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CN113835201B - 光学系统、摄像模组和电子设备 - Google Patents

光学系统、摄像模组和电子设备 Download PDF

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CN113835201B
CN113835201B CN202111435306.6A CN202111435306A CN113835201B CN 113835201 B CN113835201 B CN 113835201B CN 202111435306 A CN202111435306 A CN 202111435306A CN 113835201 B CN113835201 B CN 113835201B
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Abstract

一种光学系统、摄像模组和电子设备，光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包含：具有屈折力的第一透镜至第七透镜，且第二透镜、第五透镜和第六透镜具有正屈折力，第一透镜、第三透镜、第四透镜和第七透镜具有负屈折力。第二透镜、第五透镜和第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；第三透镜和第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第七透镜的物侧面于近光轴处为凹面。通过对光学系统各透镜的面型和屈折力进行合理设计，有利于满足具有大像面和大光圈的特点。

Description

光学系统、摄像模组和电子设备
技术领域
本发明属于光学成像技术领域，尤其涉及一种光学系统、摄像模组和电子设备。
背景技术
近年来，随着国家对道路交通安全的要求不断提高，对汽车智能化程度的需求也不断提高。通过安装车载摄像头的前视摄像头，可以实现前车防撞预警、车道偏离预警等，有利于提高交通安全性。
前视摄像头包括多目摄像头，其中，三目摄像头由前视宽视野、主视野和窄视野摄像头组成，安装于挡风玻璃后，可兼顾车辆前方的宽阔视角和远距离物体的精准探测，主视野摄像头作为主力摄像头，能够覆盖大部分的交通场景。但目前的主视野摄像头像面大小较小，镜头光圈不够大，影响成像质量，不利于安全驾驶。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学系统、摄像模组和电子设备，具有大像面和大光圈，能保持良好的光学性能，具备较好的成像质量。
为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：
第一方面，本发明提供了一种光学系统，沿着光轴由物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有负屈折力，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第二透镜，具有正屈折力，所述第二透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；第三透镜，具有负屈折力，所述第三透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第四透镜，具有负屈折力，所述第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第五透镜，具有正屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，且其物侧面和像侧面均为非球面；第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凹面；所述第三透镜与所述第四透镜之间设置光阑，所述第四透镜的像侧面和所述第五透镜的物侧面胶合。
所述光学系统满足关系式：55 deg <(FOV×BL)/ Imgh<75 deg；其中，FOV为所述光学系统的最大视场角 ，BL为所述第七透镜的像侧面到成像面于光轴上的距离，Imgh为所述光学系统的最大视场角对应的像高。
在所述的光学系统中，通过使第一透镜具有负屈折力，可以减小光学系统的畸变、提升照度，对畸变和照度实现有效控制；通过使第二透镜具有正屈折力，物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，有利于降低边缘像差，同时可以降低鬼像风险；通过使第三透镜具有负屈折力，物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面，有利于有效接收第一透镜和第二透镜的边缘光线，使光线平缓射入，降低光线弯折度，进一步降低光学系统的场曲和像散；通过使第四透镜具有负屈折力，物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面，有利于收束光阑前的光线，降低光学系统的敏感度，实现大光圈的效果；通过使第五透镜具有正屈折力，物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，有利于与第四透镜胶合，降低光学系统的色差和公差灵敏度；通过使第六透镜具有正屈折力，物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，有利于降低镜片间鬼影的风险，使其物侧面和像侧面均为非球面，有利于承受更多的像差，因此减少球面镜片的作用，使光学系统的镜头结构更加紧凑合理，量产成本进一步下降；通过使第七透镜具有负屈折力，物侧面于近光轴处为凹面，有利于边缘光线以合适的主光线入射角进入成像面，实现大像面的效果；通过使第四透镜与第五透镜为胶合透镜，有利于减小系统色差，校正系统球差，提高系统分辨率，实现高像素。因此，满足上述面型，有利于光学系统实现大像面和大光圈的效果，保持良好的光学性能，且具备较好的成像质量。
通过使光学系统满足上述关系式，有利于实现大像面的效果，与芯片更匹配，并提升成像系统的视场范围。低于关系式下限，光学系统的视场角过小，达不到前视主视野摄像头所需的视场角，不利于实现安全驾驶；超过关系式上限，光学系统的最大像高变小，不利于实现大像面的效果。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：30 deg/mm <|CRA/SAGs71|<45 deg/mm；其中，CRA为所述光学系统的主光线入射角，SAGs71为所述第七透镜的物侧面最大有效口径处的矢高，即所述第七透镜的物侧面与光轴的交点至所述第七透镜的物侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离。通过使光学系统满足上述关系式，可以通过控制第七透镜的物侧面最大有效口径处的矢高，从而有效管控它的面型，使第七透镜不过于弯曲或过于平整，防止设计镜片的工艺性太差。同时，矢高的限制配合主光线入射角的调整，也有利于减小光线射入芯片的角度，提高光学系统的感光性能。低于关系式下限，矢高太大，使镜片过于弯曲，不利于实际生产；超过关系式上限，主光线入射角偏大，导致成像面边缘的相对照度偏低，易出现暗角，降低成像质量。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：3<|F1/F2|<40；其中，F1为所述光学系统的物侧至所述光阑之间的透镜组的组合焦距，F2为所述光学系统的像侧至所述光阑之间的透镜组的组合焦距。通过使光学系统满足上述关系式，有利于合理控制光阑前后的焦距比，实现光学系统的大光圈和大像面效果，同时，光学系统具备合适的屈折力，可以将光线充分收缩至光阑，有利于提升光学系统的成像品质。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：6 deg/mm <FOV/f<8 deg/mm；其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，f为所述光学系统的有效焦距。通过使光学系统满足上述关系式，能够为光学系统提供需要的视场角，有利于实现光学系统的长焦特性，使其具有较高的放大倍率，以实现远摄效果。同时，将焦距保持在合理的区间，有利于光学系统在容纳更多取像面积的同时，焦距不至于过短。低于关系式下限，达不到需要的视场角，影响取景面积；超过关系式上限，焦距过短，光学系统过于紧凑，设计难度大，面型易发生多次扭曲，不利于实际生产。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：2＜SD72/CT7＜6；其中，SD72为所述第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度。通过使光学系统满足上述关系式，对第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半的大小进行限制，有利于管控光学系统末端的口径大小，压缩光学系统的体积。低于关系式下限，第七透镜于光轴上的厚度过大，不利于使光学系统的结构具备良好的紧凑性；超过关系式上限，第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半过大，不利于限制入射光线的范围，剔除边缘质量较差的光线，影响成像质量。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式1＜|CT7/SAGs71|＜6.5；其中，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度，SAGs71为所述第七透镜的物侧面最大有效口径处的矢高。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第七透镜的像侧面的光线大角度射入像面，实现大像面的效果。低于关系式下限，第七透镜的物侧面最大有效口径处的矢高增大，容易导致边缘光线的偏折过大，不利于校正光学系统的像差，从而降低光学系统的成像质量，不利于像高的增大；超过关系式上限，第七透镜的中心厚度过大，各透镜之间排布紧凑，不利于光学系统的组装。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：0.8＜SD61/CT6＜1.2；其中，SD61为所述第六透镜的物侧面的最大有效口径，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。通过使光学系统满足上述关系式，可以有效控制光阑后的透镜组的光线大角度射出，使光阑后透镜的有效通光口径增大，有利于增大像高，实现大像面的效果。同时，控制口径有利于管控第六透镜垂直于光轴方向的宽度，配合第六透镜与光轴上的厚度的减小，进一步降低鬼像风险。
一种实施方式中，所述光学系统满足关系式：6＜|CT2/SAGs31|＜10；其中，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度，SAGs31为所述第三透镜的物侧面最大有效口径处的矢高。通过使光学系统满足上述关系式，有利于第二透镜的光线平缓射入第三透镜，降低像差产生的风险。低于关系式下限，第二透镜的中心厚度太小，单片镜片太薄，工艺性较差；超过关系式上限，第三透镜的物侧面最大有效口径处的矢高太小，镜片过于平整，不利于增强第三透镜的负屈折力以平衡第二透镜朝正方向的像差。
第二方面，本发明还提供了一种摄像模组，该摄像模组包括感光芯片和第一方面任一项实施方式所述的光学系统，所述感光芯片设置在所述光学系统的像侧。通过在摄像模组中加入本发明提供的光学系统，能够通过对光学系统中各透镜的面型和屈折力进行合理的设计，使得摄像模组具有大像面和大光圈，能保持良好的光学性能，且具备较好的成像质量特点。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体和第二方面所述的摄像模组，所述摄像模组设置在所述壳体内。通过在电子设备中加入本发明提供的摄像模组，使得电子设备具有大像面和大光圈，能保持良好的光学性能，且具备较好的成像质量特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施方式，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1是第一实施例的光学系统的结构示意图；
图2示出了第一实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
图3是第二实施例的光学系统的结构示意图；
图4示出了第二实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
图5是第三实施例的光学系统的结构示意图；
图6示出了第三实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
图7是第四实施例的光学系统的结构示意图；
图8示出了第四实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
图9是第五实施例的光学系统的结构示意图；
图10示出了第五实施例的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线；
图11是本发明一种实施例中摄像模组的结构示意图；
图12是本发明一种实施例中电子设备的结构示意图；
图13是本发明一种实施例中汽车的结构示意图。
附图标记：
100-光学系统；
200-摄像模组，201-感光芯片；
300-电子设备，301-壳体；
400-汽车，401-车体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明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发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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，都属于本发明保护的范围。
第一方面，本发明提供了一种光学系统100，沿着光轴由物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有负屈折力，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；第二透镜，具有正屈折力，所述第二透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；第三透镜，具有负屈折力，所述第三透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第四透镜，具有负屈折力，所述第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第五透镜，具有正屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，且其物侧面和像侧面均为非球面；第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凹面；所述第三透镜与所述第四透镜之间设置光阑，所述第四透镜的像侧面和所述第五透镜的物侧面胶合。
所述光学系统100满足关系式：55 deg <(FOV×BL)/ Imgh<75 deg；其中，FOV为所述光学系统100的最大视场角 ，BL为所述第七透镜的像侧面到成像面于光轴上的距离，Imgh为光学系统的最大视场角对应的像高。
在所述的光学系统100中，通过使第一透镜具有负屈折力，可以减小光学系统100的畸变、提升照度，对畸变和照度实现有效控制；通过使第二透镜具有正屈折力，物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，有利于降低边缘像差，同时可以降低鬼像风险；通过使第三透镜具有负屈折力，物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面，有利于有效接收第一透镜和第二透镜的边缘光线，使光线平缓射入，降低光线弯折度，进一步降低光学系统100的场曲和像散；通过使第四透镜具有负屈折力，物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面，有利于收束光阑前的光线，降低光学系统100的敏感度，实现大光圈的效果；通过使第五透镜具有正屈折力，物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，有利于与第四透镜胶合，降低光学系统100的色差和公差灵敏度；通过使第六透镜具有正屈折力，物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，有利于降低镜片间鬼影的风险，使其物侧面和像侧面均为非球面，有利于承受更多的像差，因此减少球面镜片的作用，使光学系统100的镜头结构更加紧凑合理，量产成本进一步下降；通过使第七透镜具有负屈折力，物侧面于近光轴处为凹面 ，有利于边缘光线以合适的主光线入射角进入成像面，实现大像面的效果；通过使第四透镜与第五透镜为胶合透镜，有利于减小系统色差，校正系统球差，提高系统分辨率，实现高像素。因此，满足上述面型，有利于光学系统100实现大像面和大光圈的效果，保持良好的光学性能，且具备较好的成像质量。
通过使光学系统100满足上述关系式，有利于实现大像面的效果，与芯片更匹配，并提升成像系统的视场范围。低于关系式下限，光学系统100的视场角过小，达不到前视主视野摄像头所需的视场角，不利于实现安全驾驶；超过关系式上限，光学系统100的最大像高变小，不利于实现大像面的效果。
一种实施方式中，所述光学系统100满足关系式：30 deg/mm <|CRA/SAGs71|<45deg/mm；其中，CRA为所述光学系统100的主光线入射角，SAGs71为所述第七透镜的物侧面最大有效口径处的矢高，即所述第七透镜的物侧面与光轴的交点至所述第七透镜的物侧面最大有效口径处于光轴方向上的距离。通过使光学系统100满足上述关系式，可以通过控制第七透镜的物侧面最大有效口径处的矢高，从而有效管控它的面型，使第七透镜不过于弯曲或过于平整，防止设计镜片的工艺性太差。同时，矢高的限制配合主光线入射角的调整，也有利于减小光线射入芯片的角度，提高光学系统100的感光性能。低于关系式下限，矢高太大，使镜片过于弯曲，不利于实际生产；超过关系式上限，主光线入射角偏大，导致成像面边缘的相对照度偏低，易出现暗角，降低成像质量。
一种实施方式中，所述光学系统100满足关系式：3<|F1/F2|<40；其中，F1为所述光学系统100的物侧至所述光阑之间的透镜组的组合焦距，F2为所述光学系统100的像侧至所述光阑之间的透镜组的组合焦距。通过使光学系统100满足上述关系式，有利于合理控制光阑前后的焦距比，实现光学系统100的大光圈和大像面效果，同时，光学系统100具备合适的屈折力，可以将光线充分收缩至光阑，有利于提升光学系统100的成像品质。低于关系式下限，光阑后的组合焦距过大，降低光学系统100的成像品质；超过关系式上限，光阑前的组合焦距过大，不利于光学系统100具备良好的长焦特性，因此降低远摄的效果 。
一种实施方式中，所述光学系统100满足关系式：6 deg/mm <FOV/f<8 deg/mm；其中，FOV为所述光学系统100的最大视场角，f为所述光学系统100的有效焦距。通过使光学系统100满足上述关系式，能够为光学系统100提供需要的视场角，有利于实现光学系统100的长焦特性，使其具有较高的放大倍率，以实现远摄效果。同时，将焦距保持在合理的区间，有利于光学系统100在容纳更多取像面积的同时，焦距不至于过短。低于关系式下限，达不到需要的视场角，影响取景面积；超过关系式上限，焦距过短，光学系统100过于紧凑，设计难度大，面型易发生多次扭曲，不利于实际生产。
一种实施方式中，所述光学系统100满足关系式：2＜SD72/CT7＜6；其中，SD72为所述第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度。通过使光学系统100满足上述关系式，对第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半的大小进行限制，有利于管控光学系统100末端的口径大小，压缩光学系统100的体积。低于关系式下限，第七透镜于光轴上的厚度过大，不利于使光学系统100的结构具备良好的紧凑性；超过关系式上限，第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半过大，不利于限制入射光线的范围，剔除边缘质量较差的光线，影响成像质量。
一种实施方式中，所述光学系统100满足关系式1＜|CT7/SAGs71|＜6.5；其中，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度，SAGs71为所述第七透镜的物侧面最大有效口径处的矢高。通过使光学系统100满足上述关系式，有利于第七透镜的像侧面的光线大角度射入像面，实现大像面的效果。低于关系式下限，第七透镜的物侧面最大有效口径处的矢高增大，容易导致边缘光线的偏折过大，不利于校正光学系统100的像差，从而降低光学系统100的成像质量，不利于像高的增大；超过关系式上限，第七透镜的中心厚度过大，各透镜之间排布紧凑，不利于光学系统100的组装。
一种实施方式中，所述光学系统100满足关系式：0.8＜SD61/CT6＜1.2；其中，SD61为所述第六透镜的物侧面的最大有效口径，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。通过使光学系统100满足上述关系式，可以有效控制光阑后的透镜组的光线大角度射出，使光阑后透镜的有效通光口径增大，有利于增大像高，实现大像面的效果。同时，控制口径有利于管控第六透镜垂直于光轴方向的宽度，配合第六透镜与光轴上的厚度的减小，进一步降低鬼像风险。
一种实施方式中，所述光学系统100满足关系式：6＜|CT2/SAGs31|＜10；其中，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度，SAGs31为所述第三透镜的物侧面最大有效口径处的矢高。通过使光学系统100满足上述关系式，有利于第二透镜的光线平缓射入第三透镜，降低像差产生的风险。低于关系式下限，第二透镜的中心厚度太小，单片镜片太薄，工艺性较差；超过关系式上限，第三透镜的物侧面最大有效口径处的矢高太小，镜片过于平整，不利于增强第三透镜的负屈折力以平衡第二透镜朝正方向的像差。
第一实施例
请参考图1和图2，本实施例的光学系统100，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凹面，像侧面S2于近光轴处为凹面。
第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面。
第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面。
第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，像侧面S8于近光轴处为凹面。
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，像侧面S10于近光轴处为凸面。
第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凸面，且其物侧面和像侧面均为非球面。
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，像侧面S14 于近光轴处为凹面。此外，光学系统100还包括光阑STO、红外截止滤光片IR和成像面IMG。本实施例中，光阑STO设置在光学系统100的第三透镜和第四透镜之间，用于控制进光量。红外截止滤光片IR设置在第七透镜L7和成像面IMG之间，其包括物侧面S15和像侧面S16，红外截止滤光片IR用于过滤掉红外光线，使得射入成像面IMG的光线仅为可见光，可见光的波长为380nm-780nm。红外截止滤光片IR的材质为玻璃（GLASS），并可在玻璃上镀膜。第一透镜L1至第七透镜L7的材质为玻璃（GLASS）。电子感光元件的有效像素区域位于成像面IMG。
表1a示出了本实施例的光学系统100的各项参数，其中，Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。面序号S1和面序号S2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上的距离。焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为555nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米（mm）。
表1a
Figure 486003DEST_PATH_IMAGE001
其中，f为光学系统100的有效焦距，FNO为光学系统100的光圈数，FOV为光学系统100的最大视场角。
在本实施例中，第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面，非球面系数可利用但不限于以下非球面公式进行限定：
Figure 684903DEST_PATH_IMAGE002
其中，x为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，h为非球面上相应点到光轴的距离，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1b给出了可用于第一实施例中的非球面镜面S11和S12的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表1b
Figure 291465DEST_PATH_IMAGE003
图2中（a）示出了第一实施例的光学系统100在波长为650.0000nm、610.0000nm、555.0000nm、515.0000nm、470.0000nm的纵向球差曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，即成像面到光线与光轴交点的距离(单位为mm)，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统100的各透镜后的汇聚焦点偏离。由图2中（a）可以看出，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光学系统100，说明本实施例中的光学系统100的成像质量较好。
图2中（b）还示出了第一实施例的光学系统100在波长为555.0000nm时的像散曲线图，其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，其单位为mm。像散曲线图中的S曲线代表555.0000nm下的弧矢场曲，T曲线代表555.0000nm下的子午场曲。由图2中（b）可以看出，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中（c）还示出了第一实施例的光学系统100在波长为555.0000nm时的畸变曲线。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变值，单位为%，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。由图2中（c）可以看出，在波长为555.0000nm下，由主光束引起的图像变形较小，系统的成像质量优良。
由图2中（a）、（b）和（c）可以看出，本实施例的光学系统100的像差较小、成像质量较好，具有良好的成像品质。
第二实施例
请参考图3和图4，本实施例的光学系统100，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面。
第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面。
第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面。
第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，像侧面S8于近光轴处为凹面。
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，像侧面S10于近光轴处为凸面。
第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凸面，且其物侧面和像侧面均为非球面。
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，像侧面S14 于近光轴处为凸面。
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100的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为555nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米（mm），其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表2a
Figure 284828DEST_PATH_IMAGE004
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
Figure 976841DEST_PATH_IMAGE005
图4示出了第二实施例的光学系统100的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线，其中，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统100的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。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
请参考图5和图6，本实施例的光学系统100，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面，像侧面S2于近光轴处为凹面。
第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面。
第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面。
第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，像侧面S8于近光轴处为凹面。
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，像侧面S10于近光轴处为凸面。
第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凸面，且其物侧面和像侧面均为非球面。
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，像侧面S14 于近光轴处为凸面。
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100的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为555nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米（mm），其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表3a
Figure 713853DEST_PATH_IMAGE006
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
Figure 676386DEST_PATH_IMAGE007
图6示出了第三实施例的光学系统100的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线，其中，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统100的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。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
请参考图7和图8，本实施例的光学系统100，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凹面，像侧面S2于近光轴处为凹面。
第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面。
第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面。
第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，像侧面S8于近光轴处为凹面。
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，像侧面S10于近光轴处为凸面。
第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凸面，且其物侧面和像侧面均为非球面。
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，像侧面S14 于近光轴处为凸面。
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100的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均采用参考波长为555nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米（mm），其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表4a
Figure 106230DEST_PATH_IMAGE008
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
Figure 285539DEST_PATH_IMAGE009
图8示出了第四实施例的光学系统100的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线，其中，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统100的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。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
请参考图9和图10，本实施例的光学系统100，沿光轴方向的物侧至像侧依次包括：
第一透镜L1，具有负屈折力，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凹面，像侧面S2于近光轴处为凹面。
第二透镜L2，具有正屈折力，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面。
第三透镜L3，具有负屈折力，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面。
第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凹面，像侧面S8于近光轴处为凹面。
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，像侧面S10于近光轴处为凸面。
第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凸面，且其物侧面和像侧面均为非球面。
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，像侧面S14 于近光轴处为凹面。
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100的各项参数，其中，焦距、材料折射率和阿贝数均参考波长为555nm的可见光获得，Y半径、厚度和有效焦距的单位均为毫米（mm），其中，其他各参数含义均与第一实施例各参数含义相同。
表5a
Figure 498345DEST_PATH_IMAGE010
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
Figure 141816DEST_PATH_IMAGE011
图10示出了第五实施例的光学系统100的纵向球差曲线、像散曲线和畸变曲线，其中，纵向球差曲线表示不同波长的光线经由光学系统100的各透镜后的汇聚焦点偏离；像散曲线表示子午场曲和弧矢场曲；畸变曲线表示不同视场角对应的畸变大小值。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。
表6示出了第一实施例至第五实施例的光学系统100中(FOV×BL)/Imgh、|CRA/SAGs71|、 |F1/F2|、FOV/f、SD72/CT7、|CT7/SAGs71|、SD61/CT6、|CT2/SAGs31|的值。
表6
Figure 414666DEST_PATH_IMAGE012
由表6可知，第一实施例至第五实施例的光学系统100均满足下列关系式：55 deg<(FOV×BL)/Imgh<75 deg、30 deg/mm<|CRA/SAGs71|<45 deg/mm、3<|F1/F2|<40、6 deg/mm<FOV/f<8 deg/mm、2＜SD72/CT7＜6、1＜|CT7/SAGs71|＜6.5、0.8＜SD61/CT6＜1.2、6＜|CT2/SAGs31|＜10的值。
请参阅图11，本发明还提供了一种摄像模组200，该摄像模组200包括感光芯片201和第一方面任一项实施方式的光学系统100，感光芯片201设置在光学系统100的像侧。其中，感光芯片201的感光面位于光学系统100的成像面，穿过透镜入射到感光面上的物的光线可转换成图像的电信号。感光芯片201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）。该摄像模组200可以是集成在电子设备上的成像模块，也可以是独立镜头。通过在摄像模组200中加入本发明提供的光学系统100，能够通过对光学系统100中各透镜的面型和屈折力进行合理的设计，使得摄像模组200具有大像面和大光圈，能保持良好的光学性能，且具备较好的成像质量特点。
请参阅图12，本发明还提供了一种电子设备300，该电子设备300包括壳体301和第二方面的摄像模组200，摄像模组200设置在壳体301内。该电子设备300可以但不限于智能手机、电脑、智能手表、监控器、行车记录仪、倒车影像等。通过在电子设备300中加入本发明提供的摄像模组200，使得电子设备300具有大像面和大光圈，能保持良好的光学性能，且具备较好的成像质量特点。
请参阅图13，本申请还公开了一种汽车400，该汽车400包括车体401和上述的摄像模组200，该摄像模组200设于车体401上以获取影像信息。可以理解，具有上述摄像模组200的汽车400，也具有上述光学系统100的全部技术效果。即，具有该摄像模组200的汽车400具有大像面和大光圈，能保持良好的光学性能，且具备较好的成像质量特点。
以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，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，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种光学系统，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧依次为：
第一透镜，具有负屈折力，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
第二透镜，具有正屈折力，所述第二透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；
第三透镜，具有负屈折力，所述第三透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；
第四透镜，具有负屈折力，所述第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；
第五透镜，具有正屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；
第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面，且其物侧面和像侧面均为非球面；
第七透镜，具有负屈折力，所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凹面；
所述第三透镜与所述第四透镜之间设置光阑，所述第四透镜的像侧面和所述第五透镜的物侧面胶合，
所述光学系统满足关系式：30 deg/mm<|CRA/SAGs71|<45 deg/mm；
其中，CRA为所述光学系统的主光线入射角，SAGs71为所述第七透镜的物侧面最大有效口径处的矢高。
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
55 deg<(FOV×BL)/Imgh<75 deg；
其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，BL为所述第七透镜的像侧面到成像面于光轴上的距离，Imgh为所述光学系统的最大视场角对应的像高。
3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
3<|F1/F2|<40；
其中，F1为所述光学系统的物侧至所述光阑之间的透镜组的组合焦距，F2为所述光学系统的像侧至所述光阑之间的透镜组的组合焦距。
4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
6 deg/mm<FOV/f<8 deg/mm；
其中，FOV为所述光学系统的最大视场角，f为所述光学系统的有效焦距。
5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
2＜SD72/CT7＜6；
其中，SD72为所述第七透镜的像侧面的最大有效口径的一半，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度。
6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
1＜|CT7/SAGs71|＜6.5；
其中，CT7为所述第七透镜于光轴上的厚度，SAGs71为所述第七透镜的物侧面最大有效口径处的矢高。
7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
0.8＜SD61/CT6＜1.2；
其中，SD61为所述第六透镜的物侧面的最大有效口径，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。
8.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足关系式：
6＜|CT2/SAGs31|＜10；
其中，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度，SAGs31为所述第三透镜的物侧面最大有效口径处的矢高。
9.一种摄像模组，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的光学系统和感光芯片，所述感光芯片位于所述光学系统的像侧。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体和如权利要求9所述的摄像模组，所述摄像模组设置在所述壳体内。
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