小形状因数摄远相机、摄远镜头系统及相关设备的制作方法
【专利摘要】本公开涉及小形状因数摄远相机、摄远镜头系统及相关设备。一种相机包括：被配置为捕捉被投射到感光器的表面上的光的所述感光器；被配置为折射来自位于相机的前方的物场的光以在所述感光器的所述表面处的像平面处形成场景的图像的摄远透镜系统，其中所述透镜系统包括沿着相机的光轴布置的多个折射型透镜元件，所述多个透镜元件中的至少一个透镜元件的至少一个表面是非球面的；并且其中所述透镜系统具有有效焦距f，所述透镜系统的总轨道长度(TTL)是6.0毫米或更小，并且所述透镜系统的摄远比率(TTL/f)在0.74到1.0的范围内。本公开的一个实施例要解决的问题是在小形状因数摄远相机中实现优质光学性能和高图像分辨率。
【专利说明】小形状因数摄远相机、摄远镜头系统及相关设备
【技术领域】
[0001] 本公开一般地涉及相机系统，更具体而言涉及高分辨率、小形状因数摄远 (telephoto)相机系统。
【背景技术】
[0002] 诸如智能电话和平板或板状（pad)设备之类的小型移动多用途设备的出现导致 了对用于集成在这些设备中的高分辨率、小形状因数相机的需求。然而，由于传统相机技术 的限制，与用更大、更高质量的相机所能实现的相比，在这样的设备中使用的传统小相机往 往是以更低的分辨率和/或更低的图像质量来捕捉图像的。用小包装尺寸的相机实现更高 的分辨率一般要求使用像素尺寸小的感光器和良好、紧凑的成像透镜系统。技术的进步已 实现了感光器的像素尺寸的减小。然而，随着感光器变得更紧凑和强大，对于具有改善的成 像质量性能的紧凑成像透镜系统的需求已经增加。 实用新型内容
[0003] 本公开的实施例可以提供小包装尺寸的高分辨率摄远相机。描述了一种相机，其 包括感光器和紧凑摄远透镜系统。描述了紧凑摄远透镜系统的实施例，其与传统的小形状 因数相机中已实现的相比可提供更大的图像并且具有更长的有效焦距。摄远相机的实施例 可以以小包装尺寸实现，同时仍捕捉锐利（sharp)、高分辨率的图像，使得该相机的实施例 适合在诸如蜂窝电话、智能电话、板状或平板计算设备、膝上型电脑、上网本、笔记本电脑、 小型笔记本电脑和超级本计算机之类的小型和/或移动多用途设备中使用。在一些实施例 中，如本文所述的摄远相机可与传统的更宽视野的小格式相机一起被包括在设备中，这将 例如允许用户在利用设备捕捉图像时在不同的相机格式（摄远或宽视野）之间进行选择。
[0004] 描述了包括五个具有折光力的透镜元件的紧凑摄远透镜系统的实施例。此外，描 述了包括四个具有折光力的透镜元件的紧凑摄远透镜系统的实施例。在实施例中，透镜元 件中的至少一个的物侧表面和像侧表面中的至少一者是非球面的。
[0005] 在至少一些实施例中，摄远透镜系统可以是固定的摄远透镜系统，其被配置成使 得透镜系统的有效焦距f等于或约等于7. 0毫米（mm)(例如，在6. 0-8. Omm的范围内），F 值（焦比）在从约2. 4到约10. 0的范围内，视角（FOV)等于或约等于36度，并且透镜系统 的总轨道长度（TTL)在约5. 2到约7. Omm的范围内。更一般而言，透镜系统可被配置成使 得摄远比率（TTL/f)满足关系：
[0006] 0? 74〈TTL/f〈l. 0。
[0007] 在本文描述的示例实施例中，摄远透镜系统可被配置成使得透镜系统的有效焦距 f?为7.0mm，并且F值为2.8。然而，注意，焦距（和/或其他参数）可被按比例缩放或调节 以满足对于其他相机系统应用的光学、成像和/或包装约束的规格。此外，在一些实施例 中，摄远透镜系统可以是可调节的。例如，摄远透镜系统可配备有可调节的虹膜或孔径光 阑。利用可调节的孔径光阑，可在某个范围内，例如在2. 8到10的范围内，动态地改变F值 (焦比，或者说f/#)。在一些实施例中，可在更快的焦比下（f/#〈2.8)使用透镜系统，其中 在相同FOV下（例如，36度）具有劣化的图像质量性能，或者在更小的FOV下具有合理良好 的性能。
[0008] 各种实施例中的折射型透镜元件可由塑料材料构成。在至少一些实施例中，折射 型透镜元件可由注塑成型的光学塑料材料构成。然而，可以使用其他适当的透明材料。还 要注意，在给定的实施例中，不同的透镜元件可由具有不同光学特性--例如不同的阿贝 数和/或不同的折射率--的材料构成。
[0009] 在紧凑摄远透镜系统的实施例中，可以选择透镜元件材料并且可以计算透镜 元件的折光力分布以满足透镜系统有效焦距要求并且校正色像差和场曲率或珀兹伐和 (Petzval sum)。可通过调节透镜元件的曲率半径和非球面系数或几何形状以及轴向间隔 来减小光学像差的单色和彩色变化，以产生良好校正且均衡的最小残余像差，以及减小总 轨道长度（TTL)并实现小形状因数摄远相机中的优质光学性能和高图像分辨率。
[0010] 本公开的实施例的一个目标在于实现小形状因数摄远相机中的优质光学性能和 高图像分辨率。
[0011] 根据本公开的一个方面，一种相机包括：被配置为捕捉被投射到感光器的表面上 的光的所述感光器；以及被配置为折射来自位于所述相机的前方的物场的光以在所述感光 器的所述表面处的像平面处形成场景的图像的摄远透镜系统，其中所述透镜系统包括沿着 所述相机的光轴布置的多个折射型透镜元件，其中所述多个透镜元件中的至少一个透镜元 件的至少一个表面是非球面的；并且其中所述透镜系统具有有效焦距f，其中所述透镜系 统的总轨道长度（TTL)是6.0毫米或更小，并且其中所述透镜系统的摄远比率（TTL/f)在 0. 74到I. 0的范围内。
[0012] 根据一个实施例，所述透镜系统的有效焦距f在6. 0毫米到8. 0毫米的范围内，并 且所述透镜系统的焦比在2. 4到10. 0的范围内。
[0013] 根据一个实施例，所述透镜系统的有效焦距f是7. 0毫米，并且所述透镜系统的焦 比是2. 8。
[0014] 根据一个实施例，所述摄远透镜系统还包括位于所述透镜系统的第一透镜元件处 或该第一透镜元件前方或者位于所述透镜系统的第一透镜元件与第二透镜元件之间的孔 径光阑。
[0015] 根据一个实施例，所述孔径光阑是能调节以提供2. 4到10的范围内的焦比的孔径 光阑。
[0016] 根据一个实施例，所述多个透镜元件中的至少两个透镜元件是由第一塑料材料构 成的，并且所述多个透镜元件中的至少两个其他透镜元件是由具有与所述第一塑料材料不 同的光学特性的第二塑料材料构成的。
[0017] 根据一个实施例，所述多个透镜元件从物侧到像侧沿着光轴按顺序包括：具有正 折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件；具有负折光力的第二透镜元件；具有负折 光力并且具有凹的物侧表面的第三透镜元件；具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第四 透镜元件；以及具有正折光力并且具有凸的像侧表面的第五透镜元件。
[0018] 根据一个实施例，所述第一透镜元件是双凸透镜，并且所述第一透镜元件的焦距 n 满足条件 0. 35〈fl/f〈0. 45。
[0019] 根据一个实施例，所述第二透镜元件具有凸的物侧表面或凹的物侧表面，并且所 述第三透镜元件和所述第四透镜元件中的一者或两者是双凹透镜。
[0020] 根据一个实施例，所述多个透镜元件从物侧到像侧沿着光轴按顺序包括：具有正 折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件；具有负折光力并且具有凸的物侧表面的第 二透镜元件；具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第三透镜元件；具有负折光力并且具 有凹的物侧表面的第四透镜元件；以及具有正折光力并且具有凸的像侧表面的第五透镜元 件。
[0021] 根据一个实施例，所述第五透镜元件具有正焦距f5、顶点曲率半径RlO和R11，并 且满足条件 〇? 75〈f5/f〈l. 2 和-1〈R10/R11〈0。
[0022] 根据一个实施例，所述多个透镜元件从物侧到像侧沿着光轴按顺序包括：具有正 折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件；具有负折光力的第二透镜元件；具有负折 光力的第三透镜元件；以及具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第四透镜元件。
[0023] 根据一个实施例，所述第三透镜元件具有焦距f3、曲率半径R6和R7,并且满足条 件-0. 7〈f3/f〈-0. 4和-500〈R6/R7〈20 ;并且所述第四透镜元件具有焦距f4、曲率半径R8和 R9,并且满足条件 0. 8〈f4/f〈l. 5 和 0. 0〈R8/R9〈1. 0。
[0024] 根据一个实施例，所述第一透镜元件和所述第二透镜元件形成具有正折光力和满 足关系0. 75〈fl2/f〈l. 0的焦距f 12的高斯型双合透镜，并且所述第三透镜元件和所述第四 透镜元件形成具有负折光力和满足关系-2. 0〈f34/f〈-l. 0的焦距f34的空气间隔双合透 镜。
[0025] 根据一个实施例，所述第二透镜元件具有凸的物侧表面，并且所述第三透镜元件 具有凸的物侧表面或凹的物侧表面。
[0026] 根据本公开的另一个方面，一种摄远透镜系统包括：沿着所述摄远透镜系统的光 轴布置的多个折射型透镜元件，其中所述多个透镜元件中的至少一个透镜元件的至少一个 表面是非球面的；其中所述摄远透镜系统具有在6. 0毫米到8. 0毫米的范围内的有效焦距 f，其中所述摄远透镜系统的总轨道长度（TTL)是7.0毫米或更小，并且其中所述透镜系统 的摄远比率（TTL/f)在0. 74到I. 0的范围内；并且其中所述多个透镜元件中的至少两个透 镜元件是由第一材料构成的，并且其中所述多个透镜元件中的至少两个其他透镜元件是由 具有与所述第一材料不同的光学特性的第二材料构成的。
[0027] 根据一个实施例，所述多个透镜元件从物侧到像侧沿着光轴按顺序包括：具有正 折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件；具有负折光力的第二透镜元件；具有负折 光力并且具有凹的物侧表面的第三透镜元件；具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第四 透镜元件；以及具有正折光力并且具有凸的像侧表面的第五透镜元件。
[0028] 根据一个实施例，所述多个透镜元件从物侧到像侧沿着光轴按顺序包括：具有正 折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件；具有负折光力并且具有凸的物侧表面的第 二透镜元件；具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第三透镜元件；具有负折光力并且具 有凹的物侧表面的第四透镜元件；以及具有正折光力并且具有凸的像侧表面的第五透镜元 件。
[0029] 根据一个实施例，所述多个透镜元件从物侧到像侧沿着光轴按顺序包括：具有正 折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件；具有负折光力的第二透镜元件；具有负折 光力的第三透镜元件；以及具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第四透镜元件。
[0030] 根据本公开的又一个方面，一种设备包括：一个或多个处理器；一个或多个相机； 以及包括可由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行来控制所述一个或多个相 机的操作的指令的存储器；其中所述一个或多个相机中的至少一个相机是摄远相机，该摄 远相机包括：被配置为捕捉被投射到感光器的表面上的光的所述感光器；以及被配置为折 射来自位于所述相机的前方的物场的光以在邻近所述感光器的所述表面的像平面处形成 场景的图像的摄远透镜系统，其中所述透镜系统包括沿着所述相机的光轴布置的多个折射 型透镜元件，其中所述多个透镜元件中的至少一个透镜元件的至少一个表面是非球面的； 并且其中所述摄远透镜系统具有有效焦距f，其中所述透镜系统的总轨道长度（TTL)是6.0 毫米或更小，并且其中所述透镜系统的摄远比率（TTL/f)在0. 74到I. 0的范围内。
[0031] 本公开的实施例的技术效果在于实现了小形状因数摄远相机中的优质光学性能 和高图像分辨率。
【专利附图】
【附图说明】
[0032] 图1是包括含有五个折射型透镜元件的紧凑摄远透镜系统的紧凑摄远相机的示 例实施例的截面图示。
[0033] 图2示出了对于如图1所示的紧凑摄远透镜系统的在半视角和范围从470nm到 650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线的图。
[0034] 图3是包括含有五个折射型透镜元件的紧凑摄远透镜系统的紧凑摄远相机的另 一示例实施例的截面图示。
[0035] 图4示出了对于如图3所示的紧凑摄远透镜系统的在半视角和范围从470nm到 650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线的图。
[0036] 图5是包括含有五个带折光力的透镜元件的紧凑摄远透镜系统的紧凑摄远相机 的另一示例实施例的截面图示。
[0037] 图6示出了对于如图5所示的紧凑摄远透镜系统的在半视角和范围从470nm到 650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线的图。
[0038] 图7是包括含有四个带折光力的透镜元件的紧凑摄远透镜系统的紧凑摄远相机 的示例实施例的截面图示。
[0039] 图8、9和10示出了对于如图7所示的紧凑摄远透镜系统的实施例的在半视角 (half field of view, HF0V)和范围从470nm到650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲 线的图。
[0040] 图11是包括含有五个带折光力的透镜元件的紧凑摄远透镜系统的紧凑摄远相机 的示例实施例的截面图示，其中孔径光阑位于第一透镜元件处并且在透镜系统的前顶点后 方。
[0041] 图12示出了对于如图11所示的紧凑摄远透镜系统的在半视角和范围从470nm到 650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线的图。
[0042] 图13是包括含有五个带折光力的透镜元件的紧凑摄远透镜系统的紧凑摄远相机 的示例实施例的截面图示，其中孔径光阑位于第一和第二透镜元件之间。
[0043] 图14示出了对于如图13所示的紧凑摄远透镜系统的在半视角和范围从470nm到 650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线的图。
[0044] 图15是根据至少一些实施例的用于利用如图1、3、5、11和13所示的相机来捕捉 图像的方法的高级别流程图。
[0045] 图16是根据至少一些实施例的用于利用如图7所示的相机来捕捉图像的方法的 流程图。
[0046] 图17示出了可在实施例中使用的示例计算机系统。
[0047] 本说明书包括对"一个实施例"或"一实施例"的提及。短语"在一个实施例中"或 "在一实施例中"的出现不一定指的是同一实施例。可以按符合本公开的任何适当方式来组 合特定的特征、结构或特性。
[0048] "包括"。这个词是开放式的。当用在权利要求中时，这个词不排除额外的结构或 步骤。考虑一个权利要求记载了 ："一种装置，包括一个或多个处理单元……"。这样的权利 要求不排除该装置包括额外的组件（例如，网络接口单元、图形电路系统，等等）。
[0049] "被配置为"。各种单元、电路或其他组件可被描述或在权利要求中记载成"被配 置为"执行一个或多个任务。在这样的上下文中，"被配置为"用于通过表明该单元/电路 /组件包括在操作期间执行这一个或多个任务的结构（例如，电路系统）来暗示结构。这 样，即使当指定的单元/电路/组件当前未工作时（例如，未开启），也可以说该单元/结 构/组件被配置为执行该任务。与"被配置为"语句一起使用的单元/电路/组件包括硬 件--例如，电路、存储可执行来实现该操作的程序指令的存储器，等等。明确希望，记载单 元/电路/组件"被配置为"执行一个或多个任务玉会对于该单元/电路/组件援用35U. S.C. §112,第六款。此外，"被配置为"可包括被软件和/或固件（例如，FPGA或者执行软 件的通用处理器）操纵来以能够执行所讨论的（一个或多个）任务的方式操作的通用结构 (例如，通用电路系统）。"被配置为"还可包括使制造过程（例如，半导体制造设施）适合 于制造适于实现或执行一个或多个任务的设备（例如，集成电路）。
[0050] "第一"、"第二"等等。当在本文中使用时，这些词语用作其后的名词的标签，并且 不意味着任何类型的排序（例如，空间的、时间的、逻辑的，等等）。例如，缓冲器电路在本文 中可被描述为执行对于"第一"值和"第二"值的写操作。词语"第一"和"第二"不一定意 味着第一值必须在第二值之前被写入。
[0051] "基于"。当在本文中使用时，这个词语用于描述影响确定的一个或多个因素。这 个词语不排除可影响确定的额外因素。也就是说，确定可以仅仅基于这些因素，或者至少部 分地基于这些因素。考虑短语"基于B来确定A"。虽然在此情况中，B是影响对A的确定 的因素，但这样的短语并不排除对A的确定还基于C。在其他场合中，可以仅仅基于B来确 定A。
【具体实施方式】
[0052] 描述了包括感光器和紧凑摄远透镜系统的小形状因数相机的实施例。描述了包括 四个或五个透镜元件的紧凑摄远透镜系统的各种实施例，其可用在相机中并且与传统的紧 凑相机相比提供了更大的图像并且具有更长的有效焦距。该相机可以以小包装尺寸实现， 同时仍捕捉锐利、高分辨率的图像，使得该相机的实施例适用于诸如蜂窝电话、智能电话、 板状或平板计算设备、膝上型电脑、上网本、笔记本电脑、小型笔记本电脑和超级本计算机 等等之类的小型和/或移动多用途设备中。然而，注意，该相机的各方面（例如，透镜系统 和感光器）可被比例放大或缩小提供具有更大或更小的包装尺寸的相机。此外，相机系统 的实施例可实现为独立的数字相机。除了静止（单帧捕捉）相机应用以外，相机系统的实 施例还可适应以用于视频相机应用中。
[0053] 描述了紧凑摄远透镜系统的若干个示例实施例，包括具有五个折射透镜元件的实 施例和具有四个折射透镜元件的实施例。图1和3示出了对包括五个折射透镜元件的示例 实施例的变型。图5示出了包括五个折射透镜元件的另一示例实施例。图7示出了包括四 个折射透镜元件的实施例的示例。图11和13示出了具有五个折射透镜元件的示例实施例， 其中孔径光阑的位置与图1、3和5的实施例中的不同。然而，注意，这些示例并不旨在进行 限制，并且在仍实现类似的效果的同时，对于透镜系统给出的各种参数的变化是可能的。例 如，描述了对图7中所示的包括四个折射透镜元件的实施例的变型。
[0054] 各种实施例中的折射透镜元件可由塑料材料构成。在至少一些实施例中，折射透 镜元件可由注塑成型的塑料材料构成。然而，可以使用其他透明材料。还要注意，在给定的 实施例中，不同的透镜元件可由具有不同光学特性--例如不同的阿贝数和/或不同的折 射率--的材料构成。
[0055] 小形状闵数摄远相机
[0056] 在图1、3、5、7、11和13的每一幅中，不例相机至少包括一紧凑摄远透镜系统和一 感光器。感光器可以是根据各种类型的感光器技术中的任何一种实现的一个或多个集成 电路（IC)技术芯片。可以使用的感光器技术的示例是电荷耦合器件（CCD)技术和互补金 属氧化物半导体（CMOS)技术。在至少一些实施例中，感光器的像素尺寸可以是1.2微米或 更小，尽管也可使用更大的像素尺寸。在非限制性的示例实施例中，感光器可以根据1280x 720像素图像格式来制造以捕捉1兆像素（megapixel)图像。然而，在实施例中可以使用其 他像素格式，例如5兆像素、10兆像素或者更大或更小的格式。
[0057] 相机还可包括位于第一透镜元件前方（即，在第一透镜元件的物侧）的前部孔径 光阑（aperture stop，AS)。虽然图1、3、5和7示出了前部孔径光阑位于透镜系统的前顶点 处或前顶点附近，但孔径光阑的位置可以更靠近或更远离第一透镜元件。另外，在一些实施 例中，孔径光阑可位于摄远透镜系统中的别处。例如，孔径光阑可位于第一透镜元件处，但 在透镜系统的前顶点的后方，如图11所示，或者位于第一和第二透镜元件之间，如图13所 /Jn 〇
[0058] 相机还可以--但不一定--包括位于摄远透镜系统的最末透镜元件与感光器 之间的红外（IR)滤光器。IR滤光器可例如由玻璃材料构成。然而，可以使用其他材料。注 意，IR滤光器不影响摄远透镜系统的有效焦距f。还要注意，相机还可包括除了本文图示和 描述的以外的其他组件。
[0059] 在相机中，摄远透镜系统在感光器的表面处或附近的像平面（IP)处形成图像。 远处物体的图像尺寸与透镜系统的有效焦距f?直接成正比。摄远透镜系统的总轨道长度 (total track length,TTL)是第一（物侧）透镜元件的物侧表面处的前顶点与像平面之间 在光轴（AX)上的距离。对于摄远透镜系统，总轨道长度（TTL)小于透镜系统有效焦距（f)， 并且总轨道长度与焦距的比率（TTL/f)是摄远比率（tel印hoto ratio)。为了要被分类为 摄远透镜系统，TTF/f?小于或等于1。
[0060] 在至少一些实施例中，摄远透镜系统可以是固定的摄远透镜系统，其被配置成使 得透镜系统的有效焦距f等于或约等于7. 0毫米（mm)(例如，在6. 0-8. Omm的范围内），F 值（焦比或者f/#)在从约2. 4到约10. 0的范围内，视角（FOV)等于或约等于36度（虽然 可以实现更窄或更宽的F0V)，并且透镜系统的总轨道长度（TTL)在约5. 2到约7. Omm的范 围内。更一般而言，摄远透镜系统可被配置成使得摄远比率（TTL/f)满足关系：
[0061] 0? 74〈TTL/f〈l. 0。
[0062] 在本文描述的示例实施例中（参见图1、3、5、7、11和13)，摄远透镜系统可被配置 成使得透镜系统的有效焦距f在参考波长555nm下为7. 0mm，并且F值为2. 8。透镜系统可 以例如被配置为具有7. Omm的焦距f和2. 8的F值以满足对于特定相机系统应用所规定的 光学、成像和/或包装约束。注意，也称为焦比或f/#的F值由f/D定义，其中D是入射光 瞳的直径，即，有效孔径。作为示例，在f = 7. 0mm，以2. 5mm的有效孔径实现2. 8的F值。 示例实施例还可被配置为具有等于或约等于36度的视角（FOV)。示例实施例的总轨道长度 (TTL)从约5. 6mm到约6. Omm不等。摄远比率（TTL/f)从而在约0? 8到约0? 857的范围内 变化。
[0063] 然而，注意，焦距f、F值和/或其他参数可被按比例缩放或调节以满足对于其他相 机系统应用的光学、成像和/或包装约束的各种规格。可作为对于特定相机系统应用的要 求来规定的和/或对于不同的相机系统应用可改变的对相机系统的约束包括但不限于焦 距f、有效孔径、F值、视角（FOV)、成像性能要求以及包装体积或尺寸约束。
[0064] 在一些实施例中，摄远透镜系统可以是可调节的。例如，在一些实施例中，如本文 所述的摄远透镜系统可配备有可调节的虹膜（入射光瞳）或孔径光阑。利用可调节的孔 径光阑，可在一范围内动态地改变F值（焦比或f/#)。例如，如果透镜系统被良好校正于 f/2. 8、给定的焦距f和F0V，则通过调节孔径光阑--假定孔径光阑可被调节到F值设定， 可在2.8到10(或更高）的范围内改变焦比。在一些实施例中，通过调节孔径光阑可在更 快的焦比下（f/#〈2. 8)使用透镜系统，其中在相同FOV下（例如，36度）具有劣化的图像质 量性能，或者在更小的FOV下具有合理良好的性能。
[0065] 虽然本文可给出值的范围作为其中一个或多个光学参数可被动态改变（例如，利 用可调节的孔径光阑）的可调节相机和透镜系统的示例，但可以实现包括固定的（不可调 节的）摄远透镜系统的相机系统的实施例，其中光学和其他参数的值在这些范围内。
[0066] 首先参考如图1、3、11和13所示的实施例，相机（100、200、500或600)的紧凑摄 远透镜系统（110、210、510或610)可包括从物侧到像侧按顺序沿着光轴AX布置的具有折 光力和透镜系统有效焦距f的五个透镜元件（图1的透镜系统110中的101-105,图3的透 镜系统210中的201-205,透镜系统510中的501-505,透镜系统610中的601-605):
[0067] ?具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件11(101、201、501或601);
[0068] ?具有负折光力并且具有凸或凹的物侧表面的第二透镜元件L2(102、202、502或 602)；
[0069] ?具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第三透镜元件L3(103、203、503或603);
[0070] ?具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第四透镜元件L4(104、204、504或604); 以及
[0071] ?具有正折光力并且具有凸的像侧表面的第五透镜元件L5 (105、205、505或605)。
[0072] 此外，第五透镜元件的物侧表面和像侧表面中的至少一者是非球面的。
[0073] 透镜系统110、210、510和610被配置成使得摄远比率（TTL/f)满足关系：
[0074] 0. 74<TTL/f<l. 0〇 (1)
[0075] 透镜系统110、210、510和610的第一透镜元件LI可具有正折光力和长度fl并且 可满足关系：
[0076] 0? 35〈fl/f〈0. 45。 （2)
[0077] 在透镜系统110、210、510和610的至少一些实施例中，LI可以是形状双凸的，具 有顶点曲率半径R2和R3并且具有满足如下条件的形状：
[0078] -0? 35〈R2/R3〈0， (3)
[0079] 其中R2是LI的物侧曲率半径，并且R3是LI的像侧曲率半径。
[0080] 透镜系统110、210、510和610的第二、第三和第四透镜元件（L2、L3和L4)可分别 具有负的折光力和负的焦距f2、f3和f4,并且可满足以下条件：
[0081] -0? 7〈f2/f〈-0. 4,并且-5. 0〈R4/R5〈7. 0， (4)
[0082] -3. 5〈f3/f〈_l. 0,并且-15. 0〈R6/R7〈0. 5， (5)
[0083] -0? 6〈f4/f〈_0. 3,并且-2. 0〈R8/R9〈_0. 5， (6)
[0084] 其中：
[0085] *R4是第二透镜元件L2的物侧表面曲率半径，并且R5是L2的像侧表面的曲率半 径，
[0086] *R6是第三透镜元件L3的物侧表面的曲率半径，并且R7是L3的像侧表面的曲率 半径，并且
[0087] *R8是第四透镜元件L4的物侧表面的曲率半径，并且R9是L4的像侧表面的曲率 的半径。
[0088] 第二透镜元件L2可具有负折光力并且可要么具有负弯月形状要么可以是双凹形 状的。L2是负弯月形状的并且具有凸的物侧表面的示例实施例由图1的透镜系统110中的 透镜元件102图示。L2具有凹的物侧表面并且是双凹形状的示例实施例由图3的透镜系统 210中的透镜元件202图示。
[0089] 透镜系统110、210、510和610的第五透镜元件L5可具有正折光力和正的焦距f5， 并且可满足以下条件：
[0090] 0? 5〈f5/f〈0. 8,并且-I. 5〈R10/R11〈_0. 5， (7)
[0091] 其中RlO是第五透镜元件L5的物侧表面的曲率半径，并且Rll是L5的像侧表面 的曲率半径。
[0092] 在如图1、3、11和13所示的至少一些实施例中，第一透镜元件Ll和第四透镜元件 L4可由具有阿贝数Vl的材料（例如，塑料材料）构成。第二、第三和第五透镜元件L2、L3 和L5可由具有阿贝数V2的材料（例如，塑料材料）构成。透镜元件的材料的阿贝数可满 足条件：
[0093] 30〈V1_V2〈35。 (8)
[0094] 现在参考如图5所示的实施例，相机300的紧凑摄远透镜系统310可包括从物 侧到像侧按顺序沿着光轴AX布置的具有折光力和透镜系统有效焦距f的五个透镜元件 (301-305)：
[0095] ?具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件LI (301);
[0096] ?具有负折光力并且具有凸的物侧表面的第二透镜元件L2(302);
[0097] ?具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第三透镜元件L3 (303);
[0098] ?具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第四透镜元件L4(304);以及
[0099] ?具有正折光力并且具有凸的像侧表面的第五透镜元件L5(305)。
[0100] 此外，第五透镜元件的物侧表面和像侧表面中的至少一者是非球面的。
[0101] 透镜系统310被配置成使得摄远比率（TTL/f)满足关系：
[0102] 0? 74〈TTL/f〈l. 0。 (1)
[0103] 图5的透镜系统310与图1和3的透镜系统110和210至少在以下方面是不同的。 透镜系统310的第三透镜元件L3 (303)具有正折光力或正焦距f3。正透镜元件L3具有顶 点曲率半径R6和R7,并且满足关系：
[0104] R6〈R7,并且 0〈R6/R7〈1. 0， (9)
[0105] 其中R6是第三透镜元件L3的物侧表面的曲率半径，并且R7是L3的像侧表面的 曲率半径。透镜元件L3是正弯月形状的并且具有凸的物侧表面。
[0106] 在透镜系统310中，第一透镜元件Ll (301)可具有正折光力和长度fl，并且可满足 关系：
[0107] 0? 35〈fl/f〈0. 45。 （2)。
[0108] 在至少一些实施例中，LI可以是双凸形状的，具有顶点曲率半径R2和R3并且具 有满足以下关系的形状：
[0109] -0? 35〈R2/R3〈0， (3)
[0110] 其中R2是LI的物侧曲率半径，并且R3是LI的像侧曲率半径。
[0111] 在透镜系统310中，第二透镜元件L2 (302)可具有负折光力和负焦距f2、物侧表面 曲率半径R4和像侧表面曲率半径R5,并且可满足条件：
[0112] -0? 7〈f2/f〈-0. 4,并且 0〈R4/R5〈6. 0? (10)
[0113] 在透镜系统310中，第四透镜元件L4(304)可具有负折光力和负焦距f4,并且可满 足条件：
[0114] -0? 6〈f4/f〈-0. 3,并且-3. 0〈R8/R9〈0， (11)
[0115] 其中R8是透镜元件L4的物侧表面曲率半径，并且R9是L4的像侧表面的曲率半 径。
[0116] 在透镜系统310中，第五透镜元件L5 (305)可具有正折光力和正焦距f5,可具有凸 的像侧表面，并且可满足以下条件：
[0117] 0? 75〈f5/f〈l. 2,并且-1〈R10/R11〈0， (12)
[0118] 其中RlO是第五透镜元件L5的物侧表面的曲率半径，并且Rll是L5的像侧表面 的曲率半径。
[0119] 在透镜系统310的至少一些实施例中，第一透镜元件Ll和第四透镜元件L4可由 具有阿贝数Vl的材料（例如，塑料材料）构成。第二、第三和第五透镜元件L2、L3和15可 由具有阿贝数V2的材料（例如，塑料材料）构成。透镜元件的材料的阿贝数可满足条件：
[0120] 30〈V1_V2〈35。 (8)
[0121] 现在参考如图7所示的实施例，相机400的紧凑摄远透镜系统410可包括从物 侧到像侧按顺序沿着光轴AX布置的具有折光力和透镜系统有效焦距f的四个透镜元件 (401-404)：
[0122] ?具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件Ll (401);
[0123] ?具有负折光力的第二透镜元件L2 (402);
[0124] ?具有负折光力的第三透镜元件L3 (403);以及
[0125] ?具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第四透镜元件L4(404)。
[0126] 此外，第四透镜元件的物侧表面和像侧表面中的至少一者是非球面的。
[0127] 透镜系统410被配置成使得摄远比率（TTL/f)满足关系：
[0128] 0? 74〈TTL/f〈l. 0。 (1)
[0129] 在透镜系统410中，第一透镜元件LI (401)可具有正折光力和长度fl，并且可满足 关系：
[0130] 0? 35〈fl/f〈0. 45。 （2)。
[0131] 在透镜系统410的至少一些实施例中，LI可以是双凸形状的，具有顶点曲率半径 R2和R3,并且可满足条件：
[0132] -0? 35〈R2/R3〈0， (3)
[0133] 其中R2是LI的物侧曲率半径，并且R3是LI的像侧曲率半径。
[0134] 在透镜系统410中，第二透镜元件L2 (402)可具有负折光力和负焦距f2,可具有物 侧表面曲率半径R4和像侧表面曲率半径R5,并且可满足条件：
[0135] -0? 7〈f2/f〈-0. 4,并且 0〈R4/R5〈6. 0。 (10)
[0136] 在至少一些实施例中，透镜元件L2可具有凸的物侧曲率半径R4和凹的像侧曲率 半径R5。
[0137] 在透镜系统410中，第三透镜元件L3 (403)可具有负折光力和负焦距f3,可具有物 侧表面曲率半径R6和像侧表面曲率半径R7,并且可满足条件：
[0138] -0? 7〈f3/f〈-0. 4,并且-500〈R6/R7〈20。 （13)
[0139] 在各种实施例中，元件L3可具有凹的或凸的物侧曲率半径R6和凹的像侧曲率半 径R7。在至少一些实施例中，透镜元件L2和L3可可间隔开轴向距离T5。
[0140] 在透镜系统410中，第四透镜元件L4(404)可具有正折光力和正焦距f4,并且可满 足以下条件：
[0141] 0? 8〈f4/f〈l. 5,并且 0? 0〈R8/R9〈1. 0， (14)
[0142] 其中R8是透镜元件L4的物侧表面曲率半径，并且R9是L4的像侧表面的曲率半 径。
[0143] 在透镜系统410的至少一些实施例中，第一透镜元件Ll和第三透镜元件L3可由 具有阿贝数Vl的材料（例如，塑料材料）构成。第二透镜元件L2和第四透镜元件L4可由 具有阿贝数V2的材料（例如，塑料材料）构成。透镜元件的材料的阿贝数可满足条件：
[0144] 30〈V1_V2〈35。 (8)
[0145] 在透镜系统410的至少一些实施例中，透镜元件LI和L2可布置得彼此紧邻，使得 Ll和L2的组合可被视为具有正折光力或正焦距H2的空气间隔双合透镜L12。在透镜系 统410的至少一些实施例中，透镜元件L3和L4可布置得彼此紧邻，使得L3和L4的组合可 被视为具有负折光力和负焦距f34的双合透镜L34。L12与L34之间的轴向间隔可由T5给 出。
[0146] 紧凑摄远诱镜系统
[0147] 以下参考图1至图10提供了可在小形状因数摄远相机中使用的紧凑摄远透镜系 统的各种实施例的进一步细节。
[0148] 图1是包括紧凑摄远透镜系统110的紧凑摄远相机100的示例实施例的截面图 示。透镜系统110包括具有折光力的五个透镜元件（101-105)。从物侧到像侧（图中从左到 右）沿着相机100的光轴AX布置的是孔径光阑AS、具有正折光力并且具有凸的物侧表面和 焦距n的第一透镜元件Ll (101)、具有负折光力并且具有凸的物侧表面和焦距f2的第二透 镜元件L2 (102)、具有负折光力并且具有凹的物侧表面和焦距f 3的第三透镜元件L3 (103)、 具有负折光力并且具有凹的物侧表面和焦距f4的第四透镜元件L4(104)以及具有正折光 力并且具有凸的像侧表面和焦距f5的第五透镜元件L5 (105)。透镜系统110在感光器120 的表面处形成像平面。在一些实施例中，红外（IR)滤光器可位于第五透镜元件L5与感光 器120之间。
[0149] 透镜系统110的有效焦距给定为f。紧凑摄远透镜系统110的总轨道长度（TTL) 是第一透镜元件Ll的物侧表面与像平面之间在光轴AX上的距离。透镜系统110被配置成 使得透镜系统110的摄远比率（TTL/f)满足关系：
[0150] 0. 74<TTL/f<l. 0〇
[0151] 可位于透镜元件LI的前表面处的孔径光阑AS决定透镜系统110的入射光瞳孔 径。透镜系统110焦比或F值f/#定义为透镜系统110的有效焦距f除以入射光瞳直径。 IR滤光器可起到阻挡可损坏或不利地影响感光器的红外辐射的作用，并且可被配置为对于 f没有影响。
[0152] 表1A-1C提供了如图1所示的相机100和透镜系统110的示例实施例的各种光 学和物理参数的示例值。可以参考表1A-1C来为透镜系统110提供光学处方（optical prescription)〇
[0153] 参考表1A-1C，透镜系统110的实施例覆盖了从470纳米（nm)到650nm的光谱的 可见光区中的应用，参考波长为555nm。表IA中所示的透镜系统110有效焦距f是在555nm 下的。表1A-1C中的光学处方对于7毫米（mm)的有效焦距f在470nm到650nm的光谱上 在f/2. 8下提供了高图像质量性能，覆盖了 36度的视角（FOV) (18度的半F0V)。图1中示 出的具有如表1A-1C所示的光学处方的紧凑透镜系统110具有5. 7mm的总轨道长度（TTL) 和0. 814的摄远比率（TTL/f)。
[0154] 透镜系统110的五个透镜元件LI、L2、L3、L4和L5可由具有如表IB中列出的折 射率和阿贝数的塑料材料构成。如表IB中所示，在透镜系统110的至少一些实施例中，两 类塑料材料可用于透镜元件。透镜元件Ll和L4可由具有56. 1的阿贝数Vl的同一塑料材 料构成，并且透镜元件L2和L3可由具有23. 3的阿贝数V2的另一塑料材料构成。具有正 折光力的透镜元件L5是由具有阿贝数V2 = 23. 3的塑料材料形成的。将这两种塑料材料 应用于透镜系统110中的透镜元件使得能够针对可见光谱区域中的色像差来优化和校正 透镜系统110。可以选择透镜元件材料并且可以计算透镜元件的折光力分布以满足有效焦 距f和场曲率或珀兹伐和的校正。可通过如表IC所示调节透镜元件的曲率半径和非球面 系数或几何形状以及轴向间隔来减小光学像差的单色和彩色变化，以产生良好校正且均衡 的最小残余像差。图2对于如图1所示和表1A-1C中描述的紧凑摄远透镜系统110示出了 在半视角（HFOV = 18度）和范围从470nm到650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线 的图。
[0155] 表1A-1C中的光学处方描述了如图1所示的紧凑摄远透镜系统110的示例实施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的五个透镜元件，并且其中第二透镜元件L2具有负折 光力或负焦距f2和凸的物侧表面。此外，透镜系统110的透镜元件L2是负弯月形状的并 且具有正的曲率半径R4和R5,其中R4>R5,并且R4/R5>1. 0。
[0156] 在如表1A-1C中的光学处方所描述的透镜系统110的示例实施例中，透镜元件的 折光力分布成使得 f I = 2. 713mm，f2 = -3. 862mm，f3 = -21. 521mm，f4 = -3. 1 76mm 并且 f5 =4. 898mm。透镜元件LI是双凸透镜，其中曲率半径R2/R3 = -0. 172,并且L2具有曲率半径 R4/R5 = 5. 772。透镜元件L3和L4都是双凹形状的，分别具有曲率半径R6/R7 = -14. 564 和R8/R9 = -1.578。透镜元件L5是双凸形状的，其中曲率半径R10/R11 =-0. 604。示例实 施例中的透镜系统110中的透镜元件的表面的非球面系数在表IC中列出。通过根据透镜 元件的折光力分布的布置来配置透镜系统110并且如表1A-1C中所示地调节曲率半径和非 球面系数，可以减小透镜系统110的总轨道长度（TTL)(例如，如表IA中所示减小到5. 7mm) 并且可以有效地校正系统的像差以在小形状因数摄远相机100中获得高图像质量分辨率 的光学性能。
[0157] 图3是包括紧凑摄远透镜系统210的紧凑摄远相机200的示例实施例的截面图 示。透镜系统210包括具有折光力的五个透镜元件（201-205)。透镜系统210可被视为图 1的透镜系统110的变型并且两个透镜系统210和110的元件可以是相似的。然而，在透镜 系统210中，第二透镜元件L2 (202)具有负折光力或负焦距f2并且具有凹的物侧表面。
[0158] 表2A-2C提供了如图3所示的相机200和透镜系统210的示例实施例的各种光学 和物理参数的示例值。可以参考表1A-1C为透镜系统210提供光学处方。
[0159] 表2A-2C中的光学处方是针对如下的透镜系统210的：其在555nm波长下具有7mm 的有效焦距f、具有f/2. 8的焦比、36度的F0V、5. 7mm的TTL并且TTL/f等于0? 814。透镜 系统210是为覆盖470nm到650nm的可见光谱设计的紧凑成像透镜系统。
[0160] 透镜系统210的透镜元件LI、L2、L3、L4和L5可由具有如表2B中列出的折射率 和阿贝数的塑料材料构成。在透镜系统210的示例实施例中，透镜材料的选择与如表1A-1C 中列出的用于透镜系统110的光学处方中相同。关于透镜系统210,透镜元件Ll和L4可由 具有Vl = 56. 1的阿贝数的塑料材料构成。透镜元件L2、L3和L5可由具有V2 = 23. 3的 阿贝数的塑料材料构成。
[0161] 如表2A-2C中规定的透镜系统210被配置为如参考透镜系统110和表1A-1C所描 述的那样校正光学像差。图4示出了对于如图3所示和表2A-2C中描述的紧凑摄远透镜系 统210的在半视角（HF0V = 18度）上、对于轴上（on-axis)物场点（0度）到18度的轴外 (off-axis)场点以及在范围从470nm到650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线的图。
[0162] 表2A-2C中的光学处方描述了如图3所示的紧凑摄远透镜系统210的示例实施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的五个透镜元件，并且其中第二透镜元件L2具有负折 光力或负焦距f2和凹的物侧表面。此外，透镜元件L2是双凹形状的并且具有负的曲率半 径R4和正的曲率半径R5 ( S卩，R4〈0, R5>0,并且R4/R5〈0)。
[0163] 在如表2A-2C中的光学处方所描述的透镜系统210的示例实施例中，就焦距而言 透镜兀件的折光力分布为 fl = 2. 697mm，f2 = -4. 446mm, f3 = -12. 466mm, f4 = -2. 684mm 并且f5 = 4. 053mm。透镜元件LI是双凸透镜，其中R2/R3 = -0. 183。透镜元件L2、L3和L4 是双凹形状的，分别具有曲率半径R4/R5 = -4. 494，R6/R7 = -0. 606以及R8/R9 = -1. 20。 透镜元件L5是双凸形状的，其中R10/R11 = -1. 126。示例实施例中的透镜系统210中的透 镜元件的表面的非球面系数在表2C中列出。通过根据透镜元件的折光力分布的布置来配 置透镜系统210并且如表2A-2C中所示地调节曲率半径和非球面系数，可以减小透镜系统 210的总轨道长度（TTL)(例如，如表2A中所示减小到5. 7mm)并且可以有效地校正系统的 像差以在小形状因数摄远相机200中获得高图像质量分辨率的光学性能。
[0164] 图5是包括紧凑摄远透镜系统310的紧凑摄远相机300的示例实施例的截面图 示。透镜系统310包括具有折光力的五个透镜元件（301-305)。从物侧到像侧（图中从左到 右）沿着相机300的光轴AX布置的是孔径光阑AS、具有正折光力并且具有凸的物侧表面和 焦距H的第一透镜元件Ll (301)、具有负折光力并且具有凸的物侧表面和焦距f2的第二透 镜元件L2 (302)、具有正折光力并且具有凸的物侧表面和焦距f 3的第三透镜元件L3 (303)、 具有负折光力并且具有凹的物侧表面和焦距f4的第四透镜元件L4(304)以及具有正折光 力并且具有凸的像侧表面和焦距f5的第五透镜元件L5 (305)。透镜系统310在感光器320 的表面处形成像平面。在一些实施例中，红外（IR)滤光器可位于第五透镜元件L5与感光 器320之间。
[0165] 透镜系统310的有效焦距给定为f。紧凑摄远透镜系统110的总轨道长度（TTL) 是第一透镜元件Ll的物侧表面与像平面之间在光轴AX上的距离。透镜系统310被配置成 使得透镜系统310的摄远比率（TTL/f)满足关系：
[0166] 0. 74<TTL/f<l. 0〇
[0167] 可位于透镜元件LI的前表面处的孔径光阑AS决定透镜系统310的入射光瞳孔 径。透镜系统310焦比或F值f/#定义为透镜系统310的有效焦距f除以入射光瞳直径。 IR滤光器可起到阻挡可损坏或不利地影响感光器的红外辐射的作用，并且可被配置为对于 f没有影响。
[0168] 表3A-3C提供了如图5所不的相机300和透镜系统310的不例实施例的各种光学 和物理参数的示例值。可以参考表3A-3C为透镜系统310提供光学处方。
[0169] 参考表3A-3C，透镜系统310的实施例覆盖了从470nm到650nm的光谱的可见光区 中的应用，参考波长为555nm。表3A中所示的透镜系统310有效焦距f是在555nm下的标 称值。表3A-3C中的光学处方对于7mm的有效焦距f、在470nm到650nm的光谱上、在f/2. 8 下提供了高图像质量性能，覆盖了 36度的视角（FOV)。图5中示出的具有如表3A-3C所示 的光学处方的7mm焦距紧凑透镜系统310具有5. 6mm的总轨道长度（TTL)和0. 80的摄远 比率（TTL/f)。
[0170] 透镜系统310的五个透镜元件LI、L2、L3、L4和L5可由具有如表3B中列出的折 射率和阿贝数的塑料材料构成。如表3B中所示，在透镜系统310的至少一些实施例中，两 类塑料材料可用于透镜元件。透镜元件Ll和L4可由具有阿贝数Vl = 56. 1的同一塑料材 料构成，并且透镜元件L2、L3和L5可由具有阿贝数V2 = 23. 3的另一塑料材料构成。
[0171] 如表3A-3C中规定的透镜系统310被配置为如参考透镜系统110和表1A-1C所描 述的那样校正光学像差。图6示出了对于如图5所示和表3A-3C中描述的紧凑摄远透镜系 统310的在覆盖O - 18度的半视角（HFOV)上以及在范围从470nm到650nm的可见光谱带 上的多色光线像差曲线的图。
[0172] 表3A-3C中的光学处方描述了如图5所示的紧凑摄远透镜系统310的示例实施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的五个透镜元件，其中具有负折光力或负焦距f2的第 二透镜元件L2具有凸的物侧表面，并且具有正折光力或正焦距f3的第三透镜元件L3具有 凸的物侧表面。此外，在此实施例中，透镜元件L2是负弯月形状的并且具有正的曲率半径 R4和R5,其中R4>R5并且R4/R5>1. 0。透镜元件L3是正弯月形状的并且具有正的曲率半径 R6 和 R7,其中 R6〈R7 并且 0〈R6/R7〈1. 0。
[0173] 在如表3A-3C中的光学处方所描述的透镜系统310的示例实施例中，就焦距而言 透镜元件的折光力分布为 fl = 2. 762mm，f2 = -3. 511mm，f3 = 82. 286mm，f4 = -3. 262mm 并且f5 = 5. 759mm。透镜元件LI和L5都是双凸形状的，其中R2/R3 = -0. 206并且RlO/ Rll = -O. 148。负弯月透镜元件L2的形状具有曲率半径R4/R5 = 3. 15。透镜元件L3具 有正折光力并且是正弯月形状的，其中曲率半径R6/R7 = 0. 739。透镜元件L4是双凹形状 的，其中曲率半径R8/R9 = -2. 775。示例实施例中的透镜系统310中的紧凑成像系统的表 面的非球面系数在表3C中列出。通过根据透镜元件的折光力分布的布置来配置透镜系统 310并且如表3A-3C中所示地调节曲率半径和非球面系数，可以减小透镜系统310的总轨道 长度（TTL)(例如，如表3A中所示减小到5. 6mm)并且可以有效地校正系统的像差以在小形 状因数摄远相机300中获得高图像质量分辨率的光学性能。
[0174] 图7是包括紧凑摄远透镜系统410的紧凑摄远相机400的示例实施例的截面图 示，其中紧凑摄远透镜系统410包括具有折光力的四个透镜元件（401-404)，而不是如图 1、3和5中所示的五个透镜元件。从物侧到像侧（图中从左到右）沿着相机400的光轴 AX布置的是孔径光阑AS、具有正折光力并且具有凸的物侧表面和焦距fl的第一透镜元件 Ll (401)、具有负折光力和焦距f2的第二透镜元件L2 (402)、具有负折光力和焦距f3的第 三透镜元件L3 (403)以及具有正折光力和焦距f4的第四透镜元件L4 (404)。透镜系统410 在感光器420的表面处形成像平面。在一些实施例中，红外（IR)滤光器可位于第五透镜元 件L5与感光器420之间。
[0175] 透镜系统410的有效焦距给定为f。紧凑摄远透镜系统410的总轨道长度（TTL) 是第一透镜元件Ll的物侧表面与像平面之间在光轴AX上的距离。透镜系统410被配置成 使得透镜系统410的摄远比率（TTL/f)满足关系：
[0176] 0? 74〈TTL/f〈l. 0。
[0177] 可位于透镜元件LI的前表面处的孔径光阑AS决定透镜系统410的入射光瞳孔 径。透镜系统410焦比或F值f/#定义为透镜系统410的有效焦距f除以入射光瞳直径。 IR滤光器可起到阻挡可损坏或不利地影响感光器的红外辐射的作用，并且可被配置为对于 f没有影响。
[0178] 表4A-4C提供了如图7所示的相机400和透镜系统410的示例实施例的各种光学 和物理参数的不例值。可以参考表4A-4C为透镜系统410提供光学处方。
[0179] 参考表4A-4C，透镜系统410的实施例覆盖了从470nm到650nm的光谱的可见光区 中的应用，参考波长为555nm。表4A中所示的7mm有效焦距f?是在555nm下的标称值。表 4A-4C中的光学处方在470nm到650nm的光谱上、对于覆盖36度的视角（FOV)的透镜系统 410在f/2. 8下提供了高图像质量性能。图7中示出的具有如表4A-4C所示的光学处方的 紧凑透镜系统410具有5. 7mm的总轨道长度（TTL)和0. 814的摄远比率（TTL/f)。
[0180] 透镜系统410的四个透镜元件LI、L2、L3和L4可由具有如表4B中列出的折射率 和阿贝数的塑料材料构成。如表4B中所示，在至少一些实施例中，两类塑料材料可用于透 镜元件。透镜元件Ll和L3可由具有阿贝数Vl = 56. 1的同一塑料材料构成，并且透镜元 件L2和L4可由具有阿贝数V2 = 23. 3的另一塑料材料构成。
[0181] 如表4A-4C中规定的透镜系统410被配置为如参考透镜系统110和表1A-1C所描 述的那样校正光学像差。图8示出了对于如图7所示和表4A-4C中描述的紧凑摄远透镜系 统410的在覆盖0 - 18度的半视角（HFOV)上以及在范围从470nm到650nm的可见光谱带 上的多色光线像差曲线的图。
[0182] 表4A-4C中的光学处方描述了如图7所不的紧凑摄远透镜系统410的不例实施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的四个透镜元件，其中具有负折光力或负焦距f2的第 二透镜元件L2具有凸的物侧表面，具有负折光力或负焦距f3的第三透镜元件L3具有凹的 物侧表面，并且具有正折光力或正焦距f4的第四透镜元件L4具有凸的物侧表面。此外，在 特定的实施例中，透镜元件Ll是双凸形状的，并且透镜元件L2是负弯月形状的并且具有正 的曲率半径R4和R5,其中R4>R5并且R4/R5>1. 0。透镜元件L3是双凹形状的，并且透镜元 件L4是正弯月形状的并且具有正的曲率半径R8和R9,其中R8〈R9并且0〈R8/R9〈1. 0。
[0183] 在如表4A-4C中的光学处方所描述的透镜系统410的示例实施例中，就焦距而 言透镜元件的折光力分布为fl = 2. 911mm，f2 = -4. 152mm，f3 = -4. 4093mm并且f4 = 7. 287mm。透镜元件LI和L2间隔很近，使得LI和L2的组合可被认为是正折光力或正焦距 H2的空气间隔双合透镜。透镜元件L3和L3也间隔很近，使得L3和L4的组合可被认为是 具有负折光力和负焦距f34的双合透镜。在如表4A-4C中的光学处方所描述的透镜系统410 的示例实施例中，fl2 = 5. 80mm，并且f34 = -8. 87mm，并且两个空气间隔双合透镜相隔T5 =2. 3327mm的轴向距离。透镜元件Ll是双凸形状的，其中曲率半径R2/R3 = -0. 196。负弯 月透镜元件L2具有曲率半径R4/R5 = 2. 726。利用曲率半径的这种布置，Ll和L2的组合是 高斯型的空气间隔双合透镜。透镜元件L3是双凹形状的，其中曲率半径R6/R7 = -314. 045。 透镜元件L4具有曲率半径R8/R9 = 0. 479。透镜系统410的这个示例实施例中的透镜元件 的表面的非球面系数在表4C中列出。通过根据透镜元件的折光力分布的布置来配置透镜 系统410并且如表4A-4C中所示地调节曲率半径和非球面系数，可以减小透镜系统410的 总轨道长度（TTL)(例如，如表4A中所示减小到5. 7mm)并且可以有效地校正系统的像差以 在小形状因数摄远相机400中获得高图像质量分辨率的光学性能。
[0184] 表5A-5C提供了如图7所示的相机400和透镜系统410的替换示例实施例的各种 光学和物理参数的示例值。可以参考表5A-5C为透镜系统410提供替换的光学处方。
[0185] 参考表5A-5C，在具有7mm的有效焦距f、f/2. 6、36度的F0V、5. 85mm的ITL和ITL/ f = 0. 836的情况下描述如图7所示的具有四个透镜元件的紧凑摄远透镜系统410的实施 例。表5A-5C中的光学处方描述了透镜系统410的一实施例，其中具有负折光力和焦距的 透镜元件L2和L3都具有凸的物侧表面。在这个特定的实施例中，L2和L3在光轴AX的附 近都是负弯月形状的。透镜元件L3具有正曲率半径R6和R7,其中R6>R7并且R6/R7>1. 0。 图9示出了对于如图7所示和表5A-5C中描述的紧凑摄远透镜系统410的在覆盖O - 18度 的半视角（HFOV)上以及在范围从470nm到650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线的 图。
[0186] 表5A-5C中的光学处方描述了如图7所不的紧凑摄远透镜系统410的不例实施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的四个透镜元件，其中就焦距而言透镜元件LI、L2、L3 和 L4 的折光力分布为 f I = 2. 936mm，f2 = -4. 025mm，f3 = -4. 101mm，并且 f4 = 6. 798mm。 透镜元件LI和L2间隔很近，使得LI和L2的组合可被认为是正折光力或正焦距H2的空 气间隔双合透镜。透镜元件L3和L3也间隔很近，使得L3和L4的组合可被认为是具有负 折光力和负焦距f34的双合透镜。在如表5A-5C中的光学处方所描述的透镜系统410的示 例实施例中，fl2 = 5. 922mm，并且f34 = -9. 70mm，并且两个空气间隔双合透镜相隔T5 = 2. 2376mm的轴向距离。透镜元件Ll是双凸形状的，其中R2/R3 =-0.225。负弯月透镜元 件L2具有曲率半径R4/R5 = 3. 782。利用曲率半径的这种布置，Ll和L2的组合是高斯型 的空气间隔双合透镜。透镜元件L3是负弯月形状的，其中曲率半径R6/R7 = 15.625。透镜 元件L4具有顶点曲率半径R8/R9 = 0. 462。透镜系统410的这个示例实施例中的透镜元件 的表面的非球面系数在表5C中列出。通过根据透镜元件的折光力分布的布置来配置透镜 系统410并且如表5A-5C中所示地调节曲率半径和非球面系数，可以减小透镜系统410的 总轨道长度（TTL)(例如，如表5A中所示减小到5. 85mm)并且可以有效地校正系统的像差 以在小形状因数摄远相机400中获得高图像质量分辨率的光学性能。
[0187] 表6A-6C提供了如图7所示的相机400和透镜系统410的另一替换的示例实施例 的各种光学和物理参数的不例值。可以参考表6A-6C为透镜系统410提供另一种替换的光 学处方。
[0188] 参考表6八-6(：，在具有7_的有效焦距€、以2.5、36度的？0￥、5.9_的1'11和0.842 的摄远比率（TTL/f)的情况下描述如图7所示的具有四个透镜元件的紧凑摄远透镜系统 410的实施例。表6A-6C中的光学处方描述了透镜系统410的一实施例，其中正透镜元件Ll 是双凸形状的，负透镜元件L2和L3都具有凸的物侧表面并且是弯月形状的，并且正透镜元 件L4具有凸的物侧表面并且是正弯月形状的。图10示出了对于如图7所示和表6A-6C中 描述的紧凑摄远透镜系统410的在覆盖0 - 18度的半视角HFOV上以及在范围从470nm到 650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线的图。
[0189] 表6A-6C中的光学处方描述了如图7所不的紧凑摄远透镜系统410的不例实施 例，其包括具有折光力和有效焦距f?的四个透镜元件，其中就焦距而言透镜元件LI、L2、L3 和 L4 的折光力分布为 f I = 2. 932mm，f2 = -3. 872mm，f3 = -4. 250mm，并且 f4 = 6. 668mm。 透镜元件LI和L2间隔很近，使得LI和L2的组合可被认为是正折光力或正焦距H2的空 气间隔双合透镜。透镜元件L3和L3也间隔很近，使得L3和L4的组合可被认为是具有负 折光力和负焦距f34的双合透镜。在如表6A-6C中的光学处方所描述的透镜系统410的 示例实施例中，fl2 = 6. 063mm，f34 = -10. 744mm，并且两个空气间隔双合透镜相隔T5 = 2. 2096mm的轴向距离。透镜元件Ll是双凸形状的，其中曲率半径R2/R3 =-0. 258,并且负 弯月透镜元件L2具有曲率半径R4/R5 = 3. 936。利用曲率半径的这种布置，Ll和L2的组 合是高斯型的空气间隔双合透镜。在如表6A-6C中的光学处方所描述的透镜系统410的示 例实施例中，透镜元件L3是负弯月形状的，其中曲率半径R6/R7 = 5. 750。透镜元件L4具 有顶点曲率半径R8/R9 = 0. 470。透镜系统410的这个示例实施例中的透镜元件的表面的 非球面系数在表6C中列出。通过根据透镜元件的折光力分布的布置来配置透镜系统410 并且如表5A-5C中所示地调节曲率半径和非球面系数，可以减小透镜系统410的总轨道长 度（TTL)(例如，如表6A中所示减小到5. 9mm)并且可以有效地校正系统的像差以在小形状 因数摄远相机400中获得高图像质量分辨率的光学性能。
[0190] 图11是包括紧凑摄远透镜系统510的紧凑摄远相机500的示例实施例的截面图 示。透镜系统510包括具有折光力的五个透镜元件（501-505)。透镜系统510可被视为图 1和3的透镜系统110或210或者图5的透镜系统310的变型，并且透镜系统的元件可以是 相似的。然而，在透镜系统510中，孔径光阑位于第一透镜元件501处并且在透镜系统510 的前顶点后方，而不是如图1、3和5中所示地在透镜系统的前顶点处或者在透镜系统的前 顶点前方。
[0191] 表7A-7C提供了如图11所不的相机500和透镜系统510的不例实施例的各种光学 和物理参数的不例值。可以参考表7A-7C为透镜系统510提供光学处方。表7A-7C中的光 学处方是针对如下透镜系统510的：其在555nm波长下具有7mm的有效焦距f、具有f/2. 8 的焦比、36度的F0V、6. Omm的TTL并且TTL/f等于0? 857。透镜系统510是为覆盖470nm 到650nm的可见光谱设计的紧凑成像透镜系统。
[0192] 透镜系统510的透镜元件LI、L2、L3、L4和L5可由具有如表7B中列出的折射率 和阿贝数的塑料材料构成。关于透镜系统510,透镜元件Ll和L4可由具有Vl = 56. 1的阿 贝数的塑料材料构成。透镜元件L2、L3和L5可由具有V2 = 23. 3的阿贝数的塑料材料构 成。
[0193] 如表7A-7C中规定的透镜系统510被配置为如参考透镜系统110和表1A-1C所描 述的那样校正光学像差。图12示出了对于如图11所示和表7A-7C中描述的紧凑摄远透镜 系统510的在半视角（HF0V = 18度）上、对于轴上物场点（0度）到18度的轴外场点以及 在范围从470nm到650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线的图。
[0194] 示例实施例中的透镜系统510中的透镜元件的表面的非球面系数在表7C中列出。 通过根据透镜元件的折光力分布的布置来配置透镜系统510并且如表7A-7C中所示地调节 曲率半径和非球面系数，可以减小透镜系统510的总轨道长度（TTL)(例如，如表7A中所示 减小到6. Omm)并且可以有效地校正系统的像差以在小形状因数摄远相机500中获得高图 像质量分辨率的光学性能。
[0195] 图13是包括紧凑摄远透镜系统610的紧凑摄远相机600的示例实施例的截面图 示。透镜系统610包括具有折光力的五个透镜元件（601-605)。透镜系统610可被视为图 1、3和5各自的透镜系统110、210或310或者图11的透镜系统510的变型，并且透镜系统 的元件可以是相似的。然而，在透镜系统610中，孔径光阑位于透镜系统610的第一透镜元 件601与第二透镜元件602之间，而不是如图1、3、5和11中所示在第一透镜元件处或在第 一透镜兀件前方。
[0196] 表8A-8C提供了如图13所不的相机600和透镜系统610的不例实施例的各种光学 和物理参数的不例值。可以参考表8A-8C为透镜系统610提供光学处方。表8A-8C中的光 学处方是针对如下透镜系统610的：其在555nm波长下具有7mm的有效焦距f、具有f/2. 8 的焦比、36度的F0V、6. Omm的TTL并且TTL/f等于0? 857。透镜系统610是为覆盖470nm 到650nm的可见光谱设计的紧凑成像透镜系统。
[0197] 透镜系统610的透镜元件LI、L2、L3、L4和L5可由具有如表8B中列出的折射率 和阿贝数的塑料材料构成。关于透镜系统610,透镜元件Ll和L4可由具有Vl = 56. 1的阿 贝数的塑料材料构成。透镜元件L2、L3和L5可由具有V2 = 23. 3的阿贝数的塑料材料构 成。
[0198] 如表8A-8C中规定的透镜系统610被配置为如参考透镜系统110和表1A-1C所描 述的那样校正光学像差。图14示出了对于如图13所示和表8A-8C中描述的紧凑摄远透镜 系统610的在半视角（HF0V = 18度）上、对于轴上物场点（0度）到18度的轴外场点以及 在范围从470nm到650nm的可见光谱带上的多色光线像差曲线的图。
[0199] 示例实施例中的透镜系统610中的透镜元件的表面的非球面系数在表8C中列出。 通过根据透镜元件的折光力分布的布置来配置透镜系统610并且如表8A-8C中所示地调节 曲率半径和非球面系数，可以减小透镜系统610的总轨道长度（TTL)(例如，如表8A中所示 减小到6. Omm)并且可以有效地校正系统的像差以在小形状因数摄远相机600中获得高图 像质量分辨率的光学性能。
[0200] 图15是根据至少一些实施例的用于利用如图1、3、5、11和13所示的具有包括五 个透镜元件的摄远透镜系统的相机来捕捉图像的方法的高级别流程图。如1100处所示，通 过孔径光阑在相机的第一透镜元件处接收来自相机前方的物场的光。在一些实施例中，孔 径光阑可位于透镜系统的前顶点处，或者在前顶点与物平面之间，如图1、3和5中所示。另 选地，孔径光阑可位于透镜系统的前顶点的后方，如图11和13所示，例如如图11所示位于 第一透镜元件处，或者如图13所示位于第一和第二透镜元件之间。如1102处所示，第一透 镜元件将光折射到第二透镜元件。如1104处所示，光随后被第二透镜元件折射到第三透镜 元件。如1106处所示，光随后被第三透镜元件折射到第四透镜元件。如1108处所示，光随 后被第四透镜元件折射到第五透镜元件。如1110处所示，光被第五透镜元件折射以在位于 感光器的表面处或该表面附近的像平面处形成图像。如1112处所示，图像被感光器捕捉。 虽然没有示出，但在一些实施例中，光可通过IR滤光器，该IR滤光器可例如位于第五透镜 元件与感光器之间。
[0201] 在一些实施例中，可以如图1中所示并且根据表1A-1C中提供的光学处方来配置 五个透镜元件。另选地，可以如图3中所示并且根据表2A-2C中提供的光学处方来配置五 个透镜元件。作为另一种替换，可以如图5中所示并且根据表3A-3C中提供的光学处方来 配置五个透镜元件。作为另外一种替换，可以如图11中所示并且根据表7A-7C中提供的光 学处方来配置五个透镜元件。作为再一种替换，可以如图13中所示并且根据表8A-8C中 提供的光学处方来配置五个透镜元件。然而，注意，在实现相似的光学结果的同时，关于表 1A-1C、2A-2C、3A-3C、7A-7C和8A-8C中给出的示例的变型是可能的。
[0202] 图16是根据至少一些实施例的用于利用如图7所示的具有包括四个透镜元件的 摄远透镜系统的相机来捕捉图像的方法的流程图。如1200处所示，通过孔径光阑在相机的 第一透镜元件处接收来自相机前方的物场的光。虽然图7示出了位于透镜系统的前顶点处 的孔径光阑，但在一些实施例中，孔径光阑的位置可以更靠近或更远离第一透镜元件。另 夕卜，在一些实施例中，孔径光阑可位于摄远透镜系统中的别处。仅作为一个示例，孔径光阑 可位于第一和第二透镜元件之间。
[0203] 如1202处所示，第一透镜元件将光折射到第二透镜元件。如1204处所示，光随后 被第二透镜元件折射到第三透镜元件。如1206处所示，光随后被第三透镜元件折射到第四 透镜元件。如1208处所示，光被第四透镜元件折射以在位于感光器的表面处或该表面附近 的像平面处形成图像。如1210处所示，图像被感光器捕捉。虽然没有示出，但在一些实施 例中，光可通过IR滤光器，该IR滤光器可例如位于第四透镜元件与感光器之间。
[0204] 在一些实施例中，可以如图7中所示并且根据表4A-4C中提供的光学处方来配置 四个透镜元件。另选地，可以如图7中所示并且根据表5A-5C中提供的光学处方来配置四个 透镜元件。作为另一种替换，可以如图7中所示并且根据表6A-6C中提供的光学处方来配 置四个透镜元件。然而，注意，在实现相似的光学结果的同时，关于表4A-4C、5A-5C和6A-6C 中给出的示例的变型是可能的。
[0205] 示例诱镜系统表格
[0206] 以下表格提供了如本文中参考图1至14所描述的摄远透镜系统和相机的示例实 施例的各种光学和物理参数的示例值。表1A-1C对应于如图1所示的具有五个透镜元件的 透镜系统110的示例实施例。表2A-2C对应于如图3所示的具有五个透镜元件的透镜系统 210的示例实施例。表3A-3C对应于如图5所示的具有五个透镜元件的透镜系统310的示例 实施例。表4A-4C、5A-5C和6A-6C对应于如图7所示的具有四个透镜元件的透镜系统410 的三个不同的示例实施例。表7A-7C对应于如图11所示的具有五个透镜元件的透镜系统 510的示例实施例。表8A-8C对应于如图13所示的具有五个透镜元件的透镜系统510的示 例实施例。
[0207] 在表格中，除非另有规定，否则所有尺寸都是以毫米为单位的。"S#"代表表面号 码。正半径表明曲率中心在该表面的右侧。负半径表明曲率中心在该表面的左侧。"INF" 代表无穷远（如光学中所使用的）。"ASP"表示非球面表面，并且"FLAT"表示平坦表面。厚 度（或间隔）是到下一表面的轴向距离。设计波长表示成像光学系统的光谱带中的波长。
[0208] 对于透镜元件和IR滤光器的透镜元件，提供在氦d线波长下的折射率Nd，以及相 对于d线和氢的C线和F线的阿贝数Vd。阿贝数Vd可由下式定义：
[0209] Vd = (Nd - I) / (Nf - Nc),
[0210] 其中Nf和N。分别是材料在氢的F线和C线处的折射率值。
[0211] 参考非球面常数的表格（表1(：、2(：、3(：、4(：、5(：、6(：、7(：和8〇，描述非球面表面的非 球面方程可由下式给出：
【权利要求】
1. 一种相机，其特征在于包括： 被配置为捕捉被投射到感光器的表面上的光的所述感光器；以及 被配置为折射来自位于所述相机的前方的物场的光以在所述感光器的所述表面处的 像平面处形成场景的图像的摄远透镜系统，其中所述透镜系统包括沿着所述相机的光轴布 置的多个折射型透镜元件，其中所述多个透镜元件中的至少一个透镜元件的至少一个表面 是非球面的；并且 其中所述透镜系统具有有效焦距f，其中所述透镜系统的总轨道长度（TTL)是6. 0毫米 或更小，并且其中所述透镜系统的摄远比率（TTL/f)在0. 74到1. 0的范围内。
2. 如权利要求1所述的相机，其特征在于，所述透镜系统的有效焦距f?在6. 0毫米到 8. 0毫米的范围内，并且所述透镜系统的焦比在2. 4到10. 0的范围内。
3. 如权利要求1所述的相机，其特征在于，所述透镜系统的有效焦距f?是7. 0毫米，并 且所述透镜系统的焦比是2. 8。
4. 如权利要求1所述的相机，其特征在于，所述摄远透镜系统还包括位于所述透镜系 统的第一透镜元件处或该第一透镜元件前方或者位于所述透镜系统的第一透镜元件与第 二透镜元件之间的孔径光阑。
5. 如权利要求5所述的相机，其特征在于，所述孔径光阑是能调节以提供2. 4到10的 范围内的焦比的孔径光阑。
6. 如权利要求1所述的相机，其特征在于，所述多个透镜元件中的至少两个透镜元件 是由第一塑料材料构成的，并且所述多个透镜元件中的至少两个其他透镜元件是由具有与 所述第一塑料材料不同的光学特性的第二塑料材料构成的。
7. 如权利要求1所述的相机，其特征在于，所述多个透镜元件从物侧到像侧沿着光轴 按顺序包括： 具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件； 具有负折光力的第二透镜元件； 具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第三透镜元件； 具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第四透镜元件；以及 具有正折光力并且具有凸的像侧表面的第五透镜元件。
8. 如权利要求7所述的相机，其特征在于，所述第一透镜元件是双凸透镜，并且所述第 一透镜元件的焦距fl满足条件0. 35〈fl/f〈0. 45。
9. 如权利要求7所述的相机，其特征在于，所述第二透镜元件具有凸的物侧表面或凹 的物侧表面，并且所述第三透镜元件和所述第四透镜元件中的一者或两者是双凹透镜。
10. 如权利要求1所述的相机，其特征在于，所述多个透镜元件从物侧到像侧沿着光轴 按顺序包括： 具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件； 具有负折光力并且具有凸的物侧表面的第二透镜元件； 具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第三透镜元件； 具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第四透镜元件；以及 具有正折光力并且具有凸的像侧表面的第五透镜元件。
11. 如权利要求10所述的相机，其特征在于，所述第五透镜元件具有正焦距f5、顶点曲 率半径R10和R11，并且满足条件0. 75〈f5/f〈l. 2和-1〈R10/R11〈0。
12. 如权利要求1所述的相机，其特征在于，所述多个透镜元件从物侧到像侧沿着光轴 按顺序包括： 具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件； 具有负折光力的第二透镜元件； 具有负折光力的第三透镜元件；以及 具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第四透镜元件。
13. 如权利要求12所述的相机，其特征在于， 所述第三透镜元件具有焦距f3、曲率半径R6和R7,并且满足条件-0. 7〈f3/f〈-0. 4 和-500〈R6/R7〈20 ;并且 所述第四透镜元件具有焦距f4、曲率半径R8和R9,并且满足条件0. 8〈f4/f〈l. 5和 0. 0〈R8/R9〈1. 0。
14. 如权利要求12所述的相机，其特征在于，所述第一透镜元件和所述第二透镜元件 形成具有正折光力和满足关系〇. 75〈n2/f〈l. 0的焦距H2的高斯型双合透镜，并且所述第 三透镜元件和所述第四透镜元件形成具有负折光力和满足关系-2. 0〈f34/f〈-l. 0的焦距 f34的空气间隔双合透镜。
15. 如权利要求12所述的相机，其特征在于，所述第二透镜元件具有凸的物侧表面，并 且所述第三透镜元件具有凸的物侧表面或凹的物侧表面。
16. -种摄远透镜系统，其特征在于包括： 沿着所述摄远透镜系统的光轴布置的多个折射型透镜元件，其中所述多个透镜元件中 的至少一个透镜元件的至少一个表面是非球面的； 其中所述摄远透镜系统具有在6. 0毫米到8. 0毫米的范围内的有效焦距f，其中所述 摄远透镜系统的总轨道长度（TTL)是7.0毫米或更小，并且其中所述透镜系统的摄远比率 (TTL/f)在0? 74到1. 0的范围内；并且 其中所述多个透镜元件中的至少两个透镜元件是由第一材料构成的，并且其中所述多 个透镜元件中的至少两个其他透镜元件是由具有与所述第一材料不同的光学特性的第二 材料构成的。
17. 如权利要求16所述的摄远透镜系统，其特征在于，所述多个透镜元件从物侧到像 侧沿着光轴按顺序包括： 具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件； 具有负折光力的第二透镜元件； 具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第三透镜元件； 具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第四透镜元件；以及 具有正折光力并且具有凸的像侧表面的第五透镜元件。
18. 如权利要求16所述的摄远透镜系统，其特征在于，所述多个透镜元件从物侧到像 侧沿着光轴按顺序包括： 具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件； 具有负折光力并且具有凸的物侧表面的第二透镜元件； 具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第三透镜元件； 具有负折光力并且具有凹的物侧表面的第四透镜元件；以及 具有正折光力并且具有凸的像侧表面的第五透镜元件。
19. 如权利要求16所述的摄远透镜系统，其特征在于，所述多个透镜元件从物侧到像 侧沿着光轴按顺序包括： 具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第一透镜元件； 具有负折光力的第二透镜元件； 具有负折光力的第三透镜元件；以及 具有正折光力并且具有凸的物侧表面的第四透镜元件。
20. -种设备，其特征在于包括： 一个或多个处理器； 一个或多个相机；以及 包括可由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行来控制所述一个或多个相 机的操作的指令的存储器； 其中所述一个或多个相机中的至少一个相机是摄远相机，该摄远相机包括： 被配置为捕捉被投射到感光器的表面上的光的所述感光器；以及 被配置为折射来自位于所述相机的前方的物场的光以在邻近所述感光器的所述表面 的像平面处形成场景的图像的摄远透镜系统，其中所述透镜系统包括沿着所述相机的光轴 布置的多个折射型透镜元件，其中所述多个透镜元件中的至少一个透镜元件的至少一个表 面是非球面的；并且 其中所述摄远透镜系统具有有效焦距f，其中所述透镜系统的总轨道长度（TTL)是6.0 毫米或更小，并且其中所述透镜系统的摄远比率（TTL/f)在0. 74到1. 0的范围内。
【文档编号】G02B13/18GK204143050SQ201420642436
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】R·I·默卡多 申请人:苹果公司