CN105892028A - 一种光学*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种光学***，包括：至少一对第一光学透镜，所述第一光学透镜用于调节所述光学***的焦距，且所述第一光学透镜在第一方向上至少具有两个曲率半径，其中，所述第一方向垂直于所述第一光学透镜的光轴方向。由此可见，本发明实施例所提供的光学***中，所述第一光学透镜在第一方向上至少具有两个曲率半径，从而在所述光学***工作时，可以通过改变各第一光学透镜的焦距，来调节所述光学***的焦距，而无需调节各第一光学透镜之间的距离，从而使得所述光学***体积较小，适于应用到越来越轻薄的电子设备中。

Description

一种光学***

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种光学***。

背景技术

随着电子技术的发展，越来越多的电子设备集成了摄像模组，以实现摄像功能。具体应用时，不同场合通常需要所述摄像模组具有不同的放大倍率，从而既能拍摄到总体的大视场，又能拍摄到仔细观察到小细节的小视场。但是，现有技术中摄像模组里的光学***，通常通过改变其各镜组之间的距离实现变焦，从而导致现有光学***需要较大的长度，体积较大，难以应用到越来越轻薄的电子设备中。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种光学***，该光学***不需要较大的长度即能实现变焦，适于应用到越来越轻薄的电子设备中。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种光学***，包括：

至少一对第一光学透镜，所述第一光学透镜用于调节所述光学***的焦距，且所述第一光学透镜在第一方向上至少具有两个曲率半径，其中，所述第一方向垂直于所述第一光学透镜的光轴方向。

优选的，所述第一光学透镜在所述第一方向上不同位置处的曲率半径不同。

优选的，所述第一光学透镜在第二方向上至少具有两个曲率半径，所述第二方向垂直于所述第一光学透镜的光轴方向和所述第一方向。

优选的，所述第一光学透镜在所述第二方向上不同位置处曲率半径不同。

优选的，所述第一光学透镜的表面为自由曲面。

优选的，以所述自由曲面的顶点为原点，固定第一方向的位置，沿所述第二方向的正方向，所述第一光学透镜的曲率半径逐渐减小。

优选的，以所述自由曲面的顶点为原点，固定第二方向的位置，沿所述第一方向的正方向，所述第一光学透镜的曲率半径逐渐增大。

优选的，所述光学***还包括：至少一对第二光学透镜，所述第二光学透镜与所述第一光学透镜同时运动，用于调节焦距后的所述第一光学透镜进行焦距补偿，以使得所述光学***清晰成像。

优选的，所述第二光学透镜在所述第一方向和/或所述第二方向上至少具有两个曲率半径。

优选的，所述第二光学透镜在所述第一方向和/或所述第二方向上不同位置处的曲率半径不同。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的光学***，包括：至少一对第一光学透镜，所述第一光学透镜用于调节所述光学***的焦距，且所述第一光学透镜在第一方向上至少具有两个曲率半径，其中，所述第一方向垂直于所述第一光学透镜的光轴方向。由此可见，本发明实施例所提供的光学***中，所述第一光学透镜在第一方向上至少具有两个曲率半径，从而在所述光学***工作时，可以通过改变各第一光学透镜的焦距，来调节所述光学***的焦距，而无需调节各第一光学透镜之间的距离，从而使得所述光学***体积较小，适于应用到越来越轻薄的电子设备中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例所提供的光学***中第一光学透镜的结构示意图；

图2为本发明另一个实施例所提供的光学***中第一光学透镜的结构示意图；

图3为本发明一个实施例所提供的光学***的结构示意图；

图4为本发明另一个实施例所提供的光学***的结构示意图；

图5为本发明又一个实施例所提供的光学***的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有光学***需要较大的长度，体积较大，难以应用到越来越轻薄的电子设备中。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种光学***，包括：至少一对第一光学透镜，所述第一光学透镜用于调节所述光学***的焦距，且所述第一光学透镜在第一方向上至少具有两个曲率半径，其中，所述第一方向垂直于所述第一光学透镜的光轴方向。

本发明实施例所提供的光学***中，所述第一光学透镜在第一方向上至少具有两个曲率半径，从而在所述光学***工作时，可以通过改变各第一光学透镜的焦距，来调节所述光学***的焦距，而无需调节各第一光学透镜之间的距离，从而使得所述光学***体积较小，适于应用到越来越轻薄的电子设备中。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明实施例提供了一种光学***，该光学***包括：

至少一对第一光学透镜，如图1所示，所述第一光学透镜10用于调节所述光学***的焦距，且所述第一光学透镜10在第一方向X上至少具有两个曲率半径，其中，所述第一方向X垂直于所述第一光学透镜10的光轴方向Z。

需要说明的是，由于所述第一光学透镜10不同曲率半径处对应的焦距不同，而所述光学***的焦距由所述光学***中各第一光学透镜10的焦距及各第一光学透镜10之间的距离决定，因此，本发明实施例所提供的光学***，在面临不同变焦场合时，可以通过沿第一方向X移动各第一光学透镜10，通过利用各第一光学透镜10第一方向X上不同曲率半径处的焦距，实现变焦，而无需调节各第一光学透镜10之间的距离，从而使得所述光学***体积较小，适于应用到越来越轻薄的电子设备中，

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，为了使得所述光学透镜可以实现更多不同的焦距，所述第一光学透镜10在所述第一方向X上不同位置处的曲率半径不同，从而使得所述光学提供可以通过各第一光学透镜10的配合，实现更多焦距的调节。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述第一光学透镜10在第二方向Y上至少具有两个曲率半径，所述第二方向Y垂直于所述第一光学透镜10的光轴方向Z和所述第一方向X，从而使得所述光学***不仅可以沿第一方向X移动各第一光学透镜10改变各第一光学透镜10的焦距，实现所述光学***焦距的调节，还可以沿第二方向Y移动各第一光学透镜10改变各第一光学透镜10的焦距，实现所述光学***焦距的调节。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个可选实施例中，所述第一光学透镜10在所述第二方向Y上不同位置处的曲率半径不同，即所述第一光学透镜10在所述第二方向Y上不同位置处的焦距不同，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个具体实施例中，所述第一光学透镜10的表面为自由曲面，以使得所述第一光学透镜10在第一方向X上不同位置区的曲率半径不同，在第二方向Y上不同位置处的曲率半径也不同，但本发明对此并不做限定，只要保证所述第一光学透镜10在第一方向X上不同位置区的曲率半径不同，在第二方向Y上不同位置处的曲率半径也不同即可。

优选的，所述第一光学透镜10的表面为非旋转对称的自由曲面，在三维坐标下，将Z轴设为所述第一光学透镜10的光轴，坐标原点与所述第一光学透镜10的自由曲面顶点重合，其自由曲面的曲面为一个Z关于X、Y的公式，其中，X为垂直纸面方向，Y为纸面内垂直于光轴方向，该公式具体为：

$Z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)}c}+\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{A}_i{X}^a{Y}^b;$

其中，c代表所述自由曲面的基准面或辅助曲面的曲率；k为二次项系数，代表所述自由曲面的锥面度；A_i为高阶项系数；a、b为高阶项。

具体工作时，在X、Y方向上移动所述第一光学透镜10，可以使得入射光线通过所述第一光学透镜10的不同区域，从而改变所述第一光学透镜10对入射光线的偏折程度，将沿光轴方向的光学***变焦。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，以所述自由曲面的顶点为原点，固定第一方向X的位置，沿所述第二方向Y的正方向，所述第一光学透镜10的曲率半径逐渐减小。

在本发明的另一个实施例中，以所述自由曲面的顶点为原点，固定第二方向Y的位置，沿所述第一方向X的正方向，所述第一光学透镜10的曲率半径逐渐增大。

在本发明的又一个实施例中，以所述自由曲面的顶点为原点，固定第一方向X的位置，沿所述第二方向Y的正方向，所述第一光学透镜10的曲率半径逐渐减小，且以所述自由曲面的顶点为原点，固定第二方向Y的位置，沿所述第一方向X的正方向，所述第一光学透镜10的曲率半径逐渐增大。但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

具体的，如图3所示，当所述第一光学透镜10的移动量为X＝0，Y＝0时，光学***对入射光线不起偏折作用；

如图4所示，当所述第一光学透镜10的移动量为X＝0，Y＝b时，光学***对入射光线不起放大作用；

如图5所示，当所述第一光学透镜10的移动量为X＝a，Y＝0时，光学***对入射光线不起缩小作用。

由上可知，具体应用时，所述光学***可以沿垂直光轴方向移动所述第一光学透镜10不同的X、Y实现连续的变焦。

在上述任一实施例的基础上，如图3-图5所示，在本发明的一个实施例中，所述光学***还包括：至少一对第二光学透镜20，所述第二光学透镜20与所述第一光学透镜10同时运动，用于调节焦距后的所述第一光学透镜10进行焦距补偿，以使得所述光学***清晰成像。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述第二光学透镜20在所述第一方向X至少具有两个曲率半径；在本发明的另一个实施例中，所述第二光学透镜20在所述第二方向Y至少具有两个曲率半径；在本发明的又一个实施例中，所述第二光学透镜20在所述第一方向X至少具有两个曲率半径，且所述第二光学透镜20在所述第二方向Y至少具有两个曲率半径，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述第二光学透镜20在所述第一方向X上不同位置处的曲率半径不同；在本发明的另一个实施例中，所述第二光学透镜20在所述第二方向Y上不同位置处的曲率半径不同，在本发明的又一个实施例中，所述第二光学透镜20在所述第一方向X上不同位置处的曲率半径不同，且所述第二光学透镜20在所述第二方向Y上不同位置处的曲率半径不同，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

需要说明的是，所述第二光学透镜20主要通过透镜材料、透镜厚度和各透镜间的间隔以及透镜表面的形状来实现焦距补偿，进行像差的矫正。优选的，所述第二光学透镜20的表面为自由曲面，由于自由曲面理论上每一点的曲率都不相同，因此，所述第二光学透镜20可以对不同方向入射光线的折射方向进行控制，以达到控制像差的目的。

综上所述，本发明实施例所提供的光学***，包括：至少一对第一光学透镜10，所述第一光学透镜10用于调节所述光学***的焦距，且所述第一光学透镜10在第一方向上至少具有两个曲率半径，其中，所述第一方向垂直于所述第一光学透镜10的光轴方向。由此可见，本发明实施例所提供的光学***中，所述第一光学透镜10在第一方向上至少具有两个曲率半径，从而在所述光学***工作时，可以通过改变各第一光学透镜10的焦距，来调节所述光学***的焦距，而无需调节各第一光学透镜10之间的距离，从而使得所述光学***不仅能够实现大视角和小视角的拍摄，还体积较小，适于应用到越来越轻薄的电子设备中，

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光学***，其特征在于，包括：

至少一对第一光学透镜，所述第一光学透镜用于调节所述光学***的焦距，且所述第一光学透镜在第一方向上至少具有两个曲率半径，其中，所述第一方向垂直于所述第一光学透镜的光轴方向。

2.根据权利要求1所述的光学***，其特征在于，所述第一光学透镜在所述第一方向上不同位置处的曲率半径不同。

3.根据权利要求1或2所述的光学***，其特征在于，所述第一光学透镜在第二方向上至少具有两个曲率半径，所述第二方向垂直于所述第一光学透镜的光轴方向和所述第一方向。

4.根据权利要求3所述的光学***，其特征在于，所述第一光学透镜在所述第二方向上不同位置处曲率半径不同。

5.根据权利要求4所述的光学***，其特征在于，所述第一光学透镜的表面为自由曲面。

6.根据权利要求5所述的光学***，其特征在于，以所述自由曲面的顶点为原点，固定第一方向的位置，沿所述第二方向的正方向，所述第一光学透镜的曲率半径逐渐减小。

7.根据权利要求5所述的光学***，其特征在于，以所述自由曲面的顶点为原点，固定第二方向的位置，沿所述第一方向的正方向，所述第一光学透镜的曲率半径逐渐增大。

8.根据权利要求1所述的光学***，其特征在于，所述光学***还包括：至少一对第二光学透镜，所述第二光学透镜与所述第一光学透镜同时运动，用于调节焦距后的所述第一光学透镜进行焦距补偿，以使得所述光学***清晰成像。

9.根据权利要求8所述的光学***，其特征在于，所述第二光学透镜在所述第一方向和/或所述第二方向上至少具有两个曲率半径。

10.根据权利要求9所述的光学***，其特征在于，所述第二光学透镜在所述第一方向和/或所述第二方向上不同位置处的曲率半径不同。