CN108351493A - 远摄镜头和成像设备 - Google Patents
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Abstract
一种远摄镜头包括：第一棱镜透镜，所述第一棱镜透镜被构造为将沿着第一光轴传输的光的光路从物体侧改变到第二光轴；以及光学元件，所述光学元件被构造为将所述光路从所述第二光轴改变到第三光轴，其中，所述远摄镜头满足以下条件：0.9<TTL/EFL<1.5，其中EFL是所述远摄镜头的有效焦距并且TTL是所述远摄镜头的整体长度。
Description
技术领域
本公开涉及用于制造远摄镜头以及包括该远摄镜头的成像设备的方法和装置。
背景技术
随着智能电话的推出，需要体积缩小的变焦镜头。现有技术的变焦镜头不适于用在智能电话中，因为它包括用于变焦功能的镜头驱动系统，所以现有技术的变焦被加长并且使用这种变焦镜头生成的图像变暗。已经提出了双摄像头来代替现有技术的变焦镜头。例如，双摄像头包括广角镜头和远摄镜头，并且使用广角镜头和远摄镜头分别生成的图像被组合以生成中间比(intermediate ratio)图像。两个图像的这种组合使得能够制造出薄型摄像头并且提供与没有镜头驱动系统的变焦功能相同的效果。因为现有技术的智能电话摄像头使用了广角镜头，所以薄型远摄镜头是双摄像头所需要的。
发明内容
技术问题
随着智能电话的推出，需要体积缩小的变焦镜头。现有技术的变焦镜头不适于用在智能电话中，因为它包括用于变焦功能的镜头驱动系统，所以现有技术的变焦被加长并且使用这种变焦镜头生成的图像变暗。
问题的解决方案
提供了用于制造具有缩小体积透镜结构的远摄镜头以及包括该远摄镜头的成像设备的方法和装置，所述远摄镜头包括其光路的两个反射。发明的有益效果
根据本公开的远摄镜头和包括该远摄镜头的成像装置可以具有弯曲结构以减小其体积。根据本公开的远摄镜头和包括该远摄镜头的成像装置可以通过移动没有聚焦镜头的整个远摄镜头来执行聚焦，因此可以缩小远摄镜头的棱镜透镜之间的间隙。此外，布置为最靠近成像平面的棱镜的输出面可以被布置在与物体侧相对应的方向上。因为此结构产生小远摄比，所以能够获得有效的光学性能并且实现了小厚度和小宽度的远摄镜头。
附图说明
根据结合附图的以下详细描述，这些和/或其他方面将变得显而易见且更容易地了解，在附图中相似的附图标记指代相似的元件，并且其中：
图1A至图1C是例示了远摄镜头的示例结构的图；
图2是例示了图1A至图1C的远摄镜头的示例球面像差、像散和畸变的图形图；
图3A和图3B是例示了远摄镜头的另一示例结构的图；
图4是例示了图3A和图3B的远摄镜头的示例球面像差、像散和畸变的图形图；
图5A和图5B是例示了远摄镜头的另一示例结构的图；
图6是例示了图5A和图5B的远摄镜头的示例球面像差、像散和畸变的图形图；
图7A和图7B是例示了远摄镜头的另一示例结构的图；
图8是例示了图7A和图7B的远摄镜头的示例球面像差、像散和畸变的图形图；
图9A和图9B是例示了远摄镜头的另一示例结构的图；
图10是例示了图9A和图9B的远摄镜头的示例球面像差、像散和畸变的图形图；以及
图11A和图11B是示意性地例示了根据第二棱镜透镜的方向的示例远摄镜头和包括该示例远摄镜头的成像设备的图。
实现本发明的最佳方式
本发明提供了用于制造具有缩小体积透镜结构的远摄镜头的方法和装置以及包括该远摄镜头的成像设备，所述远摄镜头包括其光路的两个反射。
另外的方面将部分地在接下来的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见。
根据示例实施例的一个方面，一种远摄镜头可以包括：第一棱镜透镜，所述第一棱镜透镜被布置为将沿着第一光轴从目标侧入射的光的光路从所述第一光轴改变到第二光轴，所述第一棱镜透镜具有正折射率；以及光学元件，所述光学元件被布置为将所述光路从所述第二光轴改变到第三光轴，其中，所述远摄镜头满足以下条件：0.9<TTL/EFL<1.5，其中EFL是所述远摄镜头的有效聚焦距离并且TTL是所述远摄镜头的整个长度。
根据示例实施例的一个方面，所述远摄镜头可以与所述第二光轴相关地固定，并且整个远摄镜头可以在聚焦期间沿着所述第一光轴移动。
根据示例实施例的一个方面，所述远摄镜头还可以包括透镜单元，所述透镜单元包括设置在所述第二光轴上的一个或更多个透镜，所述透镜单元被布置在所述第一棱镜透镜与所述光学元件之间。
根据示例实施例的一个方面，所述远摄镜头还可以包括光圈，所述光圈被布置在所述第一棱镜透镜的入射面和输出面中的一个的前面。
根据示例实施例的一个方面，整个光学元件可以是具有正折射率的第二棱镜透镜。
根据示例实施例的一个方面，所述光学元件的输出面可以被布置为面向所述目标侧。
根据示例实施例的一个方面，所述第一棱镜透镜的阿贝数可以大于50。
根据示例实施例的一个方面，所述第一棱镜透镜可以包括凸入射面和凸输出面。
根据示例实施例的一个方面，所述透镜单元的一个或更多个透镜中的一个可以包括具有凸入射面的第二棱镜透镜。
根据示例实施例的一个方面，所述透镜单元的所述一个或更多个透镜可以包括按照从所述目标侧朝向所述远摄镜头的上表面的顺序布置的弯月形透镜和透镜，所述弯月形透镜具有面向所述第一棱镜透镜的凸入射面，并且所述透镜具有凹入射面和凹输出面。
根据示例实施例的一个方面，所述透镜单元的所述一个或更多个透镜可以包括具有凹入射面和凹输出面的透镜。
根据示例实施例的一个方面，所述第一棱镜透镜可以包括凸入射面和平输出面。
根据示例实施例的一个方面，所述光学元件可以包括凸入射面和凹输出面。
根据示例实施例的一个方面，所述透镜单元的所述一个或更多个透镜可以被按照从所述目标侧到所述远摄镜头的上表面的顺序布置，一个透镜具有凸入射面和凸输出面，并且另一透镜具有凹入射面和凹输出面。
根据示例实施例的一个方面，所述光学元件可以是棱镜。
根据示例实施例的一个方面，所述透镜单元的所述一个或更多个透镜可以被按照从所述目标侧到所述远摄镜头的上表面的顺序布置，并且可以包括具有凸入射面和凸输出面的第一透镜、具有凹入射面和凹输出面的第二透镜以及具有凸入射面和凸输出面的第三透镜。
根据示例实施例的一个方面，一种远摄镜头可以包括：第一棱镜透镜，所述第一棱镜透镜被布置为将沿着第一光轴从目标侧入射的光的光路从所述第一光轴改变到第二光轴，所述第一棱镜透镜具有正折射率；以及光学元件，所述光学元件被布置为将沿着所述第二光轴入射的所述光的所述光路从所述第二光轴改变到第三光轴，所述光学元件具有朝向所述目标侧设置的输出面。
根据示例实施例的一个方面，所述远摄镜头可以满足以下条件：0.9<TTL/EFL<1.5，其中EFL是所述远摄镜头的有效聚焦距离并且TTL是所述远摄镜头的整个长度。
根据示例实施例的一个方面，一种成像装置可以包括上述的远摄镜头和成像设备，所述成像设备被构造为接收来自所述远摄镜头的所述光并且将所接收到的光转换成电信号。
根据示例实施例的一个方面，所述成像装置还可以包括广角镜头，所述广角镜头与所述远摄镜头一起形成双摄像头并且具有比所述远摄镜头的成像角度更宽的成像角度。
本发明的实现方式
将参照附图更详细地描述远摄镜头和包括该远摄镜头的成像设备。在下文中，因为应当在描述性意义上考虑本文的本公开的透镜数据和示例实施例，所以本公开构思不应当限于本文所阐述的透镜数据和示例实施例。在每个示例实施例内的特征或方面的描述通常应当被认为可用于其他示例实施例中的其他类似的特征或方面。
在下文的描述中，术语“上表面”可以被称为例如图像在通过一组透镜之后形成在其上面的表面，并且也可以在描述图像传感器和光学块所设置的方向时被参考。例如，表述“位于最上表面上的一组透镜”意指在形成远摄镜头的多个透镜组当中的被布置于诸如图像传感器之类的上面形成有图像的最近表面上的透镜组。另外，表述“位于目标最近侧的透镜组”例如可以指代在形成远摄镜头的多个透镜组当中的朝向物体设置的第一透镜组。因此，在形成远摄镜头的多个透镜组中，当光入射的方向是前侧并且光出射的方向是后侧时，物体侧对应于前侧并且上表面侧对应于后侧。
在下文的描述中，当光路发生改变时，朝向光入射的侧可以例如被称为物体侧，并且图像形成在其上的侧可以例如被称为沿着光路的上表面侧。
在下文的描述中，光学系统可以对应于被布置在入射光的路径上的透镜和光学元件的组合并且可以改变入射光的光学特性。例如，远摄镜头的光学系统可以例如指代布置在从物体侧到上表面侧的光路上的所有光学元件组。光学系统的有效聚焦距离可以例如指代当所有光学元件组被包括在单个系统中时定义的有效聚焦距离。
现在将更详细地参照示例实施例，其示例被例示在附图中，其中相似的附图标记自始至终指代相似的元件。
图1A至图1C是例示了远摄镜头的示例结构的图。例如，根据本示例实施例的远摄镜头可以用在摄像装置的摄像光学系统中，该摄像装置例如数码相机、数码摄像机、智能电话摄像头等。
图1A中例示的远摄镜头可以包括例如从物体侧O起按照规定顺序布置的第一棱镜透镜P1、透镜单元GL和光学元件P2。棱镜透镜P1可以将沿着第一光轴从物体侧入射的入射光的光路改变到第二光轴。光学元件P2可以将光路从第二光轴改变到第三光轴。透镜单元GL可以包括一个或更多个透镜，并且可以例如校正远摄镜头的像差。入射光以某个角度改变并穿过一组透镜的结构被称为曲面型透镜。根据本公开，远摄镜头可以包括两个棱镜透镜并且可以包括入射光的光路的方向改变了两次的双曲面结构。由于与整个光路的长度相比，远摄镜头的长度和厚度减小了，所以曲面结构可以用于减小远摄镜头的体积。而且，根据本公开的远摄镜头可以包括多个透镜组，并且该多个透镜组中的至少一个可以具有非球面的侧面。
第一棱镜透镜P1具有入射面、反射面和输出面。第一棱镜透镜P1的入射面和输出面可以是平的、凸的或凹的。当第一棱镜透镜P1的入射面和输出面是平的时，第一棱镜透镜P1可以不对入射光施加额外的屈光力，但是可以改变入射光的光路。当第一棱镜透镜P1的入射面和输出面中的至少一个是凸的或凹的时，由于光路会聚或发散，所以可以将屈光力添加到入射光。第一棱镜透镜P1的反射面可以是反射镜或者可以是涂层反射的并且可以将入射光从第一光轴改变到第二光轴。而且，当第一棱镜透镜P1的折射率大于1.6时，在第一棱镜透镜P1的边界上发生全反射，因此能够在没有反射镜和反射涂层的情况下改变光路。第一光轴与第二光轴之间的角度可以例如接近于直角并且可以是90度。整个第一棱镜透镜P1可以具有正法向折射率(positive normal refractive index)。第一棱镜透镜P1可以包括具有高阿贝数的材料并校正轴向色像差。例如，由于塑料材料比玻璃材料轻，所以第一棱镜透镜P1可以包括阿贝数大于50的塑料材料。
透镜单元GL可以包括一个或更多个透镜(例如，L1、L2)。与第一棱镜透镜P1相比，整个透镜单元GL可以具有负折射率并且可以有效地减小轴向色像差。此外，通过利用发散效应，可以减小透镜的直径，并且可以获得较高的成像能力。即使在没有透镜单元GL的情况下，第一棱镜透镜P1和光学元件P2也可以构成远摄镜头。在此示例中，第一棱镜透镜P1和光学元件P2的屈光力会增大，由于可能难以校正色像差和像散，因此可能难以获得有效的光学性能。因此，透镜单元GL被包括在远摄镜头中以通过分配屈光力来改进整个光学性能。然而，本公开不限于此。通过适当地调整第一棱镜透镜P1的入射面和输出面的曲率以及光学元件P2的入射面和输出面的曲率，能够仅利用第一棱镜透镜P1和光学元件P2构成远摄镜头。
光学元件P2例如可以是棱镜透镜或棱镜。光学元件P2包括入射面、反射面和输出面。光学元件P2的入射面和输出面可以是平的、凸的或凹的。当光学元件P2的入射面和输出面是平的时，光学元件P2可以不具有屈光力但是可以仅改变光路。这可以带来设计上的好处。当光学元件P2的入射面和输出面中的至少一个是凹的或凸的时，光路可以发散或者会聚并且光学元件P2具有了屈光力。光学元件P2的反射面可以例如是反射镜或者可以例如是涂层反射的并且光路可以从第二光路改变到第三光路。此外，当光学元件P2的折射率大于1.6时，在光学元件P2的边界上发生全反射因此可以在没有任何附加反射镜或反射涂层的情况下改变光路。在第二光轴与第三光轴之间形成的角度可以例如接近于直角。在第二光轴与第三光轴之间形成的角度可以是90度。第一光轴和第三光轴可以彼此平行。光学元件P2可以具有负折射率。如图1A中所例示的，光学元件P2可以被布置为使得通过第三光轴的光的路径朝向物体侧改变。然而，本公开不限于此。例如，光学元件P2可以被布置为使得透过第三光轴的光的路径被改变为与物体侧相反。根据光学元件P2的以上布置，成像平面IP的布置可以是可改变的，并且整个远摄镜头的厚度可能受影响。将在下面参照图11描述其细节。光学元件P2可以包括具有高阿贝数的材料并且可以有效地校正轴向色像差。例如，由于塑料材料比玻璃材料轻，所以阿贝数大于50的塑料材料可以用作光学元件P2。
参照图1B，第一棱镜透镜P1、透镜单元GL和光学元件P2的整个有效焦距被称为EFL。有效焦距(EFL)对应于透镜的焦点与光学中心之间的距离。光学中心被布置在光路垂直于穿过交点的线的位置处，该交点为从入射在透镜组上的平行光束延伸的线与从自透镜组出射使得图像形成在成像平面上的光延伸的线之间的交点。根据本示例实施例的远摄镜头具有曲面型结构并且可以具有大于9mm的EFL。当EFL小于9mm时，即使使用没有曲面型结构的一般光学系统，也可以根据相同的厚度获得相同的效果，因此在将透镜组设计为曲面型结构方面没有益处。此外，光学系统的整个长度可以被称为总径迹长度(TTL)。TTL对应于从最靠近物体侧所布置的透镜的入射面到成像平面IP的光路的总和。TTL可以例如是例示在图1B中的第一光路、第二光路和第三光路的总和。
由TTL/EFL表示的上述有效焦距和光学系统的总径迹长度的比率可以被称为远摄比。当远摄比增大时，镜头组的整个长度被加长。当远摄比变得太小时，光学性能降低。对于根据本示例实施例的远摄镜头，理想情况可能是满足以下公式1。
<公式1>
0.9<TTL/EFL<1.5
当远摄比小于0.9时，光学性能劣化。当远摄比大于1.5时，光学系统的整个长度加长并且光学系统的体积增大。
参照图1C，根据本实施例的远摄镜头可以不包括长距离和近距离聚焦的附加聚焦透镜。在远摄镜头聚焦期间，第一棱镜透镜P1、透镜单元GL和光学元件P2可以相对于第二光轴固定，使得TTL减小。此外，在远摄镜头的聚焦期间，第一棱镜透镜P1、透镜单元GL和光学元件P2可以在朝向物体侧的方向上沿着第一光轴移动。由于通过移动整个透镜组，透镜单元GL与第一棱镜透镜P1或光学元件P2之间的间隙被设定为小于一般变焦镜头的厚度，所以能够使比率TTL/EFL小于1.5。参照图1C，整个透镜组可以在方向“a”上移动，并且方向“a”可以例如对应于第一光轴的方向。在满足以上公式1的远摄镜头中，第一棱镜透镜P1、透镜单元GL的透镜和光学元件P2中的相邻两者之间的至少一个气隙可以小于1mm。
光圈ST可以控制透过透镜组的光的量。参照图1B，光圈ST可以被例如布置在第一棱镜透镜P1的入射面和输出面中的至少一个的前面。例如，光圈ST可以被布置在第一棱镜透镜P1的入射面的前面或者可以被布置在第一棱镜透镜P1的输出面的前面。
参照图1B，光学块G可以被布置在光学元件P2的入射面和输出面中的至少一个的前面。例如，光学块G可以是滤光器、校正低通滤波器、红外阻挡滤波器等。
成像平面IP可以对应于基于沿着第三光轴透过光学元件P2的光在上面成像了的固态成像设备IS的上表面。固态成像设备IS可以包括各种光电变换元件，诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)器件等。在根据本示例实施例的远摄镜头中，从远摄镜头的物体侧入射的光最终在固态成像设备IS的成像平面IP上成像。而且，固态成像设备IS将所接收到的光转换成电信号，并且从该电信号生成数字图像以对应于物体的摄影图像。数字图像可以被例如存储在记录介质中，诸如硬盘驱动器(HDD)、存储卡、光盘、磁带等。而且，当上述成像装置包括卤化银相机时，成像平面IP可对应于胶片表面。
第一实施例
在图1A中例示了根据第一实施例的设计数据的远摄镜头的结构。如图1A中所例示的第一示例实施例的远摄镜头可以包括：第一棱镜透镜P1，该第一棱镜透镜P1具有凸入射面和凸输出面；透镜单元GL，该透镜单元GL沿着第二光轴被布置并且包括例如具有面向第一棱镜透镜P1的凸面的弯月形透镜L1和双凹透镜L2；以及光学元件P2，该光学元件P2是具有凸入射面和平输出面的棱镜透镜。在图1B中例示了入射在第一示例实施例的远摄镜头上的光的光路。第一实施例的远摄镜头的厚度例如可以是5mm，并且第一实施例的远摄镜头的宽度例如可以是13mm。
第一示例实施例的远摄镜头的设计数据被例示在下面的表1A和表1B中。
<表1A>
| 表面编号 | 表面轮廓 | r | d | 材料 | 边界表面 |
| 1′ | 非球面 | 4.546 | 3.200 | 531198.5649 | 折射 |
| 2 | 球面 | ∞ | -2.500 | 531198.5649 | 反射 |
| 3′ | 非球面 | 28.262 | -0.050 | 折射 | |
| 4′ | 非球面 | -4.199 | -0.546 | 531198.5649 | 折射 |
| 5′ | 非球面 | -9.292 | -0.241 | 折射 | |
| 6′ | 非球面 | 8.530 | -0.350 | 635500.2389 | 折射 |
| 7′ | 非球面 | -3.074 | -1.603 | 折射 | |
| 8 | 球面 | ∞ | -0.300 | 516800.6417 | 折射 |
| 9 | 球面 | ∞ | -0.100 | 折射 | |
| 10′ | 非球面 | -7.018 | -3.000 | 635500.2389 | 折射 |
| 11 | 球面 | ∞ | -2.350 | 635500.2389 | 反射 |
| 12′ | 非球面 | 101.352 | 0.000 | 折射 | |
| 13 | 球面 | ∞ | 0.760 | 折射 |
表1A的“表面编号i”(“i”是正整数)是连续编号中的一个，该连续编号表示了远摄镜头的透镜的各自表面并且从作为在远摄镜头的透镜当中最靠近物体侧布置的透镜的透镜表面的第一表面(表面1)向远摄镜头的上表面增大。
而且，表1A的“表面轮廓”表示与每个表面编号相对应的透镜表面是球面还是非球面。
而且，表1A的“r”表示与每个表面编号相对应的透镜表面的曲率半径(mm)。这里，当“r”是8时，透镜表面是平的。
而且，表1A的“d”表示从物体侧起按照顺序的第i个透镜表面与第i+1个透镜表面的轴向表面之间的间隙(mm)。
另外，表1A的“材料”表示每个透镜的折射率和阿贝数。在小数点左侧的整数部分表示当折射率的整数部分为1时折射率中的小数点之后的数字部分。例如，531198.xxxx表示1.531198的折射率。小数点之后的数字部分表示阿贝数。例如，xxxxxx.5649表示相应透镜的阿贝数是56.49。
<表1B>
| 表面编号 | K | A | B | C | D |
| 1 | -1.00000 | 1.166E-03 | 2.915E-05 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 3 | -0.13809 | 1.044E-03 | 5.450E-04 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 4 | -0.94517 | 2.653E-04 | 1.718E-05 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 5 | 0.00000 | -2.823E-04 | -1.388E-03 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 6 | -1.00000 | 1.253E-03 | 6.529E-04 | 4.859E-05 | 0.000E+00 |
| 7 | 0.00000 | 5.578E-03 | 1.231E-03 | -4.750E-06 | 0.000E+00 |
| 10 | 0.00000 | 2.933E-04 | -8.917E-05 | 4.500E-06 | 0.000E+00 |
| 12 | 0.00000 | -3.362E-04 | -1.396E-04 | 2.076E-05 | -6.976E-07 |
表1B示出了对应于透镜的非球面的表面编号(像在表1A的表面轮廓中一样对应于非球面的表面编号)和非球面系数。而且非球面的表面轮廓可以通过非球面公式的Z(r)系数来表示。在以下公式2中，“r”表示曲率半径，“K”表示圆锥整数，“A、B、C、D”表示非球面系数。
公式2
图2是例示了图1A至图1C中图示的第一示例实施例的远摄镜头的示例球面像差、像散和畸变的图形图。球面像差视图示出了沿着垂直轴的F数(Fno)并且也示出了“c”线(656.3mm的波长)、“d”线(587.56nm的波长)、“e”线(546.1nm的波长)、“f”线(486.1nm的波长)和“g”线(435.8的波长)的球面像差。
像散视图示出了“e”线(546.1的波长)的像散。
畸变视图示出了沿着垂直轴的图像的高度“y”并且也示出了“e”线(546.1mm的波长)的畸变。
第二实施例
在图3A中例示了根据第二示例实施例的设计数据的远摄镜头的结构。如图3A中所例示的第二示例实施例的远摄镜头可以包括：第一棱镜透镜P3，该第一棱镜透镜P3包括凸入射面和凸输出面；透镜单元GL，该透镜单元GL包括具有凹入射面和凹输出面的透镜L3；以及光学元件P4，该光学元件P4包括凸入射面和凸输出面。在图3B中例示了朝向根据第二示例实施例的远摄镜头入射的光的光路。根据第二示例实施例，远摄镜头的厚度例如可以是5.1mm，并且远摄镜头的宽度例如可以是10.5mm。在第二示例实施例的远摄镜头中，第一棱镜透镜P3、透镜单元GL和光学元件P4中的相邻二者之间的气隙例如可以小于1mm。
第二示例实施例的远摄镜头的设计数据例示在下面的表2A和表2B中。由于表2A和表2B的设计数据的每个参数与表1A和表1B的设计数据的每个相应参数相同，所以将在这里省略其详细描述。
<，表2A>
<表2B>
| 表面编号 | K | A | B | C | D |
| 1 | -1.00000 | 2.236E-03 | 8.964E-05 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 3 | -0.13809 | -3.502E-03 | 7.143E-03 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 4 | -1.00000 | 1.533E-02 | 8.145E-03 | -1.072E-03 | 0.000E+00 |
| 5 | 0.00000 | 9.955E-03 | -2.531E-03 | -4.750E-06 | 0.000E+00 |
| 8 | 0.00000 | -8.166E-04 | -3.496E-04 | 1.428E-05 | 0.000E+00 |
| 10 | 0.00000 | -3.113E-03 | 4.994E-05 | 7.055E-06 | -1.374E-07 |
图4是例示了图3A和图3B的远摄镜头的示例球面像差、像散和畸变的图形图。
第三实施例
在图5A中例示了根据第三示例实施例的设计数据的远摄镜头的结构。如图5A中所图示的第三示例实施例的远摄镜头可以包括：第一棱镜透镜P5，该第一棱镜透镜P5包括凸入射面和凸输出面；透镜单元GL，该透镜单元GL包括沿着第二光轴按照规定顺序布置的弯月形透镜L4和L5，该弯月形透镜L4具有面向第一棱镜透镜P5的凸透镜表面，该弯月形透镜L5具有朝向第一棱镜透镜P5布置的凸透镜表面；以及光学元件P6，该光学元件P6包括凸入射面和凹输出面。在图5B中例示了朝向根据第三示例实施例的远摄镜头入射的光的光路。根据第三示例实施例，远摄镜头的厚度例如可以是7.4mm，并且远摄镜头的宽度例如可以是15.6mm。
第三示例实施例的远摄镜头的设计数据被例示在下面的表3A和表3B中。由于表3A和表3B的设计数据的每个参数与表1A和表1B的设计数据的每个相应参数相同，所以将在这里省略其详细描述。
<表3A>
<表3B>
| 表面编号 | K | A | B | C | D |
| 1 | -1.00000 | 7.252E-05 | -1.414E-06 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 3 | -0.13809 | -1.134E-03 | 5.357E-05 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 4 | -0.94517 | -8.875E-04 | -4.208E-04 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 5 | 0.00000 | -4.899E-05 | -7.507E-04 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 6 | -1.00000 | -2.827E-03 | 1.352E-04 | -4.405E-05 | 0.000E+00 |
| 7 | 0.00000 | 3.612E-03 | 4.928E-05 | -2.947E-06 | 0.000E+00 |
| 8 | 0.00000 | 2.263E-03 | -1.417E-04 | 3.272E-06 | 0.000E+00 |
| 10 | 0.00000 | 7.636E-04 | -7.115E-05 | 4.851E-06 | 1.453E-07 |
图6是例示了图5A和图5B的远摄镜头的示例球面像差、像散和畸变的图形图。
第四实施例
在图7A中例示了根据第四示例实施例的设计数据的远摄镜头的结构。如图7A中所例示的第四示例实施例的远摄镜头可以包括：第一棱镜透镜P7，该第一棱镜透镜P7包括凸入射面和平输出面；透镜单元GL，该透镜单元GL包括沿着第二光轴按照规定顺序布置的透镜L6和透镜L7，该透镜L6具有凸入射面和凸输出面并且该透镜L7具有凹入射面和凹输出面；以及光学元件P8，该光学元件P8包括凸入射面和凹输出面。在图7B中例示了朝向根据第四示例实施例的远摄镜头入射的光的光路。根据第四示例实施例，远摄镜头的厚度例如可以是5.0mm，并且远摄镜头的宽度例如可以是12.0mm。
第四示例实施例的远摄镜头的设计数据被例示在下面的表4A和表4B中。由于表4A和表4B的设计数据的每个参数与表1A和表1B的设计数据的每个相应参数相同，所以将在这里省略其详细描述。
<表4A>
<表4B>
| 表面编号 | K | A | B | C | D |
| 1 | -1.00000 | 9.567E-04 | 1.510E-05 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 3 | -013809 | -2.092E-03 | 1.130E-03 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 4 | -0.94517 | 1.491E-04 | -2.389E-04 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 5 | 0.00000 | -1.028E-03 | -1.852E-03 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 6 | -1.00000 | -2.756E-03 | 1.099E-03 | -9.580E-05 | 0.000E+00 |
| 7 | 0.00000 | 5.228E-03 | 7.515E-04 | -7.087E-06 | 0.000E+00 |
| 8 | 0.00000 | 1.711E-03 | -2.397E-04 | 1.291E-05 | 0.000E+00 |
| 10 | 0.00000 | -3.790E-04 | 3.206E-06 | -3.798E-06 | -6.193E-07 |
图8是例示了图7A和图7B的远摄镜头的示例球面像差、像散和畸变的图形图。
第五实施例
在图9A中例示了根据第五示例实施例的设计数据的远摄镜头的结构。如图9A中所例示的第五示例实施例的远摄镜头可以包括沿着第二光轴按照规定顺序布置的第一棱镜透镜P9、透镜单元GL和光学元件P10，该第一棱镜透镜P9包括凸入射面和平输出面，该透镜单元GL包括具有凸入射面和凸输出面的透镜L8以及具有凹入射面和凹输出面的透镜L9，并且该光学元件P10包括平入射面和平输出面。在图9B中例示了朝向根据第五示例实施例的远摄镜头入射的光的光路。根据第五示例实施例，远摄镜头的厚度例如可以是4.8mm，并且远摄镜头的宽度例如可以是13mm。
第五实施例的远摄镜头的设计数据被例示在下面的表5A和表5B中。由于表5A和表5B的设计数据的每个参数与表1A和表1B的设计数据的每个相应参数相同，所以将省略其详细描述。
<表5A>
<表5B>
| 表面编号 | K | A | B | C | D |
| 1 | -1.000 | 1.323E-03 | 2.260E-05 | 1.856E-06 | -1.789E-07 |
| 4 | 0.000 | 3.865E-04 | -3.096E-03 | 8.592E-04 | -5.297E-04 |
| 5 | 0.000 | -6.764E-03 | 3.198E-04 | 6.806E-04 | -6.905E-04 |
| 6 | 0.000 | 6.622E-03 | -4.740E-04 | 3.730E-04 | 0.000E+00 |
| 7 | 0.000 | 2.102E-02 | -6.225E-03 | 1.465E-03 | -1.433E-04 |
| 8 | 0.000 | 3.186E-03 | -2.143E-05 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
| 9 | 0.000 | 8.582E-04 | 2.787E-04 | 0.000E+00 | 0.000E+00 |
图10是例示了图9A和图9B的远摄镜头的示例球面像差、像散和畸变的图形图。
在下表6中例示了根据关于远摄镜头的上述示例实施例的TTL、EEL和远摄比的数据。
<表6>
| 第一实施例 | 第二实施例 | 第三实施例 | 第四实施例 | 第五实施例 | |
| FOV | 28.50 | 25.26 | 26.34 | 29.64 | 28.2 |
| EFL | 12.6 | 12.6 | 13.5 | 11.9 | 12.61 |
| TTL | 15 | 13.5 | 19.48 | 14.64 | 14.86 |
| Fno | 2.88 | 2.97 | 2.61 | 2.88 | 2.88 |
| TTL/EFL | 1.19 | 1.07 | 1.44 | 1.23 | 1.18 |
参照表6，第一实施例至第五示例实施例满足范围在0.9与1.5之间的远摄比。根据第二示例实施例的远摄镜头满足1.07的远摄比，并且由于第二示例实施例的第一棱镜透镜P3与光学元件P4之间的气隙小于其他示例实施例的气隙，所以此远摄比是在上述实施例的远摄比当中的减小了的远摄比。
图11A和图11B是根据被布置范围最接近远摄镜头的上表面方向的棱镜的方向，示意性地例示了示例远摄镜头和包括该示例远摄镜头的成像设备的图。参照图11A，光学元件的输出面可以被布置在与物体侧“O”相对应的方向上，并且成像平面IP可以被布置在与物体侧“O”相对应的方向上并且可以接收出射光学元件的光。根据此布置，远摄镜头的厚度可以小于稍后将描述的图11B的远摄镜头的厚度。当像图11A中所例示的那样布置图像处理设备(例如，成像电路)CPU时，在将远摄镜头安装在智能电话中的情况下，连接成像传感器IS和图像处理设备CPU的电缆可以弯曲并且可以比图11B的电缆长。参照图11B，光学元件的输出面被布置为相反于与物体侧“O”相对应的方向，并且成像平面IP可以被布置在与物体侧“O”相反的方向上并且可以接收出射光学元件的光。图11B的远摄镜头的厚度可以大于图11A的远摄镜头的厚度。然而，由于图像处理装置CPU和物体侧被布置为彼此靠近，所以与图11A的电缆相比，电缆可以是短的且不弯曲。因此，可以根据用户或设计偏好将光学元件的布置改变为不同的方向。本公开不限于图1A、图3A、图5A、图7A和图9A中所例示的示例实施例。
根据本公开的远摄镜头和包括该远摄镜头的成像装置可以具有弯曲结构以减小其体积。根据本公开的远摄镜头和包括该远摄镜头的成像装置可以通过移动没有聚焦镜头的整个远摄镜头来执行聚焦，因此可以减小远摄镜头的棱镜透镜之间的间隙。此外，最靠近成像平面布置的棱镜的输出面可以被布置在与物体侧相对应的方向上。由于此结构导致了小远摄比，所以能够获得有效的光学性能并且实现了小厚度和小宽度的远摄镜头。
应当理解的是，根据示例实施例而例示的远摄镜头和成像装置应当仅在描述性意义上考虑而不是为了限制的目的。在每个示例实施例内的特征或方面的描述通常应当被认为可用于其他示例实施例中的其他类似的特征或方面。
虽然已经参照图描述了一个或更多个示例实施例，但是本领域的普通技术人员应理解的是，在不脱离如由以下权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以在其中作出形式和细节上的各种变化。
Claims (15)
1.一种远摄镜头，所述远摄镜头包括：
第一棱镜透镜，所述第一棱镜透镜被构造为将沿着第一光轴从物体侧入射的光的光路从所述第一光轴改变到第二光轴，所述第一棱镜透镜具有正折射率；以及
光学元件，所述光学元件包括棱镜透镜或棱镜中的一个或更多个，所述光学元件被构造为将所述光路从所述第二光轴改变到第三光轴，
其中，所述远摄镜头满足以下条件：
0.9<TTL/EFL<1.5，其中EFL是所述远摄镜头的有效焦距并且TTL是所述远摄镜头的整体长度。
2.根据权利要求1所述的远摄镜头，其中，所述远摄镜头相对于所述第二光轴固定，并且整个远摄镜头被构造为在聚焦期间沿着所述第一光轴移动。
3.根据权利要求1所述的远摄镜头，还包括：
包括一个或更多个透镜的透镜单元，所述透镜单元被布置在所述第一棱镜透镜与所述光学元件之间，并且被布置在所述第二光轴上。
4.根据权利要求1所述的远摄镜头，还包括：
光圈，所述光圈被布置在所述第一棱镜透镜的入射面和输出面中的一个的前面。
5.根据权利要求1所述的远摄镜头，其中，所述光学元件是具有正折射率的第二棱镜透镜。
6.根据权利要求1所述的远摄镜头，其中，所述光学元件的输出面被布置为面向所述物体侧。
7.根据权利要求3所述的远摄镜头，其中，所述第一棱镜透镜包括凸入射面和凸输出面。
8.根据权利要求7所述的远摄镜头，其中，所述透镜单元的一个或更多个透镜中的一个包括具有凸入射面的第二棱镜透镜。
9.根据权利要求8所述的远摄镜头，其中，所述透镜单元包括从所述物体侧朝向所述远摄镜头的上表面依次布置的弯月形透镜和透镜，所述弯月形透镜具有面向所述第一棱镜透镜的凸入射面，并且所述透镜具有凹入射面和凹输出面。
10.根据权利要求8所述的远摄镜头，其中，所述透镜单元包括具有凹入射面和凹输出面的透镜。
11.根据权利要求3所述的远摄镜头，其中，所述第一棱镜透镜包括凸入射面和平输出面。
12.根据权利要求11所述的远摄镜头，其中，所述光学元件包括凸入射面和凹输出面。
13.根据权利要求12所述的远摄镜头，其中，所述透镜单元的所述一个或更多个透镜从所述物体侧到所述远摄镜头的上表面依次布置，一个透镜具有凸入射面和凸输出面，另一透镜具有凹入射面和凹输出面。
14.根据权利要求11所述的远摄镜头，其中，所述透镜单元的所述一个或更多个透镜从所述物体侧到所述远摄镜头的上表面依次布置，并且包括具有凸入射面和凸输出面的第一透镜、具有凹入射面和凹输出面的第二透镜以及具有凸入射面和凸输出面的第三透镜。
15.一种成像装置，所述成像装置包括根据权利要求1所述的远摄镜头和成像电路，所述成像电路被构造为接收来自所述远摄镜头的光并且将所接收到的光转换成电信号。
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