[发明专利]具有连续自适应变焦系数的折叠摄像机

说明书

本发明提供多种折叠长焦摄像机，其包含：一光路折叠元件(OPFE)，用于将第一光路OP1折叠到第二光路OP2；一镜头，包含N＝8个透镜元件，所述镜头被分成三个透镜组，从所述镜头的一物体侧依序编号为G1、G2和G3；以及一图像传感器，G1和G3被包含在单个G13载体中，G2被包含在一G2载体中，所述G13载体和G2载体均包含用于定义G2相对于G13的位置的多个轨道，所述长焦摄像机被配置为通过相对于所述G13载体移动G2载体和相对于所述图像传感器移动所述G13载体，以在最小变焦系数ZF_最小和最大变焦系数ZF_最大之间连续改变一变焦系数，其中一有效焦距EFL为7.5毫米EFL50毫米。所述G2载体可由所述G13载体内的一镜头运输装置以一特定变焦系数来定位，以形成一透镜对，以使所述透镜对能够进行光学探查和/或传输。

相关申请案

本申请要求于2020年12月1日提交的美国临时专利申请案第63/119853号的优先权，其全文通过引用并入本文。

技术领域

本文公开的实施例总体上涉及多种数码摄像机，更具体地，涉及具有折叠连续变焦镜头的多孔径变焦数码摄像机，用于诸如智能手机之类的手持电子移动装置。

定义

以下符号和缩写被使用，所有术语均为本领域已知：

光程总长(Total track length，TTL)：当系统聚焦到无穷远的物体距离时，沿平行于镜头光轴的轴测量在第一透镜元件L1的前表面S1的点和图像传感器之间的最大距离。

后焦距(BFL)：当系统聚焦到无穷远的物体距离时，沿平行于镜头光轴的轴测量在最后一个透镜元件LN的后表面S2N的点与图像传感器之间的最小距离。

有效焦距(EFL)：在镜头(或透镜元件L1到LN的组合)中，镜头后主点(principalpoint)P’和后焦点F’之间的距离。

f-数(f-number，f/#)：EFL与入瞳直径(entrance pupil diameter)之比。

背景技术

多孔径摄像机(或“多摄像机”，其中“双摄像机”具有两个摄像机作为一个示例)现在是手持电子移动装置(或简单的“移动装置”，例如智能手机、平板电脑等)的标准配置。多摄像机通常包含一个广角视野FOV摄像机(“广角(wide或W)”摄像机，具有FOV_W)，以及至少一个另外的摄像机，具有较窄的(比FOV_W窄的)视野(远摄或“T”摄像机，也称为“TC”，具有FOV_T)。一般来说，远摄摄像机(TC)的空间分辨率是恒定的(或“固定的”)，并且可以例如比广角(W)摄像机的空间分辨率高3、5或10倍。这被是指具有分别为3、5或10的固定“变焦系数”(ZF)的远摄摄像机(TC)。

作为一个示例，考虑具有广角(W)摄像机和具有变焦系数(ZF)为5的远摄摄像机(TC)的双摄像机。当放大到一个场景时，通常可以使用广角(W)摄像机图像数据，其被数字放大到变焦系数(ZF)为5。对于变焦系数(ZF)≥5来说，可以使用远摄摄像机(TC)图像数据，对变焦系数(ZF)5进行数字变焦。在某些场景中，需要高变焦系数(ZF)来捕获具有高分辨率的场景片段。在其他场景中，不需要高变焦系数(ZF)，因为可能只有(数字变焦的)广角(W)摄像机图像数据可用。这显示了远摄摄像机(TC)的适用范围(对于具有较小变焦系数(ZF)的远摄摄像机(TC)适用范围较大)和远摄摄像机(TC)的变焦能力(对于较大变焦系数(ZF)较大的远摄摄像机(TC)变焦能力较大大)之间的权衡。一般来说，大的适用范围和大的变焦能力皆都是有益的。这在具有固定变焦系数(ZF)的已知远摄摄像机(TC)中无法实现。