CN103733105A - 用于变焦镜头的场曲率校正的自动对焦执行器 - Google Patents

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Abstract

本文描述一种广视场角摄影机模块，其结合适用于电子装置的场曲率校正。经由范例，该广视场角摄影机模块包括微光学镜头，用于捕捉大于三十度的视场角，并进一步用于提供对于对象距离的范围、以及包含1x、2x和3x变焦组构的变焦组构范围的场曲率校正。再者，该场校正可以独立实施或结合修正由该微光学镜头所引起的桶状变形的信息处理来实施。在特定的方面，该场校正可以是自动的依据影像质量分析对于实质上30公分或更大的物距提供高影像质量。

Description

用于变焦镜头的场曲率校正的自动对焦执行器
技术领域
以下一般是关于影像光学，特别是关于小型化镜头架构结合自动对焦执行器以修正在中度或相对大的场视角下的场变形。
背景技术
数字相机或录像机使用一个或多个光学镜片以在传感器上形成对象的实像。该传感器一般是像素化的电光装置，其输出形成在该传感器上的实像的电气响应。该电气响应可以被操作来重新形成该实像在数字光学显示器上，例如液晶显示器(LCD)。当现代的科技进展以能够制造小尺寸的传感器和光学组件时，数字相机和录像机已经被整合到越来越多的消费性装置中。
对于相机和录像机而言，数字影像传感器和微光学的使用已使得这些装置的持续微小化是可能的。因此，摄影机模块已经被整合到小的电子装置中，包含例如手机、智能型手机和个人数字助理(PDA)的手持装置、例如笔记本计算机、上网本(net-book)和桌面计算机的计算装置、例如电视、屏幕和图形显示器等显示设备、隐藏式或显著型的监视设备等等。影像传感器的进步已提供了利用微尺寸定格(micro-scale pixilation)的高分辨率影像侦测器、以及高信号对噪声比(signal to noise ratio)和不断降低的成本。随着数字传感器和微光学的提升，将会想要光学系统的进步以拓展高分辨率系统的潜在益处。
在许多成像镜片(imaging lens)中，影像放大率对于所有的场点(field point)是大约相同的，造成低的影像变形。在此种系统中，是通过改变镜片整体(lens bulk)和传感器之间的距离(所以的镜片一起移动)来达成用于不同场点和物距的焦点调整。有些成像镜片，例如鱼眼镜头(fisheye lenses)或变形变焦镜头(distortionzoom lenses)，其放大率随着场显著改变而造成高度变形的影像。在这种系统中，通过改变改变镜片整体和传感器之间的距离来调整用于不同物距的焦距将造成有些场是合焦的，同时其他的场是失焦的。
因此，在高度变形的成像镜片中，将需要一种光学系统可以调整用于不同场和不同物距的焦距。这可能包含用于广视场角光学(wide field angle optics)的对中度到重度的场曲率(field curvature)的校正(correction)。再者，对于固定变焦或变动变焦光学系统，将想要具有这种场曲率校正。此外，对于在使用中度到高分辨率传感器的薄且光滑的电子装置(例如，照相手机)中的微光学模块，将想要具有这种场曲率。也将想要举有一种光学系统，其可以提供由此种装置中的微光学模块所形成的影像的中间和周边部分两者的场曲率校正。还有，将想要具有一种微光学模块，其对于大于三十度的视场角提供显著的场曲率校正。
发明内容
下文呈现一或多个方面的简化概要，以便提供对该等方面的基本理解。此概要并非所有预期方面的全面概述，且并不欲识别所有方面的重要或关键元素且并不欲界定任何或所有方面的范畴。其目的只在于以简化形式呈现一或多个方面的某些概念作为随后将陈述的更详细描述的序言。
在一具体实施例中，本揭露提供一种用于电子装置的广视场角摄影机模块。该广视场角摄影机模块可以被用来拍摄数码相片、或用于数字录像、或是两者兼具。在本揭露至少一些方面中，该广视场角摄影机模块可以捕捉大于三十度的视场角。在一特定方面中，该视场角可以和实质上33度一样大。
依据本揭露的一个或多个方面，提供一种包含微光学镜片的摄影机模块，该微光学镜片具有广视场角和场曲率校正(场校正)。该场校正可以用于小的、中度的和相对大的视场角，包含大于三十度的视场角。再者，该场校正可以独立实施或结合修正由该微光学镜片所引起的桶状变形的信息处理来实施。
依据所揭露的特定方面，可以通过沿光轴相对于该组镜片的第二子集合，重新定位影像传感器和该组镜片的一子集合来提供场校正。自动执行器(auto-actuator)可以用来重新定位该影像传感器和该组镜片的子集合以对于该摄影机模块的各种视场角组构或变基放大组构提供场校正。在至少一特定方面中，该自动执行器重新定位该影像传感器和最接近该影像传感器的该组镜片中的一个(后镜片)以提供场校正。在此方面中，该影像传感器和该后镜片之间维持一固定距离D。在另一方面中，该自动执行器可以改为相对于该影像传感器和该后镜片地重新定位该组镜片的第二子集合。在任一方面中，可选择该后镜片在其一面或两面光学表面上具有相对轻度的曲率以减轻光学偏心误差。
依据又一方面，提供一种影像优化模块，其提供用于摄影机模块的自动场校正。该影像优化模块可以接收和分析由该摄影机模块所捕捉的光学影像的特性，并判定该光学影像的影像质量。基于该影像质量和目标影像质量的比较结果，可使用自动执行器来对该光学影像产生场校正以改善影像质量。可以重复地优化直到达成目标影像质量、达到迭代的最大次数、或其两者的适当组合。该影像优化模块对该摄影机模块提供自动光学场校正，大量的改进了传统上受限于具有有限自动场校正或没有自动场校正的固定焦距、固定场的光学系统的微小化摄影机模块。
为实现前述及相关目的，该或该等方面包含将于下文充分描述并在权利要求中特别指出的特征。实施方式及随附图式陈述于该或该等方面的详细特定说明性方面中。然而，此等方面仅指示其中可采用各方面的原理的各种方式中的若干方式，且所描述的方面意欲包括所有该等方面及其等效物。
附图说明
图1例示根据本揭露的方面的用于提供对象的光学影像的范例光学系统的方块图；
图2描绘依据进一步的方面的描述相对于光轴的不同视场角的范例光学图标的方块图；
图3例示提供用于相对广的视场角的光学影像的光学组件的范例配置的方块图；
图4描绘用于图3的光学组件配置(参照相同的光学组件)的范例光线图的方块图；
图5例示包括具有优化的场曲率校正的摄影机模块的范例电子装置的方块图；
图6描绘包括设置成用来自动化场曲率校正的机械执行器的范例光学系统的镜片图；
图7例示结合用于场曲率校正的机械执行器的图3的光学组件；
图8描绘对于光学组件的范例色偏焦移图；
图9描绘对于光学组件的主光线角对视角的范例图；
图10例示用于0.420到0.656纳米之间的波长的光学组件的范例场曲率和变形图；
图11描绘作为视场角的函数的对于光学组件的范例横向色差图；
图12和图13分别描绘没有和具有场校正的对应于0.3公尺的物距(OD)和1x变焦(33度视场角)的对于光学组件的离焦调制传递函数(through focusmodulation transfer function,TFMTF)的范例图；
图14和图15分别描绘对于0.3公尺的OD和2x变焦(16.5度视场角)的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图16和图17分别描绘对于0.3公尺的OD和3x变焦(12度视场角)的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图18和图19分别描绘对于0.5公尺的OD和1x变焦的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图20和图21分别描绘对于0.5公尺的OD和2x变焦的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图22和图23分别描绘对于0.5公尺的OD和3x变焦的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图24和图25分别描绘对于0.7公尺的OD和1x变焦的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图26和图27分别描绘对于0.7公尺的OD和2x变焦的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图28和图29分别描绘对于0.7公尺的OD和3x变焦的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图30和图31分别描绘对于1.0公尺的OD和1x变焦的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图32和图33分别描绘对于1.0公尺的OD和2x变焦的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图34和图35分别描绘对于1.0公尺的OD和3x变焦的未校正和经校正TFMTF的范例图；
图36和图37分别描绘对于2.0公尺的OD和1x和2x变焦的未校正的TFMTF的范例图；
图38例示结合依据各种揭露方面的微光学摄影机模块的用于影像分析的范例处理装置。
具体实施方式
现参看图式描述各种方面，其中相同参考数字始终用于指代相同组件。在以下描述中，为达成解释的目的，陈述许多特定细节以便提供对一或多个方面的透彻理解。然而，可显见该(等)方面而无需此等特定细节即可实践。在其他实例中，众所熟知结构及设备以方块图的形式展示以便利于描述一或多个方面。
此外，应当显而易见，本文的教示可以用多种形式来实施，而且本文揭示的任何特定结构或功能仅仅是代表性的。基于本文的教示，本领域技术人员应当了解本文揭示的方面可以独立于其他方面来实施，并且可以用各种方式组合此等方面中的两个或两个以上方面。举例而言，使用本文阐述的任意数量的方面可以实施装置或可以实现方法。此外，使用其他结构、功能性、或者除本文阐述的一或多个方面之外的结构和功能性或不同于本文阐述的一或多个方面的结构和功能性，可以实施装置或实现方法。作为一个实例，以对于微小的光学影像系统提供场校正为背景，对本案所述的多种装置和镜片系统进行描述。本领域技术人员应当了解，类似的技术也可以适用于其他光学镜片架构。举例而言，本文所使用的镜片配至可以用在固定焦距、机械对焦或自动对焦系统中，据此，光学配置或其子集合相对于成像平面(image plane)自动地或手动地被替换。
在本揭露的至少一个方面中，提供一种光学影像系统。该光学影像系统可以包括第一组镜片和第二组镜片。可以透过沿该光学影像系统的光轴相对于该第一组镜片重新定位该第二组镜片来是该光学影像系统对焦。在本揭露的至少一个方面中，该第二组镜片包含用于该光学影像系统的影像传感器。在此(等)方面中，相对于该第一组镜片重新定位该第二组镜片还包括保持该第二组镜片相对于该影像传感器为固定距离，例如，将该第二组镜片连同该影像传感器地重新定位。可以选择该第二组镜片和该影像传感器之间的固定距离、或重新定位的量、或两者的组合来达成结合影像对焦的该影像光学系统的场曲率校正。这是和传统变焦镜片系统的直接对比，其相对于该光学系统的镜片重新定位影像传感器，而非将该影像传感器连同该光学系统的一个或多个镜片重新定位(且因此未保持该影像传感器和一个或多个镜片之间的固定距离以达成对焦)。
依据本揭露的各种方面，场曲率误差(field curvature error)可以是由各种所揭露的光学系统所引起的光学失真(distortion)的结果，举例而言，由该光学系统的镜片的故意变形(intentional deformation)所引起的失真。作为一个实例，可以产生该变形以提供作为场视角的函数的非线性影像放大率，尽管本揭露并不限于此实例。因此，可以实施由本文描述的该揭露的光学系统所提供的场曲率校正来修正由失真的变焦镜片系统所引起的场曲率误差。
现请参照附图，图1描绘依据本揭露的方面的范例光学系统100的方块图。系统100包括以相似的方法相对于光轴104设置的光学组件102的配置。如本文所使用的，光学组件是指对于至少部分位于可见光光谱(例如，包含大约400到700纳米(nm)的波长)中的电磁辐射是至少部分透明的折射(refractive)或反射(reflective)单件(single piece)。合适材料的实例包含研磨并抛光的玻璃、模制(molded)玻璃或由复制的模制制程所形成的玻璃、权重级别光学组件(weight tolevel oprics,WLO)、射出模制塑料、形成在光学基板上的蚀刻微光学组件等等。此外，一个光学组件将具有至少一个折射或反射表面。本文所使用的光学组件的一个实例是光学镜片(optical lens)。光学镜片是一种包含两个相对的折射表面的光学组件，在该相对的表面之间的边缘定义了外直径(对于圆形镜片而言)或该镜片的周长，以及该镜片的边缘厚度。光学镜片的典型配置包含至少大致对一轴(光轴104)是横向的一系列镜片102。然而，应了解到可以存在与本揭露一致的其他可能的配置。本文所定义的“镜片构件”是(A)单一镜片组件距离任何邻近的镜片很远，在计算各该镜片组件的影像形成特性时，其间距不能被忽略，或(B)二个或多个镜片组件具有完全整个接触或彼此非常接近的邻接镜片表面，任何该邻接镜片表面之间的间距是如此小，以使得在计算该二个或多个镜片组件的影像形成特性时可被忽略。因此，一些镜片组件(lens element)也可以是镜片构件(lenscomponent)，且该术语“镜片组件”和“镜片构件”不是互斥的术语。此外，应了解到本文所属用的术语“光学构件(optical component)”是指关联于影像光学系统具有显著特性的对象的超集(superset)，且包含例如镜片组件和镜片构件的光学组件，以及光阑(optical stop)，但也可以包含各种其他对象，例如薄膜、带通滤光片(bandpass filter)、低通或高通滤光片(lowpass or highpassfilter)、偏光滤光片(polarizing filter)、反射镜(mirror)等等。
从光学组件102的左侧(或对象侧)进入的光可以相对于组件(102)连续地相互作用并从组件102的右侧(或影像侧)射出到光学传感器106。应了解到并非所有和该光学组件102左侧相互作用的光都会被传送到该传感器106，部分的光会被各个组件(102)反射，部分的光可以被散射而离开该光轴104并被吸收(例如，被光阑吸收─未图示)等等。然而，一般而言，该光学组件102将在该组件的一侧(例如，左侧)接收来自对象的光，并在该组件的相反侧(例如，右侧)形成该对象的实像。该实像会形成在沿该光轴104上离该光学组件102的某段距离上，称为像距(image distance,ID)。明显地，ID主要是依据对应的物距(object distance,OD─该对象和该光学组件102沿该光轴104之间的距离)，以及该组合的光学组件102的折射率(refractive power)或光学倍率(optical power)而定。
传感器106可以是包含电光传感器(electro-optical sensor)或像素的多维数组(例如，二维数组)的数字装置。此装置的实例可以包含电荷耦合装置(charge-coupled device,CCD)数组、或互补式金氧半晶体管(complementarymetal-oxide semiconductor,CMOS)数组、或其他适合的光学传感器数组。此数组的各电光传感器或像素是设置成当被光照射到时输出电子信息。再者，该电子信息的的电流量是直接相关于照射在该像素的光的能量密度。因此，透过从该数组的各像素收集输出电流水平(current level)，传感器106可以数字地重制照射到该传感器106上的光的二维辐射能量图形(radiant energy pattern)。此外，该传感器106的像素表面或传感器平面108是放置在上述的ID上，所产生的二维辐射能量图形是由该光学组件102所产生的实体光学影像的二维辐射能量图形。因此，传感器106可以用来数字地重制该影像。
由传感器106所产生的数字影像的分辨率是依据在该传感器平面数组108内的像素的数目而定，其换言之是相依于像素面积和总数组面积。因此，举例而言，对于每边大约1.4微米(microns)的相对方形的像素(1.96微米平方)，0.4cm2的传感器数组可以包括8.1百万像素(megapixel,Mp)。换句话说，此传感器将具有约8Mp的分辨率。然而，应了解到本揭露并不限于这些范例的尺寸。
因为传感器106的像素数组产生实像的电子重制品，由传感器106产生的数据以电子信息的形式可以被储存在内存中，投影到显示器以供检视(例如，数字显示屏幕)、在软件中编辑等等。因此，光学系统100的至少一个应用是结合包含数字显示器的数字摄影机(digital camera)或视频摄影机(video camera)。再者，本揭露所包含的光学系统100和其他光学系统可以结合电子装置的摄影机模块来实施(例如，请见以下的图5)。此电子装置可以包含消费性、商用或工业用装置的广泛组合。实例包含消费性电子产品，包含手机、智能型手机、笔记本计算机、上网本、PDA、计算机屏幕、电视、平面电视等等、监控或监视设备(surveillanceor mornitoring equipment)，包含商用设备(例如，ATM摄影机、银行柜台窗口摄影机、便利商店摄影机、仓库摄影机等等)、或是工业用监控设备(例如，机场摄影机、货场(freight yard)摄影机、铁路调车站(rail yard)摄影机等等)。在消费性电子产品的实例中，因为光学组件102可包括具有几公厘或更小的数量级的物理尺寸的光学组件，且因为至少一些该光学组件102可以具有固定位置，系统102和其他所揭露的系统非常适用于各种类型的迷你摄影机模块(mini cameramodules)或微摄影机模块(micro camera modules)。然而，应了解到所揭露的系统并不限于特定应用，相反的，本领域技术人员所熟知的或是透过由本文所提供的内容而知悉的其他应用也包含在本揭露的范畴中。
图2例示描绘被光学系统200所接受的视场角的范围的范例光学系统200的方块图。如本文中所使用的，该术语“视场角”是指入射光的角度的范围，该入射光通过光学组件202的组合成像在影像平面上(描绘成和用于光学系统200的传感器212重合，尽管实际上该影像平面可以沿光轴204移动而可能不会总是与传感器212重合)。视场角是以度(degree)表示并相对于该光学组件202的对象侧的光轴204来量测。该术语“视场角(field angle)”也可以和术语“视场(field ofview)”或“视角(angle of view)”互换。
被光学组件202接收的在视场角内的光被投射到传感器212上的覆盖角度(angle of coverage)214内。覆盖角度214是指透过光学组件202的投射角度，其填满在该光学组件202的影像侧的传感器212的主动区域216。再者，该覆盖角度214至少部分地在该光学组件202的焦度(focal power)和放大率上关联于视场角。因此，举例而言，若该光学组件202的放大率改变，视场角和覆盖角度之间的关系可以改变。
光学系统200描绘三个不同的视场角，视场角1 206、视场角2 208、和视场角3 210。该些视场角206、208、210可以对应光学系统200不同的变焦组构。一般而言，用于摄影机模块的变焦组构可以包含光学变焦或数字变焦、或其适当的组合。作为替代，变焦组构可以包含光学和数字变焦的混合物，由光学变形而产生，其光学地延展或放大影像的一部分(例如，中央部分)，同时光学地压缩或缩小影像的另一部分(例如，外围部分或周边部分)。然后使用数字修复(digitalrestoration)来修正影像的故意造成的光学变形。然而，透过反转该数字修复的子集合，该部分的影像可以再次被光学地放大。
光学变焦包含光学组件202相对于彼此或相对于传感器212的特定配置，其映像或投射一特定的视场角(206、208、210)到覆盖角度214(以角度的说法)或到传感器212的主动区域216上(以空间的说法)。光学组件202的默认组构典型地是关联于1x放大率。举例而言，该1x放大率可以投射视场角1 206到覆盖角度214中，填满该传感器212的主动区域216。光学组件202的不同组构(例如，相对于光学组件202移动传感器212，反之亦然)可以创造2x放大率，投射视场角2208到覆盖角度214中，填满该传感器212的主动区域216(从而将在对象空间中的由视场角2 208定义的较小的对象或其一部分投影到传感器212的主动区域，有效地光学放大该较小的对象或其一部分)。该光学组件202的第三种组构可以创造3x放大率(或等等)，投射视场角3 210到覆盖角度214中，填满该传感器212的主动区域216，光学放大由视场角3 210所定义的对象。上述放大率和视场角之间的范例关系适用于视场角1 206≈2*(视场角2 208)≈3*(视场角3 210)的情况。
数字变焦一般在不改变光学组件202的光学组构下完成(例如，盐光轴204的一个或多个组件的位置)。作为一例示的范例，考虑对应1x光学放大率的光学组件202的静态组构，其投射视场角1 206到覆盖角度214中并填满该传感器212的主动区域216。在此范例中，影像的一部分可以通过延展接收该部分的影像的主动区域216的子集合来数字放大(例如，该处主动区域216的子集合延展到填满摄影机装置的显示屏幕，举例而言)。
上述的混合数字-光学变焦提供影像的一部分的光学放大，其可以通过后图像处理(post-image processing)被修复回未放大的状态。在光学组件202和传感器212可以沿光轴204在位置上是固定的地方，基于光学组件202将该影像光学放大的部分投射到传感器212上的倍率，此光学放大率的大小是固定的，且可以是1.5x放大率、2x放大率、3x放大率、或其他光学放大率的适当度数。在光学组件202或传感器212是不固定的地方，用于该影像的一部分的光学放大率可以变动(例如，通过调整该光学组件202相对于传感器212的位置，反之亦然)，类似以上讨论的标准光学放大率。数字放大的优点是其能够以固定或实质上固定的光学组件202达到影像放大，虽然牺牲了影像传感器212上的分辨率。另一方面，光学放大能够不牺牲影像传感器212上的分辨率达到影像放大，虽然为了重新定位一个或多个光学组件202以完成光学放大而增加了机械复杂度。该混合数字-光学变焦可以对至少影像的一部分完成光学放大而不牺牲影像分辨率并不增加机械复杂度，然而，还可以包含执行器来调整包含在该混合数字-光学变焦中的光学变焦的程度。
在本揭露的一些方面中，使用混合数字-光学变焦来达到用于一光学系统的目标视场角和变焦放大率。在其他方面中，使用光学放大来达到目标视场角和变焦放大率。在本揭露的再其他方面中，可以使用数字放大来达到目标视场角和变焦放大率。在至少一个替代的方面中，可以使用混合数字-光学变焦和光学变焦的组合来达到目标视场角和变焦放大率，或可以使用光学变焦和数字变焦的组合以减轻传感器分辨率的损失或减轻用于光学系统的增加的机械复杂度，或其两者。
图3例示依据本揭露的特定方面的范例光学系统300的方块图。光学系统300包括适用于相对小尺寸的光学影像应用的一组光学组件302。此等应用可以包含在手持电子装置上用于照相或录像的摄影机模块、用于笔记本计算机或平板计算机屏幕的不起眼的网络摄影机(web camera)、隐藏式或明显的监控设备等等。特别是，该组光学组件302用于微光学影像可以提供相对广的视场，包含大于三十度角的视场角，以及在至少一个方面中时直上三十三度的视场角。此外，该组光学组件302可以适用于提供手动或自动场曲率校正，选择性地结合自动对焦校正，如本文中更详细叙述者(例如，见以下的图7)。
光学系统300包括一光轴304，在其上该组光学组件302轴向地中心对齐影像传感器306，以及选择性地放置传感器覆盖玻璃(cover glass)308在传感器306和该组光学组件302之间。如图所示，该组光学组件302包含六个镜片，镜片L1、镜片L2、镜片L3、镜片L4、镜片L5和镜片L6(集合地称为镜片L1-L6)从光学系统300的对象侧到光学系统300的影像侧排列，且至少一个孔径光阑A1设置在镜片L3和镜片L4之间，如图3所描绘的。此外，镜片L1包含两个光学表面R1和R2，其中，R1是凸表面且R2是凹表面。镜片L1中心对齐光轴304且依据本揭露的各种方面，可以典型地具有相对大的正折射率。如本文所使用的，该术语“大或小的折射率”和其他相对的术语(例如，大的光学倍率、小的光学倍率等等)是想要相对于特定光学系统的其他镜片。因此，举例而言，指称镜片L1具有大的正折射率隐含镜片L1相较于光学系统300的其他正折射率的镜片具有大于平均的折射率。相反的，用于光学系统300具有小的折射率的镜片将具有小于平均的折射率。具有负折射率的镜片对应于从负折射率观点的类似术语。镜片L2包括凸状的对象侧表面R3，以及凹状的影像侧表面R4。在本揭露的一些方面中，镜片L2可以具有小的正折射率。然而，在其他方面中，镜片L2可以改为具有小的负折射率。同样地，镜片L3包括凸状的第一表面R5，以及凹状的第二表面R6。相反的，镜片L4具有两个凸表面R7和R，且镜片L5具有两个凹表面R9和R10。镜片L6包括凸状的对象侧表面R11，以及具有下列形状中的一个的影像侧表面R12：平的、轻微凹状的、或是靠近光轴304是轻微凹状的并在离光轴304距离Z的地方有反曲点，在反曲点之外的表面R12是凸的。
一般而言，在给定的物距(例如，0.3公尺、0.5公尺、0.7公尺、1公尺、2公尺、或其他合适的物距)下，并对于想要的视场角、景深(depth of field)、f数值(f-number)等等，可以产生该组光学组件302来在影像传感器316上形成适当的对象(未图标)的影像。此外，可以选择该组光学组件302使得镜头总长(totaltrack length,TTL)小于想要的长度。依据本揭露的其他方面，可以选择该组光学组件302使得投射在影像传感器306上的影像的直径实质上填满该影像传感器306的主动区域。在至少一个方面中，可以选择该组镜片使得TTL对影像尺寸的比率是想要的比率。在一实例中，该TTL对影像尺寸的比率可以实质地是2.42(例如，根据列在以下的表3和表4中的玻璃覆盖板参数)。图3例示了范例的TTL和影像高度，其产生了此影像圈。
该组光学组件302的选择可以包含如图3所描绘的不同镜片的数量的选择(例如，四个镜片、五个镜片、七个镜片等等)、基于各自的折射率(见下述)的不同种类的材料、阿贝数(Abbe number)、或其他光学的或物理的特性、不同的焦长、不同的有效光圈等等以提供上述的想要的影像特征。也应该了解到可以依据其他特征来选择该组光学组件302，例如刚组合的光学组件302的最大光圈或f数值、想要的影像分辨率(例如，线/毫米、线/微米等等)、想要的色偏焦移(chromatic focalshift)、想要的相对照度(relative illumination)、对于给定的物距的想要的调制传递函数(modulation transfer function,MTF)、想要的离焦MTF(throughfocus MTF,TF-MTF)响应、想要的场曲率和变形、或想要的横向色差(lateralcolor)、或前述特性或其他合适特性的组合。
应了解到镜片L1到L6的表面R1到R12(以及本揭露所述及的其他光学表面)可以是可变的形状。在一方面中，一个或多个该表面可以是球状表面。在其他方面中，一个或多个该表面可以是锥形表面。在又其他方面中，一个或多个该表面可以是非球状表面，依据合适的非球面方程式，例如偶数非球面方程式(evenaspheric equation)：
(1) z = [ CY 2 { 1 + ( 1 - ( 1 + K ) C 2 Y 2 ) 1 / 2 } ] + Σ i ( A i * Y i )
，其中，z是从该非球面镜片表面上的一点在径向距离上画的线的弧垂高度(sagheight)(mm)，Y从光轴到该非球面表面顶点的切线平面，C是该非球面镜表面在该光轴上的曲率，Y是从离开光轴的径向距离(mm)，K是锥常数(conic constant)，且Ai是第i个非球面系数，以偶数的i的总和。然而，这些方面不构成本揭露的范畴的限制。反之，各种表面可以是奇数非球面(odd aspheric)、或是包括偶数和奇数系数的非球面方程式。
上述再进一步而言，应了解到光学系统300的镜片L1到L6(以及本揭露所述及的各种其他光学系统的光学镜片)可以由各种合适的种类的透明材料来制作，且依据用于产生光学质量表面的各种适合的制程来形成。在一方面中，镜片L1到L6可以是研磨和抛光的玻璃，此处的玻璃是被选择成具有造成对于组合的镜片L1到L6所想要的有效焦长的折射率。在另一方面中，该镜片可以是光学质量射出模制塑料(或其他由另外的适合方法所形成的光学质量塑料)，其中，该塑料具有适合用来提供想要的有效焦长的折射率。在至少一个其他方面中，可以用类似使用来蚀刻半导体芯片(例如，固态内存芯片、数据处理芯片)的光刻蚀刻制程从透明玻璃、结晶的或其他合适的结构(例如，二氧化硅─SiO2晶圆)蚀刻该镜片L1到L6。
在本揭露的至少一个特定方面中，由以下表1和表2的配方数据提供镜片L1-L6。在此方面中，光学系统300可以包括两个镜片群组，G1和G2，其中，G1可以包含镜片L1、L2、L3、L4、和L5，同时镜片群组G2可以包含镜片L6(例如，见以下的图7的类似实施例的更详细的描述)。表1提供在特定波长下用于镜片L1-L6和用于玻璃覆盖板的折射率数据的适当范围。表2列出用于镜片L1-L6的热膨胀系数。列在表1和表2的数据是对应于23.0000度摄氏温度的模型温度和1.0000大气压的模型压力。所使用的绝对空气指数(absolute air index)对于该数据在0.546000微米的波长下是1.000270，其中，波长是建模在上述的温度和压力下的空气中。(注意该光学传感器覆盖板是建立成具有在该指定波长下的指定折射率的理论上的材料)。
Figure BDA0000466395910000102
Figure BDA0000466395910000111
表1：用于光学系统300的反射率数据
表2：用于光学系统300的热膨胀系数数据
图4例示了包含描绘在以上的图3中的该组光学组件302的范例光线图(raydiagram)400。尤其是，光线图400包含分离的三组光线402、404、406，其包含填满传感器408的主动区域的上半部的光线。第一组光线402与光学组件302的孔径光阑窗口的下边缘(描绘在图3中的孔径光阑A1)相交。第二组光线404与光学组件302相关联的光轴(描绘在图3中的光轴304)的孔径光阑窗口相交。最后，第三组光线406与光学组件302的孔径光阑窗口的上边缘相交。该三组光线402、404、406和光学组件302的交线提供在入射视场角中的光是如何透过光学组件302映像到覆盖角度的例示(或是，在本情况中，大约一半的视场角如何对应到一半的覆盖角度)。
图5例示结合摄影机模块的范例电子装置500的方块图，该摄影机模块依据本揭露的特定方面提供对于相对广的视场角的场曲率校正。可通过机械执行器提供场曲率校正，该机械执行器重新定位该摄影机模块的光学组件的子集合。在一些方面中，可透过电子装置500的用户所发起的手动调整来造成执行器移动。在其他方面中，可以通过包含在电子装置500中的动力精准传动装置(motoriedprecision translation stage)或类似的装置来自动操作该执行器移动。依据特定方面，场曲率校正可以是独立于该摄影机模块所使用的光学变焦机构(若有的话)。在其他方面中，可以结合光学变焦来实施场曲率校正。在前者的状况下，举例而言，该执行器可以调整对光学组件的整体焦长或光学倍率具有最小的影响的该光学组件的子集合的位置。在后者的情况下，该执行器可以调整对光学组件的整体焦长或光学倍率具有显著影响的该光学组件的子集合的位置。作为例示的实例，该执行器可以相对于一个或多个较高倍率的镜片(其保持固定)地调整该传感器以及一个或多个较低倍率的镜片。应了解到也许可在本揭露的范畴内的其他实例，且本揭露不应被建构受到本文所揭露的特定实例所限制。
电子装置500可以包括一组光学组件502。光学组件502可以包含一个或多个光学镜片、镜片构件、孔径光阑、或是使用在影像光学中的其他适合的装置(例如，抗反射薄膜、彩色滤光片、偏光组件等等)。在本揭露的至少一个方面中，光学组件502包含实质上相同于以上的图3的光学组件302。然而，应该了解到本揭露并不限于此方面。
光学组件502中的至少一个构件是影像传感器504。影像传感器504可以包含本文所述的或本领域中所熟知的任何适合的光学影像传感器。此外，电子装置500可以包含电源装置506(例如，电池、DC输入、AC输入等等)，其提供电力给电子装置500以及其各种构件。传感器504可以从电源506取得电力用以接收从光学组件502所投射的光并将该接收到的光转换成所接收到的光的数字影像。此外，电子装置500可以包含由电源506提供电力的处理器508和内存510，并分别用来控制电子装置500的一个或多个构件以及储存关于操控该些构件的指令。在至少一个方面中，内存510储存关于传感器504接收到的影像的优化的指令，并控制光学组件502的子集合的位置(包含或不包含传感器504)以达成影像优化，如以下将更详细描述的。
电子装置500可以额外的包括一个或多个机械执行器512以控制一个或多个光学组件502(包含传感器504)的位置。选择性地，可以由电源506提供电力给机械传感器512。依据此选择，机械执行器512可以由允许可移动的电性-机械部分的移动性的软性引线(flex-lead)或其他适当的电性连接连接至电源506。
在一实例中，可以使用多个机械执行器512以独立地定位分离的光学组件502的子集合的位置。在另一实例中，可以使用单一的机械执行器512来定位光学组件502的单一子集合。依据本揭露的特定方面，可以使用机械执行器512一起定位传感器504和光学组件502的至少一个镜片(例如，见以下的图6和图7)。通过重新定位传感器504，机械执行器512可以用于光学组件502的不同变焦放大率。此外，通过重新定位结合传感器504的光学组件502的至少一个镜片，可以达成对于光学组件502的某程度的场曲率校正。在至少一个特定方面中，重新定位传感器504和光学组件502的至少一个镜片包括用于变焦放大的粗略定位(例如，对应目标变焦放大率的的沿光学组件的光轴的相对大的预定移动)，以及用于场曲率校正的细部定位(例如，沿该光轴的大的预定移动的相对小的微调)。
依据本揭露的一个或多个其他方面，电子装置500可以包含自动场曲率以提供影像质量优化。处理器508可以执行影像分析模块514，其获取来自传感器504的定义已存在的影像的数据。影像分析模块514可以使用一个或多个影像质量的度量标准来判断已存在的影像的相对影像质量。作为影像质量度量标准的一个实例，影像分析模块514可以推导出对于已存在影像的混色光衍射离焦调制传递函数(polychromatic diffraction through focus modulation transfer function,polychromatic diffraction TFMTF)，并将已存在影像的光学传递函数的模数(modulus of the optical transfer function,MTF)和目标MTF值进行比较。若已存在影像的MTF值符合或超出该目标MTF值，影像分析模块514可以输出通过(pass)的结果，指示不需要校正。反之，影像分析模块514可以输出失败(fail)的结果，指示处理器508应该执行光学构件502的校正。选择性地，在失败的结果的输出可以包含从MTF之间的比较或其他影像质量度量标准(例如，MTF之间的差值、关联于目标MTF的焦移、或其他适合的数据)的分析中所获得的数据。
基于影像分析模块514的输出，处理器508可以使用定位模块516来造成机械执行器512重新定位光学构件502的子集合以提供影像校正。在至少一个方面中，定位模块516可以使用由优化模块518所提供的迭代的重新定位以及影像分析，该优化模块518使用一个或多个算法的优化技术以达到传感器504的目标影像质量。举例而言，优化模块518可以基于和随时间推移或随经分析的数据的多次迭代的影像质量相关的多组数据集来优化影像质量。在另一方面中，定位模块516可以使用由输入模块520所提供的手动重新定位。该手动重新定位可以基于人机接口(machine-user interface)，例如按钮、转盘、或其他适当的适用于接收来自电子装置500的用户的输入的机械或电子装置。该输入可以被定位模块516利用来造成机械执行器512以每接收到的输入的单位(例如，按压按钮的次数、机械转盘旋转的角度等等)的预定数量，以及所选择的方向(例如，依据该机械转盘所旋转的方向、两个或多个方向性的重新定位按钮中哪一个被按压等等)来重新定位光学构件502的子集合。在至少一个方面中，定位模块516可以整合由输入模块520所提供的手动输入和优化模块518所提供的自动输入来判定沿光轴重新定位光学构件502的子集合的大小与方向。
为了优化影像数据，机械学习(machine learning)和优化模块516可以利用一组模型(例如，影像表示模型(image representation model)、影像重制模型(image reproduction model)、影像相关性模型(image correlation model)，基于一个或多个影像质量度量标准的影像质量模型、基于前述各者的统计模型等等)来链接相对于目标影像质量的影像质量判定。该模型可以基于多种信息(例如，已存在的影像数据、先前优化迭代的排序后的影像数据、目标影像数据等等)。关联于优化模块518的优化的常规动作可以利用从先前收集的数据训练的模型、基于以新数据(透过模型混合或数据混合方法)更新过的先前模型的模型、或是以种子数据(seed data)训练，之后转为由基于作为误差校正实例来修饰的参数的真实场数据实时地训练的模型。
此外，优化模块518可以使用机械学习和推理技术(reasoning technique)来连结关于优化决定的判断或推测的制定，例如以目标影像质量校正已存在的影像质量、造成影像质量的迭代定位、使用者的定位输入(不论是独自的或是结合一个或多个先前的用户输入或自动化影像分析的迭代)等等。举例而言，优化模块518可以使用机率为基础的(probabilistic-based)或统计为基础的(statistical-based)方法来连结识别及/或更新影像质量。可以基于部分依据分类器(classifier)(未图示)的显性训练，或是依据数据反馈循环的隐性训练等等。
依据本文所述的各种方面的实施，优化模块518也可以使用各种方法中的一个来从数据中学习然后从如此建立的模型(例如，隐马尔可夫模型(Hidden MarkovModel,HMM)和相关的原型依赖性模型、诸如例如由使用贝叶斯模型分数或近似值创建的结构搜索的贝叶斯网络等更一般的机率图模型、诸如支持向量机(SVM)等线性分类器、诸如被称为″神经网络″方法的方法等非线性分类器、模糊逻辑方法和执行数据融合的其它方法等)中得到推论。优化模块518所使用的方法还包括用于捕获逻辑关系的方法，诸如定理证明器或以启发式规则为基的专家系统等。从这种学习的或手动地构造的模型中导出的推论可被用在例如线性和非线性编程等其他优化技术中，其寻求最大化关于最小化已存在影像质量和目标影像质量的差距的误差的机率。举例而言，透过此等优化技术，可以达成最大化对应光学构件502的子集合的光学重新定位的迭代和影像质量迭代之间的相依性的总体精度。
图6例示对于光学影像应用提供场曲率校正的范例光学系统600的方块图。光学系统600可以包括，从光学系统600的对象侧依序排列，沿光轴610是固定位置的镜片1 602和镜片2 604，以及包含一个或多个独立镜片构件的镜片组606，该一个或多个独立镜片具有沿光轴610可调整的位置。此外，光学系统600可包括影像传感器608，其也可以具有沿光轴610可调整的位置。再者，镜片1 602和镜片2 604结合而提供光学系统600主要的光学倍率，使得镜片组606的位置上的改变仅造成光学系统600的整体焦长或光学倍率的微小变化。
依据本揭露的一个方面，设置有机械执行器612，其可以控制具有沿光轴610可调整的位置的影像传感器608和镜片组606的一个或多个镜片的位置。在一方面中，机械执行器612可以将影像传感器608和镜片组606的一个或多个镜片一起定位，保持他们之间固定的距离D。在另一方面中，机械执行器612可以与镜片组606的一个或多个镜片分离地定位影像传感器608(其中，两者之间的距离可以选择是固定的或可以选择是变动的)。在任一情况下，要了解到机械执行器612可以在沿光轴610上的任意方向定位影像传感器608或镜片组606的一个或多个镜片。因此，当向光轴610的右侧定位时，影像传感器608可以位于位置608B、或该镜片组606可以位于位置608B、或是两者。相同地，当向光轴610的左侧定位时，影像传感器608可以位于位置608A、或该镜片组606可以位于位置608A、或是两者。
虽然在图6中描绘对于镜片组606和影像传感器608单纯向右或向左的定位调整，要了解到光学系统600并不以此为限。反之，机械执行器612可以用比绘示的较短或较长的区间来定位镜片组606和影像传感器608。再者，要了解到位置608A、608B、606A和606B未按照比例绘制，且不欲限制机械执行器可以调整影像传感器608和镜片组606的位置的范畴或范围。反之，适当的范围可以由各种因素统治，包含但不限于，想要的最大镜头总长、包含光学系统600的摄影机模块的物理尺寸或机械可动度限制等等。
图7例示依据本揭露再其他方面的范例光学系统700的方块图。在一特定实施例中，光学系统700可以是以上图6的光学系统600的特定实施。然而，本揭露并不如此限缩。在其他特定实施例中，光学系统700包括一组光学构件702，其可以实质上类似于以上图3的该组光学构件302，然而，光学系统700并不以此特定实施例为限。
在额外的，或替代的实施例中，光学系统700可以由以下的表3-5的光学配方所描述。表3列出用于光学系统700的一般镜片数据。表4列出依序从光学系统700的对象侧到影像侧的表面编号，靠近光轴的各表面的曲率半径(R,mm)。厚度值代表依序从光学系统700的对象侧到影像侧的各个表面沿光轴712的轴上表面间间隔(on-axis surface spacing)。表4还包含用于各个镜片的镜片直径和材料的信息。尤其是，第一材料认定为Mat1，而分别的材料任定为Mat2，其中Mat2和Mat1是不同的材料。应了解到Mat1和Mat2可以包括适合的光学塑料、适合的光学玻璃等等，或是其适当的组合。举例而言，在一实例中，镜片L1-L6可以由第一塑料所制作；镜片L1、L3、L4和L6是由第一塑料(例如，Mat1)制作，以及镜片L2和L5是由第二塑料(例如，Mat2)制作。在任何情况，Mat1和Mat2均选择用来提供光学系统700合适的补偿，该选择提供用于光学系统700适合的折射率和阿贝数。在至少一个方面中，光学系统700的F数值可以实值上是2.85，且光学系统的镜头总长可以实质上是12.6mm。表5列出传统非球面方程式的系数值A_i，包含i=2、4、6、8、10、12、14、16的值。在本揭露的至少一个方面中，实值上满足TTL/f<2.2的条件，其中，f是光学系统700的焦长(例如，镜片L1-L6结合的焦长)。举例而言，此条件可以在减少光学系统700的TTL时提供适合的场曲率校正。如所述，该组镜片构件702包括，从对象侧到影像侧，第一镜片L1、第二镜片L2、第三镜片L3、孔径光阑A1、第四镜片L4、第五镜片L5和第六镜片L6。光学系统700额外包括影像传感器704，以及在影像传感器704和镜片L6之间选择性的覆盖板(例如，玻璃覆盖板、塑料覆盖板等等)。在至少一个方面中，类似在以上图3中所述者，该组镜片702可包含第一镜片群组G1和第一镜片群组G2。作为一个实例，G1可以包含镜片L1-L5，而G2可以包含镜片L6。再者，依据此方面，可以满足或实质上满足以下条件：f_1/f<1.85，f_1/f_G1<1.35，其中，f_1是镜片L1的焦长，且f_G1是镜片群组G1的镜片结合的焦长。在至少一个替代的或额外的方面中，可以满足或实质上满足以下条件：f_G1/f<1.37。这些条件可以提供对于场曲率或对于光学系统的非故意的变形的校正。此外，这些条件可以在同时校正散光(astigmatism)和色差之外，能够保持各种像差的良好的校正。
在上述之外或替代的，条件f_1/f<1.85可以对应于对镜片L1相对强的光学倍率，其致能相对小的TTL。在上述的更进一步，光学系统700可以满足或实质上满足该条件(b_f)/f<0.3065，其中，b_f是定义成对于在无限远处的对象被对焦在影像平面704上的状况下，从表面R12到影像表面704之间的距离的后焦长(back focal length)。此条件致能在该组镜片702和影像表面704之间插入例如滤光片的构件而不使得光学系统700的紧凑结构妥协。依据更进一步的方面，对于镜片L1、L3、L4和L6，阿贝数可以在50到60之间。再者，对于镜片L2和L5，阿贝数可以在20到30之间。依据更进一步的方面，可以满足或实质上满足以下的阿贝数条件：L1的阿贝数–L2的阿贝数>约30，L4的阿贝数–L5的阿贝数>约30。在镜片群组G1的阿贝数的差值中满足此些条件可以致能横向色差的控制以提供色差的足够的校正。
参数描述 值
等效焦长(在系统温度下的空气中) 5.74443
等效焦长(在影像空间) 5.74443
镜头总长(TTL) 12.6137
工作F数值 2.857105
影像空间NA 0.1752143
角放大率 1.183246
表3：用于光学系统700的一般光学参数
Figure BDA0000466395910000161
Figure BDA0000466395910000171
表4：用于光学系统700的光学表面数据
表面 参数描述 值
R1 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 0.0050752508
在r6的系数 -8.041844e-005
在r8的系数 -1.2574968e-005
在r10的系数 8.5253994e-007
在r12的系数 0
在r14的系数 0
在r16的系数 0
R2 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 0.010630402
在r6的系数 -0.00020632094
在r8的系数 0
在r10的系数 0
在r12的系数 0
在r14的系数 0
在r16的系数 0
R3 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 0.0094889848
在r6的系数 -0.00028044356
在r8的系数 0
在r10的系数 0
在r12的系数 0
在r14的系数 0
在r16的系数 0
R4 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 0.03797117
在r6的系数 -0.0023052391
在r8的系数 -0.002244545
在r10的系数 0.00052930486
在r12的系数 0
在r14的系数 0
在r16的系数 0
R5 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 0.084158958
在r6的系数 -0.018633593
在r8的系数 0.0024041838
在r10的系数 -0.00030262043
在r12的系数 0
在r14的系数 0
在r16的系数 0
R6 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 0.085425878
在r6的系数 -0.10641887
在r8的系数 0.13472769
在r10的系数 -0.090132084
在r12的系数 0.020830944
在r14的系数 0
在r16的系数 0
坐标中断 组件倾斜
偏心X 0
偏心Y 0
绕X的倾斜 0
绕Y的倾斜 0
绕Z的倾斜 0
顺序 先偏心再倾斜
R7 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 0.022791497
在r6的系数 0.030474529
在r8的系数 -0.11155221
在r10的系数 0.11449845
在r12的系数 -0.043645437
在r14的系数 0
在r16的系数 0
R8 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 -0.13957456
在r6的系数 0.085673252
在r8的系数 -0.043646741
在r10的系数 0.0086062545
在r12的系数 -0.0018918563
在r14的系数 0
在r16的系数 0
坐标中断 组件倾斜
偏心X 0
偏心Y 0
绕X的倾斜 0
绕Y的倾斜 0
绕Z的倾斜 0
顺序 先倾斜再偏心
R9 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 -0.11381214
在r6的系数 0.051395573
在r8的系数 -0.02081412
在r10的系数 0.0035513961
在r12的系数 -0.0012023498
在r14的系数 0
在r16的系数 0
R10 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 -0.042580288
在r6的系数 0.0092521982
在r8的系数 0.00097565235
在r10的系数 -0.00030549923
在r12的系数 0
在r14的系数 0
在r16的系数 0
R11 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 -0.0097915655
在r6的系数 -0.0037323424
在r8的系数 0.0014637092
在r10的系数 -0.00033814236
在r12的系数 0
在r14的系数 0
在r16的系数 0
R12 偶数非球面
在r2的系数 0
在r4的系数 -0.020192576
在r6的系数 0.0057403648
在r8的系数 -0.00075467662
在r10的系数 0
在r12的系数 0
在r14的系数 0
在r16的系数 0
表5：用于光学系统700的详细镜片表面数据
依据本揭露的一个方面，可以设置该组光学构件702以使该组光学构件702的主要光学倍率是由镜片L1、L2和L3，或其子集合所提供。此外，镜片L6可以设置成具有较和缓的形状，或是较小的光学倍率以减轻关联于镜片L6的偏心(de-center)误差，以及减轻由镜片L6相对于镜片L1-L5的移动所造成的该组光学构件702的整体焦长的变化。
如所描绘的，光学系统700可以额外地包括机械执行器710。在一实施例中，机械执行器710是配置成用以降低光学系统700的场曲率误差(例如，光学系统700是扭曲的变焦镜片系统(distorted zoom lens system)，具有由镜片L1-L6中的一个或多个镜片的故意变形或是其他适合用于扭曲的方法所造成的扭曲)。场曲率误差的降低可是对于小的、中度的或大的视场角，或是对于标称的(例如，1x)、中度(例如，2x)以及大的(例如，3x)变焦组构。至少一部分依据由光学系统700成像的对象和镜片L1的前端之间的距离(又称为对象的OD)，可以通过控制影像传感器704和镜片L6之间的相对位置，同时保持其两者间的固定距离D来达成。通过改变影像传感器704的位置到沿光轴712的一组预定位置中的一个，机械执行器710可以启动关联于该组预定位置中的各者的变焦组构(例如，1x、2x、3x等等)。此外，通过相对于前端的镜片L1改变镜片L6的位置连同影像传感器704的位置，机械执行器710改变了该组镜片702的焦长。此可以提供场曲率校正给由光学系统700对焦在影响传感器704上的影像。应了解到机械执行器710的定位可以依据给定的OD自动地实施，可以被优化以最小化影像误差或最大化影像质量(例如，见以上图5)，或可以由电子装置的用户手动地重新定位，例如，响应在电子装置的显示屏幕看到的影响对焦误差。在本揭露的至少一个方面中，可以实施前述机构的组合来控制机械执行器710的定位。
在前述之外，光学系统700的其他实施例考虑了本揭露的部分。举例而言，虽然图7描绘了机械执行器710耦接到镜片L6和影像传感器704，本揭露并不限于这个绘示的实施例。反之，机械执行器710可以耦接至镜片L1-L5(或其子集合)并可以相对于镜片L6和影像传感器704的固定位置地控制这些镜片的位置。在任一情况下，在本揭露的各种方面中均可以保持镜片L6和影像传感器704之间的固定距离D。
在本揭露的至少一个特定方面中，光学系统700可以包含第二对焦执行器714。在由机械执行器710所提供的光学像差的校正之外，可以使用第二对焦执行器来提供用于光学系统700的自动对焦能力。在一实例中，第二对焦执行器714可以被耦接到镜片713，并调整L3相对于光轴712的位置以达到自动对焦。在又一实例中，第二对焦执行器714可以被耦接到镜片L1和镜片L3两者，可以沿光轴712以保持在镜片L1和L3之间的固定距离调整镜片L1和镜片L3。请注意光学系统700的其他镜片(例如，L2，选择性的L1，或是L3、L4、L5、L6)物理上未与第二对焦执行器714耦接，不会受到第二对焦执行器的调整的影响。再者，第二对焦执行器714可以独立于机械执行器710地运作。然而，在本揭露的至少一个方面中，统治由第二对焦执行器714所造成的光学定位调整地处理器(例如，上述的处理器508)以及控制模块(例如，定位模块516、影像分析模块514、优化模块518、输入模块520)可以分析对做为这些定位调整结果的光学影像的独立的和组合的效应，并优化个别的定位调整以达到想要的影像质量(例如，件以上的图5)。
图8描绘依据本揭露的方面的对于光学系统的色偏焦移(chromatic focalshift)的范例图。在至少一个方面中，该色偏焦移对应于以上图3的该组光学构件302或以上图7的该组光学构件702相同的一组光学构件。如所描绘的，色偏焦移是画成沿垂直轴的以微米为单位的波长的函数以及沿水平轴以微米为单位的焦移的函数。该焦移是从在0.4200微米的波长下恰小于负30微米到在0.6560微米的波长下的正20微米焦移的范围内。作为波长的函数的焦移的变化是实质上对大部分所描绘的波长是线性的(例如，从0.4672到大约0.6088微米的波长)，但整体是非线性的关系。对比17.828微米的焦移的衍射限制范围，在整个描绘的波长范围内的最大焦移是49.3012微米。
图9例示依据本揭露的额外方面的光学系统的例示图标。该光学系统可以予以上的该组光学构件302或该组光学构件702实质上相同。图10的图示描绘在垂直轴上以度为单位的主光线角，对沿水平轴，也是以度为单位的视场角(也称为视角)。因此，图标中所描绘的线代表光学系统的主光线角和视场角的范围内的各别的角度的比率。在本揭露的一方面中，12度、16.5度和33度的视场角可分别实质地对应光学系统的3x、2x和1x放大率。
图10描绘依据其他揭露方面的光学系统的场曲率和变形的范例图。在至少一些实施例中，该光学系统可以与以上的该组光学构件302或该组光学构件702实质上相同。用于该场曲率和变形图示的最大视场角是33度。此外，两个图的数据是遵从0.420、0.486、0.546、0.588和0.656微米的波长。如所描绘的，场曲率是位于约正的0.01到约负的0.09毫米之间的范围，具有在0.00到负的0.05毫米之间的最显著的场曲率。在各别的波长之间的变形是小的，如在变形图上合为一束的波长线所表示的。然而，再从0到大约负的35百分比的范围内，变形相当的显著。
图11例示依据本文所揭露的又其他方面的光学系统的横向色差的范例图。该光学系统可以与以上的该组光学构件302或该组光学构件702实质上相同。该横向色差图包含从零到33度的视场角的范围。此外，该横向色差图包含一个范围内的波长的分开的线，包含0.420、0.486、0.546、0.588和0.656微米的波长。更特别是，在垂直轴的横向色差标尺是跨越-2到2微米的范围。
图12到图35描绘在各种物距(从0.3米到1.0米的范围)下以及对各种变焦放大率(从1x变焦到3x变焦放大率)的用于光学系统700的混色光衍射TFMTF图。此外，提供数个用于具备场曲率校正的光学系统700的数个混色光衍射TFMTF图来对比具备无校正的光学系统组构。该场曲率校正包含沿光轴712的镜片L6和影像传感器704的位移相对于未校正的沿光轴712的镜片L6和影像传感器704的默认位置。图12到图35的各者将在以下分别讨论。再者，图36和图37描绘用于2.0公尺的物距的未校正的混色光衍射TFMTF图，其具有对比于较小的物距具有最小的场曲率误差。
图12和图13例示用于光学系统700，对于0.3公尺的物距、1x变焦放大率和33度视场角的范例TFMTF图。图12是未对场曲率进行校正，且显示显著的场曲率误差。在0毫米的焦移(水平轴)下，该MTF曲线(实线)显示在垂直轴上的MTF值其实质上小于对于许多影像应用是足够的0.3的典型目标MTF值。为了改善用于具有0.3公尺物距和1x变焦放大率的光学系统700的MTF(例如，此处光学系统700是扭曲变焦镜片系统)，施加了0.92毫米的校正给镜片L6和影像传感器704(保持镜片L6和影像传感器704之间的固定距离D)。该校正的MTF是由图13描绘。如由图13的TFMTF图所证明，该MTF曲线(实线)显著的大于在0毫米的焦移(水平轴)下的0.3的目标MTF值。应了解到该0.92毫米的校正可以是基于0.3公尺的物距而对于光学系统700是预定的、可以是由优化模块(例如，见以上的图5)所优化的、或是可以至少一部分来自使用者输入，如本文所述。
图14和图15例示用于光学系统700，对于0.3公尺的物距、2x变焦放大率和16.5度视场角的范例TFMTF图。特别是，图14对于场曲率误差是未校正的，而图15是通过镜片L6和影像传感器704的0.92微米的调整对场曲率校正。如图14所描绘，该MTF值在0毫米的焦移是实质上低于0.3的目标MTF值，且实质上与以上图12所示的用于1x变焦放大率在0焦移下的MTF值相同。相同的，0.92微米的场曲率校正提供了显著的场曲率校正，如图15所示。特别是，图15的TFMTF图所示的MTF实质上大于0.3的目标MTF值，代表在影像传感器704上适当对焦的影像。
图16和图17例示用于光学系统700，对于0.3公尺的物距、3x变焦放大率和12度视场角的范例TFMTF图。图16例示对应在0.3公尺物距下对场曲率误差未校正的光学系统的TFMTF。类似分别显使在图12和图14的对于1x和2x变焦放大率的TFMTF图，在3x变焦放大率下的TFMTF具有在0焦移下实质上小于0.3的目标MTF值的MTF值。图17描绘用于具有施加0.92校正给镜片L6和影像传感器704的光学系统700的TFMTF图。类似图13和图15，该0.92的校正实质改善了光学系统700在0焦移下的MTF值。因此，调整的镜片L6和影像传感器704的位置0.92微米足够提供对于0.3公尺的物距的场曲率校正，独立于光学系统700所使用的变焦放大率(至少在1x到3x放大率的范围内)。
图18和图19例示用于光学系统700，对于0.5公尺的物距、1x变焦放大率和33度视场角的范例TFMTF图。特别是，图18描绘的用于光学系统700的TFMTF对于场曲率误差是未校正的。0.5公尺的物距相较于0.3公尺的物距，光学系统700的场曲率是较小的。此可以简单地由比较分别在图12和图18在0焦移下的各别MTF值来判定。然而，当场曲率误差未校正时，在0焦移下的MTF值仍实质上低于0.3的目标MTF。图19例示施加0.8391微米的场曲率校正给镜片L6和影像传感器704的对于光学系统700的TFMTF图。如图19得经校正的TFMTF图的实现所示，在0焦移下的MTF值大于0.5，且实质上大于0.3的目标MTF。
图20和图21例示用于光学系统700，对于0.5公尺的物距、2x变焦放大率和16.5度视场角的范例TFMTF图。图20是未校正的TFMTF图，其再次显示显著的场曲率误差(例如，在0焦移下的MTF显著的低于0.3的目标MTF)。0.8391微米的场曲率校正被施加给镜片L6和影像传感器704，且在0.5公尺的物距下的光学系统700的经校正TFMTF是如图21所示。简单可证的，该经校正的TFMTF图显示在0焦移下大于0.5的MTF。
图22和图23例示用于光学系统700，对于0.5公尺的物距、3x变焦放大率和实质上12度视场角的范例TFMTF图。对于图22所示的未校正的TFMTF图，场曲率误差是显著的。类似图18和图20分别的1x和2x变焦放大率图，在0焦移下的MTF实质上低于0.3的目标MTF。再次，施加0.8391微米的场曲率校正给光学系统700的镜片L6和影像传感器704，且造成的经校正的TFMTF是描绘在图23。0.8391微米的场曲率校正对于3x变焦放大率和12度视场角提供了显著的校正以将MTF带到0.3的目标MTF之上。类似0.3公尺的物距，共同的场曲率校正足够用以校正在0.5公尺的物距下分别对于1x、2x、3x变焦放大率和33、16.5、以及实质上12度视场角的光学系统700。
图24和图25例示用于光学系统700，对于0.7公尺的物距、1x变焦放大率和33度视场角的范例TFMTF图。特别是，图24描绘对于场曲率误差未校正的TFMTF，而图25对于场曲率是校正的TFMTF。如图24所示，在0焦移下的MTF值优于0.5公尺和0.3公尺(分别比较图18和图12)，但仍显著的低于即使是较小的物距下的经校正的TFMTF图。尤其是，该未校正的TFMTF具有在0焦移下对于大部分视场角(实线)是大约0.25或更小的MTF值。图25的经校正的TFMTF对应施加给光学系统700的镜片L6和影像传感器704的0.81微米的校正。显而易见的，该经校正的MTF在0焦移下是明显在0.5之上，类同于上述的0.3和0.5的物距的经校正的MTF值(例如，分别比较图13和图19)。
图26和图27例示用于光学系统700，对于0.7公尺的物距、2x变焦放大率和16.5度视场角的范例TFMTF图。图26包含对于场曲率未校正的TFMTF图。对于最高到16.5度的大部分视场角，该在0焦移下的MTF低于0.25。相同的，图27的经校正的TFMTF图对应施加给光学系统700的镜片L6和影像传感器704的0.81微米的校正。该经校正的MTF在0焦移下是大于0.5，类同于图25所示的在1x变焦放大率下用于光学系统700的经校正的MTF。
图28和图29例示用于光学系统700，对于0.7公尺的物距、3x变焦放大率和实质上12度视场角的范例TFMTF图。图28包含对于场曲率未校正的TFMTF图，而图29包含对于场曲率经过校正的TFMTF图。与上述的1x和2x变焦放大率的实例相同，该在0焦移下未校正的MTF是在0.25以下(图28)，而该在0焦移下经校正的MTF是实质上在0.5以上(图29)。类似以上0.3公尺和0.5公尺的物距，施加共同的校正因子给镜片L6和影像传感器704就足够校正对于在0.7公尺的物距下各种变焦放大率的在0焦移下的MTF。
图30和图31例示用于光学系统700，对于1.0公尺的物距、1x变焦放大率和实质上33度视场角的范例TFMTF图。图30例示对于光学系统700未校正的TFMTF，而图31例示对于光学系统700经校正的TFMTF。在1.0公尺的物距下，该未校正的TFMTF实质上优于在0.3、0.5和0.7公尺的物距下(分别比较图12、图18和图24)。特别是，对于大部分的视场角，该未校正的MTF在0焦移下是在0.4以上。然而。当与图31的经校正的MTF相较，当MTF曲线的峰值是集中在约0焦移时，仍能获得实质的增进，提供了优化的TFMTF。施加给光学系统700对于1.0公尺物距下的场曲率校正是0.78微米(施加给光学系统700的镜片L6和影像传感器704)。
图32和图33例示用于光学系统700，对于1.0公尺的物距、2x变焦放大率和实质上16.5度视场角的范例TFMTF图。图32包含对于光学系统700未校正的TFMTF，而图33包含对应施加0.78微米校正给镜片L6和影像传感器704的经校正的TFMTF。对于1.0公尺的物距下的场曲率校正将TFMTF曲线的峰值移动到0焦移的位置，提供了大于0.5的在0焦移下的最佳MTF。
图34和图35描绘用于光学系统700，对于1.0公尺的物距、3x变焦放大率和实质上12度视场角的范例TFMTF图。类似以上讨论的1x和2x变焦放大率，对于大部分的视场角，图34所示的在3x变焦放大率下的该未校正的TFMTF大于0.3，但TFMTF峰值相对于0焦移位置而言仍是偏心的。通过施加0.78微米的校正给光学系统700的镜片L6和影像传感器704，校正了此偏心峰值，如图35所示。再次，证明共同的场曲率校正足够提供在1x、2x和3x变焦放大率下的TFMTF图的显著校正。
图36和图37分别例示用于光学系统700，对于2.0公尺的物距、1x和2x变焦放大率，以及33度视场角和16.5度视场角的范例TFMTF图。在2.0公尺的物距下，对于光学系统的各别TFMTF图并未显示显著的场曲率误差。尤其是，该巅峰MTF值是集中在约0焦移位置，代表在影像传感器704上实质的最佳影像，不需要场曲率校正。
为了对本揭露的各种方面提供额外的叙述，图38和以下的讨论是想要提供其中本揭露的各种方面可以实施的合适电子计算环境的简略的、一般性的概述。举例而言，可以通过以下描述的一个或多个计算机处理功能实施关于索取光学影像数据、分析查询数据、为输出分析写入数据、依据此些分析所提供的反馈更新迭代写入等等的关于产生智能化及互动数据查询的逻辑及/或作业分析(operational function)。当本目标的部分已经在本文中以方块图和方块构件的一般上下文进行描述，熟知本领域的技术人员将了解到各种所揭露的目标也可以用计算机程序的计算机可执行的指令来实施，譬如执行在例如个人数字助理、手机、智能型手机等或类似的程序模块的计算机及/或多台计算机者。
一般而言，程序模块包含例行任务、程序、构件、数据结构等等，其可以执行特定的任务及/或实施特定的抽象数据(abstract data)种类。再者，熟知本领域的技术人员将了解到该创新的方法可以用其他处理系统组构来实现，包含单处理器和多处理器系统、迷你计算装置、和个人计算机、手持计算装置(例如，个人数字助理[PDA]、手机、手表…)、微处理器为基础的或可程序化的商用或工业用电子产品等等。所例示的方面也可以实现在分布式计算环境(distributedcomputing environment)中，其任务是由透过沟通网络连接的远程处理装置所实现。然而，本发明的一些(若非全部)方面可以在独立处理装置上实现。在分散计算环境中，计算模块可以位于本机及远程内存储存装置两者中，叙述如下。
参照图38，用于实施本文所揭露的各种电子处理方面的范例环境3810包含处理装置3812(例如，桌面计算机、笔记本计算机、服务器、手持装置、可程序化商用或工业用电子产品…)。该处理装置3812包含处理单元3814、系统内存3816以及系统总线3818。该系统总线3818可以耦接系统构件，包含但不限于，该系统内存3816到处理单元3814。该处理单元3814可以是各种微处理器中的任何一个，例如双核心微处理器、四核心微处理器、以及对于计算环境3810而言适合的其他微处理器架构。
该系统总线3818可以是任何种类的适合的总线结构，包含内存总线或内存控制器、周边总线或外部总线、及/或使用任何合适种类的可用总线架构的本机总线(local bus)，包含但不限于，11位总线、工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture,ISA)、微通道体系结构(Micro-Channel Architecture,MSA)、延伸ISA(Extended ISA,EISA)、智能驱动电子(Intelligent Drive Electronics,IDE)、VESA本地总线(VESA Local Bus,VLB)、外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)、通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)、加速图形接口(Advanced Graphics Port,AGP)、个人计算机内存卡国际协会总线(PersonalComputer Memory Card International Association bus,PCMCIA)、以及小型计算机系统接口(Small Computer Systems Interface,SCSI)。
该系统内存3816可以包含易失性内存3820和非易失性内存3822。该基本输入/输出系统(BIOS)，含有用以在处理装置3812内的组件之间传送信息的例行公事，例如在启动期间，是储存在非易失性内存3822。由例示而非限制的方式，非易失性内存3822可以包含只读存储器(read only memory,ROM)、可程序化ROM(PROM)、电子可程序ROM(EPROM)、电子可抹除ROM(EEPROM)、或闪存。易失性内存3820包含随机存取内存(random access memory,RAM)，其作用为外部高速缓存。由例示而非限制的方式，RAM可以是各种形式，例如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据率SDRAM(double datarate SDRAM,DDR SDRAM)、加强型SDRAM(enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步链接DRAM(Synchlink DRAM,SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(direct Rambus RAM,DRRAM)。
处理装置3812也可以包含可移动/非可移动、易失性/非易失性计算机储存媒体。图38例示，举例而言，碟盘存储3824。碟盘存储3824可以包含但不限于，闪存卡、大拇哥随身碟(thumb drive)、USB随身碟，以及其他储存装置，例如磁盘驱动器、软盘驱动器(floppy disk drive)、磁带机(tape drive)、Jaz磁盘驱动器、Zip磁盘驱动器、LS-100磁盘驱动器、或记忆棒(memory stick)。此外，碟盘存储3824可以包含分离的或与其他储存媒体结合的储存媒体，包含但不限于例如紧密盘片ROM装置(compact disck ROM,CDROM)、可录式CD光驱(CD-R Drive)、可抹写光驱(CD-RW Drive)的光学盘片装置，或是数字多用途光盘ROM光驱(DVDROM)。为了连接碟盘存储3824到系统总线3818，是使用例如接口3826的可移动或不可移动接口。
应了解到图38描述作为使用者和在处理环境3810中所述的基础计算资源之间的中介的软件。此软件可以包含操作系统3828。操作系统3828，其可以储存在碟盘存储3824中，作用来控制和安排处理系统3812的资源。系统应用3830利用通过操作系统3828透过程序模块3832的资源管理，且程序数据3834储存在系统内存3816或碟盘存储3824中。要了解到本发明可以用各种操作系统或操作系统的组合来实施。
使用者可以透过输入设备3836输入命令或信息到处理装置3812中。输入设备3836可以包含但不限于，指取装置(pointing device)，例如鼠标、轨迹球、触控笔、触摸板、键盘、麦克风、游戏杆、游戏版、卫星天线、扫描仪、电视调节器卡(TV tuner card)、数字相机、数字录像机、网络摄影机等等。这些和其他输入设备透过接口端口3838经过系统总线3818连接到处理单元3814。接口端口3838可以包含，举例而言，串行端口、并行端口、游戏端口以及通用串行总线(USB)。输出装置3840可以利用一些和输入设备3836相同种类的埠。因此，举例而言，USB埠可以使用来提供输入给处理装置3812并从处理装置3812输出信息到输出装置3840。输出适配器3842是提供来例示在其他需要特别适配器的输出装置3840之中的一些输出装置3840，例如显示器(例如，平面和CRT)、扬声器、和打印机。由例示但不限制的方式，该输出适配器3842包含影像和声卡，其提供在输出装置3840和系统总线3818之间的一种连接方式。应了解到其他装置及/或装置的系统提供输入和输出两者的能力，例如远程计算机3844。
处理装置3812可以使用逻辑连接到一个或多个远程计算机的网络化环境中，例如远程计算机3844。该远程计算机3844可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、工作站、微处理器为基的用具、对端装置(peer device)或其他通用网络节点等等，且可典型地包含许多或全部所述的关于处理装置3812的组件。为了简化的目的，只有内存储存装置3846和远程计算机3844一起例示。远程计算机3844是透过网络接口3848逻辑地连接到处理装置3812，然后透过沟通连接3850物理地连接。网络接口包括沟通网络，例如局域网络(LAN)和广域网(WAN)。LAN技术包含光纤分布式数据接口(Fiber Distributed Data Interface,FDDI)、铜分布式数据接口(Copper Distributed Data Interface,CDDI)、以太网络/IEEE802.3、Token Ring/IEEE802.5等等。WAN技术包含但不限于，点对点连接、电路交换网络，例如整合服务数字网络(Integrated Serveces Digital Networks,ISDN)以及其变型、分组交换网络、以及数字用户回路(Digital Subscriber Lines,DSL)。
沟通连接3850是指使用来连接网络接口3848和总线3818的硬件/软件。虽然沟通连接3850为了清楚例示而显示在处理装置3812内部，其也可以在处理装置3812外部。需要用来连接网络接口3848的硬件/软件包含，举例而言，内部和外部技术，譬如调制解调器，包含一般电话级调制解调器(regular telephonegrade modem)、线缆调制解调器(cable modem)、电力调制解调器(power modem)以及DSL调制解调器、ISDN适配器和以太网络卡或构件。
本文使用的词语“范例”意味着用作示例、实例或说明。本文被描述为“范例”的任何方面或设计不必被解释为比其它方面或设计更优选或更有利。相反，使用示例性一词意在以具体的方式来呈现概念。而且，如在本申请中使用的，术语“或者”意在表示包括性的“或者”而不是排它性的“或者”。也就是说，除非以其它方式表明，或者根据上下文清楚得知，否则“X使用A或者B”意在表示任何自然的包括性置换。也就是说，若X使用A，X使用B，或者X使用A和B二者，则前述实例的任意一个都满足表述“X使用A或者B”。另外，除非以其它方式表明或者根据上下文能够清楚得知是指单数形式，否则本申请和所附权利要求中使用的词语“一”和“一个”通常被理解为表示“一个或者多个”。
再者，关联于本文叙述的所揭露的光学系统的电子系统可以包含或由基于构件、次构件、制程、方式、方法或机制(例如，支持向量机、神经网络、专家系统、Bayesian信念网络、模糊逻辑、数据融合引擎、分类器…)的人为智能或知识或规则所组成。在这之中或在已经叙述的之外的构件，可以自动化某些从其实行的机制或制程以使得部分的系统更为适用以及有效率及更具智能。举例而言，此等构件可以自动优化一光学系统的影像质量，如上所述(例如，见以上图5的电子装置500)。
上文所述内容包括提供所请求目标的方面的范例。当然，为了描述所请求目标，不可能描述部件或方法的每种可能的组合，但本领域普通技术人员可认识至到所请求目标的许多进一步的组合和置换是可能的。因此，本揭露是想要包括落在所附权利要求中的精神和范围内的所有此等替代、修饰和变型。此外，对于用于详细说明、权利要求书、附录和附图中的术语“包括”、“具有”、“拥有”等等来说，这种术语与术语“包含”类似，是包括性的，如“包含”在权利要求书中用作过渡词时的解释。

Claims (24)

1.一种光学系统，包括：
多个光学组件，沿一共同光轴设置，用以形成一对象的实像，所述的光学组件包含：
一组镜片，用以提供可变光学倍率给该光学系统，其中，该可变光学倍率的改变是作为视场角的函数；
影像传感器；
且其中，该光学系统还包括：
机械执行器，其调整在该组镜片中的至少一个和该影像传感器之间沿着该共同光轴的第一距离，同时保持该组镜片中的至少另一个和该影像传感器之间的第二距离，从而提供用于该光学系统的该可变光学倍率的场曲率校正。
2.如权利要求1所述的光学系统，其中，该机械执行器协同调整该组镜片中的该至少另一个与该影像传感器的位置，保持该组镜片中的该至少另一个与该影像传感器之间的固定距离。
3.如权利要求1所述的光学系统，其中，该组镜片中的该至少另一个与该影像传感器经调整后的位置随着该对象的物距而改变。
4.如权利要求3所述的光学系统，其中，对于实质上0.3公尺的物距来说，沿着该共同光轴的该组镜片中的该至少另一个与该影像传感器经调整后的位置是实质上位于0.88到0.94微米之间。
5.如权利要求3所述的光学系统，其中，对于实质上0.5公尺的物距来说，沿着该共同光轴的该组镜片中的该至少另一个与该影像传感器经调整后的位置是实质上位于0.81到0.85微米之间。
6.如权利要求3所述的光学系统，其中，对于实质上0.7公尺的物距来说，沿着该共同光轴的该组镜片中的该至少另一个与该影像传感器经调整后的位置是实质上位于0.79到0.83微米之间。
7.如权利要求3所述的光学系统，其中，对于实质上1.0公尺的物距来说，沿着该共同光轴的该组镜片中的该至少另一个与该影像传感器经调整后的位置是实质上位于0.76到0.80微米之间。
8.如权利要求1所述的光学系统，还包括第二执行器，其耦接到该组镜片的子组合，以提供用于该光学系统的自动对焦。
9.如权利要求8所述的光学系统，其中，该第二执行器耦接到并调整该组镜片的物镜或该组镜片从对象侧算来的第三镜片的位置，以提供自动对焦。
10.如权利要求8所述的光学系统，其中，该第二执行器耦接到并调整该组镜片的物镜以及该组镜片的第三镜片两者的位置，以提供自动对焦。
11.如权利要求1所述的光学系统，还包括：
影像分析模块，其分析相对于目标影像质量的该实像的影像质量；
优化模块，其用于若该影像质量不符合该目标影像质量时，修改该场曲率校正，并输出经修改的场曲率校正；以及
定位模块，其将该经修改的场曲率校正转换为该组镜片中的该至少另一个与该影像传感器经调整后的位置的位置修正，其中，该自动对焦执行器依据该位置修正进一步调整沿着该共同光轴的该组镜片的该至少另一个与该影像传感器的位置。
12.如权利要求1所述的光学系统，还包括输入模块，其使得关于手动场曲率调整的使用者输入更为容易，其中，该自动对焦执行器判定或微调该组镜片的该至少另一个与该影像传感器的位置。
13.如权利要求1所述的光学系统，该组镜片包含：
物镜，具有正的折射率，以及凸的对象侧表面和凹的影像侧表面；以及
第二镜片，具有凸的对象侧表面和凹的影像侧表面。
14.如权利要求13所述的光学系统，其中，该组镜片的该至少另一个具有以及凸状的对象侧表面和至少部分是凹的影像侧表面。
15.如权利要求14所述的光学系统，其中，该组镜片的该至少另一个面向该影像侧的表面具有离该共同光轴一距离Z的反曲点，其中，面向该影像侧的该表面从凹状变为凸状。
16.如权利要求13所述的光学系统，该组镜片还包含第三镜片，具有凸状的对象侧表面和凹状的影像侧表面。
17.如权利要求16所述的光学系统，该组镜片还包含第四镜片，具有凸状的对象侧表面和凹状的影像侧表面。
18.如权利要求17所述的光学系统，还包含弯月形的第五镜片，具有凹状的对象侧表面和凹状的影像侧表面。
19.如权利要求17所述的光学系统，还包括孔径光阑，位于该第三镜片和该第四镜片之间，其决定了该第四镜片的接受孔径。
20.如权利要求1所述的光学系统，其中，该机械执行器调整该组镜片的该至少另一个、该影像传感器以及沿该共同光轴的多个光学组件中的至少另一个所联合的位置，以提供该光学系统的该场曲率校正。
21.如权利要求1所述的光学系统，还包括数字处理模块，其进一步微调由该组镜片中的该至少另一个与该影像传感器经调整后的位置所提供的该场曲率校正。
22.一种电子处理装置，包括：
摄影机模块，该摄影机模块包含沿一共同光轴设置的多个光学组件，用以形成一对象的实像，其包含；
一组镜片，包含至少第一镜片、第二镜片以及第三镜片；
影像传感器；
机械执行器，用于调整该第一镜片和该第二镜片沿该共同光轴相对于该第三镜片和该影像传感器的位置，或用于调整该第三镜片和该影像传感器沿该共同光轴相对于该第一镜片和该第二镜片的位置；以及
定位模块，用于判定该第一和第二镜片以及该第三镜片和该影像传感器之间沿该共同光轴适当的相对位置，以提供该实像的场曲率校正。
23.如权利要求22所述的电子处理装置，其中，该定位模块至少部分地根据该对象的物距来决定沿该共同光轴的该适当的相对距离。
24.一种用于提供内嵌在电子装置中的摄影机自动场曲率校正的方法，包括：
通过使用具有共同光轴的至少五个镜片接收关于对象的光学影信息；
通过将至少该光学信息的子集合投射到影像传感器上来形成该对象的实像；
从关于由该影像传感器所产生的该实像的电子信息分析该实像的影像质量；
辨别该影像质量和目标影像质量的差距；
决定该五个镜片中的至少一个和该影像传感器相对于该至少五个镜片中剩下的镜片沿该共同光轴的位置的适当校正，其增进相对于该实像的该影像质量；以及
依据该位置的适当校正调整该五个镜片中的该至少一个和该影像传感器沿该共同光轴相对于该至少五个镜片中剩下的镜片的相对位置，其中，至少部分地根据该对象的物距决定该位置的适当校正。
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