光学系统.pdf

提供一种光学系统，所述光学系统包括：第一透镜，具有屈光力，且其物方表面朝向物方凸起；第二透镜，具有正屈光力；第三透镜，具有负屈光力；第四透镜，具有正屈光力；第五透镜，具有负屈光力，其中，所述光学系统满足条件表达式1：[条件表达式1]T34/T23>8.0，其中，T23是第二透镜和第三透镜之间的距离，T34是第三透镜和第四透镜之间的距离。

1.  一种光学系统，从物方到像方顺序地包括：
第一透镜，具有屈光力，且其物方表面朝向物方凸起；
第二透镜，具有正屈光力；
第三透镜，具有负屈光力；
第四透镜，具有正屈光力；
第五透镜，具有负屈光力，
其中，所述光学系统满足条件表达式1：
[条件表达式1]
T34/T23>8.0
其中，T23是第二透镜和第三透镜之间的距离，T34是第三透镜和第四透镜之间的距离。

2.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式2：
[条件表达式2]
f1/f<-1.0
其中，f1是第一透镜的焦距，f是光学系统的总焦距。

3.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式3：
[条件表达式3]
f12/f<1.0
其中，f12是第一透镜和第二透镜的合成焦距，f是光学系统的总焦距。

4.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式4：
[条件表达式4]
20<v2-v3<70
其中，v2是第二透镜的阿贝数，v3是第三透镜的阿贝数。

5.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式5：
[条件表达式5]
-3.0<f3/f2<-0.3
其中，f2是第二透镜的焦距，f3是第三透镜的焦距。

6.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式6：
[条件表达式6]

0.  5<OAL/f<2.0
其中，OAL是从第一透镜的物方表面到像面的距离，f是光学系统的总焦距。

7.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式7：
[条件表达式7]
v3<40
其中，v3是第三透镜的阿贝数。

8.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式8：
[条件表达式8]
-5.0<f4/f1<0
其中，f1是第一透镜的焦距，f4是第四透镜的焦距。

9.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式9：
[条件表达式9]

1.  60<n3<2.10
其中，n3是第三透镜的折射率。

10.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜具有负屈光力。

11.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜的物方表面朝向物方凸起。

12.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜具有朝向物方凸起的弯月形状。

13.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第二透镜的物方表面朝向物方凸起。

14.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第二透镜的两个表面均为凸形。

15.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第二透镜具有朝向物方凸起的弯月形状。

16.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第三透镜的像方表面朝向像方凹入。

17.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第三透镜的两个表面均为凹形。

18.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第三透镜具有朝向物方凸起的弯月形状。

19.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第四透镜具有朝向像方凸起的弯月形状。

20.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第五透镜的两个表面均为凹形。

21.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第五透镜具有形成在其物方表面或像方表面上的拐点。

22.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第五透镜具有形成在其像方表面上的至少一个拐点。

23.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜至所述第五透镜由塑料形成。

24.  根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜至所述第五透镜中的每一个的物方表面和像方表面中的至少一个为非球面。

25.  一种光学系统，从物方到像方顺序地包括：
第一透镜，具有负屈光力，且其物方表面朝向物方凸起；
第二透镜，具有正屈光力；
第三透镜，具有负屈光力；
第四透镜，具有正屈光力；
第五透镜，具有负屈光力，
其中，所述第一透镜和所述第二透镜整体具有正屈光力，所述光学系统满足条件表达式1：
[条件表达式1]
T34/T23>8.0
其中，T23是第二透镜和第三透镜之间的距离，T34是第三透镜和第四透镜之间的距离。

26.  根据权利要求25所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式2：
[条件表达式2]
f1/f<-1.0
其中，f1是第一透镜的焦距，f是光学系统的总焦距。

27.  根据权利要求25所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式3：
[条件表达式3]
f12/f<1.0
其中，f12是第一透镜和第二透镜的合成焦距，f是光学系统的总焦距。

28.  根据权利要求25所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式4：
[条件表达式4]
20<v2-v3<70
其中，v2是第二透镜的阿贝数，v3是第三透镜的阿贝数。

29.  根据权利要求25所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式5：
[条件表达式5]
-3.0<f3/f2<-0.3
其中，f2是第二透镜的焦距，f3是第三透镜的焦距。

30.  根据权利要求25所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式6：
[条件表达式6]

0.  5<OAL/f<2.0
其中，OAL是从第一透镜的物方表面到像面的距离，f是光学系统的总焦距。

31.  根据权利要求25所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式7：
[条件表达式7]
v3<40
其中，v3是第三透镜的阿贝数。

32.  根据权利要求25所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式8：
[条件表达式8]
-5.0<f4/f1<0
其中，f1是第一透镜的焦距，f4是第四透镜的焦距。

33.  根据权利要求25所述的光学系统，其中，所述光学系统满足条件表达式9：
[条件表达式9]

1.  60<n3<2.10
其中，n3是第三透镜的折射率。

光学系统
本申请要求于2014年1月23日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0008240号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种光学系统。
背景技术
近来的移动通信终端已经被设置了相机模块，以能够捕获图像和视频通话。此外，随着在移动通信终端中设置的功能性相机模块逐渐增多，用于移动通信终端的相机已被逐渐要求具有高的分辨率和高水平的性能。
然而，由于存在移动通信终端小型化和轻型化的趋势，所以实现具有高的分辨率和高水平的性能的相机模块存在限制。
为了解决这些问题，最近，设置在相机模块中的透镜已由塑料(比玻璃更轻的物质)形成，并且已经使用五个或更多个透镜构造镜头模块，以实现高的分辨率。
然而，与使用由玻璃形成的透镜相比，在由塑料形成的透镜的情况下，色差的改善以及相对明亮的光学系统的实现是有问题的。
发明内容
本公开的方面可提供一种允许提高像差改善效果且允许实现高分辨率的光学系统。
根据本公开的一方面，一种光学系统可包括：第一透镜，具有屈光力，且其物方表面朝向物方凸起；第二透镜，具有正屈光力；第三透镜，具有负屈光力；第四透镜，具有正屈光力；第五透镜，具有负屈光力，其中，所述光学系统满足条件表达式1：
[条件表达式1]
T34/T23>8.0
其中，T23是第二透镜和第三透镜之间的距离(气隙)[mm]，T34是第三透镜和第四透镜之间的距离(气隙)[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式2：
[条件表达式2]
f1/f<-1.0
其中，f1是第一透镜的焦距[mm]，f是光学系统的总焦距[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式3：
[条件表达式3]
f12/f<1.0
其中，f12是第一透镜和第二透镜的合成焦距[mm]，f是光学系统的总焦距[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式4：
[条件表达式4]
20<v2-v3<70
其中，v2是第二透镜的阿贝数，v3是第三透镜的阿贝数。
所述光学系统可满足条件表达式5：
[条件表达式5]
-3.0<f3/f2<-0.3
其中，f2是第二透镜的焦距[mm]，f3是第三透镜的焦距[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式6：
[条件表达式6]
0.5<OAL/f<2.0
其中，OAL是从第一透镜的物方表面到像面的距离[mm]，f是光学系统的总焦距[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式7：
[条件表达式7]
v3<40
其中，v3是第三透镜的阿贝数。
所述光学系统可满足条件表达式8：
[条件表达式8]
-5.0<f4/f1<0
其中，f1是第一透镜的焦距[mm]，f4是第四透镜的焦距[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式9：
[条件表达式9]
1.60<n3<2.10
其中，n3是第三透镜的折射率。
所述第一透镜可具有负屈光力。
所述第一透镜的物方表面可朝向物方凸起。
所述第一透镜可具有朝向物方凸起的弯月形状。
所述第二透镜的物方表面可朝向物方凸起。
所述第二透镜的两个表面均可为凸形。
所述第二透镜可具有朝向物方凸起的弯月形状。
所述第三透镜的像方表面可朝向像方凹入。
所述第三透镜的两个表面均可为凹形。
所述第三透镜可具有朝向物方凸起的弯月形状。
所述第四透镜可具有朝向像方凸起的弯月形状。
所述第五透镜的两个表面均可为凹形。
所述第五透镜可具有形成在其物方表面或像方表面上的拐点。
所述第五透镜可具有形成在其像方表面上的至少一个拐点。
所述第一透镜至所述第五透镜可由塑料形成。
所述第一透镜至所述第五透镜中的每一个的物方表面和像方表面中的至少一个可为非球面。
根据本公开的另一发面，一种光学系统可包括：第一透镜，具有负屈光力，且其物方表面朝向物方凸起；第二透镜，具有正屈光力；第三透镜，具有负屈光力；第四透镜，具有正屈光力；第五透镜，具有负屈光力，其中，所述第一透镜和所述第二透镜整体具有正屈光力，所述光学系统满足条件表达式1：
[条件表达式1]
T34/T23>8.0
其中，T23是第二透镜和第三透镜之间的距离(气隙)[mm]，T34是第三透镜和第四透镜之间的距离(气隙)[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式2：
[条件表达式2]
f1/f<-1.0
其中，f1是第一透镜的焦距[mm]，f是光学系统的总焦距[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式3：
[条件表达式3]
f12/f<1.0
其中，f12是第一透镜和第二透镜的合成焦距[mm]，f是光学系统的总焦距[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式4：
[条件表达式4]
20<v2-v3<70
其中，v2是第二透镜的阿贝数，v3是第三透镜的阿贝数。
所述光学系统可满足条件表达式5：
[条件表达式5]
-3.0<f3/f2<-0.3
其中，f2是第二透镜的焦距[mm]，f3是第三透镜的焦距[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式6：
[条件表达式6]
0.5<OAL/f<2.0
其中，OAL是从第一透镜的物方表面到像面的距离[mm]，f是光学系统的总焦距[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式7：
[条件表达式7]
v3<40
其中，v3是第三透镜的阿贝数。
所述光学系统可满足条件表达式8：
[条件表达式8]
-5.0<f4/f1<0
其中，f1是第一透镜的焦距[mm]，f4是第四透镜的焦距[mm]。
所述光学系统可满足条件表达式9：
[条件表达式9]
1.60<n3<2.10
其中，n3是第三透镜的折射率。
附图说明
通过结合附图，从下面详细的描述中，本公开的上述和其它方面、特点及其它优点将会更清楚地被理解，附图中：
图1是根据本公开的第一示例性实施例的光学系统的结构图；
图2是示出图1所示的光学系统的像差特性的曲线图；
图3是根据本公开的第二示例性实施例的光学系统的结构图；
图4是示出图3所示的光学系统的像差特性的曲线图；
图5是根据本公开的第三示例性实施例的光学系统的结构图；
图6是示出图5所示的光学系统的像差特性的曲线图；
图7是根据本公开的第四示例性实施例的光学系统的结构图；
图8是示出图7所示的光学系统的像差特性的曲线图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细的描述本公开的实施例。
在下面的透镜构造图表中，为了解释说明，已经稍微夸大透镜的厚度、尺寸和形状。具体地讲，在透镜构造图表中示出的球面或非球面的形状被仅通过示例的方式示出。也就是说，球面或非球面不局限于具有示出的形状。
此外，应当注意的是，第一透镜指的是最靠近物方的透镜，第五透镜指的是最靠近像方的透镜。
进一步地，应当注意的是，术语“前方”指的是从光学系统朝向物方的方向，而术语“后方”指的是从光学系统朝向图像传感器或像方的方向。进一步地，应当注意的是，在每个透镜中，第一表面指的是朝向物方的透镜表面(或物方表面)，第二表面指的是朝向像方的透镜表面(或像方表面)。此外，应当注意的是，在本说明书中，透镜的曲率半径、透镜的厚度、透镜的OAL、透镜的BFL以及透镜的D1的数值的单位都是mm。
根据本公开的示例性实施例的光学系统可包括五个透镜。
也就是说，根据本公开的示例性实施例的光学系统可从物方到像方顺序 地包括第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40和第五透镜50。
然而，根据本公开的示例性实施例的光学系统不限于仅包括五个透镜，如果需要还可进一步包括其它组件。例如，光学系统可包括用于控制光量的光阑。此外，光学系统可进一步包括截止红外线的红外线截止滤波器60。进一步地，光学系统可进一步包括图像传感器，用于将入射的对象的图像转换成电信号。进一步地，光学系统可进一步包括调整透镜之间的间隔的间隔保持构件。
构造根据本公开的示例性实施例的光学系统的第一透镜10至第五透镜50可由塑料形成。
此外，第一透镜至第五透镜中的至少一个可具有非球面。此外，第一透镜10至第五透镜50可具有至少一个非球面。
也就是说，第一透镜10至第五透镜50的第一表面和第二表面中的至少一个可以是非球面。
此外，包括第一透镜10至第五透镜50的光学系统可从物方起顺序地具有负屈光力/正屈光力/负屈光力/正屈光力/负屈光力。
如上所述构造的光学系统可以通过改善像差来提高光学性能。此外，如上所述构造的光学系统可以通过减小折射角来改善透镜的敏感度。因此，在根据本公开的示例性实施例的光学系统中，五个透镜都可以由塑料形成。
根据本公开的示例性实施例的光学系统可满足条件表达式1。
[条件表达式1]T34/T23>8.0
这里，T23是第二透镜和第三透镜之间的距离(气隙)[mm]，T34是第三透镜和第四透镜之间的距离(气隙)[mm]。
这里，当T34/T23在条件表达式1的下限值之外时，第二透镜和第三透镜之间的气隙会变大，以至于难以确保每个透镜的周边部分的分辨率，或者整个光学系统会变长，以至于难以小型化光学系统。
根据本公开的示例性实施例的光学系统可满足条件表达式2。
[条件表达式2]f1/f<-1.0
这里，f1是第一透镜的焦距[mm]，f是光学系统的总焦距[mm]。
这里，当f1/f在条件表达式2的上限值之外时，第一透镜的负屈光力会变强，以至于难以确保每个透镜的周边区域的分辨率，或者整个光学系统会变长，以至于难以小型化光学系统。
根据本公开的示例性实施例的光学系统可满足条件表达式3。
[条件表达式3]f12/f<1.0
这里，f12是第一透镜和第二透镜的合成焦距[mm]，f是光学系统的总焦距[mm]。
这里，当f12/f在条件表达式3的上限值之外时，第二透镜的正屈光力会变弱，以至于难以确保每个透镜的周边区域的分辨率，或者整个光学系统会变长，以至于难以小型化光学系统。
根据本公开的示例性实施例的光学系统可满足条件表达式4。
[条件表达式4]20<v2-v3<70
这里，v2-是第二透镜的阿贝数，v3是第三透镜的阿贝数。
这里，在v2-v3在条件表达式4的下限值之外的情况下，会难以校正色差，以至于难以实现高分辨率，而在v2-v3在条件表达式4的上限值之外的情况下，会难以减少光学系统的制造成本。
根据本公开的示例性实施例的光学系统可满足条件表达式5。
[条件表达式5]-3.0<f3/f2<-0.3
这里，f2是第二透镜的焦距[mm]，f3是第三透镜的焦距[mm]。
这里，在f3/f2在条件表达式5的下限值或者上限值之外的情况下，第二透镜或者第三透镜的屈光力会变强，并且它们的曲率会变小，以至于难以制造出透镜的形状。
根据本公开的示例性实施例的光学系统可满足条件表达式6。
[条件表达式6]0.5<OAL/f<2.0
这里，OAL是从第一透镜的物方表面到像面的距离[mm]，f是光学系统的总焦距[mm]。
这里，在OAL/f在条件表达式6的下限值之外的情况下，光学系统的视角会变小，而在OAL/f在条件表达式6的上限值之外的情况下，整个光学系统会变长，以至于难以小型化光学系统。
根据本公开的示例性实施例的光学系统可满足条件表达式7。
[条件表达式7]v3<40
这里，v3是第三透镜的阿贝数。
这里，在v3在条件表达式7的上限值之外的情况下，会难以校正色差，以至于难以实现高分辨率。
根据本公开的示例性实施例的光学系统可满足条件表达式8。
[条件表达式8]-5.0<f4/f1<0
这里，f1是第一透镜的焦距[mm]，f4是第四透镜的焦距[mm]。
这里，在f4/f1在条件表达式8的下限值之外的情况下，第一透镜的负屈光力会变强以至于难以确保每个透镜的周边区域的分辨率，而在f4/f1在条件表达式8的上限值之外的情况下，第四透镜可具有负屈光力或者第一透镜可具有正屈光力，以使整体的屈光力改变。
根据本公开的示例性实施例的光学系统可满足条件表达式9。
[条件表达式9]1.60<n3<2.10
这里，n3是第三透镜的折射率。
这里，在n3在条件表达式9的下限值之外的情况下，会难以校正色差，以至于难以实现高分辨率，而在n3在条件表达式9的上限值之外的情况下，会难以减少光学系统的制造成本。
接下来，将描述构造根据本公开的示例性实施例的光学系统的第一透镜10至第五透镜50。
第一透镜10可具有负屈光力。此外，第一透镜10可具有朝向物方凸起的弯月形状。详细地说，第一透镜10的第一表面和第二表面可朝向物方凸起。
第一透镜10的第一表面和第二表面中的至少一个可以是非球面。例如，第一透镜10的两个表面都可以是非球面。
第二透镜20可具有正屈光力。此外，第二透镜20的第一表面可朝向物方凸起，且其第二表面可朝向物方凹入或者朝向物方凸起。详细地说，第二透镜20可具有其两个表面均为凸形或者朝向物方凸起的弯月形状。
第二透镜20的第一表面和第二表面中的至少一个可以是非球面。例如，第二透镜20的两个表面都可以是非球面。
与此同时，第一透镜10和第二透镜20可整体具有正屈光力。
第三透镜30可具有负屈光力。此外，第三透镜的两个表面均为凹形。详细地说，第三透镜30的第一表面可朝向物方凹入，且其第二表面可朝向像方凹入。
与此不同，第三透镜30可具有朝向物方凸起的弯月形状。详细地说，第三透镜30的第一表面和第二表面可朝向物方凸起。
第三透镜30的第一表面和第二表面中的至少一个可以是非球面。例如， 第三透镜30的两个表面都可以是非球面。
第四透镜40可具有正屈光力。此外，第四透镜40可具有朝向像方凸起的弯月形状。详细地说，第四透镜40的第一表面可朝向物方凹入，且其第二表面可朝向像方凸起。
第四透镜40的第一表面和第二表面中的至少一个可以是非球面。例如，第四透镜40的两个表面都可以是非球面。
第五透镜50可具有负屈光力。此外，第五透镜50的两个表面可都为凹形。详细地说，第五透镜50的第一表面可朝向物方凹入，且其第二表面可朝向像方凹入。
此外，第五透镜50可具有形成在其第一表面和第二表面中的至少任意一个上的拐点。例如，第五透镜可具有形成在其像方表面上的拐点。例如，第五透镜50的第二表面可在光轴的中心为凹形且朝向其边缘变为凸形。
此外，第五透镜50的第一表面和第二表面中的至少一个可以是非球面。例如，第五透镜50的两个表面都可以是非球面。
在如上所述构造的光学系统中，多个透镜执行像差校正功能，从而可以提高像差改善性能。此外，在光学系统中，透镜的折射角减小，从而可以改善透镜的敏感度。因此，在光学系统中，所有透镜可由具有比玻璃低的光学性能的塑料形成，从而可以降低镜头模块的制造成本，并且可以提高镜头模块的制造效率。
将参照图1和图2对根据本公开的第一示例性实施例的光学系统进行描述。
根据本公开的第一示例性实施例的光学系统可包括第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40和第五透镜50，并可进一步包括红外线截止滤波器60、图像传感器70和光阑ST。
这里，如表1所示，从第一透镜10的物方表面到图像传感器70的第一表面(像面)的距离(OAL)可为5.15mm，从第五透镜50的像方表面到像面的距离(BFL)可为1.313mm。此外，第一透镜10的焦距f1可为-16.534mm，第二透镜20的焦距f2可为2.486mm，第三透镜30的焦距f3可为-6.209mm，第四透镜40的焦距f4可为2.661mm，第五透镜50的焦距f5可为-2.344mm，第一透镜10和第二透镜20的合成焦距f12可为3.111mm，光学系统的总焦距f可为4.238mm。在表1中，FNO表示光学系统的F数，FOV表示光学系 统的视角。
[表1]