【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种数字相机领域，尤其是涉及在这种数字相机中的折叠式镜头。定义在本申请中，对于整份说明书及附图中提到的光学及其它特性，使用以下符号及缩写来表示本领域已知的术语：-总轨道长度(total track length,ttl)：当系统聚焦到一无限远物距时，沿平行于一镜头的光轴的一轴测得的在一第一镜头元件l1的前表面s1的一点与一影像传感器之间的一最大距离。-后焦距(back focal length,bfl)：当系统聚焦到一无限远物距时，沿平行于一镜头的光轴的一轴测得的在最后一个镜头元件ln的后表面s2n的一点与一影像传感器之间的一最小距离。-有效焦距(effective focal length,efl)：在一镜头(镜头元件l1至ln的组件)中，在所述镜头的一后主点p’与一后焦点f’之间的所述距离。-光圈值(f-number,)：efl与一入瞳直径(entrance pupil diameter)的比率。-主光线角(chief ray angle,cra)：一(影像侧)主光线是一镜头系统的出瞳中心(the center of the exit pupil)与一像点(image point)之间的连线。cra是一主光线与所述镜头的光轴之间的角度。此处及下文中，与一物体侧主光线相比，我们指的是影像侧主光线及cras，所述物体侧主光线是一物点(object point)与一镜头系统的入瞳中心(thecenter of the entrance pupil)之间的连线。一最大主光线角(max cra)是存在于一镜头系统中的最大的主光线角(cra)，所
技术介绍
1、多光圈相机(或“多相机”，其中以具有两个相机的“双相机”为例)正在成为可携式电子移动装置(例如智慧手机、平板电脑等)制造商的标准选择。一种多相机设置通常包括一宽视场(或“角度”)fovw相机(“宽”相机或“w”相机)和至少一个附加的相机，或者俱有相同的fov(例如一深度辅助相机)，具有一较窄(比fovw)fov(具有fovt的远摄或“长焦(tele)”相机)，或具有一超宽视野fovuw(比fovw更宽，“uw”相机)。
2、图1a及图1b示出了一种已知折叠式数字相机100。相机100包括一光路折叠元件(optical path folding element,opfe)102，例如一棱镜或反射镜，一镜头104，其具有多个镜头元件(在此未示出，但是在图2a至图2d是可见的)及一影像传感器106。所述镜头元件可以是(如图2a至图2d所示)沿着一光轴108轴对称。在其它实施例中，所述镜头元件可以不是轴对称的。例如，镜头元件可以被切割(切块、切片)成一非圆形形状(未示出)。
3、至少一些镜头元件可以包括在一“镜筒”110中。所述镜筒可以具有沿光轴108的一纵向对称。在第1a图至第1c图中，这个镜筒的横截面是圆形的。然而，这不是强制性的，可以使用其他形状，例如用于托管切割镜头元件。
4、从一物体(未示出)到一影像传感器106的所述光线的所述路径定义了一光路(参见光路112和114，它们代表了所述光路的一部分)。光路折叠元件将所述光路从一第一光路112折叠到一第二光路114，后者基本上平行于光轴108。
5、特别是，在一些示例中，光路折叠元件102相对于光轴108以基本上45度倾斜。在图1a中，光路折叠元件102也可以相对于光路102以基本上45度倾斜。
6、在一些已知的示例中，影像传感器106位于基本上垂直于光轴108的一x-y平面中。然而，这不是限制性的，并且影像传感器106可以具有不同的取向。例如，如国际公开专利申请编号wo2016/024192所描述，影像传感器106可以位于xz平面中。在这种情况下，一附加opfe可以用来将所述光线朝影像传感器106反射。
7、两个相机，例如一广角相机100及一常规uw相机130可以包括在一数字相机150(也称为双相机)中。在图1c中示出了一种可能的配置。uw相机130可以包括一光圈132(指向所述相机的所述物体侧)及在y方向上具有一对称(及光)轴136的一光学镜头系统134(或“广角镜头模块”)，以及一uw影像传感器138。所述uw相机包括配置成用以提供一uw影像的一uw镜头系统。如前所述，所述uw相机具有比fovw更大的一视场fovuw。例如，fovuw可以是80至130度，而fovw可以是60至90度。值得注意的是，在其他示例中，多个广角相机和/或多个长焦相机可以合并并且在一单一个数字相机中操作。一长焦相机的所述fovt可以例如是20至50度。
8、“微距摄影(macro-photography)”模式正成为智能手机相机的一流行的差异化因素。“微距摄影”是指拍摄靠近相机的物体，使得所述影像传感器上记录的影像几乎与实际拍摄的物体一样大。影像尺寸与物体尺寸的比率是物体对影像的放大率m，其定义为：
9、
10、其中v是由镜头的第二(或“后”)主平面与影像的距离所定义的一镜头-影像距离，u是由物体到镜头的第一(或“前”)主平面的距离所定义的一物体-镜头距离。减号(-)通常没有明确提及。
11、在数字单眼相机(digital single-lens reflex,dslr)中，一微距影像(macroimage)定义为具有大约1：1或更大的一放大率m，例如，1：1.1。在智能手机中，“微距影像”指得可以是放大率m大约为10：1或什至5：1的影像。首批提供微距摄影功能的智能手机模块已进入消费市场，通常通过使用具有相对较短efl(例如2.5毫米)的一uw相机来实现非常近的聚焦。
12、一uw相机可以聚焦到微距摄影所需的近距离(例如1.5厘米到15厘米)，但由于其焦距小且fov大，因此其空间解析度较差。例如，考虑到一个焦距为2.5毫米的uw相机。当聚焦到在5厘米(镜头-物体距离)处的一物体时，所述uw相机将大约具有m＝19：1。这是根据薄镜头方程式其中efl＝2.5毫米、v＝2.6毫米及u＝50毫米。即使聚焦到接近1.5厘米时，所述uw相机的m也将大约为5：1。从这些短物体-镜头距离，例如u＝5厘米或更小，捕捉微距影像中的物体对一用户来说非常具有挑战性。例如，它可能会使影像的取景变得非常困难，可能会禁止拍摄流行的微距物体，例如活体(例如昆虫)的影像，并且可能会引入阴影并且使场景中的照明变得模糊。此外，uw相机具有一相对大的景深(depth of field,dof)，即使对于微距影像也是如此。相对大的景深对应一低度光学散景，这是微距摄影中非常流行的效果。
13、在移动装置中设置一微距相机是有益处的，可以从一较大的镜头-物体距离(例如5-15厘米)以较大的物体对影像放大率(例如1：1至15：1)来捕捉微距影像，并且具有一高度光学散景。
技术实现思路
1、在各种实施例中，提供了一种折叠式数字相机，包括：一镜头系统，具有一镜头及一影像传感器，所述镜头具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种相机，其特征在于，所述相机包括：
2.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述光圈值(f/#)小于2.75。
3.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述光圈值(f/#)小于2.5。
4.如权利要求1所述的相机，其特征在于：N小于等于8。
5.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述最小物体距离/所述有效焦距(MIOD/EFL)小于15。
6.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述最小物体距离/所述有效焦距(MIOD/EFL)小于10。
7.如权利要求1所述的相机，其特征在于：当所述相机聚焦在无限远时，一最大主光线角(maximal chief ray angle,Max CRA)与所述相机的一视场(field of view,FOV)的一比率(Max CRA/FOV)大于等于0.03且小于等于0.25。
8.如权利要求7所述的相机，其特征在于：当所述相机聚焦在无限远时，所述最大主光线角/所述视场(Max CRA/FOV)小于等于0.2。
9.如权利要求1所述的相机，其特征在
10.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述有效焦距在10毫米至30毫米之间。
11.如权利要求1所述的相机，其特征在于：有效焦距在12.5毫米至17.5毫米之间。
12.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述第一镜头元件L1及一第二镜头元件L2形成一物体侧镜头组。
13.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述第一镜头元件L1、一第二镜头元件L2、一第三镜头元件L3及一第四镜头元件L4形成一物体侧镜头组。
14.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述第一镜头元件L1、一第二镜头元件L2、一第三镜头元件L3、一第四镜头元件L4及一第五镜头元件L5形成一物体侧镜头组。
15.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述感测器对角线/所述有效焦距(SD/EFL)大于0.3且小于0.7。
16.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述感测器对角线/所述有效焦距(SD/EFL)大于0.4且小于0.5。
17.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述镜头元件通过大于所述总轨道长度的8分之一的一间隙来分成两个镜头元件组。
18.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述镜头元件通过大于所述总轨道长度的6分之一的一间隙来分成两个镜头元件组。
19.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述镜头元件分成一第一镜头组G1及一第二镜头组G2，其中所述第一镜头组G1及所述第二镜头组G2通过一间隙分隔开，并且其中所述第一镜头组G1及所述第二镜头组G2可相对于彼此移动以进行聚焦。
20.如权利要求19所述的相机，其特征在于：所述第二镜头组G2可远离所述影像传感器并朝向所述第一镜头组G1移动以进行聚焦。
21.如权利要求19所述的相机，其特征在于：所述第一镜头组G1及所述第二镜头组G2两者相对于所述影像传感器是可移动的以进行聚焦。
22.如权利要求21所述的相机，其特征在于：为了聚焦，所述第一镜头组G1与所述第二镜头组G2之间的相对移动距离小于所述第二镜头组G2与所述影像传感器之间的相对移动距离。
23.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述镜头元件中的一个或多个是切割镜头元件。
24.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述镜头元件分成具有一第一有效焦距EFL1的一第一镜头元件组及具有一第二有效焦距EFL2的一第二镜头元件组，并且其中所述第一有效焦距EFL1与所述第二有效焦距EFL2的一比率(EFL1/EFL2)偏离1不超过20％。
25.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述相机还包括基于聚焦机构的一音圈马达，用于使所述相机进行聚焦。
26.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述总轨道长度/所述有效焦距(TTL/EFL)小于1.25。
27.如权利要求1所述的相机，其特征在于：最后一个镜头元件LN的一焦距fN与所述有效焦距的一比率满足所述焦距/所述有效焦距(fN/EFL)小于1。
28.如权利要求1至27中任一项所述的相机，其特征在于：所述相机包含在一移动装置中。
29.如权利要求28所述的相机，其特征在于：所述移动装置是一智能手机。
...【技术特征摘要】
1.一种相机，其特征在于，所述相机包括：
2.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述光圈值(f/#)小于2.75。
3.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述光圈值(f/#)小于2.5。
4.如权利要求1所述的相机，其特征在于：n小于等于8。
5.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述最小物体距离/所述有效焦距(miod/efl)小于15。
6.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述最小物体距离/所述有效焦距(miod/efl)小于10。
7.如权利要求1所述的相机，其特征在于：当所述相机聚焦在无限远时，一最大主光线角(maximal chief ray angle,max cra)与所述相机的一视场(field of view,fov)的一比率(max cra/fov)大于等于0.03且小于等于0.25。
8.如权利要求7所述的相机，其特征在于：当所述相机聚焦在无限远时，所述最大主光线角/所述视场(max cra/fov)小于等于0.2。
9.如权利要求1所述的相机，其特征在于：对于在所述聚焦范围内的任何物体的一最大场曲率(maximum field curvature,mfc)小于50微米。
10.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述有效焦距在10毫米至30毫米之间。
11.如权利要求1所述的相机，其特征在于：有效焦距在12.5毫米至17.5毫米之间。
12.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述第一镜头元件l1及一第二镜头元件l2形成一物体侧镜头组。
13.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述第一镜头元件l1、一第二镜头元件l2、一第三镜头元件l3及一第四镜头元件l4形成一物体侧镜头组。
14.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述第一镜头元件l1、一第二镜头元件l2、一第三镜头元件l3、一第四镜头元件l4及一第五镜头元件l5形成一物体侧镜头组。
15.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述感测器对角线/所述有效焦距(sd/efl)大于0.3且小于0.7。
16.如权利要求1所述的相机，其特征在于：所述感测器对角线/所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：诺伊·科恩，罗伊·罗迪克，迈克尔·德罗，纳达夫·古林斯基，以法莲·戈登堡，
申请(专利权)人：核心光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。