CN116324565A - 光学系统 - Google Patents

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CN116324565A CN202180062256.3A CN202180062256A CN116324565A CN 116324565 A CN116324565 A CN 116324565A CN 202180062256 A CN202180062256 A CN 202180062256A CN 116324565 A CN116324565 A CN 116324565A
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Abstract

在实施方式中公开的光学系统可以包括沿着光轴在从对象侧到图像侧的方向上连续布置的第一透镜至第五透镜，其中第一透镜至第五透镜中的每个透镜包括对象侧表面和图像侧表面，第一透镜的图像侧表面的有效孔径的尺寸大于第一透镜的对象侧表面的有效孔径的尺寸，并且第一透镜的厚度小于第二透镜的厚度。

Description

光学系统
技术领域
实施方式涉及用于改善光学性能的光学器件。
背景技术
相机模块捕获对象并将其存储为图像或视频，并且相机模块被安装在各种应用中。特别地，相机模块是以非常小的尺寸生产的，其不仅被应用于诸如智能电话、平板电脑和膝上型电脑的便携式装置而且还被应用于无人机和交通工具以提供各种功能。例如，相机模块的光学系统可以包括用于形成图像的成像透镜，以及用于将形成的图像转换为电信号的图像传感器。在这种情况下，相机模块可以通过自动调节图像传感器与成像透镜之间的距离来执行对准透镜的焦距的自动聚焦(AF)功能，并且可以通过经由变焦透镜增大或减小对远距对象的放大率来执行放大或缩小的缩放功能。此外，相机模块采用图像稳定(image stabilization，IS)技术来校正或防止由于固定装置不稳定或由用户的移动引起的相机移动而导致的图像不稳定。该相机模块中用于获得图像的最重要的元件是形成图像的成像透镜。近来，人们越来越关注诸如高图像质量和高分辨率的高效能，并且为了实现这样的高效能正在对包括多个透镜的光学系统进行研究。例如，正在进行利用多个具有正(+)和/或(-)屈光力的成像透镜来实现高效光学系统的研究。然而，在包括多个透镜的情况下，存在难以获得优异的光学特性和像差特性的问题。
通常，包括多个透镜的光学系统可以具有设定的有效焦距(EFL)。在这种情况下，当有效焦距(EFL)值相对较大时，最靠近对象侧的透镜具有大孔径(aperture)或者在多个透镜之中具有最大孔径。因此，由于最靠近对象侧的透镜具有相对大的尺寸，因此难以使光学系统小型化。包括多个透镜的光学系统可能具有相对高的高度。例如，随着透镜数量的增加，从图像传感器到最靠近对象的透镜的对象表面的距离可能增加。因此，设置有光学系统的装置诸如智能电话的整体厚度可能增加，并且存在难以使装置小型化的问题。因此，需要能够解决上述问题的新的光学系统。
发明内容
技术问题
实施方式提供具有改进的光学特性的光学系统。实施方式提供可以以小且紧凑的方式实现的光学系统。实施方式提供适用于具有薄的厚度的折叠式相机的光学系统。
解决方案
根据实施方式的光学系统包括沿着光轴从对象侧到图像侧顺序布置的第一透镜至第五透镜，其中第一透镜至第五透镜各自包括对象侧表面和图像侧表面，其中第一透镜的图像侧表面的有效孔径的尺寸可以大于第一透镜的对象侧表面的有效孔径的尺寸，并且第一透镜的厚度可以小于第二透镜的厚度。
根据本发明的实施方式，第一透镜可以具有正(+)屈光力(refractive power)，并且第一透镜的对象侧表面可以具有负(-)曲率半径。第一透镜的厚度可以比第三透镜的厚度薄并且比第四透镜或第五透镜的厚度厚。第一透镜的厚度可以小于第一透镜与第二透镜之间的距离。第二透镜的厚度可以大于第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的厚度。
根据实施方式的光学系统包括沿着光轴从对象侧到图像侧顺序布置的第一透镜至第五透镜，其中，第一透镜具有正(+)屈光力并且相对于光轴具有凹形形状。第二透镜可以具有有效孔径大于第一透镜的对象侧表面的有效孔径的尺寸的表面。
第二透镜可以具有正(+)屈光力，并且第一透镜的焦距可以大于第二透镜的焦距。此外，光学系统的有效焦距EFL可以小于第一透镜的焦距并且大于第二透镜的焦距。第一透镜的图像侧表面可以具有凸形形状，并且第二透镜的图像侧表面可以具有凹形形状。
根据本实施方式的光学系统包括沿着光轴从对象侧到图像侧顺序布置的第一透镜至第五透镜，并且第一透镜的厚度比第二透镜和第三透镜的厚度薄并且比第四透镜和第五透镜的厚度厚，第二透镜的厚度比第三透镜的厚度厚，其中，从第一透镜和第二透镜中选择的一个透镜的对象侧表面或图像侧表面可以具有第一透镜至第五透镜的对象侧表面和图像侧表面之中的最大有效孔径。
有益效果
根据本实施方式的光学系统可以具有改进的光学特性。具体地，该光学系统可以包括多个透镜并且可以包括至少一个具有比最靠近对象的第一透镜的对象侧表面大的有效孔径的透镜表面。因此，在设计包括多个透镜的光学系统时，可以获得改善的光学特性。
根据本实施方式的光学系统可以被提供为是纤薄的。例如，在光学系统中，具有相对大有效直径的透镜(例如邻近对象侧的至少一个透镜)可以具有D形切割(D-cut)形状。因此，可以使入射光的处理期间的光损失最小化，并且可以使具有更纤薄的形状。
根据本实施方式的光学系统可以包括：例如，该光学系统可以将沿垂直于包括光路改变构件的装置或设备的表面的方向入射的光改变成平行于该装置或设备的表面的方向。因此，包括多个透镜的光学系统可以在该装置或设备内具有较小的厚度，并且该装置或设备的总厚度可以减小。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的光学系统沿第一方向(X)的侧截面的图。
图2是示出根据第一实施方式的光学系统沿第二方向(Y)的侧截面的图。
图3是用于说明根据第一实施方式的光学系统中的至少一个透镜的D形切割形状的图。
图4是示出根据第一实施方式的光学系统的MTF特性和像差特性(aberrationcharacteristics)的曲线图。
图5是示出根据第一实施方式的光学系统的像差特性的曲线图。
图6是示出根据第二实施方式的光学系统沿第一方向(X)的侧截面的图。
图7是示出根据第二实施方式的光学系统沿第二方向(Y)的侧截面的图。
图8是用于说明根据第二实施方式的光学系统中的至少一个透镜的D形切割形状的图。
图9是示出根据第二实施方式的光学系统的MTF特性的曲线图。
图10是示出根据第二实施方式的光学系统的像差特性的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。本发明的技术精神不限于将要描述的一些实施方式，而是可以以各种其他形式来实现，并且可以在本发明的技术精神的范围内选择性地组合和替换部件中的一个或更多个部件以供使用。此外，除非明确地定义且清晰地描述，否则本发明的实施方式中使用的术语(包括技术术语和科学术语)可以按本发明所属领域的普通技术人员可以普遍理解的含义来解释，并且通常使用的术语，例如字典中定义的术语，应当能够在考虑相关技术的上下文含义的基础上解释其含义。此外，本发明的实施方式中使用的术语是用于说明实施方式而不旨在限制本发明。在本说明书中，单数形式也可以包括复数形式，除非在短语中另有特别说明，在说明A和(以及)B、C中的至少一个(或一个或更多个)的情况下，可以包括可以与A、B和C结合的所有组合中的一个或更多个组合。在描述本发明实施方式的部件时，可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语。这些术语仅用于将部件与其他部件区分开，而不能由该术语来决定相应组成元素的性质、顺序或过程等。此外，当描述一个部件“连接”，“耦合”或“接合”至另一部件时，该描述不仅可以包括直接连接、耦接或接合至该另一部件，而且还可以包括通过在该部件与该另一部件之间的其他部件来进行“连接”、“耦接”或“接合”。此外，在被描述为形成或设置在每个部件的“上方(上)”或“下方(下)”的情况下，该描述不仅包括两个部件彼此直接接触的情况，而且包括一个或更多个其他部件形成或设置在两个部件之间的情况。此外，当被表述为“上方(上)”或“下方(下)”时，可以指相对于一个元件的向下方向以及向上方向。
凸形透镜表面可以意指对应于光轴的区域的透镜表面具有凸形形状，而凹形透镜表面意指对应于光轴的区域的透镜表面具有凹形形状。此外，“对象侧表面”可以意指透镜相对于光轴面向对象侧的表面，而“图像侧表面”可以意指透镜相对于光轴朝向成像表面的表面。此外，垂直方向可以意指垂直于光轴的方向，并且透镜或透镜表面的端部可以意指入射光穿过的透镜的有效区域的端部。透镜的中心厚度可以意指沿透镜的光轴方向与光轴交叠的区域的厚度。
根据本发明的实施方式的光学系统(1000)可以包括从对象侧到图像侧顺序布置的多个透镜。光学系统(1000)可以包括在多个透镜的图像侧的滤光器(500)和图像传感器(300)。多个透镜可以包括四个或更多个透镜。具体地，多个透镜可以包括五个或更多个透镜。这些透镜可以沿光学系统(1000)的光轴(OA)顺序地布置。与对象的图像信息对应的光可以顺序地穿过多个透镜和滤光器(500)并入射到图像传感器(300)。
多个透镜中的每个透镜可以包括有效区域和无效区域。有效区域可以是入射到透镜上的光穿过的区域。即，有效区域可以是入射光被折射以实现光学特性的区域。无效区域可以布置在有效区域周围。无效区域可以是光不入射到其中的区域。即，无效区域可以是与光学特性无关的区域。另外，无效区域可以是被固定至容纳透镜的镜筒(未示出)的区域。根据该实施方式的光学系统(1000)可以包括用于调节入射光的量的孔径光阑(aperturestop)。孔径光阑可以设置在从多个透镜中选择的两个透镜之间。多个透镜中的至少一个透镜可以用作孔径光阑。例如，从多个透镜中选择的一个透镜的透镜表面可以用作孔径光阑以用于调节入射到光学系统(1000)的光的量。
滤光器(500)可以设置在多个透镜与图像传感器(300)之间。滤光器(500)可以包括红外滤光器和诸如盖玻片的滤光器中的至少之一。滤光器(500)可以使具有设定的波带的光穿过并过滤具有不同的波带的光。在滤光器(500)包括红外滤光器的情况下，可以阻止从外部光发出的辐射被传递至图像传感器(300)。此外，滤光器(500)可以透射可见光并反射红外光。图像传感器(300)可以检测光。具体地，图像传感器(300)可以检测顺序地穿过第一透镜至第五透镜(110、120、130、140、150)的光。图像传感器(300)可以包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。
光学系统(1000)还可以包括光路改变构件(未示出)。光路改变构件可以通过反射从外部入射的光来改变光路。光路改变构件可以包括反射器或棱镜。例如，光路改变构件可以包括直角棱镜。在光路改变构件包括直角棱镜的情况下，光路改变构件可以通过以90度的角度反射入射光的路径来改变光的路径。光路改变构件可以被设置成比多个透镜更靠近对象侧。即，光学系统(1000)可以包括沿着光轴(OA)从对象侧到图像侧顺序设置的光路改变构件、多个透镜、滤光器(500)以及图像传感器(300)。光路改变构件可以通过反射从外部入射的光来沿设定方向改变光的路径。即，光路改变构件可以将入射到光路改变构件的光的路径改变成朝向多个透镜。因此，根据本实施方式的光学系统(1000)可以被应用于能够减小相机厚度的折叠式相机。具体地，光学系统(1000)可以包括光路改变构件，并将施加于装置的沿垂直于装置的表面的方向入射的光改变成平行于装置的表面的方向。因此，包括多个透镜的光学系统(1000)可以在装置内具有较薄的厚度，并且因此可以提供较薄的装置。
更具体地，在光学系统(1000)不包括光路改变构件的情况下，多个透镜可以被布置成在装置中沿垂直于装置的表面的方向延伸。因此，包括多个透镜的光学系统(1000)可能在垂直于装置表面的方向上具有高的高度。然而，在光学系统(1000)被应用于包括光路改变构件的折叠式相机的情况下，多个透镜可以被布置成在平行于装置表面的方向延伸。相应地，包括多个透镜的光学系统(1000)可以在垂直于装置表面的方向上具有低的高度。因此，包括光学系统(1000)的折叠式相机可以在装置内具有薄的厚度，并且还可以使装置的厚度减小。
<第一实施方式>
在下文中，将详细描述根据第一实施方式的光学系统。图1和图2是示出根据第一实施方式的光学系统沿不同方向的侧截面的配置图，图3是示出根据第一实施方式的光学系统中的D形切割形状的图，并且图4和图5是示出根据第一实施方式的光学系统的MTF特性和像差特性的曲线图。
参照图1至图5，根据第一实施方式的光学系统(1000)可以包括多个透镜。例如，光学系统(1000)可以包括四个或更多个透镜。具体地，光学系统(1000)可以包括5个或更多个透镜。
光学系统(1000)可以包括沿着光轴(OA)从对象侧朝向图像侧顺序布置的第一透镜(110)、第二透镜(120)、第三透镜(130)、第四透镜(140)、第五透镜(150)、滤光器(500)以及图像传感器(300)。第一透镜至第五透镜(110、120、130、140、150)可以沿着光学系统(1000)的光轴(OA)顺序布置。在这种情况下，在多个透镜(110、120、130、140、150)之中，第一透镜(110)可以被布置成最靠近对象侧，并且第五透镜(150)可以被布置成最靠近图像侧。此外，第一透镜(110)和第二透镜(120)可以沿着光轴(OA)连续布置。更具体地，第一透镜至第五透镜(110、120、130、140、150)可以沿着光轴(OA)连续布置。
第一透镜(110)可以具有正(+)屈光力。第一透镜(110)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第一透镜(110)可以由塑料材料制成。第一透镜(110)可以包括被定义为对象侧表面的第一表面(S1)和被定义为图像侧表面的第二表面(S2)。第一表面(S1)可以是凹的，并且第二表面(S2)可以是凸的。即，第一透镜(110)可以具有沿图像侧方向凸出的弯月形状。第一表面(S1)和第二表面(S2)中的至少一个可以是非球面。例如，第一表面(S1)和第二表面(S2)两者均可以是非球面。
第二透镜(120)可以具有正(+)屈光力。第二透镜(120)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第二透镜(120)可以由塑料材料制成。第二透镜(120)可以包括被定义为对象侧表面的第三表面(S3)和被定义为图像侧表面的第四表面(S4)。第三表面(S3)可以是凸的，并且第四表面(S4)可以是凹的。即，第二透镜(120)可以具有朝向对象侧凸出的弯月形状。第三表面(S3)和第四表面(S4)中的至少一个可以是非球面。例如，第三表面(S3)和第四表面(S4)两者均可以是非球面。
第三透镜(130)可以具有负(-)屈光力。第三透镜(130)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第三透镜(130)可以由塑料材料制成。第三透镜(130)可以包括被定义为对象侧表面的第五表面(S5)和被定义为图像侧表面的第六表面(S6)。第五表面(S5)可以是凸的，并且第六表面(S6)可以是凹的。即，第三透镜(130)可以具有朝向对象侧凸出的弯月形状。第五表面(S5)和第六表面(S6)中的至少一个可以是非球面。例如，第五表面(S5)和第六表面(S6)两者均可以是非球面。
第四透镜(140)可以具有正(+)屈光力。第四透镜(140)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第四透镜(140)可以由塑料材料制成。第四透镜(140)可以包括被定义为对象侧表面的第七表面(S7)和被定义为图像侧表面的第八表面(S8)。第七表面(S7)可以是凸的，并且第八表面(S8)可以是凹的。即，第四透镜(140)可以具有朝向对象侧凸出的弯月形状。第七表面(S7)和第八表面(S8)中的至少一个可以是非球面。例如，第七表面(S7)和第八表面(S8)两者均可以是非球面。
第五透镜(150)可以具有正(+)屈光力。第五透镜(150)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第五透镜(150)可以由塑料材料制成。第五透镜(150)可以包括被定义为对象侧表面的第九表面(S9)和被定义为图像侧表面的第十表面(S10)。第九表面(S9)可以是凸的，并且第九表面(S9)可以是凹的。即，第五透镜(150)可以具有朝向对象侧凸出的弯月形状。第九表面(S9)和第十表面(S10)中的至少一个可以是非球面。例如，第九表面(S9)和第十表面(S10)两者均可以是非球面。
光学系统(1000)可以包括孔径光阑(未示出)。孔径光阑可以被设置在对象与第一透镜(110)之间，或者被设置在第一透镜至第三透镜(110、120、130)之间。例如，第三透镜(130)的对象侧表面(第五表面(S5))可以用作孔径光阑。
第一透镜至第五透镜(110、120、130、140、150)可以具有设定的有效孔径(通光孔径)。例如，第一表面至第十表面(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10)各自可以具有设定的有效孔径(通光孔径)。从第一透镜(110)和第二透镜(120)中选择的一个透镜的对象侧表面或图像侧表面可以具有第一透镜至第五透镜(110、120、130、140、150)的第一表面至第十表面(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10)之中的最大有效孔径。例如，光学系统(1000)可以包括至少一个具有比第一透镜(110)的对象侧表面(第一表面(S1))大的有效孔径的透镜表面。具体地，光学系统(1000)可以包括一个有效孔径大于第一表面(S1)的透镜表面。第一透镜(110)的图像侧表面(第二表面(S2))的有效孔径的尺寸可以大于第一透镜(110)的对象侧表面(第一表面(S1))的有效孔径的尺寸。第二表面(S2)的有效孔径可以是第一表面至第十表面(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10)之中最大的。另外，在第一表面(S1)至第十表面(S10)之中，第一表面(S1)的有效孔径的尺寸可以仅次于第二表面(S2)的有效孔径的尺寸。第二透镜(120)的有效孔径的尺寸可以小于第一透镜(110)的有效孔径的尺寸。例如，第二透镜(120)的对象侧表面(第三表面(S3))和图像侧表面(第四表面(S4))的有效孔径可以小于第一透镜(110)的对象侧表面(第一表面(S1))和图像侧表面(第二表面(S2))的有效孔径。在第一表面(S1)至第十表面(S10)之中，第三表面(S3)的有效孔径的尺寸可以仅次于第一表面(S1)的有效孔径。另外，在第一表面至第十表面(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10)之中，第四表面(S4)的有效孔径的尺寸可以仅次于第三表面(S3)的有效孔径。
可替选地，第二透镜(120)的有效孔径可以大于第一透镜(110)的有效孔径。例如，第二透镜(120)的对象侧表面(第三表面(S3))的有效孔径的尺寸可以大于从第一透镜(110)的对象侧表面(第一表面(S1))和图像侧表面(第二表面(S2))中选择的一个表面的有效孔径的尺寸。具体地，第三表面(S3)的有效孔径的尺寸可以大于第一表面(S1)和第二表面(S2)的有效孔径的尺寸。在这种情况下，第三表面(S3)的有效孔径的尺寸可以大于第一表面(S1)和第二表面(S2)的尺寸，并且在小于第二表面(S2)的有效孔径的1.5倍的范围内。
参照图3，第一透镜至第五透镜(110、120、130、140、150)中的至少之一可以具有非圆形形状。例如，第一透镜(110)、第二透镜(120)和第三透镜(130)各自可以具有非圆形形状。当从对应于光轴(OA)的前方观察第一透镜至第三透镜(110、120、130)中的每一个时，每个透镜的有效区域可以具有非圆形形状。具体地，第一透镜至第三透镜(110、120、130)各自的有效区域可以包括第一拐角至第四拐角(A1)、(A2)、(A3)和(A4)。第一边缘(A1)和第二边缘(A2)可以是在垂直于光轴(OA)的第一方向(x轴方向)上彼此面对的边缘。第一边缘(A1)和第二边缘(A2)可以具有弯曲形状。第三边缘(A3)和第四边缘(A4)可以是在垂直于光轴(OA)和第一方向的第二方向(y轴方向)上彼此面对的边缘。第三边缘(A3)和第四边缘(A4)可以是连接第一边缘(A1)和第二边缘(A2)的端部的边缘。第三边缘(A3)和第四边缘(A4)可以具有直线形状。即，第一透镜至第三透镜(110、120、130)可以具有D形切割形状。
第一透镜至第三透镜(110、120、130)可以在制造期间具有前述非圆形形状。例如，在第一透镜至第三透镜(110、120、130)包括塑料材料的情况下，可以在注塑处理期间将它们制造成非圆形形状。可替选地，可以通过注塑处理将第一透镜至第三透镜(110、120、130)制造成圆形形状，并在随后的切割处理中切割部分区域以形成第三边缘(A3)和第四边缘(A4)。因此，第一透镜至第三透镜(110、120、130)各自的有效区域可以具有设定的尺寸。例如，穿过光轴(OA)并连接第一边缘(A1)和第二边缘(A2)的虚拟第一直线的长度(CA)可以长于穿过光轴(OA)并连接第三边缘(A3)和第四边缘(A4)的虚拟第二直线的长度(CH)。此处，第一直线的长度(CA)可以表示第一透镜至第三透镜(110、120、130)各自的有效孔径的最大通光孔径(maximum clear aperture)(CA)，并且第二直线的长度(CH)可以表示第一透镜至第三透镜(110、120、130)各自的有效孔径的最小净高度(minimum clear height)CH。在以上描述中，已经描述了第一透镜至第三透镜(110、120、130)的有效区域具有非圆形形状，但是不限于此，每个透镜的有效区域可以具有圆形形状，并且无效区域可以具有非圆形形状。
根据第一实施方式的光学系统(1000)可以满足下面描述的各式中的至少一个。因此，当根据第一实施方式的光学系统(1000)满足以下各式中的至少一个时，其可以具有改进的光学特性。此外，当光学系统(1000)满足所述各式中的至少一个或两个或更多个时，其可以被实现得更小且更紧凑。此外，当光学系统(1000)满足所述各式中的至少一个时，其可以被应用于具有较小厚度的折叠式相机，使得包括该相机的装置可以被制造成具有薄的厚度。
[式1]
9<EFL<40
在式1中，EFL表示光学系统(1000)的有效焦距(mm)。具体地，光学系统(1000)的EFL可以是11<EFL<30。更具体地，光学系统(1000)的EFL可以是13<EFL<26。
[式2]
0.95<L1S1/L1S2<1
在式2中，L1S1表示第一透镜(110)的对象侧表面(第一表面(S1))的有效孔径(mm)，并且L1S2表示第一透镜(110)的图像侧表面(第二表面(S2))的有效孔径(mm)。具体地，L1S1/L1S2可以满足0.96<L1S1/L1S2<1。具体地，L1S1/L1S2可以满足0.99<L1S1/L1S2<1。
[式3]
-8<R_L1/R_L3<0.98
在式3中，R_L1表示第一透镜(110)的对象侧表面(第一表面(S1))的曲率半径(mm)，并且R_L3表示第二透镜(120)的对象侧表面(第三表面(S3))的曲率半径(mm)。具体地，R_L1和R_L3可以满足-8<R_L1/R_L3<-2。
[式4]
0.1<TH_L1/TH_L2<0.75
在式4中，TH_L1表示第一透镜(110)的中心厚度(mm)，并且TH_L2表示第二透镜(120)的中心厚度(mm)。具体地，TH_L1和TH_L2可以满足0.2<TH_L1/TH_L2<0.65。更具体地，TH_L1和TH_L2可以满足0.3<TH_L1/TH_L2<0.55。
[式5]
0.52<CHn(n<4)/CAn(n<4)<0.98
在式5中，CHn(n<4)表示第n个透镜的有效孔径的最小净高度(mm)。具体地，CHn(n<4)表示从第一透镜至第三透镜(110、120、130)中选择的一个透镜的有效孔径(effectiveaperture)的最小尺寸(mm)。此外，CAn(n<4)表示第n个透镜的最大通光孔径(mm)。具体地，CAn(n<4)表示从第一透镜至第三透镜(110、120、130)中选择的一个透镜的有效孔径的最大尺寸(mm)。
[式6]
20<|f1|-|f2|<150
在式6中，f1表示第一透镜(110)的焦距(mm)，并且f2表示第二透镜(120)的焦距(mm)。
[式7]
2<BFL/ImgH<5
在式7中，BFL(后焦距)表示沿光轴方向从多个透镜中最靠近图像传感器(300)的透镜的图像侧表面到图像传感器(300)的距离(mm)。此外，ImgH表示图像传感器(300)的有效区域的对角线长度(mm)的1/2值。即，ImgH表示从图像传感器(300)的上表面上的光轴到一个场的区域的垂直距离(mm)。
[式8]
0.35<BFL/EFL<0.75
在式8中，BFL(后焦距)表示沿光轴方向从多个透镜中最靠近图像传感器(300)的透镜的图像侧表面到图像传感器(300)的距离(mm)。此外，EFL表示光学系统(1000)的有效焦距(mm)。
[式9]
1.5<TTL/BFL<2.5
在式9中，TTL(Total track length，光学总长)表示沿光轴方向从多个透镜中最靠近对象侧的透镜(第一透镜(110))的对象侧表面(第一表面(S1))到图像传感器(300)的距离(mm)。此外，BFL(后焦距)表示沿光轴方向从多个透镜中最靠近图像传感器(300)的透镜的图像侧表面到图像传感器(300)的距离(mm)。
[式10]
0.75<DL2/TTL<0.9
在式10中，DL2表示沿光轴方向从多个透镜之中第二邻近对象侧的透镜(第二透镜(120))的对象侧表面(第三表面(S3))到图像传感器(300)的距离(mm)。此外，TTL(光学总长)表示沿光轴方向从多个透镜中最靠近对象侧的透镜(第一透镜(110))的对象侧表面(第一表面(S1))到图像传感器(300)的距离(mm)。
在光学系统(1000)如第一实施方式中那样包括5个透镜的情况下，可以另外满足以下式11至式14。
[式11]
|f3|<|f2|<|f5|<|f1|<|f4|
在式11中，f1表示第一透镜(110)的焦距，并且f2表示第二透镜(120)的焦距。另外，f3表示第三透镜(130)的焦距，f4表示第四透镜(140)的焦距，并且f5表示第五透镜(150)的焦距。
[式12]
0.5<TH_L1/d12<1
在式12中，TH_L1表示第一透镜(110)的中心厚度(mm)，并且d12是第一透镜(110)与第二透镜(120)之间沿光轴(OA)方向的距离(mm)。
[式13]
2<f1/EFL<4
在式13中，f1表示第一透镜(110)的焦距(mm)，并且EFL表示光学系统(1000)的有效焦距(mm)。
[式14]
Figure BDA0004118988690000121
在式14中，Z是矢高(Sag)，并且可以表示沿光轴方向从非球面上的任意位置到非球面的顶点的距离。此外，Y可以表示沿垂直于光轴的方向从非球面上的任意位置到光轴的距离。此外，c可以表示透镜的曲率，并且K可以表示圆锥常数。此外，A、B、C、D、E和F可以表示非球面常数。
根据第一实施方式的光学系统(1000)可以满足式1至式13中的至少一个或两个或更多个。特别地，光学系统(1000)可以包括至少一个有效孔径大于第一表面(S1)的有效孔径的透镜表面，并且可以具有改进的光学特性。在光学系统(1000)中，第一透镜至第三透镜(110、120、130)可以具有非圆形形状，例如D形切割形状。因此，与圆形形状相比，光学系统(1000)可以以更小的尺寸来实现并且可以以紧凑的形式提供。在光学系统(1000)满足式1至式13中的至少之一的情况下，其可以被应用于折叠式相机。具体地，光学系统(1000)可以包括光路改变构件，并且将施加于装置的沿垂直于装置表面的方向入射的光改变成平行于装置表面的方向。因此，包括多个透镜的光学系统(1000)可以在装置内具有更薄的厚度，并且因此装置可以被提供得更薄。
[表1]
Figure BDA0004118988690000131
[表2]
Figure BDA0004118988690000132
Figure BDA0004118988690000141
表1示出了根据第一实施方式的第一透镜至第五透镜(110、120、130、140、150)的曲率半径、每个透镜的中心厚度(mm)、透镜之间的距离(mm)、有效孔径的尺寸、折射率以及阿贝数。表2涉及根据第一实施方式的光学系统(1000)的TTL(光学总长)、EFL(有效焦距)、BFL(后焦距)以及透镜的焦距。
参照表1，第一透镜(110)、第二透镜(120)和第四透镜(140)的折射率可以相同。此外，第一透镜(110)、第二透镜(120)和第四透镜(140)的折射率可以小于第三透镜(130)的折射率。此外，第三透镜(130)的折射率可以小于第五透镜(150)的折射率。第一透镜(110)、第二透镜(120)和第四透镜(140)的阿贝数可以彼此相等。此外，第一透镜(110)、第二透镜(120)和第四透镜(140)的阿贝数可以大于第三透镜(130)的阿贝数。此外，第三透镜(130)的阿贝数可以大于第五透镜(150)的阿贝数。第一透镜至第五透镜(110、120、130、140、150)的表面(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10)各自可以具有设定的有效孔径(通光孔径)。具体地，在光学系统(1000)中，第二表面(S2)的有效孔径的尺寸可以大于第一表面(S1)的有效孔径的尺寸，并且第一表面(S1)的有效孔径的尺寸可以大于第三表面(S3)的有效孔径的尺寸。尽管在表1中未公开，但是第二透镜(120)可以包括至少一个有效孔径大于第一透镜(110)的有效孔径的表面。例如，第三表面(S3)的有效孔径的尺寸可以大于第一表面(S1)的有效孔径的尺寸。另外，第三表面(S3)的有效孔径的尺寸可以大于第一表面(S1)和第二表面(S2)的有效孔径的尺寸。
参照表2，光学系统(1000)的有效焦距EFL可以小于第一透镜(110)的焦距f1。此外，光学系统(1000)的有效焦距EFL可以大于第二透镜(120)的焦距f2。
[表3]
式 第一实施方式
式1 9<EFL<40 满足
式2 0.95<L1S1/L1S2<1 0.9922422
式3 -8<R_L1/R_L3<0.98 -6.130243
式4 0.1<TH_L1/TH_L2<0.75 0.307245
式5 0.52<CHn(n<4)/CAn(n<4)<0.98 满足
式6 20<|f1|-|f2|<150 28.9112
式7 2<BFL/ImgH<5 3.1478481
式8 0.35<BFL/EFL<0.75 0.5876208
式9 1.5<TTL/BFL<2.5 1.7368802
式10 0.75<DL2/TTL<0.9 0.8031203
式11 |f3|<|f2|<|f5|<|f1|<|f4| 满足
式12 0.5<TH_L1/d12<1 0.740283
式13 2<f1/EFL<4 2.216467
表3示出了第一实施方式的光学系统(1000)针对上述各式的结果值。参照表3，可以看出，根据第一实施方式的光学系统(1000)满足式1至式13中的至少一个或两个或更多个。具体地，可以看出，光学系统(1000)满足所有式1至式13。相应地，根据第一实施方式的光学系统(1000)可以具有如图4和图5所示的MTF(调制传递函数)特性和像差特性。具体地，图5是根据第一实施方式的光学系统(1000)的像差图的曲线图，并且从左到右为测量的球面像差、像散场曲线(astigmatic field curve)和畸变。在图5中，X轴可以表示焦距(mm)或畸变(％)，Y轴可以表示图像传感器的高度。另外，球面像差的曲线图是在约435nm、约486nm、约546nm、约587nm和约656nm的波带中的光的曲线图，并且像散和畸变的曲线图是在546nm的波带中的光的曲线图。根据第一实施方式的光学系统(1000)可以具有改进的光学特性。具体地，光学系统(1000)可以包括至少一个具有比第一透镜(110)的第一表面(S1)大的有效孔径的透镜表面，并且可以具有改进的光学特性。在光学系统(1000)中，第一透镜至第三透镜(110、120、130)可以具有非圆形形状，例如D形切割形状。因此，相比于圆形形状，光学系统(1000)可以以较小的尺寸来实现并且可以以紧凑的形式提供。光学系统(1000)可以包括多个透镜以及光路改变构件(未示出)。因此，光学系统(1000)可以被应用于可以具有较小厚度的折叠式相机，并且包括该相机的装置可以被制造为具有较小厚度。
<第二实施方式>
在下文中，将详细描述根据第二实施方式的光学系统。图6和图7是根据第二实施方式的光学系统的配置图，并且图8是用于说明根据第二实施方式的光学系统中的D形切割形状的图。图9和图10是示出根据第二实施方式的光学系统的MTF特性和像差特性的曲线图。
参照图6至图10，根据第二实施方式的光学系统(1000)可以包括多个透镜。例如，光学系统(1000)可以包括四个或更多个透镜。具体地，光学系统(1000)可以包括6个或更多个透镜。
光学系统(1000)可以包括沿着光轴(OA)从对象侧到图像侧顺序布置的第一透镜(210)、第二透镜(120)、第三透镜(230)、第四透镜(240)、第五透镜(250)、第六透镜(260)、滤光器(500)和图像传感器(300)。第一透镜至第六透镜(210、220、230、240、250、260)可以沿着光学系统(1000)的光轴(OA)顺序布置。在这种情况下，在多个透镜(210、220、230、240、250、260)之中，第一透镜(210)可以被布置成最靠近对象侧，并且第六透镜(260)可以被布置成最靠近图像侧。此外，第一透镜(210)和第二透镜(220)可以沿着光轴(OA)连续布置。更具体地，第一透镜至第六透镜(210、220、230、240、250、260)可以沿着光轴(OA)连续布置。
第一透镜(210)可以具有正(+)屈光力。第一透镜(210)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第一透镜(210)可以由塑料材料制成。第一透镜(210)可以包括被定义为对象侧表面的第一表面(S1)和被定义为图像侧表面的第二表面(S2)。第一表面(S1)可以是凹的，并且第二表面(S2)可以是凸的。即，第一透镜(210)可以具有沿图像侧方向凸出的弯月形状。第一表面(S1)和第二表面(S2)中的至少一个可以是非球面。例如，第一表面(S1)和第四表面(S4)两者均可以是非球面。
第二透镜(220)可以具有正(+)屈光力。第二透镜(220)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第二透镜(220)可以由塑料材料制成。第二透镜(220)可以包括被定义为对象侧表面的第三表面(S3)和被定义为图像侧表面的第四表面(S4)。第三表面(S3)可以是凸的，并且第四表面(S4)可以是凸的。即，第二透镜(220)可以在两侧均具有凸形形状。第三表面(S3)和第四表面(S4)中的至少一个可以是非球面。例如，第三表面(S3)和第四表面(S4)两者均可以是非球面。
第三透镜(230)可以具有负(-)屈光力。第三透镜(230)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第三透镜(230)可以由塑料材料制成。第三透镜(230)可以包括被定义为对象侧表面的第五表面(S5)和被定义为图像侧表面的第六表面(S6)。第五表面(S5)可以是凹的，并且第六表面(S6)可以是凹的。即，第三透镜(230)可以在两侧均具有凹形形状。第五表面(S5)和第六表面(S6)中的至少一个可以是非球面。例如，第五表面(S5)和第六表面(S6)两者均可以是非球面。
第四透镜(240)可以具有正(+)屈光力。第四透镜(240)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第四透镜(240)可以由塑料材料制成。第四透镜(240)可以包括被定义为对象侧表面的第七表面(S7)和被定义为图像侧表面的第八表面(S8)。第七表面(S7)可以是凸的，并且第八表面(S8)可以是凹的。即，第四透镜(240)可以具有朝向对象侧凸出的弯月形状。第七表面(S7)和第八表面(S8)中的至少一个可以是非球面。例如，第七表面(S7)和第八表面(S8)两者均可以是非球面。
第五透镜(250)可以具有正(+)屈光力。第五透镜(250)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第五透镜(250)可以由塑料材料制成。第五透镜(250)可以包括被定义为对象侧表面的第九表面(S9)和被定义为图像侧表面的第十表面(S10)。第九表面(S9)可以是凸的，并且第九表面(S9)可以是凹的。即，第五透镜(250)可以具有朝向对象侧凸出的弯月形状。第九表面(S9)和第十表面(S10)中的至少一个可以是非球面。例如，第九表面(S9)和第十表面(S10)两者均可以是非球面。
第六透镜(260)可以具有正(+)屈光力。第六透镜(260)可以包括塑料或玻璃材料。例如，第六透镜(260)可以由塑料材料制成。第六透镜(260)可以包括被定义为对象侧表面的第十一表面(S11)和被定义为图像侧表面的第十二表面(S12)。第十一表面(S11)可以是凸的，并且第十二表面(S12)可以是凹的。即，第六透镜(260)可以具有朝向对象侧凸出的弯月形状。第十一表面(S11)和第十二表面(S12)中的至少一个可以是非球面。例如，第十一表面(S11)和第十二表面(S12)两者均可以是非球面。
光学系统(1000)可以包括孔径光阑(未示出)。孔径光阑可以被设置在对象与第一透镜(210)之间，或者被设置在第一透镜至第三透镜(210、220、230)之间。例如，孔径光阑可以被设置在第二透镜(220)与第三透镜(230)之间。
第一透镜至第六透镜(210、220、230、240、250、260)可以具有设定的有效孔径(通光孔径)。例如，第一表面至第十二表面(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12)各自可以具有设定的有效孔径。从第一透镜(210)和第二透镜(220)中选择的一个透镜的对象侧表面或图像侧表面可以具有第一透镜至第六透镜(210、220、230、240、250、260)的第一表面至第十二表面(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12)之中的最大有效孔径。例如，光学系统(1000)可以包括至少一个具有比第一透镜(210)的对象侧表面(第一表面(S1))大的有效孔径的透镜表面。具体地，光学系统(1000)可以包括一个具有比第一表面(S1)大的有效孔径的透镜表面。
第一透镜(210)的图像侧表面(第二表面(S2))的有效孔径的尺寸可以大于第一透镜(210)的对象侧表面(第一表面(S1))的有效孔径的尺寸。第二表面(S2)的有效孔径可以是第一表面(S1)到第十二表面(S12)之中最大的。另外，在第一表面(S1)到第十二表面(S12)之中，第一表面(S1)的有效孔径可以仅次于第二表面(S2)。
第二透镜(220)的有效孔径的尺寸可以小于第一透镜(210)的有效孔径的尺寸。例如，第二透镜(220)的对象侧表面(第三表面(S3))和图像侧表面(第四表面(S4))的有效孔径可以小于第一透镜(110)的对象侧表面(第一表面(S1))和图像侧表面(第二表面(S2))的有效孔径。在第一表面(S1)到第十二表面(S12)之中，第三表面(S3)的有效孔径的尺寸可以仅次于第一表面(S1)。此外，在第一表面(S1)到第十二表面(S12)之中，第四表面(S4)的有效孔径的尺寸可以大于第三表面(S3)的有效孔径的尺寸。此外，在第一表面(S1)到第十二表面(S12)之中，第四透镜(240)的图像侧表面(第八表面(S8))的有效孔径可以是最小的。可替选地，第二透镜(220)的有效孔径的尺寸可以大于第一透镜(210)的有效孔径的尺寸。例如，第二透镜(220)的对象侧表面(第三表面(S3))的有效孔径的尺寸可以大于从第一透镜(210)的对象侧表面(第一表面(S1))和图像侧表面(第二表面(S2))中选择的一个表面的有效孔径的尺寸。具体地，第三表面(S3)的有效孔径的尺寸可以大于第一表面(S1)和第二表面(S2)的有效孔径的尺寸。在这种情况下，第三表面(S3)的有效孔径的尺寸可以大于第一表面(S1)和第二表面(S2)的尺寸，并且在小于第二表面(S2)的有效孔径的1.5倍的范围内。
参照图8，第一透镜至第六透镜(210、220、230、240、250、260)中的至少一个或两个或更多个可以具有非圆形形状。例如，第一透镜(210)、第二透镜(220)和第三透镜(230)各自可以具有非圆形形状。当从对应于光轴(OA)的前方观察第一透镜至第三透镜(210、220、230)中的每一个时，每个透镜的有效区域可以具有非圆形形状。具体地，第一透镜至第三透镜(210、220、230)各自的有效区域可以包括第一拐角至第四拐角(A1、A2、A3、A4)。第一边缘(A1)和第二边缘(A2)可以是在垂直于光轴(OA)的第一方向(x轴方向)上彼此面对的边缘。第一边缘(A1)和第二边缘(A2)可以具有弯曲形状。第三边缘(A3)和第四边缘(A4)可以是在垂直于光轴(OA)和第一方向的第二方向(y轴方向)上彼此面对的边缘。第三边缘(A3)和第四边缘(A4)可以是连接第一边缘(A1)和第二边缘(A2)的端部的边缘。第三边缘(A3)和第四边缘(A4)可以具有直线形状。即，第一透镜至第三透镜(210、220、230)可以具有D形切割形状。
第一透镜至第三透镜(210、220、230)可以在制造过程期间具有前述非圆形形状。例如，在第一透镜至第三透镜(210、220、230)包括塑料材料的情况下，可以在注塑处理期间将它们制造成非圆形形状。可替选地，可以通过注塑处理将第一透镜至第三透镜(210、220、230)制造成圆形形状，并在随后的切割处理中切割部分区域以形成第三边缘(A3)和第四边缘(A4)。因此，第一透镜至第三透镜(210、220、230)各自的有效区域可以具有设定的尺寸。例如，穿过光轴(OA)并连接第一边缘(A1)和第二边缘(A2)的虚拟第一直线的长度(CA)可以长于穿过光轴(OA)并连接第三边缘(A3)和第四边缘(A4)的虚拟第二直线的长度(CH)。此处，第一直线的长度(CA)可以表示第一透镜至第三透镜(210、220、230)各自的最大通光孔径(CA)，并且第二直线的长度(CH)可以表示第一透镜至第三透镜(210、220、230)各自的有效孔径的最小净高度CH。
在以上描述中，已经描述了第一透镜至第三透镜(210、220、230)的有效区域具有非圆形形状，但是不限于此，每个透镜的有效区域可以具有圆形形状，并且无效区域可以具有非圆形形状。
根据第二实施方式的光学系统(1000)可以满足下面描述的各式中的至少一个或两个或更多个。因此，当根据第二实施方式的光学系统(1000)满足以下各式中的至少一个或两个或更多个时，其可以具有改进的光学特性。此外，当光学系统(1000)满足以下各式中的至少一个或两个或更多个时，其可以被实现得更小且更紧凑。此外，当光学系统(1000)满足以下各式中的至少一个或两个或更多个时，其可以被应用于具有较小厚度的折叠式相机，使得包括该相机的装置可以被制造成具有薄的厚度。
[式14]
9<EFL<40
在式14中，EFL表示光学系统(1000)的有效焦距(mm)。具体地，光学系统(1000)的EFL可以是11<EFL<30。更具体地，光学系统(1000)的EFL可以是13<EFL<26。
[式15]
0.95<L1S1/L1S2<1
在式15中，L1S1表示第一透镜(210)的对象侧表面(第一表面(S1))的有效孔径(mm)，并且L1S2表示第一透镜(210)的图像侧表面(第二表面(S2))的有效孔径(mm)。具体地，L1S1/L1S2可以满足0.96<L1S1/L1S2<1。具体地，L1S1/L1S2可以满足0.99<L1S1/L1S2<1。
[式16]
-8<R_L1/R_L3<0.98
在式16中，R_L1表示第一透镜(210)的对象侧表面(第一表面(S1))的曲率半径(mm)，并且R_L3表示第二透镜(220)的对象侧表面(第三表面(S3))的曲率半径(mm)。具体地，R_L1和R_L3可以满足-8<R_L1/R_L3<-2。
[式17]
0.1<TH_L1/TH_L2<0.75
在式17中，TH_L1表示第一透镜(210)的中心厚度(mm)，并且TH_L2表示第二透镜(220)的中心厚度(mm)。具体地，TH_L1和TH_L2可以满足0.2<TH_L1/TH_L2<0.65。更具体地，TH_L1和TH_L2可以满足0.3<TH_L1/TH_L2<0.55。
[式18]
0.52<CHn(n<4)/CAn(n<4)<0.98
在式18中，CHn(n<4)表示第n个透镜的有效孔径的最小净高度(mm)。具体地，CHn(n<4)表示从第一透镜至第三透镜(210、220、230)中选择的一个透镜的有效孔径的最小尺寸(mm)。此外，CAn(n<4)表示第n个透镜的最大通光孔径(mm)。具体地，CAn(n<4)表示从第一透镜至第三透镜(210、220、230)中选择的一个透镜的有效孔径的最大尺寸(mm)。
[式19]
20<|f1|-|f2|<150
在式19中，f1表示第一透镜(210)的焦距(mm)，并且f2表示第二透镜(220)的焦距(mm)。
[式20]
2<BFL/ImgH<5
在式20中，BFL(后焦距)表示沿光轴方向从多个透镜中最靠近图像传感器(300)的透镜(260)的图像侧表面到图像传感器(300)的距离(mm)。此外，ImgH表示图像传感器(300)的有效区域的对角线长度(mm)的1/2值。即，ImgH表示从图像传感器(300)的上表面的光轴到一个场的区域的垂直距离(mm)。
[式21]
0.35<BFL/EFL<0.75
在式21中，BFL(后焦距)表示沿光轴方向从多个透镜中最靠近图像传感器(300)的透镜(260)的图像侧表面到图像传感器(300)的距离(mm)。此外，EFL表示光学系统(1000)的有效焦距(mm)。
[式22]
1.5<TTL/BFL<2.5
在式22中，TTL(光学总长)表示沿光轴方向从多个透镜中最靠近对象侧的第一透镜(210)的对象侧表面(第一表面(S1))到图像传感器(300)的距离(mm)。此外，BFL表示表示沿光轴方向从多个透镜中最靠近图像传感器(300)的透镜(260)的图像侧表面到图像传感器(300)的距离(mm)。
[式23]
0.75<DL2/TTL<0.9
在式23中，DL2表示沿光轴方向从多个透镜中第二邻近对象侧的透镜(220)的对象侧表面(第三表面(S3))到图像传感器(300)的距离(mm)。此外，TTL(光学总长)表示沿光轴方向从多个透镜中最靠近对象侧的透镜(210)的对象侧表面(第一表面(S1))到图像传感器(300)的距离(mm)。
在光学系统(1000)如第二实施方式中那样包括6个透镜的情况下，可以另外满足以下式24至式29。
[式24]
|f3|<|f2|<|f6|<|f4|<|f5|<|f1|
式24是比较每个透镜的焦距的绝对值的示例。在式24中，f1表示第一透镜(210)的焦距，f2表示第二透镜(220)的焦距。此外，f3表示第三透镜(230)的焦距，f4表示第四透镜(240)的焦距。此外，f5表示第五透镜(250)的焦距，f6表示第六透镜(260)的焦距。
[式25]
|f1|>|f2|+|f3|+|f4|+|f5|+|f6|
在式25中，f1表示第一透镜(110)的焦距，f2表示第二透镜(220)的焦距。此外，f3表示第三透镜(230)的焦距，f4表示第四透镜(240)的焦距。此外，f5表示第五透镜(250)的焦距，f6表示第六透镜(260)的焦距。
[式26]
10<TH_L1/d12<15
在式26中，TH_L1表示第一透镜(210)的中心厚度(mm)，d12表示第一透镜(210)与第二透镜(220)之间沿光轴(OA)方向的距离(mm)。
[式27]
0.05<d12/d23<0.08
在式27中，d12表示第一透镜(210)与第二透镜(220)之间沿光轴(OA)方向的距离(mm)，d23表示第二透镜(220)与第三透镜(230)之间沿光轴(OA)方向的距离(mm)。
[式28]
8<f1/EFL<14
在式28中，f1表示第一透镜(210)的焦距(mm)，EFL表示光学系统(1000)的有效焦距(mm)。
[式29]
Figure BDA0004118988690000231
在式29中，Z是矢高(Sag)，并且可以表示沿光轴方向从非球面上的任意位置到非球面的顶点的距离。此外，Y可以表示沿垂直于光轴的方向从非球面上的任意位置到光轴的距离。此外，c可以表示透镜的曲率，并且K可以表示圆锥常数。此外，A、B、C、D、E和F可以表示非球面常数。
根据第二实施方式的光学系统(1000)可以满足式14至式28中的至少一个或两个或更多个。特别地，光学系统(1000)可以包括至少一个有效孔径大于第一表面(S1)的有效孔径的透镜表面，并且可以具有改进的光学特性。在光学系统(1000)中，第一透镜至第三透镜(210、220、230)可以具有非圆形形状，例如D形切割形状。因此，与圆形形状相比，光学系统(1000)可以以更小的尺寸来实现并且可以以紧凑的形式提供。在光学系统(1000)满足式14至式28中的至少一个或两个或更多个的情况下，光学系统(1000)可以适用于折叠式相机。具体地，光学系统(1000)可以包括光路改变构件，并且将施加于装置的沿垂直于装置表面的方向入射的光改变成平行于装置表面的方向。因此，包括多个透镜的光学系统(1000)可以在装置内具有更薄的厚度，并且因此可以将装置提供得更薄。
[表4]
Figure BDA0004118988690000232
Figure BDA0004118988690000241
[表5]
项 第一实施方式
TTL 17.3614
EFL 17.1380
BFL 8.3614
ImgH 3.2000
f1 155.1162
f2 7.3685
f3 -4.8207
f4 32.8128
f5 68.0291
f6 19.8623
表4示出了根据第二实施方式的第一透镜至第六透镜(210、220、230、240、250、260)的曲率半径、每个透镜的中心厚度(mm)、透镜之间的距离(mm)、有效孔径的尺寸、折射率以及阿贝数。表5涉及根据第二实施方式的光学系统(1000)的光学总长(TTL)、有效焦距(EFL)、后焦距(BFL)以及透镜的焦距。参照表4，第一透镜(210)和第三透镜(230)的折射率可以彼此相同，第二透镜(220)和第五透镜(250)的折射率可以彼此相同，并且第四透镜(240)和第六透镜(260)的折射率可以彼此相同。此外，第二透镜(220)的折射率可以小于第一透镜(210)的折射率，并且第一透镜(210)的折射率可以小于第四透镜(240)的折射率。第一透镜(210)和第三透镜的阿贝数可以彼此相等，第二透镜(220)和第五透镜(250)的阿贝数可以彼此相等，并且第四透镜(240)和第六透镜(260)的阿贝数可以彼此相等。此外，第四透镜(240)的阿贝数可以小于第一透镜(210)的阿贝数，并且第一透镜(210)的阿贝数可以小于第二透镜(220)的阿贝数。第一透镜至第六透镜(210、220、230、240、250、260)的各表面(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12)可以具有设定的有效孔径(通光孔径)。具体地，在光学系统(1000)中，第二表面(S2)的有效孔径的尺寸可以大于第一表面(S1)的有效孔径的尺寸，并且第一表面(S1)的有效孔径的尺寸可以大于第三表面(S3)的有效孔径的尺寸。尽管在表4中未公开，但是第二透镜(220)可以包括至少一个有效孔径大于第一透镜(210)的有效孔径的表面。例如，第三表面(S3)的有效孔径的尺寸可以大于第一表面(S1)的有效孔径的尺寸。另外，第三表面(S3)的有效孔径的尺寸可以大于第一表面(S1)和第二表面(S2)的有效孔径的尺寸。
参照表5，光学系统(1000)的有效焦距EFL可以小于第一透镜(210)的焦距f1。此外，光学系统(1000)的有效焦距EFL可以大于第二透镜(220)的焦距f2。
[表6]
式 第二实施方式
式14 9<EFL<40 满足
式15 0.95<L1S1/L1S2<1 0.9941551
式16 -8<R_L1/R_L3<0.98 -4.627733
式17 0.1<TH_L1/TH_L2<0.75 0.375
式18 0.52<CHn(n<4)/CAn(n<4)<0.98 满足
式19 20<|f1|-|f2|<150 147.7477
式20 2<BFL/ImgH<5 2.61295
式21 0.35<BFL/EFL<0.75 0.48789
式22 1.5<TTL/BFL<2.5 2.07637
式23 0.75<DL2/TTL<0.9 0.870402
式24 |f3|<|f2|<|f6|<|f4|<|f5|<|f1| 满足
式25 |f1|>|f2|+|f3|+|f4|+|f5|+|f6| 满足
式26 10<TH_L1/d12<15 12
式27 0.05<d12/d23<0.08 0.06645
式28 8<f1/EFL<14 9.051
表6示出了第二实施方式的光学系统(1000)针对上述各式的结果值。参照表6，可以看出，根据第二实施方式的光学系统(1000)满足式14至式28中的至少一个或两个或更多个。具体地，可以看出，光学系统(1000)满足式14至式28全部。相应地，根据第二实施方式的光学系统(1000)可以具有如图9和图10所示的MTF(调制传递函数)特性和像差特性。具体地，图10是根据第一实施方式的光学系统(1000)的像差图，并且从左到右为测量的球面像差、像散场曲线和畸变。在图10中，X轴可以表示焦距(mm)或畸变(％)，Y轴可以表示图像传感器的高度。另外，球面像差的曲线图是在约435nm、约486nm、约546nm、约587nm和约656nm的波带中的光的曲线图，并且像散和畸变的曲线图是在546nm的波带中的光的曲线图。根据第一实施方式的光学系统(1000)可以具有改进的光学特性。具体地，光学系统(1000)可以包括至少一个具有比第一透镜(210)的第一表面(S1)大的有效孔径的透镜表面，并且可以具有改进的光学特性。在光学系统(1000)中，第一透镜至第三透镜(210、220、230)可以具有非圆形形状，例如D形切割形状。因此，与圆形形状相比，光学系统(1000)可以以较小的尺寸来实现并且可以以紧凑的形式提供。光学系统(1000)可以包括多个透镜以及光路改变构件(未示出)。因此，光学系统(1000)可以被应用于可以具有较小厚度的折叠式相机，并且包括该相机的装置可以被制造为具有较小厚度。
上述实施方式中描述的特征、结构、效果等包括在本发明的至少一个实施方式中，并且不一定仅限于一个实施方式。此外，每个实施方式中所示的特征、结构、效果等可以由这些实施方式所属领域的普通技术人员进行组合或修改以用于其他实施方式。因此，与这样的组合和修改相关的内容应该被解释为包括在本发明的范围内。此外，尽管上文已经对实施方式进行了描述，但是这些实施方式仅是示例并且不限制本发明，并且上文在不脱离本实施方式的本质特征的范围内向本发明所属领域的普通技术人员进行了例示。可以看出，尚未进行的各种修改和应用是可能的。例如，实施方式中具体示出的每个部件都可以通过修改来实现。而与这样的修改和应用相关的差异应被解释为包括在所附权利要求书中限定的本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种光学系统，包括：
沿着光轴从对象侧到图像侧顺序布置的第一透镜至第五透镜，
其中，所述第一透镜至第五透镜各自包括对象侧表面和图像侧表面，
其中，所述第一透镜的图像侧表面上的有效孔径的尺寸大于所述第一透镜的对象侧表面上的有效孔径的尺寸，并且
其中，所述第一透镜的厚度比所述第二透镜的厚度薄。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜具有正(+)屈光力，
其中，所述第一透镜的对象侧表面具有负(-)曲率半径。
3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜具有正(+)屈光力，
其中，所述第一透镜的对象侧表面具有负(-)曲率半径。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学系统，其中，所述第一透镜的厚度小于所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离。
5.根据权利要求4所述的光学系统，其中，所述第二透镜的厚度比所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜各自的厚度厚。
6.一种光学系统，包括：
沿着光轴从对象侧到图像侧顺序布置的第一透镜至第五透镜，
其中，所述第一透镜包括对象侧表面，所述对象侧表面具有正(+)屈光力并且相对于所述光轴具有凹形形状，并且
其中，所述第二透镜具有有效孔径的尺寸大于所述第一透镜的对象侧表面的有效孔径的尺寸的表面。
7.根据权利要求6所述的光学系统，其中，所述第二透镜具有正(+)屈光力，并且
其中，所述第一透镜的焦距大于所述第二透镜的焦距。
8.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述光学系统的有效焦距(EFL)小于所述第一透镜的焦距并且大于所述第二透镜的焦距。
9.根据权利要求8所述的光学系统，其中，所述第一透镜的图像侧表面具有凸形形状，
其中，所述第二透镜的图像侧表面具有凹形形状。
10.一种光学系统，包括：
沿着光轴从对象侧到图像侧顺序布置的第一透镜至第五透镜，
其中，所述第一透镜的厚度小于所述第二透镜和所述第三透镜的厚度，并且比所述第四透镜和所述第五透镜的厚度厚，
其中，所述第二透镜的厚度比所述第三透镜的厚度厚，并且
其中，从所述第一透镜和所述第二透镜中选择的一个透镜的对象侧表面或图像侧表面的尺寸具有所述第一透镜至第五透镜的对象侧表面和图像侧表面之中的最大有效孔径。
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