变焦透镜和成像装置的制作方法

技术特征：
1.一种光学系统，所述光学系统包括：光折叠元件，所述光折叠元件被配置为将所接收的光反射到光轴上；至少三个透镜组，每个透镜组包括一个或多个相应的透镜元件，每个透镜组沿所述光轴定位以接收和折射沿所述光轴导向的所述光的至少一部分；和至少三个致动器，每个致动器与所述透镜组中的相应一个透镜组耦接，所述致动器中的每个致动器被配置为：接收针对相应的透镜组的指示沿所述光轴的对应位移方向的对应信号；以及响应于接收到所述对应信号，将所述相应的透镜组沿所述光轴在所述对应位移方向上移动对应位移，其中所述光学系统的光圈数小于f/3.0。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述至少三个致动器中的第一致动器被配置为沿所述光轴在一个方向上移位所述透镜组中的一个透镜组，而所述至少三个致动器中的另外两个致动器沿所述光轴在相反方向上移位所述至少三个透镜组中的另外两个透镜组。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中为了增大所述光学系统的焦距，所述至少三个致动器被配置为：沿所述光轴在朝向所接收的光被导向的图像平面的方向上移动所述至少三个透镜组中的特定一个透镜组；以及沿所述光轴在远离所述图像平面的另一方向上移动所述至少三个透镜组中的另外两个透镜组。4.根据权利要求1所述的光学系统，其中为了减小所述光学系统的焦距，所述至少三个致动器被配置为：沿所述光轴在远离所接收的光被导向的图像平面的方向上移动所述至少三个透镜组中的特定一个透镜组；以及沿所述光轴在朝向所述图像平面的另一方向上移动所述至少三个透镜组中的另外两个透镜组。5.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光折叠元件包括具有大于或等于1.7的折射率的棱镜元件或反射镜。6.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光学系统在与所述光学系统相关联的最大焦距状态下具有焦距c，并且所述透镜组中与所述透镜组中的其他透镜组相比沿所述光轴更靠近所述光折叠元件的一个透镜组具有负屈光度和焦距b，并且满足焦距b与焦距c的比率(b/c)介于-0.6和-0.1之间的关系。7.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光学系统具有至少78毫米并且小于或等于130毫米的35mm等效焦距。8.根据权利要求1所述的光学系统，所述至少三个透镜组沿所述光轴依次包括：第一透镜组，所述第一透镜组包括固定透镜，所述固定透镜具有正屈光度并且在所述光轴上位置固定；第二透镜组，所述第二透镜组包括一个或多个透镜并且具有负屈光度，并且能沿所述光轴移动；第三透镜组，所述第三透镜组包括一个或多个透镜并且具有正屈光度，其中所述第三
透镜组沿所述光轴位置固定；第四透镜组，所述第四透镜组包括一个或多个透镜并且具有正屈光度，其中所述第四透镜组能沿所述光轴移动；第五透镜组，所述第五透镜组包括一个或多个透镜并且具有负屈光度，其中所述第五透镜组能沿所述光轴移动；和第六透镜组，所述第六透镜组包括一个或多个透镜并且具有正屈光度，其中所述第六透镜组沿所述光轴位置固定。9.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光学系统被配置为提供介于78mm和130mm之间的35mm等效焦距。10.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光学系统的光圈数介于f/2.3和f/2.9之间。11.一种方法，包括：控制器接收对于改变与光学系统相关联的焦距的请求，所述光学系统包括光折叠元件和串行地定位在光轴上的多个透镜组；以及响应于所述请求，从所述控制器发送相应的信号到至少三个致动器中的每一者，所述至少三个致动器中的每一者被配置为响应于接收到相应的命令信号而沿所述光轴移动所述光学系统的相应透镜组，导致改变与所述光学系统相关联的所述焦距，其中所述光学系统的光圈数小于f/3.0。12.根据权利要求11所述的方法，其中发送所述相应的信号还包括：向所述至少三个致动器中的第一致动器发送第一信号，以沿所述光轴在第一方向上移动用于所述第一致动器的所述相应透镜组；向所述至少三个致动器中的第二致动器发送第二信号，以沿所述光轴在与所述第一方向相反的第二方向上移动用于所述第二致动器的所述相应透镜组；以及向所述至少三个致动器中的第三致动器发送第三信号，以沿所述光轴在所述第二方向上移动用于所述第三致动器的所述相应透镜组。13.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：在所述控制器处接收对于将输出图像聚焦到由所述光学系统折射的光产生的图像平面上的请求；以及响应于所述请求，发送对应的聚焦信号到所述至少三个致动器中的一个致动器，以改变被配置为由相应致动器移动的所述至少三个透镜组中更靠近所述图像平面的所述相应透镜组的位置。14.一种相机，包括：图像传感器，所述图像传感器被配置为感测入射在所述图像传感器的与光轴相交的表面上的光；光学系统，所述光学系统包括：光折叠元件，所述光折叠元件被配置为沿输入轴在所述透镜系统的对象侧处接收光，以及沿所述光轴反射所接收的光；和至少三个透镜组，所述至少三个透镜组沿所述光轴位于所述光折叠元件和所述图像传感器之间，并且被配置为折射已沿所述光轴反射的所述接收的光用于图像，
其中所述光学系统的光圈数小于f/3.0；至少三个致动器，每个致动器被配置为移动所述至少三个透镜组中的相应一个透镜组；和控制器，所述控制器被配置为接收对于将所述光学系统的焦距从当前焦距改变为所请求的焦距的请求，并且响应于所述请求，发送多个不同的命令，每个命令被发送到所述至少三个致动器中的对应致动器；其中所述至少三个致动器中的每个致动器被配置为接收所述多个命令中的相应命令并且响应于接收到所述相应命令：沿所述光轴在对应命令中所指示的对应移动方向上移动所述透镜组中的所述相应一个透镜组。15.根据权利要求14所述的相机，其中所述请求的焦距大于所述当前焦距，并且所述控制器响应于所接收的请求被配置为：向所述致动器中的一个致动器发送对应的信号，以沿所述光轴在朝向所述接收的光被导向的图像平面的特定方向上移动相应的透镜组；以及向所述致动器中的另外两个致动器中的每一者发送对应的信号，以在与所述特定方向相反的相反方向上移动所述透镜组中的相应透镜组。16.根据权利要求14所述的相机，其中所述请求的焦距小于所述当前焦距，并且所述控制器响应于所接收的请求被配置为：向所述致动器中的一个致动器发送对应的信号，以沿所述光轴在远离所述接收的光被导向的图像平面的特定方向上移动相应的透镜组；以及向所述致动器中的另外两个致动器中的每一者发送对应的信号，以在与所述特定方向相反的相反方向上移动所述透镜组中的相应透镜组。17.根据权利要求14所述的相机，其中所述透镜组中的一个透镜组包括具有正屈光度并且色散系数大于60的透镜。18.根据权利要求14所述的相机，其中所述光学系统在最大放大率下具有焦距c，所述透镜组中的一个透镜组具有焦距b，并且其中所述焦距b与所述焦距c的比率(b/c)在-0.6至-0.1的数值范围内。19.根据权利要求14所述的相机，其中在垂直于所述光轴的轴上测量的所述光学系统的高度小于或等于6毫米。20.根据权利要求14所述的相机，所述至少三个致动器被配置为沿所述光轴移动所述至少三个透镜组，导致35mm等效焦距在78mm和130mm之间的变化。

技术总结
本公开涉及变焦透镜和成像装置。透镜系统在可在蜂窝电话中的薄型相机(透镜系统高度小于或等于6mm)中提供缩放功能(可变放大率)。透镜系统包括能沿公共光轴移动的至少三个可移动透镜组。这三个可移动透镜组中的每一个可移动透镜组耦接到对应的致动器。响应于对焦距或放大率的改变的请求，控制器向致动器中的每个致动器发送对应的信号，将对应的透镜组在对应的方向上移动对应的距离。各个可移动透镜组可在不同的移动方向上移动不同的距离。透镜系统的光圈数小于f/3.0。通过调节可移动透镜组中的一个可移动透镜组沿光轴的位置来实现投射到图像传感器上的图像的聚焦。到图像传感器上的图像的聚焦。到图像传感器上的图像的聚焦。


技术研发人员：细井正晴 筱原义和
受保护的技术使用者：苹果公司
技术研发日：2021.08.12
技术公布日：2022/2/23