【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種數字相機領域，尤其是涉及在這種數字相機中的折疊式鏡頭。定義在本申請中，對于整份說明書及附圖中提到的光學及其它特性，使用以下符號及縮寫來表示本領域已知的術語：-總軌道長度(total?track?length,ttl)：當系統聚焦到一無限遠物距時，沿平行于一鏡頭的光軸的一軸測得的在一第一鏡頭元件l1的前表面s1的一點與一影像傳感器之間的一最大距離。-后焦距(back?focal?length,bfl)：當系統聚焦到一無限遠物距時，沿平行于一鏡頭的光軸的一軸測得的在最后一個鏡頭元件ln的后表面s2n的一點與一影像傳感器之間的一最小距離。-有效焦距(effective?focal?length,efl)：在一鏡頭(鏡頭元件l1至ln的組件)中，在所述鏡頭的一后主點p’與一后焦點f’之間的所述距離。-光圈值(f-number,f/#)：efl與一入瞳直徑(entrance?pupil?diameter)的比率。-主光線角(chief?ray?angle,cra)：一(影像側)主光線是一鏡頭系統的出瞳中心(the?center?of?the?exit?pupil)與一像點(image?point)之間的連線。cra是一主光線與所述鏡頭的光軸之間的角度。此處及下文中，與一物體側主光線相比，我們指的是影像側主光線及cras，所述物體側主光線是一物點(object?point)與一鏡頭系統的入瞳中心(thecenter?of?the?entrance?pupil)之間的連線。一最大主光線角(max?cra)是存在于一鏡頭系統中的最大的主光線角(cra
技術介紹
1、多光圈相機(或“多相機”，其中以具有兩個相機的“雙相機”為例)正在成為可攜式電子移動裝置(例如智慧手機、平板電腦等)制造商的標準選擇。一種多相機設置通常包括一寬視場(或“角度”)fovw相機(“寬”相機或“w”相機)和至少一個附加的相機，或者俱有相同的fov(例如一深度輔助相機)，具有一較窄(比fovw)fov(具有fovt的遠攝或“長焦(tele)”相機)，或具有一超寬視野fovuw(比fovw更寬，“uw”相機)。
2、圖1a及圖1b示出了一種已知折疊式數字相機100。相機100包括一光路折疊元件(optical?path?folding?element,opfe)102，例如一棱鏡或反射鏡，一鏡頭104，其具有多個鏡頭元件(在此未示出，但是在圖2a至圖2d是可見的)及一影像傳感器106。所述鏡頭元件可以是(如圖2a至圖2d所示)沿著一光軸108軸對稱。在其它實施例中，所述鏡頭元件可以不是軸對稱的。例如，鏡頭元件可以被切割(切塊、切片)成一非圓形形狀(未示出)。
3、至少一些鏡頭元件可以包括在一“鏡筒”110中。所述鏡筒可以具有沿光軸108的一縱向對稱。在第1a圖至第1c圖中，這個鏡筒的橫截面是圓形的。然而，這不是強制性的，可以使用其他形狀，例如用于托管切割鏡頭元件。
4、從一物體(未示出)到一影像傳感器106的所述光線的所述路徑定義了一光路(參見光路112和114，它們代表了所述光路的一部分)。光路折疊元件將所述光路從一第一光路112折疊到一第二光路114，后者基本上平行于光軸108。
5、特別是，在一些示例中，光路折疊元件102相對于光軸108以基本上45度傾斜。在圖1a中，光路折疊元件102也可以相對于光路102以基本上45度傾斜。
6、在一些已知的示例中，影像傳感器106位于基本上垂直于光軸108的一x-y平面中。然而，這不是限制性的，并且影像傳感器106可以具有不同的取向。例如，如國際公開專利申請編號wo2016/024192所描述，影像傳感器106可以位于xz平面中。在這種情況下，一附加opfe可以用來將所述光線朝影像傳感器106反射。
7、兩個相機，例如一廣角相機100及一常規uw相機130可以包括在一數字相機150(也稱為雙相機)中。在圖1c中示出了一種可能的配置。uw相機130可以包括一光圈132(指向所述相機的所述物體側)及在y方向上具有一對稱(及光)軸136的一光學鏡頭系統134(或“廣角鏡頭模塊”)，以及一uw影像傳感器138。所述uw相機包括配置成用以提供一uw影像的一uw鏡頭系統。如前所述，所述uw相機具有比fovw更大的一視場fovuw。例如，fovuw可以是80至130度，而fovw可以是60至90度。值得注意的是，在其他示例中，多個廣角相機和/或多個長焦相機可以合并并且在一單一個數字相機中操作。一長焦相機的所述fovt可以例如是20至50度。
8、“微距攝影(macro-photography)”模式正成為智能手機相機的一流行的差異化因素。“微距攝影”是指拍攝靠近相機的物體，使得所述影像傳感器上記錄的影像幾乎與實際拍攝的物體一樣大。影像尺寸與物體尺寸的比率是物體對影像的放大率m，其定義為：
9、
10、其中v是由鏡頭的第二(或“后”)主平面與影像的距離所定義的一鏡頭-影像距離，u是由物體到鏡頭的第一(或“前”)主平面的距離所定義的一物體-鏡頭距離。減號(-)通常沒有明確提及。
11、在數字單眼相機(digital?single-lens?reflex,dslr)中，一微距影像(macroimage)定義為具有大約1：1或更大的一放大率m，例如，1：1.1。在智能手機中，“微距影像”指得可以是放大率m大約為10：1或什至5：1的影像。首批提供微距攝影功能的智能手機模塊已進入消費市場，通常通過使用具有相對較短efl(例如2.5毫米)的一uw相機來實現非常近的聚焦。
12、一uw相機可以聚焦到微距攝影所需的近距離(例如1.5厘米到15厘米)，但由于其焦距小且fov大，因此其空間解析度較差。例如，考慮到一個焦距為2.5毫米的uw相機。當聚焦到在5厘米(鏡頭-物體距離)處的一物體時，所述uw相機將大約具有m＝19：1。這是根據薄鏡頭方程式其中efl＝2.5毫米、v＝2.6毫米及u＝50毫米。即使聚焦到接近1.5厘米時，所述uw相機的m也將大約為5：1。從這些短物體-鏡頭距離，例如u＝5厘米或更小，捕捉微距影像中的物體對一用戶來說非常具有挑戰性。例如，它可能會使影像的取景變得非常困難，可能會禁止拍攝流行的微距物體，例如活體(例如昆蟲)的影像，并且可能會引入陰影并且使場景中的照明變得模糊。此外，uw相機具有一相對大的景深(depth?of?field,dof)，即使對于微距影像也是如此。相對大的景深對應一低度光學散景，這是微距攝影中非常流行的效果。
13、在移動裝置中設置一微距相機是有益處的，可以從一較大的鏡頭-物體距離(例如5-15厘米)以較大的物體對影像放大率(例如1：1至15：1)來捕捉微距影像，并且具有一高度光學散景。
技術實現思路
1、在各種實施例中，提供了一種折疊式數字相機，包括：一鏡頭系統，具有一鏡頭及一影像傳感器，所述鏡本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種相機，其特征在于，所述相機包括：
2.如權利要求1所述的相機，其特征在于：N小于等于8。
3.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述最小物體距離/所述有效焦距(MIDO/EFL)小于15。
4.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述最小物體距離/所述有效焦距(MIDO/EFL)小于10。
5.如權利要求1所述的相機，其特征在于：當所述相機聚焦在無限遠時，一最大主光線角(maximal?chief?ray?angle,Max?CRA)與所述相機的一視場(field?of?view,FOV)的一比率(Max?CRA/FOV)大于等于0.03且小于等于0.25。
6.如權利要求5所述的相機，其特征在于：所述最大主光線角/所述視場(Max?CRA/FOV)小于等于0.2。
7.如權利要求1所述的相機，其特征在于：對于在所述聚焦范圍內的任何物體的一最大場曲率(maximum?field?curvature,MFC)小于50微米。
8.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述有效焦距在10毫米至3
9.如權利要求1所述的相機，其特征在于：有效焦距在12.5毫米至17.5毫米之間。
10.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述第一鏡頭元件L1及一第二鏡頭元件L2形成一物體側鏡頭組。
11.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述第一鏡頭元件L1、一第二鏡頭元件L2、一第三鏡頭元件L3及一第四鏡頭元件L4形成一物體側鏡頭組。
12.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述第一鏡頭元件L1、一第二鏡頭元件L2、一第三鏡頭元件L3、一第四鏡頭元件L4及一第五鏡頭元件L5形成一物體側鏡頭組。
13.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述相機具有小于3.5的一光圈值(f/#)。
14.如權利要求13所述的相機，其特征在于：所述光圈值(f/#)小于2.75。
15.如權利要求13所述的相機，其特征在于：所述光圈值(f/#)小于2.5。
16.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述感測器對角線/所述有效焦距(SD/EFL)大于0.3且小于0.7。
17.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述感測器對角線/所述有效焦距(SD/EFL)大于0.4且小于0.5。
18.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述鏡頭元件通過大于所述總軌道長度的8分之一的一間隙來分成兩個鏡頭元件組。
19.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述鏡頭元件通過大于所述總軌道長度的6分之一的一間隙來分成兩個鏡頭元件組。
20.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述鏡頭元件分成一第一鏡頭組G1及一第二鏡頭組G2，其中所述第一鏡頭組G1及所述第二鏡頭組G2通過一間隙分隔開，并且其中所述第一鏡頭組G1及所述第二鏡頭組G2可相對于彼此移動以進行聚焦。
21.如權利要求20所述的相機，其特征在于：為了聚焦，所述第二鏡頭組G2可遠離所述影像傳感器并朝向所述第一鏡頭組G1移動。
22.如權利要求20所述的相機，其特征在于：為了聚焦，所述第一鏡頭組G1及所述第二鏡頭組G2兩者相對于所述影像傳感器是可移動的。
23.如權利要求22所述的相機，其特征在于：為了聚焦，所述第一鏡頭組G1與所述第二鏡頭組G2之間的相對移動距離小于所述第二鏡頭組G2與所述影像傳感器之間的相對移動距離。
24.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述鏡頭元件中的一個或多個是切割鏡頭元件。
25.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述鏡頭元件分成具有一第一有效焦距EFL1的一第一鏡頭元件組及具有一第二有效焦距EFL2的一第二鏡頭元件組，并且其中所述第一有效焦距EFL1與所述第二有效焦距EFL2的一比率(EFL1/EFL2)偏離1不超過20％。
26.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述相機還包括基于聚焦機構的一音圈馬達，用于使所述相機進行聚焦。
27.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述總軌道長度/所述有效焦距(TTL/EFL)小于1.25。
28.如權利要求1所述的相機，其特征在于：最后一個鏡頭元件LN的一焦距fN與所述有效焦距的一比率滿足所述焦距/所述有效焦距(fN/EFL)小于1。
29.如權利要求1至28中任一項所述的相機，其特征在于：所述相機包含在一移動裝置中。
30.如權利要求29所述的相機，其特征在于：所述移動裝置是一智能手機。...
【技術特征摘要】
1.一種相機，其特征在于，所述相機包括：
2.如權利要求1所述的相機，其特征在于：n小于等于8。
3.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述最小物體距離/所述有效焦距(mido/efl)小于15。
4.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述最小物體距離/所述有效焦距(mido/efl)小于10。
5.如權利要求1所述的相機，其特征在于：當所述相機聚焦在無限遠時，一最大主光線角(maximal?chief?ray?angle,max?cra)與所述相機的一視場(field?of?view,fov)的一比率(max?cra/fov)大于等于0.03且小于等于0.25。
6.如權利要求5所述的相機，其特征在于：所述最大主光線角/所述視場(max?cra/fov)小于等于0.2。
7.如權利要求1所述的相機，其特征在于：對于在所述聚焦范圍內的任何物體的一最大場曲率(maximum?field?curvature,mfc)小于50微米。
8.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述有效焦距在10毫米至30毫米之間。
9.如權利要求1所述的相機，其特征在于：有效焦距在12.5毫米至17.5毫米之間。
10.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述第一鏡頭元件l1及一第二鏡頭元件l2形成一物體側鏡頭組。
11.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述第一鏡頭元件l1、一第二鏡頭元件l2、一第三鏡頭元件l3及一第四鏡頭元件l4形成一物體側鏡頭組。
12.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述第一鏡頭元件l1、一第二鏡頭元件l2、一第三鏡頭元件l3、一第四鏡頭元件l4及一第五鏡頭元件l5形成一物體側鏡頭組。
13.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述相機具有小于3.5的一光圈值(f/#)。
14.如權利要求13所述的相機，其特征在于：所述光圈值(f/#)小于2.75。
15.如權利要求13所述的相機，其特征在于：所述光圈值(f/#)小于2.5。
16.如權利要求1所述的相機，其特征在于：所述感測器對角線/所述有效焦距(sd/efl)大于0.3且小于0.7。
17.如權利要求1所述的相...
【專利技術屬性】
技術研發人員：諾伊·科恩，羅伊·羅迪克，邁克爾·德羅，納達夫·古林斯基，以法蓮·戈登堡，
申請(專利權)人：核心光電有限公司，
類型：發明
國別省市：
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