TW202328750A

TW202328750A - 光學系統及具該光學系統的攝像模組

Info

Publication number: TW202328750A
Application number: TW111129930A
Authority: TW
Inventors: 沈柱用
Original assignee: 韓商Ｌｇ伊諾特股份有限公司
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2023-07-16
Also published as: WO2023018233A1; CN117836690A; KR20230023495A

Abstract

本發明公開一種光學系統，包括第一至一第四鏡頭組，沿一光軸從一物體側到一感測器側的一方向設置，分別包括至少一鏡頭，其中，該第一鏡頭組和該第四鏡頭組具有相反的折射率，該第二鏡頭組和該第三鏡頭組具有相反的折射率，該第一和該第四鏡頭組的位置是固定的，以及該第二和該第三鏡頭組中的每一個的位置可在該光軸的一方向上移動，其中，具有該第一至該第四鏡頭組的該光學系統根據該第二鏡頭組和該第三鏡頭組中每個該鏡頭組的移動之至少三種模式的變化來操作放大，並且滿足以下公式：TTL/EPD_Tele<2.72，其中，從該光軸到一影像感測器的一表面及該第一鏡頭組的鏡頭中最靠近一物體側的一鏡頭表面的一距離是TTL，當以一最高倍率的一操作模式下運作時，該光學系統的一入口瞳孔直徑(EPD)的一大小為EPD_Tele。

Description

光學系統及具該光學系統的攝像模組

一發明涉及一種用於改善光學性能的光學系統和包括該系統的攝像模組。

攝像模組捕捉物體並將其存儲為影像或視頻，並被安裝在各種應用中。特別是，攝像模組以非常小的尺寸生產，不僅應用於可擕式設備，如智慧手機、平板電腦和筆記型電腦，而且還應用於無人機和車輛，以提供各種功能。例如，攝像模組的光學系統可以包括一個用於形成影像的成像鏡頭，和一個用於將形成的影像轉換為電信號的影像感測器。在這種情況下，攝像模組可以通過自動調整影像感測器和成像鏡頭之間的距離來執行對準鏡頭焦距的自動對焦(AF)功能，並且可以通過變焦鏡頭增加或減少遠端物體的放大率來執行放大或縮小的縮放功能。此外，攝像模組採用影像穩定(IS)技術，以糾正或防止由於不穩定的固定裝置或由使用者的移動引起的攝像移動而導致的影像穩定。

該攝像模組獲得影像的最重要元素是形成影像的成像鏡頭。最近，人們對高影像品質和高解析度等高效率的興趣正在增加，為了實現這一點，正在進行包括多個鏡頭的光學系統的研究。例如，正在研究使用具有正(+)和/或負(-)折射率的多個成像鏡頭來實現高效率的光學系統。然而，當包括多個鏡頭時，存在一個問題，即很難得出優秀的光學特性和像差特性。此外，當包括多個鏡頭時，由於多個鏡頭的厚度、間隔、尺寸等，總長度、高度等可能會增加，從而增加包括多個鏡頭的模組的整體尺寸。此外，為了實現高解析度和高清晰度，影像感測器的尺寸也在增加。然而，當影像感測器的尺寸增加時，包括多個鏡頭的光學系統的TTL(總軌跡長度)也會增加，從而增加攝像和包括光學系統的移動終端的厚度。當光學系統包括多個鏡頭時，可以通過控制至少一個鏡頭或包括至少一個鏡頭的鏡頭組的位置來執行變焦、自動對焦(AF)功能等。然而，當鏡頭或鏡頭組執行上述功能時，鏡頭或鏡頭組的移動量可能會呈指數級增長。因此，光學系統可能需要大量的能量用於鏡頭或鏡頭組的移動，並且存在考慮到移動量而需要大體積的問題。此外，當鏡頭或鏡頭組被移動時，存在著一個問題，即根據移動而產生的像差特性會變壞。因此，在執行變焦和自動對焦(AF)功能時，存在著在特定的放大率下光學特性變差的問題。因此，需要一種能夠解決上述問題的新光學系統。

本發明提供了一種具有改進的光學特性的光學系統。本實施例提供了一種能夠在各種放大率下進行拍攝的光學系統和攝像模組。本實施例提供了一種在各種放大率下具有改進的像差特性的光學系統和攝像模組。本實施例提供了一種光學系統和攝像模組，可在小型化的情況下實現。

根據本發明的一個實施例的光學系統包括沿光軸在從物體側到感測器側的方向設置的第一至第四鏡頭組，並分別包括至少一個鏡頭，其中第一鏡頭組和第四鏡頭組具有相反的折射率，第二鏡頭組和第三鏡頭組具有相反的折射率，第一和第四鏡頭組的位置是固定的，並且第二和第三鏡頭組中的每個的位置可在光軸的方向移動。其中，具有第一至第四鏡頭組的光學系統根據第二鏡頭組和第三鏡頭組中的每個鏡頭組的移動而根據至少三種模式的變化進行放大率操作，從光軸到圖像感測器的表面和第一鏡頭組的鏡頭中最靠近物體一側的鏡頭表面的距離是TTL，當在一個操作模式中以最高放大率操作時，光學系統的入口瞳孔直徑(EPD)的大小是EPD_Tele，並且以下公式可以滿足。TTL/EPD_Tele<2.72。

根據本發明的一個實施例，第一鏡頭組包括沿光軸從物體側朝向感測器側依次設置的第一至第三鏡頭，第二鏡頭組包括沿光軸從物體側朝向感測器側依次設置的第四和第五鏡頭，第三鏡頭組包括沿光軸從物體側朝向感測器側依次設置的第六和第五鏡頭，並且第四鏡頭組可以包括第八鏡頭。

根據本發明的一個實施例，第一鏡頭組具有負的(-)折射率，第一鏡頭具有正的(+)折射率，第三鏡頭具有負的(-)折射率，並且第四鏡頭可以具有正的(+)折射率。

根據本發明的一個實施例，第三鏡頭可以由具有非球面的玻璃材料形成，並且具有1.75或更高的折射率，並且第四鏡頭可以由具有非球面的玻璃材料形成。

根據本發明的一個實施例，第一鏡頭的物體側表面可以在光軸上具有朝向物體側的凸形，並且第四鏡頭的物體側表面可以在光軸上具有朝向物體側的凸形。第五鏡頭的一個物體側表面，以及第七鏡頭的一個物體側表面和一個感測器側表面可以有至少一個反曲點。

根據本發明的一個實施例，第五鏡頭的物體側表面上的反曲點的位置可以安排在第五鏡頭的物體側表面相對於光軸的有效半徑的10%到30%的範圍內。第八鏡頭可以具有其中物體側表面和感測器側表面沒有反曲點的形狀。

根據本發明的一個實施例的光學系統包括。第一至第四鏡頭組，沿光軸在從物體側到感測器側的方向設置，並分別包括至少一個鏡頭，其中第一鏡頭組的折射率與第四鏡頭組的折射率相反，第一鏡頭組的鏡頭中最靠近感測器側的鏡頭具有負折射率，並與第二鏡頭組的鏡頭中最靠近物體側的鏡頭的折射率相反。第一和第四鏡頭組的位置是固定的，第二和第三鏡頭組的位置在光軸方向上是可移動的，其中具有第一至第四鏡頭組的光學系統根據第二鏡頭組和第三鏡頭組中的每一個的移動，按照至少三種模式的變化來操作放大率，EFL_G1是第一鏡頭組的有效焦距，並且可以滿足以下公式式。EFL_G1<0。

根據本發明的一個實施例，當第二和第三鏡頭組被定位在第一位置時，光學系統具有第一有效焦距，並且當第二和第三鏡頭組被定位在不同於第一位置的第二位置時，光學系統具有大於第一有效焦距的第二有效焦距。

根據本發明的一個實施例，m_G2是第二鏡頭組從第一位置移動到第二位置或從第二位置移動到第一位置時的移動距離，TTL(總軌跡長度)是第一鏡頭組中最接近物體的鏡頭的物邊表面到圖像感測器的上表面在光軸上的距離，並且可以滿足以下公式。0.05<m_G2/TTL<0.5。

根據本發明的一個實施例，m_G3是第三鏡頭組從第一位置移動到第二位置或從第二位置移動到第一位置時的移動距離，而TTL(總軌跡長度)是第一鏡頭組中最接近物體的鏡頭的物體側表面到圖像感測器的上表面在光軸上的距離，可以滿足以下公式：0.05<m_G3/TTL<0.5。

根據本發明的一個實施例，第三鏡頭組的最大移動距離可以大於第二鏡頭組的最大移動距離。第三鏡頭組的最大移動距離可以是6毫米(mm)或更小，而第二鏡頭組的最大移動距離可以是5毫米或更大。

根據本發明的一個實施例，最小相對照明Min_Relative illumination是在每個放大倍率下具有最低相對照度值的數值，可以滿足以下公式：Min_Relative illumination>40。

根據本發明的一個實施例，CRA是入射到圖像感測器的光線的主射線入射角，可以滿足以下公式：CRA<6。

根據本發明的一個實施例，第四鏡頭組由一個鏡頭組成，第一、第三和第四鏡頭組由兩個或多個鏡頭組成，CA_L4S7是第四鏡頭的物體側表面的有效直徑，CA_L1S1是第一鏡頭的物體側表面的有效直徑，並且可以滿足以下公式：ca_l4s7/ca_l1s1<0.7。

根據本發明的一個實施例，vd4是第四鏡頭的阿貝數，vd5是第五鏡頭的阿貝數，vd6是第六鏡頭的阿貝數，vd7是第七鏡頭的阿貝數，並且可以滿足以下公式：20<|vd4-vd5|和20<|vd6-vd7|。

根據本發明的一個實施例，dG1G4是第一鏡頭組中最靠近感測器一側的鏡頭表面與第四鏡頭組中最靠近物體一側的鏡頭表面在光軸上的距離，TTL是第一鏡頭組中最靠近物體一側的鏡頭表面到圖像感測器上表面在光軸上的距離，可以滿足以下公式：2<dG1G4/TTL<4。

根據本發明的一個實施例的攝像模組是包括光學系統和驅動件的攝像模組，其中光學系統包括上述的光學系統，驅動件可在光軸方向上相對於第二和第三鏡頭組的每個位置被驅動。

[有利效益]

根據本發明實施例的光學系統和攝像模組可以具有各種放大率，並且在提供各種放大率時可以具有優異的光學性能。詳細而言，在本發明的實施例中，多個鏡頭組中的中間鏡頭組可以被設置為可移動的，並且每個移動鏡頭組的移動距離可以被控制為具有各種放大率，並且可以提供用於被攝體的自動對焦(AF)功能。在根據本發明實施例的光學系統和攝像模組中，多個鏡頭組可以校正像差特性或補償因移動而改變的像差特性。因此，根據本發明實施例的光學系統可以最小化或防止當放大率改變時發生的色差變化和像差特徵變化。

根據本發明實施例的光學系統和攝像模組可以通過僅移動多個鏡頭組中的一些鏡頭組來控制有效焦距(EFL)，並且可以最小化移動鏡頭組的移動距離。因此，光學系統可以根據操作模式的變化減少移動鏡頭組的移動距離，並在移動鏡頭組時儘量減少所需的電力消耗。在該光學系統中，包括在固定鏡頭組和移動鏡頭組中的至少一個鏡頭可以具有非圓形的形狀。因此，該光學系統可以在保持光學性能的同時降低光學系統的高度，並確保在多個鏡頭組之間設置的鏡頭組在結構上的空間。

根據本發明實施例的光學系統和攝像模組可以通過在多個鏡頭組中移動除第一鏡頭組之外的鄰近被攝體的鏡頭組來調整放大率。因此，即使當鏡頭組根據放大率的變化而移動時，光學系統也可以具有恒定的TTL值。因此，該光學系統和包括該光學系統的攝像模組可以提供更薄的結構。

1:移動終端

10:攝像模組

10A:第一攝像模組

10B:第二攝像模組

31:自動對焦裝置

33:閃光燈模組

100:鏡頭

110:第一鏡頭

120:第二鏡頭

130:第三鏡頭

140:第四鏡頭

150:第五鏡頭

160:第六鏡頭

170:第七鏡頭

180:第八鏡頭

200:圖像感測器

220:光學濾光器

300:光路改變件

1000:光學系統

dG12:第一間隔

dG34:第二間隔

dG23:第三間隔

G1:第一鏡頭組

G2:第二鏡頭組

G3:第三鏡頭組

G4:第四鏡頭組

L1CT:中心厚度

L1ET:邊緣厚度

L8CT:中心厚度

L8ET:邊緣厚度

M1:移動

M2:移動

M3:移動

OA:光軸

OA1:第一路徑

OA2:第二路徑

S1:第一表面

S2:第二表面

S3:第三表面

S4:第四表面

S5:第五表面

圖1是根據本發明的一個實施例的光學系統和具有相同的攝像模組的框圖。

圖2是將圖1的光學系統從第一模式變為第二模式的例子。

圖3是將圖1和圖2的光學系統改變為第三模式的例子。圖1和2的光學系統改變為第三模式的例子。

圖4是在圖1的光學系統中具有反射鏡的設置。

圖5是顯示根據本發明的一個實施例的攝像模組中根據第一至第三模式的位置的相對照度的圖。

圖6是根據本發明的一個實施例的第一模式(寬模式)的光學系統中的衍射MTF的圖。

圖7是根據本發明的一個實施例的第二模式(中間模式)的光學系統中的衍射MTF的圖。

圖8是根據本發明的一個實施例的第三模式(遠端模式)的光學系統中的衍射MTF的圖。

圖9是顯示根據本發明的一個實施例的第一模式的光學系統中的像差特徵的圖。

圖10是顯示根據本發明的一個實施例的第二模式的光學系統中的像差特徵的圖。

圖11是說明根據本發明的一個實施例的第三模式的光學系統中的像差特徵的圖。

圖12是說明根據本發明的一個實施例的應用於移動終端的攝像模組的圖。

下面，將參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細描述。本發明的技術精神並不局限於要描述的一些實施例，可以以各種其他形式實施，並且可以選擇性地組合和替換一個或多個元件，以便在本發明的技術精神範圍內使用。此外，在本發明實施例中使用的術語(包括技術和科學術語)，除非具體定義和明確描述，否則可按本發明相關技術的普通技術人員可普遍理解的含義進行解釋，常用的術語，如字典中定義的術語，應能在考慮相關技術的背景含義的情況下解釋其含義。本發明實施例中所使用的術語是用來解釋實施例的，並不打算限制本發明。在本說明書中，單數形式也可包括複數形式，除非在短語中另有特別說明，在說明A和(和)B、C中至少一個(或一個或多個)的情況下，可包括可與A、B和C結合的所有組合中的一個或多個。在描述本發明實施例的組成部分時，可使用諸如第一、第二、A、B、(a)和(b)等術語。這樣的術語只是為了將元件與其他元件區分開來，而不能由該術語來決定相應組成元素的性質、順序或程式等。而且，當描述一個元件與另一個元件"連接"、"耦合"或"接合"時，該描述不僅可以包括與另一個元件直接連接、耦合或接合，還可以包括在該元件與另一個元件之間被另一個元件"連接"、"耦合"或"接合"。此外，在被描述為在每個元件的"上方(上)"或"下方(下)"形成或設置的情況下，該描述不僅包括當兩個元件彼此直接接觸時，也包括當一個或多個其他元件在兩個元件之間形成或設置時。此外，當表達為"上面(上)"或"下面(下)"時，它可以指相對於一個元件的向下方向以及向上方向。

鏡頭的凸面可以指對應於光軸的區域的鏡頭表面相對於光軸具有凸形，而鏡頭的凹面指對應於光軸的區域的鏡頭表面具有凹形。此外，"物體側表面"可以指鏡頭相對於光軸面向物體一側的表面，而"感測器側表面"可以指鏡頭相對於光軸面向圖像表面(圖像感測器)的表面。此外，鏡頭的中心厚度可以指在光軸上鏡頭的光軸方向的厚度。另外，垂直方向可以指垂直於光軸的方向，而鏡頭或鏡頭表面的末端可以指入射光線通過的鏡頭有效區域的末端。此外，根據測量方法或類似情況，鏡頭表面的有效直徑的尺寸可能有高達±0.4毫米的測量誤差

圖1是根據本發明的一個實施例的光學系統的方框圖，圖2是圖1的光學系統的第一模式到第二模式的變化實例，圖3是來自圖1和圖2的光學系統的第三模式，圖4是在圖1的光學系統中具有反射鏡的設置。1，圖5是顯示根據本發明的一個實施例的攝像模組中第一至第三模式的位置的相對照度的圖，圖6是根據本發明的一個實施例的第一模式(Wide模式)的光學系統中的衍射MTF的圖，圖7是根據本發明的一個實施例的光學系統中的衍射MTF的圖。圖7是根據本發明的一個實施例，第二模式(中間模式)的光學系統中的衍射MTF圖，圖8是根據本發明的一個實施例，第三模式(遠距離模式)的光學系統中的衍射MTF圖，圖9是顯示像差的圖。9是顯示根據本發明的實施例的第一模式的光學系統中的像差特性的圖，圖10是顯示根據本發明的實施例的第二模式的光學系統中的像差特性的圖，和圖11是顯示根據本發明的實施例的第三模式的光學系統中的像差特性的圖。

參照圖1至11，根據實施例的光學系統1000可以包括多個鏡頭組G1、G2、G3和G4。1至11，根據本實施例的光學系統1000可以包括多個鏡頭組G1、G2、G3和G4。詳細地說，多個鏡頭組G1、G2、G3和G4可以包括至少兩個可在光軸OA方向上移動的鏡頭組和至少一個固定鏡頭組。多個鏡頭組G1、G2、G3和G4可以包括一個固定在物體一側的鏡頭組、一個固定在感測器一側的鏡頭組，以及多個可移動的鏡頭組，能夠在固定在物體一側的鏡頭組和固定在感測器一側的鏡頭組之間移動。多個可動鏡頭組可以包括設置在物體一側的可動固定組和設置在感測器一側的可動鏡頭組。固定到物體側的鏡頭組可以定義為第一鏡頭組G1，可移動到物體側的鏡頭組可以定義為第二鏡頭組G2，可移動到感測器側的鏡頭組可以定義為第三鏡頭組G3，而固定到感測器側的鏡頭組可以定義為第四鏡頭組G4。

例如，光學系統1000可以包括沿光軸OA從物體側到感測器方向依次排列的第一鏡頭組G1、第二鏡頭組G2、第三鏡頭組G3和第四鏡頭組G4。光學系統1000可以包括位於第四鏡頭組G4的感測器側的圖像感測器200。第一鏡頭組G1可以包括最靠近物體一側的鏡頭，而第四鏡頭組G4可以包括最靠近感測器一側的鏡頭。第一至第四鏡頭組G1、G2、G3和G4中的每一個都可以有正(+)或負(-)的折射率。例如，具有正折射率的鏡頭組可以是至少兩個鏡頭組，而具有負折射率的鏡頭組可以是至少兩個鏡頭組。

第一鏡頭組G1可以具有與第二鏡頭組G2相反的折射率。例如，第一鏡頭組G1可具有負(-)折射率，而第二鏡頭組G2可具有正(+)折射率。第二鏡頭組G2可以有一個與第三鏡頭組G3相反的折射率。例如，第二鏡頭組G2可以有正(+)的折射率，而第三鏡頭組G3可以有負(-)的折射率。第三鏡頭組G3可以有一個與第四鏡頭組G4相反的折射率。例如，第三鏡頭組G3可以有負的(-)折射率，而第四鏡頭組G4可以有正的(+)折射率。多個鏡頭組G1、G2、G3和G4的正(+)和負(-)折射功率的比率可以是1：1。

第一鏡頭組G1中的鏡頭的數量可以大於第四鏡頭組G4中的鏡頭的數量。例如，第一鏡頭組G1中的鏡頭數量可以大於第二和第三鏡頭組G2和G3中每個鏡頭的數量。第二和第三鏡頭組G2和G3中的每個鏡頭的數量可以小於或等於第一鏡頭組G1的鏡頭的數量，並且可以大於第四鏡頭組G4的鏡頭的數量。第一鏡頭組G1的鏡頭數量可以包括至少三個用於調整入射光量、折光率和色差的鏡頭。第四鏡頭組G4可以包括至少一個鏡頭。例如，第四鏡頭組G4最接近圖像感測器200，可以是一個鏡頭，因為用於校正色差的鏡頭可以被移除。

第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2可以具有不同的焦距。詳細來說，由於第一和第二鏡頭組G1和G2具有相反的折射率，第二鏡頭組G2的焦距與第一鏡頭組G1的焦距相反。它可以有(+，-)。第二鏡頭組G2的焦距可以有正(+)號，而第一鏡頭組G1的焦距可以有負(-)號。折射功率是焦距的倒數。

第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3可以具有不同的焦距。詳細而言，由於第二和第三鏡頭組G2和G3具有如上所述的相反的折射率，第二鏡頭組G2的焦距相對於第三鏡頭組G3的焦距可以具有相反的符號(+，-)。例如，第二鏡頭組G2的焦距可以有正號，而第三鏡頭組G3的焦距可以有負號。

第三鏡頭組G3和第四鏡頭組G4可以具有不同的焦距。詳細而言，由於第三和第四鏡頭組G3和G4具有如上所述的相反的折射率，第三鏡頭組G3的焦距相對於第四鏡頭組G4的焦距可以具有相反的符號(+，-)。例如，第三鏡頭組G3的焦距可以有一個正號，而第四鏡頭組G4的焦距可以有一個負號。第一至第四鏡頭組G1、G2、G3和G4中的每一個的焦距的絕對值可以按照第一鏡頭組G1、第四鏡頭組G4、第三鏡頭組G3和第二鏡頭組G2的順序具有較大的值。

由於第一鏡頭組G1和第四鏡頭組G4的位置是固定的，而第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3在光軸OA方向上是可移動的，該光學系統可以通過移動鏡頭組提供各種放大率。

下面，將更詳細地描述第一至第四鏡頭組G1、G2、G3和G4。第一鏡頭組G1可以包括至少一個鏡頭，例如，多個鏡頭。詳細來說，第一鏡頭組G1中的至少兩個鏡頭可以有相反的折射率。例如，第一鏡頭組G1可以包括三個鏡頭。包括在第一鏡頭組G1中的多個鏡頭可以有一個設定的間隔。詳細來說，根據稍後描述的操作模式，包括在第一鏡頭組G1中的多個鏡頭之間的中心間隔可以是一個固定的間隔。例如，第一鏡頭110和第二鏡頭120之間的中心間隔以及第二鏡頭120和第三鏡頭130之間的中心間隔不因操作模式而改變，可以有固定的間隔。這裡，多個鏡頭之間的中心間隔可以指光軸上相鄰鏡頭之間的距離。

第二鏡頭組G2可以包括至少一個鏡頭。第二鏡頭組G2可以包括多個鏡頭。詳細而言，第二鏡頭組G2可包括兩個或更多具有相反折射率的鏡頭。第二鏡頭組G2中包括的鏡頭數量可以比第一鏡頭組G1中包括的鏡頭數量少一個或多個。例如，第二鏡頭組G2可以包括兩個鏡頭。包括在第二鏡頭組G2中的多個鏡頭可以有一個設定的間隔。詳細地說，根據將在後面描述的操作模式，包括在第二鏡頭組G2中的多個鏡頭之間的中心間隔可以是一個固定的間隔。例如，第四鏡頭140和第五鏡頭150之間的中心間隔可以具有恒定的間隔而不根據操作模式改變。

第三鏡頭組G3可以包括至少一個鏡頭。第三鏡頭組G3可以包括多個鏡頭。詳細而言，第三鏡頭組G3可以包括兩個或多個具有相反折射率的鏡頭。包括在第三鏡頭組G3中的鏡頭的數量可以比包括在第一鏡頭組G1中的鏡頭的數量少一個或多個。包括在第三鏡頭組G3中的鏡頭數量可以與包括在第二鏡頭組G2中的鏡頭數量相同。例如，第三鏡頭組G3可以包括兩個鏡頭。包括在第三鏡頭組G3中的多個鏡頭可以有一個設定的間隔。詳細地說，包括在第三鏡頭組G3中的多個鏡頭之間的中心間隔可以是恒定的，而不會改變，即使當操作模式(將在後面描述)改變時。例如，第六鏡頭160和第七鏡頭170之間的中心間隔可以是恒定的，而不會根據操作模式而改變。

第四鏡頭組G4可以包括至少一個鏡頭。包括在第四鏡頭組G4中的鏡頭的數量可以小於包括在第一鏡頭組G1中的鏡頭的數量。包括在第四鏡頭組G4中的鏡頭數量可以小於或等於包括在第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的鏡頭數量。例如，第四鏡頭組G4可以包括一個鏡頭。包括在第四鏡頭組G4中的鏡頭可以與圖像感測器220和/或光學濾光器220有一個設定的距離。詳細地說，包括在第四鏡頭組G4中的鏡頭和圖像感測器200之間的光軸間隔可以是恒定的，而不會在稍後描述的操作模式中改變。作為另一個例子，當第四鏡頭組G4包括多個鏡頭時，即使在改變操作模式時，多個鏡頭之間的光軸間隔可以是恒定的而不改變。

光學系統1000可以包括在鏡頭組G1、G2、G3和G4中的多個鏡頭100，例如，第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180。第一鏡頭組G1可以包括第一至第三鏡頭110、120和130，而第二鏡頭組G2可以包括第四和第五鏡頭140和150。另外，第三鏡頭組G3可以包括第六和第七鏡頭160和170，第四鏡頭組G4可以包括第八鏡頭180。第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180以及圖像感測器200可以沿著光學系統1000的光軸OA依次設置。

多個鏡頭100中的每個可以包括有效區域和無效區域。有效區域可以是有效直徑的區域，並且可以是入射到第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180中的每一個上的光通過的區域。有效區域可以是入射光線被折射以實現光學特性的區域。無效區域可以設置在有效區域周圍。無效區域可以是光不入射的區域。也就是說，無效區域可以是一個與光學特性無關的區域。另外，無效區域可以是一個固定在用於容納鏡頭的筒狀物(未顯示)上的區域。

圖像感測器200可以檢測光。圖像感測器200可以檢測依次通過多個鏡頭100的光，例如，第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180。圖像感測器200可以包括電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)。

光學系統1000可以進一步包括光學濾光器220。光學濾光器220可以被設置在多個鏡頭100和圖像感測器200之間。光學濾光器220可以被設置在圖像感測器200和第四鏡頭組G4之間。例如，光學濾光器220可以設置在第四鏡頭組G4的第八鏡頭180和圖像感測器200之間。

光學濾光器220可以包括紅外濾光器和蓋板玻璃中的至少一個。光學濾光器220可以通過設定的波長帶的光並過濾不同波長帶的光。當濾光器220包括紅外濾光器時，從外部光線發出的輻射熱可以被阻擋在圖像感測器200上。光學濾光器220可以傳輸可見光並反射紅外光。

光學系統1000可以包括光圈擋板(未顯示)。光圈擋板可以控制入射到光學系統1000上的光量。光圈擋板可以定位在第一鏡頭110的物體側表面周圍，或者設置在從第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180中選擇的兩個鏡頭之間。例如，光圈擋板可以設置在第三鏡頭130和第四鏡頭140之間的圓周上。光圈擋板可以設置在第三鏡頭130的感測器側表面或第四鏡頭140的物體側表面周圍。另外，第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180中的至少一個可以作為光圈擋板。例如，選自第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180中的一個鏡頭的物體側表面或感測器側表面的外側部分可作為控制光量的光圈擋板。例如，第三鏡頭130的感測器側表面和第四鏡頭140的物體側表面中的至少一個可以作為光圈擋板。

第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180的物體側表面和感測器側表面可以是非球面。第三和第四鏡頭130和140可以是非球面鏡頭，或塑膠或玻璃成型材料。第一、第二、第五、第六、第七和第八鏡頭110、120、150、160、170和180可以由塑膠材料或非球面鏡頭形成。

光學系統1000可以進一步包括一個光路改變件300，如圖4中所示。光路改變件300可以通過反射從外部入射的光而將光的路徑從第二路徑OA2改變到第一路徑OA1。光路改變件300可以包括反射鏡或棱鏡。例如，光路改變件300可以包括一個直角棱鏡。當光路改變件300包括直角棱鏡時，光路改變件300將入射光的第二路徑OA2反射成90度角，以改變光的第一路徑OA1。第一路徑OA1可以是在光學系統的光軸方向。光路改變件300可以比多個鏡頭100更靠近物體一側設置。也就是說，當光學系統1000包括光路改變件300時，光路改變件300、第一鏡頭110、第二鏡頭120、第三鏡頭130、第四鏡頭140、第五鏡頭150、第六鏡頭160、第七鏡頭170、第八鏡頭180、濾光器220和圖像感測器200可以從物體側向感測器方向依次設置。

光路改變件300可以在設定的方向上改變外部入射光的路徑。例如，光路改變件300可以將入射到光路改變件300的第一方向的光的第二路徑OA2改變為第二方向的第一路徑OA1，該第二方向是多個鏡頭100的排列方向。當光學系統1000包括光路改變件300時，該光學系統可應用於折疊式相機，從而減少相機的厚度。詳細地說，當光學系統1000包括光路改變件300時，在垂直於應用光學系統1000的設備的表面的方向(第一方向)上入射的光可以在與該設備的表面平行的方向(第二方向)上改變。因此，包括多個鏡頭100的光學系統1000在設備中可具有較薄的厚度，從而設備的高度可被降低。

例如，當光學系統1000不包括光路改變件時，設備中的多個鏡頭100可以被設置為在垂直於設備的表面的方向(第一方向)上延伸。因此，包括多個鏡頭100的光學系統1000在垂直於裝置的表面的方向(第一方向)上具有較高的高度，從而該光學系統1000和包括該光學系統的裝置可能難以形成薄的厚度。然而，當光學系統1000包括光路改變件300時，多個鏡頭100可以被設置成在與設備表面平行的方向(第二方向)上延伸。也就是說，光學系統1000被設置成使光軸OA平行於設備的表面，並且可以應用於折疊式相機。相應地，包括多個鏡頭100的光學系統1000可以在垂直於設備表面的方向上具有低高度。相應地，包括光學系統1000的相機在設備中可以具有薄的厚度，並且設備的厚度也可以減少。

作為另一個例子，光路改變件可以設置在多個鏡頭100中的兩個之間，或者設置在鄰近圖像感測器200的最後一個鏡頭和圖像感測器200之間。作為另一個例子，可以提供多個光路改變件。詳細地說，多個光路變化件可以被設置在物體和圖像感測器200之間。例如，多個光路改變件可以包括設置在比多個鏡頭100更靠近物體一側的第一光路改變件和設置在最後一個鏡頭和圖像感測器200之間的第二光路改變件。因此，光學系統1000可以根據應用的相機具有各種形狀和高度，並且可以具有改進的光學性能。

參照圖1至圖3，再次提及複數個鏡頭100，光學系統1000可以包括第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180，從光軸OA依次排列。圖1至3，再次提及多個鏡頭100，光學系統1000可以包括第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180沿光軸OA從物體側到感測器方向依次設置。第一鏡頭110可以在多個鏡頭100中最接近物體側設置，並且第八鏡頭180可以最接近圖像感測器200的一側設置。

第一鏡頭110可以在光軸OA上具有正(+)折射率。第一鏡頭110可以包括塑膠或玻璃材料，例如，塑膠材料。第一鏡頭110可以包括定義為物體側表面的第一表面S1和定義為感測器側表面的第二表面S2。第一表面S1可以在光軸OA上有一個凸形，而第二表面S2可以在光軸OA上有一個凸形。也就是說，第一鏡頭110可以具有在光軸OA上向兩邊凸起的形狀。或者，第一鏡頭110的第二表面S2在光軸OA上可以有一個凹陷的形狀，並且可以有一個向物體一側凸起的半月形。第一表面S1和第二表面S2中至少有一個可以是非球面。例如，第一表面S1和第二表面S2都可以是非球面。

第一鏡頭110的中心厚度L1CT是光軸上的厚度，並且可以比邊緣厚度L1ET的兩倍更厚。邊緣厚度L1ET是第一鏡頭110的物體側表面的邊緣和感測器側表面的邊緣之間在光軸方向的距離。因此，第一鏡頭110可以改善光學畸變或控制入射光。第一鏡頭180的第一表面S1的端部可以位於感測器側，而不是與第一表面S1的中心正交的直線，並且第二表面S2的端部可以位於物體側，而不是與第二表面S2的中心正交的直線。這裡，第一和第二表面S1和S2的末端可以是有效直徑或外周長的末端。第一表面S1和第二表面S2可以不設置從光軸到有效區域末端的反曲點。

第二鏡頭120可以在光軸OA上具有正(+)或負(-)的折射率。第二鏡頭120可以包括塑膠或玻璃材料，例如，塑膠材料。第二鏡頭120可以包括一個定義為物體側表面的第三表面S3和一個定義為感測器側表面的第四表面S4。第三表面S3在光軸OA上可以有一個凸的形狀，而第四表面S4在光軸OA上可以有一個凹的形狀。第二鏡頭120可以有一個從光軸OA向物體一側凸起的半月板形狀。或者，第三表面S3可以在光軸OA上有一個凸的形狀，而第四表面S4可以有一個凸的形狀。也就是說，第二鏡頭120可以有一個在光軸OA上兩邊都是凸的形狀。或者，第三表面S3可以在光軸OA上有一個凹陷的形狀，而第四表面S4可以在光軸OA上有一個凸起的形狀。也就是說，第二鏡頭120可以有一個從光軸OA向感測器一側凸起的半月板形狀。或者，第三表面S3可以在光軸OA上具有凹形，而第四表面S4可以在光軸OA上具有凹形。也就是說，第二鏡頭120在光軸OA的兩邊都可以有一個凹陷的形狀。第三表面S3和第四表面S4中的至少一個可以是非球面。例如，第三表面S3和第四表面S4都可以是非球面。第三表面S3和第四表面S4可以不設置從光軸到有效區域末端的反曲點。

第三鏡頭130可以有一個與第一鏡頭110在光軸OA上的折射率相反的折射率。也就是說，第三鏡頭130可以有負的(-)折射率。第三鏡頭130可包括塑膠或玻璃模式的材料，例如，玻璃模具材料，並可具有1.75或更高的折射率。第三鏡頭130可包括被定義為物體側表面的第五表面S5和被定義為感測器側表面的第六表面S6。第五表面S5可以在光軸OA上有一個凹形，第六表面S6可以在光軸OA上有一個凹形。也就是說，第三鏡頭130可以具有在光軸OA上兩邊都是凹陷的形狀。或者，第五表面S5可以在光軸OA上有一個凸的形狀，而第六表面S6可以在光軸OA上有一個凹的形狀。也就是說，第三鏡頭130可以有一個從光軸OA向物體一側凸起的半月板形狀。第五表面S5和第六表面S6中的至少一個可以是非球面。例如，第五表面S5和第六表面S6都可以是非球面。第五表面S5和第六表面S6可以不設置從光軸到有效區域末端的反曲點。

第一鏡頭組G1的物體側第一鏡頭110可以具有與感測器側第三鏡頭130的折射率相反的折射功率。因此，包括在第一鏡頭組G1中的多個鏡頭110、120和130可以相互補償色差。在第一鏡頭組G1中，與第二鏡頭組G2相鄰的第三鏡頭130可能具有第一鏡頭組G1中最大的折射率。例如，第三鏡頭130的折射率可以大於1.6或大於或等於1.75。因此，由於第一鏡頭組G1控制提供給第二鏡頭組G2的光線，第二鏡頭組G2的鏡頭尺寸可以減少。

第四鏡頭140在光軸OA上可以有一個正的(+)折射率。第四鏡頭140可以包括塑膠或玻璃材料，例如，玻璃模式材料，並且可以具有1.6或更小的折射率。第四鏡頭140可以包括一個定義為物體側表面的第七表面S7和一個定義為感測器側表面的第八表面S8。第七表面S7可以在光軸OA上有一個凸形，第八表面S8可以在光軸OA上有一個凸形。也就是說，第四鏡頭140在光軸OA的兩邊都可以有一個凸的形狀。或者，第七表面S7可以是光軸OA上的凸形，第八表面S8可以是光軸OA上的凹形。也就是說，第四鏡頭140可以有一個從光軸OA向物體一側凸起的半月板形狀。第七表面S7和第八表面S8中的至少一個可以是非球面。例如，第七表面S7和第八表面S8都可以是非球面。第七表面S7和第八表面S8可以不設置從光軸到有效區域末端的反曲點。

第五鏡頭150在光軸OA上可以具有正(+)或負(-)的折射率功率。第五鏡頭150可以具有與第四鏡頭140在光軸OA上的折射率相反的折射率。第五鏡頭150可以包括塑膠或玻璃材料，例如，塑膠材料。第五鏡頭150可以包括定義為物體側表面的第九表面S9和定義為感測器側表面的第十表面S10。第九表面S9可以在光軸OA上有一個凹形，第十表面S10可以在光軸OA上有一個凹形。也就是說，第五鏡頭150可以在光軸OA的兩側具有凹陷的形狀。第九表面S9和第十表面S10中的至少一個可以是非球面。例如，第九表面S9和第十表面S10都可以是非球面。

第五鏡頭150的第九表面S9可以具有至少一個反曲點，並且該反曲點可以比第九表面S9的末端更接近光軸設置。第九表面S9的反曲點的位置可以安排在30%或更少的範圍內，例如，第九表面S9相對於光軸的有效半徑的10%至30%。有效半徑是指從每個鏡頭表面的光軸到有效區域末端的距離。反曲點是指相對於光軸OA和垂直於光軸OA的方向的傾斜值的符號從正(+)變為負(-)或從負 (-)變為正(+)的一點，可以是指傾斜值為0的一點。另外，反曲點可以是通過鏡頭表面的切線的傾斜值隨著增加而變小的一點，或變小後再增加的一點。

作為另一個例子，第五鏡頭150的第九表面S9可以在光軸OA上具有凸形並且第十表面S10可以在光軸OA上具有凸形。也就是說，第五鏡頭150可以具有在光軸OA上兩邊都是凸的形狀。或者，第九表面S9可以在光軸OA上有一個凹陷的形狀，而第十表面S10可以在光軸OA上有一個凸起的形狀。也就是說，第五鏡頭150可以有一個從光軸OA向感測器一側凸起的半月板形狀。或者，第九表面S9可以在光軸OA上具有凸的形狀，而第十表面S10可以在光軸OA上具有凹的形狀。

第二鏡頭組G2的物體側第四鏡頭140可以具有與感測器側第五鏡頭150的折射率相反的折射功率。第四鏡頭140和第五鏡頭150之間的阿貝數之差可以大於20或大於30，並且可以達到60或更少。因此，第二鏡頭組G2可以最小化由根據操作模式的改變而改變的位置引起的色差變化。

第六鏡頭160可以在光軸OA上具有正(+)或負(-)的折射率。第六鏡頭160可以包括塑膠或玻璃材料，例如，塑膠材料。第六鏡頭160可以包括定義為物體側表面的第十一表面S11和定義為感測器側表面的第十二表面S12。第十一個表面S11可以在光軸OA上有一個凹形，而第十二表面S12可以在光軸OA上有一個凸形。也就是說，第六鏡頭160可以有一個從光軸OA向感測器一側凸起的半月板形狀。或者，第十一表面S11可以在光軸OA上有一個凸的形狀，而第十二表面S12可以在光軸OA上有一個凸的形狀。也就是說，第六鏡頭160可以具有在光軸OA上兩邊都是凸的形狀。或者，第十一表面S11可以在光軸OA上有一個凹陷的形狀，而第十二表面S12可以在光軸OA上有一個凹陷的形狀。也就是說，第六鏡頭160可以在光軸OA的兩邊都有一個凹陷的形狀。或者，第十一表面S11可以在光軸OA上有一個凸的形狀，而第十二表面S12可以在光軸OA上有一個凹的形狀。也就是說，第六鏡頭160可以有一個從光軸OA向物體一側凸起的半月板形狀。

第六鏡頭160的第十一表面S11和第十二表面S12中的至少一個可以是非球面。例如，第十一表面S11和第十二個表面S12都可以是非球面。第十一個表面S11和第十二表面S12可以不設置從光軸到有效區域的末端的反曲點。

第七鏡頭170可以在光軸OA上具有正(+)或負(-)的折射率。第七鏡頭170可以具有與第六鏡頭160在光軸OA上的折射率相反的折射率。第七鏡頭170可以包括塑膠或玻璃材料，例如，塑膠材料。

第七鏡頭170可以包括定義為物體側表面的第十三表面S13和定義為感測器側表面的第十四表面S14。第十三表面S13可以在光軸OA上具有凸形，並且第十四表面S14可以在光軸OA上具有凹形。也就是說，第七鏡頭170可以有一個從光軸OA向物體一側凸起的半月板形狀。作為另一個例子，第十三表面S13可以在光軸OA上具有凸形，而第十四表面S14可以在光軸OA上具有凸形。也就是說，第七鏡頭170可以具有在光軸OA上兩邊都是凸的形狀。或者，第13個表面S13可以在光軸OA上有一個凹陷的形狀，而第14個表面S14可以在光軸OA上有一個凸起的形狀。也就是說，第七鏡頭170可以有一個從光軸OA向感測器一側凸起的半月板形狀。或者，第十三表面S13可以在光軸OA上具有凹形，而第十四表面S14 可以在光軸OA上具有凹形。也就是說，第七鏡頭170可以在光軸OA的兩邊都有一個凹陷的形狀。

第七鏡頭170的第十三表面S13可以具有至少一個反曲點，並且該反曲點可以比第十三表面S13的末端更靠近光軸設置。第十三表面S13的反曲點的位置可以是第十三表面S13相對於光軸的有效半徑的30%或更少，例如，在10%至30%的範圍內。第十三表面S13可以在光軸方向和邊緣方向上折射由反曲點入射的光線。

第七鏡頭170的第十四表面S14可以具有至少一個反曲點，並且該反曲點可以設置成比第十四表面S14的光軸更接近末端。第十四表面S14的反曲點的位置可以安排在第十四表面S14相對於光軸的有效半徑的85%或更多的範圍內，例如，85%至95%。由於第十四表面S14的反曲點設置在邊緣附近，光線可以向第八鏡頭180的邊緣折射。第七鏡頭170的有效直徑可因第十三和第十四表面S13和S14的反曲點而減少。第十三面S13和第十四面S14中至少有一個可以是非球面。例如，第十三表面S13和第十四表面S14都可以是非球面。

第三鏡頭組G3的物體側第六鏡頭160可以具有與感測器側第七鏡頭170 的折射率相反的折射力。第六鏡頭160和第七鏡頭170之間的阿貝數差可以是20或更多，例如，在20至45的範圍內。因此，第三鏡頭組G3可以執行消色差功能，同時使根據模式變化而改變的位置引起的色差變化最小。

第八鏡頭180可以在光軸OA上具有正(+)的折射率。第八鏡頭180可以包括塑膠或玻璃材料，例如，塑膠材料。第八鏡頭180可以包括定義為物體側表面的第十五表面S15和定義為感測器側表面的第十六表面S16。第十五表面S15可以在光軸OA上有一個凸形，而第十六表面S16可以在光軸OA上有一個凸形。也就是說，第八鏡頭180可以具有在光軸OA上兩邊都是凸的形狀。或者，第八鏡頭180可以在光軸OA上有一個凹陷的形狀，而第十六表面S16可以在光軸OA上有一個凸起的形狀。也就是說，第八鏡頭180可以有一個從光軸OA向感測器一側凸起的半月板形狀。第十五表面S15和第十六表面S16中的至少一個可以是非球面。例如，第十五表面S15和第十六表面S16都可以是非球面。第八鏡頭180可以具有其中物體側第十五表面S15和感測器側第十六表面S16沒有反曲點的形狀。

第八鏡頭180的中心厚度L8CT可以比邊緣厚度L8ET厚1.5倍或以上。相應地，由於第八鏡頭180的中心厚度和邊緣厚度之間的差異，可以減少失真。第八鏡頭180的第十五表面S15的端部可以基於與第十五表面S15的中心正交的直線位於感測器側，並且第十六表面S16的端部可以相對於垂直於第十六表面S16的中心的直線位於物體側。第八鏡頭180的第十五表面S15和第十六表面S16中的一個或兩個可以被設置為具有無反曲點的非球面。

第四鏡頭組G4可以在多個鏡頭組G1、G2、G3和G4中最接近圖像感測器200。特別是，最靠近圖像感測器200的第八鏡頭180可以在多個鏡頭100中具有最短的光路。第四鏡頭組G4可用於控制主射線角(CRA)。詳細地說，根據本實施例的光學系統1000的CRA可以小於約10度，第四鏡頭組G4的第八鏡頭180可以被校正，使得入射到圖像感測器200上的光的主射線角(CRA)接近於0度。

複數鏡頭100中的至少一個可以具有非圓形的形狀。非圓形形狀的鏡頭可以是靠近物體一側的一個或兩個鏡頭，並且具有大的有效半徑，並且在與光軸正交的一端或兩端可能不是球形的。根據本實施例的光學系統1000可以具有改進的裝配性能和機械上穩定的形狀。此外，光學系統1000可以顯著減少移動鏡頭組的移動距離並提供各種放大率。

根據本發明的一個實施例的攝像模組(未顯示)可以包括上述光學系統 1000。攝像模組可以在光學系統1000中包括的多個鏡頭組G1、G2、G3和G4中的至少一個鏡頭組沿光軸OA的方向移動。攝像模組可以包括與光學系統1000連接的驅動件(未示出)。驅動件可以根據操作模式在光軸OA的方向上移動至少一個鏡頭組。該操作模式可包括在第一放大率下操作的第一模式和在不同於第一放大率的第二放大率下操作的第二模式。在這種情況下，第二放大倍數可以大於第一放大倍數。另外，操作模式可以包括第三種模式，該模式在第三倍率下操作，該倍率在第一和第二倍率之間。這裡，第一放大率可以是光學系統1000的最低放大率，而第二放大率可以是光學系統1000的最高放大率。第一倍率可以是大約3到大約5倍，第二倍率可以是大約8到11倍，第三倍率可以是大約5到8倍，介於第一和第二倍率之間。

驅動件可以根據從第一至第三模式中選擇的一種操作模式移動至少一個鏡頭組，或者可以在初始模式下操作。詳細來說，驅動件與第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3連接，並可根據操作模式移動第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3。初始模式可以是第一、第二和第三模式中的任何一種，例如，第一模式。例如，在第一模式中，第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每一個可以位於由第一位置 (位置1)定義的位置。在第二模式中，第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每一個可以位於由不同於第一位置的第二位置(位置2)所定義的位置。在第三模式中，第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每一個可以位於由不同於第一和第二位置的第三位置(位置3)所定義的位置。第三位置可以是第一和第二位置之間的一個區域。例如，第二鏡頭組G2在第三模式中位於的第三位置可以是第二鏡頭組G2在第一和第二模式中位於的第一和第二位置之間的一個區域。此外，第三鏡頭組G3位於第三模式中的第三位置可以是第三鏡頭組G3位於第一和第二模式中的第一和第二位置之間的區域。

在根據本發明實施例的光學系統1000中，第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3可以根據操作模式移動，並且第一鏡頭組G1和第四鏡頭組G4可以被設置在固定位置。根據操作模式，第二鏡頭組G2或第三鏡頭組G3可被移動，而第一鏡頭組G1和第四鏡頭組G4可被放置在固定位置。在根據操作模式的第一位置、第二位置和第三位置中的每個位置，第一至第四鏡頭組G1、G2、G3和G4可以具有與相鄰鏡頭組的設定距離。因此，即使當操作模式改變時，光學系統1000可以具有恒定的總軌道長度(TTL)，並且光學系統1000的有效焦距和放大率可以通過控制一些鏡頭組的位置來控制。

第一鏡頭110的有效直徑是鏡頭的有效直徑中最大的，第四鏡頭140的有效直徑可能是鏡頭的有效直徑中第二大的，第八鏡頭180的有效直徑可能是鏡頭的有效直徑中第三大的。第三鏡頭130和/或第七鏡頭170的有效直徑可能是各鏡頭有效直徑中最小的。第三鏡頭130的折射率在各鏡頭的折射率中可能是最大的，可能是1.75或更大。第四鏡頭140的阿貝數可以是鏡頭的阿貝數中最大的，可以是60或更多。在焦距的絕對值中，第二鏡頭120的焦距可能是各鏡頭的焦距中最大的。

根據本發明實施例的光學系統1000可以滿足以下公式中的至少一個或兩個或多個。因此，根據本發明實施例的光學系統1000可以有效地糾正根據操作模式的改變而改變的像差。此外，根據本發明實施例的光學系統1000可以有效地在各種放大倍率下為主體提供自動對焦(AF)功能，並且可以具有纖細和緊湊的結構。

[公式1]n_G1、n_G2、n_G3>1(n_G1、n_G2、n_G3為自然數)

在公式1中，n_G1、n_G2和n_G3指包括在第一至第三鏡頭組G1、G2和G3 中的每個鏡頭的數量。這裡，它可以具有n_G1>n_G2和n_G1>n_G3的關係。

[公式2]CA_L4S7/CA_L1S1<0.7

在公式2中，CA_L4S7是第四鏡頭140的第七表面S7的有效直徑，而CA_L1S1是第一鏡頭110的第一表面S1的有效直徑。當公式2得到滿足時，與光學系統相比，有可能提供更高的入口瞳孔直徑(EPD)。

[公式3]2<L1CT/L3CT<5

在公式3中，L1CT是第一鏡頭110的光軸上的厚度(mm)，而L3CT是第三鏡頭130的光軸上的厚度(mm)。當公式3被滿足時，光學系統1000中的像差規格可以被改善。

[公式4]1<L8ET/L8CT<4

在公式4中，L8CT指第八鏡頭180的光軸OA上的厚度(mm)，並且L8_ET指第八鏡頭180的有效區域末端的光軸OA方向上的厚度(mm)。詳細而言，L8ET指第八鏡頭180的物體側表面(第十五表面S15)的有效區域的端部與感測器側表面(第十六表面S16)的有效區域的端部在光軸OA方向上的距離。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式4時，光學系統1000可以減少失真，從而具有改進的光學性能。

[公式5]EFL_G1<0

在公式5中，EFL_G1是第一鏡頭組G1的有效焦距EFL，並且可以具有小於0的值。當公式5被滿足時，光學系統的光學畸變或第一鏡頭組G1的光學畸變可以被改善。

[公式6]CRA<10

在公式6中，CRA(Chief Ray Angle)是主射線的入射角，根據光學系統中的第一、第二和第三模式，主射線的入射角可以小於10度，例如，6度或更小。第一模式可以是寬模式，第二模式可以是遠模式，第三模式可以是中間模式。這裡，在第一模式(寬)的情況下，主射線的入射角可能比第三模式(中)的主射線在一個領域的入射角大。在第一和第二模式(寬和遠)的情況下，主射線在一個領域的入射角可以在4度到6度的範圍內，第二模式中主射線的入射角可以大於第一模式中主射線的入射角。當公式6得到滿足時，環境光量比可以得到保證。

[公式7]Min_Relative illumination>40

在公式7中，Min_Relative illumination是根據第一至第三模式的最小相對照度(單位%)值，當公式7得到滿足時，可以保證光學系統的環境光強度比。

[公式8](TTL/L_G1)>3.5

在公式8中，L_G1是指包括在第一鏡頭組G1中的鏡頭中最靠近物體的鏡頭的物體側表面與最靠近圖像感測器200的鏡頭的感測器側表面之間在光軸OA上的距離。例如，L_G1指第一鏡頭110的第一表面S1和第三鏡頭130的第六表面S6之間在光軸OA上的距離(mm)。總軌跡長度(TTL)是指在光軸OA上從第一鏡頭110的物體側表面(第一表面S1)到圖像感測器200的上表面的距離(mm)。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式8時，光學系統1000具有相對較小的TTL，並且環境光比可以得到保證。

[公式9]TTL/EPD_Tele<2.72

在公式9中，EPD_Tele指光學系統1000在第二模式即Tele模式下工作時的入口瞳孔直徑(EPD)。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式9時，光學系統1000可以在第二模式操作期間確保明亮的圖像，並且可以是確保F數為4或更少的最小條件。

[公式10]2<L_Max_CT/L_Min_CT<6

在公式10中，L_Max_CT是各鏡頭中光軸OA上的最厚厚度，L_Min_CT是各鏡頭中光軸OA上的最薄厚度，並可改善光學像差特性。

[公式11]1<L_Max_CA/L_Min_CA<3

在公式11中，L_Max_CA是鏡頭有效直徑中最大的有效直徑，而L_Min_CA是鏡頭有效直徑中最小的有效直徑。

[公式12]CA_G1min/CA_G4max<CA_G1max

在公式12中，CA_G1max是包括在第一鏡頭組G1中的鏡頭的物面和感光面的有效直徑中的最大有效直徑，並且CA_G1min是包括在第一鏡頭組G1中的鏡頭的物面和感光面的有效直徑中的最小有效直徑，並且CA_G4max是第四鏡頭組G4的物面或感光面的有效直徑中的最大有效直徑。當公式12被滿足時，光學系統的光學性能可以被保持。

當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式1至12中的至少一個或兩個或多個時，光學系統1000可以具有細長的結構。此外，光學系統1000可以具有改進的裝配性能和機械穩定的形狀。

[公式13]1<L_G1/L_G2<3

在公式13中，L_G1是包括在第一鏡頭組G1中的鏡頭中最靠近物體的物體側表面與最靠近圖像感測器200的感測器側表面之間在光軸OA上的距離。例如，L_G1指第一鏡頭110的第一表面S1與第三鏡頭130的第六表面S6之間在光軸OA上的距離。L_G2指包括在第二鏡頭組G2中的鏡頭中最靠近物體的鏡頭的物體側表面與最靠近圖像感測器200的鏡頭的感測器側表面之間在光軸OA上的距離。例如，L_G2指第四鏡頭140的第七表面S7和第五鏡頭150的第十表面S10之間在光軸OA上的距離。

[公式14]1<L_G1/L_G3<4

在公式14中，L_G1是指包括在第一鏡頭組G1中的鏡頭中最靠近物體的物體側表面與最靠近圖像感測器200的感測器側表面之間在光軸OA上的距離。例如，L_G1指第一鏡頭110的第一表面S1與第三鏡頭130的第六表面S6之間在光軸OA上的距離。L_G3指包括在第三鏡頭組G3中的鏡頭中最靠近物體的鏡頭的物體側表面與最靠近圖像感測器200的鏡頭的感測器側表面之間在光軸OA上的距離。例如，L_G3是指第六鏡頭160的第十一表面S11和第七鏡頭170的第14個表面S14之間在光軸OA上的距離。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式 13和14中的至少一個時，它具有相對較小的TTL，並且可以根據至少三個模式變化提供各種放大率。

[公式15]0.02<d23/TTL<0.5

在公式15中，d23是第二鏡頭120和第三鏡頭130之間的光軸上的距離。當光學系統1000滿足公式15時，光學系統1000具有相對較小的TTL，並且可以通過控制入射到第一鏡頭組G1上的雜散光來改善光學特性。

[公式16]5<TTL/L_G2<12

在公式16中，L_G2指包括在第二鏡頭組G2中的鏡頭中最靠近物體的鏡頭的物體側表面與最靠近圖像感測器200的鏡頭的感測器側表面之間在光軸OA上的距離。例如，L_G2指第四鏡頭140的第七表面S7和第五鏡頭150的第十表面S10之間在光軸OA上的距離。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式16時，光學系統1000具有相對較小的TTL，並且色差特性可以得到改善。

[公式17]20<|vd4-vd5|。

在公式17中，vd4指第四鏡頭140的阿貝數，並且vd5指第五鏡頭150的阿貝數。當根據本發明實施例的光學系統1000的第四和第五鏡頭之間的阿貝數差的絕對值滿足公式17時，光學系統1000可以改善色差特性。

[公式18]20<|vd6-vd7∥。

在公式18中，vd6指第六鏡頭的阿貝數，並且vd7指第七鏡頭的阿貝數。當第六和第七鏡頭之間的阿貝數差的絕對值滿足公式18時，光學系統1000可以改善色差特性。

[公式19]1.6<n3d

在公式19中，n3d指第三鏡頭130的折射率。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式19時，設置在第三鏡頭130之後的鏡頭的有效區域可以被固定，並且鏡頭的高度可以被降低。

[公式20]1<L1R1/L3R2<2.5

在公式20中，L1R1指第一鏡頭110的物體側表面(第一表面S1)的曲率半徑，並且L3R2指第三鏡頭130的感測器側表面(第六表面S6)的曲率半徑。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式20時，光學系統1000可以控制入射到第一鏡頭組G1上的雜散光線。

[公式21]1<L1R1/L4R1<2.5

在公式21中，L1R1指第一鏡頭110的物體側表面(第一表面S1)的曲率半徑，並且L4R1指第四鏡頭140的物體側表面(第七表面S7)的曲率半徑。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式21時，光學系統1000在各種放大倍率下可具有良好的光學性能。

[公式22]0<L3R2/L4R1<2

在公式22中，L3R2指第三鏡頭130的感測器側表面(第六表面S6)的曲率半徑，並且L4R1指第四鏡頭140的物體側表面(第七表面S7)的曲率半徑。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式22時，當在至少三種模式的各種放大率下操作時，光學系統1000可以在視場(FOV)的週邊具有良好的光學性能。

[公式23]-1.5<L1R1/L8R2<0

在公式23中，L1R1指第一鏡頭110的物體側表面(第一表面S1)的曲率半徑，而L8R2指第八鏡頭180的感測器側表面(第十六表面S16)的曲率半徑。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式23時，光學系統1000可以在視場(FOV)的中心部分和週邊部分具有良好的光學性能。

[公式24]0.05<m_G2/TTL<0.5

在公式24中，m_G2指的是當從在第一放大倍率下操作的第一模式變為在第二放大倍率下操作的第二模式或從第二模式變為第一模式時，第二鏡頭組G2的移動距離(單位：毫米)。詳細地說，m_G2是指第一模式下第一和第二鏡頭組G1和G2之間的光軸OA上的間隔與第二模式下第一和第二鏡頭組G1和G2之間的光軸OA上的間隔的差值。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式24時，光學系統1000可以在放大倍數改變時使第二鏡頭組G2的移動距離最小化，因此，光學系統1000可以具有纖細的結構。此外，當第二鏡頭組G2的位置被控制時，有可能使移動距離最小化，因此有可能具有改進的功率消耗特性。

[公式25]0.05<m_G3/TTL<0.5

在公式25中，m_G3是指從以第二倍率操作的第一模式變為以第二倍率操作的第二模式或從第二模式變為第一模式時，第三鏡頭組G3的移動距離(單位：mm)。詳細地說，m_G3是指第一模式下第三和第四鏡頭組G3和G4之間的光軸OA上的間隔與第二模式下第三和第四鏡頭組G3和G4之間的光軸OA上的間隔之間的差值。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式25時，光學系統1000可以在放大倍數改變時使第三鏡頭組G3的移動距離最小化，因此，光學系統1000 可以具有纖細的結構。此外，有可能在控制第三鏡頭組G3的位置時使移動距離最小化，因此有可能具有改進的功率消耗特性。

[公式26]1.2<m_G2/L_G2<2.5

在公式26中，m_G2是指從以第一倍率操作的第一模式變為以第二倍率操作的第二模式或從第二模式變為第一模式時，第二鏡頭組G2的移動距離(單位：mm)。詳細而言，m_G2是指第一模式下第一和第二鏡頭組G1和G2之間的光軸OA上的間隔與第二模式下第一和第二鏡頭組G1和G2之間的光軸OA上的間隔的差值。L_G2是指包括在第二鏡頭組G2中的鏡頭中，最靠近物體的鏡頭的物體側表面與最靠近圖像感測器200的鏡頭的感測器側表面之間在光軸OA上的距離。例如，L_G2指第四鏡頭140的第七表面S7和第五鏡頭150的第十表面S10之間在光軸OA上的距離。當光學系統1000滿足公式26時，光學系統1000可以在放大倍數改變時使第二鏡頭組G2的移動距離最小化，因此光學系統1000可以具有纖細的結構。此外，當第二鏡頭組G2的位置被控制時，有可能使移動距離最小化，因此有可能具有改進的功率消耗特性。

[公式27]2<m_G3/L_G3<3.5

在公式27中，m_G3是指從以第二倍率操作的第一模式變為以第二倍率操作的第二模式或從第二模式變為第一模式時，第三鏡頭組G3的移動距離(單位：mm)。詳細地說，m_G3是指第一模式下第三和第四鏡頭組G3和G4之間的光軸OA上的間隔與第二模式下第三和第四鏡頭組G3和G4之間的光軸OA上的間隔之間的差值。L_G3是指包括在第三鏡頭組G3中的鏡頭中，最靠近物體的鏡頭的物體側表面與最靠近圖像感測器200的鏡頭的感測器側表面的光軸OA的距離。例如，L_G3是指第六鏡頭160的第十一表面S11和第七鏡頭170的第14個表面S14之間在光軸OA上的距離。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式27時，光學系統1000可以在改變放大率時使第三鏡頭組G3的移動距離最小化，從而使光學系統1000具有纖細的結構可以有此外，可以在控制第三鏡頭組G3的位置時使移動距離最小化，從而可以具有改進的功率消耗特性。

[公式28]7<L1_CT/ET：L3_CT/ET<15

在公式28中，L1_CT/ET是通過將第一鏡頭110的光軸上的厚度除以第一鏡頭110的末端的厚度而得到的值，並且L3_CT/ET是通過將第三鏡頭130的光軸上的厚度除以第三鏡頭130的末端的厚度而得到的值。當通過除以第一和第三鏡頭110和130的中心厚度和末端厚度得到的值滿足公式28的比率時，色差可以得到改善，入射光線可以得到控制。

[公式29]7<L1_CT/ET：L7_CT/ET<15

在公式29中，L7_CT/ET是通過將第七鏡頭170的光軸處的厚度除以第七鏡頭170的端部厚度得到的值。當通過除以第一和第七鏡頭110和170的中心厚度和末端厚度得到的值滿足公式29的比例時，色差可以得到改善，入射光線可以得到控制。此外，由於第七鏡頭170具有反曲點並提供了薄的厚度，因此可以改善失真特性。

[公式30]4<dG12_mode1/dG34_mode1<12

在公式30中，dG12_mode1指第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2在第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3設置在第一位置的第一模式上的間隔。即，dG12_mode1指在第一模式上第三鏡頭130和第四鏡頭140之間的光軸OA上的距離。

dG34_mode1指在第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3設置在第一位置的第一模式上第三鏡頭組G3和第四鏡頭組G4之間的間隔。也就是說，dG34_mode1是指在第一模式上第七鏡頭170和第八鏡頭180之間的光軸OA上的距離。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式30時，光學系統1000可以在第一放大倍率下具有改進的光學特性。詳細而言，光學系統1000可以在第一放大倍率下具有改進的像差特性，並且可以改進視場(FOV)的中央和周邊部分的光學性能。

[公式31]0.01<dG12_mode2/dG34_mode2<0.7

在公式31中，dG12_mode2指第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2在第二模式上的間隔，其中第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3被設置在第二位置。也就是說，dG12_mode2是指在第二模式下第三鏡頭130和第四鏡頭140之間的光軸OA上的距離。

dG34_mode2指在第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3被設置在第二位置的第二模式中，第三鏡頭組G3和第四鏡頭組G4之間的間隔。即，dG34_mode2是指在第二模式上第七鏡頭170和第八鏡頭180之間的光軸OA上的距離。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式31時，光學系統1000可在第二放大倍率下具有改進的光學特性。詳細而言，光學系統1000可以在第二放大倍率處具有改進的像差特性，並且可以改進視場(FOV)的周邊部分的光學性能。

[公式32]1<| EFL 1/EFL_2 |<10

在公式32中，EFL_1是第一有效焦距，並且是在第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3被定位在第一位置的第一模式的操作中的光學系統的有效焦距(EFL)。EFL_2是第二有效焦距，並且是在第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3被定位在第二位置的第二模式的操作中的光學系統的有效焦距(EFL)。

[公式33]2<| EFL1/EPD_1 |<7

在公式31中，EFL_1是第一有效焦距，並且是在第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3被定位在第一位置的第一模式的操作中光學系統的有效焦距(EFL)。 EPD_1是指在第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3位於第一位置的第一模式的操作中，光學系統1000的入口瞳孔直徑(EPD)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式33時，光學系統1000在第一模式操作期間可確保明亮的圖像。

[公式34]0.1<EFL_2/EPD_2<3

在公式34中，EFL_2是第二有效焦距，並且是在第二模式的操作中，第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3被定位在第二位置時光學系統的有效焦距(EFL)。 EPD_2指光學系統1000在第二模式操作中的入口瞳孔直徑(EPD)，其中第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3被定位在第二位置。當根據本發明實施例的光學系統1000 滿足公式34時，光學系統1000可以在第二模式操作期間確保明亮的圖像。

[公式35]

F#_Mode1<3.5

F#_Mode2<5

在公式35中，F#_Mode1指在第一模式操作期間，第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3定位在第一位置時光學系統1000的F數，並且，F#_Mode2指在第二模式操作期間，第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3定位在第二位置時光學系統1000的F數。

[公式36]1<| TTL/EFL_1 |<2

在公式36中，EFL_1是第一有效焦距，並且是在第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3被定位在第一位置的第一模式操作中的有效焦距(EFL)。

[公式37]0.1<TTL/EFL_2<5

在公式37中，EFL_2是第二有效焦距，並且是在第二模式操作中的有效焦距(EFL)，其中第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3被定位在第二位置。

[公式38]1<L_Max_CA/ImgH<4

在公式38中，L_Max_CA是指包括在光學系統1000中的多個鏡頭100的鏡頭表面中的最大有效直徑(CA：淨空)的尺寸。ImgH是指從0場(即圖像感測器200的上表面與光軸OA重疊的中心)到圖像感測器200的1.0場的距離，並且該距離是與光軸OA的垂直距離。也就是說，ImgH是指圖像感測器200的有效區域的總對角線長度的1/2。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式38時，可以提供光學系統1000，使其變得纖細和緊湊。此外，光學系統1000可以實現高解析度和高圖像品質。

[公式39]5<TTL/ImgH<10

當光學系統1000滿足公式39時，光學系統1000可以具有較小的TTL，並且因此光學系統1000可以被提供在纖細和緊湊的結構中。

[公式40]15<TTL/BFL<30

在公式40中，BFL(後焦距)指從最靠近圖像感測器200的鏡頭的感測器側表面的頂點到圖像感測器200的上表面的光軸OA上的距離。

[公式41]2<ImgH/BFL<4

當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式39時，有可能確保約1英寸的大型圖像感測器所需的BFL。此外，當光學系統1000滿足公式41時，光學系統1000可以在保持TTL的同時在各種放大率下操作，並且可以在視場(FOV)的中心部分和週邊部分具有優異的光學特性。

[公式42]2<dG1G4/TTL<4

在公式42中，dG1G4是第一鏡頭組的感測器側表面S6和第四鏡頭組的物體側表面S15之間在光軸上的間隔或距離。當公式42得到滿足時，有可能在保持總體TTL的情況下就第一、第二和第三倍率進行選擇性操作，並且有可能提高光學性能。

[公式43]

在公式43中，Z是Sag，它可以指從非球面上的任意位置到非球面頂點的光軸方向上的距離。此外，Y可以指在垂直於光軸的方向上從非球面上的任何位置到光軸的距離。另外，c可以指鏡頭的曲率，K可以指圓錐常數。此外，A、B、C、D、E和F可以指非球面常數。

根據本發明實施例的光學系統1000可以滿足上述公式1至43中的至少一個。相應地，光學系統1000和攝像模組可以具有改進的光學特性。詳細而言，由於光學系統1000滿足公式1至43中的至少一個或兩個或更多，因此可以有效地糾正光學特性的惡化，例如色差、漸暈、衍射效應以及由鏡頭組的移動引起的周邊圖像品質惡化。此外，根據本發明實施例的光學系統1000可以顯著減少鏡頭組的移動距離，並提供用於各種放大率的自動對焦(AF)功能，具有優良的功耗特性。

由於根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式1至43中的至少一個或兩個或更多，它可以具有改進的裝配特性，可以具有機械穩定的形狀，並且被提供在細長的結構中，以提供光學系統1000和包括該系統的攝像模組可以具有緊湊的結構。

下面，將更詳細地描述根據本發明實施例的光學系統1000和第一至第三模式的變化。在根據本發明實施例的光學系統1000中，第一鏡頭組G1和第四鏡頭組G4可以是固定的，並且第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3可以被設置為可移動的。第一鏡頭組G1可以包括三個鏡頭，例如，第一至第三鏡頭110、120和130，而第二鏡頭組G2可以包括兩個鏡頭，例如，第四和第五鏡頭140和150。此外，第三鏡頭組G3可以包括兩個鏡頭，例如第六和第七鏡頭160和170，第四鏡頭組G4包括一個鏡頭，例如第八鏡頭180。

在根據實施例的光學系統1000中，第四鏡頭140的物邊表面(第七表面S7)可以作為光圈擋板，並且可以在第四鏡頭組G4和圖像感測器200之間設置上述光學濾光器220。

【表1】

【表2】

【表3】

表1和2是根據本發明實施例的光學系統1000和包括相同的攝像模組在第一模式下操作時的鏡頭資料。詳細而言，表1顯示第一至第八鏡頭110、120、130、140、150、160、170和180的光軸OA中的曲率半徑、每個鏡頭的中心厚度、鏡頭之間的中心距離以及折射率、阿貝數和有效直徑(CA)的大小。

表3顯示了具有第一放大倍數的第一模式的有效焦距(EFL_1)和入口瞳孔的大小(EPD_1)，以及第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2之間的間隔dG12、第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3之間的間隔dG23，以及第三鏡頭組G3和第四鏡頭組G4之間的間隔dG34。

參照表1，根據本發明實施例的光學系統1000的光軸OA上的第一鏡頭110可以具有正的(+)折射率。第一鏡頭110可以包括塑膠材料。在光軸OA上，第一鏡頭110的第一表面S1可具有凸形，而第二表面S2可具有凸形。第一鏡頭110在光軸OA的兩邊都可以有一個凸的形狀。第一表面S1可以是非球面，而第二表面S2可以是非球面。

第二鏡頭120可以在光軸OA上具有正(+)的折射率。第二鏡頭120可以包括塑膠材料。在光軸OA上，第二鏡頭120的第三表面S3可以具有凸面形狀，而第四表面S4可以具有凹面形狀。第二鏡頭120可以有一個從光軸OA向物體一側凸起的半月板形狀。第三表面S3可以是非球面，並且第四表面S4可以是非球面。

第三鏡頭130可以在光軸OA上具有負(-)折射率。第三鏡頭130可以包括玻璃材料。在光軸OA上，第三鏡頭130的第五表面S5可以具有凹陷形狀，並且第六表面S6可以具有凹陷形狀。第三鏡頭130可以在光軸的兩側具有凹陷的形狀。第五表面S5可以是一個非球面，第六表面S6可以是一個非球面。第三鏡頭130可以有一個大於約1.6的折射率。第三鏡頭130可以具有包括在第一鏡頭組G1中的鏡頭中最大的折射率。例如，第三鏡頭130可以在多個鏡頭100中具有最大的折射率。詳細而言，第三鏡頭130的折射率可以是1.75或更高或1.8或更高。

第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2可以具有相反的折射率，例如，第一鏡頭組G1可以具有負折射率，第一鏡頭組G1可以具有負折射率。第二鏡頭組G2可以有正(+)的折射率。

第四鏡頭140可以在光軸OA上具有正(+)的折射率。第四鏡頭140可以包括玻璃材料。在光軸OA上，第四鏡頭140的第七表面S7可以具有凸的形狀，第八表面S8可以具有凸的形狀。第四鏡頭140可以具有兩個表面都是凸形的形狀。第七表面S7可以是非球面，而第八表面S8可以是非球面。

第五鏡頭150可以在光軸OA上具有負的(-)折射率。第五鏡頭150可以包括塑膠材料。在光軸OA上，第五鏡頭150的第九表面S9可以具有凹陷形狀，並且第十表面S10可以具有凹陷形狀。第五鏡頭150在光軸OA的兩邊都可以有一個凹陷的形狀。第九表面S9可以是一個非球面，第十表面S10可以是一個非球面。第九表面S9可以具有至少一個反曲點。

第六鏡頭160可以在光軸OA上具有正(+)的折射率。第六鏡頭160可以包括塑膠材料。在光軸OA上，第六鏡頭160的第十一表面S11可以具有凹陷形狀，而第十二表面S12可以具有凸起形狀。第六鏡頭160可以具有從光軸OA向感測器一側凸起的半月板形狀。第十一個表面S11可以是非球面，而第十二表面S12可以是非球面。

第七鏡頭170可以在光軸OA上具有負(-)折射率。第七鏡頭170可以包括塑膠材料。在光軸OA上，第七鏡頭170的第十三表面S13可具有凸形，而第十四表面S14可具有凹形。第七鏡頭170可以有一個從光軸OA向物體一側凸起的半月板形狀。第十三面S13可以是非球面，第十四面S14可以是非球面。第十三表面S13和第十四表面S14可以有至少一個反曲點。

第八鏡頭180可以在光軸OA上具有正(+)的折射率。第八鏡頭180可以包括塑膠材料。在光軸OA上，第八鏡頭180的第十五表面S15可具有凸形，第十六表面S16可具有凸形。第八鏡頭180可以具有在光軸OA上兩邊都是凸的形狀。第十五表面S15可以是一個非球面，而第十六表面S16可以是一個非球面。

第三鏡頭組G3和第四鏡頭組G4可以具有相反的折射率，例如，第三鏡頭組G1可以具有負折射率，第三鏡頭組G1可以具有負折射率。四個鏡頭組G4可以有正的(+)折射率。第二和第三鏡頭組G2和G3可以有相反的折射率。第一和第四鏡頭組G1和G4可以具有相反的折射功率。

在根據本發明實施例的光學系統1000中，第一至第八鏡頭的物體側表面和感測器側表面的非球面係數的值示於下表4。

【表4】

【Table 5】

參照表5，多個鏡頭100的每個鏡頭的中心厚度CT和邊緣厚度ET的比率CT/ET可能彼此不同，並且第一鏡頭可能具有最大的CT/ET值，而第七鏡頭可能具有最小的CT/ET值。具有CT/ET值小於1的鏡片可以是三個或更少，可以包括第三、第五和第七鏡片，而具有CT/ET值為3或更大的鏡片可以是兩個或更多，可以包括第一和第四鏡片。

第四鏡頭140的阿貝數vd4和包括在第二鏡頭組G2中的第五鏡頭150的阿貝數vd5之間的差異可以是30或更多或40或更多。由於第四鏡頭140和第五鏡頭150具有如上所述的阿貝數差，因此，當根據第二鏡頭組G2的移動M1改變放大率時，會發生色差變化。

第七鏡頭170的阿貝數vd7與包括在第三鏡頭組G3中的第六鏡頭160的阿貝數vd6之間的差異可以是20或更多或30或更多。由於第六鏡頭160和第七鏡頭170具有如上所述的阿貝數差異，所以當根據第三鏡頭組G3的移動M2改變放大率時發生的色差變化被最小化和/或可通過補償執行消色差作用。

根據本實施例的攝像模組可以在不同的放大率下獲取關於被攝體的資訊。詳細地說，驅動件可以控制第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3的位置，並且通過這一點，攝像模組可以在各種放大率下操作。例如，參照圖1、圖6和圖9以及表。1、6和9以及表1至5，包括光學系統1000的攝像模組可以在具有第一放大率的第一模式上操作。第一放大率可以是大約3倍到大約5倍。詳細地說，在一個實施例中，第一放大率可以是約4.4倍。

在第一模式中，第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每個可以位於由第一位置定義的位置。當第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每個的初始位置是第一位置時，兩個鏡頭組G2和G3可以不移動。或者，當第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每一個的初始位置與第一位置不同時，兩個鏡頭組G2和G3可以通過驅動件的驅動力移動到第一位置。相應地，第一至第四鏡頭組G4中的每一個可以按設定的間隔配置。例如，第二鏡頭組G2具有與第一鏡頭組G1的第一間隔dG12，而第三鏡頭組G3具有與第四鏡頭組G4的第二間隔dG34，因此，第二鏡頭組G2可位於與第三鏡頭組G3相隔第三間隔dG23的區域內。這裡，第一至第三間隔dG12、dG34和dG23可以指光軸OA上鏡頭組之間的間隔。

當攝像模組在第一模式下運行時，光學系統1000可以在第一位置具有一個總軌跡長度(TTL)值和一個後焦距(BFL)值。而且，光學系統1000可以有一個第一EFL(EFL_1)，定義為在第一位置的第一有效焦距。另外，在第一模式下，攝像模組的視場(FOV)可以小於約25度，F值可以小於約3.5。如圖5所示，可以看到，在第一位置(位置1)的相對照度RI可以根據圖像感測器的高度而變化，並且在圖像感測器的週邊部分或邊緣的相對照度超過40%。

如圖6和9所示，光學系統1000可以具有優異的像差特性。圖6和圖9所示，在第一模式下，光學系統1000可具有優異的像差特性。詳細地說，圖6是在第一模式(第一放大率)下工作的光學系統1000的衍射MTF特性圖，而圖9是像差特性圖。衍射MTF特性圖從0.000毫米到3.150毫米的空間頻率以約0.307毫米為單位進行測量。在衍射MTF圖中，T代表切線每毫米的空間頻率的MTF變化，R代表輻射源每毫米的空間頻率的MTF變化。這裡，調製傳遞函數(MTF)取決於每毫米的空間頻率的週期。

在圖9的像差圖中，縱向球面像差、散光場曲線和畸變像差從左到右測量。在圖6中，X軸可以代表焦距(mm)和畸變(%)，Y軸可以指圖像感測器的高度。此外，球面像差的圖是約435奈米(nm)、約486奈米、約546奈米、約587奈米和約656奈米的波長帶的光的圖，散光和畸變像差的圖是546奈米波長帶的光的圖。在圖9的像差圖中，可以解釋為當每條曲線接近Y軸時，像差校正功能更好，如圖9所示，在根據本實施例的光學系統1000中，可以看到測量值幾乎在Y軸附近的區域。

【Table 6】

表6顯示了對於具有第二放大倍數的第二模式的有效焦距(EFL_2)和入口瞳孔的大小(EPD_2)、第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2之間的間隔dG12、第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3之間的間隔dG23、以及第三鏡頭組G3和第四鏡頭組G4之間的間隔dG34。

根據本實施例的攝像模組可以在不同的放大率下獲取關於被攝體的資訊。詳細而言，驅動件可以控制第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3的位置，並且通過這一點，攝像模組可以在各種放大率下操作。例如，參照圖3、圖8和圖11以及表。3、8和11，以及表1和6，包括光學系統1000的攝像模組可以在具有第二放大率的第二模式下操作。第二倍率可以是大約8倍率到大約11倍率。詳細而言，第二倍率可以是約9.6倍。

在第二模式中，第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每一個可以位於由第二位置定義的位置處。當第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每一個的初始位置為第二位置時，兩個鏡頭組G2和G3可以不移動。另一方面，當第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每一個的初始位置與第二位置不同時，兩個鏡頭組G2和G3可以通過驅動件的驅動力移動到第二位置。如圖5所示，可以看出，第二位置(位置2)的相對照度可以根據圖像感測器的高度而改變，圖像感測器的週邊部分或邊緣的相對照度為95%或更高。相應地，第一至第四鏡頭組G4中的每個鏡頭組可以按設定的時間間隔配置。例如，第二鏡頭組G2具有與第一鏡頭組G1的第一間隔dG12，而第三鏡頭組G3具有與第四鏡頭組G4的第二間隔dG34，因此，第二鏡頭組G2可以位於與第三鏡頭組G3相隔第三間隔dG23的區域中。這裡，第一至第三間隔dG12、dG34和dG23可以指光軸OA上鏡頭組之間的間隔。第一模式的第一間隔dG12可能大於第二模式的第一間隔dG12，而第一模式的第二間隔dG34可能小於第二模式的第二間隔dG34。另外，第一模式的第三區間dG23可能大於第二模式的第三區間dG23。

當攝像模組在第二模式下操作時，光學系統1000可以在第二位置處具有總軌跡長度(TTL)值和背焦距(BFL)值。而且，光學系統1000可以有一個第二EFL(EFL_2)，定義為在第二位置的第二有效焦距。在這種情況下，第二EFL(EFL_2)可以大於第一EFL(EFL_1)。而且，在第二模式中，攝像模組的視場(FOV)可以小於約12度，並且F數可以小於約6.5。

如圖8和11所示，光學系統1000可以具有優異的像差特性。8和11所示，在第二模式下具有優良的像差特性。詳細而言，圖8是在第二模式(第二放大倍數)下工作的光學系統1000的衍射MTF特性圖，而圖11是像差特性圖。在圖8的像差圖中，縱向球差、散光場曲線和畸變像差從左到右被測量。在圖7中，X軸可表示焦距(mm)和畸變(%)，Y軸可表示圖像感測器的高度。此外，球面像差的圖是波長帶為約435奈米、約486奈米、約546奈米、約587奈米和約656奈米的光的圖，散光和畸變像差的圖是波長帶為546奈米的光的圖。

在圖11的像差圖中，可以解釋為，隨著每條曲線接近Y軸，像差校正功能更好，如圖11所示，在根據本發明實施例的光學系統1000中，可以看到測量值在幾乎所有區域都鄰近Y軸。

【表7】

表7顯示了對於具有第三放大率的第三模式的有效焦距(EFL_3)和入口瞳孔的大小(EPD_3)、第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2之間的距離、第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3之間的距離、以及第三鏡頭組G3和第四鏡頭組G4之間的距離。

根據本發明實施例的攝像模組可以在不同的放大率下獲取關於被攝體的資訊。詳細而言，驅動件可以控制第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3的位置，並且通過這一點，攝像模組可以在各種放大率下操作。例如，參照圖2、圖7和圖10以及表1和表7，包括光學系統1000的攝像模組可以在具有第三放大率的第三模式下操作。第三倍率可以是約5至約8倍率。詳細地說，第三倍率可以是大約7倍率。

在第三模式中，第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每一個可以位於由第三位置定義的位置處。第三位置可以是第一和第二位置之間的區域。例如，第二鏡頭組G2的第三位置可以位於第二鏡頭組G2的第一和第二位置之間，第三鏡頭組G3的第三位置可以位於第三鏡頭組G3的第一和第二位置之間。當第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每一個的初始位置是第三位置時，兩個鏡頭組G2和G3可以不移動。或者，當第二鏡頭組G2和第三鏡頭組G3中的每一個的初始位置與第三位置不同時，兩個鏡頭組G2和G3可以通過驅動件的驅動力移動到第三位置。如圖5所示，可以看出，第三位置(位置3)的相對照度可根據圖像感測器的高度而改變，圖像感測器的週邊部分或邊緣的相對照度為75%或更高。相應地，第一至第四鏡頭組G4中的每一個可以按設定的間隔設置。例如，第二鏡頭組G2具有與第一鏡頭組G1的第一間隔dG12，而第三鏡頭組G3具有與第四鏡頭組G4的第二間隔dG34，因此，第二鏡頭組G2可以位於與第三鏡頭組G3相隔於第三間隔dG23的區域中。這裡，第一至第三間隔dG12、dG34和dG23可以指光軸OA上鏡頭組之間的間隔。

第三模式的第一區間dG12可以小於第一模式的第一區間dG12，並且可以大於第二模式的第一區間dG12。第三模式的第二區間可以大於第一模式的第二區間dG34，並可以小於第二模式的第二區間dG34。第三模式的第三區間dG23可以小於第一模式的第三區間dG23和第二模式的第三區間dG23。當攝像模組在第三模式下工作時，光學系統1000可以在第三位置具有總軌道長度(TTL)值和背焦長度(BFL)值。另外，光學系統1000可以有一個第三EFL(EFL_3)，定義為在第三位置的第三有效焦距。在這種情況下，第三EFL(EFL_3)可以比第一EFL(EFL_1)大，並且可以比第二EFL(EFL_2)小。另外，在第三種模式下，攝像模組的視場(FOV)可能小於約17度，而F數可能小於約5。

如圖7和10所示，光學系統1000可以具有優異的像差特性。7和10所示，在第二模式下具有優異的像差特性。詳細地說，圖7是在第三模式(第二放大倍數)下工作的光學系統1000的衍射MTF特性圖，而圖10是像差特性圖。

在圖10的像差圖中，從左到右測量縱向球面像差、散光場曲線和畸變像差。在圖7中，X軸可以代表焦距(mm)和畸變(%)，Y軸可以指圖像感測器的高度。此外，球面像差的圖是約435奈米、約486奈米、約546奈米、約587奈米和約656奈米的波長帶的光的圖，散光和畸變像差的圖是546奈米波長帶的光的圖。在圖10的像差圖中，可以解釋為隨著每條曲線接近Y軸，像差校正功能更好，並且如圖10所示，在根據本發明實施例的光學系統1000中，可以看到測量值幾乎在Y軸附近的區域。

根據本發明實施例的光學系統1000可以包括各種模式，並且可以通過在對應於每個模式的放大率下放大被攝體來為被攝體提供自動對焦(AF)功能。在根據本發明實施例的光學系統1000中，最靠近物體的第一鏡頭組G1可以被設置在固定位置而不移動。因此，根據第一至第三模式，TTL可以具有相同的值。此外，在光學系統1000中，最靠近圖像感測器200的第四鏡頭組G4可以被設置在固定位置而不移動。因此，根據第一至第三模式，BFLs可以具有相同的值。

作為另一個例子，在光學系統1000中，包括在固定組和移動組中的至少一個或兩個或多個鏡頭可以具有非圓形形狀，或者任何一個鏡頭組的鏡頭可以具有非圓形形狀。因此，第二和第三鏡頭組G2和G3設置在第一和第四鏡頭組G1和G4之間的間隔可以被結構性地固定，並且當操作模式被改變時，第二和第三鏡頭組G2和G3的移動M2和M3距離可以被顯著減少。詳細地說，當改變操作模式時，第二和第三鏡頭組G2和G3中的每一個可以在6毫米或更小的最大範圍內移動，從而改善功耗特性。此外，由於每個移動組的移動距離與TTL相比明顯減少，移動組的位置可以得到更精確的控制。例如，第三鏡頭組G3的最大移動距離可以大於第二鏡頭組G2的最大移動距離，可以是6毫米或更少，而第二鏡頭組G2的最大移動距離可以是5毫米或更多。第二和第三鏡頭組G2和G3中的每一個可以在5毫米至6毫米的範圍內移動。

【表8】

【表9】

表8是針對根據本發明實施例的光學系統和攝像模組中的上述公式的專案，並顯示了多個鏡頭100中每個鏡頭的焦距，多個鏡頭組G1、G2、G3和G4的總長度和焦距，以及第二和第三鏡頭組G2和G3的移動距離。表9顯示了根據本實施例的光學系統1000和攝像模組的公式式1至42的結果值。參照表9，根據本發明實施例的光學系統1000和攝像模組可以滿足公式1至42中的至少一個或兩個或多個，或者滿足所有公式。

【表10】

表10是顯示根據第一模式(廣角)、第二模式(遠角)和第三模式(中角)的CRA值的表格，根據本發明實施例的攝像模組中的圖像感測器的場值(0~1)。

【表11】

表11顯示了根據第一模式(寬)、第二模式(遠)和第三模式(中)的相對照度值，根據本發明實施例的攝像模組中的圖像感測器的場值(0~1)。因此，本實施例可以通過移動至少一個鏡頭組提供具有各種放大率的光學系統，並且在提供各種放大率時具有優良的光學特性。詳細地說，本實施例可以有多個具有設定數量的鏡頭100，具有折射率、設定形狀和焦距、非圓形形狀等的鏡頭組。此外，本實施例可通過控制移動鏡頭組的移動距離，在不同的放大倍數下為被攝體提供自動對焦(AF)功能。因此，在本實施例中，可以使用一個攝像模組在各種放大率下拍攝被攝體，並且可以防止在每個放大率下光學性能惡化。

參照圖6至圖11，可以看到，在圖6至圖11中，被攝體可以在不同的放大倍數下進行拍攝。6至11，可以看到，根據本發明實施例的光學系統1000即使在操作模式被改變為第一、第二和第三模式時，其光學特性也幾乎沒有變化。詳細地說，可以看到，即使由於第二和第三鏡頭組G2和G3的位置變化，在第一放大率到第二放大率的範圍內改變放大率，MTF特性和像差特性也幾乎沒有明顯變化。也就是說，可以看到根據本實施例的光學系統1000即使在第一到第二放大倍數範圍內改變放大倍數時也能保持優良的光學特性。

在本發明的實施例中，有效焦距(EFL)可以通過在多個鏡頭組中僅移動一些鏡頭組來控制，並且移動鏡頭組的移動距離可以被最小化。例如，在該實施例中，移動鏡頭組的移動距離可以是6毫米或更小。因此，根據本實施例的光學系統1000可以在改變放大率時顯著減少鏡頭組的移動距離，並且在移動鏡頭組時將所需的功率消耗降至最低。在根據本發明實施例的光學系統1000中，多個鏡頭組中的每個鏡頭組可以校正畸變特性或補充因移動而改變的畸變特性。因此，根據本發明實施例的光學系統1000可以最小化或防止當放大率改變時發生的色差變化。在一個實施例中，可以通過在多個鏡頭組中移動除第一鏡頭組以外的鄰近被攝體的鏡頭組來調整放大率。因此，即使當鏡頭組根據放大率的變化而移動時，光學系統1000可以具有恒定的TTL值。相應地，光學系統1000和包括該光學系統的攝像模組可以被提供為更細長的結構。

圖12是說明根據一個實施例的攝像模組被應用於移動終端的圖。參照圖12，移動終端1可以在後側包括本發明實施例中公開的攝像模組10。作為另一個例子，移動終端1可以包括在實施例中公開的位於前側的攝像模組。攝像模組10可以包括圖像捕捉功能。此外，攝像模組10可以包括自動對焦功能、變焦功能和OIS功能中的至少一個。

攝像模組10可以處理由圖像感測器200在拍攝模式或視頻通話模式下獲得的靜態視頻圖像或移動圖像的圖像幀。處理後的圖像幀可以顯示在移動終端1的顯示單元(未示出)上並存儲在記憶體(未示出)中。此外，儘管在圖中未示出，但攝像模組可以進一步設置在移動終端1的前面。例如，攝像模組10可以包括第一攝像模組10A和第二攝像模組10B。在這種情況下，第一攝像模組10A和第二攝像模組10B中的至少一個可以包括上述的光學系統1000。因此，攝像模組10可以有一個細長的結構，並可以在各種放大率下拍攝被攝體。

移動終端1可以進一步包括自動對焦裝置31。自動對焦裝置31可以包括使用鐳射的自動對焦功能。自動對焦裝置31可以主要用於使用攝像模組10的圖像的自動對焦功能被惡化的情況，例如，在10米(m)或更小的距離內或在黑暗環境中。自動對焦裝置31可以包括垂直腔表面發射雷射器(VCSEL)半導體裝置的光發射單元和將光能如光電二極體轉換為電能的光接收單元。

移動終端1可以進一步包括閃光燈模組33。閃光燈模組33可以包括在其中發射光的發光裝置。閃光燈模組33可以發射可見光波段的光。例如，閃光燈模組33可以發射白光或具有類似於白光的顏色的光。然而，本實施例並不限於此，閃光燈模組33可以發射各種顏色的光。閃光燈模組33可以由移動終端的相機操作或由用戶的控制來操作。

上述實施例中描述的特徵、結構、效果等包括在本發明的至少一個實施例中，並且不一定只限於一個實施例。此外，每個實施例中說明的特徵、結構、效果等可以由該實施例所屬技術的普通技術人員為其他實施例進行組合或修改。因此，與這種組合和修改有關的內容應被解釋為包括在本發明的範圍內。在上述內容中，主要描述了本發明的實施例，但這只是一個例子，並不限制本發明，本發明所屬技術領域的普通技術人員在上述範圍內不背離本發明實施例的基本特徵，不作舉例說明。可以理解的是，各種修改和應用都是可能的。例如，實施例中具體顯示的每個件都可以通過修改來實現。而與這些修改和應用有關的差異應被理解為包括在所附請求項中定義的發明範圍內。