CN115963623A - 光学成像系统 - Google Patents

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CN115963623A CN202210543394.XA CN202210543394A CN115963623A CN 115963623 A CN115963623 A CN 115963623A CN 202210543394 A CN202210543394 A CN 202210543394A CN 115963623 A CN115963623 A CN 115963623A
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optical
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optical imaging
lens group
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卞俊熙
柳浩植
林采煐
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Abstract

光学成像系统，包括：透镜组，包括形成第一光轴的至少一个透镜；以及光路转换器，反射从透镜组发射的光，以在成像面上形成图像。在光学成像系统中，在第一光轴方向上从透镜组之中的最靠近物侧设置的最前透镜的物侧面到成像面的最大距离为12.0mm或更小。

Description

光学成像系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年10月12日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0134820号韩国专利申请的优先权，出于所有目的将该韩国专利申请的全部公开内容通过引用并入本申请中。
技术领域
本公开涉及光学成像系统及包括一个或更多个光路转换器的光学成像系统。
背景技术
便携式电子设备可以包括相机模块。例如，诸如笔记本计算机、智能电话等的便携式电子设备可以包括用于视频会议、视频电话等的相机模块。同时，随着便携式电子设备的性能的提高，对具有高分辨率的相机模块的需求也在增加。例如，相机模块的图像传感器逐渐被扩大，以便于实现高分辨率。然而，由于图像传感器的扩大增加了构成相机模块的光学成像系统的总长度(即，从最前透镜的物侧面到成像面的距离)，因此可能存在相机模块的小型化和薄化的问题。
上述信息仅作为背景信息来呈现，以帮助理解本公开。对于上述任何一项是否可以作为现有技术适用于本公开，尚未作出确定，也未作出任何断言。
发明内容
提供本发明内容部分是为了以简要的形式介绍对发明构思的选择，而在以下具体实施方式部分中将进一步描述这些发明构思。本发明内容部分不旨在确认所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不籍此帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总的方面，光学成像系统包括：透镜组，包括形成第一光轴的至少一个透镜；以及光路转换器，反射从透镜组发射的光，以在成像面上形成图像，其中，在第一光轴方向上从透镜组之中的最靠近物侧设置的最前透镜的物侧面到成像面的最大距离为11.0mm或更小。
透镜组可以包括从物侧顺序布置的第一透镜、第二透镜和第三透镜。
第一透镜可以具有正屈光力。
第二透镜可以具有负屈光力。
第二透镜可以具有凹入的物侧面。
第二透镜可以具有凹入的像侧面。
第三透镜可以具有正屈光力。
从透镜组之中的最靠近成像面设置的最后透镜的像侧面到成像面的光路的距离可以为20.0mm至50.0mm。
可以满足以下条件表达式0.86＜BFL/TTL＜0.96，其中TTL是从最前透镜的物侧面到成像面的光路的距离，并且BFL是从透镜组之中的最后透镜的像侧面到成像面的光路的距离。
第一光轴方向和成像面的光轴可以基本上平行。
在另一总的方面，光学成像系统包括：透镜组，包括至少一个透镜；以及光路转换器，设置在透镜组和成像面之间，并且配置成反射从透镜组发射的光一次或更多次，以通过光在成像面上形成图像，其中8＜f/IMG HT＜12，其中f是光学成像系统的焦距，并且IMG HT是成像面的高度。
可以满足以下条件表达式0.30＜f1/f＜0.40，其中f1是第一透镜的焦距。
可以满足以下条件表达式-0.28＜f2/f＜-0.18，其中f2是第二透镜的焦距。
可以满足以下条件表达式0.40＜f3/f＜0.50，其中f3是第三透镜的焦距。
可以满足以下条件表达式1.68＜(Nd1+Nd2+Nd3)/3＜1.74，其中Nd1是第一透镜的折射率，Nd2是第二透镜的折射率，并且Nd3是第三透镜的折射率。
在透镜组的光轴方向上从透镜组之中的最靠近物侧设置的最前透镜的物侧面到成像面的最大距离可以为11.0mm或更小。
在另一总的方面，光学成像系统包括：透镜组，包括至少一个透镜；以及光路转换器，设置在透镜组和成像面之间，并且配置成反射从透镜组发射的光两次或更多次，以通过光在成像面上形成图像，其中1.0＜BFL/f＜1.6，其中f是光学成像系统的焦距，并且BFL是从透镜组之中的最后透镜的像侧面到成像面的光路的距离。
至少一个透镜的光轴和成像面的光轴可以基本上平行。
根据附图、权利要求和以下具体实施方式，其它特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是根据本公开的第一实施方式的光学成像系统的配置图。
图2和图3是图1中所示的光学成像系统的像差曲线。
图4是根据本公开的第二实施方式的光学成像系统的配置图。
图5是图4中所示的光学成像系统的像差曲线。
图6是根据本公开的第三实施方式的光学成像系统的配置图。
图7是图6中所示的光学成像系统的像差曲线。
图8是根据本公开的第四实施方式的光学成像系统的配置图。
图9是图8中所示的光学成像系统的像差曲线。
图10是根据本公开的第五实施方式的光学成像系统的配置图。
图11是示意性地示出根据图10中所示的第一光路转换器和第二光路转换器的光路的视图。
图12是图10中所示的光学成像系统的像差曲线。
图13是根据本公开的实施方式的包括光学成像系统的便携式电子设备的立体图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记表示相同的元件。附图可能不是按比例绘制的，并且为了清楚、说明和方便，附图中的元件的相对尺寸、比例和描述可能被夸大。
具体实施方式
在下文中，虽然参考所附的说明性附图详细描述了本公开的示例性实施方式，但是应注意，示例不限于此。
在本公开的以下描述中，涉及本公开的部件的术语可以考虑每个部件的功能来命名，并且不应被理解为限制本公开的技术部件的含义。
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对本申请中所描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，本申请中所描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改和等同在理解本公开之后将是显而易见的。例如，本申请中所描述的操作的顺序仅仅是示例，并且除了必须以特定顺序发生的操作之外，不限于在本申请中所阐述的顺序，而是可以改变的，这在理解本公开之后将是显而易见的。另外，为了更加清楚和简洁，可省略对本领域公知的特征的描述。
本申请中所描述的特征可以以不同的形式实施，而不应被理解为受限于本申请中所描述的示例。更确切地，提供本申请所描述的示例仅仅是为了示出实现本申请所描述的方法、装置和/或系统的许多可能方式中的一些，这在理解本公开之后将是显而易见的。
应注意，在本申请中，相对于示例或实施方式使用措辞“可以”，例如关于示例或实施方式可以包括或实现的内容，意味着存在其中包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施方式，而所有示例和实施方式不限于此。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为位于另一元件“上”、“连接到”或“联接到”另一元件时，该元件可直接位于该另一元件“上”、直接“连接到”或直接“联接到”该另一元件，或者可存在介于该元件与该另一元件之间的一个或更多个其它元件。相反地，当元件被描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件时，不存在介于该元件与该另一元件之间的其它元件。
如本申请中所使用的，措辞“和/或”包括相关联的所列项目中的任何一项以及任何两项或更多项的任何组合；类似地，“……中的至少一个”包括相关联的所列项目中的任何一项以及任何两项或更多项的任何组合。
尽管在本申请中可以使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的措辞来描述各种构件、部件、区域、层或部分，但是这些构件、部件、区域、层或部分不受这些措辞的限制。更确切地，这些措辞仅用于将一个构件、部件、区域、层或部分与另一构件、部件、区域、层或部分区分开。因此，在不背离本申请中所描述的示例的教导的情况下，这些示例中提及的第一构件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分也可以被称作第二构件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。
诸如“在......之上”、“较上”、“在......之下”和“较下”的空间相对措辞可以在本申请中为了描述便利而使用，以描述如附图中所示的一个元件相对于另一元件的关系。除了涵盖附图中所描绘的定向之外，这些空间相对措辞旨在还涵盖设备在使用或操作中的不同的定向。例如，如果附图中的设备翻转，则描述为位于另一元件“之上”或相对于另一元件“较上”的元件将位于该另一元件“之下”或相对于该另一元件“较下”。因此，根据设备的空间定向，措辞“在......之上”涵盖“在......之上”和“在......之下”的两种定向。该设备还可以以其它方式定向(例如，旋转90度或处于其它定向)，并且本申请中使用的空间相对措辞应被相应地解释。
本申请中使用的术语仅用于描述各种示例，而不用于限制本公开。除非上下文另有明确指示，否则冠词“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。措辞“包括”、“包含”和“具有”说明存在所阐述的特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除一个或更多个其它特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合的存在或添加。
由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示形状的变化。因此，本申请中描述的示例不限于附图中所示的具体形状，而是包括在制造期间出现的形状变化。
可以以在获得对本公开的理解之后将显而易见的各种方式组合本申请中描述的示例的特征。此外，尽管本申请中描述的示例具有多种配置，但是在理解本公开之后将显而易见的其它配置也是可行的。
本公开的一方面是提供光学成像系统，其可以安装在便携式电子设备上，而不管图像传感器的尺寸和光学成像系统的光路长度如何。
此外，在本说明书中，第一透镜表示最靠近物体(或对象)的透镜，并且第三透镜表示最靠近成像面(或图像传感器)的透镜。在本说明书中，曲率半径、厚度、TTL(从第一透镜的物侧面到成像面的光路的距离)、IMG HT(成像面的高度)和焦距的单位以毫米(mm)表示。此外，透镜的厚度、透镜之间的距离、TTL、BFL(从最靠近图像传感器的最后透镜的像侧面到成像面的光路的距离)和光路可以是基于透镜的光轴的中心测量的距离。此外，在对透镜形状的描述中，一个表面是凸出的配置表示该表面的光轴区域是凸出的，并且一个表面是凹入的结构表示该表面的光轴区域是凹入的。因此，即使当描述透镜的一个表面是凸出的时，透镜的边缘也可以是凹入的。类似地，即使当描述透镜的一个表面是凹入的时，透镜的边缘也可以是凸出的。
本说明书中描述的光学成像系统可以配置成安装在便携式电子设备上。例如，光学成像系统可以安装在智能电话、笔记本计算机、增强现实设备、虚拟现实设备(VR)、便携式游戏机等上。本说明书中描述的光学成像系统的使用范围和示例不限于上述电子设备。例如，光学成像系统提供了窄的安装空间，但是可以应用于需要高分辨率成像的电子设备。
根据本公开的第一方面的光学成像系统可以包括透镜组和光路转换器。透镜组可以包括至少一个透镜。例如，透镜组可以包括从物侧沿着第一光轴顺序布置的第一透镜、第二透镜和第三透镜。构成透镜组的透镜的数量不限于三个。例如，透镜组可以包括四个或更多个透镜。作为另一示例，透镜组可以包括两个或更少的透镜。透镜组可以配置成形成一个光轴。例如，透镜组的透镜可以沿着第一光轴顺序设置。光路转换器可以配置成转换或改变光学成像系统的光路。例如，光路转换器可以在与第一光轴相交的方向上转换沿着第一光轴形成的光路。作为具体示例，光路转换器可以转换光路以利用从透镜组发射的光在成像面上形成图像。
根据第一方面的光学成像系统可以配置成安装在便携式电子设备上，同时具有相当大尺寸的光路。例如，光学成像系统的光路的长度(从透镜组之中的最前透镜的物侧面到成像面的光路的距离：TTL)可以大于便携式电子设备的厚度，但是光学成像系统的外部高度可以小于便携式电子设备的厚度。作为具体示例，在第一光轴方向上从透镜组之中的最前透镜的物侧面到成像面的最大距离可以为11.0mm或更小。
根据第二方面的光学成像系统可以包括透镜组和光路转换器。透镜组可以包括至少一个透镜。例如，透镜组可以包括从物侧沿着第一光轴顺序布置的第一透镜、第二透镜和第三透镜。构成透镜组的透镜的数量不限于三个。例如，透镜组可以包括四个或更多个透镜。作为另一示例，透镜组可以包括两个或更少的透镜。光路转换器可以设置在透镜组和成像面之间，并且可以配置成反射从透镜组发射的光一次或更多次。例如，光路转换器可以在与第一光轴相交的方向上反射从透镜组发射的光一次。作为另一示例，光路转换器可以在与第一光轴相交的方向上反射从透镜组发射的光两次。作为另一示例，光路转换器可以在与第一光轴相交的方向上和在与第一光轴平行的方向上反射从透镜组发射的光。
根据第二方面的光学成像系统可以在焦距f和图像高度IMG HT(成像面的高度)之间形成特定的数值关系。例如，根据第二方面的光学成像系统可以满足8.0＜f/IMG HT＜12.0。
根据本说明书的光路转换器可以包括棱镜。例如，光路转换器可以包括一个棱镜或者两个或更多个棱镜。作为另一示例，光路转换器可以包括一个佩肯(Pechan)棱镜或者一个或更多个棱镜以及一个或更多个佩肯棱镜。光路转换器的配置不限于棱镜和佩肯棱镜。例如，光路转换器可以包括反射器。
根据本说明书的光学成像系统可以满足以下条件表达式中的一个或更多个。例如，根据第一方面和第二方面的光学成像系统可以满足以下条件表达式中的一个或更多个。
10.0mm＜TOH＜12.0mm
21.5mm＜TOL＜32.0mm
7.50mm＜TOW＜16.5mm
6.0mm＜PEH＜7.0mm
6.0mm＜PEL＜8.5mm
11.0mm＜PEW＜13.0mm
0.05mm＜DPE12
0.1mm＜DPEP
0.2mm＜DLRP1＜1.0mm
5.0mm＜P1W＜9.0mm
5.0mm＜P1H＜9.0mm
0.05mm＜DPA
在上述条件表达式中，TOH是光学成像系统在第一光轴方向上的最大长度，TOL是光学成像系统在第二光轴方向上(在与第一光轴相交并且在成像面方向上延伸的方向上)的最大长度，TOW是光学成像系统在第三光轴方向上的最大长度(在分别与第一光轴和第二光轴相交的方向上)，PEH是构成光路转换器的佩肯棱镜在第一光轴方向上的长度，PEL是构成光路转换器的佩肯棱镜在第二光轴方向上的长度，PEW是构成光路转换器的佩肯棱镜在第三光轴方向上的长度，DPE12是从构成光路转换器的第一佩肯棱镜的出射面到构成光路转换器的第二佩肯棱镜的入射面的距离，DPEP是构成光路转换器的佩肯棱镜之间的距离(例如，从一棱镜的出射面到设置在该棱镜的像侧上的佩肯棱镜的入射面的距离，或者从佩肯棱镜的出射面到设置在该佩肯棱镜的像侧上的棱镜的入射面的距离)，DLRP1是从透镜组之中的最后透镜的像侧面到光路转换器的最前棱镜的入射面的距离，P1W是构成光路转换器的棱镜在第三光轴方向上的长度，P1H是构成光路转换器的棱镜在第二光轴方向上的长度，并且DPA是从构成光路转换器的第一棱镜的出射面到构成光路转换器的第二棱镜的入射面的距离。
光学成像系统可以以如下更有限的形式满足上述条件表达式中的一些：
0.05mm＜DPE12≤0.1mm
0.1mm＜DPEP＜0.6mm
0.05mm＜DPA≤0.1mm
根据本说明书的光学成像系统还可以满足以下条件表达式中的一个或更多个，而与上述条件表达式无关。作为示例，光学成像系统可以满足以下条件表达式中的一个或更多个，同时满足上述条件表达式中的一个或更多个。作为另一示例，光学成像系统可以满足以下条件表达式中的一个或更多个，而不管是否满足上述条件表达式：
1.0＜TTL/f＜1.7
0.86＜BFL/TTL＜0.96
0.30＜f1/f＜0.40
-0.28＜f2/f＜-0.18
0.40＜f3/f＜0.50
1.0＜BFL/f＜1.6
1.68＜(Nd1+Nd2+Nd3)/3＜1.74
1.0＜TTL/BFL＜1.20
20.0mm＜BFL＜50.0mm
在上述条件表达式中，TTL是从透镜组的最前透镜(第一透镜)的物侧面到成像面的光路的长度，f是光学成像系统的焦距，BFL是从透镜组的最后透镜(第三透镜)的像侧面到成像面的光路的距离，f1是第一透镜的焦距，f2是第二透镜的焦距，f3是第三透镜的焦距，Nd1是第一透镜的折射率，Nd2是第二透镜的折射率，并且Nd3是第三透镜的折射率。
根据本说明书的光学成像系统可以按需要包括具有以下特性的一个或更多个透镜。例如，根据第一方面的光学成像系统可以包括根据以下特性的第一透镜至第三透镜中的一个。作为另一示例，根据第二方面的光学成像系统可以包括根据以下特性的第一透镜至第三透镜中的两个或更多个。根据上述方面的光学成像系统可以不一定包括根据以下特性的透镜。在下文中，将描述第一透镜至第三透镜的特性。
第一透镜可以具有屈光力。例如，第一透镜可以具有正屈光力。第一透镜可以包括球面或非球面。例如，第一透镜的两个表面可以是非球面的。第一透镜可以由具有高透光率和良好可加工性的材料制成。例如，第一透镜可以由塑料材料或玻璃材料制成。第一透镜可以配置成具有预定的折射率。例如，第一透镜的折射率可以大于1.7。作为具体示例，第一透镜的折射率可以大于1.70且小于1.80。第一透镜可以具有预定的阿贝数。例如，第一透镜的阿贝数可以是40或更大。作为具体示例，第一透镜的阿贝数可以大于40且小于50。
第二透镜可以具有屈光力。例如，第二透镜可以具有负屈光力。第二透镜可以具有一个表面凹入的形状。例如，第二透镜可以具有凹入的物侧面。作为另一示例，第二透镜可以具有凹入的像侧面。第二透镜可以包括球面或非球面。例如，第二透镜的两个表面可以是非球面的。第二透镜可以由具有高透光率和良好可加工性的材料制成。例如，第二透镜可以由塑料材料或玻璃材料制成。第二透镜可以配置成具有预定的折射率。例如，第二透镜的折射率可以大于1.6。作为具体示例，第二透镜的折射率可以大于1.60且小于1.70。第二透镜可以具有预定的阿贝数。例如，第二透镜的阿贝数可以是30或更大。作为具体示例，第二透镜的阿贝数可以大于20且小于40。
第三透镜可以具有屈光力。例如，第三透镜可以具有正屈光力。第三透镜可以包括球面或非球面。例如，第三透镜的两个表面可以是非球面的。第三透镜可以由具有高透光率和良好可加工性的材料制成。例如，第三透镜可以由塑料材料或玻璃材料制成。第三透镜可以配置成具有预定的折射率。例如，第三透镜的折射率可以大于1.7。作为具体示例，第三透镜的折射率可以大于1.70并且小于1.80。第三透镜可以具有预定的阿贝数。例如，第三透镜的阿贝数可以是40或更大。作为具体示例，第三透镜的阿贝数可以大于40且小于50。
多个透镜可以由具有与空气的折射率不同的折射率的材料制成。例如，若干透镜可以由塑料材料或玻璃材料制成。多个透镜中的至少一个可以具有非球面形状。透镜的非球面形状可以由方程式1表达。
方程式1
Figure BDA0003647054350000101
在方程式1中，c是相应透镜的曲率半径的倒数，k是圆锥常数，r是从非球面上的任何点到光轴的距离，A到H以及J是非球面常数，以及Z(或SAG)是在光轴方向上从非球面上的特定点到相应非球面的顶点的高度。
根据本说明书的光学成像系统可以包括滤光片和光阑。
滤光片可以设置在透镜组和光路转换器之间，或者设置在光路转换器和成像面之间。滤光片可以阻挡一些波长的入射光，以提高光学成像系统的分辨率。例如，滤光片可以阻挡红外波长的入射光。光阑可以设置在透镜和透镜之间，或者设置在透镜组和光路转换器之间。可以按需要省略光阑。
根据本说明书的光学成像系统还可以包括间隔构件。间隔构件可以设置在透镜和透镜之间，设置在透镜组和光路转换器之间，或者设置光路转换器和成像面之间。
接下来，将参考附图描述光学成像系统的具体实施方式。
首先，将参考图1描述根据第一实施方式的光学成像系统100。
光学成像系统100可以包括透镜组LG和光路转换器FE。光学成像系统100的配置不限于透镜组LG和光路转换器FE。例如，光学成像系统100还可以包括设置在光路转换器FE和成像面IP之间的滤光片IF。
透镜组LG可以包括多个透镜。例如，透镜组LG可以包括从物侧顺序布置的第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130。透镜组LG的配置不限于第一透镜110至第三透镜130。例如，透镜组LG可以仅由第一透镜110和第二透镜120组成。作为另一示例，透镜组LG可以配置成包括第一透镜110到第四透镜(未示出)。
第一透镜110可以具有正屈光力。第一透镜110可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第二透镜120可以具有负屈光力。第二透镜120可以具有凹入的物侧面和凹入的像侧面。第三透镜130可以具有正屈光力。第三透镜130可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。
光路转换器FE可以包括棱镜P。棱镜P可以设置在透镜组LG和成像面IP之间。棱镜P可以配置成转换透镜组LG的光路。例如，棱镜P可以在第二光轴C2的方向上转换沿着第一光轴C1入射的光的路径。
表1示出了根据本实施方式的光学成像系统100的透镜特性，并且表2示出了根据本实施方式的光学成像系统100的非球面值。图2和图3是根据本实施方式的光学成像系统100的像差曲线。
表1
表面编号 曲率半径 厚度/距离 玻璃代码 Y半孔径 X半孔径 部件
S1 7.6294 1.2150 743972.4485 3.2609 3.2609 第一透镜
S2 -117.7929 0.3000 3.3131 3.3131
S3 -10.2950 0.3200 637777.3464 3.3097 3.3097 第二透镜
S4 6.8799 0.5688 3.2562 3.2562
S5 117.5235 1.0962 743972.4485 3.2644 3.2644 第三透镜
S6 -11.0483 0.5000 3.2294 3.2294
S7 无穷大 3.1500 721743.2950 3.0000 4.0000 棱镜
S8 无穷大 3.1500 721743.2950 4.2426 4.0000
S9 无穷大 22.6055 3.0000 4.0000
S10 无穷大 0.2100 518274.6417 3.0000 4.0000 滤光片
S11 无穷大 1.0000 2.9977 2.9977
S12 无穷大 -0.0066 3.0094 3.0094 成像面
表2
表面编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6
K 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 2.1678E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
A -7.4221E-04 8.2934E-04 4.0013E-03 -2.7423E-03 -2.7352E-03 -4.2059E-04
B -8.9399E-06 2.4474E-05 -3.1930E-04 1.8195E-05 2.8005E-04 7.0287E-05
C 4.4126E-06 4.2472E-06 2.4431E-05 -1.1984E-05 -4.2723E-06 5.6261E-06
D -8.2480E-07 -8.5384E-07 -7.6642E-07 8.1628E-07 8.2474E-07 3.7637E-07
将参考图4描述根据第二实施方式的光学成像系统200。
光学成像系统200可以包括透镜组LG和光路转换器FE。光学成像系统200的配置不限于透镜组LG和光路转换器FE。例如，光学成像系统200还可以包括设置在光路转换器FE和成像面IP之间的滤光片IF。
透镜组LG可以包括多个透镜。例如，透镜组LG可以包括从物侧顺序布置的第一透镜210、第二透镜220和第三透镜230。透镜组LG的配置不限于第一透镜210至第三透镜230。例如，透镜组LG可以仅由第一透镜210和第二透镜220组成。作为另一示例，透镜组LG可以配置成包括第一透镜210至第四透镜(未示出)。
第一透镜210可以具有正屈光力。第一透镜210可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第二透镜220可以具有负屈光力。第二透镜220可以具有凹入的物侧面和凹入的像侧面。第三透镜230可以具有正屈光力。第三透镜230可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。
光路转换器FE可以包括多个棱镜P1、P2、P3和P4。例如，光路转换器FE可以包括第一棱镜P1、第二棱镜P2、第三棱镜P3和第四棱镜P4。第一棱镜P1至第四棱镜P4可以设置在透镜组LG和成像面IP之间。
第一棱镜P1至第四棱镜P4可以配置成转换透镜组LG的光路。更详细地，第一棱镜P1至第四棱镜P4可以在不同的方向上转换入射光的光路。例如，第一棱镜P1可以在第二光轴C2的方向上反射沿着第一光轴C1入射的光，第二棱镜P2可以在第三光轴C3的方向上反射沿着第二光轴C2入射的光，第三棱镜P3可以在第四光轴C4的方向上反射沿着第三光轴C3入射的光，并且第四棱镜P4可以在第五光轴C5的方向上(即，在成像面IP的方向上)反射沿着第四光轴C4入射的光。
第一棱镜P1至第四棱镜P4可以配置成在与入射光方向相交的方向上反射入射光。例如，第二光轴C2可以形成在与第一光轴C1相交的方向上，第三光轴C3可以形成在与第二光轴C2相交的方向上，并且第四光轴C4可以形成在与第三光轴C3相交的方向上，并且第五光轴C5可以形成在与第四光轴C4相交的方向上。
表3示出了根据本实施方式的光学成像系统200的透镜特性，并且表4示出了根据本实施方式的光学成像系统200的非球面值。图5是根据本实施方式的光学成像系统200的像差曲线。
表3
Figure BDA0003647054350000131
Figure BDA0003647054350000141
表4
表面编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6
K 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 2.1678E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
A -7.4221E-04 8.2934E-04 4.0013E-03 -2.7423E-03 -2.7352E-03 -4.2059E-04
B -8.9399E-06 2.4474E-05 -3.1930E-04 1.8195E-05 2.8005E-04 7.0287E-05
C 4.4126E-06 4.2472E-06 2.4431E-05 -1.1984E-05 -4.2723E-06 5.6261E-06
D -8.2480E-07 -8.5384E-07 -7.6642E-07 8.1628E-07 8.2474E-07 3.7637E-07
将参考图6描述根据第三实施方式的光学成像系统300。
光学成像系统300可以包括透镜组LG和光路转换器FE。光学成像系统300的配置不限于透镜组LG和光路转换器FE。例如，光学成像系统300还可以包括设置在光路转换器FE和成像面IP之间的滤光片IF。
透镜组LG可以包括多个透镜。例如，透镜组LG可以包括从物侧顺序布置的第一透镜310、第二透镜320和第三透镜330。透镜组LG的配置不限于第一透镜310至第三透镜330。例如，透镜组LG可以仅由第一透镜310和第二透镜320组成。作为另一示例，透镜组LG可以配置成包括第一透镜310至第四透镜(未示出)。
第一透镜310可以具有正屈光力。第一透镜310可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第二透镜320可以具有负屈光力。第二透镜320可以具有凹入的物侧面和凹入的像侧面。第三透镜330可以具有正屈光力。第三透镜330可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。
光路转换器FE可以包括多个棱镜P1和P2。例如，光路转换器FE可以包括第一棱镜P1和第二棱镜P2。第一棱镜P1和第二棱镜P2可以设置在透镜组LG和成像面IP之间。
第一棱镜P1和第二棱镜P2可以配置成转换透镜组LG的光路。更详细地，第一棱镜P1和第二棱镜P2可以在与第一光轴C1相交的方向上或者在平行于第一光轴C1的方向上转换入射光的光路。例如，第一棱镜P1可以在第二光轴C2的方向上反射沿着第一光轴C1入射的光，第二棱镜P2可以在第三光轴C3的方向上(即，在成像面IP的方向上)反射沿着第二光轴C2入射的光。
第一棱镜P1和第二棱镜P2可以配置成在与入射光方向相交的方向上反射入射光。例如，第二光轴C2可以形成在与第一光轴C1相交的方向上，并且第三光轴C3可以形成在与第二光轴C2相交的方向上。
表5示出了根据本实施方式的光学成像系统300的透镜特性，并且表6示出了根据本实施方式的光学成像系统300的非球面值。图7是根据本实施方式的光学成像系统300的像差曲线。
表5
表面编号 曲率半径 厚度/距离 玻璃代码 Y半孔径 X半孔径 部件
S1 7.6294 1.2150 743972.4485 3.2609 3.2609 第一透镜
S2 -117.7929 0.3000 3.2504 3.2504
S3 -10.2950 0.3200 637777.3464 3.2478 3.2478 第二透镜
S4 6.8799 0.5688 3.2039 3.2039
S5 117.5235 1.0962 743972.4485 3.2118 3.2118 第三透镜
S6 -11.0483 0.5000 3.1857 3.1857
S7 无穷大 3.1500 721743.2950 3.0000 4.0000 第一棱镜
S8 无穷大 3.1500 721743.2950 4.2426 4.0000
S9 无穷大 18.8207 3.0000 4.0000
S10 无穷大 3.0000 721743.2950 2.8000 3.8000 第二棱镜
S11 无穷大 3.0000 721743.2950 3.9598 3.8000
S12 无穷大 0.3000 2.8000 3.8000
S13 无穷大 0.2100 518274.6417 3.0000 4.0000 滤光片
S14 无穷大 1.0000 2.9920 2.9920
S15 无穷大 -0.0066 3.0047 3.0047 成像面
表6
表面编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6
K 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 2.1678E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
A -7.4221E-04 8.2934E-04 4.0013E-03 -2.7423E-03 -2.7352E-03 -4.2059E-04
B -8.9399E-06 2.4474E-05 -3.1930E-04 1.8195E-05 2.8005E-04 7.0287E-05
C 4.4126E-06 4.2472E-06 2.4431E-05 -1.1984E-05 -4.2723E-06 5.6261E-06
D -8.2480E-07 -8.5384E-07 -7.6642E-07 8.1628E-07 8.2474E-07 3.7637E-07
将参考图8描述根据第四实施方式的光学成像系统400。
光学成像系统400可以包括透镜组LG和光路转换器FE。光学成像系统400的配置不限于透镜组LG和光路转换器FE。例如，光学成像系统400还可以包括设置在光路转换器FE和成像面IP之间的滤光片IF。
透镜组LG可以包括多个透镜。例如，透镜组LG可以包括从物侧顺序布置的第一透镜410、第二透镜420和第三透镜430。透镜组LG的配置不限于第一透镜410至第三透镜430。例如，透镜组LG还可以包括设置在光路转换器FE内(参考图8，在第一棱镜P1和第二棱镜P2之间)的透镜。
第一透镜410可以具有正屈光力。第一透镜410可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第二透镜420可以具有负屈光力。第二透镜420可以具有凹入的物侧面和凹入的像侧面。第三透镜430可以具有正屈光力。第三透镜430可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。
光路转换器FE可以包括多个棱镜P1、P2和P3。例如，光路转换器FE可以包括第一棱镜P1、第二棱镜P2和第三棱镜P3。第一棱镜P1至第三棱镜P3可以设置在透镜组LG和成像面IP之间。
第一棱镜P1至第三棱镜P3可以配置成转换透镜组LG的光路。更详细地，第一棱镜P1至第三棱镜P3可以在与第一光轴C1相交的方向上或者在平行于第一光轴C1的方向上转换入射光的光路。例如，第一棱镜P1可以在第二光轴C2的方向上反射沿着第一光轴C1入射的光，第二棱镜P2可以在第三光轴C3的方向上反射沿着第二光轴C2入射的光，并且第三棱镜P3可以在第四光轴C4的方向上(即，在成像面IP的方向上)反射沿着第三光轴C3入射的光。
第一棱镜P1至第三棱镜P3可以配置成在与入射光相交的方向上反射入射光。例如，第二光轴C2可以形成在与第一光轴C1相交的方向上，第三光轴C3可以形成在与第二光轴C2相交的方向上，并且第四光轴C4可以形成在与第三光轴C3相交的方向上。
表7示出了根据本实施方式的光学成像系统400的透镜特性，并且表8示出了根据本实施方式的光学成像系统400的非球面值。图9是根据本实施方式的光学成像系统400的像差曲线。
表7
Figure BDA0003647054350000161
Figure BDA0003647054350000171
表8
表面编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6
K 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 2.1678E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
A -7.4221E-04 8.2934E-04 4.0013E-03 -2.7423E-03 -2.7352E-03 -4.2059E-04
B -8.9399E-06 2.4474E-05 -3.1930E-04 1.8195E-05 2.8005E-04 7.0287E-05
C 4.4126E-06 4.2472E-06 2.4431E-05 -1.1984E-05 -4.2723E-06 5.6261E-06
D -8.2480E-07 -8.5384E-07 -7.6642E-07 8.1628E-07 8.2474E-07 3.7637E-07
将参考图10描述根据第五实施方式的光学成像系统500。
光学成像系统500可以包括透镜组LG和光路转换器FE。光学成像系统500的配置不限于透镜组LG和光路转换器FE。例如，光学成像系统500还可以包括设置在光路转换器FE和成像面IP之间的滤光片IF。
透镜组LG可以包括多个透镜。例如，透镜组LG可以包括从物侧顺序布置的第一透镜510、第二透镜520和第三透镜530。透镜组LG的配置不限于第一透镜510至第三透镜530。例如，透镜组LG还可以包括设置在光路转换器FE内(参考图10，在第一棱镜P1和第二棱镜P2之间)的透镜。
第一透镜510可以具有正屈光力。第一透镜510可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第二透镜520可以具有负屈光力。第二透镜520可以具有凹入的物侧面和凹入的像侧面。第三透镜530可以具有正屈光力。第三透镜530可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。
光路转换器FE可以包括多个棱镜P1和P2以及多个佩肯棱镜PE1和PE2。例如，光路转换器FE可以包括第一棱镜P1、第二棱镜P2、第一佩肯棱镜PE1和第二佩肯棱镜PE2。第一棱镜P1、第二棱镜P2、第一佩肯棱镜PE1和第二佩肯棱镜PE2可以设置在透镜组LG和成像面IP之间。
第一棱镜P1、第二棱镜P2、第一佩肯棱镜PE1和第二佩肯棱镜PE2可以配置成转换光学成像系统500的光路。当被命令时，第一棱镜P1和第二棱镜P2可以在与第一光轴C1相交的方向上或者在平行于第一光轴C1的方向上转换入射光的光路，并且第一佩肯棱镜PE1和第二佩肯棱镜PE2可以配置成分别在与第一光轴C1相交的平面方向上反射从第一棱镜P1发射的光两次或更多次。
以下将参考图11描述图10中所示的佩肯棱镜中的光路。
第一佩肯棱镜PE1和第二佩肯棱镜PE2可以配置成在有限的空间中形成长的光路。例如，第一佩肯棱镜PE1和第二佩肯棱镜PE2可以配置成反射入射光两次或更多次。作为另一示例，第二佩肯棱镜PE2可以包括能够反射光同时允许光入射或发射的表面。作为具体示例，第二佩肯棱镜PE2的第一表面PE2S1可以允许光入射并且可以反射光，并且第二佩肯棱镜PE2的第二表面PE2S2可以反射光并且可以发射光。
如上所述配置的第一佩肯棱镜PE1和第二佩肯棱镜PE2可以反射从第一棱镜P1发射的光五次或更多次。例如，第一佩肯棱镜PE1的第一表面PE1S1可以在第三光轴C3的方向上反射沿着第二光轴C2入射的光，并且第一佩肯棱镜PE1的第二表面PE1S2可以在第四光轴C4的方向上反射沿着第三光轴C3入射的光。作为另一示例，第二佩肯棱镜PE2的第二表面PE2S2可以在第五光轴C5的方向上反射沿着第四光轴C4入射的光，第二佩肯棱镜PE2的第三表面PE2S3可以在第六光轴C6的方向上反射沿着第五光轴C5入射的光，并且第二佩肯棱镜PE2的第一表面PE2S1可以在第七光轴C7的方向上反射沿着第六光轴C6的方向入射的光。
因此，根据本实施方式，即使在有限的空间中也可以通过第一佩肯棱镜PE1和第二佩肯棱镜PE2形成具有相当长度的光路，以实现具有长焦距的光学成像系统500。
表9示出了根据本实施方式的光学成像系统500的透镜特性，并且表10示出了根据本实施方式的光学成像系统500的非球面值。图12是根据本实施方式的光学成像系统500的像差曲线。
表9
表面编号 曲率半径 厚度/距离 玻璃代码 Y半孔径 X半孔径 部件
S1 7.6294 1.2150 743972.4485 2.7273 2.7273 第一透镜
S2 -117.7929 0.3000 2.6684 2.6684
S3 -10.2950 0.3200 637777.3464 2.6610 2.6610 第二透镜
S4 6.8799 0.5688 2.6321 2.6321
S5 117.5235 1.0962 743972.4485 2.6507 2.6507 第三透镜
S6 -11.0483 0.5000 2.6979 2.6979
S7 无穷大 3.0000 721743.2950 3.0000 3.0000 第一棱镜
S8 无穷大 3.0000 721743.2950 4.2426 3.0000
S9 无穷大 1.0000 3.0000 3.0000
S10 无穷大 3.2000 721743.2950 3.2000 3.2000 第一佩肯棱镜
S11 无穷大 4.5255 721743.2950 3.2000 4.5255
S12 无穷大 3.2000 721743.2950 3.2000 3.4637
S13 无穷大 0.1000 3.2000 3.2000
S14 无穷大 3.2000 721743.2950 3.2000 3.2000 第二佩肯棱镜
S15 无穷大 6.4000 721743.2950 3.2000 4.5255
S16 无穷大 4.5255 721743.2950 3.2000 3.4637
S17 无穷大 4.5255 721743.2950 3.2000 4.5255
S18 无穷大 1.0000 3.2000 3.2000
S19 无穷大 3.0000 721743.2950 3.0000 3.0000 第二棱镜
S20 无穷大 3.0000 721743.2950 4.2426 3.0000
S21 无穷大 0.3000 3.0000 3.0000
S22 无穷大 0.2100 518274.6417 2.9000 3.2000 滤光片
S23 无穷大 0.7167 2.9885 2.9885
S24 无穷大 0.0066 3.0078 3.0078 成像面
表10
表面编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6
K 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 2.1678E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
A -7.4221E-04 8.2934E-04 4.0013E-03 -2.7423E-03 -2.7352E-03 -4.2059E-04
B -8.9399E-06 2.4474E-05 -3.1930E-04 1.8195E-05 2.8005E-04 7.0287E-05
C 4.4126E-06 4.2472E-06 2.4431E-05 -1.1984E-05 -4.2723E-06 5.6261E-06
D -8.2480E-07 -8.5384E-07 -7.6642E-07 8.1628E-07 8.2474E-07 3.7637E-07
表11至表13示出了根据第一实施方式至第五实施方式的光学成像系统的光学特性值和条件表达式值。
表11
Figure BDA0003647054350000191
Figure BDA0003647054350000201
表12
第一实施方式 第二实施方式 第三实施方式 第四实施方式 第五实施方式
TOH 10.50 11.60 11.60 10.30 11.10
TOL 30.60 21.80 31.80 29.40 22.00
TOW 8.80 16.10 8.80 13.80 11.70
PEH N/A N/A N/A N/A 6.40
PEL N/A N/A N/A N/A 7.80
PEW N/A N/A N/A N/A 12.80
DPE12 N/A N/A N/A N/A 0.10
DPEP N/A N/A N/A N/A 0.50
DLRP1 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
P1W 8.00 8.00 8.00 8.00 6.00
P1H 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00
DPA N/A 0.10 N/A 0.10 N/A
表13
Figure BDA0003647054350000202
根据本说明书的光学成像系统100、200、300、400和500可以安装在便携式电子设备中。例如，根据第一实施方式至第五实施方式的光学成像系统中的一个或更多个可以安装在如图13中所示的便携式终端10的后表面或前表面上，其中后表面或前表面可以平行于由X轴方向和Z轴方向限定的平面，并且与便携式终端10的厚度方向(Y轴方向)相交。
根据本公开，可以提供可以安装在便携式电子设备上同时扩大图像传感器的光学成像系统。
此外，根据本公开，图像传感器的布置自由度可以增加以减小光学成像系统的外部尺寸。
虽然以上已经示出和描述了具体的示例性实施方式，但是在理解本公开之后将显而易见的是，在不背离权利要求及其等同的精神和范围的情况下，可以在这些示例中进行形式和细节上的各种改变。本申请中所描述的示例仅仅被认为是描述性的，而不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述被认为可应用于其它示例中的类似特征或方面。如果所描述的技术以不同的顺序执行，和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的部件以不同的方式组合，和/或由其它部件或其等同替换或补充，则可以获得适当的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式来限定，而是由权利要求及其等同方案来限定，并且在权利要求及其等同方案的范围内的所有变型将被解释为包括在本公开中。

Claims (21)

1.光学成像系统，包括：
透镜组，包括形成第一光轴的至少一个透镜；
光路转换器，反射从所述透镜组发射的光，以在成像面上形成图像；以及
滤光片，设置在所述透镜组和所述光路转换器之间，或者设置在所述光路转换器和所述成像面之间，
其中，在第一光轴方向上从所述透镜组之中的最靠近物侧设置的最前透镜的物侧面到所述成像面的最大距离为12.0mm或更小。
2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述透镜组包括从所述物侧顺序布置的第一透镜、第二透镜和第三透镜。
3.根据权利要求2所述的光学成像系统，其中，所述第一透镜具有正屈光力。
4.根据权利要求2所述的光学成像系统，其中，所述第二透镜具有负屈光力。
5.根据权利要求2所述的光学成像系统，其中，所述第二透镜具有凹入的物侧面。
6.根据权利要求2所述的光学成像系统，其中，所述第二透镜具有凹入的像侧面。
7.根据权利要求2所述的光学成像系统，其中，所述第三透镜具有正屈光力。
8.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，从所述透镜组之中的最靠近所述成像面设置的最后透镜的像侧面到所述成像面的光路的距离为20.0mm至50.0mm。
9.根据权利要求1所述的光学成像系统，满足以下条件表达式：
0.86<BFL/TTL<0.96，
其中，TTL是从所述最前透镜的所述物侧面到所述成像面的光路的距离，并且BFL是从所述透镜组之中的最后透镜的像侧面到所述成像面的光路的距离。
10.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第一光轴方向和所述成像面的光轴平行。
11.光学成像系统，包括：
透镜组，包括至少一个透镜；
光路转换器，设置在所述透镜组和成像面之间，并且配置成反射从所述透镜组发射的光一次或更多次，以通过所述光在所述成像面上形成图像；以及
滤光片，设置在所述透镜组和所述光路转换器之间，或者设置在所述光路转换器和所述成像面之间，
其中，8<f/IMG HT<12，
其中，f是所述光学成像系统的焦距，并且IMG HT是所述成像面的高度。
12.根据权利要求11所述的光学成像系统，其中，所述透镜组包括从物侧顺序布置的第一透镜、第二透镜和第三透镜。
13.根据权利要求12所述的光学成像系统，满足以下条件表达式：
0.30<f1/f<0.40，
其中，f1是所述第一透镜的焦距。
14.根据权利要求12所述的光学成像系统，满足以下条件表达式：
-0.28<f2/f<-0.18，
其中，f2是所述第二透镜的焦距。
15.根据权利要求12所述的光学成像系统，满足以下条件表达式：
0.40<f3/f<0.50，
其中，f3是所述第三透镜的焦距。
16.根据权利要求12所述的光学成像系统，满足以下条件表达式：
1.68<(Nd1+Nd2+Nd3)/3<1.74，
其中，Nd1是所述第一透镜的折射率，Nd2是所述第二透镜的折射率，并且Nd3是所述第三透镜的折射率。
17.根据权利要求11所述的光学成像系统，满足以下条件表达式：
0.86<BFL/TTL<0.96，
其中，TTL是从所述透镜组之中的最前透镜的物侧面到所述成像面的光路的距离，并且BFL是从所述透镜组之中的最后透镜的像侧面到所述成像面的光路的距离。
18.根据权利要求11所述的光学成像系统，其中，在所述透镜组的光轴方向上从所述透镜组之中的最靠近物侧设置的最前透镜的物侧面到所述成像面的最大距离为12.0mm或更小。
19.光学成像系统，包括：
透镜组，包括至少一个透镜；
光路转换器，设置在所述透镜组和成像面之间，并且配置成反射从所述透镜组发射的光两次或更多次，以通过所述光在所述成像面上形成图像；以及
滤光片，设置在所述透镜组和所述光路转换器之间，或者设置在所述光路转换器和所述成像面之间，其中，1.0<BFL/f<1.6，
其中，f是所述光学成像系统的焦距，并且BFL是从所述透镜组之中的最后透镜的像侧面到所述成像面的光路的距离。
20.根据权利要求19所述的光学成像系统，其中，所述至少一个透镜的光轴与所述成像面的光轴平行。
21.根据权利要求19所述的光学成像系统，满足以下条件表达式：
0.86<BFL/TTL<0.96，
其中，TTL是从所述透镜组之中的最前透镜的物侧面到所述成像面的光路的距离。
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