[實(shí)用新型]相機(jī)、攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520142602.0
• 申請(qǐng)日: 2014-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN204462516U
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·I·默卡多
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘋果公司
• 主分類號(hào): G02B13/18
• 分類號(hào): G02B13/18;G02B13/00;G02B1/00;H04N5/225
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 陳新

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)?01420642436.6、申請(qǐng)日為2014年10月31日、實(shí)用新型名稱為“小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)、攝遠(yuǎn)鏡頭系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備”的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般地涉及相機(jī)系統(tǒng)，更具體而言涉及高分辨率、小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)(telephoto)相機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

諸如智能電話和平板或板狀(pad)設(shè)備之類的小型移動(dòng)多用途設(shè)備的出現(xiàn)導(dǎo)致了對(duì)用于集成在這些設(shè)備中的高分辨率、小形狀因數(shù)相機(jī)的需求。然而，由于傳統(tǒng)相機(jī)技術(shù)的限制，與用更大、更高質(zhì)量的相機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的相比，在這樣的設(shè)備中使用的傳統(tǒng)小相機(jī)往往是以更低的分辨率和/或更低的圖像質(zhì)量來(lái)捕捉圖像的。用小包裝尺寸的相機(jī)實(shí)現(xiàn)更高的分辨率一般要求使用像素尺寸小的感光器和良好、緊湊的成像透鏡系統(tǒng)。技術(shù)的進(jìn)步已實(shí)現(xiàn)了感光器的像素尺寸的減小。然而，隨著感光器變得更緊湊和強(qiáng)大，對(duì)于具有改善的成像質(zhì)量性能的緊湊成像透鏡系統(tǒng)的需求已經(jīng)增加。

實(shí)用新型內(nèi)容

本公開的實(shí)施例可以提供小包裝尺寸的高分辨率攝遠(yuǎn)相機(jī)。描述了一種相機(jī)，其包括感光器和緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)。描述了緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的實(shí)施例，其與傳統(tǒng)的小形狀因數(shù)相機(jī)中已實(shí)現(xiàn)的相比可提供更大的圖像并且具有更長(zhǎng)的有效焦距。攝遠(yuǎn)相機(jī)的實(shí)施例可以以小包裝尺寸實(shí)現(xiàn)，同時(shí)仍捕捉銳利(sharp)、高分辨率的圖像，使得該相機(jī)的實(shí)施例適合在諸如蜂窩電話、智能電話、板狀或平板計(jì)算設(shè)備、膝上型電腦、上網(wǎng)本、筆記本電腦、小型筆記本電腦和超級(jí)本計(jì)算機(jī)之類的小型和/或移動(dòng)多用途設(shè)備中使用。在一些實(shí)施例中，如本文所述的攝遠(yuǎn)相機(jī)可與傳統(tǒng)的更寬視野的小格式相機(jī)一起被包括在設(shè)備中，這將例如允許用戶在利用設(shè)備捕捉圖像時(shí)在不同的相機(jī)格式(攝遠(yuǎn)或?qū)捯曇?之間進(jìn)行選擇。

描述了包括五個(gè)具有折光力的透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的實(shí)施例。此外，描述了包括四個(gè)具有折光力的透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的實(shí)施例。在實(shí)施例中，透鏡元件中的至少一個(gè)的物側(cè)表面和像側(cè)表面中的至少一者是非球面的。

在至少一些實(shí)施例中，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可以是固定的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其被配置成使得透鏡系統(tǒng)的有效焦距f等于或約等于7.0毫米(mm)(例如，在6.0-8.0mm的范圍內(nèi))，F(xiàn)值(焦比)在從約2.4到約10.0的范圍內(nèi)，視角(FOV)等于或約等于36度，并且透鏡系統(tǒng)的總軌道長(zhǎng)度(TTL)在約5.2到約7.0mm的范圍內(nèi)。更一般而言，透鏡系統(tǒng)可被配置成使得攝遠(yuǎn)比率(TTL/f)滿足關(guān)系：

0.74<TTL/f<1.0。

在本文描述的示例實(shí)施例中，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可被配置成使得透鏡系統(tǒng)的有效焦距f為7.0mm，并且F值為2.8。然而，注意，焦距(和/或其他參數(shù))可被按比例縮放或調(diào)節(jié)以滿足對(duì)于其他相機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的光學(xué)、成像和/或包裝約束的規(guī)格。此外，在一些實(shí)施例中，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可以是可調(diào)節(jié)的。例如，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可配備有可調(diào)節(jié)的虹膜或孔徑光闌。利用可調(diào)節(jié)的孔徑光闌，可在某個(gè)范圍內(nèi)，例如在2.8到10的范圍內(nèi)，動(dòng)態(tài)地改變F值(焦比，或者說(shuō)f/#)。在一些實(shí)施例中，可在更快的焦比下(f/#<2.8)使用透鏡系統(tǒng)，其中在相同F(xiàn)OV下(例如，36度)具有劣化的圖像質(zhì)量性能，或者在更小的FOV下具有合理良好的性能。

各種實(shí)施例中的折射型透鏡元件可由塑料材料構(gòu)成。在至少一些實(shí)施例中，折射型透鏡元件可由注塑成型的光學(xué)塑料材料構(gòu)成。然而，可以使用其他適當(dāng)?shù)耐该鞑牧稀＿€要注意，在給定的實(shí)施例中，不同的透鏡元件可由具有不同光學(xué)特性——例如不同的阿貝數(shù)和/或不同的折射率——的材料構(gòu)成。

在緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的實(shí)施例中，可以選擇透鏡元件材料并且可以計(jì)算透鏡元件的折光力分布以滿足透鏡系統(tǒng)有效焦距要求并且校正色像差和場(chǎng)曲率或珀茲伐和(Petzval?sum)。可通過調(diào)節(jié)透鏡元件的曲率半徑和非球面系數(shù)或幾何形狀以及軸向間隔來(lái)減小光學(xué)像差的單色和彩色變化，以產(chǎn)生良好校正且均衡的最小殘余像差，以及減小總軌道長(zhǎng)度(TTL)并實(shí)現(xiàn)小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)中的優(yōu)質(zhì)光學(xué)性能和高圖像分辨率。

本公開的實(shí)施例的一個(gè)目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)中的優(yōu)質(zhì)光學(xué)性能和高圖像分辨率。