光学系统、取像模组及电子设备的制作方法

[0001]
本实用新型涉及摄像领域，特别是涉及一种光学系统、取像模组及电子设备。


背景技术：

[0002]
随着智能手机、平板电脑等具备摄像功能的电子设备的迅速普及，用户对电子设备的摄像性能的要求也越来越高，特别地，当电子设备在光线不足的环境下也能够具备优良的成像质量，能够满足不同环境下高成像质量的要求。但是，传统电子设备在光线不足的环境下拍摄的图像亮度较低，成像不够清晰，难以满足高成像质量的要求。


技术实现要素：

[0003]
基于此，有必要针对目前的电子设备在暗环境下成像不够清晰，难以满足高成像质量的要求的问题，提供一种光学系统、取像模组及电子设备。
[0004]
一种光学系统，由物侧至像侧依次包括：
[0005]
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；
[0006]
具有负屈折力的第二透镜，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；
[0007]
具有屈折力的第三透镜；
[0008]
具有屈折力的第四透镜；
[0009]
具有屈折力的第五透镜；
[0010]
具有屈折力的第六透镜；
[0011]
具有屈折力的第七透镜，所述第七透镜的物侧面于近轴处为凹面；
[0012]
且所述光学系统满足以下条件式：
[0013]
f*43/(imgh*fno)＜25；
[0014]
其中，f为所述光学系统的有效焦距，imgh为所述光学系统于成像面上有效像素区域的对角线长度，fno为所述光学系统的光圈数。
[0015]
上述条件式为所述光学系统以全画幅为基准计算的等效焦距，且一般等效焦距大于50mm的光学系统具备一定的长焦性能。满足上述条件式时，所述光学系统的放大能力大于等效焦距为25mm的光学系统的放大能力的两倍，且imgh的数值较大，使所述光学系统能够适配更大尺寸、更高像素的感光元件，进而提升所述光学系统的成像清晰度。并且，满足上述条件式时，还能够对所述光学系统的有效焦距、于成像面上有效像素区域的对角线长度以及光圈数进行合理配置，使所述光学系统具有更大的放大倍率，进而使系统能够对远距离的被摄物实现近距离的拍摄效果，另外，相较于一般的具有同等放大倍率的系统而言，所述光学系统具有更大的光圈，以提升所述光学系统的光通量，使所述光学系统在光线不足的环境下也能够具备优良的成像质量。
[0016]
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
[0017]
1.9≤(|r32|+|r42|)/f≤7.2；
[0018]
其中，r32为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，r42为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。所述第三透镜为所述光学系统提供正屈折力或负屈折力，所述第四透镜为所述光学系统提供正屈折力或负屈折力，所述第三透镜及所述第四透镜的组合能够更好地校正所述第三透镜物侧各透镜所产生的畸变和慧差。满足上述条件式时，能够对所述第三透镜的像侧面与所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径以及所述光学系统的有效焦距进行合理配置，以避免所述第三透镜和所述第四透镜的像侧面的面型过于弯曲或过于平缓，导致对所述光学系统产生较大的球差或垂轴色差，进而有利于初级像差在所述光学系统各透镜中的合理分配，降低所述光学系统的公差敏感度。
[0019]
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
[0020]
5≤(|f2|+|f3|)/r31≤22；
[0021]
其中，f2为所述第二透镜的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距，r31为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。所述第二透镜为所述光学系统提供负屈折力，所述第三透镜为所述光学系统提供正或负屈折力，满足上述条件式时，所述第二透镜及所述第三透镜整体能够抵消所述第一透镜产生的初级像差；同时也能够对所述第二透镜、所述第三透镜的有效焦距及所述第三透镜的物侧面于近轴处的曲率半径进行合理配置，以避免所述第二透镜及所述第三透镜对所述光学系统产生较大的球差和垂轴色差，进而有利于初级像差在所述光学系统各透镜中的合理分配，降低所述光学系统的公差敏感度。
[0022]
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
[0023]
f/f1≤2；
[0024]
其中，f1为所述第一透镜的有效焦距。满足上述条件式时，能够对所述第一透镜的有效焦距以及所述光学系统的有效焦距进行合理配置，使所述第一透镜于所述光学系统中承担的屈折力适中，以有效减小色差与球差的产生，进而提升所述光学系统的成像质量，且有利于降低所述光学系统的敏感度。同时，在维持所述光学系统的小型化设计的情况下，也能够使所述光学系统具备远摄特性。
[0025]
在其中一个实施例中，所述第四透镜具有正屈折力，所述第五透镜的物侧面或像侧面中的至少一个存在反曲点，且所述光学系统满足以下条件式：
[0026]
|r41/r51|≤1；
[0027]
其中，r41为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，r51为所述第五透镜的物侧面于光轴处的曲率半径。满足上述条件式时，能够对r41及r51的数值进行合理配置，以保证所述第四透镜的物侧面及所述第五透镜的物侧面能够合理分配垂直方向的屈折力，进而抑制所述光学系统的像差，且有利于降低所述光学系统中弥散斑的尺寸。
[0028]
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
[0029]
f≥7.2mm；
[0030]
ttl≤7mm；
[0031]
ttl/f≤1.0；
[0032]
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。满足条件式：f≥7.2mm时，有利于所述光学系统与感光元件配合而具备长焦距特性。并且，满足上述条件式时，在ttl≤7mm的情况下，能够使所述光学系统具备长焦距，有利于所述光学系统在小型化电子设备中的安装。另外，满足上述条件式时，有利于校正所述光学系统的色
差、球差及畸变等像差，提升所述光学系统的成像质量。
[0033]
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
[0034]
4≤(|f1|+|f2|+|f3|)/f≤27；
[0035]
其中，f1为所述第一透镜的有效焦距，f2为所述第二透镜的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距。所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜组成所述光学系统的前透镜组，满足上述条件式时，能够对所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述光学系统的有效焦距进行合理配置，以避免所述前透镜组产生较大的像差，进而提升所述光学系统的成像质量，同时也有利于缩短所述前透镜组于光轴方向上的尺寸，进而有利于缩短所述光学系统的系统总长，实现小型化设计。
[0036]
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
[0037]
6≤ttl/(ct23+ct45)≤8.3；
[0038]
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，ct23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于光轴上的距离，ct45为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于光轴上的距离。满足上述条件式时，能够使所述第三透镜及所述第四透镜之间的排列更紧凑，进而使所述第三透镜及所述第四透镜成为所述光学系统中光线偏折的过渡部分，即使所述第三透镜及所述第四透镜于所述光学系统中承担的屈折力小，进而降低所述光学系统对所述所述第三透镜及所述第四透镜之间的间距的敏感度。
[0039]
在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下条件式：
[0040]-0.5≤|r41|/f4≤0.2；
[0041]
其中，r41为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，f4为所述第四透镜的有效焦距。满足上述条件式时，能够对所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径以及所述第四透镜的有效焦距进行合理配置，使所述第四透镜的面型复杂度降低，进而有利于抑制所述光学系统的畸变及子午方向上的场曲的产生，以提升所述光学系统的成像质量，同时也有利于降低所述第四透镜的成型难度。
[0042]
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，能够增强所述取像模组的放大能力，使所述光学系统能够适配更大尺寸、更高像素的感光元件，进而提升所述光学系统的成像质量。另外，能够使所述取像模组在对远距离被摄物成像时，也能够具备优良的成像质量，同时也能够提升所述取像模组在暗环境下的成像质量。
[0043]
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，通过增强所述光学系统的放大能力，能够提升所述电子设备的成像质量。另外，有利于所述电子设备在对远距离被摄物成像时，也能够具备优良的成像质量，同时也能够提升所述电子设备在暗环境下的成像质量。
附图说明
[0044]
图1为本申请第一实施例中的光学系统的示意图；
[0045]
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；
[0046]
图3为本申请第二实施例中的光学系统的示意图；
[0047]
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；
[0048]
图5为本申请第三实施例中的光学系统的示意图；
[0049]
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；
[0050]
图7为本申请第四实施例中的光学系统的示意图；
[0051]
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；
[0052]
图9为本申请第五实施例中的光学系统的示意图；
[0053]
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；
[0054]
图11为本申请一实施例中的取像模组的示意图；
[0055]
图12为本申请一实施例中的电子设备的示意图。
具体实施方式
[0056]
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。
[0057]
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。
[0058]
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。
[0059]
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。
[0060]
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。
[0061]
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。
[0062]
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。
[0063]
其中，第一透镜l1具有正屈折力，有助于缩短光学系统100的系统总长，且第一透镜l1的物侧面s1于近轴处为凸面，可进一步加强第一透镜l1的正屈折力，使光学系统100于光轴方向的尺寸变得更短，有利于光学系统100的小型化设计。第二透镜l2具有负屈折力，且第二透镜l2的物侧面s3于近轴处为凸面，像侧面s4于近轴处为凹面。第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5以及第六透镜l6均具有屈折力。第七透镜l7具有屈折力，且第七透镜l7的物侧面s13于近轴处为凹面。
[0064]
另外，在一些实施例中，光学系统100设置有光阑sto，光阑sto可设置于第一透镜l1的物侧。在一些实施例中，光学系统100还包括设置于第七透镜l7像侧的红外滤光片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像侧的像面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。
[0065]
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。
[0066]
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。
[0067]
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。
[0068]
进一步地，在一些实施例中，光学系统100满足条件式：f*43/(imgh*fno)＜25；其
中，f为光学系统100的有效焦距，imgh为光学系统100于成像面上有效像素区域的对角线长度，fno为光学系统100的光圈数。具体地，f*43/imgh/fno可以为：20.170、20.325、20.784、21.369、21.536、22.824、23.001、23.520、23.971或24.204。上述条件式为光学系统100以全画幅为基准计算的等效焦距，且一般等效焦距大于50mm的光学系统100具备一定的长焦性能。满足上述条件式时，光学系统100的放大能力大于等效焦距为25mm的光学系统100的放大能力的两倍，且imgh的数值较大，使光学系统100能够适配更大尺寸、更高像素的感光元件，进而提升光学系统100的成像清晰度。并且，满足上述条件式时，还能够对光学系统100的有效焦距、于成像面上有效像素区域的对角线长度以及光圈数进行合理配置，使光学系统100具有更大的放大倍率，进而使系统能够对远距离的被摄物实现近距离的拍摄效果，另外，相较于一般的具有同等放大倍率的系统而言，光学系统100具有更大的光圈，以提升光学系统100的光通量，使光学系统100在光线不足的环境下也能够具备优良的成像质量。
[0069]
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：1.9≤(|r32|+|r42|)/f≤7.2；其中，r32为第三透镜l3的像侧面s6于光轴处的曲率半径，r42为第四透镜l4的像侧面s8于光轴处的曲率半径。具体地，(|r32|+|r42|)/f可以为：1.997、2.203、2.869、3.552、4.451、5.637、6.114、6.502、6.985或7.108。第三透镜l3为光学系统100提供正屈折力或负屈折力，第四透镜l4为光学系统100提供正屈折力或负屈折力，第三透镜l3及第四透镜l4的组合能够更好地校正第三透镜l3物侧各透镜所产生的畸变和慧差。满足上述条件式时，能够对第三透镜l3的像侧面s6与第四透镜l4的像侧面s8于光轴处的曲率半径以及光学系统100的有效焦距进行合理配置，以避免第三透镜l3和第四透镜l4的像侧面的面型过于弯曲或过于平缓，导致对光学系统100产生较大的球差或垂轴色差，进而有利于初级像差在光学系统100各透镜中的合理分配，降低光学系统100的公差敏感度。
[0070]
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：5≤(|f2|+|f3|)/r31≤22；其中，f2为第二透镜l2的有效焦距，f3为第三透镜l3的有效焦距，r31为第三透镜l3的物侧面s5于光轴处的曲率半径。具体地，(|f2|+|f3|)/r31可以为：5.625、7.103、8.564、10.228、12.514、15.745、16.268、18.034、20.551或21.145。第二透镜l2为光学系统100提供负屈折力，第三透镜l3为光学系统100提供正或负屈折力，满足上述条件式时，第二透镜l2及第三透镜l3整体能够抵消第一透镜l1产生的初级像差；同时也能够对第二透镜l2、第三透镜l3的有效焦距及第三透镜l3的物侧面s5于近轴处的曲率半径进行合理配置，以避免第二透镜l2及第三透镜l3对光学系统100产生较大的球差和垂轴色差，进而有利于初级像差在光学系统100各透镜中的合理分配，降低光学系统100的公差敏感度。
[0071]
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：f/f1≤2；其中，f1为第一透镜l1的有效焦距。具体地，f/f1可以为：1.869、1.872、1.895、1.910、1.934、1.955、1.963、1.975、1.982或1.998。满足上述条件式时，能够对第一透镜l1的有效焦距以及光学系统100的有效焦距进行合理配置，使第一透镜l1于光学系统100中承担的屈折力适中，以有效减小色差与球差的产生，提升光学系统100的成像质量，且有利于降低光学系统100的敏感度。同时，在维持光学系统100的小型化设计的情况下，也能够使光学系统100具备远摄特性。
[0072]
在一些实施例中，第四透镜l4具有正屈折力，第五透镜l5的物侧面s9或像侧面s10中的至少一个存在反曲点，且光学系统100满足条件式：|r41/r51|≤1；其中，r41为第四透镜l4的物侧面s9于光轴处的曲率半径，r51为第五透镜l5的物侧面s9于光轴处的曲率半径。
具体地，|r41/r51|可以为：0.176、0.255、0.364、0.482、0.512、0.637、0.702、0.854、0.906或0.963。满足上述条件式时，能够对r41及r51的数值进行合理配置，以保证第四透镜l4的物侧面s7及第五透镜l5的物侧面s9能够合理分配垂直方向的屈折力，进而抑制光学系统100的像差，且有利于降低光学系统100中弥散斑的尺寸。
[0073]
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：f≥7.2mm；ttl≤7mm；ttl/f≤1.0；其中，ttl为第一透镜l1的物侧面s1至光学系统100的成像面于光轴上的距离，即光学系统100的系统总长。具体地，f可以为：7.205mm。ttl可以为：6.6、6.7、6.8、6.9或7，数据单位为mm。ttl/f可以为：0.916、0.925、0.937、0.941、0.946、0.950、0.958、0.963、0.969或0.972。满足条件式：f≥7.2mm时，有利于光学系统100与感光元件配合而具备长焦距特性。并且，满足上述条件式时，在ttl≤7mm的情况下，能够使光学系统100具备长焦距，有利于光学系统100在小型化电子设备中的安装。另外，满足上述条件式时，有利于校正光学系统100的色差、球差及畸变等像差，提升光学系统100的成像质量。
[0074]
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：4≤(|f1|+|f2|+|f3|)/f≤27；其中，f1为第一透镜l1的有效焦距，f2为第二透镜l2的有效焦距，f3为第三透镜l3的有效焦距。具体地，(|f1|+|f2|+|f3|)/f可以为：4.460、7.564、9.332、11.258、14.751、19.325、20.834、22.364、24.683或26.836。第一透镜l1、第二透镜l2及第三透镜l3组成光学系统100的前透镜组，满足上述条件式时，能够对第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及光学系统100的有效焦距进行合理配置，以避免前透镜组产生较大的像差，进而提升光学系统100的成像质量，同时也有利于缩短前透镜组于光轴方向上的尺寸，进而有利于缩短光学系统100的系统总长，实现小型化设计。
[0075]
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：6≤ttl/(ct23+ct45)≤8.3；其中，ttl为第一透镜l1的物侧面s1至光学系统100的成像面于光轴上的距离，ct23为第二透镜l2的像侧面s4至第三透镜l3的物侧面s5于光轴上的距离，ct45为第四透镜l4的像侧面s8至第五透镜l5的物侧面s9于光轴上的距离。具体地，ttl/(ct23+ct45)可以为：6.190、6.325、6.714、6.955、7.210、7.523、7.687、7.924、8.034或8.252。满足上述条件式时，能够使第三透镜l3及第四透镜l4之间的排列更紧凑，进而使第三透镜l3及第四透镜l4成为光学系统100中光线偏折的过渡部分，即使第三透镜l3及第四透镜l4于光学系统100中承担的屈折力小，进而降低光学系统100对第三透镜及第四透镜l4之间的间距的敏感度。
[0076]
在一些实施例中，光学系统100满足条件式：-0.5≤|r41|/f4≤0.2；其中，r41为第四透镜l4的物侧面s7于光轴处的曲率半径，f4为第四透镜l4的有效焦距。具体地，|r41|/f4可以为：-0.195、-0.162、-0.124、-0.065、-0.013、0.025、0.078、0.135、0.184或0.205。满足上述条件式时，能够对第四透镜l4的物侧面s7于光轴处的曲率半径以及第四透镜l4的有效焦距进行合理配置，使第四透镜l4的面型复杂度降低，进而有利于抑制光学系统100的畸变及子午方向上的场曲的产生，以提升光学系统100的成像质量，同时也有利于降低第四透镜l4的成型难度。
[0077]
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。
[0078]
第一实施例
[0079]
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587.5618nm，其他实施例相同。
[0080]
第一透镜l1的物侧面s1于近轴处为凸面，像侧面s2于近轴处为凸面；
[0081]
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；
[0082]
第三透镜l3的物侧面s5于近轴处为凸面，像侧面s6于近轴处为凹面；
[0083]
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；
[0084]
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；
[0085]
第六透镜l6的物侧面s11于近轴处为凹面，像侧面s12于近轴处为凸面；
[0086]
第七透镜l7的物侧面s13于近轴处为凹面，像侧面s14于近轴处为凹面。
[0087]
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。
[0088]
需要注意的是，在本申请中，当描述透镜的一个表面于近轴处(该侧面的中心区域)为凸面时，可理解为该透镜的该表面于光轴附近的区域为凸面。
[0089]
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。
[0090]
进一步地，光学系统100满足条件式：f*43/(imgh*fno)＝20.170；其中，f为光学系统100的有效焦距，imgh为光学系统100于成像面上有效像素区域的对角线长度，fno为光学系统100的光圈数。上述条件式为光学系统100以全画幅为基准计算的等效焦距，且一般等效焦距大于25mm的光学系统100具备一定的长焦性能。满足上述条件式时，光学系统100的放大能力大于等效焦距为50mm的光学系统100的放大能力的两倍，且imgh的数值较大，使光学系统100能够适配更大尺寸、更高像素的感光元件，进而提升光学系统100的成像清晰度。并且，满足上述条件式时，还能够对光学系统100的有效焦距、于成像面上有效像素区域的对角线长度以及光圈数进行合理配置，使光学系统100具有更大的放大倍率，进而使系统能够对远距离的被摄物实现近距离的拍摄效果，另外，相较于一般的具有同等放大倍率的系统而言，光学系统100具有更大的光圈，以提升光学系统100的光通量，使光学系统100在光线不足的环境下也能够具备优良的成像质量。
[0091]
光学系统100满足条件式：(|r32|+|r42|)/f＝2.879；其中，r32为第三透镜l3的像侧面s6于光轴处的曲率半径，r42为第四透镜l4的像侧面s8于光轴处的曲率半径。第三透镜l3为光学系统100提供正屈折力或负屈折力，第四透镜l4为光学系统100提供正屈折力或负屈折力，第三透镜l3及第四透镜l4的组合能够更好地校正第三透镜l3物侧各透镜所产生的畸变和慧差。满足上述条件式时，能够对第三透镜l3的像侧面s6与第四透镜l4的像侧面s8于光轴处的曲率半径以及光学系统100的有效焦距进行合理配置，以避免第三透镜l3和第四透镜l4的像侧面的面型过于弯曲或过于平缓，导致对光学系统100产生较大的球差或垂轴色差，进而有利于初级像差在光学系统100各透镜中的合理分配，降低光学系统100的公差敏感度。
[0092]
光学系统100满足条件式：(|f2|+|f3|)/r31＝16.539；其中，f2为第二透镜l2的有效焦距，f3为第三透镜l3的有效焦距，r31为第三透镜l3的物侧面s5于光轴处的曲率半径。
第二透镜l2为光学系统100提供负屈折力，第三透镜l3为光学系统100提供正或负屈折力，满足上述条件式时，第二透镜l2及第三透镜l3整体能够抵消第一透镜l1产生的初级像差；同时也能够对第二透镜l2、第三透镜l3的有效焦距及第三透镜l3的物侧面s5于近轴处的曲率半径进行合理配置，以避免第二透镜l2及第三透镜l3对光学系统100产生较大的球差和垂轴色差，进而有利于初级像差在光学系统100各透镜中的合理分配，降低光学系统100的公差敏感度。
[0093]
光学系统100满足条件式：f/f1＝1.960；其中，f1为第一透镜l1的有效焦距。满足上述条件式时，能够对第一透镜l1的有效焦距以及光学系统100的有效焦距进行合理配置，使第一透镜l1于光学系统100中承担的屈折力适中，以有效减小色差与球差的产生，提升光学系统100的成像质量，且有利于降低光学系统100的敏感度。同时，在维持光学系统100的小型化设计的情况下，也能够使光学系统100具备远摄特性。
[0094]
光学系统100满足条件式：|r41/r51|＝0.176；其中，r41为第四透镜l4的物侧面s9于光轴处的曲率半径，r51为第五透镜l5的物侧面s9于光轴处的曲率半径。满足上述条件式时，能够对r41及r51的数值进行合理配置，以保证第四透镜l4的物侧面s7与第五透镜l5的物侧面s9能够合理分配垂直方向的屈折力，进而抑制光学系统100的像差，且有利于降低光学系统100中弥散斑的尺寸。
[0095]
光学系统100满足条件式：f＝7.205mm；ttl＝7mm；ttl/f＝0.972；其中，ttl为第一透镜l1的物侧面s1至光学系统100的成像面于光轴上的距离，即光学系统100的系统总长。满足条件式：f≥7.2mm时，有利于光学系统100与感光元件配合而具备长焦距特性。并且，满足上述条件式时，在ttl≤7mm的情况下，能够使光学系统100具备长焦距，有利于光学系统100在小型化电子设备中的安装。另外，满足上述条件式时，有利于校正光学系统100的色差、球差及畸变等像差，提升光学系统100的成像质量。
[0096]
光学系统100满足条件式：(|f1|+|f2|+|f3|)/f＝17.499；其中，f1为第一透镜l1的有效焦距，f2为第二透镜l2的有效焦距，f3为第三透镜l3的有效焦距。第一透镜l1、第二透镜l2及第三透镜l3组成光学系统100的前透镜组，满足上述条件式时，能够对第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3以及光学系统100的有效焦距进行合理配置，以避免前透镜组产生较大的像差，进而提升光学系统100的成像质量，同时也有利于缩短前透镜组于光轴方向上的尺寸，进而有利于缩短光学系统100的系统总长，实现小型化设计。
[0097]
光学系统100满足条件式：ttl/(ct23+ct45)＝8.252；其中，ttl为第一透镜l1的物侧面s1至光学系统100的成像面于光轴上的距离，ct23为第二透镜l2的像侧面s4至第三透镜l3的物侧面s5于光轴上的距离，ct45为第四透镜l4的像侧面s8至第五透镜l5的物侧面s9于光轴上的距离。满足上述条件式时，能够使第三透镜l3及第四透镜l4之间的排列更紧凑，进而使第三透镜l3及第四透镜l4成为光学系统100中光线偏折的过渡部分，即使第三透镜l3及第四透镜l4于光学系统100中承担的屈折力小，进而降低光学系统100对第三透镜l3及第四透镜l4之间的间距的敏感度。
[0098]
光学系统100满足条件式：|r41|/f4＝-0.142；其中，r41为第四透镜l4的物侧面s7于光轴处的曲率半径，f4为第四透镜l4的有效焦距。满足上述条件式时，能够对第四透镜l4的物侧面s7于光轴处的曲率半径以及第四透镜l4的有效焦距进行合理配置，使第四透镜l4的面型复杂度降低，进而有利于抑制光学系统100的畸变及子午方向上的于t方向上场曲的
产生，以提升光学系统100的成像质量，同时也有利于降低第四透镜l4的成型难度。
[0099]
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透镜的物侧面于光轴上的距离。
[0100]
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。
[0101]
在第一实施例中，光学系统100的总有效焦距f＝7.205mm，光圈数fno＝2.4，最大视场角fov＝46.85
°
，系统总长ttl＝7mm。
[0102]
且各透镜的焦距、折射率和阿贝数为d线(587.56nm)下的数值，其他实施例也相同。
[0103]
表1
[0104][0105][0106]
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，非球面系数公式如下：
[0107]
[0108]
其中，z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，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。
[0109]
表2
[0110][0111][0112]
第二实施例
[0113]
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。
[0114]
第一透镜l1的物侧面s1于近轴处为凸面，像侧面s2于近轴处为凸面；
[0115]
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；
[0116]
第三透镜l3的物侧面s5于近轴处为凸面，像侧面s6于近轴处为凹面；
[0117]
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；
[0118]
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；
[0119]
第六透镜l6的物侧面s11于近轴处为凹面，像侧面s12于近轴处为凸面；
[0120]
第七透镜l7的物侧面s13于近轴处为凹面，像侧面s14于近轴处为凸面。
[0121]
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。
[0122]
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。
[0123]
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。
[0124]
表3
[0125][0126][0127]
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。
[0128]
表4
[0129][0130][0131]
并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：
[0132]
f*43/imgh/fno21.047ttl/f0.916(|r32|+|r42|)/f2.811(|f1|+|f2|+|f3|)/f26.836(|f2|+|f3|)/r3121.145ttl/(ct23+ct45)8.166f/f11.967|r41|/f4-0.046|r41/r51|0.214
ꢀꢀ
[0133]
第三实施例
[0134]
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。
[0135]
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；
[0136]
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；
[0137]
第三透镜l3的物侧面s5于近轴处为凸面，像侧面s6于近轴处为凹面；
[0138]
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；
[0139]
第五透镜l5的物侧面s9于近轴处为凸面，像侧面s10于近轴处为凹面；
[0140]
第六透镜l6的物侧面s11于近轴处为凹面，像侧面s12于近轴处为凸面；
[0141]
第七透镜l7的物侧面s13于近轴处为凹面，像侧面s14于近轴处为凸面。
[0142]
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。
[0143]
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。
[0144]
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。
[0145]
表5
[0146][0147][0148]
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。
[0149]
表6
[0150][0151][0152]
并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：
[0153]
f*43/imgh/fno22.004ttl/f0.916(|r32|+|r42|)/f2.192(|f1|+|f2|+|f3|)/f14.404(|f2|+|f3|)/r3114.458ttl/(ct23+ct45)6.862f/f11.998|r41|/f4-0.130|r41/r51|0.534
ꢀꢀ
[0154]
第四实施例
[0155]
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以及具有正屈折力的第七透镜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。
[0156]
第一透镜l1的物侧面s1于近轴处为凸面，像侧面s2于近轴处为凸面；
[0157]
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；
[0158]
第三透镜l3的物侧面s5于近轴处为凸面，像侧面s6于近轴处为凹面；
[0159]
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；
[0160]
第五透镜l5的物侧面s9于近轴处为凸面，像侧面s10于近轴处为凸面；
[0161]
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；
[0162]
第七透镜l7的物侧面s13于近轴处为凹面，像侧面s14于近轴处为凸面。
[0163]
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。
[0164]
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。
[0165]
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。
[0166]
表7
[0167][0168][0169]
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。
[0170]
表8
[0171][0172][0173]
并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：
[0174]
f*43/imgh/fno23.052ttl/f0.947(|r32|+|r42|)/f1.997(|f1|+|f2|+|f3|)/f4.644(|f2|+|f3|)/r319.293ttl/(ct23+ct45)6.742f/f11.957|r41|/f4-0.195|r41/r51|0.346
ꢀꢀ
[0175]
第五实施例
[0176]
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。
[0177]
第一透镜l1的物侧面s1于近轴处为凸面，像侧面s2于近轴处为凸面；
[0178]
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；
[0179]
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；
[0180]
第四透镜l4的物侧面s7于近轴处为凸面，像侧面s8于近轴处为凹面；
[0181]
第五透镜l5的物侧面s9于近轴处为凸面，像侧面s10于近轴处为凹面；
[0182]
第六透镜l6的物侧面s11于近轴处为凸面，像侧面s12于近轴处为凸面；
[0183]
第七透镜l7的物侧面s13于近轴处为凹面，像侧面s14于近轴处为凹面。
[0184]
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。
[0185]
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。
[0186]
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。
[0187]
表9
[0188][0189][0190]
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。
[0191]
表10
[0192][0193][0194]
并且，根据上述所提供的各参数信息，可推得以下数据：
[0195]
f*43/imgh/fno24.204ttl/f0.958(|r32|+|r42|)/f7.108(|f1|+|f2|+|f3|)/f4.460(|f2|+|f3|)/r315.625ttl/(ct23+ct45)6.190f/f11.869|r41|/f40.205|r41/r51|0.963
ꢀꢀ
[0196]
请参见图11，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，能够增强取像模组200的放大能力，使光学系统100能够适配更大
尺寸、更高像素的感光元件，进而提升光学系统100的成像质量。另外，能够使取像模组200在对远距离被摄物成像时，也能够具备优良的成像质量，同时也能够提升取像模组200在暗环境下的成像质量。
[0197]
请参见图11和图12，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。在电子设备300中采用取像模组200，通过增强光学系统100的放大能力，能够提升电子设备300的成像质量。另外，有利于电子设备300在对远距离被摄物成像时，也能够具备优良的成像质量，同时也能够提升电子设备300在暗环境下的成像质量。
[0198]
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。
[0199]
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。