JP2023544219A

JP2023544219A - 大口径連続ズーム屈曲テレカメラ

Info

Publication number: JP2023544219A
Application number: JP2023528707A
Authority: JP
Inventors: ゴールデンバーグ，エフライム; ゴウリンスキ，ナダヴ
Original assignee: コアフォトニクスリミテッド
Priority date: 2021-09-23
Filing date: 2022-08-03
Publication date: 2023-10-20
Also published as: EP4268010A1; KR20240112981A; US20240302730A1; CN116745686A; WO2023047202A1; KR20230044237A; EP4268010A4; KR102685591B1; US20230400757A1; US12019363B2

Abstract

１≦ｉ≦Ｎであり、Ｌｉとマークされた複数のＮ個のレンズ要素を含むレンズと、光路屈曲素子（ＯＰＦＥ）とを備えた屈曲したデジタルカメラであって、第１のレンズ要素Ｌ１が物体側に面し、最後のレンズ要素ＬＮが像側に面し、複数のレンズ要素のうちの少なくとも１つが、ＯＰＦＥの物体側に位置し、関連する第１の光軸を有し、複数のレンズ要素のうちの少なくとも１つの他のレンズ要素が、ＯＰＦＥの像側に位置し、関連する第２の光軸を有し、レンズが、有効焦点距離（ＥＦＬ）およびＦ値（ｆ／＃）を有する、屈曲したデジタルカメラと、センサ対角（ＳＤ）を有するイメージセンサと、を備え、ＥＦＬは、レンズ要素およびＯＰＦＥの第２の光学レンズ軸に沿った独立した動きによって、最小ＥＦＬＭＩＮと最大ＥＦＬＭＡＸとの間で連続的に変化させることができ、ＥＦＬＭＡＸ／ＥＦＬＭＩＮ＞１．５である、折り畳まれたデジタルカメラ。

Description

発明の詳細な説明

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年９月２３日に出願された米国仮特許出願第６３／２４７，３３６号の優先権の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

（技術分野）
本開示の主題は、一般に、デジタルカメラの分野に関する。

（定義）
本出願において、ならびに、説明および図面全体を通して言及される光学的および他の特性について、以下の記号および略語が、当技術分野で公知のすべての用語のために使用される。

全トラック長（ＴＴＬ）：第１のレンズ要素Ｌ_１の前面Ｓ_１の点とイメージセンサとの間の、レンズの光軸に平行な軸に沿って測定される、システムが無限物体距離に合焦されるときの最大距離。

有効焦点距離（ＥＦＬ）：レンズ（レンズ素子の集合体Ｌ_１～Ｌ_Ｎ）において、レンズの後側主点Ｐ´と後側焦点Ｆ´との間の間隔。

ｆ－ナンバー（ｆ／＃）：入射瞳直径に対するＥＦＬの比率。

（背景）
２つのカメラを有する「デュアルカメラ」が一例であるマルチアパーチャカメラ（または「マルチカメラ」）は、実際にはすべての現在の携帯電子機器モバイル機器（「モバイル機器」、たとえば、スマートフォン、タブレットなど）に含まれる。マルチカメラは、通常、広視野（または「アングル」）ＦＯＶ_Ｗカメラ（「ワイド」カメラまたは「Ｗ」カメラ）と、例えば（ＦＯＶ_Ｗよりも）狭い視野（ＦＯＶ_Ｔを有する望遠または「テレ」カメラ）を有する少なくとも１つの追加のカメラとを備える。一般に、テレカメラの空間分解能は、一定であり、例えば、Ｗカメラの分解能の３倍または５倍または１０倍であってもよい。これは、それぞれ３又は５又は１０の「ズーム倍率」（ＺＦ）を有するテレカメラと呼ばれる。ＺＦはテレカメラ（ＥＦＬ_Ｔ）のＥＦＬによって決定される。

一例として、ＷカメラとＺＦが５のテレカメラとを有するデュアルカメラを考える。シーンにズームインするとき、５のＺＦまでデジタル的にズームアップされるＷカメラの画像データを使用することができる。ＺＦ≧５の場合、テレカメラの画像データを使用することができ、これは、ＺＦ＞５の場合にデジタル的にズームされる。いくつかのシーンでは、高解像度で画像をキャプチャするために、高いＺＦが望まれる。他の場面では、高いＺＦのためにＦＯＶ_Ｔが狭すぎることがあるので、（デジタルズームされた）広いので、高いＺＦは望ましくない。最小ＺＦ、ＺＦ_ＭＩＮ、および最大ＺＦ、ＺＦ_ＭＡＸの間の連続ズームファクタを提供することができるテレカメラは、例えば、共同所有の国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０２／０６１０７８号およびＰＣＴ／ＩＢ２０２２／０５２５１５号に記載されている。

図１Ａは、幅Ｗ_ＯＰＦＥを有する光路屈曲素子（ＯＰＦＥ）１０２と、ＯＰＦＥ１０２からΔＬＯ離れた位置にあるレンズ鏡筒１１０に含まれる複数のレンズ素子（この図では見えない）を有するレンズ１０４と、イメージセンサ１０６とを備える既知の屈曲テレカメラ１００を示す。ＯＰＦＥ１０２は、第１のＯＰ１１２からの光路（ＯＰ）を、レンズ１０４の光軸を形成する第２のＯＰ１０８に折り曲げる。レンズ１０４は、ＯＰＦＥ１０２の像側に配置される。カメラモジュールの長さ（「最小モジュール長」または「ＭＭＬ」）およびカメラ１００を含むカメラモジュールの高さ（「最小モジュール高」または「ＭＭＨ」）の理論的下限が示されている。ＭＭＬおよびＭＭＨは、カメラ１００に含まれる構成要素の最小寸法によって定義される。ＴＴＬはＴＴＬ＝ＭＭＬ－Ｗ_ＯＰＦＥ－ΔＬＯによって与えられるので、ＴＴＬはＴＴＬ＜ＭＭＬ－Ｗ_ＯＰＦＥによって幾何学的に制限される。

図１Ｂは、折り曲げられたテレカメラ１００と、複数のレンズ素子（この図では見えない）を有するレンズ１３２およびイメージセンサ１３８を含む（垂直または「直立」）Ｗカメラ１３０とを備える既知のデュアルカメラ１５０を示す。レンズ１３２は、レンズ鏡筒１３４に含まれる。Ｗカメラ１３０は、ＯＰ１３６を有する。

図１Ｃは、外部背面１６２を有し、折り曲げられたテレカメラ１００を含む、公知のモバイル機器１６０（例えば、スマートフォン）を断面図で概略的に示す。カメラ１００の開口は、後面１６２に位置する。モバイル機器１６０の前面１６４は、スクリーン（不可視）を含み得る。モバイル機器１６０は、厚さ（「Ｔ」）の規則的な領域１６６と、規則的な領域にわたって高さＢだけ高くなっているカメラバンプ領域１６８とを有する。バンプ領域１６８は、バンプ長（「ＢＬ」）およびバンプ厚さＴ＋Ｂを有する。一般に、ここに示されるように、カメラ１００は、バンプ領域１６８内に完全に統合され、ＭＭＬおよびＭＭＨは、バンプ領域１６８の寸法、すなわちＢＬおよびＴ＋Ｂのための下限を画定する。逆に、バンプ領域１６８の所与の寸法は、ＭＭＬおよびＭＭＨならびに含まれる構成要素の上限値をもたらす。特に、カメラ１００の開口径（「ＤＡ」）または「入射瞳」は、ＤＡ＜ＭＭＨを満たす。工業設計上の理由から、コンパクトなカメラバンプ（すなわち、短絡ＢＬおよび小さいＢ）が望まれる。１３０のような垂直カメラと、所与のバンプ厚さＴ＋Ｂと比較して、１００のような折り畳まれたカメラでは、より大きいＺＦに対応するより大きいＴＴＬを実現することができ、これは望ましい。しかしながら、大きなＴＴＬは、望ましくない大きなＢＬと共に進行する。

低いｆ／＃でさらに大きなＥＦＬを提供し、モバイル機器のカメラバンプの小さな領域を依然として占有する、開口径ＤＡを有する連続ズーム折り畳みテレカメラを有することが有益であろう。

（サマリー）
様々な例示的な実施形態では、Ｌ_ｉとマークされた複数のＮ個のレンズ要素を含むレンズであって、１≦ｉ≦ＮおよびＯＰＦＥであり、第１のレンズ要素Ｌ_１が物体側に面し、最後のレンズ要素Ｌ_Ｎが像側に面し、複数のレンズ要素のうちの少なくとも１つが、ＯＰＦＥの物体側に位置し、関連する第１の光軸を有し、複数のレンズ要素のうちの少なくとも１つの他のレンズ要素が、ＯＰＦＥの像側に位置し、関連する第２の光軸を有し、レンズがＥＦＬおよびｆ／＃を有する、レンズと、センサ対角（ＳＤ）を有する画像センサとを備え、ＥＦＬは、レンズ要素およびＯＰＦＥの第２の光レンズ軸に沿った独立した動きによって最小ＥＦＬ_ＭＩＮと最大ＥＦＬ_ＭＡＸとの間で連続的に変化させることができ、ＥＦＬ_ＭＡＸ／ＥＦＬ_ＭＩＮ＞１．５である、折り畳まれたデジタルカメラが提供される。

いくつかの実施例では、レンズは、Ｇ１およびＧ２と番号付けられた２つのレンズ群に分割され、ＥＦＬの連続的な変化は、Ｇ１およびＧ２の各々の独立した運動によって得られる。いくつかの実施例では、Ｇ１は、３つのレンズ素子サブグループＧ１－１、Ｇ１－２、Ｇ１－３およびＯＰＦＥを含み、Ｇ１－１は、ＯＰＦＥの物体側に位置し、Ｇ１－２およびＧ１－３は、ＯＰＦＥの像側に位置する。いくつかの実施例では、Ｇ２は、レンズ２つの要素サブグループＧ２－１およびＧ２－２を含み、Ｇ２－１は、Ｇ１－２の像側に位置し、Ｇ２－２は、Ｇ１－３の像側に位置する。そのような実施形態では、Ｇ１－１は、１つのレンズ要素を含んでもよく、Ｇ１－２、Ｇ１－３、Ｇ２－１、およびＧ２－２の各々は、２つのレンズ要素を含んでもよい。

いくつかの実施例では、ＥＦＬは、第２の光軸に沿ってＧ１およびＧ２の位置を独立して変化させることによって、および第２の光軸に沿ってイメージセンサに対してＧ１＋Ｇ２を一緒に移動させることによって、連続的に変化させることができる。

いくつかの実施例では、Ｇ１およびＧ２は、合焦のためにイメージセンサに対して１つのレンズとして一緒に移動され得る。いくつかの実施例では、イメージセンサは、光学的画像安定化（ＯＩＳ）のために、Ｇ１およびＧ２の両方に対して移動されるように動作可能であり得る。ＯＩＳ用のイメージセンサの運動は、２つの方向で行われてもよく、ここで、２つの方向は、イメージセンサ上の法線に対して垂直であり、互いに垂直である
いくつかの実施例では、上記または下記のようなカメラは、ショルダー高さＳＨ、およびＤＡ＞ＳＨを有するカメラモジュールに含まれ得る。いくつかの実施例では、ＳＨは、４ｍｍ＜ＳＨ＜１０ｍｍの範囲である。いくつかの実施例では、５ｍｍ＜ＳＨ＜８ｍｍである。

いくつかの実施例では、ＤＡ＞１．１×ＳＨである。いくつかの実施例では、ＤＡ＞１．２×ＳＨである。いくつかの実施例では、ＤＡ＞１．２×ＳＨである。いくつかの実施例では、ＤＡは５ｍｍ＜ＤＡ＜１１ｍｍの範囲にあり、ｆ／＃は１．８＜ｆ／＃＜６．０の範囲にある。いくつかの実施例では、ＤＡは、７ｍｍ＜ＤＡ＜１０ｍｍの範囲にあり、ｆ／＃は、２．０＜ｆ／＃＜５．０の範囲にある。

いくつかの実施例では、カメラは、６ｍｍ＜ＭＨ＜１２ｍｍの範囲のカメラモジュール高さＭＨを有するカメラモジュールに含まれる。いくつかの実施例では、７ｍｍ＜ＭＨ＜１１ｍｍである。ＳＨが４ｍｍ＜ＳＨ＜１０ｍｍの範囲にあり、ＭＨが６ｍｍ＜ＭＨ＜１２ｍｍの範囲にある。いくつかの実施例では、比率ＳＨ／ＭＨ＜０．９、または＜０．８またはさらに＜０．７である。

例えば、ＥＦＬ_ＭＩＮにおけるｆ／＃はｆ／＃_ＭＩＮであり、ＥＦＬ_ＭＡＸにおけるｆ／＃はｆ／＃_ＭＡＸであり、比率ｆ／＃_ＭＡＸ／ｆ／＃_ＭＩＮ＜ＥＦＬ_ＭＡＸ／ＥＦＬ_ＭＩＮである。いくつかの実施例では、ｆ／＃_ＭＡＸ／ｆ／＃_ＭＩＮ＜ＥＦＬ_ＭＡＸ／１．１ｘＥＦＬ_ＭＩＮである。

いくつかの実施例では、レンズは切断レンズであってもよく、ＯＰＦＥの像側に位置するすべてのレンズ素子は、第２の光軸に平行な軸で切断される。

いくつかの実施例では、レンズは、切断レンズであってもよく、ＯＰＦＥの物体側に位置するすべてのレンズ素子は、第１の光軸に平行な軸に沿って切断され、ＯＰＦＥの像側に位置するすべてのレンズ素子は、第２の光軸に平行な軸に沿って切断される。

切断レンズを有するいくつかの実施例では、レンズは、軸対称レンズ直径に対して３０％切断される。いくつかのそのような例では、ＳＨは、レンズの第１および第２の光軸に垂直な軸に沿って測定された同じレンズ直径を有する軸対称レンズに対して、切断によって２０％を超えて低減される。いくつかのそのような例では、ＳＨ／ＤＡの比率は、１０％を超えて減少する。

いくつかの実施例では、Ｇ１－１はＬ１を含む。例えば、Ｌ_１の焦点距離はｆ_１で、ｆ_１＜１．１×ＥＦＬ_ＭＩＮとなる。

いくつかの実施例では、Ｌ１は、ガラスから作製される。

いくつかの実施例では、Ｎ＝９である。いくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ_１－Ｌ_９のパワー系列は、プラス－マイナス－マイナス－プラス－マイナス－プラス－マイナス－マイナス－プラスである。

いくつかの実施形態では、Ｌ_２は、ＯＰＦＥの像側に位置する第１のレンズ素子であり、ＯＰＦＥとＬ_２との間の間隔は、ｄ_Ｍ－Ｌとマークされ、ｄ_Ｍ－Ｌは、ＥＦＬの継続的な変化に対して変化しない。いくつかの実施形態では、比率ｄ_Ｍ－Ｌ／ＴＴＬ＜７．５％である。

いくつかの実施形態では、最後のレンズ素子Ｌ_Ｎは正である。

Ｌ_１は、ＯＰＦＥの物体側に位置する唯一のレンズ素子であり、Ｌ_１とＯＰＦＥとの間の間隔はΔＬＯであり、比率ΔＬＯ／ＴＴＬ＜１％である。いくつかの実施例では、ΔＬＯ／ＴＴＬ＜０．５％である。

いくつかの実施例では、ＯＰＦＥはミラーであり得る。

例えば、ＥＦＬ_ＭＡＸ／ＥＦＬ_ＭＩＮ＞１．７５である。例えば、ＥＦＬ_ＭＡＸ／ＥＦＬ_ＭＩＮ＞１．９である。

例えば、３０ｍｍ＜ＥＦＬ_ＭＡＸ＜５０ｍｍ、１０ｍｍ＜ＥＦＬ_ＭＩＮ＜３０ｍｍである。

いくつかの実施例では、ＳＤは、３ｍｍ＜ＳＤ＜１０ｍｍの範囲であり得る。

様々な例示的な実施形態では、上記または下記のようなカメラを含むモバイルデバイス、デバイス厚さＴおよびカメラバンプ領域を有するモバイルデバイスが提供され、バンプ領域は、厚さＴ＋Ｂが高く、カメラの第１の領域は、カメラバンプ領域に組み込まれ、カメラの第２の領域は、カメラバンプに組み込まれない。モバイル機器は、スマートフォンであり得る。いくつかのそのようなモバイル機器では、Ｎ＝９であり、カメラの第１の領域は、Ｌ_１およびＯＰＦＥを含み、カメラの第２の領域は、レンズ素子Ｌ_２－Ｌ_９およびイメージセンサを含む。いくつかの実例では、モバイル機器は、さらに、第２のカメラを含み得、第２のカメラは、第２のＥＦＬ（ＥＦＬ_２）を有する第２のカメラレンズを含み、ＥＦＬ_２＜ＥＦＬ_ＭＩＮである。

（図面の簡単な説明）
本明細書に開示される実施形態の非限定的な例は、この段落の後に列挙される、本明細書に添付される図を参照して以下に記載される。図面および説明は、本明細書に開示される実施形態を明瞭にし、明確にすることを意図しており、決して限定するものと見なされるべきではない。

図１Ａは、公知の折り畳み式テレカメラを示す。

図１Ｂは、公知のデュアルカメラを示す。

図１Ｃは、外面を有し、折り畳まれたテレカメラを含む、公知のモバイルデバイスを概略的に示す。

図２Ａは、本明細書に開示される折り畳まれたテレカメラの実施形態を概略的に示す。

図２Ｂは、外面を有し、図２Ａのような折り畳まれたテレカメラを含む、図１Ｃに記載されるような寸法を有するモバイルデバイスを断面図で概略的に示す。

図２Ｃは、図２Ａの折り畳まれたカメラのためのオートフォーカス（ＡＦ）機構の一実施形態を示す図である。

図２Ｄは、図２Ａの折り畳まれたカメラのためのＯＩＳ機構の実施形態を示す。

図３Ａは、第１のズーム状態における、本明細書に開示される光学レンズ系の実施形態を概略的に示す。

図３Ｂは、第２のズーム状態にある、本明細書に開示される図３Ａの実施形態を概略的に示す図である。

図３Ｃは、図３Ａ～図３Ｂの光学レンズ系を連続的にズームするために必要なレンズストロークを示す図である。

図３Ｄは、第１のズーム状態にある、本明細書に開示される光学レンズ系の別の実施形態を概略的に示す。

図３Ｅは、第２のズーム状態における、本明細書に開示される図３Ｄの実施形態を概略的に示す。

図４Ａは、平面Ｐ上の２つの衝突点ＩＰ_１およびＩＰ_２の直交投影ＩＰ_{ｏｒｔｈ，１}、ＩＰ_{ｏｒｔｈ，２}を示す。

図４Ｂは、平面Ｐ上の２つの衝突点ＩＰ_３およびＩＰ_４の直交投影ＩＰ_{ｏｒｔｈ，３}、ＩＰ_{ｏｒｔｈ，４}を示す。

図５Ａは、透明なハイト（ＣＨ）の定義を提供する。

図５Ｂは、クリアアパーチャ（ＣＡ）の定義を提供する。

図６は、Ｈ_ＬおよびＨ_ｏｐｔの定義を提供する。

図７は、複数の切断レンズ素子とレンズハウジングとを含むレンズ鏡筒を示す。

（詳細な説明）
以下の詳細な説明では、完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、本開示の主題は、これらの具体的な詳細なしに実施され得ることが当業者によって理解されるであろう。いくつかの例では、本開示の主題を不明瞭にしないように、周知の方法および特徴は詳細に説明されていない。

図２Ａは、本明細書に開示され、番号２００を付された折り畳まれた連続ズームテレカメラの実施形態を概略的に示す。カメラ２００は、複数のＮ個のレンズ素子を有するレンズ２０２を備える。レンズ２０２において、例えば、Ｎ＝４である。レンズ２０２内のレンズ要素は、Ｌ_１－Ｌ_４に番号付けされ、Ｌ_１は物体側に向けられる。それぞれのレンズ素子Ｌ_ｉ（ここで、「ｉ」は１～Ｎの整数である）は、Ｌ_１が第１の光学（レンズ）軸２１２に沿って軸対称であり、Ｌ_２－Ｌ_４が第２の光学（レンズ）軸２０８に沿って軸対称である。レンズ２０２は、ＯＰ２１２をＯＰ２０８に折り畳むＯＰＦＥ２０４をさらに含む。カメラ２００はまた、イメージセンサ２０６を含む。カメラ要素は、ハウジング２１４内に含まれ得る。

レンズ２０２は、２つ以上のレンズ群Ｇ１（ここでは、Ｌ_１、ＯＰＦＥ２０４およびＬ_２を含む）およびＧ２（ここでは、Ｌ_３およびＬ_４を含む）に分割され、Ｇ１に含まれるレンズ素子は、ＯＰＦＥ２０４（Ｌ_１）の物体側およびＯＰＦＥ２０４（Ｌ_２）の像側の両方に位置する。Ｇ２は、ＯＰＦＥ２０４の像側に位置する。

図２Ａ～２Ｄおよび図３Ａ～３Ｅに提示されるような光学レンズ系を含むカメラモジュールの最小寸法の理論的限界を推定するために、以下のパラメータおよび相互依存性を導入する。

（ＭＭＬおよび「モジュール長」（「ＭＬ」））
最小モジュール長（「ＭＭＬ」）は、カメラ２００のすべての構成要素を含むカメラモジュールの長さの理論的下限である。

ＭＭＬ＝ｍａｘ（Ｚ_Ｌｅｎｓ、Ｚ_ＯＰＦＥ）－Ｚ_{Ｓｅｎｓｏｒ}、ｍａｘ（Ｚ_Ｌｅｎｓ、Ｚ_ＯＰＦＥ）は、レンズ２０２がｚ軸に沿って占める長さ（Ｚ_Ｌｅｎｓ）またはＯＰＦＥ２０４が占める長さ（Ｚ_ＯＰＦＥ）の最大値であり、Ｚ_{Ｓｅｎｓｏｒ}は、イメージセンサ２０６がｚ軸に沿って占める長さの最小値である。いくつかの実施例では、図３Ａ－Ｂに示されるように、ＭＭＬ＝Ｚ_Ｌｅｎｓ－Ｚ_{Ｓｅｎｓｏｒ}となるようにＺ_Ｌｅｎｓ＞Ｚ_ＯＰＦＥとする。

カメラモジュール（「ＭＬ」）の長さに関する現実的な推定を達成するために、例えば、ＭＭＬに３．５ｍｍの長さ、すなわち、ＭＬ＝ＭＭＬ＋３．５ｍｍを追加することができる（表４を参照）。追加の長さは、ＡＦ、ＯＩＳ、ならびに画像センサパッケージング、ハウジングなどに必要とされ得るレンズストロークを占める。ＭＬの計算には、考えられるすべてのＥＦＬを考慮したときのＭＭＬの最高値が使用される。これは、ＥＦＬ_ＭＡＸ時のＭＭＬの値によって与えられる。

（Ｒ１）
第１の最小モジュール高さＭＭＨ１に関連するＭＭＬの第１の領域（「Ｒ１」）。ＭＭＨ１は、Ｒ１に位置するカメラ２００の全ての構成要素を含むカメラモジュールの高さの理論的な下限である。

Ｒ１＝ｍａｘ（ＷＬ、Ｗ_ＯＰＦＥ）、ここで、ＷＬはｚ軸に沿って測定されたＧ１の幅であり、Ｗ_ＯＰＦＥはｚ軸に沿って測定されたＯＰＦＥ２０４の幅である。いくつかの実施形態では、図３Ａ～Ｅに示されるように、ＷＬ＞Ｗ_ＯＰＦＥであり、したがって、Ｒ１は、Ｇ１によってのみ決定され、Ｒ１＝ＷＬである。

特定のＭＭＬが与えられると、Ｒ１がバンプ長（ＢＬ）の下限をもたらすので、Ｒ１を最小化することが有益である（図２Ａ参照）。

（Ｒ２）
ＭＭＬの第２の領域（「Ｒ２」）は、第２の最小モジュール高さＭＭＨ２に関連し、一方、ＭＭＨ２＜ＭＭＨ１である。

Ｒ２＝ＭＭＬ－Ｒ１。

所与のＭＭＬについて、およびＢＬを最小化するために、Ｒ２を最大化する（Ｒ１を最小化する）ことが有益である。

（ＭＭＨ１および「モジュール高さ」（「ＭＨ」））
ＭＭＨ１＝Ｈ_ＯＰＦＥ＋ΔＬＯ＋ＴＧ１であり、Ｈ_ＯＰＦＥはＯＰＦＥ２０４の高さであり（ＯＰＦＥ２０４はｙ軸およびｚ軸の両方に対して４５度に配向され、したがってＨ_ＯＰＦＥ＝Ｗ_ＯＰＦＥ）、ΔＬＯはＧ１の中心とＯＰＦＥ２０４との間の距離である。

いくつかの実施例において、そして図３Ａ－Ｂに示されるように、レンズ２０２のレンズ要素は、ＯＰＦＥ２０４より低いｙ値を有し、その結果、ＭＭＨ１は、Ｇ１の最高ｙ値（Ｙ_Ｇ１）およびレンズ２０２の最低ｙ値（Ｙ_Ｌｅｎｓ）：ＭＭＨ１＝Ｙ_Ｇ１－Ｙ_Ｌｅｎｓによって決定される。図３Ｄ～Ｅに示すように、切断レンズを使用するいくつかの実施形態では、図２Ｂに示すように、Ｙ_Ｌｅｎｓ＞Ｙ_ＯＰＦＥ、およびＭＭＨ１がレンズによって限定されず、Ｈ_ＯＰＦＥによってのみ限定されるように、Ｙ_Ｌｅｎｓが上昇される。

カメラモジュールの高さを現実的に見積もるために、ＭＭＨ１に１．５ｍｍの追加の高さを加算してＭＨを計算する。つまり、ＭＨ＝ＭＭＨ１＋１．５ｍｍである（表４を参照）。追加の長さは、ＡＦならびにハウジング、レンズカバーなどに必要とされ得るレンズストロークを占める。

（ＭＭＨ２および「肩の高さ」（「ＳＨ」））
第２の最小モジュール高さ（「ＭＭＨ２」）は、Ｒ２におけるカメラ２００のすべての構成要素を含むカメラモジュールの高さの理論的下限である。

ＭＭＨ２＝ｍｉｎ（ＨＳ、Ｈ_Ｌｅｎｓ）、ＨＳはイメージセンサ２０６の高さであり、Ｈ_Ｌｅｎｓは、共にｙ軸に沿って測定される、Ｒ２に位置するレンズ２０２の最も高いレンズ要素の高さである。

いくつかの実施例では、図２Ａに示すように、ＭＭＨ２は、イメージセンサ２０６によって決定されてもよく、すなわち、ＭＭＨ２＝ＨＳである。他の実施形態では、図３Ａ～Ｅに示されるように、ＭＭＨ２は、一方の側のミラー３０４の最低Ｙ値によって、および他方の側のレンズ素子Ｌ_２－Ｌ_９の高さによって決定され得る。

実際のカメラのショルダーの高さの現実的な推定を達成するために、ショルダーの高さＳＨは、例えば、１．５ｍｍの追加の高さをＭＭＨ２に加えることによって計算され、すなわち、ＳＨ＝ＭＭＨ２＋１．５ｍｍである（表４参照）。追加の高さは、センサ２０６と電気的および機械的に接触すること、ならびにハウジングを占める。

カメラ１００のような既知の折り畳まれたカメラに対する折り畳まれたカメラ２００の第１の利点は、カメラ２００の開口径ＤＡが必ずしもＳＨによって制限されないことである。一般に、折り畳まれたカメラでは、ＳＨがＤＡおよびＳＨ＞ＤＡを物理的に制限するように、すべてのレンズ素子がＯＰＦＥの像側に配置される。これは、ＤＡ＞ＳＨを可能にするカメラ２００の場合ではなく、大きなＺＦでも比較的低いｆ／＃を可能にする。

さらに、ＯＰＦＥ２０４などのＯＰＦＥの特定のサイズ（たとえば、Ｔおよび／またはＢによって制限される）が与えられると、カメラ２００は、より大きいＤＡを提供することができ、大きいＺＦでも比較的低いｆ／＃を可能にする。これは、Ｌ_１（より一般的には、ＯＰＦＥの物体側に位置するＧ１に含まれる１つ以上のレンズ素子）が、ＯＰＦＥ２０４の物体側に位置することに基づく。Ｌ_１の屈折力は、光円錐がＯＰＦＥ２０４に衝突する以前に、折り畳まれたカメラ２００に入る光円錐の直径を、ＯＰＦＥの物体側にレンズが配置されていない既知の折り畳まれたカメラよりも大量の光がカメラに入射することを可能にするＯＰＦＥの具体的な大きさに対して減少させる。

カメラ２００のＴＴＬは、１つの寸法に沿ってではなく、２つの寸法に沿って配向される。第１の部分（「ＴＴＬ１」）は、ＯＰ２１２に平行であり、第２の部分ＴＴＬ２（「ＴＴＬ２」）は、ＯＰ２０８に平行である。ＴＴＬは、ＴＴＬ＝ＴＴＬ１＋ＴＴＬ２で求められる。したがって、ＴＴＬは、ＴＴＬ＜ＭＭＬ－Ｗ_ＯＰＦＥによって幾何学的に制限されず、したがって、所与のＭＭＬについて、ＴＴＬは、カメラ１００の場合よりも著しく大きくなり得る。

図２Ｂは、外面２２２を有し、本明細書に開示される折り畳まれたテレカメラ２００を含む、図１Ｃに記載される寸法を有するモバイル機器２２０（例えば、スマートフォン）を断面図で概略的に示す。カメラバンプ領域が２２８にマークされる。モバイル機器２２０の前面２２４は、例えば、スクリーン（見えない）を含んでもよい。カメラ２００のＲ１は、高さＴ＋Ｂの２２４に統合され、一方、カメラ２００のＲ２は、高さＴの通常のデバイス領域２２６に統合される。カメラ１００がバンプ領域に完全に統合されるモバイルデバイス１６０と比較して、カメラ２００がバンプ領域に部分的にのみ統合されるモバイルデバイス２２０は、より小さいＢＬを有することができ、または、例えば、追加のカメラを２２８に統合することができ、これは、工業設計上の理由から有益である。一般に、スリムなモバイル機器の場合、ＭＭＨ１およびＭＭＨ２を最小限に抑えることが有益である。

図２Ｃは、一例において、カメラ２００においてオートフォーカス（ＡＦ）がどのように実行されるかを示す。図２Ｄは、一例において、カメラ２００において光学式手振れ補正（ＯＩＳ）がどのように実行されるかを概略的に示す。ＯＰＦＥ２０４を含むレンズ２０２は、図２Ａ～図２Ｂと同じ向きで示されている。説明のために、図２Ｃおよび図２Ｄは、ＡＦまたはＯＩＳのためにそれぞれ移動されるカメラ２００の構成要素のみを示す。ＯＰＦＥ２０４を含むレンズ２０２は、矢印２３２によって示されるように、ＡＦのためのｚ軸に平行な軸に沿って、イメージセンサ（図示せず）に対して１つのユニットとして移動される。ＯＰＦＥ２０４を１つのユニットとして含む移動レンズ２０２は、レンズ２０２とＯＰＦＥ２０４との間のＮ個のレンズ要素（ここではＬ_１－Ｌ_４）間の間隔が変化しないことを意味する。イメージセンサ（図示せず）までの距離のみが変化する。レンズ（ＯＰＦＥを含む）は、イメージセンサに対して移動されるので、「レンズＡＦ」と呼ばれることがある。

イメージセンサ２０６は、図２Ａ～図２Ｂと同じ向きで示されている。イメージセンサ２０６は、矢印２３４によって示されるように、第１の軸に沿ってＯＩＳを実行するためにｘ軸に平行な第１のセンサＯＩＳ軸（「ＯＩＳ１」）に沿って、ＯＰＦＥ２０４（ここでは図示せず）を含むレンズ２０２（ここでは図示せず）に対して移動される。イメージセンサ２０６は、矢印２３６によって示されるように、第２の軸に沿ってＯＩＳを実行するために、ｙ軸に平行な第２のセンサＯＩＳ軸（「ＯＩＳ２」）に沿ってＯＰＦＥ２０４（ここでは図示せず）を含むレンズ２０２（ここでは図示せず）に対して移動される。画像センサは、他のカメラ構成要素に対して移動されるので、一方は「センサＯＩＳ」と呼ぶことができる。

図３Ａ～図３Ｅは、本明細書に開示される光学レンズ系を示す。図示される全てのレンズシステムは、図２Ａ～図２Ｂに示されるような、折り畳まれたカメラおよびモバイルデバイスに含まれ得る。本明細書に開示されるすべての実施形態は、スマートフォンにおいて有益に使用されることに留意されたい。

図３Ａは、ＥＦＬ_ＭＩＮ＝２０ｍｍの第１の最小ズームステートにおける、本明細書に開示され、番号３００を付された光学レンズ系の実施形態を概略的に示す。レンズシステム３００は、ＯＰＦＥ３０４（ここでは例示的にミラー）を含むレンズ３０２と、光学素子３０９と、イメージセンサ３０６とを備える。システム３００は、光線追跡法で示されている。光学素子３０９は、任意であり、例えば赤外線（ＩＲ）フィルタ、及び／又はガラスイメージセンサダストカバーであってもよい。他の実施形態では、ＯＰＦＥ３０４はプリズムであってもよい。

レンズ３０２は、ミラー３０４と、複数のＮ個のレンズ素子Ｌ_ｉとを含む。この実施例のレンズ３０２は、Ｎ＝９である。Ｌ_１は、物体側に最も近いレンズ素子であり、Ｌ_Ｎは、像側、すなわち、イメージセンサが位置する側に最も近いレンズ素子である。この順序は、本明細書に開示されるすべてのレンズおよびレンズ要素に当てはまる。Ｌ_１は、第１の光学（レンズ）軸３１２に沿って軸対称であり、Ｌ_２－Ｌ_９は、第２の光学（レンズ）軸３０８に沿って軸対称である。それぞれのレンズ素子Ｌ_ｉは、それぞれの前表面Ｓ_２ｉ－１（指標「２ｉ－１」は前表面の数である）と、それぞれの後表面Ｓ_２ｉ（指標「２ｉ」は後表面の数である）とを備え、ここで、「ｉ」は１～Ｎの整数である。この番号付け規則は、説明の全体にわたって使用される。あるいは、本明細書全体を通して行われるように、水晶体面は「Ｓ_ｋ」としてマークされ、ｋは１～２Ｎである。

ここに開示された全ての光学系において、カメラの開口径は、Ｌ_１によって決定される。

本明細書で使用される場合、各レンズ素子の「前面」という用語は、カメラの入口（カメラ物体側）のより近くに位置するレンズ素子の表面を指し、「後面」という用語は、イメージセンサ（カメラ画像側）のより近くに位置するレンズ素子の表面を指す。

図３Ｂは、ＥＦＬ_ＭＡＸ＝４０ｍｍの第２の最大ズーム状態の光学レンズ系３００を示す。ＺＦを変更するために、Ｇ２は、Ｇ１に対して移動され、イメージセンサ３０６および追加的にＧ１＋Ｇ２は、表３および図３Ｃに記載されるように、イメージセンサ３０６に対して１つのレンズとして一緒に移動される（無限遠に焦点を合わせるために）。有限距離への焦点合わせのために、Ｇ１およびＧ２は、イメージセンサ３０６に対して１つのレンズとして一緒に移動される。

ミラー３０４は、ｙ軸およびｚ軸に対して４５度の角度で配向される。光線は、Ｇ１－１を通過し、ミラー３０４で反射され、Ｇ１－２、Ｇ２－１、Ｇ１－３、Ｇ２－２を順次通過し、イメージセンサ３０６上に結像する。図３Ａ～Ｂおよび図３Ｄ～Ｅは、各フィールドについて３つの光線を有する５つのフィールドを示す。

ＭＭＨ１およびＭＭＨ２は、Ｌ_２－Ｌ_９によって定義され、特にＭＭＨ２は、最大のレンズ素子Ｌ_６によって定義される。値を表４に示す。詳細な光学データおよび表面データは、図３Ａ～Ｂおよび図３Ｄ～Ｅのレンズ素子の例について表１～３に与えられる。これらの実施例のために提供される値は、純粋に例示であり、他の実施例によれば、他の値を使用することができる。

表面タイプを表１に定義する。表面の係数を表２に定義する。表面タイプは以下のとおりである。

ａ）プラノ：平面、曲率なし
ｂ）Ｑタイプ１（ＱＴ１）表面たるみ式：

ここで、｛ｚ、ｒ｝は、基準円筒極座標であり、ｃは、表面の近軸曲率であり、ｋは、円錐パラメータであり、ｒ_ｎｏｒｍは、一般に、表面の明瞭な開口の半分であり、Ａ_ｎは、レンズデータテーブルに示される多項式係数である。Ｚ軸は、画像に対して正である。ＣＡの値は、明瞭な開口半径、すなわちＣＡ／２として与えられる。ＣＡは、様々なＥＦＬで変化することができ、有効開口径の値は、表４に与えられる。これらの値は、表３のＦ／＃を計算するためにも使用される。基準波長は５５５．０ｎｍである。単位は、屈折率（「指数」）およびアッベ＃を除いて、ｍｍである。それぞれのレンズ素子Ｌ_ｉは、表１に示されるそれぞれの焦点距離ｆ_ｉを有する。ＦＯＶは、半ＦＯＶ（ＨＦＯＶ）として与えられる。表面タイプ、Ｚ軸、ＣＡ値、基準波長、ユニット、焦点距離、およびＨＦＯＶの定義は、さらに提示されるすべての表について有効である。ミラー幅は９．４ｍｍ×７．１ｍｍで、４５°傾いている。ミラーの半直径は、ミラーを囲む円によって画定される。ミラーに対する厚さは、光軸に対するものである。ＥＦＬ_ＭＩＮとＥＦＬ_ＭＡＸを連続的に切り替えるために必要なレンズエレメント間の運動、並びにＨＦＯＶ及びｆ／＃を表３に示す。

図３Ｃは、無限遠への焦点合わせが維持されるように、異なるＥＦＬ（すなわち、ＺＦ）間で連続的に切り替えることが必要とされる、イメージセンサ３０６に対するレンズ３０２の各構成要素の動きを示す。その動きに基づいて、２つのレンズ群Ｇ１およびＧ２を定義することができる。Ｇ１は、Ｌ_１、ミラー３０４、Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_６、およびＬ_７を含む。Ｇ２はＬ_４、Ｌ_５、Ｌ_８とＬ_９を含む。

ＥＦＬの連続的な変化は、Ｇ１およびＧ２の独立した相対運動によって、ならびにイメージセンサに対してＧ１＋Ｇ２を一緒に運動させることによって得られ、両方の運動は、光軸３０８に沿って行われる。Ｇ１およびＧ２にそれぞれ含まれるすべての構成要素は、互いに固定的に結合され、すなわち、それらは、光学システム３００に含まれる他の構成要素に対して、例えば、イメージセンサ３０６に対して移動することができるが、互いに対して移動しないことを意味する。明示的には、Ｇ１－１は、ミラー３０４、Ｇ１－２、およびＧ１－３に対して移動しない。Ｇ２－１はＧ２－２に対して移動しない。図示のように、センサ３０６に対するＧ２の最大運動ストロークは８．７ｍｍであり、センサ３０６に対するＧ１の最大運動ストロークは４．０ｍｍである。

図３Ａ～Ｂに示すように、Ｇ１は、３つのレンズ素子群Ｇ１－１（Ｌ_１を含む）、Ｇ１－２（Ｌ_２およびＬ_３を含む）、およびＧ１－３（Ｌ_６およびＬ_７を含む）を含む。Ｇ２は、レンズ素子群Ｇ２－１（Ｌ_４及びＬ_５を含む）及びＧ２－２（Ｌ_８及びＬ_９を含む）を含む。Ｇ１－１、Ｇ１－２等の番号付けは、それぞれ光路３１２、３０８に沿ったレンズ素子群の位置に応じて行われ、カメラ３００の物体側から始まる。

ｄ_Ｍ－Ｌは、図３Ａ～図３Ｄに示されるように、ミラー３０４とＬ_２との間で測定された距離であり、ＥＦＬの継続的な変動に対して、ｄ_Ｍ－Ｌは変化しない。すなわち、ＺＦを変化させるとき、ミラー３０４とＬ_２との間の相対運動はない。

図３Ｄは、本明細書に開示され、ＥＦＬ_ＭＩＮ＝２０ｍｍの第１の最小ズーム状態で番号３５０を付された光学レンズ系の別の実施形態を概略的に示す。レンズシステム３５０は、ミラー３０４と、光学素子３０９（任意）と、イメージセンサ３０６とを含むレンズ３０２－Ｃを備える。レンズ３５０は、光学レンズ系３００のレンズ素子を切断したものである。

Ｌ_１は、８ｍｍ（Ｄ／２＝４ｍｍ）、すなわちＷＬ１＝８ｍｍに切断される。

Ｌ_２－Ｌ_９を４．６ｍｍ（Ｄ／２＝２．３ｍｍ）に切断する。

Ｌ１の切断は、ｙ軸に平行な方向に沿って行われ、ｚ軸に沿って測定されるＷＬ１を低減する。光学レンズ系３００に関して、これは、より小さいＲ１およびより小さいＭＭＬをもたらす。Ｌ_２－Ｌ_９の切断は、ｚ軸に沿って行われ、ｙ軸に沿って測定されるレンズ素子の幅を減少させる。これにより、光学レンズ系３００は、ＭＭＨ１が小さく、ＭＭＨ２が小さくなる。

図７に示す座標系を参照すると、ｙ方向（ＷＬ_Ｙ）に沿って測定されるレンズＷＬの幅が、ｘ方向（ＷＬ_Ｘ）に沿って測定されるＷＬ、よりも小さくなるように、すなわち、ＷＬ_Ｙ＜ＷＬ_Ｘとなるように切断が行われる（図７参照）。

３０２（Ｌ６）の最大レンズ素子の直径に関して、３０２－Ｃは約３０％カットされる。切断時点で、ＭＭＨ１およびＭＭＨ２は、Ｌ_２－Ｌ_９によって画定されず、ミラー３０４によって画定される。未切断レンズ３０２に関して、切断レンズ３０２－ＣのＳＨは１８％減少し、ＳＨ／ＤＡ比率は１２％減少する（表４参照）。

図３Ｅは、ＥＦＬ_ＭＡＸ＝４０ｍｍの第２の最大ズーム状態の光学レンズ系３５０を示す。

表４は、図３Ａ～図３Ｅに示されるレンズシステム３００および３５０に含まれる様々な特徴の値および比率をまとめたものである（ｄ_Ｍ－Ｌ、ΔＬＯ、ＳＤ、ＴＴＬ、ＭＭＬ、ＤＡ、Ｈ_Ｌ６、ＭＭＨ、Ｒ１、Ｒ２、ＳＨ、ＭＨは、ｍｍ単位で与えられる）。「比３５０／３００」のカラムの値は、光学レンズ系３５０で達成されたそれぞれの値を、光学レンズ系３００で達成された値で割ることによって計算される。カラム「範囲」中の値は、他の実施例に含まれ得る好ましい範囲を表す。

ＤＡは開口径である。すべてのレンズシステムについて、有効開口径が与えられる。

Ｈ_Ｌ６は、ミラー３０４の像側に位置する最大のレンズ素子の高さである。

Ｆ／＃_ＭＩＮおよびＦ／＃_ＭＡＸは、それぞれＥＦＬ_ＭＩＮおよびＥＦＬ_ＭＡＸにおけるＦ／＃を表す。

以下に説明するように、透明な高さ値ＣＨ（Ｓ_ｋ）は、１≦ｋ≦２Ｎについて各表面Ｓ_ｋに対して定義することができ、透明なアパーチャ値ＣＡ（Ｓ_ｋ）は、１≦ｋ≦２Ｎについて各表面Ｓ_ｋに対して定義することができる。ＣＡ（Ｓ_ｋ）およびＣＨ（Ｓ_ｋ）は、各レンズ素子の各面Ｓ_ｋの光学特性を規定する。ＣＨ用語は、図５Ａを参照して定義され、ＣＡ用語は、以下の図５Ｂを参照して定義される。

また、高さ（「Ｈ_Ｌｉ」、１≦ｉ≦Ｎ）は、それぞれのＬ_ｉに対して定義される。Ｈ_Ｌｉは、レンズ素子Ｌ_ｉごとに、レンズ素子の光軸に垂直な軸に沿って測定されたレンズ素子Ｌ_ｉの最大高さに対応する。所与のレンズ要素について、高さは、この所与のレンズ要素の前面および後面の透明な高さ値ＣＨおよび透明な開口値ＣＡよりも大きいか、またはそれに等しい。典型的には、軸対称レンズ素子の場合、Ｈ_Ｌｉは、図６に見られるようなレンズ素子Ｌ_ｉの径である。通常、軸対称レンズ素子の場合、Ｈ_Ｌｉ＝ｍａｘ｛ＣＡ（Ｓ_２ｉ－１）、ＣＡ（Ｓ_２ｉ）｝＋メカニカルパーツサイズ。一般に、レンズ設計では、機械的部品サイズは、レンズの光学特性に寄与しないものとして定義される。このため、レンズの２つの高さ、すなわち、光学活性領域６０２の光学的高さＨ_ｏｐｔ（ＣＡ値に対応する）と、光学活性領域および光学不活性領域を覆うレンズ領域６０４全体のレンズＨ_Ｌの幾何学的（または機械的）高さとを規定する。機械部品およびその特性は、以下に定義される。Ｈ_Ｌｉに対する機械的部品寸法の寄与は、典型的には２００～１０００μｍである。

図４Ａ、図４Ｂ、および図５Ａ、図５Ｂに示すように、表面Ｓ_ｋ（１≦ｋ≦２Ｎ）を通過するそれぞれの光線は、この表面の衝突ポイントＩＰに衝突する。光線は、表面Ｓ_１からカメラ２００に入り、Ｓ_２ＮからＳ_２に表面を通過する。いくつかの光線は、任意の表面Ｓ_ｋに衝突することができるが、イメージセンサ２０６には到達することができない／到達しない。所与の面Ｓ_ｋに対して、イメージセンサ２０６上に像を形成することができる光線のみが考慮される。ＣＨ（Ｓ_ｋ）は、２つの可能な最も近い平行線（レンズ素子の光軸に直交する平面Ｐ上に位置する図５Ａの線５００および５０２を参照）間の間隔として定義される。図４Ａおよび４Ｂの表現において、平面Ｐは、平面Ｘ－Ｙに平行であり、平面Ｐ上のすべての衝突ポイントＩＰの直交投影ＩＰ_ｏｒｔｈが２つの平行線の間に位置するように、光軸４０２に直交する。ＣＨ（Ｓ_ｋ）は、それぞれの面Ｓ_ｋ（前面および後面、１≦ｋ≦２Ｎ）について定義することができる。

ＣＨ（Ｓ_ｋ）の規定は、イメージセンサ上に像を「形成することができる」光線を指すので、現在結像されている物体に依存しない。したがって、現在撮像されている物体が、光を生成しない黒い背景に位置する場合であっても、画像を形成するためにイメージセンサに「到達することができる」任意の光学光線（例えば、黒い背景とは反対に、光を放射する背景によって放射される光学光線）を指すので、定義は、この黒い背景を参照しない。

例えば、図４Ａは、光軸４０２_．に直交する平面Ｐ上の２つの衝突点ＩＰ_１及びＩＰ_２の直交投影ＩＰ_{ｏｒｔｈ，１}、ＩＰ_{ｏｒｔｈ，２}を示す。例えば、図４Ａの表現では、表面Ｓ_ｋは凸状である。

図４Ｂは、平面Ｐ上の２つの衝突点ＩＰ_３およびＩＰ_４の直交投影ＩＰ_{ｏｒｔｈ，３}、ＩＰ_{ｏｒｔｈ，４}を示す。例えば、図４Ｂの表現では、表面Ｓ_ｋは凹状である。

図５Ａでは、表面Ｐ上の表面Ｓ_ｋの全ての衝突ポイントＩＰの直交投影ＩＰ_ｏｒｔｈは、平行線５００と５０２との間に位置する。したがって、ＣＨ（Ｓ_ｋ）は、線５００と線５０２との間の間隔である。

図５Ｂに示されるように、明瞭な開口ＣＡ（Ｓ_ｋ）は、円の直径として所与の面Ｓ_ｋ（１≦ｋ≦２Ｎの場合）ごとに定義され、円は、光軸４０２に直交する平面Ｐに位置し、平面Ｐ上のすべての衝突点の直交投影ＩＰ_ｏｒｔｈを取り囲む、可能な限り最小の円である。ＣＨ（Ｓ_ｋ）に関して上述したように、ＣＡ（Ｓ_ｋ）の定義は、現在撮像されている物体にも依存しない。

図５Ｂに示すように、平面Ｐ上の全ての衝突点の外接直交投影ＩＰ_ｏｒｔｈは円５１０である。円５１０の直径はＳ_ｋを規定する。

図７は、複数の切断レンズ素子とレンズハウジング７０４とを含むレンズ鏡筒７００を示す。第１の切断レンズ素子Ｌ１７０２が見える。Ｌ１は、ｘ軸に沿った幅（「ＷＬ_Ｘ」）を有し、これは、ｚ軸に沿った幅（「ＷＬ_Ｚ」）、すなわち、ＷＬ_Ｘ＞ＷＬ_Ｚよりも大きい。ｘ軸、ｙ軸およびｙ軸は、図３Ａ～図３Ｂおよび図３Ｄ～図３Ｅと同じ向きである。

明確にするために別々の実施形態の文脈で説明されている、本開示の主題の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが理解される。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明される、本開示の主題の様々な特徴は、別々に、または任意の適切なサブコンビネーションで提供されてもよい。

特に明記しない限り、選択のための選択肢のリストの最後の２つのメンバーの間の「および／または」という表現の使用は、列挙された選択肢のうちの１つまたは複数の選択が適切であり、行われ得ることを示す。

特許請求の範囲または明細書が「ａ」または「ａｎ」要素を指す場合、そのような参照は、その要素のうちの１つのみであると解釈されるべきではないことを理解されたい。

本明細書において言及されるすべての特許および特許出願は、それぞれの個々の特許または特許出願が、参照により本明細書に組み込まれることが具体的かつ個別に示されるのと同程度に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。加えて、本出願における任意の参考文献の引用または同定は、そのような参考文献が本開示に対する先行技術として利用可能であることの承認として解釈されるべきではない。

図１Ａは、公知の折り畳み式テレカメラを示す。図１Ｂは、公知のデュアルカメラを示す。図１Ｃは、外面を有し、折り畳まれたテレカメラを含む、公知のモバイルデバイスを概略的に示す。図２Ａは、本明細書に開示される折り畳まれたテレカメラの実施形態を概略的に示す。図２Ｂは、外面を有し、図２Ａのような折り畳まれたテレカメラを含む、図１Ｃに記載されるような寸法を有するモバイルデバイスを断面図で概略的に示す。図２Ｃは、図２Ａの折り畳まれたカメラのためのオートフォーカス（ＡＦ）機構の一実施形態を示す図である。図２Ｄは、図２Ａの折り畳まれたカメラのためのＯＩＳ機構の実施形態を示す。図３Ａは、第１のズーム状態における、本明細書に開示される光学レンズ系の実施形態を概略的に示す。図３Ｂは、第２のズーム状態にある、本明細書に開示される図３Ａの実施形態を概略的に示す図である。図３Ｃは、図３Ａ～図３Ｂの光学レンズ系を連続的にズームするために必要なレンズストロークを示す図である。図３Ｄは、第１のズーム状態にある、本明細書に開示される光学レンズ系の別の実施形態を概略的に示す。図３Ｅは、第２のズーム状態における、本明細書に開示される図３Ｄの実施形態を概略的に示す。図４Ａは、平面Ｐ上の２つの衝突点ＩＰ_１およびＩＰ_２の直交投影ＩＰ_{ｏｒｔｈ，１}、ＩＰ_{ｏｒｔｈ，２}を示す。図４Ｂは、平面Ｐ上の２つの衝突点ＩＰ_３およびＩＰ_４の直交投影ＩＰ_{ｏｒｔｈ，３}、ＩＰ_{ｏｒｔｈ，４}を示す。図５Ａは、透明なハイト（ＣＨ）の定義を提供する。図５Ｂは、クリアアパーチャ（ＣＡ）の定義を提供する。図６は、Ｈ_ＬおよびＨ_ｏｐｔの定義を提供する。図７は、複数の切断レンズ素子とレンズハウジングとを含むレンズ鏡筒を示す。

Claims

１≦ｉ≦ＮであるＬ_ｉと記された複数のＮ個のレンズ素子と、光路屈曲素子（ＯＰＦＥ）とを含むレンズであって、第１のレンズ素子Ｌ_１が物体側に面し、最後のレンズ素子Ｌ_Ｎが像側に面するレンズと、
イメージセンサと、を含むカメラであって、
前記複数のレンズ素子のうちの少なくとも１つは、前記ＯＰＦＥの物体側に位置し、関連する第１の光軸を有し、
前記複数のレンズ素子のうちの少なくとも他の１つは、前記ＯＰＦＥの像側に位置し、関連する第２の光軸を有し、
前記レンズは、有効焦点距離（ＥＦＬ）およびＦ値（ｆ／＃）を有し、
前記ＥＦＬは、前記第２の光学レンズ軸に沿ったレンズ素子の独立した運動によって、最小ＥＦＬ_ＭＩＮと最大ＥＦＬ_ＭＡＸとの間で連続的に変化させることができ、
ＥＦＬ_ＭＡＸ／ＥＦＬ_ＭＩＮ＞１．５である、カメラ。
前記カメラは、開口径ＤＡを有し、ショルダー高さＳＨを有するショルダーを有するカメラモジュールに含まれ、ＤＡ＞ＳＨである、請求項１に記載のカメラ。
前記レンズは、Ｇ１およびＧ２とマークされた２つのレンズ群に分割され、
前記ＥＦＬの連続的な変化は、Ｇ１およびＧ２の独立した運動によって得られる、請求項１に記載のカメラ。
Ｇ１が、３つのレンズ素子サブグループＧ１－１、Ｇ１－２、Ｇ１－３、および、前記ＯＰＦＥを含み、
Ｇ１－１が、前記ＯＰＦＥの前記物体側に位置し、
Ｇ１－２およびＧ１－３が、前記ＯＰＦＥの前記像側に位置する、請求項３に記載のカメラ。
Ｇ２は、レンズ素子サブグループＧ２－１及びＧ２－２を含み、
Ｇ２－１は、Ｇ１－２の像側に位置し、Ｇ１－３の物体側に位置し、
Ｇ２－２は、Ｇ１－３の像側に位置する、請求項３に記載のカメラ。
Ｇ１およびＧ２は、合焦のために、前記イメージセンサに対して１つのレンズとして一緒に移動されるように動作可能である、請求項３に記載のカメラ。
前記イメージセンサは、光学的像安定化（ＯＩＳ）のためにＧ１及びＧ２の両方に対して移動されるように動作可能である、請求項３に記載のカメラ。
ＯＩＳのための前記イメージセンサの前記運動は、２方向に行われ、
前記２方向は、前記イメージセンサ上の法線に対して垂直であり、互いに垂直である、請求項８に記載のカメラ。
ＤＡ＞１．１×ＳＨである、請求項２に記載のカメラ。
ＤＡ＞１．２×ＳＨである、請求項２に記載のカメラ。
ＤＡ＞１．３×ＳＨである、請求項２に記載のカメラ。
４ｍｍ＜ＳＨ＜１０ｍｍの範囲のショルダー高さＳＨを有するショルダーを有するカメラモジュールに含まれる、請求項１に記載のカメラ。
５ｍｍ＜ＳＨ＜８ｍｍの範囲のショルダー高さＳＨを有するショルダーを有するカメラモジュールに含まれる、請求項１に記載のカメラ。
６ｍｍ＜ＭＨ＜１２ｍｍの範囲のカメラモジュール高さＭＨを有するカメラモジュールに含まれる、請求項１に記載のカメラ。
７ｍｍ＜ＭＨ＜１１ｍｍの範囲のカメラモジュール高さＭＨを有するカメラモジュールに含まれる、請求項１に記載のカメラ。
ショルダー高さＳＨとカメラモジュール高さＭＨとを有するショルダーを有するカメラモジュールに含まれ、
前記ＳＨは４ｍｍ＜ＳＨ＜１０ｍｍの範囲にあり、
前記ＭＨは６ｍｍ＜ＭＨ＜１２ｍｍの範囲にあり、
比率ＳＨ／ＭＨ＜０．９である、請求項１に記載のカメラ。
ＳＨ／ＭＨが０．８未満である、請求項１６に記載のカメラ。
ＳＨ／ＭＨが０．７未満である、請求項１７に記載のカメラ。
ＥＦＬ_ＭＩＮにおけるｆ／＃がｆ／＃_ＭＩＮであり、
ＥＦＬ_ＭＡＸにおけるｆ／＃がｆ／＃_ＭＡＸであり、
比率ｆ／＃_ＭＡＸ／ｆ／＃_ＭＩＮ＜ＥＦＬ_ＭＡＸ／ＥＦＬ_ＭＩＮである、請求項１に記載のカメラ。
ｆ／＃_ＭＡＸ／ｆ／＃_ＭＩＮ＜ＥＦＬ_ＭＡＸ／１．１ｘＥＦＬ_ＭＩＮである、請求項１９に記載のカメラ。
Ｇ１－１が１つのレンズ素子を含み、
Ｇ１－２、Ｇ１－３、Ｇ２－１、およびＧ２－２のそれぞれが２つのレンズ素子を含む、請求項４に記載のカメラ。
前記レンズは切断レンズであり、
前記ＯＰＦＥの前記像側に位置する全てのレンズ素子は、前記第２の光軸に平行な軸に沿って切断される、請求項１に記載のカメラ。
前記レンズは切断レンズであり、
前記ＯＰＦＥの前記物体側に位置する全てのレンズ素子は、前記第１の光軸に平行な軸に沿って切断され、
前記ＯＰＦＥの前記像側に位置する全てのレンズ素子は、前記第２の光軸に平行な軸に沿って切断される、請求項１に記載のカメラ。
前記カメラは、ショルダー高さＳＨを有するショルダーを有するカメラモジュールに含まれ、
前記レンズは、切断レンズであり、
前記レンズは、軸対称レンズ直径に対して３０％だけ切断され、
前記ＳＨは、前記レンズの前記第１および前記第２の光軸に垂直な軸に沿って測定された同じレンズ直径を有する軸対称レンズに対して、前記切断によって１０％を超えて低減される、請求項１に記載のカメラ。
前記カメラは、開口径ＤＡを有し、
前記カメラは、ショルダー高さＳＨを有するショルダーを有するカメラモジュールに含まれ、
前記レンズは、切断レンズであり、
前記レンズは、軸対称レンズ直径に対して３０％だけ切断され、
ＳＨ／ＤＡの比率は、１０％を超えて低減される、請求項１に記載のカメラ。
Ｇ１－１がＬ_１を含む、請求項４に記載のカメラ。
ＤＡが５ｍｍ＜ＤＡ＜１１ｍｍの範囲であり、
ｆ／＃が１．８＜ｆ／＃＜６．０の範囲である、請求項２に記載のカメラ。
ＤＡが７ｍｍ＜ＤＡ＜１０ｍｍの範囲であり、
ｆ／＃が２．０＜ｆ／＃＜５．０の範囲である、請求項２に記載のカメラ。
前記Ｌ_１は、ガラス製であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
Ｌ_１の焦点距離がｆ_１であり、
ｆ_１＜１．１×ＥＦＬ_ＭＩＮである、請求項１に記載のカメラ。
Ｎ＝９である、請求項１に記載のカメラ。
レンズ素子Ｌ_１－Ｌ_９のパワー系列が、プラス－マイナス－マイナス－プラス－マイナス－プラス－マイナス－マイナス－プラスである、請求項３１に記載のカメラ。
前記Ｌ_２は、前記ＯＰＦＥの前記像側に位置する前記第１のレンズ素子であり、
前記ＯＰＦＥとＬ_２との間の間隔は、ｄ_Ｍ－Ｌとマークされ、
ｄ_Ｍ－Ｌは、前記ＥＦＬの継続的な変化に対して変化しない、請求項１に記載のカメラ。
前記カメラが全トラック長ＴＴＬを有し、
ｄ_Ｍ－ＬとＴＴＬとの比率がｄ_Ｍ－Ｌ／ＴＴＬ＜７．５％である、請求項３３に記載のカメラ。
前記カメラは、全トラック長ＴＴＬを有し、
前記Ｌ_１は、前記ＯＰＦＥの物体側に位置する前記唯一のレンズ素子であり、
前記Ｌ_１と前記ＯＰＦＥとの間の間隔は、ΔＬＯであり、
ΔＬＯ／ＴＴＬ＜１％である、請求項１に記載のカメラ。
ΔＬＯ／ＴＴＬ＜０．５％である、請求項３６に記載のカメラ。
前記ＯＰＦＥがミラーである、請求項１に記載のカメラ。
ＥＦＬ_ＭＡＸ／ＥＦＬ_ＭＩＮ＞１．７５である、請求項１に記載のカメラ。
ＥＦＬ_ＭＡＸ／ＥＦＬ_ＭＩＮ＞１．９である、請求項１に記載のカメラ。
３０ｍｍ＜ＥＦＬ_ＭＡＸ＜５０ｍｍであり、
１０ｍｍ＜ＥＦＬ_ＭＩＮ＜３０ｍｍである、請求項１に記載のカメラ。
前記イメージセンサは、センサ対角線ＳＤを有し、
ＳＤは、３ｍｍ＜ＳＤ＜１０ｍｍの範囲である、請求項１に記載のカメラ。
請求項１に記載のカメラを含むモバイル機器であって、
前記モバイル機器は、機器厚さＴおよびカメラバンプ領域を有し、
前記バンプ領域は、高められた厚さＴ＋Ｂを有し、
前記カメラの第１の領域は、前記カメラバンプ領域に組み込まれ、
前記カメラの第２の領域は、前記カメラバンプに組み込まれない、モバイル機器。
Ｎ＝９であり、
前記カメラの前記第１の領域は、Ｌ_１および前記ＯＰＦＥを含み、
前記カメラの前記第２の領域は、レンズ素子Ｌ_２－Ｌ_９および前記イメージセンサを含む、請求項４２に記載のモバイル機器。
前記モバイル機器は、第２の有効焦点距離ＥＦＬ_２を有する第２のカメラをさらに含み、
ＥＦＬ_２＜ＥＦＬ_ＭＩＮである、請求項４２に記載のモバイル機器。
前記モバイル機器がスマートフォンである、請求項４２に記載のモバイル機器。