[发明专利]成像透镜系统

说明书

本发明描述了一种可用于小外形相机的紧凑型广角、低F数透镜系统。所述紧凑型透镜系统具有六个透镜元件，并且在小外形相机中提供具有低F数和宽视场(FOV)的高亮度。可以选择所述透镜系统中的所述透镜元件的形状、材料和布置以校正像差，使得所述相机能够以低F数和宽视场FOV捕获高分辨率、高亮度、高质量的图像。另外，所述透镜系统中的所述透镜元件的所述形状和布置可以减少或消除闪烁现象。

技术领域

本公开整体涉及相机系统，并且更具体地涉及高分辨率、小外形相机系统和透镜系统。

背景技术

小型移动多用途设备诸如智能电话和平板电脑或平板设备的出现导致对高分辨率小外形相机集成在设备中的需求。然而，由于常规相机技术的局限性，在此类设备中使用的常规小型相机趋于以比利用较大的较高品质相机可实现的较低的分辨率和/或较低的图像质量来捕获图像。使用小封装尺寸的相机实现较高的分辨率通常需要使用具有小像素尺寸的光电传感器(其也可被称为图像传感器或简单传感器)和良好的紧凑型成像透镜系统。技术进步已实现了光电传感器的像素尺寸的减小。然而，随着光电传感器变得更加紧凑和强大，对具有改善的成像质量性能的紧凑型成像透镜系统的需求已增加。

发明内容

本公开的实施方案可以提供小封装尺寸的高分辨率、广角、低F数相机。描述了包括六个透镜元件的紧凑型透镜系统的实施方案，其在小外形相机中提供低F数(F/2.2或更低)和宽视场(FOV)(例如，70°全FOV或更高)的高亮度。可以选择透镜系统中的透镜元件的形状、材料和布置以校正像差，使得相机能够以低F数(例如，2.2、2.0、1.8或更小)和宽视场FOV(例如，70°全FOV或更大)捕获高分辨率、高质量的图像。透镜系统的有效焦距f可以是4.8mm或更小，并且在一些实施方案中可以是4.4mm或更小。另外，透镜系统中的透镜元件的形状和布置可以减少或消除闪烁现象。

本文描述的紧凑型透镜系统的实施方案可以包括具有折光力的六个透镜元件，从物体侧到图像侧依次为：具有正折光力的第一透镜；具有负折光力的第二透镜；具有正折光力的第三透镜；具有负折光力的第四透镜；具有正折光力的第五透镜；和具有负折光力的第六透镜。透镜元件的表面可以是非球面的。每个透镜元件都具有特定范围内的色散系数，并且满足透镜系统内的透镜形状和间距的某些关系式以减少像差，同时以低F数和宽FOV提供明亮的图像。在一些实施方案中，透镜系统包括用于控制光学系统的亮度的单个孔径光阑。在一些实施方案中，除了第一孔径光阑之外，透镜系统还可以包括例如位于第一透镜元件和第二透镜元件之间的辅助光阑以进一步减少像差(尤其是在图像的外围区域中)。在一些实施方案中，红外(IR)滤光片位于第六透镜元件和相机的光电传感器之间。

描述了具有六个透镜元件的低F数、宽FOV紧凑型透镜系统的若干个非限制示例性实施方案，以及包括透镜系统的小外形相机的示例性实施方案。示例性透镜系统和相机可以提供2.2或更低(例如，在1.6至2.2的范围内)的F数，其中透镜系统的有效焦距(f_系统)为4.8mm或更低(例如，在3.4至4.8mm的范围内)，并且半FOV为35°或更高(例如，在35°至42.5°的范围内)。透镜系统的总轨道长度(TTL)可以小于6.2毫米(mm)，并且在一些实施方案中可以小于4.8mm。但是，需注意，这些示例并非旨在限制，并且针对透镜系统给出的各种参数的变化(例如，更高或更低的f_系统值、F数和半FOV，或更长或更短的TTL)是可能的，同时仍然实现类似的结果。

如本文所述的包括广角、低F数透镜系统的相机的实施方案可以小封装尺寸来实现，同时仍然捕获明亮、清晰的高分辨率图像，这使得该相机的实施方案适合在小型和/或移动多用途设备诸如移动电话、智能电话、平板计算机或平板计算设备、膝上型电脑、上网本、笔记本电脑、小型笔记本电脑以及超极本计算机中使用。在一些实施方案中，如本文所述的广角相机可以与一个或多个其他相机诸如长焦小格式相机一起被包括在设备中，这将例如允许用户在使用设备捕获图像时，在不同相机格式(例如，长焦或宽视野)之间进行选择。在一些实施方案中，如本文所述的两个或更多个相机可被包括在设备中，例如作为移动设备中的前置相机和后置相机。