双焦镜头和包括双焦镜头的成像装置制造方法及图纸

提供一种具有用于短距离和长距离摄影的两个焦距的可被纤薄地制造的双焦镜头，以及包括该双焦镜头的图像拾取设备。所述双焦镜头可包括：至少一个折射透镜元件；折射光学系统，具有第一焦距；反射光学系统，具有与第一焦距不同的第二焦距并包括多个反射面。由于折射光学系统和反射光学系统具有不同的焦距，所以通过使用双焦镜头执行短距离和长距离摄影是可能的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的一个或多个实施例涉及一种具有两种焦距的双焦镜头和包括双焦镜头的图像拾取设备，更加具体地，涉及一种具有用于近距离和远距离的两种焦距的可被纤薄地制造的双焦镜头，以及包括该双焦镜头的图像拾取设备。
技术介绍
由于最近在不仅减小紧凑摄像机和移动装置中的摄像机的大小而且减小无反光镜摄像机和单镜头反光照像机的大小上的趋势，有针对小型摄像机镜头的发展的需求。一般情况下，小型摄像机镜头被设计为单焦透镜。然而，由于单焦镜头具有固定的视角，所以通过使用单焦镜头来捕获具有各种摄影效果的图像是困难的。具体地，紧凑摄像机和移动装置中的摄像机主要被设计为适于短距离摄影，而不是长距离摄影。在用于短距离和长距离摄影的镜头中，具有多个焦距的多焦镜头或具有可变焦距的变焦镜头被主要使用。然而，在紧凑摄像机中使用的变焦镜头通常包括至少6个透镜，因而造成摄像机又长又重。虽然可通过改变具有不同焦距的各种单焦透镜来使用无反光镜摄像机和单镜头反光照像机，但是用于长距离摄影的长焦镜头又长又大仍然是问题所在，而且不得不改变镜头也不方便。此外，由于移动装置中的摄像机相对小，所以在移动装置中的摄像机中应用变焦镜头是困难的。即使当可通过使用适配器将额外的透镜外部地附于移动装置中的摄像机以便执行长距离摄影，移动装置中的摄像机也可增加大小。最近，正在发展集成具有不同焦距的两个光学系统的镜头。然而，这样的镜头需要两个图像传感器，因而造成摄像机的制造成本和尺寸的增加。
技术实现思路
技术问题一个或多个实施例包括具有用于短距离和长距离拍摄的两个焦距的可被
纤薄地制造的双焦镜头，以及包括该双焦镜头的图像拾取设备。技术方案根据一个或多个实施例，双焦镜头包括：折射光学系统，具有第一焦距，所述折射光学系统包括至少一个折射透镜元件；反射光学系统，具有与第一焦距不同的第二焦距，所述反射光学系统包括多个反射面。折射光学系统和反射光学系统分别具有第一像平面和第二像平面，而且折射光学系统和反射光学系统均位于相对于第一像平面和第二像平面的物方。折射光学系统和反射光学系统可被定位为在中心具有共同的光轴。折射光学系统可位于物方，反射光学系统可位于像方，而且反射光学系统的中央可包括：第一光入射区域，从折射光学系统发射的光入射在第一光入射区域上；光发射区域，将入射在第一光入射区域上的光发射到像方。双焦镜头还可包括：至少一个共有透镜元件，位于相对于折射光学系统和反射光学系统的像方，所述至少一个共有透镜元件将从折射光学系统发射的光聚焦在第一像平面上，并将从反射光学系统发射的光聚焦在第二像平面上。可将所述至少一个共有透镜元件设计为在光轴的方向或垂直于光轴的方向上可移动。在从物方到像方的方向上，折射光学系统可包括：弯月形透镜，具有负屈光力，所述弯月形透镜包括面向物方的凹面和面向像方的凸面；双凸透镜。所述至少一个共有透镜元件可包括：弯月形透镜，具有负屈光力，所述弯月形透镜包括面向物方的凹面和面向像方的凸面。在从物方到像方的方向上，折射光学系统可包括：弯月形透镜，具有负屈光力，所述弯月形透镜包括面向物方的凸面和面向像方的凹面；双凸透镜。在从物方到像方的方向上，所述至少一个共有透镜元件可包括：第一弯月形透镜和第二弯月形透镜，均具有正屈光力，所述第一弯月形透镜和第二弯月形透镜包括面向物方的凹面和面向像方的凸面；第三弯月形透镜，具有负屈光力，所述第三弯月形透镜包括面向物方的凹面和面向像方的凸面。第一像平面和第二像平面相对于光轴的各自的位置可以是相同的。第一像平面和第二像平面相对于光轴的各自的位置可以是不同的。反射光学系统可具有折叠的光学结构，其中，在该光学结构中，光路径在多个反射面之间弯曲多次。反射光学系统可包括：第二光入射区域，在反射光学系统的圆周周围以环形形成。所述多个反射面可光学地面向彼此，以便将通过第二光入射区域入射的光发射到光发射区域。例如，可以以圆环形状形成多个反射面，所述圆环形状在中心具有光轴，此外，在通过第二光入射区域入射的光行进的方向上，相对于光轴的多个反射面的半径可减小。双焦镜头还可包括：第一涂层，位于第一光入射区域中，所述第一涂层透射具有第一波长的光并遮挡具有其他波长的光；第二涂层，位于所述多个反射面中的至少一个反射面上，所述第二涂层反射具有与第一波长不同的第二波长的光，并吸收或透射具有其他波长的光。例如，第一波长和第二波长中的任意一个可以是在可见光范围内，而另一个是在红外光范围内。双焦镜头还可包括：透明基底，多个反射面被固定在所述透明基底上。第一光入射区域、第二光入射区域和光发射区域可在透明基底的表面上形成。分别与第一光入射区域和光发射区域对应的透明基底的表面区域可以是弯曲表面。多个反射面可以是弯曲的，而且其上固定多个反射面的透明基底的表面区域可具有与多个反射面的各自的弯曲形状对应的形状。透明基底可包括第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面彼此面对并彼此平行。双焦镜头还可包括：第一快门，透射或遮挡入射到折射光学系统上的光；第二快门，透射或遮挡入射到反射光学系统上的光。可构造第一快门和第二快门，以便选择性地，一个快门透射光而另一个快门遮挡光。第一快门和第二快门中的至少一个快门可沿圆周方向被划分成被独立驱动的两个部分。例如，第二焦距可长于第一焦距。双焦镜头还可包括：至少一个光源，位于围绕折射光学系统的空间中。根据一个或多个实施例，一种图像拾取设备包括：双焦镜头，具有上述的结构；图像传感器，位于双焦镜头的像方。图像传感器可被分割成至少两个独立的部分。第一像平面和第二像平面相对于光轴的各自的位置可以不同。当折射光学系统在拍摄时，图像传感器可移动到第一像平面，当反射光学系统在拍摄时，图像传感器移动到第二像平面。图像传感器被设计为在光轴的方向或垂直于光轴的方向上可移动。从折射光学系统和反射光学系统中选择的至少一个光学系统可被构造为具有变焦功能。折射光学系统可被构造为形成具有第一放大倍率的第一图像，而反射光学系统可被构造为形成具有大于第一放大倍率的第二放大倍率的第二图像。图像拾取设备可被构造为通过裁剪和放大第一图像、缩小第二图像以及合成第一图像和第二图像，以形成具有第一放大倍率与第二放大倍率之间的放大倍率的第三图像。附图说明图1是根据实施例的双焦镜头和包括双焦镜头的图像拾取设备的示意性剖面图；图2是被包括在图1中的双焦镜头中的折射光学系统的中心和与折射光学系统邻近的反射光学系统的放大局部剖视图；图3是位于反射光学系统的光透射区域的透射涂层的每个波长的透射率的示例性曲线图；图4是位于反射光学系统的反射区域的反射涂层的每个波长的反射率的示例性曲线图；图5是当折射光学系统的快门是开着，而反射光学系统的快门是关着时的双焦镜头的示图；图6是在图5的情况下入射到双焦镜头上的光的路径的示例性示图；图7是当折射光学系统的快门是关着，而反射光学系统的快门是开着时的双焦镜头的示图；图8是在图7的情况下入射到双焦镜头上的光的路径的示例性示图；图9是根据另一个示例实施例的双焦镜头和包括双焦镜头的图像拾取设备的示意剖面图；图10A至图10D是各种被分开的图像传感器的示例性示图；图11A至图11E是快门的各种操作的示例性示图；图12是根据第一实施例的双焦镜头的折射光学系统的详细光学数据的表格；图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双焦镜头，包括：折射光学系统，具有第一焦距，所述折射光学系统包括至少一个折射透镜元件；反射光学系统，具有与第一焦距不同的第二焦距，所述反射光学系统包括多个反射面，其中，折射光学系统和反射光学系统分别具有第一像平面和第二像平面，折射光学系统和反射光学系统均位于相对于第一像平面和第二像平面的物方，折射光学系统和反射光学系统被定位为具有位于中央的共同的光轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.14 KR 10-2014-0004712;2014.06.27 KR 10-2011.一种双焦镜头，包括：折射光学系统，具有第一焦距，所述折射光学系统包括至少一个折射透镜元件；反射光学系统，具有与第一焦距不同的第二焦距，所述反射光学系统包括多个反射面，其中，折射光学系统和反射光学系统分别具有第一像平面和第二像平面，折射光学系统和反射光学系统均位于相对于第一像平面和第二像平面的物方，折射光学系统和反射光学系统被定位为具有位于中央的共同的光轴。2.如权利要求1所述的双焦镜头，其中，折射光学系统位于物方，反射光学系统位于像方，其中，反射光学系统的中央包括：第一光入射区域，从折射光学系统发射的光入射到第一光入射区域上；光发射区域，将入射到第一光入射区域的光发射到像方。3.如权利要求2所述的双焦镜头，还包括：至少一个共有透镜元件，位于相对于折射光学系统和反射光学系统的像方，所述至少一个共有透镜元件将从折射光学系统发射的光聚焦在第一像平面上，并将从反射光学系统发射的光聚焦在第二像平面上。4.如权利要求3所述的双焦镜头，其中，所述至少一个共有透镜元件被设计为在光轴的方向或垂直于光轴的方向上可移动。5.如权利要求2所述的双焦镜头，其中，第一像平面和第二像平面相对于光轴的各自的位置是相同的。6.如权利要求2所述的双焦镜头，其中，第一像平面和第二像平面相对于光轴的各自的位置是不同的。7.如权利要求2所述的双焦镜头，其中，反射光学系统具有折叠的光学结构，在该光学结构中，光路在多个反射面之间弯曲多次，而且反射光学系统包括在反射光学系统的圆周周围以圆环形状形成的第二光入射区域，所述多个反射面光学地互相面对，以便将通过第二光入射区域入射的光发射到光发射区域，多个反射面以圆环形状形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔锺喆，李镇源，郑锺三，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR