具有大孔径的紧凑型折叠透镜制造技术

本发明专利技术的透镜套件从物侧到像侧包括：具有第一光轴和第一透镜宽度W1的正的第一透镜元件L1、光折叠元件、具有共同的第二光轴的负的第二透镜元件L2和多个附加的透镜元件L3‑LN以及具有传感器对角线长度(SDL)的图像传感器，其中光折叠元件被配置成把光从第一光轴折叠到第二光轴，折叠透镜具有光学高度OH，SDL/OH>0.7，并且OH/W1

\u5177\u6709\u5927\u5b54\u5f84\u7684\u7d27\u51d1\u578b\u6298\u53e0\u900f\u955c

The lens suite of the present invention comprises a positive first lens element L1 with a first optical axis and a first lens width W1, an optical folding element, a negative second lens element L2 with a common second optical axis, a plurality of additional lens elements L3 LN and an image sensor with a sensor diagonal length (SDL), wherein the optical folding element is configured to transfer light from the first light. The axis is folded to the second optical axis. The folding lens has an optical height of OH, SDL/OH > 0.7, and OH/W1.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有大孔径的紧凑型折叠透镜相关申请的交叉引用本申请要求通过引用的方式被全文合并在本文中的2017年7月23日提交的美国临时专利申请No.62/535,926的权益。
本文所公开的实施例涉及光学透镜，具体说涉及折叠式光学透镜。
技术介绍
具有折叠式光学装置的摄影机(或者简称作“折叠式摄影机模块”或“折叠式摄影机”)是已知的。具体来说，这样的折叠式摄影机模块已被提出用于合并在例如蜂窝电话或智能电话之类的电子移动设备中，例如是作为包括两个或更多透镜模块的多摄影机结构的一部分，至少其中一个透镜模块是“折叠式”的。一个实例是可以包括一个或两个折叠式摄影机模块的两摄影机结构(也被称作“双摄影机”或“双孔径摄影机”)。在折叠式摄影机模块结构中，添加了例如是棱镜或反射镜的光径折叠元件(后文中称作“OPFE”)，以便把光传播方向从第一方向(例如垂直于电话背表面的方向)倾斜到第二方向(例如平行于电话背表面)。如果折叠式摄影机模块是双孔径摄影机的一部分，这样则提供了穿过一个透镜模块(通常是“长焦”透镜模块)的折叠光径。这样的摄影机在本文中被称作折叠透镜双孔径摄影机或者具有折叠透镜的双孔径摄影机。随着移动设备的规格(特别是例如智能电话之类的设备的厚度)不断减小，紧凑型摄影机规格正越来越成为设备厚度的一个限制因素。因此，需要进一步减小摄影机规格，特别是折叠式摄影机高度和长度。
技术实现思路
本专利技术所公开的主题内容包括折叠式摄影机的各种设计，其中的折叠透镜的设计具有大摄影机孔径面积、减小的光学高度，并且可以支持相对于光学高度具有大对角线尺寸的图像传感器，并且其中大多数透镜元件具有圆形孔径。在本说明书中，在附图中被示出并且标记出的本领域内已知的术语“轨道总长”(TTL)是透镜的一项属性，并且包括(也就是二者之和)两个部分TTL1和TTL2(例如参见图1B和2B)：即沿着从第一透镜元件的光入射表面到棱镜反射表面的第一光轴测量的第一部分，以及沿着从棱镜反射表面到图像传感器(例如CCD或CMOS传感器)的第二光轴测量的第二部分。一般来说，第一和第二光轴之间的角度时90°角，但是在其他角度的某些实例中，该角度的数值可以小于或大于90°。在下面提供的实例中，TTL是在透镜被聚焦到无限远并且包括定位在最后一个透镜元件与图像传感器之间的窗口(例如IR滤光器)时所测量的，正如在设计数值中所规定的那样。在本说明书中，例如在图1B中示出并且标记出的术语“透镜总长”(TLL)是透镜的一项属性，其被定义成沿着第二光轴方向的图像传感器处的像平面与第一光学元件的最远顶点之间的距离。TLL是在透镜被聚焦到无限远并且包括定位在最后一个透镜元件与图像传感器之间的窗口(例如IR滤光器)时所测量的，正如在设计数值中所规定的那样。在本说明书中，例如在图1B中示出并且标记出的本领域内已知的术语“后焦距”(BFL)是透镜的一项属性，其被定义成沿着第二光轴方向的像平面与最后一个光学元件的最靠近图像的点之间的距离。在本说明书中，本领域内已知的术语“有效焦距”(EFL)是透镜的一项属性，并且具有其常规含义。EFL被定义成具有与整个透镜(其具有几个透镜元件)相等的放大率的单个透镜元件的焦距。在本说明书中，“透镜表面孔径”指的是最大光学可用透镜元件表面的形状和尺寸，也就是具有通过透镜公式定义的矢高(sag)的所有表面。“透镜元件孔径”或“透镜孔径”指的是透镜的前表面和后表面。“摄影机孔径”或“透镜套件孔径”指的是对入射光线开放的第一透镜元件物侧表面的透镜孔径。在本说明书中，每一个透镜被设计成用于具有以mm给出的传感器对角线长度(SDL)的图像传感器。SDL/2是传感器对角线长度的一半。可以与本文中所公开的给定透镜实例的组合一起使用具有所规定的SDL的所有传感器，例如具有3:4或9:16或1:2等宽高比的传感器。在各个示例性实施例中，提供了折叠透镜套件，其从物侧到像侧包括：具有第一光轴和第一透镜宽度W1的正的第一透镜元件L1、光折叠元件、具有共同的第二光轴的负的第二透镜元件L2和多个附加的透镜元件L3-LN以及具有传感器对角线长度SDL的图像传感器，其中光折叠元件被配置成把光从第一光轴折叠到第二光轴，每一个折叠透镜套件具有光学高度OH，SDL/OH>0.7，并且OH/W1<1.1。在一个实施例中，SDL/OH>1。在一个实施例中，OH/W1<1。在一个实施例中，OH/W1<0.95。在一个实施例中，BFL/TTL>0.2。在一个实施例中，BFL/TTL>0.35。在一个实施例中，第一透镜元件具有长度A1，从而使得OH/A1<1.4。在一个实施例中，OH/A1<1.1。在一个实施例中，第二透镜元件L2可以具有圆形孔径。在一个实施例中，透镜套件包括符合条件STD<0.020的透镜元件之间的至少两个气隙，其中STD是归一化间隙标准偏差，并且rnorm是邻近的表面LiS2与Li+1S1之间的一半间隙的最小值。在具有至少两个气隙的一个实施例中，STD<0.010。在一个实施例中，透镜套件包括符合条件STD<0.035的透镜元件之间的至少三个气隙。在具有至少三个气隙的一个实施例中，STD<0.015。在一个实施例中，透镜套件包括符合条件STD<0.050的透镜元件之间的至少三个气隙。在具有至少四个气隙的一个实施例中，STD<0.025。在某些实施例中，透镜套件从物侧到像侧包括五个透镜元件，其中第一元件具有正折射本领，第二元件具有负折射本领，并且其他元件当中的任一个具有正或负折射本领。举例来说，透镜元件的本领符号序列可以是PNPPN或PNPNP，其中P指的是正透镜元件本领，N指的是负透镜元件本领。在一个实施例中，透镜套件包括符合条件STD<0.01和OA_Gap/TTL<1/80的透镜元件之间的至少一个气隙，其中OA_Gap是轴上间隙。在一个实施例中，STD<0.01并且OA_Gap/TTL<1/65。在某些实施例中，第一和第二透镜元件以及第三透镜元件分别具有大于50、小于30和大于50的阿贝数。在某些实施例中，第二透镜元件和第三透镜元件合起来具有负的有效焦距。在某些实施例中，第一透镜元件具有焦距f1并且f1/EFL<0.7。在一个实施例中，f1/EFL<0.6。在一个实施例中，第二透镜元件具有焦距f2并且|f2/f1|<1。在一个实施例中，|f2/f1|<0.7。在某些实施例中，透镜元件L2到LN具有圆形孔径。在某些实施例中，TTL/EFL<1.1。在一个实施例中，第一透镜元件的孔径被沿着第二光轴切割。在一个实施例中，TLL/EFL<1。在各种示例性设计中，前两个透镜元件L1和L2的光学本领是对于透镜系统的低OH/W1和TTL/EFL比值的重要贡献者。这是通过低(<0.6)f1/EFL比值还有f2/f1比值的低(<1)绝对值而实现的。L1和L2的高(>50)和低(<30)阿贝数还分别贡献于减少透镜系统色像差。L3到LN透镜元件主要贡献于像差(例如球面、畸变、场曲率像差等等)的减少。导致大(>0.2)BFL/TT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种折叠透镜套件，其从物侧到像侧包括：a)具有第一光轴和第一透镜宽度W1的正的第一透镜元件L1；b)光折叠元件；c)具有共同的第二光轴的负的第二透镜元件L2和多个附加的透镜元件L3‑LN；以及d)具有传感器对角线长度(SDL)的图像传感器，其中，光折叠元件被配置成把光从第一光轴折叠到第二光轴，折叠透镜具有光学高度OH，SDL/OH>0.7，并且OH/W1<1.1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.07.23 US 62/535,9261.一种折叠透镜套件，其从物侧到像侧包括：a)具有第一光轴和第一透镜宽度W1的正的第一透镜元件L1；b)光折叠元件；c)具有共同的第二光轴的负的第二透镜元件L2和多个附加的透镜元件L3-LN；以及d)具有传感器对角线长度(SDL)的图像传感器，其中，光折叠元件被配置成把光从第一光轴折叠到第二光轴，折叠透镜具有光学高度OH，SDL/OH>0.7，并且OH/W1<1.1。2.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，SDL/OH>1。3.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，OH/W1<0.95。4.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，透镜套件具有后焦距(BFL)和轨道总长(TTL)，并且BFL/TTL>0.2。5.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，所述透镜套件具有后焦距(BFL)和轨道总长(TTL)，并且BFL/TTL>0.35。6.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，第一透镜元件具有长度A1，并且OH/A1<1.4。7.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，第一透镜元件具有长度A1，并且OH/A1<1.1。8.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，透镜套件包括符合条件STD<0.020的透镜元件之间的至少两个气隙，其中STD是归一化间隙标准偏差，并且rnorm是邻近的表面LiS2与Li+1S1之间的一半间隙的最小值。9.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，透镜套件包括符合条件STD<0.010的透镜元件之间的至少两个气隙，其中STD是归一化间隙标准偏差，并且rnorm是邻近的表面LiS2与Li+1S1之间的一半间隙的最小值。10.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，透镜套件包括符合条件STD<0.035的透镜元件之间的至少三个气隙，其中STD是归一化间隙标准偏差，并且rnorm是邻近的表面LiS2与Li+1S1之间的一半间隙的最小值。11.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，透镜套件包括符合条件STD<0.015的透镜元件之间的至少三个气隙，其中STD是归一化间隙标准偏差，并且rnorm是邻近的表面LiS2与Li+1S1之间的一半间隙的最小值。12.根据权利要求1所述的折叠透镜套件，其中，透镜套件包括符合条件STD<0.050的透镜元件之间的至少四个气隙，其中STD是归一化间隙标准偏差，并且rnorm是邻近的表面LiS2与Li+1S1之间的一半间隙的最小值。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：E·R·戈登堡，G·沙布岱，M·道尔，R·鲁德尼克，G·巴沙尔，
申请(专利权)人：核心光电有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL