[发明专利]光学系统、电子设备、相机、方法、及计算机程序

说明书

技术领域

本公开整体涉及数码相机领域，具体地，涉及具有变焦功能、而无机械移动零件的数码相机。本公开还涉及实现该相机的电子设备。

背景技术

变焦透镜通常需要沿着光轴机械地移动的透镜组，以从短焦距变成长焦距，即，等同于从广角透镜模式(wide-angle lens mode)变成长焦透镜模式(tele-lens mode)。最长焦距与最短焦距之比被称为变焦率。用于机械移动的变焦致动器的体积大并且因此难以整合成诸如移动手机(智能手机)或平板电脑的小型照相机。此外，与智能手机照相机中的小尺寸的透镜相比较，致动器的机械容差过大。而且，特别地，当拍快照时，变焦致动器的机械移动相对缓慢。

其他解决方案通过使用具有并排的一个广角照相机和一个长焦照相机的双照相机实现了广角模式和长焦模式。该解决方案的缺点在于宽透镜与长焦透镜的光轴之间存在基线，从而导致两个照相机的视野之间出现视差误差。

无论使用双照相机还是变焦致动器解决方案，在任何情况下，由于长焦透镜的固有长焦距，所以长焦透镜的整体长度相当长，

对于具有变焦功能的数码相机而言，尽管存在现有的技术，然而，通常希望提供具有改善变焦功能的数码相机。

发明内容

根据第一方面，本公开提供一种包括光学系统的电子设备，该光学系统通过分束器组合第一透镜与第二透镜。所附权利要求、下列描述、以及附图中设定了进一步的方面。

附图说明

参考所附附图，通过实施例方式对实施方式进行说明，其中：

图1示出了具有重合光轴的广角透镜与长焦透镜的光学系统的第一实施方式；

图2示出了具有重合光轴的广角透镜与长焦透镜的光学系统的第二实施方式；

图3示出了具有重合光轴的广角透镜与长焦透镜的光学系统的第三实施方式；

图4示出了具有重合光轴的广角透镜与长焦透镜的光学系统的第四实施方式；

图5示出了具有重合光轴的广角透镜与长焦透镜的光学系统的第五实施方式；

图6示出了具有重合光轴的广角透镜与长焦透镜的光学系统的第六实施方式；

图7示意性地描述了从广角图像数据与长焦图像数据生成组合图像的方法；

图8示意性地描述了从广角图像数据与长焦图像数据生成组合图像的过程；并且

图9示意性地描述了包括广角图像传感器和长焦图像传感器的电子设备(此处，例如，智能手机)的实施方式。

具体实施方式

在公开参考图1的实施方式的详细描述之前，进行一般性的说明。

更详细地，下面所述实施方式公开了一种包括光学系统的电子设备，光学系统通过分束器组合第一透镜(lens，镜头)与第二透镜。例如，电子设备可以是相机，具体地，数码相机。电子设备还可以是包括相机的智能手机或平板电脑。应用相机的任何其他使用情况也是可能的。在一些实施方式中，可将光学系统(例如，具有光学变焦功能的相机)整合到移动电话中。

更详细地，在下面所述的一些实施方式中，第一透镜是具有第一焦距的透镜，并且第二透镜是具有比第一透镜的焦距更长的第二焦距的透镜。例如，第一透镜可以是在其相应图像传感器上创建放大或变焦图像的长焦透镜(tele lens，长焦镜头)，并且第二透镜可以是在其相应图像传感器上创建宽视场(FoV)图像的广角透镜(wide-angle lens，广角镜头)。通过分束器组合长焦透镜与广角透镜的光学系统可在无机械移动零件的情况下提供变焦功能。

在其他实施方式中，第一透镜与第二透镜可具有相同的焦距。仍可替代地，第一透镜与第二透镜可具有不同的焦距、但是相同的视场(如果传感器尺寸不同)。例如，这可允许将无滤色器的黑白(BW)传感器的高空间分辨率与多色传感器的高光谱分辨率(但低空间分辨率)进行组合。

根据实施方式，广角透镜的图像传感器的尺寸与长焦透镜的图像传感器的尺寸大致相等。在假设两个图像传感器的尺寸大致相等的情况下，广角透镜的焦距比长焦透镜的焦距更短。例如，两个图像传感器的对角线尺寸可以是6mm并且广角透镜的焦距是4mm且长焦透镜的焦距是12mm。