[发明专利]基于两个光路折叠元件视场扫描的扫描长焦摄影机

说明书

基于两个光路折叠元件(OPFE)视场扫描的扫描长焦摄影机(STCs)和包括此扫描长焦摄影机的移动设备。一扫描长焦摄影机可包括一第一光路折叠元件(O‑OPFE)用于将一第一光路OP1折叠到一第二光路OP2；一物侧光路折叠元件致动器；一第二光路折叠元件(I‑OPFE)用于将所述第二光路OP2折叠到一第三光路OP3；一像侧光路折叠元件致动器；一镜头；一镜头致动器；以及一图像传感器；其中所述扫描长焦摄影机具有一扫描长焦摄影机原生视场(n‑FOVsubgt;T/subgt;)，其中所述物侧光路折叠元件致动器是配置为使所述物侧光路折叠元件围绕一第一轴旋转，所述像侧光路折叠元件致动器是配置为使所述像侧光路折叠元件围绕一第二轴旋转以用所述原生视场n‑FOVsubgt;T/subgt;扫描一场景；其中所述镜头致动器是配置为移动所述镜头以沿着一第三轴聚焦；且其中所述第一轴垂直于所述第二轴并平行于所述第三轴。

相关申请的交叉引用

本申请主张2020年11月5日提交的美国临时专利申请号63/110,057的优先权，其内容整体通过引用的方式并入本文。

技术领域

本文公开的主题总体上涉及小型移动摄影机，且特别是涉及移动扫描长焦(Tele)摄影机。

背景技术

移动电子手持设备(或只是“移动设备”或“电子设备”)例如具有两个或更多小型摄影机(也称为“多摄影机”)的智能手机是已知的。两个或多个摄影机具有不同焦距的镜头，这些镜头以不同的视场(fields of view，FOV)拍摄同一场景的多个图像。例如，一多摄影机可包括一广角摄影机及一长焦(或“变焦”)摄影机，广角摄影机具有例如80度的一广角摄影机视场(FOV_W)，长焦摄影机具有例如25度的较窄的视场(“原生FOV_T”或“n-FOV_T”)且具有比广角摄影机更高(例如高3-5倍)的空间分辨率(spatial resolution)。

具有扫描能力的长焦摄影机(“扫描长焦摄影机(scanning Tele cameras)”或“STC”)可将原生视场(native fields-of-view，n-FOV_T)扩展到有效的长焦视场(也称为“扫描FOV_T”或“s-FOV_T”)克服一些与窄n-FOV_T相关的限制。小型扫描长焦摄影机可以在一折叠摄影机中实现，例如在共同拥有的美国专利10578948中描述的，通过使光路折叠元件(optical path folding element，OPFE)沿一个或两个方向旋转，以引导(或“扫描”或“转向”)n-FOVT朝向s-FOV_T内的任意视点(points of view，POV)。

基于沿两个方向旋转单个光路折叠元件以进行FOV扫描的扫描长焦摄影机具有缺点，例如有限的扫描范围(因为通常s-FOV_TFOV_W)、视点像差以及在图像传感器上的图像旋转(称为“滚动”效果)。在共同拥有的国际专利申请PCT/IB2021/056311中描述了校正视点像差和滚动效果的解决方案。

用于将小型扫描长焦摄影机整合到支持以下所有条件的移动设备中是需要且有益的：

-大的s-FOV_T，例如s-FOV_T＝FOV_W；

-FOV_T扫描不会导致视点像差和/或滚动效果；及

-考虑到现代移动设备(尤其是智能手机)的尺寸限制，使用具有大光圈区域的镜头。

发明内容