光学系统和电子设备的制作方法

本发明涉及一种包括多个镜头和镜头组的光学系统，以及一种具有该光学系统的电子设备。

背景技术：

1、近年来，数码相机和手机终端等小型电子设备日益普及，这些电子设备通常内置紧凑型相机模块。对于此类相机模块，存在强烈的小型化需求，尤其是沿电子设备的厚度方向的小型化需求。

2、另一方面，安装在电子设备上的相机系统的图像质量也在不断提高。此外，为了提高图像质量，越来越多的电子设备使用大尺寸图像传感器并采用大光圈镜头。此外，使用长焦镜头进行微距摄影逐步普及，成为电子设备新的附加功能。因此，需要一种同时满足微距摄影功能的镜头系统。

3、但是，对相机模块和镜头系统的这些需求是相互矛盾的，仅靠延展传统镜头技术很难同时满足。在长焦镜头系统的情况下尤为如此，这是因为焦距更长，因此如何在维持亮度、大光圈和微距摄影功能的同时，实现小型化是一项巨大的挑战。

4、例如，在美国专利第11,194,133号中描述的镜头系统可以被视为用于减小镜头系统尺寸的技术。在该镜头系统中，光路弯折棱镜被布置在物侧，由具有屈光力的镜头元件和图像传感器组成的聚焦组被布置在像侧。然后，通过移动聚焦组来执行聚焦。根据这种镜头系统，相机模块的高度可以被限制为图像传感器的高度。因此，增加镜头数量和增大聚焦组尺寸并不会影响相机模块的高度。此类镜头系统由在聚焦期间移动镜头组的两个聚焦镜头组组成。但是，聚焦镜头组无法具有足够的功率，难以达到微距摄影所需的光学放大倍率。同样，从图像传感器布局的角度来看，图像传感器的尺寸与相机模块的高度成正比。也就是说，图像传感器的高度直接决定了相机的尺寸，这对图像传感器的尺寸增大是不利的。因此，这种镜头系统很难平衡大尺寸图像传感器对图像质量的提高与镜头系统的小型化。

5、此外，作为实现微距摄影功能的配置，在美国专利第10,215,999号中描述的微距镜头是已知的。微距镜头包括具有负屈光力的第一聚焦镜头组和具有正屈光力的第二聚焦镜头组。这两个聚焦镜头组随后以不同的移动量移动。由于这种配置使聚焦镜头组的配置复杂化，因此难以实现小型化。替代地，在美国专利第7,009,779号中描述的微距镜头已知为另一种配置。在这种微距镜头中，当从无限远距离向近距离聚焦时，前镜头组向前移动到物面，这种架构必须使镜头系统的长度变得更长。这种配置使得缩小尺寸变得困难，因为镜头的总长度在聚焦期间会发生变化，并且会变得更长。

技术实现思路

1、本发明是针对上述问题进行的，其目的是同时实现采用大尺寸图像传感器的相机的小型化和实现微距功能的自动聚焦功能。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种光学系统，包括设置在物侧的第一反射构件和设置在成像面侧的第二反射构件，

3、其中所述第一反射构件和所述第二反射构件中的每一个具有在入射面和出射面上具有屈光力的镜头形状。

4、根据所述方面，在包括第一反射构件和第二反射构件的光学系统中，所述第一反射构件和所述第二反射构件中的每一个具有在入射面和出射面上具有屈光力的镜头形状。因此，由于所述光学系统的高度不依赖于所述图像传感器的高度，因此可以同时实现相机的小型化和实现微距功能的自动聚焦功能。

5、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述光学系统包括：

6、第一镜头组，包括所述第一反射构件并且具有正屈光力；

7、第二镜头组，具有所述正屈光力；

8、第三镜头组，包括所述第二反射构件并且具有负屈光力。

9、根据所述实现方式，由于聚焦镜头组可以具有足够的功率，因此实现微距功能的所述自动聚焦功能可以实现。

10、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第二镜头组被配置为可沿光轴方向移动。

11、根据所述实现方式，可以通过将所述第二镜头组向所述物侧延伸来从无限远距离聚焦到近距离。

12、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第一反射构件和所述第二反射构件中的至少一个的至少一个表面具有非球面镜头形状。

13、根据所述实现方式，至少一个表面可以呈非球面镜头的形状，以实现具有较小图像畸变的光学系统。

14、根据第一方面的一种可能的实现方式，当所述第二反射构件的出射面具有所述非球面镜头形状时，所述非球面镜头形状包括拐点。

15、根据所述实现方式，球差可以使用包括拐点的非球面镜头形状来去除。

16、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第一反射构件的入射面具有正屈光力，所述第一反射构件的出射面具有负屈光力。

17、根据所述实现方式，由于所述第一反射构件的入射面具有正屈光力，而所述出射面具有负屈光力，因此可以校正所述第一镜头组的色差。

18、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第二反射构件的入射面和出射面具有负屈光力。

19、根据所述实现方式，由于所述第二反射构件的入射面和出射面具有负屈光力，因此色差可以在所述第三镜头组内进行校正。

20、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第二反射构件的出射面具有非球面镜头形状。

21、根据所述实现方式，由于所述第二反射构件的出射面具有非球面镜头形状，因此可以实现具有较小畸变的光学系统。

22、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第一反射构件的焦距eflp1和所述第二反射构件的焦距eflp2满足以下条件：

23、1.3<| eflp1/eflp2 |<3.1（1）。

24、根据所述实现方式，可以相对于光学系统来设置所述第一镜头组和具有镜头形状的所述第二反射构件的屈光力的最佳范围。

25、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第一反射构件的光轴上的长度tp1和所述第二反射构件的光轴上的长度tp2满足以下条件：

26、1.0<| tp1/tp2 |<1.8（2）。

27、根据所述实现方式，所述第一镜头组的尺寸和具有所述镜头形状的所述第二反射构件的尺寸可以被设置在合适的范围内。

28、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第一反射构件的焦距eflp1和所述第二镜头组的焦距eflgp2满足以下条件：

29、0.8<| eflp1/eflgp2 |<3.7（3）。

30、根据所述实现方式，可以设置所述第一镜头组和所述第二镜头组的屈光力的最佳范围。

31、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第二反射构件的焦距eflp2和所述第二镜头组的焦距eflgp2满足以下条件：

32、0.2<| eflp2/eflgp2 |<1.6（4）。

33、根据所述实现方式，可以设置具有所述镜头形状的所述第二反射构件的屈光力和所述第二镜头组的屈光力的最佳范围。

34、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第一反射构件的焦距eflp1和整个光学系统的焦距efl满足以下条件：

35、1.0<| eflp1/efl |<1.7（5）。

36、根据所述实现方式，可以设置所述光学系统中的所述第一镜头组的最佳屈光力。

37、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第二反射构件的焦距eflp2和整个光学系统的焦距efl满足以下条件：

38、0.5<| eflp2/efl |<1.1（6）。

39、根据所述实现方式，可以设置所述光学系统中具有最佳镜头形状的所述第二反射构件的屈光力。

40、根据第一方面的一种可能的实现方式，所述第一反射构件的焦距eflp1和所述第三镜头组的焦距eflgp3满足以下条件：

41、2.8<| eflp1/eflgp3 |<5.6（7）。

42、根据所述实现方式，可以设置所述第一镜头组和所述第三镜头组的最佳镜头的最佳屈光力。

43、根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括上文所描述的光学系统。