[发明专利]微型长焦镜头模块和使用该镜头模块的相机

说明书

本公开主题包括移动电子设备，其包括集成相机，该集成相机包括广角相机单元，其包括广角镜头单元；以及长焦相机单元，其包括长焦镜头单元；长焦镜头单元和广角镜头单元的TTL/EFL比率分别小于1和大于1并且限定了单独的长焦光路和广角光路。

技术领域

本发明一般属于成像技术领域，并且涉及一种相机和使用该种相机的移动电子设备。

背景技术

数码相机模块目前正在被并入到各种便携式电子设备之中。这种设备包括例如手机(例如智能手机)，个人数据助手(PDA)，计算机等等。用在便携式设备中的数码相机模块必须满足某些要求，诸如优质成像、占用空间小以及重量轻。

WO14083489和W014199338中描述了几种用于提供优质成像的小型数字相机模块的技术，二者均让与本申请受让人。

根据WO14083489中描述的技术，多光圈成像系统包括第一相机，其具有捕获第一图像的第一传感器；以及第二相机，其具有捕获第二图像的第二传感器。两台相机具有相同或不同的FOV(视场)。可以基于缩放因子将图像选择为主图像或辅助图像。通过将辅助图像登记到主图像来获得具有由主图像确定的视点的输出图像。

WO14199338中描述的技术涉及一种可以在静止模式和视频模式下操作的双光圈变焦数字相机。该相机包括具有各自的镜头/传感器组合的广角和长焦成像部分，以及图像信号处理器和可操作地联接到广角和长焦成像部分的相机控制器。该控制器被配置成在静止模式下组合至少一些广角和长焦图像数据，以从特定的视点提供融合的输出图像，并且在没有融合的情况下，提供连续变焦视频模式输出图像，其中每个输出图像都具有给定的输出分辨率。当在较低缩放因子(ZF)值和较高ZF值之间进行切换时，视频模式输出图像具有平滑的过渡，反之亦然。在较低的ZF下，输出分辨率由广角传感器决定，而在较高的ZF值下，输出分辨率由长焦传感器决定。

发明内容

本领域需要一种用于现代便携式电子设备(例如智能手机、笔记本电脑、平板电脑等)的新型相机模块。如上所指出的，用于这种设备的相机模块的要求与相机的尺寸、重量和图像质量有关。而且，与可以附接到便携式设备的其它外部相机单元不同，当将相机模块安装在便携式设备中时，这些要求变得更加重要。在内部(整体)相机单元的情况下，相机光学器件的尺寸应尽可能小，以便适合于使用常用的检测器进行操作，并且与安装了相机的设备厚度适配(优选地，不从设备外壳突出)，而这种设备的趋势是尽可能地减小厚度。

在便携式设备中使用具有固定且相对较高的变焦效果的超长镜头时，这个问题甚至更为重要。考虑到例如在以上提及的上述公开WO14083489和WO14199338中描述的双光圈变焦数字相机，它利用广角和长焦成像通道，其通过两个通道之间的图像融合提供诸如缩放和图像质量之类的高级成像能力。

双光圈变焦相机的问题之一涉及广角和长焦相机沿光轴的尺寸(高度)。这种尺寸取决于在各个成像通道中使用的长焦和广角镜头的镜头总长(TTL)。

如图1B示意性地所示，TTL通常被定义为镜头模块的物侧表面与由这种镜头模块(其中放置相机检测器的感测表面)限定的像平面IP之间的最大距离。在大多数微型镜头中，TTL大于镜头模块的有效焦距(EFL)，EFL等于镜头的有效主平面与其焦平面(基本上与像平面IP重合)之间的距离。关于术语有效主平面，应理解如下内

容。一般地，镜头(或镜头模块)具有前、后主平面，其具有以下特性：从镜头前方看，从镜头出射的光线看起来与后主平面相交的到轴线的距离与该光线看起来与前主平面相交的到轴线的距离相同。这意味着镜头可以被视为像在主平面上发生全部折射一样。主平面对于定义系统的光学性质而言至关重要，因为物体和图像到前、后主平面的距离确定了系统的放大率。主点是主平面穿过光轴的点。