CN117897644A - 光学系统和包括该光学系统的相机模块 - Google Patents

光学系统和包括该光学系统的相机模块 Download PDF

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Abstract

实施例中公开的光学系统包括:第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组,从物侧向传感器侧沿着光轴设置并且各自包括至少一个透镜,其中,第一透镜组的屈光力与第四透镜组的屈光力相反,第二透镜组的屈光力与第三透镜组的屈光力相反,第一透镜组和第四透镜组被固定,第二透镜组和第三透镜组能在光轴的方向上移动,第一透镜组和第四透镜组中的每一个包括至少一个非圆形透镜,非圆形透镜的非圆比CH/CA大于0.7,非圆比是在非圆形透镜的物侧表面和传感器侧表面中的具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径(CH:净高度)与最大通光孔径(CA)之比,并且第一透镜组中包括的至少一个透镜的非圆比可以大于第四透镜组中包括的至少一个透镜的非圆比。

Description

光学系统和包括该光学系统的相机模块
技术领域
实施例涉及一种用于改进光学性能的光学系统和包括该光学系统的相机模块。
背景技术
相机模块拍摄物体并将其存储为图像或视频,并安装在各种应用中。具体地,相机模块被生产成非常小的尺寸,并且不仅应用于诸如智能手机、平板PC和笔记本电脑的便携式装置,而且还应用于无人机和车辆,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成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整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对焦(AF)功能,并且可以通过经由变焦透镜增大或减小远处物体的放大倍率来执行放大或缩小的变焦功能。此外,相机模块采用图像稳定(IS)技术来校正或防止由于不稳定的固定装置或由用户的移动引起的相机移动而导致的图像不稳定。
这种相机模块获得图像的最重要的元件是形成图像的成像透镜。近来,对诸如高图像质量和高分辨率的高效率的兴趣正在增加,并且为了实现这一点,正在进行对包括多个透镜的光学系统的研究。例如,正在进行使用具有正(+)和/或负(-)屈光力的多个成像透镜来实现高效光学系统的研究。然而,当包括多个透镜时,存在难以获得优异的光学特性和像差特性的问题。此外,当包括多个透镜时,总长度、高度等可能由于多个透镜的厚度、间隔、尺寸等而增加,从而增加包括多个透镜的模块的整体尺寸。此外,图像传感器的尺寸正在增加以实现高分辨率和高清晰度。然而,当图像传感器的尺寸增加时,包括多个透镜的光学系统的TTL(总轨迹长度)也增加,从而增加包括光学系统的相机和移动终端的厚度。当光学系统包括多个透镜时,可以通过控制至少一个透镜或包括至少一个透镜的透镜组的位置来执行变焦、自动对焦(AF)功能等。然而,当透镜或透镜组执行上述功能时,透镜或透镜组的移动量可能指数增加。因此,光学系统可能需要大量的能量来移动透镜或透镜组,并且存在考虑移动量的情况下需要大的体积的问题。此外,当透镜或透镜组移动时,存在根据移动的像差特性劣化的问题。因此,当执行变焦和自动对焦(AF)功能时,存在在特定放大倍率下光学特性劣化的问题。因此,需要一种能够解决上述问题的新型光学系统。
发明内容
技术问题
实施例提供一种具有改进的光学特性的光学系统。实施例提供一种能够在各种放大倍率下拍摄图片的光学系统和相机模块。实施例提供在各种放大倍率下具有改进的像差特性的光学系统和相机模块。实施例提供一种可以以小而紧凑的方式实现的光学系统和相机模块。
技术方案
根据本发明的实施例的光学系统包括:第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组,从物侧向传感器侧沿着光轴布置并且各自包括至少一个透镜,其中,第一透镜组的屈光力与第四透镜组的屈光力相反,第二透镜组的屈光力与第三透镜组的屈光力相反,第一透镜组和第四透镜组被固定,第二透镜组和第三透镜组能在光轴方向上移动,第一透镜组和第四透镜组各自包括至少一个非圆形形状的透镜,非圆形形状的透镜具有大于0.7的非圆比(CH/CA),非圆比是非圆形形状的透镜的物侧表面和传感器侧表面中具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径(CH:净高度)与最大通光孔径(CA)之比,并且所述第一透镜组中包括的至少一个透镜的非圆比可以大于第四透镜组中包括的至少一个透镜的非圆比。
根据本发明,第一透镜组包括在从物侧向传感器侧的方向上沿着光轴依次布置的第一透镜、第二透镜和第三透镜,并且第二透镜组包括在从物侧向传感器侧的方向上沿着光轴依次布置的第四透镜和第五透镜,第三透镜组包括在从物侧向传感器侧的方向上沿着光轴依次布置的第六透镜和第七透镜,并且第四透镜组可以包括第八透镜。
根据本发明,第四透镜和第五透镜可以是非圆比为1的圆形透镜。第一透镜和第二透镜是非圆形透镜,并且第一透镜的非圆比可以小于第二透镜的非圆比。第三透镜可以是非圆比为1的圆形透镜。第三透镜组可以包括至少一个非圆形形状的透镜。
根据本发明,第六透镜和第七透镜是非圆形透镜,并且第六透镜的非圆比可以大于第七透镜的非圆比。第一透镜可以具有正屈光力,并且第一透镜的物侧表面可以具有凸出形状。
根据本发明的实施例的光学系统包括从物侧向传感器侧沿着光轴布置并且各自包括至少一个透镜的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组,其中,第一透镜组的屈光力与第四透镜组的屈光力相反,第二透镜组的屈光力与第三透镜组的屈光力相反,第一透镜组和第四透镜组被固定并且第二透镜组和第三透镜组能在光轴方向的方向上移动,第一透镜组和第四透镜组各自包括至少一个非圆形形状的透镜,并且第二透镜组中包括的至少一个透镜的非圆比大于第一透镜组和第四透镜组各自所包括的非圆形形状的透镜的非圆比,当第二透镜和第三透镜组位于第一位置时,光学系统具有第一放大倍率,并且当第二透镜组和第三透镜组位于与第一位置不同的第二位置时,光学系统具有第二放大倍率,并且第二放大倍率可以大于第一放大倍率。
根据本发明,当第二透镜组和第三透镜组位于第一位置时,光学系统具有第一有效焦距(EFL),并且当第二透镜组和第三透镜组位于第二位置时,光学系统可以具有比第一有效焦距大的第二有效焦距,并且m_G2是当第二透镜组从第一位置移动到第二位置或从第二位置移动到第一位置时的移动距离,并且TTL(总轨迹长度)是从第一透镜组中的最靠近物体的透镜的物侧表面到传感器的像面在光轴上的距离,并且可以满足下式:0.05<m_G2/TTL<0.5。
根据本发明,m_G3是当第三透镜组从第一位置移动到第二位置或从第二位置移动到第一位置时的移动距离,TTL(总轨迹长度)是从第一透镜组中的最靠近物体的透镜的物侧表面到传感器的像面在光轴上的距离,并且可以满足下式:0.05<m_G3/TTL<0.5。
根据本发明的实施例,当第二透镜组和第三透镜组从第一位置移动到第二位置或者从第二位置移动到第一位置时,第三透镜组的移动距离可以大于第二透镜组的移动距离。当第二透镜组和第三透镜组从第一位置移动到第二位置或者从第二位置移动到第一位置时,第二透镜组和第三透镜组各自的移动距离可以为6mm以下。
根据本发明的实施例的相机模块包括光学系统和驱动构件,并且驱动构件可以控制第二透镜组和第三透镜组的位置。
有益效果
根据实施例的光学系统和相机模块具有各种放大倍率并且当提供各种放大倍率时可以具有优异的光学特性。具体地,实施例包括多个透镜组,多个透镜组包括至少一个透镜,并且多个透镜组中的一些透镜组可以被固定,而其他的透镜组可以是可移动的。此时,实施例可以通过控制移动透镜组的移动距离而具有各种放大倍率,并且可以为对象提供自动对焦(AF)功能。根据实施例的光学系统和相机模块可以校正多个透镜组的像差特性,或者彼此补偿由于移动而改变的像差特性。因此,根据实施例的光学系统可以最小化或防止当放大倍率改变时发生的色差的变化和像差特性的变化。
根据实施例的光学系统和相机模块可以通过仅移动多个透镜组中的一些透镜组来控制有效焦距(EFL),并且最小化移动透镜组的移动距离。因此,光学系统可以减小根据工作模式的变化而移动的透镜组的移动距离,并且最小化用于移动透镜组的其他功耗。在光学系统中,固定组和移动组中包括的至少一个透镜可以具有非圆形形状。因此,可以在保持光学性能的同时减小光学系统的高度,并且可以确保在结构上布置设置在多个透镜组之间的透镜组的空间。
根据实施例的光学系统和相机模块可以通过移动多个透镜组中与对象相邻的第一透镜组以外的透镜组来调节放大倍率。因此,即使当透镜组根据放大倍率的变化而移动时,光学系统也可以具有恒定的TTL。因此,可以以更纤薄的结构提供光学系统和包括该光学系统的相机模块。
附图说明
图1是根据在第一模式下工作的实施例的光学系统的配置图。
图2是用于说明非圆形形状的透镜的图。
图3是在第一模式下工作的光学系统的衍射MTF的曲线图。
图4是示出在第一模式下工作的光学系统的像差特性的曲线图。
图5是根据在第二模式下工作的实施例的光学系统的配置图。
图6是在第二模式下工作的光学系统的衍射MTF的曲线图。
图7是示出在第二模式下工作的光学系统的像差特性的曲线图。
图8是根据在第三模式下工作的实施例的光学系统的配置图。
图9是在第三模式下工作的光学系统的衍射MTF的曲线图。
图10是示出在第三模式下工作的光学系统的像差特性的曲线图。
图11是示出应用于移动终端的根据实施例的相机模块的图。
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例。本发明的技术精神不限于要描述的一些实施例,而是可以以各种其他形式实现,并且在本发明的技术精神的范围内,一个或多个部件可以被选择性地组合和替代使用。此外,本发明的实施例中使用的术语(包括技术术语和科学术语),除非具体定义和明确描述,否则可以以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,并且诸如在词典中定义的术语的通用术语应该能够在考虑到相关技术的上下文含义的情况下来解释它们的含义。本发明的实施例中使用的术语用于解释实施例,并不旨在限制本发明。在本说明书中,单数形式也可以包括复数形式,除非在短语中另有具体说明,并且在陈述A和B、C中的至少一个(或一个以上)的情况下,它可以包括可以以A、B和C组合的所有组合中的一个或多个组合。在描述本发明实施例的部件时,可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语。这些术语仅用于将该部件与其他部件区分开,相应构成元件的性质、顺序或程序等可以不由这些术语来确定。并且当描述一个部件“连接”、“结合”或“接合”到另一个部件时,该描述不仅可以包括直接连接、结合或接合到另一个部件,还可以包括在该部件与另一个部件之间通过又一个部件“连接”、“结合”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时,而且包括一个或多个其他部件形成或设置在两个部件之间时。此外,当表述为“上方(上)”或“下方(下)”时,它可以表示相对于一个元件的向下方向以及向上方向。
透镜的凸表面可以表示与光轴对应的区域的透镜表面以光轴为基准具有凸出形状,并且透镜的凹表面表示与光轴对应的区域的透镜表面具有凹入形状。此外,“物侧表面”可以表示以光轴为基准透镜的面对物侧的表面,并且“传感器侧表面”可以表示以光轴为基准透镜的面对像面(图像传感器)的表面。另外,透镜的中心厚度可以表示在光轴上透镜的光轴的方向上的厚度。此外,垂直方向可以表示垂直于光轴的方向,透镜或透镜表面的端部可以表示入射光穿过的透镜的有效区域的端部。此外,根据测量方法等,透镜表面的通光孔径的尺寸可以具有高达±0.4mm的测量误差。
图1是示出根据实施例的在第一模式下工作的光学系统的配置的图,图2是示出非圆形形状的透镜的图。另外,图3和图4是示出在第一模式下工作的光学系统的衍射MTF和像差特性的曲线图。图5是根据实施例的在第二模式下工作的光学系统的配置图,图6和图7是示出在第二模式下工作的光学系统的衍射MTF和像差特性的曲线图。图8是根据实施例的在第三模式下工作的光学系统的配置图,图9和图10是示出在第三模式下工作的光学系统的衍射MTF和像差特性的曲线图。
参照图1至图10,根据实施例的光学系统1000可以包括多个透镜组。详细地,光学系统1000包括多个透镜组,并且多个透镜组各自可以包括至少一个透镜。例如,光学系统1000可以包括沿着光轴OA从物侧向传感器依次布置的第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4。第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4各自可以具有正(+)屈光力或负(-)屈光力。
第一透镜组G1的屈光力可以与第二透镜组G2的屈光力相反。例如,第一透镜组G1可以具有负(-)屈光力,第二透镜组G2可以具有正(+)屈光力。此外,第二透镜组G2的屈光力可以与第三透镜组G3的屈光力相反。例如,第二透镜组G2可以具有正(+)屈光力,第三透镜组G3可以具有负(-)屈光力。此外,第三透镜组G3的屈光力可以与第四透镜组G4的屈光力相反。例如,第三透镜组G3可以具有负(-)屈光力,第四透镜组G4可以具有正(+)屈光力。第四透镜组G4的屈光力可以与第一透镜组G1的屈光力相反。
第一透镜组G1和第二透镜组G2可以具有不同的焦距。详细地,由于如上所述的第一透镜组G1和第二透镜组G2具有相反的屈光力,所以第二透镜组G2的焦距的符号(+,-)可以与第一透镜组G1的焦距的符号相反。例如,第一透镜组G1的焦距可以具有正(+)号,第二透镜组G2的焦距可以具有负(-)号。
第二透镜组G2和第三透镜组G3可以具有不同的焦距。详细地,由于如上所述第二透镜组G2和第三透镜组G3具有相反的屈光力,所以第二透镜组G2的焦距的符号(+,-)可以与第三透镜组G3的焦距的符号相反。例如,第二透镜组G2的焦距可以具有负(-)号,第三透镜组G3的焦距可以具有正(+)号。
第三透镜组G3和第四透镜组G4可以具有不同的焦距。详细地,由于如上所述的第三透镜组G3和第四透镜组G4具有相反的屈光力,所以第三透镜组G3的焦距的符号(+、-)可以与第四透镜组G4的焦距的符号相反。例如,第三透镜组G3的焦距可以具有正(+)号,第四透镜组G4的焦距可以具有负(-)号。也就是说,第四透镜组G4的屈光力可以与第一透镜组G1的屈光力相反。
第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4各自的焦距的绝对值可以按照第一透镜组G1、第四透镜组G4、第三透镜组G3和第二透镜组G2的顺序而具有大的值。
光学系统1000可以被设置为使得第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4中的至少一个透镜组可以在光轴OA的方向上移动。详细地,多个透镜组G1、G2、G3和G4中的至少一个透镜组可以被设置为可移动,并且其余的透镜组可以布置在固定位置。例如,多个透镜组G1、G2、G3和G4中的第一透镜组G1和第四透镜组G4可以布置在固定位置,并且第二透镜组G2和第三透镜组G3可以被设置成在光轴OA的方向上可移动。因此,光学系统1000可以通过移动透镜组来提供各种放大倍率。
在下文中,将更详细地描述第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4。第一透镜组G1可以包括至少一个透镜。第一透镜组G1可以包括多个透镜。详细地,第一透镜组G1可以包括具有相反的屈光力的两个以上透镜。例如,第一透镜组G1可以包括三个透镜。第一透镜组G1中包括的多个透镜可以具有设定的距离。详细地,即使将在后面描述的工作模式改变,第一透镜组G1中包括的多个透镜之间的距离也可以是恒定的而不会改变。例如,第一透镜110与第二透镜120之间的距离以及第二透镜120与第三透镜130之间的距离不根据工作模式而改变,并且可以是恒定的。这里,多个透镜之间的距离可以表示光轴OA上相邻的透镜之间的距离。
第二透镜组G2可以包括至少一个透镜。第二透镜组G2可以包括多个透镜。详细地,第二透镜组G2可以包括具有相反屈光力的两个以上透镜。第二透镜组G2中包括的透镜的数量可以少于第一透镜组G1中包括的透镜的数量。例如,第二透镜组G2可以包括两个透镜。第二透镜组G2中包括的多个透镜可以具有设定的距离。详细地,即使将在后面描述的工作模式改变,第二透镜组G2中包括的多个透镜之间的距离也可以是恒定的而不会改变。例如,第四透镜140与第五透镜150之间的距离可以是恒定的,而不会根据工作模式而改变。
第三透镜组G3可以包括至少一个透镜。第三透镜组G3可以包括多个透镜。详细地,第三透镜组G3可以包括具有相反屈光力的两个以上透镜。第三透镜组G3中包括的透镜的数量可以小于第一透镜组G1中包括的透镜的数量。此外,第三透镜组G3中包括的透镜的数量可以等于第二透镜组G2中包括的透镜的数量。例如,第三透镜组G3可以包括两个透镜。第三透镜组G3中包括的多个透镜可以具有设定的距离。详细地,即使将在后面描述的工作模式改变,第三透镜组G3中包括的多个透镜之间的距离也可以是恒定的而不会改变。例如,第六透镜160与第七透镜170之间的距离可以是恒定的,而不会根据工作模式而改变。
第四透镜组G4可以包括至少一个透镜。第四透镜组G4中包括的透镜的数量可以小于第一透镜组G1中包括的透镜的数量。此外,第四透镜组G4中包括的透镜的数量可以小于或等于第二透镜组G2和第三透镜组G3中包括的透镜的数量。例如,第四透镜组G4可以包括一个透镜。第四透镜组G4中包括的透镜可以具有设定的距离。详细地,即使将在后面描述的工作模式改变,第四透镜组G4中包括的透镜与图像传感器300之间的距离也可以是恒定的而不会改变。此外,当第四透镜组G4包括多个透镜时,即使在工作模式改变时,多个透镜之间的距离也可以是恒定的而不会改变。
光学系统1000可以包括从物侧向传感器依次布置的多个透镜组G1、G2、G3和G4。此外,光学系统1000包括透镜组G1、G2、G3和G4中包括的多个透镜100,例如,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、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180。在这种情况下,第一透镜组G1可以包括第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130,第二透镜组G2可以包括第四透镜140和第五透镜150。另外,第三透镜组G3可以包括第六透镜160和第七透镜170,第四透镜组G4可以包括第八透镜180。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、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180可以沿着光学系统1000的光轴OA依次布置。
多个透镜100中的每一个可以包括有效区域和非有效区域。有效区域可以是入射在第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180中的每一个上的光穿过的区域。也就是说,有效区域可以是入射光被折射以实现光学特性的区域。非有效区域可以布置在有效区域周围。非有效区域可以是光未入射的区域。也就是说,非有效区域可以是与光学特性无关的区域。此外,非有效区域可以是固定到容纳透镜的镜筒(未示出)的区域。
光学系统1000可以包括图像传感器300。图像传感器300可以检测光。图像传感器300可以检测依次穿过多个透镜100(例如,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、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180)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还可以包括滤光器500。滤光器500可以设置在多个透镜100与图像传感器300之间。滤光器500可以设置在图像传感器300与多个透镜组G1、G2、G3和G4中最靠近图像传感器300的第四透镜组G4之间。例如,滤光器500可以设置在图像传感器300与第四透镜组G4的第八透镜180之间。滤光器500可以包括诸如红外滤光器的光学滤光器或盖玻璃中的至少一种。滤光器500可以使设定波长带中的光通过,并过滤不同波长带中的光。当滤光器500包括红外滤光器时,可以阻挡从外部光发射的辐射热被传输到图像传感器300。此外,滤光器500可以透射可见光并反射红外线。
光学系统1000可以包括孔径光阑(未示出)。孔径光阑可以控制入射到光学系统1000上的光量。孔径光阑可以位于第一透镜110的前方,或者位于选自第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180中的两个透镜之间。例如,孔径光阑可以设置在第三透镜130与第四透镜140之间。
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、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180中的至少一个透镜可以用作孔径光阑。例如,选自第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180中的一个透镜的物侧表面或传感器侧表面可以用作孔径光阑以控制光量。例如,第三透镜130的传感器侧表面(第六表面S6)和第四透镜140的物侧表面(第七表面S7)中的至少一个透镜表面可以用作孔径光阑。
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的路径。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。当光路改变构件包括直角棱镜时,光路改变构件可以通过以90度的角反射入射光的路径来改变光的路径。光路改变构件可以设置为比多个透镜100更靠近物体。也就是说,当光学系统1000包括光路改变构件时,可以按光路改变构件、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、第六透镜160、第七透镜170、第八透镜180、滤光器500和图像传感器300的顺序布置。光路改变构件可以将从外部入射的光的路径向设定的方向改变。例如,光路改变构件将沿着第一方向入射到光路改变构件上的光的路径向第二方向(向在附图中多个透镜100间隔开的光轴OA方向)引导,第二方向是多个透镜100的布置方向。
当光学系统1000包括光路改变构件时,光学系统可以应用于折叠相机,从而减小相机的厚度。详细地,当光学系统1000包括光路改变构件时,沿与应用了光学系统1000的装置的表面垂直的方向(第一方向)入射的光可以向与装置的表面平行的方向(第二方向)改变。因此,包括多个透镜100的光学系统1000在装置内可以具有较薄的厚度,因此可以减小装置的高度。例如,当光学系统1000不包括光路改变构件时,装置内的多个透镜100可以设置为在与装置的表面垂直的方向(第一方向)上延伸。因此,包括多个透镜100的光学系统1000在与装置表面垂直的方向(第一方向)上具有高的高度,因此可能难以形成光学系统1000和包括该光学系统1000的装置的薄的厚度。
然而,当光学系统1000包括光路改变构件时,多个透镜100可以布置为在与装置的表面平行的方向(第二方向)上延伸。也就是说,光学系统1000布置为使得光轴OA平行于装置的表面,并且可以应用于折叠相机。因此,包括多个透镜100的光学系统1000在与装置的表面垂直的方向上可以具有低的高度。因此,包括光学系统1000的相机可以在装置内具有薄的厚度,并且装置的厚度也可以减小。
光路改变构件可以设置在多个透镜100中的两个透镜之间,或者设置在图像传感器300与多个透镜100中最靠近图像传感器300的最后一个透镜之间。光路改变构件可以设置为多个数量。详细地,多个光路改变构件可以设置在物体与图像传感器300之间。例如,光路改变构件可以包括设置为比多个透镜100更靠近物体的第一光路改变构件和设置在该最后一个透镜与图像传感器300之间的第二光路改变构件。因此,光学系统1000可以根据应用该光学系统的相机而具有各种形状和高度,并且可以具有改进的光学性能。
再次描述多个透镜100,光学系统1000包括沿着光轴OA从物侧向传感器依次布置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180。第一透镜110可以设置为在多个透镜100中最靠近物体,第八透镜180可以设置为最靠近图像传感器300。
第一透镜110可以在光轴OA上具有正(+)屈光力。第一透镜110可以包含塑料或玻璃。第一透镜110可以包括定义为物侧表面的第一表面S1和定义为传感器侧表面的第二表面S2。第一表面S1可以具有在光轴OA上凸出的形状,并且第二表面S2可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第一透镜110可以具有在光轴OA上向物体凸出的半月形状。可替代地,第一表面S1可以具有在光轴OA上凸出的形状,第二表面S2可以具有在光轴OA上凸出的形状。也就是说,第一透镜110可以具有在光轴OA上两侧凸出的形状。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S2两者可以是非球面的。
第二透镜120可以在光轴OA上具有正(+)屈光力或负(-)屈光力。第二透镜120可以包含塑料或玻璃。第二透镜120可以包括定义为物侧表面的第三表面S3和定义为传感器侧表面的第四表面S4。第三表面S3可以具有在光轴OA上凸出的形状,第四表面S4可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第二透镜120可以具有在光轴OA上向物体凸出的半月形状。可替代地,第三表面S3可以具有在光轴OA上凸出的形状,第四表面S4可以具有凸出的形状。也就是说,第二透镜120可以具有在光轴OA上两侧凸出的形状。可替代地,第三表面S3可以具有在光轴OA上凹入的形状,第四表面S4可以具有在光轴OA上凸出的形状。也就是说,第二透镜120可以具有在光轴OA上向传感器凸出的半月形状。可替代地,第三表面S3可以具有在光轴OA上凹入的形状,第四表面S4可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第二透镜120可以具有在光轴OA上两侧凹入的形状。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S4两者可以是非球面的。
第三透镜130可以在光轴OA上具有与第一透镜110的屈光力相反的屈光力。也就是说,第三透镜130可以具有负(-)屈光力。第三透镜130可以包含塑料或玻璃。第三透镜130可以包括定义为物侧表面的第五表面S5和定义为传感器侧表面的第六表面S6。第五表面S5可以具有在光轴OA上凸出的形状,并且第六表面S6可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第三透镜130可以具有在光轴OA上向物体凸出的半月形状。可替代地,第五表面S5可以具有在光轴OA上凹入的形状,并且第六表面S6可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第三透镜130可以具有在光轴OA上两侧凹入的形状。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S6两者可以是非球面的。
在第一透镜组G1中,最靠近物体的第一透镜110的屈光力可以与最靠近图像传感器300的第三透镜130的屈光力相反。因此,第一透镜组G1可以相互补偿由第一透镜组G1中包括的多个透镜110、120和130产生的色差。
第一透镜组G1中的与第二透镜组G2相邻的第三透镜130可以在第一透镜组G1中具有最高的折射率。例如,第三透镜130的折射率可以大于1.6。因此,从第一透镜组G1提供到第二透镜组G2的光被控制,以减小设置在第一透镜组G1之后的第二透镜组G2的透镜尺寸。
第四透镜140可以在光轴OA上具有正(+)屈光力或负(-)屈光力。第四透镜140可以包含塑料或玻璃。第四透镜140可以包括定义为物侧表面的第七表面S7和定义为传感器侧表面的第八表面S8。第七表面S7可以具有在光轴OA上凸出的形状,并且第八表面S8可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第四透镜140可以具有在光轴OA上向物体凸出的半月形状。可替代地,第七表面S7可以在光轴OA上凸出,并且第八表面S8可以在光轴OA上凸出。也就是说,第四透镜140可以具有在光轴OA上两侧凸出的形状。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S8两者可以是非球面的。
第五透镜150可以在光轴OA上具有正(+)屈光力或负(-)屈光力。第五透镜150可以在光轴OA上具有与第四透镜140的屈光力相反的屈光力。第五透镜150可以包含塑料或玻璃。第五透镜150可以包括定义为物侧表面的第九表面S9和定义为传感器侧表面的第十表面S10。第九表面S9可以具有在光轴OA上凸出的形状,第十表面S10可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第五透镜150可以具有在光轴OA上向物体凸出的半月形状。可替代地,第九表面S9可以具有在光轴OA上凸出的形状,并且第十表面S10可以具有在光轴OA上凸出的形状。也就是说,第五透镜150可以具有在光轴OA上两侧凸出的形状。可替代地,第九表面S9可以具有在光轴OA上凹入的形状,并且第十表面S10可以具有在光轴OA上凸出的形状。也就是说,第五透镜150可以具有在光轴OA上向传感器凸出的半月形状。可替代地,第九表面S9可以具有在光轴OA上凹入的形状,并且第十表面S10可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第五透镜150可以具有在光轴OA上两侧凹入的形状。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S10两者可以是非球面的。
在第二透镜组G2中,最靠近物体的第四透镜140的屈光力可以与最靠近图像传感器300的第五透镜150的屈光力相反。另外,第四透镜140与第五透镜150之间的阿贝数之差可以大于20。因此,第二透镜组G2可以使由根据模式变化而改变位置引起的色差的变化最小化。
第六透镜160可以在光轴OA上具有正(+)屈光力或负(-)屈光力。第六透镜160可以包含塑料或玻璃。第六透镜160可以包括定义为物侧表面的第十一表面S11和定义为传感器侧表面的第十二表面S12。第十一表面S11可以具有在光轴OA上凸出的形状,并且第十二表面S12可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第六透镜160可以具有在光轴OA上向物体凸出的半月形状。可替代地,第十一表面S11可以具有在光轴OA上凸出的形状,并且第十二表面S12可以具有在光轴OA上凸出的形状。也就是说,第六透镜160可以具有在光轴OA上两侧凸出的形状。可替代地,第十一表面S11可以具有在光轴OA上凹入的形状,并且第十二表面S12可以具有在光轴OA上凸出的形状。也就是说,第六透镜160可以具有在光轴OA上向传感器凸出的半月形状。可替代地,第十一表面S11可以具有在光轴OA上凹入的形状,并且第十二表面S12可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第六透镜160可以具有在光轴OA的两侧凹入的形状。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S12两者可以是非球面的。
第七透镜170可以在光轴OA上具有正(+)屈光力或负(-)屈光力。第七透镜170可以在光轴OA上与第六透镜160的屈光力相反的屈光力。第七透镜170可以包含塑料或玻璃。第七透镜170可以包括定义为物侧表面的第十三表面S13和定义为传感器侧表面的第十四表面S14。第十三表面S13可以具有在光轴OA上凸出的形状,并且第十四表面S14可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第七透镜170可以具有在光轴OA上向物体凸出的半月形状。可替代地,第十三表面S13可以具有在光轴OA上凸出的形状,并且第十四表面S14可以具有在光轴OA上凸出的形状。也就是说,第七透镜170可以具有在光轴OA上两侧凸出的形状。可替代地,第十三表面S13可以具有在光轴OA上凹入的形状,并且第十四表面S14可以具有在光轴OA上凸出的形状。也就是说,第七透镜170可以具有在光轴OA上向传感器凸出的半月形状。可替代地,第十三表面S13可以具有在光轴OA上凹入的形状,并且第十四表面S14可以具有在光轴OA上凹入的形状。也就是说,第七透镜170可以具有在光轴OA的两侧上凹入的形状。第十三表面S13和第十四表面S14中的至少一个可以是非球面。例如,第十三表面S13和第十四表面S14两者可以是非球面的。
在第三透镜组G3中,最靠近物体的第六透镜160的屈光力可以与最靠近图像传感器300的第七透镜170的屈光力相反。另外,第六透镜160与第七透镜170之间的阿贝数之差可以大于20。因此,第三透镜组G3可以用作消色差,同时使由根据模式变化而改变的位置引起的色差的变化最小化。
第八透镜180可以在光轴OA上具有正(+)屈光力。第八透镜180可以包含塑料或玻璃。第八透镜180可以包括定义为物侧表面的第十五表面S15和定义为传感器侧表面的第十六表面S16。第十五表面S15可以具有在光轴OA上凸出的形状,并且第十六表面S16可以具有在光轴OA上凸出的形状。也就是说,第八透镜180可以具有在光轴OA上两侧凸出的形状。可替代地,第八透镜180可以具有在光轴OA上凹入的形状,并且第十六表面S16可以具有在光轴OA上凸出的形状。也就是说,第八透镜180可以具有在光轴OA上向传感器凸出的半月形状。第十五表面S15和第十六表面S16中的至少一个可以是非球面。例如,第十五表面S15和第十六表面S16两者可以是非球面的。
在多个透镜组G1、G2、G3和G4中,第四透镜组G4可以最靠近图像传感器300。具体地,最靠近图像传感器300的第八透镜180可以在多个透镜100中具有最短的光移动路径。第四透镜组G4可以起到控制主光线角(CRA)的作用。详细地,根据实施例的光学系统1000的CRA可以小于约10度,并且第四透镜组G4的第八透镜180可以将入射到图像传感器300上的光的CRA校正为接近0度。
多个透镜100中的至少一个透镜可以具有非圆形形状。将参照图2描述非圆形透镜。
参照图2,透镜可以包括物侧表面和传感器侧表面,并且透镜的两个透镜表面中的至少一个可以具有非圆形形状。例如,透镜表面的有效区域可以包括第一边缘A1、第二边缘A2、第三边缘A3和第四边缘A4。第一边缘A1和第二边缘A2可以是在与光轴OA垂直的第一方向(图2中的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。可以以具有相同长度和曲率的弯曲形状来设置第一边缘A1和第二边缘A2。也就是说,第一边缘A1和第二边缘A2可以具有相对于穿过光轴OA并在第二方向(图2中的t轴方向)上延伸的虚拟线对称的形状。
在透镜表面的有效区域中,第三边缘A3和第四边缘A4可以是在与光轴OA和第一方向垂直的第二方向(图2中的t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的端部和第二边缘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。第三边缘A3和第四边缘A4可以具有相同的长度并且彼此平行。也就是说,第三边缘A3和第四边缘A4可以具有相对于穿过光轴OA并在第一方向(图2中的x轴方向)上延伸的虚拟线对称的形状。
透镜的透镜表面可以具有非圆形形状,例如D形切割形状,因为它包括上述第一边缘A1、第二边缘A2、第三边缘A3和第四边缘A4。可以在制造透镜的工序期间形成透镜表面的非圆形形状。例如,当透镜由塑料制成时,它可以在注塑工艺期间被制造成上述非圆形形状。可替代地,透镜可以通过注塑工艺被制造成圆形形状,并且在随后的切割工艺中,透镜的部分区域可以被切割成具有第三边缘A3和第四边缘A4。
因此,透镜表面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。这里,第一直线的长度CA可以表示透镜表面的最大通光孔径CA,第二直线的长度CH可以表示透镜表面的最小通光孔径CH(净高度)。此外,当透镜表面的有效区域具有圆形形状而不是非圆形形状时,透镜表面的最大通光孔径CA和最小通光孔径CH(净高度)可以相同。
根据实施例的多个透镜100中的至少一个透镜可以具有非圆形形状。详细地,第一透镜组G1和第四透镜组G4各自可以包括至少一个非圆形形状的透镜。例如,第一透镜组G1的第一透镜110可以具有非圆形形状。第一透镜110的第一表面S1和第二表面S2中的至少一个透镜表面可以具有非圆形形状。详细地,第一表面S1和第二表面S2中的每一个的有效区域可以具有非圆形形状。
第一透镜110的非圆比可以小于1。这里,第一透镜110的非圆比可以表示在第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)和传感器侧表面(第二表面S2)中具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径CH与最大通光孔径CA之比(CH/CA)。
在根据实施例的第一透镜110中,第一表面S1的通光孔径可以大于第二表面S2的通光孔径。第一透镜110的非圆比可以大于0.7。详细地,第一透镜110的非圆比可以大于0.7且小于1。当第一透镜110的非圆比小于0.7时,可以减小第一透镜110的高度以具有纤薄的结构,但是由于非圆形形状而损失的有效区域的面积增加,使得光学性能可能劣化。此外,当第一透镜110的非圆比为1或大于1时,可能难以实现减小第一透镜110的高度的效果,因为它具有圆形形状。此外,在第一透镜110中,第一表面S1的非圆比可以小于第二表面S2的非圆比。
第一透镜组G1的第二透镜120可以具有非圆形形状。第二透镜120的第三表面S3和第四表面S4中的至少一个透镜表面可以具有非圆形形状。详细地,第三表面S3的有效区域可以具有非圆形形状,并且第四表面S4的有效区域可以具有圆形形状。第四表面S4的非有效区域可以具有非圆形形状。
第二透镜120可以具有小于1的非圆比(CH/CA)。这里,第二透镜120的非圆比可以表示第二透镜120的物侧表面(第三表面S3)和传感器侧表面(第四表面S4)中的具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径CH与最大通光孔径CA之比(CH/CA)。
在根据实施例的第二透镜120中,第三表面S3的通光孔径可以大于第四表面S4的通光孔径。第二透镜120的非圆比可以大于0.7。详细地,第二透镜120的非圆比可以大于0.7且小于1。如果第二透镜120的非圆比小于0.7,则可以减小第二透镜120的高度以具有纤薄的结构,但是由于非圆形形状而损失的有效区域的面积增加,从而光学性能可能劣化。此外,当第二透镜120的非圆比为1或大于1时,可能难以实现减小第二透镜120的高度的效果,因为它具有圆形形状。此外,在第二透镜120中,第三表面S3的非圆比可以小于第四表面S4的非圆比。
第二透镜120的非圆比可以不同于第一透镜110的非圆比。详细地,第二透镜120的非圆比可以大于第一透镜110的非圆比。例如,第二透镜120的非圆比可以是第一透镜110的非圆比的约1.05倍以上。详细地,第二透镜120的非圆比可以是第一透镜110的非圆比的约1.1倍以上,以控制入射到第一透镜组G1上的光。
第三透镜130可以具有圆形形状或非圆形形状。详细地,第三透镜130的第五表面S5和第六表面S6可以具有圆形形状或非圆形形状。例如,第五表面S5和第六表面S6中的每一个的有效区域可以具有圆形形状。第三透镜130可以具有非圆比(CH/CA)。这里,第三透镜130的非圆比可以表示第三透镜130的物侧表面(第五表面S5)和传感器侧表面(第六表面S6)中的具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径CH与最大通光孔径CA之比(CH/CA)。第三透镜130的非圆比可以大于第一透镜110和第二透镜120的非圆比。
在根据实施例的第三透镜130中,第五表面S5的通光孔径可以大于第六表面S6的通光孔径。第三透镜130的非圆比可以大于0.7。详细地,第三透镜130的非圆比可以大于0.9且小于1.1。更详细地,第三透镜130被设置为具有圆形有效区域的圆形透镜,因此非圆比可以为1。也就是说,在第三透镜130中,在具有较大的通光孔径的第五表面S5中,最大通光孔径CA和最小通光孔径CH可以相同。此外,在第三透镜130中,第六表面S6的非圆比可以与第五表面S5的非圆比相同。第三透镜130的非圆比可以不同于第一透镜110和第二透镜120的非圆比。详细地,第三透镜130的非圆比可以大于第一透镜110和第二透镜120的非圆比。
第四透镜组G4的第八透镜180可以具有非圆形形状。第八透镜180的第十五表面S15和第十六表面S16中的至少一个透镜表面可以具有非圆形形状。详细地,第十五表面S15和第十六表面S16中的每一个的有效区域可以具有非圆形形状。
第八透镜180可以具有小于1的非圆比。这里,第八透镜180的非圆比可以表示在第八透镜180的物侧表面(第十五表面S15)和传感器侧表面(第十六表面S16)中的具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径CH与最大通光孔径CA之比(CH/CA)。在根据实施例的第八透镜180中,第十六表面S16的通光孔径可以大于第十五表面S15的通光孔径。第八透镜180的非圆比可以大于0.7。详细地,第八透镜180的非圆比可以大于0.7且小于1。当第八透镜180的非圆比小于0.7时,第八透镜180的高度可以减小以具有纤薄的结构,但是由于非圆形形状而损失的有效区域的面积增加,使得光学性能可能劣化。此外,当第八透镜180的非圆比为1或大于1时,可能难以实现减小第八透镜180的高度的效果,因为第八透镜180具有圆形形状。此外,在第八透镜180中,第十六表面S16的非圆比可以小于第十五表面S15的非圆比。
第一透镜组G1中包括的至少一个透镜的非圆比可以大于第四透镜组G4中包括的至少一个透镜的非圆比。详细地,第四透镜组G4的第八透镜180的非圆比可以小于第一透镜组G1的第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130的非圆比。
在光学系统1000中,第三透镜组G3可以包括至少一个非圆形的透镜。例如,第三透镜组G3的第六透镜160可以具有非圆形形状。第六透镜160的第十一表面S11和第十二表面S12中的至少一个透镜表面可以具有非圆形形状。详细地,第十一表面S11和第十二表面S12中的每一个的有效区域可以具有非圆形形状。
第六透镜160可以具有小于1的非圆比(CH/CA)。这里,第六透镜160的非圆比可以表示第六透镜160的物侧表面(第十一表面S11)和传感器侧表面(第十二表面S12)中的具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径CH与最大通光孔径CA之比(CH/CA)。在根据实施例的第六透镜160中,第十一表面S11的通光孔径可以大于第十二表面S12的通光孔径。第六透镜160的非圆比可以大于0.7。详细地,第六透镜160的非圆比可以大于0.7且小于1。当第六透镜160的非圆比小于0.7时,第六透镜160的高度可以减小以具有纤薄的结构,但是由于非圆形形状而损失的有效区域的面积增加,使得光学性能可能劣化。此外,当第六透镜160的非圆比为1或大于1时,可能难以实现减小第六透镜160的高度的效果,因为它具有圆形形状。此外,在第六透镜160中,第十一表面S11的非圆比可以小于第十二表面S12的非圆比。
第七透镜170可以具有非圆形形状。第七透镜170的第十三表面S13和第十四表面S14中的至少一个透镜表面可以具有非圆形形状。详细地,第十三表面S13和第十四表面S14中的每一个的有效区域可以具有非圆形形状。第七透镜170可以具有小于1的非圆比(CH/CA)。这里,第七透镜170的非圆比可以表示第七透镜170的物侧表面(第十三表面S13)和传感器侧表面(第十四表面S14)中的具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径CH与最大通光孔径CA之比(CH/CA)。
在根据实施例的第七透镜170中,第十四表面S14的通光孔径可以大于第十三表面S13的通光孔径。第七透镜170的非圆比可以大于0.7。第七透镜170的非圆比可以大于0.7且小于1。当第七透镜170的非圆比小于0.7时,第七透镜170的高度可以减小以具有纤薄的结构,但是由于非圆形形状而损失的有效区域的面积增加,使得光学性能可能劣化。当第七透镜170的非圆比为1或大于1时,可能难以实现减小第七透镜170的高度的效果,因为它具有圆形形状。此外,在第七透镜170中,第十三表面S13的非圆比可以大于第十四表面S14的非圆比。第七透镜170的非圆比可以不同于第六透镜160的非圆比。详细地,第六透镜160的非圆比可以大于第七透镜170的非圆比。例如,第六透镜160的非圆比可以是第七透镜170的非圆比的约1.05倍以上。详细地,第六透镜160的非圆比可以是第七透镜170的非圆比的约1.1倍以上,以有效地校正色差。
第三透镜组G3中包括的第六透镜160和第七透镜170可以具有相似的最小通光孔径CH。详细地,第六透镜160和第七透镜170的最小通光孔径CH可以具有在约5%以下的范围内彼此对应的尺寸,并且最小通光孔径CH之差可以为约0.03mm以下。第三透镜组G3中包括的第六透镜160和第七透镜170的最小通光孔径CH可以小于第一透镜组G1和第四透镜组G4中包括的透镜110、120、130和180的最小通光孔径CH。详细地,第六透镜160和第七透镜170的最小通光孔径CH的最大值可以小于第一透镜组G1和第四透镜组G4中包括的透镜110、120、130和180的最小通光孔径CH中的最大值。第三透镜组G3的最小通光孔径CH的最大值可以为第一透镜组G1和第四透镜组G4中包括的透镜110、120、130和180的最小通光孔径CH的最大值的约70%至约80%。
当第三透镜组G3的最小通光孔径CH的最大值不满足上述范围时,可能难以在结构上确保用于布置在第一透镜组G1与第四透镜组G4之间的第三透镜组G3的空间。此外,对于第三透镜组G3,可能难以根据工作模式确保第一透镜组G1与第四透镜组G4之间的移动距离。
在光学系统1000中,第二透镜组G2可以包括圆形透镜。第二透镜组G2可以不包括非圆形形状的透镜。
第四透镜140可以具有圆形形状。详细地,第四透镜140的第七表面S7和第八表面S8可以具有圆形形状。例如,第四透镜140的第七表面S7和第八表面S8中的每一个的有效区域可以具有圆形形状。第四透镜140可以具有非圆比(CH/CA)。这里,第四透镜140的非圆比可以表示第四透镜140的物侧表面(第七表面S7)和传感器侧表面(第八表面S8)中的具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径CH与最大通光孔径CA之比(CH/CA)。
在根据实施例的第四透镜140中,第七表面S7的通光孔径可以大于第八表面S8的通光孔径。第四透镜140的非圆比可以大于0.9且小于1.1。详细地,第四透镜140被设置为具有圆形有效区域的圆形透镜,因此非圆比可以为1。也就是说,在第四透镜140中,具有较大的通光孔径的第七表面S7可以具有相同的最大通光孔径CA和最小通光孔径CH。此外,在第四透镜140中,第八表面S8具有圆形有效区域,并且第八表面S8的非圆比可以等于第七表面S7的非圆比。
第五透镜150可以具有圆形形状。详细地,第五透镜150的第九表面S9和第十表面S10可以具有圆形形状。例如,第五透镜150的第九表面S9和第十表面S10中的每一个的有效区域可以具有圆形形状。第五透镜150可以具有非圆比(CH/CA)。这里,第五透镜150的非圆比可以表示第五透镜150的物侧表面(第九表面S9)和传感器侧表面(第十表面S10)中的具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径CH与最大通光孔径CA之比(CH/CA)。
在根据实施例的第五透镜150中,第九表面S9的通光孔径可以大于第十表面S10的通光孔径。第五透镜150的非圆比可以大于0.7。详细地,第五透镜150的非圆比可以大于0.9且小于1.1。更详细地,第五透镜150被设置为具有圆形有效区域的圆形透镜,因此非圆比可以为1。也就是说,在第五透镜150中,具有较大的通光孔径的第九表面S9可以具有相同的最大通光孔径CA和最小通光孔径CH。此外,在第五透镜150中,第十表面S10具有圆形有效区域,并且第十表面S10的非圆比可以等于第七表面S7的非圆比。
第二透镜组G2中包括的第四透镜140和第五透镜150的最小通光孔径CH可以小于第一透镜组G1和第四透镜组G4中包括的透镜110、120、130和180的最小通光孔径CH。详细地,第四透镜140和第五透镜150的最小通光孔径CH的最大值可以小于第一透镜组G1和第四透镜组G4中包括的透镜110、120、130和180的最小通光孔径CH中的最大值。第二透镜组G2的最小通光孔径CH的最大值可以为第一透镜组G1和第四透镜组G4中包括的透镜110、120、130和180的最小通光孔径CH的最大值的约70%至约80%。
第四透镜140和第五透镜150的最小通光孔径CH的最大值可以类似于第三透镜组G3中包括的透镜160和170的最小通光孔径CH的最大值。例如,第二透镜组G2中包括的透镜140和150的最小通光孔径CH的最大值可以具有在约5%以下的范围内与第三透镜组G3中包括的透镜160和170的最小通光孔径CH的最大值对应的尺寸,并且这些值之间的差可以为约0.03mm以下。
当第二透镜组G2的最小通光孔径CH的最大值不满足上述范围时,可能难以在结构上确保放置在第一透镜组G1与第四透镜组G4之间的用于第二透镜组G2的空间。此外,对于第二透镜组G2,可能难以根据工作模式确保在第一透镜组G1与第四透镜组G4之间工作模式移动距离。
即使当工作模式改变时,在设置在固定位置的第一透镜组G1和第四透镜组G4中,第八透镜180的非圆比CH/CA可以是第一透镜组G1和第四透镜组G4中包括的透镜110、120、130和180中最小的。此外,第三透镜130的非圆比(CH/CA)可以是第一透镜组G1和第四透镜组G4中包括的透镜110、120、130和180中最大的。在其位置根据工作模式而改变的第二透镜组G2和第三透镜组G3中,第七透镜170的非圆比(CH/CA)可以是第二透镜组G2和第三透镜组G3中包括的透镜140、150、160和170中最小的。此外,第四透镜140和第五透镜150的非圆比(CH/CA)可以是透镜组G2和G3中包括的透镜140、150、160和170中最大的。
因此,根据实施例的光学系统1000可以具有改进的组装性能和机械稳定的形式。此外,光学系统1000可以显著减小移动透镜组的移动距离,并提供各种放大倍率。由于第二透镜组G2中包括的透镜140和150的有效区域具有圆形形状,因此可以最小化在其有效区域具有非圆形形状的透镜中发生的衍射效应。
根据实施例的相机模块(未示出)可以包括上述光学系统1000。相机模块可以沿光轴OA的方向移动光学系统1000中包括的多个透镜组G1、G2、G3和G4中的至少一个透镜组。相机模块可以包括连接到光学系统1000的驱动构件(未示出)。驱动构件可以根据工作模式在光轴OA方向上移动至少一个透镜组。
工作模式可以包括以第一放大倍率工作的第一模式和以与第一放大倍率不同的第二放大倍率工作的第二模式。此时,第二放大倍率可以大于第一放大倍率。此外,工作模式可以包括以第一放大倍率与第二放大倍率之间的第三放大倍率工作的第三模式。这里,第一放大倍率可以为光学系统1000的最低放大倍率,第二放大倍率可以为光学系统1000的最高放大倍率。第一放大倍率可以为约3至约5倍,第二放大倍率可以为约8至11倍,第三放大倍率可以为第一放大倍率与第二放大倍率之间的放大倍率,可以为约5至8倍。
驱动构件可以根据选自第一模式至第三模式的一个工作模式移动至少一个透镜组。详细地,驱动构件连接到第二透镜组G2和第三透镜组G3,并且可以根据工作模式移动第二透镜组G2和第三透镜组G3。
例如,在第一模式下,第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个可以位于定义为第一位置的位置。此外,在第二模式下,第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个可以位于定义为与第一位置不同的第二位置的位置。此外,在第三模式下,第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个可以位于定义为与第一位置和第二位置不同的第三位置的位置。第三位置可以是第一位置与第二位置之间的区域。例如,在第三模式下可以安置第二透镜组G2的第三位置可以是在第一模式下安置第二透镜组G2的第一位置与在第二模式下安置第二透镜组G2的第二位置之间的区域。此外,在第三模式下安置第三透镜组G3的第三位置是在第一模式下安置第三透镜组G3的第一位置与在第二模式下安置第三透镜组G3的第二位置之间的区域。
在根据实施例的光学系统1000中,第二透镜组G2和第三透镜组G3可以根据工作模式移动,并且第一透镜组G1和第四透镜组G4可以设置在固定位置。第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4可以根据工作模式与第一位置、第二位置和第三位置中的各个位置中的相邻透镜组具有设定的距离。因此,即使当工作模式改变时,光学系统1000也可以具有恒定的TTL(总轨迹长度),并且可以通过控制一些透镜组的位置来控制光学系统1000的有效焦距和放大倍率。
根据实施例的光学系统1000可以满足下述式中的至少一个。因此,根据实施例的光学系统1000可以有效地校正根据工作模式变化而变化的像差。此外,根据实施例的光学系统1000可以以各种放大倍率有效地提供针对对象的自动对焦(AF)功能,并且可以具有纤薄且紧凑的结构。
[式1]n_G1、n_G2、n_G3>1(n_G1、n_G2、n_G3为自然数)
在式1中,n_G1、n_G2和n_G3表示第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3中的各个透镜组中包括的透镜的数量。
[式2]0.7<CH_G1max/CA_G1max<1
在式2中,CA_G1max表示第一透镜组G1中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最大通光孔径CA,CH_G1max表示具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH。
[式3]0.7<CH_G4max/CA_G4max<1
在式3中,CA_G4max表示第四透镜组G4中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最大通光孔径CA,CH_G4max表示具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH。
[式4]0.7<CH_G3max/CA_G3max<1
在式4中,CA_G3max表示第三透镜组G3中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最大通光孔径CA,CH_G3max表示具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH。
[式5]CH_G4max/CA_G4max<CH_G1max/CA_G1max
在式5中,CH_Gnmax表示第n透镜组中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH,CA_Gnmax表示第n透镜组中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最大通光孔径CA。
[式6]0.7<(CH_G1max/CA_G1max)/(CH_G1min/CA_G1min)<1
在式6中,CA_G1max表示第一透镜组G1中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最大通光孔径CA,CH_G1max表示具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH。CA_G1min表示第一透镜组G1中包括的透镜中具有最小通光孔径的透镜的透镜表面的最大通光孔径CA,CH_G1min表示具有最小通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH。
[式7]CH_G2max/CA_G2max=CH_G2min/CA_G2min
在式7中,CA_G2max表示第二透镜组G2中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最大通光孔径CA,CH_G2max表示具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最大通光孔径CH。CA_G2min表示第二透镜组G2中包括的透镜中具有最小通光孔径的透镜的透镜表面的最大通光孔径CA,CH_G2min表示具有最小通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH。
[式8]0.9<CH_G1max/CH_G4max<1.1
在式8中,CH_G1max表示第一透镜组G1中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH,CH_G4max表示第一透镜组G1中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH,CH_G4max表示第四透镜组G4中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH。
[式9]1<CH_G1max/CH_G2max<2
在式9中,CH_G1max表示第一透镜组G1中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH,CH_G2max表示第二透镜组G2中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH。
[式10]1<CH_G4max/CH_G3max<2
在式10中,CH_G3max表示第三透镜组G3中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH,CH_G4max表示第四透镜组G4中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH。
[式11]0.9<CH_G2max/CH_G3max<1.1
在式11中,CH_G2max表示第二透镜组G2中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH,CH_G3max表示第三透镜组G3中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH。
[式12]CH_G4max/CH_G1max<CA_G4max/CA_G1max
在式12中,CH_Gnmax表示第n透镜组中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最小通光孔径CH,CA_Gnmax表示第n透镜组中包括的透镜中具有最大通光孔径的透镜的透镜表面的最大通光孔径CA。
当根据实施例的光学系统1000满足式1至12中的至少一个或两个时,光学系统1000可以具有纤薄的结构。详细地,光学系统1000可以通过降低高度同时最小化由于非圆形形状而损失的有效区域的面积而设置得纤薄。光学系统1000防止由于非圆形透镜引起的有效区域的面积的减小而导致的光学性能下降,控制像差特性,并且使在非圆形透镜中发生的衍射效应最小化。此外,光学系统1000具有改进的组装性能,并且可以具有机械稳定的形式。
[式13]1<L_G1/L_G2<3
在式13中,L_G1表示第一透镜组G1中包括的透镜中最接近物体的透镜的物侧表面与最接近图像传感器300的透镜的传感器侧表面之间在光轴OA上的距离。例如,L_G1表示第一透镜110的第一表面S1与第三透镜130的第六表面S6之间在光轴OA上的距离。L_G2表示第二透镜组G2中包括的透镜中最接近物体的透镜的物侧表面与最接近图像传感器300的透镜的传感器侧表面之间在光轴OA上的距离。例如,L_G2表示第四透镜140的第七表面S7与第五透镜150的第十表面S10之间在光轴OA上的距离。
[式14]1<L_G1/L_G3<3
在式14中,L_G1表示第一透镜组G1中包括的透镜中最接近物体的透镜的物侧表面与最接近图像传感器300的透镜的传感器侧表面之间在光轴OA上的距离。例如,L_G1表示第一透镜110的第一表面S1与第三透镜130的第六表面S6之间在光轴OA上的距离。L_G3表示第三透镜组G3中包括的透镜中最接近物体的透镜的物侧表面与最接近图像传感器300的透镜的传感器侧表面之间在光轴OA上的距离。例如,L_G3表示第六透镜160的第十一表面S11与第七透镜170的第十四表面S14之间在光轴OA上的距离。
当根据实施例的光学系统1000满足式13和式14中的至少一个时,它具有相对小的TTL,并且可以根据模式变化提供各种放大倍率。
[式15]0.05<L_G1/TTL<0.5
在式15中,L_G1表示第一透镜组G1中包括的透镜中最接近物体的透镜的物侧表面与最接近图像传感器300的透镜的传感器侧表面之间在光轴OA上的距离。例如,L_G1表示第一透镜110的第一表面S1与第三透镜130的第六表面S6之间在光轴OA上的距离。总轨迹长度(TTL)表示从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)到图像传感器300的像面在光轴OA上的距离(mm)。当根据实施例的光学系统1000满足式15时,光学系统1000具有相对小的TTL,并且可以通过控制入射在第一透镜组G1上的杂散光来改善光学特性。
[式16]0.05<L_G2/TTL<0.5
在式16中,L_G2表示第二透镜组G2中包括的透镜中最接近物体的透镜的物侧表面与最接近图像传感器300的透镜的传感器侧表面之间在光轴OA上的距离。例如,L_G2表示第四透镜140的第七表面S7与第五透镜150的第十表面S10之间在光轴OA上的距离。当根据实施例的光学系统1000满足式16时,光学系统1000具有相对小的TTL,可以使在非圆形透镜中发生的衍射效应最小化,并且可以改善色差特性。
[式17]20<|Vd4-Vd5|
在式17中,vd4表示第四透镜140的阿贝数,vd5表示第五透镜150的阿贝数。当根据实施例的光学系统1000满足式17时,光学系统1000可以改进色差特性。
[式18]20<|Vd6-Vd7|
在式18中,vd6表示第六透镜的阿贝数,vd7表示第七透镜的阿贝数。当根据实施例的光学系统1000满足式18时,光学系统1000可以改进色差特性。
[式19]1.6<n3d
在式19中,n3d表示第三透镜130的折射率。如果根据实施例的光学系统1000满足式19,则可以固定设置在第三透镜130之后的透镜的有效区域,并且可以降低透镜的高度。
[式20]1<L1R1/L3R2<2
在式20中,L1R1表示第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的曲率半径,L3R2表示第三透镜130的传感器侧表面(第六表面S6)的曲率半径。当根据实施例的光学系统1000满足式20时,光学系统1000可以控制入射到第一透镜组G1上的杂散光。
[式21]1<L1R1/L4R1<2
在式21中,L1R1表示第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的曲率半径,L4R1表示第四透镜140的物侧表面(第七表面S7)的曲率半径。当根据实施例的光学系统1000满足式21时,光学系统1000可以在各种放大倍率下具有良好的光学性能。
[式22]1<L3R2/L4R1<2
在式22中,L3R2表示第三透镜130的传感器侧表面(第六表面S6)的曲率半径,L4R1表示第四透镜140的物侧表面(第七表面S7)的曲率半径。当根据实施例的光学系统1000满足式22时,当光学系统1000在各种放大倍率下工作时,可以在FOV的外围区域中具有良好的光学性能。
[式23]-1.5<L1R1/L8R2<0
在式23中,L1R1表示第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的曲率半径,L8R2表示第八透镜180的传感器侧表面(第十六表面S16)的曲率半径。当根据实施例的光学系统1000满足式23时,光学系统1000可以在FOV的中心区域和外围区域中具有良好的光学性能。
[式24]0.05<m_G2/TTL<0.5
在式24中,m_G2表示当从以第一放大倍率工作的第一模式改变为以第二放大倍率工作的第二模式或从第二模式改变为第一模式时,第二透镜组G2的移动距离。具体地,m_G2表示在第一模式下的第一透镜组G1和第二透镜组G2之间在光轴OA上的间隔与在第二模式下的第一透镜组G1和第二透镜组G2之间在光轴OA上的间隔之间的差值。当根据实施例的光学系统1000满足式24时,光学系统1000可以在改变放大倍率时最小化第二透镜组G2的移动距离,使得光学系统1000可以具有纤薄的结构。此外,可以最小化当控制第二透镜组G2的位置时的移动距离,从而得到改善的功耗特性。
[式25]
0.05<m_G3/TTL<0.5
在式25中,m_G3表示当以第一放大倍率工作的第一模式改变到以第二放大倍率工作的第二模式时,或者当第二模式改变到第一模式时,第三透镜组G3的移动距离。具体地,m_G3表示在第一模式下第三透镜组G3和第四透镜组G4之间在光轴OA上的间隔与在第二模式下第三透镜组G3和第四透镜组G4之间在光轴OA上的间隔之间的差值。当根据实施例的光学系统1000满足式25时,光学系统1000可以在改变放大倍率时最小化第三透镜组G3的移动距离,使得光学系统1000可以具有纤薄的结构。此外,可以最小化当控制第三透镜组G3的位置时的移动距离,从而得到改善的功耗特性。
[式26]1.5<m_G2/L_G2<2.5
在式26中,m_G2表示当从以第一放大倍率工作的第一模式改变到以第二放大倍率工作的第二模式或从第二模式改变到第一模式时,第二透镜组G2的移动距离。具体地,m_G2表示在第一模式下第一透镜组G1和第二透镜组G2之间在光轴OA上的间隔与在第二模式下第一透镜组G1和第二透镜组G2之间在光轴OA上的间隔之间的差值。L_G2表示第二透镜组G2中包括的透镜中最靠近物体的透镜的物侧表面与最靠近图像传感器300的透镜的传感器侧表面之间在光轴OA上的距离。例如,L_G2表示第四透镜140的第七表面S7与第五透镜150的第十表面S10之间在光轴OA上的距离。
当根据实施例的光学系统1000满足式26时,光学系统1000可以在改变放大倍率时最小化第二透镜组G2的移动距离,使得光学系统1000可以具有纤薄的结构。此外,可以最小化当控制第二透镜组G2的位置时的移动距离,从而改进功耗特性。
[式27]2<m_G3/L_G3<3.5
在式27中,m_G3表示当以第一放大倍率工作的第一模式改变到以第二放大倍率工作的第二模式时或者当第二模式改变到第一模式时,第三透镜组G3的移动距离。具体地,m_G3表示在第一模式下第三透镜组G3和第四透镜组G4之间在光轴OA上的间隔与在第二模式下第三透镜组G3和第四透镜组G4之间在光轴OA上的间隔之间的差值。L_G3表示第三透镜组G3中包括的透镜中最靠近物体的透镜的物侧表面与最靠近图像传感器300的透镜的传感器侧表面之间的在光轴OA上的距离。例如,L_G3表示第六透镜160的第十一表面S11与第七透镜170的第十四表面S14之间在光轴OA上的距离。
当根据实施例的光学系统1000满足式27时,光学系统1000可以在改变放大倍率时最小化第三透镜组G3的移动距离,使得光学系统1000可以具有纤薄的结构。此外,可以最小化当控制第三透镜组G3的位置时的移动距离,从而改进功耗特性。
[式28]4<d_G12_mode1/d_G34_mode1<12
在式28中,d_G12_mode1表示在第二透镜组G2和第三透镜组G3设置在第一位置处的第一模式下第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离。也就是说,d_G12_mode1表示在第一模式下第三透镜130与第四透镜140之间在光轴OA上的距离。d_G34_mode1表示在第二透镜组G2和第三透镜组G3设置在第一位置处的第一模式下第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离。也就是说,d_G34_mode1表示在第一模式下第七透镜170与第八透镜180之间在光轴OA上的距离。当根据实施例的光学系统1000满足式28时,光学系统1000可以在第一放大倍率下具有改进的光学特性。详细地,光学系统1000可以在第一放大倍率下具有改进的像差特性,并且可以改进FOV的中心区域和外围区域中的光学性能。
[式29]0.01<d_G12_mode2/d_G34_mode2<0.5
在式29中,d_G12_mode2表示在第二透镜组G2和第三透镜组G3设置在第二位置处的第二模式下第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离。也就是说,d_G12_mode2表示在第二模式下第三透镜130与第四透镜140之间在光轴OA上的距离。d_G34_mode2表示在第二透镜组G2和第三透镜组G3设置在第二位置处的第二模式下第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离。也就是说,d_G34_mode2表示在第二模式下第七透镜170与第八透镜180之间在光轴OA上的距离。当根据实施例的光学系统1000满足式29时,光学系统1000可以在第二放大倍率下具有改进的光学特性。详细地,光学系统1000在第二放大倍率下具有改进的像差特性,并且可以改进FOV的外围区域中的光学性能。
[式30]0.1<EFL_1/EFL_2<1
在式30中,EFL_1是第一有效焦距,并且是在第二透镜组G2和第三透镜组G3位于第一位置处的第一模式下工作期间光学系统1000的有效焦距。EFL_2是第二有效焦距,并且是在第二透镜组G2和第三透镜组G3位于第二位置处的第二模式下的工作期间光学系统1000的有效焦距。
[式31]2<EFL_1/EPD_1<3
在式31中,EFL_1是第一有效焦距,并且是在第二透镜组G2和第三透镜组G3位于第一位置处的第一模式下工作期间光学系统1000的有效焦距。EPD_1表示在光学系统1000第二透镜组G2和第三透镜组G3位于第一位置处的第一模式下的工作期间的入瞳直径(EPD)。当根据实施例的光学系统1000满足式31时,光学系统1000可以在第一模式下工作期间确保明亮的图像。
[式32]4.5<EFL_2/EPD_2<6
在式32中,EFL_2是第二有效焦距,并且是在第二透镜组G2和第三透镜组G3位于第二位置处的第二模式下的工作期间光学系统1000的有效焦距。EPD_2表示光学系统1000在第二透镜组G2和第三透镜组G3位于第二位置处的第二模式下工作期间的入瞳直径。当根据实施例的光学系统1000满足式32时,光学系统1000可以在第二模式下工作期间确保明亮的图像。
[式33]
F#_Mode1<3.5
F#_Mode2<6.0
在式33中,F#_mode1表示光学系统1000在第二透镜组G2和第三透镜组G3位于第一位置处的第一模式下工作期间的F数,并且F#_mode2表示光学系统1000在第二透镜组G2和第三透镜组G3位于第二位置处的第二模式工作期间的F数。
[式34]1<TTL/EFL_1<3
在式34中,EFL_1是第一有效焦距,并且是在第二透镜组G2和第三透镜组G3位于第一位置处的第一模式工作期间光学系统1000的有效焦距。在式34中,可以建立TTL与EFL_1之间的关系。
[式35]0.1<TTL/EFL_2<1
在式35中,EFL_2是第二有效焦距,并且是在第二透镜组G2和第三透镜组G3位于第二位置处的第二模式的工作期间光学系统1000的有效焦距。在式35中,可以建立TTL与EFL_2之间的关系。
[式36]1<CA_Smax/ImgH<4
在式36中,CA_Smax表示光学系统1000中包括的多个透镜100的透镜表面中的最大通光孔径CA。ImgH是从图像传感器300的0场(其为图像传感器300的与光轴OA重叠的像面的中心)到1.0场的距离,并且该距离是距光轴OA的垂直距离。也就是说,ImgH表示图像传感器300的有效区域的总对角线长度的1/2。当根据实施例的光学系统1000满足式36时,可以以纤薄且紧凑的方式提供光学系统1000。此外,光学系统1000可以实现高分辨率和高图像质量。
[式37]5<TTL/ImgH<10
在式37中,TTL表示从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)到图像传感器300的像面在光轴OA上的距离(mm)。ImgH是从图像传感器300的0场(其为图像传感器300的与光轴OA重叠的像面的中心)到1.0场的距离,并且距距离是与光轴OA的垂直距离。也就是说,ImgH表示图像传感器300的有效区域的总对角线长度的1/2。当根据实施例的光学系统1000满足式37时,光学系统1000可以具有较小的TTL,因此可以以纤薄且紧凑的方式提供光学系统1000。
[式38]15<TTL/BFL<30
在式38中,TTL表示从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)到图像传感器300的像面在光轴(OA)上的距离(mm)。BFL(后焦距)表示从最靠近图像传感器300的透镜的传感器侧表面的顶点到图像传感器300的像面在光轴OA上的距离。
[式39]2<ImgH/BFL<4
在式39中,ImgH是从图像传感器300的0场(其为图像传感器300的与光轴OA重叠的像面的中心)到1.0场的距离,并且该距离是距光轴OA的垂直距离。也就是说,ImgH表示图像传感器300的有效区域的总对角线长度的1/2。也就是说,ImgH表示图像传感器300的有效区域的总对角线长度的1/2。BFL表示从最靠近图像传感器300的透镜的传感器侧表面的顶点到图像传感器300的像面在光轴OA上的距离。当根据实施例的光学系统1000满足式39时,可以确保相对大尺寸的图像传感器300所需的BFL,例如,约1英寸的大图像传感器。此外,当光学系统1000满足式39时,光学系统1000可以在保持TTL的同时以各种放大倍率工作,并且可以在FOV的中心区域和外围区域中具有优异的光学特性。
[式40]
在式40中,Z是垂度(Sag),其可以表示从非球面上的任意位置到非球面的顶点在光轴方向上的距离。此外,Y可以表示从非球面上的任意位置到光轴在与光轴垂直的方向上的距离。另外,c可以表示透镜的曲率,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。
根据实施例的光学系统1000可以满足上述式1至式39中的至少一个。因此,光学系统1000和相机模块可以具有改进的光学特性。详细地,由于光学系统1000满足式1至式39中的至少一个或两个以上,因此可以有效地校正由透镜组的移动引起的诸如色差、渐晕、衍射效应的光学特性的劣化以及外围图像质量劣化。此外,根据实施例的光学系统1000可以显著减小透镜组的移动距离,并提供具有优异功耗特性的各种放大倍率的自动对焦(AF)功能。
由于根据实施例的光学系统1000满足式1至式39中的至少一个或两个,因此其具有改进的组装性能,可以具有机械稳定的形状,并且可以以纤薄的结构提供,使得光学系统1000和包括该光学系统1000的相机模块可以具有紧凑的结构。
在下文中,将更详细地描述根据实施例的光学系统1000和第一模式至第三模式变化。
在根据实施例的光学系统1000中,第一透镜组G1和第四透镜组G4可以是固定的,第二透镜组G2和第三透镜组G3可以设置为可移动的。第一透镜组G1可以包括三个透镜,例如,第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130,并且第二透镜组G2可以包括两个透镜,例如,第四透镜140和第五透镜150。此外,第三透镜组G3可以包括两个透镜,例如,第六透镜160和第七透镜170,并且第四透镜组G4可以包括一个透镜,例如,第八透镜180。在根据实施例的光学系统1000中,第四透镜140的物侧表面(第七表面S7)可以用作孔径光阑,并且上述滤光器500可以设置在第四透镜组G4与图像传感器300之间。
【表1】
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【表2】
【表3】
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表1至表3涉及当根据实施例的光学系统1000和包括该光学系统1000的相机模块在第一模式下工作时的透镜数据。详细地,表1和表2示出第一透镜110至第八透镜180在光轴OA上的曲率半径、透镜的中心厚度、透镜之间的中心距离、折射率、阿贝数以及最大/最小通光孔径CA和CH。表3示出具有第一放大倍率的第一模式下的有效焦距(EFL_1)和入瞳直径(EPD_1)、第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离(d_G12)、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离(d_G23)以及第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离(d_G34)。参照表1,第一透镜110可以在根据实施例的光学系统1000的光轴OA上具有正(+)屈光力。第一透镜110可以包含塑料材料。在光轴OA上,第一透镜110的第一表面S1可以具有凸出形状,第二表面S2可以具有凹入形状。第一透镜110可以具有在光轴OA上向物体凸出的半月形状。第一表面S1可以是非球面,第二表面S2可以是非球面。
第二透镜120可以在光轴OA上具有正(+)屈光力。第二透镜120可以包含塑料材料。在光轴OA上,第二透镜120的第三表面S3可以具有凸出形状,第四表面S4可以具有凹入形状。第二透镜120可以具有在光轴OA上向物体凸出的半月形状。第三表面S3可以是非球面,第四表面S4可以是非球面。
第三透镜130可以在光轴OA上具有与第一透镜110的屈光力相反的屈光力。详细地,第三透镜130可以在光轴OA上具有负(-)屈光力。第三透镜130可以包含玻璃材料。在光轴OA上,第三透镜130的第五表面S5可以具有凹入形状,第六表面S6可以具有凹入形状。第三透镜130可以在光轴上具有向两侧凹入的形状。第五表面S5可以是非球面,第六表面S6可以是非球面。第三透镜130的折射率可以大于约1.6。在第一透镜组G1中包括的透镜中,第三透镜130可以具有最高的折射率。例如,在多个透镜100中,第三透镜130可以具有最高的折射率。详细地,第三透镜130的折射率可以大于1.8。
第四透镜140可以在光轴OA上具有正(+)屈光力。第四透镜140可以包含塑料材料。在光轴OA上,第四透镜140的第七表面S7可以具有凸出形状,第八表面S8可以具有凸出形状。第四透镜140可以具有向两侧凸出的形状。第七表面S7可以是非球面,第八表面S8可以是非球面。
第五透镜150可以在光轴OA上具有与第四透镜140的屈光力相反的屈光力。详细地,第五透镜150可以在光轴OA上具有负屈光力。第五透镜150可以包含塑料材料。在光轴OA上,第五透镜150的第九表面S9可以具有凸出形状,第十表面S10可以具有凹入形状。第五透镜150可以具有在光轴OA上向物体凸出的半月形状。第九表面S9可以是非球面,第十表面S10可以是非球面。第六透镜160可以在光轴OA上具有正(+)屈光力。第六透镜160可以包含塑料材料。在光轴OA上,第六透镜160的第十一表面S11可以具有凹入形状,第十二表面S12可以具有凸出形状。第六透镜160可以具有在光轴OA上向传感器凸出的半月形状。第十一表面S11可以是非球面,第十二表面S12可以是非球面。
第七透镜170可以在光轴OA上具有与第六透镜160的屈光力相反的屈光力。详细地,第七透镜170可以在光轴OA上具有负屈光力。第七透镜170可以包含玻璃材料。在光轴OA上,第七透镜170的第十三表面S13可以具有凹入形状,第十四表面S14可以具有凹入形状。第七透镜170可以在光轴OA上具有向两侧凹入的形状。第十三表面S13可以是非球面,第十四表面S14可以是非球面。第八透镜180可以在光轴OA上具有正(+)屈光力。第八透镜180可以包含塑料材料。在光轴OA上,第八透镜180的第十五表面S15可以具有凸出形状,第十六表面S16可以具有凸出形状。第八透镜180可以具有两侧在光轴OA上凸出的形状。第十五表面S15可以是非球面,第十六表面S16可以是非球面。
此外,根据实施例的光学系统1000中的每个透镜表面的非球面系数值如下表4所示。
【表4】
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在根据实施例的光学系统1000中,多个透镜100可以具有如下表5所示的非圆比。这里,非圆比可以表示在透镜的物侧表面与传感器侧表面之间具有通光孔径(CA)的大透镜表面的最小通光孔径(净高度,CH)与最大通光孔径(CA)之比(CH/CA)。
【表5】
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参照表5,多个透镜100的非圆比可以彼此不同。详细地,在第一透镜组G1中,第一透镜110可以具有最小的非圆比,第三透镜130可以具有最大的非圆比。第三透镜130是具有圆形有效区域的圆形透镜,并且非圆比可以为1。第一透镜组G1中包括的透镜的非圆比在透镜与根据工作模式而改变位置的移动组(即,第二透镜组G2)相邻时可以具有更大的非圆比。在第二透镜组G2中,第四透镜140和第五透镜150的非圆比可以相同。详细地,第四透镜140和第五透镜150可以是具有圆形有效区域的圆形透镜。因此,第四透镜140和第五透镜150中的每一个的非圆比可以等于1。
在第三透镜组G3中,第六透镜160的非圆比可以大于第七透镜170的非圆比。第三透镜组G3中包括的透镜的非圆比在透镜与根据工作模式而改变位置的移动组(即,第二透镜组G2)相邻时可以具有更大的非圆比。此外,第三透镜组G3中包括的透镜的非圆比可以在具有固定位置的固定组(即,与第四透镜组G4相邻的透镜)中具有较小的非圆比。
在移动组G2和G3中包括的透镜中,第四透镜140和第五透镜150可以具有最大的非圆比,第七透镜170可以具有最小的非圆比。在固定组G1和G4中包括的透镜中,第三透镜130可以具有最大的非圆比,第八透镜180可以具有最小的非圆比。此时,第八透镜180的非圆比在多个透镜100的非圆比中可以是最小的。也就是说,多个透镜100中的非圆形透镜的非圆比可以按照第二透镜120、第六透镜160、第一透镜110、第七透镜170和第八透镜180的顺序具有大的值。
第二透镜组G2中包括的第四透镜140的阿贝数(vd4)可以与第五透镜150的阿贝数(vd5)相差20以上。由于第四透镜140和第五透镜150具有上述阿贝数差,因此当由于第二透镜组G2的移动而导致放大倍率改变时发生的色差的变化可以被最小化。第三透镜组G3中包括的第七透镜170的阿贝数(vd7)可以与第六透镜160的阿贝数(vd6)相差20以上。由于第六透镜160和第七透镜170具有上述阿贝数的差,当根据第三透镜组G3的移动而导致放大倍率改变时发生的色差的变化可以被最小化和/或被补偿以用作色彩。
根据实施例的相机模块可以以各种放大倍率获得关于对象的信息。详细地,驱动构件可以控制第二透镜组G2和第三透镜组G3的位置,并且通过此,相机模块可以以各种放大倍率工作。例如,参照图1至图4以及表1至表5,包括光学系统1000的相机模块可以以第一放大倍率在第一模式下工作。第一放大倍率可以是约3倍至约5倍。详细地,在实施例中,第一放大倍率可以为约4.4倍。在第一模式下,第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个可以位于定义为第一位置的位置。当第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个的初始位置是第一位置时,两个透镜组G2和G3可以不移动。可替代地,当第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个的初始位置不同于第一位置时,两个透镜组G2和G3可以通过驱动构件的驱动力移动到第一位置。
因此,第一透镜组G1至第四透镜组G4中的每一个可以以设定的距离布置。例如,第二透镜组G2可以位于距第一透镜组G1第一距离(d_G12)处,第三透镜组G3可以位于距第四透镜组G4距离(d_G34)处,第二透镜组G1可以位于与第三透镜组G3间隔开第三距离(d_G23)的区域中。这里,第一距离至第三距离(d_G12、d_G34、d_G23)可以表示透镜组之间在光轴OA上的距离。
当相机模块在第一模式下工作时,光学系统1000可以具有在第一位置处定义为TTL值的第一TTL(TTL_1)和定义为BFL值的第一BFL(BFL_1)。此外,光学系统1000可以具有在第一位置处定义为第一有效焦距的第一EFL(EFL_1)。此外,在第一模式下,相机模块的视场(FOV)可以小于约25度,并且F数可以小于约3.5。
光学系统1000可以在第一模式下具有如图3和图4所示的优异的像差特性。详细地,图3是在第一模式(第一放大倍率)下工作的光学系统1000的衍射MTF特性的曲线图,图4是像差特性的曲线图。
图4中的像差曲线图是从左到右测量球面像差、散光场曲线和畸变的曲线图。在图4中,X轴可以表示焦距(mm)和畸变(%),Y轴可以表示图像的高度。此外,球面像差的曲线图是约435nm、约486nm、约546nm、约587nm和约656nm的波长带中的光的曲线图,散光和畸变像差的曲线图是546nm波长带中的光的曲线图。在图4的像差图中,可以解释为,当每条曲线接近Y轴时,像差校正功能更好,并且如图4所示,在根据实施例的光学系统1000中,可以看出测量值在几乎所有领域中与Y轴邻近。
【表6】
第二模式(模式2)
d_G12(mm) 0.300
d_G23(mm) 3.740
d_G34(mm) 6.534
EFL_2(mm) 33.5
EPD_2 5.906
放大倍率(第二放大倍率) 9.6
F数 5.92
FOV(度) 9.8
TTL_2(mm) 21.199
BFL_2(mm) 0.999
ImgH(mm) 2.823
表6示出用于具有第二放大倍率的第二模式的有效焦距(EFL_2)和入瞳直径(EPD_2)、第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离(d_G12)、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离(d_G23)以及第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离(d_G34)。根据实施例的相机模块可以以各种放大倍率获得关于对象的信息。详细地,驱动构件可以控制第二透镜组G2和第三透镜组G3的位置,并且通过此,相机模块可以以各种放大倍率工作。例如,参照图5至图7以及表1和表6,包括光学系统1000的相机模块可以以第二放大倍率在第二模式下工作。第二放大倍率可以为约8倍至约11倍。详细地,第二放大倍率可以为约9.6倍。在第二模式下,第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个可以位于定义为第二位置的位置处。当第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个的初始位置是第二位置时,两个透镜组G2和G3可以不移动。可替代地,当第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个的初始位置不同于第二位置时,两个透镜组G2和G3可以通过驱动构件的驱动力移动到第二位置。
因此,第一透镜组G1至第四透镜组G4中的每一个可以以设定的距离布置。例如,第二透镜组G2可以位于距第一透镜组G1第一距离(d_G12)处,第三透镜组G3可以位于距第四透镜组G4距离(d_G34)处,并且第二透镜组G1可以位于与第三透镜组G3间隔开第三距离(d_G23)的区域中。这里,第一距离至第三距离(d_G12、d_G34和d_G23)可以表示透镜组之间在光轴OA上的距离。
第一模式下的第一距离(d_G12)可以大于第二模式下的第一距离(d_G12),第一模式下的第二距离(d_G34)可以小于第二模式下的第二距离(d_G34)。此外,第一模式下的第三距离(d_G23)可以大于第二模式下的第三距离(d_G23)。当相机模块在第二模式下工作时,光学系统1000使用在第二位置处定义为TTL值的第二TTL(TTL_2)和定义为BFL值的第二BFL(BFL_2)。此外,光学系统1000可以具有在第二位置处定义为第二有效焦距的第二EFL(EFL_2)。此时,第二EFL(EFL_2)可以大于第一EFL(EFL_1)。此外,在第二模式下,相机模块的FOV可以小于约12度,并且F数可以小于约6.5。
光学系统1000在第二模式下可以具有如图6和图7所示的优异的像差特性。详细地,图6是在第二模式(第二放大倍率)下工作的光学系统1000的衍射MTF特性的曲线图,图7是像差特性的曲线图。图7中的像差曲线图是从左到右测量球面像差、散光场曲线和畸变的曲线图。在图7中,X轴可以表示焦距(mm)和畸变(%),Y轴可以表示图像的高度。此外,球面像差的曲线图是约435nm、约486nm、约546nm、约587nm和约656nm的波长带中的光的曲线图,散光和畸变像差的曲线图是546nm波长带中的光的曲线图。在图7的像差图中,可以解释为,当每条曲线接近Y轴时,像差校正功能更好,并且如图7所示,在根据实施例的光学系统1000中,可以看出测量值在几乎所有领域中与Y轴邻近。
【表7】
表7示出具有第三放大倍率的第三模式的有效焦距(EFL_3)和入瞳直径(EPD_3)、第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离以及第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离。根据实施例的相机模块可以以各种放大倍率获得关于对象的信息。详细地,驱动构件可以控制第二透镜组G2和第三透镜组G3的位置,并且通过此,相机模块可以以各种放大倍率工作。例如,参照图8至图10以及表1和表7,包括光学系统1000的相机模块可以以第三放大倍率在第三模式下工作。第三放大倍率可以为约5倍至约8倍。详细地,第三放大倍率可以为约7倍。在第三模式下,第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个可以位于定义为第三位置的位置处。第三位置可以是第一位置与第二位置之间的区域。例如,第二透镜组G2的第三位置可以位于第二透镜组G2的第一位置与第二位置之间,第三透镜组G3的第三位置可以位于第二透镜组G2的第一位置与第二位置之间。该位置可以位于第三透镜组G3的第一位置与第二位置之间。当第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个的初始位置是第三位置时,两个透镜组G2和G3可以不移动。可替代地,当第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个的初始位置不同于第三位置时,两个透镜组G2和G3可以通过驱动构件的驱动力移动到第三位置。
因此,第一透镜组G1至第四透镜组G4中的每一个可以以设定的距离布置。例如,第二透镜组G2可以位于距第一透镜组G1的第一距离(d_G12)处,第三透镜组G3可以位于距第四透镜组G4距离(d_G34)处,并且第二透镜组G1可以位于与第三透镜组G3间隔开第三距离(d_G23)的区域中。这里,第一距离至第三距离(d_G12、d_G34和d_G23)可以表示透镜组之间在光轴OA上的距离。第三模式下的第一距离(d_G12)可以小于第一模式下的第一距离(d_G12),并且可以大于第二模式下的第一距离(d_G12)。第三模式下的第二距离可以大于第一模式下的第二距离(d_G34),并且可以小于第二模式下的第二距离(d_G34)。第三模式下的第三距离(d_G23)可以小于第一模式下的第三间隔(d_G23)和第二模式下的第三距离(d_G23)。
当相机模块在第三模式下工作时,光学系统1000使用在第三位置处定义为TTL值的第三TTL(TTL_3)和定义为BFL值的第三BFL(BFL_3)。此外,光学系统1000可以具有在第三位置处定义为第三有效焦距的第三EFL(EFL_3)。此时,第三EFL(EFL_2)可以大于第一EFL(EFL_1)并且可以小于第二EFL(EFL_2)。此外,在第三模式下,相机模块的FOV可以小于约17度,并且F数可以小于约5。
光学系统1000可以在第二模式下具有如图9和图10所示的优异的像差特性。详细地,图9是在第三模式(第三放大倍率)下工作的光学系统1000的衍射MTF特性的曲线图,图10是像差特性的曲线图。图10中的像差图是从左到右测量球面像差、散光场曲线和畸变的曲线图。在图10中,X轴可以表示焦距(mm)和畸变(%),Y轴可以表示图像的高度。此外,球面像差的曲线图是约435nm、约486nm、约546nm、约587nm和约656nm的波长带中的光的曲线图,散光和畸变像差的曲线图是546nm波长带中的光的曲线图。在图10的像差图中,可以解释为,当每条曲线接近Y轴时,像差校正功能更好,并且如图10所示,在根据实施例的光学系统1000中,可以看出测量值在几乎所有领域中与Y轴邻近。根据实施例的光学系统1000包括各种模式,并且可以通过以与每个模式对应的放大倍率对对象进行变焦来为对象提供自动对焦(AF)功能。
在根据实施例的光学系统1000中,最靠近物体的第一透镜组G1可以设置在固定位置处而不移动。因此,第一TTL至第三TTL(TTL1、TTL2和TTL3)可以具有相同的值。此外,光学系统1000中最靠近图像传感器300的第四透镜组G4可以设置在固定位置处而不移动。因此,第一BFL至第三BFL(BFL1、BFL2、BFL3)也可以具有相同的值。在光学系统1000中,固定组和移动组中包括的透镜可以具有非圆形形状。因此,可以在结构上确保在第一透镜组G1与第四透镜组G4之间设置第二透镜组G2和第三透镜组G3的空间,并且当工作模式改变时,第二透镜组G2和第三透镜组G3的移动距离可以显著减小。详细地,当改变工作模式时,第二透镜组G2和第三透镜组G3中的每一个可以在高达6mm以下的范围内移动,从而改进功耗特性。此外,每个移动组的移动距离与TTL相比显著减小,使得更精确地控制移动组的位置。
【表8】
【表9】
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表8涉及根据实施例的光学系统和相机模块中的上述式的条目,并且涉及多个透镜100中的每一个的焦距以及多个透镜组G1、G2、G3和G4的总长度和焦距,以及第二透镜组G2和第三透镜组G3的移动距离。参照表8,当第二透镜组G2和第三透镜组G3从第一位置移动到第二位置,或者从第二位置移动到第一位置时,第三透镜组G3的移动距离可以大于第二透镜组G2的移动距离。此外,表9示出根据实施例的光学系统1000和相机模块的式1至式39的结果值。参照表9,可以看出,根据实施例的光学系统1000和相机模块满足式1至式39中的至少一个。详细地,可以看出,根据实施例的相机模块满足上述所有式1至式39。因此,实施例通过移动至少一个透镜组而具有各种放大倍率,并且当提供各种放大倍率时,可以提供具有优异特性的光学系统。详细地,实施例可以具有包括设定数量的透镜的多个透镜100、具有设定屈光力、设定形状和焦距、非圆形形状的透镜组等。此外,该实施例可以通过控制移动透镜组的移动距离以各种放大倍率为对象提供自动对焦(AF)功能。因此,该实施例可以使用单个相机模块在各种放大倍率下拍摄对象,并防止光学性能在各个放大倍率下劣化。
参照图3、图4、图6、图7、图9和图10,可以看出,根据实施例的光学系统1000即使在工作模式改变时,光学特性也很少或没有变化。详细地,可以看出,即使当通过第二透镜组G2和第三透镜组G3的位置的变化而在第一放大倍率至第二放大倍率范围内改变放大倍率时,MTF特性和像差特性也很少或没有变化。也就是说,可以看出,根据实施例的光学系统1000即使在放大倍率在第一放大倍率至第二放大倍率范围内改变时也保持优异的光学特性。该实施例可以通过仅移动多个透镜组中的一些来控制有效焦距,并且可以最小化移动透镜组的移动距离。在一个实施例中,移动透镜组可以具有6mm以下的移动距离。具体地,当第二透镜组G2和第三透镜组G3从第一位置移动到第二位置或者从第二位置移动到第一位置时,第二透镜组G2和第三透镜组G3各自的移动距离可以为6mm以下。因此,根据实施例的光学系统1000可以在放大倍率改变时显著减小透镜组的移动距离,并且可以最小化透镜组移动时所需的功耗。
根据实施例的光学系统1000可以最小化由非圆形透镜引起的衍射效应,并且多个透镜组中的每一个可以校正由于移动而改变的像差特性或者相互补偿像差特性。因此,根据实施例的光学系统1000可以最小化或防止当放大倍率改变时发生的色差的变化。在一个实施例中,可以通过移动多个透镜组中除了与对象相邻的第一透镜组以外的透镜组来调节放大倍率。因此,即使当透镜组根据放大倍率的变化而移动时,光学系统1000也可以具有恒定的TTL值。因此,光学系统1000和包括光学系统1000的相机模块可以以更纤薄的结构提供。
图11是示出应用于移动终端的根据实施例的相机模块的图。
参照图11,移动终端1可以包括设置在后侧的相机模块10。相机模块10可以包括图像捕获功能。此外,相机模块10可以包括自动聚焦、变焦功能和OIS功能中的至少一个。相机模块10可以在拍摄模式或视频通话模式下处理由图像传感器300获得的静止图像或视频的图像帧。处理后的图像帧可以显示在移动终端1的显示单元(未示出)上,并且可以存储在存储器(未示出)中。此外,虽然附图中未示出,但是相机模块可以进一步设置在移动终端1的正面。
例如,相机模块10可以包括第一相机模块10A和第二相机模块10B。此时,第一相机模块10A和第二相机模块10B中的至少一个可以包括上述光学系统1000和控制光学系统1000中包括的至少一个透镜组(例如,第二透镜组G2和第三透镜组G3)的位置的驱动构件。因此,相机模块10可以具有纤薄结构,并且可以以各种放大倍率拍摄对象。
移动终端1可以进一步包括自动对焦装置31。自动对焦装置31可以包括使用激光的自动对焦功能。自动对焦装置31可以主要用于使用相机模块10的图像的自动对焦功能劣化的情况,例如,接近10米以下或在黑暗环境中。自动对焦装置31可以包括包含垂直腔面发射激光器(VCSEL)半导体器件的发光单元和将诸如光电二极管的光能转换成电能的光接收单元。
移动终端1可以进一步包括闪光灯模块33。闪光灯模块33可以在其中包括发射光的发光装置。闪光灯模块33可以发射可见光波长带中的光。例如,闪光灯模块33可以发射白光或具有与白光相似的颜色的光。然而,实施例不限于此,并且闪光灯模块33可以发射各种颜色的光。闪光灯模块33可以通过移动终端的相机操作或通过用户的控制来操作。
在上述实施例中描述的特征、结构、效果等包括在本发明的至少一个实施例中,但不必仅限于一个实施例。此外,在各个实施例中示出的特征、结构、效果等可以由所属技术领域的普通技术人员针对其他实施例进行组合或修改。因此,与这种组合和修改有关的内容应被解释为包括在本发明的范围内。在上面已经主要描述了实施例,但这仅是示例而不限制本发明,并且本发明所属领域的普通技术人员在不偏离本实施例的本质特征的范围内没有在上面举例说明。应理解,各种修改和应用是可以的。例如,实施例中具体示出的各部件可以通过修改来实现。并且与这些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限定的本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种光学系统,包括:
第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组,从物侧向传感器侧沿着光轴设置并且各自包括至少一个透镜,
其中,所述第一透镜组的屈光力与所述第四透镜组的屈光力相反,
其中,所述第二透镜组的屈光力与所述第三透镜组的屈光力相反,
其中,所述第一透镜组和所述第四透镜组被固定,并且所述第二透镜组和所述第三透镜组能在所述光轴的方向上移动,
其中,所述第一透镜组和所述第四透镜组各自包括至少一个非圆形形状的透镜,
其中,非圆形形状的所述透镜的非圆比,即CH/CA大于0.7,
其中,所述非圆比是非圆形形状的所述透镜的物侧表面和传感器侧表面中的具有较大的通光孔径的透镜表面的最小通光孔径与最大通光孔径之比,所述最小通光孔径即净高度CH,所述最大通光孔径即CA,并且
其中,所述第一透镜组中包括的至少一个透镜的非圆比大于所述第四透镜组中包括的至少一个透镜的非圆比。
2.根据权利要求1所述的光学系统,
其中,所述第一透镜组包括从所述物侧向所述传感器侧沿着所述光轴依次布置的第一透镜、第二透镜和第三透镜,
其中,所述第二透镜组包括从所述物侧向所述传感器侧沿着所述光轴依次布置的第四透镜和第五透镜,
其中,所述第三透镜组包括从所述物侧向所述传感器沿着所述光轴侧依次布置的第六透镜和第七透镜,并且
其中,所述第四透镜组包括第八透镜。
3.根据权利要求2所述的光学系统,其中,所述第四透镜和所述第五透镜是非圆比为1的圆形透镜。
4.根据权利要求2所述的光学系统,
其中,所述第一透镜和所述第二透镜是非圆形透镜,
其中,所述第一透镜的非圆比小于所述第二透镜的非圆比。
5.根据权利要求4所述的光学系统,
其中,所述第三透镜是非圆比为1的圆形透镜。
6.根据权利要求2所述的光学系统,
其中,所述第三透镜组包括至少一个非圆形透镜。
7.根据权利要求6所述的光学系统,
其中,所述第六透镜和所述第七透镜是非圆形透镜,
其中,所述第六透镜的非圆比大于所述第七透镜的非圆比。
8.根据权利要求2所述的光学系统,
其中,所述第一透镜具有正屈光力,
其中,所述第一透镜的物侧表面具有凸出形状。
9.一种光学系统,包括:
第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组,从物侧向传感器侧沿着光轴设置并且各自包括至少一个透镜,
其中,所述第一透镜组的屈光力与所述第四透镜组的屈光力相反,
其中,所述第二透镜组的屈光力与所述第三透镜组的屈光力相反,
其中,所述第一透镜组和所述第四透镜组被固定并且所述第二透镜组和所述第三透镜组能在所述光轴的方向上移动,
其中,所述第一透镜组和所述第四透镜组各自包括至少一个非圆形形状的透镜,
其中,所述第二透镜组中包括的至少一个透镜的非圆比大于所述第一透镜组和所述第四透镜组各自所包括的非圆形形状的所述透镜的非圆比,
当所述第二透镜组和所述第三透镜组位于第一位置时,所述光学系统具有第一放大倍率,并且当所述第二透镜组和所述第三透镜组位于与所述第一位置不同的第二位置时,所述光学系统具有第二放大倍率,并且
其中,所述第二放大倍率大于所述第一放大倍率。
10.根据权利要求9所述的光学系统,
当所述第二透镜组和所述第三透镜组位于所述第一位置时,所述光学系统具有第一有效焦距,并且当所述第二透镜组和所述第三透镜组位于所述第二位置时,所述光学系统具有比所述第一有效焦距大的第二有效焦距。
11.根据权利要求10所述的光学系统,
其中,m G2是当所述第二透镜组从所述第一位置移动到所述第二位置或者从所述第二位置移动到所述第一位置时的移动距离,
其中,总轨迹长度TTL是从所述第一透镜组中的最靠近物体的透镜的物侧表面到传感器的像面在所述光轴上的距离,并且
其中,满足下式:0.05<m G2/TTL<0.5。
12.根据权利要求10所述的光学系统,
其中,m G3是当所述第三透镜组从所述第一位置移动到所述第二位置或者从所述第二位置移动到所述第一位置时的移动距离,
其中,总轨迹长度TTL是从所述第一透镜组中的最靠近物体的透镜的物侧表面到传感器的像面在所述光轴上的距离,并且
其中,满足下式:0.05<m G3/TTL<0.5
13.根据权利要求10所述的光学系统,
其中,当所述第二透镜组和所述第三透镜组从所述第一位置移动到所述第二位置或者从所述第二位置移动到所述第一位置时,所述第三透镜组的移动距离大于所述第二透镜组的移动距离。
14.根据权利要求13所述的光学系统,
其中,当所述第二透镜组和所述第三透镜组从所述第一位置移动到所述第二位置或者从所述第二位置移动到所述第一位置时,所述第二透镜组和所述第三透镜组各自的移动距离为6mm以下。
15.一种相机模块,包括:
光学系统和驱动构件,
其中,所述光学系统包括权利要求1至14中任一项所述的光学系统,
其中,所述驱动构件控制所述第二透镜组和所述第三透镜组的位置。
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JP2005078038A (ja) * 2003-09-04 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd ズームレンズ
JP4211761B2 (ja) * 2005-06-09 2009-01-21 コニカミノルタオプト株式会社 撮影レンズユニット
JP5574176B2 (ja) * 2009-09-14 2014-08-20 株式会社リコー 画像読取レンズ及びそれを用いた画像読取装置、画像形成装置
JP2012018277A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Olympus Imaging Corp 光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置
JP2014238469A (ja) * 2013-06-06 2014-12-18 コニカミノルタ株式会社 ズームレンズ及び撮像装置

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