光学系统以及拍摄装置制造方法及图纸

提供一种整体小型且薄型、广角且明亮的光学系统以及搭载有这样的光学系统的拍摄装置。光学系统从物体侧起依次具有能够使光路大致弯曲90

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学系统以及拍摄装置


[0001]本专利技术涉及光学系统以及拍摄装置。

技术介绍

[0002]在需要薄型化的拍摄装置、特别是智能手机等中，由于会增加产品的厚度，因此，如何组合大尺寸的拍摄元件和有效利用其性能的光学系统成为大的问题。例如，根据专利文献1，提出了一种光学系统，其在数码变焦中也能够获得高分辨率的图像。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2019
‑
35828号公报。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]在兼顾大尺寸的拍摄元件和有效地利用该拍摄元件的性能的光学系统的课题中，特别难以实现更广角、更明亮的光学系统。例如，根据上述现有技术文献，视场角为26度～32度左右不能说充分广角化，F数为F2.8左右，对于大口径化也不能说充分。另外，传感器尺寸也小到1/3英寸左右，传感器尺寸的大型化也不充分，没有实现高画质化。另外，通过在物体侧配置棱镜并使光路弯折，可以看到即使是全长较长的光学系统也实现了薄型化的拍摄装置，但这些大多是长焦透镜或变焦透镜，仍然不是兼顾大尺寸的拍摄元件和广角且明亮的光学系统。
[0008]本专利技术是为了解决上述问题而完成的，能够提供一种整体小型且薄型、广角、明亮且高性能的光学系统以及搭载有这样的光学系统的拍摄装置。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]本专利技术的第一方面中的光学系统从物体侧起依次具有能够使光路大致弯曲90
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的反射光学元件组、以及由使光向拍摄元件会聚的多个透镜构成的透镜组，在从无限远的物体向近距离的物体调整焦点的情况下，上述透镜组接近上述反射光学元件组或者上述拍摄元件远离上述透镜组，并且，上述反射光学元件组不移动，而且满足以下的条件式(1)
[0011](1)0.50≦PTI/THP≦3.50
[0012]其中，
[0013]PTI：从反射光学元件组至像面的距离
[0014]THP：作为反射光学元件的棱镜的厚度。
[0015]上述第一方面中，反射光学元件组可以仅由棱镜等反射光学元件构成，除此之外，也可以使用多片透镜，或者将棱镜与透镜接合，也可以对棱镜的面赋予曲率来施加光焦度。PTI是从反射光学元件组至像面的距离，更严格地说是从反射光学元件组的最靠近像侧的光学要素的像侧的面到像面的距离。该距离越短，越能够减小光学系统整体的体积。
[0016]另外，THP是作为反射光学元件的棱镜的厚度，该厚度越薄，越能够使光学系统整
体的厚度变薄。作为配置在反射光学元件组内的反射光学元件，最普遍使用的是棱镜。在此，棱镜是指由一定的折射率的光学材料制成的具有入射面、反射面和射出面的光学元件的总称。即使对棱镜的各面赋予曲率并赋予光焦度，使像折射的效果也不会受到限制或发生明显变化，与各面为平面的棱镜相比，在使用上没有特别的差别。另外，在棱镜上接合其他光学要素并一体化的情况下，将除了这样接合的光学要素之外的、作为由单独材料构成的棱镜的部分作为厚度的对象。另外，棱镜的厚度是指光轴上主光线从棱镜的入射面到达反射面、射出面时的入射面与射出面之间的轴上间隔。
[0017]在上述第一方面中，条件式(1)规定了PTI与THP的比率。如果该数值低于条件式(1)的下限，则THP变得过大，难以使光学系统的厚度薄型化。另外，如果该数值超过条件式(1)的上限，则PTI变得过大，难以减小光学系统的体积。
[0018]另外，本专利技术的第二方面中的光学系统从物体侧起依次具有能够使光路大致弯曲90
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的反射光学元件组、以及由使光向拍摄元件会聚的多个透镜构成的透镜组，在从无限远的物体向近距离的物体调整焦点的情况下，上述透镜组接近上述反射光学元件组或者上述拍摄元件远离上述透镜组，并且，上述反射光学元件组不移动，而且满足以下的条件式(2)
[0019](2)15.00≦CRA≦50.00
[0020]其中，
[0021]CRA：向拍摄元件对角端的主光线入射角度。
[0022]在上述第二方面中，条件式(2)规定了向拍摄元件对角端的主光线入射角度。为了将透镜组设计得很薄、很小、且高性能，通过减小物体侧的透镜外径来使透镜的壁厚变薄、增加透镜片数很重要。另外，虽然通过像侧的透镜进行了像散和像面弯曲等像差校正，但是为了改变入射到拍摄元件的光线的角度，需要额外的透镜的光焦度，进而透镜片数增加，透镜组变得厚大化，因此不优选。因此，如果是广角透镜，则在某种程度上较大地保持向拍摄元件的最靠近周边(对角端)的入射角度从而对小型化是优选的。
[0023]如果该数值低于条件式(2)的下限，则由于是广角透镜，因此为了利用像侧的透镜将相对于透镜组以大角度入射的光束的角度变小，需要额外的透镜的光焦度，透镜片数增加，透镜组的小型化变得困难。另外，如果该数值超过条件式(2)的上限，则由于光线的入射角度与拍摄元件的片上微透镜的光瞳的错配(入射角度与引入角度的错配)，会导致周边光量下降和周边画质下降，因此难以实现高画质化。
[0024]另外，本专利技术的第三方面中的光学系统从物体侧起依次具有能够使光路大致弯曲90
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的反射光学元件组、以及由使光向拍摄元件会聚的多个透镜构成的透镜组，在从无限远的物体向近距离的物体调整焦点的情况下，上述透镜组接近上述反射光学元件组或者上述拍摄元件远离上述透镜组，并且，上述反射光学元件组不移动，而且满足以下的条件式(3)
[0025](3)0.20≦EPD/THP≦0.94
[0026]其中，
[0027]EPD：透镜组的入射光瞳直径
[0028]THP：作为反射光学元件的棱镜的厚度。
[0029]在上述第三方面中，EPD为透镜组的入射光瞳直径。透镜组的入射光瞳直径越大，F数越小，可以构成明亮的光学系统。然而，在本光学系统中，由于在物体侧有反射光学元件组，所以即使增大入射光瞳直径也不能增大到超过棱镜厚度，另外，为了确保周边光量，必
须避免过多地截断周边光束，需要设定入射光瞳与棱镜厚度的任意比率。因此，条件式(3)规定了入射光瞳与棱镜厚度的比率。如果该数值低于下限，则入射光瞳直径变得过小，难以构成明亮的光学系统。另外，如果该数值超过上限，则相对于入射光瞳的棱镜厚度变得过小，难以透过周边光束，周边光量下降，因此高画质化变得困难。
[0030]另外，本专利技术的第四方面中的光学系统从物体侧起依次具有能够使光路大致弯曲90
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的反射光学元件组、以及由使光向拍摄元件会聚的多个透镜构成的透镜组，在从无限远的物体向近距离的物体调整焦点的情况下，上述透镜组接近上述反射光学元件组或者上述拍摄元件远离上述透镜组，并且，上述反射光学元件组不移动，而且满足以下的条件式(4)
[0031](4)0.26≦EPD/PTI≦0.80
[0032]其中，
[0033]EPD：透镜组的入射光瞳直径
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学系统，其特征在于，从物体侧起依次具有能够使光路大致弯曲90
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的反射光学元件组、以及由使光向拍摄元件会聚的多个透镜构成的透镜组，在从无限远的物体向近距离的物体调整焦点的情况下，所述透镜组接近所述反射光学元件组或者所述拍摄元件远离所述透镜组，并且，所述反射光学元件组不移动，而且满足以下的条件式(1)(1)0.50≤PTI/THP≤3.50其中，PTI：从反射光学元件组至像面的距离THP：作为反射光学元件的棱镜的厚度。2.一种光学系统，其特征在于，从物体侧起依次具有能够使光路大致弯曲90
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的反射光学元件组、以及由使光向拍摄元件会聚的多个透镜构成的透镜组，在从无限远的物体向近距离的物体调整焦点的情况下，所述透镜组接近所述反射光学元件组或者所述拍摄元件远离所述透镜组，并且，所述反射光学元件组不移动，而且满足以下的条件式(2)(2)15.00≤CRA≤50.00其中，CRA：向拍摄元件对角端的主光线入射角度。3.一种光学系统，其特征在于，从物体侧起依次具有能够使光路大致弯曲90
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的反射光学元件组、以及由使光向拍摄元件会聚的多个透镜构成的透镜组，在从无限远的物体向近距离的物体调整焦点的情况下，所述透镜组接近所述反射光学元件组或者所述拍摄元件远离所述透镜组，并且，所述反射光学元件组不移动，而且满足以下的条件式(3)(3)0.20≤EPD/THP≤0.94其中，EPD：透镜组的入射光瞳直径THP：作为反射光学元件的棱镜的厚度。4.一种光学系统，其特征在于，从物体侧起依次具有能够使光路大致弯曲90
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的反射光学元件组、以及由使光向拍摄元件会聚的多个透镜构成的透镜组，在从无限远的物体向近距离的物体调整焦点的情况下，所述透镜组接近所述反射光学元件组或者所述拍摄元件远离所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：帯金靖彦，尹志东，杨雨丛，陈永华，
申请(专利权)人：北京小米移动软件有限公司，
类型：发明
国别省市：