CN113056692B - 镜头组件和包括该镜头组件的电子装置 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施例，一种镜头组件可以包括：至少四个透镜，沿着光轴从被摄体到图像传感器顺序地布置。在所述至少四个透镜中，最靠近被摄体布置的第一透镜可以具有从0％至5％范围的可见光透射率，并且在除第一透镜之外的其余透镜的被摄体侧表面和图像传感器侧表面中，至少四个表面可以包括拐点。可以根据实施例以各种方式实现镜头组件或包括该镜头组件的电子装置。

Description

镜头组件和包括该镜头组件的电子装置
技术领域
本公开的一个或更多个实施方式总体上涉及光学装置。例如，在某些实施例中，存在一种包括多个透镜的镜头组件和包括镜头组件的电子装置。
背景技术
光学装置(例如，能够捕获图像或视频的相机)已被广泛使用。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)装置)的数字相机或视频相机已经广泛分布。由于易于图像存储和再现并且易于移动，这些固态图像传感器在某些应用中已经取代了胶片型光学装置。
近来，诸如智能电话的装置的制造商已经越来越多地在单个电子装置中一起使用多个光学装置(例如，长焦相机和广角相机)，以提高所捕获的图像的质量，并为所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获得对象的图像，并且可以对图像进行合成以便获得经处理的图像。这样的光学装置可以安装在专用于图像捕获的电子装置(诸如数字相机)中。近来，这些光学装置也已经被安装在诸如移动通信终端的小型化便携式电子装置上。
发明内容
技术问题
随着诸如移动通信终端的电子装置的使用已经变得流行，电子装置的外观不断地被改善，满足了用户对良好设计和外观的期望。然而，电子装置的光学装置(例如，相机)被不可避免地暴露以使得它可以从周围环境接收光，并且因此可能妨碍电子装置的设计外观。同时，使用光学装置的诸如对象识别、增强现实和三维扫描的各种功能也被结合在电子装置中，并且因此，检测关于对象的距离信息(例如，深度)的附加光学装置被小型化并且可以被安装在电子装置上。然而，用于检测距离信息的光学装置也可能被暴露，并且因此它也破坏了电子装置的外观。
技术方案
根据实施例，一种镜头组件可以包括：至少四个透镜，沿着光轴从对象到图像传感器顺序地布置。在所述至少四个透镜中，最靠近被摄体布置的第一透镜可以具有从0％至5％范围的可见光透射率，并且在除第一透镜之外的其余透镜的被摄体侧表面和图像传感器侧表面中，至少四个表面可以包括拐点。
根据实施例，一种电子装置可以包括：第一相机，包括镜头组件，并且被配置为基于通过镜头组件入射的光来获取关于被摄体的第一信息；至少一个第二相机，被配置为获取与所述第一信息不同的关于所述被摄体的第二信息；以及处理器或图像信号处理器。所述镜头组件可以包括：至少四个透镜，沿着光轴从被摄体到图像传感器顺序地布置。在所述至少四个透镜中，最靠近所述被摄体布置的第一透镜可以具有从0％至5％范围的可见光透射率，在除了第一透镜之外的剩余透镜的被摄体侧表面和图像传感器侧表面中，至少四个表面可以包括拐点，并且所述处理器或所述图像信号处理器可以被配置为基于第一信息执行用户认证。
另外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践所呈现的实施例来得知。
有益效果
根据实施例，在镜头组件的透镜中，最靠近被摄体安置的第一透镜可以具有从0％至5％范围的关于可见光的透射率。即使该镜头组件安装在电子装置上，所述镜头组件也可以不被用户视觉地辨别出。换句话说，所述镜头组件与电子装置的外部的其余部分可以不是视觉上可区分的。因此，根据某些实施例的镜头组件与电子装置的外观能够在视觉上协调。根据实施例，镜头组件包括至少四个透镜，并且透镜表面中的至少四个表面具有拐点，由此所述镜头组件能够在具有短的总长度的同时具有大孔径特性。因此，根据某些实施例的镜头组件能够容易地安装在小型化电子装置中。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他方面、特征和优点将更加清楚，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是例示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是示出根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件的配置图；
图6中的(a)是表示根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件的球面像差的曲线图，图6中的(b)是表示根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件的像散的曲线图，并且图6中的(c)是示出根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件的畸变率的曲线图；
图7是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的配置的示图；
图8中的(a)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的球面像差的曲线图，图8中的(b)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的像散的曲线图，并且图8中的(c)是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的畸变率的曲线图；
图9是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的配置的示图；
图10中的(a)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的球面像差的曲线图，图10中的(b)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的像散的曲线图，并且图10中的(c)是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的畸变率的曲线图；
图11是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的配置的示图；
图12中的(a)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的球面像差的曲线图，图12中的(b)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的像散的曲线图，并且图12中的(c)是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件的畸变率的曲线图；
图13是示出根据实施例的包括镜头组件的电子装置的控制方法的流程图；以及
图14是示出根据实施例的包括镜头组件的电子装置的另一控制方法的流程图。
具体实施方式
发明模式
由于本公开允许各种改变和许多实施例，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，本公开不限于具体实施例，而是本公开包括在本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
针对附图的描述，类似的附图标记可以用于指代类似或相关的元件。要理解的是，除非相关上下文另外明确地指出，否则与项目相应的名词的单数形式可以包括一个或更多个事物。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”和“A、B或C中的至少一个”的短语中的每一个可以包括在短语中的相应的一个短语中一起列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，但是这些元件不受该术语的限制。该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联项目的任何组合和所有组合。要理解的是，如果元件(例如，第一元件)被称为在有或没有术语“可操作地”或“通信地”的情况下“与……耦接”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接。
此外，附图中的关于方向描述的相对术语“前表面”、“后表面”、“顶表面”、“底表面”等可以由诸如第一和第二的序数代替。在诸如第一和第二的序数中，它们的顺序被以所提及的顺序确定或被任意地确定，并且如果必要则不可被任意地改变。
在本公开中，术语用于描述具体实施例，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地指出，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”指示特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或其组合的存在，并且不先前排除一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或其组合的存在或一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或其组合的添加的可能性。
除非不同地定义，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，否则如在通常使用的词典中定义的那些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于正式的含义。
在本公开中，电子装置可以是随意的装置，并且电子装置可以被称为终端、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口袋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工作来执行操作。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、小区域网络(SAN)等，但不限于此。
根据某些实施例，可以提供一种实现光学装置的镜头组件，该光学装置在与电子装置的外观在视觉上协调的同时检测关于被摄体的距离信息。
根据某些实施例，可以提供容易地安装在小型化电子装置上的镜头组件。
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他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可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)可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)，并可执行各种数据处理或计算。根据一个实施例，作为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))。附加地或者可选地，辅助处理器123可被适配为比主处理器121耗电更少，或者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的一部分。
在主处理器121处于非活动(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处于活动状态(例如，运行应用)时可与主处理器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相关的另一组件(例如，相机模块180或通信模块190)的部分。
存储器130可以存储由电子装置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。各种数据可以包括例如软件(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可以包括例如操作系统(OS)142、中间件144或应用146。
输入装置150可以从电子装置101的外部(例如，用户)接收将由电子装置101的其他部件(例如，处理器120)使用的命令或数据。输入装置150可以包括例如麦克风、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可支持将用来使与外部电子装置(例如，电子装置102)与电子装置101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。
连接端子178可包括连接器，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或她的触感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。根据一个实施例，电力管理模块188可被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执行通信。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BluetoothTM、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。
上述组件中的至少一些可经由外设间通信方案(例如，总线、通用输入和输出(GPIO)、串行外围接口(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104中的每一个可是与电子装置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应该自动执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执行功能或服务，则电子装置101可请求所述一个或更多个外部电子装置执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执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执行所述功能或服务中的所请求的所述至少部分，或者执行与所述请求相关的另外功能或另外服务，并将执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是示出根据各种实施例的相机模块280的框图200。参照图2，相机模块280可包括镜头组件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。镜头组件210可采集从将被拍摄图像的对象发射或反射的光。镜头组件210可包括一个或更多个透镜。根据实施例，相机模块280可包括多个镜头组件210。在这种情况下，相机模块280可形成例如双相机、360度相机或球形相机。多个镜头组件210中的一些镜头组件可具有相同的镜头属性(例如，视角、焦距、自动对焦、f数或光学变焦)，或者至少一个镜头组件可具有与另外的镜头组件的镜头属性不同的一个或更多个镜头属性。镜头组件210可包括例如广角镜头或长焦镜头。
闪光灯220可发光，发出的光用于增强从对象反射的光。根据实施例，闪光灯220可包括一个或更多个发光二极管(LED)例如，红绿蓝色(RGB)LED、白色LED、红外(IR)LED或紫外(UV)LED)或氙灯。图像传感器230可通过将从对象发出或反射并经由镜头组件210透射的光转换为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可包括从具有不同属性的图像传感器中选择的一个图像传感器(诸如RGB传感器、黑白(BW)传感器、IR传感器或UV传感器)、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)传感器来实现包括在图像传感器230中的每个图像传感器。
图像稳定器240可沿特定方向移动图像传感器230或包括在镜头组件210中的至少一个透镜，或者响应于相机模块280或包括相机模块280的电子装置201的移动来控制图像传感器230的操作属性(例如，调整读出时序)。这允许补偿由于正被捕捉的图像的移动而产生的负面效果(例如，图像模糊)的至少一部分。根据实施例，图像稳定器240可使用布置在相机模块280之内或之外的陀螺仪传感器(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的这样的移动。根据实施例，可将图像稳定器240实现为例如光学图像稳定器。
存储器250可至少暂时地存储经由图像传感器230获取的图像的至少一部分以用于后续的图像处理任务。例如，如果快速捕捉了多个图像或者由于快门时滞而导致图像捕捉延迟，则可将获取的原始图像(例如，拜耳图案图像、高分辨率图像)存储在存储器250中，并且可经由显示装置160来预览其相应的副本图像(例如，低分辨率图像)。然后，如果满足了指定的条件(例如，通过用户的输入或系统命令)，则可由例如图像信号处理器260来获取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，可将存储器250配置为存储器130的至少一部分，或者可将存储器250配置为独立于存储器130进行操作的分离的存储器。
图像信号处理器260可对经由图像传感器230获取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)。另外或可选地，图像信号处理器260可对包括在相机模块280中的部件中的至少一个部件(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)。可将由图像信号处理器260处理的图像存储回存储器250以用于进一步处理，或者可将该图像提供给在相机模块280之外的外部部件(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，可将图像信号处理器260配置为处理器120的至少一部分，或者可将图像信号处理器260配置为独立于处理器120进行操作的分离的处理器。如果将图像信号处理器260配置为与处理器120分离的处理器，则可由处理器120经由显示装置160将由图像信号处理器260处理的至少一个图像按照其原样显示，或者可将所述至少一个图像在被进一步处理后进行显示。
根据实施例，电子装置101可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，所述多个相机模块280中的至少一个相机模块280可形成例如广角相机，并且所述多个相机模块280中的至少另一个相机模块280可形成长焦相机。类似地，所述多个相机模块280中的至少一个相机模块280可形成例如前置相机，并且所述多个相机模块280中的至少另一个相机模块280可形成后置相机。
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)可以包括具有第一面(或正面)310A、第二面(或背面)310B和围绕第一面310A与第二面310B之间的空间的侧面310C的壳体310。在另一实施例(未示出)中，术语“壳体310”可以指形成图3的第一面310A、第二面310B和侧面310C的一部分的结构。根据实施例，第一面310A的至少一部分可以由基本上透明的前板302(例如，包括各种涂层的玻璃板或聚合物板)制成。在另一实施例中，前板302耦合到壳体310以在壳体310内形成内部空间。在某些实施例中，术语“内部空间”可以表示由壳体310的外边缘限定的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可以由例如涂覆或着色的玻璃、陶瓷、聚合物或金属(例如，铝、不锈钢(STS)、镁等)或这些材料中的两种或更多种的组合制成。侧面310C可以由耦合到前板302和后板311的侧边框结构(或“侧构件”)318形成，并且侧边框结构也可以由金属和/或聚合物制成。在实施例中，后板311和侧边框结构318可以被整体地形成，并且可以由相同的材料(例如，诸如铝的金属)制成。
在所示实施例中，前板302可以在其长相对侧边缘处包括从第一面310A朝后板311无缝地弯曲和延伸的两个第一区域310D。在所示实施例中(参见图4)，后板311可以在其长相对侧边缘处包括从第二面310B朝前板302无缝地弯曲和延伸的两个第二区域310E。在实施例中，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。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。在以上实施例中，当从电子装置300的侧面观察时，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，形成有连接器孔308的侧面)上具有第一厚度(或宽度)，并且可以在包括第一区域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。在实施例中，可以从电子装置300中省略至少一个组件(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的大部分被暴露。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和第一区域310D的前板302被暴露。在实施例中，显示器301的边缘可以形成为具有与跟其相邻的前板302的轮廓形状基本相同的轮廓形状。在另一实施例(未示出)中，显示器301的外轮廓与前板302的外轮廓之间的距离可以是基本上恒定的，以便扩大显示器301的暴露区域。
在另一实施例(未示出)中，凹槽或开口可以形成在显示器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外部的区域(例如，无效区域)中，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槽或开口对准。在另一实施例(未示出)中，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中的至少一个可以设置在显示器301的屏幕显示区域的后面。在另一实施例(未示出)中，显示器301可以耦合到触摸感测电路、能够测量触摸(压力)强度的压力传感器和/或检测磁场型手写笔的数字化仪或邻近于触摸感测电路、能够测量触摸(压力)强度的压力传感器和/或检测磁场型手写笔的数字化仪被布置。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和扬声器孔307和314。麦克风孔303可以包括设置在其中以便从外部环境获取声音的麦克风。在实施例中，多个麦克风可以被设置在其中，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和电话呼叫接收器孔314。在一些实施例中，扬声器孔307和314以及麦克风孔303可以实现为单个孔，或者在没有扬声器孔307和314的情况下，可以包括诸如压电扬声器的扬声器。
传感器模块304、316和319可以生成与电子装置300的各种内部操作状态或各种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，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设置在壳体310的第一面310A(例如，显示器301)上，而且可以设置在第二面310B上。电子装置300还可以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、生物特征传感器、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可以包括设置在电子装置300的第一面310A上的第一相机装置305、设置在第二表面310B上的第二相机装置312和/或闪光灯313。相机模块305和312可以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灯。在实施例中，两个或更多个镜头(例如，红外相机镜头、广角镜头和长焦镜头)和图像传感器可以布置在电子装置300的一个面上。
键输入装置317可以布置在壳体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，并且省略的键输入装置317可以以诸如显示器301上的软键等的另一形式来实现。在一些实施例中，键输入装置317可以与传感器模块316集成。
发光元件306可以布置在例如壳体310的第一面310A上。发光元件306可以光学地提供例如电子装置300的状态信息。在另一实施例中，发光元件306可以提供与例如相机模块305协作的光源。发光元件306可以包括例如LED、IR LED和氙灯。
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，其中，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/或数据以及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以及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是示出根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件400的配置图。
参照图5，根据各种实施例中的一个实施例，镜头组件400(例如，图2中的镜头组件210)可以包括多个透镜401、402、403和404，并且在该实施例中还可以包括图像传感器406。例如，图像传感器406可以安装在电子装置(例如，图1或图3中的电子装置101和300)或光学装置(例如，图2中的相机模块280)中，并且构成镜头组件400的多个透镜401、402、403和404可以安装在电子装置或光学装置中并与图像传感器406对准。在实施例中，镜头组件400可以被布置在图3或图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可以包括从被摄体O侧朝图像传感器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，第一透镜至第四透镜401、402、403和404可以与图像传感器406一起在光轴A上对准。在另一实施例中，可以提供多个第二透镜402，并且第一透镜至第四透镜401、402、403和404可以均为塑料非球面透镜。在实施例中，第一透镜401可以具有从0％至5％范围的关于可见光的透射率。这样，即使镜头组件400安装在图3所示的电子装置300中，当观看电子装置300的外部时，用户也不可能在视觉上辨别出镜头组件400。在实施例中，当被实际制造时，第一透镜401会不完全阻挡可见光。例如，即使可见光透射率的设计规格为0％，实际制造的第一透镜401也可以具有约0.001％的关于可见光的透射率。
根据实施例，第一透镜401可以具有正屈光率，并且可以布置在被摄体O侧以面向例如被摄体O，在被摄体和第一透镜401之间插置有光圈S。由于第一透镜401具有正屈光率，因此能够减小镜头组件400的总长度(TL)(例如，从第一透镜401的被摄体侧表面S2到图像传感器406的成像表面IS的距离)和/或第二透镜至第四透镜402、403和404的外侧直径。在实施例中，第一透镜401可以是凸向被摄体O侧的弯月形透镜，并且第一透镜401的图像传感器406侧表面S3可以具有拐点。例如，在第一透镜401的图像传感器406侧表面S3上，可以存在在光轴A上对准的中心部分为凹形，并且边缘侧的外围部分为凸形的拐点形状。具有上述形状的第一透镜401可以使镜头组件400能够形成具有从1.1至1.7范围的F数的大孔径光学系统。在实施例中，具有上述形状和正屈光率的第一透镜401可以有利于镜头组件400的小型化或球面像差的校正。
根据实施例，第一透镜401可以具有5％或更小的关于可见光的透射率，并且可以由针对近红外线优化的材料制成。因此，第一透镜401可以具有低可见光反射率，以减轻或防止用户的视觉辨别。在实施例中，在将镜头组件400安装在电子装置(例如，图3中的电子装置300)中时，可以提供与装置外部的颜色匹配的颜色(例如，黑色)材料。因此，即使电子装置安装有该镜头组件或光学装置，也能够减轻或防止电子装置的外观劣化。
根据实施例，第二透镜402具有正屈光率，并且可以邻近于第一透镜401被布置。在一些实施例中，多个第二透镜402可以布置在第一透镜401和第三透镜403之间，这将在后面参照图11更详细地描述。第二透镜402可以是凸向被摄体O侧的弯月形透镜，并且被摄体侧表面S4和图像传感器侧表面S5都可以包括拐点。
根据实施例，第三透镜403可以具有正屈光率，并且可以邻近于第二透镜402被布置。根据实施例，第三透镜403可以是凸向图像传感器406侧的弯月形透镜，并且被摄体侧表面S6和图像传感器侧表面S7都可以包括拐点。
根据实施例，第四透镜404可以具有负屈光率，并且可以邻近于第三透镜403被设置。在实施例中，第四透镜404可以是凸向被摄体O侧的弯月形透镜，并且被摄体侧表面S8和图像传感器侧表面S9都可以包括拐点。由于第四透镜404具有负屈光率，因此形成在成像表面IS上的图像的外围部分的入射角可以是30度或更大的角度。因此，可以减小镜头组件400的后焦距(BFL)以减小镜头组件400的总长度。
根据实施例，在第一透镜至第四透镜401、402、403和404中，第二透镜402、第三透镜403和/或第四透镜404的透镜表面中的至少四个(例如，被摄体侧表面S4、S6和S8以及图像传感器侧表面S5、S7和S9)可包括拐点。由于多个透镜表面包括拐点，因此镜头组件400可以被实现为大孔径光学系统，并且这可以有利于镜头组件400的像差校正。在实施例中，通过第一透镜至第四透镜401、402、403和404的屈光率和形状的组合在图像传感器406的成像平面IS的外围部分上形成的光束具有约30度的入射角。镜头组件400可以确保70度或更大的视角。在实施例中，至少第二透镜至第四透镜402、403和404可以是塑料的，以便于将透镜模制或加工成设计的形状。在一些实施例中，当布置多个第二透镜402时，可以使像差校正更容易，并且可以增加光学装置(例如，相机或包括镜头组件400的电子装置)的分辨率。
根据实施例，第一透镜至第四透镜401、402、403和404中的所有透镜可以是弯月形透镜。在包括四个或五个透镜的镜头组件中，当至少四个透镜是弯月形透镜时，即使镜头组件的焦距小，镜头组件的总长度也可以小型化，并且像差校正可以是良好的。例如，在利用四个或五个透镜被实现时，镜头组件400可以小型化并且可以具有高的光学性能。
根据实施例，镜头组件400可以包括带通滤光器405。例如，带通滤光器405可以设置在第四透镜404和图像传感器406之间。在实施例中，带通滤光器405很大程度地阻挡可见光(例如，具有从0％至1％范围的可见光透射率)，并且可以具有从90％至99％范围的关于具有在800nm与1000nm之间的波长的光(例如，近红外光)的透射率。由于如上所述布置带通滤光器405，因此入射在图像传感器406上的光可以基本上限于近红外区域中的光。在一些实施例中，当实际制造带通滤光器时，带通滤光器405可以不完全阻挡可见光。例如，即使可见光透射率的设计规格为0％，实际上带通滤光器405也可以具有约0.001％的关于可见光的透射率。
根据实施例，带通滤光器405可以透射具有在800nm和1000nm之间的特定波长的光。例如，由带通滤光器405透射的具有特定波长的光可以具有850±5nm、940±5nm或980±5nm的波长中的至少一个。在另一实施例中，带通滤光器405可以阻挡波长在透射范围之外的光。在本文中，尽管公开了由带通滤光器405透射的光的特定波长，但是这些特定数值仅用作示例，并且本公开不限于这些数值。可以根据镜头组件400或者包括镜头组件400的相机模块或电子装置的所需规格，将带通滤光器405设计或制造为具有适当的光学特性。
根据实施例，安装有镜头组件400的电子装置(例如，图3中的电子装置300)可以使用光源装置(例如，图3中的发光装置306)的至少一部分发射具有近红外波长的光。在一些实施例中，该光源装置被嵌入相机模块(例如，图2中的相机模块280)本身中，或者可以与相机模块(例如，图3中的相机模块305)分开地邻近于相机模块被布置。
根据实施例，光源装置(例如，图3中的发光装置306)可以包括红外发射二极管或近红外激光光源。从光源装置发射的光可以被被摄体O反射，并且可以通过镜头组件400入射在图像传感器406上。基于反射光到达图像传感器406所花费的时间，电子装置(例如，图1中的处理器120或图2中的图像信号处理器260)可以检测第一信息(例如，被摄体O相对于电子装置的距离信息(例如，深度信息))。例如，镜头组件400可以包括带通滤光器405，从而构成抑制具有检测对象的距离信息不需要的波长的可见光或红外线的干扰的近红外相机。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)可以包括微处理器或任何合适类型的处理电路，诸如一个或更多个通用处理器(例如，基于ARM的处理器)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、图形处理单元(GPU)、视频卡控制器等。此外，将认识到，当通用计算机访问用于实现本文所示的处理的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行本文所示的处理的专用计算机。附图中提供的功能和步骤中的某些功能和步骤可以以硬件、软件或两者的组合来实现，并且可以全部或部分地在计算机的编程指令内执行。
根据实施例，镜头组件400可以满足如下等式1。
[等式1]
1.5＝<TL/ImgH＝<3.5
这里，“TL”可以表示镜头组件400的总长度(例如，从第一透镜401的被摄体侧表面S2到图像传感器406的成像表面IS的距离)，并且“ImgH”可以表示形成在成像表面IS上的像的最大像高。术语“像高”是指从形成在成像表面IS上的像的边缘到光轴A的最大距离。当总长度TL与最大像高ImgH的比率超过3.5时，这意味着总长度相对较长，因此镜头组件400可能难以安装在小型化电子装置中。当总长度TL与最大像高ImgH的比率未达到1.5时，这意味着镜头组件400的总长度可能太短，从而限制透镜的数量。当透镜的数量被限制时，包括拐点的透镜表面的数量也减少，因此像差校正可能被限制。当满足等式1时，当用四个或五个透镜实现时，镜头组件400可以具有约3mm的总长度，并且可以在确保光学装置(例如，相机模块280)的良好性能的同时，被容易地安装在小型化电子装置中。
由于包括镜头组件400的光学装置能够检测关于被摄体或被摄体的特定部分等的距离信息，因此光学装置可以用作安全相机、对象识别相机、对象识别或用户认证相机或热成像相机的一部分，并且可以与其他光学装置(例如，长焦相机或广角相机)组合，以便在诸如移动通信终端的小电子装置中提供诸如增强现实和三维扫描仪功能的功能。在一些实施例中，包括上述镜头组件400的光学装置可以被实现为包括图2的相机模块280的组件中的至少一些组件。
根据实施例，镜头组件400可以满足如下等式2。
[等式2]
1＝<f1/f＝<10
这里，“f1”可以表示第一透镜401的焦距，并且“f”可以表示镜头组件400的总焦距。当第一透镜401的焦距f1与镜头组件400的总焦距f的比率超过10时，镜头组件400的小型化可能被限制，并且当该比率未达到1时，可能难以制造或组合满足设计特性的镜头。例如，根据实施例的镜头组件400可以容易地利用透镜401、402、403和404来制造或组合，同时被小型化。
根据实施例，镜头组件400可以满足如下等式3。
[等式3]
0.15＝<tmax/f＝<0.5
这里，“tmax”可以表示透镜的具有最大厚度的中心厚度，并且“f”可以表示镜头组件400的总焦距。“中心厚度”可以表示第一透镜至第四透镜401、402、403和404中的每一个在光轴A上的厚度，并且可以由“tn”表示(其中“n”是自然数)。例如，图4中的“t1”可以表示第一透镜401的中心厚度，并且在图4所示的镜头组件400中，第三透镜403的中心厚度t3是0.552388，其可以是最大的。在一个实施例中，镜头组件400的总焦距为1.921，并且最大中心厚度tmax与焦距f的比率可以满足等式3。当镜头组件400的最大中心厚度tmax与总焦距f的比率超过0.5时，镜头组件400的小型化可能由于透镜的厚度而被限制，并且当该比率未达到0.15时，可能难以制造满足设计特性的镜头组件。例如，根据实施例的镜头组件400可以利用透镜401、402、403和404来容易地制造或组合，同时被小型化。
镜头组件400的透镜数据在下面的表1中示出，其中“孔径光阑”可以指示光圈S的开口表面，并且“S2至S11”可以指示各个透镜401、402、403和404和/或带通滤光器405的表面。镜头组件400具有1.921mm的焦距、1.64的F数、75度的视角和1.5mm的最大像高，并且可以满足上述等式中的至少一个。
表1
Figure GDA0003053708580000191
第一至透镜第四透镜401、402、403和404的非球面系数在下面的表2和3中示出，其中非球面系数可以通过如下等式4计算。
[等式4]
Figure GDA0003053708580000192
这里，“x”可以表示在光轴A的方向上距透镜顶点的距离，“y”可以表示在垂直于光轴A的方向上的距离，“c”可以表示透镜顶点处的曲率半径的倒数，“K”可以表示二次常数，并且“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”、“G”、“H”和“J”可以分别表示非球面系数。
表2
S2 S3 S4 S5
K -99.000000 0.378418 .636931 314602
A 0.182436E+01 -0.591959E+00 -0.227167E+00 0.232548E+00
B -0.158916E+02 -0.325118E+01 -0.341451E+01 -0.253700E+01
C 0.100487E+03 0.284453E+02 0.107911E+02 0.168462E+01
D -0.430830E+03 -0.144168E+03 -0.304075E+02 0.155140E+02
E 0.121683E+04 0.481397E+03 0.100819E+03 -0.550828E+02
F -0.222664E+04 -0.105573E+04 -0.266383E+03 0.810567E+02
G 0.253624E+04 0.145083E+04 0.452565E+03 -0.583465E+02
H -0.162931E+04 -0.111587E+04 -0.422345E+03 0.178095E+02
J 0.449670E+03 0.365391E+03 0.165255E+03 -0.898805E+00
表3
S6 S7 S8 S9
K -56.769953 -7.707943 0.111614 -2.146231
A -0.308161E-01 -0.886176E+00 -0.853398E+00 -0.465917E+00
B 0.175201E+01 0.196136E+01 0.149970E+01 -0.156316E+00
C -0.126893E+02 -0.317631E+00 -0.783564E+01 0.264827E+01
D 0.489301E+02 -0.189369E+02 0.309094E+02 -0.716632E+01
E -0.111380E+03 0.782428E+02 -0.766578E+02 0.106322E+02
F 0.155315E+03 -0.157127E+03 0.117704E+03 -0.961967E+01
G -0.129721E+03 0.180423E+03 -0.109170E+03 0.526560E+01
H 0.593016E+02 -0.112294E+03 0.560674E+02 -0.160148E+01
J -0.114332E+02 0.290752E+02 -0.122650E+02 0.207401E+00
图6中的(a)是表示根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件(例如，图5中的镜头组件400)的球面像差的曲线图，图6中的(b)是表示根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件(例如，图5中的镜头组件400)的像散的曲线图，并且图6中的(c)是示出根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件(例如，图5中的镜头组件400)的畸变率的曲线图。
图6中的(a)是表示根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件400的球面像差的曲线图，其中水平轴表示纵向球面像差系数，并且垂直轴表示距光轴中心的归一化距离。图6中的(a)示出了根据光的波长的纵向球面像差的变化。
图6中的(b)是表示根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件400的像散的曲线图，并且图6中的(c)是示出根据各种实施例中的一个实施例的镜头组件400的畸变率的曲线图。
参照图6中的(c)，通过镜头组件400捕获的图像可能具有在偏离光轴A的点处产生的一些畸变，但是这种畸变在使用光学镜头或镜头组件的光学装置中通常发生。短焦距镜头光学系统可以提供具有约1％的畸变率的良好光学特性。
在以下详细描述中，通过前述实施例可以容易地理解的组件可以由与前述实施例相同的附图标记表示，或者可以省略附图标记，并且也可以省略其详细描述。
图7是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件500的配置的示图。图8中的(a)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件500的球面像差的曲线图，图8中的(b)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件500的像散的曲线图，并且图8中的(c)是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件500的畸变率的曲线图。
参照图7和图8中的(a)至图8中的(c)，镜头组件500可以包括第一透镜至第四透镜501、502、503和504以及带通滤光器405，并且第一透镜至第四透镜501、502、503和504可以沿着光轴A从被摄体O侧朝图像传感器506侧顺序地布置。尽管第一透镜至第四透镜501、502、503和504与图5所示的先前实施例存在一些细节(诸如透镜数据)上的差异，但是镜头组件500可以满足通过前述实施例描述的条件中的至少一个。措辞“通过前述实施例描述的条件”可以包括第一透镜501(例如，图5的第一透镜401)的透射率特性，以及第一透镜至第四透镜501、502、503和504的屈光率或透镜表面形状，包括拐点的透镜表面的数量，通过等式1至等式3呈现的条件，或第一透镜至第四透镜501、502、503和504的材料。
根据实施例，镜头组件500可以不包括单独的光圈(例如，图5中的光圈S)。例如，在镜头组件500中，第一透镜501的物方表面S2可以用作镜头组件500的开口表面(孔径光阑)。
镜头组件500的透镜数据在下面的表4中示出，其中“对象”可以指示被摄体，并且“S2至S11”可以指示各个透镜501、502、503和504和/或带通滤光器505的表面。镜头组件500具有1.904mm的焦距、1.12的F数、78.4度的视角和1.5mm的最大像高，并且可以满足上述等式中的至少一个。
表4
Figure GDA0003053708580000221
第一透镜至第四透镜501、502、503和504的非球面系数在下面的表5和表6中示出。
表5
S2 S3 S4 S5
K -99.000000 9.912100 0.560161 1.399029
A 0.177479E+01 -0.512059E+00 -0.799243E+00 0.379203E+00
B -0.153624E+02 -0.658051E+00 0.394245E+01 -0.488573E+01
C 0.956621E+02 0.607808E+01 -0.364164E+02 0.250366E+02
D -0.406319E+03 -0.285070E+02 0.183957E+03 -0.941454E+02
E 0.114256E+04 0.975832E+02 -0.529614E+03 0.224331E+03
F -0.208597E+04 -0.224377E+03 0.909663E+03 -0.323657E+03
G 0.236747E+04 0.311028E+03 -0.922233E+03 0.273768E+03
H -0.151368E+04 -0.232020E+03 0.508203E+03 -0.125026E+03
J 0.415783E+03 0.712984E+02 -0.117075E+03 0.238290E+02
表6
S6 S7 S8 S9
K -99.000000 -34.966230 0.134549 -1.879691
A 0.996477E+00 -0.171170E+01 -0.169106E-01 -0.194544E+00
B -0.585933E+01 0.119472E+02 -0.331380E+01 -0.778342E+00
C 0.286682E+02 -0.597450E+02 0.173504E+02 0.344459E+01
D -0.104628E+03 0.202028E+03 -0.627653E+02 -0.798102E+01
E 0.239036E+03 -0.449788E+03 0.150600E+03 0.118735E+02
F -0.324465E+03 0.645678E+03 -0.231241E+03 -0.115421E+02
G 0.254356E+03 -0.568071E+03 0.216897E+03 0.705220E+01
H -0.106395E+03 0.276336E+03 -0.112753E+03 -0.244943E+01
J 0.183891E+02 -0.566704E+02 0.247908E+02 0.367326E+00
图9是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件600的配置的示图。图10中的(a)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件600的球面像差的曲线图，图10中的(b)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件600的像散的曲线图，并且图10中的(c)是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件600的畸变率的曲线图。
参照图9和图10中的(a)至图10中的(c)，镜头组件600可以包括第一透镜至第四透镜601、602、603和604以及带通滤光器605，并且第一透镜至第四透镜601、602、603和604可以沿着光轴A从被摄体O侧朝图像传感器606侧顺序地布置。尽管第一透镜至第四透镜601、602、603和604与图5和图7所示的先前实施例存在一些细节(诸如透镜数据)上的差异，但是镜头组件600可以满足通过前述实施例描述的条件中的至少一个。
镜头组件600的透镜数据在下面的表7中示出，其中“孔径光阑”可以指示光圈S的开口表面，并且“S2至S11”可以指示各个透镜601、602、603和604和/或带通滤光器605的表面。镜头组件600具有1.98mm的焦距、1.26的F数、70度的视角和1.5mm的最大像高，并且可以满足上述等式中的至少一个。
表7
Figure GDA0003053708580000231
/>
Figure GDA0003053708580000241
第一至第四透镜601、602、603和604的非球面系数在下面的表8和表9中示出。
表8
S2 S3 S4 S5
K -97.609965 10.466068 -3.491424 -0.252535
A 0.186199E+01 -0.545894E+00 -0.408448E+00 0.183394E+00
B -0.160596E+02 -0.333579E+01 -0.303131E+01 -0.233221E+01
C 0.100929E+03 0.287563E+02 0.113124E+02 0.168605E+01
D -0.430992E+03 -0.142907E+03 -0.316400E+02 0.153625E+02
E 0.121608E+04 0.478270E+03 0.996370E+02 -0.552770E+02
F -0.222664E+04 -0.105605E+04 -0.266595E+03 0.813297E+02
G 0.253624E+04 0.145083E+04 0.452563E+03 -0.583171E+02
H -0.162931E+04 -0.111587E+04 -0.422347E+03 0.178161E+02
J 0.449670E+03 0.365391E+03 0.165253E+03 -0.898791E+00
表9
S6 S7 S8 S9
K -99.000000 -9.108304 0.180233 -2.427213
A -0.583806E-01 -0.871045E+00 -0.729710E+00 -0.333802E+00
B 0.180546E+01 0.198405E+01 0.145495E+01 -0.279173E+00
C -0.128125E+02 -0.216180E+00 -0.784100E+01 0.270348E+01
D 0.488753E+02 -0.192729E+02 0.309174E+02 -0.715750E+01
E -0.111350E+03 0.777014E+02 -0.766539E+02 0.106195E+02
F 0.155386E+03 -0.156475E+03 0.117700E+03 -0.962403E+01
G -0.129618E+03 0.180420E+03 -0.109163E+03 0.526627E+01
H 0.592991E+02 -0.112296E+03 0.560650E+02 -0.159734E+01
J -0.114403E+02 0.290727E+02 -0.122668E+02 0.205865E+00
图11是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件700的配置的视图。图12中的(a)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件700的球面像差的曲线图，图12中的(b)是表示根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件700的像散的曲线图，并且图12中的(c)是示出根据各种实施例中的另一实施例的镜头组件700的畸变率的曲线图。
参照图11和图12中的(a)至图12中的(c)，镜头组件700可以包括第一透镜至第四透镜701、702、703和704以及带通滤光器705，并且第一透镜至第四透镜701、702、703和704可以沿着光轴A从被摄体O侧朝图像传感器706侧顺序地布置。根据实施例，第二透镜702可以包括被摄体侧透镜702a和图像传感器侧透镜702b。例如，根据该实施例的镜头组件700可以包括五个透镜，并且可以考虑诸如像差校正和镜头组件的总长度的各种设计条件来适当地选择包括在镜头组件中的透镜的数量。
尽管第一透镜至第四透镜701、702、703和704与图5、图7和图9所示的先前实施例存在一些细节(诸如透镜形状和透镜数据)上的差异，但是镜头组件700可以满足通过前述实施例描述的条件中的至少一个。
镜头组件700的透镜数据在下面的表10中示出，其中“孔径光阑”可以指示光圈S的开口表面，并且“S2至S13”可以指示各个透镜701、702、703和704和/或带通滤光器705的表面。镜头组件700具有1.96mm的焦距、1.62的F数、74度的视角和1.5mm的最大像高，并且可以满足上述等式中的至少一个。
表10
Figure GDA0003053708580000251
Figure GDA0003053708580000261
第一至第四透镜701、702、703和704的非球面系数如下表11和12所示。
表11
Figure GDA0003053708580000262
表12
Figure GDA0003053708580000263
/>
Figure GDA0003053708580000271
再次参照图1至图4，将描述包括上述镜头组件400、500、600或700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)。
根据某些实施例，上述镜头组件400、500、600或700可以被提供为图2的镜头组件210。在实施例中，包括这样的镜头组件400、500、600或700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和313。在一些实施例中，布置在图3的电子装置300的前侧上的相机模块305可以包括多个相机，例如，第一相机和第二相机。在实施例中，相机模块305的第一相机可以包括如上所述的镜头组件400、500、600或700，并且可以使用近红外线检测关于被摄体的距离信息。相机模块305的第二相机可以是用于捕获可见光谱中的光的相机。例如，第二相机可以检测或获取关于被摄体的第二信息，诸如颜色信息、亮度信息、饱和度信息和对比度信息中的至少一个。在一些实施例中，第二相机可以包括多个相机。因此，在该示例中，第一相机可以包括近红外相机，并且第二相机可以由长焦相机和广角相机的组合构成。
根据某些实施例，包括镜头组件400、500、600或700的相机模块(例如，图2中的相机模块280)可以根据针对透镜的外侧直径或镜头组件的总长度的设计参数在诸如在公共空间、生活空间等中用于安全目的。例如，镜头组件400、500、600或700或相机模块280可以用作闭路安全相机、车辆中的用于识别对象的相机或热成像相机。在另一实施例中，镜头组件400、500、600或700可以被制造为具有约3mm的总长度。当如此设计时，镜头组件400、500、600或700可以被安装在诸如移动通信终端的个人电子装置中，以提供诸如用户认证、对象识别、增强现实和三维扫描仪的功能。
根据某些实施例，电子装置300使用光源装置朝被摄体发射光(例如，红外线或近红外线)，并且相机模块305的第一相机可以通过检测从光源装置发射并由被摄体反射的光来检测关于被摄体的第一信息，诸如距离信息(例如，深度信息)。在实施例中，光源装置可以包括红外发射二极管或近红外激光光源，并且电子装置300的发光装置306可以用作上述光源装置。在另一实施例中，电子装置300可以包括与发光装置306分离的用于发射用于检测距离信息的光的光源装置。
在下文中，将参照图13和图14描述控制包括镜头组件400、500、600或700或者相机模块280或305的电子装置的方法的示例。
图13是示出根据实施例的包括镜头组件的电子装置的控制方法(1300)的流程图。
参照图13，在控制方法1300中，示出了基于第一信息执行用户认证的方法，其中，经由包括镜头组件400、500、600或700的相机(例如，图3中的相机模块305的第一相机)获取第一信息。例如，电子装置的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)可以通过比较第一信息和存储在存储器(例如，图1或图2中的存储器130或250)中的信息来执行用户认证。通过用户认证，电子装置可以释放锁定模式或者可以执行电子装置当前执行的应用所需的认证。
根据实施例，操作1301是确定是否执行需要认证的处理的操作，并且当电子装置(例如，图3中的电子装置300)处于例如它的锁定模式时，或者当电子装置正在执行需要认证的特定应用时，处理器120或图像信号处理器260可以确定是否满足预设条件。“预设条件”可包括例如用户的用于解除锁定模式的请求(例如，触摸输入或按钮操作)或针对执行的应用的认证请求。
根据实施例，操作1302是对被摄体进行成像的操作。当在操作1031中满足预设条件时，处理器120或图像信号处理器260可以激活相机模块305的第一相机以对被摄体进行成像。根据实施例，第一相机可以通过包括上述镜头组件400、500、600或700被实现为近红外相机。在一些实施例中，电子装置可以使用光源装置(例如，图3中的发光装置306)发射光(例如，近红外激光)，并且发射的光可以被被摄体反射以入射在第一相机上。第一相机可以从入射光获取第一信息，例如，关于被摄体的距离信息(例如，深度信息)。
根据实施例，操作1303是确定用户是否是注册用户的操作，并且处理器120或图像信号处理器260可以通过将所获取的第一信息与存储在存储器130或250中的用户信息进行比较来对被摄体执行认证。当作为对被摄体执行认证的结果确定用户是注册用户时，处理器120或图像信号处理器260可以执行操作1304。
根据实施例，操作1304是执行预设操作模式的操作。当认证了用户信息时，电子装置(例如，处理器120或图像信号处理器260)可以执行预设操作模式。“预设操作模式”可以是释放锁定模式以激活电子装置300或继续执行应用的后续处理的模式。当未执行了用户认证时，处理器120或图像信号处理器260可以从操作1301开始重新执行控制方法1300。
图14是示出根据实施例的包括镜头组件的电子装置的另一控制方法(1400)的流程图。
参照图14，控制方法1400是使用相机模块305的第一相机和第二相机中的至少一个来捕获被摄体图像的方法的示例。第二相机可以检测或获取关于被摄体的第二信息，例如诸如颜色信息、亮度信息、饱和度信息和对比度信息。根据实施例，在使用第一相机和第二相机对被摄体进行成像的第一模式下，处理器120或图像信号处理器260可以通过组合通过第一相机获取的第一信息和通过第二相机获取的第二信息来生成被摄体图像。根据另一实施例，在控制方法1400的第二模式中，处理器或图像信号处理器可以基于通过第二相机获取的第二信息来生成被摄体图像。将更详细地描述用于通过第一模式和第二模式生成图像的操作。
根据实施例，操作1401是确定成像模式的操作，其中处理器120或图像信号处理器260可以确定是否执行成像模式，和/或确定第一模式和第二模式。第一模式可以包括例如用于使用第一相机和第二相机两者对被摄体进行成像的模式，并且第二模式可以包括用于使用第二相机对被摄体进行成像的模式。
根据实施例，在第一模式的操作1402a中，处理器120或图像信号处理器260可以使用第一相机和第二相机两者对被摄体进行成像。根据实施例，从光源装置(例如，图3中的发光元件306)发射的光(例如，近红外线)可以入射在第一相机上，并且第一相机可以从入射光获取关于被摄体的第一信息。第一信息可以包括被摄体的距离信息(例如，深度信息)，使得例如处理器120或图像信号处理器260可以检测或识别被摄体的三维形状。例如，第一信息可以包括用作用于生成深度图、三维建模的基础的数据，使得可以提取针对被摄体的特征点。第二相机可以检测或获取关于对象的第二信息，诸如例如颜色信息、亮度信息、饱和度信息和对比度信息。
根据实施例，第一模式的操作1403a是生成被摄体图像的操作，并且处理器120或图像信号处理器260可以通过组合在操作1402a中获取的第一信息和第二信息来生成被摄体图像。在实施例中，所生成的被摄体图像可以通过包括第一信息(例如，深度或距离信息)而具有三维视觉效果。在另一实施例中，所生成的被摄体图像是对象的特定部分基于第一信息被强调的图像，并且所生成的图像中的被摄体的图像可以具有三维特性。
根据实施例，第一模式的操作1404a是存储所生成的被摄体图像的操作，并且处理器120或图像信号处理器260可以将在操作1403a中生成的被摄体图像存储在存储器130或250中。
如上所述，根据某些实施例的电子装置(例如，图3中的电子装置300)可以使用包括镜头组件的相机模块(例如，相机模块305的第一相机)来获取关于被摄体的距离信息(例如，深度信息)。在一些实施例中，电子装置300可以通过将通过另一相机(例如，相机模块305的第二相机)获取的信息与通过第一相机获取的信息组合来提供关于被摄体图像的各种视觉效果。
根据实施例，在第二模式的操作1402b中，处理器120或图像信号处理器260可以使用第二相机对被摄体进行成像。第二相机可以检测或获取关于对象的第二信息，诸如例如颜色信息、亮度信息、饱和度信息和对比度信息。
根据实施例，第二模式的操作1403b是生成被摄体图像的操作，并且处理器120或图像信号处理器260可以基于在操作1402b中获取的第二信息来生成被摄体图像。
根据实施例，第二模式的操作1404b是存储所生成的被摄体图像的操作，并且处理器120或图像信号处理器260可以将在操作1403b中生成的被摄体图像存储在存储器130或250中。
在一些实施例中，第二模式可以基本上使用第一相机和第二相机两者来执行操作1402b。然而，在生成被摄体图像的操作1403b中，处理器120或图像信号处理器260排除通过第一相机获取的信息，并且可以基于通过第二相机获取的信息生成被摄体图像。
注意，参照图13或图14描述的控制方法仅仅是示例，并不限制本公开。参照图13或图14描述的控制方法可以包括参照图2描述的处理器或图像信号处理器的配置或操作的至少一部分。
根据实施例，镜头组件(例如，图5、图7、图9或图11中的镜头组件400、500、600或700)包括：至少四个透镜，沿着光轴从被摄体到图像传感器顺序地布置。在所述至少四个透镜中，最靠近被摄体布置的第一透镜(例如，图5、图7、图9或图11中的第一透镜401、501、601或701)具有从0％至5％范围的可见光透射率，并且在除第一透镜之外的其余透镜的被摄体侧表面和图像传感器侧表面中，至少四个表面包括拐点。
根据实施例，镜头组件可以具有：第一透镜(例如，图5、图7、图9或图11中的第一透镜401、501、601或701)，具有正屈光率并且最靠近被摄体布置；至少一个第二透镜(例如，图5、图7、图9或图11中的第二透镜402、502、602或702)，邻近第一透镜布置并且具有正屈光率；第三透镜(例如，图5、图7、图9或图11中的第三透镜403、503、603或703)，邻近第二透镜布置并且具有正屈光率；以及第四透镜(例如，图5、图7、图9或图11中的第四透镜404、504、604或704)，位于第三透镜附近且最靠近图像传感器(例如，图5、图7、图9或图11中的图像传感器406、506、606或706)布置并且具有负屈光率。
在实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜可以沿着光轴(例如，图5、图7、图9或图11中的光轴A)从对象到图像传感器顺序地布置。
根据实施例，镜头组件可以具有从1.0至1.7的范围的F数。
根据实施例，镜头组件可以满足如下条件表达式1：
1.5＝<TL/ImgH＝<3.5
其中，“TL”可以表示从第一透镜的被摄体侧表面到图像传感器的成像表面的距离，并且“ImgH”可以表示形成在成像表面上的像的最大像高。
根据实施例，镜头组件可以满足如下条件表达式2：
1＝<f1/f＝<10
其中，“f1”可以表示第一透镜的焦距，并且“f”可以表示镜头组件的总焦距。
根据实施例，第一透镜可以是弯月形透镜，其中，第一透镜的被摄体侧表面为凸形，并且第一透镜的图像传感器侧表面为凹形。
根据实施例，所述至少四个透镜中的所有透镜可以是弯月形透镜。
根据实施例，镜头组件可以满足如下条件表达式3：
0.15＝<tmax/f＝<0.5
其中“tmax”可以表示在光轴上具有最大厚度的透镜的中心厚度，并且“f”可以表示镜头组件的总焦距。
根据实施例，所述至少四个透镜中的至少一个可以是塑料非球面透镜。
根据实施例，第一透镜的图像传感器侧表面可以包括如下拐点形状：在光轴上对准的中心部分为凹形，并且在边缘侧的外围部分为凸形。
根据实施例，镜头组件还可以包括：带通滤光器(例如，图5、图7、图9或图11中的带通滤光器405、505、605或705)，被布置在最靠近图像传感器布置的透镜(例如，图5、图7、图9或图11中的第四透镜404、504、604或704)与图像传感器之间的，并且带通滤光器可以具有从90％至99％范围的关于具有在800nm至1000nm之间的波长的光的透射率以及从0％至1％范围的关于可见光的透射率。
根据实施例，一种电子装置(例如，图1或图3中的电子装置101或300)可以包括：第一相机(例如，图3中的相机模块305中的一个)，包括镜头组件，并且被配置为基于通过镜头组件入射的光来获取关于被摄体的第一信息；至少一个第二相机(例如，图3中的相机模块305中的另一个)，被配置为获取关于被摄体的与第一信息不同的信息第二信息；以及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)，其中，镜头组件可以包括沿着光轴从被摄体到图像传感器顺序地布置的至少四个透镜。在所述至少四个透镜中，最靠近所述被摄体布置的第一透镜可以具有从0％至5％范围的可见光透射率，在除了第一透镜之外的剩余透镜的被摄体侧表面和图像传感器侧表面中，至少四个表面可以包括拐点，并且所述处理器或所述图像信号处理器可以被配置为基于第一信息执行用户认证。
根据实施例，上述电子装置还可以包括光源设备(例如，图3中的发光设备306)，并且第一相机可以通过接收从光源设备发射并由被摄体反射的光来获取第一信息。
根据实施例，光源装置可以包括近红外激光光源。
根据实施例，第一信息可以至少包括关于被摄体的距离信息。
根据实施例，镜头组件可以满足如下条件表达式4：
1.5＝<TL/ImgH＝<3.5
其中，“TL”可以表示从第一透镜的被摄体侧表面到图像传感器的成像表面的距离，并且“ImgH”可以表示形成在成像表面上的像的最大像高。
根据实施例，处理器或图像信号处理器可以被配置为通过组合第一信息和第二信息来生成被摄体的图像。
根据实施例，第二信息可以包括被摄体的颜色信息、亮度信息、饱和度信息和对比度信息中的至少一个。
根据实施例，第一信息可以至少包括被摄体的距离信息，第二信息可以包括被摄体的颜色信息、亮度信息、饱和度信息和对比度信息中的至少一个，并且处理器或图像信号处理器可以被配置为通过组合第一信息和第二信息来生成被摄体的图像。
根据实施例，镜头组件可以满足如下条件表达式5：
0.15＝<tmax/f＝<0.5
其中，“tmax”可以表示在光轴上具有最大厚度的透镜的中心厚度，并且“f”可以表示镜头组件的总焦距。
根据实施例，上述镜头组件或包括镜头组件的电子装置还可以包括：带通滤光器，被布置在最靠近图像传感器布置的透镜与图像传感器之间，并且该带通滤光器可以具有从90％至99％范围的关于具有800nm至1000nm之间的波长的光的透射率，并且可以具有从0％至1％范围的关于可见光的透射率。
本公开的上述实施例中的某些实施例可以以硬件、固件或通过执行可以存储在诸如CD ROM、数字通用盘(DVD)、磁带、RAM、软盘、硬盘或磁光盘的记录介质中的软件或计算机代码或者通过网络下载的最初存储在远程记录介质或非暂时性机器可读介质上并将被存储在本地记录介质上的计算机代码来实现，使得本文描述的方法可以使用通用计算机或专用处理器或在可编程或专用硬件(诸如ASIC或FPGA)中经由存储在记录介质上的这种软件来呈现。如本领域将理解的，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可以存储或接收软件或计算机代码的存储器组件，例如RAM、ROM、闪存等，当由计算机、处理器或硬件访问和执行时，软件或计算机代码实现本文描述的处理方法。
虽然已经参照本公开的某些实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，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，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (13)

1.一种镜头组件(400、500、600、700)，包括：
至少四个透镜(401-405、501-505、601-605、701-705)，包括沿着光轴从被摄体到图像传感器(406、506、606、706)顺序地布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，
其中，所述至少四个透镜(401-405、501-505、601-605、701-705)中最靠近所述被摄体布置的第一透镜(401、501、601、701)具有从0％至5％范围的可见光透射率，
其中，在除了第一透镜(401、501、601、701)之外的其余透镜的被摄体侧表面和图像传感器侧表面中，至少四个表面包括拐点，
其中，第四透镜具有负屈光率，
其中，在所述图像传感器的成像平面的外围部分上形成的光束具有不小于30度的入射角，
其中，所述至少四个透镜(401-405、501-505、601-605、701-705)中的所有透镜都是弯月形透镜，并且
其中，第一透镜(401、501、601、701)的图像传感器侧表面(S3)具有如下拐点形状：在所述光轴上对准的中心部分为凹形，并且在边缘侧的外围部分为凸形。
2.如权利要求1所述的镜头组件(400、500、600、700)，其中，所述镜头组件(400、500、600、700)具有从1.0至1.7范围的F数。
3.如权利要求1所述的镜头组件(400、500、600、700)，其中，所述镜头组件(400、500、600、700)满足如下条件表达式1：
1.5＝<TL/ImgH＝<3.5
其中，“TL”表示从第一透镜(401、501、601、701)的被摄体侧表面(S2)到所述图像传感器(406、506、606、706)的成像表面(IS)的距离，并且“ImgH”表示在所述成像表面(IS)上形成的像的最大像高。
4.如权利要求1所述的镜头组件(400、500、600、700)，其中，所述镜头组件(400、500、600、700)满足如下条件表达式2：
1＝<f1/f＝<10
其中，“f1”表示第一透镜(401、501、601、701)的焦距，并且“f”表示所述镜头组件(400、500、600、700)的总焦距。
5.如权利要求1所述的镜头组件(400、500、600、700)，其中，第一透镜(401、501、601、701)是弯月形透镜，其中，第一透镜(401、501、601、701)的被摄体侧表面(S2)为凸形，并且第一透镜(401、501、601、701)的图像传感器侧表面(S3)为凹形。
6.如权利要求1所述的镜头组件(400、500、600、700)，其中，所述镜头组件(400、500、600、700)满足如下条件表达式3：
0.15＝<tmax/f＝<0.5
其中，“tmax”表示在所述光轴上具有最大厚度的透镜的中心厚度，并且“f”表示所述镜头组件(400、500、600、700)的总焦距。
7.如权利要求1所述的镜头组件(400、500、600、700)，其中，所述至少四个透镜(401-405、501-505、601-605、701-705)中的至少一个是塑料非球面透镜。
8.如权利要求1所述的镜头组件(400、500、600、700)，还包括：
带通滤光器(405、505、605、705)，被布置在所述至少四个透镜(401-405、501-505、601-605、701-705)中的最靠近所述图像传感器(406、506、606、706)布置的透镜与所述图像传感器(406、506、606、706)之间，
其中，所述带通滤光器(405、505、605、705)具有从90％至99％范围的关于具有800nm至1000nm之间的波长的光的透射率，并且具有从0％至1％范围的关于可见光的透射率。
9.一种电子装置(101、300)，包括：
第一相机(305)，包括如权利要求1至8中任一项所述的镜头组件(400、500、600、700)，并且被配置为基于通过所述镜头组件(400、500、600、700)入射的光来获取关于被摄体的第一信息；
至少一个第二相机(305)，被配置为获取关于所述被摄体的与第一信息不同的第二信息；以及
处理器或图像信号处理器(120、260)，
其中，所述处理器或所述图像信号处理器(120、260)被配置为基于第一信息来执行用户认证。
10.如权利要求9所述的电子装置(101，300)，还包括：
光源装置(306)，
其中，第一相机(305)通过接收从所述光源装置(306)发射并由所述被摄体反射的光来获取第一信息。
11.如权利要求10所述的电子装置(101、300)，其中，所述光源装置(306)包括红外发射二极管或近红外激光光源。
12.如权利要求9所述的电子装置(101、300)，其中，所述处理器或所述图像信号处理器(120、260)被配置为通过组合第一信息和第二信息来生成所述被摄体的图像。
13.如权利要求9所述的电子装置(101、300)，其中，第一信息至少包括关于所述被摄体的距离信息，
第二信息包括所述被摄体的颜色信息、亮度信息、饱和度信息或对比度信息，并且
所述处理器或所述图像信号处理器(120、260)被配置为通过组合第一信息和第二信息来生成所述被摄体的图像。
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