[發明專利]折疊透鏡系統

有效

• 申請號: 201880078003.3
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN111512204B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 姚宇宏;筱原義和
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 張寧

本發明公開了一種折疊透鏡系統，該折疊透鏡系統包括具有屈光力的透鏡，以及兩個光折疊元件諸如棱鏡。第一軸上的第一透鏡將光折射至第一折疊元件。第一折疊元件將來自第一軸的光重定向到其上布置有一個或多個透鏡的第二軸上。第二軸上的透鏡將光折射至第二折疊元件。第二折疊元件將光重定向到其上設置有傳感器的第三軸上。透鏡系統可包括前孔徑光闌。可在第三軸上移動傳感器以提供自動對焦，或者另選地，透鏡系統可包括提供自動對焦的一個或多個光學致動器。透鏡系統可具有低光圈數(＝2.8)，并且可具有在中焦至長焦范圍內的35mm等效焦距。

背景技術

技術領域

本公開整體涉及相機系統，并且更具體地，涉及小外形相機系統和透鏡系統。

相關領域的描述

小型多用途移動設備諸如智能電話和平板電腦或平板設備的出現導致需要輕量級、緊湊且能夠以低光圈數捕獲高分辨率高質量圖像以用于集成在設備中的高分辨率小外形相機。然而，由于常規相機技術的局限性，在此類設備中使用的常規小型相機趨于以比利用較大的較高品質相機可實現的較低的分辨率和/或較低的圖像質量來捕獲圖像。使用小封裝尺寸的相機實現較高的分辨率通常需要使用具有小像素尺寸的光電傳感器和較好的緊湊型成像透鏡系統。技術進步已實現了光電傳感器的像素尺寸的減小。然而，隨著光電傳感器變得更加緊湊和強大，對具有改善的成像質量性能的緊湊型成像透鏡系統的需求已增加。此外，越來越期望小外形相機配備更高的像素計數和/或更大的像素尺寸圖像傳感器(其中的一者或兩者可能需要較大的圖像傳感器)，同時仍然保持足夠緊湊以裝配到便攜式電子設備中的模塊高度。因此，來自光學系統設計方面的挑戰是提供能夠在由小外形相機施加的物理約束下捕獲高亮度高分辨率圖像的成像透鏡系統。

發明內容

本公開的實施方案可提供一種可以例如用于小外形相機中的折疊透鏡系統。折疊透鏡系統的實施方案可包括具有屈光力的兩個或更多個透鏡元件，以及兩個光折疊元件諸如棱鏡。在折疊透鏡系統的一些實施方案中，第一軸上的第一折射透鏡元件將從透鏡系統前面的物場接收的光折射到第一光折疊元件。第一光折疊元件將由第一透鏡元件折射的光從第一軸重定向到其上布置有一個或多個折射透鏡元件的第二軸上。第二軸上的一個或多個折射透鏡元件將光折射到第二光折疊元件。第二光折疊元件將由第二軸上的透鏡元件折射的光重定向到其上設置有相機的傳感器模塊的第三軸上。折疊透鏡系統的實施方案還可包括位于在透鏡系統的前頂點處或前頂點后的第一透鏡元件處的前孔徑光闌。

在一些實施方案中，第一折射透鏡元件可在第二軸上，位于第一光折疊元件和第二折射透鏡元件之間，而不是將第一折射透鏡元件定位在第一軸上并因此定位在透鏡系統的物側。這可為透鏡系統提供甚至更短的Z軸高度。

折疊透鏡系統的實施方案可提供低的光圈數(＝2.8)，并可被配置為在中焦到長焦范圍內以相對窄的視場和35mm等效焦距(f_35mm)操作。例如，緊湊型折疊透鏡系統的一些實施方案可提供70mm至200mm(例如，85mm)范圍內的35mm的等效焦距，小于6.5mm的Z高度，以適配在各種便攜式電子設備中。

可選擇透鏡系統參數和關系，其包括但不限于透鏡形狀、厚度、幾何形狀、位置、材料、間距和某些透鏡元件的表面形狀，以至少部分地減少、補償或矯正光學像差和透鏡偽影以及視場效應。

在一些實施方案中，該折疊透鏡系統可包括減少或消除環境噪聲對光電傳感器的干擾的紅外(IR)濾光片。IR濾光片可例如位于第二光折疊元件和傳感器模塊之間。在一些實施方案中，該透鏡系統為定焦透鏡。然而，在一些實施方案中，傳感器模塊可相對于第二光折疊元件在第三軸上被機械地移動以為相機提供自動對焦(AF)功能，或者另選地，透鏡系統可相對于傳感器模塊在第三軸上被機械地移動。作為另選的形式，在一些實施方案中，透鏡系統可包括為相機提供AF功能而無需移動任何部件的一個或多個固態光學致動器部件(例如，位于透鏡系統前方的光學致動器部件)。

附圖說明

圖1是根據一些實施方案的折疊透鏡系統的橫截面圖示。