[發明專利]長焦光學成像系統及變焦攝像裝置

有效

• 申請號: 201911416683.8
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111025600B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 戴付建;張凱元;趙烈烽
• 申請（專利權）人: 浙江舜宇光學有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00
• 代理公司: 北京海智友知識產權代理事務所(普通合伙) 11455
• 代理人: 鞏靖;劉瑩

本申請公開了一種長焦光學成像系統及變焦攝像裝置，該長焦光學成像系統沿光軸由物側至像側依序包括：具有正光焦度的第一透鏡；具有負光焦度的第二透鏡；折返棱鏡，折返棱鏡的入射面與第二透鏡的軸線垂直，折返棱鏡的出射面與折返棱鏡的入射面垂直，沿光軸入射至折返棱鏡的成像光線，在折返棱鏡的第一折返面和折返棱鏡的第二折返面處依次反射并從折返棱鏡的出射面垂直射出；以及三棱鏡，從折返棱鏡的出射面垂直射出的光線在三棱鏡的反射面處反射并偏轉90°，且偏轉方向朝向像側；第一透鏡的物側面至第二透鏡的像側面中具有至少一個非球面鏡面；長焦光學成像系統的總有效焦距F1滿足F1＞40mm。

技術領域

本申請涉及光學元件領域，更具體地，涉及一種長焦光學成像系統及變焦攝像裝置。

背景技術

目前對便攜式電子設備的成像功能要求越來越高，手機的攝像裝置向著高分辨率、大視場、輕量化和多功能性的方向發展。這就要求攝像裝置中的光學成像系統同時具有大口徑、長焦距、寬視場、結構緊湊、高像質和低畸變等多項特性。而由于期望便攜式電子設備具有較小的尺寸，因此其上設置的光學成像系統的尺寸也受到了限制。

面對這些高要求，一方面，手機攝像裝置的光學成像系統越來越復雜，從開始的一個成像系統要四五片鏡片到現在的七八片鏡片。光學成像系統中鏡片數增加，使得無論是前期的優化還是后期的制造，都是比較復雜困難的。另一方面，手機行業趨向于采用多套光學成像系統進行多攝，多套光學成像系統之間分別突出不同的光學特性，其中通常包括一個焦距較長的長焦光學成像系統，由于受到手機厚度的限制，長焦光學成像系統的光學特性受到限制，使得手機的成像例如背景虛化、物體放大等效果受限。

因此，如何實現一種光學特性好且能夠滿足小型化要求的光學成像系統是目前亟待解決的問題。為了滿足小型化需求并滿足成像要求，需要一種能夠兼顧小型化、結構緊湊、超長焦距及高像質的光學成像系統。

發明內容

一方面，本申請提供了一種長焦光學成像系統，其沿光軸由物側至像側依序包括：具有正光焦度的第一透鏡；具有負光焦度的第二透鏡；折返棱鏡，折返棱鏡的入射面與第二透鏡的軸線垂直，折返棱鏡的出射面與折返棱鏡的入射面垂直，沿光軸入射至折返棱鏡的成像光線，在折返棱鏡的第一折返面和折返棱鏡的第二折返面處依次反射并從折返棱鏡的出射面垂直射出；以及三棱鏡，從折返棱鏡的出射面垂直射出的光線在三棱鏡的反射面處反射并偏轉90°，且偏轉方向朝向像側。第一透鏡的物側面至第二透鏡的像側面中具有至少一個非球面鏡面。在一個實施方式中，長焦光學成像系統的總有效焦距F1可滿足F1＞40mm。

在一個實施方式中，光線沿光軸從第一透鏡的物側面傳播至長焦光學成像系統的成像面的路徑距離在空氣中的等效距離TL與第一透鏡的物側面至長焦光學成像系統的成像面在長焦光學成像系統的成像面的法線方向上的距離T可滿足3.0＜TL/T＜4.0。

在一個實施方式中，第一透鏡的物側面至長焦光學成像系統的成像面在長焦光學成像系統的成像面的法線方向上的距離T與長焦光學成像系統的總有效焦距F1可滿足T/F1＜0.6。

在一個實施方式中，在與折返棱鏡的出射面垂直的方向上，長焦光學成像系統具有高度H；長焦光學成像系統的高度H與第一透鏡的最大有效直徑D1可滿足2.5＜H/D1＜3.5。

在一個實施方式中，折返棱鏡的第二折返面與折返棱鏡的入射面之間的夾角β與折返棱鏡的入射面的有效直徑h可滿足0.2≤|tanβ|/h≤0.3。

在一個實施方式中，折返棱鏡的入射面的有效直徑h與第二透鏡的最大有效直徑D2可滿足1.0＜h/D2＜1.5。

在一個實施方式中，長焦光學成像系統的總有效焦距F1與第一透鏡的有效焦距f1可滿足3.0＜F1/f1＜4.0。

在一個實施方式中，長焦光學成像系統的總有效焦距F1與第二透鏡的有效焦距f2可滿足-3.5＜F1/f2＜-3.0。