带有折叠式透镜的变焦双孔径相机制造技术

包括广角子相机和折叠式固定长焦子相机的变焦数字相机

【技术实现步骤摘要】
带有折叠式透镜的变焦双孔径相机
[0001]分案申请
[0002]本申请是针对申请号为
202110964226.3
的
、
专利技术名称为“带有折叠式透镜的变焦双孔径相机”、
申请人为“核心光电有限公司”的分案申请
。
[0003]相关申请的交叉引用
[0004]本申请要求于
2015
年5月
20
日提交的美国专利申请号
14/717,258
和于
2014
年8月
10
日提交的美国专利申请号
14/455,906
的优先权，这两个申请的标题均为“带有折叠式透镜的变焦双孔径相机
(Zoom dual
‑
aperture camera with folded lens)”。


[0005]当前公开的主题一般涉及数字相机领域，并且特别地，涉及多孔径数字相机
。

技术介绍

[0006]近年来，诸如蜂窝电话
(
特别地，智能电话
)、
平板电脑和膝上型计算机之类的移动设备已经变得普遍存在
。
这样的设备通常包括一个或两个紧凑型数字相机，例如，主后向相机
(
即，背向用户并且经常用于休闲摄影的在设备后侧上的相机
)
和次要前向相机
(
即，位于设备的前侧上并且经常用于视频会议的相机
)。
[0007]这些相机中的许多相机的设计类似于数字静态相机的传统结构，即，它们包括放置在图像传感器
(
以下也被简称为“传感器”)
的顶部上的光学部件
(
或者一连串的几个光学元件和主孔径
)。
光学部件
(
也被称为“光学部件”)
使入射光线折射并且使它们弯曲以在传感器上产生场景的图像
。
[0008]这些相机的尺寸主要由传感器的尺寸和光学器件的高度确定
。
这些通常通过透镜的焦距
(f)
及其视场
(FOV)
结合在一起，必须在特定大小的传感器上成像特定
FOV
的透镜具有特定的焦距
。
保持
FOV
恒定，传感器尺寸越大
(
例如，在
X
‑
Y
平面中
)
，焦距和光学器件高度越大
。
[0009]随着移动设备的尺寸
(
并且特别地，诸如智能电话之类的设备的厚度
)
不断减小，紧凑的相机尺寸正在变得越来越成为设备厚度的限制因素
。
已经提出了几种途径来减小紧凑的相机厚度以便减轻这种约束
。
最近，为此目的已经提出了多孔径系统
。
在这样的系统中，代替具有一个带有一连串的光学元件的孔径，相机被分成几个孔径，每个孔径具有专用光学元件，并且全部共享相似视场
。
在下文中，每个这样的孔径与其上形成有图像的光学器件和传感器区域一起被定义为“子相机”。
来自子相机的图像被融合在一起以创建单个输出图像
。
[0010]在一些多孔径相机设计中，与由参考单孔径相机创建的图像相比较，每个子相机在图像传感器上产生更小的图像
。
因此，每个子相机的高度可以小于单孔径相机的高度，从而减小相机的总高度并且允许移动设备的更薄的设计
。
[0011]已知其中一个子相机具有宽
FOV(“广角子相机”)
而另一个具有窄
FOV(“长焦子相机”)
的双孔径变焦相机
。
双孔径变焦相机的一个问题涉及变焦长焦子相机的高度
。
长焦
(“T”)
和广角
(“W”)
子相机的高度
(
也被称为“总轨道长度”或“TTL”)
存在显着差异
。TTL
通常被定义为第一透镜元件的对象侧表面与相机图像传感器平面之间的最大距离
。
在大多数微型透镜中，
TTL
大于透镜有效焦距
(EFL)。
给定透镜
(
或透镜单元
)
的典型
TTL/EFL
比率为约
1.3。
在具有
1/3
至
1/4"
传感器的单孔径智能手机相机中，
EFL
通常分别在
3.5mm
和
4.5mm
之间，从而导致
70
°
至
80
°
的
FOV。
[0012]例如，假定人们希望在智能手机中实现双孔径
X2
光学变焦，则使用
EFL
W
＝
3.5mm
和
EFL
T
＝
2xEFL
w
＝
7mm
是自然的
。
然而，在没有空间约束的情况下，广角透镜将具有
EFL
W
＝
3.5mm
和
TTL
W
为
3.5
×
1.3
＝
4.55mm
，而长焦透镜将具有
EFL
T
＝
7mm
和
TTL
T
等于7×
1.3
＝
9.1mm。
在智能手机相机中结合
9.1mm
透镜可能导致相机高度为约
10mm
，其对于许多智能手机制造商是不可接受的
。
[0013]在题为“Dual
‑
aperture zoom digital camera”的共同专利技术的和共同拥有的
PCT
专利申请
PCT/IB2014/062180
中描述了对上述问题的解决方案的示例
。
该解决方案的一些原理在图1中示出，该图1示意性地图示了具有自动对焦
(AF)
并且编号为
100
的双孔径变焦相机的实施例，其中，
(a)
为一般等距视图，并且
(b)
为剖视等距视图
。
相机
100
包括标记为
102
和
104
的两个子相机，每个子相机具有其自己的光学器件
。
因此，子相机
102
包括具有孔径
108
和光学透镜模块
110
以及传感器
112
的光学器件块
106。
类似地，子相机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多相机，包括：第一相机，包括第一孔径
、
第一透镜模块和第一图像传感器，其中第一透镜模块具有沿着对象和所述第一图像传感器之间的光学路径的第一透镜对称轴，并且其中所述第一图像传感器位于第一传感器平面中；和第二相机，包括第二孔径，具有多个透镜元件的第二透镜模块
、
第二图像传感器
、
以及包括至少第一反射表面和最后反射表面的一个或多个反射元件，并且其中所述第二图像传感器位于第二传感器平面中，其中，所述第一相机具有第一视场
FOV1,
其中，所述第二相机具有第二视场
FOV2<FOV1,
其中，第一相机和第二相机的相应高度分别小于
10mm
，其中，所述第二相机的所述多个透镜元件包括最靠近对象侧的第一透镜元件，其中第一透镜元件的第一透镜元件孔径大于或等于所述第二透镜模块的任何其它透镜元件的孔径，其中，所述第二相机的所述第一反射表面和所述最后反射表面布置成使得所述第一反射表面更接近第二孔径并且所述最后反射表面更接近所述第二传感器，其中，所述第一反射表面和所述最后反射表面是平行的并且可操作以在所述对象和所述第二图像传感器之间提供光学路径，其中，所述第一传感器平面和所述第二传感器平面彼此平行，并且都基本上垂直于所述第一透镜对称轴，以及其中，所述第二相机的所述第一反射表面比所述第二相机的所述最后反射表面更靠近所述第一孔径
。2.
根据权利要求1所述的多相机，其中，所述第一传感器平面和所述第二传感器平面是相同的
。3.
根据权利要求2所述的多相机，其中，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器放置在单个印刷电路板上
。4.
根据权利要求1所述的多相机，其中，所述第一传感器平面和所述第二传感器平面是不相同的
。5.
根据权利要求4所述的多相机，其中，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器放置在单个印刷电路板上
。6.
根据权利要求1所述的多相机，其中，所述第二摄像机是自动对焦相机
。7.
根据权利要求6所述的多相机，其中，所述最后反射表面可操作地移动以执行自动对焦
。8.
根据权利要求1所述的多相机，其中，所述第一相机和所述第二相机都是自动对焦相机
。9.
根据权利要求8所述的多相机，其中，所述最后反射表面可操作地移动以执行所述第二相机的自动对焦
。10.
根据权利要求1所述的多相机，其中，所述第二相机具有在
5mm
至
12mm
范围内的相机宽度
W
和在
20mm
至
50mm
范围内的相机长度
L。11.
根据权利要求1所述的多相机，其中，还包括处理器，所述处理器构造成通过使用包括第一相机和第二相机白平衡或曝光时间的信息来减少所述平滑过渡时的颜色或亮度的
变化，以及通过使用图像像素信息来减少视差伪像，在较低变焦因数
(ZF)
值和较高
ZF
值之间切换时输出具有平滑过渡的视频和图像
。12.
一种多相机，包括：第一相机，包括第一孔径
、
第一透镜模块和第一图像传感器，其中第一透镜模块具有沿着对象和所述第一图像传感器之间的光学路径的第一透镜对称轴，并且其中所述第一图像传感器位于第一传感器平面中；和第二相机，包括第二孔径，具有多个透镜元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：核心光电有限公司，
类型：发明
国别省市：