[发明专利]包括广角成像透镜系统和大图像传感器的成像装置

说明书

本申请涉及一种用于捕获图像的成像装置(100)。成像装置(100)包括位于所述成像装置(100)的光轴上的第一组光学元件(105)，其中所述第一组光学元件(105)包括多个透镜(110、120、130)并且限定所述成像装置(100)的孔径光阑(170)。此外，成像装置(100)包括图像传感器(160)和位于图像传感器(160)和光轴上的第一组光学元件(105)之间的第二组光学元件(140)。第二组光学元件(140)包括具有凹非球前表面的平场透镜(141)。第一组光学元件(105)的多个透镜包括第一套透镜(110)和第二套透镜(120)，所述第一套透镜(110)限定布置在所述孔径光阑(170)前面的消色差透镜，所述第二套透镜(120)布置在所述孔径光阑(170)后。成像装置(100)允许为，例如，诸如智能手机、平板电脑等移动设备的相机提供具有大图像传感器的广角成像透镜系统。

技术领域

本申请总体上涉及光学成像装置。更具体地，本申请涉及具有广角成像透镜系统和大图像传感器的光学成像装置，例如，用于诸如智能手机、平板电脑等移动设备的相机。

背景技术

许多智能手机包含广角成像系统(“相机”)，其视场(field of view,FOV)约为60到90度，且总轨迹长度(total track length,TTL)与有效焦距(effective focal length,EFL)之比大于1。试图通过增大图像传感器的尺寸来增大分辨率会导致EFL增大，从而增大成像系统的总长度。因此，需要一种光学成像系统，其允许使用大图像传感器(例如，直径为1英寸或更大的图像传感器)，同时保持较短的相机的总轨迹长度(TTL)，即TTL/EFL之比小于1。

发明内容

本申请的目的是提供一种具有广角成像透镜系统和大图像传感器的光学成像装置，例如，用于诸如智能手机、平板电脑等移动设备的相机。

简言之，本申请的实施例提供了一种用于相机的成像透镜系统，其中当相机处于非活动状态时，TTL/EFL之比可以减小到小于1的值。因此，当相机处于非活动状态时，本申请的实施例提供了一种紧凑型相机模块。为了使用相机，将成像系统的第一组光学元件远离图像传感器并沿着光轴移动到活动位置，从而使得TTL/EFL之比大于1以实现高性能光学成像。因此可以获得更高的图像质量。当相机处于非活动状态时，镜头系统会折叠，从而减小成像系统的整体尺寸。此外，本申请的实施例利用在成像系统的至少一个透镜的一个或两个表面上的压印聚合物层或涂层，促进透镜对中和间隔以及轴向和尖端或倾斜对齐。由于透镜和压印聚合物层的结合具有消色差功能，因此压印聚合物层可以提高光学图像质量并降低TTL。

更具体地，根据第一方面，提供了一种用于捕获图像的成像装置。成像装置包括位于所述成像装置的光轴上的第一组光学元件，其中所述第一组光学元件包括多个透镜并限定所述成像装置的孔径光阑。此外，成像装置包括图像传感器和位于所述图像传感器和光轴上的第一组光学元件之间的第二组光学元件。第二组光学元件包括具有凹非球前表面的平场透镜。第一组光学元件的多个透镜包括第一套透镜和第二套透镜，所述第一套透镜限定位于孔径光阑前的消色差透镜，所述第二套透镜位于孔径光阑后。因此，成像装置具有允许大图像传感器的广角成像透镜系统。

在本申请中，当提及透射光的光学元件时，词语“前”和“后”分别指光学元件的入口侧和出口侧。光从前面进入光学元件，从后面离开光学元件。透镜具有前表面和后表面。光(例如来自物体)通过前表面进入透镜，并通过后表面离开透镜(例如朝向图像传感器)。

在另一种可能的实施方式中，第一组光学元件包括限定孔径光阑的光圈。替代地，孔径光阑可以由第一组光学元件的多个透镜“虚拟”限定。

在另一种可能的实施方式中，平场透镜的前表面形状和后表面形状用于校正场曲率像差。有利地，这允许保证合适的场曲率像差，即使存在第一组光学元件的倾斜误差。