CN111290102A - 透镜组件和包括所述透镜组件的电子装置 - Google Patents

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CN111290102A CN201911233739.6A CN201911233739A CN111290102A CN 111290102 A CN111290102 A CN 111290102A CN 201911233739 A CN201911233739 A CN 201911233739A CN 111290102 A CN111290102 A CN 111290102A
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金昶翰
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Abstract

提供一种透镜组件和包括所述透镜组件的电子装置。根据实施例，透镜组件或包括所述透镜组件的电子装置可以包括：第一透镜，具有正屈光力；第二透镜，具有正屈光力；第三透镜，具有正屈光力或负屈光力；第四透镜，具有正或负屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜可以沿着光轴从对象到图像传感器被顺序地布置，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的阿贝数之和可以满足如下条件表达式1：20≤v1+v2+v3+v4≤125，其中，“v1”、“v2”、“v3”和“v4”分别表示第一透镜至第四透镜的阿贝数。

Description

透镜组件和包括所述透镜组件的电子装置
技术领域
特定实施例通常涉及一种光学装置，诸如，包括多个透镜的透镜组件和包括所述透镜组件的电子装置。
背景技术
光学装置(例如，能够捕获图像或视频的相机)被广泛使用。近来，具有固态图像传感器(例如，电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS))的数码相机或摄像机已经广泛分布。包括固态图像传感器(CCD或CMOS)的光学装置由于易于存储和再现图像并且比薄膜型光学装置更便携，从而代替了薄膜型光学装置。
近来，多个光学装置(例如，长焦相机和广角相机)已经被一起安装在单个电子装置中，以提高捕获的图像的质量并向捕获的图像提供各种视觉效果。例如，可以经由具有不同光学特性的多个相机来获取对象的多个图像，并且可以对这些图像进行合成以得到捕获的图像。这样的光学装置可以安装在专门用于图像捕获功能的电子装置(诸如，数码相机)上。近来，这些光学装置也已经被安装在小型便携式电子装置(诸如，移动通信终端)中。
发明内容
诸如相机的光学装置具有捕获对象图像的专门功能，但是可以被安装在电子装置中以提供附加功能，诸如对象识别、增强现实技术实现或3D扫描。在实现这些附加功能时，关于对象的3D形状的信息(例如，对象的距离或深度信息)可能是有用的。在检测距离信息时，可以使用各种方法(诸如使用多个图像传感器的立体镜映射、通过将结构光投射到对象上来捕获对象的图像的结构光方法、以及基于对象反射的光返回所需的时间的飞行时间(ToF)方法)。这些方法中，更容易小型化的ToF方法最适合于诸如移动通信终端的小型电子装置。
结构光方法或ToF方法在检测距离信息的准确性方面会具有更好的性能然而，结构光方法难以小型化，并且ToF方法的精度可能根据外部环境(例如，由于受到具有不适于测量的波长的光的干扰)而降低。
根据实施例，透镜组件可以包括：第一透镜，具有正屈光力，第一透镜的对象侧表面朝向对象呈凸形；第二透镜，具有正屈光力，第二透镜的对象侧表面包括与光轴相交且朝向对象呈凸形的中心部分，以及在该中心部分周围且朝向图像传感器呈凸形的外围部分；第三透镜，具有正或负屈光力；第四透镜，具有正屈光力或负屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜可以沿着光轴从对象到图像传感器被顺序地布置，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的阿贝数之和可以满足以下条件表达式1。
2O≤v1+v3+v3+v4≤125
这里，“v1”表示第一透镜的阿贝数，“v2”表示第二透镜的阿贝数，“v3”表示第三透镜的阿贝数，“v4”表示第四透镜的阿贝数。
根据实施例，电子装置可以包括：第一相机，包括透镜组件，并被配置为从通过透镜组件入射的光获取关于对象的第一信息；至少一个第二相机，被配置为获取与第一信息不同的关于对象的第二信息；处理器或图像信号处理器，被配置为基于第一信息来检测对象的距离信息(例如，深度信息)。镜头组件可以包括：第一透镜，具有正屈光力，第一透镜的对象侧表面朝向对象呈凸形；第二透镜，具有正屈光力，第二透镜的对象侧表面包括与光轴交叉且朝向对象呈凸形的中心部分，以及在该中心部分周周且朝向图像传感器呈凸形的外围部分；第三透镜，具有正屈光力或负屈光力；第四透镜，具有正屈光力或负屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜可以沿着光轴从对象到图像传感器被顺序地布置，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的阿贝数之和可以满足以下条件表达式6。
2O≤v1+v2+v3+v4≤135
这里，“v1”表示第一透镜的阿贝数，“v2”表示第二透镜的阿贝数，“v3”表示第三透镜的阿贝数，“v4”表示第四透镜的阿贝数。
附图说明
从以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和优点将更加明显，其中：
图1是在网络环境中的根据各种实施例的电子装置的框图；
图2是示例性地示出根据各种实施例的相机模块的框图；
图3是示出根据实施例的电子装置的正面的透视图；
图4是示出图3所示的电子装置的背面的透视图；
图5是示出根据第一实施例的透镜组件的结构的示图；
图6是示出根据第二实施例的透镜组件的结构的示图；
图7是示出根据第三实施例的透镜组件的结构的示图；
图8是示出根据第四实施例的透镜组件的结构的示图；以及
图9是示出根据第五实施例的透镜组件的结构的示图。
具体实施方式
本文公开的特定实施例可以提供一种紧凑且易于制造并且能够在检测距离信息方面提供良好性能的透镜组件以及包括该透镜组件的电子装置。
根据一个或更多个实施例，一种透镜组件或包括该透镜组件的电子装置包括多个透镜，并且所包括的透镜的阿贝数之和降低。因此，可以简化透镜的材料。例如，由于在检测距离信息时不需要色差校正，因此可以通过降低透镜的阿贝数之和来简化透镜的材料(例如，塑料)从而降低透镜组件的制造成本。在实施例中，可以通过组合多个具有高折射率的非球面透镜来实现根据特定实施例的透镜组件，从而可以使透镜组件小型化。例如，根据特定实施例的透镜组件可以被容易地安装在小型电子装置(诸如，移动通信终端)上。在另一实施例中，透镜组件能够通过包括带通滤光片而在检测距离信息中获得良好的性能。
由于本公开允许各种变化和众多实施例，因此将参照附图详细描述一些示例性实施例。然而，应当理解的是本公开不限于特定实施例，而是本公开包括在本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替换物。
关于附图的描述，相似的附图标号可用于指代相似或相关的元件。应当理解，除非相关上下文另外明确指出，否则与项目相对应的名词的单数形式可以包括一个或多个事物。如本文所使用的，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”以及“A、B或C中的至少一个”中的每个短语可以包括在相应的一个短语中一起枚举的项目的所有可能组合。尽管可以使用诸如“第一”和“第二”的序数术语来描述各种元件，但是这些元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与其他元件区分开的目的。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件也可以被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关项目的任何组合和所有组合。应该理解的是，如果元件(例如，第一元件)被称为(带有或不带有术语“可操作地”或“通信地”)“与……耦合”或“与……连接”，则意味着该元件可以直接(例如，有线地)、无线地或经由第三元件与另一元件耦合。
此外，针对附图中的方向描述的相关术语“前表面”、“后表面”、“顶表面”、“底表面”等可以用诸如第一和第二的序数代替。在诸如第一和第二的序数中，按所提到的顺序或任意顺序确定它们的顺序，并且如有必要可以不作任何改变。
在本公开中，这些术语用于描述特定实施例，并且不旨在限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也旨在包括复数形式。在说明书中，应当理解，术语“包括”或“具有”表示存在特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或其组合，并没有提前排除存在一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或其组合或添加一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或其组合的可能性。
除非有不同的定义，否则本文使用的包括技术术语或科学术语的所有术语均具有与本公开所属领域的技术人员所理解的含义相同的含义。除非在说明书中明确定义，否则这些术语(如在通用词典中定义的术语)应被解释为具有与相关领域中的上下文含义相同的含义，并且不应被解释为具有理想或过分正式的含义。
在本公开中，电子装置可以是随机装置，并且电子装置可被称为终端、便携式终端、移动终端、通信终端、便携式通信终端、便携式移动终端、触摸屏等。
例如，电子装置可以是智能电话、便携式电话、游戏机、TV、显示单元、用于车辆的平视显示单元、笔记本计算机、膝上型计算机、平板个人计算机(PC)、个人媒体播放器(PMP)、个人数字助理(PDA)等。电子装置可以被实现为具有无线通信功能和小尺寸的便携式通信终端。此外，电子装置可以是柔性装置或柔性显示装置。
电子装置可以与诸如服务器等的外部电子装置通信，或者通过与外部电子装置的交互运作来执行操作。例如，电子装置可以通过网络将由相机拍摄的图像和/或由传感器单元检测到的位置信息发送到服务器。网络可以是移动或蜂窝通信网络、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、广域网(WAN)、互联网、小区域网(SAN)等，但不限于此。
图1是示出根据各种实施例的网络环境100中的电子装置101的框图。参照图1，网络环境100中的电子装置101可经由第一网络198(例如，短距离无线通信网络)与电子装置102进行通信，或者经由第二网络199(例如，长距离无线通信网络)与电子装置104或服务器108进行通信。根据实施例，电子装置101可经由服务器108与电子装置104进行通信。根据实施例，电子装置101可包括处理器120、存储器130、输入装置150、声音输出装置155、显示装置160、音频模块170、传感器模块176、接口177、触觉模块179、相机模块180、电力管理模块188、电池189、通信模块190、用户识别模块(SIM)196或天线模块197。在一些实施例中，可从电子装置101中省略所述部件中的至少一个(例如，显示装置160或相机模块180)，或者可将一个或更多个其它部件添加到电子装置101中。在一些实施例中，可将所述部件中的一些部件实现为单个集成电路。例如，可将传感器模块176(例如，指纹传感器、虹膜传感器、或照度传感器)实现为嵌入在显示装置160(例如，显示器)中。
处理器120可运行例如软件(例如，程序140)来控制电子装置101的与处理器120连接的至少一个其它部件(例如，硬件部件或软件部件)，并可运行各种数据处理或计算。根据一个实施例，作为所述数据处理或计算的至少部分，处理器120可将从另一部件(例如，传感器模块176或通信模块190)接收到的命令或数据加载到易失性存储器132中，对存储在易失性存储器132中的命令或数据进行处理，并将结果数据存储在非易失性存储器134中。根据实施例，处理器120可包括主处理器121(例如，中央处理器(CPU)或应用处理器(AP))以及与主处理器121在操作上独立的或者相结合的辅助处理器123(例如，图形处理单元(GPU)、图像信号处理器(ISP)、传感器中枢处理器或通信处理器(CP))。另外地或者可选择地，辅助处理器123可被适配为比主处理器121耗电更少，或者被适配为具体用于指定的功能。可将辅助处理器123实现为与主处理器121分离，或者实现为主处理器121的部分。
在主处理器121处于未激活(例如，睡眠)状态时，辅助处理器123(而非主处理器121)可控制与电子装置101的部件之中的至少一个部件(例如，显示装置160、传感器模块176或通信模块190)相关的功能或状态中的至少一些，或者在主处理器121处于激活状态(例如，运行应用)时，辅助处理器123可与主处理器121一起来控制与电子装置101的部件之中的至少一个部件(例如，显示装置160、传感器模块176或通信模块190)相关的功能或状态中的至少一些。根据实施例，可将辅助处理器123(例如，图像信号处理器或通信处理器)实现为在功能上与辅助处理器123相关的另一部件(例如，相机模块180或通信模块190)的部分。
存储器130可存储由电子装置101的至少一个部件(例如，处理器120或传感器模块176)使用的各种数据。所述各种数据可包括例如软件(例如，程序140)以及针对与其相关的命令的输入数据或输出数据。存储器130可包括易失性存储器132或非易失性存储器134。
可将程序140作为软件存储在存储器130中，并且程序140可包括例如操作系统(OS)142、中间件144或应用146。
输入装置150可从电子装置101的外部(例如，用户)接收将由电子装置101的其它部件(例如，处理器120)使用的命令或数据。输入装置150可包括例如麦克风、鼠标、键盘或数字笔(例如，手写笔)。
声音输出装置155可将声音信号输出到电子装置101的外部。声音输出装置155可包括例如扬声器或接收器。扬声器可用于诸如播放多媒体或播放唱片的通用目的，接收器可用于呼入呼叫。根据实施例，可将接收器实现为与扬声器分离，或实现为扬声器的部分。
显示装置160可向电子装置101的外部(例如，用户)视觉地提供信息。显示装置160可包括例如显示器、全息装置或投影仪以及用于控制显示器、全息装置和投影仪中的相应一个的控制电路。根据实施例，显示装置160可包括被适配为检测触摸的触摸电路或被适配为测量由触摸引起的力的强度的传感器电路(例如，压力传感器)。
音频模块170可将声音转换为电信号，反之亦可。根据实施例，音频模块170可经由输入装置150获得声音，或者经由声音输出装置155或与电子装置101直接(例如，有线地)连接或无线连接的外部电子装置(例如，电子装置102)的耳机输出声音。
传感器模块176可检测电子装置101的操作状态(例如，功率或温度)或电子装置101外部的环境状态(例如，用户的状态)，然后产生与检测到的状态相应的电信号或数据值。根据实施例，传感器模块176可包括例如手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物特征传感器、温度传感器、湿度传感器或照度传感器。
接口177可支持将用来使电子装置101与外部电子装置(例如，电子装置102)直接(例如，有线地)或无线连接的一个或更多个特定协议。根据实施例，接口177可包括例如高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、安全数字(SD)卡接口或音频接口。
连接端178可包括连接器，其中，电子装置101可经由所述连接器与外部电子装置(例如，电子装置102)物理连接。根据实施例，连接端178可包括例如HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器或音频连接器(例如，耳机连接器)。
触觉模块179可将电信号转换为可被用户经由他的触觉或动觉识别的机械刺激(例如，振动或运动)或电刺激。根据实施例，触觉模块179可包括例如电机、压电元件或电刺激器。
相机模块180可捕获静止图像或运动图像。根据实施例，相机模块180可包括一个或更多个透镜、图像传感器、图像信号处理器或闪光灯。
电力管理模块188可管理对电子装置101的供电。根据实施例，可将电力管理模块188实现为例如电力管理集成电路(PMIC)的至少部分。
电池189可对电子装置101的至少一个部件供电。根据实施例，电池189可包括例如不可再充电的原电池、可再充电的蓄电池、或燃料电池。
通信模块190可支持在电子装置101与外部电子装置(例如，电子装置102、电子装置104或服务器108)之间建立直接(例如，有线)通信信道或无线通信信道，并经由建立的通信信道运行通信。通信模块190可包括能够与处理器120(例如，应用处理器(AP))独立操作的一个或更多个通信处理器，并支持直接(例如，有线)通信或无线通信。根据实施例，通信模块190可包括无线通信模块192(例如，蜂窝通信模块、短距离无线通信模块或全球导航卫星系统(GNSS)通信模块)或有线通信模块194(例如，局域网(LAN)通信模块或电力线通信(PLC)模块)。这些通信模块中的相应一个可经由第一网络198(例如，短距离通信网络，诸如蓝牙、无线保真(Wi-Fi)直连或红外数据协会(IrDA))或第二网络199(例如，长距离通信网络，诸如蜂窝网络、互联网、或计算机网络(例如，LAN或广域网(WAN)))与外部电子装置进行通信。可将这些各种类型的通信模块实现为单个部件(例如，单个芯片)，或可将这些各种类型的通信模块实现为彼此分离的多个部件(例如，多个芯片)。无线通信模块192可使用存储在用户识别模块196中的用户信息(例如，国际移动用户识别码(IMSI))识别并验证通信网络(诸如第一网络198或第二网络199)中的电子装置101。
天线模块197可将信号或电力发送到电子装置101的外部(例如，外部电子装置)或者从电子装置101的外部(例如，外部电子装置)接收信号或电力。根据实施例，天线模块197可包括天线，所述天线包括辐射元件，所述辐射元件由形成在基底(例如，PCB)中或形成在基底上的导电材料或导电图案构成。根据实施例，天线模块197可包括多个天线。在这种情况下，可由例如通信模块190(例如，无线通信模块192)从所述多个天线中选择适合于在通信网络(诸如第一网络198或第二网络199)中使用的通信方案的至少一个天线。随后可经由所选择的至少一个天线在通信模块190和外部电子装置之间发送或接收信号或电力。根据实施例，除了辐射元件之外的另外的组件(例如，射频集成电路(RFIC))可附加地形成为天线模块197的一部分。
上述部件中的至少一些可经由外设间通信方案(例如，总线、通用输入输出(GPIO)、串行外设接口(SPI)或移动工业处理器接口(MIPI))相互连接并在它们之间通信地传送信号(例如，命令或数据)。
根据实施例，可经由与第二网络199连接的服务器108在电子装置101和外部电子装置104之间发送或接收命令或数据。电子装置102和电子装置104中的每一个可以是与电子装置101相同类型的装置，或者是与电子装置101不同类型的装置。根据实施例，将在电子装置101运行的全部操作或一些操作可在外部电子装置102、外部电子装置104或服务器108中的一个或更多个运行。例如，如果电子装置101应该自动运行功能或服务或者应该响应于来自用户或另一装置的请求运行功能或服务，则电子装置101可请求所述一个或更多个外部电子装置运行所述功能或服务中的至少部分，而不是运行所述功能或服务，或者电子装置101除了运行所述功能或服务以外，还可请求所述一个或更多个外部电子装置运行所述功能或服务中的至少部分。接收到所述请求的所述一个或更多个外部电子装置可运行所述功能或服务中的所请求的所述至少部分，或者运行与所述请求相关的另外功能或另外服务，并将运行的结果传送到电子装置101。电子装置101可在对所述结果进行进一步处理的情况下或者在不对所述结果进行进一步处理的情况下将所述结果提供作为对所述请求的至少部分答复。为此，可使用例如云计算技术、分布式计算技术或客户机-服务器计算技术。
图2是示出根据实施例的相机模块280的框图200。参照图2，相机模块280可以包括透镜组件210、闪光灯220、图像传感器230、图像稳定器240、存储器250(例如，缓冲存储器)或图像信号处理器260。透镜组件210可以收集从要被拍摄图像的对象发射或反射的光。透镜组件210可包括一个或更多个透镜。根据实施例，相机模块280可以包括多个透镜组件210。在这种情况下，相机模块280可以形成例如双相机、360度相机或球形相机。多个透镜组件210中的一些可以具有相同的透镜属性(例如，视角、焦距、自动聚焦、F数或光学变焦)，或至少一个透镜组件可以具有与另一透镜组件不同的一个或更多个透镜属性。透镜组件210可以包括例如广角透镜或长焦透镜。
闪光灯220可以发射用于增强从对象反射的光的光。根据实施例，闪光灯220可以包括一个或更多个发光二极管(LED)(例如，红-绿-蓝(RGB)LED、白LED、红外(IR)LED或紫外(UV)LED)或氙气灯。图像传感器230可以通过将从对象发射或反射并经由透镜组件210透射的光转换成电信号来获得与对象相应的图像。根据实施例，图像传感器230可以包括从具有不同属性的图像传感器(诸如，RGB传感器、黑白(BW)传感器、IR传感器或UV传感器)中选择的一个图像传感器、具有相同属性的多个图像传感器、或具有不同属性的多个图像传感器。可以使用例如电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器来实现图像传感器230中包括的每个图像传感器。
图像稳定器240可以沿特定方向移动图像传感器230或包括在透镜组件210中的至少一个透镜，或响应于相机模块280或包括相机模块280的电子装置101的运动来控制图像传感器230的操作属性(例如，调整读出时序)。这允许对正被捕获的图像上的由于运动而产生的的负面影响(例如，图像模糊)中的至少一部分进行补偿。根据实施例，图像稳定器240可以使用布置在相机模块280内部或外部的陀螺仪传感器(未示出)或加速度传感器(未示出)来感测相机模块280或电子装置101的这种运动。根据实施例，图像稳定器240可以被实现为例如光学图像稳定器。
存储器250可以至少临时地存储经由图像传感器230获得的图像的至少一部分以用于随后的图像处理任务。例如，如果快速捕获了多个图像或者由于快门时滞而导致图像捕获延迟，则获得的原始图像(例如，拜耳阵列图像(Bayer-patterned image)、高分辨率图像)可被存储在存储器250中，并且其相应的副本图像(例如，低分辨率图像)可以经由显示装置160被预览。此后，如果满足指定条件(例如，通过用户的输入或系统命令)，则可以例如由图像信号处理器260获得和处理存储在存储器250中的原始图像的至少一部分。根据实施例，存储器250可以被配置为存储器130的至少一部分或被配置为独立于存储器130进行操作的单独的存储器。
图像信号处理器260可以针对经由图像传感器230获得的图像或存储在存储器250中的图像执行一个或更多个图像处理。所述一个或更多个图像处理可以包括例如深度图生成、三维(3D)建模、全景图生成、特征点提取、图像合成或图像补偿(例如，降噪、分辨率调整、亮度调整、模糊、锐化或柔化)。另外地或可选地，图像信号处理器260可以对相机模块280中包括的多个组件中的至少一个组件(例如，图像传感器230)执行控制(例如，曝光时间控制或读出时序控制)。由图像信号处理器260处理的图像可以被存储回存储器250中以进行进一步处理，或者可以被提供给相机模块280外部的外部组件(例如，存储器130、显示装置160、电子装置102、电子装置104或服务器108)。根据实施例，图像信号处理器260可以被配置为处理器120的至少一部分，或者被配置为独立于处理器120进行操作的单独的处理器。如果图像信号处理器260被配置为与处理器120分离的处理器，则由图像信号处理器260处理的至少一个图像可以按原样或在进一步处理之后由处理器120经由显示装置160被显示。
根据实施例，电子装置101可以包括具有不同属性或功能的多个相机模块280。在这种情况下，多个相机模块280中的至少一个相机模块可以形成例如广角相机，并且多个相机模块280中的至少另一个相机模块可以形成长焦相机。类似地，多个相机模块280中的至少一个相机模块可以形成例如前置相机，并且多个相机模块280中的至少另一个相机模块可以形成后置相机。
图3是示出根据实施例的电子装置300(例如，图1中的电子装置101)的正面的透视图。图4是示出图3所示的电子装置300的背面的透视图。
参照图3和图4，根据实施例的电子装置300(例如，图1中的电子装置101)可以包括壳体310，其中，壳体310包括第一面(或正面)310A、第二面(或背面)310B以及包围第一面310A和第二面310B之间的空间的侧面310C。在另一实施例中(未示出)，术语“壳体310”可以指的是包括图3的第一面310A的至少一部分，第二面310B的至少一部分以及侧面310C的至少一部分的结构。根据实施例，第一面310A的至少一部分可以包括基本透明的前板302(例如，玻璃板或包括各种涂层的聚合物板)。在另一实施例中，前板302耦合至壳体310以与壳体310形成内部空间。在各种实施例中，术语“内部空间”可以表示容纳稍后将描述的显示器301或图1中的显示装置160的至少一部分的壳体310的内部空间。
根据实施例，第二面310B可以由基本上不透明的后板311形成。后板311可以由例如涂层玻璃或有色玻璃、陶瓷、聚合物或金属(例如，铝、不锈钢(STS)或镁)或这些材料中的两种或更多种的组合制成。侧面310C可以由联接至前板302和后板311并包括金属和/或聚合物的侧边框结构(或“侧构件”)318形成。在实施例中，后板311和侧边框结构318可以一体地形成，并且可以包括相同的材料(例如，诸如铝的金属材料)。
在所示的实施例中，前板302可在其长的两侧的边缘处包括两个第一区域310D，其中，这两个第一区域310D从第一面310A朝向后板311弯曲并且从前板302的平面部分或中心部分无缝地延伸。在所示的实施例中(参见图4)，后板311可以在其长的两侧的边缘处包括两个第二区域310E，其中，这两个第二区域310E从第二面310B朝向前板302弯曲并且从前板302的平面部分或中心部分无缝地延伸。在一些实施例中，前板302(或后板311)可以仅包括第一区域310D(或第二区域310E)中的一个区域。在另一实施例中，可以不包括第一区域310D和第二区域310E中的一些区域。在以上实施例中，当从电子装置300的侧面看时，侧边框结构318可以在不包括第一区域310D或第二区域310E的侧面(例如，形成连接器孔308的侧面)上具有第一厚度(或宽度)，并且在包括第一区域310D或第二区域310E的侧面(设置有键输入装置317的侧面)上可以具有比第一厚度薄的第二厚度。
根据实施例，电子装置300可以包括显示器301、音频模块303、307和314、传感器模块304、316和319、相机模块305、312和313、键输入装置317、发光元件306以及连接器孔308和309中的至少一个。在各种实施例中，可以从电子装置300中省略这些组件中的至少一个(例如，键输入装置317或发光元件306)，或者电子装置300可以另外包括其他组件。
显示器301(例如，图1中的显示装置160)可以通过例如前板302的大部分而显露。在实施例中，显示器301的至少一部分可以通过形成第一面310A和侧面310C的第一区域310D的前板302而显露。在实施例中，显示器301的边缘可以被形成为与邻接于显示器301的前板302的轮廓形状基本相同。在另一实施例(未示出)中，显示器301的外部轮廓和前板302的外部轮廓之间的距离可以是基本恒定的并且被最小化以扩大显示器301的显露区域。
在另一实施例中(未示出)，可以在显示器301的屏幕显示区域(例如，有效区域)的一部分或屏幕显示区域之外的区域(例如，无效区域)中形成凹口或开口，并且音频模块314(例如，图1中的音频模块170)、传感器模块304(例如，图1中的传感器模块176)、相机模块305(例如，相机模块180)和发光元件306中的至少一个可以与凹口或开口对准。在另一实施例中(未示出)，音频模块314、传感器模块304、相机模块305、指纹传感器316和发光元件306中的至少一个可以被包括在显示器301的屏幕显示区域的背面。在另一实施例(未示出)中，显示器301可以被耦合到触摸感测电路、能够测量触摸强度(压力)的压力传感器和/或检测磁场型触控笔的数字转换器或被布置为与触摸感测电路、能够测量触摸强度(压力)的压力传感器和/或检测磁场型触控笔的数字转换器相邻。在一些实施例中，传感器模块304和319中的至少一些和/或键输入装置317中的至少一些可以被布置在第一区域310D和/或第二区域310E中。
音频模块303、307和314可以包括麦克风孔303以及扬声器孔307和314。麦克风孔303可以包括布置在其中的麦克风以获取外部声音，并且在各种实施例中，多个麦克风可以被布置在其中以便检测声音的方向。扬声器孔307和314可以包括外部扬声器孔307和电话接收器孔314。在一些实施例中，扬声器孔307和314以及麦克风孔303可以被实现为单个孔，或者可以包括没有扬声器孔307和314的扬声器(例如，压电扬声器)。
传感器模块304、316和319可以产生与电子装置300的内部操作状态或外部环境条件相应的电信号或数据值。传感器模块304、316和319可以包括例如布置在壳体310的第一面310A上的第一传感器模块304(例如，接近传感器)和/或第二传感器模块(未示出)(例如，指纹传感器)、和/或布置在壳体310的第二面310B上的第三传感器模块319(例如，心率计(HRM)传感器)和/或第四传感器模块316(例如，指纹传感器)。指纹传感器不仅可以被布置在壳体310的第一面310A(例如，显示器301)上，而且可以被布置在第二面310B上。电子装置300还可包括诸如手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁传感器、加速度传感器、握持传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物传感器、温度传感器、湿度传感器或照度传感器的传感器模块(未示出)中的至少一个。
相机模块305、312和313可包括布置在电子装置300的第一面310A上的第一相机装置305，布置在第二表面310B上的第二相机装置312和/或闪光灯313。相机模块305和312可包括一个或更多个透镜、图像传感器和/或图像信号处理器。闪光灯313可以包括例如发光二极管或氙气灯。在各种实施例中，两个或更多个透镜(例如，红外相机透镜、广角透镜和长焦透镜)和图像传感器可以被布置在电子装置300的一个面上。
键输入装置317可以被布置在壳体310的侧面310C上。在另一实施例中，电子装置300可以不包括上述键输入装置317中的一些或全部，不包括在其中的键输入装置317可以以诸如在显示器301上的软键等的另一种形式被实现。在一些实施例中，键输入装置可以包括布置在壳体310的第二面310B上的传感器模块316。
发光元件306可以被布置在例如壳体310的第一面310A上。发光元件306可以例如以光学形式提供电子装置300的状态信息。在另一个实施例中，发光元件306可以提供与例如相机模块305的操作互锁的光源。发光元件306可以包括例如LED、IR LED和氙气灯。
连接器孔308和309可以包括第一连接器孔308和/或第二连接器孔309，期中，第一连接器孔308能够容纳用于向外部电子装置发送电力和/或数据和从外部电子装置接收电力和/或数据的连接器(例如，USB连接器)，第二连接器孔309能够容纳用于向外部电子装置发送音频信号和从外部电子装置接收音频信号的连接器(例如，耳机插孔)。
图5是示出根据实施例的透镜组件400的构造的示图。
参照图5，根据各种实施例之一，透镜组件400(例如，图2中的透镜组件210)可以包括多个透镜401、402、403和404，并且还可包括图像传感器406。例如，图像传感器406可被安装在电子装置(例如，分别在图1或图3中的电子装置101或300)或光学装置(例如，在图2中的相机模块280)上，并且构成透镜组件400的多个透镜401、402、403和404可被安装在电子装置或光学装置上并与图像传感器406对齐。在实施例中，透镜组件400可被布置在图3和图4的相机模块305、312和313中的任何一个中。
根据实施例，多个透镜401、402、403和404中的至少一个可以是塑料非球面透镜，多个透镜401、402、403和404可以包括从对象O侧朝向图像传感器406顺序地布置的第一透镜401、第二透镜402、第三透镜403和/或第四透镜404。例如，第一至第四透镜401、402、403和404可以与图像传感器406一起在光轴A上对齐。根据实施例，当第一至第四透镜401、402、403和404的透镜表面S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8和S9中的每个是高阶非球面表面时，可在减少透镜数量的同时，实现具有在1.0至1.7范围内的低F数的光学系统。在一些实施例中，可以通过设计第一至第四透镜401、402、403和404使得其阿贝数之和等于或大于20但不超过125来简化透镜的材料。例如，可以用塑料非球面透镜来实现第一至第四透镜401、402、403和404中的每个或至少一个。
根据实施例，透镜组件400的光圈S可以被布置在第一透镜401的前面。根据实施例，光圈S可被布置在第一至第四透镜401、402、403和404中的任何两个相邻透镜之间。在一些实施例中，第一至第四透镜401、402、403和404中的任何一个的对象侧表面S2、S4、S6或S8或图像传感器侧表面S3、S5、S7或S9可以用作透镜组件400的光圈。
在下面的详细描述中，将使用表述“凹”或“凸”来描述透镜或透镜表面的形状。除非另有说明，否则这可表示透镜或透镜表面的形状至少在与光轴A相交的中心部分是凹的或凸的。另外，“凹”或“凸”可以表示整个透镜或透镜表面分别是凹的或凸的。
根据实施例，一个透镜表面的形状可以具有拐点，例如，透镜表面的一部分是凸的而另一部分是凹的形状。例如，可以通过分别将一部分指定为“透镜的中心部分”而将另一部分指定为“透镜的外围部分”来将这些部分彼此区分开。
根据实施例，第一透镜401可以具有正屈光力(refractive power)，并且第一透镜401的对象侧表面S2可以具有凸形。当第一透镜401具有正折射率时，可以减小透镜组件400的总长度(例如，从第一透镜401的对象侧表面S2到图像传感器406的成像表面的距离)和/或第二至第四透镜402、403和404的外径。例如，可以使用第一透镜401的屈光力来使透镜组件400小型化。由于第一透镜401朝向对象O呈凸形，来自广角的光线可以入射在对象侧表面S2上。
根据实施例，第二透镜402可以具有正屈光力，并且光轴A通过的区域(即，中心部分)可朝向对象O呈凸形。在一些实施例中，第二透镜402的对象侧表面S4和图像传感器侧表面S5中的至少一个可以包括拐点。例如，第二透镜402的对象O侧表面S4可以具有以下形状：中心部分朝向对象O为凸，中心部分周围的外围部分朝向图像传感器406为凸，并且中心部分的曲率半径和外围部分的曲率半径可以彼此不同。如上所述的对象侧表面S4的形状可以增大外围光量比。
根据实施例，第三透镜403可以具有正屈光力或负屈光力，并且其图像传感器侧表面S7可以具有朝向图像传感器406为凸形状。在一些实施例中，第三透镜403的对象侧表面S6和图像传感器侧表面S7中的至少一个可以包括拐点。
根据实施例，第四透镜404可以具有正屈光力或负屈光力，并且通常可以具有负屈光力。在实施例中，第四透镜404的对象侧表面S8可以具有与光轴A相交的中心部分朝向对象O为凸的形状，图像传感器侧表面S9可以具有与光轴A相交的中心部分朝向图像传感器406为凹并且外围部分朝向图像传感器406为凸的形状。
根据实施例，第三透镜403和第四透镜404可以帮助透镜组件捕获足够量的外围光，并且第四透镜404的屈光力或透镜表面的形状可以确定入射在图像传感器406的成像表面IS上的最外面的光线的角度。例如，可以使用第四透镜404的屈光力或第四透镜404的透镜表面S8和S9的形状来优化光线入射在成像表面IS上的角度。
根据实施例，透镜组件400还可包括带通滤光片405。例如，带通滤光片405可被布置在第四透镜404和图像传感器406之间。在实施例中，带通滤光片405可以基本上阻挡可见光(例如，具有从0.0001％至1％的可见光透射率)，并且对于波长在800nm至1000nm之间的光(例如，近红外光)可以具有最大透射率(例如，在90％至99％的范围内的透射率)。由于如上所述布置了带通滤光片405，所以入射在图像传感器406上的光可以基本上限于特定波长带(例如，近红外区域)中的光。
根据实施例，带通滤光片405可以透射具有在800nm和1000nm之间的特定波长的光。例如，带通滤光片405可以使850nm、940nm或980nm中的至少一个的中心波长周围大约±50nm的带宽中的光透射。在另一实施例中，带通滤光片405可以具有距中心波长约±30nm的一半宽度，并且可以阻挡在距中心波长约±50nm的带宽之外或距中心波长约±30nm的一半宽度之外的光。在实施例中，尽管使用示例性数值描述了特定波长周围的带宽或半带宽，但是本公开不限于这些示例性数值。带通滤光片405可根据透镜组件400或包括透镜组件400的相机模块或电子装置的所需规格，被设计或制造为具有适当的光学特性。
根据实施例，在包括第一至第四透镜401、402、403和404和/或带通滤光片405的透镜组件400中，各个透镜401、402、403和404的阿贝数之和可以满足以下条件表达式1。
条件表达式1
Figure BDA0002304305410000161
这里，“v1”表示第一透镜401的阿贝数、“v2”表示第二透镜402的阿贝数、“v3”表示第三透镜403的阿贝数、“v4”表示第四透镜404的阿贝数。可以将第d透镜的阿贝数vd定义为相对于中心波长为587.56nm的氦d线(helium d line)的折射率比，并且可以使用以下条件表达式2来计算。
条件表达式2
Figure BDA0002304305410000162
这里，“nd”表示在587.56nm波长处的折射率、“nC”表示在656.27nm波长处的折射率，并且“nF”表示在486.413nm波长处的折射率。
通过组合满足上面的条件表达式1的透镜，可以简化透镜的材料。并且通过组合具有高折射率的非球面镜片，即使使用少量的透镜(例如，四个透镜)，也可能构造出在具有高分辨率的同时被小型化的光学系统(例如，透镜组件400)。
根据实施例，在透镜组件400中，总焦距与第一透镜401的焦距之比可以满足以下条件表达式3。
条件表达式3
Figure BDA0002304305410000171
这里，“f”表示透镜组件400的总焦距，“f1”表示第一透镜401的焦距，并且满足[条件表达式3]的数值范围的透镜组件400可以具有适合于检测对象或对象区域的距离信息(例如，深度信息)的亮度。
根据一个实施例，在透镜组件400中，总焦距与第二透镜402的焦距之比可以满足如下条件表达式4。
条件表达式4
Figure BDA0002304305410000172
这里，“f”表示透镜组件400的总焦距，“f2”表示第二透镜402的焦距。根据实施例，透镜组件400的尺寸可以基本上由第一透镜401和第二透镜402的尺寸确定。在一些实施例中，当第一透镜401和第二透镜402之间的焦距之比满足如下条件表达式5时，可以使透镜组件小型化。
条件表达式5
Figure BDA0002304305410000173
这里，“f1”表示透镜组件401的焦距，“f2”表示第二透镜402的焦距。
根据实施例，第二透镜402的曲率半径与第四透镜404的曲率半径之间的比率可以满足如下条件表达式6。
条件表达式6
Figure BDA0002304305410000174
这里，“R5”表示第二透镜402的图像传感器侧表面S5的曲率半径，“R9”表示第四透镜404的图像传感器侧表面S9的曲率半径。第二透镜402的图像传感器侧表面S5在与光轴A相交的中心部分处可朝向图像传感器406为凸或凹，第四透镜404的图像传感器侧表面S9可以具有在与光轴A相交的中心部分处朝向图像传感器406为凹的形状。当第二透镜402和第四透镜404的图像传感器侧表面S5和S9的形状或曲率半径分别满足上面的条件表达式6时，透镜组件400可以获得良好的外围光量比，例如，外围光量比等于或大于45％。
透镜组件400的透镜数据在下面的表格1中表示，其中“S1(孔径光阑)”指示光圈S的孔径表面，并且“S2至S11”指示透镜401、402、403和404和带通滤光片405的表面。针对波长为940nm的光，透镜组件400可具有3.49mm的焦距，1.44的F数，38.8度的半视角，并且可以满足上述条件表达式中的至少一个。
[表格1]
曲率半径 厚度或气隙 折射率 阿贝数 焦距
S1(孔径光阑) 无穷 -0.250
S2 1.906 0.663 1.50648 8.96 6.013
S3 4.498 0.615
S4 15.933 0.330 1.64165 19.23 6.057
S5 -5.099 0.383
S6 -0.850 0.400 1.64165 19.23 -19.71
S7 -1.079 0.120
S8 1.404 0.711 1.5218 56.5 21.897
S9 1.323 0.398
S10 无穷 0.300 1.50838 64.2 无穷
S11 无穷 0.950
第一至第四透镜401、402、403和404的非球面系数在下面的表2和表3中表示，并且可以使用如下的条件表达式7计算。
条件表达式7
Figure BDA0002304305410000181
这里，“x”表示在光轴A的方向上距透镜顶点的距离，“y”表示在垂直于光轴A的方向上的距离，“c”表示镜头顶点处的曲率半径的倒数，“K”表示圆锥常数，“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”、“G”、“H”和“J”分别表示非球面系数。
[表格2]
Figure BDA0002304305410000182
Figure BDA0002304305410000191
[表格3]
S6 S7 S8 S9
K -3.00448 -2.13985 -12.67345 -6.28814
A -1.5745E-01 -1.6310E-01 4.3562E-02 -2.0000E-02
B 5.3996E-01 5.0465E-01 -1.1180E-01 -5.3866E-03
C -1.0764E+00 -7.9808E-01 8.5368E-02 5.3080E-03
D 1.3058E+00 7.5701E-01 -4.0113E-02 -2.6263E-03
E -8.7190E-01 -4.1702E-01 1.0570E-02 6.4691E-04
F 3.0093E-01 1.2250E-01 -1.3845E-03 -8.0921E-05
G 3.0093E-01 -1.4624E-02 6.9852E-05 4.1163E-06
H 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
J 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
图6是示出根据第二实施例的透镜组件500的构造的示图，图7是示出根据第三实施例的透镜组件600的构造的示图，图8是示出根据第四实施例的透镜组件700的构造的示图，图9是示出根据第五实施例的透镜组件800的构造的示图。
图6的透镜组件500的透镜数据和非球面系数在下面的表格4、表格5和表格6中示出，表格4、表格5和表格6中的“S1(孔径光阑)”指示光圈S的孔径表面，“S2至S11”指示透镜和带通滤光片的表面。针对波长为940nm的光，透镜组件500可以具有1.92mm的焦距、1.65的F数以及34.4度的半视角，并且可以满足上述条件表达式中的至少一个。
[表格4]
Figure BDA0002304305410000192
Figure BDA0002304305410000201
[表格5]
S2 S3 S4 S5
K -99.00000 10.37842 -6.17582 -1.54837
A 1.8584E+00 -5.7294E-01 -3.9736E-01 1.5268E-01
B -1.6051E+01 -3.1990E+00 -3.2908E+00 -2.3589E+00
C 1.0111E+02 2.8248E+01 1.0801E+01 1.6999E+00
D -4.3162E+02 -1.4414E+02 -3.1208E+01 1.5357E+01
E 1.2168E+03 4.8032E+02 1.0025E+02 -5.5294E+01
F -2.2266E+03 -1.0557E+03 -2.6638E+02 8.1245E+01
G 2.5362E+03 1.4508E+03 4.5256E+02 -5.8347E+01
H -1.6293E+03 -1.1159E+03 -4.2235E+02 1.7810E+01
J 4.4967E+02 3.6539E+02 1.6526E+02 -8.9881E-01
[表格6]
S6 S7 S8 S9
K -75.80152 -6.97655 0.19578 -2.82966
A -5.9987E-02 -9.1393E-01 -8.8096E-01 -3.7630E-01
B 1.7447E+00 1.9448E+00 1.5390E+00 -2.4413E-01
C -1.2825E+01 -2.1509E-01 -7.8613E+00 2.6949E+00
D 4.8908E+01 -1.9226E+01 3.0926E+01 -7.1651E+00
E -1.1134E+02 7.7740E+01 -7.6661E+01 1.0626E+01
F 1.5534E+02 -1.5653E+02 1.1770E+02 -9.6219E+00
G -1.2963E+02 1.8042E+02 -1.0917E+02 5.2651E+00
H 5.9302E+01 -1.1229E+02 5.6067E+01 -1.5985E+00
J -1.1433E+01 2.9075E+01 -1.2265E+01 2.0646E-01
图7的透镜组件600的透镜数据和非球面系数在下面的表格7、表格8和表格9中示出，表格7、表格8和表格9中的“S1(孔径光阑)”指示光圈S的孔径表面，“S2至S11”指示透镜和带通滤光片的表面。针对波长为850nm的光，透镜组件600可具有2.71mm的焦距、1.43的F数以及37.6度的半视角，并且可以满足上述条件表达式中的至少一个。
[表格7]
曲率半径 厚度或气隙 折射率 阿贝数 焦距
S1(孔径光阑) 无穷 -0.170
S2 2.096 0.683 1.56816 30.19 5.364
S3 5.921 0.296
S4 6.996 0.558 1.61561 23.89 68.736
S5 8.127 0.365
S6 -2.039 0.588 1.61561 23.89 2.824
S7 -1.041 0.050
S8 1.074 0.422 1.61561 23.89 -5.508
S9 0.694 0.487
S10 无穷 0.210 1.50984 64.2 无穷
S11 无穷 0.590
[表格8]
S2 S3 S4 S5
K -0.05185 26.79241 39.71105 23.05479
A -2.0191E-02 -1.0892E-01 -1.3125E-01 2.1342E-02
B -7.4022E-03 -1.6822E-02 -1.8374E-01 -1.5331E-01
C -3.1624E-02 -1.3861E-01 1.7485E-01 1.0159E-01
D 3.0040E-02 1.7800E-01 -3.2718E-01 -8.9655E-02
E -1.0601E-02 -1.2608E-01 2.4131E-01 4.2120E-02
F -1.1826E-02 3.7089E-02 8.5310E-03 -6.1746E-03
G -1.8279E-04 -2.1091E-03 -4.0904E-02 -1.9828E-05
H 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
J 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
[表格9]
Figure BDA0002304305410000211
Figure BDA0002304305410000221
图8的透镜组件700的透镜数据和非球面系数在下面的表格10、表格11和表格12中示出，表格10、表格11和表格12中的“S1(孔径光阑)”指示光圈S的孔径表面，“S2至S11”指示透镜和带通滤光片的表面。针对波长为940nm的光，透镜组件700可以具有2.01mm的焦距、1.23的F数以及36.1度的半视角，并且可以满足上述条件表达式中的至少一个。
[表格10]
曲率半径 厚度或气隙 折射率 阿贝数 焦距
S1(孔径光阑) 无穷 -0.100
S2 1.792 0.579 1.613 23.9 6.711
S3 2.786 0.128
S4 1.259 0.296 1.613 23.9 20.68
S5 1.272 0.175
S6 -6.425 0.562 1.613 23.9 2.21
S7 -1.156 0.100
S8 1.072 0.350 1.613 23.9 -7.914
S9 0.769 0.227
S10 无穷 0.300 1.50838 64.2 无穷
S11 无穷 0.502
[表格11]
S2 S3 S4 S5
K -68.38379 8.01173 -3.32863 -1.69326
A 1.1826E+00 -6.8670E-01 -7.6872E-01 1.5163E-03
B -7.8960E+00 -4.2143E-01 -3.1647E-01 -2.1957E+00
C 4.0418E+01 7.1638E+00 -9.0472E+00 2.5703E+00
D -1.4714E+02 -3.5503E+01 6.5850E+01 1.0479E+01
E 3.6452E+02 1.0874E+02 -1.9846E+02 -4.4377E+01
F -5.9949E+02 -2.1449E+02 3.4197E+02 7.2759E+01
G 6.2442E+02 2.6150E+02 -3.5177E+02 -6.2311E+01
H -3.7254E+02 -1.7876E+02 1.9848E+02 7.2759E+01
J 9.6812E+01 5.2133E+01 -4.6269E+01 -4.9808E+00
[表格12]
S6 S7 S8 S9
K -99.00000 -33.82895 -0.32309 -4.43967
A 4.6614E-01 -2.3354E+00 -1.3123E+00 -2.1389E-01
B -4.1358E-01 1.4377E+01 3.7005E+00 4.7883E-02
C -1.0257E+00 -6.1458E+01 -1.0778E+01 4.8005E-01
D 1.2505E+00 1.8359E+02 2.2199E+01 -1.5142E+00
E 7.6276E+00 -3.7361E+02 -3.1022E+01 2.3882E+00
F -2.6838E+01 5.0770E+02 2.8518E+01 -2.2527E+00
G 3.6385E+01 -4.3993E+02 -1.6466E+01 1.2738E+00
H -2.2865E+01 2.1960E+02 5.4440E+00 -3.9652E-01
J 5.5171E+00 -4.7939E+01 -7.9850E-01 5.1958E-02
图9的透镜组件800的透镜数据和非球面系数在下面的表格13、表格14和表格15中示出，表格13、表格14和表格15中的第一透镜的图像传感器侧表面S3的有效直径可以基本上用作透镜组件800的光圈。在实施例中，第一透镜的对象侧表面S2可被耦合至用于安装或固定透镜组件800的结构，并且所述结构可以用作控制入射在外围上的光束以增强外围性能的机械膜片。在下面的表格13中，“S1”可以指的是与第一透镜的对象侧表面S2耦合的结构的表面。“S2至S11”指示透镜和带通滤光片的表面。针对波长为940nm的光，透镜组件800可以具有3.89mm的焦距、1.45的F数、35.7度的半视角，并且可以满足上述方程式中的至少一个。
[表格13]
曲率半径 厚度或气隙 折射率 阿贝数 焦距
S1 无穷 -0.150
S2 2.084 0.614 1.53541 56.09 9.7
S3(孔径光阑) 3.123 0.366
S4 2.667 0.376 1.64255 19.23 10.917
S5 4.066 1.017
S6 -2.785 0.490 1.64255 19.23 2.788
S7 -1.165 0.108
S8 2.370 0.461 1.64255 19.23 -3.018
S9 0.985 0.668
S10 无穷 0.300 1.50838 64.2 无穷
S11 无穷 0.703
[表格14]
S2 S3 S4 S5
K -0.98531 -7.99959 0.41056 1.08664
A -4.8876E-03 -1.8023E-02 -4.8978E-02 -5.2938E-03
B 6.3676E-03 -1.3422E-02 -3.1622E-02 -4.8831E-02
C -1.4707E-02 -5.2194E-03 -1.4098E-02 -8.1103E-03
D 9.5187E-03 1.0960E-03 -8.2401E-03 6.0295E-03
E -3.1780E-03 0.0000E+00 1.1868E-02 1.5868E-03
F 0.0000E+00 0.0000E+00 -2.4533E-03 -7.7860E-04
G 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
H 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
J 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
[表格15]
S6 S7 S8 S9
K -3.47405 -3.28059 -3.28059 -3.28059
A 3.4042E-02 -3.2322E-02 -3.2322E-02 -3.2322E-02
B -4.2380E-02 6.2648E-02 6.2648E-02 6.2648E-02
C 3.7445E-02 -9.3393E-02 -9.3393E-02 -9.3393E-02
D -1.2497E-02 9.5938E-02 9.5938E-02 9.5938E-02
E 0.0000E+00 -4.7772E-02 -4.7772E-02 -4.7772E-02
F 0.0000E+00 1.0888E-02 1.0888E-02 1.0888E-02
G 0.0000E+00 -8.9235E-04 -8.9235E-04 -8.9235E-04
H 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
J 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
将被组合到透镜组件400、500、600、700和800中的每个透镜可以具有低阿贝数以简化透镜材料。例如，通过在制造每个透镜时利用塑料材料，可以容易地实现使得透镜组件能够被小型化的具有高折射率的非球面透镜。这样的透镜组件可以被容易地安装在诸如移动通信终端的小型电子装置上。
再次参照图1至图4，将描述包括上述透镜组件400、500、600、700或800的相机模块或电子装置(例如，图2中的相机模块280或图3中的电子装置300)。
根据各种实施例，上述透镜组件400、500、600、700或800可以被设置为图2的透镜组件210。在实施例中，包括这样的镜头组件400、500、600、700或800的相机模块(例如，图2中的相机模块280)可以被实现为图3或图4中的相机模块305、312或313。在一些实施例中，布置在图3的电子装置300的背面上的相机模块312和313中的一个(在下文中，被称为“第一相机313”)可以包括上述透镜组件400、500、600、700或800，并且可以使用近红外线检测关于对象或对象区域的距离信息。相机模块312中的另一个(以下称为“第二相机312”)是用于捕获彩色图像或黑白图像的相机，第二相机312可以获取例如关于对象的第二信息。根据实施例，第二信息可以包括对象的颜色信息、亮度信息、色度信息和对比度信息中的至少一个。在一些实施例中，多个第二相机312可以被布置在电子装置300的背面上。例如，第一相机313被设置为检测对象区域的距离信息的近红外相机，多个第二相机312中的一个可以被设置为长焦相机，并且多个第二相机312中的另一个可以被设置为广角相机。
根据各种实施例，因为可以根据透镜组件的期望性能相对自由地改变透镜的外径或透镜组件的总长度，所以包括透镜组件400、500、600、700或800的相机模块(例如，图2中的相机模块280)可以用于例如公共场所或居住场所中的安全目的。例如，透镜组件400、500、600、700或800或照相机模块280可以被用作用于安全的闭路相机、用于识别车辆中的对象的相机或热成像相机。在另一实施例中，透镜组件400、500、600、700或800可以被制造为具有大约几毫米的总长度。例如，透镜组件400、500、600、700或800可以被安装在个人电子装置(诸如移动通信终端)上，以允许电子装置检测关于对象或对象区域的距离信息，从而使电子装置(例如，图3或图4中的电子装置300)能够向用户提供诸如对象识别、增强现实或3D扫描的功能。
根据实施例，电子装置300(例如，图1的处理器120或图2的图像信号处理器260)可以基于通过第一相机313获取的第一信息来检测对象或对象区域的距离信息。在实施例中，处理器120或图像信号处理器260可以通过将通过第二相机312获取的第二信息与第一信息合成来生成对象图像。例如，通过使用通过第一相机313获取的距离信息来处理通过第二相机312获取的图像，可以对捕获的图像应用各种视觉效果。在一些实施例中，在将第一信息和第二信息彼此合成时，处理器120或图像信号处理器260可以通过基于第一信息强调从第二信息获取的对象图像的特定部分的处理来生成具有3D特征形状的对象图像。
根据实施例，电子装置300使用光源装置朝对象发射光(例如，红外线或近红外线)，第一相机313可以通过检测从光源装置发射并被对象反射的光来检测关于对象的第一信息(例如，深度信息)。在实施例中，像电子装置300的发光装置306一样，光源装置可以设置在电子装置300的背面，并且可以包括红外发光二极管或近红外激光光源。
根据实施例，镜头组件400、500、600、700或800可以被安装在电子装置300正面的相机模块305上。根据实施例，透镜组件400、500、600、700或800可以包括带通滤光片(例如，图4中的带通滤光片405)，以透射具有特定波长(例如，840±5nm或940±5nm)并阻挡具有其他波长的光。例如，当装备有透镜组件400、500、600、700或800时，相机模块305能够通过检测从发光元件306发射并被对象反射的光来检测关于对象或对象区域的距离信息。
如上所述，根据实施例，透镜组件(例如，图5至图9中的透镜组件400、500、600、700或800)可以包括：第一透镜(例如，图5中的第一透镜401)，具有正屈光力，所述第一透镜的对象侧表面朝向对象呈凸形；第二透镜(例如，图5中的第二透镜402)，具有正屈光力，所述第二透镜的对象侧表面包括与光轴相交且朝向对象呈凸形的中心部分以及在该中心部分周围的并且朝向图像传感器呈凸形的外围部分；第三透镜(例如，图5中的第三透镜403)，具有正屈光力或负屈光力；第四透镜(例如，图5中的第四透镜404)，具有正屈光力或负屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜可以沿着光轴从对象到图像传感器顺序地布置，并且第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的阿贝数之和可以满足如下条件表达式1。
2O≤v1+v2+v3+v4≤135
这里，“v1”表示第一透镜的阿贝数、“v2”表示第二透镜的阿贝数、“v3”表示第三透镜的阿贝数、“v4”表示第四透镜的阿贝数。
根据实施例，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中的至少一个可以是塑料非球面透镜。
根据实施例，上述透镜组件还可包括布置在第四透镜和图像传感器之间的带通滤光片(例如，图5中的带通滤光片405)，所述带通滤光片对于波长在800nm至1000nm之间的光的透射率可以在90％至99％的范围内，并且对于可见光的透射率可以在0.0001％至1％的范围内。
根据实施例，第三透镜的图像传感器侧表面至少在第三透镜的图像传感器侧表面的与光轴相交的中心部分中可朝向图像传感器呈凸形。
根据实施例，第四透镜的对象侧表面至少在第四透镜的对象侧表面的与光轴相交的中心部分中可朝向对象呈凸形，第四透镜的图像传感器侧表面至少在第四透镜的图像传感器侧表面的与光轴相交的中心部分中可朝向图像传感器呈凹形。
根据实施例，透镜组件的总焦距与第一透镜的焦距之比可以满足如下条件表达式2。
Figure BDA0002304305410000271
这里，“f”表示透镜组件的总焦距，而“f1”表示第一透镜的焦距。
根据实施例，透镜组件的总焦距与第二透镜的焦距之比可以满足如下条件表达式3。
Figure BDA0002304305410000272
这里，“f”表示透镜组件的总焦距，而“f2”表示第二透镜的焦距。
根据实施例，第一透镜的焦距与第二透镜的焦距之比可以满足如下条件表达式4。
Figure BDA0002304305410000273
这里，“f1”表示第一透镜的焦距，“f2”表示第二透镜的焦距。
根据实施例，第四透镜的图像传感器侧表面的曲率半径与第二透镜的图像传感器侧表面的曲率半径之比可以满足如下条件表达式5。
Figure BDA0002304305410000274
这里，“R5”表示第二透镜的图像传感器侧表面的曲率半径，“R9”表示第四透镜的图像传感器侧表面的曲率半径。
根据实施例，在第二透镜的图像传感器侧表面和第四透镜的图像传感器侧表面中，至少第四透镜的图像传感器侧表面可朝向图像传感器呈凹形。
根据实施例，电子装置(例如，图1、图3或图4中的电子装置101或300)可以包括：第一相机(例如，图3或图4中的相机模块305或313)，包括透镜组件(例如，图5至图9中的透镜组件400、500、600、700或800)，并被配置为从通过透镜组件入射的光获取关于对象的第一信息；至少一个第二相机(例如，图3或图4中的相机模块312)，被配置为获取与第一信息不同的关于对象的第二信息；处理器或图像信号处理器(例如，图1中的处理器120或图2中的图像信号处理器260)，被配置为基于第一信息来检测对象的距离信息。透镜组件可以包括：第一透镜，具有正屈光力，所述第一透镜的对象侧表面朝向对象呈凸形；第二透镜，具有正屈光力，所述第二透镜的对象侧表面包括与光轴相交且朝向对象呈凸形的中心部分，以及在该中心部分周围且朝向图像传感器呈凸形的外围部分；第三透镜，具有正屈光力或负屈光力；第四透镜，具有正屈光力或负屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜可以沿着光轴从对象到图像传感器顺序地布置，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的阿贝数之和可以满足如下条件表达式6。
2O≤v1+v2+v3+v4≤125
这里，“v1”表示第一透镜的阿贝数，“v2”表示第二透镜的阿贝数，“v3”表示第三透镜的阿贝数，“v4”表示第四透镜的阿贝数。
根据实施例，上述透镜组件或包括上述透镜组件的电子装置还可包括布置在第四透镜和图像传感器之间的带通滤光片，所述带通滤光片对于波长在800nm至1000nm之间的光的透射率可以在90％至99％的范围内，并且对于可见光的透射率可以在0.0001％至1％的范围内。
根据实施例，上述电子装置还可包括光源装置(例如，图4中的发光装置306)，第一相机可以通过接收从光源装置发射并被对象反射的光来获取第一信息。
根据实施例，光源装置可以包括红外发光二极管或近红外激光光源。
根据实施例，透镜组件的总焦距与第一透镜的焦距之比可以满足如下条件表达式7。
Figure BDA0002304305410000281
这里，“f”表示透镜组件的总焦距，而“f1”表示第一透镜的焦距。
根据实施例，透镜组件的总焦距与第二透镜的焦距之比可以满足如下条件表达式8。
Figure BDA0002304305410000282
这里，“f”表示透镜组件的总焦距，而“f2”表示第二透镜的焦距。
根据实施例，第一透镜的焦距与第二透镜的焦距之比可以满足如下条件表达式9。
Figure BDA0002304305410000283
这里，“f1”表示第一透镜的焦距，“f2”表示第二透镜的焦距。
根据实施例，第四透镜的图像传感器侧表面的曲率半径与第二透镜的图像传感器侧表面的曲率半径之比可以满足如下条件表达式10。
Figure BDA0002304305410000291
这里，“R5”表示第二透镜的图像传感器侧表面S5的曲率半径，而“R9”表示第四透镜404的图像传感器侧表面S9的曲率半径。
根据实施例，处理器或图像信号处理器可以通过组合第一信息和第二信息来生成对象的图像。
根据实施例，第二信息包括关于对象的颜色信息、亮度信息、饱和度信息和对比度信息中的至少一个。
虽然参照本公开的特定实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对其形式和细节进行各种改变。

Claims (15)

1.一种透镜组件(400、500、600、700、800)，包括：
第一透镜(401)，具有正屈光力，所述第一透镜的对象侧表面(S2)朝向对象呈凸形；
第二透镜(402)，具有正屈光力，所述第二透镜的对象侧表面(S4)包括：
中心部分，与光轴相交且朝向对象呈凸形，以及
外围部分，在所述中心部分的周围且朝向图像传感器(406)呈凸形；
第三透镜(403)，具有正屈光力或负屈光力；以及
第四透镜(404)，具有正屈光力或负屈光力，
其中，第一透镜(401)、第二透镜(402)、第三透镜(403)和第四透镜(404)沿着光轴从对象到图像传感器(406)被顺序地布置，
其中，第一透镜(401)、第二透镜(402)、第三透镜(403)和第四透镜(404)的阿贝数之和满足如下条件表达式1：
20≤v1+v2+v3+v4≤125，并且
其中，“v1”表示第一透镜(401)的阿贝数、“v2”表示第二透镜(402)的阿贝数、“v3”表示第三透镜(403)的阿贝数、“v4”表示第四透镜(404)的阿贝数。
2.如权利要求1所述的透镜组件(400、500、600、700、800)，其中，第一透镜(401)、第二透镜(402)、第三透镜(403)和第四透镜(404)中的至少一个是塑料非球面透镜。
3.如权利要求1所述的透镜组件(400、500、600、700、800)，还包括：
带通滤光片(405)，布置在第四透镜(404)和图像传感器(406)之间，
其中，所述带通滤光片(405)对于波长在800nm至1000nm之间的光的透射率在90％至99％的范围内，并且对于可见光的透射率在0.0001％至1％的范围内。
4.如权利要求1所述的透镜组件(400、500、600、700、800)，其中，第三透镜(S7)的图像传感器侧表面至少在第三透镜(S7)的图像传感器侧表面的与光轴相交的中心部分中朝向图像传感器(406)呈凸形。
5.如权利要求1所述的透镜组件(400、500、600、700、800)，
其中，第四透镜(S8)的对象侧表面至少在第四透镜(S8)的对象侧表面的与光轴相交的中心部分中朝向对象呈凸形，并且
其中，第四透镜(S9)的图像传感器侧表面至少在第四透镜(S9)的图像传感器侧表面的与光轴相交的中心部分中朝向图像传感器(406)呈凹形。
6.如权利要求1所述的透镜组件(400、500、600、700、800)，其中，透镜组件(400、500、600、700、800)的总焦距与第一透镜(401)的焦距之比满足如下条件表达式2：
Figure FDA0002304305400000021
其中，“f”表示透镜组件(400、500、600、700、800)的总焦距，“f1”表示第一透镜(401)的焦距。
7.如权利要求1所述的透镜组件(400、500、600、700、800)，其中，透镜组件(400、500、600、700、800)的总焦距与第二透镜(402)的焦距之比满足如下条件表达式3：
Figure FDA0002304305400000022
其中，“f”表示透镜组件(400、500、600、700、800)的总焦距，“f2”表示第二透镜(402)的焦距。
8.如权利要求1所述的透镜组件(400、500、600、700、800)，其中，第一透镜(401)的焦距与第二透镜(402)的焦距之比满足如下条件表达式4：
Figure FDA0002304305400000023
其中“f1”表示第一透镜(401)的焦距，“f2”表示第二透镜(402)的焦距。
9.如权利要求1所述的透镜组件(400、500、600、700、800)，其中，第四透镜(S9)的图像传感器侧表面的曲率半径与第二透镜(S5)的图像传感器侧表面的曲率半径之比满足如下条件表达式5：
Figure FDA0002304305400000024
其中，“R5”表示第二透镜(S5)的图像传感器侧表面的曲率半径，并且“R9”表示第四透镜(S9)的图像传感器侧表面的曲率半径。
10.如权利要求9所述的透镜组件(400、500、600、700、800)，其中，至少第四透镜(S9)的图像传感器侧表面朝向图像传感器(406)呈凹形。
11.一种电子装置(101、300)，包括：
第一相机(305、313)，包括根据权利要求1至10中任一项所述的镜头组件(400、500、600、700、800)，并且被配置为从通过透镜组件(400、500、600、700、800)入射的光获取关于对象的第一信息；
至少一个第二相机(312)，被配置为获取与第一信息不同的关于对象的第二信息；以及
处理器或图像信号处理器(120、260)，被配置为基于第一信息来检测对象的距离信息。
12.如权利要求11所述的电子装置(101、300)，还包括：
光源装置(306)，
其中，第一相机(305、313)被配置为通过接收从光源装置(306)发射并被对象反射的光来获取第一信息。
13.如权利要求12所述的电子装置(101、300)，其中，光源装置(306)包括红外发光二极管或近红外激光光源。
14.如权利要求11所述的电子装置(101、300)，其中，处理器或图像信号处理器(120、260)被配置为通过合成第一信息和第二信息来生成对象的图像。
15.如权利要求11所述的电子装置(101、300)，其中，第二信息包括对象的颜色信息、亮度信息、饱和度信息和对比度信息中的至少一个。
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