CN110927940B - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种摄像装置，所述摄像装置包括：第一光学系统、第二光学系统。所述第二光学系统从物侧至像侧依序包括：次反射镜；主反射镜，其中心区域具有开孔；以及透镜组。来自所述物侧的光在依序经过所述主反射镜和次反射镜反射后透过所述开孔入射至所述透镜组，并且所述透镜组中至少一个透镜具有非球面镜面，其中，所述第一光学系统的总有效焦距F1与所述第二光学系统的总有效焦距F2满足：F2/F1＞10。

Description

摄像装置

技术领域

本申请涉及光学装置领域，具体地，涉及一种摄像装置。

背景技术

随着智能手机等便携式电子产品行业的快速发展，便携式电子产品的镜头也得到了迅速的发展。

一般而言，用户期望能够使用便携式电子产品完成多种场景的拍摄任务，例如远景、近景甚至于微距。另一方面，用户期望在每一种场景下都获得成像品质尽量高的图像。考虑到便携式电子产品的紧凑的内部空间，这样的用户需求对摄像装置的设计提出了很大的挑战。

发明内容

本申请一方面提供了这样一种摄像装置，该摄像装置包括：第一光学系统、第二光学系统。第一光学系统沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜。第二光学系统从物侧至像侧依序包括：次反射镜、主反射镜(其中心区域具有开孔)、透镜组。来自物侧的光在依序经过主反射镜和次反射镜反射后透过开孔入射至透镜组。

在一个实施方式中，透镜组中至少一个透镜具有非球面镜面。

在一个实施方式中，第一光学系统的总有效焦距F1与第二光学系统的总有效焦距F2可满足：F2/F1＞10。

在一个实施方式中，第二光学系统的透镜组沿着光轴由主反射镜至像侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜；具有负光焦度的第二透镜；以及具有正光焦度的第三透镜。

在一个实施方式中，第二光学系统的次反射镜至第二光学系统的成像面在光轴上的距离TTL2与第二光学系统的总有效焦距F2可满足：TTL2/F2＜0.5。

在一个实施方式中，第二光学系统的主反射镜的外圆周的有效半径DT1与第二光学系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH2可满足：3.0＜DT1/ImgH2＜3.5。

在一个实施方式中，第二光学系统的次反射镜的有效半径DT2与第二光学系统的主反射镜的外圆周的有效半径DT1可满足：0.2＜DT2/DT1＜0.5。

在一个实施方式中，第二光学系统的次反射镜和主反射镜的圆锥系数均可小于-1.0。

在一个实施方式中，第二光学系统的第三透镜的像侧面至第二光学系统的成像面在光轴上的距离BFL与第二光学系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH2可满足：3.0＜BFL/ImgH2＜3.5。

在一个实施方式中，第二光学系统的第一透镜的折射率N1、第二光学系统的第二透镜的折射率N2以及第二光学系统的第三透镜的折射率N3可满足：1.5＜(N1+N2+N3)/3＜1.6。

在一个实施方式中，第二光学系统的总有效焦距F2与第二光学系统的主反射镜的曲率半径R1可满足：-1.0＜F2/R1＜-0.5。

在一个实施方式中，第二光学系统的总有效焦距F2与第二光学系统的次反射镜的曲率半径R2可满足：-1.2＜F2/R2＜-0.9。

在一个实施方式中，第二光学系统的总有效焦距F2与第二光学系统的第一透镜的有效焦距f1可满足：4.0＜F2/f1＜5.0。

在一个实施方式中，第二光学系统的总有效焦距F2与第二光学系统的第二透镜的有效焦距f2可满足：-8.0＜F2/f2＜-7.0。

在一个实施方式中，第二光学系统的总有效焦距F2与第二光学系统的第三透镜的有效焦距f3可满足：3.0＜F2/f3＜4.0。

在一个实施方式中，第一光学系统的第一透镜的物侧面至第一光学系统的成像面在第一光学系统的光轴上的距离TTL1与第一光学系统的总有效焦距F1可满足：TTL1/F1＜1.2。

在一个实施方式中，第一光学系统的总有效焦距F1与第一光学系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH1可满足：ImgH1/F1＞0.9。

本申请通过将RC反射光学系统和非球面透镜组合在一起，通过合理分配各透镜的光焦度、折射率等，使得上述摄像装置具有小尺寸、长焦距、结构紧凑、高像质以及低畸变等至少一个有益效果。该系统又搭配了另一光学系统，组成一种摄像装置，该摄像装置可达到10倍以上的光学变焦倍数，从而能够完成多种场景的拍摄任务。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了根据本申请实施例1的第二光学系统的结构示意图；

图2A至图2D分别示出了实施例1的第二光学系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图3示出了根据本申请实施例2的第二光学系统的结构示意图；

图4A至图4D分别示出了实施例2的第二光学系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图5示出了根据本申请实施例3的第二光学系统的结构示意图；

图6A至图6D分别示出了实施例3的第二光学系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图7示出了根据本申请实施例4的第一光学系统的结构示意图；

图8A至图8D分别示出了实施例4的第一光学系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图9示出了根据本申请实施例5的第一光学系统的结构示意图；

图10A至图10D分别示出了实施例5的第一光学系统的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜最靠近被摄物体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过于形式化解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。

根据本申请示例性实施方式的摄像装置可包括例如第一光学系统、第二光学系统。第一光学系统可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜。第一光学系统是七片式透镜，这七片镜片沿着光轴从物侧至像侧依序排列。第一透镜至第七透镜中的任意相邻两镜片之间均可具有间隔距离。第二光学系统从物侧至像侧可依序包括次反射镜、主反射镜(其中心区域具有开孔)、透镜组。来自物侧的光在依序经过主反射镜和次反射镜反射后透过主反射镜的开孔入射至透镜组。次反射镜至透镜组中的任意相邻两镜片之间均可具有间隔距离。透镜组包括三片具有光焦度的透镜，分别是第一透镜、第二透镜和第三透镜。这三片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。第一透镜至第三透镜中的任意相邻两镜片之间均可具有间隔距离。

第一光学系统搭配第二光学系统，使得摄像装置的光学变焦可达到10倍以上。第二光学系统通过使用两个反射镜折返光路，在满足系统超长等效焦距、高像质特点的同时，也能满足系统尺寸小、结构紧凑的需求。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：F2/F1＞10，其中，F1是第一光学系统的总有效焦距，F2是第二光学系统的总有效焦距。满足F2/F1＞10，使得整个双摄透镜组具有良好的变焦摄远功能。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：第二光学系统的透镜组沿着光轴由主反射镜至像侧可依序包括：具有正光焦度的第一透镜；具有负光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜。合理分配第二光学系统透镜的光焦度，能够使得第二光学系统具有较长的焦距，与第一光学系统搭配使用，从而满足10倍以上光学变焦的功能的同时，还能够有效地减小系统像差，使得整个系统具有像质高、焦距长的特点。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：TTL2/F2＜0.5，其中，TTL2是第二光学系统的次反射镜至第二光学系统的成像面在光轴上的距离，F2是第二光学系统的总有效焦距。更具体地，TTL2和F2进一步可满足：TTL2/F2＜0.3。满足TTL2/F2＜0.5，有效地保证了第二光学系统具有超长焦距的特点。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：3.0＜DT1/ImgH2＜3.5，其中，DT1是第二光学系统的主反射镜的外圆周的有效半径，ImgH2是第二光学系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半。更具体地，DT1和ImgH2进一步可满足：3.0＜DT1/ImgH2＜3.3。满足3.0＜DT1/ImgH2＜3.5，有效保证了组合式镜头的小型化。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：0.2＜DT2/DT1＜0.5，其中，DT2是第二光学系统的次反射镜的有效半径，DT1是第二光学系统的主反射镜的外圆周的有效半径。更具体地，DT2和DT1进一步可满足：0.4＜DT2/DT1＜0.5。满足0.2＜DT2/DT1＜0.5，可以合理的控制系统的整体尺寸大小，使得系统在性能上满足高要求的同时，在结构上也能满足小型化的要求。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：K＜-1.0，其中，K是第二光学系统的任一反射镜的圆锥系数。满足K＜-1.0，保证了反射镜面型为双曲面。应理解，主反射镜和次反射镜可具有不同的圆锥系数，但两者可均小于-1.0。具有两个面为双曲面的反射镜，能够有效地减小系统中的球差、场曲、彗差等像差，同时使得系统具有焦距长和孔径大的特点。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：3.0＜BFL/ImgH2＜3.5，其中，BFL是第二光学系统的第三透镜的像侧面至第二光学系统的成像面在光轴上的距离，是ImgH2第二光学系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半。更具体地，BFL和ImgH2进一步可满足：3.0＜BFL/ImgH2＜3.3。满足3.0＜BFL/ImgH2＜3.5，使得系统在满足焦距长、像质高的特性的同时，让系统的结构更为紧凑和小型化。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：1.5＜(N1+N2+N3)/3＜1.6，其中，N1是第二光学系统的第一透镜的折射率，N2是第二光学系统的第二透镜的折射率，N3是第二光学系统的第三透镜的折射率。满足1.5＜(N1+N2+N3)/3＜1.6，通过合理选择系统镜片的材料，使得系统的有效焦距能够达到要求的值，同时也能够保证系统像质高、像差小的优势。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：-1.0＜F2/R1＜-0.5，其中，F2是第二光学系统的总有效焦距，R1是第二光学系统的主反射镜的曲率半径。更具体地，F2和R1进一步可满足：-0.9＜F2/R1＜-0.8。满足-1.0＜F2/R1＜-0.5，在满足系统有效焦距的同时，控制主反射镜的形状，搭配次反射镜和其他镜片，有效地矫正系统的各种像差。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：-1.2＜F2/R2＜-0.9，其中，F2是第二光学系统的总有效焦距，R2是第二光学系统的次反射镜的曲率半径。更具体地，F2和R2进一步可满足：-1.2＜F2/R2＜-1.0。满足-1.2＜F2/R2＜-0.9，在满足系统有效焦距的同时，控制次反射镜的形状，搭配主反射镜和其他镜片，能够有效地矫正系统的各种像差。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：4.0＜F2/f1＜5.0，其中，F2是第二光学系统的总有效焦距，f1是第二光学系统的第一透镜的有效焦距。更具体地，F2和f1进一步可满足：4.4＜F2/f1＜4.7。满足4.0＜F2/f1＜5.0，能够有效地控制第一透镜的有效焦距对整个系统的有效焦距的贡献，从而使系统的总有效焦距达到一个较大的理想的值。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：-8.0＜F2/f2＜-7.0，其中，F2是第二光学系统的总有效焦距，f2是第二光学系统的第二透镜的有效焦距。更具体地，F2和f2进一步可满足：-7.9＜F2/f2＜-7.3。满足-8.0＜F2/f2＜-7.0，能够有效地控制第二透镜的有效焦距对整个系统的有效焦距的贡献，从而使系统的总有效焦距达到一个较大的理想的值。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：3.0＜F2/f3＜4.0，其中，F2是第二光学系统的总有效焦距，f3是第二光学系统的第三透镜的有效焦距。更具体地，F2和f3进一步可满足：3.3＜F2/f3＜3.6。满足3.0＜F2/f3＜4.0，能够有效地控制第三透镜的有效焦距对整个系统的有效焦距的贡献，从而使系统的总有效焦距达到一个较大的理想的值。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：TTL1/F1＜1.2，其中，TTL1是第一光学系统的第一透镜的物侧面至第一光学系统的成像面在第一光学系统的光轴上的距离，F1是第一光学系统的总有效焦距。满足TTL1/F1＜1.2，能够有效地保证系统的长焦特性。

在示例性实施方式中，根据本申请的摄像装置可满足：ImgH1/F1＞0.9，其中，F1是第一光学系统的总有效焦距，ImgH1是第一光学系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半。满足ImgH1/F1＞0.9，可以有效地保证系统超薄的特性。

可选地，上述摄像装置还可包括设置在第二光学系统的第二透镜上的光阑。可选地，上述摄像装置还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。

本申请提出了一种七片式的第一光学系统，RC反射光学系统和三片式透镜组合的第二光学系统，并将第一光学系统和第二光学系统组合形成的长焦摄像装置。通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度、曲率半径以及各透镜之间的轴上间距等，可以实现在采用较少的设计自由度同时，保证摄像装置具有长焦和高分辨率的特点。

然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成摄像装置的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，虽然在实施方式中以第一光学系统和第二光学系统为例进行了描述，但是该摄像装置不限于包括第一光学系统和第二光学系统。如果需要，该摄像装置还可包括其它数量的光学系统。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的摄像装置的第一光学系统和第二光学系统的具体实施例。其中，实施例1-3是第二光学系统的实施例，而实施例4-5是第一光学系统的实施例。以下各实施例可根据其透镜组类型而组合以形成6种不同的摄像装置。这些摄像装置的配置如下所示：

1)实施例1+实施例4；

2)实施例1+实施例5；

3)实施例2+实施例4；

4)实施例2+实施例5；

5)实施例3+实施例4；以及

6)实施例3+实施例5。

实施例1

以下参照图1至图2D描述根据本申请实施例1的第二光学系统。图1示出了根据本申请实施例1的第二光学系统的结构示意图。

如图1所示，第二光学系统由物侧至像侧依序包括：次反射镜E2、主反射镜E1、第一透镜E3、第二透镜E4、第三透镜E5和成像面S9。

次反射镜E2可具有双曲面S2。主反射镜E1可具有双曲面S1。第一透镜E3具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面。第二透镜E4具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凹面。第三透镜E5具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

表1示出了实施例1的第二光学系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。

表1

在本示例中，第二光学系统的总有效焦距f为72.94mm，第二光学系统的最大视场角FOV为4.9°。

在实施例1中，第一透镜E3至第三透镜E5中的任意一个透镜的像侧面均为球面。

在实施例1中，第一透镜E3至第三透镜E5中的任意一个透镜的物侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表2给出了可用于实施例1中各非球面镜面S3、S5、S7的高次项系数A₄、A₆、A₈和A₁₀。

面号	A4	A6	A8	A10
					S3	7.5502E-04	-1.6509E-05	3.0471E-07	-2.1006E-09
S5	5.1074E-04	-1.1288E-05	9.9836E-08	-1.4139E-10
					S7	6.9146E-04	-1.7754E-05	5.8481E-07	-8.5994E-09

表2

图2A示出了实施例1的第二光学系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图2B示出了实施例1的第二光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图2C示出了实施例1的第二光学系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图2D示出了实施例1的第二光学系统的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图2A至图2D可知，实施例1所给出的第二光学系统能够实现良好的成像品质。

实施例2

以下参照图3至图4D描述根据本申请实施例2的第二光学系统。在本实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了根据本申请实施例2的第二光学系统的结构示意图。

如图3所示，第二光学系统由物侧至像侧依序包括：次反射镜E2、主反射镜E1、第一透镜E3、第二透镜E4、第三透镜E5和成像面S9。

次反射镜E2可具有双曲面S2。主反射镜E1可具有双曲面S1。第一透镜E3具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面。第二透镜E4具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凹面。第三透镜E5具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

在本示例中，第二光学系统的总有效焦距f为87.53mm，第二光学系统的最大视场角FOV为4.9°。第一透镜E3至第三透镜E5中的任意一个透镜的像侧面均为球面。

表3示出了实施例2的第二光学系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。表4示出了可用于实施例2中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表3

表4

图4A示出了实施例2的第二光学系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图4B示出了实施例2的第二光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4C示出了实施例2的第二光学系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图4D示出了实施例2的第二光学系统的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图4A至图4D可知，实施例2所给出的第二光学系统能够实现良好的成像品质。

实施例3

以下参照图5至图6D描述根据本申请实施例3的第二光学系统。在本实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图5示出了根据本申请实施例3的第二光学系统的结构示意图。

如图5所示，第二光学系统由物侧至像侧依序包括：次反射镜E2、主反射镜E1、第一透镜E3、第二透镜E4、第三透镜E5和成像面S9。

次反射镜E2可具有双曲面S2。主反射镜E1可具有双曲面S1。第一透镜E3具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面。第二透镜E4具有负光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凹面。第三透镜E5具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

在本示例中，第二光学系统的总有效焦距f为80.24mm，第二光学系统的最大视场角FOV为4.9°。第一透镜E3至第三透镜E5中的任意一个透镜的像侧面均为球面。

表5示出了实施例3的第二光学系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。表6示出了可用于实施例3中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表5

面号	A4	A6	A8	A10
					S3	5.6726E-04	-1.0251E-05	1.5637E-07	-8.9088E-10
S5	3.8372E-04	-7.0090E-06	5.1232E-08	-5.9964E-11
					S7	5.1950E-04	-1.1024E-05	3.0010E-07	-3.6470E-09

表6

图6A示出了实施例3的第二光学系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图6B示出了实施例3的第二光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图6C示出了实施例3的第二光学系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图6D示出了实施例3的第二光学系统的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图6A至图6D可知，实施例3所给出的第二光学系统能够实现良好的成像品质。

实施例4

以下参照图7至图8D描述了根据本申请实施例4的第一光学系统。图7示出了根据本申请实施例4的第一光学系统的结构示意图。

如图7所示，第一光学系统由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤光片E8和成像面S17。

第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有负光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面。第六透镜E6具有正光焦度，其物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面。第七透镜E7具有负光焦度，其物侧面S13为凹面，像侧面S14为凹面。滤光片E8具有物侧面S15和像侧面S16。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17上。

表7示出了实施例4的第一光学系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。

表7

在本示例中，第一光学系统的总有效焦距f为6.62mm，第一光学系统的最大视场角FOV为87.8°。

在实施例4中，第一透镜E1至第七透镜E7中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表2给出了可用于实施例1中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

-1.2372E-03

7.3054E-03

-1.3673E-02

1.6459E-02

-1.2807E-02

6.4084E-03

-1.9944E-03

3.5053E-04

-2.6732E-05

S2

-3.0576E-03

-1.6668E-04

2.3119E-02

-4.9249E-02

5.2100E-02

-3.2199E-02

1.1754E-02

-2.3498E-03

1.9811E-04

S3

-1.2928E-02

9.4709E-04

3.0118E-02

-6.6133E-02

7.3832E-02

-4.8466E-02

1.8875E-02

-4.0346E-03

3.6429E-04

S4

-8.4167E-03

-1.7363E-03

3.3134E-02

-8.7209E-02

1.3230E-01

-1.2132E-01

6.6837E-02

-2.0312E-02

2.6311E-03

S5

-1.5335E-02

5.7235E-03

-3.1593E-02

7.1237E-02

-9.2544E-02

7.1662E-02

-3.2295E-02

7.7706E-03

-7.6699E-04

S6

-1.1271E-02

-1.1075E-02

3.8446E-02

-8.3728E-02

1.1228E-01

-9.1443E-02

4.4544E-02

-1.1809E-02

1.3013E-03

S7

-1.8906E-02

-2.3317E-02

5.9638E-02

-1.0934E-01

1.2169E-01

-8.3008E-02

3.3995E-02

-7.5574E-03

6.9403E-04

S8

-2.3027E-02

-1.4783E-03

4.7335E-03

-1.0278E-02

8.5400E-03

-3.7630E-03

9.0962E-04

-1.0174E-04

2.9338E-06

S9

-5.1036E-02

1.9679E-02

-1.0463E-02

3.5983E-03

-1.0105E-03

1.9385E-04

-1.3079E-05

-1.0824E-06

1.3434E-07

S10

-6.0065E-02

2.2206E-02

-7.8250E-03

1.9909E-03

-3.9141E-04

6.6262E-05

-8.2700E-06

5.9736E-07

-1.8039E-08

S11

-2.6145E-02

-5.8706E-04

1.7109E-03

-8.0431E-04

1.9874E-04

-2.9562E-05

2.6770E-06

-1.3440E-07

2.8370E-09

S12

-9.1447E-04

-5.9431E-03

1.7182E-03

-2.6968E-04

2.6043E-05

-1.2043E-06

-1.3067E-08

3.5055E-09

-9.5188E-11

S13

-2.3444E-02

2.5711E-03

6.2884E-04

-1.5368E-04

1.4965E-05

-8.1821E-07

2.6359E-08

-4.6946E-10

3.5780E-12

S14

-2.2134E-02

3.6695E-03

-3.0028E-04

5.4853E-06

1.0764E-06

-1.0642E-07

4.5550E-09

-9.6379E-11

8.1094E-13

表8

图8A示出了实施例4的第一光学系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图8B示出了实施例4的第一光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图8C示出了实施例4的第一光学系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图8D示出了实施例4的第一光学系统的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图8A至图8D可知，实施例4所给出的第一光学系统能够实现良好的成像品质。

实施例5

以下参照图9至图10D描述了根据本申请实施例5的第一光学系统。图9示出了根据本申请实施例5的第一光学系统的结构示意图。

如图9所示，第一光学系统由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤光片E8和成像面S17。

第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有负光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面。第五透镜E5具有负光焦度，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面。第六透镜E6具有正光焦度，其物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面。第七透镜E7具有负光焦度，其物侧面S13为凹面，像侧面S14为凹面。滤光片E8具有物侧面S15和像侧面S16。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17上。

在本示例中，第一光学系统的总有效焦距f为6.85mm，第一光学系统的最大视场角FOV为85.5°。

表9示出了实施例5的第一光学系统的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。表10示出了可用于实施例5中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例4中给出的公式(2)限定。

表9

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

8.5098E-02

-3.5122E-02

1.6756E-02

-8.5459E-03

5.2011E-03

-3.1564E-03

1.6999E-03

-6.9490E-04

1.8696E-04

S2

3.6270E-02

-5.6464E-02

3.4545E-02

4.4092E-03

-2.2870E-02

2.2743E-02

-1.4483E-02

5.1237E-03

-1.1262E-03

S3

-1.1660E-01

-7.2716E-04

1.8144E-02

-7.7704E-03

-9.4056E-04

4.3547E-03

-4.7199E-03

1.9168E-03

-5.6998E-04

S4

2.0467E-02

-4.8404E-02

3.5916E-04

1.2100E-02

6.5157E-03

-2.0127E-02

1.6108E-02

-6.7866E-03

1.2447E-03

S5

-2.4374E-01

3.7291E-02

-3.4405E-03

-1.9955E-03

9.4524E-05

5.4532E-04

-4.5185E-04

1.4262E-04

-2.7852E-05

S6

-2.3592E-01

9.2749E-02

-4.0701E-02

1.9913E-02

-1.1012E-02

5.8940E-03

-2.6674E-03

8.5902E-04

-1.3272E-04

S7

-1.9563E-01

-1.6697E-02

-3.2116E-03

-5.1881E-04

-5.9670E-04

-3.1702E-04

-2.3772E-04

-9.2162E-05

-3.4690E-05

S8

-3.5946E-01

2.9270E-02

2.4749E-02

8.6791E-03

-2.0694E-03

-3.0477E-03

-2.1602E-03

-8.2404E-04

-2.2786E-04

S9

-8.8536E-01

1.9735E-02

1.6185E-02

1.4505E-02

-4.4017E-03

-3.3705E-03

-1.5746E-03

-3.1236E-04

-4.2786E-05

S10

-9.6932E-01

9.6506E-02

-4.0832E-02

-2.1075E-03

-7.3852E-03

-3.5779E-04

-7.4431E-04

-3.4065E-04

-1.1798E-04

S11

-1.4147E+00

3.2622E-01

5.4739E-02

-6.2351E-02

-2.1931E-02

6.5051E-03

-2.1144E-03

-3.9243E-03

-5.7938E-04

S12

-1.8000E-01

-4.5397E-02

1.4612E-01

-3.2705E-03

-3.5400E-02

-9.4872E-03

2.3927E-04

1.9463E-03

2.7725E-03

S13

1.7402E+00

6.2567E-02

-1.8881E-01

1.4519E-01

-7.6250E-02

2.8678E-02

-7.8867E-03

1.5676E-03

-1.7318E-04

S14

-1.8384E+00

2.2601E-01

-1.3219E-01

7.3591E-02

-2.6020E-02

1.2456E-02

-7.1777E-03

8.1348E-04

3.4130E-04

表10

图10A示出了实施例5的第一光学系统的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图10B示出了实施例5的第一光学系统的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图10C示出了实施例5的第一光学系统的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图10D示出了实施例5的第一光学系统的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图10A至图10D可知，实施例5所给出的第一光学系统能够实现良好的成像品质。

综上，实施例1至实施例5分别满足表11中所示的关系。

表11

本申请还提供一种成像装置，其电子感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。成像装置可以是诸如数码相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如手机等移动电子设备上的成像模块。该成像装置装配有以上描述的摄像装置。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (15)

1.摄像装置，其特征在于，所述摄像装置包括：

第一光学系统；

第二光学系统，所述第二光学系统从物侧至像侧依序包括：

次反射镜；

主反射镜，其中心区域具有开孔；以及

透镜组，来自所述物侧的光在依序经过所述主反射镜和次反射镜反射后透过所述开孔入射至所述透镜组，并且所述透镜组中至少一个透镜具有非球面镜面，

其中，所述第一光学系统的总有效焦距F1与所述第二光学系统的总有效焦距F2满足：F2/F1＞10。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述透镜组沿着光轴由主反射镜至所述像侧依序包括：

具有正光焦度的第一透镜；

具有负光焦度的第二透镜；以及

具有正光焦度的第三透镜。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述次反射镜至所述第二光学系统的成像面在所述光轴上的距离TTL2与所述第二光学系统的总有效焦距F2满足：TTL2/F2＜0.5。

4.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述主反射镜的外圆周的有效半径DT1与所述第二光学系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH2满足：3.0＜DT1/ImgH2＜3.5。

5.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述次反射镜的有效半径DT2与所述主反射镜的外圆周的有效半径DT1满足：0.2＜DT2/DT1＜0.5。

6.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述次反射镜和所述主反射镜的圆锥系数均小于-1.0。

7.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述第三透镜的像侧面至所述第二光学系统的成像面在所述光轴上的距离BFL与所述第二光学系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH2满足：3.0＜BFL/ImgH2＜3.5。

8.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述第一透镜的折射率N1、所述第二透镜的折射率N2以及所述第三透镜的折射率N3满足：1.5＜(N1+N2+N3)/3＜1.6。

9.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述第二光学系统的总有效焦距F2与所述主反射镜的曲率半径R1满足：-1.0＜F2/R1＜-0.5。

10.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述第二光学系统的总有效焦距F2与所述次反射镜的曲率半径R2满足：-1.2＜F2/R2＜-0.9。

11.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述第二光学系统的总有效焦距F2与所述第一透镜的有效焦距f1满足：4.0＜F2/f1＜5.0。

12.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述第二光学系统的总有效焦距F2与所述第二透镜的有效焦距f2满足：-8.0＜F2/f2＜-7.0。

13.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述第二光学系统的总有效焦距F2与所述第三透镜的有效焦距f3满足：3.0＜F2/f3＜4.0。

14.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述第一光学系统沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；

所述第一光学系统的第一透镜的物侧面至所述第一光学系统的成像面在所述第一光学系统的光轴上的距离TTL1与所述第一光学系统的总有效焦距F1满足：TTL1/F1＜1.2。

15.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于，所述第一光学系统的总有效焦距F1与所述第一光学系统的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH1满足：ImgH1/F1＞0.9。

Images