CN116661112A - 光学成像系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及光学成像系统。光学成像系统包括：第一透镜组，具有负屈光力；第二透镜组，具有正屈光力；以及第三透镜组，具有负屈光力，其中，第二透镜组和第三透镜组配置成在光轴方向上移动以调节焦距和放大率，并且满足以下条件表达式：FNOt≤3.6，其中，FNOt是光学成像系统在摄远端处的F值。

Description

光学成像系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年10月24日在韩国知识产权局提交的第10-2022-0137687号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文中，以用于所有目的。

技术领域

本公开涉及能够调节对焦放大率的光学成像系统。

背景技术

诸如宽视场相机、摄远相机等的各种类型的相机可以安装在便携式终端中。

同时，当对远处的物体进行成像时，可以使用摄远相机。在便携式终端中采用摄远相机的情况下，由于摄远相机可以具有固定的变焦放大率，所以除了摄远相机的变焦放大率之外，可以通过数字变焦来执行变焦和成像，但是可能存在图像质量劣化的问题。

为了解决该问题，有时可以在摄远相机中采用其中透镜组移动的光学变焦透镜。然而，在高放大率和长焦距下，塑料透镜在分辨率方面可能存在问题，而玻璃透镜可能存在制造成本可能增加的问题。

以上信息仅作为背景信息呈现，以帮助理解本公开。关于以上内容中的任何内容是否可以作为关于本公开的现有技术应用，没有作出确定，并且没有作出断言。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍对在以下具体实施方式中进一步描述的一些构思。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个一般方面，光学成像系统包括：第一透镜组，具有负屈光力；第二透镜组，具有正屈光力；以及第三透镜组，具有负屈光力，其中，第二透镜组和第三透镜组配置成在光轴方向上移动以调节焦距和放大率，并且满足以下条件表达式：

FNOt≤3.6，

其中，FNOt是光学成像系统在摄远端处的F值。

光学成像系统还可以包括设置在第一透镜组和第二透镜组之间的光阑。

光学成像系统还可以包括设置在第一透镜组的物侧上的光路转换器。

第一透镜组和第二透镜组可以各自包括两个或三个透镜，其中，第二透镜组的第一透镜可以具有正屈光力。

第二透镜组的第一透镜可以满足以下条件表达式：55<G2L1，其中，G2L1是第二透镜组的第一透镜的阿贝数。

可以满足以下条件表达式：fw/ft<0.7，其中，fw是光学成像系统在广角端处的焦距，以及ft是在光学成像系统的摄远端处的焦距。

可以满足以下条件表达式：dtG12/dwG12<0.3，其中，dtG12是光学成像系统在摄远端处第一透镜组和第二透镜组之间的距离，以及dwG12是光学成像系统在广角端处第一透镜组和第二透镜组之间的距离。

可以满足以下条件表达式：1.6<FOVw/FOVt，其中，FOVw是光学成像系统在广角端处的视场角，以及FOVt是光学成像系统在摄远端处的视场角。

可以满足以下条件表达式：|fG2/fG3|<0.6，其中，fG2是光学成像系统的第二透镜组的总焦距，以及fG3是光学成像系统的第三透镜组的总焦距。

在另一个一般方面，光学成像系统包括：从物侧依次设置的第一透镜、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，形成从物侧依次设置的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，其中，第一透镜至第七透镜中的至少一部分由塑料材料形成，其中，第一透镜组与第二透镜组之间的光轴距离以及第二透镜组与第三透镜组之间的光轴距离配置成变化的。

第一透镜组可以包括两个或三个透镜，以及第三透镜组可以包括两个透镜。

包括在第二透镜组和第三透镜组中的透镜可以具有2g/cm³或更小的比重。

第三透镜和第四透镜中的至少一个可以具有正屈光力。

第二透镜的屈光力的符号可以与第一透镜和第三透镜中的至少一个的屈光力的符号相反。

第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组依次可以具有负屈光力、正屈光力和负屈光力。

可以满足以下条件表达式：FNOt≤3.6，其中，FNOt是光学成像系统在摄远端处的F值。

在另一个一般方面，光学成像系统包括：从物侧依次设置的第一透镜、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，形成从物侧依次设置的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组；以及光路转换器，设置在第一透镜组的物侧上，其中，第一透镜具有正屈光力，其中，第二透镜组和第三透镜组配置成在光轴方向上移动以调节焦距和放大率，以及其中，第一透镜组在光轴方向上是固定的。

第一透镜至第七透镜中的至少一部分可以由塑料材料形成。

包括在第二透镜组和第三透镜组中的透镜可以具有2g/cm³或更小的比重。

根据以下详细描述、附图和权利要求书，其它特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1和图2是根据本公开的第一实施方式的光学成像系统的示意图。

图3和图4是图1和图2中所示的光学成像系统的像差曲线。

图5和图6是根据本公开的第二实施方式的光学成像系统的示意图。

图7和图8是图5和图6中所示的光学成像系统的像差曲线。

图9和图10是根据本公开的第三实施方式的光学成像系统的示意图。

图11和图12是图9和图10中所示的光学成像系统的像差曲线。

图13和图14是根据本公开的第四实施方式的光学成像系统的示意图。

图15和图16是图13和图14中所示的光学成像系统的像差曲线。

图17和图18是根据本公开的第五实施方式的光学成像系统的示意图。

图19和图20是图17和图18中所示的光学成像系统的像差曲线。

在整个附图和详细描述中，相同的附图标记表示相同的元件。为了清楚、说明和方便，附图可能不是按比例绘制的，并且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，虽然将参考附图详细描述本公开的示例，但是要注意的是，示例不限于此。

提供以下详细描述以帮助读者获得对本文中描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，在理解本公开之后，本文中描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改和等同物将是显而易见的。例如，本文中描述的操作的顺序仅是示例，并且不限于本文中阐述的顺序，而是如在理解本公开之后将显而易见的可以进行改变，除了必须以一定顺序发生的操作之外。此外，为了提高清楚性和简洁性，可以省略对本领域中已知的特征的描述。

本文中描述的特征可以以不同的形式实现，并且将不被解释为限于本文中描述的示例。相反，本文中描述的示例仅提供为用于说明在理解本公开之后将显而易见的实现本文中描述的方法、装置和/或系统的许多可能方式中的一些。

在整个说明书中，当元件(诸如层、区域或基板)被描述为在另一元件“上”、“连接到”或“联接到”另一元件时，其可以直接在所述另一元件“上”、直接“连接到”或直接“联接到”所述另一元件，或者可以存在介于它们之间的一个或多个其它元件。相反，当元件被描述为“直接”在另一元件“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件时，不可能存在介于它们之间的其它元件。

如本文中所用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的任何一个以及相关联的所列项中的任何两个或更多个的任何组合；同样，“…中的至少一个”包括相关联的所列项中的任何一个以及相关联的所列项中的任何两个或更多个的任何组合。

尽管本文中可以使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语的限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，本文中描述的示例中提及的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可以被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分，而不背离示例的教导。

为了便于描述，本文中可以使用诸如“上方”、“上部”、“下方”、“下部”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。除了在附图中描绘的定向之外，这种空间相对术语旨在还包括设备在使用或操作中的不同定向。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为相对于另一元件在“上方”或“上部”的元件将随之相对于所述另一元件在“下方”或“下部”。因此，术语“上方”包括上方和下方的定向两者，这取决于设备的空间定向。设备也可以以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，并且本文中使用的空间相对术语将被相应地解释。

本文中所用的术语仅用于描述各种示例，而不用于限制本公开。冠词“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。术语“包括”、“包含”和“具有”指定所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或其组合的存在，但不排除一个或多个其它特征、数量、操作、构件、元件和/或其组合的存在或添加。

由于制造技术和/或公差，附图中所示的形状可能发生变化。因此，本文中描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状变化。

在本文中，要注意的是，关于示例使用术语“可以”，例如关于示例可以包括或实现什么，意指存在包括或实现此特征的至少一个示例，而所有示例不限于此。

如在理解本公开之后将显而易见的，本文中描述的示例的特征可以以各种方式组合。此外，尽管本文中描述的示例具有多种配置，但如在理解本公开之后将显而易见的，其它配置也是可能的。

在附图中，为了解释，透镜的厚度、尺寸和形状可能被夸大，并且特别地，在附图中示出的球面表面或非球面表面的形状仅作为示例呈现，而不限于此。

本公开的一方面旨在提供变焦型光学成像系统，其能够在摄远端处以长焦距获取明亮图像。

本公开的另一方面旨在提供应用于具有价格竞争力的便携式终端的光学成像系统。

根据本公开的实施方式的光学成像系统可以包括沿着光轴设置的具有屈光力的多个透镜。例如，光学成像系统可以包括七个透镜。例如，光学成像系统可以包括从物侧依次设置的第一透镜、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。例如，光学成像系统可以包括不超过七个透镜。

在本说明书中，第一透镜意指最靠近物体(或对象)的透镜，并且第七透镜意指最靠近成像面(或图像传感器)的透镜。

此外，在本说明书中，在每个透镜中，第一表面意指靠近物侧(或物侧面)的表面，并且第二表面意指靠近像侧(或像侧面)的表面。

在本说明书中，诸如曲率半径、厚度、TTL(从第一透镜的物侧面到成像面的距离)、BFL(从第七透镜的像侧面到成像面的距离)、焦距(f)、IMG HT(成像面的对角线长度的1/2)的所有单位以毫米(mm)表示，并且FOV(光学成像系统的视场角)的单位以度(°)表示。

此外，在本说明书中，在对每个透镜的说明中，凸出形状的一个表面上可以意指该表面的近轴区域(在光轴附近并包括光轴的非常窄的区域)是凸出的，并且凹入形状的一个表面上可以意指该表面的近轴区域是凹入的。因此，即使当透镜的一个表面被描述为具有凸出形状时，该表面的近轴区域是凸出的，并且透镜的边缘部分可以是凹入的。类似地，即使当透镜的一个表面被描述为具有凹入形状时，该表面的近轴区域是凹入的，并且透镜的边缘部分可以是凸出的。

根据本公开的实施方式的光学成像系统可以包括用于折射或反射入射光的光路转换器和用于调节入射光的量的光阑。例如，光路转换器可以是棱镜或反射镜，并且可以设置在物侧。此外，例如，光阑可以设置在第二透镜和第三透镜之间，或者设置在第三透镜和第四透镜之间。

此外，光学成像系统可以包括用于将通过光学成像系统入射的对象的图像转换为电信号的图像传感器(或成像器件)以及用于阻挡红外线的红外截止滤光器。红外截止滤光器可以设置在第七透镜和图像传感器之间。

根据本公开的实施方式，多个透镜可以由折射率与空气的折射率不同的材料形成。根据本公开的实施方式的光学成像系统可以包括塑料透镜，例如，第一透镜至第七透镜中的至少一部分可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料制成。

此外，多个透镜中的至少一个可以是非球面的。例如，第一透镜至第七透镜中的至少一个可以具有非球面表面。替代地，第一透镜至第七透镜的第一表面和第二表面中的至少一个可以是非球面的。第一透镜至第七透镜的非球面表面由式1表示。

[式1]

其中，c是透镜的曲率半径的倒数，k是圆锥常数，r是从非球面表面上的任一点到光轴的距离，A至H以及J是非球面表面常数，以及Z(或SAG)是从非球面表面上的任一点到非球面表面的顶点在光轴方向上的距离。

根据本公开的实施方式的光学成像系统可以由多个透镜组构成。例如，光学成像系统可以由从物侧依次设置的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组构成。例如，第一透镜组至第三透镜组可以包括七个透镜。

根据本公开的实施方式，第一透镜组可以包括多个透镜。例如，第一透镜组可以包括具有不同符号的屈光力的两个透镜，并且可以包括第一透镜和第二透镜。例如，第一透镜组整体上可以具有负屈光力。

根据本公开的实施方式，第二透镜组可以包括多个透镜。例如，第二透镜组可以包括三个透镜，并且可以包括第三透镜、第四透镜和第五透镜。例如，第二透镜组整体上可以具有正屈光力。

根据本公开的实施方式，第三透镜组可以包括多个透镜。例如，第三透镜组可以包括两个透镜，并且可以包括第六透镜和第七透镜。例如，第三透镜组整体上可以具有负屈光力。

根据本公开的实施方式，第一透镜组至第三透镜组中的至少一个可以在光轴方向上移动。例如，第二透镜组和第三透镜组可以在光轴方向上移动以改变光学成像系统的焦距和放大率。例如，第二透镜组和第三透镜组可以同时在光轴方向上移动。第二透镜组和第三透镜组可以在光轴方向上在成像面方向上移动，以实现光学成像系统的短距离成像(广角成像)。此外，第二透镜组和第三透镜组可以在光轴方向上在第一透镜组的方向上移动，以实现光学成像系统的长距离成像(摄远成像)。同时，在第一透镜组中，与焦距和放大率调节无关，到成像面的距离可以保持恒定。

根据本公开的实施方式，光学成像系统可以包括棱镜，并且该棱镜可以设置在第一透镜组的物侧上。

根据本公开的实施方式的光学成像系统可以满足以下条件表达式1至6中的至少一个。

[条件表达式1]fw/ft<0.7

[条件表达式2]55<G2L1

[条件表达式3]dtG12/dwG12<0.3

[条件表达式4]1.6<FOVw/FOVt

[条件表达式5]|fG2/fG3|<0.6

[条件表达式6]FNOt≤3.6

在上述条件表达式中，fw是光学成像系统在广角端处的焦距，ft是光学成像系统在摄远端处的焦距，G2L1是第二透镜组的第一透镜的阿贝数，dtG12是光学成像系统在摄远端处第一透镜组和第二透镜组之间的距离，dwG12是光学成像系统在广角端处第一透镜组和第二透镜组之间的距离，FOVw是光学成像系统在广角端处的视场角，FOVt是光学成像系统在摄远端处的视场角，fG2是光学成像系统的第二透镜组的总焦距，fG3是光学成像系统的第三透镜组的总焦距，以及FNOt是光学成像系统在摄远端处的F值。

在下文中，将描述本公开的光学成像系统的各种实施方式。

首先，将参考图1图至4描述根据本公开的第一实施方式的光学成像系统。

根据本公开的第一实施方式的光学成像系统100可以包括第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3。光学成像系统100可以包括从物侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160和第七透镜170。

第一透镜组G1可以包括两个透镜。例如，第一透镜组G1可以包括第一透镜110和第二透镜120。第一透镜110和第二透镜120可以具有不同符号的屈光力。例如，第一透镜110可以具有正屈光力，以及第二透镜120可以具有负屈光力。此外，第一透镜110和第二透镜120可以各自具有凸出的物侧面和凹入的像侧面。第一透镜组G1整体上可以具有负屈光力。

第二透镜组G2可以包括三个透镜。例如，第二透镜组G2可以包括第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150。第三透镜130可以具有正屈光力，并且可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第四透镜140可以具有正屈光力，并且可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第五透镜150可以具有负屈光力，并且可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面。第二透镜组G2整体上可以具有正屈光力。

第三透镜组G3可以包括两个透镜。例如，第三透镜组G3可以包括第六透镜160和第七透镜170。第六透镜160和第七透镜170可以具有不同符号的屈光力。例如，第六透镜160可以具有正屈光力，以及第七透镜170可以具有负屈光力。此外，第六透镜160可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面，以及第七透镜170可以具有凹入的物侧面和凹入的像侧面。第三透镜组G3整体上可以具有负屈光力。

第一透镜110至第七透镜170可以包括由塑料材料形成的透镜，并且特别地，第一透镜110至第七透镜170中的构成第二透镜组G2和第三透镜组G3的透镜可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料形成。例如，第三透镜130至第七透镜170可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料形成。

第二透镜组G2和第三透镜组G3可以在光轴方向上移动以改变光学成像系统100的焦距和放大率。第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的光轴距离以及第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的光轴距离可以与光学成像系统100的对焦放大率成反比。例如，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的光轴距离以及第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的光轴距离可以随着光学成像系统100的对焦放大率减小而变长，并且可以随着光学成像系统100的对焦放大率增大而变短。

图1和图2分别示出了在广角端和摄远端处的光学成像系统100，以及图3和图4分别示出了根据广角端和摄远端的光学成像系统100的像差特性。

根据本公开的第一实施方式的光学成像系统100还可以包括棱镜P、光阑、红外截止滤光器F和图像传感器S。

棱镜P可以设置在第一透镜110的物侧上。棱镜P可以折射或反射入射到光学成像系统100的光的路径。光阑可以调节光量，并且可以设置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，例如设置在第二透镜120和第三透镜130之间。红外截止滤光器F可以设置在图像传感器S的前面，以阻挡入射到光学成像系统100的光中所包括的红外线。图像传感器S可以包括成像面，并且穿过第一透镜110至第七透镜170的光可以入射到成像面上。

下面的表1是示出根据本公开的第一实施方式的光学成像系统100的透镜特性的表，以及下面的表2是示出根据本公开的第一实施方式的光学成像系统100的非球面表面值的表。

[表1]

[表2]

接下来，将参考图5至图8描述根据本公开的第二实施方式的光学成像系统。

根据本公开的第二实施方式的光学成像系统200可以包括第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3。光学成像系统200可以包括从物侧依次设置的第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、第五透镜250、第六透镜260和第七透镜270。

第一透镜组G1可以包括三个透镜。例如，第一透镜组G1可以包括第一透镜210、第二透镜220和第三透镜230。第一透镜210和第二透镜220可以各自具有正屈光力，并且第三透镜230可以具有负屈光力。此外，第一透镜210和第二透镜220可以各自具有凹入的物侧面和凸出的像侧面，并且第三透镜230可以具有凹入的物侧面和凹入的像侧面。第一透镜组G1整体上可以具有负屈光力。

第二透镜组G2可以包括两个透镜。例如，第二透镜组G2可以包括第四透镜240和第五透镜250。第四透镜240可以具有正屈光力，并且可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第五透镜250可以具有负屈光力，并且可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面。第二透镜组G2整体上可以具有正屈光力。

第三透镜组G3可以包括两个透镜。例如，第三透镜组G3可以包括第六透镜260和第七透镜270。第六透镜260和第七透镜270可以各自具有负屈光力。此外，第六透镜260可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面，并且第七透镜270可以具有凸出的物侧面和凹入的像侧面。第三透镜组G3整体上可以具有负屈光力。

第一透镜210至第七透镜270可以包括由塑料材料形成的透镜，并且特别地，第一透镜210至第七透镜270中的构成第二透镜组G2和第三透镜组G3的透镜可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料形成。例如，第四透镜240至第七透镜270可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料形成。

第二透镜组G2和第三透镜组G3可以在光轴方向上移动以改变光学成像系统200的焦距和放大率。第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的光轴距离以及第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的光轴距离可以与光学成像系统200的对焦放大率成反比。例如，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的光轴距离以及第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的光轴距离可以随着光学成像系统200的对焦放大率减小而变长，并且可以随着光学成像系统200的对焦放大率增大而变短。

图5和图6分别示出了在广角端和摄远端处的光学成像系统200，以及图7和图8分别示出了根据广角端和摄远端的光学成像系统200的像差特性。

根据本公开的第二实施方式的光学成像系统200还可以包括棱镜P、光阑、红外截止滤光器F和图像传感器S。

棱镜P可以设置在第一透镜210的物侧上。棱镜P可以折射或反射入射到光学成像系统200的光的路径。光阑可以调节光量，并且可以设置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，例如设置在第三透镜230和第四透镜240之间。红外截止滤光器F可以设置在图像传感器S的前面，以阻挡入射到光学成像系统200的光中所包括的红外线。图像传感器S可以包括成像面，并且穿过第一透镜210至第七透镜270的光可以入射到成像面上。

下面的表3是示出根据本公开的第二实施方式的光学成像系统200的透镜特性的表，以及下面的表4是示出根据本公开的第二实施方式的光学成像系统200的非球面表面值的表。

[表3]

[表4]

接下来，将参考图9至图12描述根据本公开的第三实施方式的光学成像系统。

根据本公开的第三实施方式的光学成像系统300可以包括第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3。光学成像系统300可以包括从物侧依次设置的第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340、第五透镜350、第六透镜360和第七透镜370。

第一透镜组G1可以包括三个透镜。例如，第一透镜组G1可以包括第一透镜310、第二透镜320和第三透镜330。第一透镜310和第二透镜320可以各自具有正屈光力，并且第三透镜330可以具有负屈光力。此外，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可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面，以及第三透镜330可以具有凹入的物侧面和凹入的像侧面。第一透镜组G1整体上可以具有负屈光力。

第二透镜组G2可以包括两个透镜。例如，第二透镜组G2可以包括第四透镜340和第五透镜350。第四透镜340可以具有正屈光力，并且可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第五透镜350可以具有负屈光力，并且可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面。第二透镜组G2整体上可以具有正屈光力。

第三透镜组G3可以包括两个透镜。例如，第三透镜组G3可以包括第六透镜360和第七透镜370。第六透镜360可以具有正屈光力，以及第七透镜370可以具有负屈光力。此外，第六透镜360可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面，以及第七透镜370可以具有凸出的物侧面和凹入的像侧面。第三透镜组G3整体上可以具有负屈光力。

第一透镜310至第七透镜370可以包括由塑料材料形成的透镜，并且特别地，第一透镜310至第七透镜370中的构成第二透镜组G2和第三透镜组G3的透镜可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料形成。例如，第四透镜340至第七透镜370可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料形成。

第二透镜组G2和第三透镜组G3可以在光轴方向上移动以改变光学成像系统300的焦距和放大率。第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的光轴距离以及第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的光轴距离可以与光学成像系统300的对焦放大率成反比。例如，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的光轴距离以及第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的光轴距离可以随着光学成像系统300的对焦放大率减小而变长，并且可以随着光学成像系统300的对焦放大率增大而变短。

图9和图10分别示出了在广角端和摄远端处的光学成像系统300，以及图11和图12分别示出了根据广角端和摄远端的光学成像系统300的像差特性。

根据本公开的第三实施方式的光学成像系统300还可以包括棱镜P、光阑、红外截止滤光器F和图像传感器S。

棱镜P可以设置在第一透镜310的物侧上。棱镜P可以折射或反射入射到光学成像系统300的光的路径。光阑可以调节光量，并且可以设置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，例如设置在第三透镜330和第四透镜340之间。红外截止滤光器F可以设置在图像传感器S的前面，以阻挡入射到光学成像系统300的光中所包括的红外线。图像传感器S可以包括成像面，并且穿过第一透镜310至第七透镜370的光可以入射到成像面上。

下面的表5是示出根据本公开的第三实施方式的光学成像系统300的透镜特性的表，以及下面的表6是示出根据本公开的第三实施方式的光学成像系统300的非球面表面值的表。

[表5]

[表6]

接下来，将参考图13至图16描述根据本公开的第四实施方式的光学成像系统。

根据本公开的第四实施方式的光学成像系统400可以包括第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3。光学成像系统400可以包括从物侧依次设置的第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440、第五透镜450、第六透镜460和第七透镜470。

第一透镜组G1可以包括两个透镜。例如，第一透镜组G1可以包括第一透镜410和第二透镜420。第一透镜410和第二透镜420可以具有不同符号的屈光力。例如，第一透镜410可以具有正屈光力，以及第二透镜420可以具有负屈光力。此外，第一透镜410和第二透镜420两者可以具有凸出的物侧面和凹入的像侧面。第一透镜组G1整体上可以具有负屈光力。

第二透镜组G2可以包括三个透镜。例如，第二透镜组G2可以包括第三透镜430、第四透镜440和第五透镜450。第三透镜430和第四透镜440可以各自具有正屈光力，并且可以各自具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第五透镜450可以具有负屈光力，并且可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面。第二透镜组G2整体上可以具有正屈光力。

第三透镜组G3可以包括两个透镜。例如，第三透镜组G3可以包括第六透镜460和第七透镜470。第六透镜460可以具有正屈光力，以及第七透镜470可以具有负屈光力。此外，第六透镜460可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面，以及第七透镜470可以具有凹入的物侧面和凹入的像侧面。第三透镜组G3整体上可以具有负屈光力。

第一透镜410至第七透镜470可以包括由塑料材料形成的透镜，并且特别地，第一透镜410至第七透镜470中的构成第二透镜组G2和第三透镜组G3的透镜可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料形成。例如，第三透镜430至第七透镜470可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料形成。

第二透镜组G2和第三透镜组G3可以在光轴方向上移动以改变光学成像系统400的焦距和放大率。第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的光轴距离以及第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的光轴距离可以与光学成像系统400的对焦放大率成反比。例如，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的光轴距离以及第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的光轴距离可以随着光学成像系统400的对焦放大率减小而变长，并且可以随着光学成像系统400的对焦放大率增大而变短。

图13和图14分别示出了在广角端和摄远端处的光学成像系统400，以及图15和图16分别示出了根据广角端和摄远端的光学成像系统400的像差特性。

根据本公开的第四实施方式的光学成像系统400还可以包括棱镜P、光阑、红外截止滤光器F和图像传感器S。

棱镜P可以设置在第一透镜410的物侧上。棱镜P可以折射或反射入射到光学成像系统400的光的路径。光阑可以调节光量，并且可以设置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，例如设置在第二透镜420和第三透镜430之间。红外截止滤光器F可以设置在图像传感器S的前面，以阻挡入射到光学成像系统400的光中所包括的红外线。图像传感器S可以包括成像面，并且穿过第一透镜410至第七透镜470的光可以入射到成像面上。

下面的表7示出了根据本公开的第四实施方式的光学成像系统400的透镜特性，以及下面的表8是示出了根据本公开的第四实施方式的光学成像系统400的非球面表面值的表。

[表7]

[表8]

接下来，将参考图17至图20描述根据本公开的第五实施方式的光学成像系统。

根据本公开的第五实施方式的光学成像系统500可以包括第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3。光学成像系统500可以包括从物侧依次设置的第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540、第五透镜550、第六透镜560和第七透镜570。

第一透镜组G1可以包括两个透镜。例如，第一透镜组G1可以包括第一透镜510和第二透镜520。第一透镜510和第二透镜520可以具有不同符号的屈光力。例如，第一透镜510可以具有负屈光力，以及第二透镜520可以具有正屈光力。此外，第一透镜510和第二透镜520两者可

以具有凸出的物侧面和凹入的像侧面。第一透镜组G1整体上可以具有负屈光力。

第二透镜组G2可以包括三个透镜。例如，第二透镜组G2可以包括第三透镜530、第四透镜540和第五透镜550。第三透镜530和第四透镜540可以各自具有正屈光力。第三透镜530可以具有凸出的物侧面和凸出的像侧面。第四透镜540可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面。第五透镜550可以具有负屈光力，并且可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面。第二透镜组G2整体上可以具有正屈光力。

第三透镜组G3可以包括两个透镜。例如，第三透镜组G3可以包括第六透镜560和第七透镜570。第六透镜560可以具有正屈光力，以及第七透镜570可以具有负屈光力。此外，第六透镜560可以具有凹入的物侧面和凸出的像侧面，以及第七透镜570可以具有凸出的物侧面和凹入的像侧面。第三透镜组G3整体上可以具有负屈光力。

第一透镜510至第七透镜570可以包括由塑料材料形成的透镜，并且特别地，第一透镜510至第七透镜570中的构成第二透镜组G2和第三透镜组G3的透镜可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料形成。例如，第三透镜530至第七透镜570可以由比重为2g/cm³或更小的塑料材料形成。

第二透镜组G2和第三透镜组G3可以在光轴方向上移动以改变光学成像系统500的焦距和放大率。第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的光轴距离以及第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的光轴距离可以与光学成像系统500的对焦放大率成反比。例如，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的光轴距离以及第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的光轴距离可以随着光学成像系统500的对焦放大率减小而变长，并且可以随着光学成像系统500的对焦放大率增大而变短。

图17和图18分别示出了在广角端和摄远端处的光学成像系统500，以及图19和图20分别示出了根据广角端和摄远端的光学成像系统500的像差特性。

根据本公开的第五实施方式的光学成像系统500还可以包括棱镜P、光阑、红外截止滤光器F和图像传感器S。

棱镜P可以设置在第一透镜510的物侧上。棱镜P可以折射或反射入射到光学成像系统500的光的路径。光阑可以调节光量，并且可以设置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，例如设置在第二透镜520和第三透镜530之间。红外截止滤光器F可以设置在图像传感器S的前面，以阻挡入射到光学成像系统500的光中所包括的红外线。图像传感器S可以包括成像面，并且穿过第一透镜510至第七透镜570的光可以入射到成像面上。

下面的表9示出了根据本公开的第五实施方式的光学成像系统500的透镜特性，以及下面的表10是示出了根据本公开的第五实施方式的光学成像系统500的非球面表面值的表。

[表9]

[表10]

表11和表12示出了根据本公开的实施方式的光学成像系统的光学特性。这里，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，f4是第四透镜的焦距，f5是第五透镜的焦距，f6是第六透镜的焦距，f7是第七透镜的焦距，fG1是光学成像系统的第一透镜组的总焦距，PTTL是沿着光轴从作为光路转换器的棱镜的物侧到成像面的距离，以及EFL是光学成像系统的有效焦距。

[表11]

备注	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
						f1	39.731	10.183	9.120	39.044	-11.128
f2	-9.969	26.924	24.778	-10.058	32.701
						f3	6.826	-4.631	-4.109	6.820	6.136
f4	7.680	4.136	4.151	7.580	10.875
						f5	-11.348	-14.234	-15.021	-10.475	-10.655
f6	27.078	-65.274	3735.101	26.455	19.375
						f7	-9.548	-21.855	-15.607	-9.509	-7.861
fG1	-15.105	-14.692	-14.864	-15.009	-15.320
						fG2	6.005	6.701	6.070	6.104	6.570
fG3	-12.784	-14.379	-14.600	-12.912	-12.338

[表12]

下表13是示出根据本公开的第一实施方式至第五实施方式的条件表达式1至6的值的表。

[表13]

如上所述，根据本公开的一个或多个实施方式，在光学成像系统中，可以连续地调节焦距和放大率，并且可以获得在摄远端处的长焦距处的明亮图像。

此外，根据本公开的一个或多个实施方式的光学成像系统可以以相对低的成本制造，因为光学成像系统可以包括由塑料材料形成的透镜。

虽然上面已经示出和描述了特定的示例，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物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。本文中描述的示例仅被认为是描述性的，而不是为了限制的目的。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、设备或电路中的组件以不同的方式组合和/或由其它组件或其等同物替换或补充，则也可以获得合适的结果。因此，本公开的范围不是由详细描述来限定，而是由权利要求及其等同物来限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为包括在本公开中。

Claims (20)

1.一种光学成像系统，包括：

第一透镜组，具有负屈光力；

第二透镜组，具有正屈光力；

第三透镜组，具有负屈光力；以及

图像传感器，包括成像面，并且穿过所述第一透镜组至所述第三透镜组的光入射到所述成像面上，

其中，所述第二透镜组和所述第三透镜组配置成在光轴方向上移动以调节焦距和放大率，并且满足以下条件表达式：

FNOt≤3.6，

其中，FNOt是所述光学成像系统在摄远端处的F值。

2.根据权利要求1所述的光学成像系统，还包括：

光阑，设置在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间。

3.根据权利要求1所述的光学成像系统，还包括：

光路转换器，设置在所述第一透镜组的物侧上。

4.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第一透镜组和所述第二透镜组各自包括两个或三个透镜，以及

其中，所述第二透镜组的第一透镜具有正屈光力。

5.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，所述第二透镜组的第一透镜满足以下条件表达式：

55<G2L1，

其中，G2L1是所述第二透镜组的所述第一透镜的阿贝数。

6.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，满足以下条件表达式：

fw/ft<0.7，

其中，fw是所述光学成像系统在广角端处的焦距，以及ft是所述光学成像系统在所述摄远端处的焦距。

7.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，满足以下条件表达式：

dtG12/dwG12<0.3，

其中，dtG12是所述光学成像系统在所述摄远端处所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离，以及dwG12是所述光学成像系统在广角端处所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离。

8.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，满足以下条件表达式：

1.6<FOVw/FOVt，

其中，FOVw是所述光学成像系统在广角端处的视场角，以及FOVt是所述光学成像系统在所述摄远端处的视场角。

9.根据权利要求1所述的光学成像系统，其中，满足以下条件表达式：

|fG2/fG3|<0.6，

其中，fG2是所述光学成像系统的所述第二透镜组的总焦距，以及fG3是所述光学成像系统的所述第三透镜组的总焦距。

10.一种光学成像系统，包括：

从物侧依次设置的第一透镜、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，形成从所述物侧依次设置的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，

其中，所述光学成像系统包括具有屈光力的总共七个透镜，

其中，所述第一透镜至所述第七透镜中的至少一部分由塑料材料形成，以及

其中，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的光轴距离以及所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的光轴距离配置成变化的。

11.根据权利要求10所述的光学成像系统，其中，所述第一透镜组包括两个或三个透镜，以及所述第三透镜组包括两个透镜。

12.根据权利要求10所述的光学成像系统，其中，包括在所述第二透镜组和所述第三透镜组中的透镜具有2g/cm³或更小的比重。

13.根据权利要求10所述的光学成像系统，其中，所述第三透镜和所述第四透镜中的至少一个具有正屈光力。

14.根据权利要求10所述的光学成像系统，其中，所述第二透镜的屈光力的符号与所述第一透镜和所述第三透镜中的至少一个的屈光力的符号相反。

15.根据权利要求10所述的光学成像系统，其中，所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组依次具有负屈光力、正屈光力和负屈光力。

16.根据权利要求10所述的光学成像系统，其中，满足以下条件表达式：

FNOt≤3.6，

其中，FNOt是所述光学成像系统在摄远端处的F值。

17.一种光学成像系统，包括：

从物侧依次设置的第一透镜、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，形成从所述物侧依次设置的第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组；以及

光路转换器，设置在所述第一透镜组的物侧上，

其中，所述光学成像系统包括具有屈光力的总共七个透镜，

其中，所述第一透镜具有正屈光力，

其中，所述第二透镜组和所述第三透镜组配置成在光轴方向上移动以调节焦距和放大率，以及

其中，所述第一透镜组在所述光轴方向上是固定的。

18.根据权利要求17所述的光学成像系统，其中，所述第一透镜至所述第七透镜中的至少一部分由塑料材料形成。

19.根据权利要求17所述的光学成像系统，其中，所述第一透镜组包括两个或三个透镜，以及所述第三透镜组包括两个透镜，以及

其中，包括在所述第二透镜组和所述第三透镜组中的透镜具有2g/cm³或更小的比重。

20.根据权利要求17所述的光学成像系统，其中，满足以下条件表达式：

FNOt≤3.6，

其中，FNOt是所述光学成像系统在摄远端处的F值。