CN112612117A

CN112612117A - 光学系统、取像模组及电子设备

Info

Publication number: CN112612117A
Application number: CN202011641605.0A
Authority: CN
Inventors: 谢晗; 刘彬彬; 李明
Original assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2021-04-06

Abstract

本发明涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。光学系统，由物侧至像侧依次包括：具有负屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面；具有正屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面；具有屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；具有正屈折力的第四透镜；具有屈折力的第五透镜；具有正屈折力的第六透镜；具有负屈折力的第七透镜；且所述光学系统满足以下条件式：|SAG1/f1|*100≤2；其中，SAG1为所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径处的矢高，f1为所述第一透镜的有效焦距。上述光学系统，系统总长小，有利于实现小型化设计。

Description

光学系统、取像模组及电子设备

技术领域

本发明涉及摄像领域，特别是涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。

背景技术

随着摄像领域的迅速发展，光学系统越来越广泛运用于智能手机、平板电脑、可穿戴设备等电子设备中，以使电子设备具备拍摄功能，提升电子设备的多样化功能。同时，随着电子设备的迅速发展，市场对摄像功能的要求也越来越高，具有高像素的摄像镜头逐渐流行，搭载的感光元件尺寸越来越大。然而，目前常见的光学系统通常通过增加透镜的数量来提高成像分辨率，导致光学系统的总长增大，制约了电子设备厚度的缩小，难以满足电子设备小型化设计的要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种光学系统、取像模组及电子设备，以缩短所述光学系统的系统总长。

一种光学系统，由物侧至像侧依次包括：

具有负屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面；

具有正屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面；

具有屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；

具有正屈折力的第四透镜；

具有屈折力的第五透镜；

具有正屈折力的第六透镜；

具有负屈折力的第七透镜；

且所述光学系统满足以下条件式：

|SAG1/f1|*100≤2；

其中，SAG1为所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径处的矢高，即所述第一透镜的物侧面与光轴的交点至所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径处于光轴方向上的距离，f1为所述第一透镜的有效焦距。

上述光学系统，所述第二透镜为所述光学系统提供正屈折力，且所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面，有利于提升所述第二透镜会聚光线的能力，进而有利于缩短所述光学系统的系统总长。满足以上条件式时，第一透镜的物侧面趋于平缓，从而有利于缩短所述第一透镜于光轴方向上的尺寸，进而缩短所述光学系统的系统总长，实现光学系统的小型化设计。同时，所述第一透镜的物侧面的面型平缓，弯曲度小，有利于所述第一透镜的注塑成型。当超过上述条件式的上限时，所述第一透镜的物侧面的矢高过大，面型过于弯曲，导致第一透镜于光轴方向上的尺寸过大，进而使所述第一透镜占据过大的空间，阻碍所述光学系统的系统总长缩小，从而不利于所述光学系统的小型化设计。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

TTL/ImgH≤1.7；

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，即所述光学系统的光学总长，ImgH为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。满足以上条件式时，能够对所述光学系统的光学总长以及半像高的比值进行合理配置，从而有效压缩所述光学系统的系统总长，有利于所述光学系统的小型化设计。另外，ImgH决定所述光学系统的成像尺寸大小，满足以上条件式时，系统可匹配大尺寸的感光元件，从而可实现大像面、高像素摄像。当超过上述条件式的上限时，所述光学系统的系统总长过长，不利于所述光学系统的小型化设计，使所述光学系统难以匹配超薄电子设备。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

1.7≤FNO/tan(HFOV)≤2.0；

其中，FNO为所述光学系统的光圈数，HFOV为所述光学系统的最大视场角的一半。满足以上条件式时，能够对所述光学系统的光圈数及视场角进行合理配置，使得所述光学系统具有大光圈，有利于校正所述光学系统的像差，提升所述光学系统的成像质量。当超过上述条件式的上限时，所述光学系统的光圈数过大，进光量减小，容易降低所述光学系统于弱光线的环境下的成像质量。当低于上述条件式的下限，所述光学系统的光圈数过小，从而使光阑的有效通光口径过大，难以对视场的边缘光线形成有效调节，从而不利于校正所述光学系统的像差。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

90≤V3+V4+V5≤110；

其中，V3为所述第三透镜于d线下的阿贝数，V4为所述第四透镜于d线下的阿贝数，V5为所述第五透镜于d线下的阿贝数，即V3、V4、V5分别为所述第三透镜、第四透镜和第五透镜在参考波长为587.56nm下的阿贝数。满足以上条件式时，能够对所述第三透镜、所述第四透镜及所述第五透镜的阿贝数进行合理配置，从而有效修正所述光学系统的色差，提高所述光学系统的成像质量。当低于上述条件式的下限，所述第三透镜、所述第四透镜及所述第五透镜的阿贝数过小，导致所述第三透镜、所述第四透镜及所述第五透镜对色差的校正不充分，进而导致所述光学系统的成像质量降低。当超过上述条件式的上限，所述第三透镜、所述第四透镜及所述第五透镜的阿贝数过大，导致所述光学系统的成本增加。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

1.8≤f2/R3≤2.0；

其中，f2为所述第二透镜的有效焦距，R3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。满足以上条件式时，所述第二透镜为所述光学系统提供足够的正屈折力，有利于缩短所述光学系统的系统总长，同时，所述第二透镜的屈折力不会过强，有利于校正所述光学系统的球差。超过上述条件式的上限时，所述第二透镜的有效焦距过长，正屈折力过弱，不利于缩短所述光学系统的系统总长。低于上述条件式的下限时，所述第二透镜的正屈折力过强，导致所述光学系统的球差校正困难，不利于提升所述光学系统的成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

2.5≤CT2/CT1≤3.5；

其中，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度，即所述第二透镜的中心厚度，CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度，即所述第一透镜的中心厚度。满足以上条件式时，所述第一透镜于光轴上的厚度小，面型平缓，有利于减小所述第一透镜在所述光学系统中的空间占比，进而有利于所述光学系统的小型化设计。超过上述条件式的上限时，所述第二透镜于光轴上的尺寸过大，不利于所述光学系统的小型化设计。低于上述条件式的下限，所述第一透镜于光轴上的尺寸过大，导致所述光学系统的系统总长增加，不利于所述光学系统的小型化设计。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

-10≤(R7+R8)/(R7-R8)≤1.5；

其中，R7为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R8为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。所述第四透镜位于所述光学系统的中间位置，满足以上条件式时，能够合理增大所述第四透镜的物侧面及像侧面的面型弯曲程度，有利于所述第四透镜配合所述光学系统的其余透镜成像，进而有利于校正所述光学系统的像差，提升所述光学系统的成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

Y1/Y2≤1.5；

其中，Y1为所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径的一半，Y2为所述第二透镜的物侧面的最大有效通光口径的一半。满足以上条件式时，能够缩小所述第一透镜物侧面与所述第二透镜物侧面的最大有效通光口径之间的差异，从而使得光线进入所述光学系统时偏折角度不会过大，有利于减少像差的产生。超过上述条件式的上限，所述第一透镜物侧面与所述第二透镜物侧面的最大有效通光口径差异过大，容易导致所述第一透镜及所述第二透镜的公差敏感度增大，进而降低所述第一透镜及所述第二透镜的成型良率。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：

-0.65≤R12/f6≤-0.45；

其中，R12为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f6为所述第六透镜的有效焦距。所述第六透镜为所述光学系统提供正屈折力，满足以上条件式时，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凸面，有利于所述第六透镜与所述第七透镜相配合，以缩短所述光学系统的后焦距，同时可有效校正所述光学系统的畸变。

一种取像模组，包括感光元件以及上述任一实施例所述的光学系统，所述感光元件设置于所述光学系统的像侧。在所述取像模组中采用上述光学系统，有利于减小光学系统的系统总长，从而有利于取像模组的小型化设计。

一种电子设备，包括壳体以及上述的取像模组，所述取像模组设置于所述壳体。在所述电子设备中采用上述取像模组，有利于电子设备的小型化设计。

附图说明

图1为本申请第一实施例中的光学系统的示意图；

图2为本申请第一实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图3为本申请第二实施例中的光学系统的示意图；

图4为本申请第二实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图5为本申请第三实施例中的光学系统的示意图；

图6为本申请第三实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图7为本申请第四实施例中的光学系统的示意图；

图8为本申请第四实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图9为本申请第五实施例中的光学系统的示意图；

图10为本申请第五实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图11为本申请第六实施例中的光学系统的示意图；

图12为本申请第六实施例中的光学系统的球差图、像散图及畸变图；

图13为本申请一实施例中的取像模组的示意图；

图14为本申请一实施例中的电子设备的示意图。

具体实施方式

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

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“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；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发明中的具体含义。

在本发明中，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。

请参见图1，在本申请的一些实施例中，光学系统100由物侧到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以及第七透镜L7。具体地，第一透镜L1包括物侧面S1及像侧面S2，第二透镜L2包括物侧面S3及像侧面S4，第三透镜L3包括物侧面S5及像侧面S6，第四透镜L4包括物侧面S7及像侧面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及像侧面S12，第七透镜L7包括物侧面S13及像侧面S14。

其中，第一透镜L1具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凹面。第二透镜L2具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凸面，有利于提升第二透镜L2会聚光线的能力，进而有利于缩短光学系统100的系统总长。第三透镜L3的物侧面S5于近光轴110处为凸面，像侧面S6于近光轴110处为凹面。第四透镜L4具有正屈折力，第五透镜L5具有屈折力，第六透镜L6具有正屈折力，第七透镜L7具有负屈折力。

另外，在一些实施例中，光学系统100设置有光阑(图未示出)，光阑可设置于第一透镜L1的物方，进一步的，光阑可设置于第一透镜L1的物侧面S1之前或物侧面S1上，或光阑可设置于第七透镜L7的像方，进一步的，光阑可设置于第七透镜L7的像侧面S14之后或像侧面S14上，或者光阑可设置于第一透镜L1至第七透镜L7的任意两个透镜之间，具体地，在一些实施例中，光阑可设置于第二透镜L2和第三透镜L3之间，例如设置于第二透镜L2的像侧面。

在一些实施例中，光学系统100还包括设置于第七透镜L7像方的红外滤光片L8，红外滤光片L8包括物侧面S15及像侧面S16。进一步地，光学系统100还包括位于第七透镜L7像方的像面S17，像面S17即为光学系统100的成像面，入射光经第一透镜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以及第七透镜L7调节后能够成像于像面S17。值得注意的是，红外滤光片L8可为红外截止滤光片，用于滤除干扰光，防止干扰光到达光学系统100的像面S17而影响正常成像。

在一些实施例中，光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面均为非球面。非球面结构的采用能够提高透镜设计的灵活性，并有效地校正光学系统100的球差，改善成像质量。在另一些实施例中，光学系统100的各透镜的物侧面和像侧面也可以均为球面。需要注意的是，上述实施例仅是对本申请的一些实施例的举例，在一些实施例中，光学系统100中各透镜的表面可以是非球面或球面的任意组合。

在一些实施例中，光学系统100中的各透镜的材质可以均为玻璃或均为塑料。采用塑料材质的透镜能够减少光学系统100的重量并降低生产成本，配合光学系统的较小尺寸以实现光学系统的轻小型化设计。而采用玻璃材质的透镜使光学系统100具备优良的光学性能以及较高的耐温性能。需要注意的是，光学系统100中各透镜的材质也可以为玻璃和塑料的任意组合，并不一定要是均为玻璃或均为塑料。

需要注意的是，第一透镜L1并不意味着只存在一片透镜，在一些实施例中，第一透镜L1中也可以存在两片或多片透镜，两片或多片透镜能够形成胶合透镜，胶合透镜最靠近物侧的表面可视为物侧面S1，最靠近像侧的表面可视为像侧面S2。或者，第一透镜L1中的各透镜之间并不形成胶合透镜，但各透镜之间的距离相对固定，此时最靠近物侧的透镜的物侧面为物侧面S1，最靠近像侧的透镜的像侧面为像侧面S2。另外，一些实施例中的第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6或第七透镜L7中的透镜数量也可大于或等于两片，且任意相邻透镜之间可以形成胶合透镜，也可以为非胶合透镜。

进一步地，在一些实施例中，光学系统100满足条件式：|SAG1/f1|*100≤2；其中，SAG1为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效通光口径处的矢高，f1为第一透镜L1的有效焦距。具体地，|SAG1/f1|*100可以为：0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1或1.2。满足以上条件式时，第一透镜L1的物侧面S1趋于平缓，从而有利于缩短第一透镜L1于光轴110方向上的尺寸，进而缩短光学系统100的系统总长，实现光学系统100的小型化设计。同时，第一透镜L1的物侧面S1的面型平缓，弯曲度小，有利于第一透镜L1的注塑成型。当超过上述条件式的上限时，第一透镜L1的物侧面S1的矢高过大，面型过于弯曲，导致第一透镜L1于光轴110方向上的尺寸过大，进而使第一透镜L1占据过大的空间，阻碍光学系统100的系统总长缩小，从而不利于光学系统100的小型化设计。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：TTL/ImgH≤1.7；其中，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面于光轴110上的距离，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半。具体地，TTL/ImgH可以为：1.514、1.532、1.539、1.554、1.562、1.593、1.605、1.633、1.656或1.670。满足以上条件式时，能够对光学系统100的光学总长以及半像高的比值进行合理配置，从而有效压缩光学系统100的系统总长，有利于光学系统100的小型化设计。另外，ImgH决定光学系统100的成像尺寸大小，满足以上条件式时，系统可匹配大尺寸的感光元件，从而可实现大像面、高像素摄像。当超过上述条件式的上限时，光学系统100的系统总长过长，不利于光学系统100的小型化设计，使光学系统100难以匹配超薄电子设备。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：1.7≤FNO/tan(HFOV)≤2.0；其中，FNO为光学系统100的光圈数，HFOV为光学系统100的最大视场角的一半。具体地，FNO/tan(HFOV)可以为：1.797、1.803、1.825、1.866、1.876、1.899、1.925、1.964、1.977或1.987。满足以上条件式时，能够对光学系统100的光圈数及视场角进行合理配置，使得光学系统100具有大光圈，有利于校正光学系统100的像差，提升光学系统100的成像质量。当超过上述条件式的上限时，光学系统100的光圈数过大，进光量减小，容易降低光学系统100于弱光线的环境下的成像质量。当低于上述条件式的下限，光学系统100的光圈数过小，从而使光阑的有效通光口径过大，难以对视场的边缘光线形成有效调节，从而不利于校正光学系统100的像差。

需要说明的是，在本申请中，光学系统100可以匹配具有矩形感光面的感光元件，光学系统100的成像面与感光元件的感光面重合。此时，光学系统100成像面上有效像素区域具有水平方向以及对角线方向，则ImgH可以理解为光学系统100成像面上有效像素区域对角线方向的长度的一半，HFOV可理解为光学系统100对角线方向的最大视场角的一半。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：90≤V3+V4+V5≤110；其中，V3为第三透镜L3于d线下的阿贝数，V4为第四透镜L4于d线下的阿贝数，V5为第五透镜L5于d线下的阿贝数，即V3、V4、V5分别为第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5在参考波长为587.56nm下的阿贝数。具体地，V3+V4+V5可以为：98.888、99.125、101.552、102.376、103.645、105.285、106.968、107.332、107.453或108.279。满足以上条件式时，能够对第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的阿贝数进行合理配置，从而有效修正光学系统100的色差，提高光学系统100的成像质量。当低于上述条件式的下限，第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的阿贝数过小，第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5对色差的校正不充分，容易导致光学系统100的成像质量降低。当超过上述条件式的上限，第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的阿贝数过大，导致光学系统100的成本增加。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：1.8≤f2/R3≤2.0；其中，f2为第二透镜L2的有效焦距，R3为第二透镜L2的物侧面S3于光轴110处的曲率半径。具体地，f2/R3可以为：1.836、1.852、1.864、1.882、1.893、1.905、1.965、1.973、1.979或1.987。满足以上条件式时，第二透镜L2为光学系统100提供足够的正屈折力，有利于缩短光学系统100的系统总长，同时，第二透镜L2的屈折力不会过强，有利于校正光学系统100的球差。超过上述条件式的上限时，第二透镜L2的有效焦距过长，正屈折力过弱，不利于缩短光学系统100的系统总长。低于上述条件式的下限时，第二透镜L2的正屈折力过强，导致光学系统100的球差校正困难，不利于提升光学系统100的成像质量。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：2.5≤CT2/CT1≤3.5；其中，CT2为第二透镜L2于光轴110上的厚度，即第二透镜L2的中心厚度，CT1为第一透镜L1于光轴110上的厚度，即第一透镜L1的中心厚度。具体地，CT2/CT1可以为：2.529、2.616、2.751、2.863、2.964、3.021、3.112、3.220、3.365、或3.486。满足以上条件式时，第一透镜L1于光轴110上的厚度小，面型平缓，有利于减小第一透镜L1在光学系统100中的空间占比，进而有利于光学系统100的小型化设计。超过上述条件式的上限时，第二透镜L2于光轴110上的尺寸过大，不利于光学系统100的小型化设计。低于上述条件式的下限，第一透镜L1于光轴110上的尺寸过大，导致光学系统100的系统总长增加，不利于光学系统100的小型化设计。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：-10≤(R7+R8)/(R7-R8)≤1.5；其中，R7为第四透镜L4的物侧面S7于光轴110处的曲率半径，R8为第四透镜L4的像侧面S8于光轴110处的曲率半径。具体地，(R7+R8)/(R7-R8)可以为：-9.820、-8.324、-7.635、-6.558、-5.374、-4.615、-3.669、-2.112、-1.036或1.339。第四透镜L4位于光学系统100的中间位置，满足以上条件式时，能够合理增大第四透镜L4的物侧面S7及像侧面S8的面型弯曲程度，有利于第四透镜L4配合光学系统100的其余透镜成像，进而有利于校正光学系统100的像差，提升光学系统100的成像质量。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：Y1/Y2≤1.5；其中，Y1为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效通光口径的一半，Y2为第二透镜L2的物侧面S3的最大有效通光口径的一半。具体地，Y1/Y2可以为：1.373、1.376、1.380、1.388、1.392、1.395、1.401、1.405、1.411或1.425。满足以上条件式时，能够缩小第一透镜L1物侧面S1与第二透镜L2物侧面S3的最大有效通光口径之间的差异，从而使得光线进入光学系统100时偏折角度不会过大，有利于减少像差的产生。超过上述条件式的上限，第一透镜L1物侧面S1与第二透镜L2物侧面S3的最大有效通光口径差异过大，容易导致第一透镜L1及第二透镜L2的公差敏感度增大，进而降低第一透镜L1及第二透镜L2的成型良率。

在一些实施例中，光学系统100满足条件式：-0.65≤R12/f6≤-0.45；其中，R12为第六透镜L6的像侧面S12于光轴110处的曲率半径，f6为第六透镜L6的有效焦距。具体地，R12/f6可以为：-0.608、-0.595、-0.564、-5.551、-0.531、-0.523、-0.502、-4.998、-4.925或-0.487。第六透镜L6为光学系统100提供正屈折力，满足以上条件式时，第六透镜L6的像侧面S12于近光轴110处为凸面，有利于第六透镜L6与第七透镜L7相配合，以缩短光学系统100的后焦距，同时可有效校正光学系统100的畸变。

根据上述各实施例的描述，以下提出更为具体的实施例及附图予以详细说明。

第一实施例

请参见图1和图2，图1为第一实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜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以及具有负屈折力的第七透镜L7。图2由左至右依次为第一实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图，其中像散图和畸变图的参考波长为587.56nm(d线)，其他实施例相同。

第一透镜L1的物侧面S1于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凸面；

第一透镜L1的像侧面S2于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凹面；

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凸面；

第二透镜L2的像侧面S4于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凹面；

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凸面；

第三透镜L3的像侧面S6于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凹面；

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凹面；

第四透镜L4的像侧面S8于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凸面；

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凹面；

第五透镜L5的像侧面S10于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凸面；

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凸面；

第六透镜L6的像侧面S12于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凹面；

第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凹面；

第七透镜L7的像侧面S14于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凸面。

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以及第七透镜L7的物侧面和像侧面均为非球面。

需要注意的是，在本申请中，当描述透镜的一个表面于近光轴110处(该表面的中心区域)为凸面时，可理解为该透镜的该表面于光轴110附近的区域为凸面。当描述透镜的一个表面于近圆周处为凹面时，可理解为该表面在靠近最大有效半径处的区域为凹面。举例而言，当该表面于近光轴110处为凸面，且于圆周处也为凸面时，该表面由中心(该表面与光轴110的交点)至边缘方向的形状可以为纯粹的凸面；或者是先由中心区域的凸面形状过渡到凹面形状，随后在靠近最大有效半径处时变为凸面。此处仅为说明光轴110处与圆周处的关系而做出的示例，表面的多种形状结构(凹凸关系)并未完全体现，但其他情况可根据以上示例推导得出。

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以及第七透镜L7的材质均为塑料。

进一步地，光学系统100满足条件式：|SAG1/f1|*100＝0.8；其中，SAG1为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效通光口径处的矢高，f1为第一透镜L1的有效焦距。满足以上条件式时，第一透镜L1的物侧面S1趋于平缓，从而有利于缩短第一透镜L1于光轴110方向上的尺寸，进而缩短光学系统100的系统总长，实现光学系统100的小型化设计。同时，第一透镜L1的物侧面S1的面型平缓，弯曲度小，有利于第一透镜L1的注塑成型。

光学系统100满足条件式：TTL/ImgH＝1.559；其中，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学系统100的成像面于光轴110上的距离，ImgH为光学系统100的最大视场角所对应的像高的一半。满足以上条件式时，能够对光学系统100的光学总长以及半像高的比值进行合理配置，从而有效压缩光学系统100的系统总长，有利于光学系统100的小型化设计。另外，ImgH决定光学系统100的成像尺寸大小，满足以上条件式时，系统可匹配大尺寸的感光元件，从而可实现大像面、高像素摄像。

光学系统100满足条件式：FNO/tan(HFOV)＝1.987；其中，FNO为光学系统100的光圈数，HFOV为光学系统100的最大视场角的一半。满足以上条件式时，能够对光学系统100的光圈数及视场角进行合理配置，使得光学系统100具有大光圈，有利于校正光学系统100的像差，提升光学系统100的成像质量。同时，光学系统100的光圈数不会过大，保证光学系统100具有足够的进光量，进而提升光学系统100于弱光线的环境下的成像质量。

光学系统100满足条件式：V3+V4+V5＝98.888；其中，V3为第三透镜L3于d线下的阿贝数，V4为第四透镜L4于d线下的阿贝数，V5为第五透镜L5于d线下的阿贝数。满足以上条件式时，能够对第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的阿贝数进行合理配置，从而有效修正光学系统100的色差，提高光学系统100的成像质量。同时，第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的阿贝数不会过大，有利于降低光学系统100的成本。

光学系统100满足条件式：f2/R3＝1.836；其中，f2为第二透镜L2的有效焦距，R3为第二透镜L2的物侧面S3于光轴110处的曲率半径。满足以上条件式时，第二透镜L2为光学系统100提供足够的正屈折力，有利于缩短光学系统100的系统总长，同时，第二透镜L2的屈折力不会过强，有利于校正光学系统100的球差。

光学系统100满足条件式：CT2/CT1＝3.055；其中，CT2为第二透镜L2于光轴110上的厚度，即第二透镜L2的中心厚度，CT1为第一透镜L1于光轴110上的厚度，即第一透镜L1的中心厚度。满足以上条件式时，第一透镜L1于光轴110上的厚度小，面型平缓，有利于减小第一透镜L1在光学系统100中的空间占比，进而有利于光学系统100的小型化设计。

光学系统100满足条件式：(R7+R8)/(R7-R8)＝1.027；其中，R7为第四透镜L4的物侧面S7于光轴110处的曲率半径，R8为第四透镜L4的像侧面S8于光轴110处的曲率半径。第四透镜L4位于光学系统100的中间位置，满足以上条件式时，能够合理增大第四透镜L4的物侧面S7及像侧面S8的面型弯曲程度，有利于第四透镜L4配合光学系统100的其余透镜成像，进而有利于校正光学系统100的像差，提升光学系统100的成像质量。

光学系统100满足条件式：Y1/Y2＝1.383；其中，Y1为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效通光口径的一半，Y2为第二透镜L2的物侧面S3的最大有效通光口径的一半。满足以上条件式时，能够缩小第一透镜L1及第二透镜L2的物侧面的最大有效通光口径之间的差异，从而使得光线进入光学系统100时偏折角度不会过大，有利于减小像差的产生，同时也能够降低第一透镜L1及第二透镜L2的公差敏感度，提升第一透镜L1及第二透镜L2的成型良率。

光学系统100满足条件式：R12/f6＝-0.487；其中，R12为第六透镜L6的像侧面S12于光轴110处的曲率半径，f6为第六透镜L6的有效焦距。第六透镜L6为光学系统100提供正屈折力，满足以上条件式时，第六透镜L6的像侧面S12于近光轴110处为凸面，有利于第六透镜L6与第七透镜L7相配合，以缩短光学系统100的后焦距，同时有效校正光学系统100的畸变。

另外，光学系统100的各项参数由表1给出。其中，表1中的像面S17可理解为光学系统100的成像面。由物面(图未示出)至像面S17的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴110处的曲率半径。面序号1和面序号2分别为第一透镜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。第一透镜L1的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴110上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至像侧方向的后一表面于光轴110上的距离。

需要注意的是，在该实施例及以下各实施例中，光学系统100也可不设置红外滤光片L8，但此时第七透镜L7的像侧面S14至像面S17的距离保持不变。

在第一实施例中，光学系统100的总有效焦距f＝4.88mm，光圈数FNO＝1.776，最大视场角的一半HFOV＝41.8°，光学系统100的光学总长TTL＝7.0mm。

且各透镜的焦距、折射率和阿贝数的参考波长均为587.56nm(d线)，其他实施例也相同。

表1

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表2给出。其中，面序号从1-14分别表示像侧面或物侧面S1-S14。而从上到下的K-A20分别表示非球面系数的类型，其中，K表示圆锥系数，A4表示四次非球面系数，A6表示六次非球面系数，A8表示八次非球面系数，以此类推。另外，非球面系数可以使用但不限于如下公式：

其中，Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面于光轴110方向上的距离，r为非球面上相应点到光轴110的垂直距离，c为非球面顶点的曲率，k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。

表2

另外，图2包括光学系统100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110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100的场曲图(ASTIGMATIC FIELD CURVES)，其中S曲线代表587.56nm下的弧矢场曲，T曲线代表587.56nm下的子午场曲。由图中可知，光学系统100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100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

请参见图3和图4，图3为第二实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜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以及具有负屈折力的第七透镜L7。图4由左至右依次为第二实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第二透镜L2的像侧面S4于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凹面；

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凸面；

第五透镜L5的像侧面S10于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凸面；

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凹面；

第六透镜L6的像侧面S12于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凸面；

另外，光学系统100的各项参数由表3给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表3

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表4给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表4

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：

\|SAG1/f1\|*100	1.1	CT2/CT1	2.529
				TTL/ImgH	1.670	(R7+R8)/(R7-R8)	-0.584
FNO/tan(HFOV)	1.987	Y1/Y2	1.425
				V3+V4+V5	98.888	R12/f6	-0.493
f2/R3	1.891

另外，由图4中的像差图可知，光学系统100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100拥有良好的成像品质。

第三实施例

请参见图5和图6，图5为第三实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜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以及具有负屈折力的第七透镜L7。图6由左至右依次为第三实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

另外，光学系统100的各项参数由表5给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表5

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表6给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表6

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：

\|SAG1/f1\|*100	1.0	CT2/CT1	3.005
				TTL/ImgH	1.604	(R7+R8)/(R7-R8)	1.339
FNO/tan(HFOV)	1.965	Y1/Y2	1.405
				V3+V4+V5	98.888	R12/f6	-0.522
f2/R3	1.987

另外，由图6中的像差图可知，光学系统100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100拥有良好的成像品质。

第四实施例

请参见图7和图8，图7为第四实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜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以及具有负屈折力的第七透镜L7。图8由左至右依次为第四实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凹面；

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凹面；

第七透镜L7的物侧面S13于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凹面；

另外，光学系统100的各项参数由表7给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表7

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表8给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表8

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：

\|SAG1/f1\|*100	0.5	CT2/CT1	3.064
				TTL/ImgH	1.581	(R7+R8)/(R7-R8)	0.886
FNO/tan(HFOV)	1.889	Y1/Y2	1.373
				V3+V4+V5	101.841	R12/f6	-0.608
f2/R3	1.870

另外，由图8中的像差图可知，光学系统100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100拥有良好的成像品质。

第五实施例

请参见图9和图10，图9为第五实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜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以及具有负屈折力的第七透镜L7。图10由左至右依次为第五实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第二透镜L2的像侧面S4于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凸面；

第四透镜L4的像侧面S8于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凸面；

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凹面；

另外，光学系统100的各项参数由表9给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表9

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表10给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表10

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：

另外，由图10中的像差图可知，光学系统100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100拥有良好的成像品质。

第六实施例

请参见图11和图12，图11为第六实施例中的光学系统100的示意图，光学系统100由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜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、具有正屈折力的第六透镜L6以及具有负屈折力的第七透镜L7。图12由左至右依次为第六实施例中光学系统100的球差、像散及畸变的曲线图。

第四透镜L4的像侧面S8于近光轴110处为凹面，于近圆周处为凹面；

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴110处为凸面，于近圆周处为凸面；

另外，光学系统100的各项参数由表11给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表11

进一步地，光学系统100各透镜像侧面或物侧面的非球面系数由表12给出，且其中各参数的定义可由第一实施例得出，此处不加以赘述。

表12

并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：

\|SAG1/f1\|*100	1.2	CT2/CT1	3.486
				TTL/ImgH	1.514	(R7+R8)/(R7-R8)	-9.820
FNO/tan(HFOV)	1.797	Y1/Y2	1.387
				V3+V4+V5	108.279	R12/f6	-0.563
f2/R3	1.838

另外，由图12中的像差图可知，光学系统100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100拥有良好的成像品质。

请参见图13，在一些实施例中，光学系统100可与感光元件210组装形成取像模组200。此时，感光元件210的感光面可视为光学系统100的像面S17。取像模组200还可设置有红外滤光片L8，红外滤光片L8设置于第七透镜L7的像侧面S14与像面S17之间。具体地，感光元件210可以为电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体器件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor，CMOS Sensor)。在取像模组200中采用上述光学系统100，有利于减小光学系统100的系统总长，从而有利于取像模组200的小型化设计。

请参见图13和图14，在一些实施例中，取像模组200可运用于电子设备300中，电子设备包括壳体310，取像模组200设置于壳体310。具体地，电子设备300可以为但不限于便携电话机、视频电话、智能手机、电子书籍阅读器、行车记录仪等车载摄像设备或智能手表等可穿戴装置。当电子设备300为智能手机时，壳体310可以为电子设备300的中框。在电子设备300中采用取像模组200，有利于电子设备300的小型化设计。

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发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明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，由物侧至像侧依次包括：

具有正屈折力的第四透镜；

具有屈折力的第五透镜；

具有正屈折力的第六透镜；

具有负屈折力的第七透镜；

且所述光学系统满足以下条件式：

|SAG1/f1|*100≤2；

其中，SAG1为所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径处的矢高，f1为所述第一透镜的有效焦距。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

TTL/ImgH≤1.7；

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为所述光学系统的最大视场角所对应的像高的一半。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

1.7≤FNO/tan(HFOV)≤2.0；

其中，FNO为所述光学系统的光圈数，HFOV为所述光学系统最大视场角的一半。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

90≤V3+V4+V5≤110；

其中，V3为所述第三透镜于d线下的阿贝数，V4为所述第四透镜于d线下的阿贝数，V5为所述第五透镜于d线下的阿贝数。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

1.8≤f2/R3≤2.0；

其中，f2为所述第二透镜的有效焦距，R3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

2.5≤CT2/CT1≤3.5；

其中，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度，CT1为所述第一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，满足以下条件式：

-10≤(R7+R8)/(R7-R8)≤1.5；

其中，R7为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R8为所述第四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，满足以下条件式：

Y1/Y2≤1.5；

其中，Y1为所述第一透镜的物侧面的最大有效通光口径的一半，Y2为所述第二透镜的物侧面的最大有效通光口径的一半。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，满足以下条件式：

-0.65≤R12/f6≤-0.45；

其中，R12为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f6为所述第六透镜的有效焦距。

10.一种取像模组，其特征在于，包括感光元件以及权利要求1-9任一项所述的光学系统，所述感光元件设置于所述光学系统的像侧。

11.一种电子设备，其特征在于，包括壳体以及权利要求10所述的取像模组，所述取像模组设置于所述壳体。