具有可变焦距的照相机器件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于使目标物成像在图像传感器(108)上的照相机器件。该照相机器件具有：至少两块承载板(104、112)，其中，第一承载板(104)承载多个主物镜(106)，而第二承载板(112)承载多个增补物镜(114)。承载板(104、112)在两个平面中相互叠加设置，并且能够水平移动，以能够使待移动的主物镜和/或增补物镜在光路中定位，并由此相互组合。本发明专利技术技术方案的一个优选实施方案是，利用例如六个主物镜和四个远距离负片增补物镜可以例如实现30个离散可变的不同焦距。由此，以较小的尺寸实现一定程度的变焦。本发明专利技术所提供的系统能够表现出卓越的成像功率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有可变焦距的照相机器件，用于使目标物成像在图像传感器 上。
技术介绍
在光学器件的发展过程中，特别是对于移动设备(手机)来说，趋向于越来越扁平 的结构设计。由此，类似地，多倍光学变焦的实现越来越多地成为研发者的工作重心。然 而，对于具有尽可能扁平构造的器件的日趋增大的需求在迄今所应用的装置和系统中仍受 到限制，特别是在焦距的可变性方面受到限制。在一种公知的如开始所述类型的系统(US 2008/0049334A1)中，提供了具有变焦 功能的光学系统。所述的系统具有固定的第一透镜组，该透镜组具有全反射棱镜，该全反射 棱镜使位于图像一侧的光轴以90度的方向偏转。该第一透镜组是正片。在棱镜的后面，于 朝向图像传感器方向的光轴上，设置有另外三个透镜组。第四组光学组件同样是固定的。变 焦通过活动的第二和第三透镜组来实现。然而，在该光学系统的设置方案中，对于特别扁平 的构造的实现仍然受到限制。另一个文献(US 2008/0007623)公开了一种照相机器件，其具有两块承载板，这 两块承载板设置在相互叠加的两个平面中。每块承载板都具有四个对称地相邻固定设置的 透镜，这些透镜相互对应。经由一个转换装置实现了在图像传感器的四个限定区域上的四 条光路的聚焦。在此，光路延伸经过不同的彩色滤镜，从而在图像传感器的四个区域上仅形 成单色的图像。这四个图像在一个信号处理系统中电子组成一个高分辨率的彩色图像。在US 7, 495, 852B2中公开了一种变焦物镜，例如用于移动电话，该变焦物镜具有 由多个相互组合的透镜构成的设置结构。透镜能够通过垂直于容纳装置(照相机)的光轴 的运动插设在光轴上或再从光轴上取下。在此，优选将单一的透镜或多个透镜固定设置在 透镜列中，透镜列设置在平行于光轴的多个平面中。通过同时从一个或多个相互叠加设置 的透镜列中分别将一个透镜引入到光轴上，实现物镜的不同焦距。该装置这样构成，即，以 简单的方式能够在光轴上实现不同的透镜组合。系统的聚焦通过特定的透镜组来实现，这 样的透镜组能够沿着光轴进行移动。在上述公开文献中并没有对所应用的透镜或可行的透 镜组合以及相关可能实现的焦距的光学性能进行详细说明。据推测，在各个透镜组合成不 同的透镜组合的过程中可以实现所希望的图像特征。此外，物镜的构造长度相对较长，因此 这里提供的物镜几乎不适合用于手机。多数具有照相功能移动设备几乎都只具有固定的焦距，因为变焦系数大于2的变 焦物镜具有相对较大的构造高度。在照相功能中，所谓的“变焦”通过固定焦距以电子形式 来实现，这样就会导致成像功率的显著降低。那么，例如一个三百万像素的照相机对应的照 相机的VGA分辨率通常为640X480像素的分辨率。这里的VGA (Video Graphics Array, 视频图形阵列)指的是计算机图像标准，该标准通过图形分辨率和色数(颜色-字节-深 度)以及重复频率而限定出确定的组合，其中，多数情况下采用并非原有的较高的像素深度或颜色分辨率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有较小尺寸的照相机器件，该照相机器件在保证良好成像质量的同时还能够实现多个离散可变的焦距。技术方案上述目的通过本专利技术具有独立权利要求的技术特征的方案来实现。本专利技术的具有优势的扩展方案在从属权利要求中给出。对此，所有权利要求的内容都由说明书的内容进行解释和说明。本专利技术涉及一种用于使目标物成像在图像传感器上的照相机器件，其中，光线穿过目标物和图像传感器之间的光路，其中，该照相机器件具有a)至少两块承载板，al)其中，第一承载板承载多个具有光轴的主物镜，所述主·物镜由多个透镜组成；a2)其中，第二承载板承载多个增补物镜，所述增补物镜由多个透镜组成；b)其中，每块承载板具有优选平面，所述优选平面垂直于所述光轴设置；c)其中，所述承载板的优选平面能够这样改变位置，即，能够使不同的主物镜和增补物镜定位在光路中；d)其中，所述承载板在光路中相互叠加设置；e)其中，主物镜和增补物镜这样构成，即，不同透镜组合的定位由el)单独的主物镜、或e2)主物镜和增补物镜构成，在光路中产生多个具有不同焦距的成像光学系统，其中，这些光学系统适用于使目标物在图像传感器上成像；以及f)其中，主物镜和增补物镜这样构成，S卩，由主物镜和增补物镜构成的不同透镜组合实现不同的焦距，其中，具有不同焦距的透镜组合数量超出位于承载板之一上的主物镜或增补物镜的数量。在此，例如有意义的是，多个主物镜例如对称地成列前后设置在一块承载板上，并且多个增补物镜以相同的方式设置在第二块承载板上。承载板的位置变化典型地这样实现，S卩，使承载板在其优选的平面上进行移动，从而将另一个主物镜或另一个增补物镜定位在光路上。为了与光学需求相适应，使主物镜以不同的高度水平固定嵌入到承载板中。通常， 增补物镜均以相同的高度水平固定在自身的承载板中。上述技术方案的一个优选实施方案是，利用例如六个主物镜和四个远距离负片增补物镜可以例如实现30个离散可变的不同焦距。由此，以较小的尺寸实现一定程度的变焦。所提供的系统能够表现出卓越的成像功率。具有优势的方式，该照相机器件应该具有朝向目标物一侧的光入射装置，从目标物传来的光穿过该光入射装置入射到照相机器件中。在此有意义的是，光入射装置形成为中度透光板。该中度透光板例如可以为一块简单的保护玻璃。在一个优选的实施方案中，该照相机器件可以具有主物镜，该主物镜从目标物一侧开始依次由以下透镜组成a)第一平凸透镜，其中，该透镜的平面背向目标物一侧；b)第二平凹透镜，其中，该透镜(206)的平面(204)背向图像一侧；c)光圈；以及d)第三平凸透镜，其中，该透镜的平面背向图像一侧。典型的方式，使最先两个透镜相互胶合。其优势在于，使所述光学器件能够以所追求的紧凑性来实现，即，通过由尽可能少的透镜组成的一个构造来实现。这方面可以通过选择折射率较大的材料(ηε> 1.65)用于主物镜的第一胶合件而实现。另外，通过在主物镜中引入平面结构使成本优化，并且使公差减小。还具有优势的是，增补物镜具有远距离负片的光学性能。总体上，远距离负片是连接在主物镜之后的、具有负片折射能力的结构组，用以延长主物镜的焦距。远距离负片增补物镜的一个优选实施方案是，从目标物一侧开始、从左向右、依次由以下透镜组成a)第一双凹透镜；以及b)第二弯月形透镜，通常为正片，其中，弯月形透镜的凹面背向目标物一侧。以优选的方式，远距离负片增补物镜仅由胶合件，其Abb6_值尽可能具有较大的区别。优选，第一双凹透镜和第二弯月形透镜的Abb6_值以至少1.5的因数来区分。由此能够使胶合面维持尽可能大的半径。换句话说胶合面很少弯曲。这样又具有这样的优势， 使第二正片透镜也在边缘上仍然具有充分的厚度。有利的是，承载板在俯视图中特别具有矩形或圆形形状，并且承载板的位置变化通过在承载板平面上的直线移动和/或旋转运动来实现。也就是说，承载板能够设计成矩形盘，然而例如也可以是圆形盘。在承载板设计成圆形盘的条件下，所希望的透镜组和(主物镜或增补物镜)在光路上通过相应的承载板的受控的旋转运动来实现。两块承载板设置在不同的平面中，也就是说，上方的承载板设有主物镜，而下方的承载板设有增补物镜。每块承载板都能够与光轴呈垂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.11 DE 102010020243.61.一种用于使目标物成像在图像传感器(108)上的照相机器件，其中，光线穿过目标物和图像传感器(108)之间的光路，其中，所述照相机器件具有a)至少两块承载板(104、112)，al)其中，第一承载板(104)承载多个具有光轴(118)的主物镜(106)，所述主物镜由多个透镜组成；a2)其中，第二承载板(112)承载多个增补物镜(114)，所述增补物镜由多个透镜组成；b)其中，每块承载板(104、112)具有优选平面，所述优选平面垂直于所述光轴(118)设置；c)其中，所述承载板(104、112)的优选平面能够这样改变位置，即，能够使不同的主物镜(106)和增补物镜(114)定位在光路中；d)其中，所述承载板(104、112)在光路中相互叠加设置；e)其中，所述主物镜(106)和所述增补物镜(114)这样构成，即，不同透镜组合的定位由el)单独的主物镜(106)、或e2)主物镜(106)和增补物镜(114)构成，在光路中产生多个具有不同焦距的成像光学系统，其中，这些光学系统适用于使目标物在图像传感器(108)上成像；以及f)其中，所述主物镜(106)和所述增补物镜(114)这样构成，即，由主物镜(106)和增补物镜(114)构成的不同透镜组合实现不同的焦距，其中，具有不同焦距的透镜组合数量超出位于所述承载板(104、112)之一上的主物镜(106)或增补物镜(114)的数量。2.根据前述权利要求所述的照相机器件，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·绍斯，J·斯托布，L·王，
申请(专利权)人：施耐德光学制造有限公司，
类型：
国别省市：