WO2022032426A1 - 光学系统、摄像模组和电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种光学系统、摄像模组和电子设备，光学系统从物侧至像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜（L1），其物侧面（S1）于近光轴处为凸面，像侧面（S2）于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；具有负屈折力的第二透镜（L2），其物侧面（S3）于近光轴处为凸面，像侧面（S4）于近光轴处为凹面；具有屈折力的第三透镜（L3）和第四透镜（L4）；具有屈折力的第五透镜（L5），其物侧面（S9）于圆周处为凹面；具有屈折力的第六透镜（L6），其物侧面（S11）与像侧面（S12）中至少一个面设置有至少一个反曲点；具有负屈折力的第七透镜（L7），其像侧面（S14）于圆周处为凸面，且物侧面（S13）与像侧面（S14）中至少一个面设置反曲点。合理配置第一透镜（L1）至第七透镜（L7）的面型和屈折力，光学系统能够在不牺牲焦距的前提下，系统总长较短，从而实现小型化和清晰的远景拍摄的设计要求。
Description
本申请属于光学成像领域，尤其涉及一种光学系统、具有该光学系统的摄像模组和电子设备。
如今，随着多摄电子设备的飞速发展，消费者对多摄电子设备的成像质量要求也越来越高，而长焦镜头是多摄电子设备实现长焦摄像的重要部件，其重要性不言而喻。长焦镜头能够让远物距的物体在像面上清晰成像，获得与近物距相似的拍摄效果，从而达到空间压缩的效果。
目前的七片式的光学系统受限于多摄电子设备的尺寸，焦距足够时系统总长过长，或是系统总长满足要求时焦距不够理想。
发明内容
本申请的目的是提供一种光学系统、摄像模组和电子设备，能够兼顾焦距和系统总长。
为实现本申请的目的，本申请提供了如下的技术方案：
第一方面，本申请提供了一种光学系统，光学系统从物侧至像侧依次包括：第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面于近光轴处和于圆周处均为凸面，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；第二透镜，具有负屈折力；所述第二透镜的物侧面于近光轴处和于圆周处均为凸面，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第三透镜，具有屈折力；第四透镜，具有屈折力；第五透镜，具有屈折力，所述第五透镜的物侧面于圆周处为凹面， 所述第五透镜的物侧面与像侧面均为非球面；第六透镜，具有屈折力，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；第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的像侧面于圆周处为凸面，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。
通过合理配置第一透镜至第七透镜的面型和屈折力，使得光学系统能够在不牺牲焦距的前提下，具有较短的系统总长，从而实现小型化和清晰的远景拍摄的设计要求。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.8＜TTL/f＜0.95；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，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足TTL/f的取值在0.8和0.95之间，光学系统在远距离拍摄条件下，能够获得较佳的空间压缩感，当该光学系统应用于小尺寸电子感光芯片时，可获得更高的放大倍率(如3mm芯片，可获得4.3倍的放大效果)；另一方面，适当的采用高折射率材料，可有效压缩系统总长，并保证生产的经济性。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.38mm-1＜Fno/(ImgH*2)＜0.45mm-1；其中，Fno为所述光学系统的光圈数，ImgH为所述光学系统成像面上有效感光区域对角线长度的一半。可以理解的是，ImgH决定了电子感光芯片的大小，ImgH越大，可支持的最大电子感光芯片尺寸越大。通过满足Fno/(ImgH*2)的取值在0.38mm-1和0.45mm-1之间，光学系统能够支持高像素的电子感光芯片；同时，提供了较大的光圈数，光学系统可获得更高的进光量，使得光学系统在长焦拍摄时能够容易地获取较佳的景深效果，同时配合2倍左右的放大效果，以及合理的屈折力和透镜结构设置，非常适合拍摄特写效果。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：24＜(|R52|+|R61|)/CT56＜250；其中，R52为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，R61为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT56为所述第五透镜的像侧面和所述第六透镜的物侧面于光轴上的距离。通过满足(|R52|+|R61|)/CT56的取值在24和250之间，第五透镜像侧面和第六透镜物侧面的曲率半径具有明显变化，从而引起面型上的适应性变化，此变化可压缩外视场光线在第五透镜和第六透镜边缘的口径，以便于引导光线以小角度出射，降低光线的成像面入射角，使得光学系统更容易匹配电子感光芯片，有利于降低公差敏感性，提升边缘视场的性能；
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.2＜CT4/CT45＜2.3；其中，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度，CT45所述第四透镜的像侧面和所述第五透镜的物侧面于光轴上的距离。通过满足CT4/CT45的取值在0.2和2.3之间，第四透镜与第五透镜间距的合理变化，配合第四透镜和第五透镜面型的变化，可分散系统球差、彗差等其他像差的集中分布情况，降低因公差引起的性能波动；且合理配置镜头的厚度与屈折力，有利于提升解像力
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：|SAG71|/CT7＜3.3；其中，SAG71为第七透镜的物侧面光学有效径边缘处的矢高，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度。通过满足|SAG71|/CT7的取值在3.3以下，第七透镜物侧面的矢高的变化，使得第七透镜呈U形，在保持厚薄均匀的前提下，为光线从前透镜组准确且小角度入射到成像面提供支持；且合理配置屈折力以及厚度，让第七透镜引入的像差小，有利于光学系统控制整体像差在合理范围内。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：f12/R21＜0.54；其中，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合有效焦距，R21为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。通过满足f12/R21的取值在0.54以下，第二透镜配合第一透镜的焦距及曲率的变化，迅速压缩了光线在光学系统中的口径，利于后 面透镜对光线的进一步控制；且第一透镜和第二透镜较大的有效组合焦距，有利于光学系统有效焦距的提升。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：3.5mm-1＜(IND4+IND6)/(ET45+ET56)＜16.5mm-1；其中，IND4为所述第四透镜的材料对d线的折射率，IND6为所述第六透镜的材料对d线的折射率，ET45为所述第四透镜光学有效径边缘与所述第五透镜光学有效径边缘的轴向距离，ET56为所述第五透镜光学有效径边缘与所述第六透镜光学有效径边缘的轴向距离。具体的，d线指的波长为587.5618nm的光线。通过满足(IND4+IND6)/(ET45+ET56)的取值在3.5mm-1和16.5mm-1之间，可进一步压缩总体长度，有助于控制像差和提升性能；同时第四透镜、第五透镜和第六透镜的灵活分布与面型变化，增加了光学系统的灵活性，可满足不同设计目标的结构匹配；且合理的屈折力配置，利于提升光学系统的成像品质。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.3＜BF/CT67＜1.2；其中，BF为所述第七透镜的像侧面至成像面的最小轴向距离；CT67为所述第六透镜的像侧面和所述第七透镜的物侧面于光轴上的距离。通过满足BF/CT67的取值在0.3和1.2之间，以便于光学系统的后焦保持在0.7mm左右，可确保光学系统与电子感光芯片具有良好的匹配性；且第六透镜和第七透镜的间距合理，有助于控制像差和提升解像力。
第二方面，本申请还提供了一种摄像模组，摄像模组包括镜筒、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，所述感光元件设置在所述光学系统的像侧。通过在摄像模组中加入本申请提供的光学系统，摄像模组能够兼顾焦距和系统总长，在小型化的同时，长焦远摄的成像质量较佳。
第三方面，本申请还提供了一种电子设备，电子设备包括壳体和第二方面 的摄像模组，所述摄像模组设于所述壳体内。通过在电子设备中加入本申请提供的摄像模组，电子设备能够满足轻薄化设计，且具有理想的焦距，以便于电子设备进行清晰的远景拍摄。
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。
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请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申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种电子设备，电子设备包括壳体和本申请实施例提供的摄像模组，摄像模组设于壳体内。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。通过在电子设备中加入本申请提供的摄像模组，电子设备能够满足轻薄化设计，且具有理想的焦距，以便于电子设备进行清晰的远景拍摄。
本申请实施例还提供了一种摄像模组，摄像模组包括镜筒、感光元件和本申请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，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感光元件上的物的光线转换成图像的电信号。感光元件可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)或电荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)。该摄像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。通过在摄像模组中加入本申请提供的光学系统，摄像模组能够兼顾焦距和系统总长，在小型化的同时，长焦远摄的成像质量较佳。
本申请实施例提供了一种光学系统，光学系统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。
第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面于近光轴处和于圆周处均为凸面，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第二透镜，具有负屈折力；所述第二透镜的物侧面于近光轴处和于圆周处均为凸面，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
第三透镜，具有屈折力；
第四透镜，具有屈折力；
第五透镜，具有屈折力，所述第五透镜的物侧面于圆周处为凹面，所述第五透镜的物侧面与像侧面均为非球面；
第六透镜，具有屈折力，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；
第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的像侧面于圆周处为凸面，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。
通过合理配置第一透镜至第七透镜的面型和屈折力，使得光学系统能够在不牺牲焦距的前提下，具有较短的系统总长，从而实现小型化和清晰的远景拍摄的设计要求。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.8＜TTL/f＜0.95；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，f为所述光学系统的有效焦距。通过满足TTL/f的取值在0.8和0.95之间，光学系统在远距离拍摄条件下，能够获得较佳的空间压缩感，当该光学系统应用于小尺寸电子感光芯片时，可获得更高的放大倍率(如3mm芯片，可获得4.3倍的放大效果)；另一方面，适当的采用高折射率材料，可有效压缩系统总长，并保证生产的经济性。
具体的，TTL/f的值可以为0.8、0.82、0.86、0.88、0.9和0.95等。本实施例中，f的最大值可达7.42mm，可配合有效成像面积下对角线长度5mm左右的电子感光芯片，等效焦距可达63.8mm，相较于24mm的镜头，可获得2.66倍的放大拍摄效果，因此可获得不错的空间压缩感，能够满足远景拍摄。另一方面，TTL的最小值可达5.75mm，具备良好的轻薄性。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.38mm
-1＜Fno/(ImgH*2)＜0.45mm
-1；其中，Fno为所述光学系统的光圈数，ImgH为所述光学系统成像面上有效感光区域对角线长度的一半。可以理解的是，ImgH决定了电子感光芯片的大小，ImgH越大，可支持的最大电子感光芯片尺寸越大。通过满足Fno/(ImgH*2)的取值在0.38mm
-1和0.45mm
-1之间，光学系统能够支持高像素的电子感光芯片；同时，提供了较大的光圈数，光学系统可获得更高的进光量，使得光学系统在长焦拍摄时能够容易地获取较佳的景深效果，同时配合2倍左右的放大效果，以及合理的屈折力和透镜结构设置，非常适合拍摄特写效果。具体的，Fno/(ImgH*2)的取值可以为0.38mm
-1、0.39mm
-1、0.4mm
-1、0.41mm
-1、0.43mm
-1和0.45mm
-1等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：24＜(|R52|+|R61|)/CT56＜250；其中，R52为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，R61为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT56为所述第五透镜的像侧面和所述第六透镜的物侧面于光轴上的距离。通过满足(|R52|+|R61|)/CT56的取值在24和250之间，第五透镜像侧面和第六透镜物侧面的曲率半径具有明显变化，从而引起面型上的适应性变化，此变化可压缩外视场光线在第五透镜和第六透镜边缘的口径，以便于引导光线以小角度出射，降低光线的成像面入射角，使得光学系统更容易匹配电子感光芯片，有利于降低公差敏感性，提升边缘视场的性能。具体的，(|R52|+|R61|)/CT56的取值可以为24、46、68、140、190、220和250等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.2＜CT4/CT45＜2.3；其中，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度，CT45所述第四透镜的像侧面和所述第五透镜的物侧面于光轴上的距离。通过满足CT4/CT45的取值在0.2和2.3之间，第四透镜与第五透镜间距的合理变化，配合第四透镜和第五透镜面型的变化，可分散系统球差、彗差等其他像差的集中分布情况，降低因公差引起的性能波动；且合理配置镜头的厚度与屈折力，有利于提升解像力。具体的，CT4/CT45的值可以为0.2、0.46、0.81、1.2、1.3、1.7、1.9和2.3等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：|SAG71|/CT7＜3.3；其中，SAG71为第七透镜的物侧面光学有效径边缘处的矢高，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度。通过满足|SAG71|/CT7的取值在3.3以下，第七透镜物侧面的矢高的变化，使得第七透镜呈U形，在保持厚薄均匀的前提下，为光线从前透镜组准确且小角度入射到成像面提供支持；且合理配置屈折力以及厚度，让第七透镜引入的像差小，有利于光学系统控制整体像差在合理范围内。具体的，|SAG71|/CT7的值可以为0.13、0.25、0.7、1.6、2.3和3.3等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：f12/R21＜0.54；其中，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合有效焦距，R21为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。通过满足f12/R21的取值在0.54以下，第二透镜配合第一透镜的焦距及曲率的变化，迅速压缩了光线在光学系统中的口径，利于后面透镜对光线的进一步控制；且第一透镜和第二透镜较大的有效组合焦距，有 利于光学系统有效焦距的提升。具体的，f12/R21的取值可以为0.15、0.23、0.34、0.42、0.49和0.54等。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：3.5mm
-1＜(IND4+IND6)/(ET45+ET56)＜16.5mm
-1；其中，IND4为所述第四透镜的材料对d线的折射率，IND6为所述第六透镜的材料对d线的折射率，ET45为所述第四透镜光学有效径边缘与所述第五透镜光学有效径边缘的轴向距离，ET56为所述第五透镜光学有效径边缘与所述第六透镜光学有效径边缘的轴向距离。通过满足(IND4+IND6)/(ET45+ET56)的取值在3.5mm
-1和16.5mm
-1之间，可进一步压缩总体长度，有助于控制像差和提升性能；同时第四透镜、第五透镜和第六透镜的灵活分布与面型变化，增加了光学系统的灵活性，可满足不同设计目标的结构匹配；且合理的屈折力配置，利于提升光学系统的成像品质。具体的，(IND4+IND6)/(ET45+ET56)的值可以为3.5mm
-1、4.7mm
-1、6.7mm
-1、10.3mm
-1、12.3mm
-1、15.9mm
-1和16.5mm
-1等。d线指的波长为587.5618nm的光线。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.3＜BF/CT67＜1.2；其中，BF为所述第七透镜的像侧面至成像面的最小轴向距离；CT67为所述第六透镜的像侧面和所述第七透镜的物侧面于光轴上的距离。通过满足BF/CT67的取值在0.3和1.2之间，以便于光学系统的后焦保持在0.7mm左右，可确保光学系统与电子感光芯片具有良好的匹配性；且第六透镜和第七透镜的间距合理，有助于控制像差和提升解像力。具体的，BF/CT67的值可以为0.3、0.45、0.63、0.8、0.94、1.1和1.2等。
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的物侧面S1于近光轴处和于圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸 面，于圆周处为凹面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于圆周处均为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面。
第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于圆周处均为凹面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于圆周处均为凸面。
第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面。
上述第一透镜L1至第七透镜L7的材质均为塑料。
此外，光学系统还包括光阑STO、红外滤光片IR和成像面IMG。光阑STO设置在第一透镜L1的物侧面S1，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，或者是第一透镜L1的像侧面S2以及其他透镜的物侧面或者像侧面上。红外滤光片IR设置在第七透镜L7的像方侧，其包括物侧面S15和像侧面S16，红外滤光片IR用于过滤掉红外光线，使得射入成像面IMG的光线为可见光，可见光的波长为380nm-780nm。红外滤光片IR的材质为玻璃，并可在玻璃上镀膜。成像面IMG为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587.5618nm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-S14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587.5618nm，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的物侧面S1于近光轴处和于圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于圆周处均为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第五透镜L5，具有负屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于圆周处均为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处和于圆周处均为凹面。
第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于圆周处均为凹面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面。
第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处和于圆周处均为凸面。
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587.5618nm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，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。
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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm。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的物侧面S1于近光轴处和于圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于圆周处均为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于圆周处均为凹面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凸面，于圆周处为凹面；
第五透镜L5，具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面。
第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于圆周处均为凹面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于圆周处均为凸面。
第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和于圆周处均为凸面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面。
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587.5618nm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，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。
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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm。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的物侧面S1于近光轴处和于圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于圆周处均为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第五透镜L5，具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于圆周处均为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处为凸面，于圆周处为凹面。
第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于圆周处均为凹面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于圆周处均为凸面。
第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面。
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587.5618nm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，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。
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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm。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的物侧面S1于近光轴处和于圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于圆周处均为凹面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处和于圆周处均为凸面；
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第五透镜L5，具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于圆周处均为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处为凸面，于圆周处为凹面。
第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于圆周处均为凹面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面。
第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和于圆周处均为凹面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面。
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587.5618nm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，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。
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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm。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的物侧面S1于近光轴处和于圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第五透镜L5，具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凸面，于圆周处为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处和于圆周处均为凹面。
第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于圆周处均为凸面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于圆周处均为凹面。
第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处和于圆周处均为凹面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面。
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587.5618nm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，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。
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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm。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的物侧面S1于近光轴处和于圆周处均为凸面；第一透镜L1的像侧面S2于近光轴处和于圆周处均为凸面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处和于圆周处均为凸面；第二透镜L2的像侧面S4于近光轴处和于圆周处均为凹面；
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处和于圆周处均为凸面；第三透镜L3的像侧面S6于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处和于圆周处均为凸面；第四透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；
第五透镜L5，具有正屈折力，第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处和于圆周处均为凹面；第五透镜L5的像侧面S10于近光轴处和于圆周处均为凹面。
第六透镜L6，具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处和于圆周处均为凹面；第六透镜L6的像侧面S12于近光轴处和于圆周处均为凸面。
第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7的物侧面S13于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；第七透镜L7的像侧面S14于近光轴处和于圆周处均为凸面。
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587.5618nm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，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。
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。像散曲线和畸变曲线的光线参考波长为587.5618nm。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光学系统的TTL/f、Fno/(ImgH*2)、(|R52|+|R61|)/CT56、CT4/CT45、|SAG71|/CT7、f12/R21、(IND4+IND6)/(ET45+ET56)和BF/CT67的值，其中Fno/(ImgH*2)和(IND4+IND6)/(ET45+ET56)的单位为mm
-1。
表8
| TTL/f | Fno/(ImgH*2) | (|R52|+|R61|)/CT56 | CT4/CT45 | |
| 第一实施例 | 0.927 | 0.385 | 169.523 | 0.446 |
| 第二实施例 | 0.822 | 0.436 | 46.343 | 2.278 |
| 第三实施例 | 0.942 | 0.396 | 68.644 | 0.320 |
| 第四实施例 | 0.934 | 0.395 | 24.305 | 0.223 |
| 第五实施例 | 0.896 | 0.390 | 224.267 | 1.255 |
| 第六实施例 | 0.896 | 0.388 | 247.252 | 1.332 |
| 第七实施例 | 0.836 | 0.438 | 37.825 | 1.872 |
| |SAG71|/CT7 | f12/R21 | (IND4+IND6)/(ET45+ET56) | BF/CT67 | |
| 第一实施例 | 2.801 | 0.343 | 4.532 | 1.115 |
| 第二实施例 | 0.545 | 0.237 | 16.387 | 0.507 |
| 第三实施例 | 3.233 | 0.427 | 3.747 | 0.675 |
| 第四实施例 | 1.584 | 0.369 | 3.691 | 0.569 |
| 第五实施例 | 2.735 | 0.535 | 15.827 | 0.432 |
| 第六实施例 | 2.323 | 0.535 | 12.232 | 0.341 |
| 第七实施例 | 0.135 | 0.054 | 9.238 | 1.154 |
由表8可见，第一实施例至第七实施例的光学系统均满足条件式：0.8＜TTL/f＜0.95、0.38mm
-1＜Fno/(ImgH*2)＜0.45mm
-1、24＜(|R52|+|R61|)/CT56＜250、0.2＜CT4/CT45＜2.3、|SAG71|/CT7＜3.3、f12/R21＜0.54、3.5mm
-1＜(IND4+IND6)/(ET45+ET56)＜16.5mm
-1以及0.3＜BF/CT67＜1.2。
以上所揭露的仅为本申请一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，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，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于申请所涵盖的范围。
Claims (11)
- 一种光学系统，其特征在于，从物侧至像侧依次包括：第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面于近光轴处和于圆周处均为凸面，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，于圆周处为凸面；第二透镜，具有负屈折力；所述第二透镜的物侧面于近光轴处和于圆周处均为凸面，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第三透镜，具有屈折力；第四透镜，具有屈折力；第五透镜，具有屈折力，所述第五透镜的物侧面于圆周处为凹面，所述第五透镜的物侧面与像侧面均为非球面；第六透镜，具有屈折力，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；第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的像侧面于圆周处为凸面，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。
- 如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：0.8＜TTL/f＜0.95；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，f为所述光学系统的有效焦距。
- 如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：0.38mm-1＜Fno/(ImgH*2)＜0.45mm-1；其中，Fno为所述光学系统的光圈数，ImgH为所述光学系统成像面上有效感光区域对角线长度的一半。
- 如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：24＜(|R52|+|R61|)/CT56＜250；其中，R52为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，R61为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，CT56为所述第五透镜的像侧面和所述第六透镜的物侧面于光轴上的距离。
- 如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：0.2＜CT4/CT45＜2.3；其中，CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度，CT45所述第四透镜的像侧面和所述第五透镜的物侧面于光轴上的距离。
- 如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：|SAG71|/CT7＜3.3；其中，SAG71为第七透镜的物侧面光学有效径边缘处的矢高，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度。
- 如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：f12/R21＜0.54；其中，f12为所述第一透镜和所述第二透镜的组合有效焦距，R21为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。
- 如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：3.5mm-1＜(IND4+IND6)/(ET45+ET56)＜16.5mm-1；其中，IND4为所述第四透镜的材料对d线的折射率，IND6为所述第六透镜的材料对d线的折射率，ET45为所述第四透镜光学有效径边缘与所述第五透镜光学有效径边缘的轴向距离，ET56为所述第五透镜光学有效径边缘与所述第六透镜光学有效径边缘的轴向距离。
- 如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：0.3＜BF/CT67＜1.2；其中，BF为所述第七透镜的像侧面至成像面的最小轴向距离；CT67为所述第六透镜的像侧面和所述第七透镜的物侧面于光轴上的距离。
- 一种摄像模组，其特征在于，包括镜筒、感光元件和如权利要求1至9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，所述感光元件设置在所述光学系统的像侧。
- 一种电子设备，其特征在于，包括壳体和如权利要求10所述的摄像模组，所述摄像模组设于所述壳体内。
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