[发明专利]薄型弹出式相机及用于此类相机的镜头

说明书

数字相机包括一镜头组件、一影像传感器及一弹出机构，所述镜头组件包括在一物体侧上以Lsubgt;1/subgt;开始的N个透镜元件Lsubgt;1/subgt;‑Lsubgt;N/subgt;，其中N≥4，所述影像传感器具有一传感器对角线Ssubgt;D/subgt;以及所述弹出机构控制在透镜元件Lsubgt;1/subgt;及Lsubgt;N/subgt;内的两个连续透镜元件之间的一最大气隙d，以使所述相机进入一操作弹出状态及一收缩状态，其中所述镜头组件具有在所述操作弹出状态下的一光学总长TTL及在所述收缩状态下的一收缩光学总长cTTL，其中Ssubgt;D/subgt;在7‑20毫米的范围内，并且cTTL/Ssubgt;D/subgt;0.6。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年9月24日提交的美国临时专利申请第62/904,913号、2020年5月18日提交的美国临时专利申请第63/026,317号以及2020年6月11日提交的美国临时专利申请第63/037,836的优先权，其揭露内容的全文以引用方式并入本文。

技术领域

本揭露整体上是关于数字相机，更具体地，是关于具有弹出机构及镜头的数字相机。

背景技术

紧凑型多光圈数字相机(也称为“多镜头相机”或“多相机”)，尤其是双光圈(或“双相机”)及三光圈(或“三相机”)数字相机是已知的。小型化技术允许将此类相机结合到紧凑型可携式电子装置中，例如平板电脑及行动电话(后者在下文中统称为“智能型手机”)，其中它们提供先进的成像能力，例如变焦，参见例如共同拥有的PCT专利申请号PCT/IB2063/060356，在此引入全文作为参考。典型的三相机系统示例性地包括超广角(或“超广”或“UW”)相机、广角(或“广”)相机及远距摄影(或“远摄”)相机。

双光圈变焦相机的挑战涉及相机高度与影像传感器的尺寸(“传感器对角线”或S_D)。远摄与广角相机的高度(以及光学总长(total track length)或“TTL”)有很大差异。图1A示意性地说明各种实体的定义，例如TTL、有效焦距(EFL)及后焦距(BFL)。TTL定义为第一透镜元件的物体侧表面与相机影像传感器平面之间的最大距离。BFL定义为最后一个透镜元件的影像侧表面与相机影像传感器平面之间的最小距离。在下文中，“W”与“T”下标分别指的是广角与远摄相机。EFL具有本领域众所周知的含义。如图1A所示，在大多数微型镜头中，TTL大于EFL。

图1B显示一种示例性相机系统，相机系统包括一个具有视场(FOV)的镜头、EFL及一个具有传感器宽度S的影像传感器。对于影像传感器的固定的宽/高比(通常为矩形的)，传感器对角线与传感器的宽度及高度成正比。水平FOV与EFL及传感器宽度有关，如下所示：

这表明，要实现具有更大影像传感器宽度(即更大的传感器对角线)但相同FOV的相机就需要更大的EFL。

在行动装置中，典型的广角相机具有35毫米等效焦距(“35eqFL”)。范围从22毫米到28毫米。嵌入在行动相机中的影像传感器小于全帧传感器(full frame sensor)，并且在广角相机中实际焦距范围为3.2毫米至7毫米，取决于传感器的尺寸及FOV。此类相机设计的大多数镜头中，TTL/EFL比率大于1.0，并且通常在1.0与1.3之间。这些镜头的另一个特点是它们的TTL与传感器对角线比率TTL/S_D通常在0.6到0.7的范围内。在广角相机中嵌入较大的传感器是期望的，但需要较大的EFL才能保持相同的FOV，导致较大的TTL，这是不想要的。