CN117849988A - 成像透镜系统和具有成像透镜系统的电子装置 - Google Patents

成像透镜系统和具有成像透镜系统的电子装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种成像透镜系统和具有该成像透镜系统的电子装置。所述成像透镜系统包括从所述成像透镜系统的物侧到所述成像透镜系统的像侧顺序地布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，其中，所述成像透镜系统的透镜长度是从第一透镜的入射表面到所述成像透镜系统的像侧上的成像平面的距离，其中，图像高度是所述成像透镜系统的像侧上的成像平面处的图像传感器的对角线长度的一半，并且其中，透镜长度除以两倍的图像高度小于0.56。

Description

成像透镜系统和具有成像透镜系统的电子装置
本申请要求于2022年10月6日在韩国知识产权局提交的第10-2022-0127936号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明构思涉及一种成像透镜系统和具有该成像透镜系统的电子装置。
背景技术
通常，小型相机可以安装在无线终端上。例如，小型相机可以分别安装在无线终端的前表面和后表面上。由于小型相机可以用于诸如室外风景摄影、室内人像摄影等的各种目的，因此需要与普通相机相媲美的性能。然而，由于小型相机的安装空间受到无线终端的尺寸的限制，因此在这样的小型相机中实现高性能会是困难的。因此，需要开发一种能够在不增大小型相机的尺寸的情况下改善小型相机的性能的光学成像系统。
发明内容
本发明构思的一方面在于提供一种在减小相机尺寸的同时改善相机的性能的成像透镜系统和具有该成像透镜系统的电子装置。
根据本发明构思的一方面，成像透镜系统包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，从成像透镜系统的物侧到成像透镜系统的像侧顺序地布置，其中，成像透镜系统的透镜长度(TTL)是从第一透镜的入射表面到成像透镜系统的像侧上的成像平面的距离，并且图像高度(IH)是成像透镜系统的像侧上的图像传感器的对角线长度的一半，并且其中，透镜长度(TTL)除以两倍的图像高度(IH)小于0.56。
根据本发明构思的一方面，成像透镜系统包括：第一透镜，具有凸形的物侧表面，并且具有正屈光力；第二透镜，在第一透镜的像侧上，第二透镜具有凹形的像侧表面，并且具有负屈光力；第三透镜，在第二透镜的像侧上，第三透镜具有凸形的物侧表面，并且具有正屈光力；第四透镜，在第三透镜的像侧上，第四透镜具有凹形的物侧表面，并且具有负屈光力；第五透镜，在第四透镜的像侧上，第五透镜具有凹形的物侧表面，并且具有负屈光力；第六透镜，在第五透镜的像侧上，第六透镜具有凹形的物侧表面，并且具有负屈光力；第七透镜，在第六透镜的像侧上，第七透镜具有凹形的物侧表面，具有正屈光力，并且其中，第七透镜的物侧表面和第七透镜的像侧表面各自具有至少两个拐点；第八透镜，在第七透镜的像侧上，第八透镜具有凹形的物侧表面，并且具有负屈光力；以及滤光器，在第八透镜的像侧上，其中，透镜长度(TTL)是从第一透镜的入射表面到成像透镜系统的像侧上的成像平面的距离，并且其中，图像高度(IH)是成像透镜系统的像侧上的成像平面处的图像传感器的对角线长度的一半，并且其中，透镜长度(TTL)除以两倍的图像高度(IH)小于0.56。
根据本发明构思的一方面，电子装置包括：相机模块，具有被配置为捕捉第一图像的第一相机和被配置为捕捉第二图像的第二相机，第一相机具有第一视角，第二相机具有比第一视角窄的第二视角；存储器，存储与数字图像稳定模块相关的软件代码；显示装置，被配置为显示由第一图像捕捉的第一图像和由第二相机捕捉的第二图像；输入/输出接口装置，输入/输出数据；通信接口装置，与外部装置通信；以及至少一个处理器，控制相机模块、存储器、显示装置、输入/输出接口装置和通信接口装置，并且执行软件代码，其中，第一相机和第二相机中的至少一个包括成像透镜系统，成像透镜系统具有从成像透镜系统的物侧到成像透镜系统的像侧顺序地布置的7个或8个透镜，其中，透镜长度(TTL)是从成像透镜系统中的第一透镜的入射表面到成像透镜系统的像侧上的成像平面的距离，并且其中，图像高度(IH)是成像透镜系统的像侧上的成像平面处的图像传感器的对角线长度的一半，并且其中，透镜长度(TTL)除以两倍的图像高度(IH)小于0.56。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的以上和其他方面、特征及优点，在附图中：
图1是示出根据实施例的成像透镜系统100的视图；
图2是示出根据实施例的成像透镜系统100a的视图；
图3是示出根据另一实施例的成像透镜系统100b的视图；
图4是示出根据另一实施例的成像透镜系统100c的视图；
图5是示出根据另一实施例的成像透镜系统100d的视图；
图6是示出根据实施例的电子装置1000的视图；
图7是示出根据实施例的相机模块1300的视图；
图8是示出根据实施例的相机模块1300的构造的视图；并且
图9A和图9B是示出根据实施例的移动装置2000的视图。
具体实施方式
在下文中，将在本领域技术人员可以使用附图容易地实践的程度上清楚且详细地描述本发明构思的内容。
根据实施例的成像透镜系统和具有该成像透镜系统的电子装置即使在使用大的图像传感器时也可以形成具有40°或更大的主光线角度(CRA)，以具有相对于传感器的对角线长度为56％或更小的透镜长度(total top length，TTL，总顶部长度)。
图1是示出根据实施例的成像透镜系统100的视图。参照图1，成像透镜系统100可以包括第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170、滤光器180和图像传感器190。在这种情况下，第一透镜110是最靠近物体(或对象)的透镜，并且第七透镜170是最靠近成像平面(或图像传感器)的透镜。此外，在对透镜的形状的描述中，一个表面为凸形的形状是该一个表面的近轴区为凸形的，并且一个表面为凹形的形状是该一个表面的近轴区为凹形的。因此，即使在透镜的一个表面被描述为凸形的情况下，该透镜的边缘部分也可以是凹形的。同样，即使在透镜的一个表面被描述为凹形的情况下，该透镜的边缘部分也可以是凸形的。
第一透镜110(L1)可以具有正屈光力(refractive power，或称为“光焦度”)。第一透镜110的物侧表面S1可以是凸形的，第一透镜110的像侧表面S2可以是凹形的。在实施例中，第一透镜110可以包括非球面表面。例如，第一透镜110的两个表面S1和S2可以是非球面的。第一透镜110可以由具有高透光率和优异的可加工性的材料形成。例如，第一透镜110可以由塑料材料形成。第一透镜可以具有低折射率。例如，第一透镜的折射率可以低于1.6。
第二透镜120(L2)可以具有负屈光力。第二透镜120的物侧表面S3可以是凸形的，第二透镜120的像侧表面S4可以是凹形的。在实施例中，第二透镜120可以包括非球面表面。例如，第二透镜120的物侧表面S3可以是非球面的。第二透镜120可以由具有高透光率和优异的可加工性的材料形成。例如，第二透镜120可以由塑料材料形成。第二透镜120可以具有比第一透镜110的折射率高的折射率。例如，第二透镜的折射率可以是1.64或更高。
第三透镜130(L3)可以具有正屈光力。第三透镜130的物侧表面S5可以是凸形的，第三透镜130的像侧表面S6可以是凹形的。第三透镜130可以包括非球面表面。例如，第三透镜130的像侧表面S6可以是非球面表面。第三透镜130可以由具有高透光率和优异的可加工性的材料形成。例如，第三透镜130可以由塑料材料形成。在实施例中，第三透镜130可以具有与第一透镜110的折射率基本相似的折射率。例如，第三透镜130的折射率可以低于1.6。
第四透镜140(L4)可以具有正屈光力。第四透镜140的物侧表面S7可以是凹形的，第四透镜140的像侧表面S8可以是凸形的。在实施例中，第四透镜140可以具有正/负屈光力。第四透镜140可以包括非球面表面。例如，第四透镜140的两个表面S7和S8可以是非球面的。第四透镜140可以由具有高透光率和优异的可加工性的材料形成。例如，第四透镜140可以由塑料材料形成。在实施例中，第四透镜140可以具有比第一透镜110的折射率高的折射率。例如，第四透镜140的折射率可以是1.6或更高。
第五透镜150(L5)可以具有负屈光力。第五透镜150的物侧表面S9可以是凹形的，第五透镜150的像侧表面S10可以是凸形的。第五透镜S150可以包括非球面表面。例如，第五透镜150的两个表面S9和S10可以是非球面的。第五透镜150可以由具有高透光率和优异的可加工性的材料形成。例如，第五透镜150可以由塑料材料形成。在实施例中，第五透镜150可以具有比第一透镜110的折射率高的折射率。例如，第五透镜150的折射率可以是1.6或更高。
第六透镜160(L6)可以具有正屈光力。第六透镜160的物侧表面S11可以是凸形的，第六透镜160的像侧表面S12可以是凹形的。此外，第六透镜160可以具有在物侧表面S11和像侧表面S12中的至少一个上形成拐点的形状。在实施例中，第六透镜160可以包括非球面表面。例如，第六透镜160的两个表面S11和S12可以是非球面的。第六透镜160可以由具有高透光率和优异的可加工性的材料形成。例如，第六透镜160可以由塑料材料形成。在实施例中，第六透镜160可以具有与第一透镜110的折射率基本相似的折射率。例如，第六透镜160的折射率可以低于1.6。
第七透镜170(L7)可以具有负屈光力。第七透镜170的物侧表面S13可以是凸形的，第七透镜170的像侧表面S14可以是凹形的。此外，第七透镜170可以具有在物侧表面S13和像侧表面S14中的至少一个上形成拐点的形状。在实施例中，第七透镜170可以包括非球面表面。例如，第七透镜170的两个表面S13和S14可以是非球面的。第七透镜170可以由具有高透光率和优异的可加工性的材料形成。例如，第七透镜170可以由塑料材料形成。在实施例中，第七透镜170可以具有比第六透镜160的折射率低的折射率。例如，第七透镜170的折射率可以低于1.6。
滤光器180可以设置在第七透镜170与图像传感器190之间。滤光器180可以包括红外辐射(IR)滤光器，该红外辐射(IR)滤光器由光学玻璃形成并且被设计为消除在0.8μm至14.0μm的范围内记录IR时产生的噪声。滤光器180可以阻挡红外波长光。滤光器180可以具有物侧表面S15和像侧表面S16。
根据实施例的成像透镜系统100可以包括从成像透镜系统100的物侧到成像透镜系统100的像侧依次设置的第一透镜110(L1)、第二透镜120(L2)、第三透镜130(L3)、第四透镜140(L4)、第五透镜150(L5)、第六透镜160(L6)和第七透镜170(L7)，并且通过将透镜长度(TTL，总顶部长度)除以两倍的图像高度(IH)而获得的值可以小于0.56。在这种情况下，透镜长度(TTL)可以是从第一透镜L1的入射表面到成像透镜系统100的像侧(即，到成像透镜系统100的像侧上的图像传感器190所在的成像平面S17)的距离，并且图像高度(IH)可以是成像平面处的图像传感器190的对角线长度的一半。
在实施例中，第一透镜L1至第七透镜L7中的每个可以分别由塑料材料形成，并且可以分别包括非球面表面。在实施例中，图像传感器的主光线角度(CRA)可以大于40°。在实施例中，图像传感器的半视场(HFOV)可以大于40且小于50。在实施例中，通过将光入射在第一透镜L1上所通过的光圈的尺寸除以图像高度(IH)而获得的值可以大于0.25且小于0.3。在实施例中，法兰后截距(flange back length，FBL)可以大于0.7mm且小于0.9mm。在这种情况下，FBL可以是从图像传感器到透镜支架的距离。在实施例中，通过将透镜长度(TTL)除以有效焦距(EFL)而获得的值可以大于1.15且小于1.2。
在实施例中，在光轴方向上从第七透镜L7的非球面表面上的任意点到非球面表面(即，第七透镜L7的非球面表面)的顶点的最大高度值(Max Sag)除以第七透镜L7的有效直径的尺寸的绝对值可以大于0.25且小于0.45。在实施例中，除了第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3之外，第四透镜L4的边缘、第五透镜L5的边缘、第六透镜L6的边缘和第七透镜L7的边缘可以分别实现为朝向物侧凸出。在实施例中，通过将第一透镜L1的有效直径的尺寸除以第二透镜L2的有效直径的尺寸而获得的值可以大于1.25且小于1.35。
根据实施例的成像透镜系统100可以被实现为满足下面的式。
[式1]
1.1<f1/EFL<1.2
在这种情况下，f1是从物侧起第一透镜110的焦距。EFL是整个光学系统的有效焦距。
[式2]
0.25<L1光圈/IH<0.3
在这种情况下，光圈是光穿过的区域的尺寸(有效直径)。IH是图像高度的缩写，并且是图像传感器的对角线长度的一半。
从物侧起第二个设置的透镜(例如，L2)的折射率可以是1.64或更大。在整个光学系统中可以使用具有这种高折射率的两个或更多个透镜。在从端部(像侧或传感器侧)第二个设置的透镜(例如，L6)的两个表面上中的每个上可以具有至少两个拐点。最后一个透镜(例如，L7)的两个表面可以满足下面的式。
[式3]
0.25<|Max Sag/光圈|<0.45
在这种情况下，Sag是当有效直径从透镜的中心增大时(当Y坐标的值增大时)X坐标的值。
具有上述特性的成像透镜系统100可以满足以下参数：TTL/IH*2<0.56、CRA>40°、40<HFOV<50和0.7mm<FBL<0.9mm。在这种情况下，HFOV代表图像传感器190的半视场，并且是图像传感器190的视角的一半。
图1中所示的成像透镜系统100可以用从物侧起依次布置的七个透镜L1至L7来实现。然而，应当理解的是，本发明构思的透镜的数量不限于此。在一些情况下，成像透镜系统100还可以包括第八透镜。此外，透镜L1至L7中的全部可以具有非球面表面。非球面表面可以由下式表示。
[式4]
其中，K是圆锥常数，c是基本球体在光轴(顶点)上的曲率半径，Y是光圈(有效直径或基本球体的半径)。A至J是非球面表面常数，Z(或Sag)是在光轴方向上从非球面表面上的任意点到与其对应的非球面表面的顶点的高度。
通常，为了更清晰和更亮的图片，小型相机正在使图像传感器的尺寸增大的方向上发展。随着图像传感器的尺寸增大，透镜的总顶部长度(TTL)增大。典型的成像透镜系统具有限制于相对于传感器的对角线长度的60％的TTL。
即使在使用大的传感器时，根据实施例的成像透镜系统100也可以将主光线角度(CRA)增大至大于40°，以使TTL最小化。在本发明构思的成像透镜系统100中，CRA可以形成为大于40°，能够实现相对于传感器的对角线长度的56％的TTL。根据实施例的成像透镜系统100可以在使TTL最小化的同时减小相对照度(RI)，并缩短法兰后截距(FBL)。因此，本发明构思的成像透镜系统100可以使相机模块工艺的变化最小化。
在下文中，将描述实现为满足上述特性的成像透镜系统的实施例的数据。
图2是示出根据实施例的成像透镜系统100a的视图。表1示出了图2中所示的成像透镜系统100a的透镜数据。
[表1]
在表1中，Nd是折射率，Vd是阿贝数。在这种情况下，阿贝数可以是透镜的光色散性质的数值，并且可以在用于色差校正的计算中使用。
表2示出了图2中所示的成像透镜系统100a的非球面数据。
[表2]
在表2中，K是如式4中提及的圆锥常数，并且A至J是非球面常数。表3示出了图2中所示的成像透镜系统100a的光学参数。
[表3]
EFL(mm) 6.6857208
Fno 1.95
HFOV 46.5
NPmax 1.6775679
V1/N1 36.209858
V2/N2 11.467451
V3/N3 36.232628
V4/N4 11.467451
V5/N5 16.01442
V6/N6 24.046521
V7/N7 36.232628
FBL(mm) 0.75
最大CRA(°) 44.4
TTL(mm) 7.9
TTL/EFL 1.18
2*IH(mm) 14.3
TTL/(IH*2) 55.2％
在表3中，Fno是光圈值，NPmax是视差图像的总数。
表4示出了图2中所示的成像透镜系统100a的每个透镜的焦距。
[表4]
f1 7.9616436
f2 -25.31456
f3 14.657332
f4 -28.76929
f5 -85.51078
f6 9.786659
f7 -5.178946
f1/f 1.190843
f2/f -3.786362
f3/f 2.1923339
f4/f -4.303095
f5/f -12.79006
f6/f 1.4638151
f7/f -0.774628
L1光圈/L2光圈 1.251
L1光圈/IH 0.2754716
表5示出了图2中所示的成像透镜系统100a的拐点数。
[表5]
图3是示出根据另一实施例的成像透镜系统100b的视图。表6示出了图3中所示的成像透镜系统100b的透镜数据作为示例。
[表6]
表面 透镜 曲率半径 厚度 Nd Vd Y光圈 焦距
S1 L1 2.5781334 0.844048 1.5462742 55.99037 1.7807811 7.2029461
S2 6.6126752 0.2456523 1.6459484
S3 L2 11.053018 0.2505342 1.6775679 19.237429 1.4770971 -22.85307
S4 6.3903347 0.0746469 1.4154205
S5 L3 9.8265733 0.4597954 1.5360544 55.655289 1.4091843 12.641279
S6 -21.47481 0.4570518 1.4524276
S7 L4 -18.10419 0.3094599 1.6775679 19.237429 1.4963642 -33.86009
S8 -86.43962 0.3736054 1.7230924
S9 L5 1458.0693 0.4492558 1.6195383 25.935966 2.1296895 -37.8911
S10 23.100305 0.3384352 2.5092945
S11 L6 3.3119195 0.8552488 1.5688193 37.724645 2.8138874 8.968074
S12 8.5580977 1.1265415 3.8337446
S13 L7 -7.10736 0.5719596 1.5360544 55.655289 4.6577943 -4.443323
S14 3.683038 0.4027062 5.030429
S15 滤光器 1E+18 0.21 1.5182718 64.197334 6.5434119 -1E+35
S16 1E+18 0.1810589 6.6365033
S17 1E+18 0 6.78
表7示出了图3中所示的成像透镜系统100b的非球面数据。
[表7]
表8示出了图3中所示的成像透镜系统100b的光学参数。
[表8]
表9示出了图3中所示的成像透镜系统100b的每个透镜的焦距。
[表9]
f1 7.2029461
f2 -22.85307
f3 12.641279
f4 -33.86009
f5 -37.8911
f6 8.968074
f7 -4.443323
f1/f 1.1808108
f2/f -3.746406
f3/f 2.0723409
f4/f -5.550835
f5/f -6.211656
f6/f 1.4701761
f7/f -0.728414
L1光圈/L2光圈 1.206
L1光圈/IH 0.271958
表10示出了图3中所示的成像透镜系统100b的拐点数。
[表10]
图4是示出根据另一实施例的成像透镜系统100c的视图。参照图4，成像透镜系统100c还包括透镜155。具体地，成像透镜系统100c包括从成像透镜系统100c的物侧到成像透镜系统100c的像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜155、第七透镜160、第八透镜170、滤光器180和图像传感器190。在这种情况下，第一透镜110包括物侧表面S1和像侧表面S2，第二透镜120包括物侧S3和像侧表面S4，第三透镜130包括物侧表面S5和像侧表面S6，第四透镜140包括物侧表面S7和像侧表面S8，第五透镜150包括物侧表面S9和像侧表面S10，第六透镜155包括物侧表面S11和像侧表面S12，第七透镜160包括物侧表面S13和像侧表面S14，第八透镜170包括物侧表面S15和像侧表面S16，滤光器180包括物侧表面S17和像侧表面S18，图像传感器190位于成像平面S19处。例如，第一透镜110包括凸形的物侧表面S1，并且具有正屈光力；第二透镜120包括凹形的像侧表面S4，并且具有负屈光力；第三透镜130包括凸形的物侧表面S5，并且具有正屈光力；第四透镜140包括凹形的物侧表面S7，并且具有负屈光力；第五透镜150包括凹形的物侧表面S9，并且具有负屈光力；第六透镜155包括凹形的物侧表面S11，并且具有负屈光力；第七透镜160包括凹形的物侧表面S13，具有正屈光力，并且第七透镜160的物侧表面S13和第七透镜160的像侧表面S14各自具有至少两个拐点；第八透镜170包括凹形的物侧表面S15，并且具有负屈光力。表11示出了图4中所示的成像透镜系统100c的透镜数据。
[表11]
表12示出了图4中所示的成像透镜系统100c的非球面数据。
[表12]
表13示出了图4中所示的成像透镜系统100c的光学参数。
[表13]
EFL(mm) 7.7056185
Fno 1.95
HFOV 46.105066
NPmax 1.6775679
V1/N1 36.209858
V2/N2 11.467451
V3/N3 36.232628
V4/N4 14.571669
V5/N5 16.01442
V6/N6 16.01442
V7/N7 36.232628
V8/N8 24.046521
FBL(mm) 0.85
最大CRA(°) 42.2
TTL(mm) 8.8
TTL/EFL 1.14
2*IH(mm) 16.332
TTL/(IH*2) 53.9％
表14示出了图4中所示的成像透镜系统100c的每个透镜的焦距。
[表14]
表15示出了图4中所示的成像透镜系统100c的拐点数。
[表15]
图5是示出根据另一实施例的成像透镜系统100d的视图。参照图5，第一透镜110可以朝向成像透镜系统100d的物侧(即，成像透镜系统100d的物体所在的一侧)凸出，可以具有正屈光力，可以满足1.1<f1/EFL<1.2，可以具有大于0.25的IH且小于0.3的IH的光圈，并且可以具有第二透镜120的有效直径的尺寸的1.25倍或更大且1.35倍或更小的有效直径的尺寸。在这种情况下，当f1>0时可以获得正屈光力，并且当f1<0时可以获得负屈光力。第二透镜120可以具有负屈光力，第二透镜120的像侧表面可以是凹形的，并且第二透镜120可以具有1.64或更大的折射率(材料的特性)。光学系统中的两个或更多个片(即，透镜)可以具有1.64或更大的折射率。第三透镜130可以具有凸形的物侧表面，并且可以具有正屈光力。第四透镜140和第五透镜150可以具有凹形的物侧表面，并且可以具有负屈光力。第六透镜160可以具有凹形的物侧表面，可以具有正屈光力，并且可以具有在两个表面上形成至少两个拐点的弯月面形状。在这种情况下，弯月面形状是其中两个表面在同一方向上弯曲的形状。第七透镜170可以具有凹形的物侧表面，可以具有负屈光力，并且可以满足0.25<|最大Sag/光圈|<0.45的条件。
此外，除了第一透镜110、第二透镜120和第三透镜130之外，透镜140、150、160和170中的每个的边缘可以朝向成像透镜系统100d的物侧凸出。上述光学系统100d可以满足CRA>40°、40<HFOV<50和0.7mm<FBL<0.9mm的条件，并且最终可以满足TTL/(IH*2)<0.56。
表16示出了图5中所示的成像透镜系统100d的透镜数据。
[表16]
表17示出了图5中所示的成像透镜系统100d的非球面数据。
[表17]
表18示出了图5中所示的成像透镜系统100d的光学参数。
[表18]
EFL(mm) 5.8550914
Fno 1.9
HFOV 45.658282
NPmax 1.6775679
V1/N1 36.209858
V2/N2 11.467451
V3/N3 36.232628
V4/N4 12.205337
V5/N5 14.571669
V6/N6 17.760451
V7/N7 36.232628
FBL(mm) 0.75
最大CRA(°) 45.3
TTL(mm) 6.8
TTL/EFL 1.16
2*IH(mm) 12.258
TTL/(IH*2) 55.5％
表19示出了图5中所示的成像透镜系统100d的每个透镜的焦距。
[表19]
表20示出了图5中所示的成像透镜系统100d的拐点数。
[表20]
S1 1
S2 1
S3 2
S4 1
S5 0
S6 1
S7 0
S8 3
S9 3
S10 5
S11 3
S12 3
S13 2
S14 5
如上所述，图2至图5中所示的成像透镜系统的技术特征总结如下表。表21示出了根据实施例的成像透镜系统的特性。
[表21]
在这种情况下，IH代表图像高度并且是图像传感器的对角线长度的一半，HFOV代表图像传感器的半视场并且是图像传感器的视角的一半，光圈是透镜中光穿过的区域的直径(有效直径)的尺寸，并且Sag是相对于中心的Y坐标。
本发明构思可以适用于具有用上述透镜组件实现的相机的电子装置。
图6是示出根据实施例的电子装置1000的视图。参照图6，电子装置1000可以包括连接到总线1001的存储器(存储器装置)1200、相机模块1300、输入/输出接口装置1400、显示装置1500、通信接口(通信接口装置)1600和至少一个处理器1100。
处理器1100可以包括中央处理单元(CPU)、应用处理器(AP)或通信处理器(CP)。处理器1100可以例如执行与电子装置1000的至少一个其他组件的控制和/或通信相关的计算或数据处理。在实施例中，处理器1100可以操作为用于对通过第一相机1310和第二相机1320收集的图像数据进行处理的图像处理单元(ISP)。例如，处理器1100可以对分别通过第一相机1310和第二相机1320收集的图像数据进行组合或校正。处理器1100可以执行用于使针对移动对象的主图像稳定的数字图像稳定模块(即，可以执行图像稳定软件代码)。数字图像稳定模块可以从第一相机1310获取运动信息，可以基于所获取的运动信息来控制第二相机1320的棱镜，可以从第二相机1320获取周围图像信息，并且可以使用所获取的周围图像信息来实现与移动对象相关的主图像的稳定。
根据实施例，处理器1100可以生成用于使第二相机1320中的反射器(棱镜或安装在反射器上的驱动器)移动或旋转的控制信号。处理器1100可以使反射器移动或旋转，使得第二相机1320在放置对象的点处的视场(FOV)包括在第一相机1310的视场中或者接触第一相机1310的视场。
存储器1200可以包括易失性存储器或非易失性存储器。存储器1200可以存储例如与电子装置1000的至少一个其他组件相关的命令或数据。
在实施例中，存储器1200可以存储软件或程序。程序可以包括例如内核、中间件、应用编程接口(API)或应用程序。内核、中间件和API中的至少一部分可以被称为操作系统。内核可以例如控制或管理用于执行在其他程序(例如，中间件、API或应用程序)中实现的操作或功能的系统资源(例如，总线1001、处理器1100或存储器1200)。在实施例中，存储器1200可以存储与数字图像稳定模块相关的软件代码。
此外，内核可以提供能够通过中间件、API或应用程序访问电子装置1000的各个组件来控制或管理系统资源的接口。例如，中间件可以执行中间角色，使得API或应用程序与内核通信以交换数据。此外，中间件可以根据优先级来处理从应用程序接收的任务请求。例如，中间件可以给予应用程序中的至少一个使用电子装置1000的系统资源(例如，总线1001、处理器1100或存储器1200)的优先级，并且可以处理任务请求。API可以是用于应用程序控制由内核或中间件提供的功能的接口，并且可以包括例如用于文件控制、窗口控制、图像处理、字符控制等的至少一个接口或功能(例如，命令)。
相机模块1300可以被实现为获取照片或视频。相机模块1300可以包括第一相机1310和第二相机1320。尽管图6中所示的相机模块1300被示出为具有两个相机1310和1320，但是应当理解的是，本发明构思的相机的数量不限于此。在实施例中，第一相机1310和第二相机1320可以在同一方向上设置，或者可以设置为彼此分开指定距离。例如，第一相机1310和第二相机1320可以是设置为面向电子装置1000的后表面(与显示装置1500面向的表面相对的表面)的后置相机。第一相机1310和第二相机1320中的至少一个可以用图1至图5中描述的透镜组件来实现。
第一相机1310可以配备有广角透镜，广角透镜具有相对宽的视场(广角)并且适合于捕捉近距离处的对象的图像。在实施例中，第一相机1310可以固定到电子装置1000，并且可以由电子装置1000在特定方向上捕捉对象的图像。第二相机1320可以配备有远摄透镜，远摄透镜具有相对窄的视场(FOV)并且适合于捕捉远距离处的对象的图像。在实施例中，第二相机1320可以通过在向上、向下、向左或向右方向上移动棱镜来在各个方向上捕捉对象的图像。在这种情况下，棱镜可以由在处理器1100中执行的数字图像稳定模块控制。例如，通过根据数字图像稳定模块的控制来控制棱镜，第二相机1320可以获取关于快速移动的对象的周围图像信息。
输入/输出接口装置1400可以将例如从用户或外部装置输入的命令或数据发送到电子装置1000的其他组件，或者可以将从电子装置1000的其他组件接收的命令或数据输出到用户或外部装置。
显示装置1500可以包括例如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器或微机电系统(MEMS)显示器或电子纸显示器。例如，显示装置1500可以向用户显示各种内容(例如，文本、图像、视频、图标或符号)。显示装置1500可以包括触摸屏。显示装置1500可以接收例如使用电子笔或用户身体的一部分的触摸输入、手势输入、接近输入或悬停输入。
通信接口1600可以在电子装置1000与外部装置(例如，外部电子装置或服务器)之间建立通信。例如，通信接口1600可以通过无线或有线通信连接到网络，以与外部装置通信。
尽管未示出，但是电子装置1000可以包括各种类型的传感器。具体地，电子装置1000可以包括用于获取位置信息的加速度传感器(例如，陀螺仪传感器)。
图7是示出根据实施例的相机模块1300的视图。参照图7，相机模块1300可以包括第一相机1310和第二相机1320。示出了包括具有第一视角的第一光学透镜组件WL和具有第二视角的第二光学透镜组件TL的相机模块1300。在实施例中，第二视角可以比第一视角窄。在这种情况下，第二视角的图像可以是与实际记录的区域对应的图像。第一光学透镜组件WL可以是例如广角单视透镜组件。第二光学透镜组件TL可以是变焦透镜组件。
第一相机1310可以包括能够使用穿过第一光学透镜组件WL的光来获取图像信号的第一图像传感器IMG1。在实施例中，第一相机1310的第一光学透镜组件WL可以被实现为图1至图5中描述的透镜组件。
第二相机1320可以包括能够使用穿过第二光学透镜组件TL的光来获取图像信号的第二图像传感器IMG2。在实施例中，第一光学透镜组件WL可以根据第一视角具有第一区段的变焦放大率，并且第二光学透镜组件TL可以根据第二视角具有第二区段的变焦放大率。处理器1100(见图6)可以使用第一图像传感器IMG1和第二图像传感器IMG2中的至少一个来捕捉对象的图像，并且当根据第二区段的变焦放大率捕捉图像时，可以移动第二透镜组G21和第三透镜组G31。例如，第一区段的变焦放大率可以具有1倍至1.9倍的范围，并且第二区段的变焦放大率可以具有2倍至3倍的范围。
应当理解的是，第一光学透镜组件WL和第二光学透镜组件TL的透镜构造是说明性的。
第二相机1320可以包括第二图像传感器IMG2、第二光学透镜组件TL、棱镜1323和棱镜控制器1324。第二光学透镜组件TL可以包括第一透镜组G11、第二透镜组G21和第三透镜组G31。在第二相机1320中，可以通过棱镜1323(反射构件)将光轴方向O从第一方向DD1转换为第二方向DD2。例如，第一光学透镜组件WL的透镜可以在与第一方向DD1平行的方向上布置。例如，第一方向DD1可以与电子装置1000(图6)的厚度方向平行，并且第二方向DD2可以与厚度方向垂直。图7中所示的TTL_W表示第一光学透镜组件WL的总长度，并且总长度表示沿着光轴从最靠近物侧的透镜的物侧表面到第一图像传感器IMG1的距离。
棱镜控制器1324可以根据处理器1100的控制(即，在控制下)来控制棱镜1323的驱动方向。具体地，棱镜控制器1324可以基于根据处理器1100的数字图像稳定模块的执行的控制命令来控制棱镜1323的驱动。
图8是示出根据实施例的相机模块1300的构造的视图。参照图8，第二相机1320可以改变附着到壳体1321的棱镜1323的驱动方向。此外，第二相机1320可以移动透镜组G21和G31以调整变焦放大率。
图9A和图9B是示出根据实施例的移动装置2000的视图。参照图9A和图9B，移动装置2000可以包括外壳2200、显示装置2500以及相机2600、2700和2800。
在实施例中，显示装置2500可以基本上覆盖外壳2200的整个前表面，并且第一区域2300和第二区域2400可以根据移动装置2000的操作模式或正在执行的应用来操作。
参照图9A，前置相机2600和2700可以包括具有不同特性的第一前置相机2600和第二前置相机2700。例如，第一前置相机2600和第二前置相机2700可以具有不同的光圈值、不同的焦距、不同的视角等。在这种情况下，第一前置相机2600可以是通用相机，并且第二前置相机2700可以是飞行时间(ToF)相机。当第二前置相机2700是ToF相机时，第二前置相机2700可以与单独的光源组合以提供距离测量的功能、深度图生成的功能和面部识别的功能。
参照示出移动装置2000的后表面的图9B，移动装置2000可以包括后置相机2800和发光单元2900。与前置相机2600和2700一样，后置相机2800可以包括光圈值、视角和图像传感器的像素数量中的至少一个不同的多个后置相机2800A、2800B和2800C。发光单元2900可以采用LED等作为光源，并且可以在使用后置相机2800的应用中作为闪光灯操作。多个相机2600、2700和2800中的至少一个可以包括透镜、图像传感器、马达单元或引擎单元。多个后置相机2800A、2800B和2800C中的至少一个可以执行上述第一相机的功能，并且其他可以执行上述第二相机的功能。
图像传感器可以基于时钟信号提供RGB数据。例如，图像传感器可以通过移动产业处理器接口(MIPI)或相机串行接口(CSI)与引擎单元对接。马达单元可以响应于从引擎单元接收的控制信号来调节透镜的聚焦或执行快门。引擎单元可以控制图像传感器和马达单元。此外，引擎单元可以基于从图像传感器接收的RGB数据生成包括亮度分量、亮度分量与蓝色分量之间的差以及亮度分量与红色分量之间的差的YUV数据(YUV)，或者可以生成压缩数据(例如，联合摄影专家组(JPEG)数据)。引擎单元可以连接到主机/应用，并且引擎单元可以基于主时钟向主机/应用提供YUV数据(YUV)或JPEG数据。此外，引擎单元可以通过串行外围接口(SPI)或内部集成电路(I2C)与主机/应用对接。
本发明构思可以公开一种光学成像系统，该光学成像系统能够在不增大小型相机的尺寸的情况下改善小型相机的性能。本发明构思的光学成像系统可以包括7个至8个塑料透镜，并且可以具有在不损害小型相机的性能的情况下减小尺寸的效果。根据实施例的光学成像系统可以被实现为满足TTL/IH<1.12和CRA>40°条件。
通常，随着小型相机的性能在无线终端中提升，存在安装较大的传感器的趋势。然而，当安装这种较大的传感器时，透镜的TTL会增大，这具有降低设计美观性的副作用。为了改善这一点，需要开发较低TTL的透镜。本发明构思可以通过将CRA增大至大于40度来使TTL最小化。
根据实施例的成像透镜系统和具有该成像透镜系统的电子装置可以适当地调节透镜长度(TTL，总顶部长度)和图像高度(IH)，以在减小相机尺寸的同时改善相机的性能。
根据实施例的成像透镜系统和具有该成像透镜系统的电子装置可以在使TTL最小化的同时使相对照度(RI)最小化，并且可以尽可能地确保法兰后截距(FBL)。
根据实施例的成像透镜系统和具有该成像透镜系统的电子装置可以形成大于40°的主光线角度(CRA)，以使TTL相对于传感器的对角线长度为56％。
根据实施例的成像透镜系统和具有该成像透镜系统的电子装置可以使相机模块工艺的变化最小化。
虽然上面已经示出和描述了示例实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离如由所附权利要求限定的本发明构思的范围的情况下，可以进行修改和变化。

Claims (20)

1.一种成像透镜系统，所述成像透镜系统包括：
第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，从所述成像透镜系统的物侧到所述成像透镜系统的像侧顺序地布置，
其中，所述成像透镜系统的透镜长度是从第一透镜的入射表面到所述成像透镜系统的像侧上的成像平面的距离，
其中，图像高度是所述成像透镜系统的像侧上的成像平面处的图像传感器的对角线长度的一半，并且
其中，透镜长度除以两倍的图像高度小于0.56。
2.根据权利要求1所述的成像透镜系统，其中，第一透镜至第七透镜中的每个包括塑料材料，并且具有非球面表面。
3.根据权利要求1所述的成像透镜系统，其中，图像传感器的主光线角度大于40°。
4.根据权利要求1所述的成像透镜系统，其中，图像传感器的半视场大于40且小于50。
5.根据权利要求1所述的成像透镜系统，其中，光入射在第一透镜上所通过的光圈的尺寸除以图像高度大于0.25且小于0.3。
6.根据权利要求1所述的成像透镜系统，其中，法兰后截距是从图像传感器到透镜支架的距离，并且大于0.7mm且小于0.9mm。
7.根据权利要求1所述的成像透镜系统，其中，透镜长度除以有效焦距大于1.15且小于1.2。
8.根据权利要求1所述的成像透镜系统，其中，在光轴方向上从第七透镜的非球面表面上的任意点到非球面表面的顶点的最大高度值除以第七透镜的有效直径的尺寸的绝对值大于0.25且小于0.45。
9.根据权利要求1所述的成像透镜系统，其中，第四透镜的物侧表面的边缘是凸形的，
其中，第五透镜的物侧表面的边缘是凸形的，
其中，第六透镜的物侧表面的边缘是凸形的，并且
其中，第七透镜的物侧表面的边缘是凸形的。
10.根据权利要求1所述的成像透镜系统，其中，第一透镜的有效直径的尺寸除以第二透镜的有效直径的尺寸大于1.25且小于1.35。
11.一种成像透镜系统，所述成像透镜系统包括：
第一透镜，包括凸形的物侧表面，并且具有正屈光力；
第二透镜，在第一透镜的像侧上，第二透镜包括凹形的像侧表面，并且具有负屈光力；
第三透镜，在第二透镜的像侧上，第三透镜包括凸形的物侧表面，并且具有正屈光力；
第四透镜，在第三透镜的像侧上，第四透镜包括凹形的物侧表面，并且具有负屈光力；
第五透镜，在第四透镜的像侧上，第五透镜包括凹形的物侧表面，并且具有负屈光力；
第六透镜，在第五透镜的像侧上，第六透镜包括凹形的物侧表面，并且具有负屈光力；
第七透镜，在第六透镜的像侧上，第七透镜包括凹形的物侧表面，具有正屈光力，并且其中，第七透镜的物侧表面和第七透镜的像侧表面各自具有至少两个拐点；
第八透镜，在第七透镜的像侧上，第八透镜包括凹形的物侧表面，并且具有负屈光力；以及
滤光器，在第八透镜的像侧上，
其中，所述成像透镜系统的透镜长度是从第一透镜的入射表面到所述成像透镜系统的像侧上的成像平面的距离，并且
其中，图像高度是所述成像透镜系统的像侧上的成像平面处的图像传感器的对角线长度的一半，并且
其中，透镜长度除以两倍的图像高度小于0.56。
12.根据权利要求11所述的成像透镜系统，其中，第二透镜具有1.64或更大的折射率。
13.根据权利要求11所述的成像透镜系统，其中，图像传感器的主光线角度大于40°，并且
其中，图像传感器的半视场大于40且小于50。
14.根据权利要求11所述的成像透镜系统，其中，第四透镜的物侧表面的边缘是凸形的，
其中，第五透镜的物侧表面的边缘是凸形的，
其中，第六透镜的物侧表面的边缘是凸形的，
其中，第七透镜的物侧表面的边缘是凸形的，并且
其中，第八透镜的物侧表面的边缘是凸形的。
15.根据权利要求11所述的成像透镜系统，其中，在光轴方向上从第八透镜的非球面表面上的任意点到非球面表面的顶点的最大高度值除以第八透镜的有效直径的尺寸的绝对值大于0.25且小于0.45。
16.一种电子装置，所述电子装置包括：
相机模块，包括被配置为捕捉第一图像的第一相机和被配置为捕捉第二图像的第二相机，第一相机包括第一视角，第二相机包括比第一视角窄的第二视角；
存储器装置，被配置为存储与数字图像稳定模块相关的软件代码；
显示装置，被配置为显示由第一图像捕捉的第一图像和由第二相机捕捉的第二图像；
输入/输出接口装置，被配置为输入/输出数据；
通信接口装置，被配置为与外部装置通信；以及
至少一个处理器，被配置为控制相机模块、存储器装置、显示装置、输入/输出接口装置和通信接口装置，并且执行软件代码，
其中，第一相机和第二相机中的至少一个包括成像透镜系统，成像透镜系统包括从成像透镜系统的物侧到成像透镜系统的像侧顺序地布置的7个或8个透镜，
其中，成像透镜系统的透镜长度是从成像透镜系统中的第一透镜的入射表面到成像透镜系统的像侧上的成像平面的距离，并且
其中，图像高度是成像透镜系统的像侧上的成像平面处的图像传感器的对角线长度的一半，并且
其中，透镜长度除以两倍的图像高度小于0.56。
17.根据权利要求16所述的电子装置，其中，成像透镜系统中的与第一透镜相邻的第二透镜的折射率为1.64或更大。
18.根据权利要求16所述的电子装置，其中，成像透镜系统中的与透镜中的最后一个透镜相邻的透镜的两个表面各自具有至少两个拐点。
19.根据权利要求16所述的电子装置，其中，在成像透镜系统中的最后一个透镜的两侧上，在光轴方向上从最后一个透镜的非球面表面上的任意点到非球面表面的顶点的最大高度值除以最后一个透镜的有效直径的尺寸的绝对值大于0.25且小于0.45。
20.根据权利要求16所述的电子装置，其中，图像传感器的主光线角度大于40°，
其中，图像传感器的半视场大于40且小于50，并且
其中，法兰后截距是从图像传感器到透镜支架的距离，并且大于0.7mm且小于0.9mm。
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