實(shí)施例涉及用于改進(jìn)的光學(xué)性能的光學(xué)系統(tǒng)以及包括該光學(xué)系統(tǒng)的相機(jī)模塊。

背景技術(shù)：

1、相機(jī)模塊捕獲對象并將其存儲為圖像或視頻，并且相機(jī)模塊安裝在各種應(yīng)用中。具體而言，相機(jī)模塊以非常小的尺寸生產(chǎn)，不僅應(yīng)用于諸如智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等便攜式裝置，還應(yīng)用于無人機(jī)和交通工具以提供各種功能。例如，相機(jī)模塊的光學(xué)系統(tǒng)可以包括用于形成圖像的成像透鏡，以及用于將形成的圖像轉(zhuǎn)換為電信號的圖像傳感器。在這種情況下，相機(jī)模塊可以通過自動調(diào)整圖像傳感器與成像透鏡之間的距離來執(zhí)行對齊透鏡的焦距的自動對焦(af)功能，并且可以通過變焦透鏡增大或減小遠(yuǎn)處對象的放大率來執(zhí)行放大或縮小的變焦功能。此外，相機(jī)模塊采用圖像穩(wěn)定(is)技術(shù)來校正或防止由于固定裝置不穩(wěn)定或用戶的移動引起的相機(jī)移動而導(dǎo)致的圖像抖動。該相機(jī)模塊獲得圖像的最重要元件是形成圖像的成像透鏡。近來，對諸如高圖像質(zhì)量和高分辨率等高效率的興趣日益增加，并且為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，正在進(jìn)行關(guān)于包括多個透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的研究。例如，正在研究使用具有正(+)和/或負(fù)(-)折射力的多個成像透鏡來實(shí)現(xiàn)高效率光學(xué)系統(tǒng)。

2、然而，當(dāng)包括多個透鏡時，存在的問題在于難以得出優(yōu)異的光學(xué)特性和像差特性。另外，當(dāng)包括多個透鏡時，由于多個透鏡的厚度、間隔、尺寸等，總長度、高度等可能增大，從而增大包括多個透鏡的模塊的整體尺寸。此外，圖像傳感器的尺寸日益增大以實(shí)現(xiàn)高分辨率和高質(zhì)量。然而，當(dāng)圖像傳感器的尺寸增大時，包括多個透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的總光程長度(total?track?length，ttl)也會增大，因此存在的問題在于包括光學(xué)系統(tǒng)的相機(jī)和移動終端的厚度也會增大。因此，需要能夠解決上述問題的新的光學(xué)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、【技術(shù)問題】

2、實(shí)施例提供了具有改進(jìn)的光學(xué)特性的光學(xué)系統(tǒng)。實(shí)施例提供了在視場角的中心部分和外圍部分具有優(yōu)異的光學(xué)性能的光學(xué)系統(tǒng)。實(shí)施例提供了能夠具有纖薄結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)。

3、【技術(shù)方案】

4、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)包括沿光軸從物側(cè)到傳感器側(cè)設(shè)置的第一透鏡至第七透鏡，第一透鏡在光軸上具有正(+)折射力，第二透鏡在光軸上具有負(fù)(-)折射力，第七透鏡在光軸上具有負(fù)(-)折射力，第一透鏡的物側(cè)表面在光軸上具有凸出形狀，第一透鏡的傳感器側(cè)表面接合(bond)到第二透鏡，第七透鏡的傳感器側(cè)表面在第一透鏡至第七透鏡中具有最大的有效孔徑，并且在光軸上從第一透鏡的物側(cè)表面的頂點(diǎn)到圖像傳感器的圖像表面的距離為ttl，圖像傳感器的最大對角線長度的1/2為imgh，第一透鏡的折射率為n1，第二透鏡的折射率為n2，并且可以滿足以下等式：0.4<ttl/imgh<3和0.05<(n2)-(n1)<0.25。

5、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第三透鏡的折射率為n3，并且第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡中的每一個的折射率可以滿足下列等式：1.45<n1<1.65，1.55<n2<1.8，1.6<n3。第一透鏡和第二透鏡的阿貝數(shù)為v1、v2，并且可以滿足下列等式：10<(v1)-(v2)<50。

6、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一透鏡在光軸處的厚度為l1_ct，第三透鏡在光軸處的厚度為l3_ct，在第一透鏡至第七透鏡的物側(cè)表面和傳感器側(cè)表面的有效孔徑中最大的有效孔徑為ca_max，在第一透鏡至第七透鏡的物側(cè)表面和傳感器側(cè)表面的有效孔徑中最小的有效孔徑為ca_min，并且可以滿足下列等式中的至少一個：2<l1_ct/l3_ct<5以及1<ca_max/ca_min<5。第二透鏡的傳感器側(cè)表面可以具有在第一透鏡至第七透鏡的有效孔徑中的最小有效孔徑。

7、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第七透鏡的物側(cè)表面和傳感器側(cè)表面的有效孔徑的平均值為avr_ca_l7，第二透鏡的物側(cè)表面和傳感器側(cè)表面的有效孔徑的平均值為avr_ca_l2，并且第二透鏡和第七透鏡可以滿足下列等式：2<avr_ca_l7/avr_ca_l2<4。

8、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第六透鏡的物側(cè)表面在光軸上具有凸出形狀，傳感器側(cè)表面在光軸上具有凸出形狀，并且第六透鏡可以具有正折射力。第七透鏡的物側(cè)表面在光軸上具有凹入形狀，并且第七透鏡的傳感器側(cè)表面在光軸上具有凹入形狀。

9、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一透鏡在光軸處的厚度為l1_ct，第七透鏡在光軸處的厚度為l7_ct，在光軸上第二透鏡與第三透鏡之間的距離(mm)為d23_ct，在光軸上第六透鏡的傳感器側(cè)表面與第七透鏡的物側(cè)表面之間的距離(mm)為d67_ct，并且第一透鏡和第二透鏡以及第六透鏡和第七透鏡可以滿足下列等式：1<l1_ct/l7_ct<5以及1<d67_ct/d23_ct<4。

10、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第七透鏡的傳感器側(cè)表面具有拐點(diǎn)，該拐點(diǎn)位于從光軸到第七透鏡的有效區(qū)域的端部的距離的30％或以上的位置，并且可以滿足下列等式：0.5<l7s2_max_sag?to?sensor<2(l7s2_max_sag?to?sensor為光軸方向上從第七透鏡的傳感器側(cè)表面的最大垂度(sag)值到圖像傳感器的距離)。

11、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)包括：第一透鏡組，從物側(cè)到傳感器側(cè)具有至少兩個透鏡；以及第二透鏡組，設(shè)置在第二透鏡組的傳感器側(cè)，且具有比第一透鏡組的透鏡數(shù)量更多的透鏡，第一透鏡組和第二透鏡組所包括的透鏡的總數(shù)為7或更小，第一透鏡組與第二透鏡組之間的最大距離為dg12_max，第一透鏡組與第二透鏡組之間的最小距離為dg12_min，在光軸上第一透鏡組內(nèi)兩個透鏡之間的距離為d12_ct，第一透鏡組與第二透鏡組之間的光軸距離為dg12_ct，并且可以滿足下列等式：dg12_max＝(dg12_ct/d12_ct)以及dg12_min<(dg12_ct/d12_ct)。

12、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一透鏡組包括物側(cè)的第一透鏡和傳感器側(cè)的第二透鏡，在光軸上第一透鏡與第二透鏡之間的距離為d12_ct，在光軸上第一透鏡和第二透鏡的有效區(qū)域的端部之間的距離為d12_et，并且可以滿足下列等式：0.01>d12_ct-d12_et。

13、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一透鏡組的透鏡表面中最靠近第二透鏡組的傳感器側(cè)表面的有效孔徑尺寸最小，第二透鏡組的透鏡表面中最靠近圖像傳感器的傳感器側(cè)表面的有效孔徑尺寸最大，在光軸上從第一透鏡的物側(cè)表面的頂點(diǎn)到圖像傳感器的圖像表面的距離為ttl，圖像傳感器的最大對角線長度為ih，并且可以滿足下列等式：0.6<ttl/ih<0.8。第一透鏡組和第二透鏡組中的每一個的焦距的絕對值對于第二透鏡組可以更大。

14、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一透鏡組包括在從物側(cè)到傳感器側(cè)的方向上沿光軸設(shè)置的第一透鏡和第二透鏡，第二透鏡組包括在從物側(cè)到傳感器側(cè)的方向上沿光軸設(shè)置的第三透鏡至第七透鏡，其中，第一透鏡的傳感器側(cè)表面與第二透鏡的物側(cè)表面接合，并且第二透鏡的傳感器側(cè)表面可以具有最小有效孔徑。

15、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二透鏡與第三透鏡之間的光軸距離為d23_ct，第六透鏡的傳感器側(cè)表面與第七透鏡的物側(cè)表面之間的光軸距離為d67_ct，第六透鏡與第七透鏡之間的光軸距離以及第二透鏡與第三透鏡之間的光軸距離可以滿足下列等式：1<d67_ct/d34_ct<4。

16、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二透鏡具有與第一透鏡的折射力不同的負(fù)折射力、高于第一透鏡的折射率的折射率以及低于第一透鏡的阿貝數(shù)的阿貝數(shù)，第一透鏡和第二透鏡的折射率為n1和n2，并且可以滿足下列等式：0.05<(n2)-(n1)<0.25。第一透鏡和第二透鏡的折射率為n1和n2，第一透鏡和第二透鏡的阿貝數(shù)為v1和v2，并且可以滿足下列等式：1.45<n1<1.65、1.55<n2<1.8以及10<(v1)-(v2)<50。

17、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一透鏡組在光軸上的厚度可以等于該至少兩個透鏡的厚度之和。第一透鏡組的有效區(qū)域的端部處的厚度可以等于該至少兩個透鏡的有效區(qū)域的端部之間的距離。第一透鏡組可以由接合在一起的兩個透鏡構(gòu)成，并且第二透鏡組可以由五個透鏡構(gòu)成。

18、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的相機(jī)模塊包括：圖像傳感器；以及在圖像傳感器與光學(xué)系統(tǒng)的最后一個透鏡之間的濾光片，其中，光學(xué)系統(tǒng)包括上述光學(xué)系統(tǒng)中的任一個，光學(xué)系統(tǒng)的總焦距為f，光學(xué)系統(tǒng)的入瞳直徑為epd，并且可以滿足下列等式：1≤f/epd<5。

19、【有益效果】

20、根據(jù)實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)和相機(jī)模塊可以具有改進(jìn)的光學(xué)特性。詳細(xì)地，由于多個透鏡以設(shè)定的表面形狀、折射力、厚度及距離而形成，因此光學(xué)系統(tǒng)可以具有改進(jìn)的像差特性、分辨率等。

21、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)通過向物側(cè)透鏡組提供膠合透鏡(cementedlens)，可以改進(jìn)像差并控制入射光線。根據(jù)實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)和相機(jī)模塊可以具有改進(jìn)的畸變和像差控制特性，并且即使在視場(fov)的中心部分和外圍部分也可以具有良好的光學(xué)性能。根據(jù)實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)可以具有改進(jìn)的光學(xué)特性和較小的總光程長度(ttl)，使得可以以纖薄緊湊的結(jié)構(gòu)提供光學(xué)系統(tǒng)和包括該光學(xué)系統(tǒng)的相機(jī)模塊。