紧凑型反射折射成像装置制造方法及图纸

公开了一种用于在图像表面生成光学图像的成像装置(200)。该成像装置(200)包括反射折射设备和布置在该反射折射设备后面的透镜组件(L1、L2)。反射折射设备包括一片材料(210)，该片材料(210)具有平面的第一面(S0)和非平面的第二面。第一面(S0)提供向第二面的反射内表面(S1)透射光的折射入射表面(Z0)。第二面的反射内表面(S1)将从折射入射表面(Z0)接收的光向第一面(S0)的反射内表面(Z1)反射。第一面(S0)的反射内表面(Z1)通过全内反射将从第二面的反射内表面(S1)接收的光朝向反射折射设备的另一反射表面(S2)反射。备的另一反射表面(S2)反射。备的另一反射表面(S2)反射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】紧凑型反射折射成像装置


[0001]本公开总体上涉及光学成像装置。更具体地，本公开涉及一种紧凑型反射折射成像装置，例如，用于诸如智能电话、平板电脑等电子便携式设备的摄像机。

技术介绍

[0002]虽然现代移动电话的摄像机的光学性能正稳步提高，但移动电话中用于容纳此类摄像机的可用空间几乎保持不变。因此，在移动电话的壳体的空间限制内提供高性能的成像系统颇具挑战。对于给定的图像传感器尺寸，可实现的最大远摄放大率是由成像系统的有效焦距确定的。对于全视场(field
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view，FOV)例如，小于6度的大放大率，所需的有效焦距要比智能电话的最大可接受厚度大几倍。因此，如图1所示，无法将大放大率的直立式远摄成像系统容纳在智能电话的壳体中。
[0003]此外，为了获得高图像质量，图像传感器的像素尺寸应当较小，因而远摄系统的f数(f#)应约小于5。例如，对于f值为4.1且有效焦距(effective focal length，EFL)为50mm的系统，入瞳直径(diameter，D)约为12mm。因此，如图1所示，单次折叠的远摄结构(例如，使用90度折叠棱镜)也不能容纳在智能电话的壳体内。

技术实现思路

[0004]目的是提供一种光学成像装置，以对小于约6度的FOV角能够实现高光学放大率，该光学成像装置可以容纳在，例如移动电话或平板电脑等紧凑型壳体中。
[0005]通过独立权利要求的主题实现前述目的和其他目的。根据从属权利要求、说明书和附图，另外的实现形式是显而易见的。
[0006]根据第一方面，提供一种用于在图像表面产生光学图像的成像装置。所述成像装置包括反射折射设备和透镜组件，所述透镜组件布置在所述反射折射设备后面，“后面”与成像装置的光路有关。换言之，从所述透镜组件放置在所述反射折射设备后面的意义上说，所述透镜组件接收已经穿过所述反射折射设备的光。在本公开中，如果第一光学元件布置成向第二光学元件透射或反射光，则称第二光学元件(例如，透镜组件)布置在第一光学元件(例如，反射折射设备)后面。所述透镜组件包括一个或多个透镜。
[0007]所述反射折射设备包括具有至少一个平面的第一面和非平面的第二面的一片材料。所述材料可以包括玻璃或透明塑料材料。所述第一面提供折射入射表面，所述折射入射表面用于向所述第二面的反射内表面透射光，所述第二面的所述反射内表面用于将从所述第一面的所述折射入射表面接收的光向所述第一面的反射内表面内部反射。所述第一面的所述折射入射表面和所述反射内表面最多部分重叠，内反射可以通过全内反射(即，通过较大的入射角，即光线和表面法线之间的角)或通过使用反射材料，例如金属或介电薄膜涂层涂覆外表面来实现。
[0008]所述材料片的所述第一面的所述反射内表面用于通过全内反射将从所述第二面的所述反射内表面接收的光向所述反射折射设备的另一反射表面反射。
[0009]有利地，成像装置的折叠反射折射布局允许在较小的视场(例如，小于约5.1
°
)中降低成像装置的空间维度，同时保持出色的f数，从而获得良好的图像质量。
[0010]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述另一反射表面是所述反射折射设备的多个另外的反射表面中的第一个。
[0011]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述另一反射表面用于将从所述第一面的所述反射内表面接收的光向所述第一面的另一反射内表面反射。
[0012]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述材料片提供所述反射折射设备的所述多个另外的反射表面。
[0013]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述反射折射设备还包括一个或多个反射镜，其中，所述一个或多个反射镜用于提供所述反射折射设备的所述另外的反射表面中的一个或多个。
[0014]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述透镜组件用于将从所述反折射设备接收的光聚焦在所述图像表面上。
[0015]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述透镜组件的至少一个透镜可沿所述透镜组件的光轴移动，以调节所述成像装置的焦点。
[0016]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述透镜组件的所述至少一个透镜具有球面形状或非球面形状或自由形状。
[0017]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述第二面的所述反射内表面是曲面或是自由曲面。
[0018]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述第二面的所述反射内表面是圆锥表面的离轴段，圆锥常数在0.3和1.0之间，并且表面定点位置相较所述第一面的所述反射入射表面更接近所述图像表面
[0019]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述第二面的所述反射内表面是非球面的离轴段或x、y多项式自由曲面的离轴段。
[0020]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述第一面的所述折射入射表面与所述第二面的所述反射内表面之间的最大距离d小于所述成像装置的有效焦距EFL的五分之一。
[0021]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述成像装置的全视场(field
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view，FOV)小于21
°
。
[0022]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述成像装置还包括近红外截止滤波器和/或盖玻片，所述近红外截止滤波器和/或所述盖玻片放置在所述透镜组件和所述图像表面之间。
[0023]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述成像装置的光圈位于所述第一面的所述折射入射面前面。
[0024]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述材料片具有一个或多个另外的面，所述一个或多个另外的面包括吸收材料或挡板，以抑制散射光。
[0025]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述第二面的所述反射内表面、所述第一面的所述反射内表面和所述另一反射表面中的至少一个包括反射涂层。
[0026]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述第二面的所述反射内表面、所述第一面的所述反射内表面和所述另一反射表面中的至少一个包括颜色校正层。例如，在反射折
射设备的每个反射表面上，可以提供具有不同折射率和/或阿贝数的附加聚合物层，用于颜色校正。
[0027]在第一方面的另一可能的实现形式中，所述成像装置还包括图像传感器，所述图像传感器布置成感测所述图像表面上的所述光学图像。
[0028]根据第二方面，提供一种便携式设备，包括根据第一方面的所述成像装置。
[0029]在第二方面的另一可能的实现形式中，所述便携式设备是移动电话或平板电脑。
[0030]在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施例的细节。从说明书、附图和权利要求中，其他特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
[0031]参照附图更详细地描述了本专利技术的以下实施例，其中：
[0032]图1示出了用于光学成像装置的移动电话的空间限制的图；
[0033]图2示出了根据实施例的光学成像装置的示意图；
[0034]图3示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在图像表面产生光学图像的成像装置(200)，所述成像装置(200)包括反射折射设备和透镜组件(L1、L2)，所述透镜组件(L1、L2)相对于所述成像装置的光路布置在所述反射折射设备后面，所述反射折射设备包括材料片(210)，所述材料片(210)具有平面的第一面(S0)和非平面的第二面，所述第一面(S0)提供折射入射表面(Z0)，所述折射入射表面(Z0)用于向所述第二面的反射内表面(S1)透射光，所述第二面的所述反射内表面(S1)用于将从所述第一面(S0)的所述折射入射表面(Z0)接收的光向所述第一面(S0)的反射内表面(Z1)反射，所述第一面(S0)的所述折射入射表面(Z0)和所述反射内表面(Z1)最多部分重叠，所述第一面(S0)的所述反射内表面(Z1)用于通过全内反射将从所述第二面的所述反射内表面(S1)接收的光向所述反射折射设备的另一反射表面(S2)反射。2.根据权利要求1所述的成像装置(200)，其中，所述另一反射表面(S2)是所述反射折射设备的多个另外的反射表面(S2、Z2、S3)中的第一个。3.根据权利要求2所述的成像装置(200)，其中，所述另一反射表面(S2)用于将从所述第一面(S0)的所述反射内表面(Z1)接收的光向所述第一面(S0)的另一反射内表面(Z2)反射。4.根据权利要求2或3所述的成像装置(200)，其中，所述材料片(210)提供所述反射折射设备的所述多个另外的反射表面(S2、Z2、S3)。5.根据权利要求2所述的成像装置(200)，其中，所述反射折射设备还包括一个或多个反射镜，其中，所述一个或多个反射镜用于提供所述反射折射设备的所述另外的反射表面(S2、Z2、S3)中的一个或多个。6.根据前述权利要求中任一项所述的成像装置(200)，其中，所述透镜组件(L1、L2)用于将从所述反折射设备接收的光聚焦在所述图像表面上。7.根据权利要求6所述的成像装置(200)，其中，所述透镜组件的至少一个透镜(L1，L2)可沿所述透镜组件的光轴移动，以调节所述成像装置的焦点。8.根据权利要求6或7所述的成像装置(200)，其中，所述透镜组件的至少一个透镜(L1、L2)具有球面形状或非球面形状或自由形状。9.根据前述权利要求中任一项所述的成像装置(200)，其中，所述第二面的所述反射内表面(S1)是曲面或是自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：恩斯特，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：