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CN103901587B - 一种光学系统结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光学系统结构，包括固定镜片组和可由驱动机构驱动移动的移动镜片组一起组成成像系统，在物方和像方的两端部均设有可将光线进行反射的反射光学元件，在像方相应一边的反射光学元件的光线射出面设有光学感应成像面。本发明提供一种反射式光学成像系统结构，该光学成像系统结构与配置该摄像头结构的部件如智能高端手机、平板电脑、卡片式数码相机等，可以使配置该成像系统的摄像头结构简单，外形轻薄，实用性强。

Description

一种光学系统结构
【技术领域】
本发明涉及一种光学系统结构，尤其涉及一种薄型成像系统结构及具有该结构的摄像光学镜头。
【背景技术】
随着成像技术的快速发展，对光学摄像镜头的成像质量要求越来越高。一方面要求成像的分辨率高，从500万像素，到800像素、1300万像素，到现在的1600万像素以上分辨率。另一方面，光学成像分辨率提高的同时，对于高端成像光学系统，人们要求具有光学变焦功能，满足拍摄不同距离物体时的准确对焦。
随着成像分辨率的提高，以及变焦光学系统的应用。另一方面的问题又出现：由于成像像素的提高，成像光电元件CCD/Cmos的尺寸原来越大，从最初的1/7英寸到现在的1/2.33英寸。另外，由于应用变焦光学系统结构，成像系统的体积变得很大。对于现在便携式摄像产品的使用要求，厚度薄、体积小是主流需求。但是，现有的光学成像系统还不能满足这一要求。
现有技术的产品，通过一种潜望式的光学成像结构，把变焦光学成像系统折弯后使产品便薄，但由于现在光学成像分辨率高而使成像光电元件CCD/Cmos尺寸很大，导致光学成像系统的厚度还是很厚，达不到8.0mm以下，甚至6.0mm以下。不能满足摄像产品薄型特别是智能手机、平板超薄型外观的要求。
为了解决以上问题，本发明提出了一种光学系统结构，解决了现有高像素变焦光学成像系统的缺点和不足。
【发明内容】
本发明克服了现有技术的不足而提出了一种反射式光学成像系统结构，该光学成像系统结构与配置该摄像头结构的部件如智能高端手机、平板电脑、卡片式数码相机等，可以使配置该成像系统的摄像头结构简单，外形轻薄，实用性强。
本发明采用以下技术方案：
一种光学系统结构，其特征在于由固定镜片组1和可由驱动机构驱动移动的移动镜片组2一起组成成像系统，在物方和像方的两端部均设有可将光线进行反射的反射光学元件3，在像方相应一边的反射光学元件的光线射出面设有光学感应成像面4。
如上所述的一种光学系统结构，其特征在于所述反射光学元件3反射光线的角度为90度。
如上所述的一种光学系统结构，其特征在于所述反射光学元件3为反射平面镜或为直角等腰棱镜。
如上所述的一种光学系统结构，其特征在于所述置于物方和像方的两个反射光学元件3的反射面与光学系统光轴角度为45度。
如上所述的一种光学系统结构，其特征在于所述固定镜片组1由第一固定镜片组11和置于物方的第二固定镜片组12组成；移动镜片组2由可变焦的第一移动镜片组21和置于像方可聚焦的第二移动镜片组22组成，所述的第一固定镜片组11置于所述的第一移动镜片组21和第二移动镜片组22之间。
如上所述的一种光学系统结构，其特征在于所述反射光学元件3由物方反射光学元件31和像方反射光学元件32组成；所述第二固定镜片组12由接受外界光线射入的第一透镜121和置于第一透镜121后面的第二透镜122组成，所述物方反射光学元件31设置在第一透镜121与第二透镜122之间。
如上所述的一种光学系统结构，其特征在于所述物方反射光学元件31、第二透镜122、第一固定镜片组11、第一移动镜片组21、第二移动镜片组22、像方反射光学元件32均处于同一水平光轴线上。
本发明的有益效果：
1、本发明可实现高像素光学变焦摄像头的外形厚度达到6.0mm以下。
2、本发明采用多片反射光学元件与固定镜片组和移动镜片组组成的光学系统一体化设计，可以实现摄像头结构的薄型设计，满足高端智能手机、平板电脑、数码卡片相机轻薄外观的要求，实用效果很强。
3、此外，采用物方反射光学元件和像方反射光学元件来分别反射入射光线和射出光线，使固定镜片组和移动镜片组处于一个水平光轴线上，而入射光线和光学感应成像面则处于与光轴垂直的另一个平面上，位置相互错开，使得厚度不会层叠起来，其合理的设置可以实现摄像头结构的薄型设计，满足了市场的需求。
【附图说明】
图1是本发明光学系统结构的实例一；
图2是本发明光学系统结构的实例二。
【具体实施方式】
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案：
一种光学系统结构，由固定镜片组1和可由驱动机构驱动移动的移动镜片组2一起组成成像系统，在物方和像方的两端部均设有可将光线进行反射的反射光学元件3。在像方相应一边的反射光学元件的光线射出面设有光学感应成像面4。该光学感应成像面4一般为感光芯片。
作为较优的实施方式，所述反射光学元件3反射光线的角度为90度。而实现反射光线的角度，是采用反射平面镜或采用直角等腰棱镜。
所述置于物方和像方的两个反射光学元件3的反射面与光学系统光轴角度为45度。按以上的布置排列方式，使固定镜片组和移动镜片组处于一个水平光轴线上，而入射光线和光学感应成像面则处于与光轴垂直的另一个平面上，位置相互错开，使得整个光学系统结构的厚度不会层叠起来，其合理的设置可以实现摄像头结构的薄型设计，满足了市场的需求。
具体来说，所述固定镜片组1由第一固定镜片组11和置于物方的第二固定镜片组12组成。移动镜片组2由第一移动镜片组21和置于像方的第二移动镜片组22组成，所述第一固定镜片组11置于第一移动镜片组21和第二移动镜片组22之间。
而且所述反射光学元件3由物方反射光学元件31和像方反射光学元件32；所述第二固定镜片组12由接受外界光线射入的第一透镜121和置于第一透镜121后面的第二透镜122，所述物方反射光学元件31设置在第一透镜121与第二透镜122之间。所述物方反射光学元件31、第二透镜122、第一固定镜片组11、第一移动镜片组21、第二移动镜片组22、像方反射光学元件32均处于同一水平光轴线上。而第一透镜121与光学感应成像面4则处于与光轴垂直的另一个平面上，位置相互错开。
以下是本方案的两个实施方案：
实例一：
入射光线5经过第二固定镜片组12的第一透镜121后，经过物方反射光学元件31的反射，光线角度转向45度，经过第二固定镜片组12的第二透镜122后，通过可变焦的第一移动镜片组21，而后经过第一固定镜片组11，及可聚焦的第二移动镜片组22后，通过像方反射光学元件32的反射，光线转向45度向上，平行于入射光线成像于光学感应成像面4上。
此光学系统结构，通过可变焦的第一移动镜片组21和可聚焦的第二移动镜片组22的在光轴上的前后移动，实现光学系统的变焦。当第一移动镜片组21向物方移动时，焦距变小；当第一移动镜片组21向像方移动时，焦距变大。同时，第一移动镜片组21移动实现变焦时，第二移动镜片组22也同时移动对焦，保证成像清晰。
实例二：
入射光线5经过第二固定镜片组12的第一透镜121后，经过物方反射光学元件31的反射，光线角度转向45度，经过第二固定镜片组12的第二透镜122后，通过可变焦的第一移动镜片组21，而后经过第一固定镜片组11，及可聚焦的第二移动镜片组22后，通过像方反射光学元件32的反射，光线转向45度向下，平行于入射光线成像于光学感应成像面4上。
此光学系统结构，通过第一移动镜片组21和第二移动镜片组22的在光轴上的前后移动，实现光学系统的变焦。当第一移动镜片组21向物方移动时，焦距变小；当第一移动镜片组21向像方移动时，焦距变大。同时，第一移动镜片组21移动实现变焦时，第二移动镜片组22也同时移动对焦，保证成像清晰。
以上结合具体的实施例描述了本方案的技术原理。这些描述知识为了解释本方案的原理，而不能以任何方式解释为对本方案的保护范围限制。

Claims (4)

1.一种光学系统结构，其特征在于由固定镜片组(1)和可由驱动机构驱动移动的移动镜片组(2)一起组成成像系统，在物方和像方的两端部均设有可将光线进行反射的反射光学元件(3)，在像方相应一边的反射光学元件的光线射出面设有光学感应成像面(4)，所述固定镜片组(1)由第一固定镜片组(11)和置于物方的第二固定镜片组(12)组成；移动镜片组(2)由可变焦的第一移动镜片组(21)和置于像方可聚焦的第二移动镜片组(22)组成，所述第一固定镜片组(11)置于第一移动镜片组(21)和第二移动镜片组(22)之间，所述反射光学元件(3)由物方反射光学元件(31)和像方反射光学元件(32)组成；所述第二固定镜片组(12)由接受外界光线射入的第一透镜(121)和置于第一透镜(121)后面的第二透镜(122)组成，所述物方反射光学元件(31)设置在第一透镜(121)与第二透镜(122)之间；入射光线(5)经过第二固定镜片组(12)的第一透镜(121)后，经过物方反射光学元件(31)的反射，光线角度转向45度，经过第二固定镜片组(12)的第二透镜(122)后，通过可变焦的第一移动镜片组(21)，而后经过第一固定镜片(11)，及可聚焦的第二移动镜片组(22)后，通过像方反射光学元件(32)的反射，光线转向45度向上或向下，平行于入射光线成像于光学感应成像面(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种光学系统结构，其特征在于所述反射光学元件(3)反射光线的角度为90度。
3.根据权利要求1或2所述的一种光学系统结构，其特征在于所述反射光学元件(3)为反射平面镜或为直角等腰棱镜。
4.根据权利要求3所述的一种光学系统结构，其特征在于所述物方反射光学元件(31)、第二透镜(122)、第一固定镜片组(11)、第一移动镜片组(21)、第二移动镜片组(22)、像方反射光学元件(32)均处于同一水平光轴线上。
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