小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)、攝遠(yuǎn)鏡頭系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本公開涉及小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)、攝遠(yuǎn)鏡頭系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備。一種相機(jī)包括：被配置為捕捉被投射到感光器的表面上的光的所述感光器；被配置為折射來自位于相機(jī)的前方的物場(chǎng)的光以在所述感光器的所述表面處的像平面處形成場(chǎng)景的圖像的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其中所述透鏡系統(tǒng)包括沿著相機(jī)的光軸布置的多個(gè)折射型透鏡元件，所述多個(gè)透鏡元件中的至少一個(gè)透鏡元件的至少一個(gè)表面是非球面的；并且其中所述透鏡系統(tǒng)具有有效焦距f，所述透鏡系統(tǒng)的總軌道長(zhǎng)度(TTL)是6.0毫米或更小，并且所述透鏡系統(tǒng)的攝遠(yuǎn)比率(TTL/f)在0.74到1.0的范圍內(nèi)。本公開的一個(gè)實(shí)施例要解決的問題是在小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)中實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)光學(xué)性能和高圖像分辨率。
【專利說明】小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)、攝遠(yuǎn)鏡頭系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開一般地涉及相機(jī)系統(tǒng)，更具體而言涉及高分辨率、小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn) (telephoto)相機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 諸如智能電話和平板或板狀（pad)設(shè)備之類的小型移動(dòng)多用途設(shè)備的出現(xiàn)導(dǎo)致 了對(duì)用于集成在這些設(shè)備中的高分辨率、小形狀因數(shù)相機(jī)的需求。然而，由于傳統(tǒng)相機(jī)技術(shù) 的限制，與用更大、更高質(zhì)量的相機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的相比，在這樣的設(shè)備中使用的傳統(tǒng)小相機(jī)往 往是以更低的分辨率和/或更低的圖像質(zhì)量來捕捉圖像的。用小包裝尺寸的相機(jī)實(shí)現(xiàn)更高 的分辨率一般要求使用像素尺寸小的感光器和良好、緊湊的成像透鏡系統(tǒng)。技術(shù)的進(jìn)步已 實(shí)現(xiàn)了感光器的像素尺寸的減小。然而，隨著感光器變得更緊湊和強(qiáng)大，對(duì)于具有改善的成 像質(zhì)量性能的緊湊成像透鏡系統(tǒng)的需求已經(jīng)增加。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本公開的實(shí)施例可以提供小包裝尺寸的高分辨率攝遠(yuǎn)相機(jī)。描述了一種相機(jī)，其 包括感光器和緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)。描述了緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的實(shí)施例，其與傳統(tǒng)的小形狀 因數(shù)相機(jī)中已實(shí)現(xiàn)的相比可提供更大的圖像并且具有更長(zhǎng)的有效焦距。攝遠(yuǎn)相機(jī)的實(shí)施例 可以以小包裝尺寸實(shí)現(xiàn)，同時(shí)仍捕捉銳利（sharp)、高分辨率的圖像，使得該相機(jī)的實(shí)施例 適合在諸如蜂窩電話、智能電話、板狀或平板計(jì)算設(shè)備、膝上型電腦、上網(wǎng)本、筆記本電腦、 小型筆記本電腦和超級(jí)本計(jì)算機(jī)之類的小型和/或移動(dòng)多用途設(shè)備中使用。在一些實(shí)施例 中，如本文所述的攝遠(yuǎn)相機(jī)可與傳統(tǒng)的更寬視野的小格式相機(jī)一起被包括在設(shè)備中，這將 例如允許用戶在利用設(shè)備捕捉圖像時(shí)在不同的相機(jī)格式（攝遠(yuǎn)或?qū)捯曇埃┲g進(jìn)行選擇。
[0004] 描述了包括五個(gè)具有折光力的透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的實(shí)施例。此外，描 述了包括四個(gè)具有折光力的透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的實(shí)施例。在實(shí)施例中，透鏡元 件中的至少一個(gè)的物側(cè)表面和像側(cè)表面中的至少一者是非球面的。
[0005] 在至少一些實(shí)施例中，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可以是固定的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其被配置成使 得透鏡系統(tǒng)的有效焦距f等于或約等于7. 0毫米（mm)(例如，在6. 0-8. Omm的范圍內(nèi)），F(xiàn) 值（焦比）在從約2. 4到約10. 0的范圍內(nèi)，視角（FOV)等于或約等于36度，并且透鏡系統(tǒng) 的總軌道長(zhǎng)度（TTL)在約5. 2到約7. Omm的范圍內(nèi)。更一般而言，透鏡系統(tǒng)可被配置成使 得攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)滿足關(guān)系：
[0006] 0? 74〈TTL/f〈l. 0。
[0007] 在本文描述的示例實(shí)施例中，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可被配置成使得透鏡系統(tǒng)的有效焦距 f?為7.0mm，并且F值為2.8。然而，注意，焦距（和/或其他參數(shù)）可被按比例縮放或調(diào)節(jié) 以滿足對(duì)于其他相機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的光學(xué)、成像和/或包裝約束的規(guī)格。此外，在一些實(shí)施例 中，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可以是可調(diào)節(jié)的。例如，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可配備有可調(diào)節(jié)的虹膜或孔徑光 闌。利用可調(diào)節(jié)的孔徑光闌，可在某個(gè)范圍內(nèi)，例如在2. 8到10的范圍內(nèi)，動(dòng)態(tài)地改變F值 (焦比，或者說f/#)。在一些實(shí)施例中，可在更快的焦比下（f/#〈2.8)使用透鏡系統(tǒng)，其中 在相同F(xiàn)OV下（例如，36度）具有劣化的圖像質(zhì)量性能，或者在更小的FOV下具有合理良好 的性能。
[0008] 各種實(shí)施例中的折射型透鏡元件可由塑料材料構(gòu)成。在至少一些實(shí)施例中，折射 型透鏡元件可由注塑成型的光學(xué)塑料材料構(gòu)成。然而，可以使用其他適當(dāng)?shù)耐该鞑牧?。還 要注意，在給定的實(shí)施例中，不同的透鏡元件可由具有不同光學(xué)特性--例如不同的阿貝 數(shù)和/或不同的折射率--的材料構(gòu)成。
[0009] 在緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的實(shí)施例中，可以選擇透鏡元件材料并且可以計(jì)算透鏡 元件的折光力分布以滿足透鏡系統(tǒng)有效焦距要求并且校正色像差和場(chǎng)曲率或珀茲伐和 (Petzval sum)?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)透鏡元件的曲率半徑和非球面系數(shù)或幾何形狀以及軸向間隔 來減小光學(xué)像差的單色和彩色變化，以產(chǎn)生良好校正且均衡的最小殘余像差，以及減小總 軌道長(zhǎng)度（TTL)并實(shí)現(xiàn)小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)中的優(yōu)質(zhì)光學(xué)性能和高圖像分辨率。
[0010] 本公開的實(shí)施例的一個(gè)目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)中的優(yōu)質(zhì)光學(xué)性能和 高圖像分辨率。
[0011] 根據(jù)本公開的一個(gè)方面，一種相機(jī)包括：被配置為捕捉被投射到感光器的表面上 的光的所述感光器；以及被配置為折射來自位于所述相機(jī)的前方的物場(chǎng)的光以在所述感光 器的所述表面處的像平面處形成場(chǎng)景的圖像的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其中所述透鏡系統(tǒng)包括沿著 所述相機(jī)的光軸布置的多個(gè)折射型透鏡元件，其中所述多個(gè)透鏡元件中的至少一個(gè)透鏡元 件的至少一個(gè)表面是非球面的；并且其中所述透鏡系統(tǒng)具有有效焦距f，其中所述透鏡系 統(tǒng)的總軌道長(zhǎng)度（TTL)是6.0毫米或更小，并且其中所述透鏡系統(tǒng)的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)在 0. 74到I. 0的范圍內(nèi)。
[0012] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述透鏡系統(tǒng)的有效焦距f在6. 0毫米到8. 0毫米的范圍內(nèi)，并 且所述透鏡系統(tǒng)的焦比在2. 4到10. 0的范圍內(nèi)。
[0013] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述透鏡系統(tǒng)的有效焦距f是7. 0毫米，并且所述透鏡系統(tǒng)的焦 比是2. 8。
[0014] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)還包括位于所述透鏡系統(tǒng)的第一透鏡元件處 或該第一透鏡元件前方或者位于所述透鏡系統(tǒng)的第一透鏡元件與第二透鏡元件之間的孔 徑光闌。
[0015] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述孔徑光闌是能調(diào)節(jié)以提供2. 4到10的范圍內(nèi)的焦比的孔徑 光闌。
[0016] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)透鏡元件中的至少兩個(gè)透鏡元件是由第一塑料材料構(gòu) 成的，并且所述多個(gè)透鏡元件中的至少兩個(gè)其他透鏡元件是由具有與所述第一塑料材料不 同的光學(xué)特性的第二塑料材料構(gòu)成的。
[0017] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像側(cè)沿著光軸按順序包括：具有正 折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件；具有負(fù)折光力的第二透鏡元件；具有負(fù)折 光力并且具有凹的物側(cè)表面的第三透鏡元件；具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第四 透鏡元件；以及具有正折光力并且具有凸的像側(cè)表面的第五透鏡元件。
[0018] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一透鏡元件是雙凸透鏡，并且所述第一透鏡元件的焦距 n 滿足條件 0. 35〈fl/f〈0. 45。
[0019] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第二透鏡元件具有凸的物側(cè)表面或凹的物側(cè)表面，并且所 述第三透鏡元件和所述第四透鏡元件中的一者或兩者是雙凹透鏡。
[0020] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像側(cè)沿著光軸按順序包括：具有正 折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件；具有負(fù)折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第 二透鏡元件；具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第三透鏡元件；具有負(fù)折光力并且具 有凹的物側(cè)表面的第四透鏡元件；以及具有正折光力并且具有凸的像側(cè)表面的第五透鏡元 件。
[0021] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第五透鏡元件具有正焦距f5、頂點(diǎn)曲率半徑RlO和R11，并 且滿足條件 〇? 75〈f5/f〈l. 2 和-1〈R10/R11〈0。
[0022] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像側(cè)沿著光軸按順序包括：具有正 折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件；具有負(fù)折光力的第二透鏡元件；具有負(fù)折 光力的第三透鏡元件；以及具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第四透鏡元件。
[0023] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第三透鏡元件具有焦距f3、曲率半徑R6和R7,并且滿足條 件-0. 7〈f3/f〈-0. 4和-500〈R6/R7〈20 ;并且所述第四透鏡元件具有焦距f4、曲率半徑R8和 R9,并且滿足條件 0. 8〈f4/f〈l. 5 和 0. 0〈R8/R9〈1. 0。
[0024] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一透鏡元件和所述第二透鏡元件形成具有正折光力和滿 足關(guān)系0. 75〈fl2/f〈l. 0的焦距f 12的高斯型雙合透鏡，并且所述第三透鏡元件和所述第四 透鏡元件形成具有負(fù)折光力和滿足關(guān)系-2. 0〈f34/f〈-l. 0的焦距f34的空氣間隔雙合透 鏡。
[0025] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第二透鏡元件具有凸的物側(cè)表面，并且所述第三透鏡元件 具有凸的物側(cè)表面或凹的物側(cè)表面。
[0026] 根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，一種攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)包括：沿著所述攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的光 軸布置的多個(gè)折射型透鏡元件，其中所述多個(gè)透鏡元件中的至少一個(gè)透鏡元件的至少一個(gè) 表面是非球面的；其中所述攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)具有在6. 0毫米到8. 0毫米的范圍內(nèi)的有效焦距 f，其中所述攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的總軌道長(zhǎng)度（TTL)是7.0毫米或更小，并且其中所述透鏡系統(tǒng) 的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)在0. 74到I. 0的范圍內(nèi)；并且其中所述多個(gè)透鏡元件中的至少兩個(gè)透 鏡元件是由第一材料構(gòu)成的，并且其中所述多個(gè)透鏡元件中的至少兩個(gè)其他透鏡元件是由 具有與所述第一材料不同的光學(xué)特性的第二材料構(gòu)成的。
[0027] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像側(cè)沿著光軸按順序包括：具有正 折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件；具有負(fù)折光力的第二透鏡元件；具有負(fù)折 光力并且具有凹的物側(cè)表面的第三透鏡元件；具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第四 透鏡元件；以及具有正折光力并且具有凸的像側(cè)表面的第五透鏡元件。
[0028] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像側(cè)沿著光軸按順序包括：具有正 折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件；具有負(fù)折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第 二透鏡元件；具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第三透鏡元件；具有負(fù)折光力并且具 有凹的物側(cè)表面的第四透鏡元件；以及具有正折光力并且具有凸的像側(cè)表面的第五透鏡元 件。
[0029] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像側(cè)沿著光軸按順序包括：具有正 折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件；具有負(fù)折光力的第二透鏡元件；具有負(fù)折 光力的第三透鏡元件；以及具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第四透鏡元件。
[0030] 根據(jù)本公開的又一個(gè)方面，一種設(shè)備包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；一個(gè)或多個(gè)相機(jī)； 以及包括可由所述一個(gè)或多個(gè)處理器中的至少一個(gè)處理器執(zhí)行來控制所述一個(gè)或多個(gè)相 機(jī)的操作的指令的存儲(chǔ)器；其中所述一個(gè)或多個(gè)相機(jī)中的至少一個(gè)相機(jī)是攝遠(yuǎn)相機(jī)，該攝 遠(yuǎn)相機(jī)包括：被配置為捕捉被投射到感光器的表面上的光的所述感光器；以及被配置為折 射來自位于所述相機(jī)的前方的物場(chǎng)的光以在鄰近所述感光器的所述表面的像平面處形成 場(chǎng)景的圖像的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其中所述透鏡系統(tǒng)包括沿著所述相機(jī)的光軸布置的多個(gè)折射 型透鏡元件，其中所述多個(gè)透鏡元件中的至少一個(gè)透鏡元件的至少一個(gè)表面是非球面的； 并且其中所述攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)具有有效焦距f，其中所述透鏡系統(tǒng)的總軌道長(zhǎng)度（TTL)是6.0 毫米或更小，并且其中所述透鏡系統(tǒng)的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)在0. 74到I. 0的范圍內(nèi)。
[0031] 本公開的實(shí)施例的技術(shù)效果在于實(shí)現(xiàn)了小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)中的優(yōu)質(zhì)光學(xué)性能 和高圖像分辨率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032] 圖1是包括含有五個(gè)折射型透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī)的示 例實(shí)施例的截面圖示。
[0033] 圖2示出了對(duì)于如圖1所示的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的在半視角和范圍從470nm到 650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線的圖。
[0034] 圖3是包括含有五個(gè)折射型透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī)的另 一示例實(shí)施例的截面圖示。
[0035] 圖4示出了對(duì)于如圖3所示的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的在半視角和范圍從470nm到 650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線的圖。
[0036] 圖5是包括含有五個(gè)帶折光力的透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī) 的另一示例實(shí)施例的截面圖示。
[0037] 圖6示出了對(duì)于如圖5所示的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的在半視角和范圍從470nm到 650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線的圖。
[0038] 圖7是包括含有四個(gè)帶折光力的透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī) 的示例實(shí)施例的截面圖示。
[0039] 圖8、9和10示出了對(duì)于如圖7所示的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的實(shí)施例的在半視角 (half field of view, HF0V)和范圍從470nm到650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲 線的圖。
[0040] 圖11是包括含有五個(gè)帶折光力的透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī) 的示例實(shí)施例的截面圖示，其中孔徑光闌位于第一透鏡元件處并且在透鏡系統(tǒng)的前頂點(diǎn)后 方。
[0041] 圖12示出了對(duì)于如圖11所示的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的在半視角和范圍從470nm到 650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線的圖。
[0042] 圖13是包括含有五個(gè)帶折光力的透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī) 的示例實(shí)施例的截面圖示，其中孔徑光闌位于第一和第二透鏡元件之間。
[0043] 圖14示出了對(duì)于如圖13所示的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的在半視角和范圍從470nm到 650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線的圖。
[0044] 圖15是根據(jù)至少一些實(shí)施例的用于利用如圖1、3、5、11和13所示的相機(jī)來捕捉 圖像的方法的高級(jí)別流程圖。
[0045] 圖16是根據(jù)至少一些實(shí)施例的用于利用如圖7所示的相機(jī)來捕捉圖像的方法的 流程圖。
[0046] 圖17示出了可在實(shí)施例中使用的示例計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0047] 本說明書包括對(duì)"一個(gè)實(shí)施例"或"一實(shí)施例"的提及。短語"在一個(gè)實(shí)施例中"或 "在一實(shí)施例中"的出現(xiàn)不一定指的是同一實(shí)施例。可以按符合本公開的任何適當(dāng)方式來組 合特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。
[0048] "包括"。這個(gè)詞是開放式的。當(dāng)用在權(quán)利要求中時(shí)，這個(gè)詞不排除額外的結(jié)構(gòu)或 步驟?？紤]一個(gè)權(quán)利要求記載了 ："一種裝置，包括一個(gè)或多個(gè)處理單元……"。這樣的權(quán)利 要求不排除該裝置包括額外的組件（例如，網(wǎng)絡(luò)接口單元、圖形電路系統(tǒng)，等等）。
[0049] "被配置為"。各種單元、電路或其他組件可被描述或在權(quán)利要求中記載成"被配 置為"執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。在這樣的上下文中，"被配置為"用于通過表明該單元/電路 /組件包括在操作期間執(zhí)行這一個(gè)或多個(gè)任務(wù)的結(jié)構(gòu)（例如，電路系統(tǒng)）來暗示結(jié)構(gòu)。這 樣，即使當(dāng)指定的單元/電路/組件當(dāng)前未工作時(shí)（例如，未開啟），也可以說該單元/結(jié) 構(gòu)/組件被配置為執(zhí)行該任務(wù)。與"被配置為"語句一起使用的單元/電路/組件包括硬 件--例如，電路、存儲(chǔ)可執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)該操作的程序指令的存儲(chǔ)器，等等。明確希望，記載單 元/電路/組件"被配置為"執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)任務(wù)玉會(huì)對(duì)于該單元/電路/組件援用35U. S.C. §112,第六款。此外，"被配置為"可包括被軟件和/或固件（例如，F(xiàn)PGA或者執(zhí)行軟 件的通用處理器）操縱來以能夠執(zhí)行所討論的（一個(gè)或多個(gè)）任務(wù)的方式操作的通用結(jié)構(gòu) (例如，通用電路系統(tǒng)）。"被配置為"還可包括使制造過程（例如，半導(dǎo)體制造設(shè)施）適合 于制造適于實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)任務(wù)的設(shè)備（例如，集成電路）。
[0050] "第一"、"第二"等等。當(dāng)在本文中使用時(shí)，這些詞語用作其后的名詞的標(biāo)簽，并且 不意味著任何類型的排序（例如，空間的、時(shí)間的、邏輯的，等等）。例如，緩沖器電路在本文 中可被描述為執(zhí)行對(duì)于"第一"值和"第二"值的寫操作。詞語"第一"和"第二"不一定意 味著第一值必須在第二值之前被寫入。
[0051] "基于"。當(dāng)在本文中使用時(shí)，這個(gè)詞語用于描述影響確定的一個(gè)或多個(gè)因素。這 個(gè)詞語不排除可影響確定的額外因素。也就是說，確定可以僅僅基于這些因素，或者至少部 分地基于這些因素。考慮短語"基于B來確定A"。雖然在此情況中，B是影響對(duì)A的確定 的因素，但這樣的短語并不排除對(duì)A的確定還基于C。在其他場(chǎng)合中，可以僅僅基于B來確 定A。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 描述了包括感光器和緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的小形狀因數(shù)相機(jī)的實(shí)施例。描述了包括 四個(gè)或五個(gè)透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的各種實(shí)施例，其可用在相機(jī)中并且與傳統(tǒng)的緊 湊相機(jī)相比提供了更大的圖像并且具有更長(zhǎng)的有效焦距。該相機(jī)可以以小包裝尺寸實(shí)現(xiàn)， 同時(shí)仍捕捉銳利、高分辨率的圖像，使得該相機(jī)的實(shí)施例適用于諸如蜂窩電話、智能電話、 板狀或平板計(jì)算設(shè)備、膝上型電腦、上網(wǎng)本、筆記本電腦、小型筆記本電腦和超級(jí)本計(jì)算機(jī) 等等之類的小型和/或移動(dòng)多用途設(shè)備中。然而，注意，該相機(jī)的各方面（例如，透鏡系統(tǒng) 和感光器）可被比例放大或縮小提供具有更大或更小的包裝尺寸的相機(jī)。此外，相機(jī)系統(tǒng) 的實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立的數(shù)字相機(jī)。除了靜止（單幀捕捉）相機(jī)應(yīng)用以外，相機(jī)系統(tǒng)的實(shí) 施例還可適應(yīng)以用于視頻相機(jī)應(yīng)用中。
[0053] 描述了緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的若干個(gè)示例實(shí)施例，包括具有五個(gè)折射透鏡元件的實(shí) 施例和具有四個(gè)折射透鏡元件的實(shí)施例。圖1和3示出了對(duì)包括五個(gè)折射透鏡元件的示例 實(shí)施例的變型。圖5示出了包括五個(gè)折射透鏡元件的另一示例實(shí)施例。圖7示出了包括四 個(gè)折射透鏡元件的實(shí)施例的示例。圖11和13示出了具有五個(gè)折射透鏡元件的示例實(shí)施例， 其中孔徑光闌的位置與圖1、3和5的實(shí)施例中的不同。然而，注意，這些示例并不旨在進(jìn)行 限制，并且在仍實(shí)現(xiàn)類似的效果的同時(shí)，對(duì)于透鏡系統(tǒng)給出的各種參數(shù)的變化是可能的。例 如，描述了對(duì)圖7中所示的包括四個(gè)折射透鏡元件的實(shí)施例的變型。
[0054] 各種實(shí)施例中的折射透鏡元件可由塑料材料構(gòu)成。在至少一些實(shí)施例中，折射透 鏡元件可由注塑成型的塑料材料構(gòu)成。然而，可以使用其他透明材料。還要注意，在給定的 實(shí)施例中，不同的透鏡元件可由具有不同光學(xué)特性--例如不同的阿貝數(shù)和/或不同的折 射率--的材料構(gòu)成。
[0055] 小形狀閔數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)
[0056] 在圖1、3、5、7、11和13的每一幅中，不例相機(jī)至少包括一緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)和一 感光器。感光器可以是根據(jù)各種類型的感光器技術(shù)中的任何一種實(shí)現(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)集成 電路（IC)技術(shù)芯片?？梢允褂玫母泄馄骷夹g(shù)的示例是電荷耦合器件（CCD)技術(shù)和互補(bǔ)金 屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS)技術(shù)。在至少一些實(shí)施例中，感光器的像素尺寸可以是1.2微米或 更小，盡管也可使用更大的像素尺寸。在非限制性的示例實(shí)施例中，感光器可以根據(jù)1280x 720像素圖像格式來制造以捕捉1兆像素（megapixel)圖像。然而，在實(shí)施例中可以使用其 他像素格式，例如5兆像素、10兆像素或者更大或更小的格式。
[0057] 相機(jī)還可包括位于第一透鏡元件前方（即，在第一透鏡元件的物側(cè)）的前部孔徑 光闌（aperture stop，AS)。雖然圖1、3、5和7示出了前部孔徑光闌位于透鏡系統(tǒng)的前頂點(diǎn) 處或前頂點(diǎn)附近，但孔徑光闌的位置可以更靠近或更遠(yuǎn)離第一透鏡元件。另外，在一些實(shí)施 例中，孔徑光闌可位于攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)中的別處。例如，孔徑光闌可位于第一透鏡元件處，但 在透鏡系統(tǒng)的前頂點(diǎn)的后方，如圖11所示，或者位于第一和第二透鏡元件之間，如圖13所 /Jn 〇
[0058] 相機(jī)還可以--但不一定--包括位于攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的最末透鏡元件與感光器 之間的紅外（IR)濾光器。IR濾光器可例如由玻璃材料構(gòu)成。然而，可以使用其他材料。注 意，IR濾光器不影響攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的有效焦距f。還要注意，相機(jī)還可包括除了本文圖示和 描述的以外的其他組件。
[0059] 在相機(jī)中，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)在感光器的表面處或附近的像平面（IP)處形成圖像。 遠(yuǎn)處物體的圖像尺寸與透鏡系統(tǒng)的有效焦距f?直接成正比。攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的總軌道長(zhǎng)度 (total track length,TTL)是第一（物側(cè)）透鏡元件的物側(cè)表面處的前頂點(diǎn)與像平面之間 在光軸（AX)上的距離。對(duì)于攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，總軌道長(zhǎng)度（TTL)小于透鏡系統(tǒng)有效焦距（f)， 并且總軌道長(zhǎng)度與焦距的比率（TTL/f)是攝遠(yuǎn)比率（tel印hoto ratio)。為了要被分類為 攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，TTF/f?小于或等于1。
[0060] 在至少一些實(shí)施例中，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可以是固定的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其被配置成使 得透鏡系統(tǒng)的有效焦距f等于或約等于7. 0毫米（mm)(例如，在6. 0-8. Omm的范圍內(nèi)），F(xiàn) 值（焦比或者f/#)在從約2. 4到約10. 0的范圍內(nèi)，視角（FOV)等于或約等于36度（雖然 可以實(shí)現(xiàn)更窄或更寬的F0V)，并且透鏡系統(tǒng)的總軌道長(zhǎng)度（TTL)在約5. 2到約7. Omm的范 圍內(nèi)。更一般而言，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可被配置成使得攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)滿足關(guān)系：
[0061] 0? 74〈TTL/f〈l. 0。
[0062] 在本文描述的示例實(shí)施例中（參見圖1、3、5、7、11和13)，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可被配置 成使得透鏡系統(tǒng)的有效焦距f在參考波長(zhǎng)555nm下為7. 0mm，并且F值為2. 8。透鏡系統(tǒng)可 以例如被配置為具有7. Omm的焦距f和2. 8的F值以滿足對(duì)于特定相機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用所規(guī)定的 光學(xué)、成像和/或包裝約束。注意，也稱為焦比或f/#的F值由f/D定義，其中D是入射光 瞳的直徑，即，有效孔徑。作為示例，在f = 7. 0mm，以2. 5mm的有效孔徑實(shí)現(xiàn)2. 8的F值。 示例實(shí)施例還可被配置為具有等于或約等于36度的視角（FOV)。示例實(shí)施例的總軌道長(zhǎng)度 (TTL)從約5. 6mm到約6. Omm不等。攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)從而在約0? 8到約0? 857的范圍內(nèi) 變化。
[0063] 然而，注意，焦距f、F值和/或其他參數(shù)可被按比例縮放或調(diào)節(jié)以滿足對(duì)于其他相 機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的光學(xué)、成像和/或包裝約束的各種規(guī)格?？勺鳛閷?duì)于特定相機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的要 求來規(guī)定的和/或?qū)τ诓煌南鄼C(jī)系統(tǒng)應(yīng)用可改變的對(duì)相機(jī)系統(tǒng)的約束包括但不限于焦 距f、有效孔徑、F值、視角（FOV)、成像性能要求以及包裝體積或尺寸約束。
[0064] 在一些實(shí)施例中，攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可以是可調(diào)節(jié)的。例如，在一些實(shí)施例中，如本文 所述的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)可配備有可調(diào)節(jié)的虹膜（入射光瞳）或孔徑光闌。利用可調(diào)節(jié)的孔 徑光闌，可在一范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)地改變F值（焦比或f/#)。例如，如果透鏡系統(tǒng)被良好校正于 f/2. 8、給定的焦距f和F0V，則通過調(diào)節(jié)孔徑光闌--假定孔徑光闌可被調(diào)節(jié)到F值設(shè)定， 可在2.8到10(或更高）的范圍內(nèi)改變焦比。在一些實(shí)施例中，通過調(diào)節(jié)孔徑光闌可在更 快的焦比下（f/#〈2. 8)使用透鏡系統(tǒng)，其中在相同F(xiàn)OV下（例如，36度）具有劣化的圖像質(zhì) 量性能，或者在更小的FOV下具有合理良好的性能。
[0065] 雖然本文可給出值的范圍作為其中一個(gè)或多個(gè)光學(xué)參數(shù)可被動(dòng)態(tài)改變（例如，利 用可調(diào)節(jié)的孔徑光闌）的可調(diào)節(jié)相機(jī)和透鏡系統(tǒng)的示例，但可以實(shí)現(xiàn)包括固定的（不可調(diào) 節(jié)的）攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的相機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例，其中光學(xué)和其他參數(shù)的值在這些范圍內(nèi)。
[0066] 首先參考如圖1、3、11和13所示的實(shí)施例，相機(jī)（100、200、500或600)的緊湊攝 遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)（110、210、510或610)可包括從物側(cè)到像側(cè)按順序沿著光軸AX布置的具有折 光力和透鏡系統(tǒng)有效焦距f的五個(gè)透鏡元件（圖1的透鏡系統(tǒng)110中的101-105,圖3的透 鏡系統(tǒng)210中的201-205,透鏡系統(tǒng)510中的501-505,透鏡系統(tǒng)610中的601-605):
[0067] ?具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件11(101、201、501或601);
[0068] ?具有負(fù)折光力并且具有凸或凹的物側(cè)表面的第二透鏡元件L2(102、202、502或 602)；
[0069] ?具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第三透鏡元件L3(103、203、503或603);
[0070] ?具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第四透鏡元件L4(104、204、504或604); 以及
[0071] ?具有正折光力并且具有凸的像側(cè)表面的第五透鏡元件L5 (105、205、505或605)。
[0072] 此外，第五透鏡元件的物側(cè)表面和像側(cè)表面中的至少一者是非球面的。
[0073] 透鏡系統(tǒng)110、210、510和610被配置成使得攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)滿足關(guān)系：
[0074] 0. 74<TTL/f<l. 0〇 (1)
[0075] 透鏡系統(tǒng)110、210、510和610的第一透鏡元件LI可具有正折光力和長(zhǎng)度fl并且 可滿足關(guān)系：
[0076] 0? 35〈fl/f〈0. 45。 （2)
[0077] 在透鏡系統(tǒng)110、210、510和610的至少一些實(shí)施例中，LI可以是形狀雙凸的，具 有頂點(diǎn)曲率半徑R2和R3并且具有滿足如下條件的形狀：
[0078] -0? 35〈R2/R3〈0， (3)
[0079] 其中R2是LI的物側(cè)曲率半徑，并且R3是LI的像側(cè)曲率半徑。
[0080] 透鏡系統(tǒng)110、210、510和610的第二、第三和第四透鏡元件（L2、L3和L4)可分別 具有負(fù)的折光力和負(fù)的焦距f2、f3和f4,并且可滿足以下條件：
[0081] -0? 7〈f2/f〈-0. 4,并且-5. 0〈R4/R5〈7. 0， (4)
[0082] -3. 5〈f3/f〈_l. 0,并且-15. 0〈R6/R7〈0. 5， (5)
[0083] -0? 6〈f4/f〈_0. 3,并且-2. 0〈R8/R9〈_0. 5， (6)
[0084] 其中：
[0085] *R4是第二透鏡元件L2的物側(cè)表面曲率半徑，并且R5是L2的像側(cè)表面的曲率半 徑，
[0086] *R6是第三透鏡元件L3的物側(cè)表面的曲率半徑，并且R7是L3的像側(cè)表面的曲率 半徑，并且
[0087] *R8是第四透鏡元件L4的物側(cè)表面的曲率半徑，并且R9是L4的像側(cè)表面的曲率 的半徑。
[0088] 第二透鏡元件L2可具有負(fù)折光力并且可要么具有負(fù)彎月形狀要么可以是雙凹形 狀的。L2是負(fù)彎月形狀的并且具有凸的物側(cè)表面的示例實(shí)施例由圖1的透鏡系統(tǒng)110中的 透鏡元件102圖示。L2具有凹的物側(cè)表面并且是雙凹形狀的示例實(shí)施例由圖3的透鏡系統(tǒng) 210中的透鏡元件202圖示。
[0089] 透鏡系統(tǒng)110、210、510和610的第五透鏡元件L5可具有正折光力和正的焦距f5， 并且可滿足以下條件：
[0090] 0? 5〈f5/f〈0. 8,并且-I. 5〈R10/R11〈_0. 5， (7)
[0091] 其中RlO是第五透鏡元件L5的物側(cè)表面的曲率半徑，并且Rll是L5的像側(cè)表面 的曲率半徑。
[0092] 在如圖1、3、11和13所示的至少一些實(shí)施例中，第一透鏡元件Ll和第四透鏡元件 L4可由具有阿貝數(shù)Vl的材料（例如，塑料材料）構(gòu)成。第二、第三和第五透鏡元件L2、L3 和L5可由具有阿貝數(shù)V2的材料（例如，塑料材料）構(gòu)成。透鏡元件的材料的阿貝數(shù)可滿 足條件：
[0093] 30〈V1_V2〈35。 (8)
[0094] 現(xiàn)在參考如圖5所示的實(shí)施例，相機(jī)300的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)310可包括從物 側(cè)到像側(cè)按順序沿著光軸AX布置的具有折光力和透鏡系統(tǒng)有效焦距f的五個(gè)透鏡元件 (301-305)：
[0095] ?具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件LI (301);
[0096] ?具有負(fù)折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第二透鏡元件L2(302);
[0097] ?具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第三透鏡元件L3 (303);
[0098] ?具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第四透鏡元件L4(304);以及
[0099] ?具有正折光力并且具有凸的像側(cè)表面的第五透鏡元件L5(305)。
[0100] 此外，第五透鏡元件的物側(cè)表面和像側(cè)表面中的至少一者是非球面的。
[0101] 透鏡系統(tǒng)310被配置成使得攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)滿足關(guān)系：
[0102] 0? 74〈TTL/f〈l. 0。 (1)
[0103] 圖5的透鏡系統(tǒng)310與圖1和3的透鏡系統(tǒng)110和210至少在以下方面是不同的。 透鏡系統(tǒng)310的第三透鏡元件L3 (303)具有正折光力或正焦距f3。正透鏡元件L3具有頂 點(diǎn)曲率半徑R6和R7,并且滿足關(guān)系：
[0104] R6〈R7,并且 0〈R6/R7〈1. 0， (9)
[0105] 其中R6是第三透鏡元件L3的物側(cè)表面的曲率半徑，并且R7是L3的像側(cè)表面的 曲率半徑。透鏡元件L3是正彎月形狀的并且具有凸的物側(cè)表面。
[0106] 在透鏡系統(tǒng)310中，第一透鏡元件Ll (301)可具有正折光力和長(zhǎng)度fl，并且可滿足 關(guān)系：
[0107] 0? 35〈fl/f〈0. 45。 （2)。
[0108] 在至少一些實(shí)施例中，LI可以是雙凸形狀的，具有頂點(diǎn)曲率半徑R2和R3并且具 有滿足以下關(guān)系的形狀：
[0109] -0? 35〈R2/R3〈0， (3)
[0110] 其中R2是LI的物側(cè)曲率半徑，并且R3是LI的像側(cè)曲率半徑。
[0111] 在透鏡系統(tǒng)310中，第二透鏡元件L2 (302)可具有負(fù)折光力和負(fù)焦距f2、物側(cè)表面 曲率半徑R4和像側(cè)表面曲率半徑R5,并且可滿足條件：
[0112] -0? 7〈f2/f〈-0. 4,并且 0〈R4/R5〈6. 0? (10)
[0113] 在透鏡系統(tǒng)310中，第四透鏡元件L4(304)可具有負(fù)折光力和負(fù)焦距f4,并且可滿 足條件：
[0114] -0? 6〈f4/f〈-0. 3,并且-3. 0〈R8/R9〈0， (11)
[0115] 其中R8是透鏡元件L4的物側(cè)表面曲率半徑，并且R9是L4的像側(cè)表面的曲率半 徑。
[0116] 在透鏡系統(tǒng)310中，第五透鏡元件L5 (305)可具有正折光力和正焦距f5,可具有凸 的像側(cè)表面，并且可滿足以下條件：
[0117] 0? 75〈f5/f〈l. 2,并且-1〈R10/R11〈0， (12)
[0118] 其中RlO是第五透鏡元件L5的物側(cè)表面的曲率半徑，并且Rll是L5的像側(cè)表面 的曲率半徑。
[0119] 在透鏡系統(tǒng)310的至少一些實(shí)施例中，第一透鏡元件Ll和第四透鏡元件L4可由 具有阿貝數(shù)Vl的材料（例如，塑料材料）構(gòu)成。第二、第三和第五透鏡元件L2、L3和15可 由具有阿貝數(shù)V2的材料（例如，塑料材料）構(gòu)成。透鏡元件的材料的阿貝數(shù)可滿足條件：
[0120] 30〈V1_V2〈35。 (8)
[0121] 現(xiàn)在參考如圖7所示的實(shí)施例，相機(jī)400的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)410可包括從物 側(cè)到像側(cè)按順序沿著光軸AX布置的具有折光力和透鏡系統(tǒng)有效焦距f的四個(gè)透鏡元件 (401-404)：
[0122] ?具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件Ll (401);
[0123] ?具有負(fù)折光力的第二透鏡元件L2 (402);
[0124] ?具有負(fù)折光力的第三透鏡元件L3 (403);以及
[0125] ?具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第四透鏡元件L4(404)。
[0126] 此外，第四透鏡元件的物側(cè)表面和像側(cè)表面中的至少一者是非球面的。
[0127] 透鏡系統(tǒng)410被配置成使得攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)滿足關(guān)系：
[0128] 0? 74〈TTL/f〈l. 0。 (1)
[0129] 在透鏡系統(tǒng)410中，第一透鏡元件LI (401)可具有正折光力和長(zhǎng)度fl，并且可滿足 關(guān)系：
[0130] 0? 35〈fl/f〈0. 45。 （2)。
[0131] 在透鏡系統(tǒng)410的至少一些實(shí)施例中，LI可以是雙凸形狀的，具有頂點(diǎn)曲率半徑 R2和R3,并且可滿足條件：
[0132] -0? 35〈R2/R3〈0， (3)
[0133] 其中R2是LI的物側(cè)曲率半徑，并且R3是LI的像側(cè)曲率半徑。
[0134] 在透鏡系統(tǒng)410中，第二透鏡元件L2 (402)可具有負(fù)折光力和負(fù)焦距f2,可具有物 側(cè)表面曲率半徑R4和像側(cè)表面曲率半徑R5,并且可滿足條件：
[0135] -0? 7〈f2/f〈-0. 4,并且 0〈R4/R5〈6. 0。 (10)
[0136] 在至少一些實(shí)施例中，透鏡元件L2可具有凸的物側(cè)曲率半徑R4和凹的像側(cè)曲率 半徑R5。
[0137] 在透鏡系統(tǒng)410中，第三透鏡元件L3 (403)可具有負(fù)折光力和負(fù)焦距f3,可具有物 側(cè)表面曲率半徑R6和像側(cè)表面曲率半徑R7,并且可滿足條件：
[0138] -0? 7〈f3/f〈-0. 4,并且-500〈R6/R7〈20。 （13)
[0139] 在各種實(shí)施例中，元件L3可具有凹的或凸的物側(cè)曲率半徑R6和凹的像側(cè)曲率半 徑R7。在至少一些實(shí)施例中，透鏡元件L2和L3可可間隔開軸向距離T5。
[0140] 在透鏡系統(tǒng)410中，第四透鏡元件L4(404)可具有正折光力和正焦距f4,并且可滿 足以下條件：
[0141] 0? 8〈f4/f〈l. 5,并且 0? 0〈R8/R9〈1. 0， (14)
[0142] 其中R8是透鏡元件L4的物側(cè)表面曲率半徑，并且R9是L4的像側(cè)表面的曲率半 徑。
[0143] 在透鏡系統(tǒng)410的至少一些實(shí)施例中，第一透鏡元件Ll和第三透鏡元件L3可由 具有阿貝數(shù)Vl的材料（例如，塑料材料）構(gòu)成。第二透鏡元件L2和第四透鏡元件L4可由 具有阿貝數(shù)V2的材料（例如，塑料材料）構(gòu)成。透鏡元件的材料的阿貝數(shù)可滿足條件：
[0144] 30〈V1_V2〈35。 (8)
[0145] 在透鏡系統(tǒng)410的至少一些實(shí)施例中，透鏡元件LI和L2可布置得彼此緊鄰，使得 Ll和L2的組合可被視為具有正折光力或正焦距H2的空氣間隔雙合透鏡L12。在透鏡系 統(tǒng)410的至少一些實(shí)施例中，透鏡元件L3和L4可布置得彼此緊鄰，使得L3和L4的組合可 被視為具有負(fù)折光力和負(fù)焦距f34的雙合透鏡L34。L12與L34之間的軸向間隔可由T5給 出。
[0146] 緊湊攝遠(yuǎn)誘鏡系統(tǒng)
[0147] 以下參考圖1至圖10提供了可在小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)中使用的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系 統(tǒng)的各種實(shí)施例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
[0148] 圖1是包括緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)110的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī)100的示例實(shí)施例的截面圖 示。透鏡系統(tǒng)110包括具有折光力的五個(gè)透鏡元件（101-105)。從物側(cè)到像側(cè)（圖中從左到 右）沿著相機(jī)100的光軸AX布置的是孔徑光闌AS、具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面和 焦距n的第一透鏡元件Ll (101)、具有負(fù)折光力并且具有凸的物側(cè)表面和焦距f2的第二透 鏡元件L2 (102)、具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面和焦距f 3的第三透鏡元件L3 (103)、 具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面和焦距f4的第四透鏡元件L4(104)以及具有正折光 力并且具有凸的像側(cè)表面和焦距f5的第五透鏡元件L5 (105)。透鏡系統(tǒng)110在感光器120 的表面處形成像平面。在一些實(shí)施例中，紅外（IR)濾光器可位于第五透鏡元件L5與感光 器120之間。
[0149] 透鏡系統(tǒng)110的有效焦距給定為f。緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)110的總軌道長(zhǎng)度（TTL) 是第一透鏡元件Ll的物側(cè)表面與像平面之間在光軸AX上的距離。透鏡系統(tǒng)110被配置成 使得透鏡系統(tǒng)110的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)滿足關(guān)系：
[0150] 0. 74<TTL/f<l. 0〇
[0151] 可位于透鏡元件LI的前表面處的孔徑光闌AS決定透鏡系統(tǒng)110的入射光瞳孔 徑。透鏡系統(tǒng)110焦比或F值f/#定義為透鏡系統(tǒng)110的有效焦距f除以入射光瞳直徑。 IR濾光器可起到阻擋可損壞或不利地影響感光器的紅外輻射的作用，并且可被配置為對(duì)于 f沒有影響。
[0152] 表1A-1C提供了如圖1所示的相機(jī)100和透鏡系統(tǒng)110的示例實(shí)施例的各種光 學(xué)和物理參數(shù)的示例值?？梢詤⒖急?A-1C來為透鏡系統(tǒng)110提供光學(xué)處方（optical prescription)〇
[0153] 參考表1A-1C，透鏡系統(tǒng)110的實(shí)施例覆蓋了從470納米（nm)到650nm的光譜的 可見光區(qū)中的應(yīng)用，參考波長(zhǎng)為555nm。表IA中所示的透鏡系統(tǒng)110有效焦距f是在555nm 下的。表1A-1C中的光學(xué)處方對(duì)于7毫米（mm)的有效焦距f在470nm到650nm的光譜上 在f/2. 8下提供了高圖像質(zhì)量性能，覆蓋了 36度的視角（FOV) (18度的半F0V)。圖1中示 出的具有如表1A-1C所示的光學(xué)處方的緊湊透鏡系統(tǒng)110具有5. 7mm的總軌道長(zhǎng)度（TTL) 和0. 814的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)。
[0154] 透鏡系統(tǒng)110的五個(gè)透鏡元件LI、L2、L3、L4和L5可由具有如表IB中列出的折 射率和阿貝數(shù)的塑料材料構(gòu)成。如表IB中所示，在透鏡系統(tǒng)110的至少一些實(shí)施例中，兩 類塑料材料可用于透鏡元件。透鏡元件Ll和L4可由具有56. 1的阿貝數(shù)Vl的同一塑料材 料構(gòu)成，并且透鏡元件L2和L3可由具有23. 3的阿貝數(shù)V2的另一塑料材料構(gòu)成。具有正 折光力的透鏡元件L5是由具有阿貝數(shù)V2 = 23. 3的塑料材料形成的。將這兩種塑料材料 應(yīng)用于透鏡系統(tǒng)110中的透鏡元件使得能夠針對(duì)可見光譜區(qū)域中的色像差來優(yōu)化和校正 透鏡系統(tǒng)110。可以選擇透鏡元件材料并且可以計(jì)算透鏡元件的折光力分布以滿足有效焦 距f和場(chǎng)曲率或珀茲伐和的校正?？赏ㄟ^如表IC所示調(diào)節(jié)透鏡元件的曲率半徑和非球面 系數(shù)或幾何形狀以及軸向間隔來減小光學(xué)像差的單色和彩色變化，以產(chǎn)生良好校正且均衡 的最小殘余像差。圖2對(duì)于如圖1所示和表1A-1C中描述的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)110示出了 在半視角（HFOV = 18度）和范圍從470nm到650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線 的圖。
[0155] 表1A-1C中的光學(xué)處方描述了如圖1所示的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)110的示例實(shí)施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的五個(gè)透鏡元件，并且其中第二透鏡元件L2具有負(fù)折 光力或負(fù)焦距f2和凸的物側(cè)表面。此外，透鏡系統(tǒng)110的透鏡元件L2是負(fù)彎月形狀的并 且具有正的曲率半徑R4和R5,其中R4>R5,并且R4/R5>1. 0。
[0156] 在如表1A-1C中的光學(xué)處方所描述的透鏡系統(tǒng)110的示例實(shí)施例中，透鏡元件的 折光力分布成使得 f I = 2. 713mm，f2 = -3. 862mm，f3 = -21. 521mm，f4 = -3. 1 76mm 并且 f5 =4. 898mm。透鏡元件LI是雙凸透鏡，其中曲率半徑R2/R3 = -0. 172,并且L2具有曲率半徑 R4/R5 = 5. 772。透鏡元件L3和L4都是雙凹形狀的，分別具有曲率半徑R6/R7 = -14. 564 和R8/R9 = -1.578。透鏡元件L5是雙凸形狀的，其中曲率半徑R10/R11 =-0. 604。示例實(shí) 施例中的透鏡系統(tǒng)110中的透鏡元件的表面的非球面系數(shù)在表IC中列出。通過根據(jù)透鏡 元件的折光力分布的布置來配置透鏡系統(tǒng)110并且如表1A-1C中所示地調(diào)節(jié)曲率半徑和非 球面系數(shù)，可以減小透鏡系統(tǒng)110的總軌道長(zhǎng)度（TTL)(例如，如表IA中所示減小到5. 7mm) 并且可以有效地校正系統(tǒng)的像差以在小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)100中獲得高圖像質(zhì)量分辨率 的光學(xué)性能。
[0157] 圖3是包括緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)210的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī)200的示例實(shí)施例的截面圖 示。透鏡系統(tǒng)210包括具有折光力的五個(gè)透鏡元件（201-205)。透鏡系統(tǒng)210可被視為圖 1的透鏡系統(tǒng)110的變型并且兩個(gè)透鏡系統(tǒng)210和110的元件可以是相似的。然而，在透鏡 系統(tǒng)210中，第二透鏡元件L2 (202)具有負(fù)折光力或負(fù)焦距f2并且具有凹的物側(cè)表面。
[0158] 表2A-2C提供了如圖3所示的相機(jī)200和透鏡系統(tǒng)210的示例實(shí)施例的各種光學(xué) 和物理參數(shù)的示例值。可以參考表1A-1C為透鏡系統(tǒng)210提供光學(xué)處方。
[0159] 表2A-2C中的光學(xué)處方是針對(duì)如下的透鏡系統(tǒng)210的：其在555nm波長(zhǎng)下具有7mm 的有效焦距f、具有f/2. 8的焦比、36度的F0V、5. 7mm的TTL并且TTL/f等于0? 814。透鏡 系統(tǒng)210是為覆蓋470nm到650nm的可見光譜設(shè)計(jì)的緊湊成像透鏡系統(tǒng)。
[0160] 透鏡系統(tǒng)210的透鏡元件LI、L2、L3、L4和L5可由具有如表2B中列出的折射率 和阿貝數(shù)的塑料材料構(gòu)成。在透鏡系統(tǒng)210的示例實(shí)施例中，透鏡材料的選擇與如表1A-1C 中列出的用于透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)處方中相同。關(guān)于透鏡系統(tǒng)210,透鏡元件Ll和L4可由 具有Vl = 56. 1的阿貝數(shù)的塑料材料構(gòu)成。透鏡元件L2、L3和L5可由具有V2 = 23. 3的 阿貝數(shù)的塑料材料構(gòu)成。
[0161] 如表2A-2C中規(guī)定的透鏡系統(tǒng)210被配置為如參考透鏡系統(tǒng)110和表1A-1C所描 述的那樣校正光學(xué)像差。圖4示出了對(duì)于如圖3所示和表2A-2C中描述的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系 統(tǒng)210的在半視角（HF0V = 18度）上、對(duì)于軸上（on-axis)物場(chǎng)點(diǎn)（0度）到18度的軸外 (off-axis)場(chǎng)點(diǎn)以及在范圍從470nm到650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線的圖。
[0162] 表2A-2C中的光學(xué)處方描述了如圖3所示的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)210的示例實(shí)施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的五個(gè)透鏡元件，并且其中第二透鏡元件L2具有負(fù)折 光力或負(fù)焦距f2和凹的物側(cè)表面。此外，透鏡元件L2是雙凹形狀的并且具有負(fù)的曲率半 徑R4和正的曲率半徑R5 ( S卩，R4〈0, R5>0,并且R4/R5〈0)。
[0163] 在如表2A-2C中的光學(xué)處方所描述的透鏡系統(tǒng)210的示例實(shí)施例中，就焦距而言 透鏡兀件的折光力分布為 fl = 2. 697mm，f2 = -4. 446mm, f3 = -12. 466mm, f4 = -2. 684mm 并且f5 = 4. 053mm。透鏡元件LI是雙凸透鏡，其中R2/R3 = -0. 183。透鏡元件L2、L3和L4 是雙凹形狀的，分別具有曲率半徑R4/R5 = -4. 494，R6/R7 = -0. 606以及R8/R9 = -1. 20。 透鏡元件L5是雙凸形狀的，其中R10/R11 = -1. 126。示例實(shí)施例中的透鏡系統(tǒng)210中的透 鏡元件的表面的非球面系數(shù)在表2C中列出。通過根據(jù)透鏡元件的折光力分布的布置來配 置透鏡系統(tǒng)210并且如表2A-2C中所示地調(diào)節(jié)曲率半徑和非球面系數(shù)，可以減小透鏡系統(tǒng) 210的總軌道長(zhǎng)度（TTL)(例如，如表2A中所示減小到5. 7mm)并且可以有效地校正系統(tǒng)的 像差以在小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)200中獲得高圖像質(zhì)量分辨率的光學(xué)性能。
[0164] 圖5是包括緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)310的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī)300的示例實(shí)施例的截面圖 示。透鏡系統(tǒng)310包括具有折光力的五個(gè)透鏡元件（301-305)。從物側(cè)到像側(cè)（圖中從左到 右）沿著相機(jī)300的光軸AX布置的是孔徑光闌AS、具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面和 焦距H的第一透鏡元件Ll (301)、具有負(fù)折光力并且具有凸的物側(cè)表面和焦距f2的第二透 鏡元件L2 (302)、具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面和焦距f 3的第三透鏡元件L3 (303)、 具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面和焦距f4的第四透鏡元件L4(304)以及具有正折光 力并且具有凸的像側(cè)表面和焦距f5的第五透鏡元件L5 (305)。透鏡系統(tǒng)310在感光器320 的表面處形成像平面。在一些實(shí)施例中，紅外（IR)濾光器可位于第五透鏡元件L5與感光 器320之間。
[0165] 透鏡系統(tǒng)310的有效焦距給定為f。緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)110的總軌道長(zhǎng)度（TTL) 是第一透鏡元件Ll的物側(cè)表面與像平面之間在光軸AX上的距離。透鏡系統(tǒng)310被配置成 使得透鏡系統(tǒng)310的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)滿足關(guān)系：
[0166] 0. 74<TTL/f<l. 0〇
[0167] 可位于透鏡元件LI的前表面處的孔徑光闌AS決定透鏡系統(tǒng)310的入射光瞳孔 徑。透鏡系統(tǒng)310焦比或F值f/#定義為透鏡系統(tǒng)310的有效焦距f除以入射光瞳直徑。 IR濾光器可起到阻擋可損壞或不利地影響感光器的紅外輻射的作用，并且可被配置為對(duì)于 f沒有影響。
[0168] 表3A-3C提供了如圖5所不的相機(jī)300和透鏡系統(tǒng)310的不例實(shí)施例的各種光學(xué) 和物理參數(shù)的示例值。可以參考表3A-3C為透鏡系統(tǒng)310提供光學(xué)處方。
[0169] 參考表3A-3C，透鏡系統(tǒng)310的實(shí)施例覆蓋了從470nm到650nm的光譜的可見光區(qū) 中的應(yīng)用，參考波長(zhǎng)為555nm。表3A中所示的透鏡系統(tǒng)310有效焦距f是在555nm下的標(biāo) 稱值。表3A-3C中的光學(xué)處方對(duì)于7mm的有效焦距f、在470nm到650nm的光譜上、在f/2. 8 下提供了高圖像質(zhì)量性能，覆蓋了 36度的視角（FOV)。圖5中示出的具有如表3A-3C所示 的光學(xué)處方的7mm焦距緊湊透鏡系統(tǒng)310具有5. 6mm的總軌道長(zhǎng)度（TTL)和0. 80的攝遠(yuǎn) 比率（TTL/f)。
[0170] 透鏡系統(tǒng)310的五個(gè)透鏡元件LI、L2、L3、L4和L5可由具有如表3B中列出的折 射率和阿貝數(shù)的塑料材料構(gòu)成。如表3B中所示，在透鏡系統(tǒng)310的至少一些實(shí)施例中，兩 類塑料材料可用于透鏡元件。透鏡元件Ll和L4可由具有阿貝數(shù)Vl = 56. 1的同一塑料材 料構(gòu)成，并且透鏡元件L2、L3和L5可由具有阿貝數(shù)V2 = 23. 3的另一塑料材料構(gòu)成。
[0171] 如表3A-3C中規(guī)定的透鏡系統(tǒng)310被配置為如參考透鏡系統(tǒng)110和表1A-1C所描 述的那樣校正光學(xué)像差。圖6示出了對(duì)于如圖5所示和表3A-3C中描述的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系 統(tǒng)310的在覆蓋O - 18度的半視角（HFOV)上以及在范圍從470nm到650nm的可見光譜帶 上的多色光線像差曲線的圖。
[0172] 表3A-3C中的光學(xué)處方描述了如圖5所示的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)310的示例實(shí)施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的五個(gè)透鏡元件，其中具有負(fù)折光力或負(fù)焦距f2的第 二透鏡元件L2具有凸的物側(cè)表面，并且具有正折光力或正焦距f3的第三透鏡元件L3具有 凸的物側(cè)表面。此外，在此實(shí)施例中，透鏡元件L2是負(fù)彎月形狀的并且具有正的曲率半徑 R4和R5,其中R4>R5并且R4/R5>1. 0。透鏡元件L3是正彎月形狀的并且具有正的曲率半徑 R6 和 R7,其中 R6〈R7 并且 0〈R6/R7〈1. 0。
[0173] 在如表3A-3C中的光學(xué)處方所描述的透鏡系統(tǒng)310的示例實(shí)施例中，就焦距而言 透鏡元件的折光力分布為 fl = 2. 762mm，f2 = -3. 511mm，f3 = 82. 286mm，f4 = -3. 262mm 并且f5 = 5. 759mm。透鏡元件LI和L5都是雙凸形狀的，其中R2/R3 = -0. 206并且RlO/ Rll = -O. 148。負(fù)彎月透鏡元件L2的形狀具有曲率半徑R4/R5 = 3. 15。透鏡元件L3具 有正折光力并且是正彎月形狀的，其中曲率半徑R6/R7 = 0. 739。透鏡元件L4是雙凹形狀 的，其中曲率半徑R8/R9 = -2. 775。示例實(shí)施例中的透鏡系統(tǒng)310中的緊湊成像系統(tǒng)的表 面的非球面系數(shù)在表3C中列出。通過根據(jù)透鏡元件的折光力分布的布置來配置透鏡系統(tǒng) 310并且如表3A-3C中所示地調(diào)節(jié)曲率半徑和非球面系數(shù)，可以減小透鏡系統(tǒng)310的總軌道 長(zhǎng)度（TTL)(例如，如表3A中所示減小到5. 6mm)并且可以有效地校正系統(tǒng)的像差以在小形 狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)300中獲得高圖像質(zhì)量分辨率的光學(xué)性能。
[0174] 圖7是包括緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)410的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī)400的示例實(shí)施例的截面圖 示，其中緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)410包括具有折光力的四個(gè)透鏡元件（401-404)，而不是如圖 1、3和5中所示的五個(gè)透鏡元件。從物側(cè)到像側(cè)（圖中從左到右）沿著相機(jī)400的光軸 AX布置的是孔徑光闌AS、具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面和焦距fl的第一透鏡元件 Ll (401)、具有負(fù)折光力和焦距f2的第二透鏡元件L2 (402)、具有負(fù)折光力和焦距f3的第 三透鏡元件L3 (403)以及具有正折光力和焦距f4的第四透鏡元件L4 (404)。透鏡系統(tǒng)410 在感光器420的表面處形成像平面。在一些實(shí)施例中，紅外（IR)濾光器可位于第五透鏡元 件L5與感光器420之間。
[0175] 透鏡系統(tǒng)410的有效焦距給定為f。緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)410的總軌道長(zhǎng)度（TTL) 是第一透鏡元件Ll的物側(cè)表面與像平面之間在光軸AX上的距離。透鏡系統(tǒng)410被配置成 使得透鏡系統(tǒng)410的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)滿足關(guān)系：
[0176] 0? 74〈TTL/f〈l. 0。
[0177] 可位于透鏡元件LI的前表面處的孔徑光闌AS決定透鏡系統(tǒng)410的入射光瞳孔 徑。透鏡系統(tǒng)410焦比或F值f/#定義為透鏡系統(tǒng)410的有效焦距f除以入射光瞳直徑。 IR濾光器可起到阻擋可損壞或不利地影響感光器的紅外輻射的作用，并且可被配置為對(duì)于 f沒有影響。
[0178] 表4A-4C提供了如圖7所示的相機(jī)400和透鏡系統(tǒng)410的示例實(shí)施例的各種光學(xué) 和物理參數(shù)的不例值?？梢詤⒖急?A-4C為透鏡系統(tǒng)410提供光學(xué)處方。
[0179] 參考表4A-4C，透鏡系統(tǒng)410的實(shí)施例覆蓋了從470nm到650nm的光譜的可見光區(qū) 中的應(yīng)用，參考波長(zhǎng)為555nm。表4A中所示的7mm有效焦距f?是在555nm下的標(biāo)稱值。表 4A-4C中的光學(xué)處方在470nm到650nm的光譜上、對(duì)于覆蓋36度的視角（FOV)的透鏡系統(tǒng) 410在f/2. 8下提供了高圖像質(zhì)量性能。圖7中示出的具有如表4A-4C所示的光學(xué)處方的 緊湊透鏡系統(tǒng)410具有5. 7mm的總軌道長(zhǎng)度（TTL)和0. 814的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)。
[0180] 透鏡系統(tǒng)410的四個(gè)透鏡元件LI、L2、L3和L4可由具有如表4B中列出的折射率 和阿貝數(shù)的塑料材料構(gòu)成。如表4B中所示，在至少一些實(shí)施例中，兩類塑料材料可用于透 鏡元件。透鏡元件Ll和L3可由具有阿貝數(shù)Vl = 56. 1的同一塑料材料構(gòu)成，并且透鏡元 件L2和L4可由具有阿貝數(shù)V2 = 23. 3的另一塑料材料構(gòu)成。
[0181] 如表4A-4C中規(guī)定的透鏡系統(tǒng)410被配置為如參考透鏡系統(tǒng)110和表1A-1C所描 述的那樣校正光學(xué)像差。圖8示出了對(duì)于如圖7所示和表4A-4C中描述的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系 統(tǒng)410的在覆蓋0 - 18度的半視角（HFOV)上以及在范圍從470nm到650nm的可見光譜帶 上的多色光線像差曲線的圖。
[0182] 表4A-4C中的光學(xué)處方描述了如圖7所不的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)410的不例實(shí)施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的四個(gè)透鏡元件，其中具有負(fù)折光力或負(fù)焦距f2的第 二透鏡元件L2具有凸的物側(cè)表面，具有負(fù)折光力或負(fù)焦距f3的第三透鏡元件L3具有凹的 物側(cè)表面，并且具有正折光力或正焦距f4的第四透鏡元件L4具有凸的物側(cè)表面。此外，在 特定的實(shí)施例中，透鏡元件Ll是雙凸形狀的，并且透鏡元件L2是負(fù)彎月形狀的并且具有正 的曲率半徑R4和R5,其中R4>R5并且R4/R5>1. 0。透鏡元件L3是雙凹形狀的，并且透鏡元 件L4是正彎月形狀的并且具有正的曲率半徑R8和R9,其中R8〈R9并且0〈R8/R9〈1. 0。
[0183] 在如表4A-4C中的光學(xué)處方所描述的透鏡系統(tǒng)410的示例實(shí)施例中，就焦距而 言透鏡元件的折光力分布為fl = 2. 911mm，f2 = -4. 152mm，f3 = -4. 4093mm并且f4 = 7. 287mm。透鏡元件LI和L2間隔很近，使得LI和L2的組合可被認(rèn)為是正折光力或正焦距 H2的空氣間隔雙合透鏡。透鏡元件L3和L3也間隔很近，使得L3和L4的組合可被認(rèn)為是 具有負(fù)折光力和負(fù)焦距f34的雙合透鏡。在如表4A-4C中的光學(xué)處方所描述的透鏡系統(tǒng)410 的示例實(shí)施例中，fl2 = 5. 80mm，并且f34 = -8. 87mm，并且兩個(gè)空氣間隔雙合透鏡相隔T5 =2. 3327mm的軸向距離。透鏡元件Ll是雙凸形狀的，其中曲率半徑R2/R3 = -0. 196。負(fù)彎 月透鏡元件L2具有曲率半徑R4/R5 = 2. 726。利用曲率半徑的這種布置，Ll和L2的組合是 高斯型的空氣間隔雙合透鏡。透鏡元件L3是雙凹形狀的，其中曲率半徑R6/R7 = -314. 045。 透鏡元件L4具有曲率半徑R8/R9 = 0. 479。透鏡系統(tǒng)410的這個(gè)示例實(shí)施例中的透鏡元件 的表面的非球面系數(shù)在表4C中列出。通過根據(jù)透鏡元件的折光力分布的布置來配置透鏡 系統(tǒng)410并且如表4A-4C中所示地調(diào)節(jié)曲率半徑和非球面系數(shù)，可以減小透鏡系統(tǒng)410的 總軌道長(zhǎng)度（TTL)(例如，如表4A中所示減小到5. 7mm)并且可以有效地校正系統(tǒng)的像差以 在小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)400中獲得高圖像質(zhì)量分辨率的光學(xué)性能。
[0184] 表5A-5C提供了如圖7所示的相機(jī)400和透鏡系統(tǒng)410的替換示例實(shí)施例的各種 光學(xué)和物理參數(shù)的示例值。可以參考表5A-5C為透鏡系統(tǒng)410提供替換的光學(xué)處方。
[0185] 參考表5A-5C，在具有7mm的有效焦距f、f/2. 6、36度的F0V、5. 85mm的ITL和ITL/ f = 0. 836的情況下描述如圖7所示的具有四個(gè)透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)410的實(shí)施 例。表5A-5C中的光學(xué)處方描述了透鏡系統(tǒng)410的一實(shí)施例，其中具有負(fù)折光力和焦距的 透鏡元件L2和L3都具有凸的物側(cè)表面。在這個(gè)特定的實(shí)施例中，L2和L3在光軸AX的附 近都是負(fù)彎月形狀的。透鏡元件L3具有正曲率半徑R6和R7,其中R6>R7并且R6/R7>1. 0。 圖9示出了對(duì)于如圖7所示和表5A-5C中描述的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)410的在覆蓋O - 18度 的半視角（HFOV)上以及在范圍從470nm到650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線的 圖。
[0186] 表5A-5C中的光學(xué)處方描述了如圖7所不的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)410的不例實(shí)施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的四個(gè)透鏡元件，其中就焦距而言透鏡元件LI、L2、L3 和 L4 的折光力分布為 f I = 2. 936mm，f2 = -4. 025mm，f3 = -4. 101mm，并且 f4 = 6. 798mm。 透鏡元件LI和L2間隔很近，使得LI和L2的組合可被認(rèn)為是正折光力或正焦距H2的空 氣間隔雙合透鏡。透鏡元件L3和L3也間隔很近，使得L3和L4的組合可被認(rèn)為是具有負(fù) 折光力和負(fù)焦距f34的雙合透鏡。在如表5A-5C中的光學(xué)處方所描述的透鏡系統(tǒng)410的示 例實(shí)施例中，fl2 = 5. 922mm，并且f34 = -9. 70mm，并且兩個(gè)空氣間隔雙合透鏡相隔T5 = 2. 2376mm的軸向距離。透鏡元件Ll是雙凸形狀的，其中R2/R3 =-0.225。負(fù)彎月透鏡元 件L2具有曲率半徑R4/R5 = 3. 782。利用曲率半徑的這種布置，Ll和L2的組合是高斯型 的空氣間隔雙合透鏡。透鏡元件L3是負(fù)彎月形狀的，其中曲率半徑R6/R7 = 15.625。透鏡 元件L4具有頂點(diǎn)曲率半徑R8/R9 = 0. 462。透鏡系統(tǒng)410的這個(gè)示例實(shí)施例中的透鏡元件 的表面的非球面系數(shù)在表5C中列出。通過根據(jù)透鏡元件的折光力分布的布置來配置透鏡 系統(tǒng)410并且如表5A-5C中所示地調(diào)節(jié)曲率半徑和非球面系數(shù)，可以減小透鏡系統(tǒng)410的 總軌道長(zhǎng)度（TTL)(例如，如表5A中所示減小到5. 85mm)并且可以有效地校正系統(tǒng)的像差 以在小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)400中獲得高圖像質(zhì)量分辨率的光學(xué)性能。
[0187] 表6A-6C提供了如圖7所示的相機(jī)400和透鏡系統(tǒng)410的另一替換的示例實(shí)施例 的各種光學(xué)和物理參數(shù)的不例值?？梢詤⒖急?A-6C為透鏡系統(tǒng)410提供另一種替換的光 學(xué)處方。
[0188] 參考表6八-6(：，在具有7_的有效焦距€、以2.5、36度的？0￥、5.9_的1'11和0.842 的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)的情況下描述如圖7所示的具有四個(gè)透鏡元件的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng) 410的實(shí)施例。表6A-6C中的光學(xué)處方描述了透鏡系統(tǒng)410的一實(shí)施例，其中正透鏡元件Ll 是雙凸形狀的，負(fù)透鏡元件L2和L3都具有凸的物側(cè)表面并且是彎月形狀的，并且正透鏡元 件L4具有凸的物側(cè)表面并且是正彎月形狀的。圖10示出了對(duì)于如圖7所示和表6A-6C中 描述的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)410的在覆蓋0 - 18度的半視角HFOV上以及在范圍從470nm到 650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線的圖。
[0189] 表6A-6C中的光學(xué)處方描述了如圖7所不的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)410的不例實(shí)施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的四個(gè)透鏡元件，其中就焦距而言透鏡元件LI、L2、L3 和 L4 的折光力分布為 f I = 2. 932mm，f2 = -3. 872mm，f3 = -4. 250mm，并且 f4 = 6. 668mm。 透鏡元件LI和L2間隔很近，使得LI和L2的組合可被認(rèn)為是正折光力或正焦距H2的空 氣間隔雙合透鏡。透鏡元件L3和L3也間隔很近，使得L3和L4的組合可被認(rèn)為是具有負(fù) 折光力和負(fù)焦距f34的雙合透鏡。在如表6A-6C中的光學(xué)處方所描述的透鏡系統(tǒng)410的 示例實(shí)施例中，fl2 = 6. 063mm，f34 = -10. 744mm，并且兩個(gè)空氣間隔雙合透鏡相隔T5 = 2. 2096mm的軸向距離。透鏡元件Ll是雙凸形狀的，其中曲率半徑R2/R3 =-0. 258,并且負(fù) 彎月透鏡元件L2具有曲率半徑R4/R5 = 3. 936。利用曲率半徑的這種布置，Ll和L2的組 合是高斯型的空氣間隔雙合透鏡。在如表6A-6C中的光學(xué)處方所描述的透鏡系統(tǒng)410的示 例實(shí)施例中，透鏡元件L3是負(fù)彎月形狀的，其中曲率半徑R6/R7 = 5. 750。透鏡元件L4具 有頂點(diǎn)曲率半徑R8/R9 = 0. 470。透鏡系統(tǒng)410的這個(gè)示例實(shí)施例中的透鏡元件的表面的 非球面系數(shù)在表6C中列出。通過根據(jù)透鏡元件的折光力分布的布置來配置透鏡系統(tǒng)410 并且如表5A-5C中所示地調(diào)節(jié)曲率半徑和非球面系數(shù)，可以減小透鏡系統(tǒng)410的總軌道長(zhǎng) 度（TTL)(例如，如表6A中所示減小到5. 9mm)并且可以有效地校正系統(tǒng)的像差以在小形狀 因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)400中獲得高圖像質(zhì)量分辨率的光學(xué)性能。
[0190] 圖11是包括緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)510的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī)500的示例實(shí)施例的截面圖 示。透鏡系統(tǒng)510包括具有折光力的五個(gè)透鏡元件（501-505)。透鏡系統(tǒng)510可被視為圖 1和3的透鏡系統(tǒng)110或210或者圖5的透鏡系統(tǒng)310的變型，并且透鏡系統(tǒng)的元件可以是 相似的。然而，在透鏡系統(tǒng)510中，孔徑光闌位于第一透鏡元件501處并且在透鏡系統(tǒng)510 的前頂點(diǎn)后方，而不是如圖1、3和5中所示地在透鏡系統(tǒng)的前頂點(diǎn)處或者在透鏡系統(tǒng)的前 頂點(diǎn)前方。
[0191] 表7A-7C提供了如圖11所不的相機(jī)500和透鏡系統(tǒng)510的不例實(shí)施例的各種光學(xué) 和物理參數(shù)的不例值?？梢詤⒖急?A-7C為透鏡系統(tǒng)510提供光學(xué)處方。表7A-7C中的光 學(xué)處方是針對(duì)如下透鏡系統(tǒng)510的：其在555nm波長(zhǎng)下具有7mm的有效焦距f、具有f/2. 8 的焦比、36度的F0V、6. Omm的TTL并且TTL/f等于0? 857。透鏡系統(tǒng)510是為覆蓋470nm 到650nm的可見光譜設(shè)計(jì)的緊湊成像透鏡系統(tǒng)。
[0192] 透鏡系統(tǒng)510的透鏡元件LI、L2、L3、L4和L5可由具有如表7B中列出的折射率 和阿貝數(shù)的塑料材料構(gòu)成。關(guān)于透鏡系統(tǒng)510,透鏡元件Ll和L4可由具有Vl = 56. 1的阿 貝數(shù)的塑料材料構(gòu)成。透鏡元件L2、L3和L5可由具有V2 = 23. 3的阿貝數(shù)的塑料材料構(gòu) 成。
[0193] 如表7A-7C中規(guī)定的透鏡系統(tǒng)510被配置為如參考透鏡系統(tǒng)110和表1A-1C所描 述的那樣校正光學(xué)像差。圖12示出了對(duì)于如圖11所示和表7A-7C中描述的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡 系統(tǒng)510的在半視角（HF0V = 18度）上、對(duì)于軸上物場(chǎng)點(diǎn)（0度）到18度的軸外場(chǎng)點(diǎn)以及 在范圍從470nm到650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線的圖。
[0194] 示例實(shí)施例中的透鏡系統(tǒng)510中的透鏡元件的表面的非球面系數(shù)在表7C中列出。 通過根據(jù)透鏡元件的折光力分布的布置來配置透鏡系統(tǒng)510并且如表7A-7C中所示地調(diào)節(jié) 曲率半徑和非球面系數(shù)，可以減小透鏡系統(tǒng)510的總軌道長(zhǎng)度（TTL)(例如，如表7A中所示 減小到6. Omm)并且可以有效地校正系統(tǒng)的像差以在小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)500中獲得高圖 像質(zhì)量分辨率的光學(xué)性能。
[0195] 圖13是包括緊湊攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)610的緊湊攝遠(yuǎn)相機(jī)600的示例實(shí)施例的截面圖 示。透鏡系統(tǒng)610包括具有折光力的五個(gè)透鏡元件（601-605)。透鏡系統(tǒng)610可被視為圖 1、3和5各自的透鏡系統(tǒng)110、210或310或者圖11的透鏡系統(tǒng)510的變型，并且透鏡系統(tǒng) 的元件可以是相似的。然而，在透鏡系統(tǒng)610中，孔徑光闌位于透鏡系統(tǒng)610的第一透鏡元 件601與第二透鏡元件602之間，而不是如圖1、3、5和11中所示在第一透鏡元件處或在第 一透鏡兀件前方。
[0196] 表8A-8C提供了如圖13所不的相機(jī)600和透鏡系統(tǒng)610的不例實(shí)施例的各種光學(xué) 和物理參數(shù)的不例值?？梢詤⒖急?A-8C為透鏡系統(tǒng)610提供光學(xué)處方。表8A-8C中的光 學(xué)處方是針對(duì)如下透鏡系統(tǒng)610的：其在555nm波長(zhǎng)下具有7mm的有效焦距f、具有f/2. 8 的焦比、36度的F0V、6. Omm的TTL并且TTL/f等于0? 857。透鏡系統(tǒng)610是為覆蓋470nm 到650nm的可見光譜設(shè)計(jì)的緊湊成像透鏡系統(tǒng)。
[0197] 透鏡系統(tǒng)610的透鏡元件LI、L2、L3、L4和L5可由具有如表8B中列出的折射率 和阿貝數(shù)的塑料材料構(gòu)成。關(guān)于透鏡系統(tǒng)610,透鏡元件Ll和L4可由具有Vl = 56. 1的阿 貝數(shù)的塑料材料構(gòu)成。透鏡元件L2、L3和L5可由具有V2 = 23. 3的阿貝數(shù)的塑料材料構(gòu) 成。
[0198] 如表8A-8C中規(guī)定的透鏡系統(tǒng)610被配置為如參考透鏡系統(tǒng)110和表1A-1C所描 述的那樣校正光學(xué)像差。圖14示出了對(duì)于如圖13所示和表8A-8C中描述的緊湊攝遠(yuǎn)透鏡 系統(tǒng)610的在半視角（HF0V = 18度）上、對(duì)于軸上物場(chǎng)點(diǎn)（0度）到18度的軸外場(chǎng)點(diǎn)以及 在范圍從470nm到650nm的可見光譜帶上的多色光線像差曲線的圖。
[0199] 示例實(shí)施例中的透鏡系統(tǒng)610中的透鏡元件的表面的非球面系數(shù)在表8C中列出。 通過根據(jù)透鏡元件的折光力分布的布置來配置透鏡系統(tǒng)610并且如表8A-8C中所示地調(diào)節(jié) 曲率半徑和非球面系數(shù)，可以減小透鏡系統(tǒng)610的總軌道長(zhǎng)度（TTL)(例如，如表8A中所示 減小到6. Omm)并且可以有效地校正系統(tǒng)的像差以在小形狀因數(shù)攝遠(yuǎn)相機(jī)600中獲得高圖 像質(zhì)量分辨率的光學(xué)性能。
[0200] 圖15是根據(jù)至少一些實(shí)施例的用于利用如圖1、3、5、11和13所示的具有包括五 個(gè)透鏡元件的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的相機(jī)來捕捉圖像的方法的高級(jí)別流程圖。如1100處所示，通 過孔徑光闌在相機(jī)的第一透鏡元件處接收來自相機(jī)前方的物場(chǎng)的光。在一些實(shí)施例中，孔 徑光闌可位于透鏡系統(tǒng)的前頂點(diǎn)處，或者在前頂點(diǎn)與物平面之間，如圖1、3和5中所示。另 選地，孔徑光闌可位于透鏡系統(tǒng)的前頂點(diǎn)的后方，如圖11和13所示，例如如圖11所示位于 第一透鏡元件處，或者如圖13所示位于第一和第二透鏡元件之間。如1102處所示，第一透 鏡元件將光折射到第二透鏡元件。如1104處所示，光隨后被第二透鏡元件折射到第三透鏡 元件。如1106處所示，光隨后被第三透鏡元件折射到第四透鏡元件。如1108處所示，光隨 后被第四透鏡元件折射到第五透鏡元件。如1110處所示，光被第五透鏡元件折射以在位于 感光器的表面處或該表面附近的像平面處形成圖像。如1112處所示，圖像被感光器捕捉。 雖然沒有示出，但在一些實(shí)施例中，光可通過IR濾光器，該IR濾光器可例如位于第五透鏡 元件與感光器之間。
[0201] 在一些實(shí)施例中，可以如圖1中所示并且根據(jù)表1A-1C中提供的光學(xué)處方來配置 五個(gè)透鏡元件。另選地，可以如圖3中所示并且根據(jù)表2A-2C中提供的光學(xué)處方來配置五 個(gè)透鏡元件。作為另一種替換，可以如圖5中所示并且根據(jù)表3A-3C中提供的光學(xué)處方來 配置五個(gè)透鏡元件。作為另外一種替換，可以如圖11中所示并且根據(jù)表7A-7C中提供的光 學(xué)處方來配置五個(gè)透鏡元件。作為再一種替換，可以如圖13中所示并且根據(jù)表8A-8C中 提供的光學(xué)處方來配置五個(gè)透鏡元件。然而，注意，在實(shí)現(xiàn)相似的光學(xué)結(jié)果的同時(shí)，關(guān)于表 1A-1C、2A-2C、3A-3C、7A-7C和8A-8C中給出的示例的變型是可能的。
[0202] 圖16是根據(jù)至少一些實(shí)施例的用于利用如圖7所示的具有包括四個(gè)透鏡元件的 攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的相機(jī)來捕捉圖像的方法的流程圖。如1200處所示，通過孔徑光闌在相機(jī)的 第一透鏡元件處接收來自相機(jī)前方的物場(chǎng)的光。雖然圖7示出了位于透鏡系統(tǒng)的前頂點(diǎn)處 的孔徑光闌，但在一些實(shí)施例中，孔徑光闌的位置可以更靠近或更遠(yuǎn)離第一透鏡元件。另 夕卜，在一些實(shí)施例中，孔徑光闌可位于攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)中的別處。僅作為一個(gè)示例，孔徑光闌 可位于第一和第二透鏡元件之間。
[0203] 如1202處所示，第一透鏡元件將光折射到第二透鏡元件。如1204處所示，光隨后 被第二透鏡元件折射到第三透鏡元件。如1206處所示，光隨后被第三透鏡元件折射到第四 透鏡元件。如1208處所示，光被第四透鏡元件折射以在位于感光器的表面處或該表面附近 的像平面處形成圖像。如1210處所示，圖像被感光器捕捉。雖然沒有示出，但在一些實(shí)施 例中，光可通過IR濾光器，該IR濾光器可例如位于第四透鏡元件與感光器之間。
[0204] 在一些實(shí)施例中，可以如圖7中所示并且根據(jù)表4A-4C中提供的光學(xué)處方來配置 四個(gè)透鏡元件。另選地，可以如圖7中所示并且根據(jù)表5A-5C中提供的光學(xué)處方來配置四個(gè) 透鏡元件。作為另一種替換，可以如圖7中所示并且根據(jù)表6A-6C中提供的光學(xué)處方來配 置四個(gè)透鏡元件。然而，注意，在實(shí)現(xiàn)相似的光學(xué)結(jié)果的同時(shí)，關(guān)于表4A-4C、5A-5C和6A-6C 中給出的示例的變型是可能的。
[0205] 示例誘鏡系統(tǒng)表格
[0206] 以下表格提供了如本文中參考圖1至14所描述的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)和相機(jī)的示例實(shí) 施例的各種光學(xué)和物理參數(shù)的示例值。表1A-1C對(duì)應(yīng)于如圖1所示的具有五個(gè)透鏡元件的 透鏡系統(tǒng)110的示例實(shí)施例。表2A-2C對(duì)應(yīng)于如圖3所示的具有五個(gè)透鏡元件的透鏡系統(tǒng) 210的示例實(shí)施例。表3A-3C對(duì)應(yīng)于如圖5所示的具有五個(gè)透鏡元件的透鏡系統(tǒng)310的示例 實(shí)施例。表4A-4C、5A-5C和6A-6C對(duì)應(yīng)于如圖7所示的具有四個(gè)透鏡元件的透鏡系統(tǒng)410 的三個(gè)不同的示例實(shí)施例。表7A-7C對(duì)應(yīng)于如圖11所示的具有五個(gè)透鏡元件的透鏡系統(tǒng) 510的示例實(shí)施例。表8A-8C對(duì)應(yīng)于如圖13所示的具有五個(gè)透鏡元件的透鏡系統(tǒng)510的示 例實(shí)施例。
[0207] 在表格中，除非另有規(guī)定，否則所有尺寸都是以毫米為單位的。"S#"代表表面號(hào) 碼。正半徑表明曲率中心在該表面的右側(cè)。負(fù)半徑表明曲率中心在該表面的左側(cè)。"INF" 代表無窮遠(yuǎn)（如光學(xué)中所使用的）。"ASP"表示非球面表面，并且"FLAT"表示平坦表面。厚 度（或間隔）是到下一表面的軸向距離。設(shè)計(jì)波長(zhǎng)表示成像光學(xué)系統(tǒng)的光譜帶中的波長(zhǎng)。
[0208] 對(duì)于透鏡元件和IR濾光器的透鏡元件，提供在氦d線波長(zhǎng)下的折射率Nd，以及相 對(duì)于d線和氫的C線和F線的阿貝數(shù)Vd。阿貝數(shù)Vd可由下式定義：
[0209] Vd = (Nd - I) / (Nf - Nc),
[0210] 其中Nf和N。分別是材料在氫的F線和C線處的折射率值。
[0211] 參考非球面常數(shù)的表格（表1(：、2(：、3(：、4(：、5(：、6(：、7(：和8〇，描述非球面表面的非 球面方程可由下式給出：
【權(quán)利要求】
1. 一種相機(jī)，其特征在于包括： 被配置為捕捉被投射到感光器的表面上的光的所述感光器；以及 被配置為折射來自位于所述相機(jī)的前方的物場(chǎng)的光以在所述感光器的所述表面處的 像平面處形成場(chǎng)景的圖像的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其中所述透鏡系統(tǒng)包括沿著所述相機(jī)的光軸布 置的多個(gè)折射型透鏡元件，其中所述多個(gè)透鏡元件中的至少一個(gè)透鏡元件的至少一個(gè)表面 是非球面的；并且 其中所述透鏡系統(tǒng)具有有效焦距f，其中所述透鏡系統(tǒng)的總軌道長(zhǎng)度（TTL)是6. 0毫米 或更小，并且其中所述透鏡系統(tǒng)的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)在0. 74到1. 0的范圍內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的相機(jī)，其特征在于，所述透鏡系統(tǒng)的有效焦距f?在6. 0毫米到 8. 0毫米的范圍內(nèi)，并且所述透鏡系統(tǒng)的焦比在2. 4到10. 0的范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1所述的相機(jī)，其特征在于，所述透鏡系統(tǒng)的有效焦距f?是7. 0毫米，并 且所述透鏡系統(tǒng)的焦比是2. 8。
4. 如權(quán)利要求1所述的相機(jī)，其特征在于，所述攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)還包括位于所述透鏡系 統(tǒng)的第一透鏡元件處或該第一透鏡元件前方或者位于所述透鏡系統(tǒng)的第一透鏡元件與第 二透鏡元件之間的孔徑光闌。
5. 如權(quán)利要求5所述的相機(jī)，其特征在于，所述孔徑光闌是能調(diào)節(jié)以提供2. 4到10的 范圍內(nèi)的焦比的孔徑光闌。
6. 如權(quán)利要求1所述的相機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)透鏡元件中的至少兩個(gè)透鏡元件 是由第一塑料材料構(gòu)成的，并且所述多個(gè)透鏡元件中的至少兩個(gè)其他透鏡元件是由具有與 所述第一塑料材料不同的光學(xué)特性的第二塑料材料構(gòu)成的。
7. 如權(quán)利要求1所述的相機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像側(cè)沿著光軸 按順序包括： 具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件； 具有負(fù)折光力的第二透鏡元件； 具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第三透鏡元件； 具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第四透鏡元件；以及 具有正折光力并且具有凸的像側(cè)表面的第五透鏡元件。
8. 如權(quán)利要求7所述的相機(jī)，其特征在于，所述第一透鏡元件是雙凸透鏡，并且所述第 一透鏡元件的焦距fl滿足條件0. 35〈fl/f〈0. 45。
9. 如權(quán)利要求7所述的相機(jī)，其特征在于，所述第二透鏡元件具有凸的物側(cè)表面或凹 的物側(cè)表面，并且所述第三透鏡元件和所述第四透鏡元件中的一者或兩者是雙凹透鏡。
10. 如權(quán)利要求1所述的相機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像側(cè)沿著光軸 按順序包括： 具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件； 具有負(fù)折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第二透鏡元件； 具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第三透鏡元件； 具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第四透鏡元件；以及 具有正折光力并且具有凸的像側(cè)表面的第五透鏡元件。
11. 如權(quán)利要求10所述的相機(jī)，其特征在于，所述第五透鏡元件具有正焦距f5、頂點(diǎn)曲 率半徑R10和R11，并且滿足條件0. 75〈f5/f〈l. 2和-1〈R10/R11〈0。
12. 如權(quán)利要求1所述的相機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像側(cè)沿著光軸 按順序包括： 具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件； 具有負(fù)折光力的第二透鏡元件； 具有負(fù)折光力的第三透鏡元件；以及 具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第四透鏡元件。
13. 如權(quán)利要求12所述的相機(jī)，其特征在于， 所述第三透鏡元件具有焦距f3、曲率半徑R6和R7,并且滿足條件-0. 7〈f3/f〈-0. 4 和-500〈R6/R7〈20 ;并且 所述第四透鏡元件具有焦距f4、曲率半徑R8和R9,并且滿足條件0. 8〈f4/f〈l. 5和 0. 0〈R8/R9〈1. 0。
14. 如權(quán)利要求12所述的相機(jī)，其特征在于，所述第一透鏡元件和所述第二透鏡元件 形成具有正折光力和滿足關(guān)系〇. 75〈n2/f〈l. 0的焦距H2的高斯型雙合透鏡，并且所述第 三透鏡元件和所述第四透鏡元件形成具有負(fù)折光力和滿足關(guān)系-2. 0〈f34/f〈-l. 0的焦距 f34的空氣間隔雙合透鏡。
15. 如權(quán)利要求12所述的相機(jī)，其特征在于，所述第二透鏡元件具有凸的物側(cè)表面，并 且所述第三透鏡元件具有凸的物側(cè)表面或凹的物側(cè)表面。
16. -種攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其特征在于包括： 沿著所述攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的光軸布置的多個(gè)折射型透鏡元件，其中所述多個(gè)透鏡元件中 的至少一個(gè)透鏡元件的至少一個(gè)表面是非球面的； 其中所述攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)具有在6. 0毫米到8. 0毫米的范圍內(nèi)的有效焦距f，其中所述 攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)的總軌道長(zhǎng)度（TTL)是7.0毫米或更小，并且其中所述透鏡系統(tǒng)的攝遠(yuǎn)比率 (TTL/f)在0? 74到1. 0的范圍內(nèi)；并且 其中所述多個(gè)透鏡元件中的至少兩個(gè)透鏡元件是由第一材料構(gòu)成的，并且其中所述多 個(gè)透鏡元件中的至少兩個(gè)其他透鏡元件是由具有與所述第一材料不同的光學(xué)特性的第二 材料構(gòu)成的。
17. 如權(quán)利要求16所述的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像 側(cè)沿著光軸按順序包括： 具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件； 具有負(fù)折光力的第二透鏡元件； 具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第三透鏡元件； 具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第四透鏡元件；以及 具有正折光力并且具有凸的像側(cè)表面的第五透鏡元件。
18. 如權(quán)利要求16所述的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像 側(cè)沿著光軸按順序包括： 具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件； 具有負(fù)折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第二透鏡元件； 具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第三透鏡元件； 具有負(fù)折光力并且具有凹的物側(cè)表面的第四透鏡元件；以及 具有正折光力并且具有凸的像側(cè)表面的第五透鏡元件。
19. 如權(quán)利要求16所述的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)透鏡元件從物側(cè)到像 側(cè)沿著光軸按順序包括： 具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第一透鏡元件； 具有負(fù)折光力的第二透鏡元件； 具有負(fù)折光力的第三透鏡元件；以及 具有正折光力并且具有凸的物側(cè)表面的第四透鏡元件。
20. -種設(shè)備，其特征在于包括： 一個(gè)或多個(gè)處理器； 一個(gè)或多個(gè)相機(jī)；以及 包括可由所述一個(gè)或多個(gè)處理器中的至少一個(gè)處理器執(zhí)行來控制所述一個(gè)或多個(gè)相 機(jī)的操作的指令的存儲(chǔ)器； 其中所述一個(gè)或多個(gè)相機(jī)中的至少一個(gè)相機(jī)是攝遠(yuǎn)相機(jī)，該攝遠(yuǎn)相機(jī)包括： 被配置為捕捉被投射到感光器的表面上的光的所述感光器；以及 被配置為折射來自位于所述相機(jī)的前方的物場(chǎng)的光以在鄰近所述感光器的所述表面 的像平面處形成場(chǎng)景的圖像的攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)，其中所述透鏡系統(tǒng)包括沿著所述相機(jī)的光軸 布置的多個(gè)折射型透鏡元件，其中所述多個(gè)透鏡元件中的至少一個(gè)透鏡元件的至少一個(gè)表 面是非球面的；并且 其中所述攝遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)具有有效焦距f，其中所述透鏡系統(tǒng)的總軌道長(zhǎng)度（TTL)是6.0 毫米或更小，并且其中所述透鏡系統(tǒng)的攝遠(yuǎn)比率（TTL/f)在0. 74到1. 0的范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G02B13/18GK204143050SQ201420642436
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】R·I·默卡多 申請(qǐng)人:蘋果公司