[发明专利]小形状因数摄远相机

说明书

本公开涉及小形状因数摄远相机。紧凑摄远透镜系统可用在小形状因数相机中。透镜系统可包括五个具有折光力的透镜元件。另选地，透镜系统可包括四个具有折光力的透镜元件。透镜元件中的至少一个的物侧表面和像侧表面中的至少一者是非球面的。透镜系统的总轨道长度(TTL)可以是6.0mm或更小。透镜系统的焦距f可以等于或约等于7.0mm(例如，在6.5–7.5mm的范围内)。透镜元件被选择并配置成使得摄远比率(TTL/f)满足关系0.74<TTL/f<1.0。可以选择透镜元件的材料、曲率半径、形状、尺寸、间距和非球面系数来在小形状因数摄远相机中实现优质光学性能和高图像分辨率。

技术领域

本公开一般地涉及相机系统，更具体而言涉及高分辨率、小形状因数摄远(telephoto)相机系统。

背景技术

诸如智能电话和平板或板状(pad)设备之类的小型移动多用途设备的出现导致了对用于集成在这些设备中的高分辨率、小形状因数相机的需求。然而，由于传统相机技术的限制，与用更大、更高质量的相机所能实现的相比，在这样的设备中使用的传统小相机往往是以更低的分辨率和/或更低的图像质量来捕捉图像的。用小包装尺寸的相机实现更高的分辨率一般要求使用像素尺寸小的感光器和良好、紧凑的成像透镜系统。技术的进步已实现了感光器的像素尺寸的减小。然而，随着感光器变得更紧凑和强大，对于具有改善的成像质量性能的紧凑成像透镜系统的需求已经增加。

发明内容

本公开的实施例可以提供小包装尺寸的高分辨率摄远相机。描述了一种相机，其包括感光器和紧凑摄远透镜系统。描述了紧凑摄远透镜系统的实施例，其与传统的小形状因数相机中已实现的相比可提供更大的图像并且具有更长的有效焦距。摄远相机的实施例可以以小包装尺寸实现，同时仍捕捉锐利(sharp)、高分辨率的图像，使得该相机的实施例适合在诸如蜂窝电话、智能电话、板状或平板计算设备、膝上型电脑、上网本、笔记本电脑、小型笔记本电脑和超级本计算机之类的小型和/或移动多用途设备中使用。在一些实施例中，如本文所述的摄远相机可与传统的更宽视野的小格式相机一起被包括在设备中，这将例如允许用户在利用设备捕捉图像时在不同的相机格式(摄远或宽视野)之间进行选择。

描述了包括五个具有折光力的透镜元件的紧凑摄远透镜系统的实施例。此外，描述了包括四个具有折光力的透镜元件的紧凑摄远透镜系统的实施例。在实施例中，透镜元件中的至少一个的物侧表面和像侧表面中的至少一者是非球面的。

在至少一些实施例中，摄远透镜系统可以是固定的摄远透镜系统，其被配置成使得透镜系统的有效焦距f等于或约等于7.0毫米(mm)(例如，在6.0-8.0mm的范围内)，F值(焦比)在从约2.4到约10.0的范围内，视角(FOV)等于或约等于36度，并且透镜系统的总轨道长度(TTL)在约5.2到约7.0mm的范围内。更一般而言，透镜系统可被配置成使得摄远比率(TTL/f)满足关系：

0.74<TTL/f<1.0。

在本文描述的示例实施例中，摄远透镜系统可被配置成使得透镜系统的有效焦距f为7.0mm，并且F值为2.8。然而，注意，焦距(和/或其他参数)可被按比例缩放或调节以满足对于其他相机系统应用的光学、成像和/或包装约束的规格。此外，在一些实施例中，摄远透镜系统可以是可调节的。例如，摄远透镜系统可配备有可调节的虹膜或孔径光阑。利用可调节的孔径光阑，可在某个范围内，例如在2.8到10的范围内，动态地改变F值(焦比，或者说f/#)。在一些实施例中，可在更快的焦比下(f/#<2.8)使用透镜系统，其中在相同FOV下(例如，36度)具有劣化的图像质量性能，或者在更小的FOV下具有合理良好的性能。

各种实施例中的折射型透镜元件可由塑料材料构成。在至少一些实施例中，折射型透镜元件可由注塑成型的光学塑料材料构成。然而，可以使用其他适当的透明材料。还要注意，在给定的实施例中，不同的透镜元件可由具有不同光学特性——例如不同的阿贝数和/或不同的折射率——的材料构成。