CN113031234A - 光学系统、摄像模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。光学系统由物侧至像侧依次包括：可旋转镜组，包括第一子透镜，其物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面，可旋转镜组的物侧端与像侧端能够调转以使光学系统转换为长焦模式；及后镜组，包括具有正屈折力的第二透镜，其物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；具有负屈折力的第三透镜，其物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；具有屈折力的第四透镜，其物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；具有负屈折力的第五透镜，其物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；及具有正屈折力的第六透镜，其物侧面于近光轴处为凸面。上述光学系统在大视角模式及长焦模式之间切换时均能拥有良好的成像品质。

Description

光学系统、摄像模组及电子设备

技术领域

本发明涉及摄影成像技术领域，特别是涉及一种光学系统、摄像模组及电子设备。

背景技术

目前传统的具有摄像功能的电子设备中，一般会设置具有长焦镜头及大视角镜头的摄像模组以对应不同的拍摄需求。例如，当需要从远景拍摄切换至大视场拍摄时，电子设备的终端系统则将长焦镜头的成像画面切换至大视角镜头的成像画面，以此满足由窄视角至大视角拍摄范围的切换。

但是这种传统设计不可避免的需要设置两个或以上的不同种类的镜头，同时需要配备相同数量的图像传感器，这一方面会明显增大设备成本，另一方面则会过多占用电子设备的容置空间，从而阻碍电子设备的小型化设计。

发明内容

基于此，有必要针对如何降低摄像模组的制备成本及整体尺寸的问题，提供一种光学系统、摄像模组及电子设备。

一种光学系统，具有大视角模式和长焦模式，所述光学系统处于大视角模式时沿光轴由物侧至像侧依次包括：

可旋转镜组，包括第一子透镜，所述光学系统处于大视角模式时，所述第一子透镜的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面，所述可旋转镜组的物侧端与像侧端能够调转以使所述光学系统转换为所述长焦模式；及

后镜组，包括具有正屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；具有负屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；具有屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；具有负屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；以及具有正屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面。

通过使所述可旋转镜组及所述后镜组中的透镜屈折力及面型满足上述设计，所述光学系统在大视角模式及长焦模式之间切换时能够使成像像差得到良好的校正，从而使光学系统在上述两种模式下均能拥有良好的成像品质。另一方面，由于上述光学系统通过调转所述可旋转镜组的两端即可在大视角模式与长焦模式之间切换，以此可实现采用一个镜头满足不同拍摄需求的设计，不必在摄像模组中设置过多的镜头，从而有利于降低摄像模组的制备成本，同时也有利于降低摄像模组的整体尺寸，从而可减小摄像模组在电子设备中的占据空间，以此有利于电子设备的小型化设计。

在其中一个实施例中，所述可旋转镜组还包括第二子透镜，所述光学系统处于大视角模式时，所述第二子透镜设于所述第一子透镜的像侧，且所述第二子透镜的像侧面于近光轴处为凸面，所述第二子透镜能够随所述第一子透镜同步转动。

通过在所述可旋转镜组中设置所述第二子透镜，所述光学系统在大视角模式及长焦模式之间切换时依然能够使成像像差得到良好的校正，从而使光学系统在上述两种模式下均能拥有良好的成像品质。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

fa/fb＜0.9；

fa为所述光学系统于大视角模式下的有效焦距，fb为所述光学系统于长焦模式下的有效焦距。满足该关系条件时，可增大光学系统在大视角模式与长焦模式下的视场角差异，从而使光学系统的视角拥有更大的可调范围，能够更好地满足消费者的不同拍摄需求。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

fg2/fb≤0.9；

fg2为所述后镜组的有效焦距，fb为所述光学系统于长焦模式下的有效焦距。满足该关系条件时，长焦模式下的光学系统的有效焦距能够被后镜组的有效焦距合理约束，从而能够减小光学系统的视场角，有利于增大光学系统在大视角模式与长焦模式下的视场角差异。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

fg2/fa＞1.1；

fg2为所述后镜组的有效焦距，fa为所述光学系统于大视角模式下的有效焦距。满足该关系条件时，大视角模式下的光学系统的有效焦距能够被后镜组的有效焦距合理约束，从而能够增大光学系统的视场角，有利于增大光学系统在大视角模式与长焦模式下的视场角差异。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

Gr1/Gr2＜1；

Gr1为所述可旋转镜组在所述大视角模式下最靠近物侧的透镜表面于光轴处的曲率半径，Gr2为所述可旋转镜组在所述大视角模式下最靠近像侧的透镜表面于光轴处的曲率半径。满足该关系时，能够使可旋转镜组两端的透镜表面面型得到合理约束，增大可旋转镜组在调转两端前以及调转两端后的有效焦距的变化差异，从而提高可旋转镜组的翻转对光学系统的视场角的影响，使光学系统在大视角模式及长焦模式下的视场角差异更为显著。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

(GT1/2)+D1-SD1＞0.5mm；

GT1为所述可旋转镜组中最靠近物侧的透镜表面至最靠近像侧的透镜表面于光轴上的距离，D1为在大视角模式下所述可旋转镜组中最靠近像侧的透镜表面至所述第二透镜的物侧面于光轴上的距离，SD1为所述可旋转镜组中各透镜表面的最大有效半径中的最大值。满足该关系条件时，可旋转镜组的径向尺寸、轴向尺寸以及到后镜组的间隔距离之间能够得到合理约束，从而能够避免可旋转镜组的径向结构在翻转时与后镜组发生碰撞。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

fg1/[D1*(fg1+fg2)]＞0.1mm^-1；

fg1为所述可旋转镜组于大视角模式下的有效焦距，fg2为所述后镜组的有效焦距，D1为在大视角模式下所述可旋转镜组中最靠近像侧的透镜表面至所述第二透镜的物侧面于光轴上的距离。满足该关系条件时，可旋转镜组与后镜组之间的间隔距离以及两者的有效焦距之间能够得到合理约束，从而可增大可旋转镜组在调转两端后对光学系统的视场角的影响，使光学系统在大视角模式及长焦模式下的视场角差异更为显著。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

1＜Imgh/[fb*tan(FOVb/2)]＜1.06；

Imgh为所述光学系统的最大成像圆的半径，fb为所述光学系统于长焦模式下的有效焦距，FOVb为所述光学系统于长焦模式下的最大视场角。满足上述关系时，所述光学系统于长焦模式下的畸变能够被有效抑制。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

(R6+R3)/(R6-R3)＞1；

R3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。对于拥有上述透镜设计的光学系统而言，第二透镜的物侧面及第三透镜的像侧面能够对光学系统的球差起到主要的校正作用，当满足该关系时，第二透镜的物侧面及第三透镜的像侧面之间的面型能够被合理约束，从而可以对系统的一阶像差实现良好的校正，提升光学系统成像质量。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

GTL/fg2＜1.1；

GTL为所述第二透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离，fg2为所述后镜组的有效焦距。满足该关系时，所述后镜组能够拥有较长的有效焦距，同时配合上述透镜屈折力及面型配置，可促使旋转镜组在调转两端后均能与后镜组形成良好的配合，使光学系统的像差在大视角模式与长焦模式之间切换时均能够得到较好的抑制。

在其中一个实施例中，所述光学系统满足以下关系：

1.5＜GTL/(D3+D4)＜6.0；

GTL为所述第二透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离，D3为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于光轴上的距离，D4为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于光轴上的距离。满足该关系时，可使所述后镜组的透镜排布更为紧凑，并降低所述后镜组的组装公差敏感度，使其在误差允许的范围内进行组装时，光学系统的性能不至于变化剧烈；同时由于第四透镜为后镜组的中间过渡部分，从而可减少第四透镜的屈折力分配。

在其中一个实施例中，所述光学系统包括第一驱动件和第二驱动件，所述第一驱动件连接所述可旋转镜组，所述第一驱动件用于驱动所述可旋转镜组翻转以使所述可旋转镜组的物侧端与像侧端调转，所述第二驱动件连接所述后镜组，所述第二驱动件用于驱动所述后镜组沿所述光轴移动。当可旋转镜组通过第一驱动件翻转以调转两端后，第二驱动件能够驱动后镜组沿光轴移动以配合可旋转镜组，调节光学系统的焦平面位置，从而改善在不同模式之间切换的光学系统的成像质量。

一种摄像模组，包括图像传感器及以上任意一项所述的光学系统，所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。由于上述光学系统通过调转所述可旋转镜组的两端即可在大视角模式与长焦模式之间切换，以此可实现采用一个镜头满足不同拍摄需求的设计，不必在摄像模组中设置过多的镜头，从而有利于降低摄像模组的制备成本，同时也有利于降低摄像模组的整体尺寸，从而可减小摄像模组在电子设备中的占据空间，以此有利于电子设备的小型化设计。

一种电子设备，包括固定件及上述的摄像模组，所述摄像模组设于所述固定件。通过采用上述摄像模组，一方面可以使电子设备在大视角模式与长焦模式之间实现拍摄切换，另一方面也可以降低产品的成本，同时还能降低摄像模组于电子设备中的占据空间，从而有利于电子设备的小型化设计。

附图说明

图1为本申请第一实施例提供的光学系统于大视角模式下的结构示意图；

图2包括第一实施例中光学系统于大视角模式下的纵向球差图、像散图和畸变图；

图3为本申请第一实施例提供的光学系统于长焦模式下的结构示意图；

图4包括第一实施例中光学系统于长焦模式下的纵向球差图、像散图和畸变图；

图5为本申请第二实施例提供的光学系统于大视角模式下的结构示意图；

图6包括第二实施例中光学系统于大视角模式下的纵向球差图、像散图和畸变图；

图7为本申请第二实施例提供的光学系统于长焦模式下的结构示意图；

图8包括第二实施例中光学系统于长焦模式下的纵向球差图、像散图和畸变图；

图9为本申请第三实施例提供的光学系统于大视角模式下的结构示意图；

图10包括第三实施例中光学系统于大视角模式下的纵向球差图、像散图和畸变图；

图11为本申请第三实施例提供的光学系统于长焦模式下的结构示意图；

图12包括第三实施例中光学系统于长焦模式下的纵向球差图、像散图和畸变图；

图13为本申请第四实施例提供的光学系统于大视角模式下的结构示意图；

图14包括第四实施例中光学系统于大视角模式下的纵向球差图、像散图和畸变图；

图15为本申请第四实施例提供的光学系统于长焦模式下的结构示意图；

图16包括第四实施例中光学系统于长焦模式下的纵向球差图、像散图和畸变图；

图17为本申请一实施例提供的摄像模组的示意图；

图18为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“厚度”、“上”、“前”、“后”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

参考图1和图3，本申请的实施例提供了一种光学系统10，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括可旋转镜组G1及后镜组G2。可旋转镜组G1和后镜组G2中均设置有透镜，且可旋转镜组G1能够通过翻转以使其物侧端与像侧端调转，从而改变光学系统10的拍摄模式。在本申请的实施例中，光学系统10的拍摄模式包括大视角模式及长焦模式，光学系统10于大视角模式下的最大视场角大于长焦模式下的最大视场角，大视角模式可对应拍摄大范围的景物，长焦模式可对应拍摄远距离的景物，从而可满足消费者对不同场景的拍摄需求。

在本申请的实施例中，可旋转镜组G1至少包括第一子透镜L11，第一子透镜L11包括第一表面S111和第二表面S112，光学系统10处于大视角模式时，第一表面S111朝向物侧，第二表面S112朝向像侧，即入射光线依次经过第一表面S111和第二表面S112，因此在大视角模式下，第一表面S111为第一子透镜L11的物侧面，第二表面S112为第一子透镜L11的像侧面。在大视角模式下，第一表面S111于近光轴处为凹面，第二表面S112于近光轴处为凸面，即此时第一子透镜L11的物侧面于近光轴处为凹面，第一子透镜L11的像侧面于近光轴处为凸面。当光学系统10由大视角模式转换为长焦模式时，可旋转镜组G1的物侧端与像侧端将发生调转，从而第一子透镜L11的第二表面S112将朝向物侧，而第一表面S111将朝向像侧，此时第一表面S111将成为第一子透镜L11的像侧面，而第二表面S112将成为第一子透镜L11的物侧面。

后镜组G2沿光轴101由物侧至像侧依次包括第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6。第二透镜L2包括物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3包括物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4包括物侧面S7和像侧面S8，第五透镜L5包括物侧面S9及像侧面S10，第六透镜L6包括物侧面S11和像侧面S12。在本申请的实施例中，第二透镜L2具有正屈折力，且其物侧面S3和像侧面S4于近光轴处均为凸面；第三透镜L3具有负屈折力，其物侧面S5和像侧面S6于近光轴处均为凹面；第四透镜L4可具有正屈折力或负屈折力，其物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凹面；第五透镜L5具有负屈折力，其物侧面S9和像侧面S10于近光轴处均为凹面；第六透镜L6具有正屈折力，其物侧面S11于近光轴处为凸面。

可旋转镜组G1与后镜组G2共同装配以构成一个模式可调的镜头。具体地，可旋转镜组G1中的透镜可安装于一个镜筒中，镜筒与外部驱动件连接，外部驱动件由于电子设备的处理终端电性连接，从而外部驱动件能够在处理终端的指示下作用镜筒以使其翻转，同时也带动镜筒中的透镜调转方向，实现改变拍摄模式的效果；后镜组G2中的透镜也可安装于一个镜筒中。

通过使可旋转镜组G1及后镜组G2中的透镜屈折力及面型满足上述设计，光学系统10在大视角模式及长焦模式之间切换时能够使成像像差得到良好的校正，从而使光学系统10在上述两种模式下均能拥有良好的成像品质。另一方面，由于上述光学系统10通过调转可旋转镜组G1的两端即可在大视角模式与长焦模式之间切换，以此可实现采用一个镜头满足不同拍摄需求的设计，不必在摄像模组中设置过多的镜头，从而有利于降低摄像模组的制备成本，同时也有利于降低摄像模组的整体尺寸，从而可减小摄像模组在电子设备中的占据空间，以此有利于电子设备的小型化设计。

在一些实施例中，可旋转镜组G1还包括第二子透镜L12，光学系统10处于大视角模式时，第二子透镜L12设于第一子透镜L11的像侧。第二子透镜L12包括第三表面S121及第四表面S122，当处于大视角模式时，第三表面S121朝向物侧以作为第二子透镜L12的物侧面，第四表面S122朝向像侧以作为第二子透镜L12的像侧面，且大视角模式下的第二子透镜L12的像侧面于近光轴处为凸面。另外，第二子透镜L12能够随第一子透镜L11同步转动。第二子透镜L12随第一子透镜L11一通设置在同一个镜筒内，当该镜筒翻转时，第一子透镜L11和第二子透镜L12也随镜筒同步翻转。在大视角模式下，第一子透镜L11的第一表面S111作为可旋转镜组G1中最靠近物侧的透镜表面，第二子透镜L12的第四表面S122作为可旋转镜组G1中最靠近像侧的透镜表面。当光学系统10由大视角模式转换为长焦模式时，可旋转镜组G1的物侧端与像侧端将调转，此时第一子透镜L11的第一表面S111将变为可旋转镜组G1中最靠近像侧的透镜表面，而第二子透镜L12的第四表面S122则变为可旋转镜组G1中最靠近物侧的透镜表面。通过在可旋转镜组G1中设置具有上述面型设计的第二子透镜L12，光学系统10在大视角模式及长焦模式之间切换时依然能够使成像像差得到良好的校正，从而使光学系统10在上述两种模式下均能拥有良好的成像品质。

此外，在一些实施例中，光学系统10还满足以下至少一个关系，且当满足任一关系式时均能带来相应的技术效果：

fa/fb＜0.9；fa为光学系统10于大视角模式下的有效焦距，fb为光学系统10于长焦模式下的有效焦距。满足该关系条件时，可增大光学系统10在大视角模式与长焦模式下的视场角差异，从而使光学系统10的视角拥有更大的可调范围，能够更好地满足消费者的不同拍摄需求。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为0.65、0.67、0.69、0.71或0.73。

fg2/fb≤0.9；fg2为后镜组G2的有效焦距，fb为光学系统10于长焦模式下的有效焦距。满足该关系条件时，长焦模式下的光学系统10的有效焦距能够被后镜组G2的有效焦距合理约束，从而能够减小光学系统10的视场角，有利于增大光学系统10在大视角模式与长焦模式下的视场角差异。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为0.72、0.73、0.76、0.794、0.83、0.86、0.87或0.89。

fg2/fa＞1.1；fg2为后镜组G2的有效焦距，fa为光学系统10于大视角模式下的有效焦距。满足该关系条件时，大视角模式下的光学系统10的有效焦距能够被后镜组G2的有效焦距合理约束，从而能够增大光学系统10的视场角，有利于增大光学系统10在大视角模式与长焦模式下的视场角差异。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为1.13、1.15、1.17、1.19、1.2或1.21。

Gr1/Gr2＜1；Gr1为可旋转镜组G1在大视角模式下最靠近物侧的透镜表面于光轴处的曲率半径，Gr2为可旋转镜组G1在大视角模式下最靠近像侧的透镜表面于光轴处的曲率半径。满足该关系时，能够使可旋转镜组G1两端的透镜表面面型得到合理约束，增大可旋转镜组G1在调转两端前以及调转两端后的有效焦距的变化差异，从而提高可旋转镜组G1的翻转对光学系统10的视场角的影响，使光学系统10在大视角模式及长焦模式下的视场角差异更为显著。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为0.79、0.805、0.83、0.859、0.876、0.883或0.9。

(GT1/2)+D1-SD1＞0.5mm；GT1为可旋转镜组G1中最靠近物侧的透镜表面至最靠近像侧的透镜表面于光轴101上的距离，D1为在大视角模式下可旋转镜组G1中最靠近像侧的透镜表面至第二透镜L2的物侧面S3于光轴101上的距离，SD1为可旋转镜组G1中各透镜表面的最大有效半径中的最大值。举例而言，当第一子透镜L11的第二表面S112的最大有效半径相较可旋转镜组G1中其他透镜表面的最大有效半径更大时，SD1的数值即等于第二表面S112的最大有效半径。满足该关系条件时，可旋转镜组G1的径向尺寸、轴向尺寸以及到后镜组G2的间隔距离之间能够得到合理约束，从而能够避免可旋转镜组G1的径向结构在翻转时与后镜组G2发生碰撞。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为1.13mm、1.15mm、1.176mm、1.24mm、1.37mm、1.46mm、1.52mm、1.541mm、1.55mm或1.57mm。

fg1/[D1*(fg1+fg2)]＞0.1mm^-1；fg1为可旋转镜组G1于大视角模式下的有效焦距，fg2为后镜组G2的有效焦距，D1为在大视角模式下可旋转镜组G1中最靠近像侧的透镜表面至第二透镜L2的物侧面S3于光轴101上的距离。满足该关系条件时，可旋转镜组G1与后镜组G2之间的间隔距离以及两者的有效焦距之间能够得到合理约束，从而可增大可旋转镜组G1在调转两端后对光学系统10的视场角的影响，使光学系统10在大视角模式及长焦模式下的视场角差异更为显著。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为0.31、0.32、0.33、0.34、0.35或0.36，单位为mm^-1。

1＜Imgh/[fb*tan(FOVb/2)]＜1.06；Imgh为光学系统10于大视角模式下最大视场角所对应的像高的一半，fb为光学系统10于长焦模式下的有效焦距，FOVb为光学系统10于长焦模式下的最大视场角。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为1.025、1.029、1.034、1.04、1.043、1.047或1.049。应注意的是，Imgh也可理解为成像面S13上矩形有效成像区域的对角线长度。当装配图像传感器后，Imgh也可理解为图像传感器的矩形有效像素区域的中心至对角线边缘的距离，且上述有效成像区域的对角线方向平行于该矩形有效像素区域的对角线方向。

(R6+R3)/(R6-R3)＞1；R3为第二透镜L2的物侧面S3于光轴处的曲率半径，R6为第三透镜L3的像侧面S6于光轴处的曲率半径。对于拥有上述透镜设计的光学系统10而言，第二透镜L2的物侧面S3及第三透镜L3的像侧面S6能够对光学系统10的球差起到主要的校正作用，当满足该关系时，第二透镜L2的物侧面S3及第三透镜L3的像侧面S6之间的面型能够被合理约束，从而可以对系统的一阶像差实现良好的校正，提升光学系统10成像质量。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为2.62、2.65、2.728、2.97、3.12、3.28或3.31。

GTL/fg2＜1.1；GTL为第二透镜L2的物侧面S3至光学系统10的成像面S13于光轴101上的距离，fg2为后镜组G2的有效焦距。满足该关系时，后镜组G2能够拥有较长的有效焦距，同时配合上述透镜屈折力及面型配置，可促使旋转镜组在调转两端后均能与后镜组G2形成良好的配合，使光学系统10的像差在大视角模式与长焦模式之间切换时均能够得到较好的抑制。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为0.88、0.912、0.93、0.947、0.962、0.979或0.985。

1.5＜GTL/(D3+D4)＜6.0；GTL为第二透镜L2的物侧面S3至光学系统10的成像面S13于光轴101上的距离，D3为第三透镜L3的像侧面S6至第四透镜L4的物侧面S7于光轴101上的距离，D4为第四透镜L4的像侧面S8至第五透镜L5的物侧面S9于光轴101上的距离。满足该关系时，可使后镜组G2的透镜排布更为紧凑，并降低后镜组G2的组装公差敏感度，使其在误差允许的范围内进行组装时，光学系统10的性能不至于变化剧烈；同时由于第四透镜L4为后镜组G2的中间过渡部分，从而可减少第四透镜L4的屈折力分配。在一些实施例中，光学系统10所满足的该关系具体可以为2.43、2.45、2.48、2.53、2.56、2.583、2.62或2.63。

上述各关系式条件中的有效焦距的参考波长为555nm。另外，上述各焦距参数至少代表相应透镜、镜组或光学系统10于近光轴处的有效焦距。

以上各关系式条件及其所带来的技术效果针对的是具有上述透镜设计的光学系统10。在无法确保前述光学系统10的透镜设计(透镜数量、屈折力配置、面型配置等)时，将难以确保光学系统10在满足这些关系条件时依然能够拥有相应的技术效果，甚至会出现摄像性能显著下降的可能。

在一些实施例中，光学系统10包括第一驱动件，第一驱动件连接可旋转镜组G1，第一驱动件用于驱动可旋转镜组G1翻转以使可旋转镜组G1的物侧端与像侧端调转。在一些实施例中，可旋转镜组G1作定轴转动，旋转轴垂直于光轴101。在一个实施例中，第一驱动件包括旋转电机和减速齿轮，可旋转镜组G1的镜筒外壁设有螺纹结构，旋转电机的输出轴与减速齿轮啮合，减速齿轮与可旋转镜组G1的镜筒外壁上的螺纹结构啮合，从而使旋转电机能够将动力通过减速齿轮传递至可旋转镜组G1，驱动可旋转镜组G1翻转。但应注意的是，第一驱动件还可以为常见的能够驱动部件旋转的器件，而不限于旋转电机和减速齿轮的组合。

在一些实施例中，光学系统10包括第二驱动件，第二驱动件连接后镜组G2，第二驱动件用于驱动后镜组G2沿光轴101移动。当可旋转镜组G1通过第一驱动件翻转以调转两端后，第二驱动件能够驱动后镜组G2沿光轴101移动以配合可旋转镜组G1，调节光学系统10的焦平面位置，从而改善在不同模式之间切换的光学系统10的成像质量。在一个实施例中，第二驱动件为音圈马达。应注意的是，第二驱动件还可以为其他常见的能够驱动部件沿直线往返运动的器件，并不限于音圈马达。

光学系统10还包括孔径光阑。在一些实施例中，孔径光阑设于后镜组G2，并与后镜组G2的各透镜相对固定设置。在一个实施例中，孔径光阑设于第三透镜L3与第四透镜L4之间。但应注意的是，根据不同实施例对景深、非有效光线的控制的需求，孔径光阑也可设于后镜组G2中任意两个透镜之间，或者设于可旋转镜组G1与后镜组G2之间，或者也可设于可旋转镜组G1中。孔径光阑STO可以由夹持透镜的镜筒结构形成，也可以是单独装配至透镜和镜筒之间的垫圈。

在一些实施例中，光学系统10中的至少一个透镜表面为物侧面为非球面。非球面的面型设置能够进一步帮助光学系统10消除像差，同时还有利于光学系统10的小型化设计，使光学系统10能够在保持小型化设计的前提下同时具备优良的光学效果。在一个实施例中，光学系统10中的各透镜表面均为非球面。在一些实施例中，光学系统10中的至少一个透镜表面为球面，球面设计可极大地降低透镜加工难度，提升良率，降低成本。应注意的是，透镜的实际面型并不完全限于附图中示出的球面或非球面的形状，附图仅为示例参考而非严格按比例绘制。另外还应注意的是，当某个透镜的物侧面或像侧面为非球面时，该面可以是整体呈现凸面或整体呈现凹面的结构。在一些实施例中，该面也可设计成存在反曲点的结构，此时该面由中心至边缘的面型将发生改变，例如该面于近光轴处呈凸面而于近圆周处呈凹面。

非球面的面型计算可参考非球面公式：

其中，Z为非球面上相应点到该面于光轴处的切平面的距离，r为非球面上相应点到光轴的距离，c为非球面于光轴处的曲率，k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的高次项系数。

另一方面，在一些实施例中，光学系统10中的至少一个透镜的材质为塑胶，塑胶材质的透镜能够减少光学系统10的重量并降低生产成本。在一个实施例中，光学系统10中各透镜的材质可以均为塑胶。在一些实施例中，光学系统10中的至少一个透镜的材质也可为玻璃，而玻璃材质的透镜能够耐受较高的温度且具有优良的光学效果。例如在一个实施例中，光学系统10中的各透镜材质均为玻璃。光学系统10也可采用玻璃透镜与塑胶透镜搭配的形式进行设计，以此可利于在成像质量于制备成本之间取得平衡，具体设计可根据实际需求而确定。

在一些实施例中，光学系统10还包括红外截止滤光片110，红外截止滤光片110设置于第六透镜L6的像侧。红外截止滤光片110用于滤除红外光，防止红外光到达光学系统10的成像面S13，从而防止红外光干扰正常成像。红外截止滤光片110可与后镜组G2中的透镜一同装配以作为光学系统10中的一部分。在一些实施例中，当光学系统10中设有第二驱动件时，红外截止滤光片110也可在第二驱动件的驱动下随后镜组G2中的透镜同步移动。在一些实施例中，红外截止滤光片110也可设置在第一透镜L1的物侧。另外，在一些实施例中也可通过在光学系统10中的至少一个透镜上设置滤光镀层以实现滤除红外光的作用。

以下通更为具体详细的实施例对处于大视角模式及长焦模式下的光学系统10进行分别说明：

第一实施例

参考图1，在大视角模式下，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括可旋转镜组G1和后镜组G2。可旋转镜组G1包括具有正屈折力的第一子透镜L11，后镜组G2沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、孔径光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5及具有正屈折力的第六透镜L6。图2包括第一实施例中光学系统10于大视角模式下的纵向球差图、像散图和畸变图，且以下各实施例中的像散图和畸变图的参考波长均为555nm。

在大视角模式下，第一子透镜L11的第一表面S111作为物侧面，第二表面S112作为像侧面，且光学系统10的各透镜表面面型如下：

第一子透镜L11的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面；物侧面于近圆周处为凹面，像侧面于近圆周处为凸面。

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面；物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凸面。

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面；物侧面S5于近圆周处为凸面，像侧面S6于近圆周处为凹面。

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凹面；物侧面S7于近圆周处为凹面，像侧面S8于近圆周处为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凹面；物侧面S9于近圆周处为凹面，像侧面S10于近圆周处为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凹面；物侧面S11于近圆周处为凹面，像侧面S12于近圆周处为凸面。

举例而言，当本申请的实施例在描述透镜的一个表面于近光轴处为凸面时，可理解为该透镜的该表面于光轴101附近的区域为凸面；当描述透镜的一个表面于近圆周处为凸面时，可理解为该表面在靠近最大有效孔径处的区域为凸面。进一步地，当该表面于近光轴处为凸面，且于近圆周处也为凸面时，该表面由中心(光轴101处)至边缘方向的形状可以为纯粹的凸面，可以为球面或非球面；或者是先由中心的凸面形状过渡到凹面形状，随后在靠近最大有效孔径处时变为凸面。

处于大视角模式下的光学系统10可通过调转可旋转镜组G1物侧端与像侧端，以使翻转后的可旋转镜组G1配合后镜组G2构成具有长焦模式的光学系统10。

在该实施例中，处于大视角模式的光学系统10的各透镜参数由以下的表1和表2给出，光学系统10中沿光轴101由物侧至像侧的各元件依次按照表1从上至下的顺序排列。表格中的光阑即为孔径光阑STO。Y半径为透镜相应表面于光轴处的曲率半径。透镜于“厚度”参数列中的第一个数值的绝对值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值的绝对值为该透镜的像侧面至后一光学元件的表面(如后一透镜的物侧面或光阑面)于光轴上的距离，光阑于“厚度”参数中的数值代表光阑面至后一光学元件的物侧面于光轴上的距离。在以下各实施例的参数表格中，各透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm，有效焦距的参考波长为555nm，且Y半径、厚度、焦距(有效焦距)的数值单位均为毫米(mm)。另外，各实施例中用于计算关系式的参数和透镜结构以透镜参数表格中所提供的数据为准。

表1

由表1可知，光学系统10于大视角模式下的有效焦距fa为6.59mm，光圈数FNOa为2.80，最大视场角FOVa为35°，光学总长TTLa为12.98mm，光学总长为可旋转镜组中最靠近物侧的透镜表面至成像面S13于光轴101上的距离。图像传感器的矩形有效像素区域具有对角线方向，当装配图像传感器时，FOVa也可理解为大视角模式下的光学系统10于平行该对角线方向的最大视场角。

另外可知，第一子透镜L11材质为玻璃，且其第一表面S111和第二表面S112均为球面；第二透镜L2至第六透镜L6中各透镜的材质均为塑胶，且其中各透镜的物侧面和像侧面均为非球面。以下表2展现了表1中相应透镜表面的非球面系数，其中K为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。

表2

面序号

K

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S3

-5.951E-01

8.071E-03

9.815E-04

9.624E-04

-6.177E-04

2.656E-04

-4.172E-05

0

0

0

S4

5.612E+00

4.573E-02

-1.401E-02

7.276E-03

-2.609E-03

4.270E-04

0.000E+00

0

0

0

S5

-7.816E+00

1.041E-02

1.459E-02

-7.208E-03

1.663E-03

0.000E+00

0.000E+00

0

0

0

S6

-1.000E+01

2.296E-03

2.466E-02

2.555E-03

-9.568E-03

5.168E-03

0.000E+00

0

0

0

S7

-1.170E+02

-5.839E-02

-1.609E-02

1.910E-02

-8.536E-03

7.368E-03

-2.418E-03

0

0

0

S8

-3.000E+02

-4.634E-02

-2.493E-02

2.674E-02

-1.145E-02

5.674E-03

-1.320E-03

0

0

0

S9

-5.042E+00

1.455E-02

-1.127E-01

5.491E-02

-1.475E-02

3.228E-03

-2.299E-04

0

0

0

S10

-2.166E+02

4.483E-03

-3.552E-02

6.286E-03

2.707E-03

-5.925E-04

-6.267E-06

0

0

0

S11

-9.457E+00

-1.011E-01

8.867E-02

-5.187E-02

1.680E-02

-2.766E-03

1.595E-04

0

0

0

S12

1.152E+02

-8.844E-02

5.047E-02

-2.113E-02

5.111E-03

-6.582E-04

1.900E-05

0

0

0

图3展示了第一实施例中的光学系统10处于长焦模式下的结构示意图，图4包括第一实施例中光学系统10于长焦模式下的纵向球差图、像散图和畸变图。光学系统10于长焦模式下的透镜参数由表3给出。对比表1和表3可知，当第一实施例中的光学系统10由大视角模式转换为长焦模式时，第一子透镜L11的第一表面S111因调转的关系将由物侧面转变为像侧面，而第二表面S112由像侧面转变为物侧面。

表3

由表3可知，光学系统10于长焦模式下的有效焦距fb为8.99mm，光圈数FNOa为2.73，最大视场角FOVb为25°，光学总长TTLb为12.86mm。经分析可知，该实施例中的光学系统10于长焦模式下的景深小于大视角模式下的景深。

在第一实施例中，光学系统10还满足以下各关系：

fa/fb＝0.73；fa为光学系统10于大视角模式下的有效焦距，fb为光学系统10于长焦模式下的有效焦距。满足该关系条件时，可增大光学系统10在大视角模式与长焦模式下的视场角差异，从而使光学系统10的视角拥有更大的可调范围，能够更好地满足消费者的不同拍摄需求。

fg2/fb＝0.9；fg2为后镜组G2的有效焦距，fb为光学系统10于长焦模式下的有效焦距。满足该关系条件时，长焦模式下的光学系统10的有效焦距能够被后镜组G2的有效焦距合理约束，从而能够减小光学系统10的视场角，有利于增大光学系统10在大视角模式与长焦模式下的视场角差异。

fg2/fa＝1.22；fg2为后镜组G2的有效焦距，fa为光学系统10于大视角模式下的有效焦距。满足该关系条件时，大视角模式下的光学系统10的有效焦距能够被后镜组G2的有效焦距合理约束，从而能够增大光学系统10的视场角，有利于增大光学系统10在大视角模式与长焦模式下的视场角差异。

Gr1/Gr2＝0.9；Gr1为可旋转镜组G1在大视角模式下最靠近物侧的透镜表面于光轴处的曲率半径，Gr2为可旋转镜组G1在大视角模式下最靠近像侧的透镜表面于光轴处的曲率半径。满足该关系时，能够使可旋转镜组G1两端的透镜表面面型得到合理约束，增大可旋转镜组G1在调转两端前以及调转两端后的有效焦距的变化差异，从而提高可旋转镜组G1的翻转对光学系统10的视场角的影响，使光学系统10在大视角模式及长焦模式下的视场角差异更为显著。

(GT1/2)+D1-SD1＝1.11mm；GT1为可旋转镜组G1中最靠近物侧的透镜表面至最靠近像侧的透镜表面于光轴101上的距离，D1为在大视角模式下可旋转镜组G1中最靠近像侧的透镜表面至第二透镜L2的物侧面S3于光轴101上的距离，SD1为可旋转镜组G1中各透镜表面的最大有效半径中的最大值。满足该关系条件时，可旋转镜组G1的径向尺寸、轴向尺寸以及到后镜组G2的间隔距离之间能够得到合理约束，从而能够避免可旋转镜组G1的径向结构在翻转时与后镜组G2发生碰撞。

fg1/[D1*(fg1+fg2)]＝0.32mm^-1；fg1为可旋转镜组G1于大视角模式下的有效焦距，fg2为后镜组G2的有效焦距，D1为在大视角模式下可旋转镜组G1中最靠近像侧的透镜表面至第二透镜L2的物侧面S3于光轴101上的距离。满足该关系条件时，可旋转镜组G1与后镜组G2之间的间隔距离以及两者的有效焦距之间能够得到合理约束，从而可增大可旋转镜组G1在调转两端后对光学系统10的视场角的影响，使光学系统10在大视角模式及长焦模式下的视场角差异更为显著。

Imgh/[fb*tan(FOVb/2)]＝1.02；Imgh为光学系统10于大视角模式下最大视场角所对应的像高的一半，fb为光学系统10于长焦模式下的有效焦距，FOVb为光学系统10于长焦模式下的最大视场角。

(R6+R3)/(R6-R3)＝3.34；R3为第二透镜L2的物侧面S3于光轴处的曲率半径，R6为第三透镜L3的像侧面S6于光轴处的曲率半径。对于拥有上述透镜设计的光学系统10而言，第二透镜L2的物侧面S3及第三透镜L3的像侧面S6能够对光学系统10的球差起到主要的校正作用，当满足该关系时，第二透镜L2的物侧面S3及第三透镜L3的像侧面S6之间的面型能够被合理约束，从而可以对系统的一阶像差实现良好的校正，提升光学系统10成像质量。

GTL/fg2＝0.87；GTL为第二透镜L2的物侧面S3至光学系统10的成像面S13于光轴101上的距离，fg2为后镜组G2的有效焦距。满足该关系时，后镜组G2能够拥有较长的有效焦距，同时配合上述透镜屈折力及面型配置，可促使旋转镜组在调转两端后均能与后镜组G2形成良好的配合，使光学系统10的像差在大视角模式与长焦模式之间切换时均能够得到较好的抑制。

GTL/(D3+D4)＝2.64；GTL为第二透镜L2的物侧面S3至光学系统10的成像面S13于光轴101上的距离，D3为第三透镜L3的像侧面S6至第四透镜L4的物侧面S7于光轴101上的距离，D4为第四透镜L4的像侧面S8至第五透镜L5的物侧面S9于光轴101上的距离。满足该关系时，可使后镜组G2的透镜排布更为紧凑，并拥有更小的组装公差敏感度，使其在误差允许的范围内进行组装时，光学系统10的性能不至于变化剧烈；同时由于第四透镜L4为后镜组G2的中间过渡部分，从而可减少第四透镜L4的屈折力分配，降低后镜组G2的敏感度。

另外，图2和图4分别包括光学系统10于大视角模式及长焦模式下的纵向球面像差图(Longitudinal Spherical Aberration)，其表示不同波长的光线经由镜头后的汇聚焦点偏离。纵向球面像差图的纵坐标表示归一化的由光瞳中心至光瞳边缘的光瞳坐标(Normalized Pupil Coordinator)，横坐标表示成像面到光线与光轴交点的距离(单位为mm)。由大视角模式及长焦模式下的纵向球面像差图可知，第一实施例中的各波长光线的汇聚焦点偏离程度趋于一致，成像画面中的弥散斑或色晕得到有效抑制。图2和图4还分别包括光学系统10于大视角模式及长焦模式下的场曲图(Astigmatic Field Curves)，其中S曲线代表555nm下的弧矢场曲，T曲线代表555nm下的子午场曲。由图中可知，光学系统的场曲较小，各视场的场曲和像散均得到了良好的校正，视场中心和边缘均拥有清晰的成像。图2和图4还包括光学系统10于大视角模式及长焦模式下的畸变图(Distortion)，由图中可知，由主光束引起的图像变形较小，最大畸变被控制在2.5％以内。由图2和图4中的各像差图可知，第一实施例中的光学系统10在大视角模式及长焦模式下的成像像差均能够得到较好的抑制，因此可判断该实施例的光学系统10的成像质量优良。

第二实施例

参考图5，在大视角模式下，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括可旋转镜组G1和后镜组G2。可旋转镜组G1包括具有负屈折力的第一子透镜L11，后镜组G2沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、孔径光阑STO、具有负屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5及具有正屈折力的第六透镜L6。图6包括第二实施例中光学系统10于大视角模式下的纵向球差图、像散图和畸变图。

在大视角模式下，第一子透镜L11的第一表面S111作为物侧面，第二表面S112作为像侧面，且光学系统10的各透镜表面面型如下：

第一子透镜L11的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面；物侧面于近圆周处为凹面，像侧面于近圆周处为凸面。

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面；物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凸面。

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面；物侧面S5于近圆周处为凸面，像侧面S6于近圆周处为凹面。

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凹面；物侧面S7于近圆周处为凹面，像侧面S8于近圆周处为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凹面；物侧面S9于近圆周处为凹面，像侧面S10于近圆周处为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凸面；物侧面S11于近圆周处为凹面，像侧面S12于近圆周处为凸面。

另外，第二实施例中光学系统10于大视角模式下的各透镜参数由表4和表5给出，其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。

表4

表5

另外，图7展示了第二实施例中的光学系统10处于长焦模式下的结构示意图。光学系统10于长焦模式下的透镜参数由表6给出。

表6

该实施例中的光学系统10满足以下关系：

fa/fb	0.72	fg1/[D1*(fg1+fg2)]	0.31
				fg2/fb	0.81	Imgh/[fb*tan(FOVb/2)]	1.04
fg2/fa	1.12	(R6+R3)/(R6-R3)	2.9
				Gr1/Gr2	0.79	GTL/fg2	0.97
(GT1/2)+D1-SD1	1.58	GTL/(D3+D4)	2.49

其中(GT1/2)+D1-SD1的数值单位为mm，fg1/[D1*(fg1+fg2)]的数值单位为mm^-1，以下各实施例的相应关系式的数值单位与此对应。

图8包括第二实施例中光学系统10于长焦模式下的纵向球差图、像散图和畸变图。结合图6和图8可知，光学系统10于大视角模式及长焦模式下的成像像差均能够得到较好的抑制，因此可判断该实施例的光学系统10的成像质量优良。

第三实施例

参考图9，在大视角模式下，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括可旋转镜组G1和后镜组G2。可旋转镜组G1包括具有负屈折力的第一子透镜L11，后镜组G2沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、孔径光阑STO、具有负屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5及具有正屈折力的第六透镜L6。图10包括第三实施例中光学系统10于大视角模式下的纵向球差图、像散图和畸变图。

在大视角模式下，第一子透镜L11的第一表面S111作为物侧面，第二表面S112作为像侧面，且光学系统10的各透镜表面面型如下：

第一子透镜L11的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面；物侧面于近圆周处为凹面，像侧面于近圆周处为凸面。

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面；物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凸面。

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面；物侧面S5于近圆周处为凸面，像侧面S6于近圆周处为凹面。

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凹面；物侧面S7于近圆周处为凹面，像侧面S8于近圆周处为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凹面；物侧面S9于近圆周处为凹面，像侧面S10于近圆周处为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凸面；物侧面S11于近圆周处为凸面，像侧面S12于近圆周处为凸面。

另外，第三实施例中光学系统10于大视角模式下的各透镜参数由表7和表8给出，其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。

表7

表8

另外，图11展示了第三实施例中的光学系统10处于长焦模式下的结构示意图。光学系统10于长焦模式下的透镜参数由表9给出。

表9

该实施例中的光学系统10满足以下关系：

fa/fb	0.72	fg1/[D1*(fg1+fg2)]	0.31
				fg2/fb	0.80	Imgh/[fb*tan(FOVb/2)]	1.02
fg2/fa	1.11	(R6+R3)/(R6-R3)	2.91
				Gr1/Gr2	0.78	GTL/fg2	0.97
(GT1/2)+D1-SD1	1.53	GTL/(D3+D4)	2.40

图12包括第三实施例中光学系统10于长焦模式下的纵向球差图、像散图和畸变图。结合图10和图12可知，光学系统10于大视角模式及长焦模式下的成像像差均能够得到较好的抑制，因此可判断该实施例的光学系统10的成像质量优良。

第四实施例

参考图13，在大视角模式下，光学系统10沿光轴101由物侧至像侧依次包括可旋转镜组G1和后镜组G2。可旋转镜组G1沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一子透镜L11和具有正屈折力的第二子透镜L12，后镜组G2沿光轴101由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第二透镜L2、具有负屈折力的第三透镜L3、孔径光阑STO、具有正屈折力的第四透镜L4、具有负屈折力的第五透镜L5及具有正屈折力的第六透镜L6。图14包括第四实施例中光学系统10于大视角模式下的纵向球差图、像散图和畸变图。

在大视角模式下，第一子透镜L11的第一表面S111作为物侧面，第二表面S112作为像侧面；第二子透镜L12的第三表面S121作为物侧面，第四表面S122作为像侧面。此时第一表面S111作为可旋转镜组G1中最靠近物侧的透镜表面，第四表面S122作为可旋转镜组G1中最靠近像侧的透镜表面。且大视角模式下的光学系统10的各透镜表面面型如下：

第一子透镜L11的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面；物侧面于近圆周处为凹面，像侧面于近圆周处为凸面。

第二子透镜L12的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面；物侧面于近圆周处为凹面，像侧面于近圆周处为凸面。

第二透镜L2的物侧面S3于近光轴处为凸面，像侧面S4于近光轴处为凸面；物侧面S3于近圆周处为凸面，像侧面S4于近圆周处为凸面。

第三透镜L3的物侧面S5于近光轴处为凹面，像侧面S6于近光轴处为凹面；物侧面S5于近圆周处为凸面，像侧面S6于近圆周处为凹面。

第四透镜L4的物侧面S7于近光轴处为凸面，像侧面S8于近光轴处为凹面；物侧面S7于近圆周处为凸面，像侧面S8于近圆周处为凸面。

第五透镜L5的物侧面S9于近光轴处为凹面，像侧面S10于近光轴处为凹面；物侧面S9于近圆周处为凹面，像侧面S10于近圆周处为凸面。

第六透镜L6的物侧面S11于近光轴处为凸面，像侧面S12于近光轴处为凸面；物侧面S11于近圆周处为凸面，像侧面S12于近圆周处为凸面。

另外，第四实施例中光学系统10于大视角模式下的各透镜参数由表10和表11给出，其中各元件名称和参数的定义可由第一实施例中得出，此处不加以赘述。

表10

表11

面序号

K

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S3

-5.936E-01

8.157E-03

8.206E-04

8.388E-04

-6.038E-04

2.626E-04

-5.129E-05

0

0

0

S4

6.417E+00

4.422E-02

-1.426E-02

7.536E-03

-2.291E-03

3.261E-04

0.000E+00

0

0

0

S5

-7.462E+00

1.052E-02

1.538E-02

-6.266E-03

1.917E-03

0.000E+00

0.000E+00

0

0

0

S6

-1.369E+01

2.760E-03

2.828E-02

7.271E-04

-7.873E-03

5.168E-03

0.000E+00

0

0

0

S7

-5.654E+01

-5.131E-02

-1.378E-02

1.885E-02

-6.743E-03

7.368E-03

-2.418E-03

0

0

0

S8

-6.686E+01

-4.637E-02

-2.132E-02

2.480E-02

-9.134E-03

5.674E-03

-1.320E-03

0

0

0

S9

2.962E+00

1.785E-02

-9.599E-02

5.476E-02

-1.655E-02

3.228E-03

-2.299E-04

0

0

0

S10

-5.999E+02

2.408E-02

-3.214E-02

7.188E-03

2.633E-03

-7.453E-04

-7.084E-05

0

0

0

S11

2.837E+02

-9.895E-02

9.010E-02

-5.067E-02

1.713E-02

-2.712E-03

1.443E-04

0

0

0

S12

1.989E+02

-1.148E-01

5.842E-02

-2.100E-02

5.146E-03

-6.024E-04

4.483E-05

0

0

0

另外，图15展示了第四实施例中的光学系统10处于长焦模式下的结构示意图。光学系统10于长焦模式下的透镜参数由以下表12给出。应注意的是，此时由于可旋转镜组G1的物侧端与像侧端调转的原因，第四表面S122将作为可旋转镜组G1中最靠近物侧的透镜表面，而第一表面S111则作为可旋转镜组G1中最靠近像侧的透镜表面。

表12

该实施例中的光学系统10满足以下关系：

fa/fb	0.63	fg1/[D1*(fg1+fg2)]	0.36
				fg2/fb	0.70	Imgh/[fb*tan(FOVb/2)]	1.05
fg2/fa	1.16	(R6+R3)/(R6-R3)	2.55
				Gr1/Gr2	0.90	GTL/fg2	0.99
(GT1/2)+D1-SD1	1.49	GTL/(D3+D4)	2.41

图16包括第四实施例中光学系统10于长焦模式下的纵向球差图、像散图和畸变图。结合图14和图16可知，光学系统10于大视角模式及长焦模式下的成像像差均能够得到较好的抑制，因此可判断该实施例的光学系统10的成像质量优良。

上述第一实施例至第四实施例中，可旋转镜组G1及后镜组G2中的透镜屈折力与面型之间能够形成良好匹配，使得光学系统10在大视角模式及长焦模式之间切换时能够使成像像差得到良好的校正，即光学系统10在大视角模式和长焦模式下均能拥有良好的成像品质。

参考图17，本申请的一些实施例还提供了一种摄像模组20，摄像模组20可包括光学系统10及图像传感器210，图像传感器210设置于光学系统10的像侧。图像传感器210可以为CCD传感器(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS传感器(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)。在一些实施例中，摄像模组20中的可旋转镜组G1可绕垂直或近乎于光轴101的旋转轴102定轴转动，以使物侧端与像侧端调转，具体可采用如上所述的第一驱动件以驱动可旋转镜组G1旋转。一般地，在装配时，光学系统10的成像面S13与图像传感器210的感光表面重叠。由于上述光学系统10通过调转可旋转镜组G1的两端即可在大视角模式与长焦模式之间切换，以此可实现采用一个镜头满足不同拍摄需求的设计，不必在摄像模组中设置过多的镜头，从而有利于降低摄像模组的制备成本，同时也有利于降低摄像模组的整体尺寸，从而可减小摄像模组在电子设备中的占据空间，以此有利于电子设备的小型化设计。

参考图18，本申请的一些实施例还提供了一种电子设备30。电子设备30包括固定件310，摄像模组20安装于固定件310，固定件310可以为显示屏、电路板、中框、后盖等部件。电子设备30包括但不限于智能手机、智能手表、智能眼镜、电子书阅读器、车载摄像设备、监控设备、无人机、医疗设备(如内窥镜)、平板电脑、生物识别设备(如指纹识别设备或瞳孔识别设备等)、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、无人机等。在一个实施例中，电子设备30为智能手机，摄像模组20可作为电子设备30的后摄模组。通过采用上述摄像模组20，一方面可以使电子设备30在大视角模式与长焦模式之间实现拍摄切换，另一方面也可以降低产品的成本，同时还能降低摄像模组20于电子设备30中的占据空间，从而有利于电子设备30的小型化设计。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，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本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并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 (15)

1.一种光学系统，其特征在于，具有大视角模式和长焦模式，所述光学系统处于大视角模式时沿光轴由物侧至像侧依次包括：

可旋转镜组，包括第一子透镜，所述光学系统处于大视角模式时，所述第一子透镜的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面，所述可旋转镜组的物侧端与像侧端能够调转以使所述光学系统转换为所述长焦模式；及

后镜组，包括具有正屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面；具有负屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；具有屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；具有负屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；以及具有正屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述可旋转镜组还包括第二子透镜，所述光学系统处于大视角模式时，所述第二子透镜设于所述第一子透镜的像侧，且所述第二子透镜的像侧面于近光轴处为凸面，所述第二子透镜能够随所述第一子透镜同步转动。

3.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

fa/fb＜0.9；

fa为所述光学系统于大视角模式下的有效焦距，fb为所述光学系统于长焦模式下的有效焦距。

4.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

fg2/fb≤0.9；

fg2为所述后镜组的有效焦距，fb为所述光学系统于长焦模式下的有效焦距。

5.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

fg2/fa＞1.1；

fg2为所述后镜组的有效焦距，fa为所述光学系统于大视角模式下的有效焦距。

6.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

Gr1/Gr2＜1；

Gr1为所述可旋转镜组在所述大视角模式下最靠近物侧的透镜表面于光轴处的曲率半径，Gr2为所述可旋转镜组在所述大视角模式下最靠近像侧的透镜表面于光轴处的曲率半径。

7.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

(GT1/2)+D1-SD1＞0.5mm；

GT1为所述可旋转镜组中最靠近物侧的透镜表面至最靠近像侧的透镜表面于光轴上的距离，D1为在大视角模式下所述可旋转镜组中最靠近像侧的透镜表面至所述第二透镜的物侧面于光轴上的距离，SD1为所述可旋转镜组中各透镜表面的最大有效半径中的最大值。

8.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

fg1/[D1*(fg1+fg2)]＞0.1mm^-1；

fg1为所述可旋转镜组于大视角模式下的有效焦距，fg2为所述后镜组的有效焦距，D1为在大视角模式下所述可旋转镜组中最靠近像侧的透镜表面至所述第二透镜的物侧面于光轴上的距离。

9.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

Imgh/[fb*tan(FOVb/2)]＜1.06；

Imgh为所述光学系统的最大成像圆的半径，fb为所述光学系统于长焦模式下的有效焦距，FOVb为所述光学系统于长焦模式下的最大视场角。

10.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

(R6+R3)/(R6-R3)＞1；

R3为所述第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

11.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

GTL/fg2＜1.1；

GTL为所述第二透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离，fg2为所述后镜组的有效焦距。

12.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足以下关系：

1.5＜GTL/(D3+D4)＜6.0；

GTL为所述第二透镜的物侧面至所述光学系统的成像面于光轴上的距离，D3为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于光轴上的距离，D4为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于光轴上的距离。

13.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括第一驱动件和第二驱动件，所述第一驱动件连接所述可旋转镜组，所述第一驱动件用于驱动所述可旋转镜组翻转以使所述可旋转镜组的物侧端与像侧端调转，所述第二驱动件连接所述后镜组，所述第二驱动件用于驱动所述后镜组沿所述光轴移动。

14.一种摄像模组，其特征在于，包括图像传感器及权利要求1至13任意一项所述的光学系统，所述图像传感器设于所述光学系统的像侧。

15.一种电子设备，其特征在于，包括固定件及权利要求14所述的摄像模组，所述摄像模组设于所述固定件。

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