CN114072715A - 用于手机的紧凑型折反射光学系统 - Google Patents

Abstract

一种用于在手机设备中用作紧凑型远距相机物镜的折反射光学系统，包括光学材料实心体(1)，所述光学材料实心体(1)具有入射表面(2)、出射表面(5)和两个中间表面(3、4)。所述系统还包括两个反射表面(6、7)，所述反射表面(6、7)被布置成使进入所述系统的光线在朝向图像传感器(17)射出之前折叠至少两次。所述出射表面(5)通过朝向所述第二中间表面(4)延伸的内壁(8)连接到所述第一中间表面(3)，从而在所述实心体(1)内限定空隙(9)，以用于容纳用于校正所述系统的球面像差的附加透镜(12)。

Description

用于手机的紧凑型折反射光学系统

技术领域

本发明大体上涉及光线路径折反式光学系统，具体涉及用于电子设备的成像系统中的改进的施密特-卡塞格伦(Schmidt-Cassegrain)光学系统，更具体涉及用于手机的紧凑型远摄相机物镜。

背景技术

仅在2018年，全球使用手机的人数就增加了1亿，到2019年1月，全球用户总数达到51亿以上。这些手机中，至少有44亿部包括某种类型的相机物镜，12亿部是紧凑型智能手机。在这些智能手机中，目前的旗舰机型使用多个子摄像头模块来为主摄像头系统生成光学变焦、真实焦深或对焦模糊。

随着设备尺寸的不断减小，平板型手持智能设备的主摄像头的尺寸要求，特别是其z高度(业界通常指手机的厚度)，越来越受到限制，同时，对更高质量的图像和更高的缩放系数的需求也在不断增加。可以例如通过在设备中集成附加的一个或多个远摄子摄像头模块来减小z高度本身，同时提高图像质量，但目前最大多摄像头变焦系数仍在3倍左右，并且现有移动相机物镜可实现的等效焦距(基于单反相机)仍为80毫米左右。

另一方面，标准折射远摄相机物镜往往较长，对于更大的变焦系数，可能需要折叠的光学器件。设备尺寸限制了相机镜头高度，因此，使用常见的折射透镜结构，难以达到10倍变焦系数。如果折叠仅发生在一个平面上，则也可能限制光圈直径。

手机相机的另一个问题是光圈大小，它加深了远摄图像中的景深(depth offield，DOF)。长焦距光学系统中的小光圈也会导致远摄图像中的衍射模糊或“平滑”。在当前的移动尺寸远摄镜头中，衍射可能会限制镜头的分辨率和具有小像素尺寸传感器的图像中局部对比度的清晰度。

折叠式折射远摄镜头中光圈面积受限也会在图像中产生更多的噪声。通过对一张图像使用像素融合或多次同时曝光或顺序曝光来降低噪声。用于降低噪声水平的另一种方案是在主摄像头系统中(例如，通过一个不具有滤色片的相机)将子摄像头传感器或像素中的一个作为灰度。当灰度图像与彩色相机的图像组合时，最终图像中的动态性更大，噪声更小。

因此，F值或光圈面积在系统中的每个单独摄像头单元中都是必不可少的，以提高图像亮度并降低噪声水平。具有更好的F值(更大的光圈面积)的摄像头单元会收集更多的光到图像中，从而使信噪比更高。

曾经试图通过例如使用基于卡塞格伦双反射的系统作为远摄相机物镜折叠光线路径来解决其中的一些问题。这种卡塞格伦系统包括抛物面主反射镜和双曲面次反射镜，该双曲面次反射镜通过主反射镜上的孔反射回光。通过折叠光线路径，使设计更加紧凑。但是，包括多个反射镜和透镜的这些系统在机械上是复杂的，生产和组装公差低，因此实现小尺寸设备昂贵且困难。此外，由于使用敏感机械部件，在长期使用后很容易发生故障。

发明内容

目的是提供一种改进的光学系统，用于用作适合于手机的紧凑型远摄相机物镜，并且其克服或至少减少了上述问题。

上述和其它目的通过独立权利要求的特征来实现。进一步的实现方式在从属权利要求、具体实施方式和附图中显而易见。

根据第一方面，提供了一种折反射光学系统，包括：

光学材料实心体，所述实心体包括：

环形入射表面；

环形第一中间表面，位于与所述入射表面相对的位置；

第二中间表面，与所述环形入射表面的内环基本连续；

出射表面，位于与所述第二中间表面相对的位置；其中，所述系统还包括：

主反射表面；

次反射表面；

其中，所述主反射表面和所述次反射表面布置成使得通过所述入射表面进入所述系统的光线在通过所述出射表面射出之前被折叠至少两次；并且

所述出射表面通过朝向所述第二中间表面延伸的内壁连接到第一中间表面，从而在所述实心体内限定空隙。

这种具有双折叠结构的折反射光学系统，即光线路径通过反射折叠两次(后-前-后路径)的结构，支持焦距大于光学系统的实际外部尺寸，因此能够在移动智能手机相机的远摄物镜中使用，以达到更长的焦距、更高的变焦比和高性能，同时保持紧凑的z高度。此外，入射表面第一中间表面的环形(环状)形状使得双折叠设计中的光圈面积增加，这使得远摄物镜具有较大的聚光区域，较窄的焦深和视场。实心体(单块或单体)设计进一步提供了简单的机械组装、更高的制造公差、更高的制造鲁棒性和耐用性。内壁和由此在实心体中产生的空隙特别有利于在光学系统内布置附加透镜，从而在不增加系统所需的总z高度的情况下提高图像质量。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述入射表面是与所述系统的光轴同轴布置的环形的折射回转面，使系统能够平衡光学像差以提高图像质量。

在一个实施例中，入射表面具有非球面形状，从而能够对主反射表面的球面像差进行更优化的校正。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一中间表面是与所述系统的所述光轴同轴布置的环形的凹回转面，这使得对系统进行进一步优化设计。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二中间表面是与所述系统的所述光轴同轴布置的圆形的凸回转面，这使得对系统进行进一步优化设计。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述主反射表面是环形的凹回转面，所述环形的凹回转面的曲率基本上对应于与所述系统的所述光轴同轴布置的所述第一中间表面的曲率，从而可以得到简单且紧凑的结构，该结构可以根据具体的反射要求设计。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述次反射表面是圆形的凸回转面，所述圆形的凸回转面的曲率基本上对应于与所述系统的所述光轴同轴布置的所述第二中间表面的曲率，从而可以得到简单且紧凑的结构，该结构可以根据具体的反射要求设计。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述主反射表面是至少部分覆盖所述第一中间表面的镜膜涂层，从而可以得到简单且紧凑的结构，该结构可以根据具体的反射要求设计。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述主反射表面与所述第一中间表面是同一种反射镜，从而可以得到简单且紧凑的结构，该结构可以根据具体的反射要求设计。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述次反射表面是至少部分覆盖所述第二中间表面的镜膜涂层，从而可以得到简单且紧凑的结构，该结构可以根据具体的反射要求设计。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述次反射表面与所述第二中间表面是同一种反射镜，从而可以得到简单且紧凑的结构，该结构可以根据具体的反射要求设计。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一中间表面或所述第二中间表面中的至少一个是折射表面，能够平衡光学像差以提高图像质量。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述系统还包括所述光线路径上布置在所述第二中间表面之后的圆形曼金反射镜，所述曼金反射镜包括所述次反射表面和第三中间表面，所述第三中间表面是凸折射回转面，并且所述次反射表面是相对于所述光线路径在所述第三中间表面的后侧上的反射涂层。本实施例通过在系统中添加可优化的表面形式来提高图像质量，并降低公差灵敏度。此外，添加的中间表面可以用作性能优化中的附加自由度。

在一个实施例中，所述系统还包括所述光线路径中布置在所述第一中间表面之后的另一个环形曼金反射镜，所述曼金反射镜包括所述主反射表面和第四中间表面，所述第四中间表面是凹折射回转面，并且所述主反射表面是相对于所述光线路径在所述第四中间表面的后侧上的反射涂层。本实施例进一步提高了图像质量并降低了公差灵敏度。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述出射表面是与所述系统的所述光轴同轴布置的圆形的折射回转面，能够进一步平衡光学像差以提高图像质量。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二中间表面和所述出射表面都是环形表面，这为系统提供了额外的自由度和调整选择。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述主反射表面是球形表面，这可以实现简化设计，同时保持所得系统的优点。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述次反射表面是双曲面，以延长焦距，并将过度校正的球面像差减少到像平面校正水平，从而可以进一步提高图像质量。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述系统的所有所述折射表面都是非球形回转面，以实现系统的最佳可能性能。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述系统还包括附加光学透镜，所述附加光学透镜布置在所述空隙内，与所述系统的所述光轴同轴，用于校正所述系统的球面像差，从而提高图像质量，同时仍然能够实现紧凑的外部尺寸。

在一个实施例中，所述附加光学透镜是施密特校正板，这可以实现对折反射光学系统中的球面像差进行特别有利的校正。

根据第二方面，提供了一种电子设备，包括：

壳体；

根据第一方面的任何可能的实现方式所述的折反射光学系统，布置在所述壳体内；

其中，所述壳体还包括光圈，所述光圈布置在所述壳体的壁内，以使来自物体的光线能够进入所述折反射光学系统；

其中，所述设备还包括图像传感器，所述图像传感器被布置成能够接收从所述折反射光学系统射出的光线。

这种包括上述光学系统(例如，以嵌入到移动智能手机结构中的远摄物镜的形式)的电子设备可以实现薄的外形尺寸，同时仍然具有长焦距。光学系统在壳体内的布置可以实现额外的自由度，例如用于调整焦距。

设备的布置使得光学系统的实心体能够捕获、裁切、限制斜入射的3D光场(其从景物到达光圈)，并将该3D光场的一部分转换为投在2D图像传感器17平面上的空间图像投影，从而将射线角度转换为图像传感器17上的空间位置。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述实心体的厚度在所述图像传感器的对角线尺寸的75％至125％之间，所述实心体的所述厚度被定义为沿着所述折反射光学系统的所述光轴测量的所述实心体的最大长度，这为优化图像质量提供了特别有利的设计。

在另一个更优选的实施例中，所述实心体的所述厚度在所述图像传感器的对角线尺寸的80％至120％之间，这为优化图像质量提供了更有利的设计。

在第二方面的另一种可能的实现方式中，沿着所述折反射光学系统的所述光轴测量的所述出射表面与所述图像传感器之间的距离在所述图像传感器的所述对角线尺寸的80％至120％之间，这为优化图像质量提供了特别有利的设计。

在另一个更优选的实施例中，所述出射表面与所述图像传感器之间的距离在所述图像传感器的对角线尺寸的87.5％至112.5％之间，这为优化图像质量提供了更有利的设计。

在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述折反射光学系统还包括布置在所述空隙内的光学透镜，并且沿着所述折反射光学系统的所述光轴测量的所述出射表面与所述图像传感器之间的距离约为所述图像传感器的对角线尺寸的82％，这为优化图像质量提供了特别有利的设计。

根据下文描述的一个或多个实施例，这些和其它方面将是显而易见的。

附图说明

在本发明的以下具体实施方式中，将参考附图中示出的示例性实施例更详细地解释各方面、实施例和实现方式。

图1示出了第一方面的一个实施例提供的折反射光学系统的示意性横截面；

图2示出了第一方面的另一个实施例提供的折反射光学系统的示意性旋转横截面；

图3示出了第一方面的另一个实施例提供的折反射光学系统的示意性旋转横截面；

图4示出了第一方面的另一个实施例提供的折反射光学系统的示意性旋转横截面；

图5示出了第一方面的另一个实施例提供的折反射光学系统的示意性横截面；

图6示出了第二方面的一个实施例提供的设备的示意性横截面；

图7示出了第二方面的另一个实施例提供的设备的示意性横截面。

具体实施方式

图1示出了本发明提供的折反射光学系统，其中，折反射光学系统被定义为在光学系统中通常通过透镜(折射光学)和曲面反射镜(反射光学)组合折射和反射的系统。

光学系统包括具有环形入射表面2和位于与入射表面2相对的环形第一中间表面3的光学材料实心体1。在所示的实施例中，入射表面2是与系统的光轴同轴布置的环形的折射回转面，第一中间表面3是与系统的光轴同轴布置的环形的凹回转面。

实心体1还包括与环形入射表面2的内环基本连续的第二中间表面4和与第二中间表面4相对的出射表面5。在所示的实施例中，第二中间表面4是与系统的光轴同轴布置的圆形的凸回转面，出射表面5是与系统的光轴同轴布置的圆形的折射回转面。

在光学系统的一些实施例中，第一中间表面3或第二中间表面4中的至少一个是折射表面。在所示的实施例中，第一中间表面3和第二中间表面4都是折射表面。

在一个实施例中，实心体1的所有折射表面都是非球形回转面。

在另一个实施例中，光学系统的所有折射表面都是非球形回转面。

系统还包括主反射表面6和次反射表面7。主反射表面6和次反射表面7布置成使得通过入射表面2进入系统的光线在通过出射表面5射出之前被折叠至少两次。在所示的实施例中，主反射表面6是环形的凹回转面，该环形的凹回转面的曲率基本上对应于与系统的光轴同轴布置的第一中间表面3的曲率，而次反射表面7是圆形的凸回转面，该圆形的凸回转面的曲率基本上对应于与系统的光轴同轴布置的第二中间表面4的曲率。

在一个实施例中，主反射表面6是球形表面。

在一个实施例中，次反射表面7是双曲面。

在一些实施例中，例如图1中所示的实施例中，主反射表面6和次反射表面7与实心体1分离，并布置为浮动元件。这使得在实心体1与每个反射表面之间具有空域厚度，该空域厚度可用作用于性能优化或调整系统焦点的变量。在另一种可能的实施例中，浮动元件定向，即相对于实心体1的偏心或倾斜，可用于相机光学防抖。

如图1中所示，出射表面5通过朝向第二中间表面4延伸的内壁8连接到第一中间表面3，从而在实心体1内限定空隙9。该空隙9特别有利于在不增加所需的总z高度的情况下在光学系统内布置附加透镜，例如图4至图7所示的透镜12。

如可以在图1中所见(用虚线示出)，光通过入射表面2进入系统，该入射表面2可以是环形的非球面透镜表面，并(通过环形的第一中间表面3)传播以在主反射表面6处进行第一折叠反射，该主反射表面6是系统中的正主反射镜。下一步(在穿过第二中间表面4之后)是在次反射表面7处进行第二折叠反射，该次反射表面7是负次反射镜。实心体1的材料块结束于通向空域的出射表面5(直到图像平面)。

折叠反射镜之间的这种双折叠形状射线路径形成了一个双镜卡塞格伦望远镜型光学系统，在某种程度上类似于具有正负透镜组(被替换为反射镜)的标准远摄镜头。部件(表面)之间的距离与主反射表面的焦距有关，并且结构的不同实施例能够平衡其它像差，如彗差、像散、场曲等。

图2和图3示出了本发明提供的折反射光学系统的其它实施例，其中，主反射表面6和次反射表面7被实现为实心体1的一部分，而不是光学系统的单独部分。

在图2所示的实施例中，主反射表面6是至少部分覆盖第一中间表面3的镜膜涂层6A，并且次反射表面7也是镜膜涂层7A，至少部分覆盖第二中间表面4。

在图3所示的实施例中，主反射表面6与第一中间表面3是同一种反射镜6B，次反射表面7与第二中间表面4也是同一种反射镜7B。

图4示出了本发明提供的折反射光学系统的另一个实施例，其中，主反射表面6被实现为实心体1的一部分。在一个实施例中，主反射表面6是覆盖第一中间表面3的镜膜涂层6A。在另一个实施例中，主反射表面6与第一中间表面3是同一反射镜6B。

但是，次反射表面7作为在光线路径中布置在第二中间表面4之后的圆形曼金反射镜10的一部分单独实现。在光学器件中，曼金反射镜是一种负弯月形透镜，在玻璃后侧上的反射表面形成了反射光而没有球面像差的曲面反射镜。更具体地，通常由简单的球面反射镜表面产生的球面像差被穿过负透镜的光产生的相反球面像差抵消。由于光两次穿过玻璃，因此整个系统就像一个三合透镜。

曼金反射镜10还包括第三中间表面11，在所示的实施例中，该第三中间表面11是凸折射回转面。在本实施例中，次反射表面7实现为相对于光线路径在第三中间表面11的后侧上的反射(镜面)涂层7C。

在另一种可能的实施例中，类似于上述实施例，主反射表面6也实现为曼金反射镜的一部分，该实施例能够通过在系统中添加可优化的表面形式来实现更优异的图像质量，并降低方案的公差灵敏度。

在另一种可能的实施例中，光学系统包括布置在空隙9内的附加光学透镜12，如图4至图7中所示。光学透镜12与系统的光轴同轴布置，用于校正系统的球面像差。

在图4所示的实施例中，附加光学透镜12是施密特校正板。这种布置在设计上最接近施密特-卡塞格伦(Schmidt-Cassegrain，SC)型望远镜光学器件。

图5示出了本发明提供的折反射光学系统的另一个实施例，其中，第二中间表面4和出射表面5都是环形表面，具有沿着系统的光轴布置在实心体中的孔。因此，在本实施例中，实心体1中折叠光路或被光路穿过的所有表面都是环形表面。如图所示，大多数所描述的实施例是旋转对称的，其中，旋转轴是系统的光轴。

在图4和图5中，还示出附加图像传感器17，该图像传感器17被布置成能够接收从折反射光学系统13射出的光线。在图4所示的实施例中，在光线路径中图像传感器17之前布置有保护玻璃片18。

图6示出了本发明提供的电子设备14的示例性实现方式，该电子设备14包括壳体15和布置在壳体15内的根据上述任一实施例所述的折反射光学系统13。壳体15还包括光圈16，该光圈16布置在壳体的壁内，以使来自物体的光线能够进入折反射光学系统13，并且设备14还包括图像传感器17，该图像传感器17被布置成能够接收从折反射光学系统13射出的光线。

在一些实施例中，保护玻璃片18可以在光线路径中布置图像传感器17之前，如图4所示。

在一些实施例中，光学系统可以包括布置在空隙9内的附加光学透镜12。在一个特别有利的实施例中，该附加透镜12由Zeon E48R制成，Zeon E48R是一种创新的塑料(环烯烃聚合物)材料，主要用于制造具有低吸湿性、良好透明度和高精度模制等属性的光学部件。

在一个实施例中，实心体包括周围的环形机械台19，并且壳体15可以在其壁中包括对应于环形台19的圆形或螺纹插入件，以能够将实心体1保持在适当的位置，并可选地使实心体1平行于系统13的光轴更加靠近或更加远离图像传感器17移动。在一个实施例中，实心体可以在预定义的台中相对于图像传感器17移动。在另一个实施例中，实心体可以相对于图像传感器17连续移动。

在一个特别有利的实施例中，实心体1的光学材料为光学聚甲基丙烯酸甲酯(optical Polymethyl methacrylate，PMMA)(也称为丙烯酸、丙烯酸玻璃或有机玻璃)，并且实心体1通过金刚石车削实现。

在另一个实施例中，实心体还包括挡板钻孔20和可选的漫射表面涂层21(哑光黑色油漆)，以减少系统13中的入射光和不必要的反射。

图7示出了本发明提供的电子设备14内的折反射光学系统13的实施例，示出了设备14中光学系统的优选布置相对于图像传感器17的尺寸和其距离的相对尺寸。

在所示的实施例中，图像传感器17的对角线尺寸D示出为图像传感器17的两个相对角之间的对角线的长度(由于图像传感器通常是方形的，因此任何对角线长度都可以被视为对角线尺寸)。实心体1的厚度S示出为沿着折反射光学系统13的光轴测量的实心体1的最大长度。空域长度L示出为沿着折反射光学系统13的光轴在出射表面5与图像传感器17之间测量的最大距离。间隙长度G示出为实心体1与图像传感器17之间测量的最短距离。总轨迹长度T示出为实心体1与图像传感器17之间的最远点之间的距离。因此，从图中可以看出，实心体1的间隙长度G和厚度S的总和等于总轨迹长度T＝S+G。

图7中进一步示出了光圈障碍物直径O、全光圈直径A和全元件直径E。

在优选实施例中，实心体1的厚度S在图像传感器17的对角线尺寸D的75％至125％之间。在一个更优选的实施例中，实心体1的厚度S在图像传感器17的对角线尺寸D的80％至120％之间。

在另一个优选实施例中，空域长度L在图像传感器17的对角线尺寸D的80％至120％之间。在一个更优选的实施例中，空域长度L在图像传感器17的对角线尺寸D的87.5％至112.5％之间。

在另一个优选实施例中，其中，折反射光学系统13包括布置在空隙9内的光学透镜12，空域长度L约为图像传感器17的对角线尺寸D的82％。

示例性实施例

图7中所示的布置提供的特定示例性实施例已经被实现为原型。该原型针对2个聚焦距离进行了优化：无限远和1.5m。在该示例性实施例中，间隙长度G可以在极端聚焦距离之间以0.485mm的步长进行调节。图像传感器对角线D目标为4.2mm。所得系统13的z高度低于7mm。主反射表面6在系统中具有最大直径，并将元件直径定义为10mm。

原型实心体1(透镜)中的所有光学表面通过使用最大8阶项优化为奇数非球面形式。优化误差函数对传感器大小、z高度和元件以及空域厚度和大小进行限制。目标在于图像质量、与表面的射线角度、系统的透射和畸变。下表总结了得到的尺寸。

(表1)

用于非球形表面的公式

光学表面基本非球面性可以用标准、偶数或奇数非球面公式来描述。在性能优化中，所有表面都可以使用至少2阶非球面参数。优选地，需要超过6阶的非球面参数来通过更高阶的像差校正获得最佳性能。类似的表面形式可以通过非球形表面类型(如样条曲线、nurbs曲线等)获得。但是，向透镜表面添加过于复杂的非球面形式可能会通过向表面形式和透镜畸变曲线添加高空间频率而降低图像质量。非球形表面的优选公式如下所示。

标准表面的“凹陷”或z坐标由以下公式给出：

其中，

–c是曲率(半径的倒数)

–r是透镜单元中的径向坐标

–k是圆锥常数。

偶数非球形表面模型仅使用径向坐标的偶数幂与参数α来描述非球面性。表面凹陷由以下公式给出：

在奇数非球形表面模型中，使用了r的偶数幂和奇数幂与参数β。凹陷由以下公式给出：

本文结合各种实施例描述了各个方面和实现方式。但是，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域的技术人员在实践所请求保护的主题时可以理解和实现对所公开实施例的其它变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元素或步骤，术语“一”或者“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以满足权利要求中所描述的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施并不表示这些措施的组合不能被有效地使用。计算机程序可存储/分配在合适的介质上，例如与其它硬件一起或者作为其它硬件的部分提供的光存储介质或者固态介质，还可以以其它形式例如通过互联网或者其它有线或无线电信系统分配。

权利要求书中所用的参考符号不应解释为对范围进行限制。

Claims (21)

1.一种折反射光学系统(13)，其特征在于，包括：

光学材料实心体(1)，所述实心体(1)包括：

环形入射表面(2)；

环形第一中间表面(3)，位于与所述入射表面(2)相对的位置；

第二中间表面(4)，与所述环形入射表面(2)的内环基本连续；

出射表面(5)，位于与所述第二中间表面(4)相对的位置；其中，所述系统包括：

主反射表面(6)；

次反射表面(7)；

其中，所述主反射表面(6)和所述次反射表面(7)布置成使得通过所述入射表面(2)进入所述系统的光线在通过所述出射表面(5)射出之前被折叠至少两次；并且

所述出射表面(5)通过朝向所述第二中间表面(4)延伸的内壁(8)连接到所述第一中间表面(3)，从而在所述实心体(1)内限定空隙(9)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述入射表面(2)是与所述系统的光轴同轴布置的环形的折射回转面。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第一中间表面(3)是与所述系统的所述光轴同轴布置的环形的凹回转面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二中间表面(4)是与所述系统的所述光轴同轴布置的圆形的凸回转面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述主反射表面(6)是环形的凹回转面，所述环形的凹回转面的曲率基本上对应于与所述系统的所述光轴同轴布置的所述第一中间表面(3)的曲率。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述次反射表面(7)是圆形的凸回转面，所述圆形的凸回转面的曲率基本上对应于与所述系统的所述光轴同轴布置的所述第二中间表面(4)的曲率。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述主反射表面(6)是至少部分覆盖所述第一中间表面(3)的镜膜涂层(6A)，或者所述主反射表面(6)与所述第一中间表面(3)是同一种反射镜(6B)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述次反射表面(7)是至少部分覆盖所述第二中间表面(4)的镜膜涂层(7A)，或者所述次反射表面(7)与所述第二中间表面(4)是同一种反射镜(7B)。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一中间表面(3)或所述第二中间表面(4)中的至少一个是折射表面。

10.根据权利要求1至6或9中任一项所述的系统，其特征在于，还包括所述光线路径上布置在所述第二中间表面(4)之后的圆形曼金(Mangin)反射镜(10)，所述曼金反射镜(10)包括所述次反射表面(7)和第三中间表面(11)，所述第三中间表面(11)是凸折射回转面，并且所述次反射表面(7)是相对于所述光线路径在所述第三中间表面(11)的后侧上的反射涂层(7C)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其特征在于，所述出射表面(5)是与所述系统的所述光轴同轴布置的圆形的折射回转面。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二中间表面(4)和所述出射表面(5)都是环形表面。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其特征在于，所述主反射表面(6)是球形表面。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其特征在于，所述次反射表面(7)是双曲面。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统的所有所述折射表面都是非球形回转面。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，其特征在于，还包括附加光学透镜(12)，所述附加光学透镜(12)布置在所述空隙(9)内，与所述系统的所述光轴同轴，以用于校正所述系统的球面像差。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述附加光学透镜(12)是施密特(Schmidt)校正板。

18.一种电子设备(14)，其特征在于，包括：

壳体(15)；

根据权利要求1至17中任一项所述的折反射光学系统(13)，布置在所述壳体(15)内；

其中，所述壳体(15)还包括光圈(16)，所述光圈(16)布置在所述壳体(15)的壁内，以使来自物体的光线能够进入所述折反射光学系统(13)；

其中，所述设备(14)还包括图像传感器(17)，所述图像传感器(17)被布置成能够接收从所述折反射光学系统(13)射出的光线。

19.根据权利要求18所述的电子设备(14)，其特征在于，所述实心体(1)的厚度(S)在所述图像传感器(17)的对角线尺寸(D)的75％至125％之间，更优选在所述图像传感器(17)的所述对角线尺寸(D)的80％至120％之间，所述实心体(1)的所述厚度(S)被定义为沿着所述折反射光学系统(13)的所述光轴测量的所述实心体(1)的最大长度。

20.根据权利要求18或19所述的电子设备(14)，其特征在于，沿着所述折反射光学系统(13)的所述光轴测量的所述出射表面(5)与所述图像传感器(17)之间的距离(L)在所述图像传感器(17)的所述对角线尺寸(D)的80％至120％之间，更优选在所述图像传感器(17)的对角线尺寸(D)的87.5％至112.5％之间。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的电子设备(14)，其特征在于，所述折反射光学系统(13)包括布置在所述空隙(9)内的光学透镜(12)，并且沿着所述折反射光学系统(13)的所述光轴测量的所述出射表面(5)与所述图像传感器(17)之间的距离(L)约为所述图像传感器(17)的对角线尺寸(D)的82％。

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