透镜系统和电子设备技术方案

本实用新型专利技术提供了一种透镜系统和电子设备。该透镜系统包括沿透镜系统的光轴布置的多个折射透镜元件。该多个折射透镜元件沿光轴从对象侧到图像侧按顺序包括：具有正屈光力的、具有凸对象侧表面的第一透镜元件；具有负屈光力的、具有凹图像侧表面的第二透镜元件；第三透镜元件；具有负屈光力的第四透镜元件；第五透镜元件；以及具有正屈光力的、具有凸图像侧表面的第六透镜元件。该透镜系统具有7.0毫米或更小的范围内的有效焦距f，并且该透镜系统的线路全长(TTL)为6.5毫米或更小。

【技术实现步骤摘要】

本公开通常涉及相机系统，并且更具体地涉及高分辨率、小外形相机系统和透镜系统。
技术介绍
小型移动多用途设备诸如智能电话和平板电脑或平板设备的出现已导致对被集成在设备中的高分辨率小外形相机的需求。然而，由于常规相机技术的限制，在此类设备中使用的常规小型相机倾向于捕获与较大较高质量相机可获取的图像相比的较低分辨率和/或较低图像质量的图像。利用小封装尺寸相机获得较高分辨率通常需要使用具有小像素尺寸的光电传感器和良好、紧凑型成像透镜系统。技术进步已实现对光电传感器中的像素尺寸的缩减。然而，随着光电传感器变得越来越紧凑且越强大，对具有改进的成像质量性能的紧凑型成像透镜系统的需求增加。
技术实现思路
本公开的实施方案可提供小封装尺寸的高分辨率窄角相机。描述了包括光电传感器和紧凑型透镜系统的相机。描述了具有六个透镜元件的紧凑型透镜系统的实施方案，其可提供比在常规小外形相机中已实现的更大图像和更长有效焦距。相机的实施方案可在小封装尺寸中实现，同时仍然捕获锐利的高分辨率图像，从而使得相机的实施方案适合用于小型和/或移动多用途设备中，诸如蜂窝电话、智能电话、平板或平板电脑计算设备、膝上型电脑、上网本、笔记本、小型笔记本和超级本计算机。在一些实施方案中，本文所述的窄角相机可与一个或多个其他相机诸如常规宽视场小外形相机一起被包括在设备中，这例如将允许用户在利用该设备捕获图像时在不同相机格式(例如，长焦或宽视场)之间进行选择。在一些实施方案中，例如作为移动设备中的前置相机和后置相机，本文所述的两个或更多个窄角相机可被包括在设备中。在一些实施方案中，窄角透镜系统可为被构造成使得透镜系统的有效焦距f为7毫米(mm)或更小(例如，在6.0mm-7.0mm范围内)、F值(焦比)为2.8mm或更小(例如，约2.2到约2.8的范围内)、以及透镜系统的线路全长(TTL)为6.5mm或更小(例如，约5.5mm到约6.5mm的范围内)的固定透镜系统。在本文所述的示例性实施方案中，该透镜系统可被构造为使得透镜系统的有效焦距f为或约为6.6，并且F值为或约为2.4或2.6。然而，注意，焦距和/或其他透镜系统参数可被缩放或调整，以满足针对其他相机系统应用程序的光学、成像和/或封装限制的规范。在一些实施方案中，孔径光阑的位置可移动到透镜系统的前顶点后方，例如移动到第一透镜元件处的前顶点后方或移动到第一透镜元件和第二透镜元件之间。向内(朝图像侧)移动孔径光阑有效地将相机的理想主点朝向对象侧和透镜系统的前顶点前方移动。在一些实施方案中，窄角透镜系统可为可调节的。例如，透镜系统可装备有可调节虹膜或孔径光阑。使用可调节孔径光阑，F值可在一定范围例如在2.2到10的范围内动态变化。在一些实施方案中，透镜系统可用在可能具有降级的成像质量性能的更快焦比(<2.4)下，或可用在在较小FOV下具有合理良好性能的相同视场(FOV，例如36度)处。各种实施方案中的折射透镜元件可由塑料材料构成。在一些实施方案中，该折射透镜元件可由注塑光学塑料材料构成。然而，可使用其他适合的透明材料。还要注意，在给定实施方案中，透镜元件中的不同透镜元件可由具有不同的光学特性(例如不同阿贝数和/或不同折射率)的材料构成。在紧凑型透镜系统的实施方案中，可选择透镜元件材料并且可计算透镜元件的屈光力分布以满足透镜系统有效焦距和F值需求，并且校正包括但不限于暗角、色差、镜头光晕和场曲或佩兹瓦尔和数中的一者或多者的透镜假象和效果。例如，光学像差的单色和色度变化可通过调整透镜元件的曲率半径和非球面参数或几何形状以及轴向间隔来减小，从而产生良好校正和最小均衡残留像差，以及在小外形窄角相机中减小线路全长(TTL)并且获得高质量光学性能和高图像分辨率。一些实施方案提供了透镜系统。该透镜系统可包括沿透镜系统的光轴布置的多个折射透镜元件。该多个折射透镜元件沿该光轴从对象侧到图像侧按顺序包括：具有正屈光力的、具有凸对象侧表面的第一透镜元件；具有负屈光力的、具有凹图像侧表面的第二透镜元件；第三透镜元件；具有负屈光力的第四透镜元件；第五透镜元件；以及具有正屈光力的、具有凸图像侧表面的第六透镜元件。该透镜系统具有7.0毫米或更小的范围内的有效焦距f，并且该透镜系统的线路全长(TTL)为6.5毫米或更小。在一些实施方案中，透镜系统的焦比为2.8或更小。在一些实施方案中，来自对象侧的第三透镜元件为具有正屈光力的正透镜，并且来自对象侧的第五透镜元件为具有负屈光力的负透镜。在一些实施方案中，该透镜系统进一步包括被定位在来自对象侧的第一透镜元件处以及透镜系统的前顶点后方的孔径光阑。在一些实施方案中，该透镜系统的有效孔径为2.6或更小。在一些实施方案中，该透镜系统进一步包括被定位在透镜系统的第一透镜元件和第二透镜元件之间的孔径光阑。在一些实施方案中，该透镜系统的有效孔径为2.8或更小。在一些实施方案中，该透镜系统的长焦比(TTL/f)小于或等于1.0。一些其他实施方案提供了透镜系统。该透镜系统包括六个折射透镜元件，该六个折射透镜元件沿光轴布置并被构造为折射来自物场的光以在图像平面处以及被定位在透镜系统的前顶点后方的孔径光阑处形成场景的图像。该透镜系统的线路全长(TTL)为6.5毫米或更小，该透镜系统的焦比为2.8或更小，并且将孔径光阑定位在前顶后方，从而透镜系统的理想主点朝透镜系统的前顶点前方移动。在一些实施方案中，该六个折射透镜元件沿光轴从对象侧到图像侧按顺序包括：具有正屈光力的、具有凸对象侧表面的第一透镜元件；具有负屈光力的、具有凹图像侧表面的第二透镜元件；第三透镜元件；具有负屈光力的第四透镜元件；第五透镜元件；以及具有正屈光力的、具有凸图像侧表面的第六透镜元件。在一些实施方案中，来自对象侧的第三透镜元件为具有低正屈光力的正透镜。在一些实施方案中，来自对象侧的第五透镜元件为具有负屈光力的负透镜。在一些实施方案中，第二透镜元件具有凹对象侧表面，第三透镜元件具有凸图像侧表面，并且第四透镜元件具有凹图像侧表面。在一些实施方案中，该透镜系统的有效焦距f为7.0毫米或更小，并且该透镜系统的焦比为2.8或更小。在一些实施方案中，该透镜系统的有效孔径为2.8或更小。在一些实施方案中，该六个折射透镜元件中的至少一个折射透镜元的至少一个表面是非球面的。在一些实施方案中，该六个折射透镜元件中的至少一个折射透镜元由第一塑料材料构成，并且该六个折射透镜元件中的至少一个其他折射透镜元具有与第一塑料材料不同的光学特性的第二塑料材料构成。在一些实施方案中，该透镜系统具有有效焦距f，并且该透镜系统的长焦比(TTL/f)小于或等于1.0。一些实施方案提供了电子设备。该电子设备包括一个或多个处理器、一个或多个相机和存储器，该存储器包括可由一个或多个处理器中的至少一个处理器执行以控制一个或多个相机的操作的程序指令。该一个或多个相机中的至少一个相机为窄角相机，其包括：光电传感器，该光电传感器被构造为捕获被投射到光电传感器的表面上的光；以及透镜系统，该透镜系统被构造为折射来自被定位在至少一个相机前方的物场的光，以在邻近光电传感器的表面的图像平面处形成场景的图像。该透镜系统包括沿至少一个相机的光轴布置的六个折射透镜元件。该透镜系统具有7.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透镜系统，其特征在于包括：沿所述透镜系统的光轴布置的多个折射透镜元件，其中所述多个折射透镜元件沿所述光轴从对象侧到图像侧按顺序包括：具有正屈光力的、具有凸对象侧表面的第一透镜元件；具有负屈光力的、具有凹图像侧表面的第二透镜元件；第三透镜元件；具有负屈光力的第四透镜元件；第五透镜元件；和具有正屈光力的、具有凸图像侧表面的第六透镜元件；其中所述透镜系统具有7.0毫米或更小的范围内的有效焦距f，并且其中所述透镜系统的线路全长(TTL)为6.5毫米或更小。

【技术特征摘要】
2015.10.22 US 62/245,196;2016.10.05 US 15/285,8981.一种透镜系统，其特征在于包括：沿所述透镜系统的光轴布置的多个折射透镜元件，其中所述多个折射透镜元件沿所述光轴从对象侧到图像侧按顺序包括：具有正屈光力的、具有凸对象侧表面的第一透镜元件；具有负屈光力的、具有凹图像侧表面的第二透镜元件；第三透镜元件；具有负屈光力的第四透镜元件；第五透镜元件；和具有正屈光力的、具有凸图像侧表面的第六透镜元件；其中所述透镜系统具有7.0毫米或更小的范围内的有效焦距f，并且其中所述透镜系统的线路全长(TTL)为6.5毫米或更小。2.根据权利要求1所述的透镜系统，其特征在于所述透镜系统的焦比为2.8或更小。3.根据权利要求1所述的透镜系统，其特征在于从所述对象侧起的第三透镜元件为具有正屈光力的正透镜，并且来从所述对象侧起的第五透镜元件为具有负屈光力的负透镜。4.根据权利要求1所述的透镜系统，其特征在于所述透镜系统进一步包括被定位在从所述对象侧起的第一透镜元件处并且在所述透镜系统的前顶点后方的孔径光阑。5.根据权利要求4所述的透镜系统，其特征在于所述透镜系统的有效孔径为2.6或更小。6.根据权利要求1所述的透镜系统，其特征在于所述透镜系统进一步包括被定位在所述透镜系统的所述第一透镜元件和所述第二透镜元件之间的孔径光阑。7.根据权利要求6所述的透镜系统，其特征在于所述透镜系统的有效孔径为2.8或更小。8.根据权利要求1所述的透镜系统，其特征在于所述透镜系统的长焦比(TTL/f)小于或等于1.0。9.一种透镜系统，其特征在于包括：六个折射透镜元件，所述六个折射透镜元件沿光轴布置并被构造为折射来自物场的光，以在图像平面处形成场景的图像；和孔径光阑，所述孔径光阑被定位在所述透镜系统的前顶点后方；其中所述透镜系统的线路全长(TTL)为6.5毫米或更小，其中所述透镜系统的焦比为2.8或更小；并且其中将所述孔径光阑定位在所述前顶点后方，从而所述透镜系统的理想主点朝所述透镜系统的前顶点前方移动。10.根据权利要求9所述的透镜系统，其特征在于所述六个折射透镜元件沿所述光轴从所述对象侧到所述图像侧按顺序包括：具有正屈光力的、具有凸对象侧表面的第一透镜元件；具有负屈光力的、具有凹图像侧表面的第二透镜元件；第三透...

【专利技术属性】
技术研发人员：篠原义和，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：新型
国别省市：美国;US