CN109856788B

CN109856788B - 可变焦式光学成像系统

Info

Publication number: CN109856788B
Application number: CN201910238295.9A
Authority: CN
Inventors: 尹勇健
Original assignee: Guangzhou Jiaohui Optoelectronics Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Jiaohui Optoelectronics Technology Co ltd
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: CN109856788A

Abstract

本发明涉及一种可变焦式光学成像系统，系统由物侧至像侧依次包括：图案显示片、第一透镜组以及第二透镜组；所述可变焦式光学成像系统的系统最长焦距与系统最短焦距之比大于等于1.75；所述系统最长焦距分别与所述第一透镜组、所述第二透镜组的焦距之比大于等于1.75；所述第一透镜组由所述图案显示片至所述像侧依次设置有第一透镜和第二透镜；所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正；所述第二透镜组由所述图案显示片至所述像侧依次设置有第三透镜和第四透镜；所述第三透镜的光焦度为负，所述第四透镜的光焦度为正。上述方案不仅降低了企业生产、设计成本，还实现了在多场景下调整后成像系统重复利用率的提高。

Description

可变焦式光学成像系统

技术领域

本发明涉及光学领域，特别是涉及一种可变焦式光学成像系统。

背景技术

目前，图案投影灯、成像灯等光学成像系统被大量应用于各种场景，其主要通过光源照射图案，再利用光学透镜实现对光线的调整以达到图案清晰投射。

传统的光学成像系统，由于其针对性的系统设计，无法做到一种模式结构多处可用，必须根据不同的应用场景做光学调整，即调整透镜焦距及数量、出光角度、光源功率等，造成光学成像系统生成成本高、多场景重复利用率低。

因此，传统的光学成像系统存在着多场景重复利用率低的问题。

发明内容

基于此，有必要针对传统的可变焦式光学成像系统存在着多场景重复利用率低的问题，提供一种可变焦式光学成像系统。

一种可变焦式光学成像系统，系统由物侧至像侧依次包括：图案显示片、第一透镜组以及第二透镜组；

所述可变焦式光学成像系统的系统最长焦距与系统最短焦距之比大于等于1.75；所述系统最长焦距分别与所述第一透镜组、所述第二透镜组的焦距之比大于等于1.75；

所述第一透镜组由所述图案显示片至所述像侧依次设置有第一透镜和第二透镜；所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正；

所述第二透镜组由所述图案显示片至所述像侧依次设置有第三透镜和第四透镜；所述第三透镜的光焦度为负，所述第四透镜的光焦度为正。

在其中一个实施例中，所述图案显示片的口径与所述系统最短焦距之比大于等于1.8。

在其中一个实施例中，所述第一透镜组的口径、所述第二透镜组的口径分别与所述系统最长焦距之比大于等于1.8。

在其中一个实施例中，所述光学成像系统的像空间F数大于等于1.8。

在其中一个实施例中，所述系统最长焦距对应的系统总长度与所述系统最长焦距之比大于等于1。

在其中一个实施例中，所述第一透镜、所述第三透镜分别为凸面朝向所述图案显示片的弯月形透镜，所述第二透镜、所述第四透镜分别为双凸透镜。

在其中一个实施例中，所述第一透镜和所述第二透镜组成一个胶合透镜，所述第三透镜和所述第四透镜组成一个胶合透镜。

在其中一个实施例中，所述第一透镜的折射率、所述第三透镜的折射率分别大于等于1.6；所述第二透镜的折射率、所述第四透镜的折射率分别大于等于1.55。

在其中一个实施例中，所述第一透镜的阿贝数、所述第三透镜的阿贝数分别大于等于27；所述第二透镜的阿贝数、所述第四透镜的阿贝数分别大于等于55。

在其中一个实施例中，所述可变焦式光学成像系统的系统缩放倍数K大于等于0.7。

在其中一个实施例中，所述第一透镜组与所述第二透镜组可沿所述可变焦式光学成像系统的光轴左右移动，以使所述可变焦式光学成像系统的系统焦距可变。

本发明提供的可变焦式光学成像系统，通过设计焦距可变的组合式透镜系统，在满足各光学参数的条件设计下，不仅可以根据不同应用场景的限定形成由图案显示片与单组透镜组成的定焦光学成像系统，还能形成由图案显示片与双组透镜组成的变焦光学成像系统，以此得到出光角度固定不变或是调节可变的光学成像系统。该光成像系统不仅降低了企业生产、设计成本，还实现了在多场景下调整后成像系统重复利用率的提高。

附图说明

图1为一个实施例中可变焦式光学成像系统的结构示意图；

图2A为一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下的系统最长焦距点阵图；

图2B为一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下的系统最短焦距点阵图；

图3A为一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下的系统最长焦距场曲/畸变曲线图；

图3B为一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下的系统最短焦距场曲/畸变曲线图；

图4A为一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下的系统最长焦距相对照度图；

图4B为一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下的系统最短焦距相对照度图；

图5A为一个实施例中第一组定焦式光学成像系统在可见光波段下的点阵图；

图5B为一个实施例中第二组定焦式光学成像系统在可见光波段下的点阵图；

图5C为一个实施例中第三组定焦式光学成像系统在可见光波段下的点阵图；

图5D为一个实施例中第四组定焦式光学成像系统在可见光波段下的点阵图；

图6A为一个实施例中第二组定焦式光学成像系统两两组合所成系统A1在可见光波段下的点阵图；

图6B为一个实施例第二组定焦式光学成像系统，和第四组定焦式光学成像系统A2两两组合所成系统在可见光波段下的点阵图；

图6C为一个实施例第二组定焦式光学成像系统，和第三组定焦式光学成像系统两两组合所成系统A3在可见光波段下的点阵图；

图7A为一个实施例中第一组定焦式光学成像系统两两组合所成系统B1在可见光波段下的点阵图；

图7B为一个实施例中第一组定焦式光学成像系统，和第四组定焦式光学成像系统两两组合所成系统B2在可见光波段下的点阵图；

图7C为一个实施例中第一组定焦式光学成像系统，和第三组定焦式光学成像系统两两组合所成系统B3在可见光波段下的点阵图；

图8为一个实施例中第四组定焦式光学成像系统两两组合所成系统在可见光波段下的点阵图；

图9为一个实施例中第三组定焦式光学成像系统两两组合所成系统在可见光波段下的点阵图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参考图1，图1是一个实施例中可变焦式光学成像系统的结构示意图，在一个实施例中，提供一种可变焦式光学成像系统，系统由物侧至像侧依次包括：

图案显示片10、第一透镜组以及第二透镜组；

可变焦式光学成像系统的系统最长焦距与系统最短焦距之比大于等于1.75；系统最长焦距分别与第一透镜组、第二透镜组的焦距之比大于等于1.75；

第一透镜组由图案显示片10至像侧60依次设置有第一透镜20和第二透镜30；第一透镜20的光焦度为负，第二透镜30的光焦度为正；

第二透镜组由图案显示片10至像侧60依次设置有第三透镜40和第四透镜50；第三透镜40的光焦度为负，第四透镜50的光焦度为正。

其中，第一透镜20与第二透镜30胶合在一起，其制作方法可以是：制作第一透镜20的方法是将液体状态的紫外固化胶滴入曲面模具中，然后将第二透镜30扣入曲面模具中，监控第一透镜20的中心厚度及整体的偏心量，在公差范围内就进行紫外固化、脱模及消应力处理，得到第二透镜30。当然，还可以是通过其他方式制作第一透镜20和第二透镜30，本申请实施例不对第一透镜20与第二透镜30的具体制作方法作限制。

在实际应用中，第一透镜20可以是凹面朝向像侧60的月牙形透镜，也可以是凹面朝向像侧60的凹凸透镜，而第二透镜30可以是一个与第一透镜20凹面契合的双凸透镜；第一透镜20和第二透镜30组成一个双凸形胶合透镜。同时，第三透镜40可以是凹面朝向像侧60的月牙形透镜，也可以是凹面朝向像侧60的凹凸透镜，而第四透镜30可以是一个与第三透镜40凹面契合的双凸透镜；第三透镜40和第四透镜50组成一个双凸形胶合透镜。

具体的，由于本实施例提供一种可变焦式的光学成像系统，该系统焦距可调节，即在调整第一透镜组与第二透镜组之间的相对位置时，系统焦距随之改变，存在系统最长焦距f_m和系统最短焦距f_s，而f_m/f_s≥1.75。在本实施例或其他实施例的设置下，系统最长焦距与系统最短焦距之比还可以是小于等于2.5，即f_m/f_s≤2.5，由此得到2.5≥f_m/f_s≥1.75。同时，系统最长焦距f_m与第一透镜组的焦距f_f之比大于等于1.75，即f_m/f_f≥1.75，系统最长焦距f_m与第二透镜组的焦距f_z之比同样大于等于1.75，即f_m/f_z≥1.75，而在本实施例或其他实施例的设置下，系统最长焦距与第一透镜组、第二透镜组的焦距之比还可以是小于等于2.5，即2.5≥f_m/f_f≥1.75、2.5≥f_m/f_z≥1.75。

本实施例提供的可变焦式光学成像系统，通过设计焦距可变的组合式透镜系统，在满足各光学参数的条件设计下，不仅可以根据不同应用场景的限定形成由图案显示片与单组透镜组成的定焦光学成像系统，还能形成由图案显示片与双组透镜组成的变焦光学成像系统，以此得到出光角度固定不变或是调节可变的光学成像系统。该光成像系统不仅降低了企业生产、设计成本，还实现了在多场景下调整后成像系统重复利用率的提高。

在一个实施例中，图案显示片10的口径与系统最短焦距之比大于等于1.8。

具体的，系统最短焦距为f_s，图案显示片10的口径D_g，则D_g/f_s≥1.8，而在本实施例或其他实施例的设置下，图案显示片10的口径与系统最短焦距之比还同时小于等于3，即满足3≥D_g/f_s≥1.8。

在一个实施例中，第一透镜组的口径、第二透镜组的口径分别与系统最长焦距之比大于等于1.8。

具体的，第一透镜组的口径为D_f，第二透镜组的口径为D_z，系统最长焦距为f_m，则D_f/f_m≥1.8、D_z/f_m≥1.8，而在本实施例或其他实施例的设置下，第一透镜组的口径与系统最长焦距之比、第二透镜组的口径与系统最长焦距之比还可以是小于等于3，例如，3≥D_f/f_m≥1.8、3≥D_z/f_m≥1.8。

在一个实施例中，光学成像系统的像空间F数大于等于1.8。

其中，像空间F数是指系统无穷远共轭点时的轴上有效焦距与近轴入瞳孔径的比值。

具体的，在本实施例中像空间F数为W，W大于等于1.8即为W≥1.8，而在本实施例或其他实施例的设置下，像空间F数还可以是小于等于2.6，即满足2.6≥W≥1.8。

在一个实施例中，系统最长焦距对应的系统总长度与系统最长焦距之比大于等于1。

其中，系统最长焦距对应的系统总长度为L_m，系统最长焦距为f_m，则L_m/f_m≥1，而在本实施例或其他实施例的设置下，系统最长焦距对应的系统总长度L_m与系统最长焦距之比f_m还可以是小于等于1.25，即满足1.25≥L_m/f_m≥1。

在一个实施例中，第一透镜20、第三透镜40分别为凸面朝向图案显示片10的弯月形透镜，第二透镜30、第四透镜50分别为双凸透镜。

在一个实施例中，第一透镜20和第二透镜30组成一个胶合透镜，第三透镜30和第四透镜40组成一个胶合透镜。

在一个实施例中，第一透镜20的折射率、第三透镜40的折射率分别大于等于1.6；第二透镜30的折射率、第四透镜50的折射率分别大于等于1.55。

具体的，在本实施例中，第一透镜20与第三透镜40的所用透镜材料相同，则第一透镜20的折射率与第三透镜40的折射率相等，表示为Nd1≥1.6，而在本实施例或其他实施例的设置下，第一透镜20的折射率、第三透镜40的折射率还分别小于等于1.8，即满足1.8≥Nd1≥1.6。

同时，在本实施例中，第二透镜30与第四透镜50的所用透镜材料也相同，则第二透镜30的折射率与第四透镜50的折射率相等，表示为Nd2≥1.55，而在本实施例或其他实施例的设置下，第二透镜30的折射率、第四透镜50的折射率还分别小于等于1.75，即满足1.75≥Nd1≥1.55。

在一个实施例中，第一透镜20的阿贝数、第三透镜40的阿贝数分别大于等于27；第二透镜20的阿贝数、第四透镜40的阿贝数分别大于等于55。

具体的，在本实施例中，第一透镜20与第三透镜40的所用透镜材料相同，则第一透镜20的阿贝数与第三透镜40的阿贝数相等，表示为Vd1≥27，而在本实施例或其他实施例的设置下，第一透镜20的阿贝数、第三透镜40的阿贝数还分别小于等于35，即满足35≥Vd1≥27。

同时，在本实施例中，第二透镜30与第四透镜50的所用透镜材料也相同，则第二透镜30的阿贝数与第四透镜50的阿贝数相等，表示为Vd2≥55，而在本实施例或其他实施例的设置下，第二透镜30的阿贝数、第四透镜50的阿贝数还分别小于等于68，即满足68≥Vd2≥55。

在一个实施例中，可变焦式光学成像系统的系统缩放倍数K大于等于0.7。

具体的，利用系统缩放倍数K，可以得到不同结构参数呈倍数变化的光学成像系统，特别地，K≥0.7，而在本实施例或其他实施例的设置下，K还小于等于0.8，即满足0.8≥K≥0.7。

在一个实施例中，第一透镜组与第二透镜组可沿可变焦式光学成像系统的光轴左右移动，以使可变焦式光学成像系统的系统焦距可变。

上述实施例提供的技术方案，对可变焦式光学成像系统中光学参数的设置，将会得到一种焦距可变的成像系统，该系统在满足变焦倍率的前提下，尽可能地优化了系统的色差。同时，由于可变焦式光学成像系统经过了像差校正，因此可将可变焦式光学成像系统进行拆分、组合，得到多组定焦式光学成像系统与组合变焦式光学成像系统，且各组系统不仅降低了企业生产、设计成本，还实现了在多场景下调整后成像系统重复利用率的提高。

在一个具体实施例中，提供一种可变焦式光学成像系统，可参考图1。本实施例是在上述实施例的基础上进行具体化，本实施例所提供系统的具体参数为：图案显示片的口径D_g＝80mm，系统最长焦距f_m＝325mm，系统最短焦距f_s＝150mm，相空间F数W＝2.5，系统最长焦距f_m对应的系统总长度L_m＝430mm，第一透镜组的焦距f_f＝200mm，第二透镜组的焦距f_z＝400mm，第一透镜组的口径为D_f＝100mm，第二透镜组的口径为D_z＝140mm，系统的最小后焦距(图案显示片10到系统的距离)f_h＝24.5mm，视场为实际像高：0mm、15mm、30mm。

其中，图案显示片作为第一表面S1，第一透镜20朝向图案显示片10的表面为第二表面S2，朝向像侧60的表面为第三表面S3；第二透镜30朝向图案显示片10的表面为第三表面S3，朝向像侧60的表面为第四表面S4；第三透镜40朝向图案显示片10的表面为第五表面S5，朝向像侧60的表面为第六表面S6；第四透镜50朝向图案显示片10的表面为第六表面S6，朝向像侧60的表面为第七表面S7。

具体地，本实施例所提供的可变焦式光学成像系统，其各透镜各面的优选参数见下表：

参考图2A和图2B，图2A是一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下，在系统最长焦距时的点阵图；图2B是另一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下，在系统最短焦距时的点阵图。

如图2A和图2B所示，系统最长焦距时的可变焦式光学成像系统具有相对较小RMS(Root Mean Square)半径值，系统最短焦距时的可变焦式光学成像系统则具有相对较大的RMS半径值，即表示系统最长焦距的像差为δ₁，系统最短焦距的像差为δ₂，图2A和图2B的点阵结果可表示为δ₂≥δ₁。

由此可见，本实施例提出的可变焦式光学成像系统，系统最短焦距时的像差大于系统最长焦距时的像差。因此，可通过成像效果的像差大小来设定各焦距段的场曲补偿权重，即像差大的权重值大，像差小的权重值小。当a₁为系统最长焦距时的场曲补偿权重、a₂为系统最短焦距时的场曲补偿权重之时，a₂≥a₁，实际应用中的系统优化可利用该结果对图案显示片的曲率半径做出场曲补偿优化。

参考图3A和图3B，图3A是一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下，在系统最长焦距时的场曲/畸变曲线图；图3B是另一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下，在系统最短焦距时的场曲/畸变曲线图。

具体的，图3A和图3B中的曲线具体为486nm蓝光、587nm绿光，以及656nm红光照射可变焦式光学成像系统后的场曲/畸变曲线图；实线为子午线、虚线为弧失线。同时，系统最长焦距的可变焦式光学成像系统的场曲约为3mm，系统最短焦距的可变焦式光学成像系统的场曲约为4.3mm。因此，图3A和图3B的场曲曲线图进一步展示了系统最短焦距的可变焦式光学成像系统存在有最大场曲，而系统最长焦距的可变焦式光学成像系统存在有最小的场曲。

参考图4A和图4B，图4A是一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下，在系统最长焦距时的相对照度图；图2B是另一个实施例中可变焦式光学成像系统在可见光波段下，在系统最短焦距时的相对照度图。由图4A和图4B中所示曲线可见，系统最长焦距时的相对照度约为92％，而系统最短焦距时的相对照度约为98％，均具有很好的相对照度表现。

在另一个具体实施例中，提供一种可变焦式光学成像系统，可参考图1。本实施例是在上述实施例的基础上进行具体化，即将上述实施例中系统设计参数进行缩放，系统缩放倍数K＝0.714285倍，则缩放后的系统优选参数值见下表：

由于本实施例中所提供的光学成像系统，是在上述实施例系统参数的基础上进行整比例缩放，因此在本实施例中无需进行像差校正。

具体的，由于上述实施例满足像差要求，将上述实施例所提供光学成像系统进行组合或拆分，其中任意组合/拆分系统就能在实际应用中使用，并在满足一定图案显示片尺寸范围的基础上，得到多组定焦式光学成像系统，或由任意两组或多组透镜组组合而成的变焦式光学成像系统，具体组合或拆分系统的结构参数如下：

第一组定焦式光学成像系统：仅包括图案显示片10(D_g＝100mm)和第一透镜组(第一透镜20与第二透镜30组合的胶合透镜)。

第二组定焦式光学成像系统：仅包括图案显示片10(D_g＝140mm)和第二透镜组(第三透镜40与第四透镜50组合的胶合透镜)。

第三组定焦式光学成像系统：仅包括图案显示片10(D_g＝70mm)和K＝0.714285缩放后的第二透镜组(第一透镜20与第二透镜30组合的胶合透镜)。

第四组定焦式光学成像系统：仅包括图案显示片10(D_g＝100mm)和K＝0.714285缩放后的第二透镜组(第三透镜40与第四透镜50组合的胶合透镜)。

参考图5A至图5D，图5A是第一组定焦式光学成像系统在可见光波段下的点阵图；图5B是第二组定焦式光学成像系统在可见光波段下的点阵图；图5C是第三组定焦式光学成像系统在可见光波段下的点阵图；图5D是第四组定焦式光学成像系统在可见光波段下的点阵图。

如图5A至图5D所示，第四组定焦式光学成像系统具有相对较小RMS半径值，第二组定焦式光学成像系统具有相对第四组较大的RMS半径值，第三组定焦式光学成像系统具有相对第二组较大的RMS半径值，第一组定焦式光学成像系统具有相对第三组较大的RMS半径值。若第一组定焦式光学成像系统的像差为δ₁，第二组定焦式光学成像系统的像差为δ₂，第三组定焦式光学成像系统的像差为δ₃，第四组定焦式光学成像系统的像差为δ₄，则图5A至图5D的点阵结果可表示为δ₁≥δ₃≥δ₂≥δ₄。

在另一个实施例中，可将上述实施例所提供四组定焦式光学成像系统进行两两组合，得到八组组合变焦式光学成像系统，具体包括：

可参考图6A，图6A是由第二组定焦式光学成像系统两两组合所成系统A1在可见光波段下的点阵图。

可参考图6B，图6B是由第二组定焦式光学成像系统，和第四组定焦式光学成像系统A2两两组合所成系统在可见光波段下的点阵图。

可参考图6C，图6C是由第二组定焦式光学成像系统，和第三组定焦式光学成像系统两两组合所成系统A3在可见光波段下的点阵图。

如图6A至图6C所示，系统A3具有相对较小的RMS半径值，系统A1具有相对系统A3较大的RMS半径值，系统A2具有相对A1较大的RMS半径值。若系统A1的像差为δ₁，系统A2的像差为δ₂，系统A3的像差为δ₃，则图6A至图6C的点阵结果可表示为δ₂≥δ₁≥δ₃。

可参考图7A，图7A是由第一组定焦式光学成像系统两两组合所成系统B1在可见光波段下的点阵图。

可参考图7B，图7B是由第一组定焦式光学成像系统，和第四组定焦式光学成像系统两两组合所成系统B2在可见光波段下的点阵图。

可参考图7C，图7C是由第一组定焦式光学成像系统，和第三组定焦式光学成像系统两两组合所成系统B3在可见光波段下的点阵图。

如图7A至图7C所示，系统B2具有相对较小的RMS半径值，系统B3具有相对系统B2较大的RMS半径值，系统B1具有相对B3较大的RMS半径值。若系统B1的像差为δ₁，系统B2的像差为δ₂，系统B3的像差为δ₃，则图7A至图7C的点阵结果可表示为δ₁≥δ₃≥δ₂。

可参考图8，图8是由第四组定焦式光学成像系统两两组合所成系统在可见光波段下的点阵图。

可参考图9，图9是由第三组定焦式光学成像系统两两组合所成系统在可见光波段下的点阵图。

需要说明的是，本申请通过上述多个实施例的具体描述，完成了对可变焦光学成像系统的设计、像差限定以及色差校正等技术实现，使得本申请所提出可变焦光学成像系统中的任意一组胶合透镜，不仅可作为独立的透镜组单体构成定焦式光学成像系统，还能够与本申请所提出其他的胶合透镜(包括本申请中某组胶合透镜进行等比例缩放而产生的新胶合透镜组)进行不同形式的组合，从而得到不同焦距的变焦系统。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述间接，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了对本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种可变焦式光学成像系统，其特征在于，系统由物侧至像侧依次包括：图案显示片、第一透镜组以及第二透镜组；

所述第一透镜组由所述图案显示片至所述像侧依次设置有第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜组成一个胶合透镜；所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正；

所述第二透镜组由所述图案显示片至所述像侧依次设置有第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和所述第四透镜组成一个胶合透镜；所述第三透镜的光焦度为负，所述第四透镜的光焦度为正；

所述第一透镜组与所述第二透镜组可沿所述可变焦式光学成像系统的光轴左右移动，以使所述可变焦式光学成像系统的系统焦距可变。

2.根据权利要求1所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述系统经过了像差校正。

3.根据权利要求2所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的折射率、所述第三透镜的折射率分别大于等于1.6；所述第二透镜的折射率、所述第四透镜的折射率分别大于等于1.55。

4.根据权利要求3所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的折射率、所述第三透镜的折射率分别小于等于1.8。

5.根据权利要求3所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜的折射率、所述第四透镜的折射率分别小于等于1.75。

6.根据权利要求2至5任一项所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的阿贝数、所述第三透镜的阿贝数分别大于等于27；所述第二透镜的阿贝数、所述第四透镜的阿贝数分别大于等于55。

7.根据权利要求6所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜的阿贝数、所述第三透镜的阿贝数分别小于等于35。

8.根据权利要求6所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述第二透镜的阿贝数、所述第四透镜的阿贝数分别小于等于68。

9.根据权利要求1所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述图案显示片的口径与所述系统最短焦距之比大于等于1.8。

10.根据权利要求1所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜组的口径、所述第二透镜组的口径分别与所述系统最长焦距之比大于等于1.8。

11.根据权利要求1所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统的像空间F数大于等于1.8。

12.根据权利要求1所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述系统最长焦距对应的系统总长度与所述系统最长焦距之比大于等于1。

13.根据权利要求1所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第三透镜分别为凸面朝向所述图案显示片的弯月形透镜，所述第二透镜、所述第四透镜分别为双凸透镜。

14.根据权利要求1所述的可变焦式光学成像系统，其特征在于，所述可变焦式光学成像系统的系统缩放倍数K大于等于0.7。