[发明专利]超紧凑型宽视场透镜组件

说明书

相机包括图像传感器和透镜组件。图像传感器包括像素阵列。像素阵列包括以行和列布置的成像像素。透镜组件被配置为将来自宽视场的成像光聚焦到图像传感器上。透镜组件包括多个透镜元件。透镜元件从最宽到最窄被布置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年08月08日提交的题目为“Ultracompact Wide View ofVisual Lens Assembly”的美国临时申请号62/726205的优先权，其通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及光学器件，并且具体地涉及宽视场成像。

背景技术

存在利用宽视场(FOV)成像的各种应用。示例上下文包括移动设备相机、运动相机、头戴式显示器和机动车成像设备。在一些上下文中，提供高质量成像的轻巧和超紧凑型相机特别有用。

附图说明

参考以下附图，描述了本发明的非限制性和非穷举性的实施例，其中除非另外指定，否则贯穿各个视图，相同的附图标记指代相同的部件。

图1图示了根据本公开的一个实施例的示例头戴式显示器(HMD)，其可以包括透镜组件或相机。

图2图示了根据本公开的一个实施例的示例HMD，其可以包括透镜组件或相机。

图3图示了根据本公开的一个实施例的示例宽视场相机，其包括相机主体和透镜组件。

图4A和图4B图示了根据本公开的一个实施例的可以被用在相机中的示例透镜组件和图像传感器4的截面。

图5图示了根据本公开的实施例的以行和列布置的示例像素阵列的平面图。

图6图示了根据本公开的一个实施例的示例等式，其可以用于描述透镜组件的非球面表面。

具体实施方式

本文描述了超紧凑型宽视场透镜组件和相机的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。但是，相关领域的技术人员将认识到，本文描述的技术可以在没有一个或多个特定细节的情况下，或者在其他方法、组件、材料等的情况下被实践。在其他情况下，为了避免混淆某些方面，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作。

贯穿本说明书，对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定全都指同一实施例，此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式组合特定的特征、结构或特性。

本公开的相机和透镜组件的实施例提供了宽视场(FOV)，以用于以超紧凑形状因数成像。除了其他优点之外，由于超紧凑和轻巧的特征，所公开的实施例可以有利地被用在包括头戴式显示器(HMD)在内的多种上下文中。透镜组件可以用于例如在虚拟现实、增强现实和/或混合现实上下文中进行身体跟踪和环境跟踪。在本公开的一个实施例中，透镜组件的特征在于非球面折射透镜元件，其递送大约150度的FOV，同时具有小于4mm的总轨道长度(TTL)。在一些实施例中，透镜组件的TTL可以小于像素阵列的x和/或y尺寸，像素阵列从透镜组件接收成像光。

常规地，宽FOV透镜组件包括前/第一透镜元件，该前/第一透镜元件较宽以提供大视场，然而在本公开的一个实施例中，前透镜元件是透镜组件中最窄的透镜元件。在一些实施例中，前透镜元件是最窄的，并且随着它们越来越靠近图像传感器，透镜元件逐渐变宽(例如，具有较大的半径)。所公开的透镜组件的孔径光阑可以位于透镜组件之前(在前透镜元件附近)，而常规的透镜组件具有在透镜组件的中间的孔径光阑。将孔径光阑设计在透镜组件前部附近有助于在对运动中的对象成像时避免失真。