TW202409631A - 光學系統及包含其之相機模組 - Google Patents

Abstract

本發明公開的一種光學系統包括一第一至一第八鏡頭，沿一光軸從一物體側向一感測器側設置，其中，該第一鏡頭在該光軸上具有正(+)的或負(-)的一折射率，該第二鏡頭在該光軸上具有正(+)的一折射率，該第三鏡頭在該光軸上具有負(-)的一折射率，該第七鏡頭在該光軸上具有正(+)的一折射率，該第八鏡頭在該光軸上具有負(-)的一折射率，該第七鏡頭的一物體側表面和一感測器側表面中的至少一個具有至少一個臨界點，該第八鏡頭的一物體側表面和一感測器側表面各有一臨界點，該第八鏡頭的該物體側表面和該感測器側表面中的至少一個表面具有在一第一方向上與該光軸正交的一鏡頭表面和在一第二方向上與該光軸正交的一鏡頭表面是不對稱的一自由曲面形狀，及該自由曲面相對於該光軸在該第一方向的兩側皆具有對稱鏡頭表面及相對於該光軸在該第二方向的兩側皆具有對稱鏡頭表面。

Description

光學系統及包含其之相機模組

本發明涉及一種提高光學性能的光學系統及包含其之相機模組。

相機模組可捕捉物體並將其存儲為影像或視頻，可安裝在各種應用中。特別是，相機模組的生產尺寸非常小，不僅可應用於智慧手機、平板電腦和筆記型電腦等可擕式設備，還可應用於無人機和車輛，以提供各種功能。

例如，相機模組的光學系統可包括用於形成影像的成像鏡頭，以及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，相機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齊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處物體的放大倍數來執行放大或縮小的變焦功能。此外，相機模組還採用了影像穩定(IS)技術，以糾正或防止由於固定裝置不穩定或使用者移動造成的相機移動而引起的影像不穩定。

相機模組獲取影像的最重要組件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與日俱增，為了實現這一點，人們正在對包括複數個鏡頭的光學系統進行研究。例如，正在研究使用具有正(+)和/或負(-)折射力的複數個成像鏡頭來實現高效光學系統。

然而，當包含複數個鏡頭時，存在難以得出優異的光學特性和像差特性的問題。此外，當包括複數個鏡頭時，由於複數個鏡頭的厚度、間隔、尺寸等，整體長度、高度等可能會增加，從而增大了包括複數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不斷增大。然而，當影像感測器的尺寸增大時，包括複數個鏡頭在內的光學系統的TTL(總軌跡長度)也隨之增大，從而增加了相機和包括光學系統在內的移動端子的厚度。

因此，需要一種能夠解決上述問題的新型光學系統。

本發明的一個實施例提供了一種具有改進光學性能的光學系統。

本發明的一個實施例提供了一種在視場中心和週邊部具有優異光學性能的光學系統。

本發明的一個實施例提供了一種能夠具有超薄結構的光學系統。

根據本發明一個實施例的光學系統包括沿光軸從物體側到感測器側佈置的第一至第八鏡頭，其中第一鏡頭在光軸上具有正(+)或負(-)折射率，第二鏡頭在光軸上具有正(+)折射率，第三鏡頭在光軸上具有負(-)折射率，第七鏡頭在光軸上具有正(+)折射率，第八鏡頭在光軸上具有負(-)折射率、第三鏡頭在光軸上具有負(-)折射率，第七鏡頭在光軸上具有正(+)折射率，第八鏡頭在光軸上具有負(-)折射率，第七鏡頭的物體側表面和感測器側表面中的至少一個具有至少一個臨界點、第八鏡頭的物體側表面和感測器側表面中的每個表面都有一個臨界點，第八鏡頭的物體側表面和感測器側表面中的至少一個表面具有自由曲面形狀，其中在第一方向上與光軸正交的鏡頭表面和在第二方向上與光軸正交的鏡頭表面是不對稱的、自由曲面在第一方向兩側相對於光軸有對稱的鏡頭表面，在第二方向兩側相對於光軸有對稱的鏡頭表面。

根據本發明的一個實施例，第七鏡頭的物體側表面和感側表面各自具有一個臨界點，第七鏡頭的物體側表面的臨界點可以比第七鏡頭的感側表面的臨界點更靠近光軸。

根據本發明的一個實施例，第七鏡頭的物體側表面在光軸上可以是凸形，第七鏡頭的感測器側表面在光軸上可以是凹形。

根據本發明的一個實施例，第三鏡頭的感測器側表面可以在光軸上具有凹形，而第四鏡頭的物體側表面可以在光軸上具有凹形。

根據本發明的一個實施例，第五鏡頭的物體側表面可以在光軸上具有凹形，並且可以具有光學系統鏡頭表面曲率半徑絕對值的最大值。

根據本發明的一個實施例，第二鏡頭的物體側表面在光軸上具有凸形，第二鏡頭的感測器側表面在光軸上具有凸形，第二鏡頭在光軸上的厚度可以是光學系統鏡頭厚度的最大值。

根據本發明的一個實施例，第八鏡頭的感測器側表面具有自由形狀表面，從光軸到第八鏡頭的感測器側表面的臨界點在第一方向上的距離可以不同於從光軸到第八鏡頭的感測器側表面的臨界點在第二方向上的距離。

根據本發明的一個實施例，第八鏡頭的物體側表面可以具有非球面形狀。

根據本發明的一個實施例，第七鏡頭和第八鏡頭之間的光軸距離大於第七鏡頭的中心厚度和第八鏡頭的中心厚度之和，並且可以是具有第一至第八鏡頭中最大厚度的1.8倍或以上。

根據本發明的一個實施例，從光軸到第八鏡頭的感測器側表面臨界點在第一方向上的直線距離InfX82和從光軸到第八鏡頭的感測器側表面臨界點在第二方向上的直線距離InfY82互不相同，可以滿足以下公式：-0.1<InfX82-InfY82<0.1，0.4<TTL/(Imgh*2)<0.7(總軌跡長度(TTL)是從第一鏡頭物體側表面的頂點到影像感測器上表面的光軸距離，Imgh是影像感測器最大對角線長度的1/2)。

根據本發明一個實施例的光學系統包括一個第一鏡頭組，該鏡頭組在物體側具有三個或更少的鏡頭，以及一個第二鏡頭組，該鏡頭組在第一鏡頭組的感測器側具有五個或更少的鏡頭；其中，第一鏡頭組在光軸上具有正(+)折射率，第二鏡頭組在光軸上具有負(-)折射率，第二鏡頭組的鏡頭數少於第一鏡頭組鏡頭數的兩倍、第一鏡頭組和第二鏡頭組的鏡頭表面中最靠近第二鏡頭組的鏡頭具有最小有效直徑，第一鏡頭組和第二鏡頭組的鏡頭表面中最靠近影像感測器的最後一個鏡頭具有最大有效直徑，第一鏡頭組中最靠近第二鏡頭組的感 測器側表面具有凹形、第二鏡頭組中最靠近第一鏡頭組的物體側表面具有凹面形狀，最後一個鏡頭的感測器側表面具有臨界點的自由曲面形狀，最靠近影像感測器的感測器側表面具有自由曲面形狀，其中在第一方向上與光軸正交的鏡頭表面和在第二方向上與光軸正交的鏡頭表面是不對稱的、自由曲面在第一方向兩側相對於光軸有對稱的鏡頭表面，在第二方向兩側相對於光軸有對稱的鏡頭表面。

根據本發明的一個實施例，從光軸到最後一個鏡頭的感測器側表面的臨界點的第一方向的直線距離InfX82和從光軸到最後一個鏡頭的感測器側表面的臨界點的第二方向的直線距離InfY82彼此不同，可以滿足以下公式：

公式：-0.1<InfX82-InfY82<0.1。

根據本發明的一個實施例，第一方向上的總焦距FX和第二方向上的總焦距FY互不相同，可滿足以下公式：

公式：-0.1<FX-FY<0.1。

根據本發明的一個實施例，以下公式滿足：0.4<TTL/(Imgh*2)<0.7(TTL(總軌跡長度)是光軸上從第一鏡頭的物體側表面的頂點到影像感測器的上表面的距離，Imgh是影像感測器的最大對角線長度的1/2)。

根據本發明的一個實施例，第一鏡頭組包括沿光軸從對象側朝向感測器側佈置的第一至第三鏡頭，第二鏡頭組包括沿光軸從對象側朝向感測器側佈置的第四至第八鏡頭，第七鏡頭的物件側表面和感測器側表面中的每個表面都可以具有臨界點，第八鏡頭的物件側表面可以具有臨界點。

根據本發明的一個實施例，從光軸到第七鏡頭的物體側表面臨界點的直線距離Inf71和從光軸到第七鏡頭的感測器側表面臨界點的直線距離Inf72可滿足下式：

0.7<Inf71/Inf72<1.2(公式)。

根據本發明的一個實施例，從光軸到第七鏡頭的物體側表面臨界點的直線距離Inf71以及從光軸到第八鏡頭的感測器側表面的X和Y方向臨界點的直線距離InfX82和InfY82的平均值Inf82可滿足以下公式：

公式0.7<Inf71/Inf82<1.2。

根據本發明的一個實施例，第七鏡頭具有正(+)折射率，並且具有凸形物體側表面和凹形感測器側表面，第八鏡頭具有負(-)折射率，並且具有凸形物體側表面和凹形感測器側表面。

根據本發明的一個實施例，到第八鏡頭感測器側表面X和Y方向臨界點的直線距離InfX82和InfY82的平均值Inf82以及從第八鏡頭的光軸到有效區域末端的直線距離D82可滿足下式：

公式0.2<Inf82/D82<0.8。

根據本發明的一個實施例，第二鏡頭的中心厚度L2_CT和第三鏡頭的中心厚度L3_CT可滿足以下公式：

1<L2_CT/L3_CT<5(公式)。

根據本發明的一個實施例，第七鏡頭和第八鏡頭之間的光軸距離可以是第二鏡頭中心厚度的1.8倍或更多。

根據本發明的一個實施例的相機模組包括影像感測器；以及位於影像感測器和光學系統的最後一個鏡頭之間的濾光片，其中光學系統包括上述公開的光學系統，並可滿足下列公式：

0.5<F/TTL<1.2(公式)

(F是與光學系統的光軸正交的兩個方向上的總焦距的平均值，TTL(總軌跡長度)是光軸上從第一鏡頭的物體側表面的頂點到影像感測器的上表面的距離)。

【優勢】

根據本發明實施例的光學系統和相機模組可具有改進的光學特性。具體而言，光學系統可根據表面形狀、折射率、複數個鏡頭的厚度以及複數個鏡頭的相鄰鏡頭之間的距離，具有改進的像差特性和分辨能力。

根據本發明實施例的光學系統和相機模組可具有更好的失真和像差特性，並可在FOV的中心和周邊部具有良好的光學性能。

根據本發明實施例的光學系統可具有改進的光學特性和較小的總軌跡長度(TTL)，從而可在纖薄緊湊的結構中提供光學系統和包括其的相機模組。

1:移動端子

10:相機模組

10A:第一相機模組

10B:第二相機模組

31:自動對焦裝置

33:閃光燈模組

100:光學系統

101:第一鏡頭

102:第二鏡頭

103:第三鏡頭

104:第四鏡頭

105:第五鏡頭

106:第六鏡頭

107:第七鏡頭

108:第八鏡頭

109:第九鏡頭

110:第十鏡頭

300:影像感測器

500:濾光片

1000:光學系統

d:線

D11:有效半徑

f_G1:焦距

f_G2:焦距

G1:鏡頭組

G2:鏡頭組

K2:法線

K4:法線

OA:光軸

P1:臨界點

P2:臨界點

P3:臨界點

P4:臨界點

P5:臨界點

P6:臨界點

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

S6:第六表面

S7:第七表面

S8:第八表面

S9:第九表面

S10:第十表面

S11:第十一表面

S12:第十二表面

S13:第十三表面

S14:第十四表面

S15:第十五表面

S16:第十六表面

ST:光圈擋板

TTL:總軌跡長度

X:第二方向

Y:第一方向

θ1:預定角度

θ2:預定角度

圖1是根據本發明的一個(複數個)實施例的光學系統和相機模組的配置圖。

圖2是說明圖1的光學系統的第一方向Y上的影像感測器、第n個鏡頭和第n-1個鏡頭之間的關係的說明圖。

圖3是說明圖1光學系統的影像感測器、第n個鏡頭和第n-1個鏡頭之間在第二方向X上的關係的說明圖。

圖4是顯示根據具有圖1光學系統的第一實施例的鏡頭資料的表格。

圖5是根據本發明第一實施例的鏡頭的非球面係數示例。

圖6是顯示根據本發明第一實施例的光學系統的第二方向X的射線像差特性的圖。

圖7是顯示根據本發明第一實施例的光學系統的第一方向Y的射線像差特性的圖。

圖8是顯示具有圖1光學系統的第二實施例的鏡頭資料的表格。

圖9是根據本發明第二實施例的鏡頭非球面表面係數的示例。

圖10是顯示根據本發明第二實施例的光學系統的第二方向X的射線像差特性的圖。

圖11是顯示根據第一實施例的光學系統的第一方向Y的射線像差特性的圖。

圖12是顯示根據具有圖1光學系統的第三實施例的鏡頭資料的表格。

圖13是根據本發明第三實施例的鏡頭的非球面表面係數的示例。

圖14是顯示根據本發明第三實施例的光學系統的第二方向X的射線像差特性的圖。

圖15是顯示根據本發明第三實施例的光學系統的第一方向Y的射線像差特性的圖。

圖16是顯示根據本發明第一、第二和第三實施例的光學系統的第n個鏡頭的感測器側表面的澤尼克(Zernike)係數的表格。

圖17是顯示根據本發明的一個實施例的光學系統中的畸變網格的圖。

圖18是示意圖，說明根據本發明的一個實施例的相機模組應用於移動端子。

以下將參照附圖詳細描述本發明的優選實施例。本發明的技術精神並不局限於將要描述的某些實施例，還可以以其他各種形式實現，並且可以在本發明的技術精神範圍內選擇性地組合和替換使用一個或複數個組件。此外，本發明實施例中所使用的術語(包括技術術語和科學術語)，除非有具體的定義和明確的描述，否則可以按照本發明所屬技術領域的普通技術人員可以普遍理解的含義來解釋，常用的術語如字典中定義的術語，應能夠結合相關技術的上下文含義來解釋其含義。

此外，本發明實施例中使用的術語用於解釋本發明的實施例，並不用於限制本發明。在本說明書中，除非短語中另有特別說明，否則單數形式也可包括複數形式，在說明A和(和)B、C中的至少一個(或一個或複數個)的情況下，可包括一個或複數個可與A、B和C組合的所有組合。在描述本發明實施例的組件時，可使用諸如第一、第二、A、B、(a)和(b)等術語。這些術語僅用於將組件與其他組件區分開來，不得根據相應組成組件的性質、順序或程式等來確定術語。當描述一個組件與另一個組件"連接"、"耦合"或"接合"時，不僅包括與另一個組件直接連接、耦合或接合，還包括在該組件與另一個組件之間由另一個組件"連接"、"耦合"或"接合"。此外，在被描述為在每個組件的"上方(上)"或"下方(下)"形成或佈置時，描述不僅包括兩個組件彼此直接接觸，還包括一個或複數個其他組件在兩個組件之間形成或佈置。此外，當表述為"上方(上) "或"下方(下)"時，可以指相對於一個組件的向下方向，也可以指相對於一個組件的向上方向。

在本發明的描述中，"物體側表面"可指鏡頭相對於光軸OA面向物體側的表面，而"感測器側表面"可指鏡頭相對於光軸面向成像面(影像感測器)的表面。鏡頭的凸面可以指光軸上的鏡頭表面具有凸形，鏡頭的凹面可以指光軸上的鏡頭表面具有凹形。鏡頭資料表中描述的曲率半徑、中心厚度和鏡頭之間的距離可指光軸上的值，單位為毫米(mm)。垂直方向可指垂直於光軸的方向，鏡頭的端部或鏡頭表面可指入射光線穿過的鏡頭有效區域的端部或邊緣。根據測量方法的不同，鏡頭表面有效直徑的測量誤差可達±0.4毫米。准軸區域指的是光軸附近非常狹窄的區域，是光線從光軸OA上落下的距離幾乎為零的區域。在下文中，鏡頭表面的凹形或凸形將被描述為光軸，也可能包括准軸區域。

圖1是示意圖，說明根據本發明第一至第三實施例的光學系統1000和具有該光學系統1000的相機模組。

參考圖1，光學系統1000可包括複數個鏡頭組G1和G2。詳細而言，複數個鏡頭組G1和G2中的每個鏡頭組包括至少一個鏡頭。例如，光學系統1000可以包括沿光軸OA從物體側朝向影像感測器300依次佈置的第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2。在複數個鏡頭組G1和G2中，第二鏡頭組G2的鏡頭數可以多於第一鏡頭組G1的鏡頭數，例如，多於第一鏡頭組G1的鏡頭數的一倍，少於第一鏡頭組G1的鏡頭數的兩倍。

第一鏡頭組G1可以包括至少一個鏡頭。第一鏡頭組G1可以包括三個或更少的鏡頭。例如，第一鏡頭組G1可以包括三個鏡頭。第二鏡頭組G2可以包括至少兩個或更多鏡頭。第二鏡頭組G2可包括比第一鏡頭組G1的鏡頭數更多的鏡頭，例如1.5倍或更多。第二鏡頭組G2可包括七個或更少的鏡頭，或六個或更少的鏡頭。與第一鏡頭組G1的鏡頭數相比，第二鏡頭組G2的鏡頭數可以相差3個或更多，也可以相差6個或更少。例如，第二鏡頭組G2可以包括五個鏡頭。

在光學系統1000中，總軌跡長度(TTL)可以小於影像感測器300對角線長度的70%，例如，可以在40%至69%或50%至61%的範圍內。TTL是 光軸OA上從最靠近物體側的第一鏡頭的物體側表面到影像感測器上表面的距離，影像感測器300的對角線長度是影像感測器300的最大對角線長度，可以是從光軸OA到對角線末端的距離Imgh的兩倍。因此，可以提供具有相同功能的超薄光學系統和相機模組。第一和第二鏡頭組G1和G2的鏡頭總數為7至9個。

第一鏡頭組G1可具有正(+)折射率。第二鏡頭組G2可具有與第一鏡頭組G1不同的負(-)折射率。第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2具有不同的焦距和相反的折射率，從而在FOV(視場角)的中心和週邊部提供良好的光學性能。

以絕對值表示時，第二鏡頭組G2的焦距可能大於第一鏡頭組G1的焦距。例如，第二鏡頭組G2的焦距f_G2的絕對值可以是第一鏡頭組G1的焦距f_G1的絕對值的1.4倍或更多，例如，在1.4至3.5倍的範圍內。因此，根據本實施例的光學系統1000可以通過控制每個鏡頭組的折射率和焦距來改善色差和畸變差等像差控制特性，並且可以在FOV的中心和週邊部具有良好的光學性能。

在光軸OA上，第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2可以具有設定的距離。光軸OA上第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2之間的光軸距離是光軸OA上的分離距離，可以是第一鏡頭組G1中最靠近感測器側的鏡頭的感測器側表面與第二鏡頭組G2中最靠近物體側的鏡頭的物體側表面之間的光軸距離。第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2之間的光軸距離可以大於第一鏡頭組G1中最後一個鏡頭的中心厚度和第二鏡頭組G2中第一鏡頭的中心厚度。第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2之間的光軸距離小於第一鏡頭組G1的光軸距離，可以是第一鏡頭組G1光軸距離的20%或更多，例如，在第一鏡頭組G1光軸距離的23%至53%或23%至43%的範圍內。這裡，第一鏡頭組G1的光軸距離是指第一鏡頭組G1的最靠近物體側的鏡頭物體側表面與最靠近感測器側的鏡頭感測器側表面之間沿光軸方向的距離。

第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2之間的光軸距離可以是第二鏡頭組G2光軸距離的21%或更少，例如，在5%至21%的範圍內。第二鏡頭組G2的光軸距離是指最靠近第二鏡頭組G2物體側的鏡頭表面與最靠近感測器側 的鏡頭感測器側表面之間沿光軸方向的距離。第一鏡頭組G1中具有最小平均有效直徑的鏡頭可以是最靠近第二鏡頭組G2的鏡頭。第二鏡頭組G2中具有最小平均有效直徑的鏡頭可以是最靠近第一鏡頭組G1的鏡頭。這裡，平均有效直徑是鏡頭的物體側表面有效直徑和感測器側表面有效直徑的平均值。因此，光學系統1000不僅在FOV的中心部，而且在週邊部都可以具有良好的光學性能，色差和畸變像差也可以得到改善。第一鏡頭組G1中具有最小有效直徑的鏡頭的尺寸可以小於第二鏡頭組G2中具有最小有效直徑的鏡頭的尺寸。

光學系統1000可包括十個或十個以下的鏡頭或九個或九個以下的鏡頭。第一鏡頭組G1可將通過物體側入射的光線折射彙聚，第二鏡頭組G2可將通過第一鏡頭組G1射出的光線折射以擴散到影像感測器300的週邊部。

第一鏡頭組G1的鏡頭中最靠近物體側的鏡頭具有正(+)折射能力，而第二鏡頭組G2的鏡頭中最靠近感測器側的鏡頭可具有負(-)折射能力。在光學系統1000中，具有正(+)折射功率的鏡頭數量可能多於具有負(-)折射功率的鏡頭數量。在第一鏡頭組G1中，具有正(+)折射功率的鏡頭數量可能多於具有負(-)折射功率的鏡頭數量。在第二鏡頭組G2中，具有正(+)折射力的鏡頭數量可能多於具有負(-)折射力的鏡頭數量。

複數個鏡頭100中的每個鏡頭可以包括一個有效區域和一個非有效區域。有效區域可以是光線入射到每個鏡頭100時經過的區域。也就是說，有效區域可以是入射光經過折射以實現光學特性的有效區域。非有效區域可圍繞有效區域佈置。非有效區域可以是複數個鏡頭100的有效光沒有入射的區域。也就是說，非有效區域可以是與光學特性無關的區域。此外，非有效區域的一端可以是固定在容納鏡頭的鏡筒(未顯示)上的區域。

光學系統1000可包括影像感測器300。影像感測器300可以檢測光線並將其轉換為電信號。影像感測器300可以檢測依次通過複數個鏡頭100的光線。影像感測器300可包括能夠感測入射光的設備，例如電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)。

光學系統1000可包括濾光片500。濾光片500可以設置在第二鏡頭組G2和影像感測器300之間。濾光片500可以設置在複數個鏡頭100中最靠 近感測器側的鏡頭與影像感測器300之間。例如，當光學系統100有八個鏡頭時，濾光片500可以設置在第十鏡頭110和影像感測器300之間。

濾光片500可以包括紅外濾光片和蓋板玻璃濾光片中的至少一種。濾光片500可以通過設定波長段的光，並過濾不同波長段的光。當濾光片500包括紅外線濾光片時，可阻止外部光線發出的輻射熱傳遞到影像感測器300。此外，濾光片500還可以透射可見光並反射紅外線。

根據本實施例，光學系統1000可包括光圈擋板ST。光圈擋板ST可以控制入射到光學系統1000上的光量。光圈擋板ST可以設置在第一鏡頭組G1的鏡頭周圍。例如，光圈擋板ST可以設置在第一鏡頭101的最靠近物體側的物體側表面或感測器側表面周圍。光圈擋板ST可以設置在第一鏡頭組G1中鏡頭101和102之間的兩個相鄰鏡頭之間。例如，光圈擋板ST可以位於第一鏡頭最靠近物體一側的感測器面周圍。另外，從複數個鏡頭100中選擇的至少一個鏡頭也可用作光圈擋板。具體來說，從第一鏡頭組G1的鏡頭中選出的一個鏡頭的物體側表面或感測器側表面可用作光圈擋板，用於調節光量。

根據本實施例的光學系統1000可進一步包括用於改變光路徑的反射部件(未顯示)。反射部件可實施為棱鏡，用於將第一鏡頭組G1的入射光反射至鏡頭。下面將詳細描述根據一個實施例的光學系統。

圖1是根據本發明的一個實施例(複數個)的光學系統和相機模組的配置圖，圖2是圖1的光學系統的第一方向Y上的影像感測器、第n鏡頭和第n-1個鏡頭之間的關係，圖3是示出圖1的光學系統的第二方向X上的影像感測器、第n鏡頭和第n-1個鏡頭之間的關係的說明圖。

參考圖1至圖3，根據第一至第三實施例的光學系統1000包括複數個鏡頭100，複數個鏡頭100可包括第一鏡頭101至第八鏡頭108。第一鏡頭101至第八鏡頭108可以沿著光學系統1000的光軸OA依次排列。與物體資訊相對應的光可穿過第一鏡頭101到第八鏡頭108並入射到影像感測器300上。

第一鏡頭101可以在光軸OA上具有正(+)折射率。第一鏡頭101可包括塑膠或玻璃材料。例如，第一鏡頭101可以由塑膠材料製成。

第一鏡頭101可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。在光軸OA上，第一表面S1可以是凸形，第二表面S2可以是凹形。也就是說，在光軸OA上，第一鏡頭101可具有凸向物體一側的半月形。第一表面S1和第二表面S2中的至少一個可以是非球面表面。例如，第一表面S1和第二表面S2都可以是非球面。第一表面S1和第二表面S2的非球面係數如圖5、9和13所示，L1為第一鏡頭101。

第二鏡頭102在光軸OA上可具有正(+)或負(-)折射能力。第二鏡頭102可具有正(+)折射功率。第二鏡頭102可包括塑膠或玻璃材料。例如，第二鏡頭102可以由塑膠材料製成。

第二鏡頭102可包括定義為物體側表面的第三表面S3和定義為感測器側表面的第四表面S4。在光軸OA上，第三表面S3可具有凹形，而第四表面S4可具有凸形。也就是說，第二鏡頭102可在光軸OA的兩側具有凸形。或者，在光軸OA上，第三表面S3可以是凸形，第四表面S4可以是凹形。第三表面S3和第四表面S4中的至少一個可以是非球面表面。例如，第三表面S3和第四表面S4都可以是非球面表面。第三表面S3和第四表面S4的非球面係數如圖5、圖9和圖13所示，L2為第二鏡頭102。

第三鏡頭103在光軸OA上可具有正(+)或負(-)折射率，優選具有正(+)折射率。第三鏡頭103可包括塑膠或玻璃材料。例如，第三鏡頭103可以由塑膠材料製成。

第三鏡頭103可包括定義為物體側表面的第五表面S5和定義為感測器側表面的第六表面S6。在光軸OA上，第五表面S5可具有凸形，而第六表面S6可具有凹形。也就是說，在光軸OA上，第三鏡頭103可以具有朝物體側凸起的半月形。或者，在光軸OA上，第五表面S5可以是凸形，第六表面S6可以是凸形。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都可以是非球面表面。第五表面S5和第六表面S6的非球面係數如圖5、圖9和圖13所示，L3為第三鏡頭103。

第一鏡頭組G1可以包括第一至第三鏡頭101、102和103。在第一至第三鏡頭101、102和103的光軸OA上的厚度(即鏡頭的中心厚度)中， 第二鏡頭102可以具有最厚的厚度，第三鏡頭103可以具有最薄的厚度。因此，光學系統1000可以控制入射光，並具有更好的像差特性和解析度。

在第一至第三鏡頭101、102和103的平均有效直徑(CA：清晰孔徑)中，第三鏡頭103的有效直徑最小，而第一鏡頭101的有效直徑最大。具體來說，在第一至第三鏡頭101、102和103中，第一表面S1的有效半徑D11可能最大，第三鏡頭103的第六表面S6的有效半徑可能最小。此外，第二鏡頭102的有效直徑可能小於第一鏡頭101的有效直徑，大於第三鏡頭103的有效直徑。在光學系統1000的鏡頭中，第三鏡頭103的有效直徑可能是最小的。有效直徑的大小是每個鏡頭的物體側表面有效直徑和感測器側表面有效直徑的平均值。因此，光學系統1000可具有更好的色差控制特性，並可通過控制入射光改善光學系統1000的漸暈特性。

第三鏡頭103的折射率可大於至少一個或所有第一和第二鏡頭101和102的折射率。第三鏡頭103的折射率可大於1.6，例如1.65或更大，而第一和第二鏡頭101和102的折射率可小於1.6。第三鏡頭103的阿貝數可小於第一和第二鏡頭101和102中至少一個或兩個的阿貝數。例如，第三鏡頭103的阿貝數可小於第一和第二鏡頭101和102的阿貝數，差值為20或更多。具體來說，第一和第二鏡頭101和102的阿貝數可能比第三鏡頭103的阿貝數大30或更多。因此，光學系統1000可具有改進的色差控制特性。

當光軸OA中的曲率半徑表示為絕對值時，第二鏡頭102的第四表面S4的曲率半徑可能是第一至第三鏡頭101、102和103中最大的。第一鏡頭101的第二表面S2的曲率半徑可能最小。在第一鏡頭組G1中，具有最大曲率半徑的鏡頭表面與具有最小曲率半徑的鏡頭表面之間的差值可為50倍或以上。

第四鏡頭104在光軸OA上可以具有正(+)或負(-)折射率。第四鏡頭104可具有正(+)折射功率。第四鏡頭104可包括塑膠或玻璃材料。例如，第四鏡頭104可以由塑膠材料製成。

第四鏡頭104可包括定義為物體側表面的第七表面S7和定義為感測器側表面的第八表面S8。在光軸OA上，第七表面S7可具有凹形，而第八表面S8可具有凸形。也就是說，第四鏡頭104在光軸OA上可以具有朝感測器 側凸起的半月形。或者，第七表面S7可以在光軸OA上具有凸形狀，第八表面S8可以在光軸OA上具有凸形狀。也就是說，第四鏡頭104可以在光軸OA的兩側具有凸形。或者，第七表面S7可以在光軸OA上具有凸形，第八表面S8可以在光軸OA上具有凹形。也就是說，第四鏡頭104可以在光軸OA上具有凸向物體一側的半月形。或者，第七表面S7可以在光軸OA上具有凹形，第八表面S8可以在光軸OA上具有凹形。也就是說，第四鏡頭104可以在光軸OA的兩側都具有凹面形狀。

第七表面S7和第八表面S8中的至少一個可以是非球面表面。例如，第七表面S7和第八表面S8都可以是非球面表面。第七表面S7和第八表面S8的非球面係數如圖5、圖9和圖13所示，L4為第四鏡頭104。

第四鏡頭104的折射率可以小於第三鏡頭103的折射率。第四鏡頭104的阿貝數可大於第三鏡頭103的阿貝數，小於第一鏡頭101的阿貝數。因此，光學系統1000可具有改進的色差控制特性。

第五鏡頭105可以在光軸OA上具有正(+)或負(-)折射率。第五鏡頭105可具有正(+)折射功率。第五鏡頭105可包括塑膠或玻璃材料。例如，第五鏡頭105可以由塑膠材料製成。第五鏡頭105的焦距可大於第四鏡頭104的焦距。

第五鏡頭105可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上具有凹形，第十表面S10可以在光軸OA上具有凸形。也就是說，第五鏡頭105在光軸OA上可以具有朝向感測器的凸半月形。第五鏡頭105的第九和第十表面S9和S10可以從光軸OA到有效區域的末端設置，而不設置臨界點。以絕對值表示時，第五鏡頭105的第十表面S10的曲率半徑可能是光學系統1000中最大的。此外，當以絕對值表示時，第五鏡頭105的第九和第十表面S9和S10的曲率半徑的平均值小於第六鏡頭106的第十二表面S12的曲率半徑，並且可能大於120毫米。

第九表面S9和第十表面S10中的至少一個可以是非球面表面。例如，第九表面S9和第十表面S10都可以是非球面表面。第九表面S9和第十表面S10的非球面係數如圖5、圖9和圖13所示，L5為第五鏡頭105。

第六鏡頭106可以在光軸OA上具有正(+)或負(-)折射率。第六鏡頭106可具有負(-)折射功率。第六鏡頭106可以包括塑膠或玻璃材料。例如，第六鏡頭106可以由塑膠材料製成。

第六鏡頭106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。第十一表面S11可以在光軸OA上具有凹形，第十二表面S12可以在光軸OA上具有凹形。也就是說，第六鏡頭106可以在光軸OA的兩側具有凹面形狀。或者，第十一表面S11可以在光軸OA上呈凹形，第十二表面S12可以在光軸OA上呈凸形。也就是說，第六鏡頭106可以具有朝感測器一側凸起的半月形形狀。當光軸OA上的曲率半徑以絕對值表示時，第十二表面S12的曲率半徑可能是第十一表面S11的曲率半徑的15倍或更大。第六鏡頭106的折射率可以是1.6或更高，例如1.65或更高，並且可以大於第四、第五、第七和第八鏡頭104、105、107和108的折射率。

從光軸OA到有效半徑的末端，第十一表面S11可以不設置臨界點，第十二表面S12可以設置臨界點。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表面。例如，第十一表面S11和第十二表面S12都可以是非球面表面。第十一表面S11和第十二表面S12的非球面係數如圖5、圖9和圖13所示，L6為第六鏡頭106。

第七鏡頭107在光軸OA上可以具有正(+)或負(-)折射率。第七鏡頭107可具有正(+)折射功率。第七鏡頭107可包括塑膠或玻璃材料。例如，第七鏡頭107可以由塑膠材料製成。

第七鏡頭107可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，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107在光軸OA上可以具有凸向物體側的半月形形狀。或者，第十三表面S13可以在光軸OA上具有凹形，或者第十四表面S14可以在光軸OA上具有凸形，也就是說，第七鏡頭107可以在光軸OA的兩側具有凹形或凸形。或者，第七鏡頭107可以具有凸向感測器的半月形形狀。

如圖2所示，第七鏡頭107的第十三表面S13和第十四表面S14可以具有從光軸OA到有效區域末端的至少一個臨界點。第十三表面S13的臨界點P1可以位於有效半徑D71的49%或更大的距離Inf71處，有效半徑D71是指從光軸OA到有效半徑末端的距離，例如，在49%到69%或54%到64%的範圍內。第十四表面S14的臨界點P2可以位於基於光軸OA的有效半徑D72的40%或更大的距離Inf72處，例如，在40%至60%的範圍內或在45%至55%的範圍內。第十四表面S14的臨界點P2的位置可能比第十三表面S13的臨界點P1距離光軸OA更遠。因此，第十四表面S14可以漫射穿過第十三表面S13的入射光。臨界點P1和P2可以指光軸OA和斜率值相對於垂直於光軸OA的方向的符號從正(+)變為負(-)再變為正(+)的點，也可以指斜率值為0的點。此外，臨界點可以是通過鏡頭表面的切線的斜率值隨著增加而變小的點，也可以是斜率值變小再增加的點。考慮到光學系統1000的光學特性，第七鏡頭107的臨界點P1和P2最好設置在滿足上述範圍的位置。詳細而言，臨界點的位置最好滿足上述範圍，以控制光學系統1000的色差、畸變特性、像差特性和分辨力等光學特性。因此，可以有效控制通過鏡頭射向影像感測器300的光線路徑。因此，根據本實施例的光學系統1000即使在FOV的中心和週邊部也可以具有改進的光學特性。

第十三表面S13和第十四表面S14中的至少一個可以是非球面表面。例如，第十三表面S13和第十四表面S14都可以是非球面表面。第十三表面S13和第十四表面S14的非球面係數如圖5、圖9和圖13所示，L7為第七鏡頭107。

第八鏡頭108可以在光軸OA上具有負(-)折射率。第八鏡頭108可包括塑膠或玻璃材料。例如，第八鏡頭108可以由塑膠材料製成。第八鏡頭108可以是最靠近感測器側的鏡頭或光學系統1000中的最後一個鏡頭。

第八鏡頭108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可在光軸OA上具有凸形，第十六表面S16可在光軸OA上具有凹形。也就是說，第八鏡頭108可以具 有從光軸OA開始朝向物體側的凸形。或者，第八鏡頭108的第十五表面S15可以具有凹形，第十六表面S16可以具有凹形或凸形。

第十五表面S15可以是非球面表面。第十六表面S16可以是自由曲面。第十五表面S15的非球面係數如圖5、圖9和圖13所示，L8為第八鏡頭108，提供L8的S15。此外，根據第一至第三實施例，可獲得表示第十六表面S16的自由曲面的澤尼克多項式係數C1-C66，如圖17所示。因此，第八鏡頭108可以是自由曲面鏡頭。

如圖2和圖3所示，第八鏡頭108可以在從光軸OA延伸到有效區域末端的第十五表面S15和第十六表面S16之間具有至少一個臨界點。第十五表面S15的臨界點P3可位於有效半徑D81的45%或更小的距離Inf81處，有效半徑D81是指從光軸OA到有效半徑末端的距離，例如，在10%到45%的範圍內或在10%到40%的範圍內。第十六表面S16的臨界點P4和P6是以光軸OA為基準，在第一和第二方向X和Y上的第一和第二距離InfX82和InfY82為有效半徑D82的46%或更小，例如，在26%至46%的範圍內或在31%至41%的範圍內。第十四表面S16的臨界點P4和P6的位置可能比第十五表面S15的臨界點P3距離光軸OA更遠。因此，第十六表面S16可以漫射通過第十五表面S15的入射光。

第八鏡頭108的第十五表面S15和第十六表面S16中的至少一個可以設置為自由曲面。例如，第八鏡頭108的第十六表面S16是自由形狀表面，並且在與光軸OA正交的第一方向X上具有基於光軸OA的對稱形狀(+X，-X)，並且可以在與光軸OA正交的第二方向Y上具有對稱形狀(+Y，-Y)。也就是說，如圖2和圖3所示，+Y和-Y方向的鏡頭表面在第二方向Y的兩側相對於X-Z平面或光軸OA對稱，+X和-X方向的鏡頭表面在第一方向X的兩側基於Y-Z平面或光軸OA對稱。這裡，Z軸方向是光軸方向。第一方向X和第二方向Y可以相互正交，並且可以相對於光軸OA具有非對稱形狀。第十六表面S16在第一和第二方向X和Y上的有效半徑D82可以相同，也可以不同。當第十六表面S16在第一和第二方向X和Y上的有效半徑D82之間存在差異時，它可能與臨界點P4和P6之間的差異相同。第一距離InfX82是在第一方向X上從第十六表面S16 的光軸OA到臨界點P4的距離，第二距離InfY82是在第二方向Y上從光軸OA到臨界點P6的距離，可以滿足以下條件：InfX82>InfY82。第一和第二距離InfX82和InfY82之間的差值可以是0.5%或更小，例如，在0.01%到0.5%的範圍內。第一和第二距離InfX82和InfY82可以設置在距離光軸OA1.5毫米或更大的範圍內，例如1.5毫米至2.1毫米。考慮到光學系統1000的光學特性，第八鏡頭108的臨界點P3、P4和P6最好設置在滿足上述範圍的位置。詳細而言，臨界點的位置最好滿足上述範圍，以控制光學系統1000的色差、畸變特性、像差特性和分辨力等光學特性。因此，可以有效控制通過鏡頭射向影像感測器300的光線路徑。因此，根據本實施例的光學系統1000即使在FOV的中心和週邊部也可以具有改進的光學特性。

第八鏡頭108的第十六表面S16可以具有從第一和第二方向X和Y上的臨界點P4和P6到有效直徑兩端的不同距離ZX82和XY82，例如，滿足條件：ZX82>ZY82，其範圍可為1.5毫米至2.2毫米。

此外，法線K2和K4是垂直於第一和第二方向X和Y的切線K1和K3的直線，經過最後一個鏡頭(第八鏡頭108)的感測器側第十六表面S16上的任意點，可以具有與光軸OA的預定角度θ1和θ2、第一和第二方向X和Y上的角度θ1和θ2可以互不相同，最大角度可以小於60度，例如5度至59度或10度至50度。因此，由於第十六表面S16的光軸或准軸區域具有最小Sag值，因此可以提供纖薄的光學系統。

第二鏡頭組G2可包括第四至第八鏡頭104、105、106、107和108。在第四至第八鏡頭104、105、106、107和108中，具有最大中心厚度的鏡頭可大於第三和第四鏡頭103和104之間的中心距離。在第二鏡頭組G2中，具有最大中心厚度的鏡頭可以是第八鏡頭105，而具有最小中心厚度的鏡頭可以是第五鏡頭105。因此，光學系統1000可以控制入射光，並具有更好的像差特性和解析度。

在第四至第八鏡頭104、105、106、107和108中，第四鏡頭104的有效直徑(CA：透明孔徑)可以是最小的，第八鏡頭108的有效直徑可以是最大的。具體來說，在第二鏡頭組G2中，第四鏡頭104的第七表面S7的有效直 徑可能最小，第十六表面S16的有效直徑可能最大。第十六表面S16的有效直徑可以是光學系統中的最大有效直徑，可以是第七表面S7有效直徑的2.2倍。第八鏡頭108的有效直徑最大，因此入射光可以有效地折射向影像感測器300。因此，光學系統1000可以具有改進的色差控制特性，並且可以通過控制入射光來改進光學系統1000的漸暈特性。

在第二鏡頭組G2中，折射率超過1.6的鏡頭的數量可以少於折射率小於1.6的鏡頭的數量。在第二鏡頭組G2中，阿貝數大於50的鏡頭數量可能少於阿貝數小於50的鏡頭數量。

如圖2和圖3所示，BFL(後焦距)是光軸上從影像感測器300到最後一個鏡頭的距離。也就是說，BFL是影像感測器300與第八鏡頭108的感測器側第十六表面S16之間的光軸距離。L7_CT是第七鏡頭107的中心厚度或光軸厚度，L7_ET是第七鏡頭107有效區域的端部或邊緣厚度。L8_CT是第八鏡頭108的中心厚度或光軸厚度。D78_CT是第七鏡頭107感測器側表面中心到第八鏡頭108物體側表面中心的光軸距離(即中心距離)。也就是說，從第七鏡頭107的感測器側表面中心到第八鏡頭108的物體側表面中心的光軸距離D78_CT是光軸OA上第十四表面S14和第十五表面S15之間的距離。D78 CT可以大於第三和第四鏡頭103和104之間的光軸距離。D78_CT可以大於第七和第八鏡頭107和108的中心厚度之和。D78_CT可以是光學系統1000中具有最大厚度的鏡頭(即第二鏡頭102)的中心厚度的1.8倍或更大，例如1.8倍至2.5倍。

第二鏡頭102的中心厚度是鏡頭中最大的，第七鏡頭107和第八鏡頭108之間的中心距離D78_CT是鏡頭之間距離中最大的。第三鏡頭103的中心厚度在鏡頭中最小，第二和第三鏡頭102和103之間的中心距離在鏡頭之間的距離中最小。第四和第五鏡頭104和105之間的中心距離可以是鏡頭之間距離中第二和第三鏡頭102和103之間中心距離的2.5倍或更小，例如2倍或更小。

第六鏡頭106的折射率可大於第七和第八鏡頭107和108的折射率，並可超過1.6。第六鏡頭106的阿貝數可能小於第七和第八鏡頭107和108 的阿貝數。例如，第六鏡頭106的阿貝數可能比第七和第八鏡頭107和108的阿貝數小20或更多。具體來說，第七和第八鏡頭107和108的阿貝數可以比第六鏡頭106的阿貝數大30或更多，例如50或更多。因此，光學系統1000可具有改進的色差控制特性。

在鏡頭101至108中，最大中心厚度可以是最小中心厚度的2.5倍或更多，例如2.5倍至5倍。具有最大中心厚度的第三鏡頭103可以是具有最小中心厚度的第二鏡頭102的2.5倍或以上，例如2.5倍至4倍。在複數個鏡頭100中，中心厚度小於0.5毫米的鏡頭數量可以等於中心厚度大於等於0.5毫米的鏡頭數量。因此，光學系統1000可以採用厚度較薄的結構。在複數個鏡頭表面S1至S16中，有效半徑小於2mm的表面數量可以等於或大於有效半徑為2mm或以上的表面數量。以絕對值來描述曲率半徑，在複數個鏡頭100中，第二鏡頭102的第三表面S3的曲率半徑可能是光軸OA上的鏡頭表面中最大的，而第八鏡頭108的第十五表面S15的曲率半徑可能是光軸OA上的鏡頭表面中最小的。

當焦距描述為絕對值時，複數個鏡頭100中第六鏡頭106的焦距可能是鏡頭中最大的，第八鏡頭108的焦距可能是最小的，並且最大焦距可能是最小焦距的100倍以上。

根據上述公開的實施例的光學系統1000可以滿足至少一個或兩個或更多下面描述的公式。因此，根據本實施例的光學系統1000可以具有改進的光學特性。例如，當光學系統1000滿足至少一個公式時，光學系統1000可有效控制色差和畸變差等像差特性，不僅在FOV的中心部，而且在週邊部都具有良好的光學性能。光學系統1000可提高分辨能力，並具有更纖細、更緊湊的結構。

[公式1]1<L1_CT/L3_CT<5

公式1中，L1_CT指第一鏡頭101在光軸OA上的厚度(毫米)，L3_CT指第三鏡頭103在光軸OA上的厚度(毫米)。當光學系統1000滿足公式1時，光學系統1000可改善像差特性。優選地，上述公式1可以滿足：1<l1_ct/l3_ct

3。

[公式2]0.5<L3_CT/L4_CT<2

在公式2中，L3_CT指第三鏡頭103在光軸OA上的厚度(毫米)，L4_CT指第四鏡頭104在光軸OA上的厚度(毫米)。當光學系統1000滿足公式2時，光學系統1000可具有更好的色差控制特性。優選地，上述公式2可以滿足：0.5<l3_ct/l4_ct

1.5。

[公式2-1](L1_CT+L3_CT)<L2_CT

在公式2-1中，L2_CT指第二鏡頭102在光軸OA上的厚度，可以大於第一鏡頭101的中心厚度L1_CT與第三鏡頭103的中心厚度L3_CT之和。當光學系統1000滿足公式2-1時，光學系統1000可能具有更好的色差控制特性。

[公式3]1<L8_CT/L7_CT<2

在公式3中，L8_CT指第八鏡頭108在光軸OA上的厚度(mm)，而L7_CT指第七鏡頭107在光軸OA上的厚度(mm)。詳細而言，當光學系統1000滿足公式3時，光學系統1000可具有改進的色差控制特性。

[公式4]0.1<L1_CT/L8_CT<1

[公式5]1<L2_CT/L8_CT<3

當光學系統1000滿足公式4和5時，光學系統1000可具有改進的色差控制特性。因此，第一、第二和第八鏡頭101、102和108的厚度可滿足以下條件：l1_ct<l8_ct<l2_ct。

[公式6]0.01<D12_CT/D78_CT<1

公式11中，D12_CT指第一鏡頭101和第二鏡頭102之間的光軸距離(毫米)。具體而言，D12_CT指第一鏡頭101的第二表面S2和第二鏡頭102的第三表面S3沿著光軸OA的距離(毫米)。D78_CT指第七鏡頭107的第十四表面S14的中心與第八鏡頭108的第十五表面S15的中心之間的光軸距離(毫米)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式6時，光學系統1000可以改善像差特性，並控制光學系統1000的尺寸，例如減少TTL(總軌跡長度)。優選地，公式6可以滿足0.01<d12_ct/d78_ct

0.5。

[公式7]1<G1_TD/D34_CT<5

在公式7中，G1_TD指第一鏡頭101的第一物體側表面S1與第三鏡頭103的感測器側第六表面S6之間的光軸距離(毫米)。D34_CT指第三鏡頭103和第四鏡頭104之間的光軸距離(毫米)。具體來說，D34_CT是指第三鏡頭103的第六表面S6和第四鏡頭104的第七表面S7在光軸OA上的距離(毫米)。當光學系統1000滿足公式7時，可設置第一鏡頭組G1的厚度和第二鏡頭組G2之間的光軸距離，並可改善光學系統1000的像差特性，控制TTL(總軌跡長度)的減少。

[公式8]1<G2_TD/D78_CT<5

在公式8中，G2_TD指第四鏡頭104的物體側第七表面S7與第八鏡頭108的感測器側第十六表面S16之間的光軸距離(毫米)。D78_CT指第七鏡頭107和第八鏡頭108之間的光軸距離(毫米)。具體來說，D78_CT指第七鏡頭107的第十四表面S14和第八鏡頭108的第十五表面S15在光軸OA上的距離(毫米)。公式8可以設定第二鏡頭組G2的總光軸距離和第二鏡頭組G2內的最大間隔。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式8時，光學系統1000可以改善像差特性，並控制光學系統1000的尺寸，例如，減少TTL。優選地，公式8的值可以是2或更大，4或更小。

此外，公式7或/和8還可進一步滿足以下公式8-1至8-7中的至少一個。

[公式8-1]G1_TD<G2_TD

[公式8-2]D34_CT<D78_CT

[公式8-4]1<G2_TD/G1_TD<4

[公式8-5]3<nL/D78_CT<5.5

這裡，nL是光學系統1000中鏡頭的數量，例如可以在7至9或8的範圍內。

[公式8-6]1<nL/G2_TD<3

[公式8-7]3<nL/G1_TD<5

[公式9]0<(L7_CT+L8_CT)/D78_CT<1

在公式9中，第七鏡頭107的中心厚度L7_CT與第八鏡頭108的中心厚度L8_CT之和可能小於第七鏡頭107和第八鏡頭108之間的光軸距離D78_CT。當光學系統1000滿足公式9時，光學系統1000可以改善像差特性並纖細地控制TTL。

[公式10]0<L1R1/L8R2<5

在公式10中，L1R1指第一鏡頭101的第一表面S1的光軸OA的曲率半徑(毫米)，L8R2指第八鏡頭108的第十六表面S16在光軸OA上的曲率半徑(毫米)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式10時，可以通過控制第一和第八鏡頭的形狀和折射率來提高光學性能。

公式10可進一步包括光學系統1000的鏡頭的表面形狀、折射率和光學性能的公式10-1至10-3中的至少一個。

[公式10-1]100<|L5R1/L8R2|<300

在公式10-1中，L5R1指第五鏡頭105的第九表面S9在光軸OA上的曲率半徑(mm)。當滿足公式10-1時，可以控制第五鏡頭和第八鏡頭的形狀和折射率，並改善第二鏡頭組G2的光學性能。

公式10-2]1<|L5R1/L6R2|<10

在公式10-2中，L6R2指第六鏡頭106的第十二表面S12在光軸OA上的曲率半徑(mm)。滿足公式10-2時，可以控制第五和第六鏡頭的形狀和折射率。

[公式10-3]1<|L5R1/L2R2|<10

在公式10-2中，L2R2指第二鏡頭102的第四表面S4在光軸OA上的曲率半徑。滿足公式10-2時，可控制第一和第五鏡頭的形狀和折射率。

這裡，第二鏡頭102的第四表面S4、第五鏡頭105的第九表面S9和第六鏡頭106的第十二表面S12的絕對曲率半徑的值可以大於100，當表示絕對值時，可以滿足以下公式：L2R2<L6R2<L5R1。

[公式11]10<(|L5R1|/L2_CT)/nL<90

在公式11中，L5R1指第五鏡頭105的第九表面S9在光軸OA上的曲率半徑(mm)，L2_CT是第二鏡頭102在光軸上的厚度，nL是光學系 統1000的鏡頭數。滿足公式11時，可控制第二和第五鏡頭的折射率，並改善入射光的光學性能。

公式11可進一步包括以下公式11-1和11-2中的至少一個。

[公式11-1]10<(|L_R_Max|/L_CT_Max)/nL<90

在公式11-1中，L_R_Max是第一至第十六表面16中的光軸OA上的最大曲率半徑，L_CT_Max是第一至第八鏡頭101至108中的最大光軸厚度。

[公式11-2]10<(|L_R2_Max|/L_CT_Max)/nL<90

在公式11-2中，L_R2_Max是第一至第八鏡頭101至108的感測器側表面的曲率半徑R2的最大值，nL是光學系統1000中鏡頭的數量。

[公式12]11<D6_CT/D67_CT<30

公式12可以設定第六鏡頭106在光軸上的厚度D6_CT，以及第六和第七鏡頭106和107在光軸上的距離D67_CT。當光學系統滿足公式12時，光學系統1000可改善像差特性並控制光學系統1000的尺寸，例如，TTL減小。

[公式13]0<(D78_CT)/InfX82<3

在公式13中，D78_CT是第七和第八鏡頭107和108之間的光軸距離，InfX82是光軸OA到位於第八鏡頭108的感測器側表面S16上的X軸方向臨界點P6的直線距離(毫米)。臨界點P6可以是鄰近光軸OA的X軸方向上的第一個臨界點。當光學系統滿足公式13時，可改善光學性能，例如X軸方向周邊部的畸變像差特性。公式13的值最好為0.5或以上，2或以下。

[公式14]0<(D78_CT)/InfY82<3

在公式14中，InfY82是指從光軸OA到位於第八鏡頭108的感測器側表面S16上的Y軸方向臨界點P4的直線距離(毫米)。臨界點P4可以是鄰近光軸OA的Y軸方向上的第一個臨界點。當光學系統滿足公式14時，可以改善光學性能，例如Y軸方向上周邊部的畸變像差特性。公式14的值最好為0.5或以上、2或以下，並可大於公式13的值。此外，InfX82和InfY82可以互不相同，其差值可以小於0.5毫米。

[公式15]0<(D78_CT)/Inf82<3

在公式15中，Inf82是光軸OA到位於第八鏡頭108的感測器側表面S16上的Y軸方向上的臨界點P4的直線距離(mm)和到X軸方向上的臨界點P6的距離的平均值。當光學系統滿足公式15時，可改善光學性能，例如X軸和Y軸方向周邊部的畸變像差特性。

[公式16]1.60<n3

公式4中，n3指第三鏡頭103在d線處的折射率。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式16時，光學系統1000可改善色差特性。

公式16可包括以下公式16-1至16-2中的至少一個。

[公式16-1]1.50<n1<1.6

[公式16-2]1.50<n8<1.6

在公式16-1和16-2中，n1是第一鏡頭101在d線處的折射率，n8是第八鏡頭108在d線處的折射率。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式16-1和16-2時，色差特性可得到改善。

[公式17]1.65<AVR(n3,n6)<1.75

公式17中，n6指第六鏡頭106的d線處的折射率，AVR(n3,n6)指第三鏡頭103和第六鏡頭106的平均折射率。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式17時，光學系統1000可以改善色差特性。

[公式18]1<CA_L1S1/CA_L3S1<2

在公式18中，CA_L1S1指第一鏡頭101的第一表面S1的有效直徑CA(透明孔徑)的尺寸(毫米)，CA_L3S1指第三鏡頭103的第五表面S5的有效直徑CA的尺寸(毫米)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式18時，光學系統1000可以控制入射到第一鏡頭組G1的光線，並具有更好的像差控制特性。公式18的值可以為1.5或更小。

[公式19]1<CA_L8S2/CA_L4S2<5

在公式19中，CA_L4S2指第四鏡頭104的第八表面S8的有效直徑CA的尺寸(mm)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式19時，光學系統1000可控制穿過第二鏡頭組G2的光的路徑，並可具有改進的像差控制特性。公式19的值可以為4或更小。

[公式20]0.2<CA_L3S2/CA_L4S1<2

在公式20中，CA_L3S2指第三鏡頭103的第六表面S6的有效直徑CA的尺寸(mm)，而CA_L4S1指第四鏡頭104的第七表面S7的有效直徑CA的尺寸(mm)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式18時，光學系統1000可以改善色差，並且可以設置第一鏡頭組G1和第二鏡頭組G2的相對鏡頭表面的長度，還可以控制光學性能的漸暈。

[公式21]0.1<CA_L6S2/CA_L8S2<2

在公式21中，CA_L6S2指第六鏡頭106的第十二表面S12的有效直徑CA的尺寸(mm)。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式21時，光學系統1000可以控制前往第六至第八鏡頭106、107和108的光，並可以改善像差特性。

[公式22]1<L7R1/L7_CT<10

在公式22中，L7R1指第七鏡頭107的第二表面S2的曲率半徑(毫米)，L7_CT指第七鏡頭107在光軸上的厚度。也就是說，公式22可以滿足L7R1>L7_CT，公式22的值可以是2或更大。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式22時，光學系統1000的像差特性可以得到改善。

[公式23]1<|L6R1/L8R1|<5

公式14中，L6R1指第六鏡頭106的第十一表面S11的曲率半徑(毫米)，L8R1指第八鏡頭108的第十五表面S15的曲率半徑(毫米)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式23時，光學系統1000的像差特性可以得到改善。公式23的值可以為4或更小。

[公式24]0<L_CT_Max/Air_Max<5

在公式24中，L_CT_Max指複數個鏡頭中的每個鏡頭的光軸OA上的最厚厚度(mm)，而Air_Max指複數個鏡頭之間的光軸距離的最大值。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式24時，光學系統1000在設定視角和焦距下具有良好的光學性能，並且可以減小光學系統1000的尺寸，例如TTL。公式24的值可以是3或更小，也可以是1或更小。

[公式25]0.5<ΣL_CT/ΣAir_CT<2

在公式25中，ΣL_CT指複數個鏡頭中的每個鏡頭在光軸OA上的厚度(毫米)之和，ΣAir_CT指複數個鏡頭中的相鄰兩個鏡頭在光軸OA上的距離(毫米)之和。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式25時，光學系統1000在設定視角和焦距下具有良好的光學性能，並且可以減小光學系統1000的尺寸，例如TTL。

[公式26]10<Σ指數<30

公式26中，ΣIndex指的是複數個鏡頭100在d線處的折射率之和。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式26時，可控制光學系統1000的TTL並提高解析度。

公式26可進一步滿足公式26-1和26-2。

[公式26-1]1.5<ΣIndex/nL<1.6

[公式26-2]30<ΣAbb/nL<50

ΣAbbe指複數個鏡頭100中每個鏡頭的阿貝數之和，nL是光學系統中鏡頭的數量，例如可以是8個或7至9個。

[公式27]10<ΣAbb/ΣIndex<50

公式27中，ΣAbbe指複數個鏡頭100中每個鏡頭的阿貝數之和。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式27時，光學系統1000可具有改進的像差特性和解析度。

公式27可進一步滿足公式27-1。

[公式27-1]20<(ΣAbb+ΣIndex)/nL<50

[公式28]0.5<CA_L1S1/CA_min<2

在公式28中，CA_L1S1指第一鏡頭101的第一表面S1的有效直徑(毫米)，而CA_Min指第一至第十六表面S1-S16中最小的有效直徑(毫米)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式28時，就可以控制通過第一鏡頭101的入射光，並在保持光學性能的同時提供纖薄的光學系統。

[公式29]1<CA_max/CA_min<5

在公式29中，CA_max指複數個鏡頭的物體側表面和感測器側表面中的最大有效直徑(毫米)，並且指第一至第十六表面S1-S16中的最大有效 直徑(毫米)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式29時，光學系統1000可在保持光學性能的同時提供纖薄緊湊的光學系統。第十六表面S16的有效直徑可以是最大有效直徑，而第六表面S6的有效直徑可以是最小有效直徑。

公式29可包括公式29-1至29-4中的至少一個。

[公式29-1]1<CA_L8/CA_L3<5

[公式29-2]1<CA_L8/CA_L4<5

[公式29-3]2<CA_L8/CA_L2<4

[公式29-4]CA_L3<CA_L4<CA_L2<CA_L5

[這裡，CA_L2、CA_L3、CA_L4、CA_L5和CA_L8是每個鏡頭的物體側表面和感測器側表面的有效直徑的平均值。當光學系統滿足公式29-1至29-4時，光學系統1000可在保持光學性能的同時提供纖薄緊湊的光學系統。

[公式30]1<CA_max/CA_AVR<3

在公式30中，CA_max指複數個鏡頭的物體側表面和感測器側表面中的最大有效直徑(毫米)，而CA_AVR指複數個鏡頭的物體側表面和感測器側表面的有效直徑的平均值。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式30時，就可以提供超薄、緊湊的光學系統。

[公式31]0.1<CA_min/CA_AVR<1

在公式31中，CA_min表示複數個鏡頭的物體側表面和感測器側表面之間的最小有效直徑(毫米)。當根據本發明實施例的光學系統1000滿足公式31時，可提供纖薄緊湊的光學系統。

[0.1<CA_max/(2*ImgH)<1

在公式32中，CA_max指複數個鏡頭的物體側表面和感測器側表面中的最大有效直徑，ImgH指從與光軸OA重疊的影像感測器300的中心(0.0F)到對角線端的距離(毫米)。也就是說，ImgH是指影像感測器300有效區域最大對角線長度(毫米)的1/2。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式32時，光學系統1000在FOV的中心和週邊具有良好的光學性能，並可提供纖薄緊湊的光學系統。符號*表示乘法。

公式32可包括下面的公式32-2。

[公式32-1]0.5<ImgH/nL<2

[公式32-1]0.5<TTL/nL<2

nL是光學系統中鏡頭的數量，例如7至9個，優選8個，TTL是指從第一鏡頭101的第一表面S1的頂點到影像感測器300的上表面在光軸OA上的距離(毫米)。

[公式33]0.5<TD/CA_max<1.5

在公式39中，TD是指從第一鏡頭101的物體側表面到第n個鏡頭(即第八鏡頭組108的感測器側表面)的光軸距離(毫米)。例如，它是光軸OA上從第一表面S1到第十六表面S16的距離。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式33時，可提供纖薄緊湊的光學系統。

[公式34]0<F/L8R2<10

在公式34中，F指光學系統1000的總焦距(mm)，L8R2指具有自由曲面的第八鏡頭108的第十六表面S16的曲率半徑(mm)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式34時，光學系統1000可以減小光學系統1000的尺寸，例如TTL。

[公式35]1<F/L1R1<10

在公式35中，L1R1指第一鏡頭101的第一表面S1的曲率半徑(毫米)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式35時，可以減小光學系統1000的尺寸，例如，可以減小TTL。公式35的值可以是5或更小，例如3或更小。

[公式36]0<EPD/L8R2<10

在公式36中，EPD指光學系統1000的入口瞳孔的大小(mm)，L8R2指具有自由曲面的第八鏡頭108的第十六表面S14的曲率半徑(mm)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式36時，光學系統1000可以控制整體亮度，並在FOV的中心和週邊部具有良好的光學性能。公式36的值可以是5或更小，例如3或更小。

[公式37]0.5<EPD/L1R1<8

公式37表示光學系統的入口瞳孔(EPD)大小與第一鏡頭101的第一表面S1的曲率半徑之間的關係，可控制入射光。公式37的值可以是5或更小，例如3或更小。

[公式38]-3<F1/F3<0

公式38中，F1指第一鏡頭101的焦距(毫米)，F3指第三鏡頭103的焦距(毫米)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式38時，它可能具有適當的折射率，用於控制穿過第一鏡頭101和第三鏡頭103的光路，並可提高分辨能力。

[公式39]1<F13/F<5

在公式39中，F13指第一至第三鏡頭的複合焦距(mm)，F指光學系統1000中與光軸OA正交的兩個方向X和Y上的有效焦距(mm)。公式39建立了第一鏡頭組G1的焦距與總有效焦距之間的關係。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式39時，光學系統1000可以控制光學系統1000的TTL。

[公式40]0<|F48/F13|<10

在公式40中，F13指第一至第三鏡頭的複合焦距(毫米)，F48指第四至第八鏡頭的複合焦距(毫米)。公式40確定了第一鏡頭組G1的焦距與第二鏡頭組G2的焦距之間的關係。在一個實施例中，第一至第三鏡頭的複合焦距可以是正值(+)，第四至第八鏡頭的複合焦距可以是負值(-)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式40時，光學系統1000可改善像差特性，如色差和畸變像差。公式40的值可以是8或更小，例如5或更小。

公式39和40中的至少一個可包括公式40-1至40-4。

[公式40-1]-10<F48/F<0

[公式40-2]0<F/nL<2

[公式40-3]1<(F13+|F48|+F)/nL<5

[公式40-4]0.5<(F13+|F48|)/nL<4

這裡，nL是光學系統中鏡頭的數量，可在7到9或8的範圍內。

[公式41]2<TTL<20

在公式41中，TTL指從第一鏡頭101的第一表面S1的中心到影像感測器300的上表面在光軸OA上的距離(毫米)。通過將公式41中的TTL設為小於20，可以提供纖薄緊湊的光學系統。

公式41可進一步包括公式41-1。

這裡，nL是光學系統中鏡頭的數量，可以是7至9個，優選8個。

[公式42]2<ImgH

公式42使影像感測器300的對角線尺寸超過4毫米，從而提供具有高解析度的光學系統。

[公式43]BFL<2.5

公式43使得BFL(後焦距)小於2.5mm，從而保證濾光片500的安裝空間，通過影像感測器300與最後一個鏡頭之間的距離(mm)保證組件的裝配，提高耦合可靠性。也就是說，當最後一個鏡頭的感測器側表面沒有臨界點時，BFL值可設置為小於2.5mm，例如2mm或更小。

[公式44]2<F<20

在公式44中，可根據光學系統設置總焦距(F)。

[公式45]FOV<120

公式45中，FOV指光學系統1000的視角度數，可提供小於120度的光學系統。FOV可以是100度或更小。

[公式46]0.5<TTL/CA_max<2

在公式46中，CA_max指複數個鏡頭的物體側表面和感測器側表面中的最大有效直徑(毫米)，而TTL指光軸OA中從第一鏡頭101的第一表面S1的頂點到影像感測器300的上表面的距離(毫米)。公式46確定了總光軸長度與光學系統最大有效直徑之間的關係，從而提供了纖薄緊湊的光學系統。

公式46還可包括公式46-1。這裡，nL是光學系統中鏡頭的數量，可以是7到9個，優選8個。

[公式46-1]0<(TTL/CA_max)/nL<0.2

[公式47]0.4<TTL/(2*ImgH)<0.7

公式47可以設定光學系統的總光軸長度(TTL)和影像感測器300的對角線長度(2*Imgh)。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式47時，光學系統1000可確保用於相對較大的影像感測器300(例如，1英寸左右的大型影像感測器300)的BFL(後焦距)，並且可具有較小的TTL，從而實現高影像品質並具有纖薄結構。

公式47可以進一步包括公式47-1。這裡，nL是光學系統中鏡頭的數量，可以是7至9個，優選8個。

[公式47-1]0<(TTL/(2*ImgH))/nL<0.2

[公式48〕

0.01<BFL/ImgH<0.5

公式48可以設定影像感測器300與最後一個鏡頭之間的光軸之間的距離以及從影像感測器300的光軸開始的對角線方向上的長度。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式48時，光學系統1000可確保BFL用於應用相對較大的影像感測器300，例如，1英寸左右的大型影像感測器300，並且最後一個鏡頭與影像感測器300之間的距離可最小化，從而可在FOV的中心和週邊部獲得良好的光學特性。

公式48可進一步包括公式48-1。這裡，nL是光學系統中鏡頭的數量，可以是7到9個，優選8個。

[公式48-1]0<(BFL/ImgH)/nL<0.1

[公式49]4<TTL/BFL<10

公式49可以設定(單位，毫米)光學系統的總光軸長度(TTL)以及影像感測器300與最後一個鏡頭之間的光軸距離(BFL)。在本發明中，由於最後一個鏡頭的感測器側表面沒有臨界點，公式55的值可以是5毫米或更大或6毫米或更大。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式49時，光學系統1000可確保BFL的安全，並可提供纖薄緊湊的結構。

公式49可進一步包括公式49-1。這裡，nL是光學系統中鏡頭的數量，可以是7到9個，優選8個。

[公式49-1]0.3<(TTL/BFL)/nL<1

[公式50]0.5<F/TTL<1.5

公式50可以設定光學系統1000的總焦距(F)和總光軸長度(TTL)。因此，可以提供纖薄緊湊的光學系統。

公式50可進一步包括公式50-1。這裡，nL是光學系統中鏡頭的數量，可以是7至9個，優選8個。

[公式50-1]0<(F/TTL)/nL<0.3

[公式51]3<F/BFL<10

公式51可以設定(單位，毫米)光學系統1000的總焦距(F)以及影像感測器300與最後一個鏡頭之間的光軸距離(BFL)。在本發明中，由於最後一個鏡頭的感測器側表面沒有臨界點，BFL值進一步縮小，因此公式51的值可以是5毫米或更大。當根據本實施例的光學系統1000滿足公式51時，光學系統1000可具有設定的視角、適當的焦距，並可提供纖薄緊湊的光學系統。此外，光學系統1000可以最大限度地減少最後一個鏡頭與影像感測器300之間的距離，從而在FOV的週邊部具有良好的光學特性。

公式51可進一步包括公式51-1。這裡，nL是光學系統中鏡頭的數量，可以是7至9個，優選8個。

[公式51-1]0.2<(F/TTL)/nL<3

[公式52]0.1<F/ImgH<3

公式52可以設定光學系統1000的總焦距(F，mm)和影像感測器300光軸處的對角線長度Imgh。光學系統1000可通過應用相對較大的影像感測器300(例如，約1英寸的大型影像感測器300)來改善像差特性。

公式52可進一步包括公式52-1。這裡，nL是光學系統中鏡頭的數量，可以是7至9個，優選8個。

[公式52-1]0<(F/Imgh)/nL<0.3

公式53可以設定光學系統1000的總焦距(F，mm)和入口瞳孔大小。因此，可以控制光學系統的整體亮度。

公式53可進一步包括公式53-1。這裡，nL是光學系統中鏡頭的數量，可以是7至9個，優選8個。

[公式53-1]0.1<(F/EPD)/nL<0.4

[公式54]0.5<TTL/(D82x2)<1.5

在公式54中，D82是光軸OA到第八鏡頭108感測器側第十六表面S16的有效直徑之間的直線距離，可定義為有效半徑。光學系統可通過公式54設定光軸方向的長度和最大有效直徑。

[公式55]0.5<F2/F<1.5

公式55中，F2是第二鏡頭102的焦距，F是光學系統X和Y方向上有效焦距的平均值。在滿足公式55的情況下，光學系統和相機模組可通過將與第二鏡頭和光軸正交的X和Y兩個方向上的平均有效焦距之比設定在設定範圍內來改善色差特性。

公式55可包括以下公式55-1至55-7中的至少一個。

[公式55-1]1.5<F1/F<3.2

[公式55-2]-2.5<F3/F<0

[公式55-3]5.5<F4/F<7

[公式55-4]21<F5/F<31

[公式55-5]-2.5<F6/F<0

[公式55-6]0.5<F7/F<1.9

[公式55-7]-1.5<F8/F<0

在公式55-1至55-7中，F1、F3、F4、F5、F6、F7和F8是第一和第二至第八鏡頭的焦距，F是光學系統X和Y方向上有效焦距的平均值。由於光學系統滿足公式55和55-1至55-7，每個鏡頭的平均有效焦距與與光軸正交的X和Y兩個方向的比值被設定在一個設定的範圍內，畸變和色差特性可以改善

[公式56]-5<F2/F3<0

光學系統可以通過將第二鏡頭和第三鏡頭的焦距比設置為滿足公式56的設定範圍來改善畸變和色差特性。

[公式57]0.8<F2/F12<1.8

公式57中，F12是第一和第二鏡頭的複合焦距。根據公式57，光學系統可以通過將第一和第二鏡頭的焦距比設定在設定範圍內來改善第一鏡頭組G1的畸變和色差特性。

[公式58]0.5<F12/F<1.5

當光學系統滿足公式58時，第一鏡頭和第二鏡頭的複合焦距與在與光軸正交的兩個方向X和Y上的平均有效焦距的比被設定為設定範圍，並且畸變像差和色差特性可以得到改善

[公式59]0<L2R1/|L2R2|<1

在公式59中，L2R1是第二鏡頭102的第三物體側表面的曲率半徑，L2R2是第二鏡頭102在感測器側的第四表面的曲率半徑。滿足公式59的光學系統可改善像差特性。

[公式60]0<L3R2/|L3R1|<1

在公式60中，L3R1是第三鏡頭103的物體側第五表面的曲率半徑，L3R2是第三鏡頭103的感測器側第六表面的曲率半徑。滿足公式60的光學系統可改善像差特性。此外，通過滿足公式59和60，可以在設定視角下以良好的光學性能進行控制。

[公式61]0.8<n2/n3<1.2

公式61中，n2是第二鏡頭在d線處的折射率，n3是第三鏡頭103在d線處的折射率。滿足公式61後，光學系統的色差特性可以得到改善。

[公式62]1<L2_CT/L3_CT<5

通過將第二鏡頭和第三鏡頭的中心厚度設定在公式62中的上述範圍內，光學系統1000可改善色差控制特性。

[公式63]0.7<Inf71/Inf72<1.2

在公式63中，Inf71是指從光軸OA到第七鏡頭107的物體側第十三表面S13的臨界點P1(見圖2)的直線距離，Inf72是指從光軸OA到第七鏡頭107的感測器側第十四表面S14的臨界點P2(見圖2)的直線距離。這裡，臨界點P1和P2是第七鏡頭107的第十三表面S13和第十四表面S14上最靠近 光軸OA的臨界點。通過滿足公式63的範圍，光學系統可改善畸變像差特性，並為FOV的週邊部提供良好的光學性能。

[公式64]0.7<Inf71/Inf82<1.2

在公式64中，Inf82是第八鏡頭108的感測器側第十六表面S16在X和Y方向上從光軸OA到臨界點P4和P6(見圖2和圖3)的直線距離的平均值。也就是說，Inf82是第八鏡頭108的感測器側第十六表面S16的X方向上從光軸到臨界點P6(見圖3)的直線距離InfX82和Y方向上從光軸到臨界點P4(見圖2)的直線距離InfY82的平均值。InfX82和InfY82可以互不相同，臨界點P4和P6是第八鏡頭108的第十六表面S16上X和Y方向上最靠近光軸OA的臨界點。通過滿足公式64的範圍，光學系統可以改善畸變像差特性，並為視場的周邊部提供良好的光學性能。

[公式65]0.3<Inf71/D71<1.0

在公式65中，D71是指從光軸OA到第七鏡頭107的物體側第十三表面S13的有效直徑的直線距離。通過滿足公式65的範圍，光學系統可將通過第七和第八鏡頭107和108入射的光折射到周邊部，改善畸變像差特性，並可為FOV的周邊部提供良好的光學性能。

[公式66]0.3<Inf72/D72<1.0

在公式66中，D72是光軸OA到第七鏡頭107的感測器側第十四表面S14的有效直徑之間的直線距離。通過滿足公式66的範圍，光學系統可將通過第七和第八鏡頭107和108入射的光折射到週邊部，改善畸變像差特性，並可為FOV的週邊部提供良好的光學性能。

[公式67]0.2<Inf82/D82<0.8

在公式67中，D82是光軸OA到第八鏡頭108感測器側第十六表面S16的有效直徑之間的直線距離。通過滿足公式67的範圍，光學系統可將穿過第八鏡頭108的光折射到周邊部，改善畸變像差特性，並可為FOV的周邊部提供良好的光學性能。公式67的值可以是0.6或更小，例如0.5或更小。

[公式68]-0.1<FX-FY<0.1

在公式68中，FX是X方向的有效焦距，FY是Y方向的有效焦距。也就是說，與光軸OA正交的兩個方向X和Y的有效焦距FX和FY可能互不相同。通過滿足公式68，光學系統在設定的視場角和焦距下可能具有良好的光學性能。這裡，FX>O，FY>0。

[公式69]-0.1<InfX82-InfY82<0.1

在公式69中，InfX82是第八鏡頭108的感測器側第十六表面S16的X方向上從光軸到臨界點P6(見圖3)的直線距離，InfY82是第八鏡頭108的感測器側第十六表面S16的Y方向上從光軸到臨界點P4(見圖2)的直線距離。InfX82和InfY82可能互不相同。通過滿足公式69的範圍，光學系統可以改善畸變像差特性，並為FOV的週邊部提供良好的光學性能。此處，InfX82>O，InfY82>0。

[公式70]

-0.5<ZX82-ZY82<0.5

在公式70中，ZX82是第八鏡頭108的感測器側第十六表面S16的X方向臨界點P6(見圖3)到有效區域末端的直線距離(毫米)，ZY82是感測器側第十六表面S16的Y方向臨界點P4(見圖2)到有效區域末端的直線距離(毫米)。ZX82和ZY82可以互不相同。通過滿足公式70的範圍，光學系統可以改善畸變像差特性，並為FOV的週邊部提供良好的光學性能。

[公式71]

在公式71中，Z是一個Sag值，可以指從非球面上的任意位置到非球面頂點在光軸方向上的距離。Y可指從非球面表面上的任意位置到光軸方向上垂直於光軸的距離。C可指鏡頭的曲率，K可指圓錐常數。此外，A、B、C、D、E和F可指非球面常數。在本發明的實踐中，可以從第一表面S1到第十五表面S15設置非球面。

[公式72]

在公式72中，Z是第十六表面S16的Sag值，可以指從自由曲面上的任意位置到自由球面頂點的光軸方向上的距離。C是第八鏡頭108的第十六表面S16的曲率值，r是第十六表面S16的有效直徑值，k是圓錐常數，Cj是j階的澤尼克(Zernike)函數，在x和y多項式係數中，可以只使用x和y的0、2、4、6、8、10次冪的係數(m，n)，x^my^m是x和y方向上j階的澤尼克基礎(basis)。圖16顯示了根據第一、第二和第三實施例計算的第16個曲面的Zernike係數，該曲面是自由曲面。

根據本實施例的光學系統1000可滿足公式1至70中的至少一個或兩個或更多。在這種情況下，光學系統1000可具有改進的光學特性。詳細而言，當光學系統1000滿足公式1至70中的至少一個或兩個或複數個時，光學系統1000具有改進的解析度，並且可以改進像差和畸變特性。此外，光學系統1000可確保用於大尺寸影像感測器300的BFL(後焦距)，並可最大限度地減少最後一個鏡頭與影像感測器300之間的距離，因此在FOV的中心和週邊部具有良好的光學性能。此外，當光學系統1000滿足公式1至70中的至少一個時，它可以包括相對較大的影像感測器300，具有相對較小的TTL值，並且更纖薄，並提供具有相同的緊湊型光學系統和相機模組。

在根據本實施例的光學系統1000中，複數個鏡頭100之間的距離可以具有根據區域設置的值。

圖4是根據具有圖1的光學系統的第一實施例的鏡頭資料的示例，圖8是根據具有圖1的光學系統的第二實施例的鏡頭資料的示例，圖12是根據具有圖1的光學系統的第三實施例的鏡頭資料的示例。

如圖4、圖8和圖12所示，根據第一、第二和第三實施例的光學系統具有光軸OA上的曲率半徑、鏡頭的厚度、鏡頭之間的距離、d線(588納米)處的折射率、第一至第八鏡頭101至108的阿貝數以及有效直徑的大小(CA：透明孔徑)。

複數個鏡頭100的折射率之和為10或以上，例如在10至15的範圍內，阿貝數之和為300或以上，例如在300至350的範圍內，所有鏡頭的中心厚度之和為4.5毫米或更小，例如在3.5毫米至4.5毫米的範圍內，並且光軸上第一至第八鏡頭之間的中心距離之和可以是5毫米或更小，小於鏡頭中心厚度之和，並且可以在2.8毫米至3.5毫米的範圍內。此外，複數個鏡頭100的每個鏡頭表面的有效直徑的平均值可以是4毫米或更大，例如，在4毫米至6毫米的範圍內，而每個鏡頭的中心厚度的平均值可以是0.55毫米或更小，例如，在0.35毫米至0.55毫米的範圍內。複數個鏡頭100的有效直徑之和是從第一表面S1到第十六表面S16的有效直徑，可以是58毫米或更大，例如，在58毫米到78毫米的範圍內。

如圖5、9和13所示，第一、第二和第三實施例中的複數個鏡頭100中的至少一個鏡頭表面可包括具有30階非球面表面係數的非球面表面。例如，第一至第八鏡頭101、102、103、104、105、106、107和108可包括具有從第一表面S1到第十五表面S15的30階非球面係數的鏡頭表面。如上所述，具有30階非球面係數("0"以外的值)的非球面表面可以特別大程度地改變周邊部的非球面形狀，從而可以很好地校正FOV的周邊部的光學性能。

圖6是示出根據本發明第一實施例的光學系統的第二方向X的射線像差特性的圖，圖7是示出根據本發明第一實施例的光學系統的第一方向Y的射線像差特性的圖，圖10是示出根據本發明第二實施例的光學系統的第二方向X的射線像差特性的圖，圖11是示出根據本發明第二實施例的光學系統的第二方向Y的射線像差特性的圖。圖14是顯示根據本發明第三實施例的光學系統的第二方向X的射線像差特性的圖，圖15是顯示根據本發明第三實施例的光學系統的第一方向Y的射線像差特性的圖。

如圖6、7、10、11、14和15所示，這些圖是根據第一至第三實施例的切向場曲率和球面場曲率，在光軸上的相對場高度為0.0至1.0的區域中，顯示第一和第二方向X和Y的側向像差的分析圖，可以確認，對於約470nm(奈米)、約510nm、約555nm、約610nm和約650nm波長帶中的光，可以獲得具有良好側向像差校正狀態的光學系統。也就是說，根據本實施例的光學系統1000 不僅在FOV的中心部，而且在週邊部，都可以具有更高的解析度和良好的光學性能。正如上述示例所證實的，根據本發明的第一實施例的鏡頭系統採用八片鏡頭配置，結構緊湊、重量輕，同時球差、散光、畸變像差、色差都得到了很好的校正，可實現高解析度。因此，可以通過嵌入相機的光學設備來使用。

表1涉及根據第一至第三實施例的光學系統1000中的上述公式的項目，並涉及TTL、BFL(後焦距)、F值(即光學系統1000的總有效焦距)、ImgH、第一至第八鏡頭中的每個鏡頭的焦距F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、複合焦距等。

【表1】

表2是顯示L1至L8的S1-S16的有效半徑(半孔徑)(毫米)的表格，L1至L8是根據具有圖1的光學系統1000的第一、第二和第三實施例的第一至第八鏡頭。

【表2】

表3涉及圖1的光學系統1000中上述公式1至70的結果值。參考表3，可以看出光學系統1000至少滿足公式1至70中的一個、兩個或更多或三個或更多。詳細而言，可以看出根據本實施例的光學系統1000滿足上述所有公式1至70。因此，光學系統1000可以改善FOV中心和週邊部的光學性能和光學特性。

【表3】

圖17是顯示圖1的光學系統中水平FOV(視場)和垂直FOV的真實FOV和准軸FOV的畸變網格的視圖。這是根據第一至第三實施例的光學系統發射光時發生的畸變網格，可以看到畸變均勻地向水平FOV和垂直FOV的左右和上邊緣發生。

圖18是說明根據一實施例的相機模組應用於移動端子的示意圖。

參照圖18，移動端子1可以包括設置在後側的相機模組10。相機模組10可包括影像捕捉功能。此外，相機模組10還可包括自動對焦功能、變焦功能和OIS功能中的至少一種。

相機模組10可以處理影像感測器300在拍攝模式或視頻通話模式下獲得的靜態影像或視頻幀。處理後的影像幀可顯示在移動端子1的顯示單元(未顯示)上，並可存儲在記憶體(未顯示)中。此外，雖然圖中未示出，但相機模組可進一步設置在移動端子1的正面。

例如，相機模組10可以包括第一相機模組10A和第二相機模組10B。此時，第一相機模組10A和第二相機模組10B中的至少一個可以包括上述光學系統1000。因此，相機模組10可具有纖細的結構，並可具有改進的失真和像差特性。此外，即使在FOV的中心和週邊部，相機模組10也可以具有良好的光學性能。

此外，移動端子1還可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可主要用於使用相機模組10的影像的自動對焦功能會降低的條件下，例如，10米(m)或以下的距離或黑暗環境。自動對焦裝置31可以包括一個發光單元，包括一個垂直腔面發射雷射器(VCSEL)半導體器件和一個光接收單元，例如將光能轉換為電能的光電二極體。

此外，移動端子1還可進一步包括閃光燈模組33。閃光燈模組33可包括在其中發光的發光組件。閃光燈模組33可通過移動端子的相機操作或使用者控制進行操作。

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，並不一定僅局限於一個實施例。此外，各實施例中說明的特徵、結構和效果可由實施例所屬領域的技術人員針對其他實施例進行組合或修改。因此，與這些組合和變化有關的內容應被理解為包括在本發明的範圍內。

此外，儘管根據本發明的實施例進行了描述，但這只是一個示例，本發明並不受限，對於本領域的技術人員來說顯而易見的是，在不脫離本發明實施例的基本特徵的情況下，可以進行未在上面說明的各種修改和應用。例如，本實施例中具體示出的每個組件都可以修改和實施。與這些修改和應用相關的差異應被理解為包括在所附請求項書所定義的本發明範圍內。

100:光學系統

101:第一鏡頭

102:第二鏡頭

103:第三鏡頭

104:第四鏡頭

105:第五鏡頭

106:第六鏡頭

107:第七鏡頭

108:第八鏡頭

109:第九鏡頭

110:第十鏡頭

300:影像感測器

500:濾光片

1000:光學系統

D11:有效半徑

G1:鏡頭組

G2:鏡頭組

OA:光軸

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

S6:第六表面

S7:第七表面

S8:第八表面

S9:第九表面

S10:第十表面

S11:第十一表面

S12:第十二表面

S13:第十三表面

S14:第十四表面

S15:第十五表面

S16:第十六表面

ST:光圈擋板

TTL:總軌跡長度

Claims (22)

1. 一種光學系統，包括：

   一第一至一第八鏡頭，沿一光軸從一物體側向一感測器側設置，

   其中，該第一鏡頭在該光軸上具有正(+)的或負(-)的一折射率，

   其中，該第二鏡頭在該光軸上具有正(+)的一折射率，

   其中，該第三鏡頭在該光軸上具有負(-)的一折射率，

   其中，該第七鏡頭在該光軸上具有正(+)的一折射率，

   其中，該第八鏡頭在該光軸上具有負(-)的一折射率，

   其中，該第七鏡頭的一物體側表面和一感測器側表面中至少一個具有至少一個臨界點，

   其中，該第八鏡頭的一物體側表面和一感測器側表面各有一臨界點，

   其中，該第八鏡頭的該物體側表面和該感測器側表面中的至少一個表面具有在一第一方向上與該光軸正交的一鏡頭表面和在一第二方向上與該光軸正交的一鏡頭表面是不對稱的一自由曲面形狀，及

   其中，該自由曲面相對於該光軸在該第一方向的兩側皆具有對稱鏡頭表面及相對於該光軸在該第二方向的兩側皆具有對稱鏡頭表面。
2. 如請求項1所述之光學系統，

   其中，該第七鏡頭的該物體側表面和該感測器側的表面各自具有該臨界點，

   其中，該第七鏡頭的該物體側表面的該臨界點比該第七鏡頭的該感測器側表面的該臨界點更靠近該光軸。
3. 如請求項1所述之光學系統，

   其中，該第七鏡頭的該物體側表面在該光軸上呈一凸形，

   其中，該第七鏡頭的該感測器側表面在該光軸上呈一凹形。
4. 如請求項3所述之光學系統，

   其中，該第三鏡頭的一感測器側表面在該光軸上呈一凹形，

   其中，該第四鏡頭的該物體側表面在該光軸上呈一凹形。
5. 如請求項3所述之光學系統，

   其中，該第五鏡頭的一物體側表面在該光軸上呈一凹形，並具有該光學系統鏡頭表面曲率半徑的絕對值中的一最大值。
6. 如請求項1至5中任一項所述之光學系統，

   其中，該第二鏡頭的一物體側表面在該光軸上呈一凸形，該第二鏡頭的一感測器側表面在該光軸上呈一凸形，

   其中，該第二鏡頭在該光軸上的一厚度是該光學系統鏡頭厚度中的一最大值。
7. 如請求項1至5中任一項所述之光學系統，

   其中，該第八鏡頭的該感測器側表面具有一自由曲面，

   其中，在該第一方向上從該光軸到該第八鏡頭的該感測器側表面該臨界點的一距離與在該第二方向上從該光軸到該第八鏡頭的該感測器側表面該臨界點的一距離不同。
8. 如請求項7所述之光學系統，

   其中，該第八鏡頭的該物體側呈一非球形形狀。
9. 如請求項1至5中任一項所述之光學系統，

   其中，該第七鏡頭和該第八鏡頭之間的一光軸距離大於該第七鏡頭一中心厚度和該第八鏡頭一中心厚度之和，並且是該第一至該第八鏡頭中一最大厚度的1.8倍或以上。
10. 如請求項7所述之光學系統，

    其中，從該光軸到該第八鏡頭該感測器側表面該臨界點的該第一方向一直線距離InfX82和從該光軸到該第八鏡頭該感測器側表面該臨界點的該第二方向一直線距離InfY82互不相同，及

    其中，滿足以下公式：

    公式：-0.1<InfX82-InfY82<0.1

    公式0.4<TTL/(Imgh*2)<0.7

    (TTL是該光軸上從該第一鏡頭該物體側表面一頂點到一影像感測器一上表面的一距離，Imgh是該影像感測器一最大對角線長度的1/2)。
11. 一種光學系統，包括：

    一第一鏡頭組，在一物體側上有三個或三個以下的鏡頭；及

    一第二鏡頭組，在該第一鏡頭組的一感測器側上有五個或五個以下的鏡頭，

    其中，該第一鏡頭組在該光軸上具有正(+)的一折射率，

    其中，該第二鏡頭組在該光軸上具有負(-)的一折射率，

    其中，該第二鏡頭組的一鏡頭數少於該第一鏡頭組一鏡頭數的兩倍，

    其中，該第一和該第二鏡頭組的鏡頭面中最靠近該第二鏡頭組的鏡頭具有最小有效直徑，

    其中，該第一和該第二鏡頭組的鏡頭面中最靠近一影像感測器的一最後鏡頭具有一最大有效直徑，

    其中，該第一鏡頭組中最靠近該第二鏡頭組的一感測器側表面呈一凹形，

    其中，該第二鏡頭組中最靠近該第一鏡頭組的一物體側表面呈一凹形，

    其中，該最後鏡頭的一感測器側表面具有一自由曲面形狀，並有一臨界點，

    其中，最靠近該影像感測器的一感測器側表面具有一自由曲面形狀，其中，在該第一方向上與該光軸正交的一鏡頭表面和在該第二方向上與該光軸正交的一鏡頭表面是不對稱的，及

    其中，該自由曲面在該第一方向的兩側皆具有相對於該光軸的對稱鏡頭表面，及在該第二方向的兩側皆具有相對於該光軸的對稱鏡頭表面。
12. 如請求項11所述之光學系統，

    其中，該第一方向上從該光軸到該最後鏡頭的該感測器側表面該臨界點的一直線距離InfX82和該第二方向上從該光軸到該最後鏡頭的該感測器側表面該臨界點的一直線距離InfY82互不相同，且滿足以下公式：

    公式：-0.1<InfX82-InfY82<0.1。
13. 如請求項11或12所述之光學系統，

    其中，該第一方向上的一總焦距FX和該第二方向上的一總焦距FY互不相同，且滿足以下公式：

    公式：-0.1<FX-FY<0.1。
14. 如請求項11或12所述之光學系統，

    其中滿足以下公式：

    公式0.4<TTL/(Imgh*2)<0.7

    (TTL(總軌跡長度)是從該第一鏡頭一物體側表面的一頂點到該影像感測器上表面的一光軸距離，Imgh是該影像感測器一最大對角線長度的1/2)。
15. 如請求項11或12所述之光學系統，

    其中，該第一鏡頭組包括該第一至該第三鏡頭，它們沿該光軸從該物體側朝該物體側設置，

    其中，該第二鏡頭組包括沿該光軸從該物體側朝向該感測器側佈置的該第四至該第八鏡頭，

    其中，該第七鏡頭的該物體側表面和該感測器側表面各有一臨界點，及

    其中，該第八鏡頭的該物體側表面具有一臨界點。
16. 如請求項15所述之光學系統，

    其中，從該光軸到該第七鏡頭該物體側表面該臨界點的一直線距離Inf71和從該光軸到該第七鏡頭該感測器側表面該臨界點的一直線距離Inf72滿足以下公式：

    公式0.7<Inf71/Inf72<1.2
17. 如請求項15所述之光學系統，

    其中，從該光軸到該第七鏡頭該物體側表面該臨界點的該直線距離Inf71及從該光軸到該第八鏡頭該感測器側表面該臨界點的該直線距離InfX82和InfY82在X和Y方向上的一平均值Inf82滿足以下公式：

    公式0.7<Inf71/Inf82<1.2。
18. 如請求項15所述之光學系統，

    其中，該第七鏡頭具有正(+)的一折射率，並具有一凸形物面和一凹形傳感面，

    其中，該第八鏡頭具有負(-)的一折射率，並具有一凸形物體側表面和一凹形感測器側表面。
19. 如請求項18所述之光學系統，

    其中到該第八鏡頭該感測器側表面複數個該臨界點的X和Y方向的複數個直線距離InfX82和InfY82的一平均值Inf82以及從該第八鏡頭該光軸到該有效區域一末端的一直線距離D82滿足以下公式：

    公式0.2<Inf82/D82<0.8。
20. 如請求項15所述之光學系統，

    其中，該第二鏡頭的一中心厚度L2_CT和該第三鏡頭的一中心厚度L3_CT滿足以下公式：

    公式1<L2_CT/L3_CT<5。
21. 如請求項20所述之光學系統，

    其中，在該第七鏡頭和該第八鏡頭之間的一光軸距離為該第二鏡頭該中心厚度的1.8倍或以上。
22. 一種相機模組包括：

    一影像感測器；及

    一濾光片，設置在該影像感測器和一光學系統的一最後鏡頭之間，

    其中該光學系統包括根據請求項1或11所述之一光學系統，

    其中，滿足以下公式：

    公式0.5<F/TTL<1.2

    (F是在與該光學系統的該光軸正交的兩個方向上的一總焦距的一平均值，TTL是在該光軸上從該第一鏡頭一物體側表面的一頂點到該影像感測器的一上表面的一距離)。

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