CN111208629A - 光学系统、镜头模组和电子设备 - Google Patents
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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的物侧至像侧依次包含第一透镜至第七透镜，第一透镜、第三透镜和第六透镜具有正屈折力，第二透镜和第七透镜具有负屈折力，第二透镜、第三透镜和第六透镜的近光轴区域的物侧面均为凸面，第二透镜和第七透镜近光轴区域的像侧面均为凹面；第三透镜近圆周区域的像侧面为凸面；第七透镜近光轴区域的物侧面为凸面，第五透镜、第六透镜和第七透镜的物侧面和像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点，通过设置七片式透镜结构，对七片光学透镜的屈折力和面型合理配置，使光学系统在满足高像素的同时，满足系统的大广角和小型化的要求。
Description
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、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等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，尤其是广角摄像方面。目前，广角多为小于84°的普通广角，所拍摄的物空间大小与人眼可视角度相差很大，日常使用所包含的场景有限。而超过100°的广角，在有限距的拍摄条件下可容纳的物空间大小约是原本84°的1.6倍，加上高像素与高画质的加持，日常使用的覆盖场景可更多。此外，大成像面积的广角镜头在摄像中可容许更多的画面裁切，获取更佳的视频拍摄稳定性。因此，需要更高像质的广角镜头，以满足光学镜组高像素超薄的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学系统、镜头模组和电子设备，可解决上述问题。
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，沿光轴方向的物侧至像侧依次包含：第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面和像侧面均为非球面；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的像侧面为凹面；第三透镜，具有正屈折力，所述第三透镜近光轴区域的物侧面为凸面，所述第三透镜近圆周区域的像侧面为凸面；第四透镜，具有屈折力，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为非球面；第五透镜，具有屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，所述第五透镜的物侧面和像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点；第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜近光轴区域的物侧面为凸面，所述第六透镜的物侧面和像侧面均为非球面，所述第六透镜的物侧面和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和像侧面均为非球面，所述第七透镜的物侧面和像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点。
通过设置七片式透镜结构，对七片光学透镜的屈折力和面型合理配置，使光学系统在满足高像素的同时，满足系统的大广角和小型化的要求。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：101.0≤FOV≤105.0；其中，FOV为所述光学系统的最大视场角。最大视场角FOV大于90°，能够覆盖的场景更多。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1.10＜TTL/ImgH＜1.45；其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，ImgH为所述成像面上有效成像区域的对角线长度的一半。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，像素支持越高。TTL的减小，让整个光学系统长度压缩，使其易于实现超薄化，小型化。满足上式，可让光学系统支持高像素电子感光芯片的同时压缩光学系统长度，小尺寸的光学系统容纳大尺寸感光芯片。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：19.00＜FOV/TTL≤25.00；其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离。本实施方式的最大视场角FOV大于100°，属于广角镜头，相同成像距离下，可容纳更多的物体，应用于如智能手机等电子设备上可有更广的使用场景；满足上式，可让小尺寸镜组拥有较大的视场角。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：|HDIS/f|＜1.45；其中，HDIS为所述光学系统水平方向的TV畸变值，f为所述光学系统的有效焦距。TV畸变是图像的视觉畸变的度量，是用来评价光学系统的成像质量的重要指标，TV畸变值的单位为％。当光学系统最大视场角FOV超100°，成像容易形成较大畸变，但通过合理的非球面使用，在满足上式的情况下，将畸变整体压缩，控制在合适的范围内，确保了大视场角的成像质量。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：5.00＜(|f4|+|f5|)/f＜423.00；其中，f4为所述第四透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。第五透镜提供一部分的正屈折力或负屈折力，调配光学系统的整体屈折力；第四透镜和第五透镜组合降低了大视场角光线在透镜内的入射角度，有助于降低光学系统公差敏感性；同时对光学系统的靠近物侧的几个透镜构成的前透镜组的初级像差有明显改善作用，合理的屈折力配置，可实现较高的画质。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：|SAG71/R72|＜0.50；其中，SAG71为所述第七透镜的物侧面轴向方向的最大矢高，R72为所述第七透镜的像侧面光轴处的曲率半径。第七透镜物侧面与像侧面至少包含一个反曲点，加上垂直于光轴方向轴向方向的最大矢高变化，让垂直方向屈折力分配合理，最大程度的消除靠近物侧的几个透镜构成的前透镜组产生的畸变与场曲，提升像质。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：1.60＜(CT1+CT2+CT3)/BFL＜2.90；其中，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，BFL为所述第七透镜的像侧面在平行于光轴方向距成像面的最近距离。合理的后焦长度确保了镜组与电子感光芯片的匹配性，前三透镜(第一透镜、第二透镜和第三透镜)屈折力正负正的组合，实现了较好的消色差与球差效果。满足上式，可保持第一透镜、第二透镜、第三透镜于光轴上的厚度适当，有效提升镜片结构紧凑性，可使得光学系统长度的降低，利于镜片成型和组装。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：0.30＜(SAG52+SAG61)/(ET5+CT6)＜1.20；其中，SAG52为所述第五透镜的像侧面轴向方向的最大矢高，SAG61为所述第六透镜的物侧面轴向方向的最大矢高，ET5为所述第五透镜最大光学有效径处的厚度，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。满足上式，第五透镜与第六透镜非球面矢高的变化，利于修正光学系统在大视场角下产生的像差，提升像质；另一方面，镜片非球面配合状降低了光线偏转角，利于降低敏感性。合理的中厚(于光轴上的厚度)与边厚(于圆周上的厚度)控制，可降低光学系统整体长度和成型风险。
一种实施方式中，所述光学系统满足条件式：(f3+|f4|)/(R31+|R41|)＜12.00；
其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，f4为所述第四透镜的有效焦距，R31为第三透镜物侧面光轴处的曲率半径，R41为所述第四透镜物侧面光轴处的曲率半径。满足上式，第三透镜和第四透镜的曲率半径不会过大，同时，引入的初级像差较小，利于后续非球面透镜对整体像差的修正。第三透镜和第四透镜合理的屈折力与曲率半径配置，有助于降低成型和组装难度。
第二方面，本发明还提供了一种镜头模组，该镜头模组包括第一方面任一项实施方式所述的光学系统。通过在镜头模组中加入本发明提供的光学系统，使得镜头模组具有大广角、高像素和小型化的效果。
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镜头模组，所述镜头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镜头模组，使得电子设备具有高像素、大广角和小型化的效果。
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。
本发明实施例提供了一种镜头模组，该镜头模组包括镜筒和本发明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。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。通过在镜头模组中加入本发明提供的光学系统，使得镜头模组具有大广角、高像素和小型化的效果。
本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体和本发明实施例提供的镜头模组，镜头模组设置在壳体内。进一步的，电子设备还可包括电子感光元件，电子感光元件的感光面位于光学系统的成像面，穿过第一透镜至第七透镜入射到电子感光元件的感光面上的物的光线可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(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)或电荷耦合器件(Charge-coupledDevice，CCD)。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发明提供的镜头模组，使得电子设备具有高像素、大广角和小型化的效果。
本发明实施例提供的光学系统沿光轴方向的物侧至像侧依次包含第一透镜、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，任意相邻的两片透镜之间均可具有空气间隔。
具体的，七片透镜的具体形状和结构如下：第一透镜，具有正屈折力，第一透镜的物侧面和像侧面均为非球面；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的像侧面为凹面；第三透镜，具有正屈折力，第三透镜近光轴区域的物侧面为凸面，第三透镜近圆周区域的像侧面为凸面；第四透镜，具有屈折力，第四透镜的物侧面和像侧面均为非球面；第五透镜，具有屈折力，第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，第五透镜的物侧面和像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点；第六透镜，具有正屈折力，第六透镜近光轴区域的物侧面为凸面，第六透镜的物侧面和像侧面均为非球面，第六透镜的物侧面和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，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，第七透镜的物侧面和像侧面均为非球面，第七透镜的物侧面和像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点。
光学系统还包括光阑，光阑可设置于第一透镜至第七透镜之间的任一位置，如设置在第一透镜的物侧面一侧。
通过设置七片式透镜结构，对七片光学透镜的屈折力和面型合理配置，使光学系统在满足高像素的同时，满足系统的大广角和小型化的要求。
在第七透镜与成像面之间还可设红外截止滤光片，用于透过可见光波段，截止红外光波段，避免非工作波段光波的干扰而产生伪色或波纹的现象，同时可以提高有效分辨率和色彩还原性。
一种实施方式中，光学系统满足条件式：101.0≤FOV≤105.0；其中，FOV为光学系统的最大视场角。最大视场角FOV大于90°，能够覆盖的场景更多。
一种实施方式中，光学系统满足条件式：1.10＜TTL/ImgH＜1.45；其中，TTL为第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，ImgH为成像面上有效成像区域的对角线长度的一半，即半像高。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，像素支持越高。TTL的减小，让整个光学系统长度压缩，使其易于实现超薄化，小型化。满足上式，可让光学系统支持高像素电子感光芯片的同时压缩光学系统长度，小尺寸的光学系统容纳大尺寸感光芯片。
一种实施方式中，光学系统满足条件式：19.00＜FOV/TTL≤25.00；其中，FOV为光学系统的最大视场角，TTL为第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离。本实施方式的最大视场角FOV大于100°，属于广角镜头，相同成像距离下，可容纳更多的物体，应用于如智能手机等电子设备上可有更广的使用场景；满足上式，可让小尺寸镜组拥有较大的视场角。
一种实施方式中，光学系统满足条件式：|HDIS/f|＜1.45；其中，HDIS为光学系统水平方向的TV畸变值，f为光学系统的有效焦距。TV畸变是图像的视觉畸变的度量，是用来评价光学系统的成像质量的重要指标，TV畸变值的单位为％。当光学系统最大视场角FOV超100°，成像容易形成较大畸变，但通过合理的非球面使用，在满足上式的情况下，将畸变整体压缩，控制在合适的范围内，确保了大视场角的成像质量。
一种实施方式中，光学系统满足条件式：5.00＜(|f4|+|f5|)/f＜423.00；其中，f4为第四透镜的有效焦距，f5为第五透镜的有效焦距，f为光学系统的有效焦距。第五透镜提供一部分的正屈折力或负屈折力，调配光学系统的整体屈折力；第四透镜和第五透镜组合降低了大视场角光线在透镜内的入射角度，有助于降低光学系统公差敏感性；同时对光学系统的靠近物侧的几个透镜构成的前透镜组的初级像差有明显改善作用，合理的屈折力配置，可实现较高的画质。
一种实施方式中，光学系统满足条件式：|SAG71/R72|＜0.50；其中，SAG71为第七透镜的物侧面轴向方向的最大矢高，R72为第七透镜的像侧面光轴处的曲率半径。第七透镜物侧面与像侧面至少包含一个反曲点，加上垂直于光轴方向轴向方向的最大矢高变化，让垂直方向屈折力分配合理，最大程度的消除靠近物侧的几个透镜构成的前透镜组产生的畸变与场曲，提升像质。
一种实施方式中，光学系统满足条件式：1.60＜(CT1+CT2+CT3)/BFL＜2.90；其中，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，BFL为第七透镜的像侧面在平行于光轴方向距成像面的最近距离，即后焦。合理的后焦长度确保了镜组与电子感光芯片的匹配性，前三透镜(第一透镜、第二透镜和第三透镜)屈折力正负正的组合，实现了较好的消色差与球差效果。满足上式，可保持第一透镜、第二透镜、第三透镜于光轴上的厚度适当，有效提升镜片结构紧凑性，可使得光学系统长度的降低，利于镜片成型和组装。
一种实施方式中，光学系统满足条件式：0.30＜(SAG52+SAG61)/(ET5+CT6)＜1.20；其中，SAG52为第五透镜的像侧面轴向方向的最大矢高，SAG61为第六透镜的物侧面轴向方向的最大矢高，ET5为第五透镜最大光学有效径处的厚度，CT6为第六透镜于光轴上的厚度。满足上式，第五透镜与第六透镜非球面矢高的变化，利于修正光学系统在大视场角下产生的像差，提升像质；另一方面，镜片非球面配合状降低了光线偏转角，利于降低敏感性。合理的中厚(于光轴上的厚度)与边厚(于圆周上的厚度)控制，可降低光学系统整体长度和成型风险。
一种实施方式中，光学系统满足条件式：(f3+|f4|)/(R31+|R41|)＜12.00；其中，f3为第三透镜的有效焦距，f4为第四透镜的有效焦距，R31为第三透镜物侧面光轴处的曲率半径，R41为第四透镜物侧面光轴处的曲率半径。满足上式，第三透镜和第四透镜的曲率半径不会过大，同时，引入的初级像差较小，利于后续非球面透镜对整体像差的修正。第三透镜和第四透镜合理的屈折力与曲率半径配置，有助于降低成型和组装难度。
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的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面，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的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的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4均为凹面；
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5均为凸面，第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6均为凸面；
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7均为凹面，第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S8均为凸面；
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均为凸面，第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的像侧面S10均为凹面；
第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11和像侧面S12中至少一个面设置有至少一个反曲点；第六透镜L6近光轴区域和近圆周区域的物侧面S11均为凸面，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的物侧面S13和像侧面S14中至少一个面设置有至少一个反曲点；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。
上述第一透镜L1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ST0、红外截止滤光片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IR设置在第七透镜L7的像侧面S14与成像面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。红外截止滤光片的材质为玻璃(GLASS)，并可在玻璃上镀膜。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的特性的表格，其中，各数据采用波长546nm的可见光获得，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为光学系统的最大视场角，TTL为第一透镜L1的物侧面S1到成像面IMG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、A15、A17、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。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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；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的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面，第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的像侧面S2为凹面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的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的近光轴区域的像侧面S4为凹面，近圆周区域的像侧面S4均为凸面；
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的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均为凸面；
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7均为凹面，第四透镜L4的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的物侧面S11和像侧面S12中至少一个面设置有至少一个反曲点；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和像侧面S14中至少一个面设置有至少一个反曲点；第七透镜L7近光轴区域和近圆周区域的物侧面S13均为凸面，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，各数据采用波长546nm的可见光获得，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，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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；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的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面，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的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的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4均为凹面；
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的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均为凸面；
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7均为凹面，第四透镜L4的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的物侧面S11和像侧面S12中至少一个面设置有至少一个反曲点；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和像侧面S14中至少一个面设置有至少一个反曲点；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，各数据采用波长546nm的可见光获得，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，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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；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的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面，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的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的近光轴区域的像侧面S4为凹面，近圆周区域的像侧面S4为凸面；
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的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均为凸面；
第四透镜L4，具有正屈折力，第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S7均为凹面，第四透镜L4的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的物侧面S11和像侧面S12中至少一个面设置有至少一个反曲点；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的物侧面S13和像侧面S14中至少一个面设置有至少一个反曲点；第七透镜L7近光轴区域的和近圆周区域的物侧面S13均为凸面，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，各数据采用波长546nm的可见光获得，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，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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；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的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面，第一透镜L1近光轴区域的像侧面S2为凸面，近圆周区域的像侧面S2为凹面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的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的近光轴区域的像侧面S4为凹面，近圆周区域的像侧面S4为凸面；
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的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的近光轴区域的物侧面S7为凸面，近圆周区域的物侧面S7为凹面，第四透镜L4的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的物侧面S11和像侧面S12中至少一个面设置有至少一个反曲点；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和像侧面S14中至少一个面设置有至少一个反曲点；第七透镜L7近光轴区域和近圆周区域的物侧面S13均为凸面，第七透镜L7近光轴区域和近圆周区域的像侧面S14均为凹面。
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的特性的表格，其中，各数据采用波长546nm的可见光获得，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，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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；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的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凸面，第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的像侧面S2均为凸面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的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的近光轴区域的像侧面S4为凹面，近圆周区域的像侧面S4为凸面；
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5均为凸面，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的近光轴区域的物侧面S7为凹面，近圆周区域的物侧面S7为凸面，第四透镜L4的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的物侧面S11和像侧面S12中至少一个面设置有至少一个反曲点；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为凸面，近圆周区域的像侧面S12为凹面；
第七透镜L7，具有负屈折力，第七透镜L7的物侧面S13和像侧面S14中至少一个面设置有至少一个反曲点；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，各数据采用波长546nm的可见光获得，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，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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；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的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S1均为凹面，第一透镜L1近光轴区域和近圆周区域的像侧面S2均为凸面；
第二透镜L2，具有负屈折力，第二透镜L2的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的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S4均为凹面；
第三透镜L3，具有正屈折力，第三透镜L3的近光轴区域和近圆周区域的物侧面S5均为凸面，第三透镜L3近光轴区域和近圆周区域的像侧面S6均为凸面；
第四透镜L4，具有负屈折力，第四透镜L4的近光轴区域的物侧面S7为凸面，近圆周区域的物侧面S7为凹面，第四透镜L4的近光轴区域和近圆周区域的像侧面S8均为凹面；
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均为凹面，第五透镜L5近光轴区域和近圆周区域的像侧面S10均为凸面；
第六透镜L6，具有正屈折力，第六透镜L6的物侧面S11和像侧面S12中至少一个面设置有至少一个反曲点；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的物侧面S13和像侧面S14中至少一个面设置有至少一个反曲点；第七透镜L7近光轴区域和近圆周区域的物侧面S13均为凸面，第七透镜L7近光轴区域和近圆周区域的像侧面S14均为凹面。
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，各数据采用波长546nm的可见光获得，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，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；像散曲线表示子午成像面弯曲和弧矢成像面弯曲；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的光学系统中FOV、TTL/ImgH、FOV/TTL、|HDIS/f|、(|f4|+|f5|)/f、|SAG71/R72|、(CT1+CT2+CT3)/BFL、(SAG52+SAG61)/(ET5+CT6)、(f3+|f4|)/(R31+|R41|)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下列条件式：101.0≤FOV≤105.0、1.1＜TTL/ImgH＜1.45、19.00＜FOV/TTL≤25.00、|HDIS/f|＜1.45、5.00＜(|f4|+|f5|)/f＜423.00、|SAG71/R72|＜0.50、1.6＜(CT1+CT2+CT3)/BFL＜2.90、0.3＜(SAG52+SAG61)/(ET5+CT6)＜1.20、(f3+|f4|)/(R31+|R41|)＜12.00。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，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，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (12)
1.一种光学系统，其特征在于，沿光轴方向的物侧至像侧依次包含：
第一透镜，具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面和像侧面均为非球面；
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的像侧面为凹面；
第三透镜，具有正屈折力，所述第三透镜近光轴区域的物侧面为凸面，所述第三透镜近圆周区域的像侧面为凸面；
第四透镜，具有屈折力，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为非球面；
第五透镜，具有屈折力，所述第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，所述第五透镜的物侧面和像侧面中至少一个面设置有至少一个反曲点；
第六透镜，具有正屈折力，所述第六透镜近光轴区域的物侧面为凸面，所述第六透镜的物侧面和像侧面均为非球面，所述第六透镜的物侧面和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和像侧面均为非球面，所述第七透镜的物侧面和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，所述光学系统满足条件式：
101.0≤FOV≤105.0；
其中，FOV为所述光学系统的最大视场角。
3.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
1.10＜TTL/ImgH＜1.45；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离，ImgH为所述成像面上有效成像区域的对角线长度的一半。
4.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
19.00＜FOV/TTL≤25.00；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴上的距离。
5.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
|HDIS/f|＜1.45；
其中，HDIS为所述光学系统水平方向的TV畸变值，f为所述光学系统的有效焦距。
6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
5.00＜(|f4|+|f5|)/f＜423.00；
其中，f4为所述第四透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距，f为所述光学系统的有效焦距。
7.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
|SAG71/R72|＜0.50；
其中，SAG71为所述第七透镜的物侧面轴向方向的的最大矢高，R72为所述第七透镜的像侧面光轴处的曲率半径。
8.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足条件式：
1.60＜(CT1+CT2+CT3)/BFL＜2.90；
其中，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，BFL为所述第七透镜的像侧面在平行于光轴方向距成像面的最近距离。
9.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：
0.30＜(SAG52+SAG61)/(ET5+CT6)＜1.20；
其中，SAG52为所述第五透镜的像侧面轴向方向的最大矢高，SAG61为所述第六透镜的物侧面轴向方向的的最大矢高，ET5为所述第五透镜最大光学有效径处的厚度，CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。
10.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：
(f3+|f4|)/(R31+|R41|)＜12.00；
其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，f4为所述第四透镜的有效焦距，R31为第三透镜物侧面光轴处的曲率半径，R41为所述第四透镜物侧面光轴处的曲率半径。
11.一种镜头模组，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的光学系统。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体和如权利要求11所述的镜头模组，所述镜头模组设置在所述壳体内。
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