统中的像差得到良好的校正，使得所述光学系统在具有广角特性的同时还能够拥有良好的成像清晰度。进一步地，所述光学系统通过满足上述视场角关系及所述第一透镜具有正屈折力的设计，从而也有利于缩小所述光学系统的物端尺寸，使所述光学系统拥有小头部特性。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.2＜|SAG61/CT6|＜2.0；

SAG61为所述第六透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。满足上述关系时，所述第六透镜的物侧面弯曲程度能够得到较好的控制，一方面可防止该面面型过于弯曲，从而可利于透镜的加工成型，降低制造的公差敏感性，从而更好的实现工程制造；另一方面，也可避免所述第六透镜的物侧面面型过于平缓，从而有利于校正系统的像差。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

|f67/f|＞0.5；

f67为所述第六透镜和所述第七透镜的组合焦距，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系时，所述第六透镜和所述第七透镜的组合焦距与整个系统的有效焦距的比值被控制在合适的范围内，对于整个系统有效焦距而言，所述第六透镜和所述第七透镜的组合屈折力不会过强，从而作为系统中最靠近像侧的两个透镜，所述第六透镜和所述第七透镜能够较好地校正高级球差，使得系统具有良好的成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

Fno＜1.9；

Fno为所述光学系统的光圈数。满足上述关系时，所述光学系统将拥有大孔径的特性，从而使系统拥有足够的进光量，使拍摄图像更加清晰，并能够对夜景、星空等低亮度的场景实现高质量拍摄。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

TTL/Imgh＜1.4；

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。满足上述关系时，所述光学系统的光学总长和最大视场角对应的像高之间能够被合理的约束，从而可有效压缩所述光学系统的轴向尺寸，实现系统的小型化设计，同时也能使所述光学系统拥有大像面特性，以此可以匹配更大尺寸、更高像素的图像传感器，进而提升成像效果。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

0.4mm＜SP6＜0.7mm；

SP6为所述第六透镜的像侧面至所述第七透镜的物侧面于光轴上的距离。满足上述关系时，作为系统最后两个透镜的所述第六透镜和所述第七透镜之间的轴上距离能够得到合理控制，从而有利于平衡系统的场曲像差，提高系统的成像质量，同时也有利于缩短所述光学系统的总长。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

1＜R3/R4＜2；

R3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，可合理控制所述第二透镜的物侧面和像侧面于近轴处的面型差异，以此可有效降低所述第二透镜的公差敏感度，提高制备的良率。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

R12/R13＜9.5；

R12为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，R13为所述第七透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，可以有效的平衡系统产生的高级像差，提高系统的成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

1＜f1/f＜2；

f1为所述第一透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。满足上述关系时，能够合理分配系统中所述第一透镜的屈折力的贡献，从而使得系统具有良好的成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

|V2-V3|＞35；

V2为所述第二透镜的阿贝数，V3为所述第三透镜的阿贝数。满足上述关系时，所述第二透镜和所述第三透镜的阿贝数之间能够得到合理配置，从而可以改善系统的像差，有利于消色差，减小系统二级光谱，进而提高系统成像性能。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足关系：

ET2＞0.25mm；

ET2为所述第二透镜于物侧面最大有效半径处至像侧面最大有效半径处于光轴方向的距离。满足上述关系时，可以合理控制所述第二透镜的边缘厚度，使所述第二透镜的边缘通光区域能够对光线起到有效调节，进而有利于抑制系统的畸变，使所述光学系统具有良好的光学性能，且易于工程制造。

一种摄像模组，包括图像传感器及以上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。通过采用上述光学系统，所述摄像模组能够在拥有广角特性的同时还拥有良好的成像清晰度，另外也能拥有小头部特性。

一种电子设备，包括固定件及上述的摄像模组，所述摄像模组设于所述固定件。通过采用上述摄像模组，所述电子设备能够拥有广角特性及良好地成像质量，从而可对大范围的景物实现高质量的拍摄。

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电子设备的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参考图1，本申请的实施例提供了一种具有七片式结构的光学系统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，该直线可称为光学系统10的光轴101。光学系统10中的各光学元件可与镜筒装配以构成像镜头。

第一透镜L1包括物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2包括物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3包括物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4包括物侧面S7和像侧面S8，第五透镜L5包括物侧面S9及像侧面S10，第六透镜L6包括物侧面S11和像侧面S12，第七透镜L7包括物侧面S13和像侧面S14。另外，光学系统 10还有一成像面S15，成像面S15位于第七透镜L7的像侧。一般地，光学系统10的成像面S15与图像传感器的感光面重合，为方便理解，可将成像面S15视为感光元件的感光表面。

在本申请的实施例中，第一透镜L1具有正屈折力，第七透镜L7具有负屈折力。但应注意的是，当描述透镜具有何种屈折力时，可理解为该透镜至少于近轴处具有该种屈折力的光学性能。且第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，像侧面S2于近轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面，像侧面S4于近轴处为凹面；第七透镜L7的像侧面于近轴处为凹面。在上述光学系统10中，由于第一透镜L1 具有正屈折力，且其物侧面S1于近轴处为凸面，像侧面S2于近轴处为凹面，这种设计可利于使第一透镜 L1的像侧主点更靠近物侧，从而能够有效缩短光学系统10的轴向尺寸，实现轴向上的小型化。另外，第二透镜L2可用于对第一透镜L1实现像差的校正，且通过上述第二透镜L2的面型设计，可较好地防止对球面像差校正过度。而第七透镜L7作为系统中的最后一个透镜，其具有负屈折力及像侧面S14于近轴处为凹面的设计可良好地校正像面弯曲的问题，并有利于进一步地缩短光学系统10于轴向上的长度。

需要注意的是，当本申请的实施例在描述透镜的一个侧面于近轴处(该侧面的中心区域)为凸面时，可理解为该透镜的该侧面于光轴附近的区域为凸面；当描述透镜的一个侧面于圆周处为凹面时，可理解为该侧面在靠近最大有效孔径处的区域为凹面。举例而言，当该侧面于近轴处为凸面，且于圆周处也为凸面时，该侧面由中心(光轴)至边缘方向的形状可以为纯粹的凸面；或者是先由中心的凸面形状过渡到凹面形状，随后在靠近最大有效孔径处时变为凸面。

另一方面，光学系统10还满足关系：90°＜FOV＜100°；FOV为光学系统10的最大视场角。在拥有上述透镜设计的基础下，光学系统10还满足上述关于视场角的关系，使得光学系统10能够拥有广角特性，以此可拥有较大的拍摄范围，另外也能使系统中的像差得到良好的校正，使得光学系统10在具有广角特性的同时还能够拥有良好的成像清晰度。进一步地，光学系统10通过满足上述视场角关系及第一透镜L1 具有正屈折力的设计，从而也有利于缩小光学系统10的物端尺寸，使光学系统10拥有小头部特性。在一些实施例的光学系统10中，该关系具体可以为90.5°、90.8°、91°、91.5°、92°、92.5°、92.8°或93°。图像传感器的矩形有效像素区域具有一对角线方向，当装配图像传感器后，FOV可理解为光学系统10于平行该对角线方向的最大视场角。

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，且当满足任一关系式时均能带来相应的技术效果：

0.2＜|SAG61/CT6|＜2.0；SAG61为第六透镜L6的物侧面S11于最大有效半径处的矢高，CT6为第六透镜L6于光轴上的厚度。满足上述关系时，第六透镜L6的物侧面S11弯曲程度能够得到较好的控制，一方面可防止该面面型过于弯曲，从而可利于透镜的加工成型，降低制造的公差敏感性，从而更好的实现工程制造；另一方面，也可避免第六透镜L6的物侧面S11面型过于平缓，从而有利于校正系统的像差。在一些实施例的光学系统10中，该关系具体可以为0.3、0.35、0.4、0.5、0.8、1、1.2、1.3、1.4或1.45。应注意的是，上述矢高为第六透镜L6物侧面S11与光轴101相交处至该面的最大有效半径处(即最大有效通光口径处)于平行光轴101方向上的距离。

|f67/f|＞0.5；f67为第六透镜L6和第七透镜L7的组合焦距，f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系时，第六透镜L6和第七透镜L7的组合焦距与整个系统的有效焦距的比值被控制在合适的范围内，对于整个系统有效焦距而言，第六透镜L6和第七透镜L7的组合屈折力不会过强，从而作为系统中最靠近像侧的两个透镜，第六透镜L6和第七透镜L7能够较好地校正高级球差，使得系统具有良好的成像质量。在一些实施例的光学系统10中，该关系具体可以为0.9、0.95、1、1.2、1.5、1.8、2、2.3、2.5、2.6、 2.65、2.7或2.75。

Fno＜1.9；Fno为光学系统10的光圈数。满足上述关系时，光学系统10将拥有大孔径的特性，从而使系统拥有足够的进光量，使拍摄图像更加清晰，并能够对夜景、星空等低亮度的场景实现高质量拍摄。在一些实施例的光学系统10中，该关系具体可以为1.872、1.874、1.876、1.878或1.88。

TTL/Imgh＜1.4；TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S15于光轴上的距离，Imgh 为光学系统10的最大视场角所对应的像高。满足上述关系时，光学系统10的光学总长能够被合理的约束，从而可有效压缩光学系统10的轴向尺寸，实现系统的小型化设计，同时也能使光学系统10拥有大像面特性，以此可以匹配更大尺寸、更高像素的图像传感器，进而提高成像效果。在一些实施例的光学系统10 中，该关系具体可以为1.32、1.33、1.34、1.35、1.36或1.37。Imgh也可理解为成像面S15上矩形有效成像区域的对角线长度的一半。当装配图像传感器后，Imgh也可理解为图像传感器的矩形有效像素区域的中心至对角线边缘的距离，且上述有效成像区域的对角线方向平行于该矩形有效像素区域的对角线方向。

0.4mm＜SP6＜0.7mm；SP6为第六透镜L6的像侧面S12至第七透镜L7的物侧面S13于光轴上的距离。满足上述关系时，作为系统最后两个透镜的第六透镜L6和第七透镜L7之间的轴上距离能够得到合理控制，从而有利于平衡系统的场曲像差，提高系统的成像质量，同时也有利于缩短光学系统10的总长。在一些实施例的光学系统10中，该关系具体可以为0.5mm、0.51mm、0.53mm、0.55mm、0.57mm、0.59mm、0.6mm、 0.62mm或0.63mm。

1＜R3/R4＜2；R3为第二透镜L2的物侧面S3于光轴处的曲率半径，R4为第二透镜L2的像侧面S4于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，可合理控制第二透镜L2的物侧面S3和像侧面S4于近轴处的面型差异，以此可有效降低第二透镜L2的公差敏感度，提高制备的良率。在一些实施例的光学系统10中，该关系具体可以为1.05、1.08、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.32或1.34。

R12/R13＜9.5；R12为第六透镜L6的像侧面S12于光轴处的曲率半径，R13为第七透镜L7的物侧面 S13于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，可以有效的平衡系统产生的高级像差，提高系统的成像质量。在一些实施例的光学系统10中，该关系具体可以为3.6、3.8、4、4.5、5、6、6.5、6.8、7、8、8.5、8.8、 9或9.1。

1＜f1/f＜2；f1为第一透镜L1的有效焦距，f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系时，能够合理分配系统中第一透镜L1的屈折力的贡献，从而使得系统具有良好的成像质量。在一些实施例的光学系统10中，该关系具体可以为1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8或1.85。

|V2-V3|＞35；V2为第二透镜L2的阿贝数，V3为第三透镜L3的阿贝数。满足上述关系时，第二透镜 L2和第三透镜L3的阿贝数之间能够得到合理配置，从而可以改善系统的像差，有利于消色差，减小系统二级光谱，进而提高系统成像性能。

ET2＞0.25mm；ET2为第二透镜L2于物侧面S3最大有效半径处至像侧面S4最大有效半径处于光轴方向的距离，ET2也可称为第二透镜L2的边缘厚度。满足上述关系时，可以合理控制第二透镜L2的边缘厚度，使第二透镜L2的边缘通光区域能够对光线起到有效调节，进而有利于抑制系统的畸变，使光学系统 10具有良好的光学性能，且易于工程制造。在一些实施例的光学系统10中，该关系具体可以为0.3mm、 0.31mm、0.32mm、0.33mm、0.34mm或0.35mm。

上述各关系所确定的范围及所对应的技术效果针对的是前述具有七片式结构的光学系统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)及视场角关系时，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，甚至会出现摄像性能显著下降的可能。另外，上述设计折射率、阿贝数及有效焦距等参数的参考波长均为555nm。

光学系统10包括光阑STO，光阑STO为孔径光阑，光阑STO用于控制光学系统10的进光量，并同时能够起到阻挡非有效光线的作用。当光阑STO在光轴101上的投影与第一透镜L1的物侧面S1于光轴101 上的投影重叠时，也可认为是光阑STO设于第一透镜L1的物侧，此时第一透镜L1的物侧面S1的至少部分区域朝物方穿过光阑STO。光阑STO可设于第一透镜L1的物侧，也可设于第一透镜L1至第七透镜L7中的其中两个相邻透镜之间。光阑STO可以由夹持透镜的镜筒结构形成，也可以是单独装配至透镜和镜筒之间的垫圈。

在一些实施例中，第一透镜L1至第七透镜L7中至少一者的物侧面及/或像侧面为非球面，即第一透镜L1至第七透镜L7中的至少一者具有非球面面型。例如可以将第一透镜L1至第七透镜L7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消除像差，解决视界歪曲的问题，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，第一透镜L1至第七透镜L7中至少一者的物侧面及/或像侧面也可以为球面。应注意的是，透镜的实际面型并不限于附图中示出的球面或非球面的形状，附图仅为示例参考而非严格按比例绘制。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，该面可以是整体呈现凸面或整体呈现凹面的结构。或者，该面也可设计成存在反曲点的结构，此时该面由中心至边缘的面型将发生改变，例如该面于中心处呈凸面而于边缘处呈凹面。此处仅为说明近轴处与圆周处的关系而做出的示例，任一透镜的任一侧面的具体面型结构(凹凸关系)可以为多样，并不限于上述示例。

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处的切平面的距离，r为非球面上相应点到光轴的距离，c为非球面于光轴处的曲率，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。

进一步地，在一些实施例中，第六透镜L6和第七透镜L7中的至少一者设有反曲点，反曲点的设置能够增加透镜对入射光线的调控灵活性。特别对于位于系统像端的第六透镜L6和第七透镜L7而言，中心视场的光线主要透过这两个透镜靠近中心的区域，而边缘视场的光线则主要透过这两个透镜靠近边缘的区域，因此通过反曲点的设置能够使第六透镜L6和第七透镜L7针对性地调控中心视场和边缘视场的光线，以此可有效校正系统的轴上及轴外像差。在一个实施例中，第六透镜L6的像侧面S12、第七透镜L7的物侧面 S13及像侧面S14均设有反曲点。

另一方面，在一些实施例中，光学系统10中各透镜的材质均为塑料。当然，一些实施例中的各透镜的材质也可均为玻璃。塑料材质的透镜能够减少光学系统10的重量并降低生产成本，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。在另一些实施例中，第一透镜L1的材质为玻璃，而第二透镜L2至第七透镜L7的材质均为塑料，此时，由于光学系统10中位于物方的透镜的材质为玻璃，因此这些位于物方的玻璃透镜对极端环境具有很好耐受效果，不易受物方环境的影响而出现老化等情况，从而当光学系统10处于暴晒高温等极端环境下时，这种结构能够较好地平衡系统的光学性能与成本。在一些实施例中，第一透镜L1至第七透镜L7中至少一者的材质为塑料，且至少一者的材质均为玻璃。

当然，光学系统10中透镜材质配置关系并不限于上述实施例，任一透镜的材质可以为塑料，也可以为玻璃，具体设计可根据实际需求而确定。

在一些实施例中，光学系统10包括红外截止滤光片110，红外截止滤光片110设置于第七透镜L7的像侧，并与光学系统10中的各透镜相对固定设置。红外截止滤光片110用于滤除红外光，防止红外光到达系统的成像面S15，从而防止红外光干扰正常成像。红外截止滤光片110可与各透镜一同装配以作为光学系统10中的一部分。在另一些实施例中，红外截止滤光片110并不属于光学系统10的元件，此时红外截止滤光片110可以在光学系统10与感光元件装配成摄像模组时，一并安装至光学系统10与感光元件之间。在一些实施例中，红外截止滤光片110也可设置在第一透镜L1的物侧。另外，在一些实施例中也可通过在第一透镜L1至第七透镜L7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。

接下来以更为具体详细的实施例来对本申请的光学系统10进行说明：

第一实施例

参考图1和图2，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及具有负屈折力的第七透镜L7。图2 包括第一实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。

第一透镜L1的物侧面S1于近轴处为凸面，像侧面S2于近轴处为凹面；物侧面S1于圆周处为凸面，像侧面S2于圆周处为凹面。

第二透镜L2的物侧面S3于近轴处为凸面，像侧面S4于近轴处为凹面；物侧面S3于圆周处为凸面，像侧面S4于圆周处为凹面。

第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凸面，像侧面S6于近轴处为凸面；物侧面S5于圆周处为凹面，像侧面S6于圆周处为凸面。

第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面，像侧面S8于近轴处为凹面；物侧面S7于圆周处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凹面，像侧面S10于近轴处为凸面；物侧面S9于圆周处为凹面，像侧面S10于圆周处为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凹面，像侧面S12于近轴处为凹面；物侧面S11于圆周处为凹面，像侧面S12于圆周处为凸面。

第七透镜L7的物侧面S13于近轴处为凸面，像侧面S14于近轴处为凹面；物侧面S13于圆周处为凹面，像侧面S14于圆周处为凸面。

上述设计可良好地校正像面弯曲的问题，并有利于缩短光学系统10于轴向上的长度，同时也有利于使系统拥有更大的视场角。

第一透镜L1至第七透镜L7中各透镜的物侧面和像侧面均为非球面。通过配合光学系统10中各透镜的非球面面型，从而能够有效解决光学系统10视界歪曲的问题，也能够使透镜在较小、较薄的情况下实现优良的光学效果，进而使光学系统10具有更小的体积，有利于光学系统10实现小型化设计。

另外，光学系统10中各透镜的材质均为塑料，以此可有效降低光学系统10的制造成本及系统重量。

该实施例中光学系统10的各透镜参数由以下的表1和表2给出。表2给出了表1中各透镜相应表面的非球面系数，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。由物面至像面 (成像面S15，也可理解为后期装配时图像传感器的感光表面)的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。面序号2和3所对应的表面分别表示第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2，即同一透镜中，面序号较小的表面为物侧面，面序号较大的表面为像侧面。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴上的曲率半径。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的物侧面于光轴上的距离。在以下各实施例(第一实施例至第六实施例)的参数表格中，各透镜的折射率、阿贝数和焦距的参考波长均为555nm，且Y半径、厚度、焦距(有效焦距)的数值单位均为毫米(mm)。另外，各实施例的关系式计算和透镜结构以参数表格 (如表1、表2、表3、表4等)所提供的数据为准。

在第一实施例中，光学系统10的有效焦距f＝4.98mm，光圈数FNO＝1.87，最大视场角FOV＝92.3°，光学总长TTL＝7.29mm。

表1

表2

在第一实施例中，光学系统10满足以下各关系：

FOV＝92.3°；FOV为光学系统10的最大视场角。在拥有上述透镜设计的基础下，光学系统10还满足该视场角的关系，使得光学系统10能够拥有广角特性，以此可拥有较大的拍摄范围，另外也能使系统中的像差得到良好的校正，使得光学系统10在具有广角特性的同时还能够拥有良好的成像清晰度。进一步地，光学系统10通过满足上述视场角关系及第一透镜L1具有正屈折力的设计，从而也有利于缩小光学系统10的物端尺寸，使光学系统10拥有小头部特性。图像传感器的矩形有效像素区域具有一对角线方向，当装配图像传感器后，FOV可理解为光学系统10于平行该对角线方向的最大视场角。

|SAG61/CT6|＝0.97；SAG61为第六透镜L6的物侧面S11于最大有效半径处的矢高，CT6为第六透镜L6 于光轴上的厚度。满足上述关系时，第六透镜L6的物侧面S11弯曲程度能够得到较好的控制，一方面可防止该面面型过于弯曲，从而可利于透镜的加工成型，降低制造的公差敏感性，从而更好的实现工程制造；另一方面，也可避免第六透镜L6的物侧面S11面型过于平缓，从而有利于校正系统的像差。应注意的是，上述矢高为第六透镜L6物侧面S11与光轴101相交处至该面的最大有效半径处(即最大有效通光口径处) 于平行光轴101方向上的距离。

|f67/f|＝1.19；f67为第六透镜L6和第七透镜L7的组合焦距，f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系时，第六透镜L6和第七透镜L7的组合焦距与整个系统的有效焦距的比值被控制在合适的范围内，对于整个系统有效焦距而言，第六透镜L6和第七透镜L7的组合屈折力不会过强，从而作为系统中最靠近像侧的两个透镜，第六透镜L6和第七透镜L7能够较好地校正高级球差，使得系统具有良好的成像质量。

Fno＝1.87；Fno为光学系统10的光圈数。满足上述关系时，光学系统10将拥有大孔径的特性，从而使系统拥有足够的进光量，使拍摄图像更加清晰，并能够对夜景、星空等低亮度的场景实现高质量拍摄。

TTL/Imgh＝1.38；TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统10的成像面S15于光轴上的距离，Imgh 为光学系统10的最大视场角所对应的像高。满足上述关系时，光学系统10的光学总长能够被合理的约束，从而可有效压缩光学系统10的轴向尺寸，实现系统的小型化设计，同时也能使光学系统10拥有大像面特性，以此可以匹配更大尺寸、更高像素的图像传感器，进而提高成像效果。Imgh也可理解为成像面S15上矩形有效成像区域的对角线长度的一半。当装配图像传感器后，Imgh也可理解为图像传感器的矩形有效像素区域的中心至对角线边缘的距离，且上述有效成像区域的对角线方向平行于该矩形有效像素区域的对角线方向。

SP6＝0.48mm；SP6为第六透镜L6的像侧面S12至第七透镜L7的物侧面S13于光轴上的距离。满足上述关系时，作为系统最后两个透镜的第六透镜L6和第七透镜L7之间的轴上距离能够得到合理控制，从而有利于平衡系统的场曲像差，提高系统的成像质量，同时也有利于缩短光学系统10的总长。

R3/R4＝1.146；R3为第二透镜L2的物侧面S3于光轴处的曲率半径，R4为第二透镜L2的像侧面S4于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，可合理控制第二透镜L2的物侧面S3和像侧面S4于近轴处的面型差异，以此可有效降低第二透镜L2的公差敏感度，提高制备的良率。

R12/R13＝6.85；R12为第六透镜L6的像侧面S12于光轴处的曲率半径，R13为第七透镜L7的物侧面 S13于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，可以有效的平衡系统产生的高级像差，提高系统的成像质量。

f1/f＝1.63；f1为第一透镜L1的有效焦距，f为光学系统10的有效焦距。满足上述关系时，能够合理分配系统中第一透镜L1的屈折力的贡献，从而使得系统具有良好的成像质量。

|V2-V3|＝36.51；V2为第二透镜L2的阿贝数，V3为第三透镜L3的阿贝数。满足上述关系时，第二透镜L2和第三透镜L3的阿贝数之间能够得到合理配置，从而可以改善系统的像差，有利于消色差，减小系统二级光谱，进而提高系统成像性能。

ET2＝0.35mm；ET2为第二透镜L2于物侧面S3最大有效半径处至像侧面S4最大有效半径处于光轴方向的距离，ET2也可称为第二透镜L2的边缘厚度。满足上述关系时，可以合理控制第二透镜L2的边缘厚度，使第二透镜L2的边缘通光区域能够对光线起到有效调节，进而有利于抑制系统的畸变，使光学系统10具有良好的光学性能，且易于工程制造。

通过对透镜结构及上述各参数关系范围的约束，上述光学系统10能够拥有广角、大孔径的特点，可有效扩大拍摄范围，且相比较五片式镜头而言拥有更大的进光量，从而可改善暗环境下的拍摄效果，以此可更好地应用于夜景、雨天、星空等暗光环境下的拍摄，并且有更好的虚化效果。同时，该光学系统也具有大像面的特点，从而能够在实现小型化设计的基础上提高系统的分辨率，使系统具有更好的成像效果。

另外，图2包括光学系统10的纵向球面像差图(Longitudinal SphericalAberration)，其表示不同波长的光线经由镜头后的汇聚焦点偏离。纵向球面像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)，横坐标表示成像面到光线与光轴交点的距离(单位为mm)。由纵向球面像差图可知，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，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的场曲图(Astigmatic Field Curves)，其中S曲线代表555nm 下的弧矢场曲，T曲线代表555nm下的子午场曲。由图中可知，系统的场曲较小，各视场的场曲和像散均得到了良好的校正，视场中心和边缘均拥有清晰的成像。图2还包括光学系统10的畸变图(Distortion)，由图中可知，由主光束引起的图像变形较小，系统的成像质量优良。

第二实施例

参考图3和图4，在第二实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑STO、具有正屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜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及具有负屈折力的第七透镜L7。图4包括第二实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。

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

该实施例中的光学系统10满足以下关系：

FOV	93.10	f1/f	1.88
				TTL/Imgh	1.37	\|V2-V3\|	36.51
SP6	0.48	\|SAG61/CT6\|	0.91
				Fno	1.88	ET2	0.32
R3/R4	1.026	\|f67/f\|	1.15
				R12/R13	6.76

由图4中的像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统10拥有良好的成像品质。

第三实施例

参考图5和图6，在第三实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑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、具有负屈折力的第三透镜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及具有负屈折力的第七透镜L7。图6包括第三实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。

第三透镜L3的物侧面S5于近轴处为凹面，像侧面S6于近轴处为凸面；物侧面S5于圆周处为凹面，像侧面S6于圆周处为凸面。

第七透镜L7的物侧面S13于近轴处为凸面，像侧面S14于近轴处为凹面；物侧面S13于圆周处为凸面，像侧面S14于圆周处为凸面。

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

该实施例中的光学系统10满足以下关系：

FOV	90.30	f1/f	1.19
				TTL/Imgh	1.35	\|V2-V3\|	36.51
SP6	0.57	\|SAG61/CT6\|	1.27
				Fno	1.88	ET2	0.29
R3/R4	1.350	\|f67/f\|	1.02
				R12/R13	6.64

由图6中的像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统10拥有良好的成像品质。

第四实施例

参考图7和图8，在第四实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑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及具有负屈折力的第七透镜L7。图8包括第四实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。

第六透镜L6的物侧面S11于近轴处为凸面，像侧面S12于近轴处为凹面；物侧面S11于圆周处为凹面，像侧面S12于圆周处为凸面。

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

该实施例中的光学系统10满足以下关系：

由图8中的像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统10拥有良好的成像品质。

第五实施例

参考图9和图10，在第五实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑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。图10包括第五实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。

第四透镜L4的物侧面S7于近轴处为凹面，像侧面S8于近轴处为凸面；物侧面S7于圆周处为凹面，像侧面S8于圆周处为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9于近轴处为凹面，像侧面S10于近轴处为凸面；物侧面S9于圆周处为凹面，像侧面S10于圆周处为凹面。

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

该实施例中的光学系统10满足以下关系：

FOV	90.60	f1/f	1.30
				TTL/Imgh	1.31	\|V2-V3\|	36.51
SP6	0.64	\|SAG61/CT6\|	0.27
				Fno	1.88	ET2	0.33
R3/R4	1.329	\|f67/f\|	2.78
				R12/R13	3.55

由图10中的像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统10拥有良好的成像品质。

第六实施例

参考图11和图12，在第五实施例中，光学系统10由物侧至像侧依次包括光阑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、具有正屈折力的第六透镜L6及具有负屈折力的第七透镜L7。图12包括第六实施例中光学系统10的纵向球差图、像散图和畸变图，其中的像散图和畸变图的参考波长为555nm。

另外，第六实施例中光学系统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11

表12

该实施例中的光学系统10满足以下关系：

FOV	90.60	f1/f	1.44
				TTL/Imgh	1.35	\|V2-V3\|	36.51
SP6	0.59	\|SAG61/CT6\|	0.99
				Fno	1.88	ET2	0.31
R3/R4	1.186	\|f67/f\|	1.32
				R12/R13	9.22

由图12中的像差图可知，光学系统10的纵向球差、场曲和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学系统10拥有良好的成像品质。

参考图13，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S15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，摄像模组20能够在拥有广角特性的同时还拥有良好的成像清晰度，另外也能拥有小头部特性。特别地，当摄像模组20应用于具有显示屏的电子设备中且作为前置摄像模组时，上述具有小头部特性的摄像模组20能够缩小在设备屏幕上的开孔尺寸，进而能够提高设备的屏占比。

在一些实施例中，摄像模组20包括设于光学系统10与图像传感器210之间的红外截止滤光片110，红外截止滤光片110用于滤除红外光。红外截止滤光片110可在光学系统10与图像传感器210装配时一同安装，或者先将红外截止滤光片110与图像传感器210安装，随后再一同与成像镜头装配。在一些实施例中，红外截止滤光片110也可安装至成像镜头的像端。

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、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。通过采用上述摄像模组20，电子设备30能够拥有广角特性及良好地成像质量，从而可对大范围的景物实现高质量的拍摄。另外，由于摄像模组20还拥有小头部特性，因此电子设备30 可开设孔径较小的通光结构以配合摄像模组20。特别地，当电子设备30设有显示屏，且摄像模组20设于显示屏底部时，电子设备20的显示屏可以较小的开孔尺寸以配合摄像模组20，从而可提高设备的屏占比。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

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；及

所述光学系统还满足关系：

90°＜FOV＜100°；

FOV为所述光学系统的最大视场角。

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：

0.2＜|SAG61/CT6|＜2.0；

SAG61为所述第六透镜的物侧面于最大有效半径处的矢高，CT6为所述第六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，所述光学系统满足关系：

|f67/f|＞0.5；

f67为所述第六透镜和所述第七透镜的组合焦距，f为所述光学系统的有效焦距。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

Fno＜1.9；

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：

TTL/Imgh＜1.4；

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。

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：

0.4mm＜SP6＜0.7mm；

SP6为所述第六透镜的像侧面至所述第七透镜的物侧面于光轴上的距离。

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：

1＜R3/R4＜2；

R3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系：

R12/R13＜9.5；

R12为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，R13为所述第七透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。

9.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＜f1/f＜2；

f1为所述第一透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。

10.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：

|V2-V3|＞35；

V2为所述第二透镜的阿贝数，V3为所述第三透镜的阿贝数。

11.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：

ET2＞0.25mm；

ET2为所述第二透镜于物侧面最大有效半径处至像侧面最大有效半径处于光轴方向的距离。

12.一种摄像模组，其特征在于，包括图像传感器及权利要求1至11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。

13.一种电子设备，其特征在于，包括固定件及权利要求12所述的摄像模组，所述摄像模组设于所述固定件。