CN113075837B - 摄影机及制法、移动电子设备及减小凸起占用空间的方法 - Google Patents

摄影机及制法、移动电子设备及减小凸起占用空间的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及移动电子设备、减小移动电子设备的凸起占用空间和高度的折叠式摄影机和双孔径摄影机、及制造折叠式摄影机的方法和减小智能电话的凸起占用空间的方法。在一些实例中，通过减小折叠式摄影机的后焦平面部分的高度而减小凸起占用空间。在一些实例中，通过减小折叠式摄影机的后焦平面部分和透镜子部分的高度而减小凸起占用空间。折叠式摄影机包括具有用于把光径从第一方向折叠到第二方向的OPFE的光径折叠元件部分、图像传感器及透镜部分。图像传感器安装在板材上并位于垂直于第二方向的平面，其中板材在第一方向上具有高度。图像传感器具有第一方向上以板材高度的5％或更多相对于板材不对称地安装的有源部件。

Description

摄影机及制法、移动电子设备及减小凸起占用空间的方法
本申请为申请号CN201880004811.5(PCT申请号为PCT/IB2018/058974)、申请日2018年11月14日、发明名称“紧凑型折叠式摄影机结构”的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年11月23日提交的美国临时专利No.62/590,324和2018年1月17日提交的美国临时专利No.62/618,304的优先权，二者与本申请都具有相同的标题。两件申请的内容都通过引用的方式被全文合并在本文中。
技术领域
本文中所公开的实施例总体上涉及数字摄影机，特别是被合并在例如智能电话之类的移动电子设备中的折叠式摄影机和折叠式-直立式双摄影机。
背景技术
近年来，例如蜂窝电话(特别是智能电话)、平板设备和膝上型计算机之类的移动电子设备已变得无所不在。这些设备当中的许多包括一个或两个紧凑型“直立式”摄影机，其中例如包括面对后方的主摄影机(也就是设备背面的摄影机，其背对用户并且常常被用于随意的摄影)以及面对前方的次摄影机(也就是位于设备正面并且常常被用于视频会议的摄影机)。移动电话摄影机并且特别是蜂窝电话摄影机中的一个重要的品质因数是摄影机高度或者摄影机或摄影机透镜的垂直距离。
虽然其性质是相对紧凑的，但是这些摄影机当中的大多数的设计类似于数字静止摄影机的传统设计，也就是说其包括放置在图像传感器之上的透镜套件(或者一连串的几个光学元件)，从而解释了术语“直立式”。透镜套件(也被称作“透镜模块”或者简称作“透镜”)对入射光线进行折射并且将其弯曲，从而在图像传感器上产生场景的图像数据(或“图像”)。这些摄影机的规格在很大程度上由传感器的尺寸和光学器件的高度决定。这些通常通过透镜的焦距(“f”)及其视场(FOV)关联在一起。也就是说，必须在特定尺寸的传感器上成像特定FOV的透镜具有特定的焦距。在这样的摄影机中，焦距的增大通常导致光学器件高度的增大。
近来提出了折叠式摄影机结构(也被简称作“折叠式摄影机”)以便减小紧凑型摄影机的高度(例如参见通过引用的方式被全文合并在本文中的共同所有专利申请US20160044250和PCT/IB2016/052143)。在折叠式摄影机中，参见图1A-1C，添加了例如是棱镜或反射镜的光径折叠元件(后文中称作“OPFE”或“反射元件”)，以便把光传播方向从基本上垂直于移动设备背表面倾斜到基本上平行于移动设备背表面。为了简单起见，反射元件在后文中将被称作“OPFE”。图1A-1C示出了编号为100的已知的折叠式摄影机的各种视图。对于图1A和1B的透视图示出了正交X-Y-Z坐标(“轴”)系。这些坐标适用于所有后面的透视图。对于图1C的侧视图分开示出了其中两个坐标。这些坐标也适用于所有后面的侧视图。所示出的坐标系是示例性的。
为了清楚起见，术语“基本上”在本文中被用来暗示数值在可接受的范围内变化的可能性。根据一个实例，本文中所使用的术语“基本上”应当被解释成暗示任何指定数值以上或以下的最多10％的可能变化。根据另一个实例，本文中所使用的术语“基本上”应当被解释成暗示任何指定数值以上或以下的最多5％的可能变化。根据另一个实例，本文中所使用的术语“基本上”应当被解释成暗示任何指定数值以上或以下的最多2.5％的可能变化。
摄影机100包括具有长度LP和高度HP的OPFE部分102，具有长度LL的透镜部分104，以及具有长度LBFL的后焦距(BFL)部分106。在一些实施例中，所述几个部分的划分是使得每一个部分被分开制作，并且所有部分被胶粘在一起。在一些实施例中，所述几个部分的划分仅仅是示意性的，也就是说所有部分在制作处理中被一体制作。所述三个部分具有基本上共同的高度HFL(在10％或更小的差异内)，其大致对应于折叠式摄影机的“摄影机高度”。HFL被定义成所述三个部分的外表面之间沿着Y轴(Y是从对象到摄影机的方向，或者平行于后面介绍的第一方向110)的距离，或者在所述三个部分的高度不完全相等的情况下，则是具有最大高度的部分的外表面之间沿着Y轴的距离。在一些实例中，对应于HFL的数值范围是3-8mm。在一些实例中，对应于HFL的数值范围是5-6mm。OPFE部分102包括把光径从第一方向(光轴)110折叠到第二方向(光轴)112上的OPFE 108。透镜部分104包括具有一个或多个透镜元件的透镜套件114，所述透镜元件具有平行于第二方向112的共同光轴。BFL部分106包括图像传感器(或者简称作“传感器”)116。BFL等于面对传感器的透镜元件的出射表面(朝向传感器)与传感器本身之间的距离。所述折叠式摄影机具有高度HFL和宽度WFL。
可以通过许多不同的方式把折叠式摄影机与常规的“直立式”摄影机一起组装到双摄影机结构中(在本文中也被称作“折叠式-直立式双摄影机”或者简称作“双摄影机”)，例如参见通过引用的方式全文合并在本文中的共同所有国际专利申请PCT/IB2015/056004。在图2A-2C中示出了折叠式-直立式双摄影机的一个实例。这些图示出了编号为200的折叠式双摄影机的各种视图。折叠式双摄影机200包括类似于摄影机100的折叠式摄影机202以及具有高度HU和平行于第一方向110的光轴110’的直立式摄影机204。光轴110’与第一方向110之间的距离被定义成折叠式双摄影机200的基线。在所示出的具体实例中，两个摄影机沿着Z轴排列。所述双摄影机具有长度LDC和宽度WDC。宽度WDC可以由折叠式和直立式摄影机的宽度当中的较大者决定。应当提到的是，虽然在该例中折叠式和直立式摄影机被示出为沿着Z轴对准，但是例如在共同所有PCT专利申请PCT/IB2015/056004(通过引用的方式)中示出的其他安排是已知并且可能的。
具有两个直立式摄影机的双摄影机(在本文中也被称作“直立式-直立式双摄影机”)是已知的。其被合并在例如智能电话之类的移动电子设备中也是已知的，直立式-直立式双摄影机智能电话正在商业销售。图3A示出了被包括在智能电话302中的编号为300的已知的直立式-直立式双摄影机的后视图。紧凑型摄影机中的一个趋势是允许直立式摄影机透镜从摄影机的顶表面突出，从而使得透镜自身可以具有更大的高度，摄影机的其他部件则更低。这常常被称作“凸起(bump)”，并且在图3A中被编号为304。高出智能电话和其他移动电子设备的表面的凸起是不合期望的。
在摄影机中使用闪光灯(例如LED闪光灯)元件(或者简称作“闪光元件”)是已知的。闪光元件在直立式双摄影机的“凸起”内部的定位是已知的。图3B示出了被包括在智能电话312中的编号为310的已知的直立式-直立式双摄影机的后视图，其在“凸起”314中具有闪光元件318。在凸起中具有带闪光元件的折叠式摄影机是所期望的。希望提供在现有技术的缺陷上有所改进的折叠式摄影机和折叠式-直立式双摄影机。希望提供具有减小的凸起占用空间(footprint)的折叠式摄影机和折叠式-直立式双摄影机。
发明内容
本文中所公开的实施例教导了减小移动电子设备并且特别是智能电话凸起占用空间和高度的折叠式摄影机和折叠式-直立式双摄影机。在一些实例中，通过减小折叠式摄影机的后焦平面部分的高度而减小凸起占用空间。在一些实例中，通过减小折叠式摄影机的后焦平面部分和透镜子部分的高度而减小凸起占用空间。
正如所提到的那样，希望减小和/或消除凸起的表面积。希望凸起不要延伸超出摄影机的高度。
在一些实施例中，提供一种折叠式摄影机，包括：包括用于把光径从第一方向折叠到第二方向的OPFE的OPFE部分，所述OPFE部分在第一方向上具有OPFE高度HP；位于OPFE与图像传感器之间的透镜部分，所述透镜部分在第一方向上具有至少一个透镜部分高度HL；以及在透镜部分与图像传感器之间延伸并且在第一方向上具有BFL部分高度HBFL的BFL部分，其中HBFL<HL。
在前面或后面所描述的一些实施例中，透镜部分包括两个子部分，其中更靠近BFL部分的透镜子部分具有高度HL1<HL。
在前面或后面所描述的一些实施例中，HBFL＝HL1。
在前面或后面所描述的一些实施例中，HBFL≤HL1并且HBFL<HL。
在前面或后面所描述的一些实施例中，透镜部分具有满足条件WL>HL>HBFL的宽度WL。
在前面或后面所描述的一些实施例中，BFL部分具有顶侧和底侧，其中透镜部分具有平行于第二方向的光轴，并且其中BFL部分中的光轴与BFL部分的底侧相比更靠近BFL部分的顶侧。
在前面或后面所描述的一些实施例中，图像传感器相对于在其上安放图像传感器的板材被不对称地定位。
在前面或后面所描述的一些实施例中，顶侧具有被结构化成防止将杂散光导向图像传感器的内表面。
在前面或后面所描述的一些实施例中，其中BFL部分具有顶侧和底侧，其中透镜部分、BFL部分和图像传感器共享光轴，并且其中BFL部分中的光轴与底侧相比更靠近顶侧，图像传感器的定位相对于在其上安放图像传感器的板材是不对称的。
在前面或后面所描述的一些实施例中，其中顶侧具有被结构化成防止将杂散光导向图像传感器的内表面。
在前面或后面所描述的一些实施例中，折叠式摄影机还包括被定位在BFL部分上并且具有高度HFLASH≤HL的闪光元件。
在前面或后面所描述的一些实施例中，折叠式摄影机还包括被定位在更靠近BFL部分的透镜子部分上并且具有高度HFLASH≤HL的闪光元件。
在前面或后面所描述的一些实施例中，折叠式摄影机还包括部分地被定位在BFL部分上并且部分地被定位在更靠近BFL部分的透镜子部分上并且具有高度HFLASH≤HL的闪光元件。
在前面或后面所描述的一些实施例中，提供包括如前面和后面所描述的折叠式摄影机连同直立式摄影机的双孔径摄影机。
在前面或后面所描述的一些实施例中，双孔径摄影机包括在第二方向上共享单一轴的折叠式摄影机和直立式摄影机。
在一些实施例中，移动电子设备包括如前面或后面所描述的折叠式摄影机。
在前面或后面所描述的一些实施例中，移动电子设备在其表面上包括凸起，其中所述凸起围绕包括折叠式摄影机的区域，并且其中至少一项凸起规格由折叠式摄影机规格定义。
在一些实施例中，移动电子设备包括如前面或后面所描述的双孔径摄影机。
在前面或后面所描述的一些实施例中，提供包括如前面或后面所描述的折叠式摄影机和/或双摄影机的移动电子设备。在一些实施例中，移动电子设备是智能电话。移动电子设备在其表面上可以包括凸起，其中所述凸起围绕包括折叠式摄影机和/或直立式摄影机(对于双摄影机)的区域，并且其中至少一项凸起规格由折叠式摄影机或双摄影机规格定义。
一些实施例包括一种制造折叠式摄影机的方法，包括：提供用于把光径从第一方向折叠到第二方向的光径折叠元件(OPFE)，所述OPFE部分在第一方向上具有OPFE高度HP；提供包括图像传感器的后焦距(BFL)部分，所述BFL部分在第一方向上具有BFL部分高度HBFL；提供具有至少一个透镜的透镜部分，所述透镜部分在第一方向上具有透镜部分高度HL；沿着第一光轴把透镜部分安排在BFL部分与OPFE之间，其中HBFL<HL。
在前面或后面所描述的一些实施例中，OPFE部分在第一方向上具有OPFE部分高度HP，其中HBFL<HP。
在前面或后面所描述的一些实施例中，透镜部分具有至少两个子部分。
在前面或后面所描述的一些实施例中，更靠近BFL部分的透镜子部分具有高度HL1，其中HL1<HL。
在前面或后面所描述的一些实施例中，HBFL≤HL1并且HBFL<HL。
在前面或后面所描述的一些实施例中，BFL部分具有顶侧和底侧，其中透镜部分具有平行于第二方向的光轴，并且其中BFL部分中的光轴与BFL部分的底侧相比更靠近BFL部分的顶侧。
在前面或后面所描述的一些实施例中，BFL部分具有顶侧和底侧，其中透镜部分、BFL部分和图像传感器共享光轴，并且其中BFL部分中的光轴与底侧相比更靠近顶侧，从而相对于在其上安放图像传感器的板材不对称地定位图像传感器。
在前面或后面所描述的一些实施例中，一种方法包括相对于BFL部分的顶部和底部不对称地放置图像传感器。
一些实施例包括一种用于减小智能电话的凸起占用空间的方法，所述方法包括：提供智能电话；把任何前述实施例的折叠式摄影机附着到智能电话的外表面，其中折叠式摄影机减小智能电话的凸起占用空间。
在前面或后面所描述的一些实施例中，凸起占用空间包括长度LB1、宽度WB1和高度HB1，其中LB1具有5-50m的范围，WB1具有1-20mm的范围，并且HB1具有0.05-3mm的范围。
在前面或后面所描述的一些实施例中，BFL部分相对于透镜部分和/或OPFE部分的高度的更低高度允许更短的凸起长度LB1。
在前面或后面所描述的一些实施例中，一种方法包括把闪光元件合并到凸起占用空间中。
正如前面所阐述的那样，每一个实施例可以彼此组合使用，这是因为设想到各种实施例组合可以彼此合并，并且是本公开内容的范围的一部分。
本文中所使用的术语“例如”、“示例性”、“比如”、“举例来说”及其变体描述本发明所公开的主题内容的非限制性实施例。
附图说明
下面将参照在本段之后列出的附图来描述本文中所公开的实施例的非限制性实例。出现在多于一幅图中的完全相同的结构、单元或部件在其所出现的附图中可以由相同的附图标记来标示。附图及其描述意图说明和澄清本文中所公开的实施例，而不应当被视为以任何方式作出限制。
图1A示出了已知的折叠式摄影机的透视图；
图1B示出了图1A的折叠式摄影机的纵向剖面图；
图1C示出了图1A的折叠式摄影机的侧视图；
图2A示出了已知的直立式-折叠式双摄影机的透视图；
图2B示出了图2A的直立式-折叠式双摄影机的纵向剖面图；
图2C示出了图2A的直立式-折叠式双摄影机的侧视图；
图3A示出了包括在智能电话中的已知的直立式-直立式双摄影机的后视图；
图3B示出了包括在智能电话中的具有闪光灯的已知的直立式-直立式摄影机的后视图；
图4A示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的包括在智能电话中的图1A-1C的折叠式-直立式双摄影机的透视图；
图4B示出了图4A的双摄影机和智能电话的具有放大的细节的剖面；
图5A示出了根据本文中所公开的另一个示例性实施例的折叠式摄影机的透视图；
图5B示出了图5A的折叠式摄影机的纵向剖面图；
图5C示出了图5A的折叠式摄影机的侧视图；
图6A示出了根据本文中所公开的另一个示例性实施例的折叠式-直立式双摄影机的透视图；
图6B示出了图6A的折叠式-直立式双摄影机的纵向剖面图；
图6C示出了图6A的折叠式-直立式双摄影机的侧视图；
图7A示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的包括在智能电话中的图6A-6C的折叠式-直立式双摄影机的透视图；
图7B示出了图7A的折叠式-直立式双摄影机和智能电话的具有放大的细节的剖面；
图8A示出了安放在如图4A、4B中的折叠式摄影机的板材上的折叠式摄影机图像传感器；
图8B示出了安放在如图6A、6B中的折叠式摄影机的板材上的已知的折叠式摄影机图像传感器；
图9A示出了根据本文中所公开的另一个示例性实施例的折叠式摄影机的透视图；
图9B示出了图9A的折叠式摄影机的纵向剖面图；
图9C示出了图9A的折叠式摄影机的侧视图；
图10A示出了根据本文中所公开的另一个示例性实施例的折叠式-直立式双摄影机的透视图；
图10B示出了图10A的折叠式-直立式双摄影机的纵向剖面图；
图10C示出了图10A的折叠式-直立式双摄影机的侧视图；
图11A示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的包括在智能电话中的图10A-10C的折叠式-直立式双摄影机的透视图；
图11B示出了图11A的折叠式-直立式双摄影机和智能电话的具有放大的细节的剖面；
图12A示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的具有闪光元件的折叠式摄影机的透视图；
图12B示出了图12A的折叠式摄影机的纵向剖面图；
图13A示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的具有如图12中的折叠式摄影机的折叠式-直立式双摄影机的透视图；
图13B示出了根据本文中所公开的另一个示例性实施例的具有如图12中的折叠式摄影机的折叠式-直立式双摄影机的透视图；
图14A示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的具有闪光元件的如图9中的折叠式摄影机的透视图；
图14B示出了根据本文中所公开的另一个示例性实施例的具有闪光元件的如图9中的折叠式摄影机的透视图；
图14C示出了根据本文中所公开的另一个示例性实施例的具有闪光元件的如图9中的折叠式摄影机的透视图；
图15A示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的具有如图14中的折叠式摄影机的折叠式-直立式双摄影机的透视图；
图15B示出了图15A的折叠式-直立式双摄影机的侧视图。
具体实施方式
本文中所描述的折叠式摄影机包括光径折叠元件(OPFE)、透镜和图像传感器。折叠式摄影机还可以包括对于操作所需要的其他部件，其中包括聚焦机制、光学图像稳定(OIS)机制、变焦机制、机械屏蔽、红外(IR)滤光器、用以操作聚焦、陀螺仪、快门和/或其他部件的电子装置。折叠式摄影机还可以在OPFE与将要摄影的对象之间包括附加的光学元件。本文中所描述的折叠式摄影机的透镜可以具有恒定焦距，或者可以具有变化的焦距(也被称作“变焦透镜”)。
折叠式摄影机高度通常小于具有类似的有效焦距(EFL)的直立式摄影机的高度。折叠式摄影机高度的减小是由于折叠式摄影机高度不取决于透镜高度，而透镜高度是与透镜焦距相关。在直立式摄影机中，其高度取决于透镜高度。因此，可以在不牺牲摄影机模块高度的情况下增大透镜焦距。但是折叠式摄影机高度由透镜套件高度和摄影机的其他部件的高度决定，例如致动器(例如被用来移位透镜以用于聚焦和/或光学图像稳定的致动器)和屏蔽高度，并且无法在不牺牲光学性能的情况下被减小到超过特定的最小值。一般来说，根据本发明所公开的主题内容的折叠式摄影机的高度可以处于3-8mm的范围。
当智能电话和其他移动电子设备所具有的摄影机具有一个(或多个)折叠式摄影机和/或一个(或多个)直立式摄影机时，希望其具有尽可能小的凸起占用空间(宽度和长度)。在这样的智能电话和/或移动电子设备中将独立地希望具有尽可能小的凸起高度。
图4A示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的智能电话400的透视图，其包括类似于摄影机200的折叠式-直立式双摄影机。图4B示出了双摄影机和智能电话的剖面A-A中的放大的细节。总体上围绕双摄影机部分的凸起404突出智能电话402的表面以上。所述凸起具有长度LB1、宽度WB1和高度HB1。在一些实例中，LB1具有5-50mm的范围，WB1具有1-20mm的范围，并且HB1具有0.05-3mm的范围。虽然其边缘被示出为是尖锐的，但是优选地如图3中的凸起一样被圆化。通过把折叠式和直立式摄影机定位在一条线上(沿着单一轴)，与例如把折叠式和直立式摄影机定位在其中二者不共享相同的单一轴的安排中的情况相比，可以获得更小的凸起占用空间。应当提到的是，在除了凸起区之外的任何其他地方，电话在外表面之间都具有厚度(高度)HPhone。在凸起区中，电话厚度更大并且被标记成HPB。
本发明的发明人已发现，通过折叠式摄影机的明智设计，可以进一步减小容纳折叠式-直立式双摄影机的凸起的规格。
图5A-5C示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的编号为500的折叠式摄影机的各种视图。与摄影机100一样，摄影机500包括具有长度LP和宽度WP的OPFE部分502，具有长度LL和宽度WL的透镜部分504，以及具有长度LBFL和宽度WBFL的后焦距(BFL)部分506。摄影机500可以具有类似于摄影机100的高度HFL、长度LFL和宽度WFL。LFL由LP+LL+LBFL的和定义。LP可以基本上由反射元件高度(例如棱镜)定义。在根据本发明所公开的主题内容的一些实例中，HFL处于3-8mm的范围内，LFL处于10-30mm的范围内，并且WFL处于3-15mm的范围内。应当提到的是，不同的折叠式摄影机部分的宽度可以彼此不同并且不同于WFL。即使未在图中示出，这些摄影机高度、长度和宽度规格在后面所公开的实施例中仍然适用。
摄影机500可以包括具有与摄影机100的组件类似或完全相同的对应功能的其他组件。因此，不再详细描述这些组件及其对应的功能。此外，摄影机500可以包括两个BFL部分或者分离的BFL部分。不同于摄影机100中，摄影机500中的BFL部分具有小于透镜部分的高度HL和OPFE(例如棱镜)部分的高度HP的高度HBFL。举例来说，HBFL可以比HL小0.05-3mm。在“肩部”508处表现出高度的减小。在一些实例中，HL和HP可以基本上相等(最多5％的差异)。在其他实例中，HL可以小于HP。在一些实施例中，摄影机500可以具有大于透镜部分高度HL的透镜部分宽度WL。在一些实施例中，WL可以等于HL。在一些实施例中，被容纳在透镜部分中的透镜的形状可以具有轴对称性(例如圆柱形)。在一些实施例中，被容纳在透镜部分中的透镜的形状可以不具有轴对称性(例如矩形、具有倒角的圆柱体等等)。
如图6A-6C中所示，摄影机500可以与直立式摄影机204一起被包括在双摄影机600中。在双摄影机的情况中，两个摄影机当中的每一个可以被称作“子摄影机”。在一些实例中，直立式摄影机可以具有平行于第一方向110的光轴110’。光轴110’与第一方向110之间的距离被定义成折叠式双摄影机600的基线。在一些实例中，双摄影机600的长度LDC和宽度WDC保持类似于双摄影机200的长度和宽度。但是双摄影机600在折叠式摄影机的BFL部分506中具有更低的高度HBFL。因此，当双摄影机600被合并在例如智能电话700之类的移动设备中时，BFL部分的更低高度允许更短的凸起长度。
图7A示出了包括在智能电话700中的图6A-6C的折叠式-直立式双摄影机的透视图。图7B示出了折叠式-直立式双摄影机和智能电话的具有放大的细节的剖面。智能电话700具有突出表面602的凸起604。凸起604具有长度LB2和高度HB2。LB2比LDC小大约BFL部分506的长度。在该例中，突出并且可见的双摄影机组件仅包括直立式摄影机的透镜的顶部和OPFE的顶部部件。在一些实例中，折叠式摄影机的透镜部分也可以是可见的。一般来说，可以只有在其中直立式摄影机的高度和折叠式摄影机的一部分的高度大于Hphone的摄影机区域中才需要凸起。
现在回到图5A-5C，BFL部分中的高度减小导致折叠式摄影机的第二方向112与BFL部分506的底表面512相比更靠近顶表面510，从而在离开透镜并且进入到BFL部分中的光线的传播中产生不对称性。所述不对称性的一个结果是，通常被安放在板材516上的图像传感器514相对于BFL部分和板材本身的顶侧和底侧在Y方向上被不对称地定位。
图8A示出了在+Z方向上(沿着第二方向112)上看去的已知技术的图像传感器514和板材516。传感器514例如是具有被部件(辅助硅逻辑)804围绕的光学有源部件802(在后文中称作有源部件802)的硅管芯，所述部件804在图像/光感测方面被视为“非有源”并且因此被称作非有源部件804。有源部件802可以对称地或者不对称地位于非有源部件804中的任何位置处，正如本领域内已知的那样。有源部件802与板材516的顶部和底部相距(也就是在所示出的Y方向上)的距离分别被标记成DTOP和DBOT。在图8A中，DTOP＝DBOT±Δ，其中Δ通常是0到200μm。这是例如摄影机100之类的已知的折叠式摄影机中的传感器-板材安排，其中有源部件802通常相对于板材516被对称地或略微不对称地定位(“略微”指的是高度(4-6mm)当中的最多200μm，或者PCB高度的大约0-5％)。
图8B示出了根据本文中所公开的一个实施例的图像传感器514和板材516配置800。在配置800中，有源部件802在Y方向上相对于板材516被不对称地定位，并且Δ可以是100-1500μm的量级。在这种情况下，有源部件802相对于板材516的不对称性可以是100μm的量级并且最多是1-1.5mm，或者是PCB高度的大约5％-30％。
所述不对称性导致更靠近传感器的有效射线包络(effective ray envelope)的表面，并且可能导致传感器上的杂散光效应。例如在摄影机500中，顶表面510与透镜部分504的顶表面相比更低并且更靠近传感器，从而允许正在进入的光从顶表面510反弹并且被转向回到传感器。为了减轻这样的效应，BFL部分506的顶表面510的内表面518被结构化成防止杂散光。这例如可以由具有特殊结构的磁轭(yoke)并且/或者利用抗反射涂层来提供。或者，BFL部分506的底部512的内表面520或者顶部和底部内表面518和520全部二者都被结构化成防止杂散光。在某些实施例中，内表面518是不均匀的并且/或者具有各种脊部(ridge)，因此是不平坦的。或者，图9B示出了一种用于吸收或者在其他方向上重新分布光的方法。
图9A-9C示出了根据本文中所公开的一个示例性实施例的编号为900的折叠式摄影机结构的各种视图。与摄影机500一样，摄影机900包括OPFE部分902、透镜部分904和后焦距(BFL)部分906。折叠式摄影机和不同部分的规格可以处于与摄影机100和500中相同的范围。摄影机900可以包括具有与摄影机500的组件类似或完全相同的对应功能的其他组件。因此，不再详细描述这些组件及其对应的功能。此外，摄影机900可以包括两个BFL部分或者分离的BFL部分。不同于摄影机500中，摄影机900中的透镜部分904具有两个不同的子部分904a和904b，所述两个不同的子部分具有被标记成HL和HL1的两个不同的高度。透镜子部分904a的高度HL大于子部分904b的高度HL1，以便容纳具有比后面(在图像传感器的方向上)的透镜元件(其例如具有更小的直径D1)的直径更大的直径D的至少一个透镜元件920。举例来说，HL1可以比HL小0-3mm。
虽然图9A-9C中的示例性实施例示出了具有与两个不同的子部分相关联的两个不同高度的透镜部分，但是透镜部分可以具有多于两个高度不同的子部分。举例来说，如果透镜包括N个透镜元件(N通常在1到6之间)，则透镜部分可以包括1到N个之间的子部分。所述N个子部分可以具有相同的高度或不同的高度HLN。在具有不同的透镜子部分高度HLN的一些实施例中，高度可以从靠近OPFE(棱镜)的子部分到靠近BFL部分的子部分按照阶梯方式减小。
如图10A-10C中所示，摄影机900可以与直立式摄影机204一起被包括在双摄影机1000中。在一些实例中，双摄影机1000的长度LDC和宽度WDC保持类似于双摄影机600的长度和宽度。但是双摄影机1000不仅在折叠式摄影机的BFL部分906中而且在透镜部分的子部分904b中具有更低的高度。因此，当双摄影机1000被合并在例如智能电话之类的移动设备中时，BFL部分和子部分904b的更低高度HBFL和HL2允许甚至更短的凸起长度LB3。
图11A示出了包括在智能电话1002中的图10A-10C的折叠式-直立式双摄影机的透视图。图11B示出了折叠式-直立式双摄影机和智能电话的具有放大的细节的剖面。智能电话1100具有突出表面1102的凸起1104。凸起1104具有长度LB3和高度HB2。作为澄清，在智能电话1100中，LB3比图7中的LB2小大约透镜子部分904b的长度，并且比LFL小大约BFL部分906的长度加上透镜子部分904b的长度。在这里并且在图7B中用“HB2”标记凸起高度不一定意味着凸起604和1104具有相同的高度。在该例中，突出并且可见的双摄影机组件仅包括直立式摄影机的透镜的顶部和OPFE的顶部部件以及折叠式摄影机的透镜子部分904a。一般来说，可以只有在其中直立式摄影机的高度和折叠式摄影机的一部分的高度大于Hphone的摄影机区域中才需要凸起。
摄影机500可以提供有闪光(例如LED)元件以便获得具有闪光的折叠式摄影机(或者“闪光折叠式摄影机”)。图12A示出了闪光折叠式摄影机1200的透视图，并且图12B示出了侧视图。闪光元件1204可以提供被拍摄的场景所需要的外部照明源，正如本领域内已知的那样。摄影机500BFL的高度(HBFL)的减小可以被用来容纳闪光元件1204，也就是说闪光元件1204可以被放置在顶表面510之上。如图12B中所见，从摄影机500的底部到闪光元件1204的顶部的组合高度由HFLASH标记。如图12B中所见，在某些情况下，HFLASH可以小于或者等于摄影机500高度(HFL)。
折叠式摄影机1200可以与直立式摄影机204被包括在一起从而形成双摄影机。图13A-13B示出了这样的双摄影机的两个实施例。在图13A中，双摄影机1302包括在光轴(+Z方向)上朝向OPFE部分502一侧被定位在闪光折叠式摄影机1200旁边的直立式摄影机204。在图13B中，双摄影机1304包括在光轴上更靠近BFL部分506一侧被定位在摄影机1200旁边的直立式摄影机204。在双摄影机1304中，闪光元件1204被定位在摄影机204的光学孔径与摄影机500的光学孔径之间。
在图14A-14C中示出的其他双摄影机实施例中，例如摄影机900之类的摄影机也可以提供有例如闪光元件1204之类的闪光元件，所述闪光元件可以被定位在BFL部分906之上(图14A)，定位在透镜子部分904之上(图14B)，或者定位在全部这两个部分之上(图14C)(在一些实施例中是部分地定位在每一个部分之上)。在所有这些情况中，HFLASH将标记从摄影机900的底部到闪光元件1204的顶部的组合高度。HFLASH可以小于或等于摄影机高度HFL。也就是说，闪光元件的添加并不导致高出折叠式摄影机的最大高度的任何突出。摄影机1400、1402或1401可以与直立式摄影机组合形成双摄影机(未示出)。
在图15A和15B中示出的编号为1500的另一个双摄影机实施例中，摄影机900可以与直立式摄影机204和闪光元件1204相组合，从而使得闪光元件被部分地定位在摄影机900上方并且部分地定位在摄影机204上方。
虽然通过某些实施例和总体上相关联的方法描述了本公开内容，但是本领域技术人员将认识到对于所述实施例和方法的改动和置换。应当理解的是，本公开内容不受限于本文中所描述的具体实施例，而是仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (22)

1.一种折叠式摄影机，包括：
a)光径折叠元件OPFE部分，包括用于把光径从第一方向折叠到第二方向的OPFE，所述OPFE部分在所述第一方向上具有OPFE高度HP；
b)图像传感器，安装在板材上并位于垂直于所述第二方向的平面，其中所述板材在所述第一方向上具有高度，其中所述图像传感器具有有源部件，所述有源部件在所述第一方向上以所述板材高度的5％至30％相对于所述板材不对称地安装；以及
c)透镜部分，被定位在所述OPFE和所述图像传感器之间。
2.根据权利要求1所述的折叠式摄影机，其中所述OPFE在所述第一方向上面对被成像的对象，其中所述图像传感器在朝向所述被成像的对象的所述第一方向上相对于所述板材不对称地安装。
3.根据权利要求1所述的折叠式摄影机，还包括在所述透镜部分和所述图像传感器之间延伸的后焦距BFL部分，所述BFL部分在所述第一方向上具有BFL部分高度HBFL，其中所述透镜部分在所述第一方向上具有至少一个透镜部分高度HL。
4.根据权利要求3所述的折叠式摄影机，其中，HBFL<HL。
5.根据权利要求3所述的折叠式摄影机，其中，HL<HP。
6.根据权利要求3所述的折叠式摄影机，其中，所述透镜部分包括两个子部分，其中靠近所述BFL部分的透镜子部分具有高度HL2，其中HL2<HL。
7.根据权利要求3所述的折叠式摄影机，其中，所述BFL部分具有顶侧和底侧，其中所述透镜部分具有平行于所述第二方向的光轴，其中所述BFL部分中的光轴与所述BFL部分的所述底侧相比更靠近所述BFL部分的所述顶侧。
8.根据权利要求3所述的折叠式摄影机，还包括被定位在所述BFL部分上并且具有高度HFLASH≤HP的闪光元件。
9.根据权利要求3所述的折叠式摄影机，其中，所述透镜部分具有宽度WL，其中WL>HL>HBFL。
10.根据权利要求6所述的折叠式摄影机，其中，HBFL≤HL2并且HBFL<HL。
11.根据权利要求6所述的折叠式摄影机，还包括被定位在更靠近所述BFL部分的所述透镜子部分上并且具有高度HFLASH≤HP的闪光元件。
12.根据权利要求6所述的折叠式摄影机，还包括部分地被定位在所述BFL部分上并且部分地被定位在更靠近所述BFL部分的所述透镜子部分上并且具有高度HFLASH≤HP的闪光元件。
13.根据权利要求7所述的折叠式摄影机，其中，所述顶侧具有被结构化成防止将杂散光导向所述图像传感器的内表面。
14.一种双孔径摄影机，包括根据权利要求1-13中的任一权利要求所述的折叠式摄影机和直立式摄影机。
15.根据权利要求14所述的双孔径摄影机，其中，所述直立式摄影机具有平行于所述第一方向的直立式摄影机光轴。
16.一种移动电子设备，包括根据权利要求1-13中的任一权利要求所述的折叠式摄影机。
17.根据权利要求16所述的移动电子设备，在所述移动电子设备的表面上包括凸起，其中所述凸起围绕包括所述折叠式摄影机的区域，其中至少一个凸起尺寸由折叠式摄影机尺寸所定义。
18.根据权利要求17所述的移动电子设备，还包括直立式摄影机，其中所述折叠式摄影机以及所述直立式摄影机形成双孔径摄影机，其中所述凸起具有沿着所述第二方向定义的长度LB，其中所述双孔径摄影机具有沿着所述第二方向定义的长度LDC，其中LB<LDC。
19.一种移动电子设备，包括根据权利要求14所述的双孔径摄影机。
20.一种制造折叠式摄影机的方法，包括：
a)提供具有用于把光径从第一方向折叠到第二方向的OPFE的光径折叠元件OPFE部分，所述OPFE部分在所述第一方向上具有OPFE高度HP；
b)提供安装在板材上并位于垂直于所述第二方向的平面的图像传感器，其中所述板材在所述第一方向上具有高度，其中所述图像传感器具有有源部件，所述有源部件在所述第一方向上以所述板材高度的5％至30％相对于所述板材不对称地安装；以及
c)提供被定位在所述OPFE和所述图像传感器之间的透镜部分。
21.一种用于减小智能电话的凸起占用空间的方法，所述方法包括：
a)提供智能电话；以及
b)把根据权利要求1-13中的任一权利要求所述的折叠式摄影机附着到所述智能电话的外表面，其中所述折叠式摄影机减小智能电话的所述凸起占用空间。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括：把直立式摄影机附着到所述智能电话的外表面，其中所述直立式摄影机具有平行于所述第一方向的直立式摄影机光轴。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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